Name: Karakterisering van Anisotropisch Leaky Mode Modulators voor Holovideo (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-19T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 36 s
Description: Leer anisotrope leaky-mode-modulatoren karakteriseren voor holovideo door frequentierespons te koppelen aan hoekuitvoer. Deze methode biedt essentiële gegevens voor elektroholografie-optimalisatie.

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

De auteurs zeer erkentelijk voor de financiële ondersteuning van Air Force Research Laboratory contract FA8650-14-C-6571 en van 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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Het ontwerp van elk apparaat heeft twee kritische stappen, proton uitwisseling en ontwikkeling van de LOR. Van de twee protonen uitwisselingstijd bepaalt de diepte van de golfgeleider, waardoor het aantal geleid lekkende functiewissels, de regelbare frequentiebandbreedte, en elke belangrijke ontwerpparameter voor elke kleur licht bepaald. Twee geleide modi in rood gewenst. Als er meer bestaat dan bandbreedte wordt opgeofferd. Als er minder bestaan ​​dan niet begeleid naar lekkende mode overgang wordt gewaarborgd. Volg d...

De meeste holografisch display technologieën, zoals korrelig licht kleppen evenals MEMS en bulk wave akoestisch-optische modulators, zijn te complex om te zorgen voor brede deelname aan de ontwikkeling ervan. Korrelig modulators, vooral die met filter lagen en actieve back vliegtuigen kunnen tientallen patronen stappen te bouwen 5 vereist en kan worden beperkt door de fan-out 6. Hoe groter het aantal patroonvormende stappen hoe hoger het apparaat complexiteit en de strakker de fabricage protocol moet een redelijke opbrengst inrichting 7 te bereiken. Bulk-wave akoestisch-optische modulators zich niet lenen voor processen 8,9 wafer. Anisotropische lekkende mode modulators, vereisen echter slechts twee patronen stappen te fabriceren en te gebruiken relatief standaard microfabricage technieken 10,11. De toegankelijkheid van deze processen maakt het mogelijk een instelling met een bescheiden assembleert deelnemen aan de ontwikkeling van holographic video display technologie 12. De eenvoud van fabricage inrichting kan verleidelijk zijn, echter, zoals de goede werking van de apparaten is sterk afhankelijk van golfgeleiders die zorgvuldig moet worden gemeten en ingesteld op de gewenste eigenschappen inrichting te verkrijgen. Bijvoorbeeld, als de golfgeleider te diep, operationele bandbreedte van het apparaat worden verkleind 13. Als de golfgeleider te ondiep is, kan het apparaat niet werken voor rode verlichting. Wanneer de golfgeleider te lang gegloeid, zal de vorm van de golfgeleider diepteprofiel vervormd, en de rode, groene en blauwe overgangen mogelijk niet zitten naast in het frequentiedomein 14. In dit werk presenteren de auteurs de tools en technieken om deze karakterisering uit te voeren. Leaky modus modulator bestaat uit een proton uitgewisseld golfgeleider indiffused op het oppervlak van een piëzo x-cut lithiumniobaat substraat 15,16. Aan een eindevan de golfgeleider is een aluminium interdigitale omvormer, zie figuur 1. Licht wordt in de golfgeleider via een prisma 17 koppelaar. De transducer wordt dan geopend oppervlakte akoestische golven die contralinearly wisselwerking met licht in de golfgeleider langs de y-as. Deze interactie paren geleid licht in een lekkende mode die lekt uit de golfgeleider in de bulk en uiteindelijk verlaat de ondergrond van de rand staan ​​18,19. Deze interactie roteert ook de polarisatie van TE-gepolariseerd licht geleid tot TM gepolariseerd lekkende mode licht. Het oppervlak akoestische golf patroon is het hologram, en kan scannen en vormen de uitgang licht om een ​​holografisch beeld te vormen. De golfgeleider is gemaakt door proton-uitwisseling. Eerst wordt aluminium afgezet op het substraat. Dan het aluminium patroon foto-lithografisch geëtst en om gebieden van het substraat bloot te golfgeleiderkanalen worden. De overige aluminium werkt als een hardemasker. Het substraat wordt ondergedompeld in een smelt van benzoëzuur waarvan het oppervlak index in de belichte gebieden verandert. Het apparaat wordt verwijderd, gereinigd en uitgegloeid in een moffeloven. De uiteindelijke diepte van de golfgeleider bepaalt het aantal lekkende functiewissels. De golfgeleider diepte bepaalt ook de frequentie van elk geleid naar functiewissels 4 voor elke kleur. De aluminium transducers worden gevormd door lancering. Na golfgeleiders zijn gevormd, een elektronenbundel resist gesponnen op het substraat. Een interdigitale omvormer een patroon met een elektronenbundel een getsjirpte transducer ontworpen dat zij aan de 200 MHz-band die met de controle kleur golfgeleider inrichtingen vormen. De vinger wordt bepaald door Λƒ = v waar Λ, is de vinger periode, v is de snelheid van geluid in het substraat, ƒ, is de radiofrequentie (RF). De transducer wordt een impedantie die moet worden afgestemd op 75 ohm voor een efficiënte werking 20 hebben. &lt;p class = &quot;jove_content&quot;&gt; De geleide goed afsluitende wijze interactie plaatsvindt op verschillende frequenties voor verschillende golflengten van belichtingslicht en daardoor rood, groen en blauw licht kan worden geregeld in het frequentiedomein. Het oppervlak akoestische golf patroon wordt geproduceerd door een RF signaal naar de interdigitale omvormer. De RF van het ingangssignaal vertalen naar ruimtelijke frequenties op het oppervlak akoestische golf patroon. De golfgeleider kan worden vervaardigd, zodat laagfrequente signalen controle van de hoekige sweep en amplitude van rood licht, terwijl middenfrequenties controle groen licht en hoge frequenties te controleren blauw licht. De auteurs hebben een aantal golfgeleider parameters waarmee alle drie deze interacties afzonderlijke en aangrenzende in het frequentiedomein worden geïdentificeerd zodat alle drie kleuren kan worden bediend met een enkele 200 MHz signaal dat de maximale bandbreedte van grondstoffen graphics processing units ( GPU&#39;s). Door het afstemmen van de bandbreedte van een GPU-kanaalmet die van een lekkende mode modulator, wordt het systeem volledig parallel en schaalbaar. Door het toevoegen van bandbreedte gelijke paren van GPU&#39;s en lekkende mode modulator kanalen, kan men holografische displays van willekeurige grootte te bouwen. Nadat het apparaat is gemaakt, wordt het zorgvuldig kenmerk te controleren of de frequenties voor geleide naar lekkende modus overgang zijn geschikt voor frequentieregeling kleur. Ten eerste, de locatie van de geleide modi worden bepaald door een commerciële prisma koppeling te bevestigen dat de golfgeleider de juiste hoogte en het juiste aantal geleide modi. Dan, na de apparaten zijn gemonteerd en verpakt, worden ze geplaatst in een aangepaste prisma koppeling die de input frequenties van het gescande licht kaarten. De resulterende gegevens geeft de frequentie-ingang response en de hoekige uitgang respons voor rood, groen en blauw licht voor het apparaat te testen. Als het apparaat correct is gemaakt, zal de inrichting ingangsresponsie worden gescheidenfrequentie en de output reactie zal overlapping in de hoek zijn. Wanneer dit wordt bevestigd, het apparaat klaar voor gebruik in een holografisch beeldscherm. De eerste metingen plaatsvinden voordat het apparaat is verpakt. De golfgeleider diepte wordt bepaald door een commerciële prisma koppeling. Dit kan worden bereikt met slechts één golflengte verlichting (gewoonlijk 632 nm rood), maar auteurs hebben hun commerciële prisma koppeling gemodificeerd om deze te modusinformatie voor rood, groen en blauw licht te verzamelen. Na de verpakking de inrichting ondergaat een tweede meting in een aangepast prisma gekoppeld kan afgebogen uitgangslicht registreert als een functie van ingevoerde RF. Een gedetailleerde beschrijving van deze metingen volgt. Fabricagestappen worden ook gegeven.

