空間光調制器

1、制作：張夢華制作：張夢華 光信息光信息141801141801班班 201418010133 201418010133 空間光調制器器件簡介空間光調制器空間光調制器(Spatial Light Modulator-SLM)是一種對光波的空間分光波的空間分布進行調制布進行調制的器件。一般地說，空間光調制器由許多獨立單元許多獨立單元組成，它們在空間上排列成一維或二維陣列，每個單元都可以獨立地接受光學信獨立地接受光學信號或電學信號的控制號或電學信號的控制，并空間光調制器(Spatial Light Modulator-SLM)是一種對光波的空間分布進行調制的器件。一般地說，空間光調制器由許多獨立單元

2、組成，它們在空間上排列成一維或二維陣列，每個單元都可以獨立地接受光學信號或電學信號的控制，并按此信 號改變自身的光學性質，從而對照明在其上的光波進行調制。按此信 號改變自身改變自身的光學空間光調空間光調制器空間光調空間光調制器(Spatial Light Modulator-SLM)是一種對光波的空間分布進行調制光波的空間分布進行調制的器件。一般地說，空間光調制器由許多獨立單元許多獨立單元組成，它們在空間上排列成一維或二維陣列，每個單元都可以獨立地接受光學信號或電學信號的控制獨立地接受光學信號或電學信號的控制，并按此信 號改變自身改變自身的光學性質，從而對照明在其上的光波進行調對照明在其上的光

3、波進行調制制。制器制器(Spatial Light Modulator-SLM)是一種對光波的空間分光波的空間分布進行調制布進行調制的器件。一般地說，空間光調制器由許多獨立單元許多獨立單元組成，它們在空間上排列成一維或二維陣列，每個單元都可以獨立地接受光學信號或電學信號的控制獨立地接受光學信號或電學信號的控制，并按此信 號改變自改變自身身的光學性質，從而對照明在其上的光波進行調制對照明在其上的光波進行調制。空間光調制器空間光調制器(Spatial Light Modulator-SLM)是一種對光波的空間分布進行調制光波的空間分布進行調制的器件。一般地說，空間光調制器由許多獨立單元許多獨立單元

4、組成，它們在空間上排列成一維或二維陣列，每個單元都可以獨立地接獨立地接受光學信號或電學信號的控制受光學信號或電學信號的控制，并按此信 號改變自改變自身身的光學性質，從而對照明在其上的光波進行調制對照明在其上的光波進行調制。驅動信號 ：電信號、光信號 調制目標 ：相位、偏振、振幅（或強度） 乃至波長，或是非相干光到相干光的轉換 等等 應用 ：光互連、光學信息處理、光計算、 光學神經網絡 SLM的分類寫入方式寫入方式輸入控制信號方式輸入控制信號方式按讀出方式按讀出方式 ESLMSLMOSLMSLM電寫入的光寫入的光尋址電尋址國內首個光控國內首個光控SLM演示演示反射式投射式調制方式調制方式相位調制

5、強度調制兩種寫入方式電寫入的SLM：代表待輸入系統(tǒng)的信息的電信號直接驅動一個器件（空間光調制器），方式是控制其吸收或相移的空間分布。光寫入的SLM：信息一開始是光學圖像的形式，而不是以電子形式輸入到SLM，在這種情況下，SLM的功能是將非相干光圖像轉化成相干光圖像，接著用相干光學系統(tǒng)做下一步處理。一種給定的SLM常?？赡苡幸陨蟽煞N不同的形式，一種適合于電尋址，一種適合于光尋址。名詞小貼士 什么是尋址（什么是尋址（adressing）？）？ 寫入光或寫入信號應含有控制調制器各個像素的寫入光或寫入信號應含有控制調制器各個像素的 信息。信息。把這些信息分別傳送到相應像素位置上去的過程稱為尋址。把這些

