最佳環(huán)帶
2025-05-19

近年來計算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展,計算全息現(xiàn)在已經(jīng)成為一種較通用的實現(xiàn)光學(xué)波前變換的濾波方法。

利用基于LCSLM的計算全息波前變換技術(shù)產(chǎn)生光學(xué)渦旋具有易于控制光學(xué)渦旋的大小、形狀、分布、TC值的特點;利用液晶的實時顯示功能,通過改變顯示在LCSLM上的計算全息圖產(chǎn)生實時變化的光學(xué)渦旋,能夠?qū)崿F(xiàn)在二維和三維上的光學(xué)操縱,為利用光學(xué)渦旋實現(xiàn)動態(tài)操縱提供了一種可行的方案。但是這種方法產(chǎn)生的光學(xué)渦旋存在一些問題,除再現(xiàn)光學(xué)渦旋除中心處的主亮環(huán)外,外側(cè)還存在一些次級亮環(huán),這些次級亮環(huán)通常在實驗中是無用的且形成噪聲,通常需要消除掉。光學(xué)渦旋是一系列貝賽爾函數(shù)的線性組合,可近似寫成下列求和形式:

最佳環(huán)帶

                 

每個圓環(huán)產(chǎn)生的光場對應(yīng)一個貝賽爾函數(shù)最佳環(huán)帶;其中,中心處的圓環(huán)對應(yīng)m=1,邊緣處的圓環(huán)對應(yīng)m=N。由此可見,產(chǎn)生的光學(xué)渦旋的主亮環(huán)主要是由全息圖的外部環(huán)帶形成的;而主環(huán)外的那些次環(huán)噪聲則主要有全息圖的內(nèi)部環(huán)帶所形成。因此,采用環(huán)帶結(jié)構(gòu)的計算全息圖將有助于消除再現(xiàn)渦旋的次環(huán)結(jié)構(gòu)。最佳環(huán)帶寬度?Ropt 滿足下式的關(guān)系

最佳環(huán)帶

進(jìn)一步可以得到確定最佳環(huán)帶寬度?Ropt 的一個簡單公式:


最佳環(huán)帶


式中最佳環(huán)帶分別表示階貝塞爾函數(shù)最佳環(huán)帶對應(yīng)第一極大值、第二極大值和第二極小值的位置,R0是計算全息圖的外半徑。

下圖所示為利用MagicHolo實驗軟件模擬最佳環(huán)帶對渦旋光的影響。


最佳環(huán)帶