在光通信、顯微和望遠等成像系統、自適應光學、光鑷等許多應用領域中,都會涉及到光相位的調制,這時就需要用到一種新型的可編程光學儀器——空間光調制器。
空間光調制器是采用LCOS(Liquid Crystal On Silicon, 硅基液晶)芯片來調節光波前的振幅或相位的光學器件。LCOS芯片是由液晶像元組成的像素陣列,每個像素都能單獨地調制光。對于同一束光來說,像元的尺寸越小,調制得就越精細;像素的個數就是芯片的分辨率,分辨率越高,可調制的自由度就越高。

從早期的鐵電物質和扭曲向列液晶結構開始,到利用光電尋址。濱松的中央研究所和固體事業部致力于空間光調制技術已有30多年的歷史了。其空間光調制器目前主要在高端市場中,以高線性度、高光利用率、高衍射效率等性能著稱。

對于濱松空間光調制器LCOS本身的性質來說,它只改變光的相位,而不影響光的強度和偏振狀態(振幅/光強的調制需要通過光路來實現)。通過改變電壓來改變液晶的排列方式,相位調制隨著液晶的排列方式而變化。通過CMOS背板和PC輸出的DVI信號,液晶的排列是單像素可控的。

而在文章開頭我們也提到,空間光調制器涉及的應用比較多,那要怎么根據自己的研究需求來選擇一位最得力的小伙伴呢?許多用戶朋友可能在心里畫了一個大寫的問號。

為了幫助各位用戶親人與這個問題say goodbye,這里,我們從濱松空間光調制器X10468/X13267/X13138系列出發,和大家聊一聊,關于空間光調制器選擇的二三事~
型號選對,事半功倍
選擇分辨率和像元大小
LCOS是由像素陣列組成的,目前濱松可以提供兩種分辨率:792×600, 1272×1024;對于792×600分辨率的產品,還有兩種像元大小可供選擇:20μm,12.5μm。
*不同的分辨率和像元大小以系列表示在產品型號的前半部分,如X10468-08,X10468指的就是該型號的產品分辨率為792×600,像元大小為20μm。
表中的“有效面積(Effecttive area size)”是指LCOS頭上可以對光進行調制的液晶面的面積。而用戶在選型時,需要考慮該面積是否可以容納下所需調制的光斑大小。
“填充因子(Fill factor)”則是指單個像素有效面積占總面積的百分比,它在影響光利用率方面比較關鍵。(光利用率在后文會將介紹)
需要特別注意的是,不是所有品牌的產品所標示的“填充因子(Fill factor)”都是一個概念!
一些品牌的填充因子(Fill factor)占比并沒有考慮像素間間距(Inter pixel gap),所以通常此項的百分比很高,參數顯得很“漂亮”(其填充因子占比計算方法見下圖)。但用戶不了解的是,其實其Inter pixel gap卻很大,有的甚至高達1.3μm。

濱松則本著實事求是的原則,將真正意義上的Fill factor呈現出來,并且保持了超小的Inter pixel gap:0.2μm。(濱松填充因子占比計算方法見下圖)
