Charakterisierung von anisotroper Leaky-Modus Modulatoren für die Holovideo

Diese Arbeit beschreibt die Herstellung und Charakterisierung von anisotropen Leaky-Mode-Modulatoren für holographisches Video.

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, Raum-Licht-Modulatoren reproduzierbar zu charakterisieren, indem ihr Frequenzgang auf den Winkelausgang abgebildet wird. Diese Methode hilft dabei, wichtige Daten zu liefern, die für die Beantwortung wichtiger Fragen im Bereich der Elektroholografie erforderlich sind, wie z. B. die Identifizierung von geführten Leaky-Mode-Übergängen und Optimierungsanforderungen. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie die Übergänge der undichten Moden klar trennt und es uns ermöglicht, schnell wiederholbare Informationen über ihre Linearität, relative Intensität, Winkelspreizung und Betriebsfrequenz zu erhalten.

Eine visuelle Demonstration dieses Prozesses ist von entscheidender Bedeutung, da sowohl die Ausrichtung als auch die Prismenkopplung auf visuellen Hinweisen beruhen, die schwer zu erklären sind. Um das Gerät zu charakterisieren, bereiten Sie zunächst die Montage auf einer Hochfrequenz-Breakout-Platine vor. Halten Sie ein Gerät, ein HF-Breakout-Board und drei Glasschlitten bereit, um eine Montageplattform zu erstellen.

Eine Folie ist größer als die beiden anderen. Er bildet die Basis der U-förmigen Plattform. Beginnen Sie mit der größten Folie.

Legen Sie eine großzügige Folie mit Sekundenkleber auf das Viertel ganz links der längsten Abmessung einer Folie. Richten Sie als Nächstes eine kleinere Folie so aus, dass ihre längste Abmessung senkrecht zu der der ersten Folie verläuft. Richten Sie die linken Ränder der beiden Folien so aus, dass sich die unteren linken Ecken überlappen.

Lege sie in Kontakt und übe festen und gleichmäßigen Druck auf die Dias aus, bis der Kleber aushärtet. Wiederholen Sie die entsprechenden Schritte für die rechte Seite. Dadurch entsteht eine U-förmige Struktur.

Um das Gerät zu montieren, bringen Sie doppelseitiges Klebeband auf die Plattform in der Mitte des U.Now, arbeiten Sie mit dem zu charakterisierenden Leaky-Mode-Modulator. Vergewissern Sie sich, dass das Gerät polierte Enden hat und einsatzbereit ist. Legen Sie als Nächstes das Gerät auf das Klebeband, das sich bereits auf der Plattform befindet.

Montieren Sie es so, dass das Ende des Geräts über das Ende der Montageplattform hinausragt, um eine Beeinträchtigung des Lichtwegs zu vermeiden. Montieren Sie an dieser Stelle die HF-Breakout-Platine. Montieren Sie das Breakout-Board so, dass es sich nicht im Strahlengang des Lichts befindet, das das Gerät verlässt.

Der nächste Schritt ist das Drahtbonden. Dies ist das Gerät und das Breakout-Board, nachdem sie drahtgebondet wurden. Wählen Sie nun ein geeignetes Prisma aus, um das Licht in das Gerät zu schneiden, und verwenden Sie Isopropylalkohol, um die Oberfläche zu reinigen, die mit dem Gerät in Kontakt kommt.

Reinigen Sie außerdem die Kontaktfläche des Geräts. Platzieren Sie dann das Prisma so auf dem Gerät, dass es auf dem zu testenden Gerätekanal zentriert ist. Fahren Sie fort, indem Sie einen Klemmmechanismus verwenden, um die Unterseite des Prismas fest gegen die Oberseite des Geräts zu drücken und die Elemente zu koppeln.

Der Klemmmechanismus sollte die Unterseite des Prismas fest gegen die Oberseite des Geräts drücken, und eine erfolgreiche Kopplung führt zu einer nassen Stelle an der Grenzfläche. Wenn der nasse Fleck aus dem richtigen Winkel betrachtet wird, spiegelt er einen Regenbogen von Farben wider. Der nächste Schritt besteht darin, die Charakterisierungsapparatur zu nutzen.

Das Gerät verfügt über drei Laserquellen, rot, grün und blau, an einem Ende. Das Licht der Laser durchläuft zunächst einen variablen Abschwächer, dann eine Halbwellenplatte, gefolgt von einer variablen Apertur und schließlich einer Fokussierlinse. Das gebündelte Licht fällt auf das Prisma auf der Probe, die auf diesem Rotationstisch montiert wird.

Dieser Schaltplan gibt einen Überblick über die optischen Elemente, den Rotationstisch und die Elektronik. Sobald das Licht in das Gerät eingedrungen ist, erzeugt die Eingabe eines Hochfrequenzsignals akustische Oberflächenwellen. Diese bewirken, dass Licht in einem frequenzlich steuerbaren Winkel austritt und auf einen Leistungsmesser fällt.

Konfigurieren Sie die Instrumente so, dass sie Daten über einen Bereich von Frequenzen und Positionen erfassen. Montieren Sie das Gerät mit dem Prisma und der Halterung auf der Drehplattform. Platzieren Sie die Baugruppe so, dass das Licht der Fokussierlinse zuerst auf das Prisma trifft.

