熱門應用介紹

液晶空間光調制器以制作簡單、價格低、易制成二維器件且易構成并行光學信息處理器件等優點，倍受國內外研究人員的關注。下面簡要介紹液晶空間光調制器在光鑷技術、螺旋相位相襯成像、飛秒脈沖整形等多個方面的應用，以及其未來更廣闊的發展前景。

01 全息光鑷

光鑷技術就是利用光的力學效應實現對微觀粒子的操控，具有非接觸和無損傷特點，在分子生物學、膠體科學和實驗原子物理等領域中具有極其重要的作用。光鑷本身的不斷發展產生了許多衍生光鑷技術。例如，利用全息元件或空間光調制器所形成的全息光鑷實現多粒子操控，為光鑷技術走向實用化和規模化工業生產打開了新局面。

常用的實現全息光鑷的全息圖有菲涅爾全息圖和傅里葉全息圖。前者是記錄干板位于被照明物體的菲涅爾衍射區內形成的；后者是記錄干板放置在振幅透過率的傅里葉變換平面制成的。根據全息制備方案的不同，全息光鑷的光路可分為：菲涅爾型光路（a）和傅里葉型光路（b）。

02 螺旋相位相襯成像

在光學顯微鏡中，常利用暗場或相襯方法來提高物體成像的對比度。這些方法實質上都可看作是傅里葉平面上的光學濾波。與微分干涉相差顯微技術類似，?螺旋相位相襯法也是利用對相移的敏感性來提高成像質量，特別是邊緣的清晰度，其邊緣對比度比傳統相差顯微成像提高了幾個量級。由于光束的對稱性，還可以對各向均勻介質物體的成像進行對比增強。

03 飛秒脈沖整形

飛秒脈沖整形的基本原理是頻域和時域互為傅里葉變換，所需要的輸出波形可由濾波實現。圖示為脈沖整形的基本裝置，它是由衍射光柵、透鏡和脈沖整形模板組成的4f系統，超短激光脈沖照射到光柵和透鏡上被色散成各光頻成份。?兩透鏡的中間位置有一塊空間模式的模板或可編程的空間光調制器，用于調制空間色散的各光頻成份的振幅和相位，光柵和透鏡可看作是零色散脈沖壓縮結構。超短脈沖中的各光頻成份由第一個衍射光柵角色散，然后在第一個透鏡的焦平面聚焦成一個小的、衍射有限的光斑。這里的各光頻成份在一維方向上空間分離，在光柵上從不同角度散開，在第一個透鏡的后焦平面上進行了空間分離，經過第一個透鏡時實現了一次傅里葉變換。第二個透鏡和光柵把這些分離的所有頻率成份重新組合，這樣就得到了一個整形輸出脈沖，這個輸出脈沖的形狀由光譜面上模板的模式給出。

04 自適應光學

自適應光學技術是一種能夠實時校正光學系統隨機誤差并使系統始終保持良好工作性能的新技術。早期主要在天文觀測中用來修復大氣湍流等因素對光波波前的扭曲，通過動態地對波前誤差進行實時探測、控制和校正來改善成像質量。目前，自適應光學在眼底視網膜成像和大視場顯微成像等方面也有許多應用。自適應光學系統中的關鍵部件是哈特曼波前傳感器與變形鏡或空間光調制器。另外，空間光調制器還用來模擬大氣擾動，用在實驗室中研究大氣中光學成像。

液晶空間光調制器由于具有線形度好、分辨率高、響應速度快、可編程性強等優點，不僅在上述領域中得到了廣泛應用，而且還可應用于光相關處理、光束空間整形、激光打標或掃描、全息測量，并且隨著加工工藝的發展和成本的降低，將會在更多的領域發揮其優勢。

責任編輯：tzh