Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Характеристика анизотропными Дырявом режима модуляторы для Holovideo

7.7K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/53889

⸱

19 марта 2016 г.

 ,  ,  ,  ,  , 
1Electrical Engineering, Brigham Young University

В этой статье

Краткое содержание

В этой работе описывается изготовление и определение характеристик анизотропных модуляторов утечки для голографического видео.

Аннотация

Головидеодисплеи основаны на пространственных модуляторах света, преломляющих свет. Одним из таких пространственных модуляторов света является анизотропный модулятор с утечкой. Этот модулятор особенно хорошо подходит для экспериментов с голографическим видео, так как его относительно просто и недорого изготовить1-3. К некоторым дополнительным преимуществам устройств с негерметичным режимом можно отнести: большую совокупную полосу пропускания, поляризационное разделение сигнального света от шума, большое угловое отклонение и частотное регулирование цвета1. Для того, чтобы реализовать эти преимущества, необходимо иметь возможность адекватно охарактеризовать эти устройства, так как их работа сильно зависитот параметров волновода и преобразователя4. Для определения характеристик модуляторов авторы используют коммерческий призменный ответвитель, а также специальный аппарат для определения характеристик для идентификации управляемых мод, расчета толщины волновода и, наконец, для отображения частотного входа устройства и углового выхода модуляторов с утечкой моды. В данной работе дается подробное описание измерения и характеризации модуляторов с утечкой, пригодных для полноцветного голографического видео.

Введение

Большинство голографические технологии отображения, такие как Pixelated световые клапаны, а также MEMS устройств и объемной волны акустооптических модуляторов, слишком сложны, чтобы обеспечить широкое участие в их развитии. Неровной модуляторы, особенно с фильтрующими слоями и активных задних плоскостей может потребоваться несколько десятков шагов кучность построить 5 и может быть ограничено разветвления 6. Чем больше число шагов кучность, чем выше сложность устройства, и тем плотнее протокол изготовление должен быть для достижения разумного выхода устройства 7. Bulk-волновые акустооптических модуляторов не поддаются полупроводниковой пластине процессов на основе 8,9. Анизотропные модуляторы негерметичных режим, однако, требуют только два формирования паттерна шаги для изготовления и использования относительно стандартных методов микротехнологий 10,11. Доступность этих процессов позволяют любое учреждение со скромными установками для изготовления участвовать в разработке чТехнология дисплея olographic видео 12.

Простота изготовления устройства может быть заманчиво, тем не менее, поскольку правильное функционирование устройств сильно зависит от волноводов, которые должны быть тщательно измеряется и регулируется для достижения желаемых характеристик устройства. Например, если волновод слишком глубоко, оперативной пропускной способности устройства будет сужен 13. Если волновод слишком мелкой, устройство не может работать на красной подсветкой. Если волновод отжигают слишком долго, форма глубины профиля волновода будет искажена, а красный, зеленый и синий переходы не могут сидеть смежными в частотной области 14. В данной работе авторы представляют инструменты и методы для выполнения этой характеристики.

Негерметичных режим модулятора состоит из протона обмениваются волновод indiffused на поверхности пьезоэлектрика, Х-среза ниобата лития субстрат 15,16. На одном концеволновода представляет собой встречно- штыревой преобразователь алюминия, рисунок 1. Свет вводится в волновод с помощью призмы ответвитель 17. Преобразователь затем запускает поверхностные акустические волны, которые взаимодействуют с contralinearly света в волноводе вдоль оси у. Это взаимодействие пары управляемые свет в дырявой режим , который просачивается из волновода в объеме и , наконец , выходит из подложки от края сталкиваются с 18,19. Это взаимодействие также поворачивает поляризацию от TE-поляризованного света направленной на ТМ поляризованный свет вытекающей режима. Узор на поверхностных акустических волнах является голограмма, и он способен сканировать и формировать выходной свет, чтобы сформировать голографическое изображение.

Волновод создается путем протонного обмена. Во-первых, алюминий осаждается на подложку. Затем алюминий структурируют фото-фотолитографии и травлению выставить регионы подложки, чтобы стать волноводных каналов. Оставшийся алюминий действует как жесткиймаска. Подложку погружают в расплав бензойной кислоты, которая приводит к изменению индекса поверхности в облученные области. Устройство удаляется, очищают и отжигают в муфельной печи. Конечная глубина волновода определяет количество вытекающей режима переходов. Глубина волновода также определяет частоту каждого направляемого к режиме переходов для каждого цвета 4.

