Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Holovideo için Eşyönsüz Çatlak Modu Modülatörleri Karakterizasyonu

7.7K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/53889

⸱

19 Mart 2016

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

Bu makalede

Özet

Bu çalışma, holografik video için anizotropik sızdıran mod modülatörlerinin üretimini ve karakterizasyonunu açıklar.

Özet

Holovideo görüntüler, ışığı büken uzamsal ışık modülatörlerine dayanmaktadır. Böyle bir uzamsal ışık modülatörü, anizotropik sızdıran mod modülatörüdür. Bu modülatör,1-3'ü üretmek nispeten basit ve ucuz olduğu için holografik video deneyleri için özellikle uygundur. Sızdıran modlu cihazların bazı ek avantajları şunlardır: büyük toplam bant genişliği, polarizasyon, sinyal ışığının gürültüden ayrılması, büyük açısal sapma ve renk1'in frekans kontrolü. Bu avantajları gerçekleştirmek için, bu cihazları yeterince karakterize edebilmek gerekir, çünkü çalışmaları dalga kılavuzu ve dönüştürücü parametrelerine büyük ölçüde bağlıdır4. Modülatörleri karakterize etmek için yazarlar, kılavuzlu modları tanımlamak, dalga kılavuzu kalınlığını hesaplamak ve son olarak cihazın frekans girişini ve sızdıran mod modülatörlerinin açısal çıkışını haritalamak için ticari bir prizma kuplörünün yanı sıra özel bir karakterizasyon aparatı kullanırlar. Bu çalışma, tam renkli holografik video için uygun sızdıran mod modülatörlerinin ölçümü ve karakterizasyonunun ayrıntılı bir açıklamasını verir.

Giriş

Böyle pikselli ışık vanalar yanı sıra MEM cihazlar ve toplu dalga acousto-optik modülatörleri olarak en holografik görüntü teknolojileri, onların gelişiminde geniş katılımlı sağlamak için çok karmaşık. Pikselli modülatörleri, filtre katmanları ve aktif arka uçakları ile özellikle 5 oluşturmak için desenlendirme adımlar onlarca gerektirebilir ve fan-out 6 ile sınırlı olabilir. Cihaz karmaşıklığı yüksek desen sayısı adımları büyüktür ve sıkı üretim protokolü makul cihaz verimi 7 ulaşmak olmalıdır. Toplu dalga acousto-optik modülatörler tabanlı süreçleri 8,9 gofret kendilerini ödünç yok. Anizotropik sızdıran mod modülatörleri Bununla birlikte, imal ve nispeten standart mikroimalat teknikleri 10,11 kullanmak için sadece iki desenleme adımlar gerektirir. mütevazı fabrikasyon tesisleri ile herhangi bir kurum h gelişimine katılmak için bu süreçlerin erişilebilirlik mümkün haleolographic video görüntü teknolojisi 12.

cihazların doğru fonksiyonu dikkatle ölçülmüş ve istenen aygıt özellikleri elde etmek için ayarlanmış olmalıdır dalga kılavuzları üzerine sıkı bir şekilde bağlıdır gibi aygıt fabrikasyon basitlik, ancak aldatıcı olabilir. Dalga çok derin Örneğin, cihazın operasyonel bant genişliği 13 daralmış olacaktır. dalga kılavuzu çok sığ ise, cihaz kırmızı aydınlatma çalışmayabilir. Dalga çok uzun tavlanır ise, dalga kılavuzu derinlik profilinin şekli bozuk olacak ve kırmızı, yeşil ve mavi geçişler frekans alanında 14 bitişik oturmak olmayabilir. Bu çalışmada yazarlar bu karakterizasyonu gerçekleştirmek için araçlar ve teknikler mevcut.

Bir proton lityum niobat substrat 15,16-kesim X bir piezoelektrik yüzeyinde indiffused dalga kılavuzu alışverişinde sızdıran modu modülatörü içerir. Sondan birincidalga kılavuzu bir alüminyum İnterdijital dönüştürücü değildir, bakınız Şekil 1. Işık prizma bağlayıcı 17 ile dalga kılavuzu sokulur. dönüştürücü sonra y ekseni boyunca dalga kılavuzundaki ışık ile contralinearly etkileşim akustik dalgalar yüzey başlattı. Toplu içine dalga kılavuzunun dışarı sızar ve nihayet kenarından alt tabakayı çıkar sızdıran moduna ışık güdümlü Bu etkileşim çiftler 18,19 karşıya. Bu etkileşim de TM sızdıran mod ışığı polarize TE polarize güdümlü ışıktan polarizasyon döner. Yüzey akustik dalga modeli bir hologram 'dır, ve tarama ve holografik bir görüntü oluşturmak için çıkış ışığı şekillendirme özelliğine sahiptir.

