டைனமிக் ஃபேஸ் பண்பேற்றத்தைப் பயன்படுத்தி லென்ஸ் இல்லாத திறமையான ஸ்னாப்ஷாட் ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் இமேஜிங்.

இடஞ்சார்ந்த ஒளி மாடுலேட்டர் (SLM) என்பது வெளிப்புறக் கட்டுப்பாட்டின் கீழ் நிகழ்வு ஒளியின் வீச்சு, கட்டம் மற்றும் துருவமுனைப்பு நிலையை நிகழ்நேரத்தில் பண்பேற்றம் செய்யும் திறன் கொண்ட ஒரு டைனமிக் ஆப்டிகல் கூறு ஆகும். இது திரவ படிகங்களின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை சரிசெய்வதன் மூலம் இதை அடைகிறது, இதன் மூலம் ஒளியியல் பாதை நீளத்தைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. திரவ படிக SLMகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், டிஃப்ராக்டிவ் ஆப்டிகல் கூறுகளை (DOEs) உருவகப்படுத்த முடியும், இது அவற்றின் நிரல்படுத்தக்கூடிய தன்மை மற்றும் நெகிழ்வுத்தன்மை காரணமாக செயலில் உள்ள டிஃப்ராக்ஷன் கட்டுப்பாட்டை செயல்படுத்துகிறது.

ஆழமான ஒளியியலில் சமீபத்திய முன்னேற்றங்களில், டிஃப்ராக்டிவ் ஆப்டிகல் உறுப்பு (DOE) அடிப்படையிலான ஸ்னாப்ஷாட் ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் இமேஜிங் அதிகரித்து வருகிறது. இடஞ்சார்ந்த மற்றும் நிறமாலை தெளிவுத்திறன்களில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றங்கள் இருந்தபோதிலும், தற்போதைய ஃபோட்டோலித்தோகிராஃபி தொழில்நுட்பத்தின் வரம்புகள், புனையப்பட்ட DOE ஐ சிறந்த உயரங்களிலும், அதிக டிஃப்ராக்ஷன் செயல்திறனுடனும் வடிவமைக்கப்படுவதைத் தடுத்துள்ளன, இது சில பட்டைகளில் குறியீட்டு இமேஜிங் மற்றும் மறுகட்டமைப்பு துல்லியத்தின் செயல்திறனைக் குறைத்துள்ளது. இங்கே, எங்கள் அறிவுக்கு ஏற்ப, பாரம்பரியமாக உருவாக்கப்பட்ட DOE ஐ மாற்றுவதற்கு திரவ-படிக-ஆன்-சிலிக்கான் ஸ்பேஷியல் லைட் மாடுலேட்டரை (LCoS-SLM) பயன்படுத்தும் ஒரு புதிய லென்ஸ் இல்லாத திறமையான ஸ்னாப்ஷாட் ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் இமேஜிங் (LESHI) அமைப்பை நாங்கள் முன்மொழிகிறோம், இதன் விளைவாக அதிக பண்பேற்ற நிலைகள் மற்றும் மறுகட்டமைப்பு துல்லியம் கிடைக்கும். ஒற்றை-லென்ஸ் இமேஜிங் மாதிரியைத் தாண்டி, இந்த அமைப்பு LCoS-SLM இன் சுவிட்ச் திறனைப் பயன்படுத்தி விநியோகிக்கப்பட்ட டிஃப்ராக்டிவ் ஆப்டிக்ஸ் (DDO) இமேஜிங்கை செயல்படுத்தவும், முழு புலப்படும் நிறமாலை முழுவதும் டிஃப்ராக்ஷன் செயல்திறனை மேம்படுத்தவும் முடியும்.

