张鸿州， 朱智康， 黄 凯， 陆建钢

(上海交通大学 电子信息与电气工程学院，上海 200240)

1 引 言

由于可电控调制双折射，液晶相位调制器件在现代光学中起着越来越重要的作用。它可以广泛应用于许多领域，例如液晶光栅[1-3]和液晶透镜[4-6]。液晶光栅可产生涡旋光束[7-8]、矢量光束、艾里光束[9]和贝塞尔光束，在信息科学和生物医学等领域有广泛的应用。液晶透镜有利于增强显示系统中器件的集成，可以有效节约系统空间和减轻器件质量[10-14]，广泛应用于三维显示、成像系统、变焦系统[15]和光束控制等领域。

液晶调制器件的相位分布一直无法实现精确的区域表征[16]，同时相位分布曲面驱动电场的调制也只能通过间接光学调制结果进行调整，因此我们提出了一种光学相位分布曲面的自适应调制系统。通过相位深度与透过率的转换，利用高分辨率灰度测试装置可以获取相位深度的精确区域分布信息，结合自适应算法，可快速准确地将相位深度调制到设计分布曲面。本系统通过计算机实现自动化操作，节省时间和人力，调控速度和精度较高，将来能应用于液晶光栅和液晶透镜等电控相位器件。

2 自适应相位调制系统的设计原理

2.1 相位调控系统的构成

图1为自适应相位调制系统的原理图。它由光源、多路驱动系统、偏振片、液晶相位调制器件、光学放大系统、高精度亮度测试系统和计算机组成。

图1 相位调控系统原理图Fig.1 Schematic diagram of phase control system

由于液晶相位调制器件的相位深度无法直接表征，我们采用在液晶器件的入射表面和出射表面放置正交偏振片的方式，将其相位深度转化为透过率。……