液晶光调制器课程设计

1、沈阳理工大学信息显示与技术课程设计摘要在现代光学信息处理系统中，空间光调制器一直是一个很关键的部件，它性能的好坏直接决定了系统的处理能力。相关器是现代光学信息处理系统中必不可少的关键件，只有构造性能良好的相关器，才能发挥出光学信息处理的速度和容量优势。随着科学的的发展，人们发明了电光源透镜，到了十七世纪欧洲人根据投影的原理设计出来带有透镜的投影机，把图片装在玻璃上装入结构简单的幻灯机，然后把图像的影像用灯光投射到一个半透明的布幕上，方便认得演示和观看。自从1946年美国人John W Mauchiy和J.Presper Eckert研制出了真正意义上的电子计算机，怎么把计算机监视的图像投影至屏

2、幕上成为一个广泛研究的课题。这种需要促进了现代意义意义上的空间光调制器的发展。本课程设计通过对主要介绍了空间光调制器的原理，重点掌握液晶空间光调制器的调制特性以及应用。关键词：空间光调制器；液晶目录1 绪论（引言）31.1 空间光调制器特点及发展31.2 液晶光调制器的应用52 液晶光调制器基本原理62.1 液晶及其特性62.2 液晶光调制器的调制原理73 液晶空间光调制器相位调制特性研究103.1设计说明103.2液晶空间光调制器相位调制设计原理103.2.1相位调制原理103.2.1液晶空间光调制器像素间相位影响113.3液晶空间光调制器相位调制的空间特性123.3.1液晶空间光调制器相位

3、调制特性123.3.2液晶空间光调制器相位响应不一致性143.3.3液晶空间光调制器像素间相位的影响143.3.4液晶空间光调制器相位调制的稳定性154 液晶空间光调制器相位调制的时间特性155 结果讨论166 参考文献171 绪论（引言）1.1 空间光调制器特点及发展 光信息处理是近年来发展起来的一门新兴学科。它是在20世纪60年代随着激光器的问世而发展起来的。光学信息是指光的强度(或振幅)、相位、波长和偏振态等。光学信息处理是基于光学频谱分析，利用傅立叶变换效应，通过空问光调制器对光学信息进行处理的过程。光学信息处理有处理速度快、信息流量大等许多特点。因为，与其他形态的信号相比，光波作为信

4、息载体具有特别显著的优点：其一，光波的频率可达1011 以上，这就允许信号本身有很宽的带宽，即具有极大的信息容量；其次，光波的传播具有独立性，光束在空间传播不互相干扰，光波以并行方式传递它所荷载的信息。基于此，原有的以串行输入、输出为基础的各种光调制器已经不能满足光互连、光信息处理的大容量和并行性的要求。能实时地或快速地二维输入、传出传感器以及具有运算功能的二维器件 空间光调制器便应运而生。 1888年，奥地利的植物学家，发现了液晶。不过，虽然在1888年就被发现，但直到80多年后才广泛地进入应用研究领域。1961年，美国无线电公司RCA普林斯顿研究所从事微波固体研究的海尔梅尔(G Heilm

5、eier)，将电子学知识用于液晶光学特性的研究取得进展。他于1963年发现电场影响液晶分子排列，并在1964年研制了动态散射方式工作的液晶显示器件，掀起了研究液晶的高潮。1968年，海尔梅尔和他的同事发现液晶的第一个电光效应一一动态散射效应，此后又先后发现液晶的其他多种电光效应:宾主效应和相变效应。宾主效应是多色染料分子与向列液晶(主)在电场作用下重新排列，导致吸收特性的改变从而引起颜色变化(即“开”“关”的变化)。动态散射效应是指当施加于液晶盒两端的电压超过一定值时，液晶分子产生紊乱运动，盒内折射率随时间而变化，因而对外界入射光发生散射。相变效应是指液晶盒两端电压超过阐值时，液晶形变发生胆甾

6、相一相列相相变现象。当光照射到两端相互正交的偏振镜的液晶盒时，它的出射光强(或反射光强)将依赖于液晶两端的电压。这些电光效应的发现极大地推动了液晶器件的发展。1971年美国休斯公司J.D.Margerum等人提出了第一个光导型透射式液晶光调制器(LC-SLM,Li quidc rystalsp atiallig htm odulator)，它采用ZnS作光导层，直流电压驱动。但这种形式的空间光调制器处在直流工作状态下，容易引起液晶与电极之间的电化学反应，降低器件的使用寿命;同时透射工作方式使写入光与读出光相互干扰，影响器件性能。因此这种系统的SLM，并没有得到广泛应用。1972年，TD.Bem

