全息重建实验系统需要收集被测物体的光信息,基于压缩感知的太赫兹动态全息图重建需要收集多种被不同调制的光束与被测物体产生的全息图样信息,空间光调制器短时间、多调制图样特点能极大节省时间。本文简要介绍这套系统,并说明DMD和硅晶片如何对光动态调制、提高系统效率。
简介
DMD对泵浦光空间调制形成纹样,投射到硅片上,共同组成光调制系统。不同纹样区域硅片对太赫兹光的透射率不同。接收器件探测经过样品产生的全息图信息。由于DMD高速成像的特点,光调制系统可在短时间调制多组太赫兹光,足够的全息图信息用于重建样品空间模样,大大缩短全息重建耗时。
太赫兹成像方案
光调制部分:
这部分由高电阻硅片和DMD器件组成高速光调制器。硅片曝光区域产生载流子,局部改变硅片的复介电常数,形成高导电区域,降低太赫兹透射率。DMD微镜阵列控制硅片曝光区域图样,形成不同太赫兹透射率区域。DMD高速变换图样,整个光调制器可对光束进行动态编码。
接收器部分:
应用单像素成像技术,依据关联测量原理,收集变化照明结构下光信息,积累关联信息,Z终对物体成像。
光源部分:
泵浦源是钛蓝宝石飞秒脉冲放大器。激光被分成三束。
D1束产生太赫兹波。
第二束通过电光采样检测太赫兹时域信号。
第三束由投射在DMD上的图案调制,示意如下。
DMD微镜阵列中两个单镜的空间调制方法
模拟结果:
在三种距离下,数值模拟1.0THz时测试的电场幅值分布
实际测量:
在z=6mm时可以得到较好的物像重建。
结束:
太赫兹全息图重建,成像是建立在对光源动态调制下的方案。获取动态调制全息图数据的效率就是系统效率的重要组成部分。DMD作为光空间调制器,高速调制能极大节约时间,提高效率。
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