滨松空间光调制器LCOS-SLM与某品牌的对比

目前市面上的空间光调制器LCOS-SLM产品中，滨松LCOS在高端市场中以更优秀的性能赢得了众多用户的好评——高线性度、高光利用率、高衍射效率，等等。下面，就高端领域比较常见的产品，进行一下参数对比。

一、光利用率(反射率)

为了提高光的利用率，在调制的过程中将光能的损失降到最低，滨松的LCOS产品均为反射式。这里光利用率就定义为光经过LCOS液晶面反射的反射率。定义为：平均反射光强占入射光强的百分比。

滨松可以提供355nm-1550nm范围内的OEM定制产品，我们可以为您专门优化您应用中需要用到的波长。另外，有些品牌将反射率称为“零级衍射效率”，这其实是一回事，不要把“零级衍射效率/光利用率/反射率”与“一级衍射效率”混淆。

对比总结：对于会用到弱光或光能损失不能太高的领域，如冷原子、量子通信、光镊等，反射率是一个比较重要的参数。

二、一级衍射效率

一级衍射效率才是LCOS真正的“衍射效率”，是通过加载闪耀光栅(将LCOS作为光栅使用)时，一级衍射光的能量占零级衍射光能量的百分比来定义的。

由于客户光路中的损失，该结果可能低于标称值，不可作为参数依据，只能说明对比效果(两个品牌使用同样的光路，光能损失相同)

对比总结：一级衍射效率体现了SLM的调制能力/调制精度，对于一切要求高精度调制的科研应用都是一个重要参数;尤其对于全息成像、全息点阵加工(包括三维点阵加工)、量子通信等结合光栅的应用至关重要。

三、线性度

相位调制的线性度在光调制的精度方面是一个至关重要的参数，而滨松致力于追求等高精度的调制，在线性度方面做到了行业顶级。线性度体现了SLM的调制能力/调制精度，对于一切要求高精度调制的科研应用都是一个重要参数，包括但不限于量子通信、激光机工、全息、光镊、脉冲整形等。

滨松针对没各波长都有相应的线性度LUT，使用灵活方便，不存在中心波长。某品牌在常用的0-2π范围内线性度很差。 线性度的好坏影响到两个方面，一个是调制的精度，也就是影响到光斑的质量，例如下图对于一阶涡旋光的调制，线性度差就会导致光斑奇点形状不圆。

另一方面就是使用的方便性，线性度差的SLM需要用户手动进行LUT定标，需要额外的工作才能使用SLM，而滨松良好的线性度便为用户省去了这个步骤，使操作更为便捷。

四、稳定性

在光调制的精度方面还有一个重要参数是相位的稳定性。因为LCOS是通过交流电来驱动的，所以输出光会随着驱动频率而浮动，下图是-04型号的相位浮动范围。

其中X10468和X13267系列的驱动频率是240Hz(SVGA)，稳定性在±0.01π以内;而X13138系列的驱动频率是120Hz(SXGA)，虽然比SVGA驱动的两个系列稍差一些，但也能维持在±0.03π以内。

五、光阈值

LCOS是不能照射超过阈值的光的，如果超过阈值光强，则会发生损伤，轻则线性度下降，重则液晶层融化。

滨松LCOS的光阈值在同类产品中属于较高的水平，具体值由于型号、波长、用户使用的光源类型不同会有很大差异，请参考SLM可承受最大光强阈值表。对于需要强光的应用，例如激光加工，SLM的光强阈值是一个决定性的参数。

六、分辨率

表面上看，滨松的分辨率要比某品牌低很多，但是从绝大多数激光器发出的光斑是高斯分布的圆斑的角度来考虑，可调制光斑的有效像素数并没有明显差异。

另外，虽然某品牌分辨率高，但是由于其影响调制精度的各项参数均较低，导致高阶时光斑质量差，用户无法使用，例如高阶涡旋光滨松文献中现在可以做到l=360, 某品牌只能做到300。

七、芯片自研，可定制

除了不可定制之外，非自主研发生产的芯片还受限于各项参数的影响，性能上大打折扣。例如某品牌所使用的某供应商芯片因为没有介质膜而反射率低、光阈值弱。

审核编辑 黄宇