Caractérisation des anisotropes Leaky mode Modulateurs pour Holovideo

Ce travail décrit la fabrication et la caractérisation de modulateurs anisotropes en mode fuyant pour la vidéo holographique.

L’objectif global de cette procédure est de caractériser de manière reproductible des modulateurs spatiaux de lumière en cartographiant leur réponse en fréquence à la sortie angulaire. Cette méthode permet de fournir des données essentielles pour répondre à des questions clés dans le domaine de l’électroholographie, telles que l’identification des transitions guidées en mode de fuite et les exigences d’optimisation. Le principal avantage de cette technique est qu’elle sépare clairement les transitions de mode fuyant et nous permet d’obtenir rapidement des informations reproductibles sur leur linéarité, leur intensité relative, leur étalement angulaire et leur fréquence de fonctionnement.

Une démonstration visuelle de ce processus est essentielle, car l’alignement et le couplage du prisme reposent tous deux sur des repères visuels difficiles à expliquer. Pour caractériser l’appareil, préparez-vous d’abord à le monter sur une carte de dérivation de fréquence radio. Préparez un appareil, une carte de dérivation RF et trois glissières en verre pour créer une plate-forme de montage.

Une diapositive est plus grande que les deux autres. Il formera la base de la plate-forme en forme de U. Commencez à travailler avec la plus grande diapositive.

Placez une généreuse perle de superglue sur le quart le plus à gauche de la dimension la plus longue d’une diapositive. Ensuite, orientez une diapositive plus petite de sorte que sa dimension la plus longue soit perpendiculaire à celle de la première diapositive. Alignez les bords gauches des deux diapositives de sorte que leurs coins inférieurs gauches se chevauchent.

Mettez-les en contact et appliquez une pression ferme et égale sur les lames jusqu’à ce que la colle prenne. Répétez les étapes analogues pour le côté droit. Cela se traduira par une structure en forme de U.

Pour monter l’appareil, appliquez du ruban adhésif double face sur la plate-forme au centre de l’U.Now, travaillez avec le modulateur de mode fuyant à caractériser. Vérifiez que l’appareil a les extrémités polies et qu’il est prêt à l’emploi. Ensuite, placez l’appareil sur le ruban adhésif qui se trouve déjà sur la plate-forme.

Fixez-le de manière à ce que l’extrémité de l’appareil dépasse l’extrémité de la plate-forme de montage pour éviter d’interférer avec le trajet de la lumière. À ce stade, montez la carte de dérivation RF. Montez la carte de dérivation de manière à ce qu’elle ne se trouve pas dans le trajet du faisceau de la lumière sortant de l’appareil.

L’étape suivante est le câblage. Il s’agit de l’appareil et de la carte de dérivation après qu’ils aient été reliés par fil. Maintenant, sélectionnez un prisme approprié pour couper la lumière dans l’appareil et utilisez de l’alcool isopropylique pour nettoyer la surface qui sera en contact avec l’appareil.

De plus, nettoyez la surface de contact de l’appareil. Ensuite, placez le prisme sur l’appareil de manière à ce qu’il soit centré sur le canal de l’appareil à tester. Continuez en utilisant un mécanisme de serrage pour appuyer fermement le bas du prisme contre le haut de l’appareil, en couplant les éléments.

Le mécanisme de serrage doit appuyer fermement le bas du prisme contre le haut de l’appareil et un couplage réussi produira un point humide à l’interface. Lorsqu’il est vu sous le bon angle, la tache humide reflétera un arc-en-ciel de couleurs. L’étape suivante consiste à utiliser l’appareil de caractérisation.

L’appareil dispose de trois sources laser, rouge, verte et bleue, à une extrémité. La lumière des lasers passe d’abord à travers un atténuateur variable, puis une plaque demi-onde, suivie d’une ouverture variable et enfin d’une lentille de focalisation. La lumière focalisée tombe sur le prisme de l’échantillon qui sera monté sur cet étage de rotation.

Ce schéma donne un aperçu des éléments optiques, de l’étage de rotation et de l’électronique. Une fois que la lumière a pénétré dans l’appareil, l’entrée d’un signal de radiofréquence génère des ondes acoustiques de surface. Ceux-ci font sortir la lumière à un angle contrôlable en fréquence et tomber sur un wattmètre.

Configurez les instruments pour collecter des données sur une gamme de fréquences et de positions. Montez l’appareil avec le prisme et le support sur la plate-forme de rotation. Placez l’ensemble de manière à ce que la lumière de la lentille de mise au point rencontre d’abord le prisme.

