液晶空间光调制器相移特性研究

液晶空间光调制器光电特性研究报告心得体会液晶空间光调制器（LCD-SLM）是一种利用液晶材料的光电特性来调制和控制光信号的设备。

通过控制液晶材料中液晶分子的排列状态，可以实现对光的相位、振幅和偏振等特性的调制。

在这次光电特性研究中，我们对LCD-SLM的调制特性进行了详细的实验研究，并对实验结果进行了分析和总结。

首先，我们对LCD-SLM的高频响应特性进行了测试。

通过改变输入信号的频率，并测量输出信号的相位和幅值，我们可以得到LCD-SLM的频率响应曲线。

实验结果表明，LCD-SLM的响应频率范围较宽，且输出信号的相位和幅值能够随着输入信号频率的变化而变化。

这说明LCD-SLM可以实现对光信号的高频调制，具有良好的动态性能。

其次，我们对LCD-SLM的偏振特性进行了测试。

通过调节LCD-SLM的驱动电压和极化方向，我们可以改变液晶材料对光的偏振状态，从而实现对光信号偏振的调制。

实验结果表明，LCD-SLM能够实现对光信号的线性偏振和圆偏振的调制，并且在不同偏振状态下输出信号的相位和幅值也有所变化。

这说明LCD-SLM对光的偏振调制具有较好的性能和灵活性。

此外，我们还对LCD-SLM的工作温度特性进行了测试。

实验结果表明，在一定温度范围内，LCD-SLM的调制性能基本稳定。

然而，在超过一定温度范围后，液晶材料的分子排列状态会发生变化，导致LCD-SLM的调制性能下降。

因此，在实际应用中，需要控制好LCD-SLM的工作温度，以确保其性能的稳定和可靠。

通过这次光电特性研究，我对LCD-SLM的原理和特性有了更深入的了解。

LCD-SLM作为一种光电器件，在光通信、光计算和光存储等领域具有广泛的应用前景。

在未来的研究中，我希望能够进一步探索LCD-SLM的非线性特性，以及其在光学信号处理和光学成像等方面的应用潜力。

１３６２中国激光艿一２ｎ（Ａ／Ａ），（４）式中△为十涉条纹的相对移动缋。

Ａ为Ｆ涉条纹的周期宽度。

图３灰度图与对应的干涉条纹Ｆｉｇ．３Ｇｒａｙｓｃａｌｅｉｍａｇｅｓａｎｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｆｒｉｎｇｅｓ４实验结果图４是空Ｉｈｊ光调制器强度透射率随灰度级变化的曲线。

曲线的均方根（ＲＭＳ）值为０．０１，这表明液晶空Ｉ＇ＢＪ光调制器在纯相位调制模式下伴随的振幅调制非常小，可忽略。

图５是ＳＩ。

Ｍ的相位调制特性曲线，最大相位调制达到３．２ｎ，并且对应０～１００和１５５～２５５的灰度范围相位呈非线性分布，在１５５～２５５灰度范围内相位曲线的非线性度达到１７．２３％。

由于卒间光调制器为动态衍射器件，通常要求它工作在相位为Ｏ～２７ｃ的线性区域，因此必须对该器件相位调制的非线性进行校正。

堂皇曼量屯量嗣重ｏＺ图４强度透射率随灰度级变化曲线Ｆｉｇ．４Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｉｎｔｅｎｓｉｔｙｖｅｒｓｕｓｇｒａｙｌｅｖｅｌ在图５曲线中找到灰度范围为１８５～２５５对应的比较平滑的相位曲线。

在７０个灰度级上对应０～２７ｃ的相位调制。

采Ｊｔｊ反插值法建立线性查找表。

确定实际灰度值在１８５～２５５内与计算灰度值在０～２５５之间的对应关系，如图６所示。

利用该杏找表可以实现Ｊｌｊ户输入端０～２５５灰度级与器件０～２７ｒ相位调制的线性对应父系。

图５相ｆ垃调制特性曲线Ｆｉｇ．５Ｐｈａｓｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ宅己一九罂％高三ｏ《图６计算灰度值与实际厌度值的对应关系Ｆｉｇ．６Ｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｃｏｍｐｕｔｅｄｇｒａｙｌｅｖｅｌａｎｄａｃｔｕａｌｇｒａｙｌｅｖｅｌ图７线性相位调制特性曲线Ｆｉｇ．７ＩＡｎｅａｒｐｈａｓｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ校正的相位特性曲线如图７所示。