Алюминиевые преобразователи образованы старту. После того, как образованы волноводы, Е-луч сопротивление формуют на подложку. Встречно-штыревой преобразователь структурируют с электронным пучком для формирования ЛЧМ-преобразователь, предназначенный для ответа на полосе 200 МГц отвечает за управление цветом в волноводных устройств. Период палец определяется Λƒ = V, где Λ, является периодом палец, V, является скорость звука в подложке и, ƒ, является радиочастотный (RF). Преобразователь будет иметь импеданс , который должен быть согласован с 75 Ом для эффективной работы 20.

<р класс = "jove_content"> Управляемая уплотнении взаимодействия мод происходит при различных частотах для разных длин света подсветки, и в результате красный, зеленый и синий свет можно управлять в частотной области. Поверхность модели акустическая волна генерируется РЧ-сигнала, посылаемого на межпальцевых преобразователя. Радиочастотный входного сигнала перевести на пространственных частот на структуру поверхностной акустической волны. Волновод может быть изготовлен так, что низкочастотные сигналы управления угловую развертки и амплитуды красного света, в то время как средние частоты контролировать зеленый свет и высокие частоты управления синим светом. Авторы определили набор параметров волновода, которые позволяют все три из этих взаимодействий, чтобы быть отдельными и смежными в частотной области, так что все три цвета можно управлять с помощью одного сигнала 200 МГц, который является максимальная пропускная способность единиц товарных графических процессоров ( Графические процессоры).

Путем сопоставления пропускной способности канала GPUк тому, что из дырявой режима модулятора, система становится полностью параллельной и высокой степенью масштабируемости. При добавлении к пропускной способности соответствуют пары графических процессоров и негерметичных каналов в режиме модулятора, можно построить голографические дисплеи произвольного размера.

После того, как устройство будет создан, он тщательно характеризуется, чтобы убедиться, что частоты для управляемой к вытекающей режиме перехода подходят для регулирования частоты цвета. Во-первых, расположение волноводных мод определяются коммерческой призмы ответвитель, чтобы подтвердить, что волновод имеет соответствующую глубину и правильное число волноводных мод. Затем, после того, как эти устройства установлены и упакованы, они помещаются в пользовательской призмы ответвитель, преобразующий входные частоты сканированного выходного света. Полученные данные дает ответ входной частоты и угловой выходной отклик для красного, зеленого и синего света для устройства, подлежащего испытанию. Если устройство было изготовлено правильно, то ответ устройство ввода будет отделено вчастота и отклик на выходе будет перекрытие в угле. Когда это подтверждается, устройство готово к использованию в голографическом дисплее видео.

Первые измерения проводятся до того, как устройство было упаковано. Глубина волновод определяется коммерческой призм ответвитель. Это может быть достигнуто только с одной длиной волны освещения (как правило, 632 нм красный), но авторы изменили их коммерческой призмы ответвитель, чтобы позволить ему собрать информацию о режиме для красного, зеленого и синего света. После того, как упаковка, устройство проходит второе измерение в пользовательском призм ответвитель, который записывает преломленного выходного света в зависимости от входного сигнала RF. Подробное описание этих измерений следующим образом. также приведены шаги изготовления.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

1. Начальная подготовка

Примечание: Начните с нового Х-среза ниобата лития пластины. Она должна быть оптического качества, толщиной 1 мм, чистый, ни с чем, нанесенной на поверхность, обе стороны отполирована, а верхняя сторона обозначена.

  1. Использование электронно-лучевой испаритель или эквивалентный аппарат при вакууме 50 μTorr, испаряются 200 нм алюминия на пластине при 5 А / сек. Для того, чтобы повторить представленные результаты, положение вафельного созвездия 65 см над алюминиевым тигле.
  2. Спин по 30 капель положительного фоторезиста, например, AZ3330, при 3000 оборотах в минуту в течение 60 сек. Softbake резиста при температуре 90 ° С в течение 60 сек. Примечание: Для получения подробного описания механики вращающихся полимерных пленок увидеть работу на CJ Лоуренс 21.
  3. Используя правильную маску, такие как файл "Маска 1. Протон обмена Mask.dxf" поставляется в приложении, разоблачить пластины с помощью маски Aligner с 350 Вт ртутной лампой или ее эквивалента в течение 10 секунд, как на машину specificatiдополнения. Убедитесь, что пластина выровнены таким образом, чтобы волноводы параллельны оси у.
  4. Разработка резиста в положительном разработчиком фоторезиста в течение 60 сек. Жесткий выпекать пластины в течение 60 сек при 110 ° С. Стравливают обнаженную алюминия полностью погружая его в течение 2 мин в 1 л раствора алюминия травлением, нагретого до 50 ° С.
    ВНИМАНИЕ: Алюминий травление является токсичным, едкие и вредным. См паспорт безопасности для надлежащей обработки и хранения этого химического вещества. Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты для кислоты при обработке этого химического вещества.
  5. Снимите маску фоторезиста с полосканием ацетона с последующим изопропилового спирта (IPA).
  6. Использование 0,016 в. Толстый алмазный диск с глубиной экспозиции 0,165 в. На автоматический перетасовки увидел, разрезать пластину на 10 х 15 мм 2 устройства с длинной размерности параллельно оси у.
    Примечание: Лезвие не будет сокращать весь путь через подложку. Чтобы отделить каждое устройство, просто подчеркнуть каждый срез сделанное пилы для резки на чипы. Каждый 10 х 15 мм 2 устройство будет индивидуально пройти через оставшиеся шаги протокола.

