izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2021-5-4-8izmertech-1776Research ArticleОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯOPTICOPHYSICAL MEASUREMENTSИзмерение модуляции фазового жидкокристаллического модулятора света Santec SLM-200 и анализ его применимости для реконструкции изображений с дифракционных элементовMeasurement of phase modulation of LCOS SLM Santec SLM-200 and analysis of its applicability for optical reconstruction of images from diffractive elementsЕвтихиевН. Н.EvtikhievN. N.

Николай Николаевич Евтихиев

Москва

Nickolay N. Evtikhiev

Moscow

k1121@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6985-9663КрасновВ. В.KrasnovV. V.

Виталий Вячеславович Краснов

Москва

Vitaly V. Krasnov

Moscow

vitaly.krasnov@mail.ruРябцевИ. П.RyabcevI. P.

Илья Павлович Рябцев

Москва

Ilya P. Ryabcev

Moscow

ilja.rjabcev0@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-3667-8262РодинВ. Г.RodinV. G.

Владислав Геннадьевич Родин

Москва

Vladislav G. Rodin

Moscow

holo_mephi@mail.ruСтариковР. С.StarikovR. S.

Ростислав Сергеевич Стариков

Москва

Rostislav S. Starikov

Moscow

rstarikov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3556-2663ЧерёмхинП. А.CheremkhinP. A.

Павел Аркадьевич Черёмхин

Москва

Pavel A. Cheremkhin

Moscow

cheremhinpavel@mail.ruНациональный исследовательский ядерный университет «МИФИ»РоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian Federation2021290620230548Copyright © Евтихиев Н.Н., Краснов В.В., Рябцев И.П., Родин В.Г., Стариков Р.С., Черёмхин П.А., 20232023Евтихиев Н.Н., Краснов В.В., Рябцев И.П., Родин В.Г., Стариков Р.С., Черёмхин П.А.Evtikhiev N.N., Krasnov V.V., Ryabcev I.P., Rodin V.G., Starikov R.S., Cheremkhin P.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izmt.ru/jour/article/view/1776

Рассмотрена проблема достижения высокой стабильности и линейности фазовых жидкокристаллических пространственно-временны́х модуляторов света, широко применяемых для оптической реконструкции дифракционных оптических элементов, в том числе голограмм. В современных пространственно-временны́х модуляторах света высокого разрешения используется цифровая схема адресации сигналов, что приводит к флуктуациям фазового сдвига в течение кадра. Для современного фазового жидкокристаллического пространственно-временно́го модулятора света высокого разрешения Santec SLM-200 измерены зависимости фазового сдвига от уровня адресуемого сигнала и времени от начала кадра. С помощью модулятора света Santec SLM-200 выполнена оптическая реконструкция изображений с дифракционных элементов разного типа, оценена их дифракционная эффективность и качество реконструированных изображений. Получены значения дифракционной эффективности в диапазоне 3–10 %, наблюдается резкое падение яркости реконструированных изображений при удалении от оптической оси в плоскости реконструкции.

 

Phase liquid crystal (LC) spatial light modulators (SLM) are widely used for optical reconstruction of diffraction optical elements, including holograms. For this purpose high stability and linearity of phase response of SLM is required. In modern high resolution SLM digital signal addressing scheme which leads to emergence of effect of phase shift fluctuations during frame time is applied. In this paper measurements of character and peculiarities of modulation of phase shift of modern high-resolution LC SLM Santec SLM-200 were performed. Optical reconstruction of images from diffraction elements of different types was carried out, the quality of reconstruction and diffraction efficiency were assessed.

