空間光位相変調器 LCOS-SLM X10468/X13267/X13138 シリーズ 高速・高精度・高線形な空間光位相変調を実現 LCOS-SLM (Liquid Crystal on Silicon - Spatial Light Modulator) X10468/X13267/X13138シリーズは、アドレス部にCMOS 技術を応用して直接液晶を電圧制御することにより、高精度と高速応答を実現した反射型電気アドレス空間光位相変調器 です。最適な光学設計により、高回折効率と高光利用効率を実現しています。 コントローラ部には、インターフェースとしてPCディスプレイなどの標準規格であるDVI (Digital Video Interface)を採用 しており、PCのディスプレイに表示するのとまったく同じ方法で光の位相の空間分布を制御することが可能です。LCOS型 SLMでは、ミラーの表面の歪曲・液晶層の厚さの不均一性・液晶の非線形応答性などによる制御歪が避けられませんが、 X10468シリーズではデジタル処理によりこれらの影響を補正し、高精度な制御を実現しています。 このようにX10468/X13267/X13138シリーズでは、PCからの制御が容易であるだけでなく、高精度・高線形な空間光 位相変調をも実現しています。 特長 応用 光の位相のみを変調 光ビーム成型 高光利用効率 レーザ加工 高回折効率 レーザマーキング 小型 光マニピュレーション 簡単なPCからの制御方式 光ピンセット 反射型 収差補正 補償光学 光渦 (Optical vortex)生成 パルス整形 LCOSチップ 浜松ホトニクス株式会社 1 X10468/X13267/X13138 シリーズ 空間光位相変調器 LCOS-SLM 動作原理 උ͙̱වৣ PC LCOSチップでは、平行配向されたネマティック液晶層で光を変調す ることにより、光強度や偏光方向の変化を伴わずに、光の位相のみ を変調することが可能です。また PC からのDVI 信号で画素ごとに液 晶の状態を制御することで、位相変調量が制御されます。 LCOSġΙΛί DVI LCOS-SLM CONTROLLER RESET POWER OUTPUT ERROR POWER ϋΠυȜρ סએ CMOS ৣ պ͈͙͈་̦خෝ KACCC0638JA セレクションガイド X10468/X13267/X13138シリーズには、それぞれ8つのタイプが用意されています。-01/-07/-08タイプは誘電体多層膜ミラーが形成 されていないタイプです。素子反射率は劣りますが、回折効率が高く、広い波長範囲での利用が可能です。-02/-03/-04/-05/-06タイ プでは、それぞれ800 nm帯のフェムトレーザ、1064 nm帯のYAGレーザ、532 nm帯のYAG第2高調波、405 nm帯のLDおよび633 nm 帯のHe-Neレーザなどに適した誘電体多層膜ミラーが形成されており、高い反射率が得られています。図1に各タイプがカバーする波 長帯域を示します。なお、X10468-05において400 nm以下の波長帯域では、紫外光領域であるため素子の損傷の可能性があります。 400 nm以下でのご利用に関しては、詳細についてお問い合わせください。-08タイプにおいて1350～1400 nmの波長帯では、ガラス 基板の吸収により反射率が5％程度低下します。 [図1] 対応波長範囲 -01 ညഩఘఉ྄ηρȜ̱̈́ -07 -08 -05 -04 ညഩఘఉ྄ηρȜັ̧ġ 300 400 500 -06 600 -02 700 800 -03 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 ෨ಿġ(nm) KACCB0270JC 絶対最大定格 項目 X10468シリーズ X13267シリーズ X13138シリーズ 動作温度 (°C) 保存温度 (°C) +10 ～ +40*1 -20 ～ +55*1 *1: 結露なきこと。湿度によっては特性が劣化するため、注意してください。 本製品の特性には温度依存性があります。周囲温度 25 ℃程度における使用を推奨します。 注) 絶対最大定格を一瞬でも超えると、製品の品質を損なう恐れがあります。必ず絶対最大定格の範囲内で使用してください。 構成 ヘッド部 項目 X10468シリーズ X13267シリーズ X13138シリーズ 画素数 (pixels) 792 × 600 792 × 600 1272 × 1024 画素ピッチ (μm) 20 12.5 有効エリアサイズ (mm) 15.8 × 12 9.9 × 7.5 15.9 × 12.8 開口率 (%) 98 96 質量 (g) 350 2 空間光位相変調器 LCOS-SLM X10468/X13267/X13138 シリーズ コントローラ部 項目 X10468シリーズ X13267シリーズ X13138シリーズ 電源電圧 電源周波数 AC (V) (Hz) 100 ～ 230 50/60 質量 DVI信号 入力信号 付属品含む 入力信号 フォーマット 段調数 (g) (pixels) (levels) × Digital Video 800 600 Interface 800 × 600 3300 4200 256 (DVI-D) 1280 × 1024 本体 (g) DVIフレームレート Typ. Max. (Hz) (Hz) 60 120 消費電力 (VA) 50 電気的および光学的特性 対応波長域 光利用効率 typ. (%) (nm) X10468-01 400 ～ 700 79 (633 nm) X10468-02 95 (785 nm) 800 ± 50 ± X10468-03 95 (1064 nm) 1050 50 X10468-04 94 (532 nm) 510 ± 50 X10468-05 92 (405 nm) 410 ± 10 X10468-06 95 (633 nm) 650 ± 50 X10468-07 620 ～ 1100 82 (1064 nm) X10468-08 1000 ～ 1550 82 (1550 nm) X13267-01 400 ～ 700 76 (633 nm) X13267-02 98 (785 nm) 800 ± 50 X13267-03 98 (1064 nm) 1050 ± 50 X13267-04 98 (532 nm) 510 ± 50 X13267-05 92 (405 nm) 410 ± 10 X13267-06 98 (633 nm) 650 ± 50 X13267-07 620 ～ 1100 80 (1064 nm) X13267-08 1000 ～ 1550 80 (1550 nm) X13138-01 400 ～ 700 76 (633 nm) X13138-02 98 (785 nm) 800 ± 50 X13138-03 98 (1064 nm) 1050 ± 50 X13138-04 98 (532 nm) 510 ± 50 X13138-05 92 (405 nm) 410 ± 10 X13138-06 98 (633 nm) 650 ± 50 X13138-07 620 ～ 1100 80 (1064 nm) 80 (1550 nm) X13138-08 1000 ～ 1550 *2: 各対応波長において、2π変調の10%から90%の変化に必要な時間 (代表値) 項目 上昇時間*2 (ms) 5 (633 nm) 30 (785 nm) 20 (1064 nm) 10 (532 nm) 10 (405 nm) 10 (633 nm) 10 (1064 nm) 30 (1550 nm) 5 (633 nm) 30 (785 nm) 20 (1064 nm) 10 (532 nm) 10 (405 nm) 10 (633 nm) 10 (1064 nm) 30 (1550 nm) 5 (633 nm) 30 (785 nm) 20 (1064 nm) 10 (532 nm) 10 (405 nm) 10 (633 nm) 10 (1064 nm) 30 (1550 nm) 下降時間*2 (ms) 25 (633 nm) 80 (785 nm) 80 (1064 nm) 25 (532 nm) 20 (405 nm) 30 (633 nm) 80 (1064 nm) 140 (1550 nm) 25 (633 nm) 80 (785 nm) 80 (1064 nm) 25 (532 nm) 20 (405 nm) 30 (633 nm) 80 (1064 nm) 140 (1550 nm) 25 (633 nm) 80 (785 nm) 80 (1064 nm) 25 (532 nm) 20 (405 nm) 30 (633 nm) 80 (1064 nm) 140 (1550 nm) 3 空間光位相変調器 LCOS-SLM X10468/X13267/X13138 シリーズ 動作特性 高い光利用効率 X10468/X13267/X13138シリーズは、入射光強度に対する0次回折光強度の比で表される光利用効率が非常に高いという特長をもち ます。この光利用効率は、主に素子の反射率と画素構造による回折ロスに依存します。そこで、CMOS技術を応用するとともに、そ の設計に細心の注意を払うことにより、回折ロスを5％以下と最小限に抑えることができました。