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[導(dǎo)讀]廣義的空間光調(diào)制器是指一種新型的光波特性變換/調(diào)制器件;進(jìn)一步而言,是一種可編程、可使光波在時(shí)間及空間上動(dòng)態(tài)改變特性的器件;空間光調(diào)制器是一種將輸入光波信號(hào)根據(jù)控制信號(hào)按某種函數(shù)關(guān)系調(diào)制輸出光信號(hào)的器件。

何為空間光調(diào)制器(Spatial Light Modulator)?

廣義的空間光調(diào)制器是指一種新型的光波特性變換/調(diào)制器件;進(jìn)一步而言,是一種可編程、可使光波在時(shí)間及空間上動(dòng)態(tài)改變特性的器件;空間光調(diào)制器是一種將輸入光波信號(hào)根據(jù)控制信號(hào)按某種函數(shù)關(guān)系調(diào)制輸出光信號(hào)的器件。因此,用數(shù)學(xué)函數(shù)來表達(dá)的話,可如下:

Output(O)=C(x,y,t)*Input(O)

C(x,y,t)為控制信號(hào);Input(O)為輸入光信號(hào),Output(O)為輸出光信號(hào),輸入與輸出光信號(hào)的變化可以是光波振幅、相位、偏振態(tài)、波長、相干性等屬性參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)值,這些參數(shù)的變化能引起光波特征的各種變換。Input和Output之間不同變換意味著SLM實(shí)現(xiàn)了不同的功能。輸入光和輸出光的讀出方式不同,意味著不同的光路形式,主要有透射式和反射式。

公式里控制信號(hào)C的核心參數(shù)包括空間坐標(biāo)x、y和時(shí)間參數(shù)t,其中(x,y)代表空間光調(diào)制器的控制單元,一般稱為“像素”;用戶如何控制每個(gè)像素稱為尋址。尋址方式也有多種,包括電信號(hào)尋址和光信號(hào)尋址;控制信號(hào)即函數(shù)C(x,y,t)的實(shí)現(xiàn)方式根據(jù)器件物理原理不同有很多方式,無論何種方式,總體上都會(huì)以(x,y,t)這些參數(shù)在空間和時(shí)間上的精度、分辨率等來最終判斷產(chǎn)品成熟度,因此,空間光調(diào)制器會(huì)有不同維度、原理類型、分辨率大小的產(chǎn)品,甚至名稱上也會(huì)略有差異,但都屬于上述公式可描述的器件。

總結(jié)一下,記住啦,上面的公式定義了空間光調(diào)制器,只要功能特性符合上述公式的光學(xué)器件你就可以靠上去喊一聲空間光調(diào)制器,大體不會(huì)有錯(cuò)!

空間光調(diào)制器的原理有哪些?

記得控制信號(hào)C(x,y,t)吧,這個(gè)控制信號(hào)的實(shí)現(xiàn)手段有很多種,科研工作者們依然在探求更多的實(shí)現(xiàn)方式。SLM實(shí)現(xiàn)方式不同,決定了空間光調(diào)制器的基礎(chǔ)原理不同?,F(xiàn)實(shí)里可行的方式包括空間形變、熱塑形變、液晶方法、磁變方法、聲光效應(yīng)、利用泡克耳斯效應(yīng)的DPKP/PROM、光折變、微通道板等系列方式。上面有些技術(shù)局限在實(shí)驗(yàn)室研究中,有些已經(jīng)規(guī)?;虡I(yè)應(yīng)用,有些屬于小眾曇花一現(xiàn)。

根據(jù)市場實(shí)際的產(chǎn)品情況,我們選擇兩類產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)介紹,空間形變SLM和液晶SLM,這兩類產(chǎn)品商品化程度高,應(yīng)用場景廣泛。

空間形變SLM的原理

顧名思義,空間形變SLM就是在光波傳輸面上,通過器件單元位移或傾轉(zhuǎn)改變光波的傳播距離(光程差)或角度來實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入光的控制。如下圖所示Z1、Z2就是在光波空間(x,y,t)里使波面(x,y)點(diǎn)的t值不同改變光程差或角度,調(diào)制波面形態(tài)。

空間光調(diào)制器是指在主動(dòng)控制下,它可以通過液晶分子調(diào)制光場的某個(gè)參量,例如通過調(diào)制光場的振幅,通過折射率調(diào)制相位,通過偏振面的旋轉(zhuǎn)調(diào)制偏振態(tài),或是實(shí)現(xiàn)非相干——相干光的轉(zhuǎn)換,從而將一定的信息寫入光波中,達(dá)到光波調(diào)制的目的。它可以方便地將信息加載到一維或二維的光場中,利用光的寬帶寬,多通道并行處理等優(yōu)點(diǎn)對(duì)加載的信息進(jìn)行快速處理。它是構(gòu)成實(shí)時(shí)光學(xué)信息處理、光互連、光計(jì)算等系統(tǒng)的核心器件。

