OPTOELEKTRONIKAI ESZKÖZÖK ÉS INFORMÁCIÓ-TECHNOLÓGIAI ALKALMAZÁSAIK. PhD tézisfüzet KÉSZÍTETTE: REMÉNYI JUDIT

Hasonló dokumentumok
Új hullámfront-modulációs módszerek az optikai adattitkosításban

VALÓS HULLÁMFRONT ELŐÁLLÍTÁSA A SZÁMÍTÓGÉPES ÉS A DIGITÁLIS HOLOGRÁFIÁBAN PhD tézisfüzet

Az adatbiztonság és az adatsűrűség növelésének lehetőségei holografikus adattároló rendszerekben

TÉRBELI FÉNYELOSZLÁSOK LÉTREHOZÁSA

OPTOELEKTRONIKAI ESZKÖZÖK ÉS INFORMÁCIÓ-TECHNOLÓGIAI ALKALMAZÁSAIK

Polarizációs holografikus adattároló rendszer kísérleti megvalósítása

Programozható optoelektronikus tömbprocesszorok (POAC) és alkalmazásaik

dc_779_13 Optoelektronikai eszközök és rendszerek MTA doktori tézisfüzet Dr. Jakab László

HULLÁMFRONTOK SZÁMÍTÓGÉPES KEZELÉSÉN ALAPULÓ ÚJ MEGOLDÁSOK A KOHERENS OPTIKAI MÉRÉSTECHNIKÁBAN. PhD tézisfüzet SÉFEL RICHÁRD

Ultragyors fényindukált folyamatok és optikai mikromanipuláció a biológiában. Groma Géza

Anyagi tulajdonságok meghatározása spektrálisan

Fényszórási jelenségek modellezése és kísérleti vizsgálata optikai adattároló rendszerekben

MUNKATERV / BESZÁMOLÓ

Ultrarövid lézerimpulzusban jelenlevő terjedési irány és fázisfront szögdiszperzió mérése

Modern Fizika Labor. 17. Folyadékkristályok

Bírálói vélemény. Jakab László Optoelektronikai eszközök és rendszerek. című MTA doktori értekezéséről

Publication list. Refereed Journals

Optikai kapcsolók Dr Berceli Tibor Kapcsolási elvek

Laterális feloldás és képminőség javítása vonalpásztázó tomográfiás optikai mikroszkópban

Modern Fizika Labor. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: Az optikai pumpálás. A beadás dátuma: A mérést végezte:

Nemlineáris és femtoszekundumos optika Szakmai záróbeszámoló OTKA K 47078

HIGANYMENTES DBD FÉNYFORRÁSOK FEJLESZTÉSE. Beleznai Szabolcs. Témevezet : Dr. Richter Péter TÉZISFÜZET

Fény és anyag munkában

Modern Fizika Labor. A mérés száma és címe: A mérés dátuma: Értékelés: Folyadékkristályok vizsgálata.

Elektronika Előadás. Modulátorok, demodulátorok, lock-in erősítők

Modern Fizika Laboratórium Fizika és Matematika BSc 14. Holográfia

Fiber Radio rendszerek

VÍZGŐZKONCENTRÁCIÓ-MÉRÉS DIÓDALÉZERES FOTOAKUSZTIKUS MÓDSZERREL

Zárójelentés a Folyadékkristályok és polimerek kölcsönhatása c. OTKA pályázathoz

AZ ACETON ÉS AZ ACETONILGYÖK NÉHÁNY LÉGKÖRKÉMIAILAG FONTOS ELEMI REAKCIÓJÁNAK KINETIKAI VIZSGÁLATA

Optomechatronika I Antal Ákos

Nagy pontosságú 3D szkenner

Komplex hullámfront moduláció megvalósítása térbeli fénymodulátorral

X-FROG, GRENOUILLE. 11. előadás. Ágazati Á felkészítés a hazai ELI projekttel összefüggő ő képzési é és K+F feladatokra"

