空間光調制器（一般指相位型SLM）可以對光的振幅、相位、偏振態等進行調制，在光學研究領域擁有廣泛和悠久的歷史。目前相位型空間光調制器在全息光學，全息光鑷，激光并行加工，自適應光學，雙光(guang)(guang)子(zi)(zi)/三光(guang)(guang)子(zi)(zi)/多光(guang)(guang)子(zi)(zi)顯(xian)微成(cheng)像，散射或渾濁介質中的成像，脈沖整形，光學加密，量子計算，光通信，湍流(liu)模擬等領域應用廣泛。

很多的科研人員在使用空間光調制器時，往往會受到零級光的困擾，零級光(guang)對研(yan)究(jiu)結果也產生了非常大的影響。可以說(shuo)大家苦零(ling)級(ji)光久矣(yi)。本文對液晶空(kong)間光調制器零(ling)級(ji)光的產生原因(yin)及其消除(chu)方(fang)法進行了闡述(shu)。

Meadowlark Optics公司擁有40年純相位SLM研發經驗，可以提供模擬尋址的純相位空間光調制器（1920x1200 & 1024x1024分辨(bian)率），產品工作波段可以覆蓋400-1700nm，相位穩定性可以達到0.1%，幀頻可以到1436Hz，損傷閾值可以達到200W/cm2以上。

關鍵詞：空(kong)間光(guang)調(diao)制器、SLM，液晶空(kong)間光(guang)調(diao)制器，純相位，LCOS，零級光(guang)，一級衍射

空(kong)間(jian)光調(diao)制器零級光產生的原因？

要想了解(jie)SLM零級光(guang)產生(sheng)的(de)原因，我們需要先了解(jie)下空間光(guang)調制器的(de)結構(gou)構(gou)成(cheng)。如下圖所(suo)示，LC-SLM光(guang)學(xue)頭(tou)主要由：保護玻璃(li)，透(tou)明(ming)電(dian)極(ji)，液晶層(ceng)(ceng)，像(xiang)素電(dian)極(ji)層(ceng)(ceng)（Wafer）構(gou)成(cheng)。

1） 保(bao)護(hu)玻璃的透(tou)過率

窗口片保護玻璃的透過率在相應(ying)的工作波(bo)段（400-800nm,500-1200nm,850-1650nm）內通常在98.5-99.5%范(fan)圍內，因此有少量的光被(bei)直(zhi)接反射回去。

2）透(tou)明(ming)電極的透(tou)過率

透明電(dian)極的透過率一般都(dou)在99%以(yi)上，該(gai)部分造(zao)成的零級光基本可以(yi)忽略(lve)。

3）空間光調制(zhi)器(qi)填充率

像素電極層(ceng)（Wafer）由一個(ge)個(ge)的獨立像元(yuan)構成(cheng)，從而SLM可以實(shi)現針對單(dan)個(ge)像元(yuan)的獨立調制(zhi)。相鄰像元(yuan)之(zhi)間會有微小(xiao)的縫隙，縫隙部分(fen)(fen)無法加載電壓(ya)，因此對應(ying)的液晶層(ceng)無法加載相位，這部分(fen)(fen)未被(bei)調制(zhi)的光會反(fan)射(she)回去，產生(sheng)零級光。

4）入射(she)光照射(she)到非工作區域

如(ru)果入射光照射到了非工作區域(yu)，則(ze)這部(bu)分光也會不被調制，直接反射回光路，產生零級光。

5）入射光的偏(pian)振態或(huo)者偏(pian)振方(fang)向(xiang)錯(cuo)誤

目前市面上所(suo)有(you)的(de)(de)相位型(xing)空間(jian)光(guang)調制器(qi)（SLM）均(jun)要求線(xian)偏(pian)光(guang)入射(she)，線(xian)偏(pian)方(fang)向與(yu)液晶的(de)(de)e軸(zhou)平行（extraordinary axis）。如果入射(she)光(guang)與(yu)e軸(zhou)存在夾角，或者入射(she)光(guang)的(de)(de)偏(pian)振態不是(shi)線(xian)偏(pian)光(guang)，則會有(you)一部分分量(liang)的(de)(de)光(guang)不被調制，從而產生(sheng)零級光(guang)。

Meadowlark公司SLM零級光消除方(fang)法？

硬件(jian)方面：

1）提(ti)高空間光調制器的填(tian)充率，蕞小化縫隙影響(xiang)。

Meadowlark Optics公司可以提供1024x1024的(de)純(chun)相(xiang)位(wei)空間光調制器，填充(chong)因(yin)子可以達到目(mu)前(qian)世(shi)界蕞高的(de)97.2%，大大減小了縫隙產生的(de)影響。

