Metode fokus multifokal sing kuat lan kontras dhuwur adhedhasar modulator cahya spasial tipe amplitudo

Pambuka latar mburi:

Panyebaran optik minangka fenomena fisik sing nyebar ing alam, lan panyebaran cahya amarga kerumitan lan inhomogenitas spatio-temporal saka jalur panyebaran cahya ing media, contone, kelainan struktural lan inhomogenitas sing akeh ana ing media fotonik kompleks kayata conto biologi lan cat putih. Cahya mesthi kasebar kaping pirang-pirang nalika ngliwati medium sing ora teratur, nanging informasi interferensi cahya kasebut tetep. Sinau babagan interferensi cahya sing kasebar iku penting banget, contone, lokalisasi Anderson, backscattering koheren (CBS), lan fenomena laser acak ditemokake kanthi nyinaoni interferensi cahya sing kasebar. Utamane, wis ditampilake manawa kontrol aktif saka pirang-pirang cahya sing kasebar bisa digayuh kanthi bantuan teknik wavefront shaping (WFS) liwat umpan balik wektu nyata utawa pangukuran matriks transmisi. Cahya sing kasebar dimanipulasi kanthi ngemot sawetara mode fase tartamtu ing ngarep gelombang cahya kedadeyan, sing nyedhiyakake kemampuan kanggo mbukak sifat fisik dhasar saka proses panyebaran kompleks, kayata mbukak / nutup saluran intrinsik, nambah energi ing jero medium panyebaran, lan lokalisasi transversal saluran eigen. Kajaba iku, kontrol cahya sing kasebar nduweni aplikasi sing penting banget ing pencitraan optik, komunikasi optik, optik nonlinear, lan biomedis.

Prinsip kerja modulator lampu spasial:

Tampilan modulator cahya spasial tipe amplitudo TSLM023-A minangka panel nematic bengkong (panel TN), yaiku mode operasi kristal cair kanthi efek spinning sing bisa ngganti arah polarisasi cahya. Kanthi nggunakake listrik menyang molekul kristal cair kanggo ngganti sudut defleksi kristal cair, kekuwatan efek spinning diatur, lan modulasi amplitudo bisa digayuh kanthi nggabungake piranti polarisasi. Proses iki efek birefringence lan muter efek coexist, Tambah saka kekandelan kristal Cairan bisa nggawe efek birefringence weakened, kanggo entuk modulasi amplitudo murni. Nalika kekandelan saka kothak kristal Cairan cukup gedhe, lan molekul kristal Cairan amba ngiringake kurang, mung modulasi phase, ora modulasi amplitudo; ing molekul kristal Cairan amba ngiringake amba, bakal ana modulasi amplitudo, ing wektu iki amplitudo lan phase modulasi ing wektu sing padha, Cairan kristal amba ngiringake dimuat ing molekul kristal Cairan ing loro ends saka kaputusan voltase piksel, supaya Cairan kisaran voltase piksel kristal nemtokake piranti kristal Cairan digunakake ing modulasi amplitudo utawa area modulasi phase. Dadi, kanthi ngganti gambar sing dimuat nggunakake TSLM023-A sawetara modulasi fase uga bisa digayuh.

Karya riset utama artikel iki:

Persiyapan eksperimen sing digunakake ing artikel ditampilake ing Fig. 1, ngendi sinar ditambahi 532 nm cahya liwat modulator cahya spasial adhedhasar amplitudo (CSCS TSLM023-A) kanggo entuk kontrol phase murni saka wavefront nggunakake holografi. Piksel M digunakake ing SLM kanggo ngontrol fase individu ing wavefront, lan ukuran piksel siji 26 um, cocog karo jumlah total poin sing bisa dikontrol saka cahya sing ditularake padha karo jumlah piksel, yaiku, ukuran area target cocog karo jumlah piksel SLM, lan kontrol fase murni digayuh kanthi nyelarasake pola pola sing diukur karo vektor sing diukur.

Fig. 1 Persiyapan eksperimen. Ing kothak putus-putus, sampel nyebar diselehake ing kertas putih karo bar ireng, nuduhake yen sampel banget scatters cahya.

Gambar 2. Hasil simulasi. Pola telung fokus kanthi WFS pembalikan wektu (a) lan kanthi umpan balik WFS (c), sing cocog karo asil simulasi pisanan ing (b) lan (d),

mungguh. Rasio puncak-kanggo-latar mburi (𝜂) saka pola telung fokus sing dibangun ing sepuluh simulasi sing beda karo WFS pembalikan wektu (b) lan umpan balik WFS (d).

Gambar 3. Hasil eksperimen. (a) Pola intensitas cahya sing diukur ing area target sadurunge WFS. (b) Kurva konvergensi umpan balik WFS. (c) Sawise WFS, telung fokus dibangun ing posisi sing wis ditemtokake. (d) Rasio puncak-kanggo-latar mburi (𝜂) saka pola telung fokus sing dibangun ing 10 eksperimen sing beda. (e) Rasio puncak-kanggo-latar owah-owahan kanthi jumlah fokus.

Sistem WFS umpan balik nyata-wektu sing diusulake ing artikel kasebut ora mung kasil mbangun sawetara titik fokus ing watesan difraksi ing lokasi sing wis ditemtokake, nanging uga sacara signifikan nyuda gangguan acak menyang titik fokus sing diakibatake dening latar mburi lapangan, sing diduga bisa mujudake titik fokus cahya sing kasebar, sing bisa ditrapake ing arah interferensi, manipulasi optik lan interaksi optik. prakara.

Spesifikasi parameter modulator cahya spasial CSCS TSLM023-A sing digunakake ing eksperimen iki yaiku:

Ditulis ing pungkasan:

Modulator cahya spasial transmisi duwe macem-macem aplikasi ing bidang optik lan optoelektronik, kalebu macem-macem aspek kayata pencitraan optik, komunikasi optik, pangolahan informasi optik, sensing optik, panyimpenan informasi optik, lan liya-liyane, sing nyedhiyakake dhukungan lan dorongan penting kanggo pangembangan lan inovasi teknologi optoelektronik.