Embedded optics and electronics single digital micromirror device-based agile pixel broadband imager and spectrum analyzer for laser beam hotspot detection

Amin M. Junaid; La Torre J. Pablo; Riza Nabeel A.

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Embedded optics and electronics single digital micromirror device-based agile pixel broadband imager and spectrum analyzer for laser beam hotspot detection

机译：基于嵌入式光学和电子单个数字微镜设备的敏捷像素宽带成像仪和光谱分析仪，用于激光束热点检测

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To the best of the authors' knowledge, proposed is the first embedded optics and electronics-based agile pixel broadband optical imager and spectrum analyzer using a single digital micromirror device (DMD) for laser beam hotspot detection. Specifically, the novel design engages both the wavelength-dependent grating structure of the DMD optical chip and its three-tilt-state micromirror programmability to form both an optical spectrum analyzer (OSA) and an agile pixel imager within one basic instrument. Also, to our knowledge, presented for the first time for a DMD chip is a complete mathematical analysis for incident laser beam operations via diffraction theory. Using off-the-shelf components and the Texas Instruments (TI) Lightcrafter DLP chip and drive electronics, embedded engineering of the proposed instrument is implemented for the visible laser wavelength band. Experimental OSA operation of the instrument is demonstrated using classic laser wavelengths of 633 and 532 nm with beam power levels of 20 and 180 mW, respectively. Experimental imaging operation of the instrument compared with a commercial scanning slit-based laser beam profiler is successfully conducted for a 633 nm test laser beam having a hotspot with similar to 68% peak-to-null power drop near its center. Applications for the proposed imager-OSA instrument include laser beam testing during laser assembly and manufacturing operations. (C) 2015 Optical Society of America

机译：据作者所知，提出了第一款基于嵌入式光学和电子技术的敏捷像素宽带光学成像仪和光谱分析仪，其使用单个数字微镜设备（DMD）进行激光束热点检测。具体而言，新颖的设计结合了DMD光学芯片的依赖于波长的光栅结构及其三倾斜态微镜可编程性，从而在一台基本仪器中既形成了光谱分析仪（OSA），又形成了敏捷的像素成像仪。而且，据我们所知，首次为DMD芯片提供的是通过衍射理论对入射激光束操作进行的完整数学分析。使用现成的组件以及德州仪器（TI）的Lightcrafter DLP芯片和驱动电子设备，针对可见激光波段对所提出的仪器进行嵌入式工程设计。使用分别为633和532 nm的经典激光波长，光束功率分别为20和180 mW的仪器演示了仪器的OSA实验操作。与商用扫描狭缝式激光束轮廓仪相比，该仪器的实验成像操作已成功地针对具有热点的633 nm测试激光束进行了测试，该热点的中心附近出现了约68％的峰-空功率降。拟议的OSA成像仪的应用包括在激光装配和制造过程中进行激光束测试。（C）2015年美国眼镜学会

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来源
《Applied optics》 |2015年第12期|共13页
作者
Amin M. Junaid; La Torre J. Pablo; Riza Nabeel A.;
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