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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.18.2017.tde-14112017-103154
Document
Author
Full name
Luciana Brassolatti Roberto
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2000
Supervisor
Committee
Gonçalves Neto, Luiz (President)
Borges, Ben-Hur Viana
Mansano, Ronaldo Domingues
Title in Portuguese
Aplicação da holografia computacional para o cálculo de elementos ópticos difrativos
Keywords in Portuguese
Algoritmo iterativo da Transformada de Fourier
Dispositivo óptico difrativo híbrido
Holografia computacional
Holograma de fase de Fourier
Holograma de fase de Fresnel
Óptica difrativa
Abstract in Portuguese
A Holografia Computacional é uma técnica bem conhecida que permite a realização de uma grande variedade de Elementos Ópticos Difrativos. Elementos Ópticos Difrativos são dispositivos ópticos "moldadores" de onda projetados com base nas propriedades de difração de suas interfaces micro-estruturadas (ou de seus variáveis índices de refração). Considerando-se sua vasta escala de tecnologias de integração e repetição, usadas na fabricação de circuitos micro-eletrônicos, eles possuem um baixo custo de fabricação. Neste trabalho, o Algoritmo Iterativo da Transformada de Fourier foi aplicado para o cálculo de hologramas de Fourier binários destinados à modelagem da luz laser. A finalidade foi simular as propriedades dos elementos, considerando algumas distribuições luminosas desejadas, e gerar o "layout" das máscaras de fabricação destes hologramas. Urna das implementações realizadas, para que os resultados fossem melhorados durante as iterações, foi o cálculo de uma correção na janela de reconstrução que considera o erro de amplitude da reconstrução anterior. A possibilidade de visualizar as reconstruções binárias também é demonstrada, onde o olho humano é tratado como uma lente de Fourier. Um dispositivo óptico difrativo híbrido com perfil binário e contínuo, capaz de dividir um feixe de laser monocromático em um número arbitrário de linhas com um alto ângulo também é apresentado. Hologramas de Fourier de fase contínua e com 4 níveis de fase são implementados utilizando-se o Algoritmo Iterativo da Transformada de Fourier. Cálculos para a geração de hologramas de fase de Fresnel são realizados, combinando o Algoritmo Iterativo da Transformada de Fourier com a propagação da luz no espaço livre.
Title in English
not available
Keywords in English
Computer holography
Diffractive optics
Fourier phase hologram
Fresnel phase hologram
Hibrid diffractive optical device
Iterative Fourier transform algorithm
Abstract in English
The Computer Holography is a well known technique that enables one to realize a wide range of Diffractive Optical Elements. Diffractive Optical Elements are optical waveshaping devices designed with base on the diffraction properties of their microstructured interfaces (or refractive-index gradients). They have potential low fabrication cost, considering their very large scale integration and replication technologies used in the fabrication of microelectronics circuits. In this work, the Iterative Fourier Transform Algorithm was applied for the calculation of binary computer generated Fourier holograrns for laser beam shaping. The purpose was to simulate the elements proprieties considering some desired light distributions and to generate the fabrication masks Iayout of these holograms. One of the implementations, performed to improve the results during the iterations, was the calculation of a amplitude correction in the reconstruction window that considers the amplitude error from the previous reconstruction. The possibility to visualize the binary holograms reconstructions is also demonstred, where the human eye is treated as a Fourier lens. A hybrid binary and continuous profile diffractive optical device capable of splitting a monochromatic laser beam into an arbitrary number of tines over wide angle is also presented. Continuous phase and four phase levels Fourier holograms are implemented using the lterative Fourier Transform Algorithm. Fresnel phase holograms calculations are performed by combining the Iterative Fourier Transform Algorithm with the free space light propagation.
 
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Publishing Date
2017-11-14
 
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