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