Fast and efficient optical field control via binary amplitude modulation: Applications to optical holography and speckle customization
İkili genlik modülasyonu ile hızlı ve verimli optik alan kontrolü: Optik holografi ve benek uyarlama uygulamaları
- Tez No: 970381
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Düzensiz ortamlarda eşfazlı ışığın saçılmasıyla oluşan benek desenleri, görüntüleme, algılama ve optik iletişimdeki uygulamalar için temeldir. Ancak bu desenleri yüksek hız ve verimlilikle kontrol etmek önemli bir zorluk olmaya devam etmektedir. Sıvı kristal uzaysal ışık modülatörleri hassas faz kontrolü sağlasa da yalnızca 50–100 Hz civarında çalışabilirken, kHz hızlarına ulaşabilen Dijital Mikro Ayna Cihazları (DMD'ler) genellikle düşük kırınım verimliliği sergiler. Bu tez, DMD'lerin kHz anahtarlama hızını bir difüzörün güçlü mod karıştırmasıyla birleştiren Difüzör Entegre İkili Genlik Modülasyonu (DiBAM) adlı bir çerçeve sunmaktadır. DiBAM, hızlı, verimli ve doğru benek mühendisliğini mümkün kılarak tamamen ikili genlik modülasyonu üzerinden ışık odaklama, yüksek verimli holografi ve Rayleigh dışı benek deseni uyarlaması gibi çok sayıda dalga cephesi şekillendirme uygulamasına olanak tanır. Difüzör, her mikro aynanın tüm çıkış kanallarından gelen ışığı uzayda homojen biçimde dağıtarak yüksek modülasyon etkisiyle karmaşık alan sentezini sağlar. Sayısal ve deneysel gösterimler, DiBAM'ın faz modülatörlerine gerek kalmadan ışığı odaklayabildiğini ortaya koymaktadır. Ayrıca verimlilik–doğruluk dengesinde en son holografik yöntemleri geride bırakmakta ve özelleştirilmiş ışık şiddeti dağılımlarına sahip hızlı benek deseni uyarlamasına imkân vermektedir. Bu bulgular, DiBAM'ın yeni nesil uyarlanabilir optik ve hesaplamalı görüntüleme için çok yönlü ve yüksek performanslı bir platform sunduğunu doğrulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Speckle patterns, which arise from the scattering of coherent light by disordered media, play a central role in applications such as imaging, sensing, and optical communication. However, controlling speckle patterns with both high speed and high efficiency remains a major challenge. Liquid crystal spatial light modulators provide precise phase control but operate at frame rates of only 50–100 Hz, while Digital Micromirror Devices (DMDs) can reach kHz speeds but typically suffer from low diffraction efficiency. This thesis introduces Diffuser-integrated Binary Amplitude Modulation (DiBAM), a framework that combines the kHz switching speed of DMDs with the strong mode mixing of a diffuser to enable rapid, efficient, and accurate speckle pattern engineering. Through purely binary amplitude modulation, DiBAM supports a wide range of wavefront-shaping applications, including point focusing, high-efficiency holography, and non-Rayleigh speckle customization. The diffuser ensures that each micromirror contributes to all output channels, enabling complex field synthesis with high modulation fidelity. Numerical and experimental demonstrations show that DiBAM achieves point focusing without phase modulators, surpasses state-of-the-art holographic methods in balancing efficiency and fidelity, and enables fast speckle customization with tailored intensity probability density functions. These findings establish DiBAM as a versatile, high-performance platform for next-generation adaptive optics and computational imaging.
Benzer Tezler
- Video analizi ile baş hareketi sınıflandırma
Head rotation classification via video analysis
FİLİZ GÜRKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLGE GÜNSEL KALYONCU
- Çoklu otonom insansız hava araçları için paralel programlama tabanlı yol planlaması
Parallel programming based path planning for multi autonomous unmmaned vehicles
ÖMER ÇETİN
Doktora
Türkçe
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHava Harp Okulu KomutanlığıBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜRAY YILMAZ
- Derin öğrenme yöntemi ile optik uydu görüntülerinden gemi tespiti
Ship detection by optical satellite images with deep learning method
OSMAN DUMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- Linux ortamında ATM (asenkron iletim metodu) uygulaması
ATM (asynchronous transfer mode) application on linux
METEHAN SARAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. A. COŞKUN SÖNMEZ
