Dynamische Erzeugung von Lichtwellenfeldern mit Hilfe von Computer-Generierten Volumen-Hologrammen (DynaHolo)

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Ziel des beantragten Projektes ist die Realisierung eines Konzeptes zur dynamischen Erzeugung von Wellenfeldern mit hohem Orts-Bandbreite-Produkt. Diffraktiv-optische Elemente (DOE) ermöglichen dazu einen eleganten Zugang zur Manipulation der komplexwertigen Amplitude eines Lichtwellenfeldes. In Abhängigkeit von ihrem zeitlichen Verhalten lassen sie sich in statische und dynamische Elemente unterteilen. Während statische DOEs heutzutage fast beliebig gestaltet werden können, bieten derzeit erhältliche dynamische DOEs nur eine vergleichsweise geringe Zahl von Freiheitsgraden zur Manipulation von Wellenfeldern. Ein Beispiel hierfür ist die beschränkte Zahl der Pixel derzeit erhältlicher elektronisch adressierbarer räumlicher Lichtmodulatoren. Diese Begrenzung erscheint aus technologischer Sicht auch in absehbarer Zukunft zu bestehen und ist der entscheidende Grund dafür, dass derzeit nur Wellenfelder mit geringem Orts-Bandbreite-Produkt dynamisch erzeugt werden können. Dieser Nachteil soll nun durch die Kombination eines elektrisch adressierbaren räumlichen Lichtmodulators mit einem Computer-Generierten Volumen-Hologramm (CGVH) überwunden werden. In dem Volumen-Hologramm ist hierbei ein Satz synthetisch erzeugter Beugungsmuster gespeichert, die durch Einstrahlen von passenden Referenzwellen im Fernfeld des Hologramms erscheinen. Der Lichtmodulator wird genutzt um eine lineare Kombination von Referenzwellen zu erzeugen. Auf diese Weise sollten sich beliebige Kombinationen der im Volumen-Hologramm gespeicherten Beugungsmuster dynamisch in dessen Fernfeld kombinieren lassen.