Gestaltung der Amplitude und Phase von Laserstrahlen durch den Einsatz einer Phase nur räumlichen Lichtmodulator

Dieses Protokoll kann nützlich sein, um Strahlformung oder räumliches Echo HALO Laserstrahl mit nur einem defractic optischen Element durchzuführen und es in die Phase-nur räumliche Augenmodulatat zu nennen. Die Technik, die es dieses Protokoll erstellt hat, gibt Ihnen eine einfache, aber hohe Echo dichtes, in der Lage, räumlich zu modifizieren und Mikro minusculely, beide haben besser als Phase der Laserstrahlen, gleichzeitig. Kodieren Sie das komplexe Feld mit einem räumlichen Lichtmodulator und Computer.

Finden Sie die räumliche Auflösung des Lichtmodulators aus den technischen Spezifikationen. Wechseln Sie als Nächstes zu einem Computer, um die Amplitude- und Phasenmuster zu definieren. Definieren Sie das gewünschte Amplitudenmuster als digitales Bild im Graustufenformat mit Werten zwischen 0 und 255.

Definieren Sie es für das gewünschte Phasenmuster im Graustufenformat mit Werten von negativem Pi über zwei bis pi über zwei. Wenn phase und amplitude definiert sind, generiert der Computer diese beiden verschiedenen Phasenmuster unter Verwendung der Gleichungen zwei und drei. Beachten Sie, dass A max auf zwei festgelegt ist.

Definieren Sie auch zwei, zweidimensionale binäre Verschneidungen mit räumlicher Auflösung, die der Anzeige des räumlichen Lichtmodulators entspricht. Diese erscheinen als Schachbrettmuster, die vertikal oder horizontal um ein Quadrat verschoben werden, so dass sie, wenn sie überlagert werden, ein einheitliches Muster mit Höhe eins erzeugen. Um den Effekt von Pixel-Crosstalk zu reduzieren, generieren Sie andere Paare von Schachbrettmustern für die binären Phasenabstufungen mit verschiedenen Pixelzellen mit einer erhöhten Anzahl von Pixeln.

Die Gesamtanzahl der Pixel sollte gleich und gleich der räumlichen Auflösung des räumlichen Lichtmodulators sein. Um ein einzelnes Phasenelement zu erstellen, koppeln Sie jede binäre Verschneidung mit einem anderen Phasenterm. Dann räumlich multiplex jedes Paar und fügen Sie die Ergebnisse.

Dies ist das Phasenelement für die zuvor definierten Phasen und Abstufungen mit Pixelzellengröße eins. Beachten Sie, dass das Ändern der Pixelzellengröße die räumliche Auflösung des endgültigen Einzelphasenelements bewirkt. Dieser Schaltplan bietet einen Überblick über die Ersteinstellungen für das Experiment.

Platzieren Sie einen räumlichen Lichtmodulator, um seine programmierbare Oberfläche einer CCD-Kamera zu bieten. Lassen Sie einen kollimierten linear polarisierten, räumlich kohärenten Laserstrahl zu einem Strahlteiler gehen, der den Strahl zum räumlichen Lichtmodulator umleitet. Licht aus dem räumlichen Lichtmodulator gelangt durch den Strahlteiler in ein optisches Bildsystem 44F.

Platzieren Sie die CCD an der Ausgangsebene des Bildgebungssystems. Dies ist das Setup, wie es auf der Bank erscheint. Der Laserstrahl durchläuft einen Strahlexpander, um seine Größe anzupassen.

Zwei Spiegel leiten den Ausgangsstrahl an den Strahlteiler. Hier ist der Strahlsplitter vor dem räumlichen Lichtmodulator. Zwei Linsen fokussieren Licht vom räumlichen Lichtmodulator auf eine CCD-Kamera.

Senden Sie beim Einrichten des optischen Systems das vom Computer generierte Phasenmuster mit der niedrigsten Pixelzelle an den Lichtmodulator. Stellen Sie das Phasenmuster mit der CCD-Kamera an mehreren verschiedenen Positionen entlang der optischen Achse ab. Identifizieren Sie die Ausgabeebene als Position mit der besten Auflösung.

Befesten Sie die Kamera an der Position, die mit der besten Auflösung verbunden ist. Als nächstes platzieren Sie eine kreisförmige Iris an der Brennebene der ersten Linse im optischen Pfad, zentriert mit dem Laserstrahl. Verwenden Sie erneut die CCD-Kamera, um das Phasenmuster aus dem räumlichen Lichtmodulator abzubilden, während Sie die Irisöffnung variieren.

