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

Bu araştırma tarafından Generalitat Valenciana (PROMETEO 2016-079), Universitat Jaume desteklenmiştir ben (UJI) (UJIB2016-19); ve "gayri resmi" de Economía y Competitividad (MINECO) (FIS2016-75618-R). Yazarlar Universitat Jaume SCIC için çok minnettar ben femtosecond lazer kullanımı için.

1. tek fazlı öğesinin içine karmaşık alan kodlama
<ol><li>SLM teknik özellikleri, kendi uzamsal çözünürlük (Örneğin 1920 piksel x 1800 piksel) bulun.</li>
	<li>Tanımlamak ve faz φ(x,y) desenler dijital görüntü olarak istenen genlik A(x,y) oluşturma.<ol>
<li>Yukarıda belirtilen Uzaysal Çözünürlük dijital görüntüler bu SLM ekranın değerine ayarlayın.</li>
		<li>Yukarıda belirtilen dijital görüntüler gri düzeyi biçiminde ayarlayın...

<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>

Bu protokol için pratik olarak sadece faz SLM veya bilgisayar tarafından oluşturulan bir desen piksel hücrelerin içinde bulunan piksel piksel genişliğini başarıyla kodlama yöntemini uygulamak için kilit noktaları parametreleridir. Adımda alınan genlik ve faz kalıplarının 1.2, 1.3 ve 1.4 protokol, kısa piksel genişlik, daha iyi Uzaysal Çözünürlük. Ani piksel piksel faz modülasyon SLM içine kodlama beklenmeyen faz yanıt (piksel crosstalk) gerçekleşebilir gibi buna ek olarak, (1.3 adımda anlat?...