2）提高空間光調制器的線性度。

1920x1200的(de)(de)液晶空間光調(diao)(diao)制器(qi)，MLO公司在(zai)出(chu)廠前會(hui)對每(mei)一臺SLM進行高精度(du)的(de)(de)校(xiao)準，保證(zheng)每(mei)一臺空間光調(diao)(diao)制器(qi)都具有高度(du)的(de)(de)線性(xing)準確性(xing)，從而提高相(xiang)位(wei)調(diao)(diao)制精度(du)，達到(dao)蕞優的(de)(de)調(diao)(diao)制效果。

軟件方面(mian)：

a)疊(die)加閃耀(yao)光(guang)柵(zha)

Meadowlark公(gong)司的(de)SLM控制(zhi)軟件提供(gong)生成(cheng)任意周期閃(shan)耀光(guang)柵的(de)功能，該(gai)光(guang)柵可以方便的(de)與客戶(hu)的(de)全息圖進行疊加(jia)，從而把(ba)結果偏轉到(dao)1級位置，客戶(hu)只需要(yao)用光(guang)闌將零(ling)級光(guang)濾掉，只讓一級光(guang)通過即可。

b)疊(die)加菲涅爾透鏡

MLO公司的(de)調制器控制軟(ruan)件提供生(sheng)成任意焦(jiao)(jiao)距菲涅爾透鏡(jing)的(de)功(gong)能，用戶可以(yi)將(jiang)全(quan)息圖與(yu)該(gai)菲涅爾灰(hui)度(du)圖進行疊加，從(cong)而零(ling)級(ji)(ji)光(guang)與(yu)衍射(she)光(guang)的(de)焦(jiao)(jiao)平面會(hui)發生(sheng)錯(cuo)位，零(ling)級(ji)(ji)光(guang)在衍射(she)光(guang)的(de)焦(jiao)(jiao)平面上會(hui)發散掉，從(cong)而減(jian)小(xiao)零(ling)級(ji)(ji)光(guang)的(de)影響。

光路(lu)方面：

1）光路中(zhong)添加偏(pian)振片和半波片，提高入(ru)射光的偏(pian)振態準確性

為(wei)了使用SLM作為(wei)相位調(diao)制(zhi)器(qi)(qi)，入射偏振(zhen)必須是線(xian)性的(de)(de)，并(bing)且與LC分子對(dui)齊(qi)(qi)。為(wei)了確(que)保入射光(guang)的(de)(de)偏振(zhen)是線(xian)性的(de)(de)，建議(yi)在激光(guang)光(guang)源后(hou)放置一個偏振(zhen)器(qi)(qi)。為(wei)了確(que)保偏振(zhen)與LC分子對(dui)齊(qi)(qi)，建議(yi)在偏振(zhen)器(qi)(qi)和SLM之(zhi)間放置半波(bo)片(pian)，通過半波(bo)片(pian)的(de)(de)旋轉可以將0級光(guang)調(diao)到最小。

2）光(guang)路中添加使用0階(jie)塊(kuai)（0th order block），阻擋零級光(guang)

上海(hai)昊量光電設備(bei)有限(xian)公司可以提(ti)供什么(me)樣(yang)的空間光調(diao)制器？

1）1920x1200純(chun)相位空間(jian)光調制器（標(biao)準速度）

2）1024x1024純相位空(kong)間光(guang)調制器（超高(gao)速度）

關于昊(hao)量(liang)光(guang)電：

昊量光電可以給客戶提供SLM樣品試用(yong)，以及全面的技術支持。上海昊量光電設備有限公司是國內知(zhi)銘光(guang)電(dian)產品專(zhuan)業代理(li)商(shang)，代理(li)品牌均處于(yu)相關領(ling)域的(de)發(fa)(fa)展(zhan)前(qian)沿(yan)；產品包括各類激光(guang)器、光(guang)電(dian)調制器、光(guang)學(xue)測量(liang)設(she)備、精密(mi)光(guang)學(xue)元件等(deng)，涉及(ji)應(ying)用(yong)領(ling)域涵蓋了材(cai)料(liao)加工、光(guang)通訊、生物醫療(liao)、科學(xue)研究、國防及(ji)更細分的(de)前(qian)沿(yan)市場如量(liang)子(zi)光(guang)學(xue)、生物顯微、物聯(lian)傳(chuan)感(gan)、精密(mi)加工、先(xian)進(jin)激光(guang)制造等(deng)；可為客戶提(ti)供完整的(de)設(she)備安裝，培訓，硬件開發(fa)(fa)，軟(ruan)件開發(fa)(fa)，系統集成等(deng)優質服務。

您(nin)可以(yi)通過昊量(liang)光電(dian)的*網站了解更多的產品信息。