Holovideoための異方性漏洩モードモジュレーターのキャラクタリゼーション

この手順の全体的な目標は、空間光変調器の周波数応答を角度出力にマッピングすることにより、空間光変調器の特性を再現可能に特性評価することです。この方法は、ガイド付きリーキーモード遷移の特定や最適化要件など、エレクトロホログラフィー分野の重要な質問に答えるために必要な重要なデータを提供するのに役立ちます。この手法の主な利点は、リーキーモード遷移を明確に分離し、その直線性、相対強度、角拡散、および動作周波数に関する再現性のある情報を迅速に取得できることです。

このプロセスを視覚的に示すことは、アライメントとプリズム結合の両方が説明しにくい視覚的な手がかりに依存しているため、非常に重要です。デバイスの特性を評価するには、まず無線周波数ブレークアウトボードに取り付ける準備をします。デバイス、RFブレークアウトボード、および取り付けプラットフォームを作成するための3つのスライドガラスを準備します。

1 つのスライドが他の 2 つのスライドよりも大きいです。U字型のプラットフォームのベースを形成します。最大のスライドで作業を開始します。

スライドの最長寸法の左端の4分の1に、瞬間接着剤のたっぷりとしたビーズを置きます。次に、小さいスライドの向きを、その最長寸法が最初のスライドの寸法に垂直になるようにします。2 つのスライドの左端を揃えて、左下隅が重なるようにします。

それらを接触させ、接着剤が固まるまでスライドにしっかりと均等な圧力をかけます。右側についても同様の手順を繰り返します。これにより、U字型の構造になります。

デバイスを取り付けるには、U.Nowの中央にあるプラットフォームに両面テープを貼り、特性評価するリーキーモード変調器を使用します。デバイスの端が研磨され、使用できる状態になっていることを確認します。次に、プラットフォーム上に既にあるテープの上にデバイスを置きます。

デバイスの端が取り付けプラットフォームの端からはみ出るように取り付けて、光路の干渉を避けます。この時点で、RFブレークアウトボードを取り付けます。ブレークアウトボードは、デバイスから出る光のビーム経路に入らないように取り付けます。

次のステップはワイヤボンディングです。これは、ワイヤボンディングされた後のデバイスとブレークアウトボードです。次に、適切なプリズムを選択して光をデバイスにカットし、イソプロピルアルコールを使用してデバイスと接触する表面を清掃します。

さらに、デバイスの接触面を清掃します。次に、プリズムをデバイスに配置して、テストするデバイスチャネルの中央にくるようにします。クランプ機構を使用して、プリズムの底部をデバイスの上部にしっかりと押し付け、エレメントを結合します。

クランプ機構は、プリズムの底部をデバイスの上部にしっかりと押し付ける必要があり、カップリングが成功すると、界面にウェットスポットが生成されます。適切な角度で見ると、濡れたスポットは虹色の反射をします。次のステップは、特性評価装置を利用することです。

この装置は、一端に赤、緑、青の3つのレーザー光源を備えています。レーザーからの光は、最初に可変減衰器を通過し、次に半波長板を通過し、次に可変絞りを通過し、最後に集光レンズを通過します。集光された光は、この回転ステージに取り付けられるサンプル上のプリズムに当たります。

この回路図は、光学素子、回転ステージ、および電子機器の概要を示しています。光がデバイスに入ると、無線周波数信号の入力により弾性表面波が生成されます。これにより、光は周波数制御可能な角度で出射し、パワーメーターに落下します。

さまざまな周波数と位置でデータを収集するように機器を設定します。プリズムとホルダーを備えたデバイスを回転プラットフォームに取り付けます。集光レンズからの光が最初にプリズムに当たるようにアセンブリを配置します。

デバイスの位置合わせを行うには、まずレーザーをオンにし、散乱光の強度が目に快適になるまで減衰器を調整します。次に、半波長板の後のビーム経路に偏光子を配置します。水平偏光を遮るように向き

半波長板を回転させて、レーザー光の減衰を最大化します。これが達成されたら、偏光子を取り外します。次に、回転プラットフォームに戻って手動で回転させます。

レーザー光がデバイスの上面に対して適切な入射角になるように調整します。回転ステージの上に線形並進ステージを使用してプリズムを位置合わせします。レーザー光の焦点がプリズムの90度の角を通過するまで、位置合わせを調整します。

この時点で、回転ステージを微調整して結合を実現します。デバイスを監視します。導波路が結合し始めると、散乱から導波路に特徴的な光の筋が現れます。

結合を確認する別の方法は、デバイスから出る光をバックプレーンに落とすことです。背面で、ライトの特徴的なモードラインの存在を確認します。これらはさまざまな横方向の電気モードです。

結合が検出されたら、回転ステージと並進ステージを微調整して、エバネッセント結合を増やします。次に、ブレイクアウトボードをアンプと信号発生器に接続するケーブルを準備します。ブレイクアウトボードの信号入力に接続します。

無線周波数信号発生器とアンプの両方をオンにして続行します。ここでは、デバイスの予備テストを行うと便利です。周波数を 400 メガヘルツから 600 メガヘルツにスイープし、光の偏向を確認します。

続行する前に、ビーム経路をクリアし、パワーメーターが所定の位置にあることを確認してください。その後、光路内の減衰器に戻ります。そこで、アライメント中の安全のために実装された減衰を元に戻します。

最後に、光学的に分離するボックスを使用して、実験期間中、特性評価装置全体を覆います。機器制御ソフトウェアを使用して、特性評価装置を実行します。この実験では、ラボ ビューを使用して、カスタム テスト プログラムを実行します。

テストパラメータを入力したら、プログラムを実行します。スクリプトの実行には 5 分もかかりません。テスト中に、操作可能なプロットが生成されます。

プロットとデータの両方が保存されます。デバイスがパッケージ化される前に収集されたこのデータは、市販の薄膜分析装置用です。縦軸はレーザー強度です。

横軸は、デバイスの回転の尺度です。2つのディップは、ガイドモードが光が導波路に入り、デバイスの端から出る角度に対応しているため、パワーメーターへの反射を回避できます。この光パワーデータは、パッケージング後に収集され、特性評価装置から収集されます。

このプロットは、無線周波数入力をメガヘルツでスキャンし、パワーメーターの位置をミリメートル単位でスキャンした結果です。Y軸へのデータの投影により、デバイスの周波数応答が得られます。X軸上の投影は、回折光出力のスパンを示します。

XY平面のデータの傾きは、スキャンの直線性の感覚を提供します。このプロットは、TE 1 ガイドモードの 3 つの波長すべてにおけるいくつかの実験から得られた生データを組み合わせたものです。各色の応答が周波数が隣接し、角度が重なっている場合、そのデバイスは色の周波数制御に適しています。

マスターすると、1つのチャンネルの赤、緑、青の光での完全な特性評価には30分かかります。もちろん、高解像度の画像には時間がかかります。その開発後、この技術は、エレクトロホログラフィーの分野の研究者が波動誘導空間光変調器における周波数分割多重化を探求する道を開きました。

このビデオを見れば、空間変調器を再現性のある方法で特性評価する方法を十分に理解できるはずです。これには、適切なプリズムカップリング、アライメント、およびテスト手順が含まれます。