Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

УВАЖАЕМЫЕ ПОДПИСЧИКИ НАШЕГО ЖУРНАЛА!
По техническим причинам «Оптический журнал» не попал в каталог агентства «Роспечать» на II полугодие 2018 г., что делает невозможной подписку на него на почте. Предлагаем оформить подписку на II полугодие 2018 в редакции журнала удобным Вам способом. Стоимость подписки на полугодие сохраняется (6600 руб.).
Связаться с нами можно по т. (812) 315-05-48, Е-mail: beditor@soi.spb.ru

Аннотации (05.2018) : ИТЕРАЦИОННЫЙ АЛГОРИТМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ АМПЛИТУДЫ ПУЧКА В ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ РАДИАЛЬНОГО СДВИГА

ИТЕРАЦИОННЫЙ АЛГОРИТМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ АМПЛИТУДЫ ПУЧКА В ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ РАДИАЛЬНОГО СДВИГА

DOI:10.17586/1023-5086-2018-85-05-13-18 

© 2018     Yongzhao Du; Hongxiang Wang; Peizhong Liu; Yuqing Fu

Предложен итерационный алгоритм точного восстановления комплексной амплитуды пучка лазерных лучей, основанный на использовании интерферометра радиального сдвига. В соответствии с ним сначала методом частотной фильтрации Фурье из интерферограммы радиального сдвига с несущей пространственной частотой определяется содержащая искомую величину комплексная амплитуда функции модуляции интерференционной картины. Затем по известной функции модуляции методом последовательного приближения определяется комплексная амплитуда пучка лазерного излучения. Приведены результаты численного и натурного экспериментального исследования предложенного метода.

Ключевые слова: параметры пучка лучей лазерного излучения, восстановление комплексной амплитуды, последовательность интерферограмм радиального сдвига, итерационный алгоритм.

An iterative algorithm for beam complex amplitude reconstruction by radial shearing interferometry

© 2018     Yongzhao Du, Doctor of Optical Engineering; Hongxiang Wang, graduate student; Peizhong Liu, Doctor of computer science; Yuqing Fu, Doctor of Optical Engineering

College of Engineering, Huaqiao University, Quanzhou, Fujian, 362021, China

E-mail:  yongzhaodu@126.com

Submitted 11.07.2017

An iterative algorithm for precisely reconstructing complex amplitude of laser beam based on radial shearing interferometer is proposed. Firstly, the complex amplitude of modulation function which includes the test beam’s information is obtained from a cyclic radial shearing interferogram by Fourier filtering method. Then the complex amplitude of modulation function is used to estimate the complex amplitude of the laser output with a successive iterative process. The simulations and real experimental results showed the performance of the proposed iteration method of beam complex amplitude reconstruction.

Keywords: laser beam characterization, complex amplitude reconstruction, cyclic radial shearing interferometer, iterative algorithm.

OCIS codes:140.0140, 140.3295, 120.4640, 120.3180

 

Reference

1.   Barnes R. and Smith L.C. A combined phase, near and far field diagnostic for large aperture laser system // Proc. SPIE. 1999. V. 3492. P. 564–572.

2.   Wegner P.J., Henesian M.A., Salmon J.T., Seppala L.G., Weiland T.L., Williams W.H., and van Wonterghem B.M. Wavefront and divergence of the Beamlet prototype laser // Proc. SPIE. 1999. V. 3492. P. 1019–1030.

3.   Rotter M., Jancaitis K., and Marshall C. Pump-induced wavefront distortion in prototypical NIF/LMJ amplifier modeling and comparison with experiment // Proc. SPIE. 1999. V. 3492. P. 638–659.

4.   Liu Dong, Yang Yongying, Wang Lin, and Zhuo Yongmo. Real time diagnosis of transient pulse laser with high repetition by radial shearing interferometer // App. Opt. 2007. V. 46(34). P. 8305–8314.

5.   Deutsch, Hillenbrand, and Novotny. Near-field amplitude and phase recovery using phase-shifting interferometry // Opt. Exp. 2008. V. 16(2). P. 494–501.

6.   Juanola-Parramon R., Gonzalez N., and Molina-Terriza G. Characterization of optical beams with spiral phase interferometry // Opt. Exp. 2008. V. 16(7). P. 4471–4478.

7.   Hall and Knox. Traceable measurements for beam propagation ratio M2 // J. Phys.: Conf. Ser. 85 (2007) 012014. Third Internat. Conf. Optical and Laser Diagnostics (ICOLAD 2007).

8.   Du Yongzhao, Feng Guoying, Li Hongru, Cai Zhen, Zhao Hong, Zhou Shouhuan. Real-time determination of beam propagation factor by Mach-Zehnder point diffraction interferometer // Opt. Commun. 2013. V. 287. P. 1–5.

9.   Du Yongzhao, Fu Yuqing, and Zheng Lixin. Complex amplitude reconstruction for dynamic beam quality M2 factor measurement with self-referencing interferometer wavefront sensor // Appl. Opt. 2016. V. 55(36). P. 10180–10186.

10. Yongzhao Du. Measurement of M2-curve for asymmetric beams by self- referencing interferometer wavefront sensor // Sensors. 2016. V. 16. P. 1–14.

11. Notaras J. and Paterson C. Demonstration of closed-loop adaptive optics with a point-diffraction interferometer in strong scintillation with optical vortices // Opt. Exp. 2007. V. 15(21). P. 13745–13756.

12. Malacara D., Servin M., and Malacara Z. Interferogram analysis for optical testing. N.Y.: Marcel Dekker, 1998.

13. Gu Naiting, Huang Linhai, Yang Zeping, and Rao Changhui. A single-shot common-path phase-stepping radial shearing interferometer for wavefront measurements // Opt. Exp. 2011. V. 19(5). P. 4703–4713.

14. Dubra A., Paterson C., and Dainty C. Study of the tear topography dynamics using a lateral shearing interferometer // Opt. Exp. 2004. V. 12(25). P. 6278–6288.

15. Liang P., Ding J., Jin Z., Guo C.-S., and Wang H.-T. Two-dimensional wave-front reconstruction from lateral shearing interferograms // Opt. Exp. 2006. V. 14(2). P. 625–634.

16. Servin M., Malacara D., and Marroquin J.L. Wave-front recovery from two orthogonal sheared interferograms // Appl. Opt. 1996. V. 35(22). P. 4343–4348.

17. Hariharan R. and Sen D. Radial shearing interferometer // J. Sci. Instrum. 1961. V. 38. P. 428–432.

18. Toto-Arellano, Rodriguez-Zurita, Meneses-Fabian, and V´azquez-Castillo. A single-shot phase-shifting radial-shearing interferometer // J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 2009. V. 11. P. 045704.

19. Kohno T., Matsumoto D., Yazawa T., and Uda Y. Radial shearing interferometer for in-process measurement of diamond turning // Opt. Eng. 2000. V. 39(10). P. 2696–2699.

20. Kowalik W.W., Garncarz B.E., Kasprzak H.T. Corneal topography measurement by means of radial shearing interference: Part I. Theoretical consideration // Optik. 2002. V. 113. P. 39–45.

21. Garncarz B.E., Kowalik W.W., Kasprzak H.T. Corneal topography measurement by means of radial shearing interference: Part II. Experiment results // Optik. 2002. V. 113. P. 46–50.

22. Kantun-Montiel R. and Cruz M.-F. Carrier fringes and a non-conventional rotational shear in a triangular cyclic-path interferometer // J. Opt. 2015. V. 17. P. 045602.

23. L´opez Lago E. and de la Fuente R. Wavefront sensing by diffracted beam interferometry // J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 2002. V. 4. P. 299–302.

24. de la Fuente R. and López Lago E. Mach-Zehnder diffracted beam interferometer // Opt. Exp. 2007. V. 15(7). P. 3876–3887.

25. L´opez Lago E. and de la Fuente R. Single-shot amplitude and phase reconstruction by diffracted-beam interferometry // J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 2009. V. 11. P. 125703.

26. Murty M.V.R.K. A compact radial shearing interferometer based on the law of refraction // Appl. Opt. 1964. V. 3(7). P. 853–858.

27. Jeong T.M., Ko D.K., and Lee J. Method of reconstructing wavefront aberrations by use of Zernike polynomials in radial shearing interferometers // Opt. Lett. 2007. V. 32(3). P. 232–234.

28. Gu Naiting, Huang Linhai, Yang Zeping, Luo Qun, and Rao Changhui. Modal wavefront reconstruction for radial shearing interferometer with lateral shear // Opt. Lett. 2011. V. 36(18). P. 3693–3695.

29. Kohler D.R. and Gamiz V.L. Interferogram reduction for radial-shear and localreference-holographic interferograms // App. Opt. 1986. V. 25(10). P. 1650–1652.

30. Li Daihai, Chen Huaixin, and Chen Zhenpei. Simple algorithms of wavefront reconstruction for cyclic radial shearing interferometer // Opt. Eng. 2002. V. 41(8). P. 1893–1898.

31. Li D.H., Wang P., Li X., Yang H.K., and Chen H.X. Algorithm for near-field reconstruction based on radial-shearing interferometry // Opt. Lett. 2005. V. 30(5). P. 492–494.

32. Li Dahai, Wen Fulin, Wang Qionghua, Zhao Yunying, Li Fuming, and Bao Bingfang. Improved formula of wavefront reconstruction from a radial shearing interferogram // Opt. Lett. 2008. V. 33(3). P. 210–212.

33. Ling Tong, Liu Dong, Yang Yongying, Sun Lei, Tian Chao, and Shen Yibing. Off axis cyclic radial shearing interferometer for measurement of centrally blocked transient wavefront // Opt. Lett. 2013. V. 38(14). P. 2493–2495. 

34. L´opez Lago E. and de la Fuente R. Amplitude and phase reconstruction by radial shearing interferometry // Appl. Opt. 2008. V. 47(3). P. 372–377.

35. Li DaHai, Qi XiaoPing, Wang QiongHua, Liu XiaoYong, Feng GuoYing, and Zhou ShouHuan. Accurate retrieval algorithm of amplitude from radial-shearing interferogram // Opt. Lett. 2010. V. 35(18). P. 3054–3056.

36. Takeda M., Ina H., Kobayashi S. Fourier transform method of fringe pattern analysis for computer-based topography and interferometry // JOSA. 1982. V. 72(1). P. 156–160.

 

  

Полный текстт