2. Протон Обмен

  1. Поместите отдельное устройство в пробирке с небольшим отверстием земли в нижней части, чтобы обеспечить взаимодействие между устройством и всех жидких ваннах.
  2. Протонной обменной устройство, погрузив его в 1 л расплава 99% чистой бензойной кислоты при температуре 240 ° С. Используйте время погружения 10 мин и 10 сек для достижения целевой глубины 0.4504 мкм.
    Примечание: протонный замена время погружения продиктована коэффициента диффузии, D, который для расплава авторов в настоящее время D = 0,2993. Протонной время обмена погружения рассчитывается с помощью соотношения T = D 2 / (4 D). В этом уравнении T является замена время в часах, d глубина волновода в микронах, а D ì коэффициент диффузии. Для подробного описания механики протонного обмена увидеть работу по JL Jackel 15.
  3. Удалите устройство и дайте ему остыть в течение 5 минут или до прохладный на ощупь. Счистите любой остаток бензойной кислоты с полосканием ацетона затем МПА.

3. Отжиг

  1. Поместите устройство в обычной пробирке и завернуть трубу в алюминиевую фольгу. Поместите пробирку в муфельной печи в течение 45 мин при 375 ° С. Удалите устройство и дайте ему остыть в течение 5 минут или до прохладный на ощупь.

4. Чистый

  1. Очистите маску алюминия из устройства с использованием алюминия травление для примерно 2 мин при 50 ° С. Очистка устройства в кислой пираньи травление, чтобы удалить любые органические остатки.
    ВНИМАНИЕ: Кислотные пираньи травление является токсичным, коррозионные и вредным. См паспорт безопасности для надлежащей обработки и хранения этих химических веществ. Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты для кислоты при обращении с этими химическими веществами.
  2. Ополосните устройство в ацетоне, а затем IPA, и сухим сжатым азотом.

5. Измерения Волноводные

  1. Использование любого коммерческого измерения анализатора волновода характеристики протонообменной волновода.
    Примечание: Хорошее устройство будет иметь 2 обзорных режимов с использованием 633 нм лазер. На рисунке 2 приведен пример желаемых результатов. Если устройство показывает более двух волноводных мод для красной подсветкой, то замена время на шаге 2.2 должна быть уменьшена. Точно так же, если устройство показывает меньше двух волноводных мод время обмен должен быть увеличен.

6. Добавьте Сопротивление

  1. Спин на 4 капель отрываться Сопротивление (LOR) при 3000 оборотах в минуту в течение 60 секунд, а затем выпекать при температуре 200 ° С в течение 1 ч. Удалить и разрешить устройству остыть в течение 5 минут или до прохладный на ощупь. Спин по 4 капли 3: раствор 1 полиметилметакрилата (ПММА) и анизола при 3000 оборотах в минуту в течение 60 с, а затем выпекать при температуре 150 ° С в течение 15 мин.
  2. Удалить и разрешить устройству остыть в течение 5 минут или до прохладный на ощупь. Спин по 2 капли проводящего полимера со скоростью 1000 оборотов в минуту в течение60 сек, а затем вращаются со скоростью 6000 оборотов в минуту в течение 4 секунд, чтобы удалить излишки.

