Name: 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 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-19T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 36 s
Description: 学ぼう、空間光変調器の再現性ある特性評価手法を、周波数応答と角度出力のマッピングによって。電気ホログラフィーにおける漏洩モード遷移の理解と最適化に不可欠なデータを提供します。

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</ol>

著者らは、開示することは何もありません。

各デバイスの設計は、2つの重要なステップ、LORのプロトン交換と開発しています。 2つのうち、プロトン交換時間は、順番に漏洩モードに導か遷移、制御可能な周波数帯域幅、及び光の各色毎に重要な設計パラメータの数を決定し、導波路の深さを決定します。赤で二つの導波モードが望まれます。以上が、その後存在する場合、帯域幅が犠牲になります。以下が存在その後、漏洩モードの移行に導かないが保証されていない場合。所望の結果を達成するためにプロトン交換時間を修正するために、ステップ2.2.1の注に従ってください。 適切なLORの開発は、適切なリフトオフとすだれ状電極のそれによって、適切な機能のために必要とされます。それは最高の体験を通して習得ステップです。 50％の溶液を約35秒で同じことをするでしょうしながら、開発者の非希釈溶液は7秒でトランスデューサの指を吹き出します。正確な時間は必要性を作成し、デバイスによって異なります以上の溶液を希釈するために繰り返し迅速​​な暴露に続いて50％溶液中で25秒間の装置を開発します。パンクが減少開発時間や溶液濃度を生じた場合、所望の結果を達成します。 <p...