-02/-03/-04/-05/-06タイプは誘電体多 層膜ミラーを有しており、高い反射率を誇ります。-01/-07/-08タイプは誘電体多層膜ミラーをもたないため反射率では劣りますが、広 い波長範囲での利用が可能です。 [図2] 位相変調性 (代表例) 大きな位相変調特性と高い線形性 (Ta=25 °C) 2.5 2.0 պ་ၾġ(π rad) X10468/X13267/X13138シリーズでは、400～1550 nmの波長範囲に おいて、2 π以上の位相変調量を得ることができます。出荷時には、 各タイプごとに特定の波長範囲に併せて高精度・高線形変調特性が 得られるように調整されます。図2は位相変調特性の代表例です。2 π 以上の位相変調量が高い線形性をもって得られていることがわかり ます。また位相変調特性については、有効面内の 95% の画素におけ る位相変調が±2 σの範囲に収まっており、ばらつきが小さいことを確 認しています。 1.5 1.0 ġ +2σ -2σ 0.5 0 -0.5 0 32 64 96 128 160 192 224 256 වႁτασ KACCB0271JA 4 空間光位相変調器 LCOS-SLM X10468/X13267/X13138 シリーズ 高い回折効率 X10468/X13267/X13138シリーズは高精度光位相変調が可能な空間光位相変調器で、理論値に近い高い回折効率が得られます。図3は 多値位相格子を表示した際に得られる回折スポット像です。多値位相格子を利用することにより、たとえば図3 (c)に示すように+1次 のみに回折スポットを集中させることが可能となるため、高い光利用効率を得ることができます。また図4に回折効率の代表的な例を 示します。ここでの回折効率は、変調を行わない場合 (パターンなし)の0次光強度に対する1次回折光強度の比です。 [図3] 回折スポット像 (代表例) [図4] 回折効率 (代表例) (Ta=25 °C) 100 90 0th 80 70 +1st ٝ୬࢘ၚ!(%) (a) 変調なし -1st (b) 2レベルの回折格子 (25 lp/mm) 60 50 X10468-01 X10468-02 X10468-03 X10468-04 Theoretical X10488-05 X10468-06 X10468-07 X10468-08 40 30 20 10 0 +1st 0 5 10 15 20 25 30 ߗۼਔ෨ତ!(lp/mm) KACCB0272JA (c) 4レベルの回折格子 (12.5 lp/mm) 5 X10468/X13267/X13138 シリーズ 空間光位相変調器 LCOS-SLM 位相揺らぎ LCOS-SLM は交流駆動されるため、全面で均一なパターンを表示している場合でも駆動周波数に応じて出力光に変動が生じます。こ の例として、-04 タイプの位相揺らぎを図 5 に示します。駆動周波数は、SXGA 駆動で 120 Hz (X13138-04)、SVGA 駆動で 240 Hz (X10468/ X13267-04) です。周波数が低い SXGA 駆動では、SVGA 駆動よりも位相揺らぎ量は約 4 倍大きくなります。 [図5] 位相揺らぎ (代表例) 0.03 պ (πrad) 0.02 0.01 0 -0.01 -0.02 SVGAߐ൲ SXGAߐ൲ -0.03 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 শ(!ۼms) KACCB0386JA 出力像例 X10468/X13267/X13138 シリーズは高精度な位相変調が可能で、その回折効率も理論値に近い結果が得られることから、ホログラム 応用に非常に適しています。図 6 (a) は補正を加えて一様な空間光位相変調を行った場合の出力波面を、干渉計で計測した結果です。 観測される干渉縞に大きな歪もなく、高精度な波面が出力されていることがわかります。また図 6 (b) は位相型ホログラムをフーリエ 変換光学系で再生して得られる 1 次回折像の例です。図 6 (c) では (0,1) 次の LG ビームを生成した結果を示しますが、鮮明に LG ビー ムが生成されていることがわかります。 [図6] 出力像例 (a) 補正後の出力波面 800 × 600 画素 RMS: 0.025 λ (λ=532 nm) (b) CGH再生像 (c) LGビーム生成 6 X10468/X13267/X13138 シリーズ 空間光位相変調器 LCOS-SLM 外形寸法図（単位：mm） ヘッド部 4.7 39 ± 1.2* ৣ࿂ 110 ± 0.3 12 ± 0.2 16 ± 0.2 17.5 ± 0.2 (4 ×)M2.6 4 max. 37 ± 1.2* 74 ± 0.3 6 ± 0.1 4 ± 0.1 39 ± 0.3 M6 20 ± 0.2 17.5 ± 0.2 12 ± 0.2 (4 ×)M2.6 4 max. *ġLCOSခ࢘ႀ֖͈ಎպ౾͉ୋ௮̧͈̹͊ͣ̾͛Βτ̦̲̳̦͘Ȃ࢛ٳ໐͂LCOS ခ࢘ႀ֖͉֚౿̳̠ͥ͢ͅା̱̜̳̀ͤ͘ȃ KACCA0295JD 7 X10468/X13267/X13138 シリーズ 空間光位相変調器 LCOS-SLM コントローラ部 DVI IN DIGITAL OUT ANALOG OUT FUSE T2.5AL250V 250 ± 1.0 AC 100V-230V2A 260 ± 1.0 CONTROLLER RESET ERROR 10.2 ± 1.0 POWER OUTPUT 100 ± 1.0 LCOS-SLM POWER KACCA0296JB X10468/X13267/X13138シリーズには、PCが含まれていません。以下を参考にしてPCを用意してください。 ・付属ソフトウェア*3の対応OS: Microsoft® Windows® XP/7 ・X10468シリーズを接続するために、PCにはDVI-Dポートが必要です。 ・付属ソフトウェアをインストールしたPCに2つのモニタを接続する ことによって、第1モニタにPC画面、第2モニタにX10468/X13267/X13138シリーズの位相画像を表示できます。この場合、第1モニ タ上の操作によって、第2モニタ上の位相画像の表示を制御できます。ただし、この操作を行うためには、デュアルポートのDVI-D 対応ビデオカードが必要です。 *3: 付属ソフトウェアには、計算機ホログラム (CGH)などの生成機能が搭載されています。 注) Microsoft Windowsは米国Microsoft Corporationの米国およびその他の国における登録商標です。 8 空間光位相変調器 LCOS-SLM X10468/X13267/X13138 シリーズ 関連情報 www.hamamatsu.com/sp/ssd/doc_ja.html 注意事項 ・ 製品に関する注意事項とお願い 本資料の記載内容は、平成27年9月現在のものです。 ୋ͈ॽအ͉Ȃ٨ၻ͈̹̈́̓͛ထ̩࣬̈́་ࢵ̳̭̦̜̳ͥ͂ͤ͘ȃུၳ͉ୃ̹̳͛ͥܢͬږਹͅै଼̯̹͈̳̦ͦ́͜Ȃͦ͘ͅࢋܱ̈́̓ͥ͢ͅࢋ̦ͤ ̜ͥાࣣ̦̜̳ͤ͘ȃུୋͬঀဥ̳ͥष͉ͅȂຈ̴ොවॽအ̮ͬဥྵ͈ષȂड૧͈ॽအ̮̞̯̺̩ͬږȃ ུୋ͈༗બ͉ȂොවࢃIJාոඤ̦ͅอࡉ̯ͦḀ̑̾২̯̹ͦͅાࣣȂུୋ͈ਘၑ̹͉͘య͈ොවͬࡠഽ̱̳͂͘ȃ̹̺̱Ȃ༗બۼܢඤ̜́̽̀͜Ȃ ഛब̤͍͢ະഐ୨̈́ঀဥ֦̳ܳͥͅఅ͉̞̀̾ͅٺȂ২̷͉͈ୣ̵̞ͬͭ͘ȃ ུၳ͈ܱशඤယ̞̾̀ͅȂ২͈ݺౄ̱̈́ͅഢश̹͉͘ໝୋ̳̭̲̳ͥ͂ͬ͘ȃ ŸŸŸįũŢŮŢŮŢŵŴŶįŤŰŮ ୵రުאਫ਼ ಆ෨ުאਫ਼ ުאނਫ਼ ಎ໐ުאਫ਼ ఱिުאਫ਼ ୌུުאਫ਼ ɧĺĹıĮııIJIJ ɧĴıĶĮıĹIJĸ ɧIJıĶĮıııIJ ɧĵĴıĮĹĶĹĸ ɧĶĵIJĮııĶij ɧĹIJijĮııIJĴ ୵రঌဩߊષIJĮķĮIJIJġĩུྵ୵ర࢙൚రΫσijٴĪ ֟ઽࡇ̩̾͊ঌࡄڠݪĶĮIJijĮIJıġĩࡄڠݪΑ·;ͿͺΫσĸٴĪ ނസࢽߊࡵΦĴĮĹĮijIJġĩࡵΦĴĴ૩ΫσĶٴĪ ຩઐঌಎߊग५ĴijĶĮķġĩུྵຩઐפஜΫσĵٴĪ ఱिঌಎ؇ߊհാijĮĴĮIJĴġĩఱि࣭षΫσIJıٴĪ ؖঌฎఉߊฎఉפIJĮIJĴĮķġĩಅ५ฎఉΫσĶٴĪ ŕņōġĩıijijĪġijķĸĮıIJijIJġġŇłřġĩıijijĪġijķĸĮıIJĴĶ ŕņōġĩıijĺĪġĹĵĹĮĶıĹıġġŇłřġĩıijĺĪġĹĶĶĮIJIJĴĶ ŕņōġĩıĴĪġĴĵĴķĮıĵĺIJġġŇłřġĩıĴĪġĴĵĴĴĮķĺĺĸ ŕņōġĩıĶĴĪġĵĶĺĮIJIJIJijġġŇłřġĩıĶĴĪġĵĶĺĮIJIJIJĵ ŕņōġĩıķĪġķijĸIJĮıĵĵIJġġŇłřġĩıķĪġķijĸIJĮıĵĶı ŕņōġĩıĺijĪġĵĹijĮıĴĺıġġŇłřġĩıĺijĪġĵĹijĮıĶĶı ࡥఘުאଔૺ໐ȁɧĵĴĶĮĹĶĶĹȁຩઐঌߊঌIJIJijķĮIJȁŕņōġĩıĶĴĪġĵĴĵĮĴĴIJIJȁŇłřġĩıĶĴĪġĵĴĵĮĶIJĹĵ Cat. No. KACC1172J13 Sep. 2015 DN 9
© Copyright 2024 ExpyDoc
![裏表紙 [481KB pdfファイル]](http://s3.expydoc.com/store/data/007584173_1-251e0b2067b55b730c774aab7cf4c134-250x500.png)
