Login processing...

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

Engineering

Spin-Multiplexed ve Yön-Multiplexed All-Dielectric Görünür Metahologramların Gösterimi

doi: 10.3791/61334 Published: September 25, 2020

Summary

Spin ve yön çok katlı görünür metahologramların imalatı için bir protokol sayılsın, sonra da işlevlerini doğrulamak için optik bir deney gerçekleştiriyoruz. Bu metahologramlar kodlanmış bilgileri kolayca görselleştirebilir, böylece projektif hacimsel ekran ve bilgi şifreleme için kullanılabilirler.

Abstract

Metayüzeyler tarafından gerçekleştirilen optik holografi tekniği, ultra ince ve neredeyse düz optik cihazlar şeklinde projektif hacimsel ekran ve bilgi şifreleme ekranına yeni bir yaklaşım olarak ortaya çıkmıştır. Uzamsal ışık modülatörleri ile geleneksel holografik tekniği ile karşılaştırıldığında, metahologram optik kurulum minyatürleştirme, daha yüksek görüntü çözünürlüğü ve holografik görüntüler için görünürlük daha büyük alan gibi sayısız avantajları vardır. Burada, olay ışığının dönüşüne ve yönüne duyarlı optik metahologramların üretimi ve optik karakterizasyonu için bir protokol bildirilir. Metayüzeyler hidrojene amorf silikon (a-Si:H), büyük kırılma indeksi ve tüm görünür aralıkta küçük yok olma katsayısı yüksek iletim ve kırınım verimliliği ile sonuçlanan oluşur. Cihaz, olay ışığının dönüşü veya yönü değiştirildiğinde farklı holografik görüntüler üretir. Bu nedenle, aynı anda birden çok görsel bilgi türünü kodlayabilirler. Üretim protokolü film birikimi, elektron ışını yazma ve sonraki gravür oluşur. Fabrikasyon cihaz bir lazer, doğrusal polarize, çeyrek dalga plakası, bir lens ve şarj-coupled cihaz (CCD) oluşan özelleştirilmiş bir optik kurulum kullanılarak karakterize edilebilir.

Introduction

Alt dalga boyu nanoyapılardan oluşan optik metayüzeyler optik gizleme 1 dahil olmak üzere birçok ilginç optik fenomenler, sağlamıştır1, negatif kırılma2, mükemmel ışık emme3, renk filtreleme4, holografik görüntü projeksiyon5, ve ışınmanipülasyonu 6,7,8. Uygun şekilde tasarlanmış saçılımörlere sahip optik metayüzeyler, ışığın spektrumunu, dalga cephesini ve polarizasyonunu modüle edebilir. Erken optik metayüzeyler esas olarak asil metaller (örneğin, Au, Ag) yüksek yansıtıcılık ve nanofabrikasyon kolaylığı nedeniyle imal edildi, ancak yüksek Ohmik kayıplarvar, bu yüzden metayüzeyler kısa görünür dalga boylarında düşük verimliliğe sahip.

Görünür ışıkta (örneğin, TiO29, GaN10ve a-Si:H11)düşük kayıplara sahip dielektrik malzemeler için nanofabrikasyon tekniklerinin geliştirilmesi, optik metayüzeylere sahip yüksek verimli düz optik cihazların gerçekleştirilmesini sağlamıştır. Bu cihazların optik ve mühendislik uygulamaları vardır. Bir ilginç uygulama projektif volumetric ekran ve bilgi şifreleme için optik holografi olduğunu. Uzamsal ışık modülatörleri kullanan geleneksel hologramlar ile karşılaştırıldığında, metahologramoptik kurulumun minyatürleştirilmesi, holografik görüntülerin daha yüksek çözünürlüğü ve daha geniş görüş alanı gibi birçok avantaja sahiptir.

