Novo modulador de luz espacial FSLM-2K73-P02HR lanzado para alta reflectividade e utilización da luz

Cristal líquido Un modulador espacial de luz é un dispositivo que pode cargar información nun campo de datos ópticos unidimensional ou bidimensional para facer un uso eficaz da velocidade, o paralelismo e a interconectividade inherentes da luz. Estes dispositivos poden controlarse mediante sinais de accionamento variables no tempo ou outros sinais para lograr a modulación de amplitude e fase da luz. O modulador espacial de luz de cristal líquido de tipo fase pura é paralelo á columna de moléculas de cristal líquido en forma de vara e pode verse como un cristal uniaxial que, impulsado polo campo eléctrico externo, fai que as moléculas de cristal líquido xiren, cambiando así o índice de refracción efectivo das moléculas de cristal líquido para lograr a modulación da distribución de fase do campo luminoso.

Os parámetros do índice do modulador de luz espacial afectan directamente o efecto da aplicación. A nosa empresa sempre se adhiriu ao obxectivo de "cooperación sincera para este fin, satisfacción do cliente a grande escala", sempre tendo en conta as necesidades reais dos clientes. O equipo de I+D a través do proceso de actualización, mellora do índice e actualizacións do produto 2K73-P02, no recente lanzamento do novo modulador de luz espacial de tipo fase 2K73-P02 (HR), o produto ten unha alta reflectividade, alta utilización da luz, alta eficiencia de difracción e alta fase. Linealidade, alta profundidade, bo efecto holográfico de cor, estrutura compacta e outros aspectos destacados das vantaxes.

Fig. 1. Diagrama do modulador de luz espacial FSLM-2K73-P02HR

Baseándonos na tecnoloxía de control dixital do campo de luz, estamos comprometidos co desenvolvemento de moduladores espaciais de luz de cristal líquido direccionables electronicamente, con tipos de produto que abarcan máis de 20 produtos de moduladores de luz espacial de tipos transmisivos e reflexivos, e realizando o deseño independente e a produción por lotes de válvulas de luz de cristal líquido, para logo entrar nun novo proceso de iteración e excelencia do produto.

Fig. 2 Válvula de luz de cristal líquido FSLM-2K73-P02(HR) do lote

Destacados dos novos produtos

● Alta reflectividade e aproveitamento da luz

Para o problema da baixa reflectividade na banda obxectivo (420 nm ~ 650 nm), a reflectividade mellórase. O 2K73-P02 (HR) pode acadar unha utilización óptica de ≥95 % ± 5 % na banda obxectivo e mellorar a utilización da enerxía do láser incidente.

Fig. 3 Espectro de reflectancia da válvula de luz LCOS na banda de 420-650 nm

● Alta eficiencia de difracción

Ao realizar unha banda de 420 nm a 650 nm, a eficiencia de difracción de orde 32 é superior ao 90 %, o que garante que a utilización de enerxía do feixe despois da modulación SLM poida alcanzar o máximo.

Fig. 4 Patrón de difracción puntual despois de engadir unha reixa intermitente

● Altas características de modulación lineal e feixes de vórtice

Comprobe a linealidade da curva de modulación de fase ≥0,99 na banda de 420 nm ~ 650 nm, asegurándose de que o retardo de fase varía linealmente coa escala de grises.

Fig. 5 Curva de potencia de modulación de fase e gráfico de linealidade

O feixe de vórtice afecta directamente o efecto experimental. Os produtos 2K73-P02(HR) poden notar que o feixe de vórtice está ben pechado na banda de 420~650 nm (banda de proba: 457 nm/532 nm/637 nm), de xeito que pode obter un bo efecto de aplicación.

Feixe de vórtice a 457 nm

Feixe de vórtice @ 532nm

Feixe de vórtice @ 637nm

● Holografía en cor

A visualización holográfica en cor refírese á visualización de información en cor realizada mediante holografía. Baseado nun modulador espacial de luz de cristal líquido, o sistema de visualización holográfica pode transportar dinamicamente hologramas e realizar unha visualización dinámica holográfica. Ao mesmo tempo, os parámetros pódense configurar de forma flexible e son fáciles de operar. Ten unha perspectiva de aplicación moi ampla nos campos da defensa nacional e militar, a medicina e a atención sanitaria, a educación e o ensino, a investigación científica e o deseño innovador.

