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.

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

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

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 esquerda da dimensão mais longa de uma lâmina. Em seguida, posicione uma lâmina menor de modo que sua dimensão mais longa fique perpendicular à da primeira lâmina. Alinhe as bordas esquerdas das duas lâminas para que seus cantos inferiores esquerdos se sobreponham.Coloque-os em contato e aplique pressão firme e igual às lâminas até que a cola fixe. Repita os passos análogos para o lado direito. Isso resultará em uma estrutura em forma de U.Para montar o dispositivo, aplique fita adesiva dupla face na plataforma no centro do U. Agora, trabalhe com o modulador de modo com vazamento a ser caracterizado. Verifique se o dispositivo possui extremidades polidas e está pronto para uso. Em seguida, posicione o dispositivo sobre a fita já colocada na plataforma.Monte-o de forma que a extremidade do dispositivo fique projetada além da extremidade da plataforma de montagem, evitando interferir no trajeto da luz. Neste momento, monte a placa de interface RF. Posicione a placa de interface de modo que ela não fique no caminho do feixe de luz que sai do dispositivo.O próximo passo é a ligação por fio metálico. Este é o dispositivo e a placa de interface após terem sido conectados por fiação. Agora, selecione um prisma apropriado para direcionar a luz para dentro do dispositivo e utilize álcool isopropílico para limpar a superfície que entrará em contato com o dispositivo.Além disso, limpe a superfície de contato do dispositivo. Em seguida, coloque o prisma sobre o dispositivo de forma que fique centralizado no canal do dispositivo a ser testado. Prossiga utilizando um mecanismo de fixação para pressionar firmemente a base do prisma contra a parte superior do dispositivo, acoplando os elementos.O mecanismo de fixação deve pressionar firmemente a base do prisma contra a parte superior do dispositivo, e o acoplamento bem-sucedido produzirá uma mancha úmida na interface. Quando observada no ângulo adequado, a mancha úmida refletirá um arco-íris de cores. O próximo passo é utilizar o equipamento 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 na amostra, que será montada nesta plataforma 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 rádio frequência gera ondas acústicas superficiais. Estas fazem com que a luz saia em um ângulo de frequência controlável e incida sobre um medidor de potência.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. Posicione o conjunto de modo que a luz proveniente 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 dispersa seja confortável para os olhos. Em seguida, coloque um polarizador no trajeto do feixe após a placa de meia-onda. Oriente-o de modo que bloqueie a luz polarizada horizontalmente.Gire a placa de meia-onda para obter a atenuação máxima da luz do laser. Uma vez alcançada essa condição, remova o polarizador. Agora, retorne à plataforma de rotação para girá-la manualmente.Ajuste-o para que o feixe do laser esteja no ângulo de entrada adequado em relação à superfície superior do dispositivo. Alinhe o prisma utilizando o estágio de translação linear acima do estágio de rotação. Ajuste o alinhamento até que o ponto focal do feixe do laser atravesse o canto de 90 graus do prisma.Neste momento, faça ajustes finos no estágio de rotação para obter o acoplamento. Monitore o dispositivo. À medida que a guia de onda começa a acoplar, surge uma faixa característica de luz na guia de onda devido ao espalhamento.Outra maneira de verificar o acoplamento é fazer a luz que sai do dispositivo incidir sobre um plano traseiro. No plano traseiro, confirme a presença das linhas de modo características da luz. Estes são vários modos elétricos transversais.Uma vez detectado o acoplamento, ajuste com precisão os estágios de rotação e translação para aumentar o acoplamento evanescente. Em seguida, prepare o cabo que conecta a placa de interface ao amplificador e ao gerador de sinal. Faça a conexão à entrada de sinal da placa de interface.Continue ligando o gerador de sinal de radiofrequência e o amplificador. Aqui, é útil realizar um teste preliminar do dispositivo. Varie a frequência de 400 megahertz a 600 megahertz e verifique a presença de luz desviada.Antes de continuar, limpe o trajeto do feixe e certifique-se de que o medidor de potência está no lugar. Em seguida, retorne ao atenuador no trajeto óptico. Ali, desfaça qualquer atenuação que tenha sido implementada por segurança durante o alinhamento.Por fim, utilize uma caixa de isolamento óptico para cobrir todo o aparato de caracterização durante a realização do experimento. Utilize um software de controle de instrumentos para operar o aparato de caracterização. Este experimento utiliza o LabVIEW, executando um programa personalizado de testes.Após inserir os parâmetros de teste, execute o programa. O script deve demorar menos de cinco minutos para ser executado. Durante o teste, ele gerará um gráfico que pode ser manipulado.Tanto o gráfico quanto os dados serão salvos. Esses dados, coletados antes da embalagem do dispositivo, são de um analisador comercial de filmes finos. O eixo vertical representa a intensidade do laser.O eixo horizontal é uma medida da rotação do dispositivo. Os dois mínimos correspondem aos ângulos nos quais um modo guiado permite que a luz entre no guia de onda e saia na extremidade do dispositivo, evitando assim a reflexão no medidor de potência. Esses dados de potência óptica, coletados após a embalagem, são provenientes do aparato de caracterização.O gráfico resulta da varredura da entrada de frequência de rádio em megahertz e da posição do medidor de potência em milímetros. A projeção dos dados no eixo Y fornece a resposta em 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 indicação da linearidade da var var varredura. Este gráfico combina dados brutos de vários experimentos em todos os três comprimentos de onda para modos guiados TE 1. Se a resposta para cada cor estiver adjacente em frequência e sobreposta em ângulo, o dispositivo é adequado 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. É claro que imagens de alta resolução levam mais tempo. Após seu desenvolvimento, esta técnica abriu caminho para pesquisadores na área de eletroholografia explorarem a multiplexação por divisão de frequência em moduladores espaciais de luz com guia de onda.Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como caracterizar moduladores espaciais de maneira repetível. Isso inclui procedimentos adequados de acoplamento com prisma, alinhamento e testes.