பகுதி பரிசோதனை நடைமுறைகள் மற்றும் முடிவுகள்​

LESHI அமைப்பின் திட்ட வரைபடம் படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. ஒரு ஒளி மூலமானது (CIE நிலையான ஒளிரும் D65, டேட்டகலர் ட்ரூ-வ்யூ லைட் பூத்) பொருளை ஒளிரச் செய்யப் பயன்படுகிறது. மாதிரியின் பிரதிபலித்த ஒளி துருவமுனைப்பான் (GCL-050003) வழியாகச் செல்கிறது, ஒரு பீம் ஸ்ப்ளிட்டரால் (GCC-M402103) பிரதிபலிக்கிறது, மேலும் உகந்த DOE வடிவங்களுடன் ஏற்றப்பட்ட LCoS-SLM (FSLM-2K39-P02, 256 படிகளின் 8-பிட் கிரேஸ்கேல் நிலை, 180-Hz புதுப்பிப்பு வீதம்) மீது தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. திரவ படிக அடுக்கு ஸ்பெக்ட்ரமின் வெவ்வேறு அலைநீளங்களுக்கு வெவ்வேறு ஒளிவிலகல் குறியீடுகளைக் கொண்டிருப்பதால் [52,53], இது DOE போன்ற முழு நிறமாலைக்கும் வெவ்வேறு கட்ட தாமதங்களை உருவாக்க முடியும், இது தொடர்ச்சியான ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் தரவு கனசதுரத்தைப் பிரிக்கிறது. இவ்வாறு, LCoS-SLM இன் திரவ படிக அடுக்கு வழியாக ஒரு ஒளி அலை கடந்து செல்லும்போது, ​​ஒவ்வொரு பிக்சலின் பண்பேற்றமும் ஒளி அலையின் கட்டத்தை மாற்றுகிறது. இறுதியாக, LCoS-SLM இலிருந்து பிரதிபலிக்கும் கட்ட-பண்பேற்றப்பட்ட ஒளி பீம் ஸ்ப்ளிட்டரை கடத்துகிறது மற்றும் ஒரு வண்ண CMOS கேமராவால் (ME2P-1230-23U3C, இது ஒரு பேயர் வடிகட்டியைக் கொண்டுள்ளது) பதிவு செய்யப்படுகிறது.

படம் 1. லென்ஸ் இல்லாத திறமையான ஸ்னாப்ஷாட் ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் இமேஜிங் (LESHI) அமைப்பின் திட்ட வரைபடம். LCoS-SLM, சிலிக்கான் அடிப்படையிலான இடஞ்சார்ந்த ஒளி மாடுலேட்டரில் திரவ படிகம். LESHI வன்பொருள் அடிப்படையிலான டிஃப்ராக்டிவ் இமேஜிங் மற்றும் மென்பொருள் அடிப்படையிலான ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் மறுகட்டமைப்பு வழிமுறைகளைக் கொண்டுள்ளது. டிஃப்ராக்டிவ் இமேஜிங் கூறு ஒரு LCoS-SLM, ஒரு துருவமுனைப்பான், ஒரு பீம் பிரிப்பான் மற்றும் ஒரு வண்ண CMOS கேமரா ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது. ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் மறுகட்டமைப்பு வழிமுறை நிறமாலை தகவலை டிகோட் செய்ய ஒரு ResU-நெட்டைப் பயன்படுத்துகிறது.

படம் 2. LESHI இன் செயல்பாட்டுக் கொள்கை. (a) LESHI இன் குழாய்வழி. (b) DOE வடிவங்களுடன் LCoS-SLM ஐ அடிப்படையாகக் கொண்ட டிஃப்ராக்டிவ் ஆப்டிகல் இமேஜிங்கில் PSF கையகப்படுத்தல் செயல்முறையின் திட்ட வரைபடம். (c) LCoS-SLM ஐ அடிப்படையாகக் கொண்ட DDO மாதிரி வடிவமைப்பு. DDO வெவ்வேறு பட்டைகளின் தனிப்பட்ட DOE களின் PSF களை இணைத்து, சிதைந்த PSF மாதிரியை உருவாக்க டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் செயல்திறனின் மாதிரியைச் சேர்க்கிறது. (d) U-net இன் U- வடிவ கட்டமைப்பை ResNet இன் எஞ்சிய இணைப்புகளுடன் இணைக்கும் ResU-net மறுகட்டமைப்பு வழிமுறையின் அமைப்பு.

படம். 3. LESHI மாதிரியின் சரிபார்ப்பு. (a) ICVL தரவுத்தொகுப்பிலிருந்து தரை உண்மை. (b) LCoS-SLM இல் ஏற்றப்பட்ட பயிற்சி பெற்ற உருவகப்படுத்தப்பட்ட DOE முறை. (c) ஒற்றை DOE வடிவத்துடன் LESHI மாதிரியால் உருவாக்கப்பட்ட RGB படம். (d) (c) இன் மறுகட்டமைக்கப்பட்ட முடிவு. (e) ஒற்றை DOE வடிவத்துடன் LESHI மாதிரியைப் பயன்படுத்தி மறுகட்டமைக்கப்பட்ட ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் படங்கள். (f) (a) இல் குறிக்கப்பட்ட உள்ளூர் பகுதி "1" க்கான நிறமாலை ரேடியன்ஸ் வளைவுகளின் தரை உண்மை மற்றும் மறுகட்டமைக்கப்பட்ட மதிப்புகள். (g) (f) போலவே ஆனால் உள்ளூர் பகுதி "2" க்கு. (h) LESHI மாதிரியில் ஒற்றை DOE முறை (LCoS-S) மற்றும் பல DOE வடிவங்களை (LCoS-D) பயன்படுத்தி அலைநீளத்தின் செயல்பாடாக மாறுபாடு செயல்திறன். மூன்று வெவ்வேறு பட்டைகளில் (400–500 nm, 500–600 nm, 600–700 nm) LCoS-S உடன் ஒப்பிடும்போது LCoS-D இன் ஒப்பீட்டு விளிம்பு விளைவு செயல்திறன் ஆதாயத்தை (RDEG) அட்டவணை காட்டுகிறது.

படம். 4. LESHI அமைப்பின் செயல்திறனின் சிறப்பியல்பு. (a) ISO12233 சோதனை விளக்கப்படத்தின் மறுகட்டமைக்கப்பட்ட படம். (b) சோதனை விளக்கப்படத்தில் இரண்டு பகுதிகளின் இடஞ்சார்ந்த வரி சுயவிவரங்கள், (a) இல் லேபிள் 1 இன் இடத்தில் வெளிர் ஆரஞ்சு மற்றும் நீலப் பெட்டிகளில் சிறப்பிக்கப்பட்டுள்ளன. (c) சோதனை விளக்கப்படத்தில் இரண்டு பகுதிகளின் இடஞ்சார்ந்த வரி சுயவிவரங்கள், (a) இல் லேபிள் 2 இன் இடத்தில் வெளிர் நீலம் மற்றும் நீலப் பெட்டிகளில் சிறப்பிக்கப்பட்டுள்ளன. (d) LEHSI அமைப்பின் அளவீடு. (e) RGB வடிவத்தில் (c) இன் மறுகட்டமைப்பு முடிவு. (f) ரூட் சராசரி சதுரப் பிழை (RMSE) மற்றும் ஆறு உள்ளூர் பகுதிகளில் CS-2000 ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டரால் மறுகட்டமைக்கப்பட்ட படம் மற்றும் அளவீட்டின் அதிகபட்ச பிழை [(c) இல் வெள்ளைப் பெட்டிகளால் குறிக்கப்பட்டது]. (g) அலைநீளத்தின் செயல்பாடாக ஆறு உள்ளூர் பகுதிகளின் மறுகட்டமைப்பு கதிர்வீச்சு வளைவுகள் [(c) இல் வெள்ளைப் பெட்டிகளால் குறிக்கப்பட்டது]. தரை உண்மை CS-2000 நிறமாலை மூலம் பெறப்படுகிறது. (h) (d) இன் ஏழு பிரதிநிதித்துவ மறுகட்டமைக்கப்பட்ட நிறமாலை சேனல்கள்.

