Untersuchungen zur Ansteuerung pixelierter räumlicher Lichtmodulatoren für die Rekonstruktion digitaler Hologramme
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Innerhalb des Projekts sollte der Einfluss des Fringing-Field-Effekts bei LCDs hinsichtlich der Beugungseffizienz untersucht werden, um diese zu optimieren. Es wurden 2 verschiedene Simulationsmodelle für das SLM entwickelt, wobei das eine auf den gemessenen Subpixel Jones-Matrizen basiert und das zweite auf einer richtungsabhängigen Faltung des Phasenprofils. Mit beiden Modellen war es möglich, die Beugungseffizienz von in das SLM eingeschriebenen Stufengittern zu optimieren und in den darauf folgenden Messungen zeigte sich eine maximale Verbesserung von 13%. Es zeigte sich eine deutliche Richtungsabhängigkeit der Beugungseffizienz sowie ein Zusammenhang mit der Pixelperiode. Im Laufe des Projekts hat sich herausgestellt, dass der zeitliche Effekt, der durch die Pulsweitenmodulation der Grauwerte entsteht, einen weitaus größeren Einfluss auf die Beugungseffizienz hat als erwartet. Daraufhin wurde das zeitliche Verhalten genauer untersucht und festgestellt, dass der Zusammenhang zwischen der Pulsweitenmodulation und der Beugungseffizienz zu komplex ist, um ihn in einer Simulation zu berücksichtigen. Trotzdem war es möglich, einige Regelmäßigkeiten in Punkten zusammenzufassen. Es wurde gezeigt, dass trotz der zeitlich extrem schwankenden Effizienz die Form der Wellenfront durch die Pulsweitenmodulation nicht beeinflusst wird, sondern, dass die Schwankung mit einer Variation der Laserintensität bei einem statischen Element zu vergleichen ist. Zuletzt wurde eine Methode der rekonstruktionsangepassten Optimierung durchgeführt, mit der es möglich war, in einem parallelisierten Aufbau (bis zu 200 Kennlinien pro Messung) und durch einen genetischen Algorithmus Gitter mit beliebigen Perioden und Orientierungen zu optimieren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Examination and optimizing of a liquid Crystal display used as spatial light modulator concerning the fringing field effect. Proc. SPIE 8490, Laser Beam Shaping XIII, 84900H (October 15, 2012)
Christian Lingel, Tobias Haist, Wolfgang Osten
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Fringing Field Effect and themeasurement of the subpixel jones matrices of an LCD. Proceedings der DGaO 2012, Eindhoven.
C. Lingel, C. Thiel, T. Haist, W. Osten
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Optimizing the Diffraction Efficiency of SLM-based holography with respect to the Fringing Field Effect. Applied Optics, Vol. 52. 2013, Issue 28, pp. 6877-6883.
C. Lingel, T. Haist, W. Osten
