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液晶空間光調製器(SLM)產生光柵和軌道角動量相位圖的製作方法

發布時間:2020-05-28 09:16:06 瀏覽量:5479

正文


液晶空間光調製由像素構成,每個(ge) 像素都能實現0到2pi的相位的調製量。當空間光調製器加載光柵圖時能夠實現光束偏轉,也可以

疊加螺旋相位的圖,產(chan) 生軌道角動量,下文就是介紹了三種方法:1. 產(chan) 生單個(ge) 光柵,2. 軌道角動量,3. 多個(ge) 光束疊加。


Matlab下8bit圖片的單個(ge) 像素表示範圍可以是0-255之間的整數,也可以是0-1之間的小數,因為(wei) 0-1表示有更加方便,所以下麵都是

采用這種方法,即0對應相位延遲量為(wei) 零,1對應相位延遲量為(wei) 2pi。


光柵製作單個(ge) 光斑

方法1:易於(yu) 控製X和Y方向的周期數量

  %% 光柵

  % X和Y方向的斜麵,取值範圍0-1

  [x, y]= meshgrid(linspace(0, 1, 512));

 

  % 光柵的數量

  M = 3;

  N = 4;

  % 疊加光柵後,X方向周期為(wei) 3,Y方向周期為(wei) 4

  z = M*x+N*y;

  z = mod(z, 1);


  imshow(z);


方法2:對光柵偏轉的角度大小更加方便

  %% 直接輸入偏轉角度,計算光柵

  theta = pi/6;

  % X方向周期為(wei) cos(tehta)

  % Y方向周期為(wei) sin(theta)

  z = x/cos(theta)+y/sin(theta);

  z = mod(z, 1);

  imshow(z);


軌道角動量製作

沒有傾(qing) 斜的角動量

  %% 因為(wei) 要建立極坐標,將圖片中心作為(wei) 原點

  [x, y] = meshgrid(-255:256);

  polar = x+1i*y;

  r = abs(polar);

  fai = angle(polar);

  fai = mat2gray(fai);

  N = 3;      % 軌道角動量大小

  fai = mod(N*fai, 1);

  imshow(fai)


帶傾(qing) 斜的角動量

% 直接在光斑上疊加光柵

% z表示光柵,fai是角動量

guidao = z+fai;

guidao = mod(guidao, 1);

imshow(guidao);



多個(ge) 光斑疊加

每個(ge) 光斑都使用E指數的形式表示,多個(ge) 光斑疊加後相位部分,這裏以兩(liang) 個(ge) 軌道角動量疊加為(wei) 例

  %% 多個(ge) 光斑疊加

  M = 2;

  S1 =  exp(1i*2*pi*(-M*fai))+exp(1i*2*pi*(M*fai));

  phase = angle(S1);

  % phase的範圍是-pi到pi之間

  % -pi對應圖片的0值,pi對應圖片中的1值

  % 因此采用下麵方法進行歸一化

  phase = (phase + pi)/2/pi;

  phase = phase/2;

  imshow(phase);


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