Name: shaping the amplitude and phase of laser beams by using a phase-only spatial light modulator
Uploaded: 2019-01-28T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Shaping the Amplitude and Phase of Laser Beams by Using a Phase-only Spatial Light Modulator at JoVE.com

هذا البحث وأيده محافظة فالنسيا (2016 بروميتيو-079)، جامعة جاومى أنا (يوجي) (UJIB2016-19)؛ وفي وزارة الاقتصاد دي y كومبيتيتيفيداد (مينيكو) (FIS2016-75618-R). الكتاب ممتنون جداً سيك Universitat Jaume أنا لاستخدام الليزر femtosecond.

1-ترميز المجال المعقد إلى عنصر أحادي الطور
<ol><li>من المواصفات التقنية لحركة تحرير السودان، تجد قرارها المكاني (على سبيل المثال x 1800 عام 1920 بكسل بكسل).</li>
	<li>تعريف وإيجاد السعة المطلوبة A(x,y) والمرحلة φ(x,y) أنماط الصور الرقمية.<ol>
<li>تعيين دقة المكانية من المذكورة أعل...

<ol>
	<li>Hsueh, C. K., Sawchuk, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computer-generated+double-phase+holograms.">Computer-generated double-phase holograms.</a> Applied Optics. 17 (24), 3874-3883 (1978).</li><li>Arriz&#243;n, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complex+modulation+with+a+twisted-nematic+liquid-crystal+spatial+light+modulator:+double-pixel+approach.">Complex modulation with a twisted-nematic liquid-crystal spatial light modulator: double-pixel approach.</a> Optics Letters. 28 (15), 1359-1361 (2003).</li><li>Arriz&#243;n, V., Ruiz, U., Carrada, R., Gonz&#225;lez, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pixelated+phase+computer+holograms+for+the+accurate+encoding+of+scalar+complex+fields.">Pixelated phase computer holograms for the accurate encoding of scalar complex fields.</a> Journal of the Optical Society of America A. 24 (11), (2007).</li><li>Shibukawa, A., Okamoto, A., Takabayashi, M., Tomita, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+cross+modulation+method+using+a+random+diffuser+and+phase-only+spatial+light+modulator+for+constructing+arbitrary+complex+fields.">Spatial cross modulation method using a random diffuser and phase-only spatial light modulator for constructing arbitrary complex fields.</a> Optics Express. 22 (4), 3968-3982 (2014).</li><li>Mart&#237;nez-Fuentes, J. L., Moreno, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Random+technique+to+encode+complex+valued+holograms+with+on+axis+reconstruction+onto+phase-only+displays.">Random technique to encode complex valued holograms with on axis reconstruction onto phase-only displays.</a> Optics Express. 26 (5), 5875-5893 (2018).</li><li>Clark, T. W., Offer, R. F., Franke-Arnold, S., Arnold, A. S., Radwell, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+beam+generation+techniques+using+a+phase+only+spatial+light+modulator.">Comparison of beam generation techniques using a phase only spatial light modulator.</a> Optics Express. 24 (6), 6249-6264 (2016).</li><li>Mendoza-Yero, O., M&#237;nguez-Vega, G., Lancis, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Encoding+complex+fields+by+using+a+phase-only+optical+element.">Encoding complex fields by using a phase-only optical element.</a> Optics Letters. 39 (7), 1740-1743 (2014).</li><li>Yamaguchi, I., Zhang, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase-shifting+digital+holography.">Phase-shifting digital holography.</a> Optics Letters. 22 (16), 1268-1270 (1997).</li><li>Shao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Addressable+multiregional+and+multifocal+multiphoton+microscopy+based+on+a+spatial+light+modulator.">Addressable multiregional and multifocal multiphoton microscopy based on a spatial light modulator.</a> Journal of Biomedical Optics. 17 (3), 030505 (2012).</li><li>Mendoza-Yero, O., Carbonell-Leal, M., M&#237;nguez-Vega, G., Lancis, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+multifocal+irradiance+patterns+by+using+complex+Fresnel+holograms.">Generation of multifocal irradiance patterns by using complex Fresnel holograms.</a> Optics Letters. 43 (5), 1167-1170 (2018).</li><li>Kuang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffractive+Multi-beam+Ultra-fast+Laser+Micro-processing+Using+a+Spatial+Light+Modulator+(Invited+Paper).">Diffractive Multi-beam Ultra-fast Laser Micro-processing Using a Spatial Light Modulator (Invited Paper).</a> Chinese Journal of Lasers. 36 (12), 3093-3115 (2009).</li><li>Kuang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+throughput+diffractive+multi-beam+femtosecond+laser+processing+using+a+spatial+light+modulator.">High throughput diffractive multi-beam femtosecond laser processing using a spatial light modulator.</a> Applied Surface Science. 255, 2284-2289 (2008).</li></ol>

