空間光調(diào)制器

1. 空間光調(diào)制器介紹

2. 空間光調(diào)制器應(yīng)用

3. SLM空間光調(diào)制器分類(lèi)

4. 液晶空間光調(diào)制器介紹

5. 尖豐光電產(chǎn)品介紹?

6. SLM空間光調(diào)制器應(yīng)用問(wèn)題

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一. 空間光調(diào)制器介紹

通常我們把能將信息加載于一維或兩維的光學(xué)數(shù)據(jù)場(chǎng)上，以便有效的利用光的固有速度、并行性和互連能力的一類(lèi)器件稱為空間光調(diào)制器(SLM,Spatlal Light Modulator)?？臻g光調(diào)制器可在隨時(shí)間變化的電驅(qū)動(dòng)信號(hào)或其他信號(hào)的控制下，改變空間分布的振幅或強(qiáng)度、相位、偏振態(tài)以及波長(zhǎng)，或者把非相干光轉(zhuǎn)化成相干光。空間光調(diào)制器一般按照讀出光的讀出方式不同，可以分為反射式和透射式；而按照輸入控制信號(hào)的方式不同又可分為光尋址(OA-SLM)和電尋址(EA-SLM)

施加信息量于一維或二維光學(xué)數(shù)據(jù)場(chǎng)的器件。在時(shí)域電信號(hào)驅(qū)動(dòng)下,或在空域光信號(hào)作用下,它可以空間地改變一維或二維光場(chǎng)的相位、偏振、強(qiáng)度、甚至波長(zhǎng)分布,還可以實(shí)現(xiàn)非相干光和相干光的轉(zhuǎn)換。空間光調(diào)制器可有效地利用光固有的高速度、并行性和互連能力,是在光信息處理、光計(jì)算、光神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用的基本器件。空間光調(diào)制器有反射型和透射型之分。而按其輸入的控制信號(hào)的性質(zhì),可以分為光尋址 (O-SLM)和電尋址 (E-SLM)的兩類(lèi)。前者多為模型(非獨(dú)立象素)的構(gòu)件,其基本結(jié)構(gòu)和功能主要取決于所選用的材料及其效應(yīng)。例如,就絕大多數(shù)O-SLM而言,通常是在兩個(gè)基板的透明電極之間,依次采用光導(dǎo)層、光隔離層、介質(zhì)反射鏡和電光調(diào)制材料,構(gòu)成一個(gè)多層的夾心結(jié)構(gòu)。光導(dǎo)層通常采用CaS(Se)、非晶硅、硅平面二極管列陣等。調(diào)制材料有電光晶體、鐵電陶瓷、液晶(包括鐵電液晶)等。E-SLM是實(shí)時(shí)電光轉(zhuǎn)換接口的基本元件。例如,小型平板液晶電視、磁光空間光調(diào)制器等。許多電尋址器件與相應(yīng)的光尋址器件緊密相關(guān),可以采用相同的調(diào)制材料。例如,在微通道板空間光調(diào)制器中,放置于電光晶體前的微通道板增強(qiáng)電子束并與電控光陰極聯(lián)合,能提供光尋址和電尋址的雙功能器件。迄今,國(guó)外已經(jīng)研制成功的空間光調(diào)制器,約有40多種以上,包括電光、聲光、磁光材料和器件,液晶材料和器件,光折變材料和器件,微機(jī)械與變形薄膜材料和器件,以及人造工程材料(半導(dǎo)體多量子阱、非線性聚合物等)和器件。我國(guó)已經(jīng)研制成功的空間光調(diào)制器有各種LCLV、電導(dǎo)址陰極射線管液晶光閥(CRT-LCLV)、SEED、Si-LCLV、MSLM、泡克耳斯讀出光調(diào)制器(PROM)、半導(dǎo)體多量子阱空間光調(diào)制器等。在空間光調(diào)制器的諸多應(yīng)用中,可以概括為幾個(gè)方面光信息處理,數(shù)據(jù)指令發(fā)送、數(shù)據(jù)輸入,以及信息的存儲(chǔ)和顯示。

