500us(2KHz)高速纯相位液晶空间光调制器(SLM)介绍
纯相位液晶空间光调制器的液晶响应速度多年以来一直受限于60hz的数据传输及30-140ms的液晶响应时间限制，无法实现高速的调制，不能满足相控阵扫描，自适应光学等高速调制应用的使用要求。
一直以来，纯相位空间光调制器的速度到底可以做到多快？一直备受科研工作者的关注。
美国meadowlark公司近日推出了高液晶响应速度（2khz at 532nm）、高光利用效率(98%)、高填充因子（97.2%）、高分辨率（1024x1024）的纯相位液晶空间光调制器。
500us(2khz)高速纯相位液晶空间光调制器（slm）产品特点：
1) 液晶响应速度快：2khz at 532nm
meadowlark optics的硅基液晶（lcos）空间光调制器（slm）专为纯相位应用而设计，并结合了具有高刷新率的模拟数据寻址。这种组合为用户提供了具有高相位稳定性的最快响应时间（500us fall time）。
图1 液晶响应时间
1024 x 1024 slm非常适合需要高速、高衍射效率、低相位纹波和高功率激光器的应用。客户还可以控制温度设定点，从而在开关速度和相位稳定性之间找到完美的平衡。1024 x 1024 空间光调制器系统包括一个gen3 x8 pcie控制器，带有输入和输出触发器以及低延迟图像传输。触发可以在696µs的slm芯片刷新周期边界上执行，对于需要slm与外部硬件紧密同步的应用，甚至可以在刷新周期中间执行。该控制器还包括可加载752幅1024x1024(8bit)图片的内部存储器，可以提前加载，然后全速排序，以便在操作期间最大限度地减少pcie总线上的流量。
2）光利用效率高：up to 98%
meadowlark公司可提供镀介质镜型号的slm，填充了像素间的间隙，使液晶空间光调制器的面积填充率达到100%，提高反射率、降低衍射损耗。镀介质镜型的slm可以在400-1700nm工作波段范围内轻松实现98%(max)的光利用率，同时降低了激光引起的热效应，提高了slm的损伤阈值，以满足高功率脉冲激光调制和激光加工等应用需求。
图2 镀介电膜的slm反射率曲线
图3 slm损伤阈值测试
3） 高波前质量(λ/20)
许多用于表征和校正像差的算法都基于zernike多项式。然而，对圆形孔径的依赖不适用于描述正方形或矩形阵列的像差。已经开发了基于slm的干涉子孔径的替代策略[9]，以确保slm的有效区域上的像差可以被校正到λ/ 40或更好。
图4（a/c）未校准的slm波前（λ/ 7 rms）（b/d）校准后的slm波前（λ/ 20 rms）
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1024 x 1024 slm非常适合需要高速、高衍射效率、低相位纹波和高功率激光器的应用。客户还可以控制温度设定点，从而在开关速度和相位稳定性之间找到完美的平衡。1024 x 1024 空间光调制器系统包括一个gen3 x8 pcie控制器，带有输入和输出触发器以及低延迟图像传输。触发可以在696µs的slm芯片刷新周期边界上执行，对于需要slm与外部硬件紧密同步的应用，甚至可以在刷新周期中间执行。该控制器还包括可加载752幅1024x1024(8bit)图片的内部存储器，可以提前加载，然后全速排序，以便在操作期间最大限度地减少pcie总线上的流量。
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图2 镀介电膜的slm反射率曲线
图3 slm损伤阈值测试
3） 高波前质量(λ/20)
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