空间光调制器的意义

     光学信息处理系统处理光波荷载的信息。这些信息用光波的某一参数的空间分布来表征，例如强度、相位、偏振。用光波来荷载信息有一些显著的特点: 首先，光波的频率高达1014Hz 以上，这就允许信号本身有很宽的带宽; 其次，光波是独立传播的，两束或多束光可以在空间交叉而互不干扰，这给信息的多通道并行或交叉传播带来了极大的方便; 最后，光波以并行方式传递它所荷载的信息，相对于电子系统的串行方式，光学信息处理具有大容量、高速度的特点。透镜成像就是二维大容量信息并行处理的例子，透镜成像所涉及的是最简单的处理，就是放大或缩小，即几何光学变换。在信息光学中，透镜的功能为光学傅里叶变换器。

      在信息处理中，信号源(信源)和信号处理系统往往是两个独立的系统。信源产生的信号，必须通过某种形式的接口器件才能耦合到处理系统进行处理。例如，常用的光学信息处理系统是相干光处理系统，它的处理能力、灵活性、多样性等都比非相干光处理系统优越。但是大量被处理的光信号是非相干的，例如日常生活中的图形、图像，光学系统探测到的目标等。上面我们讲过，光波是独立传播的，非相干光所荷载的信息无法直接耦合到相干光处理系统中去，通常需要一个器件，它首先接收非相干光图像，通过器件中的特殊的效应，把光学图像所表征的光强分布转换成其他物理量的二维分布（例如折射率、电压、电荷密度分布等），再通过器件的另一效应来调制处理系统中相干光的某一参数（相位、强度、偏振等），从而完成信息从信源向处理系统的转移，以及信息由非相干光荷载向相干光荷载的变换。实现非相干光-相干光转换的器件就是空间光调制器。

     另一类常用的信号是电信号，有些信号本来就是电信号，例如各种电路产生的电信号、雷达信号、太阳辐射的射电信号等。另有大量信号，通过传感器后转化为电信号，例如空中目标或待识别的指纹，经光学系统成像后，常常用CCD探测变成电信号，日常生活中大量的图形、图像、语言、声音等，也往往通过计算机多媒体转换成视频信号。电信号必须通过特殊设计的接口器件把电压、电流的时间变化转化为光参量的空间变化。该接口器件也是空间光调制器。

     一般来说，空间光调制器指的是这样的器件，在信源信号的控制下，它能对光波的某个参量进行调制，例如通过吸收调制振幅，通过折射率调制相位，通过偏振面的旋转调制偏振态等等，从而将信源信号所荷载的信息写进入射光波之中。信源信号既可能是光学信号，又可能是电学信号，因此分成光寻址和电寻址的空间光调制器两大类。当信源信号是光学信号时，我们称之为“写入光”; 照射空间光调制器，并从写入光获取信息的光波称为“读出光”,因为它读出了写入信号所荷载的信息。经空间调制器输出的光波又称输出光，它已包含了被写入的信息。