液晶空间光调制器(精选)
液晶空间光调制器
声光调制器：用超声信号驱动
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。
时间调制器
空间调制器特点：增强输入图像，将非相干光图像转换为相干光图像。
3.6 光束扫描技术
一种是光的偏转角连续变化的模拟式扫描，它能描述光束的连续位移；
另一种是不连续的数字扫描，它是在选定空间的某些特定位置上使光束的空间位置“跳变”。
前者主要用于各种显示，后者则主要用于光存储。
01
机械扫描技术是目前最成熟的一种扫描方法。
02
如果只需要改变光束的方向，即可采用机械扫描方法。
图3所示的是根据这种原理作成的双KDP楔形棱镜扫描器。它由两块KDP直角棱镜组成，棱镜的三个边分别沿x、y和z轴方向，但两块晶体的z轴反向平行。光线沿方向传播y且沿方x向偏振。外电场沿Z方向（横向效应）。
上部的A线完全在上棱镜中传播，“经历”的折射率为 。而在下棱镜中，B线“经历”的折射率为 。于是上、下折射率之差（ ）为 。得
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第3章小结 调制： 激光调制：利用要传递的信息作为调制讯号去改变激光的某一参数，使其参数按调制信号的规律变化过程，参数振幅、强度、相位、频率等。 强度调制 1.定义：利用调制信号去改变激光强度，使光强按调制信号的规律变化。 2.方法 电光调制：利用晶体的电光效应和偏光的干涉原理使Ｉ——Ｖ变化
声光调制 调制信号 电功率 换能器 （注意逆压电效应 和ｄ关系） 驱动源 超声波 行波 驻波 声光介质 声光效应 弹性应变 正弦相位光栅 入射光 衍射光 衍射光强相应地变化（强度调制） 喇曼——奈斯衍射—— 多级光 平面相位光栅 布拉格衍射
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。
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。
液晶空间光调制器及其在自适应光学中的应用
液晶空间光调制器及其在自适应光学中的应用
李征;穆毅;梁静远;李牧;柯熙政
【期刊名称】《光通信研究》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】液晶空间光调制器(LC-SLM)通过对液晶折射率的调制来实现对光程的控制,在自适应光学中起着重要的作用。
文章梳理了国内外LC-SLM的发展现状,对LC-SLM的工作原理和相位标定原理进行了详细介绍,针对LC-SLM在自适应光学中的应用,对国内外LC-SLM关键技术研究状况进行了讨论,分析总结了西安理工大学在该领域的实验研究。
最后展望了LC-SLM的应用前景。
【总页数】12页(P76-87)
【作者】李征;穆毅;梁静远;李牧;柯熙政
【作者单位】西安理工大学自动化与信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN929
【相关文献】
1.液晶空间光调制器在HTS中的应用研究——快速精确的解码方法
2.液晶空间光调制器在生物光学显微中的应用
3.液晶空间光调制器在高校光学实验教学中的应用探讨
4.使用可编程液晶空间光调制器的光学逻辑门运算
5.液晶显示空间光调制器及其在光电混合处理中的应用
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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。
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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
液晶空间光调制器教材
② 处理和运算功能器件 放大器 乘法器与算数运算功能
三、液晶材料简介
液晶材料：最为广泛的一种电光效应材料。介于固态和液 态之间的一种物态，它具备液体的流动性，又具备固态晶 体的排列性质。液晶状态可以向结晶态和液态相变。变为 结晶态时，不仅具有分子取向的有序性，而且分子重心具 有周期平移性；变为液态时，失去分子重心周期平移性， 也失去了分子取向的有序性，成为完全无序状态。 液晶以凝集构造的不同可分成三种：
