Caracterização de anisotrópicos Leaky Modo moduladores para Holovideo

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

O objetivo geral deste procedimento é caracterizar de forma reprodutível os moduladores de luz espacial, mapeando sua resposta de frequência à saída angular. Este método ajuda a fornecer dados vitais necessários para responder a perguntas-chave no campo da eletroholografia, como identificar transições de modo com vazamento guiadas e requisitos de otimização. A principal vantagem dessa técnica é que ela separa claramente as transições de modo com vazamento e nos permite obter rapidamente informações repetíveis sobre sua linearidade, intensidade relativa, dispersão angular e frequência operacional.

Uma demonstração visual desse processo é crítica, pois o alinhamento e o acoplamento do prisma dependem de pistas visuais difíceis de explicar. Para caracterizar o dispositivo, primeiro prepare-se para montá-lo em uma placa de breakout de radiofrequência. Tenha pronto um dispositivo, uma placa de fuga de RF e três lâminas de vidro para fazer uma plataforma de montagem.

Um slide é maior que os outros dois. Ele formará a base da plataforma em forma de U. Comece a trabalhar com o maior slide.

Coloque uma gota generosa de supercola sobre o quarto mais à esquerda da dimensão mais longa de um slide. Em seguida, oriente um slide menor para que sua dimensão mais longa seja perpendicular à do primeiro slide. Alinhe as bordas esquerdas dos dois slides para que seus cantos inferiores esquerdos se sobreponham.

Coloque-os em contato e aplique uma pressão firme e igual nas lâminas até que a cola endureça. Repita as etapas análogas para o lado direito. Isso resultará em uma estrutura em forma de U.

Para montar o dispositivo, aplique fita dupla-face na plataforma no centro do U.Agora, trabalhe com o modulador de modo com vazamento a ser caracterizado. Verifique se o dispositivo tem extremidades polidas e está pronto para uso. Em seguida, coloque o dispositivo em cima da fita que já está na plataforma.

Monte-o de forma que a extremidade do dispositivo fique saliente sobre a extremidade da plataforma de montagem para evitar interferir no caminho da luz. Neste ponto, monte a placa de breakout de RF. Monte a placa de breakout de forma que ela não fique no caminho do feixe da luz que sai do dispositivo.

O próximo passo é a ligação do fio. Este é o dispositivo e a placa de fuga depois de terem sido ligados por fio. Agora, selecione um prisma apropriado para cortar a luz no dispositivo e use álcool isopropílico para limpar a superfície que estará em contato com o dispositivo.

Além disso, limpe a superfície de contato do dispositivo. Em seguida, coloque o prisma no dispositivo para que ele fique centralizado no canal do dispositivo a ser testado. Continue usando um clampmecanismo de fixação para pressionar a parte inferior do prisma firmemente contra a parte superior do dispositivo, acoplando os elementos.

O mecanismo de fixação deve pressionar a parte inferior do prisma firmemente contra a parte superior do dispositivo e o acoplamento bem-sucedido produzirá uma mancha úmida na interface. Quando visto no ângulo adequado, o ponto úmido refletirá um arco-íris de cores. O próximo passo é fazer uso do aparato de caracterização.

O aparelho possui três fontes de laser, vermelha, verde e azul, em uma extremidade. A luz dos lasers passa primeiro por um atenuador variável, depois por uma placa de meia onda, seguida por uma abertura variável e, finalmente, por uma lente de foco. A luz focalizada incide sobre o prisma da amostra que será montada neste estágio de rotação.

Este esquema fornece uma visão geral dos elementos ópticos, do estágio de rotação e da eletrônica. Uma vez que a luz entra no dispositivo, a entrada de um sinal de radiofrequência gera ondas acústicas de superfície. Isso faz com que a luz saia em um ângulo controlável de frequência e caia em um medidor de energia.

Configure os instrumentos para coletar dados em uma faixa de frequências e posições. Monte o dispositivo com o prisma e o suporte na plataforma de rotação. Coloque o conjunto de forma que a luz da lente de foco encontre primeiro o prisma.

