Name: Caracterização de anisotrópicos Leaky Modo moduladores para Holovideo (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-19T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 36 s
Description: Aprenda a caracterizar moduladores de luz espacial para eletroholografia, mapeando resposta de frequência para saída angular. Este método separa transições de modos leaky e fornece dados repetíveis sobre linearidade e intensidade.

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Os autores agradecem o apoio financeiro do Laboratório de Pesquisa da Força Aérea contrato FA8650-14-C-6571 e de DAQRI LLC.

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</ol>

Os autores não têm nada a revelar.

O projeto de cada dispositivo tem dois passos críticos, intercâmbio e desenvolvimento da LOR próton. Dos dois, o tempo de troca de protões determina a profundidade do guia de ondas, que por sua vez determina o número de transições guiado para gotejantes modo, a largura de banda de frequências controlável, e cada parâmetro chave de concepção para cada cor da luz. Dois modos guiados em vermelho é desejada. Se mais existe, então a largura de banda é sacrificado. Se menos existe, então não guiada a transição de modo gotejan...

A maioria das tecnologias de displays holográficos, tais como válvulas de luz pixelated, bem como dispositivos MEMS e de onda em massa moduladores óptico-acústico, são demasiado complexos para permitir uma ampla participação em seu desenvolvimento. Moduladores pixelated, especialmente aqueles com camadas de filtro e aviões de volta ativos pode exigir dezenas de etapas de padronização para construir 5 e pode ser limitado pela fan-out 6. Quanto maior o número de passos de modelação quanto maior a complexidade do dispositivo, e quanto mais apertado o protocolo de fabricação deve ser a obtenção de um rendimento razoável do dispositivo 7. -Ondas massa moduladores óptico-acústico não se prestam a wafer processos baseados 8,9. Anisotrópicos moduladores modo gotejante, no entanto, exigem apenas duas etapas de padronização para fabricar e utilizar técnicas de microfabricação relativamente padrão 10,11. O acesso a estes processos tornam possível para qualquer instituição com instalações de fabrico de modestos para participar no desenvolvimento da htecnologia de exibição de vídeo olographic 12. A simplicidade de fabricação do dispositivo pode ser enganadora, no entanto, como o bom funcionamento dos dispositivos é fortemente dependente de guias de ondas, que tem de ser cuidadosamente medido e ajustado para atingir as características desejadas do dispositivo. Por exemplo, se a guia de onda é muito profundo, largura de banda operacional do dispositivo será estreitada 13. Se a guia de onda é muito raso, o dispositivo pode não funcionar para iluminação vermelha. Se o guia de ondas é recozido muito tempo, a forma do perfil de profundidade da guia de ondas será distorcida, e as transições de vermelho, verde e azul não pode sentar-se adjacente no domínio da frequência 14. Neste trabalho os autores apresentam as ferramentas e técnicas para realizar esta caracterização. O modo modulador permeável é constituído por um guia de ondas de protões trocadas indiffused na superfície de um piezoeléctrico, x-cortado niobato de lítio substrato 15,16. Numa extremidadedo guia de ondas é um transdutor interdigital de alumínio, ver Figura 1. A luz é introduzida no guia de ondas usando um acoplador prisma 17. O transdutor seguida lança ondas acústicas que interagem com contralinearly luz no guia de ondas ao longo do eixo y da superfície. Esta interacção casais guiadas luz num modo gotejante que escapa para fora da guia de ondas para a granel e finalmente sai do substrato a partir da aresta da face 18,19. Essa interação também gira a polarização da luz TE guiada polarizada TM luz polarizada modo gotejante. O padrão de onda acústica de superfície é o holograma, e é capaz de digitalizar e formação da luz de saída, para formar uma imagem holográfica. O guia de ondas é criado por permuta de protões. Em primeiro lugar, o alumínio é depositado sobre o substrato. Em seguida, o alumínio é modelado foto-litografia