7、d等人研制成液晶作光导层，交流电压驱动的反射读出液晶光阀。这种结构解决了直流驱动带来的影响，并且使写入光与读出光隔开，避免了两者相互干扰，为实用化器件的发展奠定了基础。1975年，J.Grinberg等人研制了用液晶作光导层，CdTe作光隔离层的交流反射式液晶光阀，使液晶工作于混合场效应(即向列液晶的扭曲效应和双折射效应)之中。现在沿用的液晶空间光调制器基本上都采用这种结构。 1968年，美国RCA公司发明了世界第一台液晶显示荧幕，即第一台电寻LC-SLM. 1971年，瑞士罗切公司的海尔弗里奇(W.Helfrich )与夏德特(Schadt)一起，发现了扭曲丝状液晶场效应，这一发现使液晶显示

8、技术在全世界迅速发展，但如同阴极射线管一样，液晶显示也是被日本公司夏普(Sharp)和索尼(Sony)发扬光大的。80年代末日本掌握了下LCD生产技术，液晶显示器开始向廉价低成本的方向发展。尽管当下LCD是近年开发的，但作为非相干光SLM，它却率先投入大批量生产，并己完全商品化。90年代日本Hamamatsu Photonics公司演LCD-PAL-SLM(LCDcoupleParallel-Lligned nematic- Liquid-crystal SpatialLight Modulator)，它是一种利用透射型LCD进行电寻址的空间光调制器。同时期我国中国科学院西安光机所研制出一种阴

9、极射线管祸合液晶光阀(C RT-LCLV,C athode-RayR ubeL iquidC rystalLi ghtV alve)这种光调制器有优异的性能，良好的对比度和分辨率，既可以为电寻址空间光调制器使用，也可以单独作为光寻址SLM使用有很强的适应性！1.2 液晶光调制器的应用 随着液晶的发展，液晶己经从实验室逐渐走入寻常百姓家。液晶光阀(LCLV)的应用范围也开始从传统的光学领域进入其他各种应用领域。其工作原理是基于光导层的光电效应和液晶层的电光效应以达到光调制的目的。通常用半导体材料作为光导层，而用液晶作为光调制层。光导层能根据写入的图像形成电荷的空间分布，从而形成空间电场的分布来影

10、响液晶的光学性能。光寻址LCSLM虽然可以利用光的并行处理能力，但是光探测效应的响应速度往往成为高速并行处理能力的瓶颈，从而限制了它的广泛的应用。随着投影仪的发展，一种基于LCSLM的液晶投影电视进入人们的视线，它结构简单、体积小、质量轻、耗电小、屏幕尺寸大，有逐渐淘汰电子显像管的趋势。液晶电视作为空间光调制器具有成本低，灵活性高等特点从而成为人们研究的一个热点，目前液晶显示技术的飞速发展也给它在空间光调制领域的应用开辟了广阔的空间。目前使用最多的是主动寻址的液晶电视，通常在一块玻璃板上，形成相互绝缘的行电极和列电极，在它们的焦点上用大规模集成电路技术制作薄膜晶体TFT。TFT的栅极，源极和漏

11、极分别连接行电极、列电极和显示像素。在另一块玻璃板的表面，所有素共用一个电极，两块玻璃板之间充以扭曲型或超扭曲型液晶。即每个像素都与一个驱动器件相连接从而避免了交叉效应的产生，使得液晶电视的显示效果得到了大幅提高。薄膜晶体管液晶平板显示器(TFT-LCD)技术就是在每个液晶像素中甩集成电路的技术制作了一个单独的驱动电路，这种方式最大的优点就是消除了不同像素之间的交叉串扰影响，而且采用了大规模集成电路的制作方法有效地降低了成本，提高了成品率。但是在像素中的驱动电路降低了每个象素的可使用的面积(开口率)，降低了光能的利用率，在目前所有电子器件都在缩小体积的趋势下，LCD也有缩小体积的趋势，但是体积

