一種基于空間光調(diào)制器的光切換系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及非機械式光切換技術,更具體地說,本發(fā)明涉及一種與偏振無關的光 切換技術。
【背景技術】
[0002] 光切換系統(tǒng)是一種對單色光進行切換的光學系統(tǒng),其在光網(wǎng)絡和信息顯示等領域 有廣泛應用前景。傳統(tǒng)的光切換系統(tǒng)通常使用旋轉(zhuǎn)式的機械部件配合濾光片來實現(xiàn),存在 結(jié)構(gòu)復雜、不易調(diào)制等問題。非機械式的光切換系統(tǒng)例如液體光切換器,一般是基于介電力 效應來控制染色液滴來實現(xiàn),具有響應時間快、工作電壓低等優(yōu)點,但是由于介電力本身比 較微弱,所以基于介電力效應的液體光切換器尺寸較小,嚴重限制了其應用范圍,加之液體 器件自身的損耗等影響,難以滿足長久的使用。
[0003] 近年來,空間光調(diào)制器(SLM)以其可編程性、體積小、響應時間快等獨特的優(yōu)勢受 到廣泛的關注,被廣泛應用于光學測量、模式識別、條紋投影、全息以及動態(tài)顯示中?;诳?間光調(diào)制器的光學系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)簡單、控制迅速、插損小,而且具有與信號光偏振態(tài)無關等 優(yōu)勢。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明提出一種基于空間光調(diào)制器的光切換系統(tǒng)。如附圖1所示,該光切換系統(tǒng) 包括光源I、光源II、偏振分光棱鏡(PBS)I、非偏振分光棱鏡(NPBS)、SLM、PBSII、CCDI和 CCDII,其中PBSI、NPBS、SLM平行放在同一水平面上,PBSII位于NPBS的反射光方向,CCDI 位于PBSII出射光的方向,CCDII位于PBSII的反射光的方向,光源I通過PBSI和NPBS后 照射SLM的上半?yún)^(qū)域,光源II照射SLM的下半?yún)^(qū)域。
[0005] 附圖1為該光切換系統(tǒng)的示意圖。光源I和光源II照射PBSI,S光被PBSI反射 出去,光直接經(jīng)過PBSI和NPBS后照射在SLM上。當在SLM上不加載灰度圖時,光由SLM 反射到NPBS并經(jīng)過PBSII,此時(XDI接收到光源I和光源II的光,而(XDII接收不到 光。當在SLM上加載相應的灰度圖,如附圖2所示,使兩個光源分別產(chǎn)生#的相移時,光 經(jīng)過SLM后將變成s光,此時(XDI接收不到光,而(XDII接收到光源I和光源II的s光。 當在SLM上給光源I照射的區(qū)域不加載灰度圖,而給光源II照射的區(qū)域加載#相移的灰 度圖時,光源I經(jīng)過SLM后是光,光源II經(jīng)過SLM后變成了s光,此時(XDI接收到光源 I的光,而(XDII接收到光源II的s光。同理,當在SLM上給光源I照射的區(qū)域加載V 相移的灰度圖,而給光源II照射的區(qū)域不加載灰度圖時,光源I經(jīng)過SLM后是s光,光源II 經(jīng)過SLM后變成了 光,此時(XDI接收到光源II的光,而(XDII接收到光源I的s光。 附圖3是該光切換系統(tǒng)的切換示意圖。因此,該光切換系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)光切換的功能。
[0006] 優(yōu)選地,PBSI和PBSII相同,長 25mm且30mm,光譜范圍4彡450nm且 7〇〇nm〇
[0007] 優(yōu)選地,SLM的調(diào)制類型為純相位型調(diào)制,其相面尺寸長砵彡15mm且25mm, 寬成多8mm且25mm。
[0008] 優(yōu)選地,光源I和光源II為兩種不同顏色的可見光,光源I的波長七彡450nm且 A彡700nm,光源II的波長冬彡450nm且冬彡700nm,光源I和光源II分別照射SLM 面板的二分之一區(qū)域。
[0009] 優(yōu)選地,NPBS和PBS的大小相同,PBSI、NPBS和SLM處于同一直線并垂直放在水 平面上,PBSII位于NPBS反射光的方向。
[0010] 優(yōu)選地,光源I的#相位調(diào)制灰度圖和光源II的#相位調(diào)制灰度圖的計算方法 如下所示:如附圖4所示,首先用等傾干涉法測試SLM對波長為A的光波相位調(diào)制范圍, 激光器發(fā)出的光經(jīng)過濾波器擴束濾波,再經(jīng)準直透鏡得到準直光后,入射到NPBS。NPBS將 光束分成兩束,一束入射到反射鏡上,另一束入射到SLM上。SLM反射回來的光束與反射鏡 反射回來的光束在光路中發(fā)生等傾干涉,在SLM上加載不同的灰度圖像,可以得到不同的 干涉條紋,從而計算出波長為A的光波相位調(diào)制范圍。同理,可以計算出波長記為冬的 光源II的相位調(diào)制范圍。因此,可以得到光源I的#相位調(diào)制灰度圖和光源II的#相 位調(diào)制灰度圖,附圖4是測試SLM相位調(diào)制范圍的示意圖。
【附圖說明】
[0011] 附圖1為一種基于空間光調(diào)制器的光切換系統(tǒng)的示意圖。
[0012] 附圖2為加載到SLM上的灰度示意圖。
[0013] 附圖3為當在SLM上加載不同相移量的灰度圖時,光切換的示意圖。
[0014] 附圖4為測試SLM相位調(diào)制范圍的不意圖。
[0015] 上述各附圖中的圖示標號為: 1 光源 1、2 光源II、3PBSI、4NPBS、5SLM、6PBSII、7CCDI、8CCD II、9濾波器、10準直透鏡、11反射鏡。
[0016] 應該理解上述附圖只是示意性的,并沒有按比例繪制。
【具體實施方式】
