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(lái),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(jìn)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(xiàng)重要功能——在空間上能實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(gè)部分進(jìn)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(jìn)行了空間光調(diào)制器的設(shè)計(jì)與制作,搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn);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(gè)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(jiǎn)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(jì)并制作空間光調(diào)制器的硬件電路。采用模塊化的設(shè)計(jì)思想,將硬件電路分為七個(gè)模塊,包括液晶屏顯示模塊、單片機(jī)電路模塊、信號(hào)處理模塊、采樣/保持模塊、時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生模塊、鎖相環(huán)模塊以及電源模塊;同時(shí)還介紹了PCB板的設(shè)計(jì)與調(diào)試,并給出了PCB板的實(shí)物圖。
　　3、設(shè)計(jì)并搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。液晶空間光調(diào)制器能實(shí)時(shí)顯示通過(guò)計(jì)算機(jī)制作產(chǎn)生的全息圖,可以對(duì)任何能用數(shù)字描述的物體進(jìn)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(shí)際光

4、路中。實(shí)驗(yàn)基于計(jì)算全息原理,產(chǎn)生了可調(diào)控的光束——星形光束,同時(shí)也驗(yàn)證了所制作的空間光調(diào)制器滿足實(shí)驗(yàn)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