直接调制和空间光调制
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 。
空间光调制器教材
DVI端口
DVI-I双通道 数字/模拟 可转换VGA DVI-I单通道 数字/模拟 可转换VGA DVI-D双通道 数字 不可转换VGA DVI-D单通道 数字 不可转换VGA
HDMI接口 制作：Alan
HDMI是基于DVI（Digital Visual Interface）制定的，是High Definition Multimedia Interface（高分数字多媒体接 口）的简称，可以看作是DVI的强化与延伸， 两者可以兼容。HDMI在保证高品质的情况 下能够以数码形式传输未经压缩的高分辨率 视频和多声道音频数据。HDMI可以支持所 有的ATSC HDTV标准，不仅能够满足目前 最高画质1080p的分辨率，还可以支持 DVDAudio等最先进的数字音频格式，支持 八声道96kHz或立体声192kHz数码音频传 递，而且只用一条HDMI线连接，可以用于 免除数码音频接线。与此同时HDMI标准所 具备的额外扩展空间，它允许应用在日后升 级的音频或视频的格式中。与DVI相比 HDMI接口的体积更小而且支持同时传输音 频及视频信号。
制作： Alan
其它配件 制作：Alan
高精度纯相位LCOS显示面板
RS232数据线
DVI数据线
软件部分 制作：Alan
HOLOEYES 的调制器可以直接通过 显卡的DVI 接口连接到计算机上。空间 光调制器能如此方便使 用离不开在 windows 平台上的灵活高效的帧速率图 形卡。该空间光调制器由HOLOEYE 软 件驱动， 该软件可工作在所有版本的 windows 操作平台上。该软件能方便的 控制所有相关的图像参数， 另外，精心 设计的空间光调制器软件能实现多种光 学函数，像，光栅、透镜、轴锥体和光 圈， 并且能够根据用户设定的图像设计 衍射光学器件（DOE）。完整的套件包 括调制器、视频分配器 和图像处理的所 有相关器件。由于它小的尺寸，可以容 易的被集成到光学系统中。为保证器件 的光学质量（如：相位调制）， HOLOEYE 对每个器件都进行了测量。
空间光调制器原理
空间光调制器原理
空间光调制器是一种利用光的相位、强度或偏振进行光信号调制的设备。
它可以将电信号转换为光信号，并对光信号进行调制，实现光通信、光传感、光计算和光存储等应用。
空间光调制器的原理可以分为两类：光学调制器和光电调制器。
光学调制器是利用物质的光学非线性效应来实现光信号调制的。
通过在光学材料中加入控制电场，可以改变材料的折射率、吸收系数或光学路径长度，从而实现对光信号的调制。
常用的光学调制器包括Mach-Zehnder插入波导调制器和热光调制器等。
光电调制器则是利用光电效应来实现光信号调制的。
光电调制器通常由光探测器和电调制器两部分组成。
光探测器将光信号转化为电信号，而电调制器则利用电信号对光信号进行调制。
常用的光电调制器包括光电晶体管、光电导和光电效应晶体等。
空间光调制器在光通信系统中起着重要的作用。
它可以将电信号转换为光信号，并调制光信号的相位、强度或偏振，实现光信号的编码、解码和传输。
同时，空间光调制器还可以用于光存储和光计算等领域，广泛应用于光学信息处理、光学传感和光纤通信等领域。
总之，空间光调制器是一种重要的光学器件，它通过光学调制或光电调制的方式对光信号进行调制，用于实现光通信、光传感、光计算和光存储等应用。
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。
11空间光调制器
4. 声光扫描声光扫描器的结构与布拉格声光调制器基本相同，所不同之处在于调制器是改变衍射光的强度，而扫描器则是利用改变声波频率来改变衍射光的方向。
⑴声光扫描原理从前面的声光布拉格衍射理论分析可知，光束以θi 角入射产生衍射极值应满足布喇格条件：sB n λλθ2sin =，B d i θθθ==。
布喇格角一般很小，可写为 s ss B f v n 22λλλθ=≈ (3.6-5) 故衍射光与入射光间的夹角（偏转角）等于布拉格角θB 的2倍，即 s s B d i f nv λθθθθ==+=2 (3.6-6)可以看出：改变超声波的频率f s ，就可以改变其偏转角θ，从而达到控制光束传播方向的目的。
超声频率改变∆f s 引起光束偏转角的变化为s s f nv ∆=∆λθ (3.6-7)这可用图1及声光波矢关系予以说明。
⑵声光扫描器的主要性能参量声光扫描器的主要性能参量有三个:可分辨点数，它决定描器的容量。
偏转时间τ，其倒数决定扫描器的速度。
衍射效率ηs ，它决定偏转器的效率。
衍射效率前面已经讨论过。
