אנו מציגים פרוטוקול לזיוף של מתהולוגרמות גלויות של ספין וכיוון מרובות, ואז עורכים ניסוי אופטי כדי לאמת את תפקודם. metaholograms אלה יכולים בקלות לדמיין מידע מקודד, כך שהם יכולים לשמש עבור תצוגה נפחית הקרנית והצפנה מידע.
מאמר שיטה
אנו מציגים פרוטוקול לזיוף של מתהולוגרמות גלויות של ספין וכיוון מרובות, ואז עורכים ניסוי אופטי כדי לאמת את תפקודם. metaholograms אלה יכולים בקלות לדמיין מידע מקודד, כך שהם יכולים לשמש עבור תצוגה נפחית הקרנית והצפנה מידע.
טכניקת ההולוגרפיה האופטית הממומשת על ידי metasurfaces התפתחה כגישה חדשנית לתצוגה רב-נפחית הקרנית ותצוגת הצפנת מידע בצורה של מכשירים אופטיים דקים וכמעט שטוחים. בהשוואה לטכניקה ההולוגרפית הקונבנציונלית עם אפנוני אור מרחביים, למטאהולוגרם יתרונות רבים כגון מזעור ההתקנה האופטית, רזולוציית תמונה גבוהה יותר ושדה ראות גדול יותר עבור תמונות הולוגרפיות. כאן, פרוטוקול מדווח על ייצור ואפיון אופטי של metaholograms אופטיים רגישים ספין וכיוון של אור אירוע. המטה-על-פניים מורכבים מסיליקון אמורפי שעבר הידרוגנציה (a-Si:H), בעל מדד שבירה גדול ומקדם הכחדה קטן בכל הטווח הנראה לעין וכתוצאה מכך תהליכים גבוהים ויעילות פליטה. ההתקן מפיק תמונות הולוגרפיות שונות כאשר הספין או הכיוון של אור האירוע מוחלפים. לכן, באפשרותם לקודד סוגים מרובים של מידע חזותי בו-זמנית. פרוטוקול ההתברות מורכב מתצהיר סרטים, כתיבת קרן אלקטרונים ותחריט לאחר מכן. ניתן לאפיין את ההתקן המפוברק באמצעות התקנה אופטית מותאמת אישית המורכבת מלייזר, מקטב ליניארי, לוח גל רבע, עדשה והתקן מזוג טעינה (CCD).
מטא-ורים אופטיים המורכבים ממבנה תת-גל אפשרו תופעות אופטיות מעניינות רבות,כולל הסוואה אופטית 1, שבירהשלילית 2, ספיגת אורמושלמת 3, סינוןצבע 4, הקרנת תמונה הולוגרפית5ומניפולציה קרן 6,7,8. מטה-על-פני-על אופטיים עם פיזורים מעוצבים כראוי יכולים לווסת את הספקטרום, את חזית הגל ואת הקיטוב של האור. מטא-ים אופטיים מוקדמים היו מפוברקים בעיקר באמצעות מתכות אציליות (למשל, Au, Ag) בשל הרפלקטיביות הגבוהה שלהם וקלות nanofabrication, אבל יש להם הפסדים אומיים גבוהים, כך metasurfaces יש יעילות נמוכה באורכי גל קצרים גלויים.
פיתוח טכניקות nanofabrication עבור חומרים דיאלקטריים בעלי הפסדים נמוכים באור גלוי (למשל, TiO29, GaN10, ו a-Si:H11)אפשר מימוש של מכשירים אופטיים שטוחים יעילים מאוד עם metasurfaces אופטי. התקנים אלה יש יישומים אופטיקה והנדסה. יישום מסקרן אחד הוא הולוגרפיה אופטית לתצוגה רב-נפחית הקרנית והצפנה של מידע. בהשוואה להולוגרמות קונבנציונליות המשתמשות באפננים של אור מרחבי, למטאהולוגרם יתרונות רבים כגון מזעור ההתקנה האופטית, רזולוציה גבוהה יותר של תמונות הולוגרפיות ושדה ראות גדול יותר.
לאחרונה, הושג קידוד של מידע הולוגרפי מרובה בהתקן מטההולגרם חד שכבתי. דוגמאות לכך כוללות מתאולוגרמות כפולותבספין 12,13, מומנטום זוויתימסלולי 14,זווית אור אירוע 15וכיוון 16. מאמצים אלה התגברו על המחסור הקריטי במטאהולוגרמות, שהוא חוסר חופש עיצוב במכשיר אחד. רוב המטהאולוגרמות הקונבנציונליות יכלו להפיק רק תמונות הולוגרפיות מקודדות בודדות, אך התקן מרובה-פלקסים יכול לקודד תמונות הולוגרפיות מרובות בזמן אמת. לפיכך, המטהאולוגרמה המולטיפלקסית היא פלטפורמת פתרון חיונית לתצוגת וידאו הולוגרפית אמיתית או הולוגרמות אנטי-אנטישמיות רב-תכליתיות.