7. План

  1. С помощью электронного микроскопа усиливается с пучком подавитель для того, чтобы писать или эквивалентную машину, чтобы подвергать устройство.
    1. Под вакуумом 50 μTorr, обнажить проводящий слой на электронный пучок с площадью дозой 30 мкКл / см 2 , который сканирует образец из штыревых преобразователей. Для того, чтобы воспроизвести результаты использовать измеренный ток пучка 410 мкА.
    2. Написать шаблон из .dxf или эквивалентного файла на электронном микроскопе согласно спецификациям машины.
      Примечание: Для подробного описания электронного пучка процесса литографии увидеть работу , проделанную RE Фонтана 22.

8. Разработка

  1. Удалите проводящий слой, промыв устройство в виде непрерывного потока деионизированной воды для 5с. Удалите открытую ПММА путем погружения устройства в 1: 3 раствор метилового эфира isobutyл (МИБК) и МПА в течение 45 сек.
    1. Удалить из 1: раствор МИБК 3: ПНД и ополосните ПНД в течение 5 сек. Сушат устройство с сжатым азотом.
  2. Повторите шаги 8.1-8.1.1 по мере необходимости в полной мере развивать ПММА.
    Примечание: Однако подвергать устройство к решению МИБК: МПА с шагом 5SEc только. Полное развитие должно выявить LOR под ПММА и могут быть идентифицированы с помощью равномерной окраской по всей развитой зоне, окруженной четкими краями и углами.
    Примечание: За развитие ПММА приводит к малым выбросом признаков и может полностью стереть межпальцевые пальцы преобразователя оставляя один большой развитый блок. Точно так же на стадии разработки оставляет неравномерные остатки, которые будут снижать эффективность процесса Liftoff, который следует.
  3. Удалить LOR в открытой области путем погружения устройства в 1: 1 раствор соответствующего проявителя и деионизированной воды в течение 25 сек. Удалить из 1: раствор 1 с appropriatе разработчик и деионизированная вода. Полоскание с ПНД в течение 5 сек.
    1. Высушите сжатым азотом. Повторите шаги 8.3 по мере необходимости, чтобы в полной мере развивать LOR.
      Примечание: Однако подвергать устройство к решению соответствующего разработчика и деионизированной воды с шагом 2 сек только. Полная разработка должна раскрывать поверхность подложки на нижней стороне LOR. Он может быть идентифицирован с помощью равномерного белой окраски по всей развитой области, сохраняя при этом четкие края и углы. Неспособность разработать LOR должным образом и приводит к проблемам, обсуждаемых в 8.2.3.1. Смотрите рисунок 3 для процесса развития Пример LOR.
      Примечание: Переход на более низком соотношении соответствующего проявителя к деионизированной воде, такие как 1: 2 или 1: 3 полезен, поскольку устройство приближается полное развитие, чтобы позволить тонкие особенности развиваться без выдува устройства. Тем не менее, это не выгодно, чтобы начать с этих дозах, как общее увеличение времени и превышает оптимальное время в DevelОпер.

9. Депозит Алюминий

  1. Использование электронно-лучевой испаритель или эквивалентный аппарат при вакууме 50 μTorr, испаряются 200 нм алюминия на пластине при 5 А / сек.

10. Liftoff Алюминий

  1. Заполните большую стеклянную посуду с 750 мл воды на горячей плите при температуре 90 ° C. Вставьте пластиковый буфер в емкость с водой. В отдельной небольшой стеклянный контейнер погружать устройство в 100 мл раствора N - метил-2-пирролидон (NMP).
  2. Поместите контейнер раствора NMP, содержащего устройство на пластмассовый буфер, обеспечивая, чтобы уровень воды не превышает высоту контейнера НМП. Накройте крышкой и дайте постоять 3 до 4 ч или до алюминия Liftoff завершена. Удалить устройство из NMP.
    Примечание: Предпочтительно, чтобы счистить большие секции алюминия из устройства перед удалением его из ванны NMP. Сделайте это с помощью пипетки, заполненную NMP впрыскивать в устройствоd сбить оставшиеся большие куски нежелательного алюминия.
  3. Ополосните устройство в ПНД и сухим сжатым азотом. Под микроскопом, убедитесь, что Liftoff завершена. Если нежелательный остаточный алюминий остается увлажнить устройство с ацетоном и очень осторожно щеткой с чистым помещением тампоном покрытием в ацетоне, чтобы удалить.
  4. Полоскание в ПНД, сухой со сжатым азотом, и перепроверить под микроскопом. Повторите 10.3 и 10.4 по мере необходимости.

