Şoreşa Qada Ronahî ya Bi Algorîtmayê Ve Ajotî: Teknolojiya SLM Ber bi Serdemeke Nû ya Optîkên Jîr Ve Dibe

Modulatorê Ronahiya Cîhî (SLM) di bingeh de amûrek optîkî ya dînamîk e ku dikare modûlasyona belavkirina cîhî ya amplîtudê, qonax an rewşa polarîzasyonê ya pêlên ronahiyê bike. Berhemên SLM yên me yên bi xwe pêşve xistine teknolojiya krîstala şile ya li ser bingeha silîkonê bikar tînin da ku rêzkirina molekulên krîstala şile bi rêya sînyalên elektrîkê kontrol bikin da ku rêziknameya rast a pêlên ronahiyê yên ketinî bi dest bixin. Ev şiyana kontrola rast Modulatorê Ronahiya Cîhî (SLM) di nav pergalên optîkî de dike "kanavasek aqilmend". Ew dikare cûrbecûr belavkirinên qada ronahiyê ya tevlihev di nav rêya optîkî de çêbike.

Rêzman jimodulatorê ronahiya cîhî

Modulatora Ronahiya Cihî ya Tîpa Amplîtûdê TSLM023-A

Modulatorê Ronahiya Cihê Amplîtudê (SLM) modûlasyona amplîtudê bi rêya bandora zivirîna optîkî ya krîstalên şile û bandora vemirandina polarîzatorê pêk tîne.

Modulatora Ronahiya Fezayî ya Tîpa Qonaxê FSLM-2K73-P03HR

Modulatorê Ronahiya Cihî (SLM) yê celebê qonaxê voltaja bikar tîne da ku rêça hevrêziya molekulên krîstala şil biguherîne, bi vî rengî endeksa şikestina wan rast dike da ku derengketina qonaxa bernamekirî çêbike. Hêza Modulatorê Ronahiya Cihî (SLM) di bernamekirina wê de ye, û pêkanîna vê bernamekirinê bi algorîtmayên cûrbecûr ên çêkirina nexşeya qonaxê ve girêdayî ye. Ev algorîtma qalibên qonaxê yên ku hewce ne ku li ser SLM-ê werin barkirin li gorî belavkirina qada ronahiya hedef hesab dikin. Ew wekî pirek kar dikin ku hesabkirina dîjîtal û modûlasyona optîkî bi hev ve girêdide.

Modulatora Ronahiya Cihî ya Tîpa Amplîtûdê: Algorîtma-DModulasyona Rastîn a Riven jiŞiddeta Ronahîyê

Modulatorê ronahiya fezayî ya celebê amplîtûdê pêdivî bi ronahiya bi polarîzasyona xêzikî heye ku bikeve hundir. Ew bi manîpulekirina belavbûna amplîtûdê ya pêla ronahiyê kontrola qada ronahiyê pêk tîne. Dema ku rêça polarîzasyona ronahiya bi polarîzasyona xêzikî ya ketî bi ya polarizer re lihevhatî be, bandora zivirîna optîkî ya molekulên krîstala şil dê rewşa polarîzasyona ronahiyê biguherîne. Piştî ku ji analîzkerê derbas dibe, modûlasyona amplîtûdê çêdibe. Ev celeb modûlatorê ronahiya fezayî wekî amûrek girîng di warên wekî pêvajoya agahdariya optîkî û projeksiyona wêneyê de xizmet dike.

1.Grafîkî Mrêbaz

Ji bo modulatora ronahiya fezayî ya celebê amplîtûdê (SLM), kodkirina rasterast tê kirin. Belavbûna şîddeta ronahiya armanc bi awayekî xêzikî li gorî nirxên gewr ên SLM-ê tê nexşekirin, cûrbecûr şablonên hêsan û tevlihev çêdike, û maskkirina amplîtûda bernamekirî pêk tîne. Bi nûvekirina şablonên SLM-ê di wextê rast de, hewcedariyên ceribandina optîkî yên cûda dikarin werin bicîhanîn. Mînakî, ew dikare li ser yek-şilt, du-şilt, vebûna dorhêl, û şeklên din (wek sêgoşe, stêrka pênc-xalî, çargoşe, şeşgoşe, hwd.) di modula ceribandina destwerdan û difraksiyonê ya pergala hînkirinê ya pargîdaniya me de were sepandin. Ew dikare cûrbecûr hewcedariyên ceribandinê yên perwerdehî û hînkirinê yên têkildarî destwerdan û difraksiyonê bicîh bîne.