空間光調(diào)制器含有許多獨(dú)立單元, 它們?cè)诳臻g上排列成一維或二維陣列。每個(gè)單元都可以獨(dú)立地接受光學(xué)信號(hào)或電學(xué)信號(hào)的控制, 利用各種物理效應(yīng)(泡克爾斯效應(yīng)、克爾效應(yīng)、聲光效應(yīng)、磁光效應(yīng)、半導(dǎo)體的自電光效應(yīng)、光折變效應(yīng)等) 改變自身的光學(xué)特性, 從而對(duì)照明在其上的光波進(jìn)行調(diào)制。

二. 空間光調(diào)制器應(yīng)用

空間光調(diào)制器是一種對(duì)光波的光場(chǎng)分布進(jìn)行調(diào)制的元件，廣泛地應(yīng)用于光信息處理、光束變換、輸出顯示等諸多應(yīng)用領(lǐng)域。液晶空間光調(diào)制器(SLM)以制作簡(jiǎn)單，價(jià)格低，耗能低，易控制，易制成二維器件，且易構(gòu)成并行光學(xué)信息處理器件等優(yōu)點(diǎn)，倍受?chē)?guó)內(nèi)外研究學(xué)者的關(guān)注。液晶空間光調(diào)制器又稱光學(xué)快門(mén)陣列(OSAs) ,它將液晶層作為光調(diào)制材料,液晶層采用向列型液晶的混合場(chǎng)效應(yīng)工作模式，在晶層上各區(qū)域施加不同的電場(chǎng),可以引起液晶分子排列方向和位置的變化,從而導(dǎo)致其光學(xué)性質(zhì)的變化,實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的調(diào)制。該產(chǎn)品目前在光鑷技術(shù)、螺旋位相相襯成像、飛秒脈沖整形、自適應(yīng)光學(xué)、光學(xué)投影等方面都有許多應(yīng)用。

上海尖豐光電技術(shù)有限公司的空間光調(diào)制器主要是基于透射或反射類(lèi)型的液晶微顯示技術(shù)，通過(guò)液晶分子的旋光偏振性和雙折射性來(lái)實(shí)現(xiàn)入射光束的波面振幅和相位的調(diào)制（如圖1），可作為動(dòng)態(tài)光學(xué)元件，實(shí)時(shí)地調(diào)制光強(qiáng)和相位的空間分布。尖豐光電SLM系列產(chǎn)品一般可分為相位型、振幅型和振幅相位復(fù)合型。純相位型調(diào)制范圍都可達(dá)2π以上，振幅型對(duì)比度典型值為2500:1，LC-R 1080可達(dá)10000:1。尖豐光電SLM系列產(chǎn)品分辨率高，像素單元小，填充因子高，衍射效率高，這樣，實(shí)際應(yīng)用中可獲得高精度的波前控制。同時(shí)，幀頻可達(dá)到180Hz，有利于實(shí)時(shí)控制。該產(chǎn)品還提供了良好的軟件控制界面，通過(guò)灰度圖象控制SLM面板像素單元對(duì)應(yīng)的相位或振幅。目前，尖豐光電的空間光調(diào)制器已在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用，下面僅作一些簡(jiǎn)單的介紹。

圖1 相位調(diào)制特性測(cè)量示意圖

2.1 全息光鑷

光鑷技術(shù)是利用光的力學(xué)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)微觀粒子的操控，具有非接觸、無(wú)損傷特性，在分子生物學(xué)、膠體科學(xué)、實(shí)驗(yàn)原子物理等領(lǐng)域中具有極其重要的作用，光鑷本身也不斷發(fā)展并產(chǎn)生許多衍生光鑷技術(shù)。利用全息元件或空間光調(diào)制器（SLM）所形成的全息光鑷，在多粒子操控方面的優(yōu)勢(shì)，為光鑷技術(shù)走向?qū)嵱没?、?guī)模工業(yè)生產(chǎn)打開(kāi)了新局面，是目前光鑷家族活力的成員。

