專利名稱：一種液晶空間光調(diào)制器特性參數(shù)的高精度測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光電測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液晶空間光調(diào)制器特性 參數(shù)測(cè)試裝置。
技術(shù)背景液晶具有電控雙折射效應(yīng)，液晶空間光調(diào)制器可在電場(chǎng)控制下改變光的強(qiáng) 度和相位，因此該器件在光學(xué)信息處理中具有廣泛的應(yīng)用前景。在應(yīng)用液晶器件時(shí)，特性參數(shù)的測(cè)試是關(guān)鍵。美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室ScottHairis于2001年發(fā) 表的《一種液晶光束偏轉(zhuǎn)器件的特性研究和應(yīng)用》(Scott Harris. Characterization and Application of a Liquid Crystal Beam Steering Device. Proceedings of SPIE. 2001,4291: 109-119)利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量了反射式液晶光學(xué)相陣 列的相位調(diào)制特性。其方法是固體激光器11發(fā)出的光源經(jīng)過起偏器12被分光 棱鏡13分為反射光和透射光，透射光經(jīng)過透鏡14被液晶光學(xué)相陣列15反射 回來，經(jīng)由分光棱鏡13和檢偏器16，進(jìn)入光電二極管17，由光電二極管17 探測(cè)光強(qiáng)度的變化，通過計(jì)算得到相位調(diào)制特性。該裝置利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接收光強(qiáng)， 雖然能夠獲得不同點(diǎn)的振幅和相位調(diào)制特性，但是在光強(qiáng)度探測(cè)時(shí)，由于工作 電源和照明電源等工頻信號(hào)和環(huán)境低頻噪聲對(duì)光源的干擾，造成光源不穩(wěn)定， 給測(cè)量結(jié)果帶來一定誤差，降低了測(cè)量精度。美國BNS (Boulder Nonlinear Systems)公司Jamie Harriman等人發(fā)表的 《用于光學(xué)操縱的透射式和反射式液晶空間光調(diào)制器的比較》(Jamie Harriman Steve Serati, Jay Stockley. Comparison of Transmissive and Reflective Spatial Light Modulators for Optical Manipulation Applications. Proceedings of SPIE. 2005， 5930, 59302D-1 10)利用如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量了反射式液晶空間 光調(diào)制器的時(shí)間響應(yīng)特性。其方法是He-Ne激光器21發(fā)出的光束經(jīng)過起偏器 22，分光棱鏡23和半波片24，被液晶空間光調(diào)制器25反射回來經(jīng)由半波片 24，分光棱鏡23，透鏡26和光闌27進(jìn)入光電探測(cè)器28，由光電探測(cè)器28 探測(cè)光強(qiáng)度的變化，進(jìn)而得到液晶對(duì)電壓的響應(yīng)時(shí)間。由于該裝置是通過探測(cè)光強(qiáng)度隨時(shí)間的變化來獲得時(shí)間響應(yīng)特性的，工作電源和照明電源等工頻信號(hào) 和低頻噪聲的干擾造成光源強(qiáng)度的波動(dòng)誤差約為5%，降低了測(cè)量精度。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有的液晶空間光調(diào)制器特性參數(shù)測(cè)量方法中工頻 信號(hào)和低頻噪聲的干擾使激光光源產(chǎn)生波動(dòng)導(dǎo)致測(cè)量精度低的問題，從而提供 了一種液晶空間光調(diào)制器特性參數(shù)的高精度測(cè)試裝置。