Son zamanlarda, tek katmanlı metahologram cihazda birden fazla holografik bilginin kodlanması sağlanmıştır. Örnekler spin12,,13,orbital açısal momentum14,olay ışık açısı15, ve yön16multipleksed metahologramlar içerir. Bu çabalar, tek bir cihazda tasarım özgürlüğü eksikliği olan metahologramların kritik eksikliğinin üstesinden gelmiştir. Çoğu geleneksel metahologram sadece tek kodlanmış holografik görüntü üretebilir, ancak çok katlı aygıt birden fazla holografik görüntüyü gerçek zamanlı olarak kodlayabilir. Bu nedenle, çok katlı metahologram gerçek holografik video ekran veya çok fonksiyonlu antikalperhologramlar doğru önemli bir çözüm platformudur.

Burada bildirilen spin imal protokolleri- ve yön-multiplexed all-dielektrik görünür metahologramlar, sonra optik onları karakterize etmekiçin 13,16. Tek bir metayüzey cihazında birden fazla görsel bilgiyi kodlamak için, olay ışığının dönüşü veya yönü değiştiğinde iki farklı holografik görüntü gösteren metahologramlar tasarlanmıştır. CMOS teknolojisi ile karşılaştırılabilir bir şekilde yüksek verimli holografik görüntüler imal etmek için, a-Si:H metayüzeyler için kullanılır ve çift manyetik rezonanslar ve içlerinde indüklenen antiferromanyetik rezonanslar yararlanılır. Üretim protokolü film birikimi, elektron ışını yazma ve gravür oluşur. Fabrikasyon cihaz bir lazer, doğrusal polarize, çeyrek dalga plakası, bir lens ve şarj-coupled cihaz (CCD) oluşan özelleştirilmiş bir optik kurulum kullanılarak karakterize edilir.

Protocol

1. Cihaz imalatı

NOT: Şekil 1 a-Si:H metasurfaces17üretim sürecini gösterir.

  1. Erimiş bir silika gofret parçası (boyut = 2 cm x 2 cm, kalınlık = 500 μm) bir substrat olarak hazırlayın. Aseton ve İzopropil alkol (IPA) ile substrat durulayın sonra kurutmak için substrat üzerinde azot gazı darbe.
  2. Plazma ile geliştirilmiş kimyasal buhar birikimi (PECVD) kullanarak substrat üzerine 380 nm kalınlığında a-Si:H film yatırın: oda sıcaklığı = 300 °C; radyo frekans gücü = 800 W; gaz akış hızı = SiH4 için 10 sccm ve H2için 75 sccm; proses basıncı = 25 mTorr; zaman = 30 s.
  3. Spin-coat bir e-ışın litografi fotodirenç. 1 dakika boyunca 2.000 rpm dönme hızı ile substrat ve spin-coat üzerine polimetil metakrilat (PMMA) A2 bırakın.
  4. 180 °C'de bir ocak ta 5 dakika boyunca direndirek kaplı substratpişirin.
  5. Spin-coat e-Kiriş yazma işlemi sırasında şarj birikimini önlemek için iletken bir polimer tabaka. Iletken polimeri (örn. Espacer) 1 dakika boyunca 2.000 rpm dönüş hızıyla substrat ve spin-coat üzerine bırakın.
  6. E-ışın litografisini 80 kV hızlanma gerilimi ve 50 pA'lık bir akımla çalıştırın.
  7. İletken polimer tabakasını çıkarmak için numuneyi 2 dk deiyonize (DI) suya batırın. 1:3 metil izobütil keton (MIBK): IPA çözeltisi 12 dakika için buzlu bir fincan ile çevrili maruz desen geliştirmek için örnek batırın. Daha sonra numuneyi IPA ile 30 s'lik durulayın.
  8. Bir e-ışın evaporatör kullanarak 30 nm kalınlığında krom (Cr) film yatırın.
  9. Pozlanmamış fotodirenç tabakasını çıkarmak için numuneyi aseton'a batırın ve Cr deseni substratüzerine aktarın. Sonicate için 1 dakika 40 kHz, sonra 30 s için IPA ile durulayın.
  10. 500 W kaynak gücüne sahip kuru bir etcher, 100 V, Cl2 için 80 sccm gaz akış hızları ve HBr için 120 sccm gaz akış hızları kullanarak a-Si:H tabakasına Cr deseni aktarmak için ortaya çıkarılan a-Si:H katmanını etch.
  11. Cr etch maskesini çıkarmak için örneği cr etchant çözümüne batırın. Daha sonra numuneyi sırasıyla 30 s için aseton, IPA ve DI suyuyla sırayla durulayın.

