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空间光调制器是做什么的,空间光调制器的原理
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 贝耐特光带你认识空间光调制器,空间光调制器的作用是什么呢? 空间光调制器具有能实时地在空间上调制光束的重要功能,使其成为构成实时光学信息处理、光计算等系统的关键器件。正因为如此,空间光调制器在现代光学领域中具有越来越重要的地位和价值。它是光学、光电混合系统进行光互连、光学相关、光计算、模式识别、光学控制、光学检测、图象处理、显示技术等中的基本构件和关键器件。

空间光调制器的原理
  空间光调制器常缩写成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信号(控制信号)的控制下,能对光波的某种或某些特性(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,从而将信源信号所荷载的信息写进入射光波之中的器件??刂菩藕趴赡苁枪庋藕?,又可能是电学信号。

  空间光调制器含有许多独立单元,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,利用各种物理效应(泡克尔斯效应、克尔效应、声光效应、磁光效应、半导体的自电光效应、光折变效应等)改变自身的光学特性,从而对照明在其上的光波进行调制。

  一般把这些独立的小单元称为空间光调制器的“像素”,把控制像素的信号称为“写入光”,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”。形象的说,空间光调制器可以看作一块透射率或其它光学参数分布能够按照需要进行快速调节的透明片。显然,写入信号应该含有控制调制器各个像素的信息。把这些信息分别传送到相应像素位置上去的过程,称为“寻址”。

空间光调制器的分类
  空间光调制器一般按照读出光的读出方式不同,可以分为反射型和透射型;而按照输入控制信号的方式不同又可分为光寻址(OA-SLM)和电寻址(EA-SLM)。

  光寻址时,实际上是利用适当的光学系统把一个二维光强分布成像在空间光调制器的像素平面上,便可以使写入信号的像素与调制器的像素在空间上一一对应,实现寻址。因为在时间上所有像素的寻址是同时完成的,所以光寻址是一种并行寻址方式。其特点是寻址速度最快,而且像素的大小原则上只受寻址光学成像系统分辨率的限制。但要防止写入光和读出光之间的串扰,通??占涔獾髦破髯龀煞瓷涫降?,在其中有一个隔离层,使两光互不干扰;也可以使用不同波长的光,利用滤光片消除它们之间的串扰。

  电寻址时,一对相邻的行电极和一对相邻的列电极之间的区域构成像素,由于电信号是串行信号,所以电寻址是串行寻址,一旦在光信息处理链中有一个电寻址,二维并行串行处理就被一维串行处理代替,处理速度立即降下来。另外,电寻址是通过条状电极来传递信息的,电极尺寸的减小有一个限度,所以像素尺寸也有限度,即有一个分辨率极限。由于电极本身不透明,所以像素的有效通光面积与像素总面积之比——开口率较低,光能利用率不高。

空间光调制器发展展望
  设计、开发空间光调制器的初衷是为光学信息处理提供谱面滤波器件??占涔獾髦破髟诖似鸬搅酥匾淖饔?,但是由于种种限制,如灵敏度、图像分辨率、空间均匀性等问题,光学信息处理或光学计算机并未取得预期的效果。电子工程师看好空间光调制器的应用价值,经过不断的改进,开发成功具备实用价值的器件,并率先应用于投影机获得成功。

  大屏幕光信息显示系统是典型的非相干光学信息处理系统,而空间光调制器又是光学信息处理的关键器件。因此可以说,光学信息处理与现代半导体技术相结合形成产业的大屏幕投影电视机产业将更加推动空间光调制器的发展。


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