自适应光学 - 可变形镜 - 波前传感器 - 空间光调制器
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一、衍射光学元件简介衍射光学元件（Diffractive Optical Element，DOE）是近几年蓬勃发展的新兴光学元件。DOE通常采用微纳刻蚀工艺构成二维分布的衍射单元，每个衍射单元可以有特定的形貌、折射率等，对激光波前位相分布进行精细调控。激光经过每个衍射单元后发生衍射，并在一定距离（通常为无穷远或透镜焦平面）处产生干涉，形成特定的光强分布。 下：1 ~ 4阶涡旋位相板形成的远场强度分布图涡旋位相板通常配合透镜使用。其在使用中的注意事项和特性如下： ,
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摘要 近年来，随着涡旋光束和空间结构光场的发展或应用，涡旋光束轨道角动量（OAM）的检 测成为重要的课题。本文基于空间光调制器（SLM）的全息衍射光栅方法，通过设计强度 分布和衍射角可调的衍射光栅对单模涡旋光束的OAM进行检测。课题组首先从自行设计的 一维全息衍射光栅开始进行验证，然后设计了二维全息衍射光栅，成功探测到单模涡旋光 束的OAM。理论和实验非常一致。该方法对基于SLM的全息衍射光栅的设计具有参考价值， 对基于涡旋光束的OAM检测和数据传输系统具有参考价值。 引言 由于涡旋光束和结构化光场的...
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此前，青亭网曾报道过NVIDIA、三星、剑桥大学等对空间光调制器（SLM）全息方案的探索。空间光调制器可调节光波的空间分布，在电驱动信号控制下，可改变光在空间中传播的振幅、强度、相位、偏振态等特性，从而形成全息影像。自动驾驶汽车的LiDAR传感器也使用了空间光调制器来进行扫描，大脑扫描仪也使用它来穿透组织查看大脑，好处是成像分辨率更高，且不受活体组织动态波动噪声（血液流动）影响。 相比于现有的机械光学方案，空间光调制器对空间成像的速度约快一百万倍。 近期，MIT也公布了一项SLM全息研究，这项新研究号称可快...
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根据早前发布的一份论文，英伟达和斯坦福大学的研究人员开发了一种旨在提高全息图像质量和对比度的方法，而这项新技术将有助于改善用于虚拟现实和增强现实的近眼显示器。 团队指出：“增强现实和虚拟现实系统能够在用户和数字世界之间提供无缝的接口，而这将对我们的社会产生变革性的影响。” 在发布于《Optica》期刊的论文中，研究人员介绍了一种名为了“Michelson Holography迈克尔逊全息术”的全新技术。所述方法涉及受迈克尔逊干涉仪启发的全新光学组件和新开发的软件算法，从而产生构建数字全息图所需的干涉图样。 相关论文： ...
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荷兰ISTEQ 等离子体光源|白光光源|宽带光源|激光泵浦光源 荷兰ISTEQ的XWS系列激光泵浦等离子体宽带光源是一款高亮度、高稳定、长寿命的宽谱 光源，采用激光器输入连续的泵浦激光来激发等离子体放电发光，从而产生高度稳定的白光。输出白光的光谱范围很宽，谱线包括深紫外，可见光到红外波段。波长范围能够覆盖190-2500nm。发光的等离子体体积很小、仅数百μm，光谱辐照亮度非常高，适合取代传统的气体放电灯（氘，钨，氙灯等）和LED灯。等离子体灯泡采用无电极设计，使用寿命更长，可达到10000小时以上。除此之外，XWS系列等离子...
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数字全息显微镜（Digital holographic microscopy，简称DHM）是数字全息技术在显微领域的应用，也被称为全息显微术。与其他显微技术相比，数字全息显微镜并不直接记录被观测物体的图像，而是记录含有被观测物体波前信息的全息图，再通过计算机对所记录的全息图进行数值重建来得到被测物体的相位和振幅（光强）信息，进而完成数字三维重构。打个形象的比方来理解数值重建这个过程，就是利用计算机算法代替传统光学显微镜中的成像透镜。 反射式数字全息显微镜DHM®系列(DHM-R1000, DHM-R2100 和 DHM-R2200) 通过收集样品表面的反射信...
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生物超材料的有效弹性性能对于在适合的超材料基质上进行细胞培养的影响很大。最近，使用类似硅弹性体材料进行双光子光刻微纳加工取得了突破进展，实现了创建符合细胞大小和变形性标准的微结构生物超材料。在这项研究中，科学家利用双光子聚合技术，在使用IP-PDMS光敏树脂制造的超材料上培养人类间充质干细胞（hMSCs）。这些生物超材料的有效弹性性能显著影响了细胞在细胞和分子层面的反应。此概念验证实验为设计未来的生物超材料提供了基础，作为通过晶胞排列来实现有效的机械性能来理解和控制干细胞及其他细胞类型的机械行为的潜在...
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卡内基梅隆大学的研究人员利用双光子聚合（2PP）3D打印技术和柔性电路板（FPCB）开发了具有静电微致动器的小型、轻量化柔性微系统。在一系列可移动的微镜阵列中的演示可看到，该系统即使在变形时也能展现出精确可控的致动能力。实验的挑战在于通过整合金属溅射到制造过程中来激活微机电系统（MEMS）的电导性3D结构。由于柔韧性和不平整的表面以及所用材料的可变反射率的特点，在FPCB上进行打印是一项特别的挑战。这一创新为自适应光学和可穿戴设备的应用开辟了新的视角。 由于小尺寸、精度高和可集成到电子系统中的特点，微机电系...
