액정 공간 광 변조기(Liquid-Crystal Spatial Light Modulators, LC-SLM)는 광장 제어 등 분야에서 크게 발전할 잠재력을 가지고 있으나, 보정되지 않은 SLM 출력 위상은 불규칙하며 실험 조건 및 환경 요인의 영향을 받아 위상 변조 정밀도 조절이 어렵다. 따라서 본 논문에서는 관련 분야에서 안정적이고 정확한 응용을 보장하기 위해 해당 변조기를 정확하게 테스트하고 보정하였다. 페르마 원리와 휴이겐스-프레넬 원리를 기반으로 격자와 회절 렌즈를 결합하여 회절 광학 소자(Diffractive Optical Element, DOE)를 구성하였다. 한 쌍의 격자를 이용해 세 개의 초점이 생성되며, 중간 겹침 초점에서 간섭 무늬가 생성되고 나머지 빛은 간섭 무늬 운동 참조점을 결정하기 위해 절대 좌표계를 구성한다. U-Net 신경망을 활용하여 간섭 무늬 이미지를 전처리하고 윤곽선 검출 및 무게중심 알고리즘을 통해 주요 중심점을 추출하며, 간섭 무늬 변위와 주기를 계산하여 위상 지연을 결정하였다. 마지막으로 고일관성 광원, 분할기, LC-SLM, 분할 격자, CCD 카메라를 포함하는 위상 보정 시스템을 구축하여 실험을 수행하였다. 실험 결과, 서로 다른 그레이스케일 변조 시퀀스를 적용하는 과정에서 간섭 무늬가 그레이 값에 따라 관찰 가능한 변위를 보였으며, 위상-그레이스케일 응답 곡선을 성공적으로 획득하였다. 피팅 결과는 이론과 대부분 일치하였으며, 결정 계수 R²는 0.9851에 도달했고, 평균 제곱근 오차(RMSE)는 0.2411 라디안이었으며, 팬 교란 하에서도 R²>0.95를 유지하고 RMSE는 0.14 라디안만 증가하여 방법의 견고성과 내섭동성을 검증하였다. 이중 격자를 이용해 절대 공간 좌표계를 구성하는 LC-SLM 고정밀 위상 보정 방법은 기존 SLM 보정 방법의 장치 안정성 요구 높음, 간섭에 취약, 정밀도 부족 등의 단점을 극복하여 LC-SLM의 정확한 보정을 위한 신뢰할 수 있는 방안을 제공하였다.

액정 공간 광 변조기;절대 간섭 보정;격자 회절;진동 저항성;U-Net 신경망