通过１０组测量数据得到相位调制范围为０～２．Ｏ％ｒ，非线性度减／ｂＮ２．８５％，是原相位曲线的１／８，可见利用线性查找表能够明显改善相位调制的非线性。

空间光调制器的相位调制特性作者：贺腾李建强王辉安俊鑫来源：《价值工程》2017年第03期摘要：载波的相位对其参考相位的偏离值随调制信号的瞬时值成比例变化的调制方式，称为相位调制，或称调相。

本文拟采用杨氏干涉装置，测量其相位调制特性。

具体内容包括搭建杨氏干涉光路，完成数据的采集以及实现干涉条纹的处理，得到相位调制特性。

Abstract： The phase modulation or phase refers to a modulation way in which the carrier phase will proportionally change along with the instantaneous value of the modulated signal to the reference phase deviation value modulation. This paper plans to use Young's interference device to measure the phase modulation characteristic. The specific contents include building Young's interference light path， completing the data collection， and achieving the process of interference fringes， obtaining the phase modulation characteristics.关键词：相位调制；杨氏干涉；干涉条纹Key words： phase modulation；Young's interference；interference fringe中图分类号：TN761 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）03-0120-020 引言空间光调制器是一种对光波的光场分布进行调制的元件，广泛地应用于光信息处理、光束变换、输出显示等诸多应用领域。

液晶空间光调制器光电特性研究报告心得根据您的要求，我将为您撰写一份300字的液晶空间光调制器光电特性研究报告心得。

以下是内容：
在进行液晶空间光调制器光电特性研究的过程中，我深入了解了液晶材料的基本原理和光电特性。

通过实验和数据分析，我对液晶空间光调制器的性能和应用有了更深入的了解。

液晶空间光调制器具有优异的光电特性，比如高对比度、快速响应时间和广泛的波长范围。

在实验中，我们对液晶空间光调制器的对比度进行了测试，结果显示其在不同工作模式下都能实现较高的对比度，这对于光学显示和光通信等领域非常重要。

我们研究了液晶空间光调制器的响应时间,通过实验，我们发现液晶空间光调制器能够在毫秒级的时间内完成光的调制，这对于高速光通信和光学图像处理有着重要意义。

此外，我们也发现了温度对液晶空间光调制器响应时间的影响，这为进一步优化器件性能提供了一定的参考。

我们还研究了液晶空间光调制器的波长特性,通过实验，我们发现液晶空间光调制器在可见光和近红外光波段都具有较好的工作性能，这为其在光通信和光学成像等领域的应用提供了广阔的空间。

液晶空间光调制器具有优异的光电特性，在光学显示、光通信和光学成像等领域具有广泛的应用前景。

通过对其光电特性的研究，我们可以深入理解其工作原理，并进一步优化其性能。

在未来的研究中，我们可以进一步探索液晶空间光调制器在其他应用领域的潜力，为相
关技术的发展做出更大的贡献。

希望以上内容符合您的要求，如有需要，请随时告知。

《液晶空间光调制器在涡旋光束和矢量光束合成中的应用研究》篇一一、引言近年来，随着科技的不断进步，液晶空间光调制器作为一种高效的光束调制设备，被广泛运用于光束操控与光学信息的传递等前沿研究领域。