e gravado para expor regiões do substrato para se tornar canais de guia de onda. O restante de alumínio actua como um discomáscara. O substrato é imerso numa massa fundida de ácido benzóico, que faz variar o índice de superfície nas regiões expostas. O dispositivo é removido, limpo e recozidas num forno de mufla. A profundidade final de guia de ondas determina o número de transições de modo gotejantes. A profundidade de guia de onda também determina a frequência de cada transições guiadas-se o modo para cada cor 4. Os transdutores de alumínio são formadas por descolagem. Depois de guias de ondas são formados, um E-feixe resistir é girada sobre o substrato. Um transdutor interdigital está modelado com um feixe de electrões para formar um transdutor piava concebido para responder à banda de 200 MHz responsável por controlar a cor em dispositivos de guia de onda. O período de dedo é determinado pela Λƒ = V, em que, Λ, é o período de dedo, V, é a velocidade do som no substrato e, ƒ, é a frequência de rádio (RF). O transdutor terá uma impedância que devem ser iguais para 75 ohms para um funcionamento eficaz 20. &lt;p class = &quot;jove_content&quot;&gt; O guiada à interação modo gotejante ocorre em freqüências diferentes para diferentes comprimentos de onda da luz de iluminação e, como resultado da luz vermelha, verde e azul pode ser controlada no domínio da frequência. O padrão de onda acústica de superfície é gerado por um sinal de RF enviada para o transdutor interdigital. A RF do sinal de entrada traduzir para frequências espaciais sobre o padrão de onda acústica de superfície. O guia de ondas pode ser fabricado de modo a que os sinais de baixa frequência controlar a varredura angular e amplitude da luz vermelha, enquanto frequências médias controlar a luz verde e altas frequências controlar a luz azul. Os autores identificaram um conjunto de parâmetros de guia de onda que permitem que todos os três destas interacções de ser separado e adjacente no domínio da frequência, para que todas as três cores pode ser controlada com um único sinal de 200 MHz, o que é a largura de banda máxima de unidades de matérias-primas de processamento gráfico ( GPUs). Ao combinar a largura de banda de um canal de GPUpara o de um modulador de modo permeável, o sistema torna-se totalmente paralela e escalável. Ao adicionar largura de banda pares combinados de GPUs e os canais de modo modulador com vazamentos, pode-se construir telas holográficas de tamanho arbitrário. Depois que o dispositivo é criado, ele é cuidadosamente caracterizado para verificar se as frequências para transição de modo guiado-to-gotejante são apropriadas para o controle de cor frequência. Em primeiro lugar, a localização dos modos guiados são determinados por um acoplador de prisma comercial para confirmar que a guia de onda tem a profundidade apropriada e o número correcto de modos guiados. Em seguida, depois de os dispositivos são montados e empacotados, que são colocados em um acoplador de prisma personalizado que mapeia as frequências de entrada da luz de saída digitalizado. Os dados resultantes dá a resposta entrada de frequência e a resposta de saída angular para a luz vermelha, verde e azul para o dispositivo a ser testado. Se o dispositivo tiver sido correctamente fabricados, o dispositivo de entrada de resposta será separado emfrequência e a resposta de saída será sobreposição no ângulo. Quando isto for confirmado, o dispositivo está pronto para uso num monitor de vídeo holográfico. As primeiras medições ter lugar antes do dispositivo foi embalado. A profundidade de guia de onda é determinado por um acoplador de prisma comercial. Isso pode ser feito com apenas um comprimento de onda de iluminação (tipicamente 632 nm vermelho) mas os autores alteraram o seu acoplador de prisma comercial para permitir que ele para reunir informações modo de luz vermelha, verde e azul. Após o acondicionamento, o dispositivo é submetido a uma segunda medição de um acoplador de prisma personalizada que regista luz deflectida de saída como uma função de entrada de RF. Uma descrição detalhada destas medições segue. etapas de fabricação são também dadas.

