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純相位空間光調(diào)制器(SLM)零級(jí)光的產(chǎn)生及消除方法

發(fā)布時(shí)間:2022-04-18 15:39:45 瀏覽量:7879 作者:Jack

摘要

本文對(duì)液晶空間光調(diào)制器零級(jí)光的產(chǎn)生原因及其消除方法進(jìn)行了闡述。

空間光調(diào)制器(一般指相位型SLM)可以對(duì)光的振幅达罗、相位坝撑、偏振態(tài)等進(jìn)行調(diào)制,在光學(xué)研究領(lǐng)域擁有廣泛和悠久的歷史粮揉。目前相位型空間光調(diào)制器在全息光學(xué)巡李,全息光鑷,激光并行加工扶认,自適應(yīng)光學(xué)侨拦,雙光子/三光子/多光子顯微成像,散射或渾濁介質(zhì)中的成像辐宾,脈沖整形狱从,光學(xué)加密膨蛮,量子計(jì)算,光通信季研,湍流模擬等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛敞葛。

很多的科研人員在使用空間光調(diào)制器時(shí),往往會(huì)受到零級(jí)光的困擾与涡,零級(jí)光對(duì)研究結(jié)果也產(chǎn)生了非常大的影響惹谐。可以說(shuō)大家苦零級(jí)光久矣驼卖。本文對(duì)液晶空間光調(diào)制器零級(jí)光的產(chǎn)生原因及其消除方法進(jìn)行了闡述氨肌。

Meadowlark Optics公司擁有40年純相位SLM研發(fā)經(jīng)驗(yàn),可以提供模擬尋址的純相位空間光調(diào)制器(1920x1200 & 1024x1024分辨率)酌畜,產(chǎn)品工作波段可以覆蓋400-1700nm怎囚,相位穩(wěn)定性可以達(dá)到0.1%,幀頻可以到1436Hz檩奠,損傷閾值可以達(dá)到200W/cm2以上桩了。

正文

純相位空間光調(diào)制(SLM)零級(jí)光的產(chǎn)生及消除方法


引言:


空間光調(diào)制器(一般指相位型SLM)可以對(duì)光的振幅、相位蕉扮、偏振態(tài)等進(jìn)行調(diào)制整胃,在光學(xué)研究領(lǐng)域擁有廣泛和悠久的歷史。目前相位型空間光調(diào)制器在全息光學(xué)喳钟,全息光鑷屁使,激光并行加工,自適應(yīng)光學(xué)奔则,雙光子/三光子/多光子顯微成像蛮寂,散射或渾濁介質(zhì)中的成像,脈沖整形易茬,光學(xué)加密酬蹋,量子計(jì)算光通信抽莱,湍流模擬等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛范抓。


很多的科研人員在使用空間光調(diào)制器時(shí),往往會(huì)受到零級(jí)光的困擾食铐,零級(jí)光對(duì)研究結(jié)果也產(chǎn)生了非常大的影響匕垫。可以說(shuō)大家苦零級(jí)光久矣虐呻。本文對(duì)液晶空間光調(diào)制器零級(jí)光的產(chǎn)生原因及其消除方法進(jìn)行了闡述象泵。


Meadowlark Optics公司擁有40年純相位SLM研發(fā)經(jīng)驗(yàn)寞秃,可以提供模擬尋址的純相位空間光調(diào)制器(1920x1200 & 1024x1024分辨率),產(chǎn)品工作波段可以覆蓋400-1700nm偶惠,相位穩(wěn)定性可以達(dá)到0.1%蜕该,幀頻可以到1436Hz,損傷閾值可以達(dá)到200W/cm2以上洲鸠。


 


關(guān)鍵詞:空間光調(diào)制器堂淡、SLM,液晶空間光調(diào)制器扒腕,純相位绢淀,LCOS,零級(jí)光瘾腰,一級(jí)衍射


空間光調(diào)制器零級(jí)光產(chǎn)生的原因皆的?


要想了解SLM零級(jí)光產(chǎn)生的原因,我們需要先了解下空間光調(diào)制器的結(jié)構(gòu)構(gòu)成蹋盆。如下圖所示费薄,LC-SLM光學(xué)頭主要由:保護(hù)玻璃,透明電極栖雾,液晶層楞抡,像素電極層(Wafer)構(gòu)成。

1) 保護(hù)玻璃的透過(guò)率

窗口片保護(hù)玻璃的透過(guò)率在相應(yīng)的工作波段(400-800nm,500-1200nm,850-1650nm)內(nèi)通常在98.5-99.5%范圍內(nèi)析藕,因此有少量的光被直接反射回去召廷。