其重要性与应用前景主要体现在其对涡旋光束和矢量光束合成的灵活调控能力。

本篇论文主要研究液晶空间光调制器在涡旋光束和矢量光束合成中的应用，并深入探讨其潜在的应用价值。

二、液晶空间光调制器概述液晶空间光调制器（SLM）是一种可编程控制的微型器件，能通过控制每个像素的光强和相位等特性来调整光的传输状态。

由于它具有灵活、高效的调制能力，其在多种复杂的光学处理过程中起到了重要作用。

三、涡旋光束与矢量光束涡旋光束是一种具有螺旋相位波前的特殊光束，具有轨道角动量（OAM）。

而矢量光束则是一种具有特定空间分布的光强和相位的光束，能提供特定的偏振模式。

这两种特殊的光束在许多光学应用中都有着广泛的应用，如量子信息处理、粒子操控和微纳加工等。

四、液晶空间光调制器在涡旋光束和矢量光束合成中的应用液晶空间光调制器在涡旋光束和矢量光束的合成中起到了关键作用。

首先，通过调整SLM的像素阵列，可以实现对涡旋光束的精确操控，包括其螺旋相位波前和轨道角动量的调整。

其次，通过编程控制，SLM能够精确控制矢量光束的偏振模式和强度分布。

将这两者结合起来，就可以在SLM上生成特定模式的光束，并用于涡旋和矢量模式的合成。

1. 实验装置与方法在实验中，我们使用了激光发射器产生原始的涡旋或矢量光束，并通过光学元件（如透镜和偏振片等）对它们进行预处理。

然后利用液晶空间光调制器进行精细调控，实现了涡旋与矢量模式的混合生成。

此外，我们还使用计算机辅助系统进行图像处理和数据收集，对合成后的光束进行了精确的分析。

2. 实验结果与讨论通过调整SLM的像素状态，我们成功实现了对涡旋和矢量模式的灵活控制与合成。

通过图像分析发现，通过适当配置，液晶空间光调制器可以生成具有特定模式的复合光束，这种复合光束具有更丰富的光学特性，可以用于多种光学应用中。

第32卷第2期浙江师范大学学报(自然科学版)Vol.32,No.22009年6月 Journal of Zhejiang Nor mal University(Nat.Sci.) Jun.2009 文章编号:100125051(2009)022*******纯相位液晶空间光调制器相位调制特性的优化3徐展斌,　应朝福,　林培秋,　王　辉(浙江师范大学信息光学研究所,浙江金华　321004)摘　要:针对美国BNS生产的Model PF512反射型纯相位液晶空间光调制器进行了相位调制的特性研究.通过实验和分析比较,优化了相位调制对灰度响应的关系,修正了客户查找表,提高了调制器的精度,对该调制器的使用具有重要的意义.关键词:信息光学;液晶空间光调制器;纯相位调制;客户查找表;调制特性中图分类号:T N761.92 文献标识码:AO pti m i za ti on of the pha se m odul a ted characters of pha se2on lyli qu i d cryst a l spa ti a l li ght m odul a torXU Zhanbin,　YING Chaofu,　L IN Peiqiu,　WANG Hui(Institute of O ptical Infor m ation,Zhejiang N or m al U niversity,J inhua Zhejiang　321004,China)Abstract:The phase modulated characters of PF512reflecting2ty pe phase2only liquid crystal s patial light mod2 ulat or(LCS LM)were studied,experi m ents and analysis had been carried out,the relati onshi p of phase mod2 ulated t o gray2t one res ponse was op ti m ized,the l ook2up table was corrected,then the p recisi on of the modula2 t or was i m p r oved.It would be significant for the modulat or perfor mance.Key words:infor mati on op tics;LCS L M;phase2only modulated;Look2up Table;modulated characters0　引　言液晶空间光调制器(LCS LM)作为一种可编程的新型衍射光学元件,具有质量小、功耗低、无机械惰性、可实时控制等优点,因而受到国内外学者的普遍重视[124].