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   怎样准确选择适宜的液晶空间光调制器(LC-SLM)

怎样准确选择适宜的液晶空间光调制器(LC-SLM)



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择要:液晶空间光调制器果其可天真的调治空间波前相位信息,正在被愈来愈多的科研用户所喜爱。液晶空间光调制器所触及的应用领域也愈来愈普遍,比方:全息成像、激光通讯、自适应光学、超区分成像、全息光镊、光束掌握等。

怎样准确选择一台合适本身运用的液晶空间光调制器(SLM)便成了很多用户所体贴的题目。

上面便以美国Meadowlark Optics公司(本BNS公司)的空间光调制器为例,经由过程剖析液晶空间光调制器的各个参数的意义及影响,去资助人人越发深入的相识空间光调制器,从而资助人人能够在今后能选择好合适本身的SLM。


01 空间光调制器调治相位的道理

液晶空间光调制器(spatial light modulator, SLM)是一类能将信息加载于一维或两维的光学数据场上,以便有用的应用光的固有速度、并行性和互连才能的器件。经由过程扭曲背列液晶的双折射效应,当差别位置的光经由过程液晶层后,会发生差别的光程差,从而实现相位的调制。

Meadowlark Optics公司的空间光调制器接纳独占的模仿寻址手艺,使相位的稳定性更精彩。Meadowlark Optics(本BNS)致力于空间光调制的研发已有40多年的汗青了,最早重要取美国军方协作。其空间光调制器手艺处于天下抢先程度,以下液晶相应速度(up to 500Hz),下衍射效力,下添补因子,下毁伤阈值等机能著称。

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02 空间分辨率

液晶空间光调制器(LCos)是由二维的像素阵列构成的,Meadowlark Optics公司能够供应的空间分辨率有1920x1152、512x512、1x12288等系列。个中 1920x1152系列SLM的像元巨细为9.0um;512x512系列SLM的像元巨细为15um和24um;、1x12288系列SLM的像元巨细为1.0um。

液晶空间光调制器的空间分辨率越下,像元越小,则成像越清楚,成像质量越好。激光通讯、自适应光学、光束掌握等范畴则对空间分辨率要求不下。

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03 衍射效力


液晶空间光调制器(LCos)的效力现在市情上的叫法有:整级衍射效力、反射率(光利用率)、一级衍射效力。上面小编就几种叫法给人人做一个明白的界说。

(1)整级衍射效力:界说为光经由空间光调制器后发作衍射的零级光的功率取入射光的总功率的比值。

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客户最初运用的光都是零级光,或其偏转后的光,因而美国Meadowlark公司对效力的界说便以整级衍射效力为准。

(2)反射率(光利用率):界说为光经由空间光调制器后发作衍射的所有级次光的总功率取入射光的总功率的比值。其他的SLM厂家均以此界说衍射效力,因而可用的零级光的效力实在要小于标定的效力。

(3)一级衍射效力:界说为当给SLM加载光栅时,零级光发作偏转,偏转肯定角度的光的功率取零级光功率的比值。(比方:1920x1152型空间光调制器在635nm已加光栅时SLM的零级光的功率为100mw,加载光栅后,偏转肯定角度的一级光的功率为95mw,则一级衍射效力=95mw/100mw=95%)

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04 相应速度

液晶空间光调制器(LCos)的相应速度对某些运用的效果起着至关重要的感化。现在大多数的客户对空间光调制器的相应速度其实不黑白常的相识。

液晶空间光调制器的相应速度重要由控制器传输速度(帧频)和液晶的相应速度配合决意。

美国Meadowlark Optics公司的控制器重要有PCIe型(帧频:2000Hz),DVI型(帧频:500Hz、200Hz、60Hz三种)。接纳超快液晶质料,液晶的相应速度最高可达500-1000Hz;整体的相应速度可达500Hz。

现在市情上其他公司(像Holoeye、滨紧等)的SLM的帧频均为DVI型60Hz,液晶的相应速度5-50Hz;整体的最高相应速度为50Hz。

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05 相位纹波(稳定性)

液晶空间光调制器相位的稳定性重要取决于SLM底板的寻址体式格局。

Meadowlark Optics公司的空间光调制器在市情上已高相位稳定性著称(最高可到达0.1%)。相对Holoeye等公司的微显现寻址手艺(底板电压革新速度60Hz),Meadowlark Optics公司接纳亚毫秒的模仿寻址手艺,底板最高的革新速度可达6000Hz。从而能够有用的消弭相位的纹波,进步相位的稳定性。

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06 相位调制精度

液晶空间光调制器控制器的灰阶决意了相位调制精度。

现在市情上空间光调制器的控制器重要总结以下:Meadowlark Optics公司的控制器重要有:DVI型(16bits、65536灰阶),PCIe型(16bits、65536灰阶;8bits、256灰阶),HDMI型(12bits、4096灰阶).别的品牌SLM的控制器均为8bits 256灰阶的DVI或VGA型。

关于0-2π的相位调制局限,Meadowlark Optics公司的控制器最高能够到达65536个灰阶的相位调制精度;别的的品牌空间光调制器最高仅为256个灰阶的相位调制精度。


07 毁伤阈值

空间光调制器的毁伤阈值取决于液晶质料和空间光调制器的内部结构等。Meadowlark Optics公司的SLM毁伤阈值最高为20W/cm2;别的品牌的SLM的毁伤阈值最高为2W/cm2。