基于液晶空间光调制器的涡旋相位恢复检测系统像差-论文.pdf

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1、嫩与光电手学进展51，080701(2014)Laser&0pt0electronicsProgress~2014(中国激光》杂志社基于液晶空间光调制器的涡旋相位恢复检测系统像差吴华钦郑明杰李志芳陈大强。李晖福建师范大学医学光电科学与技术教育部重点实验室，福建福州350007。福建师范大学福建省光子技术重点实验室，福建福州350007。福建师范大学光电与信息工程学院，福建福州350007摘要提出一种基于液晶空间光调制器对涡旋相位进行相位恢复的方法，这有别于传统相位恢复算法。实验中利用液晶空间光调制

2、器产生光学涡旋，再利用CMOS摄像头来捕捉涡旋光斑。采用改进的GS算法对系统相位进行恢复，算法中入射液晶面光振幅与随机输入相位结合进行迭代计算恢复液晶波阵面。因为程序经过多次迭代计算均恢复出涡旋相位，故证实该方法可进行相位恢复。通过计算得出系统的像差，同时利用泽尼克多项式对系统像差进行了定量分析。关键字傅里叶光学；液晶空间光调制器：相位恢复；光学涡旋；GS算法中图分类号0436文献标识码Adoi：10．3788／LOP51．080701VortexPhaseRetrievalforDetectin

3、gSystemAberrationBasedonLiquidCrystalSpatialLightModulatorWuHuaqin，'。ZhengMingjie，。，。LiZhifang，。'。ChenDaqiang，。'。LiHui，。，。KeyLaboratoryofOptoelectronicScienceandTechnologyforMedicine，MinistryofEucation，FujianNormalUniversity，Fuzhou，Fujian350007，ChinaF

4、ujianProvincialKeyLaboratoryofPhotonicTechnology，FujianNormalUniversity，Fuzhou，Fujian350007，China。CollegeofPhotonicandElectronicEngineering，FujianNormalUniversity，Fuzhou，Fujian350007，ChinaAbstractWepresentavortexphaseretrievalmethodbasedonliquidcrysta

5、lspatiallightmodulator．ItSdifferentfromtraditionalphaseretrievalmethod．Inthismethod，aliquidcrystalspatiallightmodulatorisusedtoshowtheopticalvortexphase，andaCMOScameracapturesthedonutimage．AmodifiedGSalgorithmiterativelycalculatesthetargetphasewithara

6、ndomphaseinputandamplitudebeforeLCDsurface．Theprocedurerecoversthevo~exphaseafterseveraliterativecalculationanditisconfirmedthatthemethodcanbeworkable．Finally，wecalculatethesystemopticalaberrationandquantitativelyanalyzetheaberrationbyusingZernikedeco

7、mposition．KeywordsFourieroptics；liquidcrystalspatiallightmodulator；phaseretrieval；opticalvortex；GSalgorithmoCIScodes070．6120；060．5060；100．5070；350．46001引言光在传播过程中不仅携带振幅信息，同时携带相位信息。相位信息会记录振幅中所没有的信息，对相位信息的检测能够用于检测图像特征，这在图像处理、模式识别等领域有着非常重要的意义。目前直接测量光场相位分布

8、的探测器价格昂贵，而利用相位恢复技术来恢复光场的相位信息具有操作简单，成本低的优点。相位恢复技术是在实际测量光场的振幅分布后，利用相位恢复算法来反推出光场的相位分布的技术。相位恢复在自适应光学系统、激光光束检测、衍射光学等领域都有非常广泛的应用。在相位恢复技术收稿日期2014—01—26；收到修改稿日期：2014—02—20；网络出版日期：2014—07—17基金项目国家自然科学基金(61178089／81201124)作者简介吴华钦(1989一)，女，硕士研究生，主要从事光镊方面