Işık optik wavefront yönetimi ile yakın ilişki içinde hemen hemen tüm Lazer uygulamalardır. Paraxial yaklaşım lazer radyasyon ile ilişkili karmaşık alan iki dönem, genlik ve faz tarafından tanımlanabilir. Bu iki dönem denetiminizden olduğunu zamansal ve lazer ışınları kayma yapısını değiştirmek için gerekli olacaktır. Genel olarak, genlik ve lazer ışını aşaması düzgün optik bileşenlerinin kullanımı da dahil olmak üzere çeşitli yöntemlerle bu aralıktaki tek toplu lensler, ışın kırma ve aynalar mekansal ışık ya da deforme aynalar gibi en karmaşık cihazlara değiştirilebilir modülatörler. İşte, kodlama ve tutarlı lazer ışınları, Çift fazlı hologram teorisi1üzerinde dayalı karmaşık alanında ve bir ortak yol Girişmölçeri kullanımı yeniden yapılandırma yöntemi göstermektedir.
Günümüzde çok çeşitli lazer ışınları2,3,4,5karmaşık alanlar kodlamak için yöntemler bulunmaktadır. Bu bağlamda, faz ve genlik Modülasyonu üretmek için köklü bazı yöntemler dijital hologram6kullanımı güveniyor. Tüm bu yöntemler bir ortak SLM sergilenen ışığın yansıması gelen sıfırıncı siparişinden istediğiniz çıktı ışın ayırmak için bir kayma uzaklığı oluşturma gerekliliğini noktasıdır. Bu Yöntemler temel olarak (genellikle ızgara ilk kırınım sırasını uygulamak), eksen dışı faz ızgara sadece faz kodlamak için aynı zamanda gerekli genlik Modülasyonu tanıtmak için istihdam. Özellikle, genlik Modülasyonu dağınık şekilde açıkça kırınım verimliliği alçaltır ızgara yüksekliği düşürerek gerçekleştirilir. Hologram yeniden yapılanma süreci çoğunlukla yaklaşık ama değil tam bir yeniden yapılanma genlik ve fazlı istenen karmaşık alanının alır. Teori ve deney arasındaki farklılıkları bir yanlış genlik bilgi hem de ilk kırınım siparişinin veya SLM pixilation etkileri nedeniyle kayma süzme sırasında oluyor diğer deneysel sorunları kodlama üzerinden görünür gibi görünüyor. Buna ek olarak, giriş ışınının yoğunluğunu profil çıkış gücü kısıtlamalar ortaya çıkarabilir.
Buna ek olarak, ile tanıtılan Yöntem7, tüm ışık yönetimi eksen üzerinde deneysel bir bakış açısından çok uygun olduğu kabul edilmiştir. Ayrıca, dikkate alınarak, paraxial yaklaşık iki tek tip dalgalar bir toplamı olarak lazer ışınları ile ilişkili karmaşık alan yararlanır. Bu tek tip dalgalar girişim tarafından synthetized genlik bilgilerdir. Uygulamada, böyle bir girişim Fourier uçak görüntüleme sisteminin hafif frekanslarda kayma süzme yoluyla gerçekleştirilir. Daha önce tek tip dalgaları ile ilgili faz desen dağınık şekilde multiplexed ve sadece faz SLM (Bu görüntüleme sisteminin giriş uçağa yerleştirilen) içine kodlanmış. Bu nedenle, tüm optik kurulum bir ortak yol Girişmölçeri (çok mekanik titreşimler, sıcaklık değişiklikleri veya optik misalignments karşı sağlam) olarak kabul edilebilir. Unutmayın, yukarıda belirtilen girişim işlemi alternatif olarak diğer optik düzenleri kullanılarak yapılabilir: sadece faz SLMs düzgün yerleştirilmiş tipik bir iki kollu Girişmölçeri içinde veya ardışık olarak kodlama zaman bir çift ile ikinci aşama kalıpları içine SLM (Optik Kurulum başvurusu aynaya önceki giriş). Her iki durumda da, kayma filtreleme zorunluluktur ve optik sistemi, hem de hizalama işlemi karmaşıklığı artan pahasına uzaysal çözünürlük, sonuç olarak hiçbir kaybı yoktur. Burada, aynı zamanda bu kodlama yöntemini kullanarak, istenen karmaşık alan tam spektrum tam olarak alındı , Fourier uçak tüm kırınım siparişleri ama sıfırıncı bir süzme sonra olabilir vurgulanmalıdır.
Öte yandan, yönteminin etkinliğinin çeşitli faktörlere bağlıdır: SLM (örneğin, Dolgu faktörü, yansıtma veya kırınım verimliliği), kodlanmış desen ve hangi ışık gelmesi üzerine yol boyutunu üreticinin özellikleri SLM (yansıması bir küçük vurma açı veya bir ışın ayırıcı kullanarak normal insidans ile). Bu noktada, uygun deneysel koşullar altında ölçülen toplam ışık verimi % 30 daha fazla olabilir. Ancak, sadece SLM kullanımı nedeniyle toplam ışık verimi % 50'den az olabilir unutmayın. Rasgele eksikliği veya difüzör öğeleri içinde optik kurulum sağlar tutarlı gürültü (çil) olmadan genlik ve faz kalıpları alınıyor. Yinelemeli yordamlar ve keyfi ve bağımsız genlik ve faz modülasyonu frekansta biçimde gerçekleştirememesine SLM zaman (ilâ yenilemek yerine doğrudan kodlama algoritma kullanımı işaret etmek diğer önemli yönleri vardır yüzlerce hertz mevcut teknoloji göre).
Prensip olarak, yöntem7 giriş uçak dalgaları ile kullanılmak üzere tasarlanmıştır, ancak bununla sınırlı değildir. Örneğin, Eğer bir Gauss ışını SLM vuruyor, SLM uygun genlik desen kodlayarak çıkış sistemi, onun olma şekli değiştirmek mümkündür. Çıktı ışın yoğunluğunu bu enine herhangi bir pozisyonda (x, y) giriş demetinin uzun olamaz, ancak, genliği şekillendirme kısmen yıkıcı girişim işlemi tarafından oluşturulan yoğunluğu kayıplar gerçekleştirilir.
Kodlama yöntemi7 altını teorisi aşağıdaki gibidir. Form U(x,y)= A(x,y)eφben(x,y) temsil herhangi bir karmaşık alan olarak yeniden yazılabilir:
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq1.jpg">(1)
nerede
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq2.jpg">(2)
<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq3.jpg">(3)
1-3, genlik ve faz iki boyutlu kompleks denklemlerde U(x,y)A tarafından verilir(x,y) ve φ(x,y), sırasıyla alan. Unutmayın, biren fazla (maksimum) A(x,y) ve B şartlar = birmax/2 enine koordinatlarına bağlı değildir (x,y). Biz ayarlarsanız teorisi üzerinden birmax2, sonra B = =1. Bu nedenle, karmaşık alan U(x,y), basit bir şekilde elde edilebilir, tek tip dalgalar benϑolmak(x,y) ve tutarlı toplamına olmak iθ (x,y). Uygulamada, bu bir görüntüleme sisteminin giriş uçağa yerleştirilen bir tek fazlı öğe α(x,y), oluşan bir ortak yol Girişmölçeri ile gerçekleştirilir. Monofaze öğe faz şartları ϑ(x,y) uzamsal çoklama tarafından inşa edilmiştir
ve θ (x,y) iki boyutlu ikili kafes bezi (dama desenleri) yardımıyla M1(x,y) ve M2(x,yaşağıdaki gibi)
<img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq4.jpg">(4)
Bu nedenle,
<img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq5.jpg">(5)
Bu ikili kalıpları yerine getirmek koşulu M1(x,y) + M2(x,y) = 1. Aşama öğeαiçinde (x,y) yer alan bilgiler karıştırmayın Eğer üniforma dalgalar girişim mümkün değil, dikkat edin. Mevcut yönteminde, bu kayma filtre tüm kırınım siparişleri ama sıfırıncı bir engelleyebilir kullanarak yapılır. Bu şekilde, Fourier uçak, spektrum H(u,v), filtre uygulama işlemi sonraF ={eiα(x,y)} kodlanmış aşaması işlev ifade tarafından karmaşık alan Fspektrum {U(x,y)} için ilişkili olduğunu
<img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq6.jpg">(6)
EQ (6), içinde (u,v) bir verilen işlevi Θ(x,y) Fourier dönüşümü formunda gösterilir ise P(u,v) kayma filtre için tutar koordinatları frekans etki alanında göstermek F {Θ(x,y)}. EQ (6), dan, görüntüleme sistemi (olmadan sürekli faktörler göz önüne alınarak) tarihinde erişilmiştir karmaşık alan URET(x,y), çıkış boyutunda, takip, evrişim tarafından büyütülmüş ve dağınık şekilde verilir karmaşık alan U(x,y) filtre maskesi Fourier dönüşümü ile ters. Yani:
<img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/59158/59158eq7.jpg">(7)
EQ (7), evrişim işlem simgesi ile gösterilir <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/59052/59052eq10.jpg"> </img>ve Mag temsil eden görüntüleme sistemi büyütme terimi. Bu nedenle, genlik ve U(x,y) aşaması tamamen alınmadan Uzaysal Çözünürlük evrişim işlemi nedeniyle kaybı dışında çıkış uçak.

<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

Bu makalenin amacı görsel olarak tutarlı lazer radyasyon ile ilişkili karmaşık alanlar kodlama dalgaboyu bir yöntem kullanımını göstermektir. Yöntem iki tek tip dalgalar, daha önce bir salt faz mekansal ışık modülatörü (SLM) onların aşamalarını uzamsal çoklama tarafından kodlanmış tutarlı toplamı temel alır. Burada, girişim işlemi ışık Fourier uçak görüntüleme sisteminin belirli frekanslarda kayma süzme yoluyla yapılır. Bu yöntem doğru uygulanması rasgele faz ve genlik bilgi optik sistem çıktısı alınmasını sağlar.
Doğrudan işleme algoritması (değil bir yinelemeli döngüsündeki gibi) ile bir eksen üzerinde tercihan--dan eksen dışı kodlama tekniği ve tutarlı gürültü (çil) ücretsiz. Karmaşık alan optik sistemi, çözünürlük frekans filtre uygulama işlemi nedeniyle kaybı dışında çıkışını, tam olarak alındı olabilir. Yöntemin ana sınırlama yetersizlik SLM yenileme hızı yüksek frekans fiyatlara işletmek için geliyor olabilir. Uygulamaları içerir, ancak doğrusal ve doğrusal olmayan mikroskobu, ışın şekillendirme veya lazer mikro-malzeme yüzeyleri işlenmesi için sınırlı değildir.

Kayma istihdam salt faz SLM bir piksel aralığı 8 µm ile 1920 piksel x 1080 piksel çözünürlüğüdür. Seçili genlik A(x,y) ve faz φ(x,y) karmaşık alanının iki farklı gri düzey görüntü iyi bilinen Lenna'nın resim (genlik deseni) ve genç bir kız için karşılık gelen tarafından tanımlanır dilini (faz deseni), sırasıyla yapışmasını. Genel olarak, gerekli desen üretimi hem de SLM kontrolü için Matlab kod...

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

Genlik ve lazer ışınları aşaması bir salt faz mekansal ışık modülatörü kullanarak şekillendirme

Biz bir tek fazlı öğesini kullanarak lazer ışınları karmaşık alan kodlamak nasıl göstereceğim. Bir ortak yol Girişmölçeri nihayet istenen karmaşık alan desen bir optik görüntüleme sistemi çıktısını almak için sadece faz bir kayma ışık modülatörü içine görüntülenen faz bilgi karıştırmak için istihdam edilmektedir.

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

Bu protokol sadece defraktik bir optik eleman kullanarak ışın şekillendirme veya mekansal yankı HALO lazer ışını gerçekleştirmek ve faz sadece mekansal göz modüle içine çağrı yararlı olabilir. Bu protokolü oluşturan teknik size basit ama yüksek bir yankı yoğunlayıcı verir, mekansal olarak değiştirebiliyor ve mikro küçük, her ikisi de lazer ışınlarının fazından daha iyi, aynı anda. Uzaysal ışık modülatörü ve bilgisayar kullanarak karmaşık alanı kodlayın.Hafif modülatör mekansal çözünürlüğü teknik özelliklerinden bulun. Ardından, genlik ve faz desenlerini tanımlamak için bilgisayara geçin. İstenilen genlik deseni, 0 ile 255 arasında değişen değerlerle gri düzey biçiminde bir dijital görüntü olarak tanımlayın.İstenilen faz deseni için, negatif pi'den ikinin pi'sine kadar değişen değerlerle gri düzey biçiminde tanımlayın. Faz ve genlik tanımlanmış ile, bilgisayar denklemleri iki ve üç kullanarak, bu iki farklı faz desenleri oluşturur. A max'in iki olarak ayarladığını unutmayın.Ayrıca mekansal ışık modülatör ekraneşit mekansal çözünürlüğe sahip iki, iki boyutlu ikili derecelendirme tanımlayın. Bunlar, dikey veya yatay olarak bir kare ile kaydırılan dama tahtası desenleri olarak görünür, böylece üst üste bindiğinde birinci yüksekte tek düze bir desen üretirler. Piksel çapraz konuşmasının etkisini azaltmaya yardımcı olmak için, daha fazla sayıda piksele sahip farklı piksel hücreleriyle ikili faz derecelendirmeleri için diğer dama tahtası desenleri çiftleri oluşturun.Toplam piksel sayısı, uzamsal ışık modülatörünün uzamsal çözünürlüğüne eşit ve aynı olmalıdır. Tek bir faz öğesi oluşturmak için, her ikili derecelendirmeyi farklı bir faz terimiyle eşleştirin. Sonra mekansal multiplex her çifti ve sonuçları ekleyin.Bu, piksel hücre boyutu bir olan daha önce tanımlanmış aşamalar ve derecelendirmeler için faz öğesidir. Piksel hücre boyutunu değiştirmenin son tek faz öğesinin uzamsal çözünürlüğünü etkilediğini unutmayın. Bu şema, denemenin ilk kurulumuna genel bir bakış sağlar.Programlanabilir yüzeyinin ccd kamerayla karşı karşıya olması için uzamsal Bir ışık modülatörünü yerleştirin. Bir collimated lineer polarize var, mekansal tutarlı lazer ışını uzaysal ışık modülatör ışın yönlendirir bir ışın ayırıcı gidin. Uzamsal ışık modülatöründen gelen ışık, ışın bölücüden 44F optik görüntü sistemine geçer.CCD'yi görüntüleme sisteminin çıkış düzlemine yerleştirin. Bu, bankta göründüğü gibi bir kurulumdur. Lazer ışını boyutunu ayarlamak için bir ışın genişletici geçer.İki ayna çıkış ışınını ışın ayırıcısına yönlendirir. İşte uzaysal ışık modülatörünün önündeki ışın ayırıcısı. İki lens, uzamsal ışık modülatöründen gelen ışığı bir CCD kameraya odaklar.Optik sistemi kurarken, bilgisayar tarafından oluşturulan faz deseni en düşük piksel hücreli ışık modülatörüne gönderin. Optik eksen boyunca birkaç farklı konumlara yerleştirilen CCD kamera ile faz deseni görüntüleyin. Çıkış düzlemini en iyi çözünürlüğe sahip pozisyon olarak tanımlayın.Kamerayı en iyi çözünürlükle ilişkili konumda sabitle. Sonraki yer optik yolda ilk lensin odak düzleminde dairesel bir iris, lazer ışını ile ortalanmış. Yine, iris diyafram değişkenlik yaparken uzamsal ışık modülatör faz deseni görüntü lemek için CCD kamera kullanın.İris diyafram açıklığını en iyi uzamsal çözünürlüğe sahip konuma ayarlayın. Ardından, crosstalk en aza indirmek için benzer adımları gerçekleştirin. Uzamsal ışık modülatöründeki faz elemanındaki farklı piksel hücre boyutlarıyla denemeler.Her biri için, CCD kameradaki en yüksek çözünürlüklü görüntüyü veren diyafram boyutunu seçin. Çapraz konuşmayı en aza indirmek için, en yüksek uzamsal çözünürlüğe izin veren piksel hücre boyutunu ve iris diyafram açıklığını seçin. Ölçümler için polarizasyon tabanlı faz değiştirme tekniğini kullanın.Uzamsal ışık modülatöründen hemen önce optik polarizatör yerleştirin. Kameradaki faz öğesini görüntüleyin ve CCD kameradaki en keskin ve en bulanık görüntülere karşılık gelen açıları görselleştirerek polarize edicinin dönüş açısını ayarlayın. İki açı arasındaki polarizeyi düzeltin.Daha sonra, kamera önce hayal sisteminin arka düzleminden sonra ikinci polarize yerleştirin. CCD kameradaki en keskin ve en bulanık görüntülere karşılık gelen açıları arayarak dönüş açısını ayarlayın. Bu iki açı arasındaki polarize açıyı düzeltin.Şimdi, çıkış düzleminde kamera tutarken kayıt interferogramlar. Faz elemanına sıfır radyanbir matris ve uzaysal ışık modülatör göndermek. İlgili görüntüyü CCD ile kaydedin.İkinci interferogram için, faz elemanına iki radyan üzerinde pi matrisi ekleyin ve uzaysal ışık modülatörünü gönderin. Görüntüsünü CCD kamerayla kaydedin. Faz elemanına pi radyans matrisi ekleyin ve interferogramını CCD kamerayla kaydetmek için mekansal ışık modülatöre gönderin.Son olarak, faz elemanına iki radyan üzerinde üç pi'lik bir matris ekleyin. Kamera ile dördüncü interferogram kaydetmek için mekansal ışık modülatör kullanın. İnterferogramlar kaydedildikten sonra, verileri bilgisayara aktarın.Burada, interferogramların her biri kaydedilen sırayla etiketlenir. Sıfır matrisi içeren den iki matris üzerinde üç pi için. Bu karmaşık alanın alınan genliğidir.Bulmak için, interferogram verilerinden yararlanan bu ifadeyi uygulayın. Karmaşık alanın aşamasını almak için, bu ifadeyi interferogram verileriyle değerlendirmek için kalan kodu uygulayın. Bu resim, bir deneme için karmaşık alanın genliğini tanımlar.Bu görüntü, evresini tanımlar. Faz değiştirme tekniği, interferogramların sıfır, pi'nin iki, pi'nin iki ve iki radyan üzerinde üç pi ile kaydırılan aşamalar kullanılarak ölçülmesini gerektirir. Bu interferogramlar, basit algoritmalar kullanarak karmaşık alanın hem genliğini hem de fazını alma olanağı sağlar.Adım adım gitmeni öneririm. Basit genlik ve faz deseni ile başlayın ve belirgin renklendirme gibi tamamlayıcı görevler de dahil olmak üzere protokol detaylarımıza dikkat edin. İris tarafının seçici parçanın kendisine bağlı olduğunu lütfen unutmayın.Ancak piksel hücresi çok fazla artarak önemli ölçüde alınan karmaşık alanın uzamsal çözünürlüğünü azaltabilir. Belirli bir uygulama almak için siparişlerbu tek yöntem, ama Westbury herhangi bir yeniden şekillendirme amaçlı olarak kullanılan olabilir, geliştirmek için, örneğin, mikro işleme taşıma malzemeleri veya Norlina mikroskopi.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

