振幅型空間光調(diào)制器為什么會改變相位

液晶空間光調(diào)制器是根據(jù)液晶的各向異性對光信息進行調(diào)制的，分振幅型和相位型，振幅型空間光調(diào)制器根據(jù)調(diào)制原理分為液晶旋光器件和雙折射器件。

1.雙折射器件

雙折射器件中選擇VA（Vertical Alignment）液晶或者PSA（Parallel Surface Alignment）液晶，液晶分子取向排列一致，如同一塊各向異性晶體（可調(diào)波片）。配合偏振器件（偏振片、PBS），起偏方向與光軸成一定夾角（一般45°）。O光和E光折射率不同，經(jīng)過液晶層就會產(chǎn)生相位差。

對液晶加電，液晶分子在垂直于基板的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，此時E光的光程發(fā)生改變，從而引起光的偏振態(tài)變化。

通過與液晶光軸有一定夾角的檢偏器（45°或者-45°），就實現(xiàn)振幅調(diào)節(jié)。

這個過程中，E光相位是在改變的，因此根據(jù)雙折射效應制成的振幅型調(diào)制器在改變振幅的同時相位也會改變。

2.VA顯示模式

我司的FSLM-HD70-A/P、TSLM07U-A 為VA模式，在調(diào)制振幅過程中會改變相位調(diào)制量，但改變量在1π以內(nèi)；入射光是線偏光，經(jīng)過液晶光閥后轉(zhuǎn)化為橢圓偏振光（相位延遲量決定偏振態(tài)，相位延遲量為零，偏振態(tài)不發(fā)生改變），經(jīng)檢偏器后為線偏光出射。

3.旋光器件

旋光器件中選擇TN(Twist Nematic)或STN(Super Twist Nematic)型液晶（液晶分子從上到下扭曲排列），這種液晶工作模式具有旋光作用，能夠改變光的偏振方向。通過對液晶分子進行加電改變液晶偏轉(zhuǎn)角度，調(diào)節(jié)旋光效應的強弱，配合偏振器件就能夠?qū)崿F(xiàn)振幅調(diào)制。這個過程中雙折射效應與旋光效應并存，液晶厚度的增加可以使雙折射效應減弱，做到純振幅調(diào)制。

整個調(diào)制過程中線偏光入射，經(jīng)液晶器件轉(zhuǎn)化為橢圓偏振光（偏振橢圓的長短軸大小和方向受液晶傾角調(diào)控），橢圓偏振光經(jīng)過檢偏器有變?yōu)榫€偏光出射，同時實現(xiàn)對振幅的調(diào)制。

如下圖所示當液晶盒的Δnd足夠大的時候，且液晶分子傾角較低時，只有相位調(diào)制，無振幅調(diào)制，而在液晶分子傾角較大時，會出現(xiàn)振幅調(diào)制，此時振幅和相位同時進行調(diào)制, 液晶傾角是由加載在液晶分子兩端的像素電壓決定的，因此液晶像素電壓范圍決定了液晶器件工作在振幅調(diào)制區(qū)還是相位調(diào)制區(qū)。如我司產(chǎn)品TSLM`017-A，通過轉(zhuǎn)動檢偏器的角度可以實現(xiàn)較大的相位調(diào)制（1.6 π～1.8 π @ 532nm）。

一般TN型產(chǎn)品為了提高響應時間，其相位調(diào)制量都比較小，一般小于π。如TSLM16U-A、TSLM14U-A、TSLM038-A為TN模式的振幅型產(chǎn)品，由于總的相位調(diào)制量較小，基本上可以實現(xiàn)純振幅調(diào)制。

此外，振幅型的FSLM-2K39-A由于液晶的Δnd小，無純相位調(diào)制區(qū)，且相位調(diào)制量變化很小，在工作電壓范圍內(nèi)可看成是純振幅調(diào)制器件。

審核編輯：湯梓紅