一般地說,空間光調(diào)制器含有許多獨(dú)立單元,他們在空間上排列成一維或二維陣列,每個(gè)單元都可以獨(dú)立地接收光學(xué)信號(hào)或電學(xué)信號(hào)的控制,并按此信號(hào)改變自身的光學(xué)性質(zhì),從而對(duì)照明在其上的光波進(jìn)行調(diào)制。這類器件可在隨時(shí)間變化的電驅(qū)動(dòng)信號(hào)或其他信號(hào)的控制下,改變空間上光分布的振幅或強(qiáng)度、相位、偏振態(tài)以及波長,或者把非相干光轉(zhuǎn)化成相干光。由于它的這種性質(zhì),可作為實(shí)時(shí)光學(xué)信息處理、光計(jì)算和光學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)中構(gòu)造單元或關(guān)鍵的器件??臻g光調(diào)制器一般按照讀出光的讀出方式不同,可以分為反射式和透射式;而按照輸入控制信號(hào)的方式不同又可分為光尋址(OA-SLM)和電尋址(EA-SLM) 。最常見的空間光調(diào)制器是液晶光閥(LCLV。

頻率調(diào)制解調(diào)芯片是什么

頻譜芯片是一種集成電路芯片,可用于測量和分析無線電頻譜中的信號(hào)。頻譜芯片通常由射頻前端和數(shù)字信號(hào)處理器組成,可以提取和處理接收信號(hào)的頻譜信息。以下是頻譜芯片的幾個(gè)主要用途:

1. 無線電頻譜監(jiān)測:頻譜芯片可以用于監(jiān)測無線電頻譜中的信號(hào),例如Wi-Fi、蜂窩通信、衛(wèi)星通信等。通過監(jiān)測無線電頻譜,可以檢測到非法通信、電磁干擾等情況。

2. 信號(hào)分析:頻譜芯片可以用于分析無線電信號(hào)的頻譜特性,例如信號(hào)幅度、頻率、調(diào)制方式等。這對(duì)于無線電研究人員和工程師來說非常有用,可以幫助他們設(shè)計(jì)和優(yōu)化無線電系統(tǒng)。

3. 信號(hào)識(shí)別:頻譜芯片可以用于識(shí)別無線電頻譜中的信號(hào),例如Wi-Fi、蜂窩通信、衛(wèi)星通信等。通過識(shí)別無線電信號(hào),可以幫助用戶選擇最佳的無線電頻段或信道。

4. 無線電定位:頻譜芯片可以用于無線電定位,例如通過分析無線電信號(hào)的到達(dá)時(shí)間差來確定信號(hào)發(fā)射源的位置。

總之,頻譜芯片是一種非常有用的電子元器件,具有廣泛的應(yīng)用前景。

頻率解調(diào)器原理

幅度調(diào)制、相位調(diào)制

頻率調(diào)制的原理

1、它是一種使受調(diào)波瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號(hào)而變的調(diào)制方法。實(shí)現(xiàn)這種調(diào)制方法的電路稱調(diào)頻器,廣泛用于調(diào)頻廣播、電視伴音、微波通信、鎖相電路和掃頻儀等方面。

2、對(duì)調(diào)頻器的基本要求是調(diào)頻頻移大、調(diào)頻特性好、寄生調(diào)幅小。

3、補(bǔ)充:

調(diào)頻,全稱“頻率調(diào)制”。使載波的瞬時(shí)頻率按照所需傳遞信號(hào)的變化規(guī)律而變化的調(diào)制方法。

頻率調(diào)制是什么意思

1.調(diào)幅和調(diào)頻在無線電中是最常見的,調(diào)幅是使高頻載波的頻率隨信號(hào)改變的調(diào)制(AM)。其中,載波信號(hào)的振幅隨著調(diào)制信號(hào)的某種特征的變換而變化。

調(diào)頻是使載波頻率按照調(diào)制信號(hào)改變的調(diào)制(FM)。已調(diào)波頻率變化的大小由調(diào)制信號(hào)的大小決定,變化的周期由調(diào)制信號(hào)的頻率決定調(diào)頻的抗干擾能力強(qiáng),失真小,但服務(wù)半徑小、調(diào)頻比調(diào)幅抗干擾能力強(qiáng)2、調(diào)頻波比調(diào)幅波頻帶寬頻帶寬度與調(diào)制系數(shù)有關(guān),即:調(diào)制系數(shù)大,頻帶寬。

