Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

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

doi: 10.3791/61334 Published: September 25, 2020

Summary

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

Abstract

De optische holografie techniek gerealiseerd door metasurfaces is naar voren gekomen als een nieuwe benadering van projectieve volumetrische display en informatie encryptie display in de vorm van ultradunne en bijna platte optische apparaten. Vergeleken met de conventionele holografische techniek met ruimtelijke lichtmodulatoren, heeft het metahologram tal van voordelen, zoals miniaturisatie van optische setup, hogere beeldresolutie en groter zichtbaarheidsveld voor holografische beelden. Hier wordt een protocol gerapporteerd voor de fabricage en optische karakterisering van optische metahologrammen die gevoelig zijn voor de spin en richting van incidentlicht. De metasurfaces bestaan uit gehydrogeneerd amorf silicium (a-Si:H), dat een grote brekingsindex en een kleine uitstervingscoëfficiënt heeft in het gehele zichtbare bereik, wat resulteert in een hoge overdracht en diffractie-efficiëntie. Het apparaat produceert verschillende holografische beelden wanneer de spin of richting van het invallende licht wordt geschakeld. Daarom kunnen ze meerdere soorten visuele informatie tegelijkertijd coderen. Het fabricageprotocol bestaat uit filmdepositie, elektronenbundel schrijven en daaropvolgende etsen. Het gefabriceerde apparaat kan worden gekarakteriseerd met behulp van een aangepaste optische setup die bestaat uit een laser, een lineaire polarisator, een kwart waveplate, een lens en een lading-gekoppeld apparaat (CCD).

Introduction

Optische metasuroppervlakken bestaande uit subgolflengte nanostructuren hebben vele interessante optische verschijnselen mogelijk gemaakt, waaronder optische cloaking1, negatieve breking2, perfecte lichtabsorptie3, kleurfiltering4, holografische beeldprojectie5en straalmanipulatie6,7,8. Optische metasurfaces die op de juiste manier ontworpen strooiers hebben, kunnen het spectrum, het golffront en de polarisatie van licht moduleren. Vroege optische metasurfaces werden voornamelijk vervaardigd met behulp van edele metalen (bijvoorbeeld Au, Ag) vanwege hun hoge reflectiviteit en gemak van nanovecatie, maar ze hebben hoge Ohmic verliezen, zodat de metasoppervlakken hebben een lage efficiëntie op korte zichtbare golflengten.

De ontwikkeling van nanofabricagetechnieken voor diëlektrische materialen met lage verliezen bij zichtbaar licht (bijvoorbeeld TiO29, GaN10en a-Si:H11)heeft de realisatie van zeer efficiënte platte optische apparaten met optische metasoppervlakken mogelijk gemaakt. Deze apparaten hebben toepassingen in optica en engineering. Een intrigerende toepassing is optische holografie voor projectieve volumetric display en informatie encryptie. Vergeleken met conventionele hologrammen die gebruik maken van ruimtelijke lichtmodulatoren, heeft het metahologram tal van voordelen, zoals miniaturisatie van optische setup, hogere resolutie van holografische beelden en groter gezichtsveld.

Onlangs is het coderen van meerdere holografische informatie in een enkellaags metahologramapparaat bereikt. Voorbeelden hiervan zijn metahologrammen die zijn multiplexed in spin12,13, orbitale hoekmomentum14, incidentlichthoek15en richting16. Deze inspanningen hebben de kritieke tekortkoming van metahologrammen overwonnen, wat een gebrek aan ontwerpvrijheid in één apparaat is. De meeste conventionele metahologrammen kunnen slechts enkele gecodeerde holografische afbeeldingen produceren, maar een multiplexed apparaat kan meerdere holografische afbeeldingen in realtime coderen. Vandaar dat het multiplexed metahologram een cruciaal oplossingsplatform is voor echte holografische videoweergave of multifunctionele anticounterfeiting hologrammen.

