Name: demonstration of spin-multiplexed and direction-multiplexed all-dielectric visible metaholograms
Uploaded: 2020-09-25T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Demonstration of Spin-Multiplexed and Direction-Multiplexed All-Dielectric Visible Metaholograms at JoVE.com

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.

1. Fabricage van het apparaat
OPMERKING: Figuur 1 toont het fabricageproces van a-Si:H metasurfaces17.
<ol><li>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.</li>
	<li>Deponeren van een 380 nm dikke a-Si:H film op het substraat met behulp van plasma-verbeterde chemische dampdepo...

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

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 ...

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).

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:881px;" width="880">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Aceton</td>
			<td style="width:187px;">J.T. Baker</td>
			<td style="width:201px;">925402</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Beam splitter</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">CCM1-BS013/M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Chromium etchant</td>
			<td style="width:187px;">KMG</td>
			<td style="width:201px;">Cr-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Chromium evaporation source</td>
			<td style="width:187px;">Kurt J. Lesker</td>
			<td style="width:201px;">EVMCR35D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Clamp</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">CP175</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Conducting polymer</td>
			<td style="width:187px;">Showa denko</td>
			<td style="width:201px;">E-spacer</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Diode laser</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">CPS635</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">E-beam evaporation system</td>
			<td style="width:187px;">Korea Vacuum Tech</td>
			<td style="width:201px;">KVE-E4000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">E-beam resist</td>
			<td style="width:187px;">Microchem</td>
			<td style="width:201px;">495 PMMA A2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Electron beam lithography</td>
			<td style="width:187px;">Elionix</td>
			<td style="width:201px;">ELS-7800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Half-wave plate</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">AHWP05M-600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Inductively-coupled plasma reactive ion etching</td>
			<td style="width:187px;">DMS</td>
			<td style="width:201px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Iris</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">SM1D12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Isopropyl alcohol</td>
			<td style="width:187px;">J.T. Baker</td>
			<td style="width:201px;">909502</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Kinematic mirror mount</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">KM100/M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Lens</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">LB1630</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Lens Mount</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">LMR2/M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Linear polarizer</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">GTH5-A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Mirror</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">PF10-03-G01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Neutral density filter</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">NDC-50C-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Plasma enhanced chemical vapor deposition</td>
			<td style="width:187px;">BMR Technology</td>
			<td style="width:201px;">HiDep-SC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Post</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">TR75/M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Post holder</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">PH75E/M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Quarter-wave plate</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">AQWP10M-580</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Resist developer</td>
			<td style="width:187px;">Microchem</td>
			<td style="width:201px;">MIBK:IPA=1:3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Rotational mount</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">RSP1/M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Scanning electron microscopy</td>
			<td style="width:187px;">Hitachi</td>
			<td style="width:201px;">Regulus8100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">XY translation mount</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">XYF1/M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">1-inch adapter</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">AD11F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">1-inch lens mount</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:201px;">CP02/M</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

demonstration of spin-multiplexed and direction-multiplexed all-dielectric visible metaholograms

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).

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 beeldverh...

Watch this Scientific Journal Video about Demonstration of Spin-Multiplexed and Direction-Multiplexed All-Dielectric Visible Metaholograms at JoVE.com

Demonstration of Spin-Multiplexed and Direction-Multiplexed All-Dielectric Visible Metaholograms

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.

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

The optical holography technique realized by metasurfaces has emerged as a novel approach to projective volumetric display and information encryption ...