調(diào)頻中常取調(diào)頻系數(shù)大于1,而調(diào)幅系數(shù)是小于1的(大于1就過調(diào)了,會(huì)嚴(yán)重失真),所以,調(diào)頻波的頻帶寬度比調(diào)幅波的頻帶寬度大得多。

因此音質(zhì)要好,音頻的上限可達(dá)10KHZ左右3、調(diào)頻制功率利用率大于調(diào)幅制發(fā)射總功率中,邊頻功率為傳送調(diào)制信號(hào)的有效功率,而邊頻功率與調(diào)制系數(shù)有關(guān),調(diào)制系數(shù)大,邊頻功率大。由于調(diào)頻系數(shù)mf大于調(diào)幅系數(shù)ma,所以,調(diào)頻制的功率利用率比調(diào)幅制高。

4、由于調(diào)頻波比調(diào)幅波頻帶寬,所以也帶來選擇性的問題,所以不適合在射頻的低頻段使用,往往使用100M左右的波段。

在這個(gè)波段的特點(diǎn)直線傳播,因此傳播的半徑相對(duì)小些只知道這些了,好幾個(gè)月沒摸它了,你可以系統(tǒng)的學(xué)學(xué)《高頻電子技術(shù)》

頻率調(diào)制與解調(diào)原理

無線電廣播和電視都是用哪個(gè)波段的無線電波傳播的?

都是靠什么方式傳播的?

目前,調(diào)幅制無線電廣播分做長波、中波和短波三個(gè)大波段,分別由相應(yīng)波段的無線電波傳送信號(hào)。 我國只有中波和短波兩個(gè)大波段的無線電廣播。

中波廣播使用的頻段大致為550kHz-1600kHz,主要靠地波傳播,也伴有部分天波;短波廣播使用的頻段約為2MHz-24MHz,主要靠天波傳播,近距離內(nèi)伴有地波。

調(diào)頻制無線電廣播多用超短波(甚高頻)無線電波傳送信號(hào),使用頻率約為88MHz-108MHz,主要靠空間波傳送信號(hào)。

目前,地面的廣播電視分做VHF(甚高頻或稱米波)和UHF(特高頻或稱分米波)兩個(gè)頻段。

在我國,VHF頻段電視使用的頻率范圍是48.5MHz-3MHz,劃分成1-12頻道,UHF頻段使用的頻率范圍是470MHz-956MHz,劃分成:3-68頻道。

它們基本上都是靠空間波傳播的。

空間光調(diào)制器(簡稱SLM)基于硅基液晶(LCoS)技術(shù)。Thorlabs EXULUS®空間光調(diào)制器使用反射式面板,基本的層級(jí)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

保護(hù)玻璃位于最頂層,一般鍍有增透膜。玻璃底部是透明電極層,而上下對(duì)準(zhǔn)層之間填充液晶,為液晶分子提供相同的初始方向。分子在未施加電壓時(shí)是水平的。面板底部具有相似的特性。兩導(dǎo)電層的區(qū)別是底層具有圖案化的微小獨(dú)立像素,所以每個(gè)電極能被單獨(dú)驅(qū)動(dòng),形成SLM的獨(dú)立像素。

底部的對(duì)準(zhǔn)層和電極層之間有時(shí)還有介質(zhì)層,用于提高特定波長的反射率和功率承受能力。由于面板源自硅基工藝,因此最后一層是硅背板。

施加電壓時(shí),電場反作用于對(duì)準(zhǔn)層預(yù)設(shè)的對(duì)準(zhǔn)方向,使液晶分子旋轉(zhuǎn)。電壓持續(xù)增加時(shí)將變成主導(dǎo)力,最終把所有分子拉到豎直方向。如果減小電壓,對(duì)準(zhǔn)層的錨定力再次開始作用,這時(shí)液晶分子往回旋轉(zhuǎn),并在電壓降為零時(shí)回到水平方向。

SLM面板以像素陣列排布,而且每個(gè)像素都能被單獨(dú)控制。液晶相當(dāng)于延遲器,而分子方向?qū)?yīng)于延遲器的慢軸或相位延遲量。如果入射偏振平行于慢軸,分子方向也和光程相關(guān)。分子水平時(shí)光程最長,分子直立時(shí)光程為最短。因此,反射波前在分子直立區(qū)域的速度比分子水平區(qū)域更快。下圖展示了SLM改變平面波前的效果,此處相差約為一個(gè)波,相當(dāng)于1λ或2π。這也是很多應(yīng)用所需要的相位延遲范圍。

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