一、背景

空間光調(diào)制器（SLM）起源于二十世紀(jì)七十年代，隨著光電技術(shù)的發(fā)展，空間光調(diào)制器已成為調(diào)節(jié)光的振幅、相位和偏振應(yīng)用中必不可少的光學(xué)器件，在實(shí)時(shí)光學(xué)信息處理，自適應(yīng)光學(xué)，光計(jì)算，光場(chǎng)調(diào)控、光束整形、計(jì)算全息、光通信和生物醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。很大程度上，空間光調(diào)制器的性能決定了這些應(yīng)用在其領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)用價(jià)值和發(fā)展前景。

空間光調(diào)制器資料下載

就目前全國(guó)各高校使用情況來(lái)講，全國(guó)本科院校630所，其中理工類相關(guān)院校354所，根據(jù)西安中科微星光電科技有限公司（中科微星）2021年底統(tǒng)計(jì)的信息，已開(kāi)發(fā)的使用SLM的高校達(dá)265所，理工類相關(guān)高校使用SLM的比例高達(dá)74.8%，由此可見(jiàn)空間光調(diào)制器在高校光學(xué)科研領(lǐng)域起到的重要作用。

“調(diào)光小能手”的無(wú)限可能

二、SLM相關(guān)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

根據(jù)2022年初知網(wǎng)檢索關(guān)鍵詞“空間光調(diào)制器”的檢索結(jié)果，研究空間光調(diào)制器的學(xué)科主要以光電子技術(shù)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)為主；近10年發(fā)布的SLM相關(guān)中英文文獻(xiàn)數(shù)量維持在一個(gè)較為平穩(wěn)的狀態(tài)。

“空間光調(diào)制器”相關(guān)論文涉及學(xué)科 近十年發(fā)布的空間光調(diào)制器相關(guān)論文數(shù)量

三、空間光調(diào)制器產(chǎn)品現(xiàn)狀及特點(diǎn)

雖然近10年空間光調(diào)制器相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量維持在一個(gè)較為穩(wěn)定的狀態(tài)，但是SLM的產(chǎn)品技術(shù)水平卻在飛速發(fā)展。產(chǎn)品參數(shù)朝著更高分辨率（目前產(chǎn)品級(jí)可達(dá)4094×2400）、更小像元（目前最小為3.74μm）、更寬光譜（目前可達(dá)350 nm-1700 nm）、更高損傷閾值（目前可達(dá)250 W/cm2）發(fā)展。

同時(shí)產(chǎn)品可靠性和穩(wěn)定性的提升，也使空間光調(diào)制器在激光加工、3D打印、波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)、結(jié)構(gòu)光顯微鏡、液晶相控陣?yán)走_(dá)、車載HUD等工業(yè)領(lǐng)域有了更多應(yīng)用的可能。

空間光調(diào)制器資料下載

四、國(guó)產(chǎn)空間光調(diào)制器的現(xiàn)狀

根據(jù)招標(biāo)采購(gòu)信息發(fā)布平臺(tái)2022年初不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年進(jìn)口調(diào)制器銷售臺(tái)數(shù)占比為72.58%，國(guó)產(chǎn)調(diào)制器銷售臺(tái)數(shù)占比為28.42%；2021年進(jìn)口調(diào)制器銷售額占比為73.52%，國(guó)產(chǎn)調(diào)制器銷售臺(tái)數(shù)占比為26.48%。

國(guó)產(chǎn)&進(jìn)口空間光調(diào)制器2021年銷售臺(tái)數(shù)對(duì)比 國(guó)產(chǎn)&進(jìn)口空間光調(diào)制器2021年銷售額對(duì)比

以上數(shù)據(jù)雖只包含通過(guò)招投標(biāo)流程采購(gòu)的調(diào)制器，但也從一定程度上能夠反映真實(shí)情況。國(guó)外空間光調(diào)制器起步早、公司較多，更早的進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，俘獲了老師們的芳心；而國(guó)內(nèi)空間光調(diào)制器企業(yè)較少，起步晚，核心競(jìng)爭(zhēng)力不足，因此國(guó)產(chǎn)調(diào)制器和進(jìn)口調(diào)制器無(wú)論從銷售臺(tái)數(shù)還是從銷售額方面差距都較大，且以上數(shù)據(jù)還是基于2021年新冠疫情對(duì)進(jìn)口影響的基礎(chǔ)上。

