液晶空間光調(diào)制器是一種基于液晶材料電光效應(yīng)的數(shù)字光學(xué)器件

閱讀：149 發(fā)布時間：2025-7-25

　　液晶空間光調(diào)制器是一種通過動態(tài)調(diào)控光波相位、振幅等參數(shù)實(shí)現(xiàn)空間光場調(diào)制的核心光學(xué)器件，廣泛應(yīng)用于飛秒激光加工、全息顯示及光學(xué)信息處理等領(lǐng)域。

　　空間光調(diào)制器是指在主動控制下，它可以通過液晶分子調(diào)制光場的某個參量，例如通過調(diào)制光場的振幅，通過折射率調(diào)制相位，通過偏振面的旋轉(zhuǎn)調(diào)制偏振態(tài)，或是實(shí)現(xiàn)非相干——相干光的轉(zhuǎn)換，從而將一定的信息寫入光波中，達(dá)到光波調(diào)制的目的。它可以方便地將信息加載到一維或二維的光場中，利用光的寬帶寬，多通道并行處理等優(yōu)點(diǎn)對加載的信息進(jìn)行快速處理。它是構(gòu)成實(shí)時光學(xué)信息處理、光互連、光計(jì)算等系統(tǒng)的核心器件。

　　功能：

　　液晶分子排列調(diào)控

　　液晶分子具有光學(xué)各向異性，其折射率隨電場變化。未加電場時，分子沿特定方向排列；施加電壓后，分子旋轉(zhuǎn)改變局部折射率，形成相位差。例如，向列型液晶的分子長軸方向折射率與短軸不同，電壓變化可實(shí)現(xiàn)相位調(diào)制。

　　雙mask協(xié)同調(diào)制技術(shù)

　　采用4f光路結(jié)構(gòu)(兩組傅里葉透鏡構(gòu)成)，通過空間頻域調(diào)制實(shí)現(xiàn)飛秒激光脈沖整形。例如，某型號LCSLM工作波長覆蓋750–850nm，輸入飛秒脈沖能量達(dá)2mJ，輸出效率超60%，波長分辨率小于0.15nm/pixel。

　　反射式與透射式設(shè)計(jì)

　　反射式LCSLM：通過反射光線調(diào)制，光利用率高、調(diào)制度深，但成本較高，適用于激光加工等高光強(qiáng)場景。

　　透射式LCSLM：光線透過調(diào)制，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于集成，常用于光通信和光學(xué)顯示。

　　基于液晶材料的電光效應(yīng)，通過控制每個像素的電壓改變液晶折射率，實(shí)現(xiàn)對光波的相位和振幅調(diào)制。例如，在飛秒激光加工中，可動態(tài)生成多焦點(diǎn)陣列或復(fù)雜光場結(jié)構(gòu)，提升加工效率。

液晶空間光調(diào)制器是一種基于液晶材料電光效應(yīng)的數(shù)字光學(xué)器件

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