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

이 연구는 Generalitat 발렌시아 (PROMETEO 2016-079), Universitat Jaume에 의해 지원 되었다 내가 (우) (UJIB2016-19); 그리고 정부의 드 Economía y Competitividad (MINECO) (FIS2016-75618-R). 저자는 매우 감사 Universitat Jaume SCIC 펨 레이저의 사용에 대 한 나.

1. 단일 위상 요소에 복잡 한 필드 인코딩
<ol><li>SLM의 기술 사양에서 그것의 공간적 해상도 (예를 들어 1920 픽셀 x 1800 픽셀)을 찾아.</li>
	<li>정의 하 고 원하는 진폭 A(x,y) 및 위상 φ(x,y) 패턴으로 디지털 이미지를 생성.<ol>
<li>설정 상술의 공간 해상도 디지털 이미지의 SLM 디스플레이.</li>
		<li>상기 디지털 이미지 회색 레벨 형식으로 설정 합니다.</li>
		<li>진?...

<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>

이 프로토콜에는 위상 전용 SLM 또는 컴퓨터에서 생성 된 패턴의 픽셀 셀에 포함 된 픽셀 수의 픽셀 폭으로 실용적인 매개 변수 인코딩 메서드를 성공적으로 구현 하는 핵심 포인트는. 단계 1.2, 1.3, 1.4 프로토콜, 짧은 픽셀 너비, 더 나은 공간적 해상도의 검색 된 진폭 및 위상 패턴의. 또한, 갑작스러운 픽셀 위상 변조는 SLM에 법전 편찬 예기치 않은 위상 응답 (픽셀 누화) 발생 한 수 있습니다로 바둑...

