1工作原理简述LBTEK目前提供的SLM-2K-8系列空间光调制器采用硅基液晶（LCoS）显示技术，单独像素的相位变化不会与其他像素互相干扰，非常适合光束整形、波前校正、脉冲整形及光场调控等光束操控类应用。

图1.LCoS面板示意图。

图1展示了LCoS面板的基本结构示意图，入射光束经由透明的ITO玻璃电极层及液晶层后在底部反射电极层处发生反射。在反射电极与ITO层间施加的电压可形成电场，根据电场的方向与强度，液晶层中的液晶分子具有相应的取向，基于液晶分子的双折射效应，LCoS面板可以对像素的相位信息进行调制，控制每个像素的相移。反射光束的相位信息会根据LCoS面板的信号发生变化，从而在远场得到衍射、聚焦或形成全息图等光学效应。2利用SLM生成全息投影

全息投影是空间光调制器最常见的应用之一。图2展示了一种利用空间光调制器进行全息投影的光路图，图3为相应装置实物图。激光束通过两透镜扩束准直，穿过偏振片LP_1与半波片λ/2WP后，其偏振方向与LCoS的偏振方向一致，经过液晶面板上加载的计算全息图（CGH）的相位调制，再被非偏振分束立方NPBS反射，基于远场衍射，通过微调一组透镜（Lens_3，焦距50mm及Lens_4，焦距75mm），可产生清晰的全息图像。

图2.计算全息投影光路图。

图3.计算全息投影装置实物图。

图4展示了输入目标图形、计算得到对应的CGH图案及最终的得到投影图的操作过程。在软件主界面中点击CGH按钮进入计算全息图模块，在目标文件夹中选取bmp格式的原始图像，此时可以设置计算数及波长（本实验采用的是nm激光光源），点击开始按钮计算全息图，软件会自动保存全息图至指定位置并给出复现后的参考图，在软件主界面载入保存好的全息图，最终在投影屏上得到复现后的图像。

Step1.计算全息图

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Step2.加载全息相位

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Step3.获得复现图像

图4.生成全息图过程。

最终的全息投影图中会存在高阶的衍射光斑及高能的零级光斑，此零级光斑通常与所投影图像的中心重叠，这一现象是由液晶面板的物理结构造成的（LCoS面板各像素间存在很小的间距）。

3利用SLM进行强度调制

图5为一种使用空间光调制器进行强度调制的光路原理图，调整起偏器LP_1，使入射光的偏振态与SLM的偏振方向夹角45°，同时检偏器LP_2的偏振方向与起偏器偏振方向平行。空间光调制器液晶面板上所载入图像的灰度值若发生变化，可改变反射光束的偏振态，检偏器后的光功率计所接收的光强大小也随之变化。

图5.空间光调制器光强调制光路图。

功率计检测到的反射光强与加载灰度的变化曲线如图6所示，类似余弦变化。其对比度变化与使用的起偏器与检偏器有关，通过这种方法可使用空间光调制器进行强度调制，具体灰度对应关系需要根据测试曲线而定。

图6.功率计探测光强与加载灰度变化曲线。

LBTEK目前提供的SLM-2K-8系列空间光调制器介绍可参见《空间光调制器》，更多相关信息可查阅产品使用说明书。

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