如何用一个微反镜转角控制四个小区快的目标光瞳图案
手机用户oR77924 发表于 2025-02-08 14:03
如何用一个微反镜转角控制四个小区快的目标光瞳图案 ...
如果用单个微反镜的转角控制四个小区块的目标光瞳图案，这意味着微反镜阵列的四个区域要同步地执行相同的偏转。每个区域内的微反镜设置应产生一个类似于四象限对称的光瞳图案。以下是一个基本思路和示例MATLAB代码框架来实现这一目标：
1. **初始化参数**：设置微反镜阵列的大小、最大偏转角度以及光瞳图案的参数。
2. **定义区域**：将阵列划分为四个象限。
3. **计算转角**：通过某种规则或算法（例如，根据距离中心的距离或设计的光瞳函数）为每个象限计算单一的转角。
4. **应用转角**：将计算好的转角应用于每个象限，以形成对称的光瞳图案。
下面是一个概念上的MATLAB代码示例：
% 参数设置
arraySize = 72; % 微反镜阵列大小
center = (arraySize + 1) / 2; % 中心点坐标
maxDeflectionAngle = 10; % 最大偏转角度 (度)
% 初始化旋转角度矩阵和光瞳图案
rotationAngles = zeros(arraySize, arraySize);
pupilPattern = zeros(arraySize, arraySize);
% 定义四个象限的边界
halfSize = arraySize / 2;
% 计算转角 - 这里可以简单假设一个线性关系作为示例
theta = maxDeflectionAngle * linspace(0, 1, halfSize);
% 遍历阵列并设置转角
for x = 1:halfSize
for y = 1:halfSize
% 设置象限I
rotationAngles(x, y) = theta(x);
% 设置象限II
rotationAngles(x, halfSize + y) = theta(x);
% 设置象限III
rotationAngles(halfSize + x, y) = theta(x);
% 设置象限IV
rotationAngles(halfSize + x, halfSize + y) = theta(x);
% 更新光瞳图案（可根据需求调整）
pupilPattern(x, y) = 1; % Example: active in desired region
pupilPattern(x, halfSize + y) = 1;
pupilPattern(halfSize + x, y) = 1;
pupilPattern(halfSize + x, halfSize + y) = 1;
end
end
% 显示结果
figure;
subplot(1, 2, 1);
imagesc(rotationAngles);
title('Micro-mirror Rotation Angles');
axis equal tight;
colorbar;
subplot(1, 2, 2);
imagesc(pupilPattern);
title('Pupil Pattern');
axis equal tight;
colormap(gray);
### 注意事项：
- **转角算法**：这是一个简单的示例，实际的光学系统可能需要更复杂的算法来计算转角。
- **光学效果验证**：生成的光瞳图案应该与期望的光学性质一致，如强度和相位分布，这可能需要进一步的光学仿真和验证。
- **物理限制**：确保所应用的转角在设备的操作范围之内，不会损坏设备或导致非线性行为。
--- 光学专家Gpt
与以上程序无关，生成一段Gerchberg-Saxton（GS）算法优化计算全息图像的matlab代码
手机用户oR77924 发表于 2025-02-11 08:41
与以上程序无关，生成一段Gerchberg-Saxton（GS）算法 ...