电寻址的纯相位液晶空间光调制器是通过控制电压来改变液晶分子的空间指向达到控制液晶的双折射,以实现对光波的相位面进行调控;电寻址LCS LM还具有空间分辨率高、响应速度快、功耗低、体积小、易于光电接口等特点,因此电寻址LCS L M 广泛应用于光信息处理研究领域[526].近年来,LCS LM在衍射光学、光互连、自适应光学、光束偏折等研3收文日期:2009201205;修订日期:2009202211　基金项目:浙江省自然科学基金资助项目(Y105030)　作者简介:徐展斌(1981-),男,浙江兰溪人,助理研究员,硕士研究生.研究方向:全息技术;光电信息处理技术等.　通讯作者:应朝福究领域的应用也日趋活跃[7211].所有这些应用都涉及到器件的相位调制特性,相位调制特性直接关系到该器件使用的效果.笔者对浙江师范大学信息光学研究所购买的美国BNS 公司生产的专利产品Model PF512纯相位液晶空间光调制器的相位调制特性进行了测量,并对器件的客户查找表进行了修正.1　Model PF512的相位调制原理纯相位液晶空间光调制器的核心部件向列相液晶是一种单轴双折射晶体,光轴平行于液晶分子长轴排列的平均方向.当对液晶施加外部电场时,液晶分子发生倾斜,使得非寻常光的折射率发生变化,而寻常光的折射率不发生改变,进而导致光线的2个偏振分量通过液晶层后产生了相位差.当S LM 上每个像素被加上不同的电压时,它就会对读出光进行相应的相位调制.美国BNS 公司生产的Model PF512LCS LM 采用256阶的灰度图像来控制加在液晶上的电压,进而控制相位改变.由于该器件的像素为512×512,所以用512×512像素256阶灰度的图像作为写入信号来控制S LM 的相位改变量.由于器件本身相位调制对灰度的响应是非线性的,为了使用器件的方便,该LCS L M 随机软件中提供了一个客户查找表(LUT ).通过这个LUT,将输入的灰度图像的每个像素的灰度转换成另外一个新的灰度值,再用这个新的灰度去控制加在液晶上的电压,从而实现输入图像灰度与相位调制量之间近似的线性关系.这样在设计写入灰度图像的时候就不需要考虑该器件的相位调制特性.但厂家提供的客户查找表往往是针对批次产品的,对于具体某个调制器,LUT 存在误差,这种误差将导致调制器的衍射效率下降,信噪比降低.图1　相位调制特性测试光路图2　相位调制特性测量方法相位调制特性的测量可以采用泰曼2格林干涉的方法.实验装置如图1所示,LCS LM 代替干涉仪的一个反射镜,氦氖激光经显微物镜→针孔→准直透镜后得到平行光,平行光透过偏振片后,经分光镜一路作为参考光经反射镜入射至CCD ,另一路经LCS LM 后反射,两路光干涉,CCD 采集干涉条纹.在实验中,为了引入相对参考,写入空间光调制器的是上半部分灰度为某一值h 、下半部分灰度为0的灰阶图像,如图2(a )所示.空间光调制器的输出光与参考光发生干涉,由于S LM 对不同灰度图案的相位响应不同,CCD 接收到的图案的上下两部分干涉条纹发生相对平移,如图2(b )所示.上下条纹平移一个条纹即改变了2π的相位,上下条纹的移动量与条纹宽度的比值再乘以2π就是S LM 对上下部分灰度的相位响应差.为了精确地测量干涉条纹移动量,选择亮条纹的中心线作为测量基准.得到亮条纹的中心线的方法是,对CCD 采集到的干涉图案利用Matlab 软件进行图像形态学处理.首先,从干涉图中截取用来计算的部分,如图2(c )所示.然后,根据图像的灰度情况,选择合适的阀值进行图像二值化处理,如图2(d )所示.第3步,选择适当的结构函数和参数对图像进行开运算,如图2(e )所示,减少条纹的毛刺,同时保持条纹有一定宽度.第4步,选择适当的参数进行骨骼提取,如图2(f )所示,保证得到的单像素宽度条纹基本上没有横向毛刺和断点.这样就得到了单像素亮条纹的中心线,测量条纹移动量的最后一步就是截取中心线的稳定部分的横坐标,如图2(g )所示,并进行相减.