一种光寻址空间光调制器性能退化的自动补偿系统及方法技术方案

一种光寻址空间光调制器性能退化的自动补偿系统及方法，所述自动补偿系统包括测温模块、控制模块和驱动模块，驱动模块用来调节液晶光阀的驱动电压和光写入模块的光强。通过测温模块测得的液晶光阀温度进行实时反馈，调节液晶光阀的驱动电压和光写入模块的光强，解决了振幅型光寻址空间光调制器在高温下性能退化的问题。激光诱导液晶盒升温后，空间光调制器性能退化，一般表现为透过率随着温升而发生变化，本发明专利技术通过温度实时反馈、液晶光阀驱动电压和光写入模块光强的调整，来实时控制液晶层的电场分布，自动补偿光寻址空间光调制器在温升下的性能退化。温升下的性能退化。温升下的性能退化。

【技术实现步骤摘要】
一种光寻址空间光调制器性能退化的自动补偿系统及方法


[0001]本专利技术涉及光寻址空间光调制器的调控，特别是一种光寻址空间光调制器性能退化的自动补偿系统及方法。

技术介绍

[0002]光寻址空间光调制器是一种可编程的、对光场的空间分布进行整形的器件。因其透射式的结构，透过率可达90％，口径较大等因素，其在光束整形、激光加工等方面有很大的利用价值。
[0003]现有的光寻址空间光调制器包括液晶层和光导层，光导层一般为BSO或BGO等晶体，液晶层与光导层形成串联结构，并加上一定的交流电压，通过调制写入光信号来实现光束的调控。光寻址空间光调制器能对光场的幅度进行调制，在高功率激光装置上有着重要应用，可以实现空间光的强度整形。
[0004]但是，目前光寻址空间光调制器主要应用在单次高功率激光系统或者低辐照功率密度下。在高激光辐照功率密度下，由于激光诱导使光寻址空间光调制器产生热量，热沉积效应会导致光寻址空间光调制器性能退化，随着温度上升而造成空间光调制器无法正常使用。而且，在不同的温升下性能退化程度也不相同，而光寻址空间光调制器性能退化的自动补偿系统可使光寻址空间光调制器在高平均功率激光辐照下正常使用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种光寻址空间光调制器性能退化的自动补偿系统及方法，该系统解决了光寻址空间光调制器在液晶光阀升温后，工作时会产生的性能退化问题。
[0006]本专利技术的技术解决方案如下：
[0007]一种光寻址空间光调制器性能退化的自动补偿系统，其特点在于，包括驱动模块、测温模块和控制模块；所述的驱动模块的输出端分别与所述的寻址空间光调制器的光写入模块和液晶光阀的输入端相连，用于调节光写入模块的电流和液晶光阀的驱动电压；所述的测温模块的输出端连接控制模块的输入端，所述的测温模块用于采集液晶光阀的温度，并反馈给控制模块，所述控制模块的输出端分别与所述的光写入模块和驱动模块相连，用于根据获取的温度数据，控制所述的光写入模块和驱动模块。
[0008]所述的光写入模块的波长为蓝光或紫光，光强可由驱动模块进行调节。
[0009]所述的液晶光阀的一侧基板是光导晶体，可以是BSO(硅酸铋)晶体或者BGO(锗酸铋)，电压可由驱动模块进行调节。
[0010]所述的光导晶体进行照射时，光导晶体的电阻会发生变化。
[0011]所述的测温模块是非接触式测温方式，位于液晶光阀的通光面外侧。
[0012]所述的测温模块的温度可实时反馈到控制模块。
[0013]所述的控制模块可以根据输入的温度数据实时输出对应的参数值到驱动模块。
[0014]所述的驱动模块的参数值可用以调节液晶光阀的驱动电压和光写入模块的电流
大小。
[0015]一种光寻址空间光调制器性能退化的自动补偿方法，其特点在于，该方法包括以下步骤：
[0016]步骤1)构建监测与控制系统：驱动模块、测温模块和控制模块；所述的驱动模块的输出端分别与所述的寻址空间光调制器的光写入模块和液晶光阀的输入端相连，所述的测温模块的输出端连接控制模块的输入端，所述控制模块的输出端分别与所述的光写入模块和驱动模块相连；
[0017]步骤2)构建光路系统：
[0018]光源模块，用于诱导所述的光寻址空间光调制器的液晶光阀升温；
[0019]光强探测模块，用于接收所述的光寻址空间光调制器的光强透过率变化，并反馈到控制模块；
[0020]步骤3)标定：
[0021]步骤3.1)将所述的控制模块加载0至255灰度图中的第0阶图像传输到所述的光写入模块，调整所述的驱动模块上的驱动电压参数，观察的光强探测模块记录的光强数据，使液晶光阀的输出状态能使系统处于全关模式，来确定所述的液晶光阀的补偿电压值；
[0022]步骤3.2)将所述的控制模块加载0至255灰度图中的第255阶图像传输到所述的光写入模块，通过调整所述的驱动模块上的驱动电流参数，观察光强探测模块记录的光强数据，使所述的液晶光阀输出状态能使系统达到最大的透过率，来确定所述的光写入模块的补偿电流值；
[0023]步骤3.3)将所述的驱动模块上的电压和电压设置为测得的补偿值，使所述的控制模块依次加载0至255阶灰度图，光强探测模块依次记录得到的光场强度；
[0024]步骤3.4)所述的控制模块接收所述光强探测模块记录的数据，并对光强数据与灰度阶的关系进行处理，获得空间光调制器校准后的伽马曲线，并存储；