<table><tbody><tr><td>X-Cut Lithium Niobate</td><td>Gooch and Housego</td><td>99-00630-01</td><td>Lithium Niobate 3&Prime; Diameter X-CUT Wafer 1&nbsp;mm Polish/Polish</td></tr><tr><td>Positive Photo Resist 1</td><td>EMD Performance Materials</td><td>AZ 3330 F Photoresist</td><td>Gebaat bij het creëren van de proton uitwisselingsmasker</td></tr><tr><td>Photoresist Developer</td><td>EMD Performance Materials</td><td>AZ MIF 300</td><td>Ontwikkelt AZ3330 en LOR 3A</td></tr><tr><td>Aluminium</td><td>International Advanced Materials</td><td>AL13</td><td>99.999% puur</td></tr><tr><td>Aluminium Etch</td><td>Transene</td><td>Type A Aluminum Etchant</td><td></td></tr><tr><td>Benzoic Acid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>109479-500G</td><td>99% puur</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Fisher Chemical</td><td>UN1009</td><td></td></tr><tr><td>IPA</td><td>Fisher Chemical</td><td>UN1219</td><td>99.5% puur isopropyl alcohol</td></tr><tr><td>Acidic Piranha etch</td><td>Cyantek Corperation</td><td>Nanostrip</td><td></td></tr><tr><td>Under Layer Resist</td><td>Micro Chem</td><td>LOR 3A</td><td>Onderlaag gebruikt voor liftoff</td></tr><tr><td>Positive Photo Resist</td><td>Micro Chem</td><td>950 PMMA A9</td><td>Bovenlaag gebruikt voor liftoff</td></tr><tr><td>Anisole</td><td>Micro Chem</td><td>A Thinner</td><td></td></tr><tr><td>Conductive polymer aqueous solution</td><td>Mitsubishi Rayon Company</td><td>AquaSAVE</td><td></td></tr><tr><td>MIBK (4-methyl-2-pentanone)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>360511</td><td>Ontwikkelt PMMA</td></tr><tr><td>NMP (1-methyl-2-pyrrolidone)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>328634</td><td>Gebaat voor liftoff</td></tr><tr><td>E-beam Evaporator&nbsp;</td><td>Denton Vacuum&nbsp;</td><td>Integrity 20</td><td>Elk equivalent apparaat zou volstaan.</td></tr><tr><td>Thin Film Spinner</td><td>Laurell Technologies Corporation</td><td>WS-400A-6NPP-LITE</td><td>Elk equivalent apparaat zou volstaan.</td></tr><tr><td>Mask Aligner&nbsp;</td><td>Karl Suss America Inc.</td><td>MA 150 CC</td><td>Elk equivalent apparaat zou volstaan.</td></tr><tr><td>Automatic Dicing Saw&nbsp;</td><td>Disco Corperation</td><td>Disco Dad 320</td><td>Elk equivalent apparaat zou volstaan.</td></tr><tr><td>Muffle Furnace</td><td>Thermo Scientific</td><td>FB1415M</td><td>Elk equivalent apparaat zou volstaan.</td></tr><tr><td>Electron Microscope</td><td>FEI</td><td>XL30 ESEM</td><td>Elk equivalent apparaat zou volstaan.</td></tr><tr><td>Dehydration Oven</td><td>Lab-Line Instruments&nbsp;</td><td>Ultra-Clean 100&nbsp; (3497M-3)</td><td>Elk equivalent apparaat zou volstaan.</td></tr><tr><td>Hot Plate</td><td>Thermo Scientific</td><td>SP131325</td><td>Elk equivalent apparaat zou volstaan.</td></tr><tr><td>Polisher</td><td>Ultra Tec Mfg., Inc.</td><td>Ultrapol End &amp; Edge Polisher</td><td>Elk equivalent apparaat zou volstaan.</td></tr><tr><td>Class IIIb 12&nbsp;V RBG Lasers: Wavelengths (nm): 638, 532, and 445</td><td></td><td></td><td>Gekochten tweedehands. Waarschijnlijk getrokken uit een laserprojector. Elk equivalent apparaat zou volstaan.</td></tr><tr><td>Signal Generator</td><td>Agilent</td><td>8648D</td><td>Nu gevonden bij Keysight. Verouderd. Elk equivalent apparaat zou volstaan. Noodzakelijke frequentieveeg 9 kHz-1.000 MHz.</td></tr><tr><td>Signal Amplifier</td><td>Mini-Circuits</td><td>TB-17</td><td>Alleen noodzakelijk om de beperkingen van de signaalgenerator te overwinnen.</td></tr><tr><td>Power Meter Controller</td><td>ThorLabs</td><td>PM100D</td><td>Met vermogen meter model S130C. Elk equivalent apparaat zou volstaan. Noodzakelijke gevoeligheid 500&nbsp;pW.</td></tr><tr><td>Linear Actuator Controller</td><td>Newport</td><td>ESP7000</td><td>Met lineaire actuator model MFN25PP. Elk equivalent apparaat zou volstaan. Heeft 0.1&nbsp;mm nauwkeurigheid nodig.</td></tr><tr><td>AutomatedDeviceCharacterization.vi&nbsp;</td><td>LabView</td><td>Experimentele besturingssoftware door BYU</td><td>Gevonden in de bijlage</td></tr><tr><td>CompareWDMmodes.m</td><td>MATLab</td><td>Analytische software door BYU</td><td>Gevonden in de bijlage</td></tr></tbody></table>