截取中心线的稳定部分的横坐标主要是考561　第2期 徐展斌,等:纯相位液晶空间光调制器相位调制特性的优化虑到中间部分条纹是一个渐变过程,在实际计算中应予以剔除.有了条纹的移动量就可以计算出灰度h 相对灰度0的相位改变量,也即是该器件对灰度为h 的相位响应.改变h 的值从0到255,分别求得相应的相位,就可以获得该S L M 的相位响应特性曲线.(a )某一输入的灰度图像;(b )通过CCD 接收到的图像;(c )截取的计算区域;(d )二值化后的图像;(e )开运算后的图像;(f )骨骼提取后得到的单像素宽度图像;(g )截取的稳定的中心线:计算得到相位为φ=0.4635×2π图2　实验结果图3　不经线性优化的灰度2相位关系图3　调制器相位调制的非线性特性调制器相位调制非线性特性指的是调制器的相位输出和实际灰度输入是非线性的.采用如图1所示的实验方法,通过输入不同灰度的图像,得到如图3所示的灰度2相位图像.由图3可知,该S L M 的相位调制随着灰度的变大先是变大,接着近似不变,最后是减少,有2个以上的灰度都对应着某一个相位值.同时,最大调制深度超过了2π,达到6.72rad,可以完成0～2π的相位调制.图4　实测LUT 与sl m 8303.lut4　计算客户查找表 由于相位2灰度为非单调图像,某一相位值往往对应2个以上的灰度,笔者选择相位2灰度图像中的一段单调且相位满足0～2π所有值的图像.令φ=f (h ),h ∈[m ,n ],φ∈[0,2π].Δ=n -m +1为实际上器件所能分辨的灰阶数,所以为了提高灰度分辨力,在选择截取时应尽可能地选择Δ值大的部分.在实际计算过程中,选择m =179,n =242.为了实现相位2灰度关系的线性化,则有φ=kh ′,k =2π/255,h ′∈[0,255].661浙江师范大学学报(自然科学版) 2009年　 通过求解上述2式可得h =f -1(kh ′).通过相位2灰度图像就可以求出h 与h ′之间的关系,并制作成一张新的客户查找表(ne w .lut ).由于灰度h 必须为整数而通过计算得到的值通常都带有小数部分,所以需要进行取整.为了减少误差,在进行取整的过程中不能单纯地对h 进行四舍五入,而要考虑向上取整和向下取整对相位调制量影响的大小,选择影响小的方向进行取整.通过实验计算得到的新的LUT (ne w .lut )与器件提供LUT 如图4所示.5　new .lut 与sl m 8303.lut 的对比采用图1所示实验光路,针对2个客户查找表,即厂家提供的sl m 8303.lut 与实测的LUT ,笔者测试了调制器的相位与灰度的对应关系,得到的结果如图5,图6所示. 　图5　通过sl m 8303.lut 线性优化的相位2灰度关系图 图6　通过new .lut 线性优化的相位2灰度关系图图7　分别使用ne w .lut 和sl m 8303.lut 线性优化得到亮斑在某一方向的亮度分布及经光线衰减后得到的相应的亮度分布761　第2期 徐展斌,等:纯相位液晶空间光调制器相位调制特性的优化861浙江师范大学学报(自然科学版) 2009年　从图5可以看出,根据厂家提供的LUT进行灰度2相位转换时,与理想的相位2灰度线性关系相比误差较大.同时,多次测量都出现在灰度较小时相位调制深度过大,灰度较大时相位调制不足,在灰度接近255的时候相位调制超过2π.从图6可以看出,利用实验获得的LUT进行灰度2相位转换时,实际测得的相位2灰度关系与理想的相位2灰度线性关系比较吻合.相比使用sl m8308.lut,更加接近理想情况.Model PF512LCS L M在实际应用中往往作为一个纯相位衍射元件来使用.利用新的客户查找表进行了相息图衍射实验.实验过程是在图1光路中去掉参考光路,将经过LUT修正相息图灰度分布输入LCS LM,LCS LM将灰度分布转换成与相息图相对应的相位分布.从LCS LM反射光的衍射分布就是相息图的衍射分布.图7为会聚球面波的相息图在其焦面上的衍射分布,图7(a)和图7(b)分别是采用ne w.lut和sl m8303.lut得到的结果.从图7可以看出,使用sl m8303.lut比使用ne w.lut得到的衍射噪音大.将上述2种情况的光强分别衰减相同幅度后得到图7(c)和图7(d).