Dalga proton değişim tarafından oluşturulur. İlk olarak, alüminyum alt-tabaka üzerine bırakılır. Sonra alüminyum dalga kanalları olmak için substrat bölgeleri göstermek için fotoğraf lithographically ve kazınmış desenli. Geri kalan alüminyum sert olarak hareket edermaske. alt-tabaka maruz kalan bölgelerde yüzeye endeksi değiştirir benzoik asit eriyiği içine daldırılmaktadır. Cihaz çıkarılır temizlenmiş ve bir mufla fırınında tavlanmaktadır. dalga kılavuzunun derinliğine sızıntılı mod geçiş sayısını belirler. Dalga derinliği de her renk 4 her güdümlü to-mod geçişleri sıklığını belirler.

Alüminyum dönüştürücüler liftoff ile oluşturulmaktadır. dalga kılavuzu oluşturulur sonra, bir E-ışını substrat üzerine döndürülür karşı. Bir birlisme dönüştürücü dalga cihazlarda renk kontrol etmekten sorumlu 200 MHz bandında yanıt vermek için tasarlanmış bir şekilde daraltılmış dönüştürücüyü oluşturmak için bir elektron ışını ile desenli. Parmak süresi Λƒ = parmak dönemi, Λ v, v ile belirlenir, ƒ, radyo frekansı (RF) ise, alt-tabaka içinde ses hızı ve. Dönüştürücü verimli çalışması 20 75 ohm uygun olmalıdır bir empedans sahip olacaktır.

aydınlatma ışığı farklı dalga boylarında farklı frekanslarda ve kırmızı, yeşil ve mavi ışık frekans kontrol edilebilir bir sonucu olarak ortaya çıkar. Yüzey akustik dalga modeli interdijital dönüştürücüye gönderilir bir RF sinyali ile oluşturulur. Giriş sinyalinin RF yüzey akustik dalga deseni uzaysal frekansları çevirmek. düşük frekanslı sinyaller kırmızı ışık açısal süpürme ve genlik kontrol böylece orta frekansları yeşil ışık kontrol ve yüksek frekanslar mavi ışık kontrol ederken dalga kılavuzu, imal edilebilir. Yazarlar, bu etkileşimlerin, üç frekans, ayrı ve bitişik olmasını sağlar dalga kılavuzu bir parametre seti belirledik, böylece tüm üç renk meta grafik işleme birimlerinin maksimum bant (tek bir 200 MHz sinyal ile kontrol edilebilir GPU'lar).

GPU kanalının bant genişliği eşleştirerekBir sızdıran mod modülatörü olduğu için sistem tamamen paralel ve yüksek ölçeklenebilir hale gelir. GPU ve sızan mod modülatör kanallarının bant genişliği eşleşen çiftleri ekleyerek, kimse keyfi boyutta holografik görüntüler inşa edebilir.

Cihaz oluşturulduktan sonra, dikkatli güdümlü-to-sızdıran mod geçiş için frekanslar renk frekans kontrolü için uygun olduğunu doğrulamak için karakterize edilir. İlk olarak, güdümlü modları yeri dalga uygun derinlik ve güdümlü modları doğru sayıda sahip olduğunu doğrulamak için ticari bir prizma coupler tarafından belirlenir. cihazlar monte edilen ve paketlenen sonra daha sonra, taranmış çıkış ışık giriş frekanslarını eşleştiren bir özel prizma bağlayıcı yerleştirilir. Elde edilen veriler frekans giriş tepkisi ve cihaz test edilecek için kırmızı, yeşil ve mavi ışık için açısal çıkış yanıtını verir. aygıt doğru imal edilmiştir, cihaz, giriş yanıtı ayrılacaktırfrekans ve çıkış tepkisi açıda üst üste olacak. Bu teyit edildiğinde, cihaz holografik video görüntüsüne kullanıma hazırdır.

Cihaz paketlenmeden önce ilk ölçümler yapılır. Dalga kılavuzu derinliği ticari bir prizma bağlayıcı ile belirlenir. Bu sadece bir aydınlatma dalga boyu ile gerçekleştirilebilir (tipik 632 kırmızı nm) ama yazarlar, kırmızı, yeşil ve mavi ışık modu bilgileri toplamak için izin ticari prizma kuplörünü değiştirdiniz. Doldurma işleminden sonra, cihaz, giriş RF bir fonksiyonu olarak kıvrılmış çıkış ışığı kaydeden bir özel prizma bağlayıcı ikinci bir ölçüm maruz kalır. Bu ölçümlerin ayrıntılı bir açıklaması aşağıdadır. Fabrikasyon adımları da verilmiştir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

1. İlk Hazırlık

Not: Yeni X-kesim lityum niobat gofret ile başlayın. Bu yüzeyde biriken hiçbir şey temiz 1 mm kalınlığında optik sınıf, olmalı, her iki tarafın da cilalı ve üst taraf oldu.