karakterisering van anisotropisch leaky mode modulators voor holovideo

Characterization of Anisotropic Leaky Mode Modulators for Holovideo

Holovideo-schermen zijn gebaseerd op ruimtelijk lichtmodulers die licht buigen. Een van deze ruimtelijke lichtmodulers is de anisotropische lekkagemodusmoduler. Deze moduler is bijzonder geschikt voor holografisch video-experimenteren omdat het relatief eenvoudig en goedkoop is om te fabriceren1-3. Enkele extra voordelen van lekkagemodusapparaten zijn: grote geaggregeerde bandbreedte, polarisatiescheiding van signaallicht van ruis, grote hoekafbuiging en frequentiecontrole van kleur1. Om deze voordelen te realiseren, is het noodzakelijk om deze apparaten adequaat te kunnen karakteriseren, omdat hun werking sterk afhankelijk is van golfgeleider- en transducerparameters4. Om de modulatoren te karakteriseren, gebruiken de auteurs een commerciële prismacoupler evenals een aangepaste karakteriseringsapparatuur om geleide modi te identificeren, de dikte van de golfgeleider te berekenen en uiteindelijk de frequentie-invoer en hoekuitvoer van lekkagemodusmodulers in kaart te brengen. Dit werk geeft een gedetailleerde beschrijving van de meting en karakterisering van lekkagemodusmodulers die geschikt zijn voor volledig kleurenholografisch video.

Het principe resultaten van de bovenstaande protocol zijn de geleide modus gemeten van commerciële prisma koppelaar getoond in figuur 2, de enkele frequentie, rauwe invoer / uitvoer gegevens uit de aangepaste prisma koppelaar getoond in figuur 8 en de veelkleurige curven in figuur 9. in de volgende paragrafen bespreken we de bruikbare informatie die door elk van deze uitgangen. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page="1"...

Dit werk beschrijft de fabricage en karakterisering van anisotrope lekke modus modulatoren voor holografische video.