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

Nagyintenzitású lézerfény - anyag kölcsönhatás. Lézer- és gázkisülésfizika

SZIGETELŐK, FÉLVEZETŐK, VEZETŐK

Informatikai eszközök fizikai alapjai Lovász Béla

Akusztikai tervezés a geometriai akusztika módszereivel

Összehasonlító elmozdulásmérés új lehetőségei a koherens optikai méréstechnikában

Transzformátor rezgés mérés. A BME Villamos Energetika Tanszéken

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

Foton-visszhang alapú optikai kvantum-memóriák: koherens kontroll optikailag sűrű közegben

A modern e-learning lehetőségei a tűzoltók oktatásának fejlesztésében. Dicse Jenő üzletfejlesztési igazgató

Előszó. International Young Physicists' Tournament (IYPT) Karcolt hologram #5 IYPT felirat karcolása D'Intino Eugenio

Mézerek és lézerek. Berta Miklós SZE, Fizika és Kémia Tsz november 19.

Digitális mikrofluidika THz-es képalkotáshoz

GÉPI ÉS EMBERI POZICIONÁLÁSI, ÉRINTÉSI MŰVELETEK DINAMIKÁJA

Hydrogen storage in Mg-based alloys

Az adatbiztonság és az adatsűrűség növelésének lehetőségei holografikus adattároló rendszerekben. MTA Doktori értekezés. Koppa Pál

SAR AUTOFÓKUSZ ALGORITMUSOK VIZSGÁLATA ÉS GYAKORLATI ALKALMAZÁSA 2

Tervezte és készítette Géczy László

Tervezte és készítette Géczy LászlL. szló

REGULARIZÁLT INVERZ KARAKTERISZTIKÁKKAL

Optika gyakorlat 7. Fresnel együtthatók, Interferencia: vékonyréteg, Fabry-Perot rezonátor

Baranyáné Dr. Ganzler Katalin Osztályvezető

Dekonvolúció a mikroszkópiában. Barna László MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet Nikon-KOKI képalkotó Központ

Kétdimenziós mesterséges festési eljárások. Hatások és alkalmazások

Búza tartalékfehérjék mozgásának követése a transzgénikus rizs endospermium sejtjeiben

Nyakas Péter Csaba. BME, Szervetlen és Analitikai. Konzulens: Dr. Kocsányi László BME, Atomfizika Tanszék

Új hullámfront-modulációs módszerek az optikai adattitkosításban

Rövid impulzusok vizsgálata autokorrelátorral

Műszaki Optika. Dr. Nagy Balázs Vince D428

Kutatási beszámoló február. Tangens delta mérésére alkalmas mérési összeállítás elkészítése

Optika és Relativitáselmélet

A TALAJ-NÖVÉNY-LÉGKÖR RENDSZER MODELLEZÉSÉNEK LÉPTÉKFÜGGŐ PROBLÉMÁI

TÉMA ÉRTÉKELÉS TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KMR (minden téma külön lapra) június május 31

Összehasonlító elmozdulásmérés új lehetőségei a koherens optikai méréstechnikában

Az éter (Aetherorether) A Michelson-Morley-kísérlet

Mérnök- és fizikusképzés a BME-n az ELI-HU számára

Kutatóegyetemi Kiválósági Központ 1. Szuperlézer alprogram: lézerek fejlesztése, alkalmazásai felkészülés az ELI-re Dr. Varjú Katalin egyetemi docens

Irányítási struktúrák összehasonlító vizsgálata. Tóth László Richárd. Pannon Egyetem Vegyészmérnöki és Anyagtudományok Doktori Iskola

Kromatikus diszperzió mérése

OPTIKA. Hullámoptika Diszperzió, interferencia. Dr. Seres István

Optikai adattárolás ma és holnap(után)

Optika Gröller BMF Kandó MTI

OH ionok LiNbO 3 kristályban (HPC felhasználás) 1/16

Kvartó elrendezésű hengerállvány végeselemes modellezése a síkkifekvési hibák kimutatása érdekében. PhD értekezés tézisei

