science >> Wetenschap >  >> Fysica

Multifocale Fibonacci-zeef bevordert single-shot multiplanaire golffrontmeting

Fig. 1. Fibonacci zeven van de eerste 20 onderliggende ringen. Krediet:SIOM

Wavefront-meting heeft verschillende toepassingen in krachtige versterkers, adaptief optisch systeem, en fasemicroscopie. Onder methoden voor zeer nauwkeurige golffrontmeting, de coherente diffractiebeeldvorming (CDI) is een techniek die iteratieve algoritmen gebruikt om de fase- en amplitude-informatie van het testobject te reconstrueren op basis van zijn diffractie-intensiteiten. Echter, het vereist meerdere belichtingen van intensiteitsbeelden via mechanisch en elektrisch scannen. Hoewel sommige onderzoekers een willekeurig fasemasker hebben gebruikt om het golffront van de laserstraal te moduleren om tegelijkertijd de vereiste beelden vast te leggen, de opstelling kan niet worden gebruikt voor röntgenfoto's.

Onlangs, onderzoekers van het Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics van de Chinese Academy of Sciences hebben een methode van single-shot CDI voorgesteld op basis van de multifocale Fibonacci-zeven. Het gerelateerde werk is gepubliceerd in Technische Natuurkunde Brieven .

Eerder werk toonde aan dat voor multi-planaire CDI de iteratiesnelheid en reconstructieve precisie zouden worden verbeterd met de toename van de intensiteitsmetingen. Theon-ladder zeven zouden driedimensionale array-diffractie-beperkte foci kunnen produceren. Er konden meer dan 10 intensiteitsbeelden worden geëxtraheerd uit de meting van de enkele opname-intensiteit.

In het experiment, de onderzoekers ontwierpen een soort multifocale Fibonacci-zeef om gelijktijdig multiplanaire beelden vast te leggen op een enkel opnamevlak. In dit geval, meerdere intensiteitskaarten zouden worden opgenomen door een detector in één enkele belichting. Vervolgens, het golffront van het testobject kan worden gereconstrueerd door een algoritme voor het ophalen van fasen.

Toen de multifocale zeef zich in het spectrumvlak van een beeldvormingssysteem bevond, meerdere beeldvlakken kunnen tegelijkertijd worden geproduceerd. Een testobject vervaardigd op een verchroomde plaat werd met succes gemeten om de validiteit van de voorgestelde single-shot multi-planaire golffrontmeting met multifocale zeef te verifiëren.

Fig. 2. Experimentele resultaten. Krediet:SIOM

Deze methode voldoet niet alleen aan de eis van robuustheid van het meetsysteem en realtime meting met de kenmerken van realtime, hoge snelheid en eenvoudige bediening bij golffrontmeting, maar profiteert ook volledig van het ruimtebandbreedteproduct van de optische detector door het optische ontwerp te optimaliseren.

Verder, Multifocale Fibonacci-zeef met alleen amplitude maakt het mogelijk om in de toekomst te worden toegepast voor röntgenbeeldvorming en Terahertz-detectie.