  1. 50 μTorr bir vakumda bir elektron ışını buharlaştıncı ya da eşdeğer bir makine kullanarak, 5 A / sn gofret alüminyum, 200 nm buharlaşır. sunulan sonuçları çoğaltmak için, gofret takımyıldızı alüminyum pota üstünde 65 cm yerleştirin.
  2. 60 saniye boyunca 3000 rpm'de, örneğin AZ3330 30 pozitif fotoğrafın damla karşı, üzerinde Spin. Softbake 60 saniye boyunca 90 ° C'de karşı. Not: iplik polimer filmlerin mekanik bir ayrıntılı bilgi için CJ Lawrence 21 çalışmalarını görüyoruz.
  3. Böyle ekte verilen "Maske 1. Proton Değişim Mask.dxf" dosyası olarak, uygun maske kullanarak, bir 350 W cıva ampul veya makine SPECIFICATI başına 10 sn eşdeğer bir maske hizalama kullanarak gofret maruzons. dalga kılavuzu y eksenine paralel olacak şekilde gofret hizalanmış olduğundan emin olun.
  4. 60 saniye boyunca olumlu fotorezist geliştirici karşı geliştirin. Sabit 110 ° C'de 60 saniye boyunca gofret fırında. 50 ° C'ye kadar ısıtıldı, bir 1 L'lik solüsyon alüminyum etch 2 dakika boyunca daldırarak tamamen açık alüminyum uzak etch.
    UYARI: Alüminyum aşındırma, zehirli korozif ve zararlıdır. doğru kullanılması ve bu kimyasalın depolanması için MSDS bakın. Bu kimyasal işlerken asit için uygun kişisel koruyucu ekipman kullanın.
  5. izopropil alkol (IPA) ve ardından aseton ile durulanmıştır fotorezist maske çıkarın.
  6. Bir 0.016 Kullanımı. Içinde 0.165 değerinde bir maruziyet derinliği ile kalın elmas bıçak. Otomatik dilimleme gördüm üzerinde, y ekseni uzun boyut paralel 10 içine x 15 mm 2 cihazları gofret kesti.
    Not: Bıçak substrat tüm yol boyunca kesmeyecek. her aygıtı ayırmak için, sadece dicing testere ile yapılan her kesim stres. Her 10 x 15 mm 2 cihaz ayrı ayrı protokol kalan adımları gidecek.

2. Proton Değişim

  1. cihaz ve tüm sıvı banyoları arasındaki etkileşimi sağlamak için dibine küçük bir delik zemin ile bir test tüpü içinde bireysel cihazı yerleştirin.
  2. Proton alış-verişi 240 ° C 'de% 99 saflıkta bir benzoik asit 1 L eriyik içinde daldırarak cihazı. 0.4504 um hedef derinliği elde etmek için, 10 dakika ve 10 saniye bir daldırma süresi kullanın.
    Not: proton değişim daldırma süresi yazarların eriyik şu anda D = 0,2993 olan difüzyon katsayısı, D, tarafından belirlenir. Proton değişim daldırma zamanlı ilişkisi t = d 2 / (4 D) kullanılarak hesaplanır. Bu denklemde, T saatte değişim zaman, D mikron olarak dalga kılavuzu derinliği ve D, difüzyon katsayısıdır. Proton değişim mekaniğinin ayrıntılı bir açıklaması için JL Jackel 1 ile iş görmek5.
  3. Aygıtı çıkarın ve 5 dakika boyunca ya da soğuyana kadar soğumasını bekleyin. daha sonra aseton durulama IPA ile herhangi bir benzoik asit artığı temizlemek.

3. Tavlama

  1. normal bir test tüpünde Cihazı ve alüminyum folyo ile tüp sarın. 375 ° C'de 45 dakika boyunca bir mufl ocağında tüp yerleştirin. Aygıtı çıkarın ve 5 dakika boyunca ya da soğuyana kadar soğumasını bekleyin.

4. Temiz

  1. 50 ° C 'de yaklaşık 2 dakika süreyle alüminyum Etch kullanarak cihazı alüminyum maskesi temizleyin. herhangi bir organik artıkları çıkarmak için asidik piranha etch cihazı temizleyin.
    DİKKAT: Asidik piranha aşındırma, zehirli korozif ve zararlıdır. doğru kullanılması ve bu kimyasalların depolanması için MSDS bakın. Bu Kimyasallarla çalışırken asit için uygun kişisel koruyucu ekipman kullanın.
  2. Daha sonra, aseton cihazı durulayın IPA ve sıkıştırılmış azot ile kuru.