Um das Gerät auszurichten, schalten Sie zuerst den Laser ein und stellen Sie den Abschwächer so ein, dass die Intensität des Streulichts für das Auge angenehm ist. Platzieren Sie als nächstes einen Polarisator im Strahlengang nach der Halbwellenplatte. Richten Sie es so aus, dass es horizontal polarisiertes Licht blockiert.

Drehen Sie die Halbwellenplatte, um eine maximale Dämpfung des Laserlichts zu erreichen. Sobald dies erreicht ist, entfernen Sie den Polarisator. Kehren Sie nun zur Rotationsplattform zurück, um sie manuell zu drehen.

Stellen Sie es so ein, dass sich das Laserlicht im richtigen Eintrittswinkel in Bezug auf die Oberseite des Geräts befindet. Richten Sie das Prisma mit dem linearen Verschiebungstisch über dem Rotationstisch aus. Passen Sie die Ausrichtung an, bis der Brennpunkt des Laserlichts durch die 90-Grad-Ecke des Prismas fällt.

Nehmen Sie an dieser Stelle Feineinstellungen an der Rotationsstufe vor, um eine Kopplung zu erreichen. Überwachen Sie das Gerät. Wenn der Wellenleiter zu koppeln beginnt, erscheint durch Streuung ein charakteristischer Lichtstreifen im Wellenleiter.

Eine andere Möglichkeit, die Kopplung zu überprüfen, besteht darin, Licht, das aus dem Gerät austritt, auf eine Rückwand fallen zu lassen. Vergewissern Sie sich auf der Rückwand, dass charakteristische Modenlinien des Lichts vorhanden sind. Dabei handelt es sich um verschiedene transversale elektrische Modi.

Sobald die Kopplung erkannt wurde, passen Sie die Rotations- und Translationsstufen an, um die evaneszente Kopplung zu erhöhen. Bereiten Sie als Nächstes das Kabel vor, das das Breakout-Board mit dem Verstärker und dem Signalgenerator verbindet. Stellen Sie die Verbindung zum Signaleingang des Breakout-Boards her.

Fahren Sie fort, indem Sie sowohl den Hochfrequenzsignalgenerator als auch den Verstärker einschalten. Hier ist es sinnvoll, einen Vortest des Gerätes durchzuführen. Schwenken Sie die Frequenz von 400 Megahertz bis 600 Megahertz und prüfen Sie, ob abgelenktes Licht vorhanden ist.

Bevor Sie fortfahren, reinigen Sie den Strahlengang und stellen Sie sicher, dass der Leistungsmesser eingesetzt ist. Kehren Sie dann zum Dämpfungsglied im Strahlengang zurück. Machen Sie dort alle Dämpfungen rückgängig, die zur Sicherheit während der Ausrichtung implementiert wurden.

Verwenden Sie schließlich eine optisch isolierende Box, um die gesamte Charakterisierungsapparatur für die Dauer des Experiments abzudecken. Nutzen Sie die Instrumentensteuerungssoftware, um die Charakterisierungsapparatur zu betreiben. In diesem Experiment wird die Lab-Ansicht verwendet, in der ein benutzerdefiniertes Testprogramm ausgeführt wird.

Nachdem Sie die Testparameter eingegeben haben, führen Sie das Programm aus. Die Ausführung des Skripts sollte weniger als fünf Minuten dauern. Während des Tests wird ein Diagramm erstellt, das manipuliert werden kann.

Sowohl der Plot als auch die Daten werden gespeichert. Diese Daten, die vor der Verpackung des Geräts gesammelt wurden, sind für einen kommerziellen Dünnschichtanalysator bestimmt. Die vertikale Achse ist die Laserintensität.

Die horizontale Achse ist ein Maß für die Drehung des Geräts. Die beiden Einbrüche entsprechen Winkeln, bei denen ein geführter Modus Licht in den Wellenleiter eintreten und am Ende des Geräts wieder austreten lässt, wodurch eine Reflexion in den Leistungsmesser vermieden wird. Diese optischen Leistungsdaten, die nach dem Verpacken gesammelt werden, stammen von der Charakterisierungsapparatur.

Das Diagramm ist das Ergebnis des Scannens des Hochfrequenzeingangs in Megahertz und der Position des Leistungsmessers in Millimetern. Die Projektion der Daten auf die Y-Achse gibt den Frequenzgang des Geräts an. Die Projektion auf der X-Achse ergibt die Spanne der gebeugten Lichtleistung.

Die Steigung der Daten in der XY-Ebene vermittelt ein Gefühl für die Linearität des Scans. Dieses Diagramm kombiniert Rohdaten aus mehreren Experimenten in allen drei Wellenlängen für TE 1 geführte Moden. Wenn die Reaktion für jede Farbe in der Frequenz benachbart und im Winkel überlappend ist, ist das Gerät für die Frequenzsteuerung der Farbe geeignet.

Nach der Beherrschung dauert eine vollständige Charakterisierung in rotem, grünem und blauem Licht für einen einzelnen Kanal 30 Minuten. Natürlich nehmen hochauflösende Bilder mehr Zeit in Anspruch. Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik den Weg für Forscher auf dem Gebiet der Elektroholographie, um das Frequenzmultiplexing in wellenleitenden räumlichen Lichtmodulatoren zu erforschen.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie räumliche Modulatoren auf wiederholbare Weise charakterisieren können. Dazu gehören die richtige Prismenkopplung, Ausrichtung und Prüfverfahren.