液晶空间光调制器相位特性测量

发布时间：2017-09-21 00:03

  本文关键词：液晶空间光调制器相位特性测量

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【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(WP);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。
【关键词】：液晶空间光调制器 相位调制 共路干涉 生成像差
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH744
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究背景8
• 1.2 LCSLM概述8-10
• 1.2.1 LCSLM简介8-9
• 1.2.2 LCSLM的应用9-10
• 1.3 LCSLM相位特性测量方法综述10-12
• 1.4 研究目的与意义12-14
• 第二章 TN-LCSLM相位调制特性测量14-24
• 2.1 TN-LCSLM简介14-17
• 2.1.1 振幅调制原理15-16
• 2.1.2 相位调制原理16-17
• 2.2 扭转角测量17-18
• 2.3 最大相位调制深度测量18-22
• 2.3.1 光学结构18-19
• 2.3.2 应用于条纹相移计算的傅里叶变换法19-21
• 2.3.3 最大相位调制深度测量实验21-22
• 2.4 最大相位调制特性测量22-23
• 2.5 小结23-24
• 第三章 ZTN-LCSLM相位调制特性的共路干涉测量24-32
• 3.1 ZTN-LCSLM简介24-25
• 3.1.1 结构介绍24
• 3.1.2 相位调制原理24-25
• 3.2 共路干涉测量相位调制特性原理25-28
• 3.2.1 共路干涉法原理26-27
• 3.2.2 琼斯矩阵分析27-28
• 3.3 渥拉斯顿棱镜相关计算28-29
• 3.4 相位调制特性测量实验29-31
• 3.5 小结31-32
• 第四章 ZTN-LCSLM生成像差的共路干涉测量32-41
• 4.1 生成像差测量方法综述32-33
• 4.2 共路干涉法生成像差测量原理33-35
• 4.2.1 光学结构描述33-34
• 4.2.2 琼斯矩阵分析34-35
• 4.3 移相干涉法波前重建35-36
• 4.4 生成像差测量实验36-39
• 4.5 小结39-41
• 结论41-42
• 参考文献42-46
• 致谢46-47
• 攻读学位期间发表的学术论文及研究成果47

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