Hier gemeld zijn protocollen te fabriceren spin- en richting-multiplexed all-diëlektrische zichtbare metahologrammen, dan optisch te karakteriseren ze13,16. Om meerdere visuele informatie in één metasurface-apparaat te coderen, zijn metahologrammen ontworpen die twee verschillende holografische beelden weergeven wanneer de spin of richting van incidenteel licht wordt gewijzigd. Om zeer efficiënte holografische beelden te fabriceren op een manier die vergelijkbaar is met CMOS-technologie, wordt a-Si:H gebruikt voor de metasurfaces en worden dubbele magnetische resonanties en antiferromagnetische resonanties die erin worden geïnduceerd, benut. Het fabricageprotocol bestaat uit filmdepositie, elektronenbundelschrijven en etsen. Het gefabriceerde apparaat wordt gekenmerkt door een aangepaste optische setup bestaande uit een laser, een lineaire polarisator, een kwart waveplate, een lens en een lading-gekoppeld apparaat (CCD).

Protocol

1. Fabricage van het apparaat

OPMERKING: Figuur 1 toont het fabricageproces van a-Si:H metasurfaces17.

  1. Bereid een gesmolten silica wafer stuk (grootte = 2 cm x 2 cm, dikte = 500 μm) als substraat. Spoel het substraat met aceton en isopropylalcohol (IPA) en blaas stikstofgas over het substraat om het te drogen.
  2. Deponeren van een 380 nm dikke a-Si:H film op het substraat met behulp van plasma-verbeterde chemische dampdepositie (PECVD) met de volgende instellingen: kamertemperatuur = 300 °C; radiofrequentievermogen = 800 W; gasstroom = 10 sccm voor SiH4 en 75 sccm voor H2; procesdruk = 25 mTorr; tijd = 30 s.
  3. Spin-coat een e-beam lithografie fotoresist. Drop polymethyl methacrylaat (PMMA) A2 op het substraat en spin-coat met een rotatiesnelheid van 2.000 tpm gedurende 1 min.
  4. Bak het met weerstand bedekte substraat 5 min op een kookplaat op 180 °C.
  5. Spin-coat een geleidende polymeerlaag om ladingsaccumulatie tijdens het e-beam schrijfproces te voorkomen. Laat het geleidende polymeer (bijvoorbeeld Espacer) op het substraat en spinlaag vallen met een rotatiesnelheid van 2.000 tpm gedurende 1 min.
  6. Run e-beam lithografie met een acceleratiespanning van 80 kV en een stroom van 50 pA.
  7. Dompel het monster 2 min onder in gedeïsized (DI) water om de geleidende polymeerlaag te verwijderen. Dompel het monster onder in 1:3 methyleentonenobutylketon (MIBK):IPA-oplossing omgeven door een ijsbeker gedurende 12 minuten om het blootgestelde patroon te ontwikkelen. Spoel het monster vervolgens af met IPA voor 30 s.
  8. Deponeren een 30 nm dikke chroom (Cr) film met behulp van een e-beam verdamper.
  9. Dompel het monster onder in aceton om de niet-belichte fotoresistenlaag te verwijderen en breng het Cr-patroon over op het substraat. Sonicate voor 1 min op 40 kHz, dan spoelen met IPA voor 30 s.
  10. Eth de onbedekte a-Si: H laag om de Cr patroon over te dragen in de a-Si:H laag met behulp van een droge etser met een bronkracht van 500 W, bias van 100 V, gasstroom tarieven van 80 sccm voor Cl2 en 120 sccm voor HBr.
  11. Dompel het monster onder in een Cr etchant-oplossing om het Cr-etsmasker te verwijderen. Spoel het monster vervolgens achtereenvolgens af met aceton, IPA- en DI-water voor respectievelijk 30 s.

