700W超高功率空间光调制器

 

2023年11月底，滨松隆重推出了业界首创蓝宝石SLM，将LCOS的平均功率阈值提高到了700 W以上，实测功率密度超过3127 W/cm2。接下来小编以文字版的形式迅速带大家浏览一下最新款LCOS的优势性能。

激光功率密度

强光造成的LCOS不可逆损伤，主要分为以下三种类型：

1、激光能量被LCOS吸收，温度持续上升，产生相位漂移。这种损伤阈值是由激光的平均功率所决定的，可以通过制冷来提高阈值;

2、对于脉冲激光来说，由于单个脉冲的瞬间能量极高，还可能造成另外一种对LCOS的损伤。即LCOS对激光的非线性吸收，会导致温度的急速上升和液晶层的损坏。这个由峰值功率决定阈值;

3、紫外损伤。

以上三种情况都在安全阈值内时，才能保证LCOS不被打坏。

对于脉冲激光，入射激光的峰值功率密度和平均功率密度均需小于阈值。对于CW激光，入射激光的平均功率密度需小于阈值。各型号可承受的平均功率水平请见下表。

上表中，建议光斑直径至少为φ8 mm. 铝反射面功率密度不超过500 mW/cm2;其他类型的光斑直径满足至少扩束到φ8 mm的情况下，按照最高平均功率来判断是否可用。如果无法扩束，或者超过上述最高值，请联系滨松工程师确认。

*因为水冷无法提高峰值功率密度阈值，所以水冷型号和同波段的非水冷型号的峰值功率密度阈值相同。(例如-03CL/R, -03BL/R和-03的峰值功率密度阈值相同。)

基本参数

光利用率

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，介质镜型号的光利用率高达97%以上(参数内全波段)。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。

*上表中，97%的光利用率适用于该型号参数内所有波长，90%以下光利用率的型号，随着波长不同，光利用率变化可能较大。(实际测试波长请联系滨松工程师。)

刷新频率

对于X15213-03CL/CR, 液晶的响应时间，从发出图像信号开始，到液晶调制完成，主要有两个时间，一个是DVI信号的刷新时间，为1/60Hz=16.7ms; 另一个是液晶的响应时间(fall time)。所以随后的刷新频率为：

Standard type = 1/(16.7ms + fall time)

对于X15223-03CL/CR(仅面向OEM客户销售), 使用外触发控制时，刷新频率只跟液晶的fall time有关，因此：

OEM type = 1/(fall time+TTL触发信号的传输时间)

各型号的Fall time见下表：

一级衍射效率

一级衍射效率是LCOS真正的“衍射效率”，是通过加载闪耀光栅时(将LCOS作为光栅使用)一级衍射光的能量占不加光栅时的零级光能量的百分比来定义的。绝大多数应用，使用的都是一级光，所以一级衍射效率越高，调制效率就越高。(但是同样的产品，像元越小，一级衍射效率也会相应变小。所以分辨率和一级衍射效率是两个此消彼长的量。)

图中-03代表-03/-03BL/-03BR/-03CL/-03CR, 其他水冷型号的一级衍射效率和非水冷的同一型号相同。黑色点代表用光栅公式计算出的理论值

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，而滨松致力于追求高精度的调制，在线性度方面做到了行业顶级。且得益于优秀的硬件线性度和出厂自带所有参数内波长的LUT曲线，为用户省去了标定的麻烦，进一步提高了调制精度。

强光下依然保持良好的线性度：

审核编辑 黄宇