空间光调制器 SLM-200
3.7-空间光调制器资料
c ,c m,c 2m
时间调制器
电光调制器：电场控制 （克尔效应或泡克耳斯效应）
磁光调制器（磁光效应）
声光调制器：用超声信号驱动
幅度大而速度快的光强时间调制器可 作光开关
幅度大而有规律的光方向时间调制器可作光扫描器
空间调制器：光强、偏振态或相位等随空间各点而变化， 进行调制，可产生光强的某种空间分布。
A(x,y)＝A0T(x,y)
或者是形成随坐标变化的相位分布 A(x,y)＝A0Texp[iθ(x,y)]
y x
或者是形成随坐标变化的不同的散射状态。顾名思义， 这是一种对光波的空间分布进行调制的器件。它的英文名 称是Spatial Light Modulator(SLM)。
空间光调制器含有许多独立单元，它们在空间排列成 一维或二维阵列，每个单元都可以独立地接受光信号或电 信号的控制，并按此信号改变自身的光学性质(透过率、反 射率、折射率等)，从而对通过它的光波进行调制；控制这 些单元光学性质的信号称为“写入信号”，写入信号可以 是光信号也可以是电信号，射入器件并被调制的光波称为 “读出光”；经过空间光调制器后的输出光波称为“输出 光”。实时的二维并行处理。
3.电光数字式扫描
由电光晶体和双折射晶体组合而成，其结构原理如图5所示。
图中S为KDP晶体，B为方解石双折射晶体（分离棱镜），它能使线偏振
光分成互相平行、振动方垂直的两束光，其间隔 b为分裂度，为分裂角（也
称离散角）。
纵向电光调制器及其工作原理
T
Io Ii
sin 2
2
sin
2
2
V V
上述电光晶体和双折射晶体就构成了一个一级数字扫描器， 入射的线偏振光随电光晶体上加和不加半波电压而分别占据两 个“地址”之一，分别代表“0”和“l”状态 。
空间光调制器的工作原理及其在信息光学中的应用
空间光调制器的工作原理及其在信息光学中的应用空间光调制器（Spatial Light Modulator，简称SLM）是信息光学领域中重要的一种设备，具有广泛的应用。
本文将介绍空间光调制器的工作原理，并阐述其在信息光学中的应用。
一、空间光调制器的工作原理空间光调制器是一种能够调整光波相位、振幅或偏振等参数的光电器件。
其基本构成包括光电转换器件和控制电路。
常见的空间光调制器有液晶空间光调制器（LC-SLM）和远红外空间光调制器（IR-SLM）等。
液晶空间光调制器利用液晶分子的旋转改变光波的偏振态，从而实现对光波的调制。
其结构包括透明电极、透明基底、液晶层等。
透明电极通过外加电压改变电场，从而改变液晶分子的旋转程度，进而改变波片的相位差。
远红外空间光调制器则是利用半导体材料的特性，通过改变电压来控制光波的相位、振幅等参数。
它在远红外波段（10μm-100μm）具有较好的响应特性，并被广泛应用于红外成像、光谱分析等领域。
二、空间光调制器在信息光学中的应用1. 相位调制空间光调制器可以通过改变光波的相位差来实现相位调制。
相位调制可用于全息成像、光学信息处理等领域。
例如，在数字全息术中，利用空间光调制器可以将三维物体信息编码到二维的全息图中，实现对物体的三维重建。
2. 模拟光学系统空间光调制器可用于模拟光学系统的构建。
通过控制空间光调制器的参数，如相位、振幅等，可以模拟各种光学元件的功能。
这对于系统性能分析、光学设计和优化等方面有着重要作用。
3. 光波前校正在自适应光学系统中，空间光调制器可以用于补偿光束的像差，提高图像的清晰度和分辨率。
通过改变光波的相位和振幅分布，空间光调制器可以实现对光场的调整，从而实现补偿效果。
4. 光通信与信息传输空间光调制器在光通信与信息传输中有广泛应用。
利用空间光调制器可以实现光信号的调制、解调和编码等功能。
同时，空间光调制器也可用于光纤通信中的信号调整、波前整形等。
5. 光学陷阱与操控空间光调制器还可用于构建光学陷阱。
空间光调制器实现相位调制的原理
空间光调制器的基本原理空间光调制器（Spatial Light Modulator，简称SLM）是一种用于控制光波相位的装置。
它利用特殊的光学材料（如液晶、单晶硅等）和电调制技术，通过改变材料中的折射率或光的吸收特性来实现对光波相位的调制。
这样，可以对光波进行相位调制，并实现包括干涉、衍射、全息等光学功能。