2. Scanning elektronenmicroscoop karakterisering

  1. Spin-coat een geleidende polymeerlaag om ladingsaccumulatie tijdens het elektronenbundelscanproces te voorkomen. Laat het geleidende polymeer op het substraat en spinlaag vallen bij een rotatiesnelheid van 2.000 tpm gedurende 1 min.
  2. Bevestig het substraat op de monsterhouder met behulp van koolstoftape. Ontlucht de laadslotkamer door op de AIR-knop te drukken.
  3. Leg de houder op de houdstang van de laadruimte. Evacueer de laadslotkamer door op de EVAC-knop te drukken.
  4. Stel de podiumhoogte en kantelhoek in door de Z-sensor op 8 mm te zetten en de T-sensor op 0°.
  5. Open de deur van de laadslotkamer door op de KNOP OPENEN te drukken. Druk op de houdstas om de houder over te brengen naar de hoofdelektronenmicroscoop (SEM) kamer. Trek de stang eruit en druk op de CLOSE-knop.
  6. Controleer de vacuümtoestand voordat u het elektronenkanon aanschakelt. Voer de knipperfunctie uit door op de knipperknop te drukken om koolstof of stof in het elektronenkanon met een onmiddellijke hoogspanning te verwijderen.
  7. Zet het elektronenpistool aan met een versnellingsspanning van 5 kV door op de AAN-knop in de SEM-software te klikken.
  8. Pas de bundeluitlijning aan om de elektronenbundel in de middelste positie nauwkeurig te lokaliseren door op het beam alignment-paneel in de software te klikken. Zoek met behulp van een podiumcontroller de straal in het midden.
  9. Pas de diafragmauitlijning en stigmauitlijning aan om een cirkelvormige elektronenbundel te maken door op het diafragmauitlijningspaneel in de software te klikken. Met behulp van een stigma controller, maak een stabiele balk te scannen op dezelfde plek.
  10. Leg SEM-beelden vast met een passende focus en stigmator aanpassing.
  11. Schakel de elektronenbundel uit door op de UIT-knop in de software te klikken. Klik op de startknop om het werkgebied terug te brengen naar de oorspronkelijke positie.
  12. Open de deur van de hoofdkamer en duw de stang om de monsterhouder op te halen. Ontlucht de laadslotkamer door op de AIR-knop te drukken en ontlaad de houder.
  13. Spoel het monster af met DI-water om de geleidende polymeerlaag te verwijderen.

3. Optische karakterisering van het spin-multiplexed metahologram

  1. Bereid optische componenten voor die zijn vermeld in de tabel met materialen.
  2. Bevestig de diode lasermodule op een adapter die kan worden aangesloten op een 1 inch optische mount. Pas de hoogte van de diodelaser aan met behulp van een paal en een posthouder en bevestig de positie met behulp van een klem.
    LET OP: Elk optisch onderdeel moet worden gemonteerd met behulp van een paal en een posthouder, vervolgens in positie bevestigd met behulp van een klem.
  3. Monteer de halfgolfplaat met behulp van een 1 inch draaibeugel en plaats de plaat vervolgens voor de lasermodule om het lineair gepolariseerde licht te draaien.
  4. Bereid twee spiegels door ze te monteren op 1 inch kinematische mounts en een uitlijningsschijf om de richting van de initiële bundel uit te lijnen.
    1. Plaats de uitlijnschijf voor de laser en stel de hoogte in. Plaats de twee spiegels zo dat de balk twee keer buigt op 90° elk om afwisselend richtingen.
    2. Plaats de uitlijningsschijf in de buurt van de tweede spiegel en pas de hoek van de eerste spiegel aan door knoppen te draaien om het licht in het midden uit te lijnen.
    3. Plaats de uitlijningsschijf ver van de tweede spiegel en pas de hoek van de tweede spiegel aan door knoppen te draaien om het licht in het midden uit te lijnen.
    4. Herhaal stap 3.4.2 en 3.4.3 totdat het licht op beide plaatsen door het midden van een uitlijningsschijf gaat.
  5. Plaats een neutraal dichtheidsfilter achter de spiegel om de intensiteit van het licht te regelen. Plaats een iris achter het neutrale dichtheidsfilter om de diameter van het invallende licht te regelen.
  6. Om een circulair gepolariseerd licht te maken, plaats een lineaire polarisator en een kwartgolfplaat in volgorde achter de iris. Monteer elk onderdeel op zijn eigen rotatiemount.
  7. Bevestig het gefabriceerde metasoppervlak aan een plaat met een gat en monteer de plaat op de XY-vertaalhouderij voor rechthoekige optiek. Pas de XY-vertaalmount zo aan dat het licht naar het patroon in het voorbeeld wordt geleid.
  8. Plaats een lens na het metasoppervlak. Pas de positie van de lens aan die op de brandpuntsafstand moet worden geplaatst. Plaats een CCD achter de lens om een hologramafbeelding vast te leggen.

