Name: אפיון אניזוטרופי הרותחת מצב מאפננים עבור Holovideo (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-19T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 36 s
Description: למד אפיון מודולטורים אניזוטרופיים עם מצבי רטיבות לאופטיקה מוליכה עבור הולוגרפיה דינמית. שיטה זו מספקת נתונים חיוניים להבנת מעברי מצבים ואופטימיזציה של התקנים אלקטרואופטיים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים בתודה להכיר תמיכה כספית מחוזה חיל האוויר במעבדת מחקר FA8650-14-C-6571 וממנה DAQRI LLC.

<ol><li>Smalley, D., Smithwick, Q., Bove, V., Barabas, J., Jolly, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anisotropic+leaky-mode+modulator+for+holographic+video+displays%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Anisotropic leaky-mode modulator for holographic video displays.</a> Nature. 498 (7454), 313-317 (2013).</li>
<li>Smalley, D., Smithwick, Q., Bove, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Holographic+video+display+based+on+guided-wave+acousto-optic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">Holographic video display based on guided-wave acousto-optic devices.</a> Proc. SPIE. 6488, 64880L-64880L-7 (2007).</li>
<li>Smalley, D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Holovideo+on+a+stick%3A+integrated+optics+for+holographic+video+displays%22">Holovideo on a stick: integrated optics for holographic video displays</a>. , MIT. MASS. (2013).</li>
<li>Henrie, A., Haymore, B., Smalley, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency+division+color+characterization+apparatus+for+anisotropic+leaky+mode+light+modulators%5BTitle%5D)+AND+%22Rev+Sci+Instrum%22%5BJournal%5D)">Frequency division color characterization apparatus for anisotropic leaky mode light modulators.</a> Rev Sci Instrum. 86 (2), (2015).</li>
<li>Lawes, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLawes%2C+R+%22MEMS+Cost+Analysis%3A+Basic+Fabrication+Processes%22">MEMS Cost Analysis: Basic Fabrication Processes</a>. , Pan Stanford. Boca Raton. (2014).</li>
<li>Pearson, E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPearson%2C+E+%22Mems+spatial+light+modulator+for+holographic+displays%22">Mems spatial light modulator for holographic displays</a>. , (2001).</li>
<li>Tabata, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Risk+and+Mobility%3A+A+Case+Study+of+the+Thin-Film+Transistor+Liquid-Crystal+Display+Industry+in+East+Asia%5BTitle%5D)+AND+%22East+Asian+Science%2C+Technology+and+Society%22%5BJournal%5D)">Risk and Mobility: A Case Study of the Thin-Film Transistor Liquid-Crystal Display Industry in East Asia.</a> East Asian Science, Technology and Society. 9 (2), 151-166 (2015).</li>
<li>Pape, D., Goutzoulis, A., Kulakov, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPape%2C+D+%22Design+and+fabrication+of+acousto-optic+devices%22">Design and fabrication of acousto-optic devices</a>. , Marcel Dekker. New York. (1994).</li>
<li>Chang, I., Lee, S. Efficient Wideband Acuosto-Optic Bragg Cells. Ultrasonics Symposium. , 427-430 (1983).</li>
<li>Proklov, V., Korablev, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multichannel+waveguide+devices+using+collinear+acousto-optic+interaction%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">Multichannel waveguide devices using collinear acousto-optic interaction.</a> Proc. SPIE. 1932, 298-311 (1993).</li>
<li>Ito, K., Kawamoto, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+optical+deflector+using+collinear+acoustooptic+coupling+fabricated+on+proton-exchanged+LiNbO+3%5BTitle%5D)+AND+%22Jpn.+J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">An optical deflector using collinear acoustooptic coupling fabricated on proton-exchanged LiNbO 3.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 37 (9R), 4858(1998).</li>
<li>Smalley, D., Smithwick, Q., Barabas, J., Jolly, S., DellaSilva, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Holovideo+for+everyone%3A+a+low-cost+holovideo+monitor%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Conf+Ser%22%5BJournal%5D)">Holovideo for everyone: a low-cost holovideo monitor.</a> J Phys Conf Ser. 415 (1), 012055(2013).</li>
<li>McClaughlin, S., Leach, C., Henrie, A., Smalley, D., Jolly, S., Bove, V. Frequency Division of Color for Holovideo Displays using Anisotropic Leaky Mode Couplers. Optical Society of America, 2015. , DM2A-2 (2015).</li>
<li>McLaughlin, S., Leach, C., Henrie, A., Smalley, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimized+guided-to-leaky-mode+device+for+graphics+processing+unit+controlled+frequency+division+of+color%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Optimized guided-to-leaky-mode device for graphics processing unit controlled frequency division of color.</a> Appl. Opt. 54 (12), 3732-3736 (2015).</li>
<li>Jackel, J., Rice, C., Veselka, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proton+exchange+for+high-index+waveguides+in+LiNbO3%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Proton exchange for high-index waveguides in LiNbO3.</a> Appl. Phys. Lett. 41 (7), 607-608 (1982).</li>
<li>Wong, K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWong%2C+K+%22Properties+of+lithium+niobate%22">Properties of lithium niobate</a>. , IET. London. (2002).</li>
<li>Tien, P., Ulrich, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theory+of+prism-film+coupler+and+thin-film+light+guides%5BTitle%5D)+AND+%22JOSA%22%5BJournal%5D)">Theory of prism-film coupler and thin-film light guides.</a> JOSA. 60 (10), 1325-1337 (1970).</li>
<li>Tsai, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTsai%2C+C+%22Guided-wave+acousto-optics%3A+interactions%2C+devices%2C+and+applications%22">Guided-wave acousto-optics: interactions, devices, and applications</a>. , Springer Science & Business Media. Heidelberg. (1990).</li>
<li>Proklov, V., Korablev, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multichannel+waveguide+devices+using+collinear+acousto-optic+interaction%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">Multichannel waveguide devices using collinear acousto-optic interaction.</a> Proc. SPIE. 1932, 298-311 (1993).</li>
<li>Li, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLi%2C+R+%22Circuit+Design%22">Circuit Design</a>. , John Wiley & Sons. Hoboken. (2012).</li>
<li>Lawrence, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mechanics+of+spin+coating+of+polymer+films%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Fluids%22%5BJournal%5D)">The mechanics of spin coating of polymer films.</a> Phys. Fluids. 31 (10), 2786-2795 (1988).</li>
<li>Fontana, R., Katine, J., Rooks, M., Viswanathan, R., Lille, J., MacDonald, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((E-beam+writing%3A+a+next-generation+lithography+approach+for+thin-film+head+critical+features%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Magn%22%5BJournal%5D)">E-beam writing: a next-generation lithography approach for thin-film head critical features.</a> IEEE Trans. Magn. 38 (1), 95-100 (2002).</li>
<li>Robertson, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRobertson%2C+M+%22Substrate+Surface+Preparation+Handbook%22">Substrate Surface Preparation Handbook</a>. , (2011).</li>
<li>Monneret, S., Flory, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((M-lines+technique%3A+prism+coupling+measurement+and+discussion+of+accuracy+for+homogeneous+waveguides%5BTitle%5D)+AND+%22J+Opt+A-Pure+Appl+Op%22%5BJournal%5D)">M-lines technique: prism coupling measurement and discussion of accuracy for homogeneous waveguides.</a> J Opt A-Pure Appl Op. 2 (3), 188(2000).</li>
</ol>