في هذا البروتوكول، معلمات العملية كالعرض بكسل من حركة تحرير السودان مرحلة فقط أو عدد وحدات البكسل الواردة داخل الخلايا بكسل نمط المولدة بواسطة الكمبيوتر هي النقاط الرئيسية لنجاح تنفيذ أسلوب الترميز. في خطوات 1.2، 1.3 و 1.4 في البروتوكول، وأقصر العرض بكسل، أفضل القرار المكانية لأنماط استرجاع ...

تقريبا جميع تطبيقات الليزر في علاقة وثيقة مع إدارة واجهة الموجه الضوئية من الضوء. في تقريب باراكسيال، يمكن وصف الحقل المعقدة المرتبطة بالإشعاع الليزر بفترتين والسعة والمرحلة. الإرادة اللازمة لتعديل الزمانية والمكانية هيكل أشعة الليزر في أن له سيطرة على هذين المصطلحين هو. وبصفة عامة، السعة والمرحلة لشعاع الليزر يمكن بشكل صحيح تغيير بالعديد من الطرق بما في ذلك استخدام المكونات البصرية التي تتراوح من العدسات المجمعة واحد وشق شعاع ومرايا للأجهزة الأكثر تعقيداً مثل المرايا تشوه أو ضوء المكانية التضمين. هنا، نحن إظهار أسلوب الترميز وإعادة بناء المجال المعقد لأشعة الليزر متماسكة، الذي يستند إلى نظرية الهولوغرام المزدوج-المرحلة1، واستخدام السابر المشتركة--المسار.
في الوقت الحاضر، توجد مجموعة متنوعة من الأساليب لترميز الحقول معقدة من الليزر الحزم2،3،،من45. وفي هذا السياق، تعتمد بعض الأساليب الراسخة لإنتاج المرحلة والتحوير على استخدام الصور المجسمة الرقمية6. نقطة مشتركة في كل من هذه الأساليب هو ضرورة توليد إزاحة مكانية لفصل شعاع الإخراج المطلوب من النظام [زروث] قادمة من انعكاس الضوء في عرض حركة تحرير السودان. هذه الأساليب أساسا خارج المحور (عادة تطبيق للنظام حيود الأولى [غرتينغ])، توظيف المرحلة [غرتينغ] ليس فقط لترميز المرحلة، ولكن أيضا لإدخال التحوير اللازم. على وجه الخصوص، يؤديها التحوير مكانياً خفض الارتفاع [غرتينغ]، الذي يحط وضوح كفاءة الحيود. عملية إعادة الإعمار صورة ثلاثية الأبعاد ليحصل معظمها إعمار تقريبية، ولكن ليس على وجه الدقة، السعة ومرحلة معقدة الحقل المطلوب. ويبدو التباين بين النظرية والتجربة تظهر من ترميز غير دقيقة المعلومات السعة، فضلا عن قضايا تجريبية أخرى يحدث أثناء التصفية المكانية أمر حيود الأولى أو بسبب تأثيرات pixilation حركة تحرير السودان. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن إدخال التشكيل الجانبي كثافة الشعاع إدخال القيود المفروضة على إنتاج الطاقة.
وفي المقابل، مع طريقة عرض7، جميع الخفيفة هو الاضطلاع بإدارة على محور، التي مريحة للغاية من وجهة نظر تجريبية. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يستفيد من النظر، في تقريب برازيل، الحقل المعقدة المرتبطة بأشعة الليزر كمبلغ موجتين موحدة. السعة والمعلومات سينثيتيزيد التي تدخل هذه الموجات موحدة. في الممارسة العملية، تجري مثل هذا التدخل عن طريق التصفية المكانية من ترددات الضوء على الطائرة فورييه لنظام التصوير معين. سابقا، هي أنماط المرحلة المرتبطة بموجات موحدة مكانياً متعدد وترميز إلى حركة المرحلة فقط (توضع في مدخل الطائرة من هذا نظام التصوير). ومن ثم، يمكن اعتبار الإعداد بصري كله السابر المشتركة-مسار (قوية جداً ضد الاهتزازات الميكانيكية، والتغيرات في درجات الحرارة، أو اختلالات بصرية). الرجاء ملاحظة أن عملية التدخل المذكورة أعلاه يمكن أن ينجز بدلاً من ذلك باستخدام تخطيطات بصرية أخرى: مع اثنين من سلمس المرحلة فقط وضعها بشكل صحيح داخل السابر