光学基础
液晶空间光调制器的分类
2022-09-06
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采用液晶芯片的空间光调制器我们称之为液晶空间光调制器(Liquid Crystal Spatial Light Modulator,LC-SLM)。

♦LC-SLM按控制信号可以分为光寻址型和电寻址型。

♦LC-SLM按读出信号方式可以分为透射型和反射型。

♦LC-SLM按调制功能分可以分为相位型、振幅型、相位兼振幅型。

(1)控制信号

 

电寻址SLM

光寻址SLM

调制原理

通过寻址电极对每个独立的像素施加电压,液晶分子发生偏转,改变入射光的空间分布。

液晶光阀被施加驱动电压,光电导层接收空间强度变化的写入光,从而改变液晶层的电场分布。

芯片结构

 

 

特点

•串行输入控制信号

对已有图像信号进行光转换

 

•并行输入控制信号

对光实时捕获和转换

填充因子高

 

(2)读出信号方式

 

透射式SLM

反射式SLM

含义

入射光照射SLM后,会透过SLM,使入射光和出射光分居于SLM两侧

入射光照射SLM后会被SLM反射,入射光和出射光位于SLM同侧

芯片结构

 

 

优点

•便于实验系统集成

 

•像素单元更小、更高的分辨率和填充因子

•光利用率更高

•响应速度更快

 

(3)调制功能

 

纯相位型SLM

纯振幅型SLM

相位兼振幅型SLM

含义

对光的波前相位进行调制,且不会引起光能的损耗

对入射光的振幅(强度)分布进行调制,存在能量损耗

 

对入射光的相位和振幅同时进行调制

 

芯片结构

 

 

上下取向膜反向平行

 


上下取向膜反向平行

 


上下取向膜角度差为90°

原理

 

入射光偏振方向平行于液晶光轴,在外电场下,入射光折射率发生变化;但偏振方向不发生变化,只改变相位

入射光偏振方向垂直于液晶光轴,在外电场下,入射光折射率不发生变化,透过率变化引起强度改变

 

入射光偏振方向平行于液晶光轴,在外电场下,入射光折射率发生变化,偏振方向也改变,同时实现相位、振幅调制

 

 

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