由图可以看出,使用ne w.lut比使用sl m8303.lut得到的中心最大亮度要大得多,也就是说通过ne w.lut优化得到的衍射效率比较高.新的客户查找表与sl m8303.lut相比,衍射噪音较小,衍射效率高,器件得到了较好的优化.6　结　论通过对Model PF512LCS LM相位调制特性的实际测量,得到了更能反映器件相位调制特性的新的客户查找表,经编程处理后得到了相位2灰度调制曲线,进一步优化了相位与灰度的线性关系.实际相息图衍射实验证实了利用新的LUT可以提高衍射信噪比,继而提高衍射效率.参考文献:[1]McGl oin D,Spalding G C,Melville H,et al.App licati ons of s patial light modulat ors in at om op tics[J].Op tics Exp ress,2003,11(2):1582166.[2]Frumker E,Silberberg Y.Fem t osecond pulse shap ing using a t w o2di m ensi onal liquid2crystal s patial light modulat or[J].Op tics Letters,2007,32(11):138421386.[3]陈海云,王辉,李勇,等.数字全息图的实时动态再现[J].浙江师范大学学报:自然科学版,2008,31(1):41244.[4]陈海云,王辉,王媛媛,等.用液晶空间光调制器实现动感合成全息[J].浙江师范大学学报:自然科学版,2006,29(3):2822286.[5]N ishchal N K,Joseph J,Singh K.Op tical Phase encryp ti on by phase contrast using electrically addressed s patial light modulat or[J].Op tComm,2003,217(1/6):1172122.[6]A la m M S.Phase2encoded fringe2adjusted j oint transfor m correlati on[J].Op tical Engineering,2000,39(5):116921176.[7]王大及,杨世宁,李耀棠.在液晶空间光调制器上的可编程菲涅耳透镜[J].量子电子学报,1995,12(1):106.[8]陈怀新,魏宏刚,陈祯培,等.采用液晶空间光调制器的可控性阵列菲涅耳波带片[J].光子学报,2001,31(5):5622566.[9]Mahmud M S,Naydenova I,Toal V.I m p le mentati on of phase2only modulati on utilizing a t w isted ne matic liquid crystal s patial light modulat or[J].J Op t A:Pure App l Op 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编号2016120431 研究类型理论研究分类号TN2学士学位论文（设计）Bachelor’s Thesis论文题目液晶空间光调制器的特性与应用研究作者姓名学号所在院系学科专业名称电子信息科学与技术导师及职称论文答辩时间2016年5月15日湖北师范大学学士学位论文（设计）诚信承诺书目录1.绪论 (1)1.1空间光调制器的定义和分类 (1)1.2液晶空间光调制器的发展状况 (2)1.3液晶空间光调制器的应用介绍 (4)2.液晶空间光调制器的结构与原理 (5)2.1液晶及液晶特性 (5)2.2液晶空间光调制器的结构 (9)3.液晶空间光调制器调制特性 (12)3.1液晶空间光调制器的相位调制 (12)3.2液晶空间光调制器的振幅调制 (20)4.液晶空间光调制器应用及发展 (21)4.1液晶空间光调制器应用 (22)4.2液晶空间光调制器的发展 (25)5.总结 (26)参考文献 (27)致谢液晶空间光调制器的特性与应用研究XX（指导教师，XXX）（XXXXX）摘要：空间光调制器在光学领域中被广泛利用，其实时性和灵活性在光电信息处理中不可或缺。

