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上海光机所空间光调制器定标研究取得进展

近日，中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室张军勇课题组联合上海瑞立柯信息技术有限公司，采用化零级背景为信号光的新理念，针对空间光调制器提出一类全新的单光路绝对定标方法。该方法简捷有效，具有较高精度，采用的理念还可推广应用于其他测量方案。

空间光调制器是指在主动控制下，它可以通过液晶分子调制光场的某个参量，例如通过调制光场的振幅，通过折射率调制相位，通过偏振面的旋转调制偏振态，或是实现非相干——相干光的转换，从而将一定的信息写入光波中，达到光波调制的目的。它可以方便地将信息加载到一维或二维的光场中，利用光的宽带宽，多通道并行处理等优点对加载的信息进行快速处理。它是构成实时光学信息处理、光互连、光计算等系统的核心器件。

空间光调制器的定标通常利用干涉场的条纹移动来量化驱动电压和位相调制能力之间的关系，但干涉需要多光路实现记录。多光路干涉系统抗外界环境干扰的能力较差，易造成较大的测量误差，低的定标精度制约了空间光调制器在高端应用场景的功能发挥。规避多光路干涉的另一个方案是共光路的自干涉结构，即通过加载多个波面实现在探测面上的自干涉记录，同时保留了传统定标中对条纹图的处理算法。但空间光调制器作为一类衍射元件，天然存在的零级背景光会降低自干涉图的信噪比，降低空间光调制器的定标精度。

光学测量是光电技术与机械测量结合的高科技。借用计算机技术，可以实现快速，准确的测量。方便记录，存储，打印，查询等等功能。

据介绍，光学测量主要应用在现代工业检测，主要检测产品的形位公差以及数值孔径等是否合格，主要应用的行业领域有：金属制品加工业、模具、塑胶、五金、齿轮、手机等行业的检测，以及工业界的产品开发、模具设计、手扳制作、原版雕刻、RP快速成型、电路检测等领域。 主要仪器表现为：二次元、工具显微镜、光学影像测量仪、光学影像投影仪、三次元、三坐标测量机、三维激光抄数机等 除此之外非接触检测技术的应用在机械制造行业中，为了使机加工的产品能达到设计精度和质量要求。

针对以上问题，该研究将零级背景光转化成信号光使用。这一新理念不仅保留了标准条纹法的优点，还实现了自干涉单光路结构的光学功能，评审专家认为该方法简单易实施。定标方案一方面利用了大小圆的衍射斑差异，另一方面规避了自干涉光路低信噪比的缺点。基于该方法，科研人员对相关公司提供的位相型空间光调制器实施了标定操作，并与其它常规的标定方法进行了多轮对比验证。结果表明，该空间光调制器定标方案相比于现有方法更加简捷有效，且精度更高。此外，该理念可以推广应用于其他测量方案，为光学测量领域相关研究拓展了新思路。

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