<table><tbody><tr><td>Niobato de Lítio X-Cut</td><td>Gooch and Housego</td><td>99-00630-01</td><td>Niobato de Lítio 3&Prime; Diâmetro X-CUT Wafer 1&nbsp; mm Polonês/</td></tr><tr><td>Polonês Positivo Fotorresist 1</td><td>EMD Performance Materials</td><td>AZ 3330 F Photoresist</td><td>Usado na criação da máscara de troca de prótons</td></tr><tr><td>Photoresist Desenvolvedor</td><td>EMD Performance Materials</td><td>AZ MIF 300</td><td>Desenvolve AZ3330 e LOR 3A</td></tr><tr><td>Alumínio</td><td>International Advanced Materials</td><td>AL13</td><td>99,999% puro</td></tr><tr><td>Alumínio</td><td>Gravh Transene</td><td>Tipo A Alumínio Ácido</td> benzóico Sigma <td></td></tr><tr><td></td><td>Aldrich</td><td>109479-500G</td><td>99% puro</td></tr><tr><td>Acetona</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% de álcool isopropílico</td></tr><tr><td>puro Ácido Piranha gravura em àgua forte</td><td>Cyantek Corperation</td><td>Nanostrip</td><td></td></tr><tr><td>sob a camada Resist</td><td>Micro Chem</td><td>LOR 3A</td><td>Camada inferior usada para decolagem</td></tr><tr><td>Positivo Foto Resiste</td><td>Micro Chem</td><td>950 PMMA A9</td><td>Camada superior usada para decolagem</td></tr><tr><td>Anisole</td><td>Micro Chem</td><td>A Diluente</td><td></td></tr><tr><td>Solução aquosa de polímero condutor</td><td>Mitsubishi Rayon Company</td><td>AquaSAVE</td><td></td></tr><tr><td>MIBK (4-metil-2-pentanona)</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>360511</td><td>Desenvolve PMMA</td></tr><tr><td>NMP (1-metil-2-pirrolidona)</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>328634</td><td>Usado para evaporador</td></tr><tr><td>de feixe E-beam de decolagem&nbsp;</td><td>Aspirador de pó Denton&nbsp;</td><td>Integridade 20</td><td>Qualquer equipamento equivalente seria suficiente.</td></tr><tr><td>Spinner de filme fino</td><td>Laurell Technologies Corporation</td><td>WS-400A-6NPP-LITE</td><td>Qualquer equipamento equivalente seria suficiente.</td></tr><tr><td>Alinhador de Máscara&nbsp;</td><td>Karl Suss América Inc.</td><td>MA 150 CC</td><td>Qualquer equipamento equivalente seria suficiente.</td></tr><tr><td>Serra de Corte Automática</td><td>Disco Corperation</td><td>Disco Dad 320</td><td>Qualquer equipamento equivalente seria suficiente.</td></tr><tr><td>Mufla</td><td>Thermo Scientific</td><td>FB1415M</td><td>Qualquer equipamento equivalente seria suficiente.</td></tr><tr><td>Microscópio Eletrônico</td><td>FEI</td><td>XL30 ESEM</td><td>Qualquer equipamento equivalente seria suficiente.</td></tr><tr><td>Forno de Desidratação</td><td>Lab-Line Instruments&nbsp;</td><td>Ultra-Limpo 100&nbsp; (3497M-3)</td><td>Qualquer equipamento equivalente seria suficiente.</td></tr><tr><td>Placa</td><td>Quente Thermo Scientific</td><td>SP131325</td><td>Qualquer equipamento equivalente seria suficiente.</td></tr><tr><td>Polidor</td><td>Ultra Tec Mfg., Inc.</td><td>Ultrapol End & Polidor de bordas</td><td>Qualquer equipamento equivalente seria suficiente.</td></tr><tr><td>Classe IIIb 12&nbsp; V RBG Lasers: Comprimentos de onda (nm): 638, 532 e 445</td><td></td><td></td><td>Comprados em segunda mão. Provavelmente retirado de um projetor a laser. Qualquer equipamento equivalente seria suficiente.</td></tr><tr><td>Gerador de sinal</td><td>Agilent</td><td>8648D</td><td>Agora encontrado na Keysight. Obsoleto. Qualquer equipamento equivalente seria suficiente. Varredura de frequência necessária 9 kHz-1.000 MHz.</td></tr><tr><td>Mini-Circuitos</td> do <td>Amplificador de Sinal</td><td>TB-17</td><td>Necessário apenas para superar as limitações do gerador de sinal.</td></tr><tr><td>Controlador de medidor de potência</td><td>ThorLabs</td><td>PM100D</td><td>Com medidor de potência modelo S130C. Qualquer equipamento equivalente seria suficiente. Sensibilidade necessária 500&nbsp; prisioneiro de guerra.</td></tr><tr><td>Controlador de atuador linear</td><td>Newport</td><td>ESP7000</td><td>Com atuador linear modelo MFN25PP. Qualquer equipamento equivalente seria suficiente. Precisa de 0.1&nbsp; mm de precisão.</td></tr><tr><td>CaracterizaçãoDeDispositivoAutomatizado.vi&nbsp;</td><td></td><td>Software de controle experimental LabView da BYU</td><td>encontrado no apêndice</td></tr><tr><td>CompareWDMmodes.m</td><td>Software analítico MATLab</td> da <td>BYU</td><td>encontrado no apêndice</td></tr></tbody></table>

