亚毫秒空间光调制器在光学自适应范畴大显神通

亚毫秒空间光调制器在光学自适应范畴大显神通



戴 要:亚毫秒(1-2 ms)液晶空间光调制器作为一种下单位密度的新型波前改正器件,相对传统的变形镜波前改正器,具有:价格低廉,相应速度快,校订单位多(512*512),调制精度高档特性,是21世纪天文观察范畴非常重要的波前改正器件。目前国内的客户曾经应用Meadowlark Optics公司的亚毫秒空间光调制器研制胜利了LCAO(液晶自适应)体系。该体系已胜利的取1.23m口径的千里镜实现衔接,而且清楚的观察到土星及其围绕的光环带,区分出4.8和5.5视星等的α-COM双星,成像分辨率到达1.8倍衍射极限的分辨率。

关键词:空间光调制器、液晶空间光调制器、调制器、SLM、变形镜、自适应光学、偏振无关


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引 行:液晶自适应光学系统的重要感化为改正大气湍流带来的波前畸变。大气湍流是由于大气中部分的压强,散布速度,温度等物理量会发作随机的转变,因此致使大气的折射率也会发作无划定规矩的转变,当光经由大气后波前会发作响应的畸变。若是不经由自适应光学系统的校准,观察到的目的物或获得的观察效果取现实的目的物或实在的效果会有异常大的偏向,观察精度更无从谈起。

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液晶空间光调制器(波前改正器)的事情道理

Meadowlark Optics公司的SLM(Spatial Light Modulator)运用的液晶质料为超高速液晶,应用液晶的双折射效应及扭曲特性,当光进入双频液晶空间光调制器后,对应的o光和e光的折射率差别致使光束中的o光和e光星散。o光和e光在液晶空间光调制器中的传输速度差别,同时应用液晶的扭曲效应,在SLM两头施加差别的电压时液晶份子会发作差别角度的偏转,因而液晶空间光调制器能够对每个像素点实现差别的相位调制(如下图所示)。相对传统的变形镜应用机器的镜里形变去改动光程差,空间光调制器具有更高的调制精度。

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液晶空间光调制器在自适应光学范畴的典范运用

1、大气湍流模拟器

鉴于液晶空间光调制器的亚毫秒液晶相应速度、下像素密度、下相位调制精度、相位编程及时掌握等特性,因而能够很好的模仿大气湍流随机性,转变速度快等特性。液晶空间光调制器稀奇合适高精度可控湍流模仿,为大气湍流的研讨供应了异常有力的支持。

现在实现大气湍流模仿的要领重要有:Zernike多项式法、功率谱反演法等。

下图为应用Meadowlark Optics公司的256*256型液晶空间光调制器做的大气湍流模仿效果。

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2、 波前改正器

液晶波前改正器作为一种下单位密度的新型波前改正器件,经由过程相息图的衍射能够实现10um的波前位相校订量。亚毫秒(1-2 ms)寻址液晶空间光调制器战胜了传统的SLM相应速度缓的缺点,同时能量的利用率能够到达90%-95%。

现在液晶空间光调制器作为波前改正器已胜利的应用于天文观察,眼底成像,超区分显微成像等范畴。下图为海内的科研客户应用Meadowlark公司512*512液晶空间光调制器作为自适应体系的波前改正器的实行效果。

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1.23m千里镜上α-Com双星的液晶自适应成像


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561nm波长眼底微细血管液晶自适应成像


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LC SLM自适应光学系统示例


结论:ODP液晶空间光调制器以其价格低廉,改正精度下,效力下(90-95%),多校订单位(512*512),偏振无关等特性遭到愈来愈多的科研人员的喜爱。现在在天文望远镜观察、大气湍流模仿、自适应光学算法模仿、眼底成像、单光子显微镜、超区分显微成像等范畴施展着愈来愈主要的感化。


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