利用空間光調(diào)制器，可以靈活地實(shí)現(xiàn)光束的變換，獲得所需的阱域分布。所謂阱域，就是具有高梯度光強(qiáng)分布的區(qū)域，該區(qū)域可形成對(duì)微粒的三維束縛（如圖2）。該實(shí)驗(yàn)中，為解決一般光鑷系統(tǒng)高數(shù)值孔徑物鏡帶來(lái)的短工作距離問(wèn)題，設(shè)計(jì)出Twin雙光束技術(shù)，即另一部分光通過(guò)載波片的反射，形成與原會(huì)聚光對(duì)應(yīng)的反向會(huì)聚光。這樣，可以減小散射光的影響，提高軸向作用力，在低數(shù)值孔徑物鏡下也可形成光阱。另外，通過(guò)SLM可以產(chǎn)生多個(gè)阱域^2，3），實(shí)現(xiàn)多粒子的操控，并且還可用于微粒間相互作用力的測(cè)量。值得一提的是，利用SLM可將基模Gaussian光束轉(zhuǎn)換成Laguerre-Gaussian光束，由于Laguerre-Gaussian具有軌道角動(dòng)量，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微粒的旋轉(zhuǎn)操控，該研究引起了廣泛的興趣^4）。

圖2 Twin光阱全息光鑷裝置

2.2 螺旋位相相襯成像

在光學(xué)顯微鏡中，暗場(chǎng)或相襯方法常被用來(lái)提高物體成像的對(duì)比度。實(shí)質(zhì)上，這些方法都可看作是傅立葉平面上的光學(xué)濾波。類(lèi)似于微分干涉相差顯微技術(shù)，螺旋位相相襯法也是利用對(duì)相移的敏感性來(lái)提高成像的清晰度，特別是邊緣。由于光束的對(duì)稱性，還可以對(duì)各向均勻介質(zhì)物體成像進(jìn)行對(duì)比增強(qiáng)。并且，較傳統(tǒng)相差顯微成像，邊緣對(duì)比度要提高幾個(gè)量級(jí)。如圖3，Severin.F等采用了Holoeye 3000反射型SLM，分辨率1920×1080，像元大小10um。通過(guò)它產(chǎn)生閃耀光柵執(zhí)行濾波處理⁵⁾。這里，進(jìn)行螺旋相位濾波的全息光柵，中心有一個(gè)分叉，對(duì)應(yīng)于位相不連續(xù)奇點(diǎn)。

圖3 螺旋位相光束在成像中用于提高邊緣對(duì)比度的實(shí)驗(yàn)裝置

圖4 相位物體的對(duì)比增強(qiáng)。A-C為明場(chǎng)成像，B-D為螺旋位相濾波成像

2.3飛秒脈沖整形

飛秒脈沖整形的基本原理是頻域和時(shí)域是互為傅里葉變換的，所需要的輸出波形可由濾波實(shí)現(xiàn)。圖5是脈沖整形的基本裝置⁶⁾，它是由衍射光柵、透鏡和脈沖整形模板組成的4f系統(tǒng)。超短激光脈沖照射到光柵和透鏡上被色散成各個(gè)光頻成份。在兩透鏡的中間位置上插入一塊空間模式的模板或可編程的空間光調(diào)制器，目的是調(diào)制空間色散的各光頻成份的振幅和位相遙，光柵和透鏡看作是零色散脈沖壓縮結(jié)構(gòu)。超短脈沖中的各光頻成份由個(gè)衍射光柵角色散，然后在個(gè)透鏡的焦平面聚焦成一個(gè)小的、衍射有限的光斑。這里的各光頻成份在一維方向上空間分離，在光柵上從不同角度散開(kāi)，在個(gè)透鏡的后焦平面上進(jìn)行了空間分離，個(gè)透鏡實(shí)現(xiàn)了一次傅里葉變換。第二個(gè)透鏡和光柵把這些分離的所有頻率成份重新組合，這樣就得到了一個(gè)整形輸出脈沖，這個(gè)輸出脈沖的形狀由光譜面上模板的模式給出。