Pour aligner l’appareil, allumez d’abord le laser et ajustez l’atténuateur jusqu’à ce que l’intensité de la lumière diffusée soit confortable pour l’œil. Ensuite, placez un polariseur dans le trajet du faisceau après la plaque demi-onde. Orientez-le de manière à ce qu’il bloque la lumière polarisée horizontalement.

Faites pivoter la plaque demi-onde pour obtenir une atténuation maximale de la lumière laser. Une fois que cela est réalisé, retirez le polariseur. Maintenant, revenez à la plate-forme de rotation pour la faire pivoter manuellement.

Ajustez-le de manière à ce que la lumière laser soit à l’angle d’entrée approprié par rapport à la surface supérieure de l’appareil. Alignez le prisme à l’aide de la platine de translation linéaire sur la platine de rotation. Ajustez l’alignement jusqu’à ce que le point focal de la lumière laser passe à travers le coin à 90 degrés du prisme.

À ce stade, effectuez des ajustements fins à l’étape de rotation pour obtenir l’accouplement. Surveillez l’appareil. Lorsque le guide d’ondes commence à se coupler, une traînée caractéristique de lumière apparaît dans le guide d’ondes sous l’effet de la diffusion.

Une autre façon de vérifier le couplage consiste à faire tomber la lumière sortant de l’appareil sur un plan arrière. Sur le plan arrière, confirmez la présence de lignes de mode caractéristiques de la lumière. Il s’agit de différents modes électriques transversaux.

Une fois le couplage détecté, ajustez les étapes de rotation et de translation pour augmenter le couplage évanescent. Ensuite, préparez le câble qui relie la carte de dérivation à l’amplificateur et au générateur de signaux. Effectuez la connexion à l’entrée de signal de la carte de dérivation.

Continuez en allumant le générateur de signaux de radiofréquence et l’amplificateur. Ici, il est utile de faire un test préliminaire de l’appareil. Balayez la fréquence de 400 mégahertz à 600 mégahertz et vérifiez que la lumière est déviée.

Avant de continuer, dégagez le trajet du faisceau et assurez-vous que le wattmètre est en place. Ensuite, revenez à l’atténuateur dans le chemin optique. Là, annulez toute attentuation qui a été mise en œuvre pour la sécurité lors de l’alignement.

Enfin, utilisez une boîte d’isolement optique pour couvrir l’ensemble de l’appareil de caractérisation pendant la durée de l’expérience. Utiliser un logiciel de commande d’instrument pour faire fonctionner l’appareil de caractérisation. Cette expérience utilise la vue laboratoire, exécutant un programme de test personnalisé.

Après avoir entré les paramètres de test, exécutez le programme. L’exécution du script devrait prendre moins de cinq minutes. Au cours des tests, il produira un graphique qui pourra être manipulé.

Le tracé et les données seront enregistrés. Ces données, recueillies avant que l’appareil ne soit emballé, sont destinées à un analyseur à couche mince commercial. L’axe vertical est l’intensité laser.

L’axe horizontal est une mesure de la rotation de l’appareil. Les deux creux correspondent à des angles auxquels un mode guidé permet à la lumière d’entrer dans le guide d’ondes et d’en sortir à l’extrémité de l’appareil, évitant ainsi la réflexion dans le wattmètre. Ces données de puissance optique, collectées après conditionnement, proviennent de l’appareil de caractérisation.

Le graphique est le résultat du balayage de l’entrée de fréquence radio en mégahertz et de l’emplacement du wattmètre en millimètres. La projection des données sur l’axe Y donne la réponse en fréquence de l’appareil. La projection sur l’axe X donne l’étendue de la puissance lumineuse diffractée.

L’inclinaison des données dans le plan XY donne une idée de la linéarité du balayage. Ce graphique combine des données brutes provenant de plusieurs expériences dans les trois longueurs d’onde pour les modes guidés TE 1. Si la réponse de chaque couleur est adjacente en fréquence et se chevauche en angle, le dispositif est approprié pour le contrôle de fréquence de la couleur.

Une fois masterisée, une caractérisation complète en lumière rouge, verte et bleue pour un seul canal prend 30 minutes. Bien sûr, les images haute résolution prennent plus de temps. Après son développement, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de l’électroholographie pour explorer le multiplexage par répartition de fréquence dans les modulateurs de lumière spatiale guidant les ondes.

Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de caractériser les modulateurs spatiaux de manière reproductible. Cela comprend les procédures appropriées de couplage, d’alignement et d’essai du prisme.