Implementation of high resolution diffractive optical elements on coupled phase and amplitude spatial light modulators

International audienceWe propose the optical implementation of diffractive optical elements onto electrically addressed liquidcrystal spatial light modulators. We compare the classic implementations onto amplitude-only or phaseonly domains with the implementations onto coupled phase and amplitude _spiral_ domains. We demonstrate that the coupling between amplitude and phase provides a trade-off between diffraction efficiency and the signal-to-noise ratio in the reconstruction. Furthermore, when investigating the influence of the maximum dephasing on phase domains and spiral domains through the use of optimal trade-off design, we show that phase-only domains with limited maximum dephasing can provide satisfactory performance. Finally, optical implementations are provided

Optical snake-based segmentation processor using a shadow casting incoherent correlator.

What is believed to be the first incoherent snake-based optoelectronic processor that is able to segment an object in a real image is described. The process, based on active contours (snakes), consists of correlating adaptive binary references with the scene image. The proposed optical implementation of algorithms that are already operational numerically opens attractive possibilities for faster processing. Furthermore, this experiment has yielded a new, versatile application for optical processors

Dynamic calibration for improving the speed of a parallel-aligned liquid-crystal-on-silicon display

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Optical Computing: A 60-Year Adventure

Optical computing is a very interesting 60-year old field of research. This paper gives a brief historical review of the life of optical computing from the early days until today. Optical computing generated a lot of enthusiasm in the sixties with major breakthroughs opening a large number of perspectives. The period between 1980 and 2000 could be called the golden age with numerous new technologies and innovating optical processors designed and constructed for real applications. Today the field of optical computing is not ready to die, it has evolved and its results benefit to new research topics such as nanooptics, biophotonics, or communication systems

Etude de l'influence d'un rayonnement laser ND:YAG a1.3 um sur les paramètres thermo-mécano-optiques du matériau germanium

Un banc de mesures a été développé afin d'examiner en détail les interactions entre une optique en Ge mono- et polycristallin et un rayonnement laser ND:YAG émettant à 1,3 um. Le système de mesure permet ainsi la détermination simultanée d'un certain nombre de paramètres du matériau lors d'une irradiation laser mono-impulsionnelle (tp = 3ms) : la détermination des paramètres optiques comme la transmission à 10,6 um et la réflexion à 1.3 um des fenêtres, la mesure du seuil d'endommagement suivant la norme ISO 11254, la mesure de la température en plusieurs endroits de la surface de l'optique irradiée par l'intermédiaire d'une matrice de pyromètres à fibre optique, les observations microscopiques de la surface et la détermination de la déformation morphologique du germanium. Tous ces paramètres ont été mesurés pour plusieurs types d'optiques en Ge (dopé n, -p et sans dopage). Les résultats obtenus par un modèle de simulation 3D corroborent les données issues de l'expérimentation.MULHOUSE-SCD Sciences (682242102) / SudocSudocFranceF

Implementation of optimal trade-off correlation filters with an optimized resolution technique

International audienceSeveral techniques can be used for the optical implementation of correlation filters onto spatial light modulators whose coding domain has a limited extent. Using the general framework of optimal trade-off filters, we compare them in the case of a 4f architecture and demonstrate that oversampling certain parts of the filters can improve performance

Fonctions optiques dynamiques pour le traitement de l'information

Les éléments optiques diffractifs (EOD) sont de plus en plus utilisés de nos jours et tendent à remplacer leurs homologues réfractifs dans de nombreuses applications. Ils sont soit enregistrés optiquement, soit calculés, cette dernière solution procurant plus de souplesse. Leur support physique est fixe (gravure, lithographie) ou reconfigurable grâce à un modulateur spatial de lumière (ou Spatial Light Modulator, SLM). L'utilisation de SLM est très attrayante : elle permet l'affichage de fonctions optiques dynamiques (lentilles, générateurs de spots), voire adaptatives. Notre étude porte sur la production d'EOD reconfigurables de résolution la plus élevée possible afin de pouvoir adresser un grand nombre de points de l'espace. Nous avons d'abord cherché quels étaient les modulateurs les mieux adaptés. Nous avons en particulier approfondi l'étude des caractéristiques des modulateurs à cristaux liquides nématiques en hélice en raison de leur faible coût, leur résolution élevée et la souplesse de leur électronique de commande. La caractérisation d'un tel composant de résolution 800x600 pixels nous permet d'obtenir des domaines de codages exploitables. Nous pouvons alors adapter les algorithmes de codages d'éléments diffractifs afin de rechercher les compromis optimaux entre plusieurs critères (typiquement l'efficacité de diffraction et la fidélité de la reconstruction) tenant compte des contraintes inhérentes aux modulateurs comme sa modulation de phase maximale. A l'aide d'une acquisition vidéo de la reconstruction, nous avons vérifié expérimentalement certains de ses critères qualité. Des EOD reconstruisant une figure 2 ou 3 dimensions ont ensuite été calculés puis implantés sur notre SLM nématique mais également sur un modulateur de type DMD. Nous terminons notre étude par la conception d'un élément restituant une figure de franges à modulation sinusoïdale d'intensité destiné à être éclairé par une diode laser.MULHOUSE-SCD Sciences (682242102) / SudocSudocFranceF

ETUDE ET MISE EN UVRE D'UN PROCESSEUR OPTIQUE TEMPS REEL POUR LA TRANSFORMEE DE HOUGH

MULHOUSE-SCD Sciences (682242102) / SudocSudocFranceF

Optimal multicriteria approach to the iterative Fourier transform algorithm

International audienceWe propose a unified approach to the multicriteria design of diffractive optics. A multicriteria version of the direct binary search that allows the user to adjust the compromise between the diffraction efficiency and the signal-to-noise ratio already exists. This technique has proved to be extremely powerful but also very time consuming. We extend this multicriteria approach to the iterative Fourier transform algorithm, which helps to reduce the computation time dramatically, especially for multilevel domains. Simulations as well as experimental validations are provided

Characterization of an analog ferroelectric spatial light modulator: application to dynamic diffractive optical elements and optical information processing

International audienceCharacterization of an analog ferroelectric spatial light modulator: application to dynamic diffractive optical elements and optical information processin