這里，E.Frumker等只使用了一個(gè)透鏡和光柵進(jìn)行脈沖整形。其中，SLM為Holoeye HEO 1080P，承受功率密度可大于2W/cm²。在制冷的狀態(tài)下，可進(jìn)一步提高光功率。

圖5 飛秒脈沖整形實(shí)驗(yàn)光路圖

2.4 自適應(yīng)光學(xué)

自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)，是一種能夠?qū)崟r(shí)校正光學(xué)系統(tǒng)隨機(jī)誤差并使系統(tǒng)始終保持良好工作性能的新技術(shù)，早期在天文觀測(cè)中是用來(lái)修復(fù)大氣湍流等因素對(duì)光波波前的扭曲，通過(guò)動(dòng)態(tài)地對(duì)波前誤差的實(shí)時(shí)探測(cè)-控制-校正，來(lái)改善成像質(zhì)量。目前，在眼底視網(wǎng)膜成像、大視場(chǎng)顯微成像等方面也得到應(yīng)用。自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中，關(guān)鍵部件是哈特曼波前傳感器與變形鏡⁷⁾或空間光調(diào)制器（圖6）。

另外，SLM還可用來(lái)模擬大氣擾動(dòng)，為實(shí)驗(yàn)室里研究大氣中光學(xué)成像提供有力支持⁸⁾。

圖6 光波前閉環(huán)控制示意圖

2.5 光學(xué)投影

光學(xué)投影，特別是三維成像，可以利用空間光調(diào)制器通過(guò)全息計(jì)算生成。Alexander.J認(rèn)為物光的復(fù)振幅光場(chǎng)由兩個(gè)相位衍射模式P1,P2組成⁹⁾，分別處于4f系統(tǒng)中的兩個(gè)共軛平面上，P1通過(guò)跌代優(yōu)化建立傅立葉平面上的振幅分布，P2用來(lái)建立所需要的相位分布函數(shù)。如圖7，P1，P2都是由Holoeye HEO 1080 SLM來(lái)完成，凹面反射鏡類(lèi)似透鏡作用進(jìn)行傅立葉變換。實(shí)驗(yàn)上，建立了一個(gè)Logo圖象。與一般衍射元件相比較，SLM可以對(duì)成像方便地進(jìn)行優(yōu)化處理。

圖7 圖象的全息重建實(shí)驗(yàn)示意圖

液晶空間光調(diào)制器，隨著加工工藝的提高，將會(huì)在更多的領(lǐng)域發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

2.6 其他方面應(yīng)用：

• 光譜分析
• 光學(xué)數(shù)據(jù)處理與儲(chǔ)存
• 圖像濾波
• 光束整形
• 光開(kāi)關(guān)
• 波前校正
• 光相干器
• 電子分劃板
• 圖像處理與分析
• 場(chǎng)景動(dòng)態(tài)模擬
• 可變成振幅掩膜
• 光束控制
• 拼接式目標(biāo)圖像仿真模塊

三. SLM空間光調(diào)制器分類(lèi)

• 一般按照讀出光的讀出方式不同, 可以分為反射型和透射型；
• 按照輸入控制信號(hào)的方式不同又可分為光尋址(OA - SLM ) 和電尋址( EA - SLM )。

四. 液晶空間光調(diào)制器介紹( liquid crystal spatial lightmodulator )

目前液晶空間光調(diào)制器在空間光調(diào)制器中已經(jīng)占有主導(dǎo)地位。它可對(duì)光束的相位、偏振態(tài)、振幅或強(qiáng)度進(jìn)行一維或二維分布的實(shí)時(shí)空間調(diào)制。

