Ce travail décrit la fabrication et la caractérisation de modulateurs anisotropes en mode fuyant pour la vidéo holographique.
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Article de méthode
Caractérisation des anisotropes Leaky mode Modulateurs pour Holovideo
Dans cet article
Résumé
Résumé
Les affichages holovidéo sont basés sur des modulateurs de lumière spatiaux qui courbent la lumière. L’un de ces modulateurs spatiaux de la lumière est le modulateur anisotrope en mode fuyant. Ce modulateur est particulièrement bien adapté à l’expérimentation vidéo holographique car il est relativement simple et peu coûteux à fabriquerde 1 à 3. Parmi les autres avantages des dispositifs en mode fuite, citons : une large bande passante agrégée, une séparation de polarisation entre la lumière de signal et le bruit, une grande déviation angulaire et un contrôle de fréquence de la couleur1. Afin de réaliser ces avantages, il est nécessaire d’être en mesure de caractériser correctement ces dispositifs car leur fonctionnement dépend fortement des paramètres du guide d’ondes et du transducteur4. Pour caractériser les modulateurs, les auteurs utilisent un coupleur de prisme commercial ainsi qu’un appareil de caractérisation personnalisé pour identifier les modes guidés, calculer l’épaisseur du guide d’ondes et enfin cartographier l’entrée de fréquence du dispositif et la sortie angulaire des modulateurs en mode fuyant. Ce travail donne une description détaillée de la mesure et de la caractérisation des modulateurs en mode fuyant adaptés à la vidéo holographique en couleur.
Introduction
La plupart des technologies d'affichage holographique, tels que des valves de lumière pixelated ainsi que des dispositifs MEMS et ondes en vrac modulateurs acousto-optiques, sont trop complexes pour permettre une large participation à leur développement. Modulateurs Pixélisé, en particulier ceux avec des couches filtrantes et des avions dos actifs peuvent nécessiter des dizaines d'étapes de mise en forme pour construire 5 et peuvent être limités par fan-out 6. Plus le nombre de motifs étapes plus la complexité de l' appareil et le resserrement du protocole de fabrication doit être d'obtenir un rendement de l' appareil raisonn....
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Protocole
1. Préparation initiale
Remarque: Commencez avec une nouvelle coupe X niobate de lithium wafer. Il devrait être de qualité optique, 1 mm d'épaisseur, propre, avec rien déposé sur la surface, les deux parties polies, et le côté supérieur marqués.
- Au moyen d'un faisceau d'électrons Evaporateur ou machine équivalente à un vide de 50 μTorr, évaporer 200 nm d'aluminium sur la plaquette à 5 Å / s. Pour répliquer les résultats présentés, la position de la constellation de la tranche de 65 cm au-dessus du creuset en aluminium.
- Spin sur 30 gouttes d'une photo de réserve positive, comme AZ3330, à 3000 tours par minute pendant 60....
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Résultats
Les principaux résultats de ce protocole sont supérieurs à la mesure du mode guidé du coupleur à prisme commercial représenté sur la figure 2, la fréquence unique, les données d' entrée brutes / sortie recueillies à partir du coupleur de prisme mesure représentés sur la figure 8 et les courbes multicolores représentés sur la figure 9. Dans les paragraphes qui suivent, nous discutons des informations à une action produite par chacune .......
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Discussion
La conception de chaque dispositif comporte deux étapes critiques, l'échange et le développement du LOR proton. Des deux, le temps d'échange de protons détermine la profondeur du guide d'onde, ce qui détermine le nombre de transitions guidé vers des fuites de mode, la largeur de bande de fréquence réglable, et chaque paramètre de conception clé pour chaque couleur de la lumière. Deux modes guidés en rouge est souhaitée. Si plus existe alors la bande passante est sacrifiée. Si moins existent alors pas guidé à.......
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Déclarations de divulgation
Les auteurs ont rien à révéler.