거의 모든 레이저 응용 프로그램 빛의 광 파면의 관리와 가까운 관계에 있다. Paraxial 근사에서 레이저 방사와 관련 된 복잡 한 필드는 2 개의 기간, 진폭 및 단계에 의해 설명할 수 있습니다. 이 두 학기 동안 제어 하는 데는 측 두 엽과에 레이저 광선의 공간 구조를 수정 하는 데 필요한 것입니다. 일반적으로, 진폭 및 위상 레이저 광선의 변경할 수 있습니다 제대로 광학 부품의 사용을 포함 하 여 여러 가지 방법에 의해 그 범위 단일 대량 렌즈, 빔 스플리터와 거울에서 deformable 거울 또는 공간 빛 같은 가장 복잡 한 장치 변조기입니다. 여기, 우리가 인코딩 및 듀얼 위상 홀로그램 이론1에 근거 하는 일관 된 레이저 광선의 복잡 한 분야 그리고 공통 경로 간섭계의 사용률을 재구성 하는 방법을 보여줍니다.
요즘, 다양 한 레이저 광선2,3,,45의 복잡 한 필드를 인코딩하는 방법 존재 합니다. 이러한 맥락에서 위상 및 진폭 변조를 생산 하 몇 가지 잘 설립 방법이 디지털 홀로그램6의 사용에 의존. 이러한 모든 방법에 일반적인 포인트 SLM 디스플레이에서 빛의 반사에서 오는 zeroth 순서에서 원하는 출력 빔 분리 공간 오프셋 생성의 필요성입니다. 이 메서드는 기본적으로 꺼짐-축 (일반적으로 격자의 첫 번째 회절 순서에 대 한 적용), 위상 격자 인코딩하는 단계에 뿐만 아니라 소개 뿐만 아니라 필요한 진폭 변조를 채용. 특히, 진폭 변조는 공간적으로 명확 하 게 회절 효율을 저하 하는 격자 높이 낮추는 방법으로 수행 됩니다. 홀로그램 재건 과정 대부분의 진폭과 위상 원하는 복잡 한 필드의 대략적인, 하지만 하지 정확한 재건을 가져옵니다. 이론과 실험 사이 불일치 진폭 정보 뿐만 아니라 다른 실험 문제 SLM pixilation 효과 또는 첫 번째 회절 순서의 공간 필터링 하는 동안 일어나는 부정확 한 인코딩을 표시 하는 것 같다. 또한, 입력된 광속의 강도 프로필 출력에 제한이 발생할 수 있습니다.
대조적으로, 도입된 방법7모든 빛 관리 수행 됩니다 축에는 실험적인 관점에서 매우 편리 하다. 또한, 그것은 paraxial 근사에서 두 개의 균일 한 파의 합으로 레이저 빔과 관련 된 복잡 한 필드를 고려 합니다. 진폭 정보는 이러한 균일 한 파의 간섭에 의해 synthetized. 실제로, 이러한 간섭 이미징 시스템의 푸리에 비행기에 빛 주파수의 공간 필터링에 의해 수행 됩니다. 이전, 균일 한 파도와 관련 된 위상 패턴 공간 다중화 되며 단계 전용 SLM (이 이미징 시스템의 입구 평면에 배치)으로 인코딩된. 따라서, 전체 광학 설치 공통 경로 간섭계 (기계적 진동, 온도 변화, 또는 광학 부정합에 대 한 매우 강력한)으로 간주 될 수 있습니다. 참고로 상술 간섭 과정 또는 다른 광학 레이아웃을 사용 하 여 달성 될 수 있다: 일반적인 2-팔 간섭계 내에서 또는 시간 순차적으로 인코딩 하 여 제대로 배치 하는 위상 전용 SLMs의 부부와 함께 2 단계 SLM (광학 설치 참조 거울의 이전 도입)으로 패턴. 두 경우 모두, 공간 필터링의 필요성 및 따라서 맞춤 과정 뿐만 아니라 광학 시스템의 복잡성을 증가 비용 공간 해상도의 손실 없이 있다. 여기, 그것은 강조 되어야 한다 또한이 인코딩 메서드를 사용 하 여 원하는 복잡 한 필드의 전체 스펙트럼 수 있는 푸리에 평면에 정확 하 게 검색 을 필터링 모든 회절 주문 하지만 하나 영 후.
다른 한편으로, 방법의 효율성 여러 가지 요인에 따라 달라 집니다: SLM (예를 들어, 채우기 비율, 반사도, 또는 회절 효율)는 빛에 impinges 방식과 인코딩된 패턴의 크기의 제조업체의 사양에 SLM (작은 타격 각도와 빔 스플리터를 사용 하 여 정상적인 부각 반사). 이 시점에서, 적절 한 실험 조건 하에서 측정 된 총 빛 효율 30% 이상 수 있습니다. 그러나, 단지는 SLM의 사용으로 인해 총 광 효율 50% 미만 수 있는 note. 부족 또는 기관총 요소는 광학 설치 일관 된 잡음 (얼룩) 없이 진폭과 위상 패턴의 검색 수 있습니다. 다른 중요 한 측면을 지적 하는 직접 법전 편찬 알고리즘의 활용 보다는 반복적인 절차 및 임의적이 고 독립적인 진폭과 주파수에서 위상 변조를 수행 하는 기능 새로 고침는 SLM의 시간 (를 현재의 기술에 따라 헤르츠의 수백).