下面主要讨论可分辨点数、扫描速度和工作带宽的衍射光声频为f s 的衍射光k s s 图1 声光描器原理图问题。
可分辨点数N 定义为偏转角∆θ和入射光束本身发散角∆φ之比，即)(w R N λφ∆φ∆θ∆== (3.6-8)式中w 为入射光束的宽度；R 为常数，其值决定于所用光束的性质（均匀光束或高斯光束）和可分辨判据（瑞利判据或可分辨判据）。
上式可以写成s f RN ∆=11τ (3.6-10) τ1N 称为声光扫描器的容量-速度积，它表征单位时间内光束可以指向的可分辨位置的数目。
声光扫描器带宽受两种因素的限制，即受换能器带宽和布喇格带宽的限制。
因为声频改变时，相应的布喇格角也要改变，其变化量为s s B f nv ∆=∆2λθ (3.6-11)因此要求声束和光束具有匹配的发散角。
声光扫描器一般采用准直的平行光束，其发散角很小，所以要求声波的发散角B δθδφ≥。
空间光调制器
第6章空间光调制器6.1概述人们已经认识到，光波作为信息载体具有特别显著的优点。
其一，是光波的频率高达1014Hz以上，比现有的信息载波，如无线电波、微波的频率要高出几个数量级。
因此，它有极大的带宽，或者说具有极大的信息容量。
光纤通信正是以此为基础，得到迅猛发展的。
其二，是光波的并行性。
光波是独立传播的，两束甚至于多束光在空间传播时相遇，可以互不干扰。
这为光信息的多路并行传输和处理提供了可能性。
原有的、以串行输入/输出为基础的各种光调制器已经不能满足光互连、光信息处理的大容量和并行性的要求，能实时的或快速的二维输入、输出的传感器，以及具有运算功能的二维器件便应运而生。
这些器件即为空间光调制器。
它们已经成为光互连、光信息处理、光计算、光学神经网络等技术中最基本的功能器件之一。
本章将介绍几种主要的空间光调制器的原理、结构和特性。
6.1.1空间光调制器的基本结构与分类[6-1~6-4]空间光调制器是由英语的Spatial light Modulator直译过来的，常缩写成SLM。
顾名思义，它是一种能对光波的空间分布进行调制的器件。
空间光调制器能对光波的某种或某些特性(例如相位、振幅或强度、频率、偏振态等)的一维或二维分布进行空间和时间的变换或调制。
换句话说，其输出光信号是随控制（电的或光的）信号变化的空间和时间的函数。
空间光调制器结构的基本特点在于,它是由许多基本的独立单元组成的一维线阵或二维阵列，这些独立单元可以是物理上分割的小单元，也可以是无物理边界的、连续的整体，只是由于器件材料的分辨率和输入图像或信号的空间分辨率有限，而形成的一个一个小单元。
这些小单元可以独立地接收光学或电学的输入信号，并利用各种物理效应改变自身的光学特性（相位、振幅、强度、频率或偏振态等），从而实现对输入光波的空间调制或变换。
习惯上，把这些小独立单元称为空间光调制器的“像素”，把控制像素的光电信号称为“写入光”，或“写入（电）信号”，把照明整个器件并被调制的输入光波称为“读出光”，经过空间光调制器后出射的光波称为“输出光”。
空间光调制器
第6章空间光调制器6.1概述人们已经认识到，光波作为信息载体具有特别显著的优点。
其一，是光波的频率高达1014Hz 以上，比现有的信息载波，如无线电波、微波的频率要高出几个数量级。
因此，它有极大的带宽，或者说具有极大的信息容量。
光纤通信正是以此为基础，得到迅猛发展的。
其二，是光波的并行性。
光波是独立传播的，两束甚至于多束光在空间传播时相遇，可以互不干扰。
这为光信息的多路并行传输和处理提供了可能性。
原有的、以串行输入/输出为基础的各种光调制器已经不能满足光互连、光信息处理的大容量和并行性的要求，能实时的或快速的二维输入、输出的传感器，以及具有运算功能的二维器件便应运而生。
这些器件即为空间光调制器。
它们已经成为光互连、光信息处理、光计算、光学神经网络等技术中最基本的功能器件之一。
本章将介绍几种主要的空间光调制器的原理、结构和特性。
6.1.1空间光调制器的基本结构与分类[6-1~6-4]空间光调制器是由英语的Spatial light Modulator直译过来的，常缩写成SLM。
顾名思义，它是一种能对光波的空间分布进行调制的器件。
空间光调制器能对光波的某种或某些特性(例如相位、振幅或强度、频率、偏振态等)的一维或二维分布进行空间和时间的变换或调制。
换句话说，其输出光信号是随控制（电的或光的）信号变化的空间和时间的函数。
空间光调制器结构的基本特点在于,它是由许多基本的独立单元组成的一维线阵或二维阵列，这些独立单元可以是物理上分割的小单元，也可以是无物理边界的、连续的整体，只是由于器件材料的分辨率和输入图像或信号的空间分辨率有限，而形成的一个一个小单元。
这些小单元可以独立地接收光学或电学的输入信号，并利用各种物理效应改变自身的光学特性（相位、振幅、强度、频率或偏振态等），从而实现对输入光波的空间调制或变换。