このようなピクセル化ライトバルブだけでなく、MEMSデバイス及びバルク波の音響光学変調器などのほとんどのホログラフィック・ディスプレイ技術は、その開発における幅広い参加を可能にするにはあまりにも複雑です。ピクセル化変調器、フィルター層およびアクティブバックプレーンで特には5を構築するためのパターニング工程の数十を必要とするかもしれないし、ファンアウト6によって制限される場合があります。大きいパターニングの数は、上位装置の複雑さを段階的に説明し、緊密な製造プロトコルは、合理的なデバイスの歩留まり7を達成するためにでなければなりません。バルク波の音響光学変調器は、ベースのプロセス8,9をウエハに向いていません。異方性漏洩モード変調器は、しかしながら、製造比較的標準的な微細加工技術10,11を利用するために2つだけのパターニング工程を必要とします。ささやかな製造設備を持つ任意の機関がhの開発に参加するために、これらのプロセスのアクセスは、それを可能にしますolographic映像表示技術12。 装置の適切な機能を慎重に測定し、所望のデバイス特性を達成するように調整されなければならない導波路に強く依存しているように、デバイス製造の単純さは、しかし、魅力的なことができます。導波路が深すぎる場合、例えば、装置の動作帯域幅は、13を狭くします。ウェーブガイドが浅すぎる場合、デバイスは赤色照明のために動作しない場合があります。導波路は、長すぎるアニーリングされる場合、導波路の深さプロファイルの形状が歪むされ、赤、緑、青の遷移は、周波数領域14に隣接し座っていてもよいです。本研究で著者らは、この特徴付けを実行するためのツールやテクニックを紹介します。 漏洩モード変調器は、プロトンで構成された圧電の表面にindiffused導波路、Xカットニオブ酸リチウム基板15,16を交換しました 。一端に導波路のアルミニウムインターディジタルトランスデューサである、 図1を参照光は、プリズム結合器17を用いた導波路に導入されます。変換器は、次に、y軸に沿って導波路に光をcontralinearly相互作用表面弾性波を起動します。この相互作用のカップルはバルク内に、導波路の外に漏れると、最終的には端面18,19から基板を出る漏洩モードに光を導きました。この相互作用はまた、TE偏波光からTMに偏光が漏れモードの偏光を回転させます。弾性表面波のパターンがホログラムであり、走査ホログラフィック画像を形成する出力光を整形することが可能です。 導波路は、プロトン交換により生成されます。まず、アルミニウムを基板上に堆積されます。次いで、アルミニウムは、導波路チャネルになるように基板の領域を露出させるために、フォトリソグラフィとエッチングパターン化されます。残りのアルミニウムはハードとして働きますマスク。基板は露光領域における表面のインデックスを変更する安息香酸の溶融物中に浸漬されています。装置は、除去洗浄し、マッフル炉でアニールされます。導波路の最終的な深さは、漏洩モード遷移の数を決定します。導波路の深さは、各色4用の各ガイド付きツーモード遷移の周波数を決定します。 アルミニウムトランスデューサをリフトオフすることにより形成されています。導波路を形成した後、電子ビームレジスト基板上にスピンコートされます。すだれ状電極は導波路デバイスで色を制御する責任200 MHz帯に応答するように設計されたチャープ変換器を形成するために、電子ビームでパターン化されます。指期間がΛƒ=、指期間で、ΛV、Vによって決定され、ƒ、無線周波数（RF）は、基板内の音の速度であり、。トランスデューサは、効率的な操作20、75オームに整合させなければならないインピーダンスを持つことになります。 &lt;漏洩モードの相互作用に導かれ、Pクラス= &quot;jove_content&quot;&gt;は、照明光の異なる波長について異なる周波数であり、赤、緑、青の光は、周波数領域で制御することができ、その結果として生じます。弾性表面波パターンはインターディジタル変換器に送られるRF信号によって生成されます。入力信号RFは、表面弾性波パターンの空間周波数に変換します。低周波信号は、赤色光の角度掃引及び振幅を制御するように、中間周波数が緑色の光を制御し、高周波数が青色光を制御しながら、導波路を製造することができます。著者らは、これらの相互作用のすべての3つは、周波数領域で分離して、隣接することを可能にする導波路パラメータのセットを同定したので、3つのすべての色は、商品のグラフィックス処理ユニットの最大帯域幅は、（単一の200MHzの信号で制御することができますGPUは）。 GPUチャネルの帯域幅を照合することによって漏洩モード変調器のそれに、システムが完全に平行で、非常にスケーラブルになります。 GPUと漏洩モード変調チャネルの帯域幅整合ペアを追加することによって、人は任意のサイズのホログラフィック・ディスプレイを構築することができます。 デバイスが作成されると、慎重に導か対漏洩モード遷移のための周波数は、色の周波数制御のために適切であることを確認するために特徴付けられます。まず、導波モードの位置は、導波路は、適切な深さと導波モードの正確な数を持っていることを確認するために、商業プリズムカプラによって決定されます。デバイスが搭載され、パッケージ化された後、次いで、それらがスキャン出力光の入力周波数をマッピングカスタムプリズムカプラーに配置されます。得られたデータは、周波数入力応答と試験されるデバイスのために、赤、緑、青の光に対する角度出力応答を与えます。デバイスが正しく製造されている場合、デバイスの入力応答は、に分離されます周波数及び出力応答は、角度的に重複します。これが確認されると、装置は、ホログラフィックビデオディスプレイに使用するための準備ができています。 デバイスがパッケージ化されています前に、最初の測定が行われます。導波路の深さは、市販のプリズムカプラによって決定されます。これは、ただ1つの照明波長（典型的には632赤nm）を用いて達成することができるが、著者らは、それが、赤、緑、青の光のためのモード情報を収集できるように、それらの商業プリズムカプラを変更しました。包装後、装置は、入力されたRFの関数として偏向した出力光を記録するカスタムプリズムカプラーで第二の測定を受けます。これらの測定の詳細な説明は以下の通りです。製造工程も記載されています。