2. Taramalı elektron mikroskobu karakterizasyonu

  1. Spin-coat elektron ışını tarama işlemi sırasında yük birikimini önlemek için iletken bir polimer tabaka. 1 dakika boyunca 2.000 rpm dönüş hızında substrat ve spin-coat üzerine iletken polimer bırakın.
  2. Karbon bandı kullanarak substratı numune tutucuya sabitleyin. AIR düğmesine basarak yük kilidi odasını boşaltın.
  3. Tutucuyu yük kilidi odasının tutucu çubuğuna koyun. EVAC düğmesine basarak yük kilidi odasını boşaltın.
  4. Z sensörünü 8 mm'ye, T sensörünü ise 0°'ye ayarlayarak sahne yüksekliğini ve eğim açısını ayarlayın.
  5. OPEN düğmesine basarak yük kilidi odası kapısını açın. Tutucuyu ana taramaelektron mikroskobu (SEM) odasına aktarmak için tutucuya basın. Çubuğu çıkar ve KAPAT düğmesine basın.
  6. Elektron tabancasını açmadan önce vakum durumunu kontrol edin. Bir an yüksek voltaj ile elektron tabancasındaki karbon veya tozu çıkarmak için YANıP sönen düğmeye basarak yanıp sönen işlevi çalıştırın.
  7. SEM yazılımındaki AÇIK düğmesine tıklayarak 5 kV'luk hızlanan voltajla elektron tabancasını açın.
  8. Yazılımdaki BEAM HIZALAMA paneline tıklayarak, elektron ışınının orta konumda tam olarak bulunması için ışın hizasını ayarlayın. Bir sahne denetleyicisi kullanarak, merkezinde kiriş bulun.
  9. Yazılımdaki Diyafram HIZALAMA paneline tıklayarak dairesel bir elektron ışını yapmak için diyafram hizasını ve damgalama hizasını ayarlayın. Bir stigma denetleyicisi kullanarak, aynı noktada taradık için kararlı bir ışın yapın.
  10. Uygun bir odak lama ve damgalayıcı ayarı ile SEM görüntülerini yakalayın.
  11. Yazılımdaki KAPALI düğmesini tıklatarak elektron ışınını kapatın. Sahneyi özgün konumuna döndürmek için HOME düğmesini tıklatın.
  12. Ana haznenin kapısını açın ve örnek tutucuyu almak için çubuğu itin. AIR düğmesine basarak yük kilidi odasını boşaltın, ardından tutucuyu boşaltın.
  13. İletken polimer tabakasını çıkarmak için numuneyi DI suyuyla durulayın.

