Up to 98%光(guang)利用(yong)率——鍍介質鏡型純相位(wei)高速高損傷閾值SLM！

液晶空間光調制器（SLM）可以將數字化數據轉換為適合各種應用的相干光學信息，包括雙光子(zi)/三光子(zi)顯微(wei)成像(xiang)、光鑷、自適應(ying)光學(xue)、湍(tuan)流模擬、光計算、光遺傳學(xue)和散射介質成像(xiang)等應用。 這些應用需要能夠輕松快速地改變相干光束波前的調制器。 通過將液晶材料的電光性能特征與基于硅的數字電路相結合，Meadowlark Optics 現在提供了高分辨率的 SLM，這些 SLM 還具有物理緊湊性和高光學xiao率。

圖一：緊湊(cou)的HSP1K（1024×1024）系(xi)列(lie)和(he)E19×12（1920×1200）系(xi)列(lie)SLM

Meadowlark Optics 的硅基液晶 (LCoS) 空間光調制器 (SLM) 專為純相位應用而設計，并結合了具有高刷新率的模擬數據尋址。 這種組合為用戶提供zui快的響應時間和高相位穩定性。這些SLM 適用于需要高速、高衍射xiao率、低相位紋波和(he)高功率激光的應用。

特點(dian)一：高刷新速(su)度

1024 x 1024分辨率的HSP1K系列SLM 速度極快，全波調制的液晶響應時間范圍為 0.6 到 8 毫秒（取決于波長）。 在我們的超高速型號UHSP1K系列中，客戶可以控制溫度設定點以找到開關速度和相位穩定性之間的wan美平衡，可以實現低至 0.5 毫秒以內的響應時間(jian)(jian)（取決于波長）。而(er)多數其他液晶(jing)空間(jian)(jian)光(guang)調制(zhi)器利用(yong)內置(zhi)的顯示背板和標準(zhun)向(xiang)列相液晶(jing)，這使(shi)得(de)其響應時間(jian)(jian)限(xian)制(zhi)在 >30 毫秒

圖二：UHSP1K系列SLM在532nm的液晶響應時間小于0.5ms
（10-90%的上升時間和下降時間）

特點二：高相位穩定(ding)性(xing)

1024 x 1024分辨率的HSP1K系列(lie)SLM的硅背板進行了特殊(shu)設計，以實(shi)現(xian)高速運行的同時zui大限度地提高相位(wei)穩定(ding)性。 工程師成功地在不影響(xiang)相位(wei)穩定(ding)性的情(qing)況下實(shi)現(xian)了高速。

與許多需要脈沖寬度,調制 (PWM) 方案的實現顯示 LCoS 背板不同，Meadowlark 背板利用模擬尋址zui大限度地提高穩定性，相位波動可低(di)至0.05%的超(chao)高穩定性，以滿足光鑷(nie)和冷(leng)原子(zi)等應用需(xu)求。

圖三：標(biao)準HSP1K系列SLM的(de)相位波動測試結果

特(te)點(dian)三：填充率(lv)達到100%，零級衍射(she)xiao率(lv)92%-98%

鍍介質鏡型號的SLM填充了像素間的間隙，使液晶空間光調制器的面積填充(chong)率(lv)達到100%，從而(er)降低(di)衍(yan)射效應和因像素間間隙引(yin)起的能量(liang)損失。標準型號采用(yong)鋁材料(liao)做(zuo)底(di)板反射材料(liao)，材料(liao)的吸收特性會導致能量(liang)損失，在800nm附近尤(you)為明顯，這使得SLM的整體(ti)xiao率(lv)在該波(bo)段的整體(ti)xiao率(lv)只能到達70-80%，而(er)鍍介(jie)質鏡型的SLM wan美(mei)克服了這一(yi)缺點(dian)。

圖四(si)：中(zhong)心波長1000nm（工作波段(duan)900-1100nm）的介質鏡反(fan)射(she)率曲線（參考）

此外，我們的 SLM 采用 Meadowlark Optics 專有液晶材料，可zui大限度地減少 SLM 中液晶層所需的厚度。 通過zui大化像素間距與 LC 厚度的比率，我們能夠提供像素間效應最小的 SLM，可以在工作波段范圍內輕松實現92%以上的零級衍射xiao率，zui高可達98%。

圖五：鍍介質鏡的SLM結構示意(yi)圖

圖六：不(bu)同光柵常數的相位(wei)光柵的一級(ji)衍射xiao 率(lv)

