Transmissie van meerdere signalen door middel van een optische vezel met behulp van Golffront Shaping

Het algemene doel van deze procedure is om meerdere individuele, ruimtelijk gescheiden lichtsignalen door een enkele multimodevezel over te brengen, terwijl de lichtvervorming wordt gecompenseerd door modusconversie in de vezel. Deze nieuwe techniek kan helpen om belangrijke vragen in de biomedische wetenschap en communicatietechniek te beantwoorden via meerdere biologische cellen of datasignaalkanalen die individueel moeten worden afgevoerd. Het grote voordeel van deze techniek, die ruimtelijk-temporele lichtmodulatie mogelijk maakt, is dat slechts één ruimtelijk lichtmodulator nodig is om zowel te kalibreren als meerdere onafhankelijke signalen te verzenden.

De implicaties van deze techniek strekken zich uit naar niet-invasieve studies en toekomstige therapieën of neurologische stoornissen zoals de ziekte van Parkinson. Terwijl bewaking en controle van neuronen een combinatie is van het gebruik van ruimtelijk-temporele lichtsignalen. Over het algemeen zullen individuen die nieuw zijn voor deze methode worstelen vanwege de hoge inspanning voor het uitlijnen van de optische doorgang, wat onvermijdelijk is voor hoogwaardige transmissie.

Het experiment vindt plaats op een optische bank. De optische elementen zijn al gerangschikt. Sommige elementen worden alleen gebruikt voor kalibratie.

Deze ruimtelijk lichtmodulator behoort tot de elementen die worden gebruikt voor datasignaaloverdracht aan de proximale kant van de opstelling. Deze CCD-camera is de datasignaalontvanger aan de distale kant. Het datasignaal reist door deze multimode optische vezel die de twee kanten verbindt.

Deze schematische weergave geeft een overzicht van het apparaat en identificeert de proximale en distale elementen. Een laser zorgt voor een gecollimeerde coherente lichtbundel die wordt gesplitst door een polariserende bundelsplitser. Gebruik de halfgolfplaten om de twee bundels op ongeveer gelijk vermogen te houden.

De objectbundel gaat naar de distale kant. Concentreer je nu op de referentiebundel die naar de proximale kant gaat. Splits de referentiebundel in twee, waarbij elke resulterende bundel door een optische modulator gaat.

Laat vervolgens de twee bundels dezelfde route volgen met de ruimtelijke scheiding. Tijdens de kalibratie zullen de bundels worden gesuperponeerd door licht van de distale kant dat door de multimodevezel, een microscoopobjectief en een lineaire polarisator is gepasseerd en uiteindelijk interfereert. Een laatste bundelsplitser leidt de twee bundels loodrecht naar de speciale lichtmodulator.

Bij het voorbereiden van het experiment, zorg ervoor dat de polariserende bundelsplitser zo wordt georiënteerd dat de polarisatie van de referentiebundel zich uitlijnt met de polarisatiegevoelige ruimtelijk lichtmodulator. Voor kalibratiedoeleinden passeren de twee bundels ook door lenzen die op een CMOS-camera zijn gericht. Houd er rekening mee dat er voorlopig niets op de speciale lichtmodulator wordt weergegeven.

Daarom fungeert de modulator tijdens de kalibratie als een spiegel. Werk met de twee lenzen op de bank. Pas hun positie en de afstand tussen hen aan.

Het doel is om een ​​scherp beeld van het vlak van de speciale lichtmodulator in de CMOS-camera te krijgen. Concentreer je nu op de distale kant van de opstelling voor kalibratie. De objectbundel wordt door bundelsplitsers en spiegels omgezet in twee ruimtelijk gescheiden bundels.

Een andere bundelsplitser leidt de bundels naar een microscoopobjectief en van daaruit naar een lens die op een CCD-camera is gericht. Op de bank focust u het microscoopobjectief op het distale uiteinde van de multimodevezel. Controleer de focus met behulp van de lens en CCD-camera om de terugkaatsing van het licht van de multimodevezel te observeren.

Werk ook met de objectlens aan de proximale kant. Gebruik deze om het licht dat de multimodevezel verlaat, te collimateren. Bekijk nu het interferentiepatroon in de CMOS-camera en werk aan het veranderen van de interferentiefranjeafstand.

Dit wordt gedaan door de spiegels en bundelsplitsers in de referentie- en objectbundels aan te passen. Dit verandert de hoek waaronder de object- en referentiebundels elkaar kruisen bij de ruimtelijk lichtmodulator, die minder dan één graad moet zijn. Stop wanneer de interferentiefranjeafstand ongeveer de grootte heeft van twee pixels.

Werk ten slotte met de lineaire polarisator, pas zijn oriëntatie aan om overeen te komen met de polarisatie van de object- en referentiebundels. Dit zal het maximale contrast in het CMOS-camerabeeld produceren dat duidelijke franjes zal laten zien. De eerste kalibratiesequentie omvat het vinden van de pixelrelatie tussen de ruimtelijk lichtmodulator en de CMOS-camera.

Begin met de objectbundel net na de polariserende bundelsplitser. Blokkeer de objectbundel tussen de halfgolfplaat en de volgende bundelsplitser. Werk vervolgens met een van de twee referentiebundels direct nadat ze door de optische modulatoren zijn gepasseerd.

Blokkeer er slechts één zodat de ruimtelijk lichtmodulator door de andere wordt verlicht. Maak een afbeelding van de ruimtelijk lichtmodulator met de CMOS-camera. Gebruik grafisch software om de coördinaten van de linkerbovenhoek van de modulator te identificeren, die zal dienen als het oorsprongspunt voor de ruimtelijk lichtmodulator.

Wanneer je klaar bent, verwijder beide bundelblokken om het vinden van de pixelrelatie tussen de ruimtelijk lichtmodulator en de CMOS-camera te voltooien. De volgende kalibratiesequentie is voor de signaalpads. Op dit punt zijn dit de bundelpads.

De eerste stap is om objectbundel twee te blokkeren net na twee bundelsplitsers in zijn pad. En om referentiebundel twee te blokkeren na de lichtmodulator. Gebruik vervolgens de CMOS-camera om een ​​afbeelding van het hologram te maken.

Hieruit bereken je de omgekeerde fase in regio een van de bundel. Ga verder door de blokken van de bundels te verwijderen. Blokkeer vervolgens objectbundel één en referentiebundel één.

Bereken de omgekeerde fase in regio twee van de bundel van het hologram dat door de camera is vastgelegd. Zorg ervoor dat alle bundelblokken worden verwijderd voordat u verdergaat. De opstelling voor de transmissie-experimenten is eenvoudiger.

Signaaloverdracht vereist niet de CMOS-camera en de objectbundel wordt geblokkeerd. Nu worden de twee referentiebundels gereflecteerd vanuit twee