Questo lavoro descrive la fabbricazione e la caratterizzazione di modulatori in modalità leaky anisotropic per video olografici.
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Articolo metodologico
Caratterizzazione di anisotropi Leaky modalità modulatori per Holovideo
In questo articolo
Sommario
Abstract
I display Holovideo si basano su modulatori di luce spaziali che piegano la luce. Uno di questi modulatori di luce spaziale è il modulatore anisotropo in modalità leaky. Questo modulatore è particolarmente adatto per la sperimentazione di video olografici in quanto è relativamente semplice ed economico da fabbricare1-3. Alcuni vantaggi aggiuntivi dei dispositivi in modalità leaky includono: ampia larghezza di banda aggregata, separazione della polarizzazione della luce del segnale dal rumore, grande deflessione angolare e controllo della frequenza del colore1. Per realizzare questi vantaggi, è necessario essere in grado di caratterizzare adeguatamente questi dispositivi in quanto il loro funzionamento dipende fortemente dai parametri della guida d'onda e del trasduttore4. Per caratterizzare i modulatori, gli autori utilizzano un accoppiatore a prisma commerciale e un apparato di caratterizzazione personalizzato per identificare i modi guidati, calcolare lo spessore della guida d'onda e infine mappare l'ingresso di frequenza del dispositivo e l'uscita angolare dei modulatori in modo perdente. Questo lavoro fornisce una descrizione dettagliata della misurazione e della caratterizzazione di modulatori in modalità leaky adatti per video olografici a colori.
Introduzione
La maggior parte delle tecnologie di visualizzazione olografiche, come le valvole di luce pixelated così come i dispositivi MEMS e onda di massa modulatori acusto-ottica, sono troppo complessi per consentire un'ampia partecipazione nel loro sviluppo. Modulatori Pixellato, in particolare quelli con strati filtranti e aerei schiena attivi possono richiedere decine di passaggi di patterning per costruire 5 e possono essere limitati da fan-out 6. Maggiore è il numero di patterning i passaggi più alto è il dispositivo di complessità, ed il più stretto il protocollo di fabbricazione deve essere quello di ottenere ragionevoli resa dispositivo ....
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Protocollo
1. Preparazione iniziale
Nota: Inizia con una nuova niobato di litio di wafer X-cut. Dovrebbe essere grado ottico, spessore di 1 mm, pulita, con niente depositato sulla superficie, entrambi i lati lucidati, e il lato superiore assegnati.
- Utilizzando un Electron Beam evaporatore o macchina equivalente ad un vuoto di 50 μTorr, evaporare 200 nm alluminio sul wafer a 5 Å / sec. Per replicare i risultati presentati, posizionare la costellazione di wafer di 65 cm sopra il crogiolo di alluminio.
- Spin on 30 gocce di una foto resist positivo, come AZ3330, a 3000 rpm per 60 sec. Softbake resist a 90 ° C per 60 sec. Nota: Per una descrizione dettagl....
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Risultati
I principali risultati del protocollo di cui sopra sono la misura modo guidato dal copulante prisma commerciale mostrato in figura 2, la singola frequenza, dati di ingresso grezzi / uscita raccolti dal copulante prisma misura mostrati in Figura 8 e le curve multicolore mostrati in figura 9. nei paragrafi che seguono si discute il informazioni fruibili prodotte da ciascuna di queste uscite.