Gerchberg-Saxton (GS) 算法是一种用于计算相位全息图的迭代算法。它旨在从目标光场的振幅信息（通常在频域）和已知约束中恢复相位信息。以下是一个简单的 MATLAB 代码实现 GS 算法，用于优化计算全息图像：
% 参数设置
Nx = 256; % 图像尺寸
Ny = 256;
iterations = 100; % 迭代次数
% 目标振幅图像，假设是一个随机或预定义分布
targetAmplitude = im2double(imread('cameraman.tif')); % 使用示例图像
targetAmplitude = imresize(targetAmplitude, ); % 调整大小
% 初始化相位为随机相位
currentPhase = exp(1i * 2 * pi * rand(Nx, Ny));
% 初始化场
currentField = targetAmplitude .* currentPhase;
% GS迭代
for iter = 1:iterations
% 在频域强制幅度约束
currentSpectrum = fft2(currentField);
currentSpectrum = targetAmplitude .* exp(1i * angle(currentSpectrum));
% 反变换到空间域
currentField = ifft2(currentSpectrum);
% 在空间域强制幅度约束（例如，保证振幅为1）
currentField = exp(1i * angle(currentField));
end
% 提取优化后的相位
optimizedPhase = angle(currentField);
% 显示结果
figure;
subplot(1, 3, 1);
imshow(targetAmplitude, []);
title('Target Amplitude');
subplot(1, 3, 2);
imagesc(optimizedPhase);
title('Optimized Phase');
axis image;
colormap('hsv');
colorbar;
subplot(1, 3, 3);
imshow(abs(ifft2(fftshift(exp(1i * optimizedPhase)))), []);
title('Reconstructed Amplitude');
### 关键步骤解释：
1. **初始化**：我们从一个具有随机相位的信息场开始。
2. **强制约束**：
- 在频域，我们强制振幅达到目标振幅。
- 在空间域，我们通常希望只有相位信息（无振幅变化）。
3. **迭代过程**：
- 进行快速傅里叶变换 (FFT) 和逆快速傅里叶变换 (IFFT) 来切换频域和空间域。
- 在每个域上应用相应的约束以逐步接近目标结果。
### 注意事项：
- 在实际应用中，收敛性和最终图案质量可能依赖于初始条件、迭代次数以及目标振幅和相位。
- 可以根据需要调整目标图像和迭代次数。
--- 光学专家Gpt
与上述代码无关。麻烦生成一段菲涅尔衍射公式的代码
手机用户oR77924 发表于 2025-02-11 10:11
与上述代码无关。麻烦生成一段菲涅尔衍射公式的代码 ...
菲涅尔衍射是描述光波在通过一个开口或绕过物体边缘时发生衍射的现象，是一种近场衍射。菲涅尔衍射的公式通常用于计算在一定距离上的光场分布。
下面是一个MATLAB代码示例，演示如何使用菲涅尔衍射公式计算单缝衍射图样：
% 参数设置
wavelength = 500e-9; % 波长 (单位: 米)
distance = 0.1; % 衍射距离 (单位: 米)
slitWidth = 1e-3; % 单缝宽度 (单位: 米)
Nx = 1000; % 计算区域的点数
Lx = 0.02; % 观察屏长度 (单位: 米)
% 定义坐标
dx = Lx / Nx;
x = linspace(-Lx/2, Lx/2, Nx);
% 初始场：假设单缝位于中心
initialField = zeros(size(x));
initialField(abs(x) <= slitWidth/2) = 1;
% 计算菲涅尔衍射
k = 2 * pi / wavelength; % 波数
U = zeros(size(x)); % 衍射场初始化
for i = 1:Nx
xi = x(i);
% 菲涅尔积分计算
for xi_prime = x
r = sqrt(distance^2 + (xi - xi_prime)^2);
U(i) = U(i) + initialField(find(x == xi_prime)) * exp(1i * k * r) / r * dx;
end
end
% 归一化强度
intensity = abs(U).^2;
intensity = intensity / max(intensity);
% 绘制结果
figure;
plot(x, intensity);
xlabel('Position on the screen (m)');
ylabel('Normalized Intensity');
title('Fresnel Diffraction Pattern');
grid on;
### 关键步骤：
1. **参数设置**：定义波长、衍射距离、单缝宽度及计算区域。
2. **初始场**：假设入射场为一个理想的单缝，简单用矩形函数表示。
3. **菲涅尔积分**：计算在指定距离处的衍射光场，通过对每一对入射点和观察点进行累加实现。
4. **绘制结果**：展示计算得到的衍射图样。
### 注意事项：
- 该代码使用了直接计算方法，这在更大规模问题中效率较低。如果需要更高效的计算，可以考虑使用快速傅里叶变换（FFT）进行加速。
- 在实际应用中，可能需要根据具体实验环境调整参数，如波长、距离和单缝宽度。
--- 光学专家Gpt
与上述代码无关。分别生成像面目标尺寸为 10 mm x 10 mm，形状分别为环形/四级/二级的图案
手机用户oR77924 发表于 2025-02-11 11:56
与上述代码无关。分别生成像面目标尺寸为 10 mm x 10...
