空间光调制器基本介绍

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广义上，空间光调制器是指这样的器件，在主动控制下，它可以通过调制光场的某个参量，例如通过调制光场的振幅，通过折射率调制相位，通过偏振面的旋转调制偏振态，或是实现非相干——相干光的转换，从而将一定的信息写入光波中，达到光波调制的目的。

它可以方便地将信息加载到一维或二维的光场中，利用光的宽带宽，多通道并行处理等优点对加载的信息进行快速处理。它是构成实时光学信息处理、光互连、光计算等系统的核心器件。被广泛地应用于自适应光学、光学滤波、光学神经网络等领域。

空间光调制器结构的基本特点在于，它是由许多基本的独立单元组成的一维或二维阵列，这些独立单元可以是物理上分割的小单元，也可以是无物理边界的、连续的整体，只是由于器件材料的分辨率和输入图像或信号的分辨率有限，而形成的一个一个小单元。

这些小单元可以单独地接收光学或电学的输入信号，并利用各种物理效应改变自身的光学特性（相位、振幅、强度、频率或偏振态等），从而实现对输入光波的空间调制或变换。

习惯上，把这些独立小单元称为空间光调制器的“像素”，把控制像素的光（电）信号称为“写入光（电）信号”，把照明整个器件并被调制的输入光波称为“读出光”，经过空间光调制器后的出射的光波称为“输出光”。显然，读出光应能照明空间光调制器的所有像素，并能接收写入光或写入电信号传给它的信息，经调制或变换转换成输出光。按读出光工作方式分，可分为透射式和反射式。                                 

如图所示

而写入光或写入电信号应含有控制调制器各个像素的信息。把这些信号分别传送到相应像素位置上去的过程称为“寻址”（或“编址”）。如果采用写入光实现这一过程，称为光寻址；如果采用写入电信号时，则称为电寻址。

光寻址

光寻址通常采用一个二维光强分布（如一幅图像）作为写入光，使其成像在空间光调制器的像素平面上，并使写入光的像素和空间光调制器的像素一一对应，从而实现寻址。光寻址时，所有像素的寻址同时完成，所以它是一种并行寻址。

其特点是寻址速度最快，而且像素的大小，原则上只受写入光成像光学系统分辨率的限制。采用光寻址时，要防止写入光与读出光之间的串扰，因此通常采用反射式空间光调制器，在调制器内部设置一个光隔离层，使写入光与读出光位于调制器两侧。

电寻址

采用电寻址时，因为电信号是一个时间序列，原则上只能依次地输送到调制器的各个像素上去，所以电寻址是一种串行寻址方式。电寻址与光寻址相比有一些弱点，由于串行方式，使它的信号处理速度降低，由于电极几何尺寸和透过率的限制，其分辨率和填充系数（像素的通光面积与像素的总面积之比）都有所降低。但目前它是光信号处理和现代电子技术、特别是计算机——多媒体技术相结合，构成光电混合系统的有效方式，已得到广泛应用。

空间光种类

    采用电寻方式的有

•       薄膜晶体管液晶空间光调制器（Thin film transistor liquid crystal SLM）

•       磁光空间光调制器（magneto-opticalSLM）

•       数字微反射镜器件（digitalmicromirror device）

采用光寻址方式的有

l  液晶光阀（liquidcrystal light valve）

l  微通道板空间光调制器（microchannelSLM）。

    随着大规模集成电路技术的发展，液晶显示技术也得到了飞速发展，其中最典型的就是薄膜晶体管驱动液晶显示器（TFT-LCD）的出现。TFT-LCD的主动驱动性质使得这种技术可以和计算机技术很好的结合。这些器件具有体积小、功耗小、灵活性高等特点。因此液晶显示设备作为空间光调制器也受到人们广泛关注。