12、的缩小会导致开口率的进一步降低，耗散在器件上的光能量使得器件的温度升高，而过高的温度又会引起液晶性能变差甚至永久失效。这也是目前TFT技术的最大的障碍。反射式TIN型液晶显示器的结构(如图4.6)。 图4.6 反射式TN型液晶显示器的结构图根据铁电晶体对称特性，人们早就预言了铁电液晶的存在，由于铁电液晶具有响应速度快、视角大等特性引起人们极大的兴趣。它的响应速度同外加电压成反比，可以达到几十到几百微秒量级，相比于薄膜晶体管液晶平板显示器的毫秒量级具有绝对的优势1994年厦门大学的张树群、陈彩生报道了用空间光调制器和偏振器实现十六种模糊逻辑的光学系统。近几年来一种简易的LCSLM被用于建筑，制成

13、一种调光玻璃，利用液晶的电光效应调节其透光率。利用这种调光玻璃可以使建筑物内的空调能耗降低25左右，达到建筑节能，同时还可以起到装饰作用，并可减少室内外的遮光设施，如窗帘、百叶窗等的装置费用。由于LCSLM可制成超薄型的显示屏，现已研制出路牌、指示器等，近年来可弯曲的液晶显示屏也有所报导，我们通过实验手段测试它的相位和强度调制特性，并将这种新型的液晶显示技术用于光信息处理领域。随着计算机生成全息图技术的发展，人们开始考虑利用电寻址空间光调制器生成“光镊子”来进行各种研究。特别是在生物医学方面大显身手，可以用“光镊子”按住一个细胞，用”激光刀“把细胞膜切开，再用另一把“光镊子把其它细胞的细胞器放

14、入这个细胞内，以达到人为改变细胞的生物特性的目的。总之，在光束整型上，利用空间光调制器可以补偿畸变，有人将计算机生成的可变全息图输入电寻址空间光调制器中，就可以实时改变光束外形、实现光束重现等，在自适应研究方面实现了快速的指纹识别，在机器人视觉、目标跟踪、物体检测、光计算等领域也有着重要的应用。2 液晶光调制器基本原理2.1 液晶及其特性1888年，奥地利的植物学家，Friedrich Reinitzner 从植物中提取出一种化合物并意外的发现这种化合物的两个不同的温度的熔点，这种高分子化合物在一定的条件下呈现特殊的状态，它打破了人们对物质三态的常规概念，他的状态介于现有的固态和液态之间，有点

15、类似于肥皂水的胶状溶液。1889年德国德国物理学家费曼发现这种物质具有双折射现象，即光学光学各项性，他阐明了这种现象并提出了“液晶”术语。 液晶是有机高分子物质在一定的条件下呈现的一种特殊物质的物质状态，其结构介于固体，液体之间，称为中间态或中间相。液晶分子一般分为长棒状，盘状或碗状，分子排列介于完全排列晶体和各相同性的液体之间。它具备以下特点：（1）每一个液晶分子的中心在液晶空间的分布是随机的；（2）分子的取向具有顺序性，长棒状分子的长轴方向或盘状、碗状的分子的法线方向在一定的温度范围内倾向于彼此平行，该方向称为液晶分子的指向分量方向。现在已经知道的液晶化合物就有几千种，根据分子的排列方式，

16、大致可以分为近晶相、向列相和胆甾相三种。近晶相液晶分子呈现棒状，分层叠合，每一层长轴互相平行（如图4.1）；向列相液晶分子也呈现棒状，分子长轴互相平行，但并不成层，分子的长轴方向就是光轴，（如图4.2） ；胆甾相液晶分子也是分层排列的，相邻两层之间分子长轴逐层一次沿着一定的方向有一个微小的扭角约十五度，(如图4.3) 图4.1 .近晶相 图4.2 向列相 图4.3 胆甾相2.2 液晶光调制器的调制原理液晶是一种完全不正常的状态，各状态之间可以警醒相变，因此具有双重特质：既有液体的流动性又有晶体所具有的各相异性。液晶的各相异性在外场下会发生显著的变化，这种变化比各相异性强烈。当施加电场时，液晶分

17、子的空间分布将发生改变，从而改变其电光物理性质，这种效应称为向列液晶的电光效应（如图4.4）。它主要包括：扭曲效应、电控双折射效应、动态散射效应以及混合场效应等。液晶空间光调制器正是利用液晶分子的电光效应而实现对光波的空间调制。 (a) (b)(4.4) 施加电压前后的液晶分子(a)施加电压前的液晶分子 (b)施加电压后的液晶分子（1）扭曲效应: 液晶分子是加在两片玻璃之间的，如图4.5所示，这两片玻璃在接触液晶的那一面，经过预处理有锯齿状的沟槽，目的是使得液晶分子顺着沟槽整齐地排列，在实际的制造过程中，一般会在玻璃的表面涂上一层配向膜，其作用是让液晶分子不在杂乱分布而是按照预定的顺序排列。当

