通過在相位型SLM上加載菲涅爾透鏡,可以實現任意焦距。
透鏡的相位變換作用
傍軸近似下,入射的單色點光源發出的球麵波在薄透鏡前表麵上的複振幅分布為(wei) :
其中,A為(wei) 振幅,k為(wei) 波數,p為(wei) 點光源到透鏡的距離,x、y為(wei) 當前麵的橫縱坐標軸上的位置。
在透鏡後表麵上的複振幅分布為(wei) :
q 為(wei) 像點到透鏡的距離。
因此,透鏡對前後表麵的變換關(guan) 係為(wei) :
由高斯成像公式:
f 為(wei) 透鏡的像方焦距,由此,透鏡的複振幅透過率變換因子t(x,y)可以表示為(wei) :
從(cong) 透鏡的透過率函數到SLM的相位圖
在透鏡的透過率函數中,e的複指數虛部實際為(wei) 對相位的變換作用,因此,可以用相位型空間光調製器來實現透鏡的功能,實際調製的相位φ為(wei) :
通過相位函數作相位圖的過程為(wei) :
1.做出一副以中心為(wei) 零點,圖上每一點的值為(wei) 到中心的橫縱坐標x和y平方的和。
2.用上述相位函數做出圖上每一點的相位調製量的相位圖。
3.相位圖上的調製量可能會(hui) 大於(yu) 2π ,這時需要用菲涅爾透鏡的原理將大於(yu) 2π的值壓縮到2π周期內(nei) 。
4.將0—2π的相位轉化為(wei) SLM對應的調製強度值(0—255)
透鏡一般呈軸對稱,(x^2+y^2 )等效為(wei) 離軸距離r^2,上述函數可表示為(wei)
此外,調製相位量隨r的變化還可以表示為(wei) 其它更高級次的非球麵或其它麵型的透鏡的函數。
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