원칙적으로, 방법7 입력된 비행기 파도 함께 사용 될 것입니다 하지만 그것에 국한 되지 않습니다. 예를 들어, 가우스 빔은 SLM 타격 이다, 하는 경우는 SLM에 적합된 진폭 패턴을 인코딩하여 시스템의 출력에서 방사 모양을 수정 가능 하다. 그러나, 출력 빔 강도 어떤 횡단 위치에서 (x, y) 입력된 광속의 초과 수 없습니다, 부분적으로 파괴적인 간섭 과정에 의해 유래 강도 손실에 의해 수행 됩니다 진폭의 형성.
인코딩 방법7 밑줄 이론은 다음과 같습니다. U(x,y) (x,y)A =eiφ(x,y) 형태로 나타내는 어떤 복잡 한 필드도로 다시 작성할 수 있습니다.
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq1.jpg">(1)
어디
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq2.jpg">(2)
<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq3.jpg">(3)
방정식 1-3에서에서 진폭과 위상의 2 차원 복잡 한 필드 U(x,y)A에 의해 주어진 다(x,y) 및 φ(x,y), 각각. 유의 기간 을최대 ( A(x,y)의 최대) 및 B = 는최대/2 횡단 좌표에 의존 하지 않는 (x,y). 이론, 우리가 설정에서 는최대2, B = =1. 따라서, 복잡 한 필드 U(x,y) 간단한 방법으로 얻을 수 있다, 균일 한 파도 수난ϑ(x,y) 및 의 일관 된 합계에서 수 iθ (x,y). 실제로,이는 단일 위상 요소 α(x,y), 이미징 시스템의 입력된 평면에 배치로 이루어진 공통 경로 간섭계와 함께 수행 됩니다. 단일 위상 요소 단계 용어 ϑ(x,y)의 공간 다중화 구성
그리고 θ (x,y) 2 차원 이진 격자 (바둑판 패턴)의 도움으로 M1(x,y)과 M2(x,y) 다음과 같이
<img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq4.jpg">(4)
따라서,
<img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq5.jpg">(5)
이러한 바이너리 패턴 충족 조건 (x,y) M1+ M2(x,y) = 1. Note, 균일 한 파의 간섭 우리가 위상 요소α(x,y)에 포함 된 정보를 혼합 하지 마십시오 경우 일어날 수 없다. 현재 메서드에서이 모든 회절 주문 하지만 하나 영 차단할 수 공간 필터를 사용 하 여 수행 됩니다. 이 방법에서는, 푸리에 비행기, 스펙트럼 H(u,v)에 필터링 프로세스 후F ={eiα(x,y)} 인코딩된 위상의 식으로 복잡 한 필드 F의 스펙트럼 {U(x,y)} 관련 함수
<img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq6.jpg">(6)
식 (6)에 (u,v) 나타내는 좌표 주파수 영역에서 P(u,v) 공간 필터에 대 한 보유 푸리에 변환 지정된 함수 Θ(x,y)의 형태로 표현 하는 반면 F {Θ(x,y)}. Eq. (6)에서 그것, 이미징 시스템, 검색 된 복잡 한 필드 URET(x,y), (일정 한 요소를 고려한)의 출력 평면에 따른다, 회선의는 확대 및 공간에 의해 주어진 다 필터 마스크의 푸리에 변환으로 복잡 한 필드 U(x,y)를 반전. 말하자면:
<img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq7.jpg">(7)
식 (7), 회선 작업 기호 표시 됩니다 <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/59052/59052eq10.jpg"> </img>, 그리고 매기 이미징 시스템의 확대를 나타내는 용어. 따라서, 진폭과 위상 U(x,y)의 완전히 출력 비행기 때문에 회선 작업 공간 해상도의 일부 손실 제외에서 검색 됩니다.

