Spatial coherence modulation using plane waves generated with a digital micromirror device

Abstract

ABSTRACT : Plane waves generated and alternated using a Digital Micromirror Device (DMD) were evaluated for modulating the spatial coherence of a laser beam. The spatial coherence and its modulation can be represented as a sampling problem in the temporal domain. In this way, the integration time in the detector, the frame rate of the DMD, and the laser coherence time were properly adjusted or chosen to achieve the effect of a beam with a particular state of spatial coherence. Two methods were applied to superpose the plane waves and produce controlled visibility variations in the interferogram of a Young’s experiment. The visibility measurements show the variation of the modulus of the complex degree of spatial coherence, controlled by simple phase modulation, and between a pair of points on the wavefront. This procedure, which uses no mobile parts, could be applied in digital holography denoising, beam shaping, optical communications and optical metrology and imaging.

RESUMEN : Se utilizó un dispositivo digital de microespejos (DMD) para generar y alternar ondas planas. Estas ondas planas se evaluaron para modular la coherencia espacial de un haz de luz láser. La coherencia espacial y su modulación pueden ser entendidas como un problema de muestreo en el dominio temporal. De esta forma, el tiempo de integración en el detector, el tiempo de refrescamiento de cuadros en el DMD y el tiempo de coherencia del láser, fueron aprovechados para lograr el efecto de un haz de luz con estado de coherencia espacial específico. Se aplicaron dos métodos en la superposición de las ondas planas para producir variaciones controladas en la visibilidad de interferogramas obtenidos en un experimento de Young. Las mediciones de visibilidad mostraron la variación del módulo del grado complejo de coherencia, a través de modulación de fase, y entre un par de punto en el frente de onda. Este procedimiento, que no utiliza partes móviles, puede ser aplicado en reducción de ruido en holografía digital, conformación de haces de luz, telecomunicaciones ópticas y metrología.