Les modulateurs spatiaux de lumière à cristaux liquides (Liquid-Crystal Spatial Light Modulators, LC-SLM) présentent un potentiel considérable dans le domaine du contrôle du champ lumineux. Cependant, la phase de sortie d'un SLM non calibré est irrégulière et, influencée par les conditions expérimentales et les facteurs environnementaux, la précision de la modulation de phase est difficile à contrôler. Ainsi, cet article effectue un test et un étalonnage précis de ce modulateur afin d'assurer une application stable et précise dans les domaines concernés. Basé sur le principe de Fermat et le principe de Huygens-Fresnel, un réseau et une lentille de diffraction sont combinés pour former un élément optique diffractif (Diffractive Optical Element, DOE). En utilisant une paire de réseaux, trois points focaux sont générés, le point focal central produisant des franges d'interférence, tandis que les autres faisceaux construisent un système de coordonnées absolues pour déterminer le point de référence du déplacement des franges. Un réseau neuronal U-Net est utilisé pour prétraiter les images de franges d'interférence ; les centroïdes clés sont extraits via la détection de contours et l'algorithme du centre de gravité, et le décalage de phase est déterminé par le calcul du déplacement et de la période des franges. Enfin, un système d'étalonnage de phase comprenant une source lumineuse cohérente, un séparateur de faisceau, un LC-SLM, un réseau de diffraction et une caméra CCD est mis en place pour les expériences. Les résultats expérimentaux montrent qu’au cours du chargement de différentes séquences de modulation de gris, les franges d'interférence se déplacent de manière observable avec la variation des valeurs de gris, permettant d’obtenir avec succès la courbe de réponse phase-gris. Les résultats de l'ajustement sont en accord avec la théorie, avec un coefficient de détermination R² de 0,9851, et une erreur quadratique moyenne (Root Mean Square Error, RMSE) de 0,2411 rad ; même sous perturbation par ventilateur, R² reste supérieur à 0,95 et RMSE n’augmente que de 0,14 rad, validant la robustesse et la capacité anti-interférence de la méthode. La méthode de calibration de phase haute précision du LC-SLM utilisant un double réseau pour construire un système de coordonnées spatiales absolues surmonte les défauts des méthodes traditionnelles requérant une grande stabilité des dispositifs, sensibles aux interférences et de précision insuffisante, fournissant une solution fiable pour la calibration précise du LC-SLM.
关键词
Modulateur spatial de lumière à cristaux liquides; Calibration d’interférence absolue; Diffraction par réseau; Résistance aux vibrations; Réseau neuronal U-Net