11. Польский Конец

  1. Покрывают устройство в защитном чехле пленки, такой как слой позитивного фоторезиста. Закрепить устройство так, чтобы конец с преобразователями подвергается для полировки. С помощью соответствующих процедур полировки 23, медленно полировать конец устройства до шероховатости поверхности менее 100 нм, таким образом , что никакие дефекты поверхности не мешают свету , покидающего устройство.
  2. Извлеките устройство из зажима и счистить защитную пленку. Если фоторезист был использован в качестве защитной пленки, щедрымпромыть в ацетоне, а затем IPA удалит его. Сушат образец по мере необходимости с помощью сжатого азота.

12. Установите на плате Breakout

  1. Если какой-либо узел требуется для РФ прорыве совета, собрать прорыве плату в соответствии с его техническим характеристикам.
  2. Построить, из стеклянных пластинках, монтажную платформу, чтобы твердо держаться как RF прорыве платы и устройства. Примечание: Монтажная платформа построена в форме U из трех стеклянных пластинках: один 75 х 50 х 1 мм 3 и два 75 х 25 х 1 мм 3.
    1. Поместите щедрое шарик суперклея над крайней левой четверти большой слайд. Поместите один из небольших горок над капелька суперклея, так что крайний левый край и нижний край выровняйте с соответствующими краями на большой горкой.
    2. Применить твердую и равное давление на двух слайдах до суперклея наборов, около 15 сек. Повторите этот процесс для крайнего правого четверти большого слайда.
  3. Монтировать дevice к верхней части монтажной платформы с двухсторонней ленты. Убедитесь, что в конце свесами устройств конца монтажной платформы так, что монтажная платформа не мешает свет, выходящий конец устройства.
  4. Установите РФ прорыве плату к монтажной платформе таким образом, чтобы она не на пути луча света, выходящего из устройства. Простой способ сделать это, чтобы поднять прорыве доску с толстой лентой так, чтобы нижняя часть прорыве платы находится выше верхней части устройства.
  5. Провод связи колодки на устройстве для их соответствующих местах на борту прорыве РФ. Используйте нГн серии индуктор 27 с импедансом соответствия каждого датчика к входам прорыве борту.

13. Призма муфта

  1. Выберите рутил призмы пара света в устройство. Поляризация света (Поперечная Electric) должны быть параллельны оптической оси рутила оптической оси (Z-оси) Х-среза ниобата лития.
  2. Чистый тон контактных поверхностей обоих устройств и тщательно призме с МПА. Расположите призму таким образом, чтобы он находился по центру канала, подлежащего испытанию.
  3. Нажмите на нижнюю часть призмы плотно прилегает к верхней части устройства с зажимным механизмом. Примечание: Не затягивайте, как избыточное давление будет растрескиваться подложки и может повредить соединительную призму.
  4. В случае успеха, наблюдать за мокрое место появится.
    Примечание: мокрое пятно представляет собой область нарушенного полного внутреннего отражения на границе раздела между призмой и образцом. Для примера правильного сочетания призмы смотри рисунок 4.

14. Установите в характеристике аппарата

  1. Установите устройство на вращающейся платформе с частотным разделением каналов цвета характеристика устройства для анизотропных негерметичных режима модуляторов света , обсуждавшихся А. Henrie 4.
    Примечание: Схематическое характеризации Аппарат поставляется на рисунке 5.

15. Совместите в характеристике аппарата

  1. Включите лазер. Для того, чтобы воспроизвести результаты, представленные в настоящем документе использования 5 В для 638 нм, 5,5 В для 532 нм, и 6,5 В для 445 нм.
  2. Ослабление луча до интенсивности рассеянного света, не удобно для глаз. Проверка лазерной поляризации.
    1. Поместите поляризатор на пути прохождения луча после полуволнового пластины так, что он блокирует горизонтально поляризованного света. Поворотом полуволна пластины для достижения максимального ослабления лазерного излучения. Удалить поляризатор.
  3. Вручную поворачивать платформу, таким образом, чтобы угол между лазером и верхней поверхностью устройства установлен на нужный угол входа.
    Примечание: Правильный угол можно найти в таблице 1 , в соответствии с требуемой длиной волны тестирования и режима.
  4. Выравнивание призмы с использованием линейных этапов перевода, когда фокальная точка лазера проходит через угол призмы 90 °. Примечание: Увеличение лазера SCAtter вызванное углом призмы иногда можно увидеть.
    1. На данный момент, свет должен быть соединением в устройство , которое может быть проверено либо характерной полосой света , вызванное рассеянием в волноводе или характеристическими линиями мод , выходящие из конца устройства 24 (смотрите рисунок 6).
      Примечание: При использовании режима линии для проверки сцепления, полезно удалить измеритель мощности от пути луча. Вместо того, чтобы вставить равномерно рассеивающий объект, такой как лист белой бумаги, на пути луча.
    2. Если нет сцепления не обнаружено, медленно вращать устройство, сохраняя при этом соединительное ребро призмы в фокальной точке лазерного пучка. Если после поворота пять градусов в любом направлении не связи не могут быть обнаружены, удалите устройство с вращающейся платформе, удалите призмы и вернуться к шагу 13.
  5. После того, как муфта обнаружена, точная настройка вращательные платформы и линейного перевода ступеней до максиMize муфту света.