<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

이 글의 목표는 시각적으로 일관 된 레이저 방사와 관련 된 복잡 한 필드를 인코딩 하는 간섭 방법의 활용을 보여 줍니다. 메서드는 이전 그들의 단계의 공간 다중화는 위상 전용 공간 광 변조기 (SLM)로 인코딩 두 개의 균일 한 파도의 일관 된 합계를 기반으로 합니다. 여기, 간섭 과정 특정 이미징 시스템의 푸리에 비행기에 빛 주파수의 공간 필터링에 의해 수행 됩니다. 이 방법의 올바른 구현에는 임의 위상 및 진폭 정보는 광학 시스템의 출력에서 검색할 수 있습니다.
그것 보다는 꺼짐-축-축, 인코딩 기법, 직접 처리 알고리즘 (반복 루프 하지), 그리고 일관 된 잡음 (얼룩)에서 무료. 복잡 한 필드 주파수 필터링 프로세스로 인해 해상도의 일부 손실 제외 광학 시스템의 출력에서 정확 하 게 검색할 수 있습니다. 방법의 주요 한계는 SLM의 새로 고침 속도 보다 더 높은 주파수에 작동 하는 무 능력에서 올 수도 있습니다. 응용 프로그램에 포함 되지만, 선형 및 비선형 현미경, 빔 형성, 또는 레이저 마이크로 가공 소재 표면에 국한 되지 않습니다.

고용된 단계 전용 SLM의 공간 해상도 8 µ m의 픽셀 피치 1920 픽셀 x 1080 픽셀입니다. 선택 된 진폭 A(x,y) 및 위상 φ(x,y) 복잡 한 필드의 두 가지 회색 레벨 이미지 잘 알려진 Lenna 그림 (진폭 패턴)와 젊은 여자에 의해 정의 됩니다. 그녀의 혀 (위상 패턴), 밖으로 튀어나와 각각. 일반적으로, 필요한 패턴의 세대와는 SLM의 제어, Matlab 코드 ?...

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

진폭 및 위상 레이저 광선의 위상 전용 공간 가벼운 변조기를 사용 하 여 형성

우리는 단일 위상 요소를 사용 하 여 레이저 광선의 복잡 한 필드를 인코딩하는 방법을 보여 줍니다. 공통 경로 간섭계는 위상 전용 공간 가벼운 변조기 마침내 광학 이미징 시스템의 출력에서 원하는 복잡 한 필드 패턴을 검색 하로 표시 되는 단계 정보를 혼합 채택 된다.