18、上下两块玻璃之间没有施加电压时，液晶的排列会依照两块玻璃的配向膜而定。对于TN型的液晶调制器来说，上下配向膜的角度差为90度，液晶分子的排列会自上而下自动旋转90度，所以入射的偏振光通过起偏器后被液晶层旋转90度，再通过检偏器射出。当上下两块玻璃之间施加电压时，液晶分子层的旋转角发生扭曲，导致偏振光与检偏器的夹角发生变化，从而使透射光受到振幅和位相调制。（2）电控双折射率效应: 液晶是光学异向性的物质，液晶分子轴平行方向和垂直方向的折射率不同，当液晶盒两端施加电压时，电场使得液晶分子被极化，被极化的液晶分子在电场中将受到一个转矩发生旋转，从而使液晶分子的排列发生变化，结果使液晶盒的双折射率发生

19、变化。这种电光效应是通过外加电场控制液晶盒的双折射率而产生，也叫电控双折射效应。当在液晶上的外加电压超过其阈值电压时j液晶分子在电场作用下开始向同一方向倾斜排列，当分子的倾斜处于平行与垂直表面之间时，液晶分子的双折射效应将影响光的偏振性。（3）动态散射效应: 动态散射效应是当施加于液晶上的交变电场频率小于某一临界值，电场强度超过某一临界值时，液晶分子产生紊乱运动，使各处的折射率随时间发生变化，因而外界入射光发生散射。动态散射的阈值电压主要与电源的频率、液晶的电导率和弹性系数，介电常数等参数有关。动态散射效应会造成透镜光能的损失，并降低对比度。（4）混合场效应: 混合场效应是扭曲向列效应和电控双

20、折射效应的组合。尽管液晶有很多电光效应用于对读出光波进行调制，但是在目前的光学信息处理领域，使用最多最广泛的还是混合场效应。混合场效应是美国休斯研究实验室提出来的。简单的说就是利用扭曲向列效应获得光阀的关闭状态，利用外电场的电控双折射效应获得光阀的开启状态。液晶空间光调制器是由液晶片在两边加平行于液晶片的偏振片组成，如图4.5所示，两个偏振片的状态分别由1和2表示，它们是各自的偏振轴与x轴的夹角。图4.5 LcSLM的结构图示液晶薄层两侧的基片做过适当的处理，使分子在两基面表面处都是沿面排列的，但它们的长轴方向相差90度，于是基片间的液晶层进一步分成许多薄层，每一层内分子的取向基本一致，且平行

21、于层面；相邻分子的取向逐渐转过一个角度，从而形成扭曲向列排列方式，当液晶片两端没加电场时，液晶片可看作被分成许多与Z轴正交垂直的薄片，每个薄片都是相同的，如图43所示，当沿着z轴加上电场时，所有的分子朝电场方向转过一个角度p，p是所加电压V的函数： (4.1) (4.2)3 液晶空间光调制器相位调制特性研究 3.1设计说明在高分辨力光学成像系统中，系统内部和外部都有各种静态和动态像差。例如光学系统内部温度变化导致的热变形、不同观测方向下系统部件与重力的相对方向发生变化而导致的重力变形以及大气湍流造成的光波波前动态随机扰动。自适应光学系统实时测量波前动态误差，实时进行波前校正，使光学系统具有自动

22、适应外界条件变化始终保持良好工作状态的能力。自适应光学系统中对波前误差的补偿是由波前校正器完成的。波前校正器在外加控制下，实现高速高 精度的光学镜面面形变化、平移或转角。从而改变光学系统的波前相位。变形镜是最常用的波前校正器件，它具有响应速度快、校正动态范围大、光程校正量与波长无关并能承受较大功率的优点；然而现有变形镜。制造技术复杂、只能单件生产、价格昂贵及能耗高的缺点使其应用范围受到限制。近年，由于液晶显示和超大规模集成电路技术的迅猛发展以及液晶材料的丰富，电寻址液晶空间光调制器作为波前校正器件在自适应光学中的应用日益受到关注。驱动单元数多，能耗低，体积小，易于控制、价格低廉等优点使液晶空间

