液晶空间光调制器（SLM）与数字微镜器件（DMD）的区别

想必大家通过之前的文章已经对LCSLM了解了很多，但是目前在科研领域还有另外一种常见的空间光调制器件——DMD（Digital Micromirror Device数字微镜器件），让我们一起来了解一下什么是DMD以及LCSLM（Liquid Crystal Spatial Light Modulation 液晶空间光调制器）与DMD有什么区别呢？ :Bmn<2[Y;  
DMD产品介绍 wv\K  
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DMD _]OY[&R  
DMD(数字微镜器件)是一种由多个高速数字式光反射开光组成的阵列，利用旋转反射镜实现光开关的开合。它是由许多小型铝制反射镜面构成的,镜片的多少由显示分辨率决定,一个小镜片对应一个像素，变换速率可达几千次/秒或更高。 u0Wt"d-=  
DMD的工作原理就是借助微镜装置反射需要的光，其光照方向则是借助静电作用，通过控制微镜片角度来实现的。 UP^8Yhdo  
DMD功能介绍 mA{?E9W  
1. ]5jS6@Vl*  
振幅调制 Q3tyK{JE  
基于DMD微反射镜的阵列结构，其在工作过程中主要依靠的是镜面偏转来反射光线。如图是一个偏转角度达±12°微反射镜的工作原理图。 ?).;cG:<  
DMD器件 w[ v{)  
振幅调制原理图 @KK6JyOTQ  
当DMD处于“开启”状态时，反射镜会旋转至+12度，DMD处于“关闭”状态，反射镜会旋转至-12度。只要结合DMD以及适当光源和投影光学系统，反射镜就会把入射光反射进入或是离开投影镜头的透光孔，使得“开启”状态的反射镜看起来非常明亮，“关闭”状态的反射镜看起来就很黑暗。 v']_)  
通过短时间内不断的偏转，缩短/增长“开启”时间，使得出射光的光强就像是减弱/增强了一样。 ,)Q-o2(C  
相比于LCSLM直接对出射光强进行调整，DMD其实不是真正意义上对振幅进行调节，而是对光在时序特性上进行改变，调整采集方向上的光照时间。 S~);   
2. GMJ4v S  
相位调制 %jzTQ+.%]^  
DMD器件 HP.=6bJWi  
相位调制原理图 `s)4F~aVo  
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当进行相位调制时，DMD器件与系统光轴并不是垂直的，而是存在一个夹角。 ,fp+nu8,  
由于夹角的存在，使得入射光在DMD器件上每N个像素间就存在λ的路程差，λ为入射光波长，即每N个像素间就存在2π的相位差。通过调整DMD的“开启”/“关闭”状态，还需设计相应的算法进行计算，才可筛选出对应相位调制量的出射光。 )]j3-#  
同样的，由于夹角的存在，容易使整体光路难以准直。所以一般会加入一个TIR透镜来修正光线的传播路径，使出射光轴与DMD器件垂直就可使用。 n"htx|v  
图 IqYJ  
TIR棱镜及光路原理图 4W"A*A  
LCSLM可直接对入射到像面上每一个像素点的光进行0~2π的相位调制，器件与系统光轴垂直，无需夹角存在，使用起来更加简单、快捷。 Q4m> 3I  
应用方向 P)`^rJ6
 
2021 · April -`I|=lBz{H  
DMD是一种平面显示器件。目前主要应用于高清电视（HDTV）和数字投影显示（Digitial Projection Display）等，近几年其应用领域得到一些扩展，各种工业化产品比较成熟。 A,.X  
液晶空间光调制器作为可编程衍射光学元件，以及用于实时显示计算全息图建立动态波前变换系统，在精密测量、三维成像、显微、光学微操纵和微加工、原子光学、量子信息等研究领域具有广阔的应用前景。 9>&zOITTaL  
液晶空间光调制器和DMD的对比 QMBT8x/+_'  
通过对比可以发现，从光路设计到实际操作，LCSLM的使用要比DMD简易、便捷，而且在高像素、小像元的高精度光场调控方向，LCSLM能胜任DMD不能完成的一些工作。 t`z"=S  
作为目前热门的可编程衍射光学器件，随着对空间光调制器的研究越来越多，其需求也越来越高。亚太地区是最大的空间光调制器消费地区，占全球消费总额的50％以上，其中中国地区的购买力起着更为重要的作用。 Mpojabsh  
希望能有更多志同道合的伙伴同我们一起，推动国产空间光调制器水平不断提高，让国产空间光调制器走向世界！ /eQAGFG  
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