החוקרים אין לי מה לחשוף.

העיצוב של כל התקן יש שני שלבים קריטיים, חילופי פרוטון ופיתוח של שרה&quot;ט. מבין השניים, הפעם חילופי פרוטון קובע את העומק של מוליך גל, אשר בתורו קובע את מספר מודרך מעברים מצב דולפים, את רוחב הפס תדירות לשליטה, וכל פרמטר העיצוב מפתח לכל צבע האור. שני מצבים מודרכים באדום הוא רצוי. אם יותר קיים אז רוחב הפס הוא הקריב. אם קיימת פחות אז לא מודרך המעבר מצב דולף מובטח. בצע את הפתק בשלב 2.2.1 לתקן פעמים חילוף פרוטון כדי להשיג את התוצאה הרצויה. <p class="jove_content" style=";text-align...

רוב טכנולוגיות תצוגה הולוגרפית, כגון שסתומי אור pixelated כמו גם התקני MEMS וגל בתפזורת מאפנני acousto האופטי, הן מורכבות מכדי לאפשר השתתפות רחבה בהתפתחותם. מאפנני pixelated, במיוחד אלו עם שכבות מסנן ומטוסים בחזרה פעילים עשויים לדרוש עשרות צעדי דפוסים לבנות 5 עשויים להיות מוגבלים על ידי אוהד-אאוט 6. ככל שמספר של דפוסי שלבים גבוהים יותר את המורכבות המכשירות, ואת דוק פרוטוקול הייצור חייב להיות על מנת להשיג תשואת מכשיר סבירה 7. מאפנני acousto האופטי גורף-גל לא להשאיל את עצמם רקיק תהליכים המבוססים 8,9. מאפננים דולף מצב אניזוטרופי, לעומת זאת, דורשים רק שני צעדי דפוסים לפברק ולנצל טכניקות microfabrication סטנדרטיות יחסית 10,11. גברת הנגישות של תהליכים אלה מאפשרת כל מוסד עם מתקני ייצור צנועים להשתתף בפיתוח של hטכנולוגיית תצוגת וידאו olographic 12. הפשטות של ייצור מכשיר יכולה להיות מתעתעת, לעומת זאת, כמו על התפקוד התקין של ההתקן תלוי מאוד על בגלבו אשר חייב להימדד בזהירות מותאמת כדי להשיג את מאפייני מכשיר הרצויים. לדוגמא, אם מוליך הגל הוא עמוק מדי, את רוחב הפס המבצעי של המכשיר ייסגר 13. אם מדריך הגל הוא רדוד מדי, ייתכן שהמכשיר לא עובד לתאורת אדום. אם מוליך הגל הוא מרותק זמן רב מדי, את הצורה של פרופיל העומק של מוליך הגל תהיה מעוותת, ואת המעברים האדומים, ירוק וכחול לא יכולים לשבת סמוכים בתחום התדר 14. בעבודה זו המחברים מציגים את הכלים והטכניקות לבצע אפיון זה. אפנן המצב הדולף מורכב פרוטון החליף מוליך גל indiffused על פני השטח של פיזואלקטריים, X-לחתוך מצע niobate ליתיום 15,16. בקצה אחדשל מוליך הגל הוא מתמר interdigital אלומיניום, ראה איור 1. אור מוחדר מוליך הגל באמצעות מצמד פריזמה 17. מתמר מכן משיקה משטח גלים אקוסטיים אשר אינטראקציה contralinearly עם אור מוליך גל לאורך ציר ה- y. זוגות אינטראקציה זו הנחתת אור למצב דולף אשר דולף החוצה של מוליך הגל לתוך בתפזורת ולבסוף יוצא המצע מהקצה להתמודד 18,19. אינטראקציה זו גם מסובבת את הקיטוב מן האור מודרך מקוטב TE כדי TM מקוטב אור במצב דולף. דפוס גל אקוסטי השטח הוא הולוגרמה, וזה מסוגל סריקה בעיצוב אור הפלט כדי ליצור תמונה הולוגרפית. מוליך הגל נוצר על ידי חילופי פרוטון. ראשית, אלומיניום מופקד על פני המצע. ואז האלומיניום הוא בדוגמת צילום lithographically וחרוטים לחשוף אזורים של המצע היכולת להפוך לערוץ מוליך גל. האלומיניום נותר משמש קשהמסכה. המצע הוא שקוע בתוך להמס של חומצה בנזואית משנה מדד השטח באזורים החשופים. המכשיר מוסר, ניקה מרותק בתוך תנורי מופל. העומק הסופי של מוליך הגל קובע את מספר מעברי מצב הדולפים. עומק מוליך הגל גם מקובע את התדירות של כל מעברים מודרכים אל מצב עבור כל צבע 4. מתמר האלומיניום נוצרים על ידי שיגור. לאחר בגלבו נוצרות, אלקטרוני קרן להתנגד הוא הסתובב על גבי המצע. מתמר interdigital הוא בדוגמת עם אלומת אלקטרונים כדי ליצור מתמר צייצה נועד לענות על הלהקה 200 מגה-הרץ אחראית על בקרת צבע בהתקנים מוליך גל. תקופת אצבע נקבעת על ידי Λƒ = v שם, Λ, היא התקופה אצבע, v, היא מהירות הקול ב המצע, ƒ, הוא תדר רדיו (RF). המתמר יהיה עכבה שחייבת להתקיים כדי 75 אוהם עבור תפעול יעיל 20. &lt;p class = &quot;jove_content&quot;&gt; מודרך לאינטראקציה מצב דולפים מתרחשת בתדרים שונים עבור אורכי גל שונים של אור תאורה וכתוצאה מכך אדום, ירוק, וכחול בהיר ניתן לשלוט בתחום התדר. תבנית גל המשטח אקוסטי מופקת על ידי אות RF נשלחה מתמר interdigital. ה- RF של אות קלט לתרגם תדרים מרחביים על דפוס גל אקוסטי השטח. מוליך גל יכול להיות מפוברק כך אותות בתדר נמוך לשלוט לטאטא זוויתי משרעת של אור אדום אך התדרים באמצע לשלוט באור ירוק תדרים גבוהים לשלוט באור כחול. המחברים זיהו סט של פרמטרים מוליכים גל המאפשרים כל השלוש אינטראקציות אלה להיות נפרדים ובצמוד בתחום התדר כך כל שלושת הצבעים ניתן לשלוט עם אות אחת 200 MHz, אשר הוא רוחב הפס המקסימאלי של יחידות עיבוד גרפיקת סחורות ( GPUs). על ידי התאמת רוחב הפס של ערוץ GPUלזה של אפנן מצב דולף, המערכת הופכת מקבילה לחלוטין ניתן להרחבה. על ידי הוספת זוגות מתאימות רוחב פס של GPUs וערוצים אפננו מצב דולפים, אפשר לבנות מציג הולוגרפית של גודל שרירותי. לאחר שהמכשיר נוצר, זה מאופיין בקפידה על מנת לוודא כי תדרי מעבר מצב מודרך אל הדולף מתאימים בקרת תדר של צבע. ראשית, את המיקום של המצב המודרך נקבע על ידי מצמד פריזמה מסחרי לאשר כי המוליך הגל יש את העומק המתאים ואת המספר הנכון של מצב מודרך. ואז, לאחר מכשירים מורכבים וארוזים, הם ממוקמים בתוך מצמד פריזמה מנהג הממפה את תדרי קלט של האור הפלט הסרוק. כתוצאת הנתונים נותנים את תגובת תדר הקלט ותגובת הפלט זוויתי עבור אור אדום, ירוק וכחול עבור המכשיר להיבדק. אם ההתקן כבר מפוברק כראוי, תגובת קלט המכשיר תופרדתדירות תגובת הפלט תהיה חופפי זווית. כאשר זה הוא אשר, המכשיר מוכן לשימוש צג וידאו הולוגרפי. המדידות הראשונות תתקיימנה לפני שהמכשיר כבר ארוזים. עומק מוליך הגל נקבע על ידי מצמד פריזמה מסחרי. ניתן להשיג זאת רק עם גל תאורה אחד (בדרך כלל 632 ננומטר אדום) אך המחברים שינית מצמד פריזמה מסחרי שלהם כדי לאפשר לו לאסוף מידע מצב עבור אור אדום, ירוק וכחול. לאחר אריזה, המכשיר עובר מדידה שנייה מצמד פריזמה מנהג אשר רשום אור פלט מוסח כפונקציה של RF קלט. תיאור מפורט של מדידות אלה כדלקמן. צעדי ייצור הם גם נתונים.