本文主要介绍了液晶空间光调制器的结构，介绍了液晶空间光调制器调制特性的测量原理和测量方法，总结了液晶空间光调制器相位调制的空间特性和时间特性，拓展了液晶空间光调制器的在不同应用领域中的作用和前景。

关键词：液晶；液晶空间光调制器；相位调制特性中图分类号：TN2Application and Characteristics of Liquid Crystal Spatial LightModulatorPeng Yuan （Tutor：Liu Chang Ning）（College of Physics and Electronic Science, Hubei Normal University，Huangshi，Hubei，420325）Abstract ：Spatial light modulator is widely used in the field of optics, real-time and flexibility indispensable in the photoelectric information processing. This paperintroduces liquid crystal spatial light modulator structure, describes themeasurement principle and measurement method of the liquid crystal spatial lightmodulator modulation characteristics, summarized the spatial characteristics andtime characteristics of the liquid crystal spatial light modulator the phasemodulation, expanding the liquid crystal spatial light modulator the role andprospects in different fields of application.Keywords：liquid crystal ；liquid crystal spatial light modulator ；phase modulation characteristics液晶空间光调制器的特性与应用研究XXX1.绪论近些年来，光学和光电信息技术的迅猛发展，大大促进了空间光调制器的发展与研究。

液晶空间光调制器相位特性测量⽬录摘要..................................................................................I Abstract................................................................................. II 第⼀章绪论 (1) 1.1研究背景 (1)1.2 L C S L M概述 (1)1.2.1 L C S L M简介 (1)1.2.2 L C S L M的应⽤ (2)1.3 L C S L M相位特性测量⽅法综述 (3)1.4研究⽬的与意义 (5)第⼆章T N-L C S L M相位调制特性测量 (7)2.1T N-L C S L M简介 (7)2.1.1振幅调制原理 (8)2.1.2相位调制原理 (9)2.2扭转⾓测量 (10)2.3最⼤相位调制深度测量 (11)2.3.1光学结构 (11)2.3.2应⽤于条纹相移计算的傅⾥叶变换法 (12)2.3.3最⼤相位调制深度测量实验 (14)2.4最⼤相位调制特性测量 (15)2.5⼩结 (16)第三章Z T N-L C S L M相位调制特性的共路⼲涉测量 (17)3.1Z T N-L C S L M简介 (17)3.1.1结构介绍 (17)3.1.2相位调制原理 (17)3.2共路⼲涉测量相位调制特性原理 (18)3.2.1共路⼲涉法原理 (19)3.2.2琼斯矩阵分析 (20)3.3渥拉斯顿棱镜相关计算 (21)3.4相位调制特性测量实验 (22)3.5⼩结 (24)第四章Z T N-L C S L M⽣成像差的共路⼲涉测量 (25)4.1⽣成像差测量⽅法综述 (25)V4.2共路⼲涉法⽣成像差测量原理 (26)4.2.1光学结构描述 (26)4.2.2琼斯矩阵分析 (27)4.3移相⼲涉法波前重建 (28)4.4⽣成像差测量实验 (29)4.5⼩结 (32)结论 (35)参考⽂献 (37)致谢 (41)攻读学位期间发表的学术论⽂及研究成果 (43)VI第⼀章绪论第⼀章绪论1.1研究背景在现代光学技术应⽤中，光学信息的获取和能量的传递越来越重要。

液晶空间光调制器的特性与应用研究液晶空间光调制器（Liquid Crystal Spatial Light Modulator，简称LC-SLM）是一种利用液晶材料来对光波进行调制的光学元件。

它通过改变液晶层中的折射率分布，实现对入射光波的相位和振幅进行调控，从而实现光波的空间调制。

1.可调节的空间相位模式：液晶空间光调制器可以实现对光波的空间相位的调制，通过改变液晶层中的局域折射率，可以实现对光波的相位形状进行调控，从而调制出各种光场的干涉和衍射效应。

