一、原理

基于數字全息方法來測量LCOS的相位調制特性是將LCOS所加載的灰度圖像當作物體，通過對其相位的記錄和再現來得到LCOS對相位的調制。其中加載在LCOS上的可以是一個灰度值從0到255的漸變灰度圖，因此只需要記錄一張全息圖即可得到整個LCOS液晶表面相位調制情況。

圖 1無透鏡傅里葉變換數字離軸全息實驗光路圖[1]

激光器發出的 532nm 的激光經過偏振分束棱鏡（PBS）分成兩束，每束光分別經過擴束濾波系統（BE）分別作為物光和參考光，兩個半波片(HWP)與 PBS 配合使用，可實現物光和參考光光強比的調節，還可以保證兩路光偏振態一致。 其中一束光經過反射鏡 M2 的反射后經過 25×顯微物鏡(MO)，產生點光源， 點光源到LCOS和CCD的距離相同。與LCOS調制后的物光通過消偏振合束棱鏡(BS)發生干涉，全息圖由CCD記錄。加載在LCOS上的是一個總體大小為1920×1080 pixels，中心大小768×768pixels的灰度圖，其灰度從0-255連續漸變。

圖 2 數字全息方法的實驗結果 (a) 加載漸變灰度圖的全息圖; (b) 加載灰度為 0 時的全息圖; (c) 加載漸變灰度圖得到的全息圖頻譜; (d)解包裹后的相位圖; (e) 相位圖的三維顯示

此外，在Kumar[2]也提出了全場漸變灰度圖來測量SLM的相位響應。

圖 3文獻[2]提出的全場漸變灰度圖法

二、漸變灰度圖的復現

2.1 參考文獻1的復現

文獻[1]以一個SLM的總體大小為1920×1080 pixels，中心大小768×768pixels的灰度圖，其灰度從0-255連續漸變。

圖 4 文獻1中心矩形漸變灰度圖的復現

2.2 參考文獻2的復現

參考文獻[2]中SLM面板大小為1920*1080；復現得到的全場漸變灰度圖如下所示：

圖 5 文獻2全場漸變灰度圖的復現

三、參考文獻

[1] 馬思津. 液晶空間光調制器相位調制特性測試及應用研究[D]: 北京工業大學, 2014.
[2] Kumar P., N.K. Nishchal. Formation of singular light fields using phase calibrated spatial light modulator[J]. Optics and Lasers in Engineering, 2021, 146: 106720.

四、資源獲取

上述matlab程序可從以下鏈接處獲取：

https://download.csdn.net/download/qq_36584460/85090752

資源包含以下內容：

文獻[1]-中心矩形漸變灰度圖.m 文獻[2]-全場漸變灰度圖.m 參考文獻1.pdf 參考文獻2.pdf

基于階梯灰度圖法的空間光調制器相位延遲測量

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總結

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