5. Dalga Ölçümleri

  1. herhangi bir ticari dalga analizörü ölçüsü kullanarak protonun özellikleri dalga kılavuzu alışverişinde bulundu.
    Not: İyi bir aygıt 633 nm lazer kullanarak 2 güdümlü modu vardır. Istenen sonuçları gösteren bir örnek için Şekil 2'ye bakınız. Cihaz kırmızı aydınlatma için ikiden fazla güdümlü modlarını göstermektedir sonra adım 2.2 döviz süresi azaltılmalıdır. Cihaz en az iki rehberli modlarını göstermektedir Aynı şekilde eğer değişim zamanı artırılmalıdır.

6. Resist ekle

  1. Bir Lift 4 damla spin kapalı 60 saniye boyunca 3000 rpm'de (LOR) Resist ve daha sonra 1 saat boyunca 200 ° C'de pişirin. Çıkarın ve cihaz 5 dakika boyunca ya da soğuyana kadar soğumasını bekleyin. 4, 3 damla ilgili Spin: daha sonra 60 saniye boyunca 3000 rpm'de polimetil metakrilat (PMMA) ve anizol 1 çözeltisi ve 15 dakika boyunca 150 ° C'de pişirilir.
  2. Çıkarın ve cihaz 5 dakika boyunca ya da soğuyana kadar soğumasını bekleyin. 1.000 rpm'de iletken polimerden 2 damla sıkma60 sn, daha sonra herhangi bir aşırı kaldırmak için 4 saniye boyunca 6,000 rpm'de dönerler.

7. Desen

  1. Cihazı maruz yazma veya eşdeğer makine sağlamak için bir ışın Blanker ile geliştirilmiş bir elektron mikroskobu kullanın.
    1. 50 μTorr bir vakum altında, interdijital dönüştürücü desenini tarar 30 MCU / cm2 bir alan dozu ile bir elektron ışını için iletken tabakayı maruz kalmaktadır. Sonuçlar 410 pA ölçülü bir ışın akımı kullanmak çoğaltmak için.
    2. Makine özelliklerine göre elektron mikroskobu bir .dxf veya eşdeğer dosyadan desen yazınız.
      Not: E-Beam litografi süreci ayrıntılı bir açıklama RE Fontana 22 tarafından yapılan iş görmek için.

8. geliştirin

  1. 5 sn için deiyonize su sürekli bir akış cihazı durulayarak iletken tabakayı çıkarın. metil izobütilamin 3 çözeltisi: 1 Cihazı daldırma maruz PMMA kaldırl keton (MIBK) ve 45 saniye boyunca IPA.
    1. MIBK 3 çözeltisi: 1 kaldırmak IPA ve 5 saniye IPA ile durulayın. Sıkıştırılmış azot ile cihazı kurutun.
  2. Adımları tekrarlayın 8.1-8.1.1 gerekli tam PMMA geliştirmektir.
    Not: 5 sn aralıklarla yalnızca IPA: Ancak MIBK çözümüne cihazı maruz bırakmaktadır. Komple gelişme PMMA altında LOR açığa çıkarmalıdır ve keskin kenarlar ve köşeler ile çevrili geliştirilen bölge genelinde tek tip renk ile tespit edilebilir.
    Not: PMMA gelişimi küçük özelliği patlamasına yol açar ve tamamen tek bir büyük gelişmiş blok bırakarak birlisme dönüştürücü parmakları silebilirsiniz fazla. Aynı şekilde geliştiriliyor aşağıdaki havalanış sürecinin etkinliğini azaltacaktır düzgün olmayan artıkları bırakır.
  3. 25 saniye için uygun bir geliştirici ve deiyonize su ile 1 çözeltisi: 1 Cihazı daldırılarak maruz kalan bölgedeki LOR'yi çıkarın. Bir appropriat 1 çözeltisi 1 çıkare geliştirici ve deiyonize su. 5 saniye IPA ile durulayın.
    1. Sıkıştırılmış azot ile kuru. Tekrarlayın tamamen LOR geliştirmek için gerekli 8.3 adımları.
      Not: Bununla birlikte, sadece 2 saniye aralıklarla, uygun bir geliştirici ve deiyonize su çözeltisine cihazı maruz kalmaktadır. Komple gelişme LOR altında tabakanın yüzeyini açığa çıkarmalıdır. berrak kenarları ve köşeleri korurken geliştirilmiş alanı boyunca düzgün beyaz bir renk ile tespit edilebilir. de düzgün LOR geliştirmek için başarısızlık 8.2.3.1 tartışılan sorunlara yol açmaktadır. Bir örnek LOR geliştirme süreci için bakınız Şekil 3.
      Not: 2 veya 1: Cihaz ince özellikleri cihaz üfleme olmadan geliştirmelerini sağlamak için tam gelişimini yaklaştıkça 3 faydalı olduğu 1 gibi deiyonize suya uygun bir geliştirici bir alt orana geçiş. Bununla birlikte, toplam süresi arttıkça, bu dozlar ile başlar avantajlı değildir ve devel uygun zaman aşanoper.