4. Optische karakterisering van het direction-multiplexed metahologram

  1. Bereid twee bundel splitters, twee spiegels, lens en CCD.
    OPMERKING: Deze setup kan worden opgebouwd uit de spin-multiplexed metahologram setup door het toevoegen van extra componenten.
  2. Plaats een balk splitter tussen de kwart-golf plaat en de XY vertaling mount om de balk te splitsen in twee richtingen. Plaats een andere bundel splitter tussen de XY vertaling mount en de lens.
    OPMERKING: Eén balkpad is hetzelfde als de vorige metahologram-instelling met een spin-multiplexed. Hier wordt een andere gesplitste balk uitgelijnd om een monster in de tegenovergestelde richting van de vorige setup te verlichten.
  3. Plaats twee spiegels zodat de bundel twee maal buigt op 90° elk om afwisselende richtingen te vormen en de bundel aan te passen die in de tweede bundelspl splitter moet worden geleid. Lijn het licht fijn uit, zodat de straal het monster correct in de tegenovergestelde richting bestraalt.
  4. Plaats een andere lens op 90° rechts van de eerste bundel splitter en plaats een CCD om een hologram beeld vast te leggen vanuit de tegenovergestelde richting.

Representative Results

De a-Si:H metasurfaces maken een hoge cross-polarisatie-efficiëntie mogelijk en kunnen worden vervaardigd met behulp van een methode(figuur 1) die compatibel is met CMOS; deze eigenschap kan schaalbare fabricage en near-future commercialisering mogelijk maken. De SEM-afbeelding toont de gefabriceerde a-Si:H metasurfaces (figuur 2). Bovendien heeft a-Si:H een grotere brekingsindex dan TiO2 en GaN, dus zelfs met een nanostructuur met een lage beeldverhouding van ongeveer 4,7 kan een a-SiH meta-hologram met een hoge diffractieefficiëntie worden gerealiseerd. De berekende efficiëntie op 633 nm golflengte was 74% en de gemeten efficiëntie was 61%.

Een spin-multiplexed metahologram kan de geprojecteerde holografische beelden veranderen door simpelweg de handigheid van het incident circulair gepolariseerd licht om te draaien(figuur 3a). Voor het ontwerpen van een dergelijk spin-multiplexed metahologram werden twee soorten metasurfaces gebruikt; ze kunnen verschillende reacties produceren, afhankelijk van of het licht circulair gepolariseerd is naar links of naar rechts. Het Algoritme Gerchberg-Saxton werd gebruikt om een fasekaart te berekenen die overeenkomt met de off-axis holografische beelden. Afhankelijk van de polarisatietoestanden van de inputstraal kunnen 'ITU' en 'RHO' holografische beelden(figuur 3c−e)dus in real-time met hoge getrouwheid worden verwisseld.

Een metahologram met een richtingsgevoud kan de geprojecteerde holografische beelden veranderen door de lichtrichting van het incident te wijzigen(figuur 4a). Als het licht bijvoorbeeld van de substraatzijde (voorwaartse richting) komt, kunnen de holografische 'RHO'-beelden worden waargenomen(figuur 4b,d), en als het licht van de metasoppervlakkant (achterwaartse richting) komt, kunnen de holografische 'ITU'-beelden worden waargenomen (figuur 4c,e). Het hologramapparaat dat in beide richtingen werkt, heeft de voordelen van uitbreiding van het gebied waar informatie kan worden verzonden, en van het verzenden en ontvangen van verschillende visuele informatie volgens de positie van de waarnemer.