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空间光调制器，作为数字光学技术的核心组件，能够对光波的空间分布进行灵活调制。它能够将在光学数据场上的信息，无论是一维还是二维，都方便地编码到光波中，实现光波的调制目的。通过电驱动信号和其他信号的控制，空间光调制器能够实时动态地改变光分布的振幅、偏振态或相位，甚至将非相干光转化为相干光。其高性能表现对光学信息处理、自适应光学和光计算等现代光学领域的应用具有深远影响。 空间光调制器由众多独立单元构成，每个单元都能通过电信号进行精确控制，从而改变其光学特性，如反射率、透射率和折射率等。液晶材料是...
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The orbital angular momentum (OAM) multiplexing holography has the advantages of large information capacity and high security, and has important application value in holographic storage, optical encryption, and optical computing. However, as the number of multiplexing channels increases, this technology suffers from deterioration in image quality, which limits its application scope. This article proposes an innovative design that introduces an optical diffractive neural network (ODNN) into ...
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什么是空间光调制器？简单来说，空间光调制器是一种能够对光波的“形状”进行动态调整的装置。如果将光比作水流，传统的光学元件（如透镜或棱镜）类似于固定形状的管道，只能让光按预设路径传播；而SLM则更像一个智能阀门系统，可以实时改变“水流”的方向、强度甚至形态。这种能力使得SLM在需要对光场进行灵活操控的场景中具有不可替代性。 核心原理：相位与振幅调制SLM的核心功能基于对光波的相位或振幅进行空间分布上的调制。例如，在相位调制模式下，SLM通过改变光波在不同位置的传播速度（即相位延迟），使光波前发生扭曲或重新...
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实验系统配置 系统原理 激光经偏振片调整为线偏振光，后经过λ/4波片转化为圆偏振光，扩束后通过螺旋位相片并利用角向提取器提取角向偏振成分，至此光束变为均匀角向偏振光。通过两个夹角为π/4 的二分之一波片后，角向偏振光便转化为均匀的径向偏振光。系统通过将径向偏振矢量光束通过高数值孔径的显微物镜紧聚焦于镀有金膜的载玻片上激发表面等离激元(SPPs)，SPPs 向中间传播发生干涉形成尖锐的等离激元虚拟探针。物镜与玻璃基底中间通过折射率匹配油进行折射率匹配。最后通过白光光源照射实验芯片，经原物镜及透镜成像到 CCD...
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实验系统配置 系统原理 先把一束水平偏振的高斯光束聚焦到一个旋转的毛玻璃漫射器上面，利用漫射器带来的随机相位扰动来生成空间非相干光束。然后把非相干光导入到空间光调制器的三次相位模板上，通过一个傅里叶转换透镜在焦点的位置产生空间Airy非相干光束。接着，同样在非相干光的生成位置放入一块长的光折变介质-铌酸锶钡晶体。通过改变晶体两端的外电场方向来分别实现自聚焦非线性效应和自散焦非线性效应。最后，用两个图像传感器来分别记录空间非相干Airy光束的光场分布和对应的傅里叶空间频谱分布。照射到漫射器上面的...
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实验系统配置 系统原理 激光能量由半波片和格兰棱镜控制，通过旋转半波片实现激光能量控制。光束经过由透镜1和透镜2组成的扩束器、反射镜后，入射到SLM的液晶面。SLM通过加载闪耀光栅，改变入射光的相位分布，实现光束反射角的调制。SLM是一个衍射光学元件，被调制的光束会产生多个衍射级次，实验过程中只有＋１级调制光通过光阑，其他衍射级次的光被阻挡在光阑之外。调制后的光束经过透镜3和透镜4组成的4f滤波系统，最后入射到物镜进行加工。通过加载全息图，调制出不同图案、不同焦点位置的光束，以实现对目标结构的加工。C...
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The HOLOEYE SLM Display Software Development Kit (SDK) is an interface to show images and phase arrays directly on the SLM within many programming languages. It also supports data manipulation functions like phase overlay calculated from Zernike coefficients, optical beam manipulations, and data transformations. The SDK enables the use of multiple SLM devices connected to the same computer within the same application independently. It is also possible to tile the SLM display area to us...
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Compact LCOS Microdisplay with Fast CMOS Backplane for High-Speed Light Modulation
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基于空间光调制器的彩色全息显示 基于 SLM 构建的彩色全息显示系统，因为对应不同波长空间光调制器加载的调制校准曲线是不同的，所以大多数采用三基色光源照明全息图，通过控制三基色光源的强度比和强度空间分布实现彩色全息显示。 德国Holoeye空间光调制器的彩色全息显示解决方案 采用Holoeye的液晶纯相位空间光调制器和瑞士FISBA公司的READYBeam 三色激光器，采用时分复用方法实现彩色图像调制。 Holoeye的GAEA，LETO-3-CFS-017和LUNA这 3种类型的空间光调制器，都可以...
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