[实用新型]一种液晶空间光调制器生成像差的共路干涉测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光电测试技术领域，特别指一种液晶空间光调制器生成像差的共路干涉测量装置。

背景技术

随着液晶显示与超大规模集成电路技术的迅猛发展以及液晶材料的丰富，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的应用日益受到关注。液晶空间光调制器可在电或光信号的驱动控制下改变空间光的相位、振幅(或强度)、偏振态乃至波长，或是非相干光到相干光的转换等；对于基于相位调制原理的液晶空间光调制器，由于具有低功耗、小型化、成本低、无机械惯性、高空间分辨率、相移单元可编程等优点，在大气湍流模拟器、波前校正器、液晶移相器、光束偏转器、液晶透镜以及微透镜阵列、衍射光学元件和计算机全息图中具有极重要的应用价值。

由于液晶空间光调制器存在结构上的差异，并且像元之间相位调制特性的不均匀以及相位交连等因素的影响，其实际生成的像差不一定与理论加载的像差相同，因而在实际使用中需要对液晶空间光调制器生成像差进行准确测量，以评价液晶空间光调制器对给定像差的拟合能力。用来测量液晶空间光调制器生成像差的方法一般使用双光束干涉法，典型的测量技术有下面两类：

1)X.D.Xun等在2004年发表的《空间不均匀的空间光调制器相位标定》(Phase calibration of spatially nonuniform spatial light modulators，Appl.Opt.2004，43 (35)：6400-6406)以及J.O.等在2006年发表的《纯相位反射型液晶空间光调制器的特性和应用》(Characterization and applications of a pure phase reflective liquid crystal spatial light modulator，Proc.SPIE，2006，6254：62540N)利用泰曼-格林干涉仪对液晶空间光调制器生成像差进行测量。该装置中发生干涉的两束光不经历同一光路，环境振动和空气流扰动会导致干涉条纹抖动，因此对测量环境稳定性要求很高，同时也将受到非共路误差的影响。

2)使用商业化的数字波面移相干涉仪(如，Vecco干涉仪和Zygo干涉仪)对液晶空间光调制器生成像差进行测量(物理学报，2008，57(2)：897-903；Appl.Opt.1997，36(7)：1517-1524；光学学报，2005，25(12)：1682-1686；Opt.Express，2005，13(4)：1059-1065)。尽管商业化数字波面移相干涉仪测量精度高，但是其高昂价格限制了该方法的普遍应用，尤其是对于普通科研单位实验室而言，更具有非常大的经济压力；同时，这类商业化的仪器所提供的软件模式固定，不利于科研人员进行数据处理与分析。

实用新型内容

本实用新型为解决现有的液晶空间光调制器生成像差测量装置对测量环境稳定性要求高、价格昂贵等问题，提出一种液晶空间光调制器生成像差的共路干涉测量装置。

一种液晶空间光调制器生成像差的共路干涉测量装置，它包括激光器、扩束镜、起偏器、分光棱镜、液晶空间光调制器、四分之一波片、检偏器、成像透镜、CCD探测器和计算机；激光器出射的激光束入射至扩束镜，经扩束镜扩束准直后入射至起偏器，经起偏器偏振后入射至分光棱镜，并经分光棱镜反射后入射至液晶空间光调制器的光输入端；所述起偏器的透光轴与液晶空间光调制器的液晶光轴方向成45°角，入射到所述液晶空间光调制器的线偏振光经所述液晶空间光调制器反射后形成两束正交线偏振光，且保持相等的能量，其中一束偏振方向与所述液晶空间光调制器的液晶光轴方向相垂直的光不被影响并将作为参考光，而另一束偏振方向与所述液晶空间光调制器的液晶光轴方向相平行的光将被液晶空间光调制器调制，调制量与驱动信号有关，将被作为测试光；测试光与参考光沿相同的光路经分光棱镜透射后入射至四分之一波片，所述四分之一波片的透光轴与液晶空间光调制器的液晶光轴方向成45°角；经四分之一波片透射后的测试光和参考光均由线偏振光变成圆偏振光，并一起经过检偏器后发生干涉，依次旋转检偏器产生0°、45°、90°和135°角，相应得到四帧相位差为90°的移相干涉图；产生的移相干涉图经成像透镜成像于CCD探测器并输入至计算机进行处理；所述CCD探测器的信号输出端与计算机的信号输入端连接；所述液晶空间光调制器的控制信号输入端与计算机的控制信号输出端连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下特点和有益技术效果：