Figure 1
Figuur 1: Stroomdiagram van a-Si:H metasurfacefabricage. De fabricage begint met een dubbelzijs gepolijst gefuseerd silica substraat. Met behulp van PECVD wordt 380 nm dikke a-Si:H gedeponeerd en gevolgd door spin-coating van de e-beam resist, PMMA A2. Elektronenstraal lithografie (EBL) scannen trekt nanorod patronen op de weerstand, die worden overgebracht naar de a-Si: H laag door de Cr lift-off proces. Een droog etsproces brengt het Cr-patroon over op de a-Si:H-laag, waarna het Cr-etsmasker wordt verwijderd met behulp van een Cr etchant. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 2
Figuur 2: Het SEM-beeld van het vervaardigde apparaat. Een gekanteld beeld van het SEM-beeld van 380 nm dik a-Si:H metasurfaces wordt gepresenteerd. Tijdens het etsproces ontstond een schuin zijwandprofiel. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 3
Figuur 3: Een spin-multiplexed metahologram. aa) Schematisch van de werking van het voorgestelde spin-multiplexed metahologram. b) Optische microscoop- en SEM-beelden. De totale grootte van het gefabriceerde metahologram apparaat is 400 μm x 400 μm. Een enkele nanorod heeft een lengte van 200 nm, een breedte van 80 nm en een hoogte van 380 nm. cc) Experimenteel verkregen 'ITU' holografische beelden met de linker circulaire polarisatie werken op een golflengte van 633 nm. dd) Experimenteel verkregen 'RHO' holografische beelden met de juiste cirkelvormige polarisatie vastgelegd met een CCD-camera. ee) Experimenteel verkregen beide holografische beelden met behulp van de elliptisch gepolariseerd licht. Dit cijfer werd gewijzigd van Ansari et al.13. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 4
Figuur 4: Een direction-multiplexed metahologram. aa) Schematisch van de werking van het voorgestelde direction-multiplexed metahologram. b,c) Fresnel-type metahologram eindig-verschillende tijd-domein simulatie resultaten. Een linker cirkelvormig gepolariseerd licht dat in voorwaartse en achterwaartse richtingen wordt verlicht. d,e) Experimenteel verkregen holografische beelden vastgelegd met een CCD-camera. Dit cijfer werd gewijzigd van Ansari et al.16. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Discussion

De a-Si:H metasurfaces werden vervaardigd in drie grote stappen: a-Si: H dunne film afzetting met behulp van PECVD, precieze EBL, en droge etsen. Onder deze stappen is het EBL-schrijfproces het belangrijkste. Ten eerste is de patroondichtheid op metasoppervlakken vrij hoog, dus het proces vereist nauwkeurige controle over de elektronendosis (energie) en scanparameters zoals het aantal stippen per eenheidsgebied. De ontwikkelingsvoorwaarde moet ook zorgvuldig worden gekozen. De dichtheid van het patroon is zeer hoog, dus wanneer het ontwikkelingsproces onmiddellijk wordt gedaan, worden de nanorod-vormige patronen niet goed gedefinieerd, maar zijn ze met elkaar verbonden. Om dit probleem te voorkomen en om een passende negatieve slop van de fotoresist, die het mogelijk maakt gemakkelijk lift-off, een koude-ontwikkeling techniek werd gebruikt waarin het ontwikkelingsproces wordt uitgevoerd bij 2−4 °C. Bovendien kan een bi-layer resist methode worden gebruikt voor een eenvoudig lift-off proces, waarbij twee verschillende soorten weerstanden met verschillende moleculaire gewichten en oplosbaarheid in een ontwikkelingsoplossing worden gebruikt. Bovendien moet het zijwandprofiel tijdens het etsproces zo dicht mogelijk bij 90° worden gemaakt door het etsproces aan te passen.