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Engenharia

Um sensor de alta sensibilidade fotónica micro foi desenvolvido para a detecção de campos eléctricos. O sensor explora os modos ópticos de uma esfera dielétrica. Mudanças no campo elétrico externo perturbar a morfologia esfera levando a mudanças em seus modos ópticos. A intensidade do campo eléctrico é medida por monitorização destas mudanças ópticas.

Desenvolvimento de Whispering Gallery Modo poliméricos Micro-ópticos sensores do campo eléctrico

Nós apresentamos um sistema holográfico digital compacta reflexão (CDHM) para inspeção e caracterização de dispositivos de MEMS. Um design de lente-less usando uma onda de entrada divergentes proporcionando ampliação geométrica natural é demonstrado. Ambos os estudos estáticos e dinâmicos são apresentados.

Compact Lens-less Digital Holographic Microscope de Inspeção MEMS e Caracterização

Um protocolo para detectar e automatizar o bloqueio de modo em um laser de fibra de rotação de polarização não linear pré-ajustado é apresentado. A detecção de uma mudança repentina no estado de polarização de saída quando ocorre o bloqueio de modo é usada para comandar o alinhamento de um controlador de polarização intra-cavidade para encontrar condições de bloqueio de modo.

Automação de Modo de bloqueio em uma rotação do laser da fibra não-linear de polarização através de medidas de polarização de saída

Dispositivos microfluídicos multicamadas geralmente envolvem a fabricação de moldes mestres com geometrias complexas para funcionalidade. Este artigo apresenta um protocolo completo para fotolitografia em várias etapas com válvulas e recursos de altura variável ajustáveis a qualquer aplicação. Como demonstração, fabricamos um gerador de gotículas microfluídicas capaz de produzir esferas de hidrogel.

Multi-passo fotolitografia Variável Altura para Valved multicamada microfluídicos Devices

Demonstramos a transmissão de múltiplos sinais independentes através de uma fibra multimodo usando modelagem de frente de onda empregando um único modulador de luz espacial. Ao modular a frente de onda para cada sinal individualmente, focos espacialmente separados são transmitidos. As aplicações potenciais são a transferência de dados multiplexados em engenharia de comunicações e o fornecimento de luz endoscópica em biofotônica.

Transmissão de múltiplos sinais através de uma fibra óptica Usando Wavefront Shaping

Um protocolo para um projeto de feixe fixo-fixo usando um vibrômetro laser Doppler (LDV), incluindo a medição da frequência de sintonia, modificação do ajuste de capacidade e evitar a falha do dispositivo e stiction, é apresentado. A superioridade do método sobre o analisador de rede LDV é demonstrada devido à sua capacidade de modo mais elevada.

Projeto e metodologia de caracterização para filtros de MEMS sintonizável eficiente gama

Mostramos como codificar o complexo campo de feixes de laser, usando um elemento de fase única. Um caminho comum-Interferômetro é empregado para misturar as informações de fase exibidas em um fase somente modulador espacial luz para finalmente recuperar o padrão de campo complexo desejado na saída de um sistema óptico de imagem.

Moldar a Amplitude e a fase dos feixes de Laser, usando um modulador de luz somente fase espacial

Um protocolo para a preparação de um líquido colestéricos reflexivo cristalino exibir dispositivo contendo um dopant quiral redox-responsivo, permitindo a operação rápida e de baixa voltagem é apresentado.

Um dispositivo cristalino líquido colestéricos eletroquímico para modulação de cor rápida e baixa tensão

A fabricação de transdutores do modo de espessura piezoelétrica através da corrente direta de eletrodos de placas em nióbio de lítio é descrita. Além disso, a operação confiável é alcançada com um suporte de transdutor e sistema de fornecimento de fluidos e a caracterização é demonstrada através de análise de impedância, vibrometria doppler laser, imagem de alta velocidade e distribuição do tamanho de gotículas usando dispersão a laser.

Fabricação e caracterização de dispositivos piezoelétricos do modo de espessura para atomização e acoustofluidos

Apresentamos um protocolo para fabricação de metahologramas visíveis de spin e direção multiplexada e, em seguida, realizamos um experimento óptico para verificar sua função. Esses metahologramas podem visualizar facilmente informações codificadas, para que possam ser usadas para exibição volutiva projetiva e criptografia de informações.

Demonstração de Metahologramas visíveis all-dielectric all-dielectric de spin-multiplexed e de direção

Este artigo traça o ciclo de vida de um ressonador de membrana de nitreto de silício, desde o projeto até a fabricação e a caracterização.

Fabricação e caracterização de ressonadores de membrana de nitreto de silício High-Q

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.

Caracterização de anisotrópicos Leaky Modo moduladores para Holovideo

Explorar mais vídeos