液晶移相器是一种以液晶作为电光材料的可编程光学相控阵列。对液晶移相器的电极施加周期性电压时,由于液晶的电光特性电极区域的液晶会形成周期性的相位分布,相位的周期性分布对阵列中传输的光波进行相位调制,实现扫描、聚焦、分束、或校正相位缺陷的功能。液晶相控阵利用电压控制相位变化实现光束偏转,无机械转动部分,体积小、功耗低,同时液晶相控阵列可以实现随机角度的动态扫描,这些优点使其在空间光通信、激光雷达、导弹拦截、便携式探测器等领域具有重要的应用潜力和无法比拟的优势。本文基于液晶光栅原理设计了并制作了一种液晶移相器,可以通过计算机编程控制液晶的电光特性实现对入射激光波阵面的调制,最终完成入射激光的扫描任务。不同于以往的液晶光栅结构,液晶移相器的每个光栅栅指的驱动电压都可以通过计算机编程单独控制,使液晶移相器实现任意的相位分布。本文通过计算机编程控制栅指电压,使液晶相控阵形成类似二元光栅的相位分布,实现对入射光的偏转。首先,本文基于二元光栅原理建立液晶移相器结构模型,以二元光学为基础结合波动光学和液晶指向矢计算,对该结构施加不同阶梯电压下液晶相控阵的不同级次的衍射效率进行了推导,并应用Matlab对衍射效率、衍射角度、相位延迟等性能进行了仿真计算。其次,在上述理论推导和仿真计算的指导下优化器件结构并制作液晶移相器。用蒸镀工艺蒸镀各功能层,采用光刻工艺形成器件的物理结构,封盒、灌晶,用热压焊技术完成芯片及软带线的绑定,完成液晶移相器与波束控制电路之间的通信。再次,搭建测试平台对液晶移相器的性能进行测试。通过测试实验证实液晶移相器能够在±1的范围内动态实现随机角度扫描的功能,并通过编程控制扫描激光的级次和能量。在测试过程中发现制作工艺存在的缺陷,优化结构及制作工艺克服这些缺陷改善器件性能。