SEM en optische karakterisering van de gefabriceerde metasoppervlakken moeten rigoureus worden uitgevoerd. Door SEM-beelden van de gefabriceerde structuren te observeren, moeten exacte geometrische parameters en zijwandprofiel worden gecontroleerd om de efficiëntie van het metahologram te voorspellen. Voor het optische experiment, om holografische beelden van hoge kwaliteit te produceren en te verkrijgen, moeten de invallende laserstraalvorm en scherpstelling nauwkeurig worden aangepast. Daarom moet de optische component goed op elkaar zijn afgestemd en goed worden gepositioneerd volgens de componentspecificaties, zoals brandpuntsafstand van de lens en de hoek van polarisator en waveplate.

In dit werk presenteerden we een gedetailleerde fabricage- en karakteriseringsmethode voor spin- en richtingsgevoudde metahologrammen. Het verhogen van het aantal functionaliteit op enkellaags metasuroppervlak is een handige techniek voor het uitbreiden van de toepassingen van metasurface. Tegelijkertijd moeten echter ook actieve functies worden bestudeerd die verschillende functies kunnen veranderen die in real time worden opgelegd. In dit experiment werden passieve methoden, zoals het veranderen van de polarisatorhoek of optische componenten, gebruikt om holografische beelden te schakelen. Echter, als actieve materiaalsystemen zoals faseveranderingsmaterialen of vloeibare kristallen worden gecombineerd met het multifunctionele metahologram, kunnen de holografische videodisplay en anticounterfeiting display technologie met metahologram in de nabije toekomst op de markt worden gebemmeriseerd18. Bovendien zal geavanceerde nanoimprinting methode van grote hulp zijn voor schaalbare productie van metahologram apparaten. 19 Ook nieuwe ontwerpmethodologie, zoals golflengte-ontkoppelde metasurface ontwerp methodologie, zal full-color hologram apparaten mogelijk te maken. 20.

Disclosures

Geen.

Acknowledgments

Dit werk werd financieel ondersteund door de National Research Foundation (NRF) subsidies (NRF-2019R1A2C3003129, CAMM-2019M3A6B3030637, NRF-2019R1A5A8080290) gefinancierd door het ministerie van Wetenschap en ICT van de Koreaanse overheid. I.K. erkent de NRF Global Ph.D. fellowship (NRF-2016H1A2A1906519) gefinancierd door het ministerie van Onderwijs van de Koreaanse overheid.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Aceton J.T. Baker 925402
Beam splitter Thorlabs CCM1-BS013/M
Chromium etchant KMG Cr-7
Chromium evaporation source Kurt J. Lesker EVMCR35D
Clamp Thorlabs CP175
Conducting polymer Showa denko E-spacer
Diode laser Thorlabs CPS635
E-beam evaporation system Korea Vacuum Tech KVE-E4000
E-beam resist Microchem 495 PMMA A2
Electron beam lithography Elionix ELS-7800
Half-wave plate Thorlabs AHWP05M-600
Inductively-coupled plasma reactive ion etching DMS -
Iris Thorlabs SM1D12
Isopropyl alcohol J.T. Baker 909502
Kinematic mirror mount Thorlabs KM100/M
Lens Thorlabs LB1630
Lens Mount Thorlabs LMR2/M
Linear polarizer Thorlabs GTH5-A
Mirror Thorlabs PF10-03-G01
Neutral density filter Thorlabs NDC-50C-4
Plasma enhanced chemical vapor deposition BMR Technology HiDep-SC
Post Thorlabs TR75/M
Post holder Thorlabs PH75E/M
Quarter-wave plate Thorlabs AQWP10M-580
Resist developer Microchem MIBK:IPA=1:3
Rotational mount Thorlabs RSP1/M
Scanning electron microscopy Hitachi Regulus8100
XY translation mount Thorlabs XYF1/M
1-inch adapter Thorlabs AD11F
1-inch lens mount Thorlabs CP02/M

