Façonnage du front D ' onde
DOSSIER
Figure 3. Façonnage de faisceaux complexes. En affichant des hologrammes de phase ou amplitude dans un SLM, il est possible de façonner des faisceaux en amplitude et en phase à l’ aide d’ un système 4f.
par l’ ouverture dans le plan de Fourier. Un exemple est illustré en figure 3. En négligeant la discrétisation de la phase, cette approche peut être réalisée sans perte d’ efficacité de diffraction.
Hologrammes d’ amplitude binaire En comparaison avec la modulation de phase seule, une modulation d’ amplitude binaire est généralement insuffisante pour les applications de façonnage de front d’ onde. Pour moduler le champ complexe, on utilise des réseaux d’ amplitude binaire. En changeant la phase spatiale( i. e. en décalant localement les traits du réseau), on change la phase optique modulée, et en modulant le rapport cyclique( i. e. la largeur des traits), on change l’ amplitude [ 6 ]. Un inconvénient majeur des hologrammes binaires est leur faible efficacité de diffraction, qui ne dépasse généralement pas 10 %.
UTILISATION AUX MILIEUX COMPLEXES L ' émergence des techniques de modulation du front d ' onde appliquées aux milieux complexes il y a près de deux décennies a donné lieux à de nombreux travaux dans des domaines très variés. L ' objectif de cette section est de présenter les deux principales approches utilisées pour le contrôle des ondes dans les milieux complexes, à savoir les optimisations en boucle fermée, où le modulateur est itérativement modifié pour optimiser une propriété voulue, et la matrice de transmission, dont sa caractérisation permet de pleinement décrire un milieu linéaire à une longueur d’ onde donnée.
Optimisation en boucle fermée Les premiers travaux fondateurs de contrôle du front d ' onde en milieux complexes ont porté sur le problème de la focalisation en milieux diffusants [ 7 ]. De manière analogue à ce qui pré-existait en optique adaptative, le but était de séquentiellement changer la forme du front d ' onde arrivant sur un milieu diffusant pour optimiser une fonction de coût, à savoir maximiser l ' intensité de la lumière en un point en sortie pour focaliser la lumière( voir figure 4, gauche). La grande nouveauté de ces travaux est qu ' il est possible d ' apprendre expérimentalement à focaliser la lumière à travers un milieux très complexe qui ne serait pas possible de caractériser a priori étant paramétré par de trop nombreux degrés de liberté( e. g. les positions des particules diffusantes, la distribution d’ indice de réfraction, etc.). L ' avantage de la rétroaction sur l ' entrée est que le milieu peut être arbitrairement complexe, voire même non-linéaire ou dynamique.
Matrice de transmission Bien que souvent qualifiés de milieux aléatoires, les milieux complexes statiques étudiés ici sont déterministes. En effet, envoyer plusieurs fois le même front d ' onde produit toujours la même réponse. Dans un système linéaire, la relation entre les éléments d’ une base d’ entrée( par exemple, les pixels du modulateur) et ceux d ' une base de sortie( par exemple, les pixels d’ une caméra) est entièrement décrite par
Photoniques 132 I www. photoniques. com 49