Karakterisering van Anisotropisch Leaky Mode Modulators voor Holovideo

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

Het algemene doel van deze procedure is om spatial-light modulators reproduceerbaar te karakteriseren door hun frequentierespons in kaart te brengen ten opzichte van de hoek van de output. Deze methode helpt bij het leveren van essentiële gegevens die nodig zijn om kernvragen in het veld van de electroholografie te beantwoorden, zoals het identificeren van overgangen in guided leaky modes en optimalisatie-vereisten. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het overgangen in leaky modes duidelijk scheidt en ons in staat stelt om snel reproduceerbare informatie te verkrijgen over hun lineariteit, relatieve intensiteit, hoekspreiding en operationele frequentie.Een visuele demonstratie van dit proces is cruciaal, aangezien zowel de uitlijning als de prismakoppeling afhankelijk zijn van visuele aanwijzingen die moeilijk uit te leggen zijn. Om het apparaat te karakteriseren, bereidt u eerst de montage op een radiofrequentie-breakoutboard voor. Zorg dat een apparaat, een RF-breakoutboard en drie glazen objectglazen klaarstaan om een montageplatform te maken.Eén objectglas is groter dan de andere twee. Dit vormt de basis van het U-vormige platform. Begin met het grootste objectglas.Breng een ruime druppel secondelijm aan over het meest linkse kwart van de langste zijde van een objectglas. Richt vervolgens een kleiner objectglas zodanig dat de langste zijde loodrecht staat op die van het eerste objectglas. Lijn de linkerzijden van de twee objectglazen uit zodat hun linkeronderhoeken elkaar overlappen.Plaats ze tegen elkaar en oefen een stevige en gelijkmatige druk uit op de glaasjes totdat de lijm is uitgehard. Herhaal de analoge stappen voor de rechterkant. Dit resulteert in een U-vormige structuur.Om het apparaat te monteren, brengt u dubbelzijdige tape aan op het platform in het midden van de U. Werk vervolgens met de leaky mode modulator die gekarakteriseerd moet worden. Controleer of het apparaat gepolijste uiteinden heeft en klaar is voor gebruik. Plaats het apparaat daarna op de tape die al op het platform is aangebracht.Monteer het apparaat zodanig dat het uiteinde over de rand van het montageplatform steekt om interferentie met het lichtpad te voorkomen. Monteer op dit punt de RF-breakoutboard. Plaats de breakoutboard zodanig dat deze zich niet in de straalweg van het uit het apparaat treden licht bevindt.De volgende stap is het draadbonden. Dit zijn het apparaat en de breakout-board nadat ze zijn gedraadbond. Selecteer nu een geschikt prisma om het licht in het apparaat te leiden en gebruik isopropylalcohol om het oppervlak dat in contact komt met het apparaat te reinigen.Reinig daarnaast het contactoppervlak van het apparaat. Plaats vervolgens het prisma op het apparaat, zodanig dat het gecentreerd is op het te testen kanaal van het apparaat. Gebruik vervolgens een klemmechanisme om de onderzijde van het prisma stevig tegen de bovenzijde van het apparaat te drukken, waardoor de elementen worden gekoppeld.Het klemmechanisme moet de onderkant van het prisma stevig tegen de bovenkant van het apparaat drukken, waarbij een succesvolle koppeling een natte plek op het grensvlak veroorzaakt. Wanneer dit onder de juiste hoek wordt bekeken, zal de natte plek een regenboog van kleuren reflecteren. De volgende stap is het gebruik van de karakteriseringsapparatuur.Het apparaat heeft drie laserbronnen, rood, groen en blauw, aan één uiteinde. Het laserlicht passeert eerst een variabele demper, vervolgens een halve-golflam, gevolgd door een variabel diafragma en tot slot een focuslens. Het gefocuste licht valt op het prisma op het monster, dat op deze rotatiepodia wordt gemonteerd.Dit schema biedt een overzicht van de optische elementen, de rotatietafel en de elektronica. Zodra het licht het apparaat is binnengegaan, genereert de aanvoer van een radiofrequentiesignaal oppervlakte-akoestische golven. Deze zorgen ervoor dat het licht onder een regelbare frequentiehoek uitstoot en op een powermeter valt.Configureer de instrumenten om gegevens te verzamelen over een reeks frequenties en posities. Monteer het apparaat met het prisma en de houder op het rotatieplatform. Plaats de opstelling zodanig dat het licht van de focuslens als eerste op het prisma valt.Om het apparaat uit te lijnen, schakelt u eerst de laser in en stelt u de