تشكيل السعة والطور لأشعة الليزر باستخدام الكهرومغناطيسية خفيفة مكانية المرحلة فقط

تقريبا جميع تطبيقات الليزر في علاقة وثيقة مع إدارة واجهة الموجه الضوئية من الضوء. في تقريب باراكسيال، يمكن وصف الحقل المعقدة المرتبطة بالإشعاع الليزر بفترتين والسعة والمرحلة. الإرادة اللازمة لتعديل الزمانية والمكانية هيكل أشعة الليزر في أن له سيطرة على هذين المصطلحين هو. وبصفة عامة، السعة والمرحلة لشعاع الليزر يمكن بشكل صحيح تغيير بالعديد من الطرق بما في ذلك استخدام المكونات البصرية التي تتراوح من العدسات المجمعة واحد وشق شعاع ومرايا للأجهزة الأكثر تعقيداً مثل المرايا تشوه أو ضوء المكانية التضمين. هنا، نحن إظهار أسلوب الترميز وإعادة بناء المجال المعقد لأشعة الليزر متماسكة، الذي يستند إلى نظرية الهولوغرام المزدوج-المرحلة¹، واستخدام السابر المشتركة–المسار.

في الوقت الحاضر، توجد مجموعة متنوعة من الأساليب لترميز الحقول معقدة من الليزر الحزم^2،3،،من⁴⁵. وفي هذا السياق، تعتمد بعض الأساليب الراسخة لإنتاج المرحلة والتحوير على استخدام الصور المجسمة الرقمية⁶. نقطة مشتركة في كل من هذه الأساليب هو ضرورة توليد إزاحة مكانية لفصل شعاع الإخراج المطلوب من النظام [زروث] قادمة من انعكاس الضوء في عرض حركة تحرير السودان. هذه الأساليب أساسا خارج المحور (عادة تطبيق للنظام حيود الأولى [غرتينغ])، توظيف المرحلة [غرتينغ] ليس فقط لترميز المرحلة، ولكن أيضا لإدخال التحوير اللازم. على وجه الخصوص، يؤديها التحوير مكانياً خفض الارتفاع [غرتينغ]، الذي يحط وضوح كفاءة الحيود. عملية إعادة الإعمار صورة ثلاثية الأبعاد ليحصل معظمها إعمار تقريبية، ولكن ليس على وجه الدقة، السعة ومرحلة معقدة الحقل المطلوب. ويبدو التباين بين النظرية والتجربة تظهر من ترميز غير دقيقة المعلومات السعة، فضلا عن قضايا تجريبية أخرى يحدث أثناء التصفية المكانية أمر حيود الأولى أو بسبب تأثيرات pixilation حركة تحرير السودان. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن إدخال التشكيل الجانبي كثافة الشعاع إدخال القيود المفروضة على إنتاج الطاقة.

وفي المقابل، مع طريقة عرض⁷، جميع الخفيفة هو الاضطلاع بإدارة على محور، التي مريحة للغاية من وجهة نظر تجريبية. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يستفيد من النظر، في تقريب برازيل، الحقل المعقدة المرتبطة بأشعة الليزر كمبلغ موجتين موحدة. السعة والمعلومات سينثيتيزيد التي تدخل هذه الموجات موحدة. في الممارسة العملية، تجري مثل هذا التدخل عن طريق التصفية المكانية من ترددات الضوء على الطائرة فورييه لنظام التصوير معين. سابقا، هي أنماط المرحلة المرتبطة بموجات موحدة مكانياً متعدد وترميز إلى حركة المرحلة فقط (توضع في مدخل الطائرة من هذا نظام التصوير). ومن ثم، يمكن اعتبار الإعداد بصري كله السابر المشتركة-مسار (قوية جداً ضد الاهتزازات الميكانيكية، والتغيرات في درجات الحرارة، أو اختلالات بصرية). الرجاء ملاحظة أن عملية التدخل المذكورة أعلاه يمكن أن ينجز بدلاً من ذلك باستخدام تخطيطات بصرية أخرى: مع اثنين من سلمس المرحلة فقط وضعها بشكل صحيح داخل السابر اثنين-الذراع نموذجية، أو من قبل الوقت تسلسلياً ترميز اثنين المرحلة أنماط في حركة تحرير السودان (المقدمة السابقة من مرآة المرجعية في إعداد البصرية). وفي كلتا الحالتين، هناك أية ضرورة للتصفية المكانية، ونتيجة لذلك أي فقدان للقرار المكانية، على حساب زيادة تعقيد النظام البصري، فضلا عن عملية المحاذاة. هنا، فإنه ينبغي أيضا التأكيد على أن باستخدام هذا الأسلوب الترميز، الطيف الكامل من المجال المعقد المطلوب يمكن استردادها بالضبط في الطائرة فورييه، بعد تصفية جميع حيود أوامر لكن [زروث] واحدة.

