Жидкокристаллические пространственные модуляторы света (Liquid-Crystal Spatial Light Modulators, LC-SLM) обладают огромным потенциалом в области управления световым полем, однако неоткалиброванные SLM имеют нерегулярную выходную фазу и подвержены влиянию экспериментальных условий и факторов окружающей среды, что затрудняет регулировку точности фазовой модуляции. В данной работе проведены точные испытания и калибровка данного модулятора для обеспечения стабильного и точного применения в соответствующих областях. На основе принципа Ферма и принципа Гюйгенса-Френеля решетка и дифракционная линза объединены в дифракционный оптический элемент (Diffractive Optical Element, DOE). С помощью пары решеток создано три фокусных точки, при этом средняя совпадающая точка создает интерференционные полосы, а остальные лучи формируют абсолютную систему координат для определения опорной точки движения полос. С применением нейронной сети U-Net предварительно обрабатываются изображения интерференционных полос, далее с помощью детекции контуров и алгоритма центра масс извлекаются ключевые центроиды, по расчетам смещения полос и периода определяется фазовая задержка. Наконец, построена система калибровки фазы, включающая когерентный источник света, делитель пучка, LC-SLM, разделительную решетку и CCD-камеру для проведения экспериментов. Экспериментальные результаты показывают, что в процессе загрузки различных последовательностей модуляции серого цвета интерференционные полосы наблюдаемым образом смещаются с изменением значения серого, успешно получена кривая отклика фаза-серый. Результаты аппроксимации в основном совпадают с теорией, коэффициент детерминации R² составляет 0,9851, среднеквадратичная ошибка (Root Mean Square Error, RMSE) равна 0,2411 радиан, и при воздействии вентиляторных возмущений R² остается выше 0,95, а RMSE увеличивается всего на 0,14 радиан, что подтверждает устойчивость метода и его помехозащищенность. Метод высокоточной фазовой калибровки LC-SLM с использованием двойной решетки для построения абсолютной пространственной системы координат преодолевает недостатки традиционных методов калибровки SLM, требующих высокой стабильности оборудования, склонных к помехам и недостаточно точных, предоставляя надежное решение для точной калибровки LC-SLM.

Жидкокристаллический пространственный модулятор света; Абсолютная интерферометрическая калибровка; Дифракция решетки; Устойчивость к вибрациям; Нейронная сеть U-Net