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亞毫秒空間光調製器在光學自適應領域大顯身手

發布時間:2017-09-21 16:12:44 瀏覽量:5220

摘要

亞(ya) 毫秒(1-2 ms)液晶空間光調製器作為(wei) 一種高單元密度的新型波前矯正器件,相對於(yu) 傳(chuan) 統的變形鏡波前矯正器,具有:價(jia) 格低廉,

響應速度快,校正單元多(512*512),調製精度高等特點,是21世紀天文觀測領域非常重要的波前矯正器件。目前國內(nei) 的客戶已經

利用Meadowlark Optics国产黄色在线观看的亞(ya) 毫秒空間光調製器研製成功了LCAO(液晶自適應)係統。

正文



摘 要:亞(ya) 毫秒(1-2 ms)液晶空間光調製作為(wei) 一種高單元密度的新型波前矯正器件,相對於(yu) 傳(chuan) 統的變形鏡波前矯正器,具有:價(jia) 格低廉,響應速度快,校正單元多(512*512),調製精度高等特點,是21世紀天文觀測領域非常重要的波前矯正器件。目前國內(nei) 的客戶已經利用Meadowlark Optics国产黄色在线观看的亞(ya) 毫秒空間光調製器研製成功了LCAO(液晶自適應)係統。該係統已成功的與(yu) 1.23m口徑的望遠鏡實現連接,並且清晰的觀測到土星及其環繞的光環帶,分辨出4.8和5.5視星等的α-COM雙星,成像分辨率達到1.8倍衍射極限的分辨率。

關(guan) 鍵詞:空間光調製器液晶空間光調製器、調製器、SLM、變形鏡、自適應光學、偏振無關(guan)



引 言:液晶自適應光學係統的主要作用為(wei) 矯正大氣湍流帶來的波前畸變。大氣湍流是因為(wei) 大氣中局部的壓強,擴散速度,溫度等物理量會(hui) 發生隨機的變化,因而導致大氣的折射率也會(hui) 發生無規則的變化,當光經過大氣後波前會(hui) 發生相應的畸變。如果不經過自適應光學係統的校準,觀測到的目標物或得到的觀測結果與(yu) 實際的目標物或真實的結果會(hui) 有非常大的偏差,觀測精度更無從(cong) 談起。



液晶空間光調製器(波前矯正器)的工作原理

Meadowlark Optics国产黄色在线观看的SLM(Spatial light modulator)使用的液晶材料為(wei) 超高速液晶,利用液晶的雙折射效應及扭曲特性,當光進入雙頻液晶空間光調製器後,對應的o光和e光的折射率不同導致光束中的o光和e光分離。o光和e光在液晶空間光調製器中的傳(chuan) 輸速度不同,同時利用液晶的扭曲效應,在SLM兩(liang) 端施加不同的電壓時液晶分子會(hui) 發生不同角度的偏轉,因此液晶空間光調製器可以對每一個(ge) 像素點實現不同的相位調製(如下圖所示)。相對於(yu) 傳(chuan) 統的變形鏡運用機械的鏡麵形變來改變光程差,空間光調製器具有更高的調製精度。



液晶空間光調製器在自適應光學領域的典型国产成人在线观看免费网站

1、大氣湍流模擬器

鑒於(yu) 液晶空間光調製器的亞(ya) 毫秒液晶響應速度、高像素密度、高相位調製精度、相位編程實時控製等特點,因此可以很好的模擬大氣湍流隨機性,變化速度快等特點。液晶空間光調製器特別適合高精度可控湍流模擬,為(wei) 大氣湍流的研究提供了非常有力的支撐。

目前實現大氣湍流模擬的方法主要有:Zernike多項式法、功率譜反演法等。

下圖為(wei) 運用Meadowlark Optics国产黄色在线观看的256*256型液晶空間光調製器做的大氣湍流模擬結果。

    

2、 波前矯正器

液晶波前矯正器作為(wei) 一種高單元密度的新型波前矯正器件,通過相息圖的衍射可以實現10um的波前位相校正量。亞(ya) 毫秒(1-2 ms)尋址液晶空間光調製器克服了傳(chuan) 統的SLM響應速度慢的缺陷,同時能量的利用率可以達到90%-95%。

目前液晶空間光調製器作為(wei) 波前矯正器已成功的国产成人在线观看免费网站於(yu) 天文觀測,眼底成像,超分辨顯微成像等領域。下圖為(wei) 國內(nei) 的科研客戶運用Meadowlark国产黄色在线观看512*512液晶空間光調製器作為(wei) 自適應係統的波前矯正器的實驗結果。

1.23m望遠鏡上α-Com雙星的液晶自適應成像


561nm波長眼底微細血管液晶自適應成像


LC SLM自適應光學係統示例


結論:ODP液晶空間光調製器以其價(jia) 格低廉,矯正精度高,效率高(90-95%),多校正單元(512*512),偏振無關(guan) 等特點受到越來越多的科研人員的青睞。目前在天文望遠鏡觀測、大氣湍流模擬、自適應光學算法模擬、眼底成像、雙光子顯微鏡、超分辨顯微成像等領域發揮著越來越重要的作用。


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