近代光信息处理第7章空间光调制器.pptVIP

第七章;第七章 空间光调制器;7. 1 概 论;(2)处理和运算功能器件 放大器 乘法器与算术运算功能 对比度反转 量化操作和阈值操作 非线性变换 逻辑运算 (3)存储功能器件 例： Pockels 光调制器 (PROM) ； 光折变器件等;2、空间光调制器的分类 按信源信号分类 (1)光寻址空间光调制器——信源信号是光学信号 (2)电寻址空间光调制器——信源信号是电学信号 当信源信号是光学信号时，我们称之为“写入光”；照射空间光调制器，并从写入光获取信息的光波称为“读出光”．因为它读出了写入信号所荷载的信息．经空间光调制器输出的光波又称输出光，它已包含了被写入的信息． 按读出的方式来分类：透射型、反射型．;7.1.2 空间光调制器的分类及寻址方式;2、寻址方式; EA-SLM是用得最多的空间光调制器，它将光学信息处理与近代电子技术特别是计算机-多媒体技术结合起来，构成光-电混合处理系统，应用非常广泛。 电寻址的SLM的缺点： (1)电寻址是串行寻址，处理速度下降，失去了光学信息并行处理的重要特色． (2)电寻址是通过条状电极来传递信息的，电极尺寸的减小有一个限度，所以像素尺寸也有限度，影响了SLM的分辨率．;例如： 磁光空间光调制器(MOSLM)：256×256， 液晶空间光调制器(LCD): 640×480像素与电视信号VGA模式相匹配， 800×600像素与电视信号SVGA模式相匹配1024×768像素与电视信号XGA模式相匹配 更高分辨率的器件也在研制中，以满足高清晰度电视(HDTV)的要求． (3)由于电极本身不透明，所以像素的有效通光面积与像素总面积之比——开口率较低，光能利用率不高．;数字式微反射镜器件(DMD) 一种新型的电寻址空间光调制器 特点：高效率、高对比度、多灰阶(256个灰阶)、高色保真度等。 具有VGA、SVGA、XGA、SXGA (1280×1024) 等多种规格的像素单元，与16：9宽屏幕电视匹配的2048×1152单元的超高分辨器件也已问世．特别是该器件是全数字化的，亦即它的灰阶、色饱和度均由数字信号控制，不仅适用于高清晰度投影电视，并符合未来的电视技术数字化趋势，称为“数字化投影技术的革命”。;(2) 光寻址空间光调制器 (OA-SLM); OA-SLM的最大优点 在于并行寻址方式．把写入图像成像或投影到OA-SLM上是在瞬间完成的，所以具有高度并行的特点．然而高度并行并不等于高速处理，因为光探测效应的响应速度往往不快． 采用光寻址时，通常SLM做成反射式，写入光射入SLM的一个端面，把信息写入SLM，读出光射入SLM的另一端面，信息通过SLM转移到读出光中，并反射输出．因此通常在OA-SLM中有一个隔离层，使读出光和写入光互不干扰．也可以使用不同波长的光，利用滤光片消除它们之间的串扰．; 光寻址空间光调制器常用非相干光写入，用相干光读出． 许多信号是用非相干光记录的，用非相干光写入，可以避免相干噪声，获得较高的分辨率， 用相干光读出，又可以采用相干光处理系统对信号进行处理．因为相干光处理技术比非相干光处理技术成熟得多． ;7.1.3 常用的空间光调制器;电寻址空间光调制器;光寻址空间光调制器;7.2 磁光空间光调制器(MOSLM);先通过线圈，在MOSLM上加上均匀的外磁场，当撤去外磁场后，每个像素的磁性薄膜内都具有剩磁，它起到了记忆原来的外磁场方向的作用．;图7.3给出一对行、列电极Ll，L2中的电流及它们所产生的磁场方向，A，B，C，D为它们交点处(即寻址坐标)的四个像素单元．; 设原在MOSLM所加 的均匀外磁场，其方向从 纸面向外．加上图中所 示的寻址电流后，A，C 单元中行、列电极的电流 生成的磁场方向相反，正 好抵消，对剩磁状态没有 影响；B单元的磁场与剩 磁方向一致，也不会改变剩磁状态；只有D单元的外场与剩磁方向相反，若写入信号产生的磁场足够大，超过矫顽力，则D单元内剩磁的方向反转，即D单元被寻址。而远离L1，L2交点的单元则因磁场强度太小而不起作用．; ; 两个薄膜单元的剩磁磁场已被写入信号调制成相反方向，一个沿光波传播方向，另一个与之相反．当线偏振光沿磁光薄膜单晶的晶轴方向通过薄膜后，由于晶体中的磁光效应( ? = Vd H l )，线偏振光的振动方向分别沿顺时针和逆时针方向旋转 ? 角，它们的夹角为 2?． 设检偏器方向与其中一个振动方向正交时，该像素即处于关态，另一像素的光强为 Iosin2(2?)，这里未计入薄膜的吸收损失．这样，MOSLM 就可