Ph. D. értekezés tézisei

ELEKTROMÁGNESES REZGÉSEK. a 11. B-nek

ADATHORDOZÓ LEMEZ. Különböző ADATHORDOZÓK. MO lemez. hajlékonylemez CDROM, DVDROM. lemez. merevlemez CDRAM, DVDRAM. lemez

Tartalomjegyzék LED hátterek 3 LED gyűrűvilágítók LED sötét látóterű (árnyék) megvilágítók 5 LED mátrix reflektor megvilágítók

MIMO-csatorna szimulációs vizsgálata és mérése

OPTIKA. Hullámoptika Diszperzió, interferencia. Dr. Seres István

Fényhullámhossz és diszperzió mérése

ÚJ MODELLEK ÉS ESZKÖZÖK A HOLOGRAFIKUS ADATTÁROLÓ RENDSZEREK KUTATÁSÁBAN

Elektrooptikai effektus

Optikai térkapcsolt. rkapcsoló

Ellenőrző kérdések a Jelanalízis és Jelfeldolgozás témakörökhöz

MONITOROK ÉS A SZÁMÍTÓGÉP KAPCSOLATA A A MONITOROKON MEGJELENÍTETT KÉP MINŐSÉGE FÜGG:

Lézerek. A lézerműködés feltételei. Lézerek osztályozása. Folytonos lézerek (He-Ne) Impulzus üzemű lézerek (Nd-YAG, Ti:Sa) Ultrarövid impulzusok

A FOTOAKUSZTIKUS SPEKTROSZKÓPIA SZÉLESKÖRŰ ALKALMAZHATÓSÁGÁNAK ALÁTÁMASZTÁSA AZ IPARBAN, A BIOLÓGIÁBAN ÉS A KÖRMYEZETVÉDELEMBEN

A lézersugár és szerepe a polimer technológiákban

A lézer alapjairól (az iskolában)

Számítógépvezérelt irányítás és szabályozás elmélete (Bevezetés a rendszer- és irányításelméletbe, Computer Controlled Systems) 7.

Módszerfejlesztés emlőssejt-tenyészet glükóz tartalmának Fourier-transzformációs közeli infravörös spektroszkópiai alapú meghatározására

Ipari jelölő lézergépek alkalmazása a gyógyszer- és elektronikai iparban

Polarizációs holografikus adattároló rendszer kísérleti megvalósítása

Oszcillátor tervezés kétkapu leírófüggvényekkel

HIDEGEN HENGERELT ALUMÍNIUM SZALAG LENCSÉSSÉGÉNEK VIZSGÁLATA INVESTIGATION OF CROWN OF COLD ROLLED ALUMINIUM STRIP

Átírás:

OPTOELEKTRONIKAI ESZKÖZÖK ÉS INFORMÁCIÓ-TECHNOLÓGIAI ALKALMAZÁSAIK PhD tézisfüzet KÉSZÍTETTE: REMÉNYI JUDIT TÉMAVEZETŐ: DR. LŐRINCZ EMŐKE BUDAPEST 2005

A kutatások előzménye, célkitűzések A korszerű berendezésekben, például az információfeldolgozás, adattárolás területén a hagyományos, tisztán elektronikus megoldások helyett egyre jelentősebb az optikai, optoelektronikai eszközök alkalmazása. Doktori munkámban bizonyos optoelektronikai eszközöket illetve speciális alkalmazásaikat vizsgáltam, ez alapján javaslok vizsgálati módszereket és alkalmazásukkal új megoldásokat. A modern optikai berendezések legfontosabb fényforrásai a lézerek, ezek vizsgálata, minősítése volt kutatásaim egyik területe. A legtöbb alkalmazásnál fontos szerepe van a fényforrás koherenciatulajdonságainak; bizonyos esetekben a nagyfokú koherencia teszi alkalmassá, illetve kényelmesen alkalmazhatóvá a lézert, máskor viszont a nyalábok interferenciája zavarhatja az eszköz működését, ilyen esetekben a rövid koherenciahossz az előnyös, de sok elrendezésben a köztes eset az optimális, ha a pontosan beállított nyalábok interferenciájára van szükség, de a parazita fények interferenciája kerülendő. A koherencia-függvény mérésére szolgáló interferométeres módszer gyakran nehézkes, ezért más mérési eljárást kerestem és vizsgáltam. A folyadékkristályos kijelzők (LCD) jelenlegi legelterjedtebb alkalmazása az információ megjelenítése a felhasználó számára, de mint olyan eszköz, mellyel a fény különböző tulajdonságai módosíthatóak, az adatkezelés folyamatában térbeli fénymodulátorként (SLM) más feladatok ellátására is egyedülállóan alkalmasak lehetnek. Számos optikai alapon működő adattároló, adatfeldolgozó rendszerben és egyéb alkalmazásokban nem a fény intenzitásának, 2