• 典型的液晶空間光調(diào)制器有硫化鎘( CdS) 向列型液晶光閥。
• LC-SLM，用于光電導(dǎo)材料有Cd、α-Si、c-Si、GaAs、Bi12SiO20 等半導(dǎo)體。液晶材料采用扭曲向列型TN（Twisted Nematic）、鐵電液晶FLC等。
• 硅基液晶（Liquid Crystal on Silicon）簡(jiǎn)稱（LCOS），是一種全新的數(shù)碼成像技術(shù)。采用半導(dǎo)體CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片，CMOS芯片上涂有薄薄的一層液晶硅，控制電路置于顯示裝置的后面，可以提高透光率，從而實(shí)現(xiàn)更大的光輸出和更高的分辨率。LCOS技術(shù)大的優(yōu)點(diǎn)是分辨率高。

根據(jù)傳播方式可分為透過(guò)型和反射型，根據(jù)作用量可分為純相位型、振幅型或相位振幅混合型。

技術(shù)參數(shù)：

• 分辨率
• 填充因子
• 衍射效率
• 對(duì)比度或相移范圍

五. 尖豐光電產(chǎn)品介紹

5.1 低溫型LCOS空間光調(diào)制器(Low temperature type LCOS spatial light modulator)

尖豐光電為滿足客戶提出的大顯示面積，小像元，高分辨率，小體積的要求，自助開(kāi)發(fā)研制了拼接式目標(biāo)圖像仿真模塊，該模塊技術(shù)成熟，性能可靠。本方案主要是將兩片分辨率為1920*1080的LCOS液晶光閥，通過(guò)偏振分光棱鏡實(shí)現(xiàn)無(wú)縫拼接，實(shí)現(xiàn)等效像素點(diǎn)陣為1920*2160的高分辨率液晶光閥，該技術(shù)是通過(guò)一個(gè)信號(hào)輸入口驅(qū)動(dòng)兩片LCOS光閥可以實(shí)現(xiàn)兩片無(wú)色差，高對(duì)比度，小型化。獲得客戶的好評(píng)。

產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)：

此款產(chǎn)品，我們團(tuán)隊(duì)解決了液晶光閥在低溫環(huán)境不能正常工作的難題，在-40°C到55°C范圍內(nèi)工作正常，獲得用戶好評(píng)。

5.2 反射式空間光調(diào)制器(Reflection type spatial light modulator)

產(chǎn)品介紹：用于空間光調(diào)制器反射式液晶光閥是LCD與CMOS集成電路有機(jī)結(jié)合的反射型新型顯示技術(shù)，反射式液晶光閥作為新型SLM具有高對(duì)比度，高光效、高分辨率、省電等諸多優(yōu)勢(shì)。因?yàn)榉瓷涫揭壕Ч忾y技術(shù)借硅基CMOS集成電路技術(shù)，在單晶硅片上CMOS陣列取代a-SiTFT-LCD中玻璃基板上a-SiTFT陣列，而且可以周邊驅(qū)動(dòng)電路集成一體，甚至可以集成信息處理系統(tǒng)。反射式的空間光調(diào)制器不僅可以對(duì)振幅進(jìn)行調(diào)制，而且可以實(shí)現(xiàn)純相位調(diào)節(jié)。更多關(guān)于空間光調(diào)制器的信息請(qǐng)咨詢上海尖豐光電技術(shù)有限公司。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

• 采用美國(guó)LCOS的液晶光閥
• 具有優(yōu)良的反射波前特性（每一片液晶光閥都通過(guò)干涉儀進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)）
• 高光學(xué)效率（一般都能達(dá)到60%以上）
• 開(kāi)口率高（一般都能達(dá)到90%以上）
• 高對(duì)比度（一般都能達(dá)到2000:1以上）
• 高衍射效率
• 靈活的系統(tǒng)配置
• 安靜、低振動(dòng)操作
• 全固態(tài)器件結(jié)構(gòu)
• 即插即用簡(jiǎn)易安裝
• 安全的低電壓操作
• 有好的圖形界面
• 全用戶編程

