純相位液晶空間光調(diào)制器的性能及其微衍射元件研究.pdf

1、微光學(xué)是微光機(jī)電系統(tǒng)的三大組成部分之一，代表了信息光學(xué)發(fā)展的一個(gè)方向。微光學(xué)元件廣泛用于光纖傳感、光學(xué)信息處理、成像系統(tǒng)、光通訊、光計(jì)算、光互連、光存儲(chǔ)等應(yīng)用研究領(lǐng)域?？勺兾⒐鈱W(xué)元件在成像、波前校正、光互連等方面有著廣泛的應(yīng)用。電控液晶空間光調(diào)制器因其具有衍射效率高、控制簡(jiǎn)單方便、反應(yīng)快速等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。純相位液晶空間光調(diào)制器因消除了對(duì)振幅的調(diào)制，進(jìn)一步提高了衍射效率。利用純相位液晶空間光調(diào)制器來(lái)實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)光學(xué)衍射元件具有良

2、好的應(yīng)用前景。 本文簡(jiǎn)要介紹了空間光調(diào)制器和微光學(xué)元件的發(fā)展及現(xiàn)狀，對(duì)實(shí)驗(yàn)中所使用的純相位液晶空間光調(diào)制器的主要性能參數(shù)進(jìn)行了說(shuō)明。通過(guò)對(duì)液晶的光電特性的介紹，分析了液晶對(duì)光的相位調(diào)制原理和特點(diǎn)。對(duì)比了幾種空間光調(diào)制器相位調(diào)制特性測(cè)量方法，選擇泰曼-格林干涉法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，通過(guò)編程處理得到了該器件的相位調(diào)制特性。通過(guò)分析比較，優(yōu)化了相位調(diào)制特性，修正了該器件的客戶查找表，提高了測(cè)量精度，與理想的調(diào)制曲線的相關(guān)系數(shù)由原來(lái)的0.98

3、2806提升到0.995267。 相息圖僅產(chǎn)生單一的成像光波，沒(méi)有共軛像或多余的衍射級(jí)次，衍射效率很高，是一種光波重構(gòu)的理想元件。分析了相息圖計(jì)算和再現(xiàn)的原理，討論了各個(gè)參數(shù)對(duì)相息圖再現(xiàn)像質(zhì)量的影響。將計(jì)算得到的相息圖輸入到液晶空間光調(diào)制器，利用液晶空間光調(diào)制器的相位調(diào)制特性將平行光轉(zhuǎn)換成特定波前的光束，可以實(shí)現(xiàn)多種不同的功能。通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了變焦透鏡、可變透鏡陣列、光掃描以及任意波前再現(xiàn)等器件，雖然受到液晶空間光