由于液晶分子具有液体的流动性，亦即是说其没有固定的排列, 可以自由移动，且液晶分子具有介电各向异性和电导各向异性 的电学特性，故而在外电场的作用下,液晶分子的排列状态也将 随之发生变化。又因为液晶分子的光学特性也是各向异性的,从 而使得整个液晶盒的光学效应随之改变,这就是液晶盒电场影响 其光学特性的原理。另外由于液晶分子的双折射特性,使得液晶 盒显现出光散射、光干涉和旋光等特殊的光学性质 液晶的电光效应主要包括：电控双折射效应、扭曲效应、宾主 效应、动态散射效应、热光学效应等。
二、空间光调制器原理
空间光调制器(Spatial Light Modulator---SLM)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 制器由许多独立单元组成，它们在空间上排列成一维或二维 阵列，每个单元都可以独立地接受光学信号或电学信号的控 制，并按此信 号改变自身的光学性质，从而对照明在其上的 光波进行调制。
1971年美国休斯公司J.D.Margerum等人提出了第一 个光导型透射式液晶光调制器,这种器件工作在动态 散射模式,用ZnS作为光导层,直流驱动比较容易引起 液晶与电极间的电化学反应从而降低器件的寿命
1972年,T.D.Bemd等人研制成CdS作光导层,交流电 压驱动的反射读出型液晶光阀,为实用化器件的发展 奠定了基础 1975年,J.Grinbery等人报道了用CdS作光导层,CdTe 作光隔离层的交流反射式液晶光阀,是液晶工作在混 合场效应(向列相液晶的扭曲效应和双折射效应)模式
液晶空间光调制器
向列型液晶的扭曲效应 液晶分子是夹在两片玻璃之间的， 两片玻璃面向分子的一面都经过 了预处理，有沟槽，使液晶分子 顺着沟槽整齐排列，当上下两块 玻璃没有施加电压时，液晶排列 会依照两块配相膜而定，两配相 膜角度差为90度，液晶分子会自 下而上旋转90度再通过检偏器。 当两玻璃间加上电压时，液晶分 子层的旋转角发生转动，导致偏 振光与检偏器的夹角发生变化， 从而使透射光收到幅度和相位调 制。
五、扭曲相列液晶的调制原理
扭曲向列液晶(TwistedNematicLiquldCrystal,TNLC)是液晶屏的主 要材料之一，它是一种各向异性的媒质,可以看作是同轴晶体,它的 光轴与液晶分子的长轴平行TNLC分子自然状态下扭曲排列,在电 场作用下会沿电场方向倾斜,过程中对空间光的强度和相位都会产 生调制。N.Konforti等人对它的解释是：当液晶盒上电压逐渐增加, 大于Freedericksz转变阈值,而小于光学阈值的时候,液晶分子开始 旋转,有效的双折射作用逐渐减小,但液晶分子的扭曲还保持着当初 的格局,此时液晶盒相当于光波导,在这个区域内相位调制占据主要 因素。而当电压大于光学闭值,分子将沿电场方向排列,双折射和光 波导作用都很小,为强度调制区域。
由于液晶分子具有液体的流动性，亦即是说其没有固定的排列, 可以自由移动，且液晶分子具有介电各向异性和电导各向异性 的电学特性，故而在外电场的作用下,液晶分子的排列状态也将 随之发生变化。又因为液晶分子的光学特性也是各向异性的,从 而使得整个液晶盒的光学效应随之改变,这就是液晶盒电场影响 其光学特性的原理。另外由于液晶分子的双折射特性,使得液晶 盒显现出光散射、光干涉和旋光等特殊的光学性质 液晶的电光效应主要包括：电控双折射效应、扭曲效应、宾主 效应、动态散射效应、热光学效应等。
德国Holoeye高精度纯相位空间光调制器
德国Holoeye高精度纯相位空间光调制器德国Holoeye产品主要为LCOS面板，空间光调制器和衍射光学元件。
主要应用、成像&投影、光束分束、激光束整形、相干波前调制、相位调制、光学镊子、全息投影、激光脉冲整形等。
主要目标客户为航空航天，国防工业和汽车的科研和大规模工业应用领域。
德国HOLOEYES公司生产的空间光调制器（SLM）是基于液晶微显示技术，该器件能对光的振幅和位相进行调制，特别是作为动态光学器件使用。
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。
由于调制器智能的系统体系结构，使得用户操作非常便捷，而且调制信息可直接通过计算机图形显卡的DVI或VGA接口加载。
此空间光调制器最大的潜力在于，它可以作为动态相位调制器用于电寻址衍射元件中。
除了在显示方面的应用，特别是在激光应用方面也很大的空间，如：衍射光学、生物光子学和医疗激光应用材料加工。
在用相位调制进行强激光脉冲整形方面是此类SLM的主要应用和挑战。
然而实现一个无运动的变焦仍然是SLM的目标。
空间光调制器是实时光学信息处理，自适应光学和光计算等现代光学领域的关键器件。
在很大程度上，空间光调制器的性能决定了这些领域的实用价值和发展前景。
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。