空间光调制器通过改变光的相位，可以控制光波传输的方向、强度、波前形状等参数，广泛应用于光学通信、光学显示、光学信息处理、全息成像等领域。
空间光调制器主要有两种类型：液晶空间光调制器（Liquid Crystal Spatial Light Modulator，简称LC-SLM）和单晶硅空间光调制器（Silicon SpatialLight Modulator，简称Si-SLM）。
以下将分别介绍它们的工作原理。
液晶空间光调制器（LC-SLM）的工作原理液晶空间光调制器由液晶材料、玻璃基板、透明电极、控制电路等组成。
液晶材料是一种具有自发偏振性质的有机分子，可通过外加电场改变其取向，从而改变其光学性质。
液晶材料的取向状态可以分为平行（平面向列型）和垂直（逆锥型）两种。
液晶空间光调制器通常采用平行取向的液晶材料，使光波经过液晶层时，被液晶材料的分子沿着相同的方向旋转一定的角度，从而改变光波的相位。
液晶空间光调制器的原理可以分为两个步骤，即电场调制和光学调制。
1.电场调制液晶空间光调制器的玻璃基板上覆盖有透明电极，通过外加电压激发电场，使液晶材料的分子取向发生变化。
当液晶层中没有电场时，液晶分子呈现无序排列，电场激发后，液晶分子趋向于沿着电场方向旋转。
这种液晶分子的取向可以通过控制电场的大小、方向和施加时间来实现，从而实现对光波相位的调制。
2.光学调制当外加电场产生后，液晶材料的折射率发生改变。
当光波通过液晶层时，会受到液晶材料的折射率差异影响，从而引起相位的改变。
液晶空间光调制器通过控制电场，实现对光波相位的调制，具体来说，可以通过调整电场强度和方向来改变液晶层中的折射率分布，进而改变光波的相位分布。
液晶空间光调制器
液晶空间光调制器简介液晶空间光调制器（Liquid Crystal Spatial Light Modulator，简称LC-SLM）是一种基于液晶技术的光学器件，用于在光路中对光进行调制、调控和控制。
它利用液晶材料在电场的作用下产生折射率变化以及光学相位调制效应，可以实现空间分布上的光学信号调制。
液晶空间光调制器在广泛的光学和光电领域中有着重要的应用，如激光显示、光场计算、光学存储等。
工作原理液晶空间光调制器的工作原理基于液晶材料的电光效应和相位调制效应。
当施加电场时，液晶分子将进行重新排列，从而改变光的传播特性。
常见的液晶材料一般是向列相、螺旋相或拧曲相，电场的作用可以使液晶分子在空间上排列有序，从而产生局部折射率变化，从而实现对光信号的空间调制。
液晶空间光调制器通常由透明的玻璃基板、液晶层和透明电极组成。
通过在电极上施加电压，可以改变液晶材料的折射率，从而实现对光的调制。
根据电场的分布和电压的大小，液晶空间光调制器可以实现不同程度的相位调制，从而实现对光波的相位变化。
应用领域液晶空间光调制器在许多光学和光电设备中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：光学显示液晶空间光调制器在光学显示设备中起着重要的作用。
通过控制液晶分子的排列，可以实现光的透射、反射和吸收等特性的调制。
液晶空间光调制器常用于液晶显示器、投影仪和头戴式显示设备中，可以实现高对比度、高分辨率的图像显示效果。
光场计算液晶空间光调制器可以模拟和重构光场，用于光学衍射、干涉和焦平面调制等应用。
通过改变液晶材料的相位和振幅分布，可以实现光学信号的空间调制和光学信号的重构，从而实现光学计算和光学信息处理。
光学存储液晶空间光调制器在光学存储领域也有着广泛的应用。
通过控制液晶材料的相位和振幅分布，可以实现光学存储介质中信息的读取和写入。
液晶空间光调制器常用于光存储器件、光盘读写头和光学存储系统中，可以实现高速、大容量的光学存储。
光学通信液晶空间光调制器在光学通信中也有着重要的应用。
空间光调制器 补偿像差
空间光调制器补偿像差
空间光调制器（Spatial Light Modulator，SLM）是一种能够
调制光波相位和振幅的光学器件。
它通常用于光学和光子学领域，
包括光学通信、激光成像、光学信息处理等应用中。
通过调制光波
的相位和振幅，SLM可以实现光学信号的调制、干涉、衍射等功能，具有广泛的应用前景。
补偿像差是指在光学成像系统中，由于透镜形状、折射率不均
匀或者光线传播路径不均匀等原因导致的成像质量下降的问题。