9. Mevduat Alüminyum

  1. 50 μTorr bir vakumda bir elektron ışını buharlaştıncı ya da eşdeğer bir makine kullanarak, 5 A / sn gofret alüminyum, 200 nm buharlaşır.

10. Liftoff Alüminyum

  1. 90 ° C'de bir sıcak plaka üzerinde, 750 ml su ile büyük bir cam tabak doldurun. su kabına plastik bir tampon yerleştirin. Ayrı bir küçük bir cam kapta, N-metil-2-pirolidon (NMP) içindeki bir 100 mililitrelik bir çözelti cihazı daldırın.
  2. Su seviyesi NMP kabın yüksekliği aşmayacak şekilde sağlanması plastik tampon üzerine aygıtı içeren NMP çözeltisi kap yerleştirin. Kapak ve 3 saat 4 veya alüminyum havalanış tamamlanana kadar bekletin. NMP cihazı çıkarın.
    Not: NMP banyo çıkarmadan önce cihazdan alüminyum büyük bölümlerini temizlemek için avantajlıdır. cihaz fışkırtma NMP ile dolu bir pipet kullanarak bunuİstenmeyen alüminyum kalan büyük boyutta knock off d.
  3. IPA Cihazı durulayın ve sıkıştırılmış azot ile kuru. Mikroskop altında, o havalanış tamamlandı doğrulayın. istenmeyen kalıntı alüminyum kalırsa, aseton cihazı ıslak ve çok yavaşça kaldırmak için aseton kaplı bir temiz oda çubukla fırça.
  4. Sıkıştırılmış azot ile kuru IPA, durulayın ve mikroskop altında tekrar kontrol edin. 10.3 ve gerektiğinde 10.4 tekrarlayın.

11. Polonya Sonu

  1. bu olumlu fotorezist tabakası gibi Coat koruyucu film cihazı. dönüştürücüler ile son parlatma için açıkta kalacak şekilde cihazı kelepçe. Resim Yüzey kusurları cihazdan çıkan ışık müdahale için uygun bir parlatma işlemleri 23 kullanarak, yavaş yavaş daha az 100 nm bir yüzey pürüzlülüğüne cihazın son cila.
  2. kelepçe Cihazı çıkarın ve koruyucu film temizleyin. Fotorezist bir koruyucu film, cömert bir şekilde kullanılmış iseaseton içinde durulayın ve ardından IPA kaldıracağız. sıkıştırılmış azot ile gerektiğinde örnek kurutun.

Breakout Kurulu 12. Dağı

  1. Herhangi bir montaj RF koparma kurulu için gerekiyorsa, onun özelliklerine göre koparma kurulu monte edin.
  2. Build cam slaytlar üzerinden, bir montaj platformu sıkıca RF koparma kurulu ve cihazı hem de tutun. Not: montaj platformu, üç cam slaytlar dışarı U şeklinde inşa edilmiştir: Bir 75 x 50 x 1 mm 3 ve iki 75 x 25 x 1 mm 3.
    1. Büyük sürgünün soldaki dörtte üzerinde superglue cömert bir boncuk yerleştirin. En soldaki kenar ve alt kenar büyük slaytta gelen kenarları aynı hizada olacak şekilde superglue boncuk üzerinde küçük slaytlar birini yerleştirin.
    2. superglue setleri, yaklaşık 15 saniye kadar iki slaytlar firma ve eşit basınç uygulayın. Büyük slayt sağdaki dörtte işlemi tekrarlayın.
  3. d monte edinçift ​​taraflı bant ile montaj platformunun üstüne ihaz. montaj platformu ışık cihazının ucunu terkeden müdahale etmeyecek şekilde cihaz çıkıntılar montaj platformu sonu emin ucunu olun.
  4. Aygıtı çıkan ışık huzmesi yolunda olmadığını böylece montaj platformu RF koparma kurulu monte edin. Bunu yapmanın basit bir yolu koparma kurulu alt cihazın üst üzerinde olacak şekilde kalın bant ile koparma kurulu yükseltmek etmektir.
  5. Tel tahvil RF koparma gemide kendi konumlarına cihazda yastıkları. koparma kurulu girişlerine her transdüser maç empedans için 27 nH serisi bobin kullanın.

