空间光调制器使用液晶进行相位调制

2019-05-08 16:33

在全息术、生物医学成像、像差校正、激光加工以及自由空间光通信的应用中，电控光学相位调制的方式变得越来越受欢迎。目前，有很多可用于调制光相位的技术，其中包括了光学微机电系统（MEMS， Micro-Electro-Mechanical System）和基于液晶（LC）的空间光调制器（SLM ，Spatial Light Modulator）。含有驱动器和微镜的光学MEMS相位调制器可以被设计成耗能小而且设备体积小。这些优点可以使它同时对大量光束转向。然而，与其他类型的调制器相比，基于光学MEMS的相位调制器通常具有较低的像素密度并且通常对波前像差的质量控制较低。

在一种理想情况下，SLM同时具有多级（模拟）相位调制和较高的帧速率。为此Stockley等人在1995年提出了基于一种铁电性液晶层与聚合物胆甾相液晶组合的模拟光学相位调制器。这种排列在1kHz时，相位变化范围在1.95π。但是需要的外加电压是高度非线性的。

英国研究人员发现，基于均匀排列螺旋线（ULH， Uniform Lying Helix）准直手性向列型液晶的柔性电光行为的光学相位调制器。在106℃温度下施加4V /μm的电场，这种结构可以表现出完全的2π相位变化和最小的振幅强度变化，这种结构如果能设计到集成的设备中，对于在硅空间光调制器上开发有着巨大的潜力。这篇研究论文发表在Nature出版集团旗下学术期刊《NPG Asia Materials》。