hanem fázisának térbeli modulációjára van szükség. Gyakorlati rendszerekben ezt célszerű hozzáférhető elemek felhasználásával megvalósítani, erre kerestem megoldást LCD és polarizációs elemek alkalmazásával. Nagy sűrűségű adattárolásra ígéretes megoldás a holografikus módszer, melyben előnyösen a bemenő adatkép Fourier transzformáltját kell a hologramban rögzíteni. A világos és sötét adatpixeleket megjelenítő LCD Fourier transzformáltjában nagy intenzitáscsúcsok jelennek meg, melyek az anyag telítődése miatt jelentősen csökkentik a rögzítés minőségét. Ennek kiküszöbölésére pl. fázismaszkot alkalmaznak, mely a világos képpontokról érkező fény fázisát helytől függően tolja el. Ehelyett előnyösebb lenne az adatbeviteli eszköz, tehát az SLM komplex háromállapotú modulációját megvalósítani, vagyis két ellentétes fázistolású, magas áteresztésű (+1, -1), illetve egy alacsony áteresztésű (0) állapotot használni egyszerű amplitúdó-moduláció helyett. Ez az adattároláson kívül optikai korrelátorokban és egyéb alkalmazásokban is hasznos lehet. A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Atomfizika Tanszékén szélessávú jelek fázisvezérlésére szolgáló akusztooptikai késleltető-vonalat terveztünk és építettünk a BME Villamosmérnöki Karán kifejlesztett úthossz-diszperzió elméletének kísérleti megvalósításával. Az elrendezés lépcsős tükörrel hozott létre frekvenciafüggő fázistolást, így a rendszer időkésleltetése nem volt változtatható, ami korlátozta az eredmények gyakorlati jelentőségét. Az elmélet egyértelmű igazolásához szabályozható frekvenciafüggő fázistolás szükséges, mellyel a vezérelhető időkésleltetés megvalósítható. 3

Új tudományos eredmények (tézisek) 1. Új, közvetett módszert fejlesztettem ki néhány longitudinális módusban működő lézer koherencia-függvényének mérésére. A módszer lényege, hogy a különböző úthossz-különbségű beíró nyalábokkal a törölhető és újraírható rögzítő anyagba írt polarizációs hologramok diffrakciós hatásfoka arányos a beíró nyalábok koherenciafokával, tehát a diffrakciós hatásfok mérése lehetőséget nyújt az időbeli koherencia-függvény egyszerű és gyors meghatározására. A módszert egy frekvencia-kétszerezett Nd:YAG lézer vizsgálatára alkalmaztam és helyességét kísérletileg igazoltam. [5, 9] 2. Megmutattam, hogy egyszerű, tömeggyártott csavart nematikus (TN) folyadékkristályos kijelzőt (LCD) tartalmazó polarizációs optikai rendszer polarizációs elemei beállításának optimalizálásával, 406 nm hullámhosszú lézerfény alkalmazása esetén, elérhető olyan háromállapotú moduláció, amely hatékonyan alkalmazható holografikus adattárolásban a Fourier-sík homogenizálására, ezzel az adatrögzítés javítására, mivel a két magas áteresztésű szint (+1, -1) fázisa pontosan ellentétes, és a polarizációs intenzitás-veszteség <20%, illetve az alacsony áteresztésű (0) szint transzmissziója elhanyagolható zajt okoz az 1:200 kontrasztérték miatt. A matematikai modellel optimalizált beállítást kísérletileg is ellenőriztem. [2, 4] 4