attenuator zo in dat de intensiteit van het verstrooide licht comfortabel voor het oog is. Plaats vervolgens een polarisator in het straalpad na de halve-golfplaat. Orienteer deze zodanig dat horizontaal gepolariseerd licht wordt geblokkeerd.Draai de halfgolveplaat om de maximale attenuatie van het laserlicht te bereiken. Zodra dit is bereikt, verwijdert u de polarisator. Keer nu terug naar het rotatieplatform om deze handmatig te draaien.Stel het zo in dat het laserlicht de juiste invalshoek heeft ten opzichte van het bovenoppervlak van het apparaat. Lijn het prisma uit met behulp van de lineaire translatiepodia bovenop het rotatiepodium. Pas de uitlijning aan totdat het brandpunt van het laserlicht door de hoek van 90 graden van het prisma gaat.Maak op dit punt fijne aanpassingen aan de rotatietrap om koppeling te bereiken. Houd het apparaat in de gaten. Zodra de golfgeleider begint te koppelen, verschijnt er door verstrooiing een kenmerkende lichtstreep in de golfgeleider.Een andere manier om de koppeling te verifiëren is door het licht dat uit het apparaat komt op een achtervlak te laten vallen. Bevestig op het achtervlak de aanwezigheid van karakteristieke modellijnen van het licht. Dit zijn verschillende transversale elektrische modi.Zodra koppeling is gedetecteerd, worden de rotatie- en translatiepodia nauwkeurig afgesteld om de evanescente koppeling te verhogen. Bereid vervolgens de kabel voor die de breakoutboard verbindt met de versterker en de signaalgenerator. Maak de verbinding met de signaalingang van de breakoutboard.Ga verder door zowel de radiofrequentie-signaalgenerator als de versterker in te schakelen. Op dit punt is het nuttig om een voorlopige test van het apparaat uit te voeren. Scan de frequentie van 400 megahertz tot 600 megahertz en controleer op afgebogen licht.Voordat u verdergaat, dient u de straalpad vrij te maken en te controleren of de powermeter correct is geplaatst. Keer vervolgens terug naar de attenuator in het optische pad. Verwijder hier alle attenuatie die voor de veiligheid tijdens de uitlijning was toegepast.Gebruik ten slotte een optisch isolerende box om de gehele karakteriseringsopstelling gedurende het experiment af te dekken. Gebruik instrumentaansturingssoftware om de karakteriseringsopstelling te bedienen. In dit experiment wordt LabVIEW gebruikt met een aangepast testprogramma.Nadat de testparameters zijn ingevoerd, start u het programma. Het script zou minder dan vijf minuten moeten duren om uit te voeren. Tijdens het testen wordt er een grafiek gegenereerd die kan worden gemanipuleerd.Zowel de grafiek als de gegevens worden opgeslagen. Deze gegevens, verzameld voordat het apparaat werd verpakt, zijn afkomstig van een commerciële dunne-filmanalyzer. De verticale as geeft de laserintensiteit weer.De horizontale as is een maat voor de rotatie van het apparaat. De twee dipjes komen overeen met hoeken waarbij een geleide modus toelaat dat licht de golfgeleider binnengaat en aan het uiteinde van het apparaat uitgaat, waardoor reflectie naar de vermogensmeter wordt voorkomen. Deze optische vermogensgegevens, verzameld na verpakking, zijn afkomstig van het karakteriseringsapparaat.De grafiek is het resultaat van het scannen van de radiofrequentie-ingang in megahertz en de locatie van de vermogensmeter in millimeters. De projectie van de gegevens op de Y-as geeft de frequentierespons van het apparaat weer. Projectie op de X-as geeft de spreiding van de afgebogen lichtuitgang weer.De helling van de gegevens in het XY-vlak geeft een indicatie van de lineariteit van de scan. Deze plot combineert ruwe gegevens van verschillende experimenten voor alle drie de golflengten voor TE 1 geleide modi. Als de respons voor elke kleur in frequentie aansluit en in hoek overlapt, is het apparaat geschikt voor frequentiebesturing van kleur.Zodra de methode onder de knie is, duurt een volledige karakterisering in rood, groen en blauw licht voor een enkel kanaal 30 minuten. Uiteraard kosten beelden met een hoge resolutie meer tijd. Na de ontwikkeling van deze techniek werd de weg vrijgemaakt voor onderzoekers op het gebied van elektroholografie om frequentie-divisiemultiplexing in waveguiding spatial light modulators te verkennen.Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe ruimtelijke modulatoren op een reproduceerbare manier kunnen worden gekarakteriseerd. Dit omvat de juiste prisma-koppeling, uitlijning en testprocedures.

