第25卷第10期 物理实验 2005年10月 PHYSICS EXPERIMEN TA TION 读出光光源对液晶光阀实验的影响 孙雷,陈少文,马秀芳 (复旦大学物理系,上海200433) 摘要液晶光阀实验中一般是用带布氏窗的HeNe激光器作为读出光光源,本文分析了普通HcNe激光、半导体 激光、卤素灯等常见光源在液晶光阀实验中应用的可能性和各自特点并进行了实验验证 关键词:液晶光阀;光源;偏振分光棱镜 中图分类号:O4-33;TN141.9文献标识码:A文章编号:1005-4642(2005)10004504 1引言 子的排列状态决定,可以通过调整加在液晶盒上 的电压和写入光强来控制液晶分子的排列,由此 液晶光阀( Liquid Crystal Light valve,实现了对光的偏振态控制.为了将光偏振态的改 LCLV)是一种重要的空间光调制器,广泛应用于变转变成可见的光强的改变,需要进入液晶光阀 大屏幕投影显示、非相干光与相干光图像的转化、的读出光为线偏振光,这样在读出端放置一偏振 光学信息处理、图像波长变换、红外导弹跟踪模方向与进入液晶光阀的读出光的偏振方向平行或 拟、文字与图像的相关识别等领域.目前国内 垂直的偏振片,就可以将光偏振态的改变转换成 些高校已经开设的液晶光阀实验,主要涉及弱光可见的光强的改变,显示出写入的图像 图像放大、非相干光与相干光图像的转化、实时图 通常的实验光路如图2所示,偏振分光棱镜 像微分、图像实时反转、光学傅立叶变换等内容,在这里既起偏(使得进入液晶光阀的读出光为线 实验中几乎都是使用带布氏窗的HeNe激光器偏振光)又检偏(将光偏振态的改变转变成可见的 作为读出光光源.本文将分析液晶光阀实验对读光强的改变).光线入射偏振分光棱镜时,s光接 出光光源的要求,从而讨论各种光源在实验中应近全反射,p光几乎全部透射,消光比rp/T> 用的可能性 500∶1,能够很好的实现起偏和检偏.但是偏振 2液晶光阀实验对光源的要求 分光棱镜要求入射光的入射角为0°±2°,而且只 能在一定波长范围内实现偏振分光(一般使用的 液晶光阀是利用液晶的光学特性而制作的空 间光调制器,其结构如图1所示.当一束线偏振 光通过此液晶盒时,出射光的偏振态将由液晶分 ● 透明导电膜反射镜光电导层 透明图片图样 玻璃基板 液晶光阀 偏振分光棱 透明图片 玻璃基板液晶层阻隔层透明导电膜 m 图1液晶光阀结构 图2液晶光阀实验光路图 收稿日期:2005-0426 作者简介:孙雷(1984·),男,云南人,复旦大学物理系2002级本科生 指导导师:马秀芳(1946-),女,上海人,复旦大学物理系副教授,从事物理实验教学 2 01995-2006 Tsinghua Tong/ang Oplical Disc Co, Ltd. All rights reserved.第 25 卷 第 10 期 2005 年 10 月 物 理 实 验 PH YSICS EXPERIMEN TA TION Vol. 25 No. 10 Oct. ,2005 收稿日期 :2005204226 作者简介 :孙 雷(1984 - ) ,男 ,云南人 ,复旦大学物理系 2002 级本科生. 指导导师 :马秀芳(1946 - ) ,女 ,上海人 ,复旦大学物理系副教授 ,从事物理实验教学. 读出光光源对液晶光阀实验的影响 孙 雷 ,陈少文 ,马秀芳 (复旦大学 物理系 ,上海 200433) 摘 要 :液晶光阀实验中一般是用带布氏窗的 He2Ne 激光器作为读出光光源 ,本文分析了普通 He2Ne 激光、半导体 激光、卤素灯等常见光源在液晶光阀实验中应用的可能性和各自特点并进行了实验验证. 关键词 :液晶光阀 ;光源 ;偏振分光棱镜 中图分类号 :O4233 ; TN141. 9 文献标识码 :A 文章编号 :100524642 (2005) 1020045204 1 引 言 液 晶 光 阀 ( Liquid Crystal Light Valve , LCLV) 是一种重要的空间光调制器 ,广泛应用于 大屏幕投影显示、非相干光与相干光图像的转化、 光学信息处理、图像波长变换、红外导弹跟踪模 拟、文字与图像的相关识别等领域. 目前国内一 些高校已经开设的液晶光阀实验 ,主要涉及弱光 图像放大、非相干光与相干光图像的转化、实时图 像微分、图像实时反转、光学傅立叶变换等内容 , 实验中几乎都是使用带布氏窗的 He2Ne 激光器 作为读出光光源. 本文将分析液晶光阀实验对读 出光光源的要求 ,从而讨论各种光源在实验中应 用的可能性. 2 液晶光阀实验对光源的要求 液晶光阀是利用液晶的光学特性而制作的空 间光调制器 ,其结构如图 1 所示. 当一束线偏振 光通过此液晶盒时 , 出射光的偏振态将由液晶分 图 1 液晶光阀结构 子的排列状态决定 ,可以通过调整加在液晶盒上 的电压和写入光强来控制液晶分子的排列 ,由此 实现了对光的偏振态控制. 为了将光偏振态的改 变转变成可见的光强的改变 ,需要进入液晶光阀 的读出光为线偏振光 ,这样在读出端放置一偏振 方向与进入液晶光阀的读出光的偏振方向平行或 垂直的偏振片 ,就可以将光偏振态的改变转换成 可见的光强的改变 ,显示出写入的图像. 通常的实验光路如图 2 所示. 偏振分光棱镜 在这里既起偏(使得进入液晶光阀的读出光为线 偏振光) 又检偏(将光偏振态的改变转变成可见的 光强的改变) . 光线入射偏振分光棱镜时 ,s 光接 近全反射 ,p 光几乎全部透射 ,消光比 Tp / Ts > 500 ∶1 ,能够很好的实现起偏和检偏. 但是偏振 分光棱镜要求入射光的入射角为 0°±2°,而且只 能在一定波长范围内实现偏振分光 (一般使用的 图 2 液晶光阀实验光路图 © 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved