Lig-on ug taas nga kalainan sa multifocal nga paagi sa pagtutok base sa amplitude-type nga spatial light modulators

Pasiuna sa background:

Ang optical scattering kay kaylap nga pisikal nga panghitabo sa kinaiyahan, ug ang light scattering tungod sa kakomplikado ug spatio-temporal inhomogeneity sa light propagation paths sa media, pananglitan, structural disorder ug inhomogeneity kay kaylap nga naa sa complex photonic media sama sa biological samples ug white paints. Ang kahayag dili kalikayan nga magkatag sa makadaghang higayon samtang kini moagi sa gubot nga medium, apan ang interference nga impormasyon sa kahayag gipabilin. Ang pagtuon sa interference sa nagkatibulaag nga kahayag dako kaayog kahulogan, pananglitan, Anderson localization, coherent backscattering (CBS), ug random laser phenomena nadiskobrehan pinaagi sa pagtuon sa interference sa scattered light. Mamatikdan, gipakita nga ang aktibong pagkontrol sa daghang nagkatag nga kahayag mahimong makab-ot sa tabang sa mga pamaagi sa wavefront shaping (WFS) pinaagi sa real-time nga feedback o pagsukod sa transmission matrix. Ang nagkatibulaag nga kahayag gimaniobra pinaagi sa pagkarga sa pipila ka piho nga mga mode sa hugna sa wavefront sa insidente nga kahayag, nga naghatag sa abilidad sa pagpadayag sa batakang pisikal nga mga kabtangan sa komplikadong mga proseso sa pagkatibulaag, sama sa pag-abli / pagsira sa mga intrinsic nga mga kanal, pagpauswag sa enerhiya sulod sa scattering medium, ug transverse localization sa transmission eigenchannels. Dugang pa, ang pagkontrol sa nagkatag nga kahayag adunay importante kaayo nga mga aplikasyon sa optical imaging, optical communication, nonlinear optics, ug biomedicine.

Prinsipyo sa pagtrabaho sa spatial light modulator:

Ang pagpakita sa amplitude-type spatial light modulator TSLM023-A usa ka twisted nematic panel (TN panel), nga usa ka liquid crystal operating mode nga adunay spinning effect nga makausab sa direksyon sa light polarization. Pinaagi sa pag-aplay sa elektrisidad sa mga molekula sa likido nga kristal aron mabag-o ang anggulo sa deflection sa likido nga kristal, ang kalig-on sa epekto sa spinning gipasibo, ug ang modulasyon sa amplitude mahimong makab-ot pinaagi sa paghiusa sa aparato nga polarization. Kini nga proseso sa birefringence nga epekto ug spin effect coexist, ang pagtaas sa liquid kristal gibag-on makahimo sa birefringence epekto huyang, sa pagkab-ot sa lunsay nga amplitude modulasyon. Sa diha nga ang gibag-on sa liquid kristal nga kahon mao ang dako nga igo, ug ang liquid kristal molekula tilt anggulo mao ang ubos, lamang ang bahin modulasyon, walay amplitude modulasyon; sa liquid kristal molekula tilt anggulo mao ang dako, adunay amplitude modulasyon, sa niini nga panahon ang amplitude ug phase modulasyon sa samang higayon, ang liquid kristal tilt anggulo mao ang loaded sa liquid kristal molekula sa duha ka tumoy sa pixel boltahe nga desisyon, mao nga ang liquid kristal pixel boltahe range nagtino sa liquid kristal device nga nagtrabaho sa amplitude modulasyon o phase modulation nga dapit. Mao nga, pinaagi sa pagbag-o sa na-load nga imahe gamit ang TSLM023-A ang pila ka hugna nga modulasyon mahimo usab nga makab-ot.

Ang nag-unang buluhaton sa panukiduki niini nga artikulo:

Ang eksperimento nga setup nga gigamit sa artikulo gipakita sa Fig. 1, diin ang gipalapad nga sinag sa 532 nm nga kahayag gipaagi sa usa ka amplitude-based spatial light modulator (CSCS TSLM023-A) aron makab-ot ang lunsay nga kontrol sa hugna sa wavefront gamit ang holography. Ang M pixels gigamit sa SLM aron makontrol ang indibidwal nga mga hugna sa wavefront, ug ang gidak-on sa usa ka pixel mao ang 26 um, nga katumbas sa kinatibuk-ang gidaghanon sa mga kontroladong punto sa gipasa nga kahayag parehas sa gidaghanon sa mga pixel, ie, ang gidak-on sa target nga lugar katumbas sa gidaghanon sa SLM pixels, ug ang putli nga phase control makab-ot pinaagi sa pag-align sa taas nga latitude pattern sa target nga vector.

Fig. 1 Eksperimental nga setup. Sa dashed box, ang nagsabwag nga sample gibutang sa puti nga papel nga adunay itom nga mga bar, nga nagpakita nga ang sample kusog nga nagsabwag sa kahayag.

Fig. 2. Mga resulta sa simulation. Tulo ka-focus pattern nga adunay time-reversal WFS (a) ug nga adunay feedback WFS (c), nga katumbas sa unang resulta sa simulation sa (b) ug (d),

matag usa. Ang peak-to-background ratio (𝜂) sa gitukod nga tulo-ka-focus nga pattern sa napulo ka lain-laing mga simulation uban sa time-reversal WFS (b) ug feedback WFS (d).

Fig. 3. Mga resulta sa eksperimento. (a) Ang gisukod nga intensity pattern sa gipasa nga kahayag sulod sa target nga lugar sa wala pa ang WFS. (b) Ang convergence curve sa feedback WFS. (c) Human sa WFS, ang tulo ka mga focus gitukod sa predefined nga mga posisyon. (d) Ang peak-to-background ratio (𝜂) sa gitukod nga tulo-ka-focus pattern sa 10 ka lain-laing mga eksperimento. (e) Ang peak-to-background ratio nausab sa gidaghanon sa mga focus.

Ang real-time nga feedback nga sistema sa WFS nga gisugyot sa artikulo dili lamang malampuson nga nagtukod og daghang mga punto sa pag-focus sa limitasyon sa diffraction sa usa ka gitino nang daan nga lokasyon, apan usab kamahinungdanon nga gipugngan ang mga random nga pagsamok sa lugar nga naka-focus nga gipahinabo sa natad sa background, nga gilauman nga makaamgo sa daghang mga punto sa pag-focus sa nagkatag nga kahayag, nga sa baylo mahimong magamit sa mga direksyon sa quantum, optical ug interaksyon. butang.

Ang mga detalye sa parameter sa CSCS nga gipasa sa spatial light modulator TSLM023-A nga gigamit niini nga eksperimento mao ang mga musunud:

Gisulat sa katapusan:

Transmissive spatial light modulators adunay usa ka halapad nga mga aplikasyon sa natad sa optics ug optoelectronics, nga naglangkob sa lainlaing mga aspeto sama sa optical imaging, optical communication, optical information processing, optical sensing, optical information storage, ug uban pa, nga naghatag hinungdanon nga suporta ug impetus sa pag-uswag ug pagbag-o sa teknolohiya sa optoelectronic.