系統(tǒng)配置表：

• 根據(jù)客戶需要選定適合的LCOS液晶光閥
• 選擇配套的驅(qū)動(dòng)控制器
• 高性能PBS（可選配件）
• 連接組件：/1.5m串口電纜1.5m視頻電纜
• 基于Windows XP/Windows 2000系統(tǒng)下控制軟件
• 電源適配器：DC+4.5V~+5.5V/2A
• 空間光調(diào)制器使用說(shuō)明書(shū)，控制軟件的數(shù)據(jù)光盤(pán)

型號(hào)參數(shù)一：

型號(hào)參數(shù)二：

5.2 透射式空間光調(diào)制器

產(chǎn)品簡(jiǎn)介：透射式液晶光閥是利用薄膜晶體管(TFT)的有源矩陣型的液晶板外加其配套的驅(qū)動(dòng)電路組成的。液晶板其內(nèi)部也集成部分驅(qū)動(dòng)電路使得驅(qū)動(dòng)方式更為穩(wěn)定可靠。和驅(qū)動(dòng)配套控制配套可以方便的實(shí)現(xiàn)和計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口傳輸調(diào)制信息。從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)方便的控制空間光的振幅或相位的變化。

關(guān)于空間光調(diào)制器更多的信息請(qǐng)咨詢上海尖豐光電技術(shù)有限公司。

特點(diǎn)：

• 采用進(jìn)口的高溫多晶硅TFT的液晶光閥
• 具有優(yōu)良的投射波前特性(每一片液晶光閥都通過(guò)干涉儀進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn))
• 高光學(xué)效率
• 高對(duì)比度
• 光路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
• 無(wú)機(jī)械可移動(dòng)部件
• 靈活的系統(tǒng)配置
• 安靜、低振動(dòng)操作
• 全固態(tài)器件結(jié)構(gòu)
• 即插即用簡(jiǎn)易安裝
• 安全的低電壓操作
• 有好的圖形界面
• 全用戶編程

系統(tǒng)配置表：

• 根據(jù)客戶需要選定適合的液晶光閥
• 選擇配套的驅(qū)動(dòng)控制器
• 一對(duì)偏振方向正交99.99%偏振片(但沒(méi)有波前精度，不適合于相位調(diào)制)
• 連接組件：1.5m串口電纜/1.5m視頻電纜；
• 基于Windows XP/Windows 2000系統(tǒng)下控制軟件
• 開(kāi)關(guān)電源：16V1A
• 空間光調(diào)制器使用說(shuō)明書(shū)，控制軟件的數(shù)據(jù)光盤(pán)

型號(hào)與參數(shù)一：

型號(hào)與參數(shù)二：

空間光調(diào)制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：

空間光調(diào)制器顯示圖像實(shí)例：

空間光調(diào)制器演示實(shí)例：

六. SLM空間光調(diào)制器應(yīng)用問(wèn)題

1. 一臺(tái)電腦控制多臺(tái)SLM，且用一個(gè)軟件控制，如何實(shí)現(xiàn)？

我們的SLM都可以作為普通的顯示器由電腦控制。但是，多控制一個(gè)SLM需要配置相應(yīng)的顯卡接口，普通電腦無(wú)法實(shí)現(xiàn)。Holoeye提供特殊的視頻分束機(jī)，使用該分束機(jī)，改變目前顯卡輸出口只能控制一臺(tái)SLM的狀況，可以同時(shí)控制三臺(tái)SLM，并且，三臺(tái)SLM能夠獨(dú)立或者配合工作，例如彩色圖像工作模式。對(duì)于市面上出現(xiàn)的一個(gè)顯卡帶三個(gè)數(shù)字輸出口的器件，目前，沒(méi)有試驗(yàn)證明其可行。另外，可以不用軟件驅(qū)動(dòng)SLM，SLM的液晶面板可以當(dāng)顯示屏來(lái)直接工作。