من ناحية أخرى، كفاءة الأسلوب الذي يعتمد على عدة عوامل: مواصفات الشركة المصنعة لحركة تحرير السودان (مثلاً، ملء عامل أو انعكاسية حيود الكفاءة)، حجم نمط ترميز، والطريقة التي يؤثر الضوء على حركة جيش تحرير السودان (التفكير بزاوية صغيرة تصل إلى، أو حالات الإصابة العادية باستخدام مقسم شعاع). عند هذه النقطة، تحت ظروف تجريبية ملائمة، يمكن قياس كفاءة الخفيفة الإجمالية أكثر من 30%. مع ذلك، لاحظ أن مجموع كفاءة الضوء فقط بسبب استخدام حركة تحرير السودان التي يمكن أن تكون أقل من 50%. عدم وجود عشوائية أو الناشر العناصر داخل البصرية يسمح برنامج الإعداد استرداد أنماط السعة والمرحلة دون ضجيج متماسكة (البقع واللطخ). جوانب أخرى هامة الإشارة إلى يتم استخدام خوارزمية التدوين المباشر بدلاً من إجراءات متكررة وقدرته على أداء السعة التعسفي والمستقلة والتحوير المرحلة في وتيرة تحديث الوقت من حركة تحرير السودان (تصل إلى مئات هيرتز وفقا للتكنولوجيا الحالية).

من حيث المبدأ، الأسلوب⁷ المقصود ليتم استخدامها مع موجات الطائرة الإدخال، ولكن لا يقتصر على ذلك. على سبيل المثال، إذا كان هو ضرب شعاع غاوسي حركة تحرير السودان، من الممكن لتعديل شكلها الإشعاع في إخراج النظام بواسطة ترميز نمط سعة مناسبة في حركة تحرير السودان. ومع ذلك، لا تتجاوز كثافة الشعاع الناتج من شعاع الإدخال في أي موقف مستعرضة (x, y)، تشكيل السعة يؤديها كثافة الخسائر التي نشأت عن طريق عملية تدخل مدمر جزئيا.

نظرية وإذ تشدد على أن أسلوب الترميز⁷ على النحو التالي. يمكن إعادة كتابة أي حقل معقدة تمثل على شكل U(x,y)= أ(س،ص)ه^{أناφ(x،y)} كما وصفها:

(1)

حيث

(2)

(3)

في المعادلات 1-3، السعة والطور للمجمع ثنائي الأبعاد الميدانية U(x,y)وترد عليه أ(س،ص) و φ(x,y)، على التوالي. علما بأن شروط _{كحد أقصى} (الحد الأقصى من A(x,y)) و ب = _ماكس/2 لا تعتمد على الإحداثيات مستعرضة (x,y). من الناحية النظرية، إذا وضعنا _{الحد الأقصى}= 2، ثم ب =1. ومن ثم، المجال المعقد يو(x,y) يمكن الحصول عليها، بطريقة بسيطة، ويكون من مجموع متماسك من موجات موحدة تكون^{أناϑ(x،y)} و ^{iθ س، (y)}. في الممارسة العملية، ويتم ذلك مع السابر المشتركة–المسار تتكون من مرحلة واحدة عنصر α(x,y)، وضعت في الطائرة إدخال نظام التصوير. العنصر مرحلة واحدة هي التي شيدت قبل الإرسال المتعدد المكانية ل شروط المرحلة ϑ(x,y)

و θ (x,y) بمساعدة المشابك ثنائي الأبعاد (أنماط الشطرنج) م₁(x,y) و م₂(x,y) على النحو التالي

(4)

ومن ثم،

(5)

هذه الأنماط ثنائية الوفاء بالشرط م₁(x,y) + م₂(x,y) = 1. لاحظ أن، تدخل موجات موحدة لا يمكن أن يحدث إذا كنا لا تخلط بالمعلومات الواردة في المرحلة عنصرα(x,y). في هذا الأسلوب، وهذا يجري باستخدام عامل تصفية مكانية قادرة على منع جميع حيود أوامر لكن [زروث] واحدة. وبهذه الطريقة، بعد عملية التصفية في الطائرة فورييه الطيف ح(u,v)= F{^x،ه^iα(y)} المرحلة المشفرة وظيفة ذات الصلة إلى طيف ميدان معقد و{U(x,y)} بالتعبير

(6)

في مكافئ. (6)، (يو،v) الدلالة الإحداثيات في مجال التردد، ف(u,v) يحمل لعامل التصفية المكانية، بينما يمثل تحويل فورييه للدالة المعطاة Θ(x,y) في النموذج و {Θ(x,y)}. من مكافئ. (6)، فإنه يتبع، في إخراج الطائرة من نظام التصوير، المجال المعقد المستردة يو_{المقصود بالصندوق}(x,y)، (دون الأخذ في الاعتبار عوامل ثابتة)، وتمنحها الالتواء في تضخيم ومكانيا عكس اتجاه المجال المعقد U(x,y) مع تحويل فورييه لقناع المرشح. إنه:

(7)

في مكافئ. (7)، تتم عملية الالتواء الإشارة إليها بالرمز ، ومصطلح ماج يمثل نسبة التكبير لنظام التصوير. ومن ثم، مرحلة U(x,y) والسعة يتم استرداد تماما في الطائرة الإخراج، باستثناء بعض الخسائر في القرار المكانية بسبب عملية الالتواء.