振幅型空間光調制器及光束可調控特性研究.pdf

1、近年來,隨著微電子和光電子技術的快速發(fā)展及兩者之間的緊密結合,促進了各種空間光調制器(SLM:Spatial Light Modulator)的出現。而空間光調制器的一項重要功能——在空間上能實時調制光束,這使其成為一種重要的調節(jié)元件,在構造實時光學信息處理等方面的發(fā)展前景十分廣闊。
　　本文主要分兩個部分進行研究。前一部分是在充分研究空間光調制器的一些相關特性的基礎上,進行了空間光調制器的設計與制作,搭建實驗平臺并進行實驗;后一

2、部分主要研究了多種特殊矢量光束不同光束參數下的聚焦特性。本文主要就以下幾個方面做了系統的研究:
　　1、介紹了液晶空間光調制器(LC-SLM:Liquid Crystal Spatial Light Modulator)的一些基本理論。首先簡要介紹了液晶材料的相關特性及空間光調制器的發(fā)展;其次研究了扭曲向列型空間光調制器的調制原理;最后研究了液晶空間光調制器的復振幅調制原理。這些研究為后續(xù)硬件電路板的制作做了理論鋪墊。
　　

3、2、設計并制作空間光調制器的硬件電路。采用模塊化的設計思想,將硬件電路分為七個模塊,包括液晶屏顯示模塊、單片機電路模塊、信號處理模塊、采樣/保持模塊、時鐘信號發(fā)生模塊、鎖相環(huán)模塊以及電源模塊;同時還介紹了PCB板的設計與調試,并給出了PCB板的實物圖。
　　3、設計并搭建實驗平臺進行實驗。液晶空間光調制器能實時顯示通過計算機制作產生的全息圖,可以對任何能用數字描述的物體進行再現,因此將制作的液晶空間光調制器作為調節(jié)器件應用到實際光

4、路中。實驗基于計算全息原理,產生了可調控的光束——星形光束,同時也驗證了所制作的空間光調制器滿足實驗需要。
　　4、基于矢量衍射理論,系統地探索了特殊矢量光束在不同光束參數下的聚焦特性。主要包括:1)多徑向線偏振貝塞爾-高斯光束的聚焦特性;2)光渦旋線偏振洛侖茲-高斯光束的聚焦特性;3)由半空間相位板方位角正弦變化波前調制雙曲余弦高斯光束的聚焦特性;4)含有正弦方位角和半空間相位調制的雙曲余弦-高斯光束梯度力;5)半空間振幅調制的