中科院:討厭的背景光,也能有助于推進“空間光調制器”的校準!

空間光調制器(SLM)廣泛應用于光束操縱、干涉?zhèn)鞲?、分束器、光束整形和激光加工等領域。隨著光學技術的發(fā)展,光學傳感和成像越來越接近衍射極限分辨率,首先必須滿足高精度波前測量的要求。

電尋址空間光調制器將電壓映射到液晶的相位調制,該相位調制可以由計算機生成的二維灰度圖像提供?,F(xiàn)在,中科院上海光機研究所的研究人員,提出了一種新的基于令人討厭背景光絕對參考系的SLM定標方法。

其研究成果發(fā)表在《光學與激光工程》期刊上,在實驗中,利用固有背景光構建了具有自干涉功能的絕對坐標系。在這里,兩個獨立的孔被加載到空間光調制器上,一個孔是固定的,另一個從灰度0到255變化。以背景光產(chǎn)生較小的艾里斑作為絕對坐標原點,因此,可以通過一輪測試獲得多組數(shù)據(jù),顯然,背景光不再是影響干涉圖質量的不良信號。

在研究中,通過全息和渦旋光束實驗驗證了該方法的有效性,這種高精度的標定方法有利于將空間光調制器擴展到不同的高端應用場景??臻g光調制器(SLM)在波前調制、光束整形、衍射光學元件等光學領域有著廣泛的應用。在使用前,需要對空間光調制器進行校準,以確定器件的初始狀態(tài)。新研究提出了一種簡單、通用的干涉法來標定相位調制曲線,而且具有良好的魯棒性、穩(wěn)定性和高精度。

其中背景光不再是不需要的信號,而是用作提供自參考功能的絕對參考系。結合質心定位算法,通過條紋偏移可以方便地計算出相位調制曲線。此外,多通道探測器同時提供三組數(shù)據(jù),進一步提高了加權平均算法標定伽馬曲線的精度,進行了相移全息實驗,驗證了所提方法的有效性,CCD靶面越大,標定精度越高。

博科園|研究/來自:中國科學院/張南南
研究發(fā)表期刊《光學與激光工程》
DOI: 10.1016/j.optlaseng.2020.106132
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