<table><tbody><tr><td>X-Cut ליתיום ניובט</td><td>גוץ' ו-Housego</td><td>99-00630-01</td><td>ליתיום ניובט 3&Prime; קוטר וופל X-CUT 1&nbsp; מ"מ פולנית/פולנית</td></tr><tr><td>חיובית צילום התנגדות 1</td><td>EMD חומרי ביצועים</td><td>AZ 3330 F Photoresist</td><td>משמש ביצירת מסכת חילופי הפרוטונים</td></tr><tr><td>מפתח Photoresist EMD</td><td>Performance Materials</td><td>AZ MIF 300</td><td>מפתח AZ3330 ו-LOR 3A</td></tr><tr><td>אלומיניום</td><td>בינלאומי חומרים מתקדמים</td><td>AL13</td><td>99.999%</td></tr><tr><td>טהור אלומיניום תחריט</td><td>טרנסן</td><td>סוג A אלומיניום Etchant</td><td></td></tr><tr><td>חומצה בנזואית</td><td>Sigma Aldrich</td><td>109479-500G</td><td>99%</td></tr><tr><td>טהור אצטון</td><td>פישר כימי</td><td>UN1009</td><td></td></tr><tr><td>IPA</td><td>פישר כימי</td><td>UN1219</td><td>99.5% אלכוהול איזופרופיל טהור</td></tr> פיראנה <tr><td>חומצית תחריט</td><td>Cyantek Corperation</td><td>Nanostrip</td><td></td></tr><tr><td>מתחת לשכבה להתנגד</td><td>מיקרו Chem</td><td>LOR 3A</td><td>שכבה תחתונה המשמשת עבור liftoff</td></tr><tr><td>Positive Photo Resist</td><td>Micro Chem</td><td>950 PMMA A9</td><td>שכבה עליונה המשמשת להמראה</td></tr><tr><td>Anisole</td><td>Micro Chem</td> תמיסה מימית <td>פולימר מוליך דק</td><td></td>יותר</tr><tr><td></td><td>חברת Mitsubishi Rayon</td><td>AquaSAVE</td><td></td></tr><tr><td>MIBK (4-methyl-2-pentanone)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>360511</td><td>מפתחת PMMA</td></tr><tr><td>NMP (1-methyl-2-pyrrolidone)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>328634</td><td>משמש</td></tr><tr><td>למאייד E-beam להמראה&nbsp;</td><td>דנטון ואקום&nbsp;</td><td>יושרה 20</td><td>כל ציוד שווה ערך יספיק.</td></tr><tr><td>ספינר סרט דק</td><td>Laurell Technologies Corporation</td><td>WS-400A-6NPP-LITE</td><td>כל ציוד שווה ערך יספיק.</td></tr><tr><td>מיישר מסכה&nbsp;</td><td>קארל סוס אמריקה בע"מ</td><td>MA 150 סמ"ק</td><td>כל ציוד שווה ערך יספיק.</td></tr><tr><td>מסור חיתוך אוטומטי&nbsp;</td><td>דיסקו קורפרציה</td><td>דיסקו אבא 320</td><td>כל ציוד שווה ערך יספיק.</td></tr><tr><td>תנור עמום</td><td>תרמו מדעי</td><td>FB1415M</td><td>כל ציוד שווה ערך יספיק.</td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אלקטרונים</td><td>FEI</td><td>XL30 ESEM</td><td>כל ציוד שווה ערך יספיק.</td></tr><tr><td>תנור התייבשות</td><td>Lab-Line Instruments&nbsp;</td><td>אולטרה קלין 100&nbsp; (3497M-3)</td><td>כל ציוד שווה ערך יספיק.</td></tr><tr><td>פלטה חמה</td><td>תרמו סיינטיפיק</td><td>SP131325</td><td>כל ציוד שווה ערך יספיק.</td></tr><tr><td>פוליש</td><td>אולטרה טק Mfg., Inc.</td><td>אולטרפול אנד & מלטש קצוות</td><td>כל ציוד שווה ערך יספיק.</td></tr><tr><td>מחלקה IIIb 12&nbsp; לייזרים V RBG: אורכי גל (ננומטר): 638, 532 ו-445</td><td></td><td></td><td>נקנו יד שנייה. כנראה נשלף ממקרן לייזר. כל ציוד שווה ערך יספיק.</td></tr><tr><td>מחולל אותות</td><td>Agilent</td><td>8648D</td><td>נמצא כעת ב-Keysight. מיושן. כל ציוד שווה ערך יספיק. דרוש טאטא תדרים 9 קילו-הרץ -1,000 מגה-הרץ.</td></tr><tr><td>מגבר אותות</td><td>מיני מעגלים</td><td>TB-17</td><td>הכרחי רק כדי להתגבר על המגבלות של מחולל האותות.</td></tr><tr><td>בקר מד כוח</td><td>ThorLabs</td><td>PM100D</td><td>עם מד כוח דגם S130C. כל ציוד שווה ערך יספיק. רגישות דרושה 500&nbsp; pW.</td></tr><tr><td>בקר מפעיל ליניארי</td><td>ניופורט</td><td>ESP7000</td><td>עם דגם מפעיל ליניארי MFN25PP. כל ציוד שווה ערך יספיק. דרוש 0.1&nbsp; דיוק מ"מ.</td></tr><tr><td>AutomatedDeviceCharacterization.vi&nbsp;</td><td>תוכנת</td><td>בקרה ניסיונית LabView של BYU</td><td>נמצאת בנספח</td></tr><tr><td>CompareWDMmodes.m</td><td>MATLab</td><td>תוכנה אנליטית של BYU</td><td>נמצאת בנספח</td></tr></tbody></table>