2. 使用三臺(tái)SLM做彩色全息，三原色標(biāo)定，面型修正的方法？

在彩色全息中，由于不同波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)不同的相移，需要分別對(duì)紅，綠，藍(lán)色進(jìn)行標(biāo)定（即伽瑪校準(zhǔn)），以得到較好的全息效果。例如，用一臺(tái)SLM實(shí)現(xiàn)三原色校準(zhǔn)，首先，校準(zhǔn)長(zhǎng)的波長(zhǎng)到2Pi相移，取整個(gè)灰度階部分，以實(shí)現(xiàn)較短波長(zhǎng)到2Pi相移的標(biāo)定。還可以使用校準(zhǔn)軟件interface里的選項(xiàng)，改變LC分子電壓，微調(diào)相移。現(xiàn)在液晶面板的反射波前已經(jīng)相當(dāng)平，一般并不需要波前校正工作。如果實(shí)驗(yàn)精度要求較高，可以使用邁克爾遜干涉方法測(cè)得曲面，并得到該曲面對(duì)平面的補(bǔ)償函數(shù)，在要加載的光學(xué)函數(shù)里整合上該補(bǔ)償函數(shù)。

3. 為什么不能做到的填充因子？

填充因子，是像元的有效面積，因?yàn)橄裨c像元間會(huì)存在不透光的間隙。對(duì)于非常高的空間頻率信號(hào)，需要較高的校準(zhǔn)相移深度，以補(bǔ)償相鄰像素的互相影響。如果相鄰像素間的高電壓梯度存在（在0-2Pi相階中），會(huì)產(chǎn)生像素與像素間的串?dāng)_。對(duì)于如此小的像元（8μm），并不能*分開(kāi)相鄰的電壓域，這也是不能做到填充因子（已經(jīng)實(shí)現(xiàn)盡可能小的填充間隙）的原因。

4. 8bit與16bit解釋

8 bit是標(biāo)準(zhǔn)的DVI數(shù)據(jù)口。16bit 對(duì)應(yīng)65536階灰度，但事實(shí)上，一次不可能上載如此龐大的灰度階。8bit，0-2Pi可以準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)256個(gè)相位階；16bit遠(yuǎn)沒(méi)有使用上其標(biāo)稱的精度。理論上，可能的優(yōu)點(diǎn)是減少需要的SLM的數(shù)量。如可以將一個(gè)SLM分成兩塊1080x960pixel的面板，加載不同的渦旋函數(shù)。Holoeye的SLM也可以方便的實(shí)現(xiàn)，并且無(wú)需特殊的顯卡和軟件，僅僅使用普通的筆記本電腦就可以操作。16bit并不比8bit有太多優(yōu)勢(shì)。

5. LC-R1080與pluto區(qū)別

LC-R1080是*的模擬信號(hào)控制，而6001（如pluto）是數(shù)字信號(hào)。所以LC-R1080更穩(wěn)定，但是，該款也同樣可以用于科研，因?yàn)槠溟W爍頻率已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人眼覺(jué)察范圍。

6. 調(diào)制后的原始衍射光成‘十’字形延展，如何改善，減弱該衍射光?