13. Prizma Kaplin

  1. cihazın içine çift ışığa rutil prizma seçin. ışık (çapraz Elektrikli) polarizasyon X kesilmiş lityumniyobat rutil, optik eksen (Z-ekseni) optik eksene paralel olmalıdır.
  2. temiz to cihazla ve IPA ile iyice prizma hem yüzeylerini başvurun. o test edilecek kanalda ortalanacak şekilde prizma yerleştirin.
  3. sıkıca sıkıştırma mekanizması ile cihazın üst karşı prizma alt bölümüne basın. Not: substrat çatlak ve bağlantı prizma zarar verecektir aşırı basınç fazla sıkmayın.
  4. Eğer başarılı olursa, ıslak bir nokta belirir gözlemleyin.
    Not: Bir ıslak nokta prizma ve örnek arasındaki kesişme noktasında sinirli toplam iç yansıma bir bölgedir. Uygun prizma kavrama bir örnek için bakınız Şekil 4.

Karakterizasyon Aparatı 14. Dağı

  1. A. Henrie 4 tartıştığı anizotropik sızan mod ışık modülatörleri için Frekans bölmeli renk karakterizasyonu cihazının dönen bir platform üzerinde cihazı monte edin.
    Not: karakterizasyonu aparatının şematik Şekil 5'te verilir.

15. Karakterizasyon Cihazlar hizalamak

  1. Lazer açın. Bu kağıt kullanımı 638 nm 5 V, 532 nm 5.5 V sunulan sonuçları çoğaltmak ve 445 nm için 6,5 V.
  2. Dağınık ışık yoğunluğu göze rahat olana kadar ışını zayıflatır. lazer polarizasyon doğrulayın.
    1. bu blok yatay ışık polarize böylece yarım dalga plakası sonra ışın yolunda bir polarize yerleştirin. Lazer ışığının maksimum zayıflama elde etmek için yarım dalga plakası döndürün. polarize çıkarın.
  3. Lazer ve cihazın üst yüzeyi arasındaki açı uygun giriş açısı ayarlanır, böylece elle platformu döndürün.
    Not: Uygun açı istenen test dalga boyu ve moduna göre Tablo 1'de bulunabilir.
  4. lazer odak noktası prizma 90 ° köşesinde geçerken doğrusal çeviri aşamalarını kullanarak prizma hizalayın. Not: Artan lazer scprizma köşesinde neden atter bazen görülebilir.
    1. Bu noktada, ışık dalga kılavuzu saçılma veya aygıt 24 ucundan dışarı gelen karakteristik mod hatlarından kaynaklanan ışığın karakteristik çizgi yoluyla doğrulanabilir cihaza bağlanması gerekir (bakınız Şekil 6).
      Not: kaplin doğrulamak için mod hatlarını kullanarak, ışın yolundan güç metre kaldırmak için yardımcı olur. Bunun yerine ışın yoluna, örneğin beyaz bir kağıda olarak, bir muntazam saçılma nesnesi yerleştirin.
    2. Hiçbir bağlantı tespit edilirse lazer odak noktasında prizmanın bağlantı kenarını korurken, yavaş yavaş cihazı döndürün. her iki yönde beş derece dönüşten sonra hiçbir bağlantı tespit edilebilir varsa, dönen platform aygıtı kaldırmak prizma kaldırmak ve 13. adıma geri dönün.
  5. kavrama, ince ayar tespit edildiğinde dönme platformu ve doğrusal çeviri aşamaları maxi içinIşık bağlanmasını rımızı azamiye.

16. RF Giriş takın ve Aygıtı kapsa

  1. hizalama sırasında kaldırıldı güç ölçer değiştirin. Ayrıca hizalama amaçlı kullanılan ışın yoluna engelleri kaldırın.
  2. Cihaz koparma kuruluna RF girişini takın ve RF sinyal jeneratörü açın. amplifikatör açık olduğundan emin olun. Not: Tükenmişlik cihazı korumak için, cihazı ulaşan sinyalin elektrik 1 W. geçmemelidir
  3. hizalama sırasında güvenliği için kullanılan herhangi bir zayıflama çıkarın. Lazer testi için kullanılan optik güç seviyelerinde artık. optik izole kutu içinde tüm sistemi içine alın.

17. Run Sağlanan Test Programı

  1. Böyle ekte sunulan LabView dosya AutomatedDeviceCharacterization.vi olarak karakterizasyon cihazı çalıştırmak için bir laboratuar ekipmanları yöneticisi alın.
  2. test sof içine tüm kullanıcı parametrelerini eklemeKontrol bilgisayarda tware. Not: Şekil 7 sağlanan deney kontrol dosyasını kullanarak olanlar için verilir. Sağlanan analitik program adımı 19 düzgün çalışması için her bir otomatik testten önce güncelleştirilmesi gerekir alanlar sırayla çalıştırılır sarı kutusu ile gösterir.
    1. Bu makalede sunulan sonuçları çoğaltmak için aşağıdaki test parametreleri kullanın: İlk Frekans: 100 MHz, Final Frekans: 800 MHz, Frekans Adım: 10, Kaba Başlangıç ​​Seviyesi: 0, Kaba Final Pozisyonu: 25 ve pozisyonu Adım: 1. Marka emin düğmesine basıldığında "Çıktı Dosya".
  3. test programını çalıştırın.
    Not: sağlanan program kullanıcı tanımlı aralıklarla doğrusal parça boyunca bir güç ölçer sürücüler. Her pozisyonda RF giriş sinyali yapılır seçilmiş frekanslarda ve güç ölçümleri bir dizi sardı edilir. Bir ölçüm deneysel olmuştur en düşük frekans ayarı RF giriş ve düşük çıkış gücü ile yapılırly hiçbir giriş sinyali 4 eşdeğer olarak belirledi. Bu ölçümler daha sonra 3 boyutlu interaktif grafik gerçek zamanlı olarak grafik halinde gösterilmiştir.
    1. Dört çıkış dosyaları gözlemleyin: * config.csv deneyi anlatır, * data.csv her frekansta güç okuma içerir * no_stim.csv arka plan gürültü okuma içerir ve * graph.jpeg kullanıcının grafiğin bir kopyasını içerir Program bittiğinde programın arayüzü olduğu gibi. Şekil 8 Bkz.
  4. Tekrarlayın bölümlerde her dalga boyu ve Tablo 1'de açıklanan TE1 modu için 15-17.

18. Frekans ve açısal Çıktı Profilleri Analiz

  1. bir istatistiksel analiz programı edinin veya ekte sunulan CompareWDMmodes.m matlab kodu indirmek.
  2. (Programın bulunduğu) klasöründe, bir alt klasör, "Örnek Numarası" oluşturma test programına "Örnek Numarası" girin. örneklem sayısı iseCihaz kimlik numarası.
  3. Bu klasördeki, "Örnek Numarası," üç alt klasörler oluşturabilirsiniz. , "Örnek Numarası" _ "Renk" _M1_ "Dönüştürücü" aşağıdaki gibi her klasör adlandırın. "Koyu ve italik" isimler kullanıcı tarafından test programına girilir değerlerdir. (Örneğin A16_BLUE_M1_T1, C5_RED_M1_T13 veya D35_GREEN_M1_T18).
  4. her bir alt klasör içine, o belirli dalga boyu, mod ve dönüştürücü ile karşılık test yazılımı tarafından oluşturulan dört dosyaları kopyalayın.
  5. Analitik programını açın ve test yazılımı içine kullanıcı tanımlı değerler girişi yansıtacak şekilde üstündeki kullanıcı tanımlı değişkenleri değiştirmek.
    Not: "Örnek Numarası" = A16, "Mode Güdümlü" = 1 olması şartıyla analitik programı ve test programı kullanıcı tanımlı değerleri kullanarak ise, "Dönüştürücü" = 1 Analitik kod aşağıdaki şekilde değiştirilmiştir olacaktır:
    ; % Kullanıcı Tanımlı Değişkenler
    dizi = 'A';
    Numune = 16;
    modları = [1];
    dönüştürücü = 'T1';
  6. analitik programını çalıştırın.
    Not: normalize frekans tepkisi ve kırmızı, yeşil ve mavi ışık için açısal çıktı karşılaştıran bir rakam yaratır diğer şeyler arasında sağlanan analitik kodu, kullanıyorsanız. Yarattığı dosyası "örnek sayısı" alt klasöründe yer almaktadır. Çıkış örneği için Şekil 9'a bakınız.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Protokol prensibi Yukarıdaki sonuçlar, Şekil 2, tek bir frekansta gösterilen ticari prizma, birleştiriciden dışarı yönlendirme modunda ölçüsüdür, özel prizma bağlayıcı elde edilen ham giriş / çıkış veri, Şekil 8'de gösterilen ve çok renkli eğrileri Şekil 9'da gösterilmektedir. aşağıdaki paragraflarda bu çıkışların her biri tarafından üretilen işlem bilgilerini tartışmak.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Her cihazın tasarımı iki kritik adım, proton değişim ve LOR gelişimi vardır. iki ki, proton değişim zamanı sırayla sızan mod geçişleri, kontrol frekans bant genişliği ve ışığın her renk için her tuş tasarım parametresi güdümlü sayısını belirler dalga kılavuzu, derinliğini belirler. kırmızı iki rehberli modu arzu edilir. daha sonra varsa bant genişliği kurban. az exist sonra hiçbir sızdıran mod geçiş güdümlü takdirde garanti edilir. istenilen sonucu elde etmek için proton değişim sürelerini düzeltmek için adım 2.2.1 notu...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Teşekkürler