Ezmûna Tek/Du-Qat

Difraksiyona Dorhêlî

Difraksiyona Apertura Çargoşeyî

2. Di warê fîlterkirina wêneyan de, şêweyên retîkulên tevlihev bi rêya manîpulekirina gewr a rastbûna bilind li ser plana spektruma frekansa Fourier a pergala optîkî têne çêkirin. Bo nimûne, torên yek-alî, torên du-alî, û hwd., dikarin agahdariya pêlên ronahiyê belav bikin û di analîza spektral de di pîşesaziyê de û di sepanên pergalên ragihandinê yên fîber optîk de bi berfirehî têne bikar anîn. Fîlterkirin li plana fokusê ya li pişt lensê tê kirin, frekansên di aliyên cûda de asteng dike (wek frekansa bilind, frekansa nizm, rêça x, rêça y, û hwd.). SLM-ya ku di rewşa modûlasyona amplîtûdê de dixebite dikare fîlterkirinê wekî fîlterkirina derbasbûna nizm, fîlterkirina derbasbûna bilind, û fîlterkirina şilkirinê bi dest bixe.

Gratinga Yek/Du-Alî

Fîlterkirina bi Şiklê Aperturê

2. Rêbaza Derbirîna Optîkî

Plaqeya herêma Fresnel a celebê amplîtûdê: Li gorî parametreyên pêwîst ên plakeya herêmê, wêneyek du-alî ya gewr a hevber an wêneyek dualî bi karanîna teoriya plakeyên herêma Fresnel di komputerê de tê çêkirin. Avahiya wê ji rêze herêmên halqeyî yên zelal û nezelal ên alternatîf pêk tê. Bi karanîna modulatorek ronahiya cîhî di nav hev de bi plakeya herêma Fresnel re, şêweyek belavkirina şîddeta ronahiyê ya taybetî dikare were çêkirin, bi vî rengî modûlasyona amplîtûdê ya ronahiya têketî tê bidestxistin. Di heman demê de, karanîna plakeya herêma Fresnel kontrola rast a belavkirina cîhî ya şîddeta ronahiyê gengaz dike. Dema ku di pêvajoya lazerê de tê sepandin, ew dikare bibe sedema ku lazer belavbûnek şîddeta ronahiyê ya taybetî di nav qada pêvajoyê de çêbike, û hewcedariyên beşên cûda yên materyalê ji bo şîddeta ronahiyê di dema pêvajoyê de bicîh bîne.

3. Rêbaza Holograma Amplîtûdê

Holograma amplîtûdê teknolojiyek e ku bi giranî agahdariya qada ronahiya objeyê bi modulkirina belavbûna amplîtûdê ya ronahiyê tomar dike û ji nû ve ava dike. Cûda ji holograma qonaxê, holograma amplîtûdê agahdariya qada ronahiyê tenê bi guhertina veguhestin an jî vegera ronahiyê kod dike. Ew perçên modulkirî yên amplîtûdê bikar tîne da ku pêla ronahiya objeyê ya orîjînal bi rêya bandora difraksiyonê ji nû ve ava bike, û serîlêdanên wê yên girîng di nîşandan û projeksiyona holografîk, hilanîna daneyên optîkî, teknolojiya dijî-sextkirin û interferometriya optîkî de hene.

Dem-TModulatorê ype: Hunerê Algorîtmîk jiModulasyona Pêşiya Pêlan

Modulatorên ronahiya fezayî yên celebê qonaxê jî hewce dikin ku ronahiya bi polarîzasyona xêzikî têkeve, û rêça polarîzasyonê divê bi eksena dirêj a molekulên krîstala şil re lihevhatî be. Dema ku voltajek tê sepandin da ku rêça molekulên krîstala şil biguhezîne, endeksa şikestinê li gorî wê diguhere, ku dibe sedema derengketina qonaxa bernamekirî. Bi vî rengî, belavkirina qonaxa pêla ronahiyê dikare were guhertin da ku modûlasyona qada ronahiyê ya tevlihevtir were bidestxistin. Ew di warên wekî dîmendera holografîk, pincarên optîkî û optîkên adapteyî de xwedî avantajên bêhempa ye.