Remerciements
Les auteurs remercient le soutien financier de Air Force Research Laboratory contrat FA8650-14-C-6571 et de DAQRI LLC.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| X-Cut Lithium Niobate | Gooch et Housego | 99-00630-01 | Lithium Niobate 3&Prime ; Diamètre X-CUT Wafer 1 ; mm Polonais/Polonais |
| Positif Photo Resist 1 | EMD Performance Materials | AZ 3330 F Photoresist | Utilisé dans la création du masque échangeur de protons |
| Photoresist Développeur | EMD Performance Materials | AZ MIF 300 | Développe AZ3330 et LOR 3A |
| Aluminium | International Advanced Materials | AL13 | Aluminium pur à 99,999 % |
| Aluminium Etch | Transene | Type A Aluminium Etchant | |
| Acide benzoïque | Sigma Aldrich | 109479-500G | pure à 99 % |
| Fisher Chemical | UN1009 | ||
| IPA | Fisher Chemical | UN1219 | Alcool isopropylique pur à 99,5 % |
| Piranha Acidic Etch | Cyantek Corperation | Nanostrip | |
| Couche inférieure Resist | Micro Chem | LOR 3A | Couche inférieure utilisée pour liftoff |
| Positive Photo Resist | Micro Chem | 950 PMMA A9 | Couche supérieure utilisée pour le décollage |
| Anisole | Micro Chem | Un polymère conducteur plus mince | |
| solution aqueuse | Mitsubishi Rayon Company | AquaSAVE | |
| MIBK (4-méthyl-2-pentanone) | Sigma Aldrich | 360511 | développe PMMA |
| NMP (1-méthyl-2-pyrrolidone) | Sigma Aldrich | 328634 | Utilisé pour le décollage |
| Évaporateur à faisceau d’électrons ; | Aspirateur Denton ; | Intégrité 20 | Tout équipement équivalent suffirait. |
| Spinner à couche mince | Laurell Technologies Corporation | WS-400A-6NPP-LITE | Tout équipement équivalent suffirait. |
| Aligneur de masques ; | Karl Suss Amérique Inc. | MA 150 CC | N’importe quel équipement équivalent suffirait. |
| Scie à découper automatique ; | Disco Corperation | Disco Dad 320 N’importe | quel équipement équivalent suffirait. |
| Four à moufle | Thermo Scientific | FB1415M | Tout équipement équivalent suffirait. |
| Microscope électronique | FEI | XL30 ESEM | Tout équipement équivalent suffirait. |
| four de déshydratation | ; | Ultra-propre 100 ; (3497M-3) | Tout équipement équivalent suffirait. |
| Plaque chauffante | Thermo Scientific | SP131325 | Tout équipement équivalent suffirait. |
| Polisseuse | Ultra Tec Mfg., Inc. | Ultrapol End & Polisseuse de chants | Tout équipement équivalent suffirait. |
| Classe IIIb 12 ; V Lasers RBG : Longueurs d’onde (nm) : 638, 532 et 445 | Achetés d’occasion. Probablement tiré d’un projecteur laser. Tout équipement équivalent suffirait. | ||
| Générateur de signaux | Agilent | 8648D | Maintenant trouvé chez Keysight. Obsolète. Tout équipement équivalent suffirait. Balayage de fréquence nécessaire 9 kHz-1 000 MHz. |
| Mini-circuits | d’amplificateur de signal | TB-17 | Nécessaire uniquement pour surmonter les limites du générateur de signaux. |
| Contrôleur de wattmètre | ThorLabs | PM100D | Avec wattmètre modèle S130C. Tout équipement équivalent suffirait. Sensibilité nécessaire 500 ; prisonnier de guerre. |
| Contrôleur d’actionneur linéaire | Newport | ESP7000 | Avec actionneur linéaire modèle MFN25PP. Tout équipement équivalent suffirait. Nécessite 0,1 ; millimètre près. |
| AutomatedDeviceCharacterization.vi ; | Logiciel de contrôle expérimental LabView de BYU | Trouvé en annexe | |
| CompareWDMmodes.m | Logiciel analytique | MATLab | Trouvé en annexe |
Références
- Smalley, D., Smithwick, Q., Bove, V., Barabas, J., Jolly, S. Anisotropic leaky-mode modulator for holographic video displays. Nature. 498 (7454), 313-317 (2013).
- Smalley, D., Smithwick, Q., Bove, V. Holographic video display based on guided-wave acousto-optic devices. Proc. SPIE. ....
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