Meadowlark Optics公司產品型號命(ming)名規則：

特點四(si)：高損傷閾值26GW/cm2

鍍介質鏡(jing)的(de)(de)設備具有高(gao)xiao率(lv)和低熱效(xiao)應，提升了器件對高(gao)峰值(zhi)功(gong)率(lv)激(ji)光(guang)的(de)(de)承受(shou)能力，使(shi)器件可以(yi)用于高(gao)激(ji)光(guang)功(gong)率(lv)應用。通(tong)過實際測試，設備在使(shi)用自帶水(shui)冷系統的(de)(de)情況(kuang)下(xia)，可以(yi)承受(shou)功(gong)率(lv)達到50W飛(fei)秒激(ji)光(guang)，峰值(zhi)功(gong)率(lv)密度達到26GW/cm2以(yi)上。

圖七(qi)：SLM在高激(ji)光(guang)功率(lv)下的(de)相(xiang)位響應

特點(dian)五：可自(zi)動進行任意波長線性(xing)校準，高(gao)位深PCIE控制器(qi)；

該型(xing)號SLM的(de)控制軟件進行了升級，可以自(zi)動進行不同波(bo)(bo)長的(de)波(bo)(bo)前畸變校(xiao)準(zhun)及線性(xing)校(xiao)準(zhun)，生(sheng)成相應的(de)波(bo)(bo)前校(xiao)準(zhun)文(wen)件（WFC）和線性(xing)校(xiao)準(zhun)文(wen)件（LUT）。

Meadowlark Optic公(gong)司所有(you)型號的SLM都使用(yong)高位深度控制器(qi)，使用(yong) 8 位輸入/12 位輸出控制器(qi)使一(yi)個(ge) SLM 能夠支持(chi)寬波長(chang)范(fan)圍而不會丟(diu)失線性相(xiang)位電(dian)(dian)平，滿(man)足真8bit灰度調制（即(ji)8位灰度相(xiang)位圖的每個(ge)灰階都對應一(yi)個(ge)可檢測的，不重(zhong)復的相(xiang)位）。為滿(man)足真8bit調制，設備控制器(qi)將驅動電(dian)(dian)壓細分為更多的電(dian)(dian)壓級(ji)次（通常為12bit，即(ji)4096個(ge)細分電(dian)(dian)壓級(ji)次）。對于特定波長(chang)，選(xuan)取其中256個(ge)電(dian)(dian)壓級(ji)生成特定波長(chang)下的0~2π映射的LUT，具有(you)目前市面上可實(shi)現(xian)的Zui高線性度。

為(wei)滿足高(gao)刷新(xin)速(su)度帶(dai)來的(de)大吞吐量的(de)數據傳輸需(xu)求(qiu)（每(mei)張(zhang)1024乘1024分(fen)辨(bian)率的(de)8位灰度圖(tu)(tu)約為(wei)1MB），設備(bei)采(cai)用定制(zhi)的(de)PCIE控制(zhi)器和(he)數據線(xian)。同(tong)時(shi)PCIE控制(zhi)器配(pei)備(bei)一塊可(ke)以(yi)存儲758張(zhang)全畫幅圖(tu)(tu)片(pian)的(de)板載內存，可(ke)以(yi)允許客(ke)戶預加載圖(tu)(tu)片(pian)到(dao)控制(zhi)器，實現高(gao)速(su)刷新(xin)圖(tu)(tu)像(xiang)切換，同(tong)時(shi)降低了(le)對上(shang)位機帶(dai)寬的(de)要求(qiu)。

主要(yao)應用領域(yu)：

雙光子(zi)/三(san)光子(zi)顯(xian)微成(cheng)(cheng)像(xiang)、光遺傳學(xue)(xue)、自適(shi)應(ying)光學(xue)(xue)、湍(tuan)流(liu)模擬(ni)、全息光鑷(HOT)、激光加工、超分辨顯(xian)微成(cheng)(cheng)像(xiang)、散射或渾濁(zhuo)介(jie)質中的成(cheng)(cheng)像(xiang)、飛秒激光脈沖整(zheng)形(xing)、光學(xue)(xue)加密(mi)、量子(zi)計算(suan)、光通信(xin)；

上(shang)海昊量光電(dian)作(zuo)為Meadowlark Optics在(zai)中國(guo)大陸地區wei一的代理商，為(wei)您提供(gong)專業的選型以及(ji)技(ji)術服務(wu)。

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