Ein räumlicher Lichtmodulator ermöglicht die aktive Steuerung verschiedener Parameter eines Lichtfelds durch Flüssigkristallmoleküle. Dazu gehören die Modulation der Lichtfeldamplitude, die Phasenmodulation über den Brechungsindex, die Modulation des Polarisationszustands durch Drehung der Polarisationsebene sowie die Umwandlung von inkohärentem in kohärentes Licht. So lassen sich Informationen in die Lichtwelle einbetten und die Lichtwellen modulieren. Informationen können einfach in ein- oder zweidimensionale optische Felder eingebracht werden. Durch die Nutzung der Vorteile des breiten Lichtspektrums und der parallelen Mehrkanalverarbeitung lassen sich die eingebrachten Informationen schnell verarbeiten. Der Modulator ist eine Kernkomponente für optische Echtzeit-Informationsverarbeitung, optische Verbindungen, optisches Rechnen und weitere Systeme.
Funktionsprinzip des räumlichen Lichtmodulators
Ein räumlicher Lichtmodulator besteht im Allgemeinen aus mehreren unabhängigen Einheiten, die in einem ein- oder zweidimensionalen Array angeordnet sind. Jede Einheit kann unabhängig optische oder elektrische Signale empfangen und ihre optischen Eigenschaften entsprechend anpassen, um die einfallende Lichtwelle zu modulieren. Solche Bauelemente können Amplitude, Intensität, Phase, Polarisationszustand und Wellenlänge der optischen Verteilung im Raum verändern oder inkohärentes Licht in kohärentes Licht umwandeln – gesteuert durch elektrische oder andere zeitlich veränderliche Signale. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sie sich als Bauelemente oder Schlüsselkomponenten in optischen Echtzeit-Informationsverarbeitungs-, Computer- und optischen neuronalen Netzwerksystemen.
Der räumliche Lichtmodulator lässt sich je nach Lesemodus des Lichts in Reflexions- und Transmissionsmodulatoren unterteilen. Abhängig vom Eingangssteuersignal unterscheidet man zwischen optischer (OA-SLM) und elektrischer (EA-SLM) Adressierung.
Anwendung eines räumlichen Lichtmodulators
Flüssigkristall-Lichtventile nutzen die direkte Licht-Licht-Umwandlung und zeichnen sich durch hohe Effizienz, geringen Energieverbrauch, hohe Geschwindigkeit und gute Bildqualität aus. Sie finden breite Anwendung in der optischen Datenverarbeitung, Mustererkennung, Informationsverarbeitung, Displaytechnik und weiteren Bereichen und bieten vielversprechende Perspektiven.
Räumliche Lichtmodulatoren sind Schlüsselbauelemente in modernen optischen Anwendungsgebieten wie der optischen Echtzeit-Informationsverarbeitung, der adaptiven Optik und der optischen Datenverarbeitung. Ihre Leistungsfähigkeit bestimmt maßgeblich den praktischen Nutzen und die Entwicklungsperspektiven dieser Bereiche.
Hauptanwendungen: Bildgebung und Projektion, Strahlteilung, Laserstrahlformung, kohärente Wellenfrontmodulation, Phasenmodulation, optische Pinzette, holographische Projektion, Laserpulsformung usw.
Veröffentlichungsdatum: 02.06.2023