LCOS SLM

Sub-Nanometer räumlich-zeitliche Phasenmetrologie von LCoS SLMs: Kalibration für adaptiven Koronagraph

 

Spatial Light Modulators (SLMs) sind dynamisch programmierbare optische Display Panels, bei denen jeder Pixel die Phase des einfallenden Lichts modulieren kann. Das Labor „Exoplanet Imaging and Adaptive Optics (LEIAO)“ von Professor Jonas Kuhn, Abteilung „Space Research & Planetary Sciences“ an der Universität Bern, Schweiz, benutzt ein DHM R1000 zur Charakterisierung ihrer SLMs in Echtzeit mit sub-Nanometer Präzision entlang der optischen Achse und mikrometrischer lateraler Auflösung. Folgende Aufgaben wurden damit ausgeführt:

  • Kalibration von zwei Liquid-Crystal On-Silicon (LCoS) SLMs
  • Studie des Inputsignals-zur-Phasenänderung (look-up table) und des Pixels’ Impuls Reaktion (Influenz Funktion).
  • Messen ihres statischen Wellenfrontfehlers (anhand des Herstellers‘ Flatmaps).
  • Charakterizierung ihres zeitlichen Verhaltens und Stabilität (temporal jitter).

Diese Messungen erlaubten es ihnen, den praktischen Impakt des koronagrafischen Ergebnisses der SLMs zu simulieren, i.e. wie viel des Sternenlichts kann blockiert werden, um dadurch direkt schwach leuchtende Exoplaneten zu sehen. Im Ergebnis ist nun diese SLM “adaptive Koronagraphie” Technologie im PLACID direkt-Imaging Instrument verbaut, installiert in einem 4m Klasse optischen und Infrarot-Teleskop, im Einsatz auf 3170m Höhe auf dem Erzurum Plateau, nahe der Stadt Erzurum, in Ostanatolien in der Türkei. Glückwunsch an Professor Kuhn und sein Team für diese Arbeit!

Diese Studie wurde präsentiert am SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation in Kopenhagen, Dänemark.

Beschreibung:

  • Courtesy von: LEIAO group, Division of Space Research & Planetary Sciences of the University of Bern, in Switzerland
  • Verwendetes System: DHM R1000
  • Objektive: 1.25x, 10x, 40x
  • Aufnahmerate: 195 Bilder/sec
  • Ginge mit höherer Aufnahmerate mit dem Highspeed DHM oder stroboskopischer Option.

 

Sequentielle Aktivierung der SLM Pixels gemessen in Echtzeit mit dem DHM mit einem 40x Objektiv
SLM plaziert unter dem DHM R1000 mit 10x Objektiv
Helles Sternenlicht blockiert mit SLM um die schwach leuchtenden Exoplaneten zu sehen
Phasenshift gemessen über die ganze SLM Fläche mit dem DHM R1000 und einem 10x Objektiv
Pixel-bei-Pixel Phasenshift-Antwort eines SLM gemessen mit dem DHM R1000 und 40x Objektiv

Partner Testimonial:

An unrivalled metrology tool for simulating SLM’s practical impact on coronagraphic performance

The DHM technology enables an unrivalled combination of both large field-of-view and micrometer-scale spatio-temporal interferometric metrology of active phase modulation devices, such as LCoS SLMs. This enables us to maximize the contrast capabilities of our SLM-based exoplanet imager instruments, where million- to billion-to-one contrast levels are required at angular separations of a few 100s milli-arcseconds, only achievable on the world’s largest ground-based telescopes.

Prof. Jonas Kuhn,  Dr. Lucas Marquis

Division of Space Research & Planetary Sciences of the University of Bern, in Switzerland

http://space.unibe.ch/leiao

Das Team vom Laboratory of Exoplanet Imaging und Adaptive Optik (LEIAO) geführt von Professor Jonas Kuhn vor dem 4m Klasse Optisch + Infrarot Teleskop auf dem Erzurum Plateau auf 3170m Höhe in Ostanatolien, Türkei