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Discussione
La progettazione di ogni dispositivo è dotato di due passaggi critici, scambio protonico e lo sviluppo della LOR. Dei due, tempo di scambio protonico determina la profondità della guida d'onda, che a sua volta determina il numero di transizioni guidata perde modalità, la banda di frequenza controllabile, e ogni parametro di progetto chiave per ogni colore della luce. Due modi guidati in rosso è desiderato. Se esistono più quindi la larghezza di banda è sacrificato. Se meno esiste, non ha guidato la transizione di mo.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Gli autori ringraziano il sostegno finanziario Air Force Research Laboratory contratto FA8650-14-C-6571 e da DAQRI LLC.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| X-Cut Niobato di litio | Gooch e Housego | 99-00630-01 | Niobato di litio 3″ Diametro X-CUT Wafer 1 mm Polacco/Polacco |
| Positivo Photo Resist 1 | EMD Performance Materials | AZ 3330 F Photoresist | Utilizzato nella creazione della maschera a scambio protonico |
| Photoresist Developer | EMD Performance Materials | AZ MIF 300 | Sviluppa AZ3330 e LOR 3A |
| Aluminium International Advanced | Materials | AL13 | puro al 99,999% |
| Etch | Transene | Tipo A Alluminio Mordenzante | |
| Acido Benzoico | Sigma Aldrich | 109479-500G | 99% |
| puro Acetone | Fisher Chemical | UN1009 | |
| IPA | Fisher Chemical | UN1219 | 99,5% puro alcol isopropilico |
| Acidic Piranha etch | Cyantek Corperation | Nanostrip | |
| Under Layer Resist | Micro Chem | LOR 3A | Strato inferiore utilizzato per liftoff |
| Positive Photo Resist | Micro Chem | 950 PMMA A9 | Strato superiore utilizzato per il decollo |
| Anisole | Micro Chem | A Diluente | |
| Polimero conduttivo soluzione acquosa | Mitsubishi Rayon Company | AquaSAVE | |
| MIBK (4-metil-2-pentanone) | Sigma Aldrich | 360511 | sviluppa PMMA |
| NMP (1-metil-2-pirrolidone) | Sigma Aldrich | l'evaporatore | E liftoff |
| Denton Vacuum | Integrità 20 | Qualsiasi attrezzatura equivalente sarebbe sufficiente. | |
| Filatore a film sottile | Laurell Technologies Corporation | WS-400A-6NPP-LITE | Qualsiasi attrezzatura equivalente sarebbe sufficiente. |
| Allineatore maschera | Karl Suss America Inc. | MA 150 CC | Qualsiasi attrezzatura equivalente sarebbe sufficiente. |
| Sega automatica per cubetti | Disco Corperation | Disco Dad 320 | Qualsiasi attrezzatura equivalente sarebbe sufficiente. |
| Forno a muffola | Thermo Scientific | FB1415M | Qualsiasi attrezzatura equivalente sarebbe sufficiente. |
| Microscopio elettronico | FEI | XL30 ESEM | Qualsiasi attrezzatura equivalente sarebbe sufficiente. |
| Forno di disidratazione | Strumenti Lab-Line | Ultra-pulito 100 (3497M-3) | Qualsiasi attrezzatura equivalente sarebbe sufficiente. |
| Piastra riscaldante | Thermo Scientific | SP131325 | Qualsiasi attrezzatura equivalente sarebbe sufficiente. |
| Lucidatrice | Ultra Tec Mfg., Inc. | Fine Ultrapol & Lucidatrice per bordi | Qualsiasi attrezzatura equivalente sarebbe sufficiente. |
| Classe IIIb 12 V RBG Laser: Lunghezze d'onda (nm): 638, 532 e 445 | Acquistato di seconda mano. Probabilmente tirato fuori da un proiettore laser. Qualsiasi attrezzatura equivalente sarebbe sufficiente. | ||
| Generatore di segnale | Agilent | 8648D | Ora disponibile presso Keysight. Obsoleto. Qualsiasi attrezzatura equivalente sarebbe sufficiente. Scansione di frequenza necessaria: 9 kHz-1.000 MHz. |
| Amplificatore di segnale | Mini-Circuits | TB-17 | Necessario solo per superare i limiti del generatore di segnale. |
| Regolatore del misuratore | di potenza ThorLabs | PM100D | Con misuratore di potenza modello S130C. Qualsiasi attrezzatura equivalente sarebbe sufficiente. Sensibilità necessaria 500 prigioniero di guerra. |
| Attuatore Lineare Controllore | Newport | ESP7000 | Con attuatore lineare modello MFN25PP. Qualsiasi attrezzatura equivalente sarebbe sufficiente. Esigenze 0,1 precisione in mm. |
| Caratterizzazione del dispositivo automatizzato.vi | Software di controllo sperimentale | LabView | Trovato nell'appendice |
| CompareWDMmodes.m | Software | analitico MATLab della BYU | Trovato nell'appendice |
Riferimenti
- 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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Ristampe e permessi
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