<table><tbody><tr><td>X-Cutリチウムニオブ酸</td><td>グーチとHousego</td><td>99-00630-01</td><td>リチウムニオブ酸3&プライム;エックスカットウェハ径 1&nbsp;mm ポリッシュ/ポリッシュ</td></tr><tr><td>ポジ フォトレジスト 1</td><td>EMD Performance Materials</td><td>AZ 3330 F フォトレジスト</td><td>プロトン交換マスクの作成に使用</td></tr><tr><td>フォトレジスト開発者</td><td>EMD Performance Materials</td><td>AZ MIF 300</td><td>AZ3330 および LOR 3A</td></tr><tr><td>アルミニウム</td>を開発 <td>International Advanced Materials</td><td>AL13</td><td>99.999% 純</td></tr><tr><td>アルミニウム エッチング</td><td>トランセン</td><td>タイプA アルミニウムエッチング液</td><td></td></tr><tr><td>の安息香酸</td><td>シグマAldrich</td><td>109479-500G</td><td>99%純粋な</td></tr><tr><td>アセトン</td><td>フィッシャーの化学薬品</td><td>UN1009</td><td></td></tr><tr><td>IPA</td><td>の純粋なイソ</td><td></td><td>プロピルアルコール</td></tr><tr><td>の酸性ピラニアのエッチング</td><td>CyantekのCorperationの</td><td>ナノストリップ</td><td></td></tr><tr><td>の下の層のレジスト</td><td>マイクロケム</td><td>LOR 3A</td><td>の最下の層のために使用されるリフトオフ</td></tr><tr><td>ポジ フォトレジ</td>スト <td>マイクロケム</td><td>950 PMMA A9</td><td>リフトオフに使用される最上層</td></tr><tr><td>アニソール</td><td>マイクロケム</td><td>A シンナー</td><td></td></tr><tr><td>導電性高分子水溶液</td><td>三菱レーヨン社</td><td>アクアセーブ</td><td></td></tr><tr><td>MIBK (4-メチル-2-ペンタノン)</td><td>シグマ アルドリッチ</td><td>360511</td><td>PMMA</td></tr><tr><td>NMP (1-メチル-2-ピロリドン)</td> <td>シグマを開発Aldrich</td><td>328634</td><td>リフトオフ</td></tr><tr><td>Eビームエバポレーターに使用&nbsp;</td><td>デントン掃除機&nbsp;</td><td>完全性 20</td><td>同等の機器で十分です。</td></tr><tr><td>薄膜スピナー</td><td>ローレル・テクノロジーズ・コーポレーション</td><td>WS-400A-6NPP-LITE</td><td>同等の機器で十分です。</td></tr><tr><td>マスクアライナー&nbsp;</td><td>カール・サス・アメリカ社</td><td>MA 150 CC</td><td>同等の機器で十分です。</td></tr><tr><td>オートマチックダイシングソー&nbsp;</td><td>Disco Corperation</td><td>Disco Dad 320</td><td>同等の機器で十分です。</td></tr><tr><td>マッフル炉</td><td>Thermo Scientific</td><td>FB1415M</td><td>同等の機器で十分です。</td></tr><tr><td>電子顕微鏡</td><td>FEI</td><td>XL30 ESEM</td><td>同等の機器であれば十分です。</td></tr><tr><td>脱水オーブン</td><td>ラボライン機器&nbsp;</td><td>ウルトラクリーン100&nbsp;(3497M-3)</td><td>同等の機器で十分です。</td></tr><tr><td>ホットプレート</td><td>Thermo Scientific</td><td>SP131325</td><td>同等の機器で十分です。</td></tr><tr><td>ポリッシャー</td><td>ウルトラテック製作所</td><td>ウルトラポールエンド&エッジポリッシャー同等の</td><td>機器で十分です。</td></tr><tr><td>クラスIIIb 12&nbsp;V RBGレーザー:波長(nm):638、532、および445</td><td></td><td></td><td>中古で購入。おそらくレーザープロジェクターから引っ張られたものでしょう。同等の機器で十分です。</td></tr><tr><td>信号発生器</td><td>Agilent</td><td>8648D</td><td>キーサイトで利用可能になりました。廃れた。同等の機器で十分です。必要な周波数スイープ9kHz-1,000MHz。</td></tr><tr><td>信号増幅器</td><td>Mini-Circuits</td><td>TB-17</td><td>信号発生器の制限を克服するためだけに必要です。</td></tr><tr><td>パワーメーターコントローラー</td><td>ThorLabs</td><td>PM100D</td><td>パワーメーターモデルS130C付き。同等の機器で十分です。必要感度 500&nbsp;捕虜。</td></tr><tr><td>リニアアクチュエータコントローラ</td><td>ニューポート</td><td>ESP7000</td><td>リニアアクチュエータモデルMFN25PP付き。同等の機器で十分です。必要 0.1&nbsp;mm精度。</td></tr><tr><td>AutomatedDeviceCharacterization.vi&nbsp;</td>BYUの<td>LabView</td><td>実験制御ソフトウェア</td><td>付録にあります</td></tr><tr><td>CompareWDMmodes.m</td><td>MATLab BYU</td><td>の解析ソフトウェア</td><td>付録にあります</td></tr></tbody></table>

