Que forma la amplitud y fase de rayos láser mediante el uso de un modulador de luz espacial sólo fase

Resumen

Mostramos cómo codificar el complejo campo de rayos láser mediante el uso de un elemento monofásico. Un interferómetro de sendero común se emplea para mezclar la información de fase mostrada en un modulador de luz espacial fase sólo para finalmente recuperar el patrón de campo complejo deseado en la salida de un sistema de proyección de imagen óptica.

Resumen

El objetivo de este artículo es demostrar visualmente la utilización de un método de interferometría para la codificación de campos complejos asociados con la radiación de láser coherente. El método se basa en la suma coherente de dos ondas uniforme, previamente codificadas en un solo fase espacial luz modulador (MST) por multiplexación espacial de sus fases. Aquí, el proceso de interferencia se lleva a cabo por filtración espacial de frecuencias de luz en el plano de Fourier de determinado sistema de proyección de imagen. La correcta aplicación de este método permite fase arbitraria y amplitud información a ser recuperada en la salida del sistema óptico.

Es una técnica de codificación sobre el eje, en lugar de fuera del eje, con un algoritmo de procesamiento directo (no un bucle iterativo) y libre de ruido coherente (moteado). El campo complejo puede ser obtenido exactamente a la salida del sistema óptico, excepto algo de pérdida de resolución debido al proceso de filtrado de frecuencia. La principal limitación del método podría provenir de la incapacidad de operar con tasas de frecuencia más altas que la tasa de refresco de la SLM. Usos incluyen, pero no se limitan a, microscopia lineal y no lineal, que forma el rayo o láser micro-tratamiento de superficies.

Introducción

Casi todas las aplicaciones de láser están en estrecha relación con la gestión de lo frente de onda óptico de la luz. En la aproximación paraxial, el campo complejo asociado con la radiación láser se puede describir por dos términos, la amplitud y la fase. Tener control sobre estos dos términos es necesario modificar tanto la temporal y la estructura espacial de rayos láser en la voluntad. En general, la amplitud y la fase de un rayo láser pueden correctamente cambiar por varios métodos incluyendo el uso de componentes ópticos que van de a granel solo lentes, divisores de viga y espejos para dispositivos más complejos como espejos deformables o luz espacial moduladore....

Protocolo

1. codificar el complejo campo en un elemento monofásico

1. De las especificaciones técnicas de la SLM, encontrar su resolución espacial (por ejemplo píxeles 1920 píxeles x 1800).
2. Definir y generar la amplitud deseada A(x,y) y la fase φ(x,y) patrones como imágenes digitales.
   1. Conjunto de la resolución espacial del citado digitales imágenes igual a la de la pantalla SLM.
   2. Conjunto de imágenes digital mencionado en formato de nivel de gris.
   3. Ajustar los valores mínimos y máximos de las imágenes de fase y amplitud de 0 a 255 y de - π/2 π/2, respectivamente.
   4. Establ....

Resultados

La resolución espacial de la SLM sólo fase empleada es 1920 píxeles x 1080 píxeles, con una echada del pixel de 8 μm. La amplitud seleccionada A(x,y) y la fase φ(x,y) del campo complejo se definen por dos imágenes diferentes de nivel gris correspondiente a la imagen de Lenna conocido (patrón de amplitud) y una niña sobresale su lengua (patrón de fase), respectivamente. En general, para la generación de patrones necesarios tanto el cont.......

Discusión

En este protocolo, práctica parámetros como el ancho de píxel del SLM sólo fase o el número de píxeles contenidos dentro de las celdas de píxeles de un patrón generado por ordenador son puntos clave para implementar con éxito el método de codificación. En pasos 1.2, 1.3 y 1.4 del Protocolo, menor será el ancho de píxel, mejor será la resolución espacial de los patrones obtenidos de amplitud y fase. Además, como la codificación en el SLM de modulaciones de fase de pixel a pixel abruptas puede originar respuestas de fase i.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Doblete acromático	THORLABS	AC254-100-B-ML Diámetro de	lente 25,4 mm, distancia focal 100 mm
Expansor de haz galileo acromático	THORLABS	GBE05-A AR	Coated: 400 - 650 nm
Cámara Basler	BASLER	avA1600-50gm Tamaño del	sensor de la cámara GigE 8,8 mm x 6,6 mm, tamaño del pizel 5,5 micras
Iris de apertura cero montado	THORLABS	ID12Z/M	Max Apertura 12 mm
Pellicle Beamsplitter	THORLABS	CM1-BP145B2	45:55 (R:T), Recubrimiento: 700 - 900 nm
PLUTO Modulador de luz espacial	HOLOEYE Photonics AG	NIR-II	Modulador de luz espacial de solo fase (optimizado para 700 -1000 nm)
Dos polarizadores láser de película delgada	EKSMA OPTICS	420-0526M	material BK7, diámetro 50 mm, longitud de onda 780-820 nm