空間光変調器とは何ですか?

空間光変調器とは、能動制御により液晶分子を介して光場のいくつかのパラメータを変調するものであり、例えば光場の振幅変調、屈折率による位相変調、偏光面の回転による偏光状態変調、あるいはインコヒーレント光とコヒーレント光との変換を実現することで、光波に特定の情報を書き込むことで光波変調の目的を達成します。1次元または2次元の光場に情報を容易にロードでき、広帯域光、マルチチャネル並列処理などの利点を活かして、ロードされた情報を高速に処理します。リアルタイム光情報処理、光相互接続、光コンピューティングなどのシステムの中核コンポーネントです。

空間光変調器の動作原理

一般的に、空間光変調器は、空間に1次元または2次元アレイ状に配置された多数の独立したユニットで構成されています。各ユニットは独立して光信号または電気信号の制御を受け取り、信号に応じて自身の光学特性を変化させることで、照射された光波を変調します。このようなデバイスは、空間における光分布の振幅または強度、位相、偏光状態、波長を変化させたり、電気的駆動信号などの時間的に変化する信号制御によって、インコヒーレント光をコヒーレント光に変換したりすることができます。この特性により、リアルタイム光情報処理、光計算、光ニューラルネットワークシステムなどの構成ユニットまたはキーデバイスとして利用できます。

空間光変調器は、光の読み取りモードの違いにより、反射型と透過型に分けられます。入力制御信号の違いにより、光アドレス方式（OA-SLM）と電気アドレス方式（EA-SLM）に分けられます。

空間光変調器の応用

液晶ライトバルブは光と光を直接変換する技術を採用しており、高効率、低消費電力、高速、高品質を特徴としています。光コンピューティング、パターン認識、情報処理、ディスプレイなどの分野で幅広く利用でき、幅広い応用可能性を秘めています。

空間光変調器は、リアルタイム光情報処理、補償光学、光計算といった現代の光学分野における重要なデバイスです。空間光変調器の性能は、これらの分野の実用的価値と発展の見通しを大きく左右します。

主な用途は、イメージングと投影、ビーム分割、レーザービーム成形、コヒーレント波面変調、位相変調、光ピンセット、ホログラフィック投影、レーザーパルス成形などです。