液晶空间光调制器相位特性测量：泰曼-格林干涉仪方法

"这篇文章主要介绍了使用泰曼-格林干涉仪(Twyman-Green Interferometer)来测试和分析美国BNS公司生产的256 pixel × 256 pixel纯相位液晶空间光调制器(LC SLM)的相位调制特性。通过实验发现，LC SLM的相位调制随灰度等级呈现非线性分布，并且存在相位调制不均匀的问题。通过反插值法建立线性查找表，可以有效校正这种非线性，将非线性度从17.23%降低到2.85%。同时，研究指出LC SLM中心与边缘的相位调制差异显著，同一灰度下最大相位差可达0.22π，中心相位调制的均方根误差是边缘的4倍，这表明器件在相位调制上存在显著的不均匀性，需要在波前控制中进行校正。" 文章详细探讨了利用泰曼-格林干涉仪对液晶空间光调制器进行相位调制特性测量的方法。泰曼-格林干涉仪是一种常见的光学干涉测量设备，能精确地测量光的相位变化，从而评估光学元件的性能。在本研究中，该干涉仪被用来检测LC SLM的相位调制能力，即SLM如何通过改变其内部液晶分子排列来调制入射光的相位。 实验结果显示，SLM的相位响应不是线性的，这意味着不同灰度等级对应的相位变化并不成比例。这种非线性现象可能会影响SLM在应用中的精度，例如在光学波前整形、光束调控等场合。为了解决这个问题，研究人员采用了反插值法，这是一种数学技术，可以创建一个线性关系，使得SLM的相位调制更接近理想线性状态，显著降低了非线性度。 此外，研究还揭示了SLM的相位调制不均匀性问题。在相同灰度设置下，SLM中心区域和边缘区域的相位调制差异大，最大相位差达到了0.22π，这意味着SLM的相位响应在空间上是不一致的。这种不均匀性可能导致光束质量下降，尤其是在需要高精度相位控制的应用中。因此，对于这种现象，必须在实际使用中进行校正，以确保SLM的性能优化。 通过泰曼-格林干涉仪的测量，我们可以深入理解液晶空间光调制器的相位调制特性，发现并解决非线性和不均匀性问题，这对于提升SLM在光学系统中的应用性能至关重要。这项研究提供的方法和技术对于改进和优化SLM的设计以及提高其在科学研究和工业应用中的性能具有重要的指导意义。