[0017] 下面詳細說明本發(fā)明提出的一種基于空間光調(diào)制器的光切換系統(tǒng)的實施例,對本 發(fā)明進行進一步的描述。有必要在此指出的是,以下實施例只用于本發(fā)明做進一步的說明, 不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制,該領域技術熟練人員根據(jù)上述
【發(fā)明內(nèi)容】
對本發(fā)明做 出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整,仍屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0018] 本發(fā)明的一個實施例為,光源I為波長為514nm的綠色信號光,光源II為波長為 632nm的紅色信號光,PBSI、NPBS和PBSII的長均為25. 4mm,SLM為相位型SLM,相面長為 15. 36mm,寬為8. 64mm。當在SLM上不加載灰度圖時,綠色信號光和紅色信號光的分量經(jīng) 過NPBS和SLM后直接通過PBSII,此時(XDI接收到紅光和綠光,而(XDII接收不到光。當 在SLM上分別給兩個光加載#相移的灰度圖時,綠色信號光和紅色信號光的分量經(jīng)過 SLM后將變成s光,此時(XDI接收不到光,而(XDII接收到紅光和綠光。當在SLM上給光源 I照射的區(qū)域不加載灰度圖,而給光源II照射的區(qū)域加載#相移的灰度圖時,光源I經(jīng)過 SLM后是光,光源II經(jīng)過SLM后變成了s光,此時(XDI接收到綠色光,而(XDII接收到紅 色光。同理,當在SLM上給光源I照射的區(qū)域加載#相移的灰度圖,而給光源II照射的區(qū) 域不加載灰度圖時,光源I經(jīng)過SLM后變成了s光,光源II經(jīng)過SLM后為/7光,此時(XDI接收到紅色光,而(XDII接收到綠色光。通過改變加載到SLM上的灰度圖,可以實現(xiàn)一定的 相位延遲,從而實現(xiàn)對光偏振特性的調(diào)制。因此,該系統(tǒng)可以實現(xiàn)光切換的功能。
【主權項】
1. 一種基于空間光調(diào)制器的光切換系統(tǒng),包括:光源I、光源II、偏振分光棱鏡(PBS)I、 非偏振分光棱鏡(^85)、511^8511、0:01和0:011,其中口851、^85、5111平行放在同一水 平面上,PBSII位于NPBS的反射光方向,CCDI位于PBSII出射光的方向,CCDII位于PBSII 的反射光的方向,光源I通過PBSI和NPBS后照射SLM的上半?yún)^(qū)域,光源II照射SLM的下 半?yún)^(qū)域,當改變加載到SLM上的灰度圖時,可W產(chǎn)生一定的相位延遲,從而改變光的偏振狀 態(tài),實現(xiàn)光切換的功能。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于空間光調(diào)制器的光切換系統(tǒng),其特征在于,PBSI和 PBSII相同,長25mm且30mm,光譜范圍450皿且700皿,SLM的調(diào)制類 型為純相位型調(diào)制,其相面尺寸長日臟且25mm,寬8mm且25mm。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于空間光調(diào)制器的光切換系統(tǒng),其特征在于,光源I和 光源II為兩種不同顏色的可見光,光源I的波長450皿且700皿,光源II的 波長450皿且700皿,光源I和光源II分別照射SLM面板的二分之一區(qū)域。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于空間光調(diào)制器的光切換系統(tǒng),其特征在于,NPBS和 PBSI的大小相同,PBSI、NPBS和SLM處于同一直線并垂直放在水平面上,PBSII位于NPBS 反射光的方向。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于空間光調(diào)制器的光切換系統(tǒng),其特征在于,光源I 的W相位調(diào)制灰度圖和光源II的W相位調(diào)制灰度圖的計算方法為;首先用等傾干設法測 試SLM對波長為J1的光波相位調(diào)制范圍,激光器發(fā)出的光經(jīng)過濾波器擴束濾波,再經(jīng)準直 透鏡得到準直光后,入射到NPBS ;NPBS將光束分成兩束,一束入射到反射鏡上,另一束入射 到SLM上,SLM反射回來的光束與反射鏡反射回來的光束在光路中發(fā)生等傾干設,在SLM上 加載不同的灰度圖像,可W得到不同的干設條紋,從而計算出波長為的光波相位調(diào)制范 圍,同理,可W計算出波長記為^2的光源n的相位調(diào)制范圍,因此,可W得到光源I的W 相位調(diào)制灰度圖和光源II的W相位調(diào)制灰度圖。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種基于空間光調(diào)制器的光切換系統(tǒng)。該光切換系統(tǒng)包括光源I、光源II、偏振分光棱鏡(PBS)I、非偏振分光棱鏡(NPBS)、SLM、PBSII、CCDI和CCDII,其中PBSI、NPBS、SLM平行放在同一水平面上,PBSII位于NPBS的反射光方向,CCDI位于PBSII出射光的方向,CCDII位于PBSII的反射光的方向,光源I通過PBSI和NPBS后照射SLM的上半?yún)^(qū)域,光源II照射SLM的下半?yún)^(qū)域,該光切換系統(tǒng)可以實現(xiàn)光切換的功能,且與偏振狀態(tài)無關。
【IPC分類】G02B27-28
【公開號】CN104536147
【申請?zhí)枴緾N201510008864
【發(fā)明人】王瓊?cè)A, 王迪, 劉超
【申請人】四川大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月8日