March 19th, 2016
这项工作描述了用于全息视频的各向异性泄漏模式调制器的制造和表征。
此过程的总体目标是通过将空间光调制器的频率响应映射到角度输出来重现空间光调制器的特征。这种方法有助于提供回答全息术领域关键问题所需的重要数据,例如识别引导泄漏模式转换和优化要求。这种技术的主要优点是它清楚地分离了漏模转换,并允许我们快速获得有关其线性度、相对强度、角度扩展和工作频率的可重复信息。
这个过程的视觉演示至关重要,因为对准和棱柱耦合都依赖于难以解释的视觉线索。要描述器件的特性,首先准备将其安装在射频分线板上。准备好一个设备、一个 RF 分线板和三个载玻片来制作安装平台。
一张幻灯片比其他两张幻灯片大。它将形成 U 形平台的基础。开始使用最大的幻灯片。
将一大滴强力胶放在载玻片最长尺寸的最左侧四分之一处。接下来,确定较小载玻片的方向,使其最长尺寸垂直于第一张载玻片的最长尺寸。对齐两张幻灯片的左边缘,使它们的左下角重叠。
将它们接触并对载玻片施加牢固且相等的压力,直到胶水凝固。对右侧重复类似的步骤。这将产生 U 形结构。
要安装该设备,请将双面胶带贴在 U.Now 中心的平台上,使用要表征的泄漏模式调制器。检查设备是否经过抛光并准备好使用。接下来,将设备放在平台上已有的磁带上。
安装它时,使器件的末端悬垂在安装平台的末端,以避免干扰光路。此时,安装 RF 分线板。安装分线板,使其不在离开设备的光的光束路径中。
下一步是引线键合。这是引线键合后的设备和分线板。现在,选择合适的棱镜将光线切入设备,并使用异丙醇清洁将与设备接触的表面。
此外,清洁设备的接触面。然后,将 prism 放在设备上,使其在要测试的设备通道上居中。继续使用夹紧机构将棱镜底部牢牢地压在设备顶部,耦合元件。
夹紧机构应将棱镜底部牢牢地压在器件顶部,成功的耦合将在界面处产生湿点。当以适当的角度观看时,湿点将反射出彩虹般的色彩。下一步是利用表征装置。
该装置的一端有三个激光源,红色、绿色和蓝色。来自激光器的光首先通过可变衰减器,然后是半波片,然后是可变孔径,最后是聚焦透镜。聚焦光落在样品上的棱镜上,样品将安装在该旋转台上。
该原理图概述了光学元件、旋转平台和电子元件。一旦光进入设备,射频信号的输入就会产生表面声波。这些导致光以频率可控的角度射出并落在功率计上。
配置仪器以收集一系列频率和位置的数据。将带有棱镜和支架的设备安装在旋转平台上。放置组件,使来自聚焦透镜的光线首先与棱镜相遇。
要对准设备,首先打开激光器,然后调整衰减器,直到散射光的强度对眼睛来说很舒服。接下来,在半波片之后的光束路径中放置一个偏振器。调整其方向,使其阻挡水平偏振光。
旋转半波片以实现激光的最大衰减。实现一个,去除偏光片。现在,返回到旋转平台以手动旋转它。
调整它,使激光相对于设备顶面处于适当的入射角度。使用旋转台顶部的线性平移台对准棱镜。调整对齐方式,直到激光的焦点穿过棱镜的 90 度角。
此时,对旋转阶段进行微调以实现耦合。监视设备。当波导开始耦合时,波导中会出现一条由散射引起的特征性光条纹。
验证耦合的另一种方法是让从器件射出的光落到背板上。在背板上,确认是否存在光的特征模式线。这些是各种横向电动模式。
一旦检测到耦合,微调旋转和平移阶段以增加倏逝耦合。接下来,准备好将分线板连接到放大器和信号发生器的电缆。连接到分线板的信号输入端。
继续打开射频信号发生器和放大器。在这里,对设备进行初步测试很有用。将频率从 400 兆赫兹扫描到 600 兆赫兹,并检查光是否偏转。
在继续之前,请清理光束路径并确保功率计就位。然后,返回到光路中的衰减器。在那里,撤消在对齐过程中为安全而实施的任何衰减。
最后,在实验期间使用光学隔离盒覆盖整个表征装置。利用仪器控制软件运行表征仪。此实验使用实验室视图,运行自定义测试程序。
输入测试参数后,运行程序。该脚本的运行时间应少于 5 分钟。在测试过程中,它将产生一个可以纵的图。
绘图和数据都将被保存。在设备封装之前收集的数据用于商用薄膜分析仪。纵轴是激光强度。
水平轴是设备旋转的度量。这两个 dip 对应于 guided mode 允许光进入波导并在设备末端离开的角度,从而避免反射到功率计中。封装后收集的光功率数据来自表征设备。
该图是扫描射频输入(以兆赫兹为单位)和功率计位置(以毫米为单位)的结果。数据在 Y 轴上的投影给出了设备的频率响应。X 轴上的投影给出了衍射光输出的跨度。
XY 平面中数据的斜率提供了扫描线性度的感觉。该图结合了 TE 1 制导模式的所有三个波长的多个实验的原始数据。如果每种颜色的响应在频率上相邻且在角度上重叠,则该装置适用于颜色的频率控制。
掌握后,对单个通道的红光、绿光和蓝光进行完整表征需要 30 分钟。当然,高分辨率图像需要更多时间。该技术发展后,为全息术领域的研究人员探索波导空间光调制器中的频分复用铺平了道路。
看完这个视频后,你应该对如何以可重复的方式描述空间调制器有了很好的理解。这包括正确的棱镜耦合、对准和测试程序。
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这项工作描述了用于全息视频的各向异性泄漏模式调制器的制造和特性分析。该方法为理解电全息图中的导向泄漏模式转换提供了重要数据。