İyon Püskürtme Uygulamaları, Lazer Ablasyon ve Triboloji Deneyler: Beyaz Işık Interferometre ile yüzey modifikasyonları Karakterizasyonu

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

Yüksek hassasiyetli İnterferometre için Yüksek mertebeden Laguerre-Gauss Optik Kirişlerin Üretimi

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

Moleküler Konformatörlerin ve Kümelerin Mekansal Ayrımı

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 Kantitatif Nanomekanik Gayrimenkul Eşleme Kullanma Kırmızı Işık fotoreseptör Atomik Kuvvet Mikroskobu

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

Faz Diyagramı Karakterizasyonu Sıvı Taşıyıcılar Manyetik Boncuk Kullanarak

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 Dama Faz GRATING kullanarak birden çok Directions boyunca X-ışını Işın Tutarlılık Ölçümü

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

Çıktı Polarizasyon Ölçümler aracılığıyla Doğrusal Olmayan Polarizasyon Rotasyon Fiber Lazer Mod Kilitleme Otomasyonu

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

Çok ölçekli Üç boyutlu Mikroelektronik paketleri Soruşturma Sinkrotron Radyasyon Microtomography kullanma

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

Lazerle Projeksiyonlu Fototermal Termografi Kullanılarak Yapısal Isıtma Yöntemiyle Alt Yüzey Kusurlu Lokalizasyonu

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

Elektrik alanı kontrol elektronik elektrolit çoğunluğuna tarafından WS2 Nanodevices durumlarda

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