דווח כאן פרוטוקולים לפברק ספין- וכיוון מרובה כל dielectric גלוי metaholograms גלוי, אז לאפייןאותם אופטית 13,16. כדי לקודד מידע חזותי מרובה בהתקן meta-surface יחיד, מתהולוגרמות מתוכננות אשר מציגות שתי תמונות הולוגרפיות שונות כאשר הסיבוב או הכיוון של אור האירוע משתנים. כדי לפברק תמונות הולוגרפיות יעילות באופן דומה לטכנולוגיה CMOS, a-Si:H משמש עבור metasurfaces ותהודה מגנטית כפולה ותהודה אנטיפרומגנטית המושרה בתוכם מנוצלים. פרוטוקול ההתברות מורכב מתצהיר סרטים, כתיבת קרן אלקטרונים ותחריט. ההתקן המפוברק מאופיין באמצעות התקנה אופטית מותאמת אישית המורכבת מלייזר, מקטב ליניארי, לוח גל רבע, עדשה והתקן מזוג טעינה (CCD).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. ייצור מכשיר
הערה: איור 1 מציג את תהליך הייצור של a-Si:H metasurfaces17.
2. סריקת אפיון מיקרוסקופ אלקטרונים
3. אפיון אופטי של מתהולוגרמה ספין-מוליקס
4. אפיון אופטי של metahologram בכיוון מרובה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
a-Si:H metasurfaces לאפשר יעילות קיטוב צולבת גבוהה ולהיות מפוברק באמצעותשיטה (איור 1)התואמת CMOS; תכונה זו עשויה לאפשר ייצור מדרגי ומסחור עתידי קרוב. תמונת SEM מציגה את הדה-ים המפוברקים a-Si:H (איור 2). יתר על כן, a-Si:H יש מדד שבירה גדול יותר TiO 2 ו GaN,כך שגם עם nanostructure יחס גובה-רוחב נמוך של סביב 4.7, מטא-הולוגרמה a-SiH עם יעילות מפזר גבוהה יכול להתממש. היעילות המחושבת באורך גל של 633 נה"מ הייתה 74% והיעילות הנמדדת הייתה 61%.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
a-Si:H metasurfaces היו מפוברקים בשלושה שלבים עיקריים: a-Si:H תצהיר סרט דק באמצעות PECVD, EBL מדויק, ותחריט יבש. בין שלבים אלה, תהליך הכתיבה EBL הוא החשוב ביותר. ראשית, צפיפות התבנית על metasurfaces היא גבוהה למדי, כך התהליך דורש שליטה מדויקת על מינון אלקטרונים (אנרגיה) וסריקה פרמטרים כגון מספר נקודות לכל אזור יחידה. יש גם לבחור בקפידה את מצב הפיתוח. צפיפות התבנית גבוהה מאוד, כך שכאשר תהליך הפיתוח נעשה באופן מיידי, התבניות בצורת nanorod אינן מוגדרות היטב, אלא מחוברות זו לזו. כדי למנוע בעיה זו ולספק רפש שלילי מתאים של פוט...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עבודה זו נתמכה כספית על ידי מענקי קרן המחקר הלאומית (NRF) (NRF-2019R1A2C300303129, CAMM-2019M3A6B3030637, NRF-2019R1A5A808080290) במימון משרד המדע וה-ICT של ממשלת קוריאה. I.K. מכיר במחווה לדוקטורט גלובלי של NRF (NRF-2016H1A2A1906519) במימון משרד החינוך של ממשלת קוריאה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Aceton | J.T. Baker | 925402 | |
| מפצל קרן | Thorlabs | CCM1-BS013/M | |
| תחריט כרום | KMG | Cr-7 | |
| מקור אידוי כרום | Kurt J. Lesker | EVMCR35D | |
| Clamp | Thorlabs | CP175 | |
| פולימר מוליך | Showa denko | E-spacer | |
| לייזר דיודה | Thorlabs | CPS635 | |
| מערכת אידוי קרן E | קוריאה ואקום טק | KVE-E4000 | |
| התנגדות קרן אלקטרונית | Microchem | 495 PMMA A2 | |
| ליתוגרפיה של קרן אלקטרונים | Elionix | ELS-7800 | |
| צלחת חצי גל | Thorlabs | AHWP05M-600 | |
| פלזמה בצימוד אינדוקטיבי תגובתי תחריט יונים | DMS-Iris | ||
| Thorlabs | SM1D12 | ||
| אלכוהול איזופרופיל | J.T. Baker | 909502 | |
| תושבת מראה קינמטית | Thorlabs | KM100/M | |
| עדשת | Thorlabs | LB1630 | |
| תושבת עדשה | Thorlabs | LMR2/M | |
| מקטב ליניארי | Thorlabs | GTH5-A | |
| מראה | Thorlabs | PF10-03-G01 | |
| מסנן צפיפות ניטרלית | Thorlabs | NDC-50C-4 | |
| פלזמה משופרת תצהיר אדים כימי | BMR טכנולוגיה | HiDep-SC | |
| Post | Thorlabs | TR75/M | |
| מחזיק עמוד | Thorlabs | PH75E/M | |
| צלחת | רבע גלThorlabs | AQWP10M-580 | |
| התנגדות מפתח | Microchem | MIBK:IPA=1:3 | |
| תושבת סיבובית | Thorlabs | RSP1/M | |
| מיקרוסקופ אלקטרונים סריקה | Hitachi | Regulus8100 | |
| XY תושבת תרגום | Thorlabs | XYF1/M | |
| מתאם 1 אינץ' | Thorlabs | AD11F | |
| 1- תושבת עדשה אינץ' | Thorlabs | CP02/M |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה