振幅型空间光调制器及光束可调控特性研究

【摘要】近年来，随着微电子和光电子技术的快速发展及两者之间的紧密结合，促进了各种空间光调制器(SLM:SpatialLightModulator)的出现。而空间光调制器的一项重要功能——在空间上能实时调制光束，这使其成为一种重要的调节元件，在构造实时光学信息处理等方面的发展前景十分广阔。本文主要分两个部分进行研究。前一部分是在充分研究空间光调制器的一些相关特性的基础上，进行了空间光调制器的设计与制作，搭建实验平台并进行实验；后一部分主要研究了多种特殊矢量光束不同光束参数下的聚焦特性。本文主要就以下几个方面做了系统的研究：1、介绍了液晶空间光调制器(LC-SLM:LiquidCrystalSpatialLightModulator)的一些基本理论。首先简要介绍了液晶材料的相关特性及空间光调制器的发展；其次研究了扭曲向列型空间光调制器的调制原理；最后研究了液晶空间光调制器的复振幅调制原理。这些研究为后续硬件电路板的制作做了理论铺垫。2、设计并制作空间光调制器的硬件电路。采用模块化的设计思想，将硬件电路分为七个模块，包括液晶屏显示模块、单片机电路模块、信号处理模块、采样/保持模块、时钟信号发生模块、锁相环模块以及电源模块；同时还介绍了PCB板的设计与调试，并给出了PCB板的实物图。3、设计并搭建实验平台进行实验。液晶空间光调制器能实时显示通过计算机制作产生的全息图，可以对任何能用数字描述的物体进行再现，因此将制作的液晶空间光调制器作为调节器件应用到实际光路中。实验基于计算全息原理，产生了可调控的光束——星形光束，同时也验证了所制作的空间光调制器满足实验需要。4、基于矢量衍射理论，系统地探索了特殊矢量光束在不同光束参数下的聚焦特性。主要包括：1）多径向线偏振贝塞尔-高斯光束的聚焦特性；2）光涡旋线偏振洛仑兹-高斯光束的聚焦特性；3）由半空间相位板方位角正弦变化波前调制双曲余弦高斯光束的聚焦特性；4）含有正弦方位角和半空间相位调制的双曲余弦-高斯光束梯度力；5）半空间振幅调制的方位角正弦变化波前调制双曲余弦高斯光束；6）高度聚焦系统中径向偏振光束强焦斑消失。对于这些特殊的矢量光束，当光参数发生改变时，光强分布模式也会发生变化。
【作者】付锐；
【导师】高秀敏；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】液晶空间光调制器；振幅调制；计算全息；矢量光束；聚焦特性；

【参考文献】
[1]陈钰,王捷,刘仲明.基于石墨烯及其衍生物的生物传感系统[J].分析化学,2012,11:1772-1779.
[2]高越.三维数字图像相关法的关键技术及应用研究[D].中国科学技术大学,固体力学,2014,博士.
[3]雷萱.民国时期吴泽马克思主义史学研究[D].华东师范大学,史学理论及史学史,2013,硕士.
[4]周迎新.120W 3路输出LED路灯驱动电源设计[D].杭州电子科技大学,电子与通信工程,2013,硕士.
[5]王雪婷.高中化学课堂提问与学生思维发展关系研究[D].华东师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[6]张贞贞.不同浓度脂多糖对哮喘大鼠气道平滑肌细胞合成分泌功能的影响及其机制的研究[D].桂林医学院,呼吸内科学,2012,硕士.
[7]陈烁杭.光伏发电并网的若干问题研究[D].华南理工大学,电气工程,2012,硕士.
[8]罗维.多普勒计程仪的信号处理算法研究与系统软件设计[D].杭州电子科技大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[9]常朝阳.当代中国政治秩序转型及其趋向分析[D].陕西师范大学,政治学理论,2004,硕士.
[10]王垚.老年人健身产品交互设计研究[D].浙江理工大学,设计艺术学,2013,硕士.
[11]尹久红.低压空化射流冲洗技术研究[D].西南交通大学,机械电子工程,2013,硕士.
[12]陈胜,刘功智,耿凤,刘铁民.我国工伤保险费率机制的探讨[J].中国安全科学学报.2002(04)
[13]李赐健.基于小波变换的遥感图像分割方法研究[D].南昌航空大学,控制工程（专业学位）,2013,硕士.
[14]陈蕾.妊娠合并血小板减少症的临床分析[D].遵义医学院,妇产科学（专业学位）,2012,硕士.
[15]朱猛.自动化显微超声切割方法研究[D].苏州大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[16]韩立新,恽爽,陈道蓄,谢立.一个面向Internet数据管理的系统模型[J].计算机科学,2002,01:109-112.
[17]王飞.盾构直接掘削大直径钢筋混凝土群桩研究[D].北京交通大学,桥梁与隧道工程,2014,博士.
[18]李锦华.论自白任意性规则[D].广东财经大学,诉讼法学,2014,硕士.
[19]胡沛铭.索托桁架结构延性设计研究[D].北京交通大学,2014.
[20]丁荣贵,景新海.软件企业项目管理的5项原则[J].项目管理技术,2003,01:40-43.
[21]邢强.西北五省经济发展与碳排放量的关系研究[D].兰州商学院,统计学,2014,硕士.
[22]谢辉.科技进步与县域经济增长研究[D].安徽大学,产业经济学,2014,硕士.
[23]苏玉武.基于气候的北京地区居住建筑的节能改造研究[D].北方工业大学,建筑设计及其理论,2014,硕士.
[24]高义冬.飞轮储能用高速永磁同步电机的设计与分析[D].江苏科技大学,电力电子与电力传动,2014,硕士.
[25]沙冰梅.主位理论和主位推进模式下《京华烟云》的语篇分析[D].河北师范大学,英语语言文学,2013,硕士.
[26]刘静.成渝高铁对内江城市发展的影响研究[D].西南交通大学,区域经济学,2013,硕士.
[27]邢小伟.大缸径天然气发动机缸内燃烧过程数值模拟研究[D].山东大学,动力机械及工程,2013,硕士.
[28]曹利飞.上海医药集团无形资产价值管理的案例研究[D].北京交通大学,资产评估（专业学位）,2013,硕士.
[29]岳明浩.杨弘道及《小亨集》研究[D].山东师范大学,历史文献学,2013,硕士.
[30]杨茹.校长的“管理理论”：学校管理活动的实地研究[D].南昌大学,教育经济与管理（专业学位）,2012,硕士.
[31]刘明烨,李春明.魔鬼镗血咒[J].山海经,2014,03:36-41.
[32]刘洋.从“药家鑫”案看自首的理论依据与司法认定[D].大连海事大学,法律,2012,硕士.
[33]李保,谭丽,祝远帅.铜基MOF的CO氧化机理(英文)[J].原子与分子物理学报,2013,02:337-344.
[34]郑瑜.引入境外战略投资对我国上市商业银行绩效的影响研究[D].浙江工业大学,国际贸易,2012,硕士.
[35]乌日罕.关于民族地区公共文化服务管理的现状研究[D].内蒙古大学,公共管理学,2014,硕士.
[36]侯蓓.参照群体、价值观对独生代炫耀性消费影响的实证研究[D].北京工商大学,企业管理,2013,硕士.
[37]向东.不同时效状态下Al-Mg-Si型材的准静态压缩性能研究[D].湖南大学,材料加工工程,2012,硕士.
[38]邬引翔.层粘连蛋白-整合素α7β1信号通路对气道平滑肌细胞分泌功能的影响及机制[D].华中科技大学,内科学,2013,硕士.
[39]吴雷.分布式防火墙的研究[D].南京航空航天大学,计算机应用,2004,硕士.
[40]张毅.沙河口区突发事件应对流程研究[D].大连理工大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[41]高威.濒危蕨类植物粗梗水蕨的交配系统研究[D].华中农业大学,特种植物育种与栽培,2014,硕士.
[42]丁娇.基于流形学习算法的植物叶片图像识别方法研究[D].安徽大学,信号与信息处理,2014,硕士.
[43]李雅哲.事件冲击下股指期货与股票市场波动性实证研究[D].首都经济贸易大学,数量经济学,2014,硕士.
[44]江水森.毛细管放电抽运获得类镍氪32.8nm激光可能性研究[D].哈尔滨工业大学,物理电子学,2014,硕士.
[45]魏磊.基于机载LIDAR点云数据的建筑物边缘提取[D].长安大学,地图学与地理信息系统,2013,硕士.
[46]王卓炜.减刑、假释检察同步监督机制探析[D].华侨大学,法律,2013,硕士.
[47]李守俊.基于CFD的轴向柱塞泵的配流特性和配流盘优化设计研究[D].合肥工业大学,机械电子工程,2013,硕士.
[48]周亚玲.星美联合股份公司财务内部控制诊断报告[D].兰州大学,会计,2014,硕士.
[49]李力.南海西部断裂系统及其与南海演化关系[D].中国地质大学（北京）,地质工程,2013,硕士.
[50]梅吉明.电力系统低压减载整定策略研究[D].西南交通大学,电力系统及其自动化,2013,硕士.