1. Algorîtmaya Vegerandina Qonaxê
2. Algorîtmaya GS

Algorîtmaya vegerandina qonaxê ya herî klasîk, algorîtmaya Gerchberg-Saxton (GS), veguherîna Fourier bikar tîne da ku bi awayekî dubarekirî di navbera qada fezayî û qada frekansê de bixebite, hêdî hêdî nêzîkî qada ronahiyê ya hedef dibe. Ew xwedan prensîbek hêsan û leza hesabkirinê ya bilez e, ku wê ji bo senaryoyên serîlêdanê yên bi hewcedariyên bilind ên dema rast pir guncan dike. Şirketa me pergalek holografîk a rengîn pêşxistiye, ku algorîtmaya GS bikar tîne da ku hologramên sê-reng ên hesabkirî li ser SLM bar bike, qada ronahiyê di rêzek rêjeyek diyarkirî de modul bike, û dîmendera agahdariya rengîn bi rêya bandora berhevkirî ya mayîndehiya dîtinê ya çavê mirov pêk bîne.

Sîstema Holografîk a Rengîn a Algorîtmaya GS

2. Algorîtmaya GSW

Ji ber ku algorîtmaya GS hêsan e û meyla wê heye ku di optimumên herêmî de asê bimîne, algorîtmaya GSW mekanîzmayek algorîtmaya girankirî li ser bingeha algorîtmaya GS destnîşan dike. Di dema pêvajoya dubarekirinê de, giraniyên cûda ji pêkhateyên frekansên cûda re têne destnîşankirin, bi vî rengî kalîteya ji nû ve avakirinê baştir dibe. Li ser vê yekê, algorîtmaya GSW tê bikar anîn da ku gelek rêzikên tîrêjê bi rêzikên taybetî çêbike, ku di pêvajoya paralel û wênekirina pir-fokusî de tê sepandin.

Pêvajoya Parçekirina Laser Bam ji bo Arrayên 2x2, 3x3

3. Algorîtmaya holograma hîbrîd

Prensîba bikaranîna algorîtmaya holograma hîbrîd ji bo şekildana tîrêjê ya jor-rû ew e ku hologramek hîbrîd li gorî taybetmendiyên difraksiyonê yên tora krîstala şil û taybetmendiyên modulasyonê yên modulatorê ronahiya fezayî (SLM) were sêwirandin. Holograma hîbrîd ji du beşan pêk tê: tora dualî û maskek geometrîk. Tora dualî du astên gewr ên cûda vedihewîne, ku dikarin li gorî hewcedariyên veguherîna qonaxê werin danîn. Maskeya geometrîk qada şekildana tîrêjê ye, ku dikare ji her şeklî be. Bi karanîna vê hologramê ji bo şekildanê, tîrêjek bi belavkirina enerjiyê ya nêzîkî jor-rû di herêma navendî ya Gaussî de dikare were bidestxistin. Di heman demê de, tora asta gewr a dualî dikare li gorî belavkirina şîdeta tîrêjê ya SLM-ê bêtir were sêwirandin da ku şekil û belavkirina şîdeta tîrêjê ya şekilkirî kontrol bike.

Prensîba Şêwekirina Holograma Hîbrîd

4. Rêbaza Qonaxa Sabît

Rêbaza qonaxa sabît amûrek girîng a matematîkî ye di şekildana tîrêjên lazerê ya jor-rût de. Ew veguherîna tîrêjê lazerê ji belavkirinek Gaussî bo belavkirinek jor-rût bi modulkirina qonaxa tîrêjê pêk tîne da ku xala ronahiya Gaussî ya ketî ji nû ve belav bike bo tîrêjek jor-rût bi şîddeta yekreng. Di heman demê de, hevgirtina bi algorîtmayên optîmîzasyona dubarekirî yên wekî algorîtmaya GS û germkirina simulasyonkirî dikare yekrengiya tîrêjê jor-rût bêtir baştir bike. Wekî din, dema ku bi modulatorê ronahiya fezayî ya celebê qonaxê ya pargîdaniya me re were hev kirin, ew xwedî rêzek fireh ji serlêdanan di pêvajoya materyalên lazerê de (birrîn, kaynakirin), pergalên fotolîtografiyê, pergalên vekolîna optîkî, û hwd.