اثنين-الذراع نموذجية، أو من قبل الوقت تسلسلياً ترميز اثنين المرحلة أنماط في حركة تحرير السودان (المقدمة السابقة من مرآة المرجعية في إعداد البصرية). وفي كلتا الحالتين، هناك أية ضرورة للتصفية المكانية، ونتيجة لذلك أي فقدان للقرار المكانية، على حساب زيادة تعقيد النظام البصري، فضلا عن عملية المحاذاة. هنا، فإنه ينبغي أيضا التأكيد على أن باستخدام هذا الأسلوب الترميز، الطيف الكامل من المجال المعقد المطلوب يمكن استردادها بالضبط في الطائرة فورييه، بعد تصفية جميع حيود أوامر لكن [زروث] واحدة.
من ناحية أخرى، كفاءة الأسلوب الذي يعتمد على عدة عوامل: مواصفات الشركة المصنعة لحركة تحرير السودان (مثلاً، ملء عامل أو انعكاسية حيود الكفاءة)، حجم نمط ترميز، والطريقة التي يؤثر الضوء على حركة جيش تحرير السودان (التفكير بزاوية صغيرة تصل إلى، أو حالات الإصابة العادية باستخدام مقسم شعاع). عند هذه النقطة، تحت ظروف تجريبية ملائمة، يمكن قياس كفاءة الخفيفة الإجمالية أكثر من 30%. مع ذلك، لاحظ أن مجموع كفاءة الضوء فقط بسبب استخدام حركة تحرير السودان التي يمكن أن تكون أقل من 50%. عدم وجود عشوائية أو الناشر العناصر داخل البصرية يسمح برنامج الإعداد استرداد أنماط السعة والمرحلة دون ضجيج متماسكة (البقع واللطخ). جوانب أخرى هامة الإشارة إلى يتم استخدام خوارزمية التدوين المباشر بدلاً من إجراءات متكررة وقدرته على أداء السعة التعسفي والمستقلة والتحوير المرحلة في وتيرة تحديث الوقت من حركة تحرير السودان (تصل إلى مئات هيرتز وفقا للتكنولوجيا الحالية).
من حيث المبدأ، الأسلوب7 المقصود ليتم استخدامها مع موجات الطائرة الإدخال، ولكن لا يقتصر على ذلك. على سبيل المثال، إذا كان هو ضرب شعاع غاوسي حركة تحرير السودان، من الممكن لتعديل شكلها الإشعاع في إخراج النظام بواسطة ترميز نمط سعة مناسبة في حركة تحرير السودان. ومع ذلك، لا تتجاوز كثافة الشعاع الناتج من شعاع الإدخال في أي موقف مستعرضة (x, y)، تشكيل السعة يؤديها كثافة الخسائر التي نشأت عن طريق عملية تدخل مدمر جزئيا.
نظرية وإذ تشدد على أن أسلوب الترميز7 على النحو التالي. يمكن إعادة كتابة أي حقل معقدة تمثل على شكل U(x,y)= أ(س،ص)هأناφ(x،y) كما وصفها:
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq1.jpg">(1)
حيث
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq2.jpg">(2)
<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq3.jpg">(3)
في المعادلات 1-3، السعة والطور للمجمع ثنائي الأبعاد الميدانية U(x,y)وترد عليه أ(س،ص) و φ(x,y)، على التوالي. علما بأن شروط كحد أقصى (الحد الأقصى من A(x,y)) و ب = ماكس/2 لا تعتمد على الإحداثيات مستعرضة (x,y). من الناحية النظرية، إذا وضعنا الحد الأقصى= 2، ثم ب =1. ومن ثم، المجال المعقد يو(x,y) يمكن الحصول عليها، بطريقة بسيطة، ويكون من مجموع متماسك من موجات موحدة تكونأناϑ(x،y) و iθ س، (y). في الممارسة العملية، ويتم ذلك مع السابر المشتركة--المسار تتكون من مرحلة واحدة عنصر α(x,y)، وضعت في الطائرة إدخال نظام التصوير. العنصر مرحلة واحدة هي التي شيدت قبل الإرسال المتعدد المكانية ل شروط المرحلة ϑ(x,y)
و θ (x,y) بمساعدة المشابك ثنائي الأبعاد (أنماط الشطرنج) م1(x,y) و م2(x,y) على النحو التالي
<img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq4.jpg">(4)
ومن ثم،
