硅基液晶芯片即LCOS是一种空间光调制器。它利用液晶的电控双折射现象，在驱动电压下折射率连续变化，实现对入射光的相位调制。但由于液晶的一些特性，驱动电压改变量和相位改变量是非线性关系，实际使用中需要测量并确定相位调制特性曲线。现介绍一种相位分析方法——白光干涉法，来确定LCOS芯片的相位调制特性曲线。
LCOS芯片的一种相位分析方法简介——白光干涉法
硅基液晶芯片即LCOS是一种空间光调制器。它利用液晶的电控双折射现象，在驱动电压下折射率连续变化，实现对入射光的相位调制。但由于液晶的一些特性，驱动电压改变量和相位改变量是非线性关系，实际使用中需要测量并确定相位调制特性曲线。现介绍一种相位分析方法——白光干涉法，来确定LCOS芯片的相位调制特性曲线。
白光干涉法采用迈克尔孙干涉仪的结构，在参考镜前设置补偿玻璃板（同LCOS芯片前的玻璃板），消除对光路的影响，从而使参考光和反射光达成白光干涉条件。分析干涉图可得到LCOS芯片的相位轮廓，进而分析相位调制的特性曲线。
上图为白光干涉法的装置示意图。白光由确定中心波长的卤钨灯发射，经毛玻璃散射。然后由线偏振片获得与LCOS液晶指向矢平行的偏振方向。然后分束镜将透射光分为两路，一路光反射到参考镜经过补偿玻璃板，再原路返回。另一路光透射后在LCOS芯片的液晶内经过双折射产生相位延迟，再原路返回。两路光最后再在ccd前叠加，产生白光短路干涉，由CCD记录干涉图样。LCOS装载在压电位移台上，以便调整光程差，进而获得多组干涉图样。根据获得的干涉图组，分析情况获得三维相位轮廓。
调整在LCOS上加载电压，获得从0到255灰度值的图案，（a）图为在LCOS上观测的图像。可得到对应的干涉图样，（b）图为LCOS的干涉图。可看出单张干涉图出现扭曲，说明液晶的相位调制不是线性的。
可在改变光程的步进扫描中获得一组干涉图样，进而计算三维相位轮廓，表征LCOS液晶受电压变量和相位变量的关系。然后可以调整电压变量的增量关系来获得LCOS的灰度值和相位改变量的线性关系。
采用白光干涉，可获得对比度高的干涉条纹，与窄带激光干涉相比，白光干涉可以定位零级条纹，消除2p相位的误差，更精确判断液晶的相位改变量。同时由于精度的提高，此种方法可以实现像素级相位观测。
相关文献：
《基于扫描白光干涉法的LCOS芯片像素级相位分析》作者：屈铭,郑俊杰,李敏,桂聪,宋五洲
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