3. Spin-multiplexed metahologramOptik karakterizasyonu

  1. Malzeme Tablosu'ndalistelenen optik bileşenleri hazırlayın.
  2. Diyot lazer modüllerini 1 inç optik montaja takılabilen bir adaptöre takın. Bir post ve post tutucu kullanarak diyot lazerin yüksekliğini ayarlayın ve bir kelepçe kullanarak konumu düzeltin.
    NOT: Her optik bileşen bir post ve post tutucu kullanılarak monte edilmeli, ardından bir kelepçe kullanılarak pozisyonda sabitlenmelidir.
  3. 1 inç dönme montaj kullanarak yarım dalga plakası monte, sonra doğrusal polarize ışık döndürmek için lazer modülü önünde plaka yerleştirin.
  4. İlk ışın yönünü hizalamak için 1 inç kinematik bağlar ve bir hizalama diski üzerine monte ederek iki ayna hazırlayın.
    1. Hizalama diskini lazerin önüne yerleştirin ve yüksekliği ayarlayın. İki aynayı, kirişin her biri 90° de iki kez bükülerek alternatif yönlere yerleştirin.
    2. Hizalama diskini ikinci aynanın yakınına yerleştirin ve merkezideki ışığı hizalamak için düğümleri döndürerek ilk aynanın açısını ayarlayın.
    3. Hizalama diskini ikinci aynadan uzağa yerleştirin ve ışığı merkezde hizalamak için düğümleri döndürerek ikinci aynanın açısını ayarlayın.
    4. Işık her iki yerde de bir hizalama diskinin merkezinden geçene kadar 3.4.2 ve 3.4.3 adımlarını yineleyin.
  5. Işığın yoğunluğunu kontrol etmek için aynanın arkasına nötr yoğunluk filtresi yerleştirin. Olay ışığının çapını kontrol etmek için nötr yoğunluk filtresinin arkasına bir iris yerleştirin.
  6. Dairesel polarize ışık yapmak için, iris arkasında sırayla doğrusal polarize ve çeyrek dalga plakası yerleştirin. Her bileşeni kendi rotasyonel yuvasına monte edin.
  7. Fabrikasyon metayüzeyi bir deliğe takın ve dikdörtgen optik ler için plakayı XY çeviri yuvasına monte edin. XY çeviri yuvasını, ışığın örnekteki desene yönlendirilen şekilde ayarlayın.
  8. Metasurface sonra bir lens yerleştirin. Odak uzaklığı nda yeralacak lensin konumunu ayarlayın. Hologram görüntüsü yakalamak için lensten sonra bir CCD yerleştirin.

4. Yön çokkatlı metahologramın optik karakterizasyonu

  1. İki Kiriş ayırıcı, iki ayna, lens ve CCD hazırlayın.
    NOT: Bu kurulum, spin-multiplexed metahologram kurulumuek bileşenler ekleyerek oluşturulabilir.
  2. Demeti iki yöne bölmek için çeyrek dalga plakası ve XY çeviri yuvası arasına bir ışın ayırıcı yerleştirin. XY çeviri yuvası ile lens arasına başka bir ışın ayırıcı yerleştirin.
    NOT: Bir ışın yolu önceki spin-multiplexed metahologram kurulumu ile aynıdır. Burada, bir örneği önceki kuruluma ters yönde aydınlatmak için başka bir bölünmüş ışın hizalanır.
  3. İki aynayerleştirin, böylece ışın her biri 90° de iki kez bükülür ve alternatif yönler oluşturacak şekilde ışını ikinci ışın ayırıcısına yönlendirilecek şekilde ayarlayın. Işığı ince bir şekilde hizala, böylece ışın numuneyi ters yönde doğru bir şekilde ışınlatın.
  4. İlk ışın ayırıcısının sağına 90° başka bir lens yerleştirin ve karşı yönden bir hologram görüntüsü yakalamak için bir CCD yerleştirin.

Representative Results

a-Si:H metayüzeyleri yüksek çapraz polarizasyon verimliliği sağlar ve CMOS ile uyumlu bir yöntem(Şekil 1)kullanılarak imal edilebilir; bu özellik ölçeklenebilir üretim ve yakın gelecekte ticarileştirilmesi ni sağlayabilir. SEM görüntüsü, fabrikasyon a-Si:H metasurfacelerini gösterir (Şekil 2). Ayrıca, a-Si:H TiO2 ve GaN daha büyük bir kırılma indisi vardır, bu nedenle yaklaşık 4.7 düşük boy oranı nanoyapı ile bile, yüksek kırınım verimliliği ile bir a-SiH meta-hologram gerçekleştirilebilir. 633 nm dalga boyundaki hesaplanan verimlilik %74, ölçülen verim %61 idi.