像
差会导致成像图像模糊、畸变或者色差等现象。
为了解决像差问题，可以利用SLM来进行像差补偿。
SLM可以通过调制光波的相位和振幅来实现像差的补偿。
通过
对光波的相位进行精确调节，可以补偿由于透镜形状引起的球面像差、彗差等问题。
同时，SLM也可以利用振幅调制来实现对光波的
补偿，例如通过衍射光栅的方式来进行像差的校正。
除了像差补偿，SLM还可以用于自适应光学系统中，实现实时
调节光学系统的光学参数，从而提高成像质量和系统性能。
在光学
成像系统中，SLM的应用可以极大地提高成像质量和系统的稳定性，
对于高精度光学成像和激光系统具有重要意义。
总的来说，空间光调制器在补偿像差方面具有重要的应用意义，通过调节光波的相位和振幅，可以实现对像差的实时补偿，提高光
学成像系统的成像质量和性能。
空间光调制器
现各向异性的特性 。
2、 液晶双折射现象
液晶的取向效应
当外加电场 E 足够小（小于其响应阈值）时， 则分子取向不受电场 影响； 当外加电场足够大（超过其阈值）时，分 子取向发生变化。 可以利用液晶这一特性来进行光调制
液晶的双折射
电控双折射效应
在外加电场作用下，液晶分子取向变化， 而使液晶对某一方向入射的光产生双折射。
液晶光阀是利用无电压时候向列型液晶扭曲 效应和外加电压大于阈值时候的双折射效应 来工作的。当无写入光照射时光导层呈高阻 状态电压主要降落在光导层上。液晶上电压 很小，不足以引起双折射效应，液晶显示扭 曲效应。线偏振读出光两次经过液晶，偏振 态没有改变。通过正交检偏器，呈现暗场。 线偏振光经当有写入光照射时候光导层呈低 阻状态。液晶上压降增大，出现双折射效应。 此时偏振读出光被液晶调制为椭圆偏振光。 通过正交检偏器时候呈现亮场。
输入控制信号方式
光寻址 电寻址
按读出方式
反射式 投射式
相ห้องสมุดไป่ตู้调制 强度调制
调制方式
国内首个光控SLM演示
两种写入方式
①电写入的 SLM：代表待输入系统的信息的电信号直接驱动一个器件（空间光
调制器），方式是控制其吸收或相移的空间分布。 光写入的 SLM ：信息一开始是光学图像的形式，而不是以电子形式输入到 SLM，在这种情况下，SLM 的功能是将非相干光图像转化成相干光图像，接着 用相干光学系统做下一步处理。
写入光/信号：控制像素的光信号或者电信号。
读出光：照明整个器件并被调制的输入光。 输出光：被像素单元调制后的出射光
应用
目前已有多种空间光调制器实用化，主要 有下面几种：
空间光调制器的基本功能
1、变换器功能电光转换、串行并行转换、相干非相干转换、对比度反转。 2、放大功能 弱光写入，强光读出。可获得增强的相干光图象。
纯相位空间光调制器进行振幅调制和相位调制
纯相位空间光调制器进行振幅调制和相位调制文章标题：深度探究纯相位空间光调制器的振幅调制和相位调制一、引言纯相位空间光调制器（SLM）是一种能够在空间领域中对光进行精确调控的装置，它可以实现光的振幅调制和相位调制。
在本文中，我们将深入探讨纯相位空间光调制器的原理和应用，重点分析其在振幅调制和相位调制方面的特点和优势。
二、纯相位空间光调制器的原理和结构纯相位空间光调制器是一种基于液晶技术的光电器件，其根本原理是通过控制液晶分子的取向来改变光的相位和幅度。
其结构包括基板和液晶层，通过施加电场来改变液晶分子的取向从而控制光的相位和幅度。
三、纯相位空间光调制器的振幅调制特点及应用1. 振幅调制原理纯相位空间光调制器实现振幅调制的原理是通过调制输入的光强，具体来说就是通过控制光的衍射量来改变光的振幅。
这种振幅调制的特点是精细度高、速度快、实时性强。
2. 振幅调制应用在激光传输、光学成像、数字全息成像等领域，振幅调制技术都有着广泛的应用。
而纯相位空间光调制器作为一种理想的振幅调制装置，其在这些领域的应用也日益广泛。
四、纯相位空间光调制器的相位调制特点及应用1. 相位调制原理纯相位空间光调制器实现相位调制的原理是通过改变光的波前形状来实现相位的调制。
通过在空间上精确地调制光的相位，可以实现光的相位调制。
2. 相位调制应用相位调制在干涉成像、数字全息成像、光学通信等领域都有着重要的应用。
纯相位空间光调制器作为一种理想的相位调制装置，其在这些领域的应用也逐渐受到重视。