Passen Sie die Blendenöffnung an die Position an, die die beste räumliche Auflösung hat. Führen Sie als Nächstes ähnliche Schritte aus, um Crosstalk zu minimieren. Experimentieren Sie mit verschiedenen Pixelzellengrößen im Phasenelement auf dem räumlichen Lichtmodulator.

Wählen Sie für jede Option die Blendengröße aus, die das Bild mit der höchsten Auflösung auf der CCD-Kamera liefert. Um Crosstalk zu minimieren, wählen Sie die Pixelzellengröße und die Irisöffnung aus, die die höchste räumliche Auflösung ermöglicht. Verwenden Sie für Messungen die polarisationsbasierte Phasenverschiebungstechnik.

Platzieren Sie einen optischen Polarisator direkt vor dem räumlichen Lichtmodulator. Stellen Sie das Phasenelement auf der Kamera dar, und legen Sie den Drehwinkel des Polarisators fest, indem Sie die Suche nach den Winkeln visualisieren, die den schärfsten und verschwommensten Bildern in der CCD-Kamera entsprechen. Fixieren Sie den Polarisator zwischen den beiden Winkeln.

Platzieren Sie als Nächstes den zweiten Polarisator nach der Hinterebene des imaginären Systems vor der Kamera. Stellen Sie den Drehwinkel ein, indem Sie nach den Winkeln suchen, die den schärfsten und verschwommensten Bildern in der CCD-Kamera entsprechen. Fixieren Sie den Polarisatorwinkel zwischen diesen beiden Winkeln.

Zeichnen Sie nun Interferogramme auf, während Sie die Kamera auf der Ausgabeebene beibehalten. Bei einer Matrix von Null-Radierals zum Phasenelement und senden Sie es an den räumlichen Lichtmodulator. Zeichnen Sie das entsprechende Bild mit der CCD auf.

Fügen Sie für das zweite Interferogramm dem Phasenelement eine Matrix von pi über zwei Radianten hinzu und senden Sie es an den räumlichen Lichtmodulator. Nehmen Sie das Bild mit der CCD-Kamera auf. Fügen Sie dem Phasenelement eine Matrix von Pi-Radians hinzu und senden Sie sie an den räumlichen Lichtmodulator, um sein Interferogramm mit der CCD-Kamera aufzuzeichnen.

Fügen Sie schließlich dem Phasenelement eine Matrix von drei Pi über zwei Radianten hinzu. Verwenden Sie es im räumlichen Lichtmodulator, um das vierte Interferogramm mit der Kamera aufzuzeichnen. Sobald die Interferogramme aufgezeichnet sind, übertragen Sie die Daten auf einen Computer.

Hier wird jedes der Interferogramme durch die Reihenfolge beschriftet, in der es aufgezeichnet wurde. Von der mit der Nullmatrix bis zum drei pi über zwei Matrix. Dies ist die abgerufene Amplitude des komplexen Feldes.

Um sie zu finden, implementieren Sie diesen Ausdruck, der die Interferogrammdaten verwendet. Um die Phase des komplexen Felds abzurufen, implementieren Sie den verbleibenden Code, um diesen Ausdruck mit den Interferogrammdaten auszuwerten. Dieses Bild definiert die Amplitude des komplexen Feldes für ein Experiment.

Dieses Bild definiert seine Phase. Die Phasenverschiebungstechnik erfordert die Messung von Interferogrammen mit Phasen, die um Null, pi über zwei, pi und drei Pi über zwei Radianten verschoben werden. Diese Interferogramme ermöglichen das Abrufen sowohl der Amplitude als auch der Phase des komplexen Feldes mithilfe einfacher Algorithmen.

Ich empfehle Ihnen, Schritt für Schritt zu gehen. Beginnen Sie mit der einfachen Amplitude und dem Phasenmuster, und achten Sie auf unsere Protokolldetails, einschließlich komplementärer Aufgaben, wie die markante Färbung. Bitte beachten Sie, dass die Irisseite vom selektiven Stück selbst abhängt.

Wenn die Pixelzelle jedoch zu stark zunimmt, kann die räumliche Auflösung des abgerufenen komplexen Felds erheblich reduziert werden. Diese einzige Methode in Aufträgen, um die jeweilige Anwendung zu erhalten, aber es kann Westbury für alle Umgestaltungszwecke verwendet werden, um zum Beispiel Mikroverarbeitung bewegen Materialien oder Norlina Mikroskopie zu verbessern.