一种基于空间光调制器的光切换系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及非机械式光切换技术，更具体地说，本发明涉及一种与偏振无关的光 切换技术。
【背景技术】
[0002] 光切换系统是一种对单色光进行切换的光学系统，其在光网络和信息显示等领域 有广泛应用前景。传统的光切换系统通常使用旋转式的机械部件配合滤光片来实现，存在 结构复杂、不易调制等问题。非机械式的光切换系统例如液体光切换器，一般是基于介电力 效应来控制染色液滴来实现，具有响应时间快、工作电压低等优点，但是由于介电力本身比 较微弱，所以基于介电力效应的液体光切换器尺寸较小，严重限制了其应用范围，加之液体 器件自身的损耗等影响，难以满足长久的使用。
[0003] 近年来，空间光调制器（SLM)以其可编程性、体积小、响应时间快等独特的优势受 到广泛的关注，被广泛应用于光学测量、模式识别、条纹投影、全息以及动态显示中。基于空 间光调制器的光学系统不仅结构简单、控制迅速、插损小，而且具有与信号光偏振态无关等 优势。
【发明内容】
[0004] 本发明提出一种基于空间光调制器的光切换系统。如附图1所示，该光切换系统 包括光源I、光源II、偏振分光棱镜（PBS)I、非偏振分光棱镜（NPBS)、SLM、PBSII、CCDI和 CCDII，其中PBSI、NPBS、SLM平行放在同一水平面上，PBSII位于NPBS的反射光方向，CCDI 位于PBSII出射光的方向，CCDII位于PBSII的反射光的方向，光源I通过PBSI和NPBS后 照射SLM的上半区域，光源II照射SLM的下半区域。
[0005] 附图1为该光切换系统的示意图。光源I和光源II照射PBSI，S光被PBSI反射 出去，光直接经过PBSI和NPBS后照射在SLM上。当在SLM上不加载灰度图时，光由SLM 反射到NPBS并经过PBSII，此时(XDI接收到光源I和光源II的光，而(XDII接收不到 光。当在SLM上加载相应的灰度图，如附图2所示，使两个光源分别产生#的相移时，光 经过SLM后将变成s光，此时(XDI接收不到光，而(XDII接收到光源I和光源II的s光。 当在SLM上给光源I照射的区域不加载灰度图，而给光源II照射的区域加载#相移的灰 度图时，光源I经过SLM后是光，光源II经过SLM后变成了s光，此时(XDI接收到光源 I的光，而(XDII接收到光源II的s光。同理，当在SLM上给光源I照射的区域加载V 相移的灰度图，而给光源II照射的区域不加载灰度图时，光源I经过SLM后是s光，光源II 经过SLM后变成了 光，此时(XDI接收到光源II的光，而(XDII接收到光源I的s光。 附图3是该光切换系统的切换示意图。因此，该光切换系统能够实现光切换的功能。
[0006] 优选地，PBSI和PBSII相同，长 25mm且30mm，光谱范围4彡450nm且 7〇〇nm〇
[0007] 优选地，SLM的调制类型为纯相位型调制，其相面尺寸长砵彡15mm且25mm， 宽成多8mm且25mm。
[0008] 优选地，光源I和光源II为两种不同颜色的可见光，光源I的波长七彡450nm且 A彡700nm，光源II的波长冬彡450nm且冬彡700nm，光源I和光源II分别照射SLM 面板的二分之一区域。
[0009] 优选地，NPBS和PBS的大小相同，PBSI、NPBS和SLM处于同一直线并垂直放在水 平面上，PBSII位于NPBS反射光的方向。
[0010] 优选地，光源I的#相位调制灰度图和光源II的#相位调制灰度图的计算方法 如下所示：如附图4所示，首先用等倾干涉法测试SLM对波长为A的光波相位调制范围， 激光器发出的光经过滤波器扩束滤波，再经准直透镜得到准直光后，入射到NPBS。NPBS将 光束分成两束，一束入射到反射镜上，另一束入射到SLM上。SLM反射回来的光束与反射镜 反射回来的光束在光路中发生等倾干涉，在SLM上加载不同的灰度图像，可以得到不同的 干涉条纹，从而计算出波长为A的光波相位调制范围。同理，可以计算出波长记为冬的 光源II的相位调制范围。因此，可以得到光源I的#相位调制灰度图和光源II的#相 位调制灰度图，附图4是测试SLM相位调制范围的示意图。
【附图说明】
[0011] 附图1为一种基于空间光调制器的光切换系统的示意图。
[0012] 附图2为加载到SLM上的灰度示意图。
[0013] 附图3为当在SLM上加载不同相移量的灰度图时，光切换的示意图。
[0014] 附图4为测试SLM相位调制范围的不意图。
[0015] 上述各附图中的图示标号为： 1 光源 1、2 光源II、3PBSI、4NPBS、5SLM、6PBSII、7CCDI、8CCD II、9滤波器、10准直透镜、11反射镜。
[0016] 应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。