Bandora Simulasyonê ya Şêwekirinê bi Rêbaza Qonaxa Sabît

5. Algorîtmaya Hevberkirina Qonaxa Maskeya Rasthatî

Xalên pir-fokal ên eksenî di warê hilberandina pîşesaziyê de xwedî sepanên girîng in. Bi pejirandina algorîtmaya hevberdana qonaxa maskeya rasthatî, diyagramên qonaxê li pozîsyonên eksenî yên cûda bi rêya hesabkirinê têne bidestxistin. Plaqeyên maskeya rasthatî bi mîqdara têkildar têne sêwirandin. Agahdariya qonaxê li pozîsyonên têkildar bi rengek rasthatî tê derxistin û berhev kirin da ku diyagramek qonaxê were bidestxistin, ku ji bo modulasyonê li ser SLM tê barkirin, bi vî rengî xalên pir-fokal ên eksenî têne çêkirin. Ev yek bi girîngî lihevhatina enerjiyê ya xalên pir-fokal ên eksenî baştir dike, û dihêle ku SLM di warê hilberandina pîşesaziyê de berfirehtir were sepandin.

Simulasyona Xalên Pir-Fokûsî yên Aksiyal ên 1×3

2. Rêbaza Derbirîna Optîkî

Ji bo bersivdayîna daxwazên cihêreng ên ji bo tîrêjên taybetî di warên hînkirin, lêkolîna zanistî û hilberandina pîşesaziyê de, pargîdaniya me, bi pişta xwe dide teknolojiya modulatorê ronahiya fezayî (SLM), rêbazên hesabkirinê yên xwerû û çareseriyên li ser bingeha qadên ronahiyê yên avahîkirî yên wekî tîrêjên vortex, tîrêjên Bessel, tîrêjên Laguerre-Gaussian, û hwd. pêşxistiye. Ev dikarin bi rastî hewcedariyên teknîkî yên bingehîn ên senaryoyên wekî hilberandina mîkro-nano ya rastîn, manîpulasyona optîkî û ragihandina kûantûmê bicîh bînin.

1. Tîrêjê Vorteksê

Bi karanîna bandora elektro-optîkî ya krîstalên şil, SLM hate pêkanîn da ku amplîtuda û qonaxa pêla ronahiya ketî modûl bike, ku veguherîna pêşiyê pêla ronahiyê gengaz kir, û ronahiya vorteksê bi barkirina holograman bi karanîna modulatorê ronahiya fezayî hate çêkirin, ku rêzek fireh ji serîlêdanan di warê ragihandina optîkî û manîpulekirina perçeyan de pêk anî.

Tîrêjên Vorteksê yên ku bi Hejmarên Bargiraniya Topolojîk ên Cûda re têkildar in

Tîrêjên Vortex di Sîstema Pişkên Optîkî de Manîpulasyona Parçeyan Pêk Tînin

2. Tîrêjê Bessel

Tîrêjên Bessel cureyekî taybet ê tîrêjên ne-diffraksiyonî ne. Belavbûna şîdeta qada elektrîkê ya wê di beşa xaçerêyî de fonksiyona Bessel dişopîne. Wekî din, di dema pêvajoya belavbûnê de, tîrêjên Bessel dikarin belavbûna şîdeta ronahiya transversî bêguherîn bihêlin û xwedî mesafeyeke bê-diffraksiyonî ya bêdawî ne. Ew di warên manîpulasyona optîkî, makînekirina rastbûna lazerê, wênekirina mîkroskopîk û ragihandina optîkî de xwedî sepanên girîng e.

Diyagrama Qonax û Diyagrama Şîddeta Tîrêjê Bessel (M = -10)

3. Tîrêjê Laguerre-Gaussian

Tîrêjê Laguerre-Gaussian (tîrêjê LG) moda lazerê ya rêza bilind a taybet e, û belavbûna qada elektrîkê ya transversal a wê bi hev re ji hêla polînomiya Laguerre û fonksiyona Gaussian ve tê vegotin. Tîrêjê LG xwedî pêşek pêla qonaxa helîkal û momentuma goşeyî ya orbital e, û di warên wekî manîpulasyona optîkî, ragihandin û optîka kûantûmê de serîlêdanên girîng hene.

Diyagrama Qonaxê û Diyagrama Şîddeta Tîrêjê Laguerre-Gaussian (LG) (M = -10, P = 2)

4. Tîrêjê Hermite-Gaussian

Tîrêjê Hermite-Gaussian (tîrêjê HG) yek ji modên transversal ên rêza bilind ên hevpar di rezonatora lazerê de ye, û belavbûna qada elektrîkê ya transversal a wê bi hev re ji hêla polînomiya Hermite û fonksiyona Gaussian ve tê vegotin. Tîrêjê HG yek ji modên bingehîn di fîzîka lazerê de ye. Bi saya ortogonalîte û kontrolkirina xwe, ew xwedî rêzek fireh ji sepanên di warên wekî teknolojiya lazer, ragihandin, wênekirin û optîka kuantumê de ye.

