中科院：讨厌的背景光，也能有助于推进“空间光调制器”的校准！

空间光调制器(SLM)广泛应用于光束操纵、干涉传感、分束器、光束整形和激光加工等领域。随着光学技术的发展，光学传感和成像越来越接近衍射极限分辨率，首先必须满足高精度波前测量的要求。电寻址空间光调制器将电压映射到液晶的相位调制，该相位调制可以由计算机生成的二维灰度图像提供。现在，中科院上海光机研究所的研究人员，提出了一种新的基于令人讨厌背景光绝对参考系的SLM定标方法。

其研究成果发表在《光学与激光工程》期刊上，在实验中，利用固有背景光构建了具有自干涉功能的绝对坐标系。在这里，两个独立的孔被加载到空间光调制器上，一个孔是固定的，另一个从灰度0到255变化。以背景光产生较小的艾里斑作为绝对坐标原点，因此，可以通过一轮测试获得多组数据，显然，背景光不再是影响干涉图质量的不良信号。

图示：用(A)未标定的方法，(B)干涉测量法和(C)所提出的方法，测量了旋涡相位在空间光调制器(SLM)上的衍射图。

在研究中，通过全息和涡旋光束实验验证了该方法的有效性，这种高精度的标定方法有利于将空间光调制器扩展到不同的高端应用场景。空间光调制器(SLM)在波前调制、光束整形、衍射光学元件等光学领域有着广泛的应用。在使用前，需要对空间光调制器进行校准，以确定器件的初始状态。新研究提出了一种简单、通用的干涉法来标定相位调制曲线，而且具有良好的鲁棒性、稳定性和高精度。

其中背景光不再是不需要的信号，而是用作提供自参考功能的绝对参考系。结合质心定位算法，通过条纹偏移可以方便地计算出相位调制曲线。此外，多通道探测器同时提供三组数据，进一步提高了加权平均算法标定伽马曲线的精度，进行了相移全息实验，验证了所提方法的有效性，CCD靶面越大，标定精度越高。

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博科园｜研究/来自：中国科学院/张南南

研究发表期刊《光学与激光工程》

DOI: 10.1016/j.optlaseng.2020.106132

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