要生成目标图案为环形、四级（四个正方形块），和二级（两个正方形块）在一个10 mm x 10 mm的像面上的图案，我们可以使用MATLAB来画出这些图案。每个图案会在一个大小为10 mm x 10 mm的方形区域中绘制。
以下是如何生成这些图案的代码示例。
% 参数设置
imageSize = 500; % 图像大小 (像素)
physicalSize = 10; % 实际尺寸 (mm)
x = linspace(-physicalSize/2, physicalSize/2, imageSize);
y = linspace(-physicalSize/2, physicalSize/2, imageSize);
= meshgrid(x, y);
% 环形图案
innerRadius = 2; % 内半径 (mm)
outerRadius = 4; % 外半径 (mm)
annularPattern = (X.^2 + Y.^2 >= innerRadius^2) & (X.^2 + Y.^2 <= outerRadius^2);
% 四级图案
squareSizeQuarter = physicalSize / 4;
fourLevelPattern = (abs(X) <= squareSizeQuarter & abs(Y) <= squareSizeQuarter);
% 二级图案 (分成左右两部分)
halfWidth = physicalSize / 2;
twoLevelPattern = ((X < 0) & (abs(Y) <= halfWidth)) | ((X >= 0) & (abs(Y) <= halfWidth));
% 可视化图案
figure;
subplot(1,3,1);
imagesc(x, y, annularPattern);
xlabel('mm'); ylabel('mm');
title('Annular Pattern');
axis square;
colormap(gray);
subplot(1,3,2);
imagesc(x, y, fourLevelPattern);
xlabel('mm'); ylabel('mm');
title('Four-Level Pattern');
axis square;
colormap(gray);
subplot(1,3,3);
imagesc(x, y, twoLevelPattern);
xlabel('mm'); ylabel('mm');
title('Two-Level Pattern');
axis square;
colormap(gray);
### 说明：
- **环形图案**：通过设置一个内半径和外半径来定义一个环。
- **四级图案**：定义为一个小正方形，位于中心。
- **二级图案**：定义为左半部分和右半部分。
这些图案都是在一个物理尺寸为10 mm x 10 mm的区域内，且以像素形式显示，实际调整时请根据具体应用需求修改参数。
--- 光学专家Gpt
请修正图案生成，四级是在环形照明中取，上下左右对称缺失某部分的图案，二级在四级中取上下或左右部分
手机用户oR77924 发表于 2025-02-11 12:00
请修正图案生成，四级是在环形照明中取，上下左右对称 ...
好的，我们可以使用MATLAB来生成这些特定的图案。根据你的描述，先生成一个环形图案，然后在环形图案中挖去四个对称部分形成四级图案，再从四级图案中选择上下或左右的两部分形成二级图案。以下是示例代码：
% 参数设置
imageSize = 500; % 图像大小（像素）
physicalSize = 10; % 实际尺寸（mm）
x = linspace(-physicalSize/2, physicalSize/2, imageSize);
y = linspace(-physicalSize/2, physicalSize/2, imageSize);
= meshgrid(x, y);
% 环形图案参数
innerRadius = 2; % 内半径（mm）
outerRadius = 4; % 外半径（mm）
% 生成环形图案
annularPattern = (X.^2 + Y.^2 >= innerRadius^2) & (X.^2 + Y.^2 <= outerRadius^2);
% 四级图案，从环形图案中挖去上下左右的小块
mask = ones(size(annularPattern));
quadBlockSize = 1; % 缺失块的宽度（mm）
midpoint = physicalSize / 2;
% 上下左右对称缺失的小块
mask(abs(X) < quadBlockSize & Y > midpoint - 3*quadBlockSize) = 0;
mask(abs(X) < quadBlockSize & Y < -midpoint + 3*quadBlockSize) = 0;
mask(Y < quadBlockSize & abs(X) > midpoint - 3*quadBlockSize) = 0;
mask(Y > -quadBlockSize & abs(X) > midpoint - 3*quadBlockSize) = 0;
fourLevelPattern = annularPattern & mask;
% 二级图案，从四级图案中取左右两部分
twoLevelPattern = fourLevelPattern;
twoLevelPattern(:, X < 0) = 0; % 仅保留右侧部分
% 显示结果
figure;
subplot(1, 3, 1);
imshow(annularPattern);
title('Annular Pattern');
subplot(1, 3, 2);
imshow(fourLevelPattern);
title('Four-Level Pattern');
subplot(1, 3, 3);
imshow(twoLevelPattern);
title('Two-Level Pattern');
### 说明：
- **环形图案**：首先生成一个具有内外半径的环形图案。
- **四级图案**：在环形图案中挖去上下和左右的小块来形成四级图案，通过设置 `mask` 来实现。
- **二级图案**：从四级图案中取左右或者上下的部分作为二级图案。在此代码中，我们保留了右侧，但你可以根据需要调整。
请根据具体需求微调图案参数（例如，缺失块的大小和位置）。
--- 光学专家Gpt