Пространственные модуляторы MeadowLark Optics, Hamamatsu Photonics и HOLOEYE
Пространственные модуляторы света (далее SLM от англ. "spatial light modulator") обеспечивают детальное управление светом, позволяя создавать двумерные световые структуры с управляемыми пользователем характеристиками. Такие устройства обладают множеством различных применений в фотонике. При формировании изображений SLM можно использовать для выравнивания волнового фронта, корректируя при этом аберрации. Они также могут разделять лазерный пучок на несколько пятен, сосредоточенных в трехмерном пространстве. В телекоммуникациях они могут применяться для кодирования сигналов, увеличивая ширину полосы пропускания. Также SLM, обладающие высоким порогом повреждения, могут быть использованы в лазерной обработке. Еще одним возможным и весьма интересным применением SLM является формирование вихревых пучков, например, широко применяются при манипулировании частицами и охлаждении атомов.
Жидкие кристаллы – широкий класс диэлектрических веществ, электрооптические свойства которых до середины прошлого столетия оставались неизвестными. В современных SLM все чаще используют жидкие кристаллы благодаря их технологичности, выраженным пороговым свойствам, высокой крутизны модуляционной характеристики, высокого оптического качества. Каждый пиксель SLM позволяет индивидуально контролировать фазу или амплитуду света, проходящего через него или отражающегося от него. Калибровка пикселей осуществляется через специализированное программное обеспечение в зависимости от конкретного применения.
Пространственный модулятор световых волн сегодня стал полноценным научным решением с широким функционалом, о котором рассказывается в этой статье. В обзор включены несколько представителей линеек модуляторов света ShapeShifter от MeadowLark Optics, модулятор серии X10468 от Hamamatsu Photonics и фазовый модулятор PLUTO производства HOLOEYE.
Об отличиях технологий разработки SLM
Матрица ShapeShifter. Линейная матрица ShapeShifter – разработка MeadowLark Optics – позволяет воссоздать временной профиль фронта фемтосекундного светового импульса, например, в спектроскопии Адамара, оптических системах хранения данных. Размеры пикселя в матрице составляют 98 мкм.
Двумерная матрица ShapeShifter в пространственном модуляторе HEX MeadowLark подходит для популярных сегодня исследований в области адаптивной оптики: высокоразрешающая визуализация в средах, влияние которых приводит к возникновению оптических аберраций.
Двумерные матрицы состоят из оптических ретардеров на основе жидких кристаллов, с помощью которых осуществляется предварительно заданный сдвиг фаз. Сдвигом фаз достигается коррекция волнового фронта линейно поляризованного света и устраняются различные аберрации. HEX представлен в двух конфигурациях: для амплитудной и фазовой модуляции соответственно.
Модулятор работает с длинами волн от 450 нм до 1800 нм. Погрешность сдвига фаз не превышает 2%, расходимость пучка на выходе не более 2 дуговых минут. Прибор отличает высокая устойчивость к внешним условиям: возможна эксплуатация модулятора при температуре внешней среды от 10°С до 45°С. Подключение к компьютеру осуществляется через стандартный USB разъем.
Технология LCoS – Hamamatsu Photonics vs. HOLOEYE. Модуляторы X10468 разработаны на базе отражающих микродисплеев. С помощью технологии LCoS реализована рекордная эффективность пропускания света со 100% сохранением интенсивности и мощности исходного пучка. Модулятор применяется в приложениях лазерной обработки поверхностей, микроскопии, оптических ловушках. На экране компьютера пользователь может оценить влияние нелинейных эффектов в кристаллах, а также ошибку волнового фронта – прибор оснащен разъемом USB. Линейка X10468 Hamamatsu Photonics включает сразу 7 стандартных моделей, различных по внутренней конфигурации:
X10468-02, X10468-03, X10468-04, X10468-05 оснащены диэлектрическим зеркалом, обеспечивающим 90% пропускание света. Рабочий диапазон этих моделей заметно ограничен в отличие от X10468-01, X10468-07, X10468-08 – данные модуляторы отличаются высокой дифракционной эффективностью в широком диапазоне волн и пропускают до 72% излучения. Потери на отражение вызывают интерференцию волн в диапазоне от 700 нм до 900 нм в X10468-07 и в диапазоне 1150 нм – 1400 нм в модуляторе X10468-08. Потери излучения на дифракцию в модуляторе составляют менее 5%. Сдвиг фаз соответствует 2π. Разрешение матрицы в модуляторе соответствует стандарту SVGA и составляет 800 х 600 пикселей. Эффективная площадь матрицы (16 х 12 мм) при эксплуатации заполняется на 95%, обеспечивая наибольшее пространственное разрешение: 25 пар линий/мм. Время нарастания модулирующего импульса колеблется от 10 мс до 30 мс в зависимости от настроенной длины волны.
