空间光调制器原理与应用

液晶空间光调制器简介

空间光调制器：是一种对光波的空间分布进行调制的器件，在电驱动信号的控制下，改变空间上光分布的振幅或强度、相位、偏振态等。空间光调制器是实时光学信息处理，自适应光学和光计算等现代光学领域的关键器件。

液晶空间光调制器结构

LCOS结构：由光电导层、介质反射镜、液晶层、玻璃基板透明导电电极(ITO)等构成的夹层结构。再由许多基本的独立单元组成二维阵列液晶面板。

原理：主要是通过液晶分子的双折射性来实现入射光束的相位的调制。通过改变施加在液晶像素分子上的电压，液晶的分子和电场之间会有不同的夹角，即液晶分子的指向矢和入射光的偏振方向形成一定的夹角从而改变了液晶的有效折射率来改变光经过的光程的大小，达到相位调制的目的。

空间光调制器应用

1、光场调控：矢量光束、涡旋光等

涡旋光的生成：HOLOEYE只需改变加载在空间光调制器上的位相图就可实时生成不同拓扑荷数的涡旋光束，简单方便

光场调控——散射聚焦显微成像：无创聚焦(NiF)显微：

当现代显微技术应用于生物组织等复杂介质时，复杂介质的非均匀折射率强烈干扰光的传播。光在静态介质中的散射的影响可以被“抵消”或逆转。

光场调控——光学微操纵：

空间光调制器可精确控制入射激光束的波前相位分布，在囚禁原子的区域得到各种需要的光场分布，即光场强度梯度，为自由操控原子提供了可能。

轴平面全息光镊，可对多目标粒子在三维空间进行任意操控

2、光束整形——激光加工

平顶光束整形

3、AR/VR

4、全息投影