前幾年，多數(shù)國(guó)產(chǎn)空間光調(diào)制器的液晶光閥是進(jìn)口，驅(qū)動(dòng)和控制軟件是自主開(kāi)發(fā)，且整機(jī)相位穩(wěn)定性和線性度等性能較差，這也使得高校使用SLM的老師都傾向于進(jìn)口產(chǎn)品；但隨著國(guó)產(chǎn)調(diào)制器的發(fā)展，國(guó)內(nèi)企業(yè)也都加大了SLM產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)力度。

中科微星2020年底已通過(guò)液晶光閥器件自主設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了核心器件的自主化。液晶光閥的研制主要受器件的核心材料、硅基液晶封裝設(shè)備和工藝能力限制，中科微星早在研究空間光調(diào)制器時(shí)就開(kāi)始布局：液晶光閥的光學(xué)設(shè)計(jì)、特殊液晶材料的開(kāi)發(fā)、硅基液晶封裝制程工藝及器件各性能規(guī)格的檢測(cè)方法。

通過(guò)特殊的介質(zhì)膜設(shè)計(jì)提升產(chǎn)品損傷閾值、通過(guò)定制液晶材料實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)光下高相位調(diào)制量和高環(huán)境適應(yīng)性、通過(guò)封裝工藝不斷優(yōu)化及嚴(yán)格的制程檢測(cè)手段實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的調(diào)制高均一性，最終成功解決了硅基液晶設(shè)計(jì)和封裝過(guò)程中的難題，產(chǎn)品顯示效果實(shí)測(cè)優(yōu)異。

1年多的時(shí)間內(nèi)，中科微星銷售自主設(shè)計(jì)的相位型空間光調(diào)制器百余臺(tái)，通過(guò)客戶使用和測(cè)試，自主封裝的產(chǎn)品性能可靠、穩(wěn)定，可對(duì)標(biāo)國(guó)外同類產(chǎn)品。越來(lái)越多的老師也愿意嘗試和接受國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品，隨著國(guó)內(nèi)空間光調(diào)制器企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的提升，國(guó)產(chǎn)調(diào)制器的市場(chǎng)份額必然呈明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)。

首款自主設(shè)計(jì)封裝液晶光閥實(shí)物圖 顯示效果

五、純國(guó)產(chǎn)2k彩色振幅型/相位型空間光調(diào)制器

通過(guò)一年多的工藝摸索與改進(jìn)，中科微星推出兩款自主設(shè)計(jì)的空間光調(diào)制器，分別是2K彩色振幅型和2K彩色相位型空間光調(diào)制器。產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表：

1.產(chǎn)品特點(diǎn)

• 像元更小：4.5μm；支持彩色顯示模式；

• 更優(yōu)信賴性：采用陶瓷背板，散熱效果更好，信賴性更可靠；

• 首次采用Type-C接口的標(biāo)準(zhǔn)5V2A電源適配器作為電源，可兼容市面上大部分電源適配器；

• 首次使用MiniDP接口作為視頻信號(hào)的輸入接口，具備更高的帶寬；

• 首次具備光源驅(qū)動(dòng)的功能，可同步驅(qū)動(dòng)低功率的光源，便于系統(tǒng)集成；

• 具備場(chǎng)同步信號(hào)及光源使能信號(hào)的輸出，可同步外部的光源或采集設(shè)備；

• 驅(qū)動(dòng)板體積小型化(55*80mm)。

批量化2K彩色液晶光閥 相位線性度測(cè)試曲線

2.應(yīng)用領(lǐng)域

小的像元，大的衍射角以及支持彩色顯示模式使得該款空間光調(diào)制器在彩色全息、彩色教學(xué)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)光顯微、車載HUD、光束控制等方面都有更好的應(yīng)用。

彩色全息效果

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的从“进口”到“国产”，国产空间光调制器的奋起之路的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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