אפיון אניזוטרופי הרותחת מצב מאפננים עבור holovideo

Characterization of Anisotropic Leaky Mode Modulators for Holovideo

תצוגות Holovideo מבוססות על מאפנני אור מרחביים מכופפי אור. מודולטור אור מרחבי אחד כזה הוא מודולטור מצב דליפה אנזוטרופי. מאפנן זה מתאים במיוחד לניסויי וידאו הולוגרפיים מכיוון שהוא פשוט יחסית וזול לייצר1-3. כמה יתרונות נוספים של התקני מצב דולף כוללים: רוחב פס מצטבר גדול, קיטוב הפרדת אור האות מרעש, סטייה זוויתית גדולה ובקרת תדרים של צבע1. על מנת לממש את היתרונות הללו, יש צורך להיות מסוגל לאפיין כראוי מכשירים אלה מכיוון שפעולתם תלויה מאוד בפרמטרים של מוליך גל ומתמר4. כדי לאפיין את המודולטורים, המחברים משתמשים במצמד פריזמה מסחרי כמו גם במנגנון אפיון מותאם אישית כדי לזהות מצבים מודרכים, לחשב את עובי מוליך הגל ולבסוף כדי למפות את כניסת התדר והפלט הזוויתי של המכשיר של מאפנני מצב דולף. עבודה זו נותנת תיאור מפורט של המדידה והאפיון של מאפנני מצב דולף המתאימים לווידאו הולוגרפי בצבע מלא.

תוצאות העיקרון בפרוטוקול לעיל הנן מדד המצב המודרך יוצא מצמד פריזמה המסחרי שמוצג באיור 2, התדר היחיד, קלט גלם / נתוני תפוקה שנאספו מצמד פריזמה אישית שמוצגים באיור 8 ואת העקומות הססגוניות שמוצגות באיור 9. בפסקאות הבאות נדונו המידע לפעולה מיוצר על ידי כל אחד פלטים אלה. מידע המצב המודרך שלוקט מצמד פריז...

עבודה זו מתארת ייצור ואפיון של מאפנני מצב דולף אנזוטרופיים עבור וידאו הולוגרפי.

אפיון אניזוטרופי הרותחת מצב מאפננים עבור Holovideo

Holovideo displays are based on light-bending spatial light modulators.  One such spatial light modulator is the anisotropic leaky mode modulator.  This ...