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ni, X., Wong, Z. J., Mrejen, M., Wang, Y., Zhang, X. An ultrathin invisibility skin cloak for visible light. Science. 349, (6254), 1310-1314 (2015).
  2. Valentine, J., et al. Three-dimensional optical metamaterials with a negative refractive index. Nature. 455, (7211), 376-379 (2008).
  3. Kim, I., So, S., Rana, A. S., Mehmood, M. Q., Rho, J. Thermally robust ring-shaped chromium perfect absorber of visible light. Nanophotonics. 7, (11), 1827-1833 (2018).
  4. Jang, J., et al. Kerker-conditioned dynamic cryptographic nanoprints. Advanced Optical Materials. 7, (4), 1801070 (2019).
  5. Zheng, G., et al. Metasurface holograms reaching 80% efficiency. Nature Nanotechnology. 10, (4), 308-312 (2015).
  6. Khorasaninejad, M., et al. Metalenses at visible wavelengths: Diffraction-limited focusing and subwavelength resolution imaging. Science. 352, (6290), 1190-1194 (2016).
  7. Li, Z., et al. Full-space cloud of random points with a scrambling metasurface. Light: Science and Applications. 7, (1), 63 (2018).
  8. Mahmood, N., et al. Polarization insensitive multifunctional metasurfaces based on all-dielectric nanowaveguides. Nanoscale. 10, (38), 18323-18330 (2018).
  9. Devlin, R. C., Khorasaninejad, M., Chen, W. T., Oh, J., Capasso, F. Broadband high-efficiency dielectric metasurfaces for the visible spectrum. Proceedings of the National Academy of Sciences. 113, (38), 10473-10478 (2016).
  10. Chen, B. H., et al. GaN metalens for pixel-level full-color routing at visible light. Nano Lett. 17, (10), 6345-6352 (2017).
  11. Li, Z., et al. Dielectric meta-hologram enabled with dual magnetic resonances in visible light. ACS Nano. 11, (9), 9382-9389 (2017).
  12. Mueller, J. P. B., Rubin, N. A., Devlin, R. C., Groever, B., Capasso, F. Metasurface polarization optics: Independent phase control of arbitrary orthogonal states of polarization. Physical Review Letters. 118, (11), 113901 (2017).
  13. Ansari, M. A., et al. A spin-encoded all-dielectric metahologram for visible light. Laser & Photonics Reviews. 13, (5), 1900065 (2019).
  14. Ren, H., et al. Metasurface orbital angular momentum holography. Nature Communications. 10, (1), 1-8 (2019).
  15. Kamali, S. M., et al. Angle-multiplexed metasurfaces: Encoding independent wavefronts in a single metasurface under different illumination angles. Physical Review X. 7, (4), 041056 (2017).
  16. Ansari, M. A., et al. Engineering spin and antiferromagnetic resonances to realize efficient direction-multiplexed visible meta-hologram. Nanoscale Horizons. 5, (1), 57-64 (2020).
  17. Yoon, G., Lee, D., Rho, J. Demonstration of equal-intensity beam generation by dielectric metasurfaces. Journal of Visualized Experiments. (148), e59066 (2019).
  18. Kim, I., et al. Outfitting next generation displays with optical metasurfaces. ACS Photonics. 5, (10), 3876 (2018).
  19. Kim, K., et al. Facile nanocasting of dielectric metasurfaces with sub-100nm resolution. ACS Applied Materials and Interfaces. 11, (29), 26109-26115 (2019).
  20. Yoon, G., et al. Wavelength-decoupled geometric metasurfaces by arbitrary dispersion control. Communications Physics. 2, 129 (2019).
Demonstratie van Spin-Multiplexed en Direction-Multiplexed All-Diëlektrische Zichtbare Metahologrammen
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kim, I., Lee, D., Rho, J. Demonstration of Spin-Multiplexed and Direction-Multiplexed All-Dielectric Visible Metaholograms. J. Vis. Exp. (163), e61334, doi:10.3791/61334 (2020).More

Kim, I., Lee, D., Rho, J. Demonstration of Spin-Multiplexed and Direction-Multiplexed All-Dielectric Visible Metaholograms. J. Vis. Exp. (163), e61334, doi:10.3791/61334 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter