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中科微星

2025-04-17 16:15

算法驅(qū)動光場革命：SLM技術(shù)引領(lǐng)智能光學新時代

◀背景引入▶
空間光調(diào)制器本質(zhì)上是一種能夠?qū)獠ǖ恼穹⑾辔换蚱駹顟B(tài)進行空間分布調(diào)制的動態(tài)光學器件，我司自主研發(fā)的SLM產(chǎn)品采用硅基液晶技術(shù)，通過電信號控制液晶分子的排列狀態(tài)，實現(xiàn)對入射光波的精確調(diào)控。這種精確調(diào)控能力使得SLM成為光學系統(tǒng)中的“智能畫布”，能夠在光路中生成各種復雜的光場分布。
◀空間光調(diào)制器原理▶
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振幅型空間光調(diào)制器TSLM023-A
振幅型SLM通過液晶的旋光作用和檢偏器的消光效應(yīng)來實現(xiàn)振幅調(diào)制。
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相位型空間光調(diào)制器FSLM-2K73-P03HR
相位型SLM利用電壓改變液晶分子的排列方向，從而調(diào)整其折射率，產(chǎn)生可編程的相位延遲。
空間光調(diào)制器強大之處在于其可編程性，而這種可編程性的實現(xiàn)依賴于各類相位圖生成算法。這些算法根據(jù)目標光場的分布，計算出需要加載到SLM上的相位圖案，是連接數(shù)字計算與光學調(diào)控的橋梁。
◀振幅型空間光調(diào)制器：算法驅(qū)動的光強精確調(diào)控▶
振幅型空間光調(diào)制器需要線偏振光入射，通過控制光波的振幅分布來實現(xiàn)光場調(diào)控，當入射線偏振光的偏振方向與起偏器一致時，液晶分子的旋光作用會改變光的偏振狀態(tài)，通過檢偏器后形成振幅調(diào)制，是光學信息處理、圖像投影等領(lǐng)域的重要工具。
01繪圖法
1.針對振幅型空間光調(diào)制器進行直接編碼將目標光強分布線性映射為SLM的灰度值，生成各類簡單及復雜圖案，進行可編程振幅掩膜，通過實時更新SLM圖案滿足不同光學實驗需求，比如應(yīng)用于我司教學系統(tǒng)干涉衍射實驗?zāi)K的單縫、雙縫、圓孔及其他各類形狀（三角形、五角星、矩形、六邊形）等，可滿足涉及干涉、衍射相關(guān)的各類教育教學實驗需求。

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單縫/雙縫實驗

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圓孔衍射

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矩孔衍射

2.圖像濾波方面，在光學系統(tǒng)傅里葉頻譜面通過高精度灰度控制生成復雜標線圖案，例如：一維光柵、二維光柵等，可分散光波的信息，廣泛應(yīng)用于行業(yè)內(nèi)光譜分析及光纖通信系統(tǒng)應(yīng)用中；在透鏡后的焦平面上進行濾波，遮擋不同方向的頻率（高頻、低頻、x方向、y方向等），工作在振幅調(diào)制狀態(tài)的SLM可以實現(xiàn)低通、高通、狹縫等濾波。
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一維/二維光柵

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孔形濾波
02光學表達式法
振幅型菲涅爾波帶片：根據(jù)需要的波帶片參數(shù)，以菲涅爾波帶片理論在計算機中生成對應(yīng)的二維灰度圖像或二值圖像，其結(jié)構(gòu)由一系列交替的透明和不透明環(huán)帶組成。運用空間光調(diào)制器結(jié)合菲涅爾波帶片即可形成特定光強分布圖案，實現(xiàn)對入射光的振幅調(diào)制，同時利用菲涅爾波帶片可以實現(xiàn)對光強的空間分布進行精確控制，運用于激光加工中，可使激光在加工區(qū)域形成特定的光強分布，滿足材料加工對不同部位光強的要求。
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03振幅全息圖法