习惯上，把这些小独立单元称为空间光调制器的“像素”，把控制像素的光电信号称为“写入光”，或“写入（电）信号”，把照明整个器件并被调制的输入光波称为“读出光”，经过空间光调制器后出射的光波称为“输出光”。
空间光调制器原理
空间光调制器原理空间光调制器（Spatial Light Modulator，SLM）是一种能够调制光波相位和振幅的光学器件，它在光学通信、光学信息处理、光学成像等领域有着广泛的应用。
空间光调制器的原理是基于光的干涉和衍射效应，通过对光场进行调制，实现对光波的控制和调整。
本文将从空间光调制器的基本原理、工作原理和应用等方面进行介绍。
空间光调制器的基本原理是利用光的干涉和衍射效应来实现对光波的调制。
在空间光调制器中，通常采用液晶、光栅、声光晶体等材料制成的光学器件，通过外加电场、声场或光场等外部激励，使得器件中的折射率、透过率或相位发生改变，从而实现对光波的调制。
这种调制方式可以实现对光波的相位、振幅、偏振等参数的调控，具有灵活性高、响应速度快等优点。
空间光调制器的工作原理是通过对光波进行局部调制，实现对光场的控制和调整。
在空间光调制器中，通过对入射光场进行空间分解，然后对分解后的光场进行局部调制，最后再将调制后的光场进行空间叠加，从而实现对整个光场的调制。
这种工作原理可以实现对光波的复杂调制，如光波的相位编码、振幅调制、空间滤波等功能。
空间光调制器在光学通信、光学信息处理、光学成像等领域有着广泛的应用。
在光学通信中，空间光调制器可以实现光波的调制和解调，提高光通信系统的传输速率和容量；在光学信息处理中，空间光调制器可以实现光波的编码、解码和处理，实现光学信息的存储和处理；在光学成像中，空间光调制器可以实现光场的调制和调整，提高成像系统的分辨率和对比度。
总之，空间光调制器是一种能够实现对光波相位和振幅调制的光学器件，它的原理是基于光的干涉和衍射效应，通过对光场进行局部调制，实现对光波的控制和调整。
空间光调制器在光学通信、光学信息处理、光学成像等领域有着广泛的应用，具有重要的科学研究和工程应用价值。
希望本文的介绍能够对空间光调制器的原理有所了解，并为相关领域的研究和应用提供一定的参考。
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。
光纤通信系统中常用的调制方法
光纤通信系统中常用的调制方法一．光纤通信概况1.发展1966年，美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表论文，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。
1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB ／km的光纤，光纤通信时代由此开始。
由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。
光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近一万倍，传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。
2.基本组成光纤通信系统是以光为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。
最基本的光纤通信系统由光发射机、光纤线路和光接收机组成，具体如下图所示二．光调制与解调1.基本概念类似于电通信中对高频载波的调制与解调，在光通信中叶对光信号进行调制与解调。
不管是模拟系统还是数字系统，输入到光发射机带有信息的电信号，都通过调制转换为光信号。
光载波经过光纤线路传输到接收端，再由接收机通过解调把光信号转换为电信号。
2.常用的调制方式根据调制和光源的关系，光调制可分为直接调制和间接调制两类。
直接调制方法是把要传送的信息转变为电信号注入LD或LED，从而获得相应的光信号，是采用电源调制的方法。
间接调制是利用晶体的光电效应、磁光效应、声光效应等性质来实现对激光辐射的调制，有电光调制、磁光调制、声光调制、电吸收效应和共振吸收效应等。
本文将详细介绍现在常用的是电光调制和声光调制两种。
三、调制方式的详细介绍1.直接调制（1）调制原理直接对光源进行调制，通过控制半导体激光器的注入电流的大小来改变激光器输出光波的强弱。
传统的 PDH 和 2.5Gbit/s 速率以下的 SDH 系统使用的 LED 或 LD 光源基本上采用的都是这种调制方式。
(2)优缺点a.优点：结构简单、损耗小、成本低。
空间光调制器使用方法
空间光调制器使用方法嘿，朋友们！今天咱来聊聊空间光调制器的使用方法，这玩意儿可神奇了呢！你想想看，空间光调制器就像是一个光的魔法师，能让光按照我们的想法去变化。