一種液晶空間光調(diào)制器特性參數(shù)的高精度測(cè)試裝置，它包括起偏器、分光 棱鏡、液晶空間光調(diào)制器、檢偏器、透鏡、光闌、光電二極管和計(jì)算機(jī)， 一種 液晶空間光調(diào)制器特性參數(shù)的高精度測(cè)試裝置還包括聲光調(diào)制器、鎖相放大器 和調(diào)制波發(fā)生器；系統(tǒng)輸入的激光光束經(jīng)聲光調(diào)制器調(diào)制后入射至起偏器，經(jīng)起偏器偏振后入射至分光棱鏡，經(jīng)分光棱鏡透射后得到透射光，所述透射光入 射至液晶空間光調(diào)制器的光輸入端，經(jīng)液晶空間光調(diào)制器反射后沿透射光光路 反向入射至分光棱鏡，經(jīng)分光棱鏡反射至檢偏器，經(jīng)檢偏器偏振后入射至透鏡， 并經(jīng)透鏡聚焦至光闌，經(jīng)所述光闌濾波后入射至光電二極管的光輸入端，所述 光電二極管的電信號(hào)輸出端與鎖相放大器的第一信號(hào)輸入端連接，所述鎖相放 大器的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)的第一信號(hào)輸入端連接，，調(diào)制波發(fā)生器的第一信號(hào) 輸出端和第二信號(hào)輸出端分別與聲光調(diào)制器的信號(hào)輸入端與鎖相放大器的第 二信號(hào)輸入端連接，液晶空間光調(diào)制器的控制信號(hào)輸入端與計(jì)算機(jī)的控制信號(hào) 輸出端連接。系統(tǒng)的輸入激光光束由He-Ne激光器發(fā)出。有益效果本實(shí)用新型采用聲光調(diào)制器將系統(tǒng)輸入的直流信號(hào)調(diào)制為高頻 交流信號(hào)，濾除50Hz工頻和低頻噪聲的干擾，在測(cè)量液晶器件特性參數(shù)過程 中，利用聲光調(diào)制與解調(diào)技術(shù)增強(qiáng)抗干擾能力，大幅度的提高了測(cè)量精度。


圖1是本實(shí)用新型背景技術(shù)中的《一種液晶光束偏轉(zhuǎn)器件的特性研究和應(yīng) 用》中的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型背景技術(shù)中的《用于光學(xué)操縱的 透射式和反射式液晶空間光調(diào)制器的比較》中的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí) 用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖3說明本具體實(shí)施方式
， 一種液晶空間光調(diào)制器 特性參數(shù)的高精度測(cè)試裝置，它包括起偏器3、分光棱鏡4、液晶空間光調(diào)制器5、檢偏器6、透鏡7、光闌8、光電二極管9和計(jì)算機(jī)12， 一種液晶空間 光調(diào)制器特性參數(shù)的高精度測(cè)試裝置還包括聲光調(diào)制器2、鎖相放大器10和 調(diào)制波發(fā)生器11;系統(tǒng)輸入的激光光束經(jīng)聲光調(diào)制器2調(diào)制后入射至起偏器3， 經(jīng)起偏器3偏振后入射至分光棱鏡4，經(jīng)分光棱鏡4透射后得到透射光，所述 透射光入射至液晶空間光調(diào)制器5的光輸入端，經(jīng)液晶空間光調(diào)制器5反射后 沿透射光光路反向入射至分光棱鏡4，經(jīng)分光棱鏡4反射至檢偏器6，經(jīng)檢偏 器6偏振后入射至透鏡7，并經(jīng)透鏡7聚焦至光闌8，經(jīng)所述光闌8濾波后入 射至光電二極管9的光輸入端，所述光電二極管9的電信號(hào)輸出端與鎖相放大 器10的第一信號(hào)輸入端連接，所述鎖相放大器10的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)12 的第一信號(hào)輸入端連接；調(diào)制波發(fā)生器Il的第一信號(hào)輸出端和第二信號(hào)輸出 端分別與聲光調(diào)制器2的信號(hào)輸入端與鎖相放大器10的第二信號(hào)輸入端連接， 液晶空間光調(diào)制器5的控制信號(hào)輸入端與計(jì)算機(jī)12的控制信號(hào)輸出端連接。本實(shí)施方式是在利用強(qiáng)度探測(cè)方法獲得液晶空間光調(diào)制器的特性參數(shù)裝 置中引入聲光調(diào)制器2和鎖相放大器10，通過聲光調(diào)制將入射激光光源由直 流信號(hào)變?yōu)楦哳l交流信號(hào)，并且交流信號(hào)的頻率為非工頻的整數(shù)倍，避免工頻 信號(hào)和低頻噪聲對(duì)光源的干擾。在輸出端利用鎖相放大器IO解調(diào)高頻交流信 號(hào)，還原直流信號(hào)輸出。該測(cè)試裝置能夠解決通過強(qiáng)度探測(cè)對(duì)液晶空間光調(diào)制 器特性參數(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，工頻信號(hào)對(duì)光源的千擾會(huì)降低測(cè)量精度的問題。本實(shí)施方式中的裝置具有功耗小、成本低、抗干擾性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
二本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一所述的一種液晶空間 光調(diào)制器特性參數(shù)的高精度測(cè)試裝置的區(qū)別在于，系統(tǒng)的輸入激光光束由 He-Ne激光器發(fā)出。He-Ne激光器的頻率為非工頻的正整數(shù)倍。
權(quán)利要求1、一種液晶空間光調(diào)制器特性參數(shù)的高精度測(cè)試裝置，它包括起偏器(3)、分光棱鏡(4)、液晶空間光調(diào)制器(5)、檢偏器(6)、透鏡(7)、光闌(8)、光電二極管(9)和計(jì)算機(jī)(12)，其特征是一種液晶空間光調(diào)制器特性參數(shù)的高精度測(cè)試裝置還包括聲光調(diào)制器(2)、鎖相放大器(10)和調(diào)制波發(fā)生器(11)；系統(tǒng)輸入的激光光束經(jīng)聲光調(diào)制器(2)調(diào)制后入射至起偏器(3)，經(jīng)起偏器(3)偏振后入射至分光棱鏡(4)，經(jīng)分光棱鏡(4)透射后得到透射光，所述透射光入射至液晶空間光調(diào)制器(5)的光輸入端，經(jīng)液晶空間光調(diào)制器(5)反射后沿透射光光路反向入射至分光棱鏡(4)，經(jīng)分光棱鏡(4)反射至檢偏器(6)，經(jīng)檢偏器(6)偏振后入射至透鏡(7)，并經(jīng)透鏡(7)聚焦至光闌(8)，經(jīng)所述光闌(8)濾波后入射至光電二極管(9)的光輸入端，所述光電二極管(9)的電信號(hào)輸出端與鎖相放大器(10)的第一信號(hào)輸入端連接，所述鎖相放大器(10)的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)(12)的第一信號(hào)輸入端連接；調(diào)制波發(fā)生器(11)的第一信號(hào)輸出端和第二信號(hào)輸出端分別與聲光調(diào)制器(2)的信號(hào)輸入端與鎖相放大器(10)的第二信號(hào)輸入端連接，液晶空間光調(diào)制器(5)的控制信號(hào)輸入端與計(jì)算機(jī)(12)的控制信號(hào)輸出端連接。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液晶空間光調(diào)制器特性參數(shù)的高精度測(cè)試 裝置，其特征在于系統(tǒng)的輸入激光光束由He-Ne激光器發(fā)出。
專利摘要一種液晶空間光調(diào)制器特性參數(shù)的高精度測(cè)試裝置，它涉及光電測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有液晶空間光調(diào)制器特性參數(shù)測(cè)量方法中工頻信號(hào)和低頻噪聲的干擾使激光光源產(chǎn)生波動(dòng)導(dǎo)致測(cè)量精度低的問題。系統(tǒng)輸入的激光光束先后經(jīng)聲光調(diào)制器和起偏器后由分光棱鏡透射獲得透射光，透射光經(jīng)液晶空間光調(diào)制器反射回分光棱鏡，經(jīng)檢偏器、透鏡、光闌后入射至光電二極管的光輸入端，光電二極管的電信號(hào)輸出端與鎖相放大器的第一信號(hào)輸入端連接，鎖相放大器的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)的第一信號(hào)輸入端連接，調(diào)制波發(fā)生器的第一信號(hào)輸出端和第二信號(hào)輸出端分別與聲光調(diào)制器的信號(hào)輸入端和鎖相放大器的第二信號(hào)輸入端連接。本實(shí)用新型適用于測(cè)量液晶器件特性參數(shù)的過程。
文檔編號(hào)G02F1/13GK201382851SQ20092009984
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日
發(fā)明者吳麗瑩, 健 張, 張洪鑫 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)