空间光调制器毕业论文

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一般地说，空间光调制器含有许多独立单元，他们在空间上排列成一维或二维阵列，每个单元都可以独立地接收光学信号或电学信号的控制，并按此信号改变自身的光学性质，从而对照明在其上的光波进行调制。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、光计算和光学神经网络等系统中构造单元或关键的器件。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；而按照输入控制信号的方式不同又可分为光寻址(OA-SLM)和电寻址(EA-SLM) 。最常见的空间光调制器是液晶光阀（LCLV）。其原理如图所示。

贝耐特光学空间光调制器是一种大规模的相位控制阵列，与微波相控阵天线的工作原理类似，通过控制每个相干合成单元光束的相位，能对光束发射方向进行精准的控制，实现高精度的二维光学扫描，也能同时发出多个光束，对移动目标进行实时跟踪。基于空间光调制器的光学相控阵技术具有无机械惯性、高扫描精度以及高分辨率等特点，近年来成为激光雷达的研究热点。激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。LiDAR(Light Detection and Ranging)，是激光探测及测距系统的简称，另外也称Laser Radar 或LADAR(Laser Detection and Ranging) 。用激光器作为发射光源，采用光电探测技术手段的主动遥感设备。激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式。由发射系统、接收系统 、信息处理等部分组成。发射系统是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器以及光学扩束单元等组成;接收系统采用望远镜和各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等组合。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式，探测方法按照探测的原理不同可以分为米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射、荧光、多普勒等激光雷达。

液晶空间光调制器调制的性能和精度完全由相关材料的属性决定。现有大部分空间光调制器采用液晶材料，在调制精度上一般量化为8bit（实际精度可能更低），刷新速度为60Hz。这类空间光调制器一般仅能够对波前的幅度进行调制或者对入射光波前的相位进行调制，现有商品化的产品尚无法在同一空间光调制器上实现独立的幅度和相位调制。因此现有商品化空间光调制器存在速度慢、精度低、幅度和相位无法独立调制、承载光强较低等问题。

DMD空间光调制器采用TI公司的DLP系列中的数字微镜（DMD）器件作为核心的空间光调制器件，再次在此基础上配合以4f系统所构成的低通空间光滤波器实现对不同空间位置和频率成分的“混合”，由此可以独立的对空间光波前的幅度和相位进行调制。而调制的精度由低通滤波器的截止频率即通带宽度所决定。

DMD特点与优势