Diyagrama Qonaxê û Diyagrama Şîddeta Tîrêjê Hermite-Gaussian (HG) (M = 2, P = 2)

5. Plaqeya Herêma Fresnel a Tîpa Qonaxê

Plaqeya herêma Fresnel (FZP) elementek optîkî ye ku li ser bingeha fokuskirina difraksiyonê ye. Bi kevneşopî, ew ji bo kontrolkirina amplîtûdê tê bikar anîn. Lêbelê, cudahiya rêya optîkî di navbera her herêmek û herêma cîranê wê de pirjimarek ecêb a nîv-dirêjahiya pêlan e, ku dibe sedema ku ronahiya ku di herêmên cûda re derbas dibe li xala fokusê heman qonax hebe, bi vî rengî modûlasyona qonaxa ronahiya ketî pêk tîne. Ev taybetmendiya modûlasyona qonaxê di warên wekî wênekirina optîkî, ragihandina optîkî û wênekirina biyopizîşkî de serîlêdanên girîng hene.

Algorîtmayên AI-ê bi Modulatorên Ronahiya Fezayî re Hevdîtin dikin: Destpêkirina Serdemeke Nû jiOptîka aqilmend!

Entegrasyona kûr a zekaya sûnî (AI) û modulatorên ronahiya fezayî SLM şoreşek di teknolojiya optîkî de diafirîne. Fêrbûna makîneyê SLM-ê hêzdar dike ku rastkirina pêlên pêşiyê yên rast-dem û çêtirkirina projeksiyona holografîk bi dest bixe, bi girîngî kalîteya wênekirinê û bandorên nîşandanê di pergalên AR/VR de zêde dike. Têkeliya torên neuralî û SLM-ê bi tevahî avantajên paralel ên hesabkirina optîkî bikar tîne. Ew ne tenê mîmariyên nû yên wekî torên optîkî yên konvolasyonî ava dike, lê di heman demê de kontrola holografîk a dînamîk a rast-dem jî bi rêya torên neuralî yên tûj gengaz dike. Fêrbûna kûr sînorên optîkê bêtir dişkîne, teknolojiyên pêşkeftî yên wekî wênekirina bê lens û mîkroskopiya super-çareseriyê gengaz dike, di heman demê de senaryoyên serîlêdanê yên wekî ragihandina optîkî jî çêtir dike. Ev nûjeniya hevkariyê ne tenê performansa pergalên heyî baştir dike, lê di heman demê de gelek serîlêdanên pêşkeftî jî çêdike. Bi pêşkeftina domdar a algorîtmayan û hardware re, teknolojiya AI+SLM dê potansiyelek mezintir di warên wekî wênekirina jîr, hesabkirina optîkî û optîka kûantûmê de nîşan bide. Ew ê pergalên optîkî ber bi rêgezek pêşkeftinê ya jîrtir û rasttir ve bibe.

Bihevrekirin

Di serdema pêşketina bilez a teknolojiya optoelektronîkî de, modulatorê ronahiya fezayî (SLM) di warên wekî hesabkirina optîkî, pêvajoya lazer û wênekirina holografîk de bûye amûrek bingehîn. Çi di hesabkirina optîkî ya kevneşopî de be, çi jî di torên neural ên fotonîk ên pêşkeftî de be, SLM potansiyelek berbiçav nîşan daye. Niha, bi riya entegrasyona xwe ya kûr bi algorîtmayên fêrbûna kûr re, SLM veguhestina Modulasyona qada ronahiya aqilmend ji paradîgmayek teorîk ber bi pêkanînek endezyariyê ve hêsan dike. Di pêşerojê de, bi pîşesazîkirina çîpên hesabkirina optîkî û çêtirkirina domdar a algorîtmayên AI, SLM dê di warên wekî ragihandin, hesabkirin, wênekirin û teknolojiya kûantûmê de rolek girîngtir bilîze.

Çavkanî:

Wang Yutao. Kontrolkirina Morfolojiya Tîrêjê û Kalîteyê li ser bingeha Holograma Hîbrîd [D]. Zanîngeha Teknolojiyê ya Hubei, 2018.
Liu KX, Wu JC, He ZH, Cao LC. 4K-DMDNet: toreke ku ji hêla modela difraksiyonê ve tê rêvebirin ji bo holografiya 4K ya ji hêla komputerê ve hatî çêkirin. Opto-Electron Adv 6, 220135 (2023).