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

이 프로토콜은 단지 절충성 광학 요소를 사용하여 빔 형성 또는 공간 에코 HALO 레이저 빔을 수행하고 위상 전용 공간 눈 변조로 호출하는 데 유용할 수 있습니다. 이 프로토콜을 만든 기술은 간단하지만 높은 에코 밀도를 제공하며 공간적으로 수정하고 마이크로 를 작게 수정 할 수 있으며 둘 다 레이저 빔의 단계보다 동시에 더 좋습니다. 공간 광 변조기및 컴퓨터를 사용하여 복잡한 필드를 인코딩합니다.기술 사양에서 라이트 변조기 공간 해상도를 찾습니다. 다음으로 컴퓨터로 이동하여 진폭 및 위상 패턴을 정의합니다. 원하는 진폭 패턴을 회색 레벨 형식으로 디지털 이미지로 정의하며 값은 0에서 255까지입니다.원하는 위상 패턴의 경우 2개 이상의 음수 파이에서 2개 이상의 파이에 이르는 값으로 회색 레벨 형식으로 정의합니다. 위상과 진폭이 정의되면 컴퓨터는 방정식 2와 3을 사용하여 이러한 두 가지 상 패턴을 생성합니다. 최대값은 2개로 설정되어 있습니다.또한 공간 광 변조기 디스플레이와 동일한 공간 해상도로 2차원 이진 정지 작업을 정의합니다. 이들은 체크 무늬패턴으로 나타나며, 수직 또는 수평으로 한 정사각형으로 이동하여 중첩될 때 높이가 있는 균일한 패턴을 생성합니다. 픽셀 크로스토크의 효과를 줄이려면 픽셀 수가 증가하는 픽셀 셀이 있는 다른 픽셀 셀이 있는 이진 위상 정지에 대한 다른 체크어판 패턴 쌍을 생성합니다.총 픽셀 수는 공간 광 변조기의 공간 해상도와 동일해야 합니다. 단일 위상 요소를 구성하려면 각 이진 채점과 다른 위상 용어를 쌍으로 처리합니다. 그런 다음 각 쌍을 공간적으로 멀티플렉스하고 결과를 추가합니다.이는 픽셀 셀 크기 1이 있는 이전에 정의된 위상 및 채점의 위상 요소입니다. 픽셀 셀 크기를 변경하면 최종 단일 위상 요소의 공간 해상도에 영향을 미칩니다. 이 회로도는 실험에 대한 초기 설정에 대한 개요를 제공합니다.공간 광 변조기를 배치하여 프로그래밍 가능한 표면면이 CCD 카메라를 갖습니다. 정렬된 선형 편광, 공간적으로 일관된 레이저 빔이 빔을 공간 광 변조기로 리디렉션하는 빔 스플리터로 이동하게 됩니다. 공간 광 변조기의 빛은 빔 스플리터를 통과하여 44F 광학 이미지 시스템으로 전달합니다.이미징 시스템의 출력 평면에 CCD를 배치합니다. 이것은 벤치에 나타나는 설정입니다. 레이저 빔은 빔 익스팬더를 통과하여 크기를 조정합니다.두 개의 미러가 출력 빔을 빔 스플리터로 안내합니다. 공간 광 변조기 앞의 빔 스플리터입니다. 두 개의 렌즈가 공간 광 변조기에서 CCD 카메라에 빛을 집중시습니다.광학 시스템을 설정할 때 가장 낮은 픽셀 셀로 컴퓨터생성 위상 패턴을 라이트 변조기로 보냅니다. 광학 축을 따라 여러 위치에 CCD 카메라를 배치하여 위상 패턴을 이미지합니다. 최상의 해상도를 갖춘 위치로 출력 평면을 식별합니다.최상의 해상도와 관련된 위치에서 카메라를 보호합니다. 다음으로 레이저 빔을 중심으로 광학 경로에 첫 번째 렌즈의 초점 평면에 원형 홍채를 배치합니다. 다시 말하지만, CCD 카메라를 사용하여 홍채 조리개를 변화시키면서 공간 광 변조기에서 위상 패턴을 이미지화합니다.조리개 조리개를 가장 적합한 공간 해상도의 위치로 조정합니다. 다음으로, 크로스토크를 최소화하기 위해 유사한 단계를 수행한다. 공간 광 변조기의 위상 요소에서 픽셀 셀 크기를 다릅니다.각각에 대해 CCD 카메라에서 가장 높은 해상도의 이미지를 제공하는 조리개 크기를 선택합니다. 크로스토크를 최소화하려면 픽셀 셀 크기와 가장 높은 공간 해상도를 허용하는 홍채 조리개를 선택합니다. 측정을 위해 편광 기반 위상 이동 기술을 사용합니다.공간 광 변조기 바로 앞에 광학 편광기를 놓습니다. 카메라의 위상 요소를 이미지화하고 CCD 카메라에서 가장 선명하고 가장 흐린 이미지에 해당하는 각도를 시각화하여 편광자의 회전 각도를 설정합니다. 두 각도 사이에 편광기를 수정합니다.다음으로, 상상 시스템의 후면 평면 후 두 번째 편광기를 카메라 앞에 놓습니다. CCD 카메라에서 가장 날카롭고 가장 흐린 이미지에 해당하는 각도를 검색하여 회전 각도를 설정합니다. 이 두 각도 사이의 편광자 각도를 수정합니다.이제 출력 평면에서 카메라를 유지하면서 간섭 사진을 기록합니다. 위상 요소에 0 라디안의 매트릭스에서 공간 광 변조기로 보냅니다. 해당 이미지를 CCD로 기록합니다.두 번째 간섭의 경우 위상 요소에 두 개의 래디언 위에 파이 매트릭스를 추가하고 공간 광 변조기로 보냅니다. CCD 카메라로 이미지를 기록합니다. 위상 요소에 파이 라디안 매트릭스를 추가하고 공간 광 변조기로 보내 CCD 카메라로 간섭을 기록합니다.마지막으로 위상 요소에 두 개의 래디언위에 3개의 파이 매트릭스를 추가합니다. 공간 광 변조기에 사용하여 카메라로 네 번째 간섭사진을 기록합니다. 간섭이 기록되면 데이터를 컴퓨터로 전송합니다.여기서 각 간섭사진은 기록된 순서에 의해 레이블이 지정됩니다. 0 매트릭스와 관련된 매트릭스에서 두 개의 행렬을 통해 세 개의 파이에 포함. 이것은 복잡한 필드의 검색 된 진폭입니다.이를 찾으려면 간섭 도용 데이터를 사용하는 이 식을 구현합니다. 복잡한 필드의 위상을 검색하려면 나머지 코드를 구현하여 간섭 데이터로 이 식을 평가합니다. 이 이미지는 실험에 대한 복잡한 필드의 진폭을 정의합니다.이 이미지는 위상을 정의합니다. 위상 이동 기법은 0으로 이동된 위상, 2개 이상의 파이, 두 개의 라디언을 통해 3개의 파이를 사용하여 간섭사진을 측정해야 합니다. 이러한 간섭 사진은 간단한 알고리즘을 사용하여 진폭과 복잡한 필드의 위상을 모두 검색할 수 있게 합니다.단계별로 가시도록 추천합니다. 간단한 진폭 및 위상 패턴으로 시작하여 눈에 띄는 착색과 같은 보완 작업을 포함하여 프로토콜 세부 사항에주의를 기울이십시오. 홍채 면은 선택적인 조각 자체에 따라 달라 집니다.그러나 픽셀 셀이 너무 많이 증가하면 검색된 복잡한 필드의 공간 해상도가 크게 저하될 수 있습니다. 특정 응용 프로그램을 얻기 위해 주문이 단일 방법, 하지만 웨스트 베리는 모든 재구성 목적을 위해 사용될 수있다, 예를 들어, 마이크로 처리 이동 재료 또는 Norlina 현미경 검사.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

이온 스퍼터링에 응용 프로그램, 레이저 절제하고, Tribology 실험 : 화이트 빛 간섭 측정법에 의한 표면 수정의 특성

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

연구

공학

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

고정밀 간섭에 대한 높은 순서 Laguerre-가우스 광학 빔의 생성

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

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

PeakForce 양적 나노 기계 대지 매핑을 사용하여 붉은 빛이 광수의 원자 힘 현미경

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

단계도 특성 액체 캐리어로 자기 구슬을 사용하여

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

2-D 바둑판 위상 격자를 사용하여 여러 길을 따라 X 선 빔 일관성의 측정

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

출력 편광 측정을 통해 비선형 편광 회전 광섬유 레이저의 모드 잠금의 자동화

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

멀티 스케일 3 차원 마이크로 전자 패키지를 조사하는 방사광 Microtomography 사용

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

레이저 조사 형 광열 열 분석을 이용한 구조 가열에 의한 지층 결함 국산화

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

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