它可以把普通的光变得千奇百怪，就像孙悟空七十二变一样！那怎么用这个神奇的“光魔法师”呢？首先啊，你得把它安好，就像给它找个安稳的家。
然后呢，给它通上电，让它“醒过来”。
这时候，你就可以开始摆弄它啦！比如说，你可以通过各种设置，让它把光变成你想要的形状。
哎呀，就像你在纸上画画一样，只不过这是用光来画！你可以让它变出个爱心形状的光，多浪漫呀！或者变出个星星形状的光，一闪一闪亮晶晶。
再说说它的调节功能吧。
你可以像调音量一样调节光的强度，想亮就亮，想暗就暗，多有意思！而且它还能改变光的颜色呢，红橙黄绿青蓝紫，随你挑，这不比彩虹还好玩嘛！还有啊，你知道吗，它还能和其他设备配合起来用呢！就像好伙伴一起合作一样。
比如说和投影仪搭配，那就能在大屏幕上变出各种奇妙的光影效果，哇塞，那场面，绝对震撼！你说这空间光调制器是不是特别厉害？咱要是能熟练掌握它的用法，那可就像掌握了一门神奇的技艺。
到时候，你在朋友面前露一手，他们肯定会瞪大眼睛，哇，你怎么这么厉害！用空间光调制器的时候，可别马虎哦！要像对待宝贝一样细心。
毕竟它能给我们带来那么多的乐趣和惊喜。
你想想，要是因为你的不小心，让它“不高兴”了，那多可惜呀！总之呢，空间光调制器就是一个充满魔力的东西，只要你用心去探索，去尝试，它一定会给你带来意想不到的收获和快乐。
别犹豫啦，赶紧去和这个“光魔法师”来一场奇妙的邂逅吧！怎么样，是不是迫不及待啦？哈哈！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
空间光调制器
制作：Alan
概念
基本功能：
空间光调制器的基本功能,就是提供实时或 准实时的一维或二维光学传感器件和运算器 件。在光信息处理系统中,它是系统和外界信 息交换的接口。它可以作为系统的输入器件, 也可在系统中用作变换或运算器件。作为输 入器件时,其功能主要是将待处理的原始信息 处理成系统所要求的输入形式。此时,空间光 调制器作为输入传感器,可以实现电-光转换、 串行-并行转换、非相干光-相干光转换、波长
制作： Alan
其它配件 制作：Alan
高精度纯相位LCOS显示面板
RS232数据线
DVI数据线
软件部分 制作：Alan
HOLOEYES 的调制器可以直接通过 显卡的DVI 接口连接到计算机上。空间 光调制器能如此方便使 用离不开在 windows 平台上的灵活高效的帧速率图 形卡。该空间光调制器由HOLOEYE 软 件驱动， 该软件可工作在所有版本的 windows 操作平台上。该软件能方便的 控制所有相关的图像参数， 另外，精心 设计的空间光调制器软件能实现多种光 学函数，像，光栅、透镜、轴锥体和光 圈， 并且能够根据用户设定的图像设计 衍射光学器件（DOE）。完整的套件包 括调制器、视频分配器 和图像处理的所 有相关器件。由于它小的尺寸，可以容 易的被集成到光学系统中。为保证器件 的光学质量（如：相位调制）， HOLOEYE 对每个器件都进行了测量。
That's all
谢谢倾听
制作：Alan
用。需要加载到调制器上的光学传递函数或图像信
息可直 接由光学设计软件生成，并直接可以通过 计算机加载。 空间光调制器英文名称是Spatial Light Modulator,在文献上常缩写成SLM。顾名思
义,它是一种对光波的空间分布进行调制的器件,一般地说,空间光调制器是指在信号源
dmd空间光调制器原理
dmd空间光调制器原理DMD空间光调制器（Digital Micromirror Device）是一种基于微小反射镜数组的光学装置，用于对空间光进行调制和控制。
在DMD空间光调制器中，每个微小反射镜可以独立地倾斜，从而改变光的反射方向，从而实现对光的调制。
DMD空间光调制器的工作原理是基于每个微小反射镜的运动。
每个微小反射镜都可以倾斜到两种不同的角度，一种是“开”状态，另一种是“关”状态。
当反射镜处于“开”状态时，它会将光反射到特定的方向上，从而将光引导到目标位置。
而当反射镜处于“关”状态时，它将光反射到其他地方，从而使光不会到达目标位置。
DMD空间光调制器的核心是控制反射镜的倾斜状态。
为了实现这一点，每个反射镜都与一个独立的偏转电极相连。
当施加一个特定的电压信号到该偏转电极上时，反射镜会倾斜到“开”状态。
相反，当消除该电压信号时，反射镜会回到“关”状态。
通过控制不同的电压信号施加到不同的反射镜上，可以实现对整个微镜阵列的高精度控制。
在DMD空间光调制器中，可以使用计算机或其他控制电路来控制每个反射镜的状态。
计算机可以根据需要生成特定的图像或模式，并将这些图像或模式转化为相应的电压信号。
电压信号然后被送到对应的反射镜上，从而实现对光的精确调制。
DMD空间光调制器在光通信、光存储、光投影和光显示等领域有广泛的应用。