五、纯相位空间光调制器的综合应用通过对振幅调制和相位调制两种调制方式的深入理解，我们可以更好地实现纯相位空间光调制器在实际应用中的综合调控。
在光学成像领域，可以通过综合应用振幅调制和相位调制来实现更加精细的成像效果，提高成像的分辨率和清晰度。
六、个人观点和总结从以上的分析可以看出，纯相位空间光调制器具备着在振幅调制和相位调制方面的独特优势，并在光学成像、数字全息成像、光通信等领域有着广泛的应用前景。
空间光调制器实现相位调制的原理
空间光调制器实现相位调制的原理1 引言空间光调制技术是一种利用光学元件对光进行相位、振幅或偏振等参数的调制，从而对光进行控制的技术。
空间光调制器（Spatial Light Modulator, SLM）是其中的一种重要元件，它可以通过对光场进行相位调制来实现控制。
本文将重点介绍空间光调制器实现相位调制的原理。
2 空间光调制器的种类和特点目前常用的空间光调制器主要有两种，即液晶空间光调制器和迎面法空间光调制器。
液晶空间光调制器利用液晶分子的向列性及其对偏振态的影响来实现相位、偏振及振幅的调制，具有体积小、响应快等优点；而迎面法空间光调制器则是通过控制光场的局部相位变化来实现调制，具有较宽的工作波长范围、高的控制精度等特点。
3 空间光调制器实现相位调制的原理相位调制是空间光调制技术中最为重要的一种调制方式，它利用相位控制对光场进行控制。
对于液晶空间光调制器，其相位调制的原理是利用液晶分子的向列性来实现光场的调制。
液晶分子在不同方向上具有不同的折射率，当液晶分子的向列方向产生变化时，其折射率也会发生改变，从而改变通过液晶器件的光的相位差。
因此，控制液晶分子的方向就可以实现对光的相位调制。
对于迎面法空间光调制器，其实现相位调制的原理则不同。
迎面法空间光调制器主要包括两个部分，即位于光学平面的衍射光栅和光学调制器件。
光通过衍射光栅后会产生衍射和反射两个光束，它们的光程差是由衍射光栅产生的周期性相位差引起的。
而光学调制器件则是通过改变某些区域的光程，从而改变光的相位，实现相位调制。
光学调制器件可以采用如分段菲涅尔透镜、热非均匀折射率镜、光纤光阵列、自适应光学元件等不同的方案。
4 空间光调制器相位调制的应用空间光调制技术在通信、光学成像、光学计算等领域都有广泛的应用。
在光学通信中，相位调制可以实现对光的调制和解调，从而提高通信的速率和可靠性。
在光学成像中，相位调制可以实现超分辨成像、数字全息等高级成像技术。
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空间光调制器SLM-200
反射型LCOS（仅相位）
Santec的反射型LCOS（硅上液晶）是用于全高分辨率应用的高级空间光调制器。
全高清（Full-HD）分辨率，10位（1024灰度级）和出色的相位稳定性（〜0.002πrad）使超精细的光调制可用于各种应用。
特征
■人性化的DVI接口
■高分辨率：10位（1024灰度）
■超低相位噪声：〜0.002π弧度
■可提供超平坦度：λ/ 40 @ 633 nm
SLM-200规格
Item Parameter Unit Note
Operatin
g
waveleng
th range
450-1600 (User specified) nm
AR coat
Option
-01 -02 -03 -04 -12 -14 –
AR coat range 450-5
50
750-8
50
1000-11
00
1500-16
00
400-8
00
450-550
/
1500-16
nm
应用
■激光加工和高功率电阻
以下是高功率电阻的示例。
我们可以在其他条件下进行仿真。
■波前校正
使用带有Shack-Hartmann传感器的迈克尔逊干涉仪可以实现“l / 40”。
■全息图
SLM-200可以通过我们独有的GUI进行全息照相。
■光学涡旋
SLM-200可用于产生光学涡旋，并用于光学镊子和SDN（空分复用）应用。
➢光束转向
➢波前校正
➢脉冲/光束整形
➢衍射光学
➢光学镊子
・激光加工机（※）
我们正在与分子科学研究所的山本教授和泰拉副教授共同开发SLM激光加工机。
Taira副教授研制了适用于激光一次加工的高功率紧凑型微片激光器。
这项技术是不断完善，适应新兴技术和科技，以提供更高的效率和质量。
<不同激光加工方法的优缺点>。