图1 金属增材制造
在金属增材制造过程中，一道高功率激光束精准扫过金属粉末层，瞬间熔化的轨迹形成复杂的三维结构，传统的光学调制器件面对高功率激光时，往往因热积累导致镜面变形甚至损坏，成为制约高功率工业级激光加工发展的瓶颈。滨松发布的蓝宝石空间光调制器(LCOS-SLM)突破这一限制，将功率耐受阈值提升至前所未有的1800W，功率密度高达3.5KW/cm²，在承受高功率激光同时保持高的光利用率，高的线性度，高的稳定，为高精度激光加工领域开辟全新可能。接下来给大家逐一介绍滨松LCOS-SLM的特点。
01、超高功率耐受性：实测平均功率1800W以上
滨松的蓝宝石LCOS-SLM的最新平均功率阈值是到1800W以上，平均功率密度达3.5KW/cm2以上; 此阈值是保证调制精度和线性度的情况下，且长期稳定使用的情况。测试方法如图2所示，通过一台高功率的光纤激光器给SLM加热，对低功率的线偏振光进行调制器，测试结果如图3所示，当激光功率增加到1800W的时候，调制的线性度和精度没有发生任何变化，当激光功率继续增加到2190W的时候，只是调制效果发生变化，SLM本身并没有看到明显损坏。
图2 测试条件及测试光路图
图3 测试结果
02、高光利用率：实现97%光利用率
光利用率是光经过LCOS液晶面反射的反射率，即平均反射光强占入射光强的百分比。在光电领域，每一分光能的损失都意味着效率和成本的代价。滨松LCOS-SLM采用反射式设计，介质镜型号的光利用率高达97%以上(全波段)，将光能在调制过程中的损耗降到最低。
图4 滨松LCOS-SLM反射率参数表
图5 像素间隙示意图
滨松在参数标注上坚持实事求是原则。滨松产品拥有96%的高填充因子，同时像素间隙仅0.2μm，远低于业界常见的1.3μm间隙，实现了真正的高效光能利用。
03、高线性度与稳定性：相位调制精度的双重保障
滨松LCOS-SLM能够实现非常精确的相位调制，这对于高精度的光学实验和工业应用至关重要。高线性度意味着输入信号与输出相位之间的关系接近理想线性，从而减少了调制过程中的失真和误差。通过LUT曲线(输入灰度信号(图片每像素的灰度值)与输出相位(0~2π)的Look-up Table)，滨松LCOS-SLM在波段范围内每1nm的波长进行LUT矫正，确保95% 的像素的LUT曲线 在 +/-2σ 范围内(sigma 标准差)进一步提高相位调制的线性度。
图6 输出相位与灰阶的关系
图7 滨松LCOS-SLM LUT校正
在稳定性方面，滨松也有很大的优势，这一稳定性指标意味着即使在长时间的工业级连续作业中，滨松LCOS-SLM也能保持相位调制的精确性和一致性，避免因设备温升或时间漂移导致的加工质量下降。下图为LCOS-SLM各个型号的相位稳定性表。
图8 LCOS-SLM 相位稳定性表
图9 实测X15213-13相位稳定性
04、滨松强大的算法支持及一体化方案
在实际使用LCOS-SLM过程中，用户们往往会被卡在算法设计上，算法设计需要丰富的光学，数学，软件，光学设计等经验。滨松『工程师』团队对SLM的算法进行细致的优化和升级，给出了一系列的算法解决方案，来帮助用户更灵活，更快速的上手使用滨松的LCOS-SLM，并且滨松也可以提供一些整套的光路及算法方案。
图10 滨松提供的免费和收费算法
图11 振幅调制系统