例如，在光通信中，DMD空间光调制器可以用来调制光信号，从而实现光的编码和解码。
在光显示中，DMD空间光调制器可以用来控制像素的亮度和颜色，从而实现高分辨率的图像显示。
除了上述应用外，DMD空间光调制器还可以用于光学计算和光学图案生成。
通过控制反射镜的状态，可以在空间中精确地操纵光的幅度、相位和极化状态，从而实现复杂的光学操作。
这些操作包括光学透镜、光波前调制和光学变换等。
总结来说，DMD空间光调制器通过控制微小的反射镜来调制光信号。
它的工作原理基于对反射镜状态的控制，通过施加电压信号来实现反射镜的运动。
光学相位阵列空间光调制器的工作原理和优缺点
光学相位阵列空间光调制器（又称空间光调制器、空间光调制器，英文缩写为SLM）是一种利用光学相位调制实现信息传输和处理的设备。
它的工作原理是通过调整每一个像素上的光程差，来控制入射光的相位和幅度，从而实现光波的调制和控制。
相比传统的光学器件，SLM具有许多优点，但也存在一些局限性。
本文将深入探讨光学相位阵列空间光调制器的工作原理、优缺点，并结合个人观点，全面地解释这一主题。
一、光学相位阵列空间光调制器的工作原理光学相位阵列空间光调制器的工作原理主要基于液晶和反射两种技术。
液晶空间光调制器通过在液晶屏上施加电场，调节液晶分子的排列状态来改变入射光的相位；而反射式空间光调制器则利用反射镜的微米级运动来实现相位调制。
在工作时，SLM会根据输入信号来实时调制光波，从而实现光学信息的加工和传输。
通过精确地调节每个像素上的光程差，SLM可以实现光波的相位控制，满足不同光学传输和处理的需求。
二、光学相位阵列空间光调制器的优点1. 高灵活性：SLM可以实现对光波相位的快速调制，能够适应复杂的光学传输和处理需求。
2. 高度可编程：通过编程控制，SLM可以实现不同的相位调制模式，具有极高的自定义性和灵活性。
3. 实时性：SLM可以在毫秒甚至微秒级的时间内完成光波的调制，满足实时光学传输和处理的需求。
三、光学相位阵列空间光调制器的缺点1. 复杂性：SLM的工作原理较为复杂，需要精密的控制电路和算法支持。
2. 灵敏性：SLM对外界环境的光、温度等因素较为敏感，容易受到干扰。
3. 成本较高：目前的SLM设备价格较高，制约了其在一些领域的应用。
四、个人观点和理解对于光学相位阵列空间光调制器，我认为它是一种非常重要的光学器件，具有广泛的应用前景。
在光学通信、光学成像、激光加工等领域，SLM的高灵活性和可编程性能非常适用。
尽管目前存在一些局限性，但随着技术的不断发展，相信SLM将会有更加广泛的应用和发展。
总结回顾本文通过对光学相位阵列空间光调制器的工作原理、优缺点和个人观点的分析，全面地解释了这一主题。
空间光调制法
空间光调制法合同编号: __________________________签订日期: __________________________合同地点: __________________________协议双方信息甲方（委托方）:名称：____________________________法定代表人：____________________________联系电话：____________________________地址：____________________________电子邮箱：____________________________乙方（服务方）:名称：____________________________法定代表人：____________________________联系电话：____________________________地址：____________________________电子邮箱：____________________________协议目的本协议旨在规范甲方和乙方之间关于空间光调制法（SLM）服务的合作细节，包括服务范围、技术要求、费用及其他相关条款，以确保项目的顺利实施和双方权益的保障。
服务内容服务范围1.1 乙方将为甲方提供空间光调制法的相关服务，包括但不限于设备调试、技术支持、实验方案设计等。
1.2.1 空间光调制系统的安装与调试1.2.2 数据采集与分析1.2.3 系统性能评估与优化1.2.4 提供技术培训及操作指导技术要求2.1.1 调制精度：____________________________2.1.2 操作温度范围：____________________________2.1.3 响应时间：____________________________2.2 提供相关技术文档，包括操作手册、维护指南和系统规格说明书。