படம் 5. குவிய நீள மாற்றத்திற்கான பயன்பாட்டு முடிவுகள். (அ) இறுதி முதல் இறுதி வரை பயிற்சி மூலம் வெவ்வேறு குவிய நீளங்களுடன் LCoS-SLM இல் ஏற்றப்பட்ட கட்ட பண்பேற்ற முறைகள். (ஆ) (அ) இன் தொடர்புடைய கைப்பற்றப்பட்ட RGB படங்கள். (இ) வெவ்வேறு குவிய நீளங்களில் LESHI அமைப்பைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் நிறமாலை பட மீட்டெடுப்பின் முடிவுகள். (ஈ) (சி) உடன் தொடர்புடைய ஆறு பிரதிநிதித்துவ மறுகட்டமைக்கப்பட்ட நிறமாலை சேனல்கள்.

படம் 6. வெவ்வேறு மாதிரிகளுக்கான நிறமாலை மறுகட்டமைப்பு உருவகப்படுத்துதல்களின் ஒப்பீடு. (அ) நான்கு மறுகட்டமைப்பு தரவு முடிவுகள் மற்றும் காட்சி விளைவுகளை ஒப்பிடுகையில், LCoS-SLM ஐ அடிப்படையாகக் கொண்ட டிஃப்ராக்டிவ் ஆப்டிகல் இமேஜிங் மாதிரி, மறுகட்டமைப்பு செயல்திறனை திறம்பட மேம்படுத்தலாம் மற்றும் அளவிடப்பட்ட DOE ஆல் ஏற்படும் மறுகட்டமைப்பு முடிவுகளின் சீரழிவைத் தவிர்க்கலாம். (ஆ) வெவ்வேறு மாதிரிகளுக்கான நிறமாலை ரேடியன்ஸ் வளைவுகள். LCoS-D இன் மறுகட்டமைக்கப்பட்ட நிறமாலை வளைவுகள் தரை உண்மை மதிப்புகளுக்கு நெருக்கமாக இருப்பதை நிறமாலை வளைவுகள் காட்டுகின்றன.

இந்த சோதனையில் பயன்படுத்தப்படும் கட்டம்-மட்டும் இடஞ்சார்ந்த ஒளி மாடுலேட்டரின் விவரக்குறிப்புகள் பின்வருமாறு:

இறுதி எண்ணங்கள்

பாரம்பரிய டிஃப்ராக்டிவ் ஆப்டிகல் தனிமமாக, DOE ஒரு நிலையான அமைப்பு மற்றும் நிலையான செயல்பாட்டைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் அதன் செயல்திறன் ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக உள்ளது. இதற்கு நேர்மாறாக, திரவ படிக இடஞ்சார்ந்த ஒளி மாடுலேட்டர் (SLM) மின் கட்டுப்பாடு மூலம் அலைமுனையை மாற்றியமைக்கிறது, நெகிழ்வான நிரலாக்கத்தையும் நிகழ்நேர பண்பேற்றத்தையும் செயல்படுத்துகிறது. இருப்பினும், பிக்சல் இடைவெளிகள் மற்றும் திரவ படிக பதிலில் ஏற்படும் இழப்புகள் காரணமாக அதன் செயல்திறன் குறைவாக உள்ளது. இரண்டும் அவற்றின் சொந்த நன்மைகள் மற்றும் தீமைகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவற்றை நிரப்பியாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஆப்டிகல் அமைப்புகளை மேம்படுத்த முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு DOE இல் உள்ள பிறழ்வுகளை சரிசெய்ய ஒரு SLM ஐப் பயன்படுத்தலாம் அல்லது SLM இன் செயல்பாட்டு எல்லைகளை நீட்டிக்க ஒரு DOE ஐ ஒரு SLM உடன் இணைக்கலாம்.

கட்டுரை தகவல்: https://doi.org/10.1364/PRJ.543621