液晶空间光调制器设备与应用综述
发布时间：2023-11-06 10:04:26 阅读数： 175
通过数字控制雕塑光线。来源：《光电科学》（2023 年）。DOI: 10.29026/oes.2023.230026
控制和利用光的技术已经存在了几个世纪，通常是必须定制设计的静态解决方案。只是在过去的几十年里，微电子和计算的数字时代才让用于显示器的快速可重写技术进入光学领域的主流。
在《光电科学》（Opto-Electronic Science）杂志发表的一篇新评论中，作者展示了用 "按需发光 "的现代数字工具包取代传统静态光学工具包的最新进展。结果，全球几乎所有主要光学实验室都采用了数字控制光，为创造、控制、探测和利用奇特形式的结构光开辟了新的道路。先进的工具包有望带来从经典到量子的新奇应用，开启按需结构光的新篇章。
本文作者回顾了使用现代数字工具包按需制作各种形式的雕刻光的最新进展，为这一新生课题提供了新的见解和视角。推动这一领域发展的核心技术是液晶空间光调制器（SLM），它可以对光的振幅、相位、偏振，甚至更奇特的自由度（如路径、轨道角动量，甚至时空控制）进行高分辨率定制。这些简单而高效的设备由数百万个像素组成，可对相位进行调制，从而以原则上无损的方式对光进行空间控制。
在这篇综述中，作者展示了如何利用这种 SLM 完成各种任务，从创建各种形式的结构光到快速高效的探测器。它们推动了光通信、显微镜和成像技术的进步，甚至成为现代量子光学实验室不可或缺的工具。
它将技术含量高、难度大的衍射光学和数字全息技术领域带入了主流，任何人都可以通过相对廉价的解决方案获得这些技术。例如，衍射光学元件作为计算机生成的全息图，最终可以被利用来实现其本来的面目：仅仅是可以显示的 "图片"。SLM 克服了以往解决方案的成本和复杂性，使这一巨大飞跃成为可能。
最重要的是，"图片 "可以重写，从而为现实世界的应用提供按需实时解决方案。例如，全息光学镊子只需改变图片（计算机生成的全息图），就能控制光与物质的相互作用，实时刷新，以捕捉、镊动和操纵三维物体。这已直接应用于物理学、化学、医学和生物学等影响广泛的领域。
作者解读了 SLM 的工作原理，根据他们在该领域的长期工作经验，提出了新颖的见解和观点，揭示了这一新领域如何与结构光这一新兴学科一起迅速发展。他们提出，当目前的挑战转化为令人兴奋的应用时，未来可能会发生什么。
参考资料
Yiqian Yang et al, A review of liquid crystal spatial light modulators: devices and applications, Opto-Electronic Science (2023). DOI: 10.29026/oes.2023.230026
