空间光调制器教学套件实验

空间光调制器教学套件实验

♦ 实验介绍

空间光调制器是一类能将信息加载于一维或两维的光学数据场上，以便有效的利用光的固有速度、并行性和互连能力的器件。这类器件可在随时间变化的电驱动信号或其他信号的控制下，改变空间上光分布的振幅或强度、相位、偏振态以及波长，或者把非相干光转化成相干光。由于它的这种性质，可作为实时光学信息处理、光计算等系统中构造单元或关键的器件。

空间光调制器是实时光学信息处理，自适应光学和光计算等现代光学领域的关键器件，很大程度上，空间光调制器的性能决定了这些领域的实用价值和发展前景。

系统实物图

♦ 知识点

空间光调制器（SLM）、振幅调制、相位调制、衍射光学元件

♦ 涉及课程

光信息处理、光计算、自适应光学、工程光学

♦ 实验内容

• SLM液晶像素大小测量

• 空间光调制器振幅调制实验

• 空间光调制器相位调制模式的参数测量

• 基于空间光调制器成像与投影实验

• 基于空间光调制器的杨氏双缝干涉实验

• 基本光学元件夫朗和费衍射实验

• 空间光调制器模拟菲涅耳波带片实验

• 基于空间光调制器的偏振控制实验

• 傅里叶变换变换频谱观测实验

• 联合傅里叶变换相关图像识别实验

• 计算全息、SLM全息再现、层析全息实验

• 阿贝成像中的SLM滤波实验

• SLM衍射自成像（泰伯效应）实验

• 涡旋光束产生及特性研究实验

♦ 实验原理

空间光调制器一般按照读出光的读出方式不同，可以分为反射式和透射式；因可以调节光束的振幅和相位，处理光波荷载的信息，在光计算、模式识别、信息处理、显示等领域具有广阔的应用前景。

本实验是传统光信息处理实验与计算机等先进技术手段相结合的现代光学实验，旨在让学生了解空间光调制器的基本参数和应用方向，套件包含14个独立实验，涉及空间光调制器的基本结构和参数、波动光学、信息光学和光场调控等多个方向，注重学生对光信息处理中关键器件的理解，同时利用SLM解决实际科研与产业应用问题的能力，实验直观且有很强的指导性，可作为相关专业学生的研究型实验。

♦ 实验效果

♦ 技术指标

• 固体激光及组件：输出功率P>50mW，中心波长λ 532nm，光束直径1.5mm，光束发散角1mrad，功率稳定性<5%；含激光夹持器、支座，磁座；三维调整。

• 扩束组件：40X显微物镜，含支杆，调节支座，磁座；一维调整。

• 透镜组件：配Φ25.4mm，f100mm和f200mm透镜；含支杆，调节支座，磁座；三维调整。

• 反射镜组件：配Φ40 加强铝反射镜；含支杆，调节支座，磁座；三维调整。

• 分光光楔组件：配Φ50.8mm，T:R=5:5@450 ~ 650nm，45°入射，楔角4°，楔面450 ~ 650nm宽带增透分光光楔；含支杆，调节支座，磁座；三维调整。

• 圆形可调衰减器：基底材料 K9；外形尺寸Φ54 ± 0.1mm，波段 400 ～ 700nm，平行度 30"，光洁度 III 级，镀膜扇形角宽：270°。

• 偏振组件：Ф25.4mm，AR@400nm～700nm，消光比>500:1；端面360°角度刻线。

• 光阑组件：Ф2-29mm可调。

• 图像设备：靶面尺寸1/1.8” 数字CMOS，分辨率1280*1024，像元大小5.2μm；含支杆，调节支座，磁座。

• 空间光调制器：透射式LCD，液晶尺寸0.9英寸，像素18um，分辨率 1024768 ，填充因子67%，透过率55%，工作波长：400~700nm，数据接口:VGA，灰阶8位，256阶。

• 激光功率指示器：标定波长λ 532nm，测量范围20uw、200uw、2mw、20mw、200mw等可选，测量精度0.01uw。

• 多孔固定板组件：W×L×H为600×450×12mm，预留25mm间距的M6螺纹孔。

• 实验专用软件：软件包常用光学元件模拟（包含单缝，双缝，圆孔，光栅，多边形等）、相位计算模块、计算全息、多平面数字全息模块。

♦ 设备成套性

空间光调制器组件、激光器组件、分光系统组件、衰减器组件、偏振组件、图像采集系统

♦ 必备设备

笔记本或台式电脑（预留VGA或者HDMI接口）

♦ 选配清单

光学清洁箱、实验设备展板

♦ 系统部分组件

GCC-4112/3系列BS分光光楔

GCO-07系列圆形可调衰减器

GCL-05系列二向色薄膜偏振片

GCM-57系列可变光阑

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