science >> Wetenschap >  >> Fysica

Common-path off-axis digitale holografie:op weg naar een zeer stabiele productie van optische instrumenten

(een), (b) Concepten van gemeenschappelijke padconfiguratie op basis van laterale afschuiving en puntdiffractie. (c1-c3) Experimentele opstellingen van common-path digitale holografie met behulp van opvouwbare Lloyd's spiegel, spiegel paar, en speciaal geplaatste bundelsplitserkubus. Krediet:Jiwei Zhang, Siqing Dai, Chaojie Ma, Teli Xi, Jianglei Di, en Jianlin Zhao'

Zeer stabiele common-path digitale holografische interferometers kunnen op grote schaal worden toegepast in interferometrische metingen op lange termijn, driedimensionale beeldvorming, en kwantitatieve fasebeeldvorming. Wetenschappers in China beoordeelden de common-path off-axis digitale holografie en categoriseerden de common-path-modellen in laterale afschuiving, puntdiffractie en andere typen, en vatte de voortgang van dit onderwerp in detail samen. Profiteer van compacte functies, common-path digitale holografie is veelbelovend voor de vervaardiging van zeer stabiele optische meet- en beeldvormingsinstrumenten in de toekomst.

Digitale holografie heeft de voordelen van wide-field, contactloos, nauwkeurig, en dynamische metingen voor de complexe amplitude van objectgolven. Vandaag, digitale holografie en zijn afgeleiden zijn op grote schaal toegepast in interferometrische metingen, driedimensionale beeldvorming, en kwantitatieve fasebeeldvorming. Echter, in conventionele off-axis holografische experimentele opstellingen, het object en de referentiebundels planten zich voort in gescheiden paden, wat resulteert in een lage temporele stabiliteit. Door gemeenschappelijke-padconfiguraties te ontwerpen waarbij de twee interferentiebundels dezelfde of vergelijkbare paden delen, verstoring van de omgeving van de twee stralen kan effectief worden gecompenseerd. Daarom, de temporele stabiliteit van de experimentele opstellingen voor hologramopname kan aanzienlijk worden verbeterd voor langdurige time-lapse-metingen.

In een nieuw overzichtsartikel gepubliceerd in Licht:geavanceerde productie, een team van wetenschappers, geleid door professor Jianlin Zhao van Key Laboratory of Light Field Manipulation and Information Acquisition, Ministerie van Industrie en Informatietechnologie, en Shaanxi Key Laboratory of Optical Information Technology, School voor Fysische Wetenschappen en Technologie, Noordwestelijke Polytechnische Universiteit, China, en collega's hebben de configuratieontwerpen van digitale holografie buiten de as met gemeenschappelijke paden beoordeeld en de modellen met gemeenschappelijk pad gecategoriseerd als laterale afschuiving, punt diffractie, en andere typen op basis van de verschillende benaderingen om de referentiestraal te genereren. Ze vatten de ontwerpprincipes en toepassingsscenario's van verschillende typen samen. In aanvulling, de commerciële productie van common-path digitale holografische interferometers is onderzocht.

"Om een ​​off-axis hologram op te nemen, de objectbundel moet onder een bepaalde hoek interfereren met een uniforme referentiebundel. Het belangrijkste probleem bij het ontwerpen van een gemeenschappelijke-padconfiguratie is het genereren van een uniforme referentiebundel waardoor de twee interferentiebundels langs vergelijkbare paden kunnen gaan. Hoe groter de mate van gelijkenis, hoe groter de stabiliteit van de optische opstelling." vatten de auteurs samen.

"Wat betreft het op laterale afschuiving gebaseerde type, de bundel die de objectinformatie draagt, wordt eerst verdubbeld met behulp van een bepaalde optische component, Leuk vinden, een glasplaat, rooster, of bundelsplitser. Vervolgens, de delen van de twee bundels met en zonder de monsterinformatie creëren de afschuifinterferentie. Dit type heeft een eenvoudiger en compacter ontwerp. Echter, het vereist een ongestoord deel van de verlichtingsbundel om de referentiebundel te genereren, wat het gezichtsveld zou kunnen verkleinen. Dit type wordt meestal toegepast op ruimtelijk schaarse monsters."

"Omgekeerd, het op puntdiffractie gebaseerde type creëert een uniforme referentiebundel uit de objectbundel door laagdoorlaatfiltering in het Fourier-domein. Dit type heeft niet het probleem van een beperkt gezichtsveld. Echter, het heeft meestal een complexe configuratie. Dit type is geschikt voor het meten van microscopische monsters met een hoge ruimtelijke frequentie, omdat het gemakkelijk is om de uniforme referentiebundel te genereren door ruimtelijke filtering. Het derde type heeft geavanceerde ontwerpen zoals het gebruik van inklapbare spiegels, speciaal geplaatste bundelsplitserkubussen, en Wollaston-prisma's. Deze ontwerpen zouden de nadelen van de eerste twee typen kunnen vermijden", voorspellen de wetenschappers.