空間光調(diào)制器是對(duì)衍射光進(jìn)行波前調(diào)制，所以調(diào)制圖像可以移動(dòng)，具體視角跟成像和算法有關(guān)。十字衍射是由于空間光調(diào)制器固有二維結(jié)構(gòu)所決定（跟填充有關(guān)），該分量不發(fā)生移動(dòng)。調(diào)制圖像偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)可以通過(guò)holoeye自帶軟件控制，在原始衍射圖像左右上下分別移動(dòng)3-4度；優(yōu)化光路，通過(guò)配合調(diào)整入射光和出射光的偏振態(tài)，以及光入射角度（小角度），可以減弱原始衍射光。入射光偏振態(tài)應(yīng)該和Lcos的長(zhǎng)邊一致，入射角度也會(huì)稍微影響到對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)出射光偏振態(tài)調(diào)節(jié)，可以更好減弱原始衍射光，使圖像效果干擾更少。

7. 序列文件使用說(shuō)明

序列文件會(huì)影響到調(diào)制圖像閃爍程度及衍射效率，文件由原廠提供，不可更改，只能選擇合適的文件，配合伽瑪曲線加載。5-5的序列文件較18-6的，調(diào)制深度淺，閃爍小，更穩(wěn)定，因?yàn)槠涫褂玫木鹊?。但是?yīng)該和伽馬曲線類(lèi)型相匹配使用。Default類(lèi)文件對(duì)整個(gè)波段進(jìn)行優(yōu)化，選擇時(shí)，使用波長(zhǎng)應(yīng)該對(duì)應(yīng)，也可以嘗試選擇2.1Pi（根據(jù)校正曲線狀況），或者linear線性，default linear等文件。比較滿意的圖像效果，需要波長(zhǎng)，相移范圍等各個(gè)因素匹配，還要配合偏振態(tài)調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

8. 檢查圖像是否加載上儀器

可以通過(guò)加載一個(gè)高對(duì)比的圖片，一個(gè)偏振片放于SLM后面，觀察者可以通過(guò)偏振片，在普通燈光下，用肉眼觀察液晶上是否有變化（如下圖）。

9. Pluto，已擾亂factory default的設(shè)置，儀器無(wú)法工作，恢復(fù)到出才廠設(shè)置的方法。

硬件重啟：打開(kāi)儀器控制盒外殼，在主板上，連接2根跳線（如下圖，連接好線的管腳位置），需要在此管腳上連接好跳線（其中一個(gè)是SLM的正常操作）。然后，啟動(dòng)SLM，并等待1-2分鐘，直到出廠設(shè)置程序重新加載完成。可以通過(guò)加載圖片，檢查SLM是否能正常工作，來(lái)確定該操作是否完成。確定硬件重啟過(guò)程完成后，關(guān)閉SLM，將跳線，控制器主板恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，重新裝好控制器外殼，正常使用儀器。

10. Pluto的labview語(yǔ)言接口子程序subvi 說(shuō)明

程序里有一個(gè)功能說(shuō)明。理論上，調(diào)用此Subvi子程序，可以從一個(gè)的文件夾里以1-20Hz的頻率加載圖像。

11. 光阱應(yīng)用中，如何考慮像元，波長(zhǎng)，發(fā)散角等因素，設(shè)計(jì)在固定位置調(diào)制光圖案狀態(tài)。

圖像尺寸依賴于編程加載的圖像函數(shù)，和使用的光學(xué)系統(tǒng)。

衍射角度：sin(a)= λ/d （其中，d為光柵常數(shù)，如果像元為8μm，則對(duì)應(yīng)一個(gè)8階的閃耀光柵，光柵周期為64μm）編程圖像中應(yīng)該考慮到光屏位置，使用的顯微鏡的放大率等。

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參考文獻(xiàn)：

1. 液晶空間光調(diào)制器的研究

2. 高精度純相位液晶空間光調(diào)制器的研究_劉永軍?

3. 基于空間光調(diào)制器的飛秒并行加工方法研究_胡勇濤?

4. 基于像素結(jié)構(gòu)空間光調(diào)制器的全息再現(xiàn)像問(wèn)題研究_沈川?

5. 基于液晶空間光調(diào)制器的激光束整形_于曉晨?

6. 信息存儲(chǔ)技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)_胡本浩?

7. 液晶空間光調(diào)制器的純相位調(diào)制特性研究_劉伯晗?

8. 液晶空間光調(diào)制器相位調(diào)制測(cè)量及波前校正_王治&