23、光调制器在实现光学系统高分辨力波前控制中具有很大的潜力。目前国际上的一个热点就是利用液晶器件研制高分辨力、低成本的自适应系统 。作为波前校正器，首先要求LCSLM能够满足纯相位调制及对控制信号的快速响应，可见，了解和掌握器件的相位调制特性和时间特性，明确可能的应用范围和限制因素是发挥其应用潜力的重要前提。 本实验以迈克尔孙干涉原理为基础，对电寻址液晶空间光调制器的相移特性，器件的相位响应不一致性和由于边缘电场效应造成的像素问的相位交连进行了理论分析和试验验证。利用LCSLM对45。偏振入射光的强度调制拟合正弦控制信号，给出了器件对不同频率正弦信号的延迟相位测量结果。 3.2液晶空间光调制器相位

24、调制设计原理3.2.1相位调制原理 在P256液晶空间光调制器中，平行排列的向列液晶层被夹在两片镀有透明导电层(ITO)的玻璃中。如图l所示的折射率椭球 ，光波穿过平行排列的向列液晶层，过球体中心垂直传播方向的中心截面为一椭圆，椭圆长轴为非常光折射率，短轴是寻常光折射率。若中心截面与光轴z的夹角改变，不变，发生变化。定义液晶的双折射率为： 在液晶两端施加电场，液晶分子发生偏转，不同的电场使液晶分子偏转角度不同。液晶分子的有效折射率为：光波的相位变化量：其中d为液晶层厚度，入射光波的相位改变，实现相位调制。若入射光为线偏振光，且偏振方向与中心截面长轴平行时， 振态不变；当入射偏振方向与中心截面短

25、轴一致时，液晶对光束无相位调制；当入射偏振方向介于二者之间，液晶对光束既有相位调制又有强度调制，出射光偏振态改变；当偏振方向和长轴成45度时，液晶对入射光的强度调制最大。 3.2.1液晶空间光调制器像素间相位影响 液晶元件的上升时间和下降时间与液晶层厚度的平方成正比，要提高液晶的响应速度需要降低液晶层厚度。一方面限定液晶对特定波长的相位调制幅度为0-2，另外通过提高液晶的双折射率降低液晶层厚。目前液晶技术的发展已经使得SLM的液晶层厚降低到微米级，施加在每个像素上的电场在像素区域内是相同的假设对于超薄液晶层不再成立。相邻像素电场相互影响，使得相邻像素的相位响应发生交连。图2为相邻像素电场相互作

26、用示意图，图中一半像素施加电压，另一半像素控制电压为0。相邻 像素电场强度差值越大，引起的相位交连越强，相位受到影响的像素数越多。 3.3液晶空间光调制器相位调制的空间特性 3.3.1液晶空间光调制器相位调制特性 实验装置如图3所示的迈克尔孙干涉仪。LCSLM代替干涉仪的一个反射镜，氦氖激光经显微物镜-针孔-准直透镜得到平行光，平行光透过偏振片后，经分光镜一路作为参考光经反射镜入射至CCD，另一路经LCSLM后反射，两路光干涉，CCD采集干涉条纹。为保证LCSLM工作在纯相位调制状态，调整偏振片使入射线偏振光平行 LCSLM的非寻常光轴入射。计算机控制LCSLM下半部分像素灰度信号不变，逐次改

27、变上半部分所加灰度值。上下两部分干涉条纹相对平移，平移距离反映器件对控制信号的相对相位响应。图4(a)是器件未施加电压时的干涉条纹；图4(b)是上半部分和下半部分像素分别施加不同电压时形成的干涉条纹。当加载在上半部分像素的灰度信号从0变到255时，上半部分干涉条纹平移了一个条纹间距，相位变化了2。图5是LCSLM对灰度值的相位响应特性曲线，对工作波长633nm，器件的相位调制幅度为02，灰度和相位响应近似满足线性关系。 在控制电压作用下，液晶的相位响应是非线性变化的，实际上液晶与线性变化的灰度之间不满足线性变化。实验中利用厂家提供的客查值表(LUT)，通过PC将控制LCSLM的灰度值映射为一组

28、新的灰度值，使灰度与相位响应近似满足线性关系，例如灰度值60通过LuT映射为197。相位响应特性曲线满足线性关系有利于校正波前像差时校正信号的确定，然而使相位调制区间的相位变化分辨力降低，0-2范围内，相位分辨力从256降低为64，相位调整步长为00342。图5中相位调制曲线是在入射波长为 6328nm和忽略像素相位响应不一致条件下得到的，反映了器件对此波长入射光总的相位响应趋势，但对单个像素不是完全定量的。3.3.2液晶空间光调制器相位响应不一致性 图4(b)中对同一灰度值，干涉条纹错开的位移量不一致。原因可能为： 1.LCSLM的射面不是理想平面； 2.像素对同一灰度值的相位响应不一致。以