2)透明電極的透過(guò)率

透明電極的透過(guò)率一般都在99%以上,該部分造成的零級(jí)光基本可以忽略账胧。


3)空間光調(diào)制器填充率

像素電極層(Wafer)由一個(gè)個(gè)的獨(dú)立像元構(gòu)成竞慢,從而SLM可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)單個(gè)像元的獨(dú)立調(diào)制。相鄰像元之間會(huì)有微小的縫隙治泥,縫隙部分無(wú)法加載電壓筹煮,因此對(duì)應(yīng)的液晶層無(wú)法加載相位,這部分未被調(diào)制的光會(huì)反射回去居夹,產(chǎn)生零級(jí)光败潦。



4)入射光照射到非工作區(qū)域

如果入射光照射到了非工作區(qū)域,則這部分光也會(huì)不被調(diào)制吮播,直接反射回光路变屁,產(chǎn)生零級(jí)光。


5)入射光的偏振態(tài)或者偏振方向錯(cuò)誤

目前市面上所有的相位型空間光調(diào)制器(SLM)均要求線偏光入射意狠,線偏方向與液晶的e軸平行(extraordinary axis)粟关。如果入射光與e軸存在夾角,或者入射光的偏振態(tài)不是線偏光,則會(huì)有一部分分量的光不被調(diào)制闷板,從而產(chǎn)生零級(jí)光澎灸。




Meadowlark公司SLM零級(jí)光消除方法?


硬件方面:

1)提高空間光調(diào)制器的填充率遮晚,z小化縫隙影響性昭。

Meadowlark Optics公司可以提供1024x1024的純相位空間光調(diào)制器,填充因子可以達(dá)到目前非常高的97.2%县遣,大大減小了縫隙產(chǎn)生的影響糜颠。


2)提高空間光調(diào)制器的線性度。

1920x1200的液晶空間光調(diào)制器萧求,MLO公司在出廠前會(huì)對(duì)每一臺(tái)SLM進(jìn)行高精度的校準(zhǔn)其兴,保證每一臺(tái)空間光調(diào)制器都具有高度的線性準(zhǔn)確性,從而提高相位調(diào)制精度夸政,達(dá)到非常優(yōu)的調(diào)制效果元旬。


軟件方面:

a)疊加閃耀光柵

Meadowlark公司的SLM控制軟件提供生成任意周期閃耀光柵的功能,該光柵可以方便的與客戶的全息圖進(jìn)行疊加守问,從而把結(jié)果偏轉(zhuǎn)到1級(jí)位置匀归,客戶只需要用光闌將零級(jí)光濾掉,只讓一級(jí)光通過(guò)即可耗帕。



b)疊加菲涅爾透鏡

MLO公司的調(diào)制器控制軟件提供生成任意焦距菲涅爾透鏡的功能穆端,用戶可以將全息圖與該菲涅爾灰度圖進(jìn)行疊加,從而零級(jí)光與衍射光的焦平面會(huì)發(fā)生錯(cuò)位兴垦,零級(jí)光在衍射光的焦平面上會(huì)發(fā)散掉徙赢,從而減小零級(jí)光的影響字柠。



光路方面:

1)光路中添加偏振片和半波片探越,提高入射光的偏振態(tài)準(zhǔn)確性

為了使用SLM作為相位調(diào)制器,入射偏振必須是線性的窑业,并且與LC分子對(duì)齊钦幔。為了確保入射光的偏振是線性的,建議在激光光源后放置一個(gè)偏振器常柄。為了確保偏振與LC分子對(duì)齊鲤氢,建議在偏振器和SLM之間放置半波片,通過(guò)半波片的旋轉(zhuǎn)可以將0級(jí)光調(diào)到zui小西潘。


2)光路中添加使用0階塊(0th order block)卷玉,阻擋零級(jí)光



上海昊量光電設(shè)備有限公司可以提供什么樣的空間光調(diào)制器


11920x1200純相位空間光調(diào)制器(標(biāo)準(zhǔn)速度)

 


21024x1024純相位空間光調(diào)制器(超高速度)




昊量光電可以給客戶提供SLM樣品試用喷市,以及全面的技術(shù)支持相种。


關(guān)于昊量光電:

上海昊量光電設(shè)備有限公司是光電產(chǎn)品專業(yè)代理商,產(chǎn)品包括各類激光器品姓、光電調(diào)制器寝并、光學(xué)測(cè)量設(shè)備箫措、光學(xué)元件等,涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工衬潦、光通訊斤蔓、生物醫(yī)療、科學(xué)研究镀岛、國(guó)防悬襟、量子光學(xué)、生物顯微套媚、物聯(lián)傳感阶女、激光制造等;可為客戶提供完整的設(shè)備安裝拨与,培訓(xùn)稻据,硬件開(kāi)發(fā),軟件開(kāi)發(fā)买喧,系統(tǒng)集成等服務(wù)捻悯。

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