近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所高功率激光物理聯(lián)合實驗室張軍勇課題組聯(lián)合上海瑞立柯信息技術(shù)有限公司，采用化零級背景為信號光的新理念，針對空間光調(diào)制器提出一類全新的單光路絕對定標(biāo)方法。該方法簡捷有效，具有較高精度，采用的理念還可推廣應(yīng)用于其他測量方案。相關(guān)成果發(fā)表于《工程光學(xué)與激光》（Optics and lasers in Engineering）。

　　空間光調(diào)制器的定標(biāo)通常利用干涉場的條紋移動來量化驅(qū)動電壓和位相調(diào)制能力之間的關(guān)系，但干涉需要多光路實現(xiàn)記錄。多光路干涉系統(tǒng)抗外界環(huán)境干擾的能力較差，易造成較大的測量誤差，低的定標(biāo)精度制約了空間光調(diào)制器在高端應(yīng)用場景的功能發(fā)揮。規(guī)避多光路干涉的另一個方案是共光路的自干涉結(jié)構(gòu)，即通過加載多個波面實現(xiàn)在探測面上的自干涉記錄，同時保留了傳統(tǒng)定標(biāo)中對條紋圖的處理算法。但空間光調(diào)制器作為一類衍射元件，天然存在的零級背景光會降低自干涉圖的信噪比，降低空間光調(diào)制器的定標(biāo)精度。

　　針對以上問題，該研究將零級背景光轉(zhuǎn)化成信號光使用。這一新理念不僅保留了標(biāo)準(zhǔn)條紋法的優(yōu)點，還實現(xiàn)了自干涉單光路結(jié)構(gòu)的光學(xué)功能，評審專家認(rèn)為該方法簡單易實施。定標(biāo)方案一方面利用了大小圓的衍射斑差異，另一方面規(guī)避了自干涉光路低信噪比的缺點。基于該方法，科研人員對相關(guān)公司提供的位相型空間光調(diào)制器實施了標(biāo)定操作，并與其它常規(guī)的標(biāo)定方法進(jìn)行了多輪對比驗證。結(jié)果表明，該空間光調(diào)制器定標(biāo)方案相比于現(xiàn)有方法更加簡捷有效，且精度更高。此外，該理念可以推廣應(yīng)用于其他測量方案，為光學(xué)測量領(lǐng)域相關(guān)研究拓展了新思路。

　　該研究得到中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會、國家自然科學(xué)基金的支持。

　　論文鏈接 

　　圖1.空間光調(diào)制器定標(biāo)實驗結(jié)果。(a)絕對坐標(biāo),，(b)相對坐標(biāo)，(c)定標(biāo)曲線。

　　圖2.不同狀態(tài)下SLM加載渦旋位相后的衍射場。(a)未標(biāo)定，(b)傳統(tǒng)標(biāo)定， (c)本文新方案。