【具体实施方式】
[0017] 下面详细说明本发明提出的一种基于空间光调制器的光切换系统的实施例，对本 发明进行进一步的描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于本发明做进一步的说明， 不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述
【发明内容】
对本发明做 出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
[0018] 本发明的一个实施例为，光源I为波长为514nm的绿色信号光，光源II为波长为 632nm的红色信号光，PBSI、NPBS和PBSII的长均为25. 4mm，SLM为相位型SLM，相面长为 15. 36mm，宽为8. 64mm。当在SLM上不加载灰度图时，绿色信号光和红色信号光的分量经 过NPBS和SLM后直接通过PBSII，此时(XDI接收到红光和绿光，而(XDII接收不到光。当 在SLM上分别给两个光加载#相移的灰度图时，绿色信号光和红色信号光的分量经过 SLM后将变成s光，此时(XDI接收不到光，而(XDII接收到红光和绿光。当在SLM上给光源 I照射的区域不加载灰度图，而给光源II照射的区域加载#相移的灰度图时，光源I经过 SLM后是光，光源II经过SLM后变成了s光，此时(XDI接收到绿色光，而(XDII接收到红 色光。同理，当在SLM上给光源I照射的区域加载#相移的灰度图，而给光源II照射的区 域不加载灰度图时，光源I经过SLM后变成了s光，光源II经过SLM后为/7光，此时(XDI接收到红色光，而(XDII接收到绿色光。通过改变加载到SLM上的灰度图，可以实现一定的 相位延迟，从而实现对光偏振特性的调制。因此，该系统可以实现光切换的功能。
【主权项】
1. 一种基于空间光调制器的光切换系统，包括：光源I、光源II、偏振分光棱镜（PBS)I、 非偏振分光棱镜（^85)、511^8511、0：01和0：011，其中口851、^85、5111平行放在同一水 平面上，PBSII位于NPBS的反射光方向，CCDI位于PBSII出射光的方向，CCDII位于PBSII 的反射光的方向，光源I通过PBSI和NPBS后照射SLM的上半区域，光源II照射SLM的下 半区域，当改变加载到SLM上的灰度图时，可W产生一定的相位延迟，从而改变光的偏振状 态，实现光切换的功能。
2. 根据权利要求1所述的一种基于空间光调制器的光切换系统，其特征在于，PBSI和 PBSII相同，长25mm且30mm，光谱范围450皿且700皿，SLM的调制类 型为纯相位型调制，其相面尺寸长日臟且25mm，宽8mm且25mm。
3. 根据权利要求1所述的一种基于空间光调制器的光切换系统，其特征在于，光源I和 光源II为两种不同颜色的可见光，光源I的波长450皿且700皿，光源II的 波长450皿且700皿，光源I和光源II分别照射SLM面板的二分之一区域。
4. 根据权利要求1所述的一种基于空间光调制器的光切换系统，其特征在于，NPBS和 PBSI的大小相同，PBSI、NPBS和SLM处于同一直线并垂直放在水平面上，PBSII位于NPBS 反射光的方向。
5. 根据权利要求1所述的一种基于空间光调制器的光切换系统，其特征在于，光源I 的W相位调制灰度图和光源II的W相位调制灰度图的计算方法为；首先用等倾干设法测 试SLM对波长为J1的光波相位调制范围，激光器发出的光经过滤波器扩束滤波，再经准直 透镜得到准直光后，入射到NPBS ;NPBS将光束分成两束，一束入射到反射镜上，另一束入射 到SLM上，SLM反射回来的光束与反射镜反射回来的光束在光路中发生等倾干设，在SLM上 加载不同的灰度图像，可W得到不同的干设条纹，从而计算出波长为的光波相位调制范 围，同理，可W计算出波长记为^2的光源n的相位调制范围，因此，可W得到光源I的W 相位调制灰度图和光源II的W相位调制灰度图。
【专利摘要】本发明提出一种基于空间光调制器的光切换系统。该光切换系统包括光源I、光源II、偏振分光棱镜（PBS）I、非偏振分光棱镜（NPBS）、SLM、PBSII、CCDI和CCDII，其中PBSI、NPBS、SLM平行放在同一水平面上，PBSII位于NPBS的反射光方向，CCDI位于PBSII出射光的方向，CCDII位于PBSII的反射光的方向，光源I通过PBSI和NPBS后照射SLM的上半区域，光源II照射SLM的下半区域，该光切换系统可以实现光切换的功能，且与偏振状态无关。
【IPC分类】G02B27-28
【公开号】CN104536147
【申请号】CN201510008864
【发明人】王琼华, 王迪, 刘超
【申请人】四川大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月8日