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

Characterization of Anisotropic Leaky Mode Modulators for Holovideo

ホロビデオディスプレイは、光を曲げる空間光変調器に基づいています。 そのような空間光変調器の1つが、異方性リーキーモード変調器です。 この変調器は、1-3を比較的簡単に製造できるため、ホログラフィックビデオ実験に特に適しています。 リーキーモードデバイスのその他の利点には、大きな集約帯域幅、信号光のノイズからの偏光分離、大きな角たわみ、およびカラー1の周波数制御が含まれます。 これらの利点を実現するためには、これらのデバイスの動作が導波路とトランスデューサのパラメータ4に強く依存するため、これらのデバイスを適切に特性評価できる必要があります。 変調器の特性評価のために、著者たちは市販のプリズムカプラーとカスタムの特性評価装置を使用して、ガイドモードを特定し、導波路の厚さを計算し、最後にリーキーモード変調器のデバイスの周波数入力と角度出力をマッピングします。 この作業では、フルカラーホログラフィックビデオに適したリーキーモード変調器の測定と特性評価について詳しく説明します。

プロトコルの原理の結果は、上記の図2、単一周波数に示す商業プリズムカプラから導波モード測定され、カスタマイズされたプリズムカプラから集めた生の入力/出力データは、図8に示されており、多色の曲線は、図9に示します。次の段落では、これらの各出力によって生成される実用的な情報を説明します。 商業プリズムカプラから収集導波モード情報は、導波路の深さを確立するために、主に、使用されているが、モードの数とその間隔は、漏洩モードの動作に関連する他の有用な情報を含みます。設計どおりに動作するように漏洩モードデバイスの場合、それはすべての色のためのガイド・ツー・漏洩モード遷移を持っている必要があり、実験では、各イルミナのために少なくとも2導波モードが存在する場合、これが真であることが示されていますション波長。これは、3つの表示色の少ない...

この作業は、ホログラフィックビデオのための異方性リーキーモード変調器の製造と特性評価について説明しています。

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

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

この手順の全体的な目的は、周波数応答を角度出力にマッピングすることで、空間光変調器を再現性高く特性評価することです。この手法は、導波リーキーモード遷移の特定や最適化要件など、電子ホログラフィー分野における重要な問いに答えるために必要な不可欠なデータの提供に役立ちます。本手法の主な利点は、リーキーモード遷移を明確に分離でき、それらの線形性、相対強度、角度広がり、および動作周波数に関する再現性のある情報を迅速に得られることです。アライメントとプリズム結合はいずれも、言葉で説明することが困難な視覚的な合図に依存するため、このプロセスの視覚的なデモンストレーションが不可欠です。デバイスを特性評価するために、まず高周波（RF）ブレイクアウトボードへの実装準備を行います。デバイス、RFブレイクアウトボード、および実装プラットフォームを作成するためのガラススライド3枚を用意してください。1枚のスライドが他の2枚よりも大きくなっています。これがU字型プラットフォームの土台となります。まず、最も大きいスライドから作業を開始してください。スライドの最長辺の左側4分の1に、強力接着剤をたっぷりと塗布します。次に、もう1枚の小さいスライドを、その最長辺が1枚目のスライドの最長辺と垂直になるように配置します。2枚のスライドの左端を合わせ、左下の角が重なるように調整します。それらを接触させ、接着剤が固まるまでスライドに均等に強い圧力をかけます。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字型の構造が出来上がります。デバイスを固定するために、プラットフォームのU字の中心部分に両面テープを貼り付けます。次に、特性評価を行うリーキーモード変調器を用意します。デバイスの端面が研磨され、使用可能な状態であることを確認してください。その後、プラットフォーム上のテープの上にデバイスを配置します。デバイスの端がマウントプラットフォームの端からはみ出すように固定し、光路を妨げないようにしてください。次に、RFブレークアウトボードをマウントします。デバイスから出射される光のビームパス上にボードが配置されないように固定してください。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後のデバイスとブレークアウトボードです。次に、デバイスに光を導入するために適切なプリズムを選択し、デバイスと接触する表面をイソプロピルアルコールで洗浄します。さらに、デバイスの接触面を洗浄します。次に、プリズムをデバイスの上に配置し、テスト対象のデバイスチャネルの中央に合わせます。続いて、クランプ機構を用い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、各要素を結合させます。クランプ機構でプリズムの底部をデバイス上部にしっかりと押し付けます。正常に結合すると、界面に濡れ面（ウェットスポット）が生じます

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Research

JoVE Journal

Engineering

工学

高感度フォトニックマイクロセンサは、電界検出用に開発されました。センサーは誘電体球の光学モードを利用している。その光学モードの変化につながる外部電場摂動球形態の変化。電界強度は、これらの光学シフトをモニターすることによって測定されます。...