Fig. 6 Efecto de visualización holográfica en cor baseado en 2K73P02(HR)

● Estrutura compacta, compatible con estruturas externas e internas

Placa de controlador de desenvolvemento propio baseada nunha plataforma FPGA flexible e programable, pode ser desde o control da computación da tarxeta gráfica de datos de imaxe en tempo real para a resolución e o procesamento de secuencias temporais, mentres que o módulo de sincronización de cadros integrado, para lograr a función de sincronización de entrada e saída, ademais da estrutura compacta (aproximadamente 80 mm * 80 mm), coa válvula de luz para soportar a peza única integrada e vertido dunha variedade de estruturas para facilitar a fixación da traxectoria óptica na luz.

Fig. 7 Placa de controlador FPGA miniaturizada

Número de modelo	FSLM-2K73-P02	FSLM-2K73-P02HR (produto novo)
Tipo de modulación	tipo de fase	fase Indicadores de produtotipo
Tipo de cristal líquido	reflexo	reflexo
Número de píxeles	2048*2048	2048*2048
Tamaño da imaxe	6,4 μm	6,4 μm
Área de visualización efectiva	0,73 polgadas (13,1 mm * 13,1 mm)	0,73 polgadas (13,1 mm * 13,1 mm)
Rango espectral	420~650 nm	420~650 nm
Lonxitude de onda de proba	532 nm	457 nm	532 nm	637 nm
Linealidade	≥99%	≥99%	≥99%	≥99%
Utilización da luz	50%	≥93%	≥93%	≥93%
Eficiencia de difracción	L16: 59,6% L32: 65,2%	L16: 78,6% L32: 90,4%	L16: 80,7% L32: 91,6%	L16: 77,5% L32: 90,6%
Reflectividade	50%	≥95%	≥95%	≥95%
Tempo de resposta	43,5 ms	35,9 ms	44,8 ms	42,8 ms
Nivel de grises	8 bits, 256 pasos	8 bits, 256 pasos/10 bits, 1024 pasos
Modulación de fase	≥2π	≥2π
Frecuencia de actualización	60 Hz	60 Hz
Interface de datos	HDMI	HDMI
Tamaño da placa de controlador	149,95 mm * 80,01 mm	80 mm * 80 mm

 

Aplicacións típicas

A utilización óptica, a eficiencia de difracción, a linealidade e a estabilidade de fase dos moduladores de luz espacial son indicadores moi importantes que determinan directamente o efecto da aplicación. Ten unha ampla perspectiva de aplicación no procesamento láser, a comunicación óptica, a conformación de feixes e outros campos de aplicación.

● Procesamento láser:

A tecnoloxía de procesamento láser ultrarrápida promove o desenvolvemento da fabricación con láser desde o macroprocesamento tradicional ata o procesamento de ultraprecisión. Aínda que a tecnoloxía de procesamento láser ultrarrápida atraeu cada vez máis atención no campo da electrónica 3C en virtude das súas poderosas vantaxes, a tecnoloxía de procesamento directo láser ultrarrápida de enfoque único aínda sofre os problemas da pequena área de procesamento e a baixa eficiencia, e non pode satisfacer as demandas do procesamento de gran formato e alta precisión ao mesmo tempo. O modulador espacial de luz pode estar na amplitude do feixe láser ultrarrápido, a fase ou a polarización e outros parámetros ópticos para a regulación, cun certo deseño de ruta óptica pode estar na área de procesamento do material para obter unha distribución arbitraria da intensidade do campo de luz.

1) Corrección de aberracións

A existencia de aberración fará que a distribución da intensidade do campo de luz enfocado e a distribución da intensidade do campo de luz obxectivo se desvíen, afectando a distribución tridimensional do campo de luz durante o procesamento, reducindo a precisión do procesamento, elevando o limiar de procesamento e mesmo facendo que non se procese a estrutura obxectivo. Mediante o holograma, combinado coa función de modulación de fase do SLM, a aberración pódese corrixir de forma rápida e cómoda para mellorar a precisión e a calidade do procesamento láser ultrarrápido.

Fig. 8 Corrección de aberración baseada en SLM

2) Procesamento paralelo multifoco

O procesamento paralelo multifoco en diferentes posicións bidimensionais ou tridimensionais da mostra pode mellorar exponencialmente a eficiencia do procesamento, pero a súa preparación é máis complexa e o uso é inflexible. O modulador espacial de luz que usa a tecnoloxía de hologramas para a modulación de fase da luz incidente pode xerar rapidamente unha variedade de campos de luz obxectivo para o procesamento multifoco e, ao cambiar o holograma á modulación en tempo real do campo de luz obxectivo, a estrutura bidimensional e tridimensional do procesamento rápido.