Spin-multiplexed metahologram sadece olayın döngüsel polarize ışık(Şekil 3a)teslim ilerleyerek öngörülen holografik görüntüleri değiştirebilirsiniz. Böyle bir spin-multiplexed metahologram tasarlamak için, metayüzeyler iki tür kullanılmıştır; ışığın dairesel olarak sola mı yoksa sağa mı polarize olduğuna bağlı olarak farklı tepkiler üretebilirler. Gerchberg-Saxton algoritması eksen dışı holografik görüntülere karşılık gelen bir faz haritasını hesaplamak için kullanıldı. Sonuç olarak, giriş ışını polarizasyon durumlarına bağlı olarak , 'İTÜ' ve 'RHO' holografik görüntüler(Şekil 3c−e)yüksek sadakat ile gerçek zamanlı olarak değiştirilebilir.

Yön çokkatlı metahologram, olay ışığı yönünü değiştirerek yansıtılan holografik görüntüleri değiştirebilir (Şekil 4a). Örneğin, ışık substrat tarafından (ileri yönden) geliyorsa, holografik 'RHO' görüntüleri gözlemlenebilir(Şekil 4b,d), ve ışık metayüzey den geliyorsa (geriye doğru yön), holografik 'İTÜ' görüntüleri görülebilir (Şekil 4c,e). Her iki yönde çalışan hologram cihazı, bilginin aktarılabildiği alanı genişletme ve gözlemcinin konumuna göre farklı görsel bilgiler aktarma ve alma avantajlarına sahiptir.

Figure 1
Şekil 1: a-Si:H metasurface üretim akış şeması. Üretim bir çift tarafı cilalı erimiş silika substrat ile başlar. PECVD kullanılarak, 380 nm kalınlığında a-Si:H yatırılır ve ardından e-ışın direnci PMMA A2'nin spin kaplaması yapılır. Elektron ışını litografisi (EBL) taraması, Cr kaldırma işlemi ile a-Si:H katmanına aktarılan direnme üzerine nanorod desenleri çizer. Kuru bir gravür işlemi Cr deseni a-Si:H katmanına aktarır, cr gravür maskesi Cr etchant kullanılarak çıkarılır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 2
Şekil 2: Fabrikasyon cihazın SEM görüntüsü. 380 nm kalınlığında a-Si:H metasurfaces SEM görüntü eğik bir görünüm sunulmaktadır. Gravür işlemi sırasında eğimli bir yan duvar profili oluştu. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 3
Şekil 3: Spin-multiplexed metahologram. (a) Önerilen spin-multiplexed metahologramın çalışma şeması. (b) Optik mikroskop ve SEM görüntüleri. Fabrikasyon metahologram cihazının toplam boyutu 400 μm x 400 m'dir. Tek bir nanorod 200 nm uzunluğa, 80 nm genişliğe ve 380 nm yüksekliğe sahiptir. (c) Deneysel olarak elde edilen 'İTÜ' holografik görüntüleri ile sol dairesel polarizasyon 633 nm dalga boyunda çalışır. (d) CcD kamera ile yakalanan sağ dairesel polarizasyon ile deneysel olarak elde edilen 'RHO' holografik görüntüler. (e) Eliptik polarize ışığı kullanarak her iki holografik görüntüyü de deneysel olarak elde etti. Bu rakam Ansari ve ark.13'tendeğiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 4
Şekil 4: Yön çokkatlı metahologram. (a) Önerilen yön çokkatlı metahologramın çalışma şeması. (b,c) Fresnel tipi metahologram sonlu-farklı zaman etki alanı simülasyonu sonuçları. Sol dairesel polarize ışık ileri ve geri yönde aydınlatılır. (d,e) CcD kamera ile çekilen deneysel olarak elde edilen holografik görüntüler. Bu rakam Ansari ve ark.16'dandeğiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Discussion