PLUTO – разработка немецкой компании HOLOEYE. В основе модулятора – матрица из отражающих микродисплеев с разрешением HDTV (1920 × 1080 пикселей). Микродисплеи обеспечивают фазовый сдвиг при модуляции, равный 2π для волн длиной до 1550 нм. Подключив модулятор к ПК через стандартный видеоинтерфейс, пользователь может управлять и контролировать параметры модуляции в реальном времени. Принцип "plug-and-play", реализованный в PLUTO, значительно сократил время запуска и обработки данных. Компактный, функциональный и высокоскоростной, этот пространственный модулятор применяется в оптических ловушках, интерферометрии, литографии и голографии. Эффективная область матрицы составляет 15.36 х 8.64 мм, коэффициент заполнения достигает 87%. Интенсивность дифракционного максимума нулевого порядка составляет 60%. Допускается работа модулятора при температуре внешней среды от 10°C до 70°C, УФ излучение поглощается фильтрами.
|
Hamamatsu Photonics |
HOLOEYE |
MeadowLark Optics  |
|
| Рабочий диапазон | 460-1100 нм* | 420-1600 нм* | 450-1800 нм* |
| Разрешение матрицы | 800х600 | 1920х1080 | Двумерная/одномерная матрица ShapeShifter |
| Площадь эффективной области матрицы | 15.8х12 мм | 15.36х8.64 мм | |
| Шаг пикселя | 20 мкм | 8 мкм | |
| Частота | 60 Гц | 60 Гц |
*Уточняется при заказе.
© MeadowLark Optics, HOLOEYE, Hamamatsu Photonics
Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции MeadowLark Optics, HOLOEYE, Hamamatsu Photonics на территории РФ
В статье описывается биочип, сочетающий электрод для определения концентрации фенилаланина и микрофлюидный модуль для регистрации скорости потоотделения, изготовленный с использованием лазера. Биочип используется для неинвазивного мониторинга состояния пациентов с метаболическими нарушениями.
В статье описана генерация сверхширокого плоского суперконтинуума (350-1750 нм) с одномодовым поперечным профилем в видимом диапазоне. Для накачки микроструктурированного оптического волокна используется лазер с длиной волны 1064 нм, вторая гармоника накачки генерируется непосредственно в волокне.
В статье приводится применение и основные параметры одночастотных лазеров. Сравниваются лазеры CNI серии MSL с известными европейскими и американскими производителями.
В статье описан метод генерации суперконтинуума, расширенного в видимый диапазон. За счет четырехволнового смешения накачка 1064 нм создает антистоксовы и стоксовы компоненты на 831 нм и 1478 нм. Фазовый синхронизм обеспечивается благодаря микроструктурированному мультимодальному волокну особой конструкции.
В статье описывается усовершенствование метода лазерно-водоструйной обработки: добавление коаксиально-кольцевой аргоновой струи, мгновенно очищающей отверстие от образующегося осадка. Таким образом сохраняется высокий объем абляции при создании глубоких отверстий в сложно обрабатываемых материалах.
г. Санкт-Петербург, улица Савушкина 83, корп. 3
