ตัวปรับแสงเชิงพื้นที่คืออะไร?

ตัวปรับแสงเชิงพื้นที่ หมายถึง อุปกรณ์ที่สามารถปรับพารามิเตอร์บางอย่างของสนามแสงได้ภายใต้การควบคุมอย่างแม่นยำ ผ่านโมเลกุลของผลึกเหลว เช่น การปรับแอมพลิจูดของสนามแสง การปรับเฟสผ่านดัชนีหักเห การปรับสถานะโพลาไรเซชันผ่านการหมุนของระนาบโพลาไรเซชัน หรือการแปลงแสงแบบไม่สอดคล้องกันให้เป็นแสงแบบสอดคล้องกัน เพื่อเขียนข้อมูลบางอย่างลงในคลื่นแสง เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการปรับคลื่นแสง อุปกรณ์นี้สามารถโหลดข้อมูลลงในสนามแสงแบบหนึ่งหรือสองมิติได้อย่างง่ายดาย และใช้ประโยชน์จากข้อดีของแถบความถี่แสงกว้าง การประมวลผลแบบขนานหลายช่องสัญญาณ และอื่นๆ เพื่อประมวลผลข้อมูลที่โหลดได้อย่างรวดเร็ว จึงเป็นส่วนประกอบหลักของระบบประมวลผลข้อมูลแบบเรียลไทม์ด้วยแสง การเชื่อมต่อด้วยแสง การคำนวณด้วยแสง และระบบอื่นๆ

หลักการทำงานของตัวปรับแสงเชิงพื้นที่

โดยทั่วไปแล้ว ตัวปรับแสงเชิงพื้นที่ประกอบด้วยหน่วยอิสระจำนวนหนึ่ง ซึ่งจัดเรียงเป็นอาร์เรย์หนึ่งมิติหรือสองมิติในอวกาศ แต่ละหน่วยสามารถรับสัญญาณแสงหรือสัญญาณไฟฟ้าได้อย่างอิสระ และเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางแสงของตนเองตามสัญญาณ เพื่อปรับคลื่นแสงที่ส่องมายังหน่วยนั้น อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดหรือความเข้ม เฟส สถานะโพลาไรเซชัน และความยาวคลื่นของการกระจายแสงในอวกาศ หรือแปลงแสงที่ไม่สอดคล้องกันให้เป็นแสงที่สอดคล้องกันภายใต้การควบคุมของสัญญาณไฟฟ้าหรือสัญญาณอื่นๆ ที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา ด้วยคุณสมบัตินี้ จึงสามารถใช้เป็นหน่วยโครงสร้างหรืออุปกรณ์หลักในระบบประมวลผลข้อมูลแสงแบบเรียลไทม์ การคำนวณด้วยแสง และระบบเครือข่ายประสาทเทียมแบบแสงได้

ตัวปรับแสงเชิงพื้นที่สามารถแบ่งออกเป็นแบบสะท้อนแสงและแบบส่งผ่านแสงตามโหมดการอ่านแสงที่แตกต่างกัน และตามสัญญาณควบคุมอินพุต สามารถแบ่งออกเป็นแบบกำหนดตำแหน่งด้วยแสง (OA-SLM) และแบบกำหนดตำแหน่งด้วยไฟฟ้า (EA-SLM)

การประยุกต์ใช้ตัวปรับแสงเชิงพื้นที่

วาล์วแสงคริสตัลเหลวใช้การแปลงแสงโดยตรง มีประสิทธิภาพสูง ใช้พลังงานต่ำ ความเร็วสูง คุณภาพดี สามารถนำไปใช้ได้อย่างกว้างขวางในด้านการคำนวณเชิงแสง การจดจำรูปแบบ การประมวลผลข้อมูล การแสดงผล และสาขาอื่นๆ และมีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวาง

อุปกรณ์ปรับความสว่างเชิงพื้นที่ (Spatial Light Modulator) เป็นอุปกรณ์สำคัญในสาขาทางด้านทัศนศาสตร์สมัยใหม่ เช่น การประมวลผลข้อมูลทางแสงแบบเรียลไทม์ ระบบปรับแสงอัตโนมัติ และการคำนวณทางแสง ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ปรับความสว่างเชิงพื้นที่เป็นตัวกำหนดคุณค่าในทางปฏิบัติและโอกาสในการพัฒนาของสาขาเหล่านี้เป็นอย่างมาก

การใช้งานหลัก ได้แก่ การสร้างภาพและการฉายภาพ การแยกแสง การปรับรูปร่างลำแสงเลเซอร์ การปรับเปลี่ยนหน้าคลื่นแบบโคherent การปรับเปลี่ยนเฟส แหนบแสง การฉายภาพโฮโลแกรม การปรับรูปร่างพัลส์เลเซอร์ เป็นต้น