振幅型空間光調(diào)制器及光束可調(diào)控特性研究.pdf

1、近年來,隨著微電子和光電子技術(shù)的快速發(fā)展及兩者之間的緊密結(jié)合,促進了各種空間光調(diào)制器(SLM:Spatial Light Modulator)的出現(xiàn)。而空間光調(diào)制器的一項重要功能——在空間上能實時調(diào)制光束,這使其成為一種重要的調(diào)節(jié)元件,在構(gòu)造實時光學(xué)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(diào)制器的一些相關(guān)特性的基礎(chǔ)上,進行了空間光調(diào)制器的設(shè)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(shù)下的聚焦特性。本文主要就以下幾個方面做了系統(tǒng)的研究:
　　1、介紹了液晶空間光調(diào)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(guān)特性及空間光調(diào)制器的發(fā)展;其次研究了扭曲向列型空間光調(diào)制器的調(diào)制原理;最后研究了液晶空間光調(diào)制器的復(fù)振幅調(diào)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(shè)計并制作空間光調(diào)制器的硬件電路。采用模塊化的設(shè)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(shè)計與調(diào)試,并給出了PCB板的實物圖。
　　3、設(shè)計并搭建實驗平臺進行實驗。液晶空間光調(diào)制器能實時顯示通過計算機制作產(chǎn)生的全息圖,可以對任何能用數(shù)字描述的物體進行再現(xiàn),因此將制作的液晶空間光調(diào)制器作為調(diào)節(jié)器件應(yīng)用到實際光

4、路中。實驗基于計算全息原理,產(chǎn)生了可調(diào)控的光束——星形光束,同時也驗證了所制作的空間光調(diào)制器滿足實驗需要。
　　4、基于矢量衍射理論,系統(tǒng)地探索了特殊矢量光束在不同光束參數(shù)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(diào)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(diào)制的雙曲余弦-高斯光束梯度力;5)半空間振幅調(diào)制的