[发明专利]一种液晶空间光调制器多参数的干涉式双成像测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及光电测试技术领域。

背景技术

液晶空间光调制器可在电驱动信号控制下改变空间上光分布的相位、偏振态、振幅(或强度)乃至波长，或是非相干光到相干光的转换等。相位和振幅的调制在光学信息处理中具有非常重要的作用，因此液晶空间光调制器在波前校正、大气成像、光学滤波和光束整形等方面具有重要的应用价值。液晶空间光调制器特性参数的测试(特性参数主要包括：相位调制特性、振幅调制特性、相位不均匀性和时间响应特性等)是掌握该器件性能的关键，目前的测量方法主要采用传统干涉方法。葛爱明、隋展、徐克壽等在2003年物理学报上公开的《反射型LCOS器件纯相位调制特性的研究》提出了用迈克尔逊干涉仪测量反射型LCOS液晶显示器的相位调制特性，该方法为双光路干涉。激光源11经由扩束镜12和起偏器13，被分光棱镜15分为两路光，一路光经由液晶显示器14调制并反射回来后，与经过补偿板16被反射镜17反射回来的另一路光在分光棱镜15处会合，经过检偏器18后发生干涉，由CCD探测器19接收干涉条纹。通过对干涉条纹的分析，得到相位调制特性。该装置虽然能一次获得整个工作面上平均的相位调制特性，但是该装置只能满足单参数测量，无法获得其它的特性参数(如振幅调制特性和时间响应特性)，并且测量的分辨率较低。由于环境振动和空气流扰动会导致干涉条纹抖动，因此对测量环境的稳定性要求很高，稳定性较差。

美国空军研究实验室的Scott Harris于2001年发表的《一种液晶光束偏转器的特性研究和应用》(Characterization and Application of a Liquid CrystalBeam Steering Device.Proceedings of SPIE.2001，4291：109～119)利用共路干涉方法测量了液晶光学相阵列的相位调制特性。激光源21经过起偏器22被分光 棱镜23分为两路光，其中透射光经过透镜24被液晶光学相阵列25反射回来经由分光棱镜23和检偏器26，进入光电二极管27。光电二极管27探测光强度变化，通过计算得到相位调制特性。该装置利用点对点接收光强，虽然能够获得不同点的振幅和相位调制特性，测量的分辨率较高。但是该方法无法辨别相位调制的方向，并且无法一次获得整个工作面上平均的振幅和相位调制特性。

发明内容

本发明为了解决现有的液晶空间光调制器特性参数测量装置无法满足多参数测量的要求，从而提出一种液晶空间光调制器多参数的干涉式双成像测量装置。

一种液晶空间光调制器多参数的干涉式双成像测量装置，它包括扩束镜、起偏器、第一分光棱镜、反射镜、液晶空间光调制器、检偏器、光电二极管和CCD探测器，一种液晶空间光调制器多参数的干涉式双成像测量装置还包括可开关快门、第二分光棱镜、第一成像透镜、针孔、二维微动台、第二成像透镜、光阑和计算机；系统输入的激光光束入射至扩束镜，经扩束镜扩束整形后入射至起偏器，经起偏器偏振后入射至第一分光棱镜，所述第一分光棱镜将偏振后的光束分成第一透射光和第一反射光，所述第一透射光入射至液晶空间光调制器的光输入端，经所述液晶空间光调制器反射后沿第一透射光的光路反向入射至第一分光棱镜；所述第一反射光经可开关快门入射至反射镜，经所述反射镜反射后沿第一反射光的光路反向入射至第一分光棱镜，反射镜反射的反射光经第一分光棱镜的透射后与液晶空间光调制器反射的反射光经第一分光棱镜的反射后汇聚并入射至检偏器，并经检偏器偏振后入射至第二分光棱镜，第二分光棱镜将所述偏振后的光分为第二透射光和第二反射光，所述第二透射光经第一成像透镜聚焦至针孔，经针孔入射至光电二极管的光输入端；所述第二反射光经第二成像透镜聚焦至光阑，经所述光阑入射到CCD探测器的光输入端，所述CCD探测器信号输出端与计算机的第二信号输入端连接；光电二极管的电信号输出端与计算机的第一信号输入端连接，光电二极管固定在二维微动台上，计算机的第二控制信号输出端与二维微动台的控制信号输入端连接；所述液晶空间光调制器的控制信号输入端与计算机的第一控制信号输出端连接，所述起偏器的透光轴和检偏器的透光轴均可调；起偏器的透光轴和检偏器的透光轴均与液晶空间光调制器的液晶光轴方向平行，可开关快门设置为开启状态；起偏器的透光轴与检偏器的透光轴均与液晶空间光调制器的液晶光轴方向成45°角，可开关快门设置为关闭状态。