衍射法快速线性化液晶空间调制器相位校正技术

"本文主要探讨了如何通过衍射法快速线性化液晶空间光调制器（SLM）的相位调制关系，以提高其性能。研究中使用了Holoeye公司的纯相位型液晶空间光调制器，并对比了双孔干涉法和二进制相位光栅衍射法的优缺点。实验结果显示，衍射法在修正相位调制特性时具有较高的效率和简易性，不受闪烁影响。" 液晶空间光调制器（SLM）是一种关键的光学设备，广泛应用于光学信息处理、光学计算、光通信等领域。它能够通过改变内部液晶分子的排列方式，对入射光的相位进行精确调制。在本研究中，所讨论的SLM是16阶闪耀光栅，这种光栅在1级光衍射效率上有很高的要求。 双孔干涉法是Holoeye公司推荐的一种测量和校正SLM相位调制关系的方法，它可以将16阶闪耀光栅的1级光衍射效率提升至80%。然而，该方法涉及多个步骤，包括滤波、准直和扩束等，这些步骤耗时较长，且操作复杂。相比之下，二进制相位光栅衍射法提供了一种更为简洁的修正策略。 在实验过程中，研究人员每隔10个灰度值测量一次，然后利用Matlab软件进行线性内插，扩展至全部255个灰度等级。通过这种方法，16阶闪耀光栅和二进制光栅的1级光衍射效率得到了显著提升，分别达到了制造商标称的83%和40%。实验结果表明，对于5-5序列配置的Holoeye Pluto液晶光阀，衍射法的相位调制校正不仅有效，而且在平均调制相位稳定的基础上，不受光阀闪烁现象的影响，具有良好的可行性和实用性。 文章强调，衍射法的优势在于简化了修正过程，减少了不必要的操作，提高了工作效率。这对于需要快速响应和精确调制的光学系统尤其重要。此外，不受闪烁影响的特性确保了SLM在动态操作中的稳定性，这对于实时光学应用如全息显示、光学计算等是至关重要的。 这项研究提供了一个实用的解决方案，通过衍射法优化液晶空间光调制器的相位调制特性，从而提高其在实际应用中的性能。这种方法对于推动SLM技术的发展，尤其是在要求快速、高效和稳定性的光学系统中，具有重要的理论和实践意义。