2.高分辨率：液晶空间光调制器具有较高的相素数目，可以实现高分辨率的光场调制。

通过调节液晶层中的折射率，可以实现对光波的局域调控，从而实现高精度的光学变换。

3.多通道操作：液晶空间光调制器通常具有多个输入和输出通道，可以实现多通道的光学变换。

通过调节液晶层中的折射率，可以实现对多个通道的光波的独立调控，从而实现多通道的光学信息处理。

1.全息显微术：液晶空间光调制器可以实现光学全息图像的存储和重建。

通过调节液晶层中的折射率，可以实现对光波的相位和振幅的调控，从而实现对全息图像的存储和重建。

2.光波前校正：液晶空间光调制器可以用于光学系统中的波前校正。

通过调节液晶层中的折射率，可以实现对光波的局域调控，从而实现光学系统中的波前校正，提高光学成像的分辨率和质量。

3.光学信号处理：液晶空间光调制器可以用于光学信号处理中的光波调制。

通过调节液晶层中的折射率，可以实现对光波的相位和振幅的调控，从而实现对光学信号的调制和处理。

4.光学干涉和衍射：液晶空间光调制器可以用于光学干涉和衍射实验中的光波控制。

通过调节液晶层中的折射率，可以实现对光波的干涉和衍射效应的调制，从而实现对光场的控制和调节。

总之，液晶空间光调制器具有可调节的空间相位模式、高分辨率和多通道操作的特性，可以在全息显微术、光波前校正、光学信号处理以及光学干涉和衍射等领域中发挥重要作用。

随着液晶技术的不断发展，液晶空间光调制器在光学研究和实验中的应用前景将更加广阔。

液晶移相器的光电特性及其电路驱动吴炜;黄子强【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2011(035)002【摘要】In order to control the voltage of each electrode of a liquid-crystal-based phased array independently, based on field programmable gate array, the voltage of electrodes of the liquid-crystal-based phased array was driven to regulate phase distribution of electrodes. Analytical and experimental results show that periodic phase distribution of the electrodes can modulate the phase of an optical beam, i.e. , scan can be accomplished. This conclusion is helpful for adjusting phase of the electrodes of a liquid-crystal-based phased array.%为了实现液晶移相器的每个光栅电极的驱动电压可以单独控制的目的,采用现场可编程门阵列编程的方法,进行了理论分析和实验验证,实现了驱动液晶移相器光栅电极的电压,以达到调整电极的相位分布.结果表明,液晶光栅电极相位的周期性分布对传输的光波可以进行相位调制,即可实现扫描.这一结果对调节液晶移相器光栅电极的相位是有帮助的.【总页数】4页(P170-172,176)【作者】吴炜;黄子强【作者单位】电子科技大学光电信息学院,成都,610054;电子科技大学光电信息学院,成都,610054【正文语种】中文【中图分类】TN623【相关文献】1.液晶显示器驱动方法及驱动电路探析 [J], 陈建平2.液晶显示器驱动方法及驱动电路探析 [J], 陈建平3.用于干涉显微镜的移相器件驱动电路设计 [J], 朱健军;刘泊;唐亚洲4.一种基于CPLD的闭锁式铁氧体移相器驱动电路 [J], 文昱; 余忠; 翟宗民; 蒋晓娜; 郭荣迪; 黄小洋; 易恒谦5.铁电液晶光电特性的电路级分析(英文) [J], 朱思奇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

液晶空间光调制器的同步移相共光路干涉技术1、引言与采用分离光路干涉的泰曼-格林、马赫-曾德等干涉仪相比，共光路干涉仪的物光和参考光在同一光路中传播，能够较好抑制外界振动、温度起伏等噪声影响，具有一定抗干扰能力，因而在光学表面、形变、厚度及折射率等检测领域更具吸引力。

经典的共光路干涉仪结构有相衬法斐索干涉法和剪切干涉法等。

相衬法利用滤波器对物光的零频分量和高频分量分别施加不同的相移实现干涉测量，方法结构简单，且干涉图样与输入相位直接对应，恢复算法也简单，但依赖于对零频分量的分离，且滤波器的选择对测量结果影响较大;斐索干涉法利用一个标准平面产生参考光，但对平面表面质量和均匀性要求高;剪切干涉仪通过在两束物光之间引入剪切量实现干涉测量，不仅剪切量调控困难，而且因为获得干涉条纹仅是剪切波前的相位差，需要复杂的算法实现相位恢复。

近年，Arrizn等提出一种基于4f系统和光栅滤波的共光路干涉法，将输入平面分成两个窗口，一个用作物光，另一个用作参考光，通过合理选择光栅周期、透镜焦距和窗口尺寸等参数，以及轴向或横向移动光栅或引入偏振片组获得不同相移的干涉图，进而实现测量，方法原理简单、抗干扰能力强，但测量精度仍受限于光栅相移或偏振片质量。

为了解决这些问题，本课题组提出了三窗口共光路干涉仪，将输入平面分成3个窗口，其中心窗口用作物光，其余两窗口用作参考光，利用光栅自身的相移特性，通过一次曝光采样可在输出平面上获得3个不同相移的干涉图样，不仅增强系统的稳定性和抗干扰能力，而且大大提高系统的操作性和实时性。

本文在上述工作基础上，提出利用液晶空间光调制器（LC-SLM）的灰度数字调制能力，在LC-SLM上加载光栅，通过灵活调整光栅参数以方便不同尺寸待测物体的相位测量，进而提高系统调整的方便性和测量的灵活性。

2、干涉原理基于LC-SLM的三窗口同步移相共光路干涉仪的如图1所示。

从He-Ne激光器发出的光经准直扩束透镜扩束后照射位于4f系统输入平面上的矩形光阑。