16. Присоедините ВЧ вход и Заключите устройства

  1. Заменить измеритель мощности, который был удален во время выравнивания. Также удалите любые препятствия на пути луча, используемого для целей выравнивания.
  2. Подключите ВЧ вход к устройству прорыве плате и включите генератор РЧ сигнала. Убедитесь, что усилитель включен. Примечание: Для защиты устройства от выгорания, электрическая мощность сигнала достигает устройства не должна превышать 1 Вт
  3. Удалите затухание, используемый для обеспечения безопасности во время выравнивания. Лазер теперь на оптических уровней мощности, используемых для тестирования. Вложите всю систему в оптически изолирующей коробке.

17. Выполните тестирование программы при условии

  1. Получить менеджер лабораторного оборудования для запуска определения характеристик устройств, таких как LabView файла AutomatedDeviceCharacterization.vi, представленной в приложении.
  2. Вставьте все пользовательские параметры в тестировании Софtware на управляющем компьютере. Примечание: На рисунке 7 поставляется для тех , кто с помощью прилагаемого файла контрольного эксперимента. Это указывает на то с желтым поле поля, которые должны быть обновлены перед каждым автоматизированной тест проводится для того, чтобы предоставленная аналитическая программа для правильной работы на этапе 19.
    1. Для того, чтобы воспроизвести результаты, представленные в настоящем документе используются следующие параметры тестирования: начальная частота: 100 МГц, конечная частота: 800 МГц, частоты Шаг: 10, Грубый Исходное положение: 0, Грубая окончательная позиция: 25, и положение шага: 1. Марка убедитесь, что "Output Файл" кнопка нажата.
  3. Запустите программу тестирования.
    Примечание: Представленная программа управляет измеритель мощности вдоль линейной дорожки с интервалами, определяемых пользователем. В каждом положении входной сигнал РЧ заметен через набор выбранных частот и измерений мощности сделаны. Измерение также производится с помощью ВЧ вход на его установке самой низкой частоты и низкой выходной мощности, которая была экспериментальнаяLY определяется как эквивалент без входного сигнала 4. Эти измерения затем рентгенографического в реальном времени в 3D-интерактивной графике.
    1. Обратите внимание на четыре выходных файлов: * config.csv описывает эксперимент, * data.csv содержит значение мощности на каждой частоте, * no_stim.csv содержит фоновый шум чтения, и * graph.jpeg содержит копию графика на пользователя интерфейс программы, как это было, когда программа закончилась. На рисунке 8.
  4. Повторите разделы 15-17 для каждой длины волны и в режиме TE1 , описанной в таблице 1.