<img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq5.jpg">(5)
هذه الأنماط ثنائية الوفاء بالشرط م1(x,y) + م2(x,y) = 1. لاحظ أن، تدخل موجات موحدة لا يمكن أن يحدث إذا كنا لا تخلط بالمعلومات الواردة في المرحلة عنصرα(x,y). في هذا الأسلوب، وهذا يجري باستخدام عامل تصفية مكانية قادرة على منع جميع حيود أوامر لكن [زروث] واحدة. وبهذه الطريقة، بعد عملية التصفية في الطائرة فورييه الطيف ح(u,v)= F{x،هiα(y)} المرحلة المشفرة وظيفة ذات الصلة إلى طيف ميدان معقد و{U(x,y)} بالتعبير
<img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq6.jpg">(6)
في مكافئ. (6)، (يو،v) الدلالة الإحداثيات في مجال التردد، ف(u,v) يحمل لعامل التصفية المكانية، بينما يمثل تحويل فورييه للدالة المعطاة Θ(x,y) في النموذج و {Θ(x,y)}. من مكافئ. (6)، فإنه يتبع، في إخراج الطائرة من نظام التصوير، المجال المعقد المستردة يوالمقصود بالصندوق(x,y)، (دون الأخذ في الاعتبار عوامل ثابتة)، وتمنحها الالتواء في تضخيم ومكانيا عكس اتجاه المجال المعقد U(x,y) مع تحويل فورييه لقناع المرشح. إنه:
<img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq7.jpg">(7)
في مكافئ. (7)، تتم عملية الالتواء الإشارة إليها بالرمز <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/59052/59052eq10.jpg"> </img>، ومصطلح ماج يمثل نسبة التكبير لنظام التصوير. ومن ثم، مرحلة U(x,y) والسعة يتم استرداد تماما في الطائرة الإخراج، باستثناء بعض الخسائر في القرار المكانية بسبب عملية الالتواء.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1083px;" width="1083">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Achromatic Doublet</td>
			<td style="width:191px;">THORLABS</td>
			<td style="width:211px;">AC254-100-B-ML</td>
			<td style="width:431px;">Lens Diameter 25.4 mm, focal length 100 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Achromatic Galilean Beam Expander</td>
			<td style="width:191px;">THORLABS</td>
			<td style="width:211px;">GBE05-A</td>
			<td>AR Coated: 400 - 650 nm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Basler camera</td>
			<td>BASLER</td>
			<td>avA1600-50gm GigE camera</td>
			<td>sensor size 8.8 mm x 6.6 mm, pizel size 5.5 microns</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Mounted Zero-Aperture Iris</td>
			<td style="width:191px;">THORLABS</td>
			<td style="width:211px;">ID12Z/M</td>
			<td>Max Aperture 12 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:251px;">Pellicle Beamsplitter</td>
			<td style="width:191px;">THORLABS</td>
			<td style="width:211px;">CM1-BP145B2</td>
			<td>45:55 (R:T), Coating: 700 - 900 nm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PLUTO Spatial Light Modulator</td>
			<td>HOLOEYE Photonics AG</td>
			<td>NIR-II</td>
			<td>Phase Only Spatial Light Modulator (Optimized for 700 -1000 nm)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Two thin film laser polarizers</td>
			<td>EKSMA OPTICS</td>
			<td>420-0526M</td>
			<td>material BK7, diameter 50 mm, wavelength 780-820 nm</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

shaping the amplitude and phase of laser beams by using a phase-only spatial light modulator

والهدف من هذه المادة لإثبات استخدام أسلوب التداخل السوناريه لترميز الحقول المعقدة المرتبطة باشعاع الليزر متماسكة بصريا. ويستند الأسلوب متماسكة مبلغ موجتين موحدة، ترميز سابقا إلى المرحلة فقط مكانية خفيفة المغير (حركة تحرير السودان) بمضاعفة المكانية من مراحلها. هنا، تجري عملية التدخل عن طريق التصفية المكانية للترددات الخفيفة في الطائرة فورييه لنظام التصوير ببعض. يسمح التنفيذ الصحيح لهذا الأسلوب المرحلة التعسفي والسعة المعلومات المراد استردادها في إخراج النظام البصري.
هو أسلوب ترميز على محور، بدلاً من خارج المحور، مع خوارزمية معالجة مباشرة (لا حلقة تكرارية)، وخالية من الضوضاء متماسكة (البقع واللطخ). المجال المعقد يمكن استردادها بالضبط في إخراج النظام البصري، باستثناء بعض الخسائر في القرار بسبب تكرار عملية التصفية. القيد الرئيسي للطريقة التي قد تأتي من العجز تعمل بالتردد معدلات أعلى من معدل التحديث لحركة تحرير السودان. وتشمل تطبيقات، ولكن لا تقتصر على، مجهرية الخطية وغير الخطية، وتشكيل شعاع، أو الليزر الجزئي-تجهيز الأسطح المادية.

القرار المكانية لحركة تحرير السودان مرحلة فقط العاملين عام 1920 بكسل x 1080 بكسل، مع بكسل الملعب من 8 ميكرومتر. تحدد السعة المحددة A(x,y) و المرحلة φ(x,y) للمجال المعقد بمختلف رمادي مستوى الصورتين تناظر رامي المعروفة جيدا في الصورة (نمط السعة) وفتاة صغ?...

Watch this Scientific Journal Video about Shaping the Amplitude and Phase of Laser Beams by Using a Phase-only Spatial Light Modulator at JoVE.com

Shaping the Amplitude and Phase of Laser Beams by Using a Phase-only Spatial Light Modulator

تشكيل السعة والطور لأشعة الليزر باستخدام الكهرومغناطيسية خفيفة مكانية المرحلة فقط

نعرض كيفية ترميز المجال المعقد لأشعة الليزر باستخدام عنصر أحادي الطور. يعمل السابر مسار مشترك لخلط المعلومات المرحلة التي يتم عرضها في المغير خفيفة مكانية المرحلة فقط لاسترداد وأخيراً نمط الحقل المعقدة المطلوب في إخراج نظام التصوير الضوئي.

The aim of this article is to visually demonstrate the utilization of an interferometric method for encoding complex fields associated with coherent laser ...