3. Felismertem, hogy az amplitúdó-modulátorként széles körben elterjedt, tömeggyártott csavart nematikus (TN) folyadékkristályos kijelzők (LCD) polarizátorokból és hullámkésleltetőkből álló optikai összeállításban térbeli fázismodulátorként alkalmazhatóak például optikai adattároló vagy jelfeldolgozó rendszerekben. A kijelzőt tartalmazó polarizációs optikai rendszert matematikailag modellezve megkerestem annak kis veszteségű, közelítőleg konstans áteresztésű fázismoduláló beállításait. A számítások eredményeit kísérletileg igazoltam piros, zöld és kék lézerfény alkalmazásával. [3, 4] 4. Elsősorban fázisvezérelt antennarendszerekben szükséges, szélessávú, változtatható időkésleltetésű vezérlőjel előállítására térbeli fázismodulátorként működő folyadékkristályos kijelző alkalmazását javasoltam akuszto-optikai késleltető-vonalban, mely így úthosszdiszperzióval valósít meg nagy, változtatható időkésleltetést. Az akuszto-optikai cellával optikai tartományba konvertált és frekvenciakomponenseire bontott jelre a kijelzővel frekvenciától függő, szabályozható fáziskésleltetést adhatunk, mely a frekvenciakomponensek egyesítése és a rádiófrekvenciás tartományba visszakonvertálás után a jel frekvencia-független időkésleltetését hozza létre. Ezzel kísérletileg igazoltam az úthossz-diszperzió elméletét. [1, 6, 7, 8] 5

A tézispontokhoz kapcsolódó tudományos közlemények 1. Maák P., Reményi J., Jakab L., Richter P., Frigyes I., Habermayer I.: True time delay for short pulses based on optical path-length dispersion: Experimental proof of functioning Proceedings 2000 IEEE International Conference on Phased Array Systems and Technology (Dana Point, USA, 2000) 449-452 2. Domján L., Koppa P., Szarvas G., Reményi J.: Ternary phaseamplitude modulation with twisted nematic liquid crystal displays for Fourier-plane light homogenization in holographic data storage Optik, 113 (2002) 382-390 3. Reményi J., Koppa P., Domján L., Lőrincz E.: Phase modulation configuration of a liquid crystal display ICO XIX: Optics for the quality of life konferencia, (Firenze, Olaszország, 2002) 793-794 4. Reményi J., Várhegyi P., Domján L., Koppa P., Lőrincz E.: Amplitude, phase and hybrid ternary modulation modes of a twisted-nematic liquid-crystal display at ~400 nm Applied Optics, 42 (2003) 3428-3434 5. Reményi J., Lőrincz E.: Coherence function measurement of a multi-mode laser by polarization holography European Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO-Europe 2003) konferencia (München, Németország, 2003) 6

6. Reményi J., Maák P., Frigyes I., Jakab L., Richter P.: Demonstration of continuously variable true time delay in frequency dependent phase compensating system with acoustooptics and liquid crystal modulator Optics Communications, 226 (2003) 211-220 7. Reményi J., Maák P., Frigyes I., Jakab L., Richter P.: Variable true time delay realized with acousto-optics and liquid crystal spatial light modulator Microwave Photonics 2003 konferencia (Budapest, 2003) 8. Reményi J., Maák P., Jakab L., Richter P., Frigyes I.: Improvements in optically generated variable delay lines for phased array antennas INICA 2003 International ITG-Conference on Antennas (Berlin, Németország, 2003) 9. Reményi J., Lőrincz E.: Többmódusú lézer koherenciafüggvényének mérése polarizációs holográfiával Kvantumelektronika 2003 konferencia (Budapest, 2003) További tudományos közlemények 10. Reményi J., Ch. Carré, G. Pauliat, G. Roosen: Development of a confocal DIC microscope to follow the kinetics of photopolymerization COST P8 workshop (Párizs, Franciaország, 2004) 7