[发明专利]一种液晶空间光调制器的零级光滤除光路

说明书

本发明公开了一种液晶空间光调制器的零级光滤除光路，属于液晶空间光调制器技术领域。它包括第一透镜、带小孔反射镜、第二透镜、空间光调制器；所述第一透镜、带小孔反射镜、第二透镜、空间光调制器从左到右沿主光轴方向顺次设置；所述带小孔反射镜的反射光方向顺次设有聚焦透镜和目标成像面，由空间光调制器处反射回的信号光经带小孔反射镜表面反射进入聚焦透镜，并投射在目标成像面上，未经调制的零级光原路返回进入带小孔反射镜的小孔中。在不损失任何可用工作区域的前提下，能够较为彻底地消除零级光；实现了空间光调制器完全正入射，避免了因激光斜入射空间光调制器所带来的相位调制误差。

技术领域

本发明涉及一种液晶空间光调制器的零级光滤除光路，属于液晶空间光调制器技术领域。

背景技术

相位型液晶空间光调制器由一组可进行相位调制的液晶单元(像素)阵列所组成，通过在不同的像素上加载不同的相位调制，可实现对空间光场的调控，并在透镜聚焦面上形成与所设计的目标图案相同的光强分布。相位型液晶空间光调制器被广泛用于激光全息、全息光镊、激光分束以及激光光束整形等领域。

在相位型液晶空间光调制器的应用中，一个困扰光路设计者的问题就是零级光的消除问题。当激光束入射液晶空间光调制器表面时，被调制后的光线称为信号光，有一部分光打在了液晶像素之间的空隙里，从而并未被液晶空间光调制器所调制，这部分光即被称为零级光。这部分光在聚焦透镜焦面上(空间光调制器的目标工作面)会在设计目标图案中间额外形成一个亮点，严重干扰空间光调制器的成像效果。

目前针对零级光的消除方法主要有两种：(1)闪耀光栅法；(2)叠加菲涅尔透镜法。

(1)闪耀光栅法存在几个明显的缺点：

a.在成像平面上，被调制的信号光被偏移到整个成像平面的一边，这就导致生成的目标图案只能局限在一个比空间光调制器整个可成像区域小一半的区域，无法充分利用整个可用成像平面。

b.激光以一定角度斜入射空间光调制器表面，入射角度会导致相位调制误差产生，从而使调制的效果变差。

c.光路复杂，使用的器件比较多，导致整个光路的搭建体积会比较大。同时更多的器件会引入额外的相差，从而降低成像质量。

(2)叠加菲涅尔透镜法存在几个明显的缺点：

a.叠加菲涅尔透镜的方法不能消除零级光，只能在工作面上将零级光离焦扩散成一个很大的光斑，但在很多应用过程中这个零级光背景光晕造成的干扰是无法接受的。

b.激光以一定角度斜入射空间光调制器表面，入射角度会导致相位调制误差产生，从而使调制的效果变差。

因此，设计一种液晶空间光调制器的零级光滤除光路，它能够更好地实现零级光的滤除。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种液晶空间光调制器的零级光滤除光路，它解决了如何更好的滤除现有相位型液晶空间光调制器存在的零级光问题。

本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：

一种液晶空间光调制器的零级光滤除光路，它包括第一透镜、带小孔反射镜、第二透镜、空间光调制器、聚焦透镜、目标成像面；

所述第一透镜、带小孔反射镜、第二透镜、空间光调制器从左到右沿主光轴方向顺次设置，带小孔反射镜与主光轴呈45°夹角；

所述第一透镜的右焦点恰好与第二透镜的左焦点重合于带小孔反射镜的中心小孔处；

所述带小孔反射镜的反射光方向顺次设有聚焦透镜和目标成像面，由空间光调制器处反射回的信号光经带小孔反射镜表面反射进入聚焦透镜，并投射在目标成像面上，未经调制的零级光原路返回进入带小孔反射镜的小孔中。