يمكن أن يكون هذا البروتوكول مفيدًا لأداء تشكيل الحزم أو شعاع الليزر هالو الصدى المكاني باستخدام مجرد عنصر بصري مُنذِل وتسمّه في رتّل العين المكاني للمرحلة فقط. الأسلوب الذي خلق ذلك البروتوكول يمنحك بسيطة ولكن عالية كثافة صدى، وقادرة على تعديل مكاني وصغري، على حد سواء لديها أفضل من مرحلة أشعة الليزر، في وقت واحد. ترميز الحقل المعقد باستخدام مُعَوِّل الضوء المكاني والكمبيوتر.العثور على ضوء مُقَدِّم دقة المكانية من مواصفاتها التقنية. بعد ذلك، انتقل إلى جهاز كمبيوتر لتعريف السعة و أنماط المرحلة. تعريف نمط السعة المطلوبة كصورة رقمية بتنسيق مستوى رمادي، مع قيم تتراوح بين 0 إلى 255.بالنسبة لنمط المرحلة المطلوبة، قم بتعريفه بتنسيق مستوى رمادي مع قيم تتراوح بين pi سالبة على اثنين إلى pi على اثنين. مع مرحلة و اتساع تعريف، الكمبيوتر توليد هذه اثنين من أنماط مرحلة مختلفة، وذلك باستخدام المعادلات اثنين وثلاثة. لاحظ أن الحد الأقصى هو تعيين إلى اثنين.كما تعريف اثنين، ثنائية الأبعاد الدرجات الثنائية مع دقة المكانية تساوي عرض المغير ضوء المكاني. هذه تظهر على شكل أنماط لوح الداما، تحولت من قبل مربع واحد عموديا أو أفقيا بحيث عندما superposed أنها تنتج نمط موحد مع ارتفاع واحد. للمساعدة في تقليل تأثير التوك المتقاطعة بكسل، إنشاء أزواج أخرى من أنماط لوحة الداما للتقديرات المرحلة الثنائية مع خلايا بكسل مختلفة وجود عدد متزايد من بكسل.وينبغي أن يكون العدد الإجمالي للبكسل هو نفسه ويساوي الدقة المكانية لمُنَسِّل الضوء المكاني. لبناء عنصر مرحلة واحدة، إقران كل تقدير ثنائي مع مصطلح مرحلة مختلف. ثم تعدد المكاني كل زوج وإضافة النتائج.هذا هو عنصر المرحلة للمراحل المحددة مسبقًا والدرجات بحجم خلية بكسل واحد. لاحظ أن تغيير حجم خلية البكسل يؤثر على الدقة المكانية لعنصر المرحلة الفردية النهائية. يوفر هذا التخطيطي نظرة عامة على الإعداد الأولي للتجربة.وضع المغير ضوء المكانية أن يكون لها واجهة سطح قابل للبرمجة كاميرا CCD. يكون لديها مستقطب خطي، شعاع ليزر متماسك مكانيا الذهاب إلى تقسيم شعاع أن يعيد توجيه الحزمة إلى المغير ضوء المكانية. يمر الضوء من مُنْسِر الضوء المكاني عبر مقسّم الشعاع إلى نظام صور بصري 44F.ضع اتفاقية مكافحة التصحر في مستوى إخراج نظام التصوير. هذا هو الإعداد كما يبدو على مقاعد البدلاء. يمر شعاع الليزر عبر متوسع شعاع لضبط حجمه.مرآتين توجيه شعاع الإخراج إلى الفاصل شعاع. هنا هو الفاصل شعاع أمام المغير ضوء المكانية. عدسات اثنين التركيز الضوء من المغير ضوء المكانية على كاميرا CCD.عند إعداد النظام البصري، قم بإرسال نمط المرحلة الذي تم إنشاؤه بواسطة الكمبيوتر مع أقل خلية بكسل إلى مُنَتَرِّض الضوء. صورة نمط المرحلة مع كاميرا CCD وضعت في عدة مواقع مختلفة على طول المحور البصري. تحديد مستوى الإخراج حسب الموضع مع أفضل دقة.قم بتأمين الكاميرا في الموضع المقترن بأفضل دقة. التالي وضع قزحية دائرية في الطائرة المحورية للعدسة الأولى في المسار البصري، تركزت مع شعاع الليزر. مرة أخرى، استخدم كاميرا CCD لتصوير نمط المرحلة من المغير الضوء المكاني في حين تختلف فتحة القزحية.ضبط فتحة القزحية إلى الموضع الذي لديه أفضل دقة المكانية. بعد ذلك، تنفيذ خطوات مشابهة من أجل تقليل التحدث عبر. تجربة مع أحجام مختلفة من خلية بكسل في عنصر المرحلة على المغير ضوء المكاني.لكل منها، حدد حجم الفتحة الذي يعطي أعلى دقة في صورة كاميرا CCD. لتقليل التحدث المتبادل، اختر حجم خلية البكسل وفتحة القزحية التي تسمح بأعلى دقة مكانية. بالنسبة للقياسات استخدام تقنية التحول المرحلة القائمة على الاستقطاب.وضع المستقطب البصرية قبل المغير ضوء المكانية. صورة عنصر المرحلة على الكاميرا، وتعيين زاوية دوران المستقطب، عن طريق تصور البحث عن الزوايا المقابلة لأقوى الصور وأكثرها ضبابية في كاميرا CCD. إصلاح المستقطب بين الزاويتين.المقبل، ضع المستقطب الثاني بعد الطائرة الخلفية للنظام تخيل أمام الكاميرا. تعيين زاوية دوران من خلال البحث عن الزوايا المقابلة لأدق الصور وأكثرها ضبابية في كاميرا CCD. إصلاح زاوية المستقطب بين هاتين الزاويتين.الآن، سجل التداخل أثناء الحفاظ على الكاميرا في مستوى الإخراج. في مصفوفة من صفر راديانات لعنصر المرحلة وإرسالها إلى المغير ضوء المكانية. تسجيل الصورة المطابقة مع CCD.بالنسبة إلى جهاز التداخل الثاني، أضف مصفوفة pi على اثنين من الراديان إلى عنصر المرحلة وأرسلها إلى مُعَلِّل الضوء المكاني. تسجيل صورتها مع كاميرا CCD. إضافة مصفوفة من pi radians إلى عنصر المرحلة وإرسالها إلى المغير ضوء المكاني لتسجيل التداخل مع الكاميرا CCD.وأخيراً، أضف مصفوفة من ثلاثة pi على راديان إلى عنصر المرحلة. استخدامه في المغير ضوء المكانية لتسجيل التداخل الرابع مع الكاميرا. بمجرد تسجيل صور التداخل، قم بنقل البيانات إلى جهاز كمبيوتر.هنا، يتم تسمية كل من تداخلograms حسب الترتيب الذي تم تسجيله. من واحد الذي يتضمن مصفوفة الصفر الى ثلاثة pi على مصفوفتين هذا هو السعة المسترجعة للحقل المعقد.للبحث عن ذلك، قم بتنفيذ هذا التعبير، الذي يستخدم بيانات تخطيط التداخل. لاسترداد مرحلة الحقل المعقدة، قم بتنفيذ التعليمات البرمجية المتبقية لتقييم هذا التعبير باستخدام بيانات التداخل. تحدد هذه الصورة سعة الحقل المعقد لتجربة.هذه الصورة تحدد مرحلتها. تتطلب تقنية تحويل المرحلة قياس صور التداخل باستخدام مراحل يتم تحويلها بمقدار صفر، pi على مدى اثنين، pi، وثلاثة pi على اثنين من راديان. تسمح هذه الصور التداخلية باسترجاع كل من السعة والمرحلة في المجال المعقد باستخدام خوارزميات مباشرة.أنصحك أن تذهب خطوة بخطوة. تبدأ مع السعة البسيطة ونمط المرحلة، وإيلاء الاهتمام لدينا تفاصيل البروتوكول، بما في ذلك المهام التكميلية، مثل التلوين البارزة. يرجى ملاحظة أن الجانب قزحية تعتمد على قطعة انتقائية نفسها.ومع ذلك زيادة أكثر من اللازم يمكن أن تقلل الخلية بكسل بشكل ملحوظ من الدقة المكانية من الحقل المعقدة المستردة. هذه الطريقة واحدة في أوامر للحصول على تطبيق معين، ولكن يمكن أن يكون Westbury تستخدم لأي أغراض إعادة تشكيل، لتعزيز، على سبيل المثال، معالجة صغيرة نقل المواد أو مجهر Norlina.

Research

JoVE Journal

Engineering

Characterization of Surface Modifications by White Light Interferometry: Applications in Ion Sputtering, Laser Ablation, and Tribology Experiments

توصيف التعديلات السطحية من التداخل الضوء الأبيض: تطبيقات في التتفيل ايون، التذرية الليزر، والتجارب علم احتكاك المفاصل

In materials science and engineering it is often necessary to obtain quantitative measurements of surface topography with micrometer lateral resolution. ...

The Generation of Higher-order Laguerre-Gauss Optical Beams for High-precision Interferometry

توليد العليا أجير-غاوس الأشعة الضوئية لقياس التداخل عالية الدقة

Thermal noise in high-reflectivity mirrors is a major impediment for several  types of high-precision interferometric experiments that aim to reach the  ...

Spatial Separation of Molecular Conformers and Clusters

الفصل المكاني للمتشكلات الجزيئية والتجمعات

Gas-phase molecular physics and physical chemistry experiments commonly use supersonic expansions through pulsed valves for the production of cold ...

Atomic Force Microscopy of Red-Light Photoreceptors Using PeakForce Quantitative Nanomechanical Property Mapping

القوة الذرية الميكروسكوب من الضوء الأحمر الخلايا المستقبلة عن طريق رسم الخرائط PeakForce الكمية النانوميكانيكية الملكية

Atomic force microscopy (AFM) uses a pyramidal tip attached to a cantilever to probe the force response of a surface. The deflections of the tip can be ...

Phase Diagram Characterization Using Magnetic Beads as Liquid Carriers

المرحلة مخطط توصيف باستخدام الخرز المغناطيسي حيث الناقلون السائلة

Magnetic beads with ~1.9 &#181;m average diameter were used to transport microliter volumes of liquids between contiguous liquid segments with a tube for ...

Measurement of X-ray Beam Coherence along Multiple Directions Using 2-D Checkerboard Phase Grating

قياس الأشعة السينية شعاع بالاتساق على طول الاتجاهات متعددة باستخدام 2-D شطرنج المرحلة المشبك

A procedure for a technique to measure the transverse coherence of synchrotron radiation X-ray sources using a single phase grating interferometer is ...

Automation of Mode Locking in a Nonlinear Polarization Rotation Fiber Laser through Output Polarization Measurements

أتمتة وضع قفل في اللاخطية الاستقطاب دوران الألياف الليزر من خلال قياسات الاستقطاب الناتج

When a laser is mode-locked, it emits a train of ultra-short pulses at a repetition rate determined by the laser cavity length. This article outlines a ...

Using Synchrotron Radiation Microtomography to Investigate Multi-scale Three-dimensional Microelectronic Packages

باستخدام السنكروترون الإشعاع مجهري المعنية بالتحقيق في نطاق متعدد الحزم الإلكترونية الدقيقة ثلاثي الأبعاد

Synchrotron radiation micro-tomography (SR&#181;T) is a non-destructive three-dimensional (3D) imaging technique that offers high flux for fast data ...

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

توطين العيوب تحت السطح عن طريق التدفئة المنظمة باستخدام الليزر الحرارية الحرارية المتوقعة

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering ...

Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte Gating

Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte Gating

المجال الكهربائي لسيطرة الدول الإلكترونية في نانوديفيسيس2 WS بالكهرباء النابضة

A method of carrier number control by electrolyte gating is demonstrated. We have obtained WS2 thin flakes with atomically flat surface via scotch tape ...