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1、2007年7月焦作大学学报№.3第3期JOURNALOFJIAOZUOUNIVERSITYJul.2007空间光调制器简介及其应用12王永强刘太刚(1.河南理工大学物理化学系,河南焦作454000;2.新乡医学院生命科学技术系,河南新乡453003)摘要:文章主要介绍了空间光调制器的原理、分类、功能及几种空间光调制器的应用并对未来空间光调制器的发展趋势作了简要地介绍。关键词:光信息处理;空间光调制器;寻址中图分类号:TH744文献标识码:A文章编号:1008-7257(2007)03-0082-03生。0.引言[1-3]2.空间光调制器的原理近一二十年来,光学和光电子学中的空间光调制
2、器的研究和应用迅速地发展。随着微电子和光电子集成空间光调制器英文名称是SpatialLightModulator,在技术的进步以及两者的紧密结合,大大地促进了各种空文献上常缩写成SLM。顾名思义,它是一种对光波的空间光调制器的发展。而空间光调制器所具有的能实时间分布进行调制的器件,一般地说,空间光调制器是指地在空间上调制光束的重要功能,使其成为构成实时光在信号源信号(控制信号)的控制下,能对光波的某种学信息处理、光计算等系统的关键器件。正因为如此,或某些特性(如相位、振幅或强度、频率、偏振态等)的空间光调制器在现代光学领域中具有越来越重要的地一维或二维分布进行空间和时间的变换或调制,
3、从而将位和价值,它是光学、光电混合系统进行光互连、光学信源信号所荷载的信息写进入射光波之中的器件。控相关、光计算、模式识别、光学控制、光学检测、图象处制信号可能是光学信号,又可能是电学信号。理、显示技术等中的基本构件和关键器件。空间光调制器含有许多独立单元,它们在空间上排列成一维或二维阵列。每个单元都可以独立地接受光1.概述学信号或电学信号的控制,利用各种物理效应(泡克尔斯效应、克尔效应、声光效应、磁光效应、半导体的自电光信息处理是近年来发展起来的一门新兴学科,它光效应、光折变效应等)改变自身的光学特性,从而对是在20世纪60年代随着激光器的问世而发展起来的。照明在其上的光波进行调制
4、。一般把这些独立的小单光学信息是指光的强度(或振幅)、相位、波长和偏振态元称为空间光调制器的“像素”(pixel),把控制像素的等。光学信息处理是基于光学频谱分析,利用傅立叶变信号称为“写入光”(writelight),把照明整个器件并被换效应,通过空间光调制器对光学信息进行处理的过调制的输入光波称为“读出光”(readoutlight),经过空程。光学信息处理有处理速度快、信息流量大等许多特间光调制器后出射的光波称为“输出光”(outputlight)。点。因为,与其他形态的信号相比,光波作为信息载体形象的说,空间光调制器可以看作一块透射率或其它光14具有特别显著的优点:其一,光波
5、的频率可达10HZ以学参数分布能够按照需要进行快速调节的透明片。显上,这就允许信号本身有很宽的带宽,即具有极大的信然,写入信号应该含有控制调制器各个像素的信息。把息容量;其次,光波的传播具有独立性,光束在空间传这些信息分别传送到相应像素位置上去的过程,称为播不互相干扰,光波以并行方式传递它所荷载的信息。“寻址”(addressing)。基于此,原有的以串行输入/输出为基础的各种光调制器已经不能满足光互连、光信息处理的大容量和并行性3.空间光调制器的分类的要求。能实时地或快速地二维输入、传出传感器以及具有运算功能的二维器件———空间光调制器便应运而空间光调制器一般按照读出光的读出方式不
6、同,可收稿日期:2007-01-07作者简介:王永强(1978-),男,河南南阳人,河南理工大学物理化学系教师,主要从事物理教学与科研工作,西北大学物理专业在读硕士。第3期王永强等:空间光调制器简介及其应用83以分为反射型和透射型;而按照输入控制信号的方式不同又可分为光寻址(OA-SLM)和电寻址(EA-SLM),5.几种空间光调制器的应用简介其示意图如下:5.1采用光电晶体的空间光调制器此空间光调制器是用电光晶体作为光调制材料,将入射到光电表面的输入图像变成电子图像。光电子经微通道板放大以后,在晶体表面形成电荷图像。根据此图像面产生横断晶体电场变化,并因光电效应,而发生晶体折射率的
7、变化。对晶体照射激光读出线偏振光。在晶体电贺积累面形成中介反射镜发出的反射光往返于晶体之中。根据输入图像而调制起相位,使这种光通过偏振光以进行强度调制,获得拥有输出图像信息的相关光输出。图1空间光调制器示意图5.2液晶空间光调制器[4]目前液晶空间光调制器在空间光调制器中已经占除此有时也按工作原理(调制或变化的物理效应)有主导地位。它可对光束的相位、偏振态、振幅或强度来分,这里不再赘述。进行一维或二维分布的实时空间调制。它将液晶层作这里需要指出的是:(1)