[0025]步骤3.5)所述的控制模块获取并存储所述的测温模块探测的温度值，对应的液晶光阀的补偿电压值、光写入模块的补偿电流值；
[0026]步骤3.6)重复步骤3.1)到3.5)，将不同温度下所述的测温模块的温度值、对应的液晶光阀的补偿电压值、光写入模块的补偿电流值存储到控制模块；
[0027]步骤3.7)将所述的控制模块存储的数据进行处理，使温度与补偿电压值、补偿电压值和伽马曲线建立对应关系，使所述的控制模块能通过测温模块测得的温度实时调整驱动模块的参数值。
[0028]步骤4)补偿：控制模块(5)获取测温模块(4)实时测得的液晶光阀(2)的温度，并根据温度实时输出对应的参数至驱动模块(3)，实现对液晶光阀(2)性能退化的自动补偿。所述的光源模块包括高功率激光器和检偏器，所述的光强探测模块包括检偏器和CCD相机。
[0029]本专利技术的优点和特点是：
[0030]1)光寻址空间光器件因温升导致在0灰度写入信号下其输出光无法处于全黑模式，本专利技术通过调节补偿液晶光阀的驱动电压值，使器件能恢复至全黑模式。同时因电压补偿会引起器件在全开状态下透过率降低，本专利技术通过调节补偿光写入模块的驱动电流值，使器件的透过率能恢复至初始状态。
[0031]2)本专利技术通过校准不同温升下的液晶光阀的驱动电压和光写入模块的驱动电流
值，利用测温模块的温度实时反馈，控制模块实时调整驱动模块的参数值，可自动补偿光寻址空间光调制器的性能退化，工作状态既能处于全黑模式又能保持较高的透过率从而确保高对比度，使光寻址空间光调制器能在高功率激光的辐照下正常运行。
附图说明
[0032]图1是本专利技术光寻址空间光调制器性能退化的自动补偿系统示意图。图中，1
‑
光写入模块，2
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液晶光阀，3
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驱动模块，4
‑
测温模块，5
‑
控制模块。
[0033]图2是本专利技术光寻址空间光调制器性能退化的自动补偿系统实现自动补偿的方法示意图。图中，1
‑
光写入模块，2
‑
液晶光阀，3
‑
驱动模块，4
‑
测温模块，5
‑
控制模块，6
‑
激光光源，7
‑
起偏器，8
‑
检偏器，9
‑
CCD相机。
[0034]图3是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光寻址空间光调制器性能退化的自动补偿系统，其特征在于，包括驱动模块(3)、测温模块(4)和控制模块(5)；所述的驱动模块(3)的输出端分别与所述的寻址空间光调制器的光写入模块(1)和液晶光阀(2)的输入端相连，用于调节光写入模块(1)的电流和液晶光阀(2)的驱动电压；所述的测温模块(4)的输出端连接控制模块(5)的输入端，所述的测温模块(4)用于采集液晶光阀(2)的温度，并反馈给控制模块(5)，所述控制模块(5)的输出端分别与所述的光写入模块(1)和驱动模块(3)相连，用于根据获取的温度数据，控制所述的光写入模块(1)和驱动模块(3)。2.根据权利要求1所述的自动补偿系统，其特征在于，利用激光光源诱导所述的液晶光阀(2)升温，所述的测温模块(4)实时采集液晶光阀(2)的温度反馈给控制模块(5)，控制模块(5)根据温度实时调整驱动模块(3)的参数值，使液晶光阀(2)的性能保持不变。3.根据权利要求1所述的自动补偿系统，其特征在于，所述的测温模块(4)是非接触式测温方式，位于液晶光阀(2)的通光面外侧。4.根据权利要求1或3所述的自动补偿系统，其特征在于所述的测温模块(4)的温度可实时反馈到控制模块(5)。5.根据权利要求1或3所述的自动补偿系统，其特征在于所述的测温模块(4)可以是红外热像仪或热成像模块。6.根据权利要求1所述的自动补偿系统，其特征在于所述的控制模块(5)可以根据输入的温度数据实时输出对应的参数值到驱动模块(3)。7.根据权利要求1所述的自动补偿系统，其特征在于所述的驱动模块(3)的参数值可用以调节液晶光阀(2)的驱动电压和光写入模块(1)的电流大小。8.一种光寻址空间光调制器性能退化的自动补偿方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1)构建监测与控制系统：驱动模块(3)、测温模块(4)和控制模块(5)；所述的驱动模块(3)的输出端分别与所述的寻址空间光调制器的光写入模块(1)和液晶光阀(2)的输入端相连，所述的测温模块(4)的输出端连接控制模块(5)的输入端，所述控制模块(5)的输出端分别与所述的光写入模块(1)和驱动模块(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：范薇，程贺，黄大杰，杜彤耀，邢智博，袁佳佳，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：