18. Анализ частотного и углового выходных профилей

  1. Получить статистическую программу анализа или загрузить CompareWDMmodes.m Matlab код, предоставленный в приложении.
  2. В папке (где находится программа), создать вложенную папку "Номер образца" введите "Номер образца" в программу тестирования. Номер образцаидентификационный номер устройства.
  3. В этой папке "Номер образца," создать три вложенные папки. Назовите каждую папку следующим образом : "Номер образца" _ "Цвет" _M1_ "Датчика". Имена в "жирным шрифтом и курсивом" представляют собой значения , введенные в программу тестирования пользователем. (Например , A16_BLUE_M1_T1, C5_RED_M1_T13 или D35_GREEN_M1_T18).
  4. В каждую вложенную папку, скопировать четыре файлы, созданные с помощью программного обеспечения тестирования, которые соответствуют с этой конкретной длины волны, режима и преобразователя.
  5. Откройте аналитическую программу и изменить пользовательские переменные в верхней части, чтобы отразить определенные пользователем входные значения в программное обеспечение тестирования.
    Примечание: При использовании прилагаемого аналитической программы и определенных пользовательских значений в программе тестирования являются "Номер образца" = A16, "Guided Mode" = 1, "Преобразователь" = 1 аналитический код будет изменен на следующее:
    ; % Переменные, определяемые пользователем
    серии = 'A';
    образец = 16;
    Режимы = [1];
    Преобразователь = 'T1';
  6. Запуск аналитической программы.
    Примечание: При использовании прилагаемого аналитического кода, помимо всего прочего, он создает фигуру, которая сравнивает нормированную частотную характеристику и угловой выход для красного, зеленого и синего света. Файл создается находится в "Sample Number" вложенной. Смотри рисунок 9 для примера вывода.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Принципиальные результаты протокола выше направляемая режим измерения от коммерческого ответвитель призмы , показанной на рисунке 2, на одной частоте, необработанные входные / выходные данные , полученные из индивидуальных призм ответвитель показано на рисунке 8 и многоцветных кривых показано на рисунке 9. В следующих параграфах мы обсудим полезную информацию о произведенных каждым из этих выходов.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Конструкция каждого устройства имеет два важных шагов, обмена протонов и развитие LOR. Из этих двух протонной обменной время определяет глубину волновода, который, в свою очередь, определяет количество направляется в негерметичных режиме переходов, ширина полосы частот контролируемой, и каждый ключевой параметр конструкции для каждого цвета света. Два волноводных мод в красном желательно. Если больше есть, то пропускная способность приносится в жертву. Если менее существует, то не направляется в негерметичных режим пере...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторы не имеют ничего раскрывать.

Благодарности

Авторы выражают признательность за финансовую поддержку со стороны военно-воздушных сил Научно-исследовательской лаборатории контракта FA8650-14-C-6571 и от DAQRI LLC.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
X-Cut Ниобат литияGooch и Housego99-00630-01Ниобат лития 3″ Диаметр пластины X-CUT 1  мм Польский/польский
позитивный фоторезист 1EMD Эксплуатационные материалыAZ 3330 F ФоторезистИспользован при создании протонной обменной маски
Проявитель фоторезистаEMD Эксплуатационные материалыAZ MIF 300Разрабатывает AZ3330 и LOR 3A
АлюминийМеждународные передовые материалыAL1399,999% чистый
алюминий ТравлениеТрансентипа А Алюминий Травление
Бензойная кислотаSigma Aldrich109479-500G99% чистый
ацетонFisher ChemicalUN1009
IPAFisher ChemicalUN121999,5% чистый изопропиловый спирт
Кислая Пиранья травлениеCyantek CorperationNanostrip
Under Layer ResistMicro ChemLOR 3AНижний слой используется для
Позитивный фоторезистMicro Chem950 PMMA A9Верхний слой, используемый для отрыва
АнизолMicro ChemA Разбавитель
Проводящий полимерный водный растворMitsubishi Rayon CompanyAquaSAVE
MIBK (4-метил-2-пентанон)Sigma Aldrich360511разрабатывает PMMA
NMP (1-метил-2-пирролидон)Sigma Aldrich328634используется для подъема
электронно-лучевого испарителя Дентон Вакуум Честность 20Достаточно любого эквивалентного оборудования.
Тонкопленочный спиннерLaurell Technologies CorporationWS-400A-6NPP-LITEДостаточно любого аналогичного оборудования.
Выравниватель масок Карл Сасс Америка Инк.MA 150 CCДостаточно любого аналогичного оборудования.
Автоматическая пила для нарезки Disco CorperationDisco Dad 320Достаточно любого аналогичного оборудования.
Муфельная печьThermo ScientificFB1415MДостаточно любого эквивалентного оборудования.
Электронный микроскопFEIXL30 ESEMДостаточно любого аналогичного оборудования.
Печь для обезвоживанияLab-Line Instruments Ультрачистый 100  (3497М-3)Было бы достаточно любого эквивалентного оборудования.
Hot PlateThermo ScientificSP131325Достаточно любого эквивалентного оборудования.
ПолировщикUltra Tec Mfg., Inc.Ultrapol End & КромкополильщикДостаточно любого аналогичного оборудования.
Класс IIIb 12  V Лазеры RBG: длины волн (нм): 638, 532 и 445Покупали б/у. Наверное с лазерного проектора выдернули. Было бы достаточно любого эквивалентного оборудования.
Генератор сигналовAgilent8648Dтеперь можно найти в компании Keysight. Устаревший. Было бы достаточно любого эквивалентного оборудования. Необходимая развертка по частоте 9 кГц-1 000 МГц.
Усилитель сигналамини-схемыТБ-17необходим только для преодоления ограничений генератора сигналов.
Контроллер измерителя мощностиThorLabsPM100Dс измерителем мощности модели S130C. Было бы достаточно любого эквивалентного оборудования. Необходимая чувствительность 500  pW.
Контроллер линейного приводаNewportESP7000С линейным приводом модели MFN25PP. Было бы достаточно любого эквивалентного оборудования. Требуется 0.1  мм точность.
AutomatedDeviceCharacterization.vi Программное обеспечение дляэкспериментального управления LabView от BYUНайдено в приложении
CompareWDMmodes.mMATLabАналитическое программное обеспечение от BYUНайдено в приложении