Para alinhar o dispositivo, primeiro ligue o laser e ajuste o atenuador até que a intensidade da luz espalhada seja confortável para os olhos. Em seguida, coloque um polarizador no caminho do feixe após a placa de meia onda. Oriente-o de forma que bloqueie a luz polarizada horizontalmente.

Gire a placa de meia onda para obter a atenuação máxima da luz do laser. Uma vez que isso seja alcançado, remova o polarizador. Agora, retorne à plataforma de rotação para girá-la manualmente.

Ajuste-o para que a luz do laser fique no ângulo de entrada adequado em relação à superfície superior do dispositivo. Alinhe o prisma usando o estágio de translação linear na parte superior do estágio de rotação. Ajuste o alinhamento até que o ponto focal da luz do laser passe pelo canto de 90 graus do prisma.

Neste ponto, faça ajustes finos no estágio de rotação para obter o acoplamento. Monitore o dispositivo. À medida que o guia de ondas começa a se acoplar, uma faixa característica de luz aparece no guia de ondas devido ao espalhamento.

Outra maneira de verificar o acoplamento é fazer com que a luz que sai do dispositivo caia em um plano traseiro. No plano traseiro, confirme a presença de linhas de modo características da luz. Estes são vários modos elétricos transversais.

Assim que o acoplamento for detectado, ajuste os estágios de rotação e translação para aumentar o acoplamento evanescente. Em seguida, prepare o cabo que conecta a placa breakout ao amplificador e ao gerador de sinal. Faça a conexão com a entrada de sinal da placa de breakout.

Continue ligando o gerador de sinal de radiofrequência e o amplificador. Aqui é útil fazer um teste preliminar do dispositivo. Varra a frequência de 400 megahertz a 600 megahertz e verifique se há luz desviada.

Antes de continuar, limpe o caminho do feixe e certifique-se de que o medidor de energia esteja no lugar. Em seguida, retorne ao atenuador no caminho óptico. Lá, desfaça qualquer atenuação que foi implementada para segurança durante o alinhamento.

Finalmente, use uma caixa de isolamento óptico para cobrir todo o aparato de caracterização durante o experimento. Faça uso do software de controle do instrumento para executar o aparelho de caracterização. Este experimento usa o modo de exibição de laboratório, executando um programa de teste personalizado.

Depois de inserir os parâmetros de teste, execute o programa. O script deve levar menos de cinco minutos para ser executado. Durante o teste, ele produzirá um gráfico que pode ser manipulado.

Tanto o gráfico quanto os dados serão salvos. Esses dados coletados antes do dispositivo ser empacotado são para um analisador comercial de filme fino. O eixo vertical é a intensidade do laser.

O eixo horizontal é uma medida da rotação do dispositivo. As duas quedas correspondem a ângulos nos quais um modo guiado permite que a luz entre na guia de onda e saia no final do dispositivo, evitando assim o reflexo no medidor de potência. Esses dados de potência óptica, coletados após a embalagem, são do aparelho de caracterização.

O gráfico é o resultado da varredura da entrada de radiofrequência em megahertz e da localização do medidor de energia em milímetros. A projeção dos dados no eixo Y fornece a resposta de frequência do dispositivo. A projeção no eixo X fornece a amplitude da saída de luz difratada.

A inclinação dos dados no plano XY fornece uma noção da linearidade da varredura. Este gráfico combina dados brutos de vários experimentos em todos os três comprimentos de onda para os modos guiados TE 1. Se a resposta para cada cor for adjacente em frequência e sobreposta em ângulo, o dispositivo é apropriado para controle de frequência de cor.

Uma vez dominada, uma caracterização completa em luz vermelha, verde e azul para um único canal leva 30 minutos. Claro, imagens de alta resolução levam mais tempo. Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisadores da área de eletroholografia explorarem a multiplexação por divisão de frequência em moduladores de luz espacial de orientação de ondas.

Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como caracterizar moduladores espaciais de maneira repetível. Isso inclui acoplamento de prisma adequado, alinhamento e procedimentos de teste.