6、信息分別傳送到相應像素位置上去的過程稱為尋址。如果采用寫入光實現(xiàn)，稱為光尋址，采用寫入電信號，稱如果采用寫入光實現(xiàn)，稱為光尋址，采用寫入電信號，稱為電尋址。為電尋址。 寫入光寫入光/信號信號：控制像素的光信號或者電信號。讀出光讀出光：照明整個器件并被調制的輸入光。輸出光輸出光：被像素單元調制后的出射光應用目前已有多種空間光調制器實用化，主要 有下面幾種： 空間光調制器的基本功能1、變換器功能電光轉換、串行并行轉換、相干非相干轉換、對比度反轉。 2、放大功能 弱光寫入，強光讀出?？色@得增強的相干光圖象。3、算術運算功能 SLM 可實現(xiàn)數(shù)字的矢量 矩陣或矩陣 矩陣 之間的乘法?？蓪崿F(xiàn)相干圖象的相加

7、或相 減 (O-SLM) 。4、記憶功能 所有的 SLM 都是利用電荷生成元件形成一 個與寫入像相對應的電荷分布，這種電荷分布可以在 SLM 中存儲一小時或更長時間， 因而 SLM 可作為短期的像存儲器件。PROM 器件的存儲時間可長達兩小時以上， MSLM 甚至可達幾個月之久。 液晶光閥什么是液晶？ 液晶材料是一種流體，它介于完全規(guī)則 ( 固體 ) 與不規(guī)則狀態(tài) ( 液體 ) 之間的中間態(tài) 物質，兼有液體和晶體兩者共有的屬性 。 哪些物質是液晶材料？ 有機化合物（例如芳香族、脂肪族，硬脂 酸等）及它們的混合物 。 液晶特性 1、液晶的取向效應 液晶分子由于它的細長結構和具有兩種介 電常數(shù)，從

8、而呈現(xiàn)各向異性的特性 。2、 液晶雙折射現(xiàn)象 當外加電場E足夠?。ㄐ∮谄漤憫撝担r，則分子取向不受電場影響；當外加電場足夠大（超過其閾值）時，分子取向發(fā)生變化。可以利用液晶這一特性來進行光調制液晶的取向效應液晶的雙折射電控雙折射效應 在外加電場作用下，液晶分子取向變化， 而使液晶對某一方向入射的光產生雙折射。 扭曲效應 液晶光閥液晶光閥 液晶光閥是一種比較成熟的SLM，在實時光學信息處理系統(tǒng)中可作為實時圖像輸入,轉換，顯示和記錄的器件。是一種比較成熟的空間光調制器。具有廣泛的應用前景。優(yōu)點：結構簡單，工作電壓小，造價低，性能好等。液晶光閥的結構和工作原理：液晶光閥的結構和工作原理液晶光閥的結

9、構和工作原理 液晶光閥具有多層膜結構，它由光導液晶光閥具有多層膜結構，它由光導層和光阻層組成的光敏層和扭曲向列層和光阻層組成的光敏層和扭曲向列型液晶和介質反射鏡的反射式光調制型液晶和介質反射鏡的反射式光調制層組成，所有膜層都加在兩透明電極層組成，所有膜層都加在兩透明電極之間。反射鏡在這里的作用是：將寫之間。反射鏡在這里的作用是：將寫入光和讀出光分開，這樣就可以同時入光和讀出光分開，這樣就可以同時進行寫入和讀出。兩定向層之間的向進行寫入和讀出。兩定向層之間的向列型液晶分子呈列型液晶分子呈45度扭曲。度扭曲。光尋址液晶光閥 液晶光閥是利用無電壓時候向列型液晶扭曲液晶光閥是利用無電壓時候向列型液晶扭曲效應和外加電壓大于閾值時候的雙折射效應效應和外加電壓大于閾值時候的雙折射效應來工作的。當無寫入光照射時光導層呈高阻來工作的。當無寫入光照射時光導層呈高阻狀態(tài)電壓主要降落在光導層上。液晶上電壓狀態(tài)電壓主要降落在光導層上。液晶上電壓很小，不足以引起雙折射效應，液晶顯示扭很小，不足以引起雙折射效應，液晶顯示扭曲效應。線偏振讀出光兩次經過液晶，偏振曲效應。線偏振讀出光兩次經過液晶，偏振態(tài)沒有改變。通過正交檢偏器，呈現(xiàn)暗場。態(tài)沒有改變。通過正交