המטרה הכוללת של הליך זה היא לאפיין באופן הדירות מודולטורים של אור מרחבי (spatial-light modulators) באמצעות מיפוי תגובת התדר שלהם ביחס לפלט הזוויתי. שיטה זו מסייעת לספק נתונים חיוניים הנדרשים למתן מענה לשאלות מפתח בתחום האלקטרוהולוגרפיה, כגון זיהוי מעברי מצבי דליפה מונחים (guided leaky mode transitions) ודרישות אופטימיזציה. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שהיא מפרידה בבירור בין מעברי מצבי דליפה ומאפשרת לנו להשיג במהירות מידע הדיר על הליניאריות, העוצמה היחסית, הפיזור הזוויתי ותדר העבודה שלהם.הדגמה חזותית של תהליך זה היא קריטית, כיוון שהיישור והצימוד למסנן (prism coupling) מסתמכים שניהם על רמזים חזותיים שקשה להסביר. כדי לאפיין את המכשיר, הכינו תחילה את הציוד להרכבתו על לוח פריצה לתדרי רדיו (RF breakout board). הכינו מכשיר, לוח פריצה RF ושלוש תויות זכוכית ליצירת פלטפורמת הרכבה.שקופית אחת גדולה יותר משתי השקופיות האחרות. היא תשמש כבסיס לפלטפורמה בצורת U. התחילו לעבוד עם השקופית הגדולה ביותר.יש למרוח כמות נדיבה של דבק מהיר (superglue) מעל הרבע השמאלי ביותר של הממד הארוך של זכוכית מיקרוסקופ. לאחר מכן, יש להניח זכוכית מיקרוסקופ קטנה יותר כך שהממד הארוך שלה יהיה בניצב לממד הארוך של הזכוכית הראשונה. יש ליישר את הקצוות השמאליים של שתי הזכוכית כך שפינותיהן השמאליות-תחתונות יחפפו.הצמידו אותם זה לזה והפעילו לחץ חזק ושווה על השקפים עד שהדבק יתייצב. חזרו על השלבים המקבילים עבור הצד הימני. פעולה זו תיצור מבנה בצורת U.כדי לקבע את המכשיר, הדביקו סרט הדבקה דו-צדדי לפלטפורמה במרכז ה-U. כעת, עבדו עם המודולטור במצב דליפה (leaky mode) המיועד לאפיון. ודאו שלקצות המכשיר מלוטשים ושהוא מוכן לשימוש. לאחר מכן, הניחו את המכשיר על גבי הסרט שכבר נמצא על הפלטפורמה.התקן את המכשיר כך שקצהו יבלוט מעבר לקצה פלטפורמת ההתקנה כדי למנוע הפרעה למסלול האור. בשלב זה, התקן את לוח הפיצול (breakout board) של ה-RF. התקן את לוח הפיצול כך שלא יעמוד בנתיב קרן האור היוצאת מהמכשיר.השלב הבא הוא חיבור חוטי (wire bonding). זהו המכשיר ולוח הפריצה לאחר שבוצע חיבור חוטי. כעת, בחרו מנסרה מתאימה כדי להפנות את האור אל תוך המכשיר והשתמשו באיזופרופנול כדי לנקות את הפני השטח שיהיו במגע עם המכשיר.בנוסף, נקה את משטח המגע של המכשיר. לאחר מכן, הנח את הפריזמה על המכשיר כך שתהיה ממורכזת על התעלה של המכשיר שבה יבוצע הבדיקה. המשך בשימוש במנגנון קיבוע כדי להצמיד בחוזקה את בסיס הפריזמה לחלקו העליון של המכשיר, ובכך לחבר את הרכיבים.מנגנון ההידוק צריך להצמיץ את תחתית הפריזמה בחוזקה לחלק העליון של המכשיר, והצמדה מוצלחת תייצר נקודה רטובה בממשק. כאשר מסתכלים בזווית הנכונה, הנקודה הרטובה תשקף קשת של צבעים. השלב הבא הוא להשתמש במערך האפיון.למכשיר יש שלושה מקורות לייזר, אדום, ירוק וכחול, בקצה אחד. האור מהלייזרים עובר תחילה דרך מחליש משתנה, לאחר מכן דרך לוח חצי-גל, ואז דרך מפתח משתנה, ולבסוף דרך עדשה ממקדת. האור הממוקד פוגע במנסרה שעל הדגימה, אשר תותקן על במה סיבובית זו.סכימה זו מספקת סקירה כללית של הרכיבים האופטיים, שלב הסיבוב והאלקטרוניקה. לאחר שהאור נכנס למכשיר, הזנה של אות בתדר רדיו יוצרת גלי אקוסטיקה פניים. אלו גורמים לאור לצאת בזווית שניתנת לבקרה לפי התדר, ולהגיע למד הספק.הגדירו את המכשירים לאיסוף נתונים על פני טווח של תדרים ומיקומים. התקינו את המכשיר עם המנסרה והמחזיק על פלטפורמת הסיבוב. מקמו את המכלול כך שהאור מהעדשת המיקוד יפגוש תחילה את המנסרה.