Yazarlar minnetle Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı sözleşme FA8650-14-C-6571 den ve DAQRI LLC mali destek kabul.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
X-Cut Lityum NiobateGooch ve Housego99-00630-01Lityum Niobate 3 & Prime; Çap X-CUT Gofret 1  mm Lehçe /
Lehçe Pozitif Fotoğraf Direnci 1EMD Performans MalzemeleriAZ 3330 F FotorezistProton değişim maskesinin oluşturulmasında kullanılır
Fotorezist GeliştiriciEMD Performans MalzemeleriAZ MIF 300AZ3330 ve LOR 3A
AlüminyumuUluslararası İleri MalzemelerAL13%99,999 saf
Alüminyum AşındırmaTransenTip A Alüminyum Etchant
Benzoik AsitSigma Aldrich109479-500G% 99 saf
AsetonFisher ChemicalUN1009
IPAFisher ChemicalUN121999,5 saf izopropil alkol
Asidik Piranha aşındırmaCyantek CorperationNanostrip
Katman Altında Direnç MikroKimyasalLOR 3AAlt katman için kullanılır kalkış
Pozitif Fotoğraf DirenciMikro Kimya950 PMMA A9Kalkış için kullanılan üst katman
AnisolMikro KimyaDaha İnce
İletken polimer sulu çözeltiMitsubishi Rayon CompanyAquaSAVE
MIBK (4-metil-2-pentanon)Sigma Aldrich360511PMMA
NMP (1-metil-2-pirolidon)Sigma geliştirir Aldrich328634Kalkış
E-kirişi Evaporatörü için kullanılır Denton Vakum Bütünlük 20Eşdeğer herhangi bir ekipman yeterli olacaktır.
İnce Film DöndürücüLaurell Technologies CorporationWS-400A-6NPP-LITEHerhangi bir eşdeğer ekipman yeterli olacaktır.
Maske Hizalayıcı Karl Suss Amerika A.Ş.MA 150 CCHerhangi bir eşdeğer ekipman yeterli olacaktır.
Otomatik Dicing Testere Disco CorperationDisco Dad 320Herhangi bir eşdeğer ekipman yeterli olacaktır.
Kül FırınıThermo ScientificFB1415MHerhangi bir eşdeğer ekipman yeterli olacaktır.
Elektron MikroskobuFEIXL30 ESEMHerhangi bir eşdeğer ekipman yeterli olacaktır.
Dehidrasyon FırınıLab-Line Instruments Ultra Temiz 100  (3497M-3)Herhangi bir eşdeğer ekipman yeterli olacaktır.
Hot PlateThermo ScientificSP131325Herhangi bir eşdeğer ekipman yeterli olacaktır.
ParlatıcıUltra Tec Mfg., Inc.Ultrapol Sonu & Kenar Parlatıcı: Herhangi bir eşdeğer ekipman yeterli olacaktır.
Sınıf IIIb 12  V RBG Lazerler: Dalga boyları (nm): 638, 532 ve 445İkinci el satın alındı. Muhtemelen bir lazer projektörden çekilmiştir. Herhangi bir eşdeğer ekipman yeterli olacaktır.
Sinyal ÜreteciAgilent8648DŞimdi Keysight'ta bulundu. Eskimiş. Herhangi bir eşdeğer ekipman yeterli olacaktır. Gerekli Frekans taraması 9 kHz-1,000 MHz.
Sinyal AmplifikatörüMini DevreleriTB-17Sadece sinyal üretecinin sınırlamalarının üstesinden gelmek için gereklidir.
Güç Ölçer Kontrol CihazıThorLabsPM100DGüç ölçer modeli S130C ile. Herhangi bir eşdeğer ekipman yeterli olacaktır. Gerekli hassasiyet 500  Pw.
Doğrusal Aktüatör Kontrol CihazıNewportESP7000Doğrusal aktüatör modeli ile MFN25PP. Herhangi bir eşdeğer ekipman yeterli olacaktır. 0.1  ihtiyacı var; mm hassasiyet.
AutomatedDeviceCharacterization.vi LabViewDeneysel Kontrol YazılımıEkte bulundu
CompareWDMmodes.mMATLabAnalitik YazılımıEkte bulundu
, Geliştirir % BYU'nun BYU'nun

Kaynaklar

  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).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Anizotropik S z nt l Mod Mod lat rUzaysal I k Mod lat rPrizma Ba la mFrekans Tepkisi HaritalamaA sal k l mK lavuzlu Mod Tan mlamaDalga K lavuzu Kal nl HesaplamasElektroholografi KarakterizasyonuRadyo Frekans Sinyal Jenerat rOptik G l er
Holovideo için Eşyönsüz Çatlak Modu Modülatörleri Karakterizasyonu
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.