空間光調制器（一般指相位型SLM）可以對光的振幅、相位、偏振態(tài)等進(jìn)行調制，在光學(xué)研究領(lǐng)域擁有廣泛和悠久的歷史。目前相位型空間光調制器在全息光學(xué)，全息光鑷，激光并行加工，自適應光學(xué)，雙光子/三光子/多光子顯微成像，散射或渾濁介質(zhì)中的成像，脈沖整形，光學(xué)加密，量子計算，光通信，湍流模擬等領(lǐng)域應用廣泛。

很多的科研人員在使用空間光調制器時(shí)，往往會(huì )受到零級光的困擾，零級光對研究結果也產(chǎn)生了非常大的影響?？梢哉f(shuō)大家苦零級光久矣。本文對液晶空間光調制器零級光的產(chǎn)生原因及其消除方法進(jìn)行了闡述。

Meadowlark Optics公司擁有40年純相位SLM研發(fā)經(jīng)驗，可以提供模擬尋址的純相位空間光調制器（1920x1200 & 1024x1024分辨率），產(chǎn)品工作波段可以覆蓋400-1700nm，相位穩定性可以達到0.1%，幀頻可以到1436Hz，損傷閾值可以達到200W/cm2以上。

關(guān)鍵詞：空間光調制器、SLM，液晶空間光調制器，純相位，LCOS，零級光，一級衍射

空間光調制器零級光產(chǎn)生的原因？

要想了解SLM零級光產(chǎn)生的原因，我們需要先了解下空間光調制器的結構構成。如下圖所示，LC-SLM光學(xué)頭主要由：保護玻璃，透明電極，液晶層，像素電極層（Wafer）構成。

1） 保護玻璃的透過(guò)率

窗口片保護玻璃的透過(guò)率在相應的工作波段（400-800nm,500-1200nm,850-1650nm）內通常在98.5-99.5%范圍內，因此有少量的光被直接反射回去。

2）透明電極的透過(guò)率

透明電極的透過(guò)率一般都在99%以上，該部分造成的零級光基本可以忽略。

3）空間光調制器填充率

像素電極層（Wafer）由一個(gè)個(gè)的獨立像元構成，從而SLM可以實(shí)現針對單個(gè)像元的獨立調制。相鄰像元之間會(huì )有微小的縫隙，縫隙部分無(wú)法加載電壓，因此對應的液晶層無(wú)法加載相位，這部分未被調制的光會(huì )反射回去，產(chǎn)生零級光。

4）入射光照射到非工作區域

如果入射光照射到了非工作區域，則這部分光也會(huì )不被調制，直接反射回光路，產(chǎn)生零級光。

5）入射光的偏振態(tài)或者偏振方向錯誤

目前市面上所有的相位型空間光調制器（SLM）均要求線(xiàn)偏光入射，線(xiàn)偏方向與液晶的e軸平行（extraordinary axis）。如果入射光與e軸存在夾角，或者入射光的偏振態(tài)不是線(xiàn)偏光，則會(huì )有一部分分量的光不被調制，從而產(chǎn)生零級光。

Meadowlark公司SLM零級光消除方法？

硬件方面：

1）提高空間光調制器的填充率，蕞小化縫隙影響。

Meadowlark Optics公司可以提供1024x1024的純相位空間光調制器，填充因子可以達到目前世界蕞高的97.2%，大大減小了縫隙產(chǎn)生的影響。

2）提高空間光調制器的線(xiàn)性度。

1920x1200的液晶空間光調制器，MLO公司在出廠(chǎng)前會(huì )對每一臺SLM進(jìn)行高精度的校準，保證每一臺空間光調制器都具有高度的線(xiàn)性準確性，從而提高相位調制精度，達到蕞優(yōu)的調制效果。

軟件方面：

a)疊加閃耀光柵

Meadowlark公司的SLM控制軟件提供生成任意周期閃耀光柵的功能，該光柵可以方便的與客戶(hù)的全息圖進(jìn)行疊加，從而把結果偏轉到1級位置，客戶(hù)只需要用光闌將零級光濾掉，只讓一級光通過(guò)即可。

b)疊加菲涅爾透鏡

MLO公司的調制器控制軟件提供生成任意焦距菲涅爾透鏡的功能，用戶(hù)可以將全息圖與該菲涅爾灰度圖進(jìn)行疊加，從而零級光與衍射光的焦平面會(huì )發(fā)生錯位，零級光在衍射光的焦平面上會(huì )發(fā)散掉，從而減小零級光的影響。

光路方面：

1）光路中添加偏振片和半波片，提高入射光的偏振態(tài)準確性

為了使用SLM作為相位調制器，入射偏振必須是線(xiàn)性的，并且與LC分子對齊。為了確保入射光的偏振是線(xiàn)性的，建議在激光光源后放置一個(gè)偏振器。為了確保偏振與LC分子對齊，建議在偏振器和SLM之間放置半波片，通過(guò)半波片的旋轉可以將0級光調到最小。

2）光路中添加使用0階塊（0th order block），阻擋零級光

上海昊量光電設備有限公司可以提供什么樣的空間光調制器？

1）1920x1200純相位空間光調制器（標準速度）

2）1024x1024純相位空間光調制器（超高速度）

關(guān)于昊量光電：

昊量光電可以給客戶(hù)提供SLM樣品試用，以及全面的技術(shù)支持。上海昊量光電設備有限公司是國內知銘光電產(chǎn)品專(zhuān)業(yè)代理商，代理品牌均處于相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展前沿；產(chǎn)品包括各類(lèi)激光器、光電調制器、光學(xué)測量設備、精密光學(xué)元件等，涉及應用領(lǐng)域涵蓋了材料加工、光通訊、生物醫療、科學(xué)研究、國防及更細分的前沿市場(chǎng)如量子光學(xué)、生物顯微、物聯(lián)傳感、精密加工、先進(jìn)激光制造等；可為客戶(hù)提供完整的設備安裝，培訓，硬件開(kāi)發(fā)，軟件開(kāi)發(fā)，系統集成等優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

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