כדי לכייל את המכשיר, הדלק ראשית את הלייזר וכוונן את המנחית עד שעוצמת האור המפוזר תהיה נוחה לעין. לאחר מכן, מקם מקטב במסלול הקרן לאחר לוחית חצי-גל. כוון אותו כך שיחסום אור מקוטב אופקית.סובב את לוחית חצי-הגל כדי להשיג ניחות מרבי של אור הלייזר. לאחר שהדבר הושג, הסר את המקטב. כעת, חזור לפלטפורמת הסיבוב כדי לסובב אותה באופן ידני.כווננו את המכשיר כך שאור הלייזר יהיה בזווית כניסה נכונה ביחס למשטח העליון של המכשיר. יישרו את הפריזמה באמצעות במת ההזזה הליניארית שעל במת הסיבוב. התאימו את היישור עד שנקודת המוקד של אור הלייזר תעבור דרך הפינה של 90 מעלות של הפריזמה.בשלב זה, בצעו כוון সূטיל של במה הסיבוב כדי להשיג צימוד. עקבו אחר המכשיר. כאשר מדריך הגל מתחיל להצמד, מופיע במדריך הגל פס אור אופייני הנובע מפיזור.דרך נוספת לאימות הצימוד היא להנחית את האור היוצא מההתקן על מישור אחורי. במישור האחורי, יש לאשר את נוכחותם של קווי אופן (mode lines) אופייניים של האור. אלו הם אופני חשמל רוחביים (transverse electric modes) שונים.ברגע שזוהה צימוד, כוונן بدייק את בימי הסיבוב וההזזה כדי להגביר את הצימוד האוונסנטי. לאחר מכן, הכן את הכבל המחבר את לוח הפריצה למגבר ולמחולל האותים. בצע את החיבור לכניסת האות של לוח הפריצה.המשיכו על ידי הפעלת גנרטור אותי התדר הרדיו (RF) והמגבר. בשלב זה מומלץ לבצע בדיקה ראשונית של המכשיר. סרקו את התדר מ-400 megahertz עד 600 megahertz ובדקו אם קיימת סטייה של האור.לפני ההמשך, פנו את נתיב הקרן וודאו שמד ההספק נמצא במקומו. לאחר מכן, חזרו לממתן שנמצא בנתיב האופטי. שם, ביטלו כל ממתן שהוצב למטרות בטיחות במהלך הכיוון.לבסוף, השתמשו בתיבה מבודדת אופטית כדי לכסות את כל מערך האפיון למשך הניסוי. השתמשו בתוכנה לבקרת מכשירים כדי להפעיל את מערך האפיון. בניסוי זה נעשה שימוש ב-lab view, המריצה תוכנית בדיקה מותאמת אישית.לאחר הזנת פרמטרי הבדיקה, הפעילו את התוכנית. הרצת הסקריפט צריכה להיארך פחות מחמש דקות. במהלך הבדיקה, ייווצר גרף שניתן להפעיל עליו מניפולציות.הן הגרף והן הנתונים יישמרו. נתונים אלו, שנאספו לפני אריזת המכשיר, מיועדים למנתח שכבות דקות מסחרי. הציר האנכי מייצג את עוצמת הלייזר.הציר האופקי הוא מדד לסיבוב המכשיר. שתי השקיעות תואמות לזוויות שבהן מוד מונחה מאפשר לאור להיכנס למוליך הגלים ויוצא בקצה המכשיר, ובכך נמנעת החזרה אל מד ההספק. נתוני הספק אופטי אלו, שנאספו לאחר האריזה, מקוריים ממכשיר האפיון.הגרף הוא תוצאה של סריקה של קלט התדר הרדיואי ב-megahertz ומיקום מד ההספק ב-millimeters. השליכה של הנתונים על ציר ה-Y נותנת את תגובת התדר של המכשיר. השליכה על ציר ה-X נותנת את טווח פלט האור העשיר בדיפרקציה.השיפוע של הנתונים במישור XY מספק אינדיקציה לליניאריות של הסריקה. גרף זה משלב נתונים גולמיים ממספר ניסויים בכל שלושת אורכי הגל עבור אופני הניתוב TE 1. אם התגובה עבור כל צבע סמוכה בתדר וחופפת בזווית, ההתקן מתאים לבקרת תדר של צבע.לאחר רכישת המיומנות, אפיון מלא באור אדום, ירוק וכחול עבור ערוץ בודד אורך 30 דקות. כמובן שדמויות ברזולוציה גבוהה דורשות זמן רב יותר. לאחר פיתוחה, סללה טכניקה זו את הדרך עבור חוקרים בתחום האלקטרוהולוגרפיה לחקור ריבוי חלוקת תדרים במודולטורים של אור מרחבי המונחים במוליכי גל.לאחר צפייה בסרטון זה, תהיו בעלי הבנה טובה לגבי האופן שבו ניתן לאפיין מודולטורים מרחביים באופן הדיר. דבר זה כולל צימוד פריזמה נכון, הליכי יישור ובדיקה.

