500us(2KHz)高速純相位液晶空間光調(diào)制器(SLM)介紹

純相位液晶空間光調(diào)制器的液晶響應(yīng)速度多年以來一直受限于60Hz的數(shù)據(jù)傳輸及30-140ms的液晶響應(yīng)時(shí)間限制，無法實(shí)現(xiàn)高速的調(diào)制，不能滿足相控陣掃描，自適應(yīng)光學(xué)等高速調(diào)制應(yīng)用的使用要求。

一直以來，純相位空間光調(diào)制器的速度到底可以做到多快？一直備受科研工作者的關(guān)注。

美國Meadowlark公司近日推出了高液晶響應(yīng)速度（2KHz at 532nm）、高光利用效率(98%)、高填充因子（97.2%）、高分辨率（1024x1024）的純相位液晶空間光調(diào)制器。

500us(2KHz)高速純相位液晶空間光調(diào)制器（SLM）產(chǎn)品特點(diǎn)：

1) 液晶響應(yīng)速度快：2KHz at 532nm

Meadowlark Optics的硅基液晶（LCoS）空間光調(diào)制器（SLM）專為純相位應(yīng)用而設(shè)計(jì)，并結(jié)合了具有高刷新率的模擬數(shù)據(jù)尋址。這種組合為用戶提供了具有高相位穩(wěn)定性的最快響應(yīng)時(shí)間（500us fall time）。

圖1 液晶響應(yīng)時(shí)間

1024 x 1024 SLM非常適合需要高速、高衍射效率、低相位紋波和高功率激光器的應(yīng)用?？蛻暨€可以控制溫度設(shè)定點(diǎn)，從而在開關(guān)速度和相位穩(wěn)定性之間找到完美的平衡。1024 x 1024 空間光調(diào)制器系統(tǒng)包括一個(gè)Gen3 x8 PCIe控制器，帶有輸入和輸出觸發(fā)器以及低延遲圖像傳輸。觸發(fā)可以在696μs的SLM芯片刷新周期邊界上執(zhí)行，對(duì)于需要SLM與外部硬件緊密同步的應(yīng)用，甚至可以在刷新周期中間執(zhí)行。該控制器還包括可加載752幅1024x1024(8bit)圖片的內(nèi)部存儲(chǔ)器，可以提前加載，然后全速排序，以便在操作期間最大限度地減少PCIe總線上的流量。

2）光利用效率高：Up to 98%

Meadowlark公司可提供鍍介質(zhì)鏡型號(hào)的SLM，填充了像素間的間隙，使液晶空間光調(diào)制器的面積填充率達(dá)到100%，提高反射率、降低衍射損耗。鍍介質(zhì)鏡型的SLM可以在400-1700nm工作波段范圍內(nèi)輕松實(shí)現(xiàn)98%(Max)的光利用率，同時(shí)降低了激光引起的熱效應(yīng)，提高了SLM的損傷閾值，以滿足高功率脈沖激光調(diào)制和激光加工等應(yīng)用需求。

圖2 鍍介電膜的SLM反射率曲線

圖3 SLM損傷閾值測(cè)試

3） 高波前質(zhì)量(λ/20)

許多用于表征和校正像差的算法都基于Zernike多項(xiàng)式。然而，對(duì)圓形孔徑的依賴不適用于描述正方形或矩形陣列的像差。已經(jīng)開發(fā)了基于SLM的干涉子孔徑的替代策略[9]，以確保SLM的有效區(qū)域上的像差可以被校正到λ/ 40或更好。

圖4（a/c）未校準(zhǔn)的SLM波前（λ/ 7 RMS）（b/d）校準(zhǔn)后的SLM波前（λ/ 20 RMS）

審核編輯：湯梓紅