a-Si:H metayüzeyleri üç ana adımda üretildi: a-Si:H ince film birikimi PECVD, hassas EBL ve kuru gravür kullanılarak. Bu adımlar arasında en önemli leri EBL yazma sürecidir. İlk olarak, metayüzeylerde desen yoğunluğu oldukça yüksektir, bu nedenle işlem elektron dozu (enerji) ve birim alan başına nokta sayısı gibi tarama parametreleri üzerinde hassas kontrol gerektirir. Geliştirme koşulu da dikkatle seçilmelidir. Örüntünün yoğunluğu çok yüksektir, bu nedenle geliştirme işlemi anında yapıldığında, nanorod şekilli desenler iyi tanımlanmaz, ancak birbirine bağlıdır. Bu sorunu önlemek ve kolay kalkış sağlayan uygun bir negatif fotodirenç slopu sağlamak için, geliştirme sürecinin 2−4 °C'de yürütüldüğü bir soğuk geliştirme tekniği kullanılmıştır. Ayrıca, bir geliştirme çözümünde farklı molekül ağırlıkları ve çözünürlüğü olan iki farklı direnç türün kullanıldığı kolay kaldırma işlemi için iki katmanlı bir direnç yöntemi kullanılabilir. Ayrıca, gravür işlemi sırasında yan duvar profili, gravür işlemi ayarlayarak mümkün olduğunca 90° ye yakın yapılmalıdır.

İmal metayüzeylerin SEM ve optik karakterizasyonu titizlikle yapılmalıdır. Mefabrik yapıların SEM görüntüleri gözlemlenerek, metahologramın verimliliğini tahmin etmek için tam geometrik parametreler ve yan duvar profili kontrol edilmelidir. Optik deney için, üretmek ve yüksek kaliteli holografik görüntüler elde etmek için, olay lazer ışını şekli ve odaklama doğru ayarlanmalıdır. Bu nedenle, optik bileşen iyi birbiriyle hizalanmış olmalı ve düzgün lens odak uzaklığı ve polarize ve dalga plakası açısı gibi bileşen özelliklerine göre konumlandırılmış.

Bu çalışmada spin ve yön çokkatlı metahologramlar için ayrıntılı bir üretim ve karakterizasyon yöntemi sunulmuştur. Tek katmanlı metayüzeydeki işlevsellik sayısının artırılması, metasurface uygulamalarını genişletmek için yararlı bir tekniktir. Ancak aynı zamanda, gerçek zamanlı olarak dayatılan farklı işlevleri değiştirebilen etkin işlevler de incelenmelidir. Bu deneyde, holografik görüntülerin değiştirilmesi nde polarize açıyı veya optik bileşenleri değiştirmek gibi pasif yöntemler kullanılmıştır. Ancak, faz değişim malzemeleri veya sıvı kristaller gibi aktif malzeme sistemleri çok fonksiyonlu metahologram ile birleştirilirse, holografik video ekranı ve metahologramile sahtecilik önleyici ekran teknolojisi yakın gelecekte18. Ayrıca, gelişmiş nanoimprinting yöntemi metahologram cihazların ölçeklenebilir üretim için büyük yardımcı olacaktır. 19 Ayrıca, dalga boyu ayrılmış metasurface tasarım metodolojisi gibi yeni tasarım metodolojisi tam renkli hologram lı cihazlara olanak sağlayacaktır. 20.000

Disclosures

Hiçbiri.

Acknowledgments

Bu çalışma, Kore hükümetinin Bilim Bakanlığı ve IcT tarafından finanse edilen Ulusal Araştırma Vakfı (NRF) hibeleri (NRF-2019R1A2C3003129, CAMM3A6B030637, NRF-2019R1A5A8080290) tarafından finanse edilmiştir. I.K. Kore hükümetinin Eğitim Bakanlığı tarafından finanse edilen NRF Global Doktora bursuna (NRF-2016H1A2A1906519) onaylar.

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).
Spin-Multiplexed ve Yön-Multiplexed All-Dielectric Görünür Metahologramların Gösterimi
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