純相位空間光調制器（SLM）零級光的產生及消除方法引言：空間光調制器（一般指相位型SLM）可以對光的振幅、相位、偏振態等進行調制，在光學研究領域擁有廣泛和悠久的歷史。目前相位型空間光調制器在全息光學，全息光鑷，激光并行加工，自適應光學，雙光子/三光子/多光子顯微成像，散射或渾濁介質中的成像，脈沖整形，光學加密，量子計算，光通信，湍流模擬等領域應用廣泛。很多的科研人員在使用空間光調制器時，往往會受到零級光的困擾，零級光對研究結果也產生了非常大的影響。可以說大家苦零級光久矣。本文對液晶空間光調制器零級光的產生原因及其消除方法進行了闡述。Meadowlark Optics公司擁有40年純相位SLM研 ...

示(所用空間光調制器為相位型SLM)由相干光源產生的復值波場usrc(這個源場可以是平面波or球面波or高斯光束)入射到相位型SLM上，源場的相位以每SLM像素的方式延遲相位?，場繼續在自由空間或穿過某些光學元件傳播到目標平面。用戶或探測器可以在目標平面觀察到場的強度。由SLM傳輸到目標平面的數學模型可以表示為：?就是需要求解值，可以用常用的相位復原法(如GS，Fienup法等)求解，也可以看作為一個優化問題求解：s是一個固定的或學習的scale factor。相位復原是找到一個相位函數?，而(2)是一個非凸優化問題，具有無窮解，CGH可以選擇無窮解中的任何一個，因為它們都可以在目標平面上產生 ...

用相位型空間光調制器(spatial light modulator,SLM)對入射光波整形，目標圖像通過干涉的方式形成。用于全息顯示的相位型SLM存在衍射效率低的問題。這是由于其有限的像素填充因子、背板架構和其它因素，使得多達20%的入射光可能不會被衍射，從而產生零級衍射級，這通常會干擾控制的衍射級并顯著降低觀察到的圖像質量。導致目前計算生成全息的圖像質量還不如傳統的顯示技術。在光學中，同軸和離軸濾波方案是兩種最常用的技術，可最大限度地減少零級衍射。同軸濾波在物理上阻擋了傅立葉平面上的未衍射光束，這不可避免地也阻擋了一些低頻成分的衍射光。此外，當復用三種顏色時，這種遮擋操作會更具挑戰性。離軸 ...

百萬像素空間光調制器(spatial light modulator,SLM)和相機，多模光纖的二維輸入和輸出接口可以維持大的信息處理吞吐量。原理解析：在機器學習研究中，對輸入數據做各種各樣的非線性變換來學習隱藏在數據中的復雜關系。作者利用高光強(125kHz重復率,10ps脈沖的釔光纖激光器(Amplitude Laser Satsuma)。脈沖集中在1,033nm附近，寬度為10nm)的輸入模式在多模光纖(5m的商用GRIN 50/125 MMF，NA為0.2，對于給定的激發，這種光纖允許每個偏振有 120 個模式)里傳輸產生的非線性映射關系作為機器學習的物理實現。(1)空間調制(SLM實 ...

式相位型空間光調制器(1920*1080,8um)上，用anti-aliasing double phase method(AA-DPM)將CNN預測的復全息圖編碼成相位型全息圖，可以產生在高頻物體和遮擋邊緣無偽影的3D圖像。孔徑光闌放置在雙膠合透鏡的傅里葉平面，阻攔高階衍射，其開口半徑設置為與藍色光束的一階衍射范圍相匹配。全息圖的接收用目鏡和相機組合來承擔。實驗結果：(1)所采用卷積神經網絡具有極高的內存效率(低于 620 KB)，并且在單個消費級圖形處理單元上以 60 赫茲的速度運行，分辨率為1,920 × 1,080像素。(2)利用低功耗的設備端人工智能加速芯片，訓練得到的CNN還可以在 ...

形諧振器、聲光調制器和3D打印的替代架構來解決這些問題。其它基于相變材料、電吸收和電光效應的方法也可以解決其中的一些問題，但這些技術仍未成熟。當前不足：傳統的光學神經網絡(optical neural networks,ONNs)使用可調諧的移相器調節每一個MZI的輸出來模擬任意的矩陣-向量乘法。這些移相器是ONNs的可編程性的核心所在，但是它們占用空間大，且速度慢。文章創新點：基于此，美國南加州大學的Haoqin Deng(第一作者)和Mercedeh Khajavikhan(通訊作者)提出了一種利用宇稱時間對稱(parity-time symmetric，PT)耦合器作為構建模塊的光學神經 ...

使用單個空間光調制器(spatial light modulator,SLM)和相干光源，合成三維強度分布。盡管全息的基本原理已經在70多年前就已經被提了出來,但是高質量的全息圖獲取在21世紀初才實現。使用SLM生成高質量的數字全息圖的主要挑戰在于計算生成全息(computer generated holography,CGH)的算法。傳統的CGH算法依賴于不足以準確描述近眼顯示物理光學的波傳播模型，因此嚴重限制了能夠獲得的圖像質量。直到最近(2018年開始)，基于機器學習的全息波傳播模型提出，能夠相對的改善圖像質量。這些工作主要分為三類：第一類，將從SLM到目標圖像的前向傳播通過網絡參數化， ...

干光源到空間光調制器(SLM)，再到目標圖像的波傳播物理過程。文章創新點：基于此，斯坦福大學的Yifan Peng(一作)和Gordon Wetzstein(通訊)提出了一種部分相干波傳播模型，并結合相機在環校正技術，實現了圖像質量前所未有的無散斑全息顯示。并進一步證明，空間相干但時間不相干的超輻射發光二極管(superluminescent LED, SLED)可以進一步提高圖像清晰度。原理解析：(1)部分相干光源全息相機在環校正。如圖1，SLM調制入射光在目標平面形成全息圖像被相機采集到后，與ground truth做比較，得到損失函數，使用隨機梯度下降法來更新SLM上不同像素的相位調制度 ...

光，分別被聲光調制器AOM1和AOM2移頻調制。四個聲光調制器的移頻量分別為δf1=25MHz，δf2=25MHz+40Hz，δf3=40MHz，δf4=40MHz+120Hz。因此，頻率為f1+δf1和f2+δf3的光束合束后進入電光幅度調制器1(Amplitude Modulator 1)，振幅調制器1被同步信號和脈沖發生器驅動，生成重復頻率frep=1000MHz或500MHz的50ps脈沖鏈，作為物光。與此類似，振幅調制器2生成frep+δfrep=1000MHz+2Hz或500MHz+1Hz的50ps脈沖鏈，作為參考光。物光由兩個頻譜上分離的子光梳組成，其光學頻率中心分別為f1+δf ...

傳感器或空間光調制器。原理解析：（1）利用小尺寸微透鏡的衍射效應，借鑒疊層成像的原理，通過二維振鏡周期性的掃描像平面，以犧牲時間分辨率為代價，同時獲得高的空間分辨率和角度分辨率。如圖1A和C所示。（2）如圖1B和C，不同分割孔徑上的線性相位調制對應角度分量的空間平移，使得不僅可以從角度測量之間的不一致估計空間非均勻像差，也可以通過數字平移角度圖像來校正像差。這一過程稱為數字自適應光學(DAO)。交互迭代層析算法基于ADMM，集成了迭代波前估計和拼接像差(tiled aberration)校正后體積重建，可以提高復雜場景成像的分辨率和信噪比。（3）利用具有時間加權和時間循環的時空平滑先驗算法，緩 ...