Onde plane

Résumé

L'onde plane est un concept issu de la physique de la propagation des ondes. C'est une onde dont les fronts d'onde sont des plans infinis, tous perpendiculaires à une même direction de propagation désignée par le vecteur \vec{n} . En prenant par exemple \vec{n} dans la direction z, alors cette onde ne dépend pas des coordonnées x et y : :u(x,y,z,t) = u (z, t). :Ainsi, la grandeur mesurée dépend uniquement du temps t et d'une seule variable d'espace en coordonnées cartésiennes mais elle ne dépend pas du point considéré dans un plan (P) quelconque orthogonal à la direction de propagation. Onde plane monochromatique Définition Une onde est monochromatique lorsqu'elle ne contient qu'une seule couleur, c'est-à-dire une seule fréquence ou, exprimé autrement, une seule pulsation \omega = 2 \pi f. Une telle onde plane a en chaque point une amplitude de forme sinusoïdale comme fonction du temps : :

Source officielle

https://fr.wikipedia.org/wiki/Onde_plane

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Computer generated optical volume elements by additive manufacturing

Niyazi Ulas Dinç, Eirini Kakkava, Joowon Lim, Christophe Moser, Demetri Psaltis

Computer generated optical volume elements have been investigated for information storage, spectral filtering, and imaging applications. Advancements in additive manufacturing (3D printing) allow the fabrication of multilayered diffractive volume elements in the micro- scale. For a micro-scale multilayer design, an optimization scheme is needed to calculate the layers. The conventional way is to optimize a stack of 2D phase distributions and implement them by translating the phase into thickness variation. Optimizing directly in 3D can improve field reconstruction accuracy. Here we propose an optimization method by inverting the intended use of Learning Tomography, which is a method to reconstruct 3D phase objects from experimental recordings of 2D projections of the 3D object. The forward model in the optimization is the beam propagation method (BPM). The iterative error reduction scheme and the multilayer structure of the BPM are similar to neural networks. Therefore, this method is referred to as Learning Tomography. Here, instead of imaging an object, we reconstruct the 3D structure that performs the desired task as defined by its input-output functionality. We present the optimization methodology, the comparison by simulation work and the experimental verification of the approach. We demonstrate an optical volume element that performs angular multiplexing of two plane waves to yield two linearly polarized fiber modes in a total volume of 128 mu m by 128 mu m by 170 mu m.

2020

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Near-field phase profile and far-field contrast modulation for micro-lens arrays at the refraction limit

Daniel Necesal, Toralf Scharf, Maryam Yousefi

We investigate the far-field pattern generation for a micro-lens array (MLA) illuminated under different conditions. Plane wave and Gaussian beam illumination are considered for an MLA with a small diameter of 27 microns and 30 microns period. At these dimensions, the optical effects are governed by diffraction and refraction and sometimes the regime is called the refraction limit. For Gaussian beam illumination, a high contrast dot pattern can be obtained in the far field according to the self-imaging theory for point source illumination and it is investigated in the simulation part. Also, we designed an interference microscopy setup to record both the phase and intensity in near field behind the MLA and also in the far field. The new instrument allows us to change illumination conditions from plane wave to point source. We then experimentally compare the near-field phase modulation and resulting far-field intensity for different conditions. For plane wave illumination, a high contrast pattern is observed in the far field. For the Gaussian beam illumination, the contrast of the far-field pattern depends on the distance of the source and MLA resulting in high contrast and a larger field of view only for particular distances depending on the interference of the Gaussian beam curved phase front and the MLA.

SPRINGER INTERNATIONAL PUBLISHING AG2020

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Ultrasound Fourier Slice Imaging: a novel approach for ultrafast imaging technique

Olivier Bernard, Jean-Philippe Thiran

Ultrafast imaging based on plane-wave (PW) has become an intense area of research thanks to its capability of reaching frame rate higher than a thousand of frames per second. Several proposed approaches are based on Fourier-domain reconstruction. In these techniques, the Fourier transform of the received echoes is projected to the k-space corresponding to the Fourier transform of the object function. For one emitted PW, N lines along the k(z) axis direction are reconstructed in the k-space. We propose in this study a new acquisition scheme which allows acquiring the non-null part of the ultrasound spectrum with finer resolution. We show that this strategy allows obtaining images with slightly better lateral resolution and higher contrast-to-noise ratio (CNR) when compared to other Fourier-based techniques.

Ieee2014

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