фазовый жидкокристаллический пространственно-временно́ й модулятор света (ЖК ПВМС)флуктуации фазыдифракционные оптические элементыголограммыкиноформыдифракционная эффективностьphase liquid crystal spatial light modulators (LC SLM)phase fluctuationsdiffractive optical elementshologramskinoformsdiffraction efficiencyReferencesLalor M. J., Diff ractive Optics for Industrial and Commercial Applications, ed. Turunen J., Wyrowski F., Berlin, Akademie Verlag, 1997, 426 p.Lalor M. J., Diff ractive Optics for Industrial and Commercial Applications, ed. Turunen J., Wyrowski F., Berlin, Akademie Verlag, 1997, 426 p.Wu S. T., Yang D. K., Refl ective Liquid Crystal Displays, ed. Wu S. T., Chichester, John Wiley and Sons Inc., 2005, 335 p.Wu S. T., Yang D. K., Refl ective Liquid Crystal Displays, ed. Wu S. T., Chichester, John Wiley and Sons Inc., 2005, 335 p.Котова С. П., Майорова А. М., Самагин С. А. Возможность формирования двухлепестковых вихревых световых полей с помощью модифицированного ЖК фокусатора // Оптика и спектроскопия. 2019. Т. 126. № 1. С. 18–23. https://doi.org/10.21883/OS.2019.01.47047.256-18Kotova S. P., Maiorova A. M., Samagin S. A., Optics and Spectroscopy. 2019, vol. 126, no 1, pp. 10–15. https://doi.org/10.1134/S0030400X19010089Schnars U., Jueptner W., Digital holography: Digital hologram recording, numerical reconstruction, and related techniques, Berlin-Heidelberg, Springer-Verlag, 2005, 164 p.Schnars U., Jueptner W., Digital holography: Digital hologram recording, numerical reconstruction, and related techniques, Berlin-Heidelberg, Springer-Verlag, 2005, 164 p.Zwick S., Haist T., Warber M., Osten W., Appl. Opt., 2010, vol. 49, no. 25, pp. F47–F58. https://doi.org/10.1364/AO.49.000F47Zwick S., Haist T., Warber M., Osten W., Appl. Opt., 2010, vol. 49, no. 25, pp. F47–F58. https://doi.org/10.1364/AO.49.000F47Evtikhiev N. N., Starikov S. N., Cheryomkhin P. A., Krasnov V. V., Rodin V. G., Proc. SPIE, 2012, vol. 8429, pp. 84291M. https://doi.org/10.1117/12.922612Evtikhiev N. N., Starikov S. N., Cheryomkhin P. A., Krasnov V. V., Rodin V. G., Proc. SPIE, 2012, vol. 8429, pp. 84291M. https://doi.org/10.1117/12.922612Hermerschmidt A., Osten S., Krüger S., Blümel T., Proc. SPIE, 2007, vol. 6584, p. 65840E. https://doi.org/10.1007/b138284Hermerschmidt A., Osten S., Krüger S., Blümel T., Proc. SPIE, 2007, vol. 6584, p. 65840E. https://doi.org/10.1007/b138284Бондарева А. П., Евтихиев Н. Н., Краснов В. В., Стариков С. Н. Применение фазового модулятора света в схеме оптического кодирования изображений с пространственно-некогерентным освещением // Известия вузов. Радиофизика. 2014. Т. 57. № 8-9. С. 693–701.Bondareva A. P., Evtikhiev N. N., Krasnov V. V., Starikov S. N., Radiophys. Quantum Electron. 2015, vol. 57, no. 8-9, pp. 619–626. https://doi.org/10.1007/s11141-015-9547-8Javidi B., Carnicer A., Yamaguchi M., J. Opt., 2016, vol. 18, pp. 083001. https://doi.org/10.1088/2040-8978/18/8/083001Javidi B., Carnicer A., Yamaguchi M., J. Opt., 2016, vol. 18, pp. 083001. https://doi.org/10.1088/2040-8978/18/8/083001Dou S., Shen X., Zhou B., Wang L., Lin C., Opt. Laser Technol., 2019, vol. 112, pp. 56–64. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2018.11.004Dou S., Shen X., Zhou B., Wang L., Lin C., Opt. Laser Technol., 2019, vol. 112, pp. 56–64. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2018.11.004Peng X., Zhang P., Cai L., Proc. SPIE, 2004, vol. 115, pp. 420–426. https://doi.org/10.1117/12.571875Peng X., Zhang P., Cai L., Proc. SPIE, 2004, vol. 115, pp. 420–426. https://doi.org/10.1117/12.571875Cheremkhin P. A., Evtikhiev N. N., Krasnov V. V. et al., Laser Phys. Lett., 2020, vol. 17, pp. 025204. https://doi.org/10.1088/1612-202X/ab644cCheremkhin P. A., Evtikhiev N. N., Krasnov V. V. et al., Laser Phys. Lett., 2020, vol. 17, pp. 025204. https://doi.org/10.1088/1612-202X/ab644cJaramillo-Osorio A., Barrera-Ramírez J. F., Mira-Agudelo A. et al., J. Opt., 2020, vol. 22, pp. 035702. https://doi.org/10.1088/2040-8986/ab68f0Jaramillo-Osorio A., Barrera-Ramírez J. F., Mira-Agudelo A. et al., J. Opt., 2020, vol. 22, pp. 035702. https://doi.org/10.1134/S0030400X19100230Ручка П. А., Вереникина Н. М., Гриценко И. В. и др. Аппаратно-алгоритмическое обеспечение корреляционного детектирования в голографических датчиках волнового фронта // Оптика и спектроскопия. 2019. Т. 127. № 4. С. 563–569. https://doi.org/10.21883/OS.2019.10.48358.172-19Ruchka P. A., Verenikina N. M., Gritsenko I. V. et al., Opt. Spectrosc., 2019, vol. 127, no. 4, pp. 563–569. https://doi.org/10.1134/S0030400X19100230Cheremkhin P. A., Evtikhiev N. N., Krasnov V. V. et. al., Proc. SPIE, 2014, vol. 9006, pp. 900615. https://doi.org/10.1117/12.2037569Cheremkhin P. A., Evtikhiev N. N., Krasnov V. V. et. al., Proc. SPIE, 2014, vol. 9006, pp. 900615. https://doi.org/10.1117/12.2037569Goncharov D. S., Krasnov V. V., Ponomarev N. M., Starikov R. S., Proc. SPIE, 2018, vol. 10558, pp. 105580Y. https://doi.org/10.1117/12.2290043Goncharov D. S., Krasnov V. V., Ponomarev N. M., Starikov R. S., Proc. SPIE, 2018, vol. 10558, pp. 105580Y. https://doi.org/10.1117/12.2290043Пнев А. Б., Борисова А. В., Денисова Я. А. и др. Минимизация погрешности измерения фазовых шумов узкополосного лазера c помощью интерферометра Маха-Цендера на основе волокна с сохранением поляризации // Измерительная техника. 2018. № 5. С. 37–42. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2018-5-37-42Pnev A. B., Borisova A. V., Denisova Y. A. et al., Measurement Techniques, 2018, vol. 6 1, no. 5, pp. 467–473. https://doi.org/10.1007/s11018-018-1453-yГончаров Д. С., Евтихиев Н. Н., Краснов В. В. и др. Влияние дополнительной фазовой модуляции амплитудных жидкокристаллических ПВМС на характеристики распознавания изображений в инвариантном оптико-цифровом корреляторе // Компьютерная оптика. 2019. Т. 43. № 2. С. 200–208. https://doi.org/10.18287/2412-6179-2019-43-2-200-208Goncharov D. S., Evtikhiev N. N., Krasnov V. V. et al., Comput. Opt., 2019, vol. 43, pp. 200–208. https://doi.org/10.18287/2412-6179-2019-43-2-200-208Cheremkhin P. A., Evtikhiev N. N., Krasnov V. V. et al., Proc. SPIE, 2016, vol. 9889, pp. 98891M. https://doi.org/10.1117/12.2227767Cheremkhin P. A., Evtikhiev N. N., Krasnov V. V. et al., Proc. SPIE, 2016, vol. 9889, pp. 98891M. https://doi.org/10.1117/12.2227767

The authors declare that there are no conflicts of interest present.