A tecnoloxía de polimerización de dous fotóns multifocal tamén se pode empregar para a preparación de andamios de enxeñaría de tecidos humanos, matrices de microagullas, medios de cultivo celular e outros microdispositivos biolóxicos e médicos funcionais, mellorando significativamente a eficiencia e a precisión do procesamento. A tecnoloxía de procesamento paralelo multifocal láser ultrarrápida tamén se pode empregar para mellorar a velocidade de escritura do almacenamento óptico multidimensional, así como o procesamento paralelo de materiais como o silicio e o aceiro inoxidable.

Os moduladores espaciais de luz achegan unha gran comodidade ao procesamento láser ultrarrápido, onde se poden usar diferentes algoritmos de hologramas para obter diferentes campos de luz obxectivo bidimensionais, de xeito que as estruturas desexadas se poidan procesar rapidamente e con alta precisión. O procesamento paralelo de matrices multifocales mediante moduladores espaciais de luz mellora enormemente a eficiencia do procesamento. A tecnoloxía de procesamento paralelo multifocal pódese combinar con varias técnicas de modulación de campo óptico, como a corrección de aberracións, o enfoque síncrono espacial e temporal e o campo de luz estruturado, para realizar un procesamento paralelo láser ultrarrápido nunha variedade de escenarios de aplicacións especiais.

A información anterior provén de Zhihu "na aplicación do procesamento láser ultrarrápido, modulador de luz espacial e moitas outras formas de xogar".

● Comunicación óptica:

A modulación de fase da luz incidente por píxeles controlados por software en diferentes áreas do modulador espacial de luz de cristal líquido pode controlar os feixes de lonxitudes de onda correspondentes na área que se vai difractar nun certo ángulo cara a diferentes portos de saída na dirección dos portos. Dado que a deflexión do feixe de saída en diferentes ángulos está controlada polo efecto de difracción do modulador espacial de luz de cristal líquido, o ángulo de deflexión máximo que pode alcanzar o modulador espacial de luz de cristal líquido e o número de portos do módulo de entrada/saída dentro do rango de ángulo determinan directamente o número de portos do interruptor selector de lonxitude de onda.

Fig. 10. Esquema do interruptor de selección de lonxitude de onda

● Conformación do feixe:

Os feixes de Bessel, os feixes de vórtice e os feixes de matriz pódense xerar cargando diferentes mapas de fase empregando moduladores espaciais de luz.

O feixe de Bessel é un feixe especial non difractante cun pequeno punto central e propiedades de autorreparación despois da interferencia durante a propagación, que ten un gran valor de aplicación en comunicacións de alta velocidade, ensaios non destrutivos, procesamento de materiais, imaxes 3D e outros campos;

Un feixe de vórtice é un feixe cunha fronte de onda de fase helicoidal con momento angular orbital (MAO) que pode transportar diferentes cargas topolóxicas. Os feixes de vórtice teñen amplas perspectivas de aplicación nos campos da operación óptica, a comunicación óptica de alta capacidade e a obtención de imaxes de superresolución;

Os feixes de matrices pódense xerar cargando redes Dammann no software de control SLM. Unha rede Dammann é unha rede de fase binaria con espazado desigual e repetición periódica. Ten unha ampla gama de aplicacións nos campos da tecnoloxía láser pulsada de femtosegundos, detección láser, escritura directa láser, medición tridimensional, imaxe tridimensional, manipulación de partículas, comunicación por fibra óptica, almacenamento óptico, etc.

Fig. 11 Efecto medido da conformación do feixe baseada en SLM

Máis expectativas

CAS Microstar sempre se adhire á misión de "liderar clientes con tecnoloxía, liderar clientes con servizo" e insiste en ofrecer produtos rendibles, así como un servizo personalizado de alta calidade. A nosa empresa está comprometida actualmente coa investigación e o desenvolvemento de novos tipos de moduladores de luz espacial e coa actualización iterativa dos produtos orixinais, e esforzase por lograr un salto cualitativo na localización dos moduladores de luz espacial, así que espere con impaciencia a nosa próxima actualización tecnolóxica!