Cílená generace 3D náhodných obrazců koherenčního zrnění
Loading...
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Tato bakalářská práce se zabývá charakterizací vlastností a ovládáním
prostorového modulátoru světla, pomocí kterého lze fázově
modulovat světlo. Tímto zařízením je možno ve fourierovské
rovině čočky vlivem interference cíleně generovat specklové obrazce
(koherenční zrnění), kterými se dokáže zrekonstruovat obraz
pomocí principu komprimovaného snímání a jednopixelové kamery.
Zkoumali se vlastnosti změny fáze a její stability v čase (flickering)
s použitím interferometru. Pomocí fázové masky tvořící difrakční
mřížku se charakterizoval pixel cross talk. Dále bylo ověřeno očekávané
chování zařízení metodou cíleného řízení paprsku s lineárně
gradientní fázovou maskou. Na základě předchozí charakterizace
zařízení bylo uskutečněno měření specklového obrazce v ohnisku
čočky. Následně byl tento obrazec nasimulován v programu
MATLAB a porovnán korelační metodou s naměřeným obrazcem.
Na závěr byly změřeny specklové obrazce v oblasti ohniskové
roviny tenké čočky pro jednu náhodnou fázovou masku. Obrazce
byly porovnány do výsledné matice korelací, z čehož se určila
oblast podobnosti tohoto konkrétního obrazce pro používanou
optickou aparaturu. Práce byla dána do kontextu s problematikou
komprimovaného snímání.
Bylo zjištěno, že simulovaný specklový obrazec neodpovídá reálnému
měření, tedy zatím není možné provádět cílenou generaci
specklových obrazců. Musí být provedena důkladnější analýza vlivů
na výsledný obrazec jako je rovnoměrnost osvětlení zařízení. Práce
popisuje metodiku měření charakteristik prostorového modulátoru
světla, a vytvořila dobrý základ pro další výzkum cílené generace
specklových obrazců.
This bachelor thesis is dealing with the characterisation of properties and manipulation of phase-only spatial light modulator (SLM). With this device thanks to interference, it is possible to purpousefully generate random speckle patterns in the fourier plane of a lens. A reconstruction of an image can be done using the targeted generation of speckle pattern, principle of compressed sensing and single pixel camera. The properties of phase change and stability of the phase in time (flickering) have been thoroughly examined with the use of interferometer. By creating diffraction grating with a stripe phase mask the pixel cross talk parametr has been found. The anticipated behaviour of the device has been verified with the beam steering technique with an applied linear gradient phase mask. Based on the characterised properties, we projected a random mask into the fourier plane of a lens, which created random speckle pattern. This speckle pattern has been simulated in MATLAB and compared to the real measurement. Finally we measured a speckle pattern in the proximity of a focal plane of a thin lens. The speckle patterns have been compared (correlated) with each other in a matrix of correlation. From this matrix (and a given optical assemblent), the area of similarity have been determined. The thesis has also put the measurments to context with the topic of compressed sensing. We found, that the simulated speckle pattern doesn't correspond with the real measurement. As of now the targeted speckle generation can not be done. There should be a more thorough analysis of the effects on the resulting image such as uneven illumination of the device. Overall this thesis is describing the measurement methodology of SLM, and it created a decent foundation for the next research of targeted generation of random speckle patterns.
This bachelor thesis is dealing with the characterisation of properties and manipulation of phase-only spatial light modulator (SLM). With this device thanks to interference, it is possible to purpousefully generate random speckle patterns in the fourier plane of a lens. A reconstruction of an image can be done using the targeted generation of speckle pattern, principle of compressed sensing and single pixel camera. The properties of phase change and stability of the phase in time (flickering) have been thoroughly examined with the use of interferometer. By creating diffraction grating with a stripe phase mask the pixel cross talk parametr has been found. The anticipated behaviour of the device has been verified with the beam steering technique with an applied linear gradient phase mask. Based on the characterised properties, we projected a random mask into the fourier plane of a lens, which created random speckle pattern. This speckle pattern has been simulated in MATLAB and compared to the real measurement. Finally we measured a speckle pattern in the proximity of a focal plane of a thin lens. The speckle patterns have been compared (correlated) with each other in a matrix of correlation. From this matrix (and a given optical assemblent), the area of similarity have been determined. The thesis has also put the measurments to context with the topic of compressed sensing. We found, that the simulated speckle pattern doesn't correspond with the real measurement. As of now the targeted speckle generation can not be done. There should be a more thorough analysis of the effects on the resulting image such as uneven illumination of the device. Overall this thesis is describing the measurement methodology of SLM, and it created a decent foundation for the next research of targeted generation of random speckle patterns.
Description
Subject(s)
vlnová optika, fourierovská optika, difrakce, laser, tekuté krystaly, prostorový modulátor světla, cílené řízení paprsku, pixel cross talk, náhodná maska, specklový obrazec, MATLAB, simulace, komprimované snímání