characterization-of-anisotropic-leaky-mode-modulators-for-holovideo

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

חיישן מייקרו רגישות גבוהה פוטוניים פותח לגילוי שדה חשמלי. החיישן מנצל את המצבים האופטיים של מרחב דיאלקטרי. שינויים בשדה החשמלי החיצוני מטריד את מורפולוגיה הכדור שהובילה לשינויים במצבים האופטיים שלה. עוצמת השדה החשמלית שנמדדה על ידי ניטור אופטיים המשמרות האלה.

פיתוח של חיישני Whispering גלרית Mode פולימריים מייקר אופטי שדה חשמליים

אנו מציגים מערכת הולוגרפית דיגיטלית קומפקטית השתקפות (CDHM) לבדיקה ואפיון של התקני MEMS. עיצוב-פחות עדשה באמצעות גל קלט לסטות מתן גדלה גיאומטרית טבעית מודגם. שני המחקרים סטטי ודינמי מוצגים.

עדשה-פחות קומפקטי מיקרוסקופ הולוגרפי הדיגיטלי פיקוח MEMS ואפיון

מוצג פרוטוקול לאיתור ואוטומציה של נעילת מצב בלייזר סיבים סיבובי קיטוב לא ליניארי מותאם מראש. הזיהוי של שינוי פתאומי במצב קיטוב הפלט כאשר מתרחשת נעילת מצב משמש כדי להורות על יישור של בקר קיטוב תוך-חלל על מנת למצוא תנאי נעילת מצב.

אוטומציה של מצב נעילה בתוך לייזר סיב סיבוב קוי קיטוב באמצעות מדידות קיטוב פלט

התקנים מיקרופלואידיים רב-שכבתיים כוללים לעתים קרובות ייצור של תבניות מאסטר עם גיאומטריות מורכבות לפונקציונליות. מאמר זה מציג פרוטוקול שלם עבור פוטוליתוגרפיה רב-שלבית עם שסתומים ומאפייני גובה משתנה הניתנים לכוונון לכל יישום. כהדגמה, אנו מייצרים מחולל טיפות מיקרופלואידיות המסוגל לייצר חרוזי הידרוג'ל.

פוטו-ליתוגרפיה גובה רב שלבי משתנה עבור Valved רב שכבתי מכשירים microfluidic

אנו מדגימים שידור של אותות עצמאיים מרובים דרך סיב רב-מצבי באמצעות עיצוב חזית גל תוך שימוש במודולטור אור מרחבי יחיד. על ידי אפנון חזית הגל עבור כל אות בנפרד, מועברים מוקדים מופרדים מרחבית. יישומים פוטנציאליים הם העברת נתונים מרובה בהנדסת תקשורת והעברת אור אנדוסקופית בביופוטוניקה.

העברת אותות מרובים דרך סיב אופטי באמצעות Wavefront לעיצוב

פרוטוקול עבור עיצוב קרן קבועה-קבוע באמצעות של לייזר דופלר ממדי רטט (LDV), כולל את המדידה של תדירות כוונון, שינוי של כוונון יכולת, והימנעות של כשל בהתקן, stiction, מוצג. העליונות של השיטה LDV מעל במנתח רשת הוא הפגין בשל היכולת למצב גבוה יותר.

עיצוב, אפיון מתודולוגיה למסננים Tunable MEMS יעיל לטווח רחב

אנו מראים כיצד לקודד מורכבים בתחום קרני לייזר באמצעות רכיב חד-פאזי. Interferometer קומון-נתיב הוא מועסק כדי לערבב את המידע שלב המוצג לתוך פאזה בלבד מאפנן אור מרחבי סוף סוף לאחזר את התבנית הרצויה שדה מורכבים על הפלט של מערכת הדמיה אופטית.

בעיצוב של משרעת ושלב של קרני לייזר על-ידי שימוש של פאזה בלבד מאפנן אור מרחבי

פרוטוקול עבור הזיוף של נוזל cholesteric רעיוני מגובש להציג מכשיר המכיל מוצגים dopant כיראלי מגיב חמצון-חיזור המאפשר תפעול מהיר מתח נמוך.

אלקטרוכימי Cholesteric נוזל גבישי התקן עבור אפנון מהירה וצבע מתח נמוך

ייצור של התמרה במצב עובי פיזואלקטריים באמצעות התזה הנוכחי ישיר של אלקטרודות צלחת על ליתיום niobate מתואר. בנוסף, הפעולה המהימנה מושגת עם בעל מתמר ומערכת אספקת נוזלים ואפיון מומחש באמצעות ניתוח עכבה, דופלר לייזר וויברמטריה, הדמיה במהירות גבוהה, ו-droplet גודל התפלגות באמצעות פיזור לייזר.

ייצור ואפיון של מכשירי פיזואלקטריים במצב עובי לאטוביזציה

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.

הדגמה של ספין-מוליקס וכיוון-multiplexed כל-Dielectric גלוי Metaholograms

מאמר זה עוקב אחר מחזור החיים של מהוד ממברנת סיליקון ניטריד, מתכנון דרך ייצור ועד אפיון.

ייצור ואפיון של מהודי ממברנת סיליקון ניטריד High-Q

למד אפיון מודולטורים אניזוטרופיים עם מצבי רטיבות לאופטיקה מוליכה עבור הולוגרפיה דינמית. שיטה זו מספקת נתונים חיוניים להבנת מעברי מצבים ואופטימיזציה של התקנים אלקטרואופטיים.

אפיון אניזוטרופי הרותחת מצב מאפננים עבור Holovideo

גלה סרטונים נוספים