交付物3.1.1 调试完成的设备及系统3.1.2 详细的调试报告和技术文档3.1.3 培训材料和操作手册项目时间表项目启动1.1 启动日期：____________________________1.2 预期完成日期：____________________________阶段性进度2.1 第一阶段（安装与调试）：____________________________2.2 第二阶段（数据采集与分析）：____________________________2.3 第三阶段（系统评估与优化）：____________________________里程碑3.1 里程碑一：____________________________3.2 里程碑二：____________________________3.3 里程碑三：____________________________费用与支付费用构成1.1 服务费用：____________________________1.2 设备费用：____________________________1.3 其他费用（如有）：____________________________支付方式2.1 支付方式：____________________________2.2 支付条款：2.2.1 定金：____________________________2.2.2 中期款：____________________________2.2.3 尾款：____________________________费用结算3.1 费用结算方式：____________________________3.2 结算周期：____________________________双方权利与义务甲方（委托方）的权利与义务1.1 提供所需的实验条件和相关数据1.2 负责支付协议约定的费用1.3 配合乙方完成服务内容1.4 提供必要的工作环境和资源乙方（服务方）的权利与义务2.1 按合同要求提供符合技术标准的服务2.2 提供必要的技术支持和咨询2.3 保证服务质量，并按期完成任务2.4 对甲方提供的数据和信息保密保密条款保密内容1.1 双方应对在履行合同过程中知悉的对方商业秘密和技术资料进行保密。
空间光调制器原理
空间光调制器原理
空间光调制器是一种能够对光束进行快速调制的光电器件，它利用了光学的非线性效应来控制和调节光的特性。
其原理基于光的电光效应、弹性散射效应或者Kerr效应。
光的电光效应是指在某些材料中，当施加电场时，会发生折射率的变化。
这样，通过调整施加在材料上的电场，就可以改变材料的折射率，从而影响光的传播特性。
空间光调制器利用这一原理，通过在光路上引入一个电光晶体，利用外加电场来控制晶体的折射率，从而调制光的相位、强度或者振幅。
另一种原理是利用弹性散射效应，通过利用在材料中产生的声波的散射现象来调制光的传播特性。
当声波通过光学材料时，由于声波的作用会导致材料的折射率发生变化，从而影响光的传播。
通过控制声波的发射和控制，可以控制光的散射和传播，从而实现光的调制。
Kerr效应是指在某些非线性光学材料中，当光的强度变化时，导致材料的折射率发生变化。
利用Kerr效应，可以通过调节
光的强度来控制光的相位和压强分布。
空间光调制器利用了这一原理，通过控制光的强度来改变材料的折射率，从而实现对光的调制。
总的来说，空间光调制器利用光的电光效应、弹性散射效应或者Kerr效应等原理，通过施加电场、声波或者控制光的强度
来调节光的传播特性，实现对光的快速调制，从而广泛应用于光通信、光信息处理等领域。
空间调制 原理
空间调制原理
空间调制是一种用于传输或传播信息的技术，它利用空间特性对信号进行编码和调制。
空间调制通过改变电磁波的传播特性来实现信息的传输，是一种多元调制技术，可以在一个传输信道中同时传输多个独立的信号。
在空间调制中，通常会使用电磁波的波前调制和波束赋形技术。
波前调制是通过改变波前传播的相位、振幅或极化状态来实现信息传输。
通过在传输时改变波前的相位或振幅，不同的信息可以被编码到不同的波前中，从而实现多个信息的传输。
波束赋形是通过改变辐射源的辐射特性，将能量聚焦在一个特定的方向上，从而实现信息的传输。
通过调整源的辐射特性，可以将能量聚焦在不同的方向上，每个方向上的能量可以携带不同的信息。
通过将不同方向上的能量叠加，接收端可以将多个信息同时解调出来。
空间调制还可以利用多输入多输出（MIMO）技术来进一步提
高信号传输的容量和可靠性。
MIMO技术利用多个天线同时
发送和接收信号，通过利用空间上的多径效应和信号间的相互干扰，实现了信号容量的增加。
通过调整天线之间的相对位置和信号发射和接收的时序，可以实现不同的信号编码和调制方式。
总之，空间调制通过改变电磁波的传播特性来实现信息的传输，可以同时传输多个独立的信号。
它可以利用波前调制、波束赋
形和MIMO技术来实现信号的编码和调制，有效地提高了信号传输的容量和可靠性。
