In recent times, spatial light modulators have become a common tool in optics laboratories as well as industrial environment to shape the spatial structure of a beam. Although these devices are often easy to use, they usually come at a high cost such that they are far from being implemented in a lot of undergraduate laboratories. However, over the last years, the progress in developing more cost-effective projectors has led to affordable spatial light modulators in the form of so-called Digital Micromirror Devices (DMD). This reduction in price, as well as their simple usage, make such devices increasingly suitable for undergraduate laboratories to demonstrate optical effects and the shaping of light fields. Here, we show one of the most cost-effective ways to make a DMD available, namely turning a projector evaluation module into a computer-controlled spatial light modulator. We explain the underlying functioning and how this low-cost spatial light modulator can be used in undergraduate laboratories. We further characterize the efficiency of the device for the most commonly used laser wavelengths and demonstrate various exemplary optics experiments suitable for undergraduate laboratories ranging from single and multi-slit diffraction, to optical Fourier transformations. Lastly, we show that using amplitude holography, the device can be used to generate transverse spatial modes, e.g. Laguerre-Gaussian beam, which are one of the most commonly used spatially structured beams.

中文翻译：

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本科实验室的光空间结构

近年来，空间光调制器已成为光学实验室和工业环境中塑造光束空间结构的常用工具。尽管这些设备通常易于使用，但它们的成本通常很高，因此在许多本科实验室中远未实施。然而，在过去几年中，开发更具成本效益的投影仪的进展导致了所谓的数字微镜器件 (DMD) 形式的经济实惠的空间光调制器。这种价格的降低，以及它们的简单使用，使这种设备越来越适合本科实验室来展示光学效果和光场的塑造。在这里，我们展示了使 DMD 可用的最具成本效益的方法之一，即将投影仪评估模块变成计算机控制的空间光调制器。我们解释了基本功能以及如何在本科实验室中使用这种低成本的空间光调制器。我们进一步表征了该设备对于最常用激光波长的效率，并展示了适用于本科实验室的各种示例性光学实验，从单缝和多缝衍射到光学傅里叶变换。最后，我们展示了使用振幅全息术，该设备可用于生成横向空间模式，例如拉盖尔-高斯光束，这是最常用的空间结构光束之一。我们解释了基本功能以及如何在本科实验室中使用这种低成本的空间光调制器。我们进一步表征了该设备对于最常用激光波长的效率，并展示了适用于本科实验室的各种示例性光学实验，从单缝和多缝衍射到光学傅里叶变换。最后，我们展示了使用振幅全息术，该设备可用于生成横向空间模式，例如拉盖尔-高斯光束，这是最常用的空间结构光束之一。我们解释了基本功能以及如何在本科实验室中使用这种低成本的空间光调制器。我们进一步表征了该设备对于最常用激光波长的效率，并展示了适用于本科实验室的各种示例性光学实验，从单缝和多缝衍射到光学傅里叶变换。最后，我们展示了使用振幅全息术，该设备可用于生成横向空间模式，例如拉盖尔-高斯光束，这是最常用的空间结构光束之一。到光学傅里叶变换。最后，我们展示了使用振幅全息术，该设备可用于生成横向空间模式，例如拉盖尔-高斯光束，这是最常用的空间结构光束之一。到光学傅里叶变换。最后，我们展示了使用振幅全息术，该设备可用于生成横向空间模式，例如拉盖尔-高斯光束，这是最常用的空间结构光束之一。