Fast modal analysis for Hermite–Gaussian beams via deep learning

计算机科学 斯太尔率 光学 稳健性(进化) 高斯分布 情态动词 谐振器 算法 卷积神经网络 人工神经网络 自适应光学 人工智能 物理 材料科学 量子力学 基因 生物化学 化学 高分子化学
作者
Yi An,Tianyue Hou,Jun Li,Liangjin Huang,Jinyong Leng,Lijia Yang,Pu Zhou
出处
期刊:Applied Optics [Optica Publishing Group]
卷期号:59 (7): 1954-1954 被引量:9
标识
DOI:10.1364/ao.377189
摘要

The eigenmodes of Hermite–Gaussian (HG) beams emitting from solid-state lasers make up a complete and orthonormal basis, and they have gained increasing interest in recent years. Here, we demonstrate a deep learning-based mode decomposition (MD) scheme of HG beams for the first time, to the best of our knowledge. We utilize large amounts of simulated samples to train a convolutional neural network (CNN) and then use this trained CNN to perform MD. The results of simulated testing samples have shown that our scheme can achieve an averaged prediction error of 0.013 when six eigenmodes are involved. The scheme takes only about 23 ms to perform MD for one beam pattern, indicating promising real-time MD ability. When larger numbers of eigenmodes are involved, the method can also succeed with slightly larger prediction error. The robustness of the scheme is also investigated by adding noise to the input beam patterns, and the prediction error is smaller than 0.037 for heavily noisy patterns. This method offers a fast, economic, and robust way to acquire both the mode amplitude and phase information through a single-shot intensity image of HG beams, which will be beneficial to the beam shaping, beam quality evaluation, studies of resonator perturbations, and adaptive optics for resonators of solid-state lasers.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
慕山完成签到 ,获得积分10
2秒前
4秒前
5秒前
aoaoao完成签到,获得积分10
6秒前
丰那个丰完成签到,获得积分10
7秒前
小路完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
dal应助红叶采纳,获得20
9秒前
orixero应助dawn采纳,获得10
10秒前
aoaoao发布了新的文献求助10
10秒前
Micheal完成签到 ,获得积分10
14秒前
今后应助jingzhang采纳,获得10
19秒前
我的光完成签到,获得积分20
19秒前
66m37完成签到,获得积分10
22秒前
甘草三七完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
33秒前
无花果应助我的光采纳,获得10
33秒前
思源应助和和采纳,获得10
37秒前
任性雁风发布了新的文献求助10
39秒前
40秒前
40秒前
CodeCraft应助伶俐的书白采纳,获得10
42秒前
跳跳虎完成签到 ,获得积分10
43秒前
43秒前
44秒前
coini发布了新的文献求助10
46秒前
zhangyu6160发布了新的文献求助10
47秒前
Lesley完成签到 ,获得积分10
47秒前
jingzhang发布了新的文献求助10
49秒前
50秒前
哦哦哦完成签到 ,获得积分10
51秒前
liaodongjun应助qiao采纳,获得30
53秒前
zhang值完成签到,获得积分10
53秒前
蓝桉发布了新的文献求助10
54秒前
休眠补正完成签到,获得积分10
55秒前
sybil完成签到,获得积分20
56秒前
sht发布了新的文献求助10
57秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
57秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
58秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3966344
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3511753
关于积分的说明 11159558
捐赠科研通 3246341
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1793389
邀请新用户注册赠送积分活动 874417
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804361