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控制这些像素光学性质的信号称为“写入信号 （W）”，写入信号可以是电信号也可以是光信号， 射入器件并被调制的光称为“读出光（IR）”，和调 制后的“输出光”的关系为：
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1.6.3 几种典型的空间光调制器
1、泡克尔斯读出光调制器（PROM） 为了满足实时处理的要求，陆续出现了多种结构 原理的器件，其中以硅酸铋（简写为BSO）晶体材 料制成的空间光调制器的倒了较快的发展。BSO不 但具有光电效应，而且还具有线性电光效应，半波 电压较低，BSO-PROM空间光调制器的结构示意图如 图：
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3、其他类型的空间光调制器 （1）声光空间光调制器 利用声光效应来进行光调制。在声光空间光调制 器中，吧电学信号通过电声转换器转换成载有写入 信息的超声波，走用于声光介质，产生内应力场分 布，通过光弹效应，有转换成戒指折射率的变化分 布，形成“相位光栅”，读出光收到“光栅”作用 被调制和声光调制器不同的是可以实现对输出光的 相位调制。
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这种方式主要用于光—光转换器件，这种器件 可以用于光学信息处理和光计算机进行图像转换、 显示、存储和滤波。 当写入信号是电信号时，采用电学寻址方式， 主要用于电—光实时接口器件。优点：直接利用 电信号控制输出光的振幅或相位。
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1.6.2 空间光调制器的基本功能
1.变换器功能 （1）电—光转换和串行—并行转换。 例如：待处理的信息来自摄影机或计算机模拟信号，他往 往是一个随时间变化的电信号，为了把该信号输入到光学 系统中去，就要用空间光调制器，一方面把按时间先后串 行的电信号，转换成一个在空间以一维或二维阵列形式排 列的控制信号，另一方面又把阵列中每个像素上的控制信 号转换成能调制读出光的光学性质的变化。
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工作原理： 当在透明电极上加上工 作电压而无光照时，晶 体的光学性质并不发生 变化，因为此时大部分 电压降到光敏层。 当用较强的蓝光照射光敏层，光子被激发，是电子获得 足够的能量越过禁带跃入导带，大量的自由电子和空穴 参与导电，光敏层电阻降低（光电导效应）。
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由于光敏层的电阻随外界的入射光的强弱发生变化， 故晶体的电光效应也发生变化。当写入信号射向器 件时，写入光的照度通过光电效应转换成BSO晶体 内的电场分布，将图像存储下来。在读取图像时， 选长波光为读出光。由于电光效应变成椭圆偏振光， 其椭圆率取决于晶体电压的空间变化，因此从检偏 器输出的光的光强分布将正比于图像的明暗分布， 实光信号在信道传输过程中引进的噪声和 失真，可采用简介中继器的方式去掉，抗干扰能 力强； 2、线性要求不高，可充分利用光源的发光功率； 3、数字光通信便于和PVM电话终端、PCM数字 彩色电视机终端和计算机连接，从而组成一个综 合性系统。
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1.6 空间光调制器
1.6.1 空间光调制器的概念
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当激光频率很高时，调制电路要用高通滤波 电路来实现，此时会产生畸变。为了不产生调 制畸变，要求输出功率要与阈值以上的电流呈 良好的线性关系；为了尽量不出现驰豫振荡， 应采用条宽较窄的激光器结构。
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1.5.2 半导体光源的模拟调制
无论是使用LD或LED作为光源，都要施加偏置电流Ib， 使工作点处于LD后LED的线性工作区。调制线性好坏与 调制深度m有关： LD： m= 调制电流幅度 偏置电流-阈值电流 调制电流幅度 偏置电流
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（2）非相干光—相干光转换 在实时处理系统中，可以把写入的非相干光信号转换 成输出的相干光信号。因为实时处理系统的对象往往是 一个实际物体，一般的光学系统只能使它形成一个非相 干图像，但在处理中却要求一个相干图像，以便进行频 域处理或进行基于光干涉的处理等。
IW IO IR
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2.放大功能 当写入光强较弱时，或者在信息处理过程层中图 像信号变弱时，可以采用空间均匀分布的、强度 大的空间光调制器予以增强，即可得到放大了的 输出光相干信号。 3.运算功能 信号倍乘识别大多数空间光调制器的固有性能。 4.阈值操作功能
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LED:
m=
由这两个图可以看出，m大时，调制信号幅度大，但 线性差；m小时。线性好，但调制幅度小，因此要选 择合适的m值。
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1.5.3 半导体光源的 半导体光源的PCM调制 调制
数字调制是二进制数字信 号“1”码和’0”码对光源发 出的光载波进行调制。 1、先将连续的模拟信号通 过“抽样”变换成一组调幅 的脉冲序列； 2、通过“量化”、“编码”过程，形成一组等幅度、等宽带的 矩形脉冲作为“码元”； 3、将PCM数字信号对光源进行强度调制。
1.5 直接调制
直接调制就是要把传递的信息转变为电流信号注入 半导体光源，从而获得已调制的信号。由于它是在光源 内部进行的，因此又叫内调制。 优点：简便高效率、高速调制 根据调制信号的类型，可分为以下两种： 模拟调制：用连续模拟信号直接对光强度进行调制 数字调制：用脉冲编码的数字信号对光源进行强度 调制
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利用器件的阈值特性，可以把连续变化的写入信 号变换成若干分立的“值”输出，最简单的操作 是把写入信号量化为“0”和“1”两种输出。给 一个阈值，当写入信号大于阈值时输出为“1”， 小于时输出为“0”，这种操作称为阈值操作， 空间调制器可以看作是非线性光开关的二维阵列。
空间光调制器还有短时存储、光学限幅、波面 回复等功能。
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2、磁光空间调制器 利用对铁性材料的诱导磁化来记录写入信息的，通 过磁光效应来实现对读出光的调制。 调制过程：
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1
1.5.1 半导体激光器（LD）直接调制原理 半导体激光器（ ）
由半导体的激光输出特性图可以看出： 半导体激光器有一个阈值电流It，到驱动电流小于It时，激 光器基本上不发光或只发出微弱的荧光；当驱动电流大于It 时，开始发射激光。 其光谱特性图如图：
输 出 功 率 相 对 强 度 高于阈值
低于阈值
驱动电流
波长
2
若把调制信号加到激光器上，就可以直接改变激光 器输出光信号的强度。 半导体激光器调制原理示意图：
半导体 激光器
直流 偏置 调制 信号
3
由输出光功率与调制信号的关系曲线图可知： 为了获得线性调制，使 工作点处于输出特性曲线 的输出部分我们需要在加 调制信号的同时加以适当 的偏置电流，使输出的光 信号不失真。偏置电流不 宜偏大，会使激光器的消 光比变坏。
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2、液晶空间光调制器 液晶：具有液体流动性的同时又具有晶体的特性。 晶体空间光调制器比较典型的应用器件是硫化镉 （CdS）液晶光阀，结构示意图为：
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这种液晶光阀的主要功能是实现图像的非相干-相 干转换。其工作过程是： 将待转换的非相干图像通过一光学系统从器件右侧 成像到光导层，同时有一束线偏振相干光从器件左 侧射向液晶，其偏振方向与液晶层左端的分子长轴 方向一致，由于高反射膜的作用，这束光惊两次通 过液晶层，最后从左边输出得到输出光。
写入信号（W）
读出光 （IR）
输出光（IO）
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当写入信号是光信号时，通常表现为一个二维的 光强分布的图像，通过一光学系统成像在空间光调 制器的像素平面上，是入射光的像素与空间光调制 器的像素一一对应，这个过程称为“寻址”。寻址 方式为“光学寻址”。因为寻址时同时完成的，因 此光学寻址是一种“并行寻址方式”。 读出光通过调制器时，其光学参量就受到空间光 调制器个像素的调制，输出一束具有新的光学参量 空间分布的输出光。