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

De zeer gevoelige fotonische micro sensor is ontwikkeld voor elektrisch veld detectie. De sensor maakt gebruik van de optische modi van een diëlektrische bol. Veranderingen in het externe elektrische veld verstoren het gebied morfologie leiden tot verschuivingen van de optische modes. De elektrische veldsterkte wordt gemeten door deze optische verschuivingen.

Ontwikkeling van Whispering Gallery Mode Polymeer Micro-optische Electric Field Sensors

We presenteren een compact reflectie digitale holografische systeem (CDHM) voor inspectie en karakterisering van MEMS. Een lens-less ontwerp met behulp van een divergerende ingang golf verstrekken van natuurlijke geometrische vergroting wordt aangetoond. Zowel statische als dynamische studies worden gepresenteerd.

Compact Lens-less Digitale Holografische Microscoop voor MEMS Inspectie en karakterisering

Een protocol om modusvergrendeling in een vooraf ingestelde niet-lineaire polarisatiedraaiingsvezellaser te detecteren en te automatiseren wordt gepresenteerd. De detectie van een plotselinge verandering in de uitgangspolarisatietoestand wanneer modusvergrendeling optreedt, wordt gebruikt om de uitlijning van een intra-cavitaire polarisatiecontroller aan te sturen om modusvergrendelingscondities te vinden.

Automatisering van Mode Locking in een lineaire Polarisatie Rotatie Fiber Laser tot Uitvoer Polarisatie Metingen

Meerlagige microfluïdische apparaten omvatten vaak de fabricage van mastervormen met complexe geometrieën voor functionaliteit. Dit artikel presenteert een volledig protocol voor meertraps fotolitografie met kleppen en functies met variabele hoogte die afstembaar zijn op elke toepassing. Als demonstratie fabriceren we een microfluïdische druppelgenerator die in staat is om hydrogelkorrels te produceren.

Multi-stap Variabele Hoogte fotolithografie voor Valved Multilayer microfluïdische apparaten

We demonstreren de transmissie van meerdere onafhankelijke signalen door een multimodevezel met behulp van golffrontvorming met behulp van een enkele ruimtelijke lichtmodulator. Door de golffront voor elk signaal afzonderlijk te moduleren, worden ruimtelijk gescheiden foci verzonden. Mogelijke toepassingen zijn multiplexte gegevensoverdracht in de communicatietechniek en endoscopische lichtlevering in biofotonica.

Transmissie van meerdere signalen door middel van een optische vezel met behulp van Golffront Shaping

Een protocol voor een vaste-fixed beam-ontwerpen met behulp van een laser Doppler vibrometer (LDV), met inbegrip van de meting van de frequentie afstemmen, wijziging van tuning mogelijkheden, en het vermijden van apparaatfout en stiction, wordt gepresenteerd. De superioriteit van de LDV-methode over de netwerkanalyse blijkt toe te schrijven aan zijn hogere modus vermogen.

Design en karakterisatie methodologie voor efficiënte Wide Range afstembare MEMS Filters

We laten zien hoe het complexe gebied van laserstralen coderen met behulp van een Eénfase-element. Een common-pad interferometer is werkzaam te mengen van de fase-informatie die wordt weergegeven in een alleen-fase ruimtelijke lichtmodulator ten slotte ophalen het patroon van de gewenste complex terrein aan de uitgang van een optisch imaging systeem.

De Amplitude en fase van laserstralen vormgeven met behulp van een alleen-fase ruimtelijke lichtmodulator

Een protocol voor de fabricage van een cholesteric vloeibaar kristallijne ontspiegelende apparaat met een redox-responsieve chirale dopering waardoor snel en laag-voltage werking wordt gepresenteerd.

Een elektrochemische Cholesteric vloeibaar kristallijne apparaat voor snelle en Low-Voltage kleur modulatie

Fabricage van piëzo-elektrische dikte modus transducers via gelijkstroom sputteren van plaatelektroden op lithium niobate wordt beschreven. Bovendien wordt een betrouwbare werking bereikt met een transducerhouder en vloeistoftoevoersysteem en wordt karakterisering aangetoond via impedantieanalyse, laserdrolbaarheid, snelle beeldvorming en druppelgrootteverdeling met behulp van laserverstrooiing.

Fabricage en karakterisering van thicknessmodus Piëzo-elektrische apparaten voor verneveling en acoustofluidics

We presenteren een protocol voor de fabricage van spin- en richting-multiplexed zichtbare metahologrammen, en voeren vervolgens een optisch experiment uit om hun functie te verifiëren. Deze metahologrammen kunnen eenvoudig gecodeerde informatie visualiseren, zodat ze kunnen worden gebruikt voor projectieve volumetrische weergave en informatieversleuteling.

Demonstratie van Spin-Multiplexed en Direction-Multiplexed All-Diëlektrische Zichtbare Metahologrammen

Dit artikel volgt de levenscyclus van een siliciumnitridemembraanresonator, van ontwerp via fabricage tot karakterisering.

Fabricage en karakterisering van high-Q siliciumnitride-membraanresonatoren

Leer anisotrope leaky-mode-modulatoren karakteriseren voor holovideo door frequentierespons te koppelen aan hoekuitvoer. Deze methode biedt essentiële gegevens voor elektroholografie-optimalisatie.

Karakterisering van Anisotropisch Leaky Mode Modulators voor Holovideo

Meer video's verkennen