Ссылки

  1. Smalley, D., Smithwick, Q., Bove, V., Barabas, J., Jolly, S. Anisotropic leaky-mode modulator for holographic video displays. Nature. 498 (7454), 313-317 (2013).
  2. Smalley, D., Smithwick, Q., Bove, V. Holographic video display based on guided-wave acousto-optic devices. Proc. SPIE. 6488, 64880L-64880L-7 (2007).
  3. Smalley, D. Holovideo on a stick: integrated optics for holographic video displays. , MIT. MASS. (2013).
  4. Henrie, A., Haymore, B., Smalley, D. Frequency division color characterization apparatus for anisotropic leaky mode light modulators. Rev Sci Instrum. 86 (2), (2015).
  5. Lawes, R. MEMS Cost Analysis: Basic Fabrication Processes. , Pan Stanford. Boca Raton. (2014).
  6. Pearson, E. Mems spatial light modulator for holographic displays. , (2001).
  7. Tabata, M. Risk and Mobility: A Case Study of the Thin-Film Transistor Liquid-Crystal Display Industry in East Asia. East Asian Science, Technology and Society. 9 (2), 151-166 (2015).
  8. Pape, D., Goutzoulis, A., Kulakov, S. Design and fabrication of acousto-optic devices. , Marcel Dekker. New York. (1994).
  9. Chang, I., Lee, S. Efficient Wideband Acuosto-Optic Bragg Cells. Ultrasonics Symposium. , 427-430 (1983).
  10. Proklov, V., Korablev, E. Multichannel waveguide devices using collinear acousto-optic interaction. Proc. SPIE. 1932, 298-311 (1993).
  11. Ito, K., Kawamoto, K. An optical deflector using collinear acoustooptic coupling fabricated on proton-exchanged LiNbO 3. Jpn. J. Appl. Phys. 37 (9R), 4858(1998).
  12. Smalley, D., Smithwick, Q., Barabas, J., Jolly, S., DellaSilva, C. Holovideo for everyone: a low-cost holovideo monitor. J Phys Conf Ser. 415 (1), 012055(2013).
  13. 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).
  14. McLaughlin, S., Leach, C., Henrie, A., Smalley, D. Optimized guided-to-leaky-mode device for graphics processing unit controlled frequency division of color. Appl. Opt. 54 (12), 3732-3736 (2015).
  15. Jackel, J., Rice, C., Veselka, J. Proton exchange for high-index waveguides in LiNbO3. Appl. Phys. Lett. 41 (7), 607-608 (1982).
  16. Wong, K. Properties of lithium niobate. , IET. London. (2002).
  17. Tien, P., Ulrich, R. Theory of prism-film coupler and thin-film light guides. JOSA. 60 (10), 1325-1337 (1970).
  18. Tsai, C. Guided-wave acousto-optics: interactions, devices, and applications. , Springer Science & Business Media. Heidelberg. (1990).
  19. Proklov, V., Korablev, E. Multichannel waveguide devices using collinear acousto-optic interaction. Proc. SPIE. 1932, 298-311 (1993).
  20. Li, R. Circuit Design. , John Wiley & Sons. Hoboken. (2012).
  21. Lawrence, C. The mechanics of spin coating of polymer films. Phys. Fluids. 31 (10), 2786-2795 (1988).
  22. Fontana, R., Katine, J., Rooks, M., Viswanathan, R., Lille, J., MacDonald, S., et al. E-beam writing: a next-generation lithography approach for thin-film head critical features. IEEE Trans. Magn. 38 (1), 95-100 (2002).
  23. Robertson, M. Substrate Surface Preparation Handbook. , (2011).
  24. Monneret, S., Flory, F., et al. M-lines technique: prism coupling measurement and discussion of accuracy for homogeneous waveguides. J Opt A-Pure Appl Op. 2 (3), 188(2000).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Характеристика анизотропными Дырявом режима модуляторы для Holovideo
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.