液晶空間光調(diào)制器是根據(jù)液晶的各向異性對(duì)光信息進(jìn)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(huì)產(chǎn)生相位差。
對(duì)液晶加電,液晶分子在垂直于基板的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)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(shí)現(xiàn)振幅調(diào)節(jié)。
這個(gè)過程中,E光相位是在改變的,因此根據(jù)雙折射效應(yīng)制成的振幅型調(diào)制器在改變振幅的同時(shí)相位也會(huì)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(huì)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(duì)液晶分子進(jìn)行加電改變液晶偏轉(zhuǎn)角度,調(diào)節(jié)旋光效應(yīng)的強(qiáng)弱,配合偏振器件就能夠?qū)崿F(xiàn)振幅調(diào)制。這個(gè)過程中雙折射效應(yīng)與旋光效應(yīng)并存,液晶厚度的增加可以使雙折射效應(yīng)減弱,做到純振幅調(diào)制。
整個(gè)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(zhǎng)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(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)振幅的調(diào)制。
如下圖所示當(dāng)液晶盒的Δnd足夠大的時(shí)候,且液晶分子傾角較低時(shí),只有相位調(diào)制,無振幅調(diào)制,而在液晶分子傾角較大時(shí),會(huì)出現(xiàn)振幅調(diào)制,此時(shí)振幅和相位同時(shí)進(jìn)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(dòng)檢偏器的角度可以實(shí)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(yīng)時(shí)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(shí)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
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