ギャラリーモード高分子マイクロ光電界センサを囁くの開発

私たちは、MEMSデバイスの検査および特徴付けのためにコンパクトな反射デジタルホログラフィックシステム（CDHM）を提示します。自然の幾何学的な倍率を提供発散入力波を用いたレンズレス設計が実証されています。静的および動的の両方の研究が提示されています。...

MEMS検査および特性評価のためのコンパクトなレンズレスデジタルホログラフィック顕微鏡

事前に調整された非線形偏光回転ファイバーレーザーのモードロックを検出し、自動化するプロトコルが提示されます。モードロックが発生したときに出力偏光状態が急激に変化したことを検出することで、キャビティ内偏光コントローラのアライメントを指令し、モードロック条件を検出します。...

出力偏光測定を通じて非線形偏波回転ファイバレーザにおけるモードロックの自動化

多層マイクロ流体デバイスは、機能のために複雑な形状のマスターモールドの製造をしばしば含みます。この記事では、バルブと任意のアプリケーションに合わせて調整可能な可変高さ機能を備えたマルチステップフォトリソグラフィーの完全なプロトコルを紹介します。そのデモンストレーションとして、ハイドロゲルビーズを作製できるマイクロ流体液滴発生装置を作製します。...

バルブ付き多層マイクロ流体デバイスのための多段階可変高さのフォトリソグラフィ

私たちは、単一の空間光変調器を用いた波面整形を使用して、マルチモードファイバーを通じて複数の独立した信号の伝送を実演します。各信号の波面を個別に変調することにより、空間的に分離された焦点が伝送されます。潜在的なアプリケーションは、通信工学における多重化データ転送とバイオフォトニクスにおける内視鏡的光伝送です。...

ウェーブフロントシェイピングを用いた光ファイバを介して複数の信号の伝送

レーザドップラ (LDV) は、チューニング、チューニング機能、および装置の故障や、ヘッドス ライダーの回避の修正周波数測定などを用いた固定固定ビーム設計プロトコルが表示されます。その高いモード機能によりネットワーク アナライザーに LDV...

デザインと効率的な広帯域波長可変 MEMS フィルター特性評価手法

単相要素を使用してレーザー光の複雑なフィールドをエンコードする方法を示します。位相空間光変調光イメージング システムの出力で目的の複雑なフィールド...

位相空間光変調を用いた振幅とレーザー光の位相を形成

迅速かつ低電圧操作を許可する酸化還元応答性キラル不純物の提示を含む反射コレステリック液晶液晶表示デバイス作製のためのプロトコル。...

迅速かつ低電圧の色変調のため電気化学コレステリック液晶結晶デバイス

リチウムニオベート上のプレート電極の直流スパッタリングを介した圧電厚度モードトランスデューサの作製について説明する。さらに、トランスデューサホルダーと流体供給システムで信頼性の高い操作が実現され、インピーダンス分析、レーザードップラービブロメトリー、高速イメージング、およびレーザー散乱を用いた液滴サイズ分布によって特性評価が実証されます。...

微粒化およびアユースト流体のための厚さモード圧電デバイスの作製と特性

スピンおよび方向多重化可視メタホログラムの作製プロトコルを提示し、光学実験を行ってその機能を検証する。これらのメタホログラムは、エンコードされた情報を簡単に視覚化できるため、射出容積表示や情報暗号化に使用できます。...

スピン多重化および方向多重化全誘電体可視メタホログラムの実証

この記事では、窒化ケイ素膜共振器のライフサイクルを、設計から製造、特性評価までたどります。...

高Q窒化ケイ素膜共振器の作製と特性評価

学ぼう、空間光変調器の再現性ある特性評価手法を、周波数応答と角度出力のマッピングによって。電気ホログラフィーにおける漏洩モード遷移の理解と最適化に不可欠なデータを提供します。

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

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