29、液晶中心点为圆心取径不同的圆，保持圆外各像素电压为0，给圆内各像素点施加同一工作电压。Vecco干涉仪测量圆内外像素点的相位响应(去除液晶基板面形影响)。沿液晶平面X 、Y方向分别计算各像素响应相位差随直径的变化关系见图6，同一驱动电压，各像素相位响应不同工作区域增大，相位响应差别增加，当直径大于346mm时，液晶各像素对灰度信号相位响应不一致性明显增强，约为0063。 结果说明：液晶边缘区域内像素相位响应不一致性比较明显。用LCSLM拟合波前时，除液晶像素结构引起的波面边缘拟合误差增大的原因外，相位响应不一致进一步降低了器件的波前拟合能力。响应不一致的原因可能是在同一控制电压作用下，液晶分子

30、偏转角度不同引起的。 3.3.3液晶空间光调制器像素间相位的影响 图4(b)水平中心部分的干涉条纹明显倾斜，说明中心区域像素的相位响应受到相邻两侧像素位相的影响。保持下半部分控制电压为0，上半部分施加不同电压以改变上下两部分产生的相位差，利用Vecco干涉仪测量各像素的相位变化，计算相位发生交连的像素数。相位交连像素数与位相差关系如图7所示，位相差增加，交连像素数增多。像素区域边缘电场的相互影响引起的像素相位交连降低了由于像素结构造成的离散相位分布，使拟合波面更加连续。然而，相邻像素的位相交连使器件类似一个低通滤波器，相位分布中的高频分量被抑制掉。用液晶空间光调制器校正相位变化很快的高阶像差时

31、，相位分布趋向平滑，高频分量丢失，降低了对高阶像差的校正能力。3.3.4液晶空间光调制器相位调制的稳定性 利用液晶空间光调制器进行波前校正时，需要器件在长期工作条件和不同工作温度下保持相位调制的稳定性，否则将影响校正效果。长时间工作后，液晶对入射激光的残余吸收会影响到液晶分子的准直度，从而影响到液晶的折射率变化。保持液晶空间光调制器驱动电压不变，用Vecco干涉仪记录器件相位响应随时间的变化。图8是在光照条件 125Wcm 、3lOOs内，液晶对不同驱动电压的相位响应随时间的波动，横坐标代表时间的变化，纵坐标为整个液晶面对驱动电压相位响应的归一化RMS值。驱动电压取10和128时，液晶相位调制

32、不稳定；对灰度值128，1600s后相位波动很大；灰度255时相位调制稳定，器件的调制稳定性和工作电压紧密相关。 实验仅进行了3600s，此时液晶温度变化不会太大，实验结果还不能完全说明液晶在不同温度下的器 件的相位调制特点，还有待进一步的测量分析。 4 液晶空间光调制器相位调制的时间特性 图3实验光路中，调整偏振片使入射偏振方向与非寻常光轴成45度，此时LCSLM对入射线偏振光有最大强度调制。去掉干涉仪中的反射镜，用光电倍增管代替CCD，通过连接在CCD上的示波器记录强度调制曲线。把两个不同的驱动电压交替施加给液晶空间光调制器，交替变化的驱动电压相当于一个方波电压信号，改变电压交替频率就得到

33、周期不同的方波信号。图9为器件对周期120ms的方波信号的响应曲线，相位差建立时液晶的滞后时间为16ms(上升时间)；恢复时滞后21ms(下降时间)。LCSLM对周期为669ms，不同相位幅度的方波的响应时间如图10所示，器件的上升时间随位相的增大而增加，下降时间没有明确的变化规律；器件的最大响应时间为53ms。和变形镜微秒级的响应时间相比，用液晶空间光调制器校正像差时LCSLM的响应速度大大限制了自适应系统的工作带宽。 忽略波前校正中其它相位延迟因素的影响，由LCSLM组成的自适应系统的工作带宽由液晶器件的响应频率决定。使控制电压按正弦规律变化得到LCSLM对正弦电压信号的强度响应曲线，得到强度响应曲线与正弦控制电压曲线的相位延迟。图l1是LCSLM对不同频率正弦信号的相位延迟随正弦信号频率的变化，横坐标是正弦信号频率，纵坐标为器件对控制信号的相位响应延迟，单位为度。对采用比例积分控制器(PID)的自