液晶空间光调制器相位特性测量

摘要

对于扭曲型液晶空间光调制器（TN-LCSLM)而言，其相位调制深度将受到液晶前后面偏振片放置角度的影响，因此在使用前必须对其相关参数进行实验测量。论文以大恒公司透射式TN-LCSLM作为测量对象，确定其扭曲角、建立马赫-曾德尔干涉系统测量其相位调制深度，并在最大相位调制深度位置测量了相位及振幅调制特性。通过实验测量结果证实，该SLM可实现调制深度约1.3λ的纯相位调制。
　　目前针对零扭曲液晶空间光调制器（ZTN-LCSLM)的相位调制特性测量方法有很多，但是存在不同的局限性，其中最大的问题是测量过程易受环境振动影响、求解过程繁琐。论文利用ZTN-LCSLM的偏振分光原理，提出一种共光路干涉法来测量其相位调制特性曲线。入射的线偏振被LCSLM分为两束正交线偏振光，它们沿相同光路传播至渥拉斯顿棱镜（W P)经 WP出射的两光束产生横向剪切，同时，WP也会在两光束间引入倾斜调制；这样当两光束再经过检偏器后便可产生载波干涉条纹。通过应用傅里叶变换法可计算得到两帧干涉条纹之间的相对相移量，进一步测量可得到LCSLM的整体相位调制特性。
　　LCSLM的生成（或拟合）像差与理论加载像差的一致程度，决定了器件的相位调制精度，也对器件应用范围具有重要影响，例如是否可以应用于高精度光学衍射元件，如衍射透镜。而目前针对生成像差的测量方法一般使用商业数字干涉仪，或自己建立干涉系统，由此带来的缺陷使测量过程不便捷、测量结果不客观并存在系统误差，从而不便于进行深入的科学研究。论文提出一种共光路干涉仪测量ZTN-LCSLM的生成像差，利用四步移相法直接重建出的相位分布即为待测结果，因而是一种绝对测量法，并且测量结果中不包含任何系统误差。该方法中LCSLM既作为被测元件也作为分光元件，通过在其前面放置一个与液晶振动方向成45°的偏振片，即可同时获得共路的参考光和测试光，光路结构简单紧凑且易于实现。论文详细分析方法的理论原理，并给出实验测试结果。

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第一章绪论

1 .1研究背景

1.2 LCSLM概述

1.3 LCSLM相位特性测量方法综述

1 .4研究目的与意义

第二章TN-LCSLM相位调制特性测量

2.1 TN-LCSLM简介

2 .2扭转角测量

2 .3最大相位调制深度测量

2 .4最大相位调制特性测量

2 .5小结

第三章ZTN-LCSLM相位调制特性的共路干涉测量

3.1 ZTN-LCSLM 简介

3 .2共路干涉测量相位调制特性原理

3 .3渥拉斯顿棱镜相关计算

3 .4相位调制特性测量实验

3 .5小结

第四章ZTN-LCSLM生成像差的共路干涉测量

4 .1生成像差测量方法综述

4 .2共路干涉法生成像差测量原理

4 .3移相干涉法波前重建

4.4 生成像差测量实验

4 .5小结

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文及研究成果