caracterização de anisotrópicos leaky modo moduladores para holovideo

Characterization of Anisotropic Leaky Mode Modulators for Holovideo

As exibições do Holovideo são baseadas em moduladores de luz espacial de curvatura de luz. Um desses moduladores de luz espacial é o modulador de modo com vazamento anisotrópico. Este modulador é particularmente adequado para experimentação de vídeo holográfico, pois é relativamente simples e barato de fabricar1-3. Algumas vantagens adicionais dos dispositivos de modo com vazamento incluem: grande largura de banda agregada, separação de polarização da luz de sinal do ruído, grande deflexão angular e controle de frequência de cor1. Para obter essas vantagens, é necessário ser capaz de caracterizar adequadamente esses dispositivos, pois sua operação é fortemente dependente dos parâmetros do guia de ondas e do transdutor4. Para caracterizar os moduladores, os autores usam um acoplador de prisma comercial, bem como um aparelho de caracterização personalizado para identificar modos guiados, calcular a espessura do guia de ondas e, finalmente, mapear a entrada de frequência do dispositivo e a saída angular dos moduladores de modo com vazamento. Este trabalho fornece uma descrição detalhada da medição e caracterização de moduladores de modo vazado adequados para vídeo holográfico colorido.

Os principais resultados do protocolo acima são a medição modo guiado a partir do acoplador prisma comercial mostrado na Figura 2, a única frequência, os dados de entrada em bruto / reunidas de o acoplador de prisma personalizado mostrado na Figura 8, e as curvas multicolor mostrado na Figura 9. nos parágrafos seguintes, vamos discutir a informação acionável produzido por cada uma dessas saídas. <p class="jove_content" fo:keep-togeth...

Este trabalho descreve a fabricação e caracterização de moduladores anisotrópicos de modo vazado para vídeo holográfico.

Caracterização de anisotrópicos Leaky Modo moduladores para Holovideo

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

O objetivo geral deste procedimento é caracterizar de forma reprodutível moduladores espaciais de luz por meio da análise de sua resposta em frequência à saída angular. Este método auxilia na obtenção de dados essenciais para responder perguntas fundamentais na área de eletroholografia, como a identificação de transições de modos guiados com vazamento e os requisitos de otimização. A principal vantagem desta técnica é que ela separa claramente as transições de modos com vazamento e nos permite obter rapidamente informações reprodutíveis sobre sua linearidade, intensidade relativa, abertura angular e frequência de operação.Uma demonstração visual deste processo é essencial, pois o alinhamento e o acoplamento por prisma dependem de sinais visuais difíceis de explicar. Para caracterizar o dispositivo, prepare-se para montá-lo em uma placa de interface de radiofrequência. Tenha em mãos um dispositivo, uma placa de interface RF e três lâminas de vidro para montar uma plataforma de suporte.Um dos lâminas é maior que as outras duas. Ele formará a base da plataforma em forma de U. Comece a trabalhar com a lâmina maior.Coloque uma quantidade generosa de cola supercola sobre o quarto mais à

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