Multifunctionele meta-hologrammen die meerdere holografische beelden kunnen produceren, zijn belangrijke platte optische apparaten voor ultracompacte holografische weergavetoepassingen in het echte leven. Om een multiplexmetaal hologram te genereren, gebruiken we een eenvoudige benadering waarbij twee verschillende holografische beelden kunnen worden weergegeven, afhankelijk van de snelheid van het licht en de voortplantingstractie. Om hun multiplex metal hologram setup te begrijpen, functie demonstratie van zowel het fabricageproces, en optische karakterisering, en meting stappen zijn even belangrijk.Het aantonen van de procedure met de Inki Kim zal Dasol Lee, een promovendus uit mijn laboratorium. Om de patroondepositie te karakteriseren door elektronenmicroscopie te scannen, laat een geleidend polymeer op het substraat vallen en spin code op 2000 omwentelingen per minuut gedurende een minuut. Bevestig het substraat met koolstoftape op de monsterhouder en druk op de luchtknop om de laadkamer te ontluchten.Plaats de houder op de houdstang van de laadslotkamer en druk op EVAC om de laadslotkamer te evacueren. Als u de podiumhoogte en de kantelhoek wilt instellen, stelt u de Z-sensor in op acht millimeter en de T-sensor op nulgraden. Druk op de OPEN-knop om de deur van de laadslotkamer te openen en druk op de houdstaaf om de houder over te brengen naar de hoofdscanner elektronenmicroscoopkamer.Trek de stang eruit en druk op de CLOSE-knop. Controleer de vacuümtoestand en druk op uit te voeren om koolstof te verwijderen, of stof in het elektronenkanon met een onmiddellijke hoogspanning. Knipper in de microscoopsoftware om het elektronenkanon in te schakelen met een versnellingsspanning van vijf kilovolt en klik op bundeluitlijning om de bundeluitlijning aan te passen om de elektronenstraal in de middelste positie nauwkeurig te lokaliseren.Gebruik een fasecontroller om de bundel in het midden te lokaliseren en klik op diafragmauitlijning om het diafragma aan te passen en stigmauitlijningen om een cirkelvormige elektronenstraal te maken. Gebruik een stigma controller om een stabiele bundel gewoon scannen op dezelfde plek te maken, en vangen scannen elektronenbeelden met een passende focus en stigmata aanpassing. Wanneer alle afbeeldingen zijn verkregen, klikt u op UIT om de elektronenstraal uit te schakelen en klikt u op Start om het podium terug te geven naar de oorspronkelijke positie.Wanneer het podium in positie is, opent u de deur van de hoofdkamer en duwt u de stang om de monsterhouder op te halen. Druk op de luchtknop om de laadkamer te ventileren en de houder te ontladen. Voor optische karakterisering, met behulp van een spin multiplexed metalen hologram, bevestig een diode laser module aan een adapter die kan worden aangesloten op een een inch optische mount, en gebruik een post en een posthouder om de hoogte van de diode laser aan te passen.Gebruik een klem om de positie te bevestigen, en gebruik een een inch rotatie mount om de halve golf plaat te monteren. Plaats de plaat voor de lasermodule om het lineair gepolariseerde licht te draaien en monteer twee spiegels op individuele kinematische bevestigingen van één inch. Als u de richting van de initiële straal wilt uitlijnen, plaatst u een uitlijningsschijf voor de laser en stelt u de laserhoogte in.Stel de twee spiegels zo in dat de balk twee keer in wisselende richtingen 90 graden buigt en plaats de uitlijningsschijf in de buurt van de tweede spiegel. Draai de knoppen om het licht in het midden uit te lijnen om de hoek van de eerste spiegel aan te passen en verplaats de uitlijningsschijf ver van de tweede spiegel. Draai vervolgens de knoppen om het licht in het midden uit te lijnen om de hoek van de tweede spiegel aan te passen.Herhaal de uitlijning totdat het licht op beide plaatsen door het midden van de uitlijningsschijf gaat en 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. Monteer een lineaire polarisator, en een kwart golf plaat op zijn eigen rotatie mount, en plaats een lineaire polarisator, en een kwart golf plaat achter de iris om een circulair gepolariseerd licht te maken.Bevestig het gefabriceerde metalen oppervlak met een gat aan een plaat. Monteer de plaat op de XY-vertaalhouder voor rechthoekige optiek en pas de XY-vertaalmount aan zodat het licht wordt gericht op het patroon in het monster. Plaats een lens na het metalen oppervlak en pas de positie aan van de lens die op de brandpuntsafstand moet worden geplaatst.Plaats vervolgens een oplaadcamera na de lens om een hologrambeeld vast te leggen. Voor optische karakterisering, met behulp van een richting multiplexed meta hologram. Plaats een balk splitter tussen de kwart golf plaat, en de XY vertaling mount om de balk te splitsen in twee richtingen.Plaats vervolgens een andere bundel splitter tussen de XY vertaling mount en de lens. Plaats twee spiegels, zodat de balk twee keer buigt op 90 graden en afwisselende richtingen, en stel de balk te worden gericht in de tweede balk splitter. Ten slotte, lijn het licht, zodat de bundel straalt het monster correct in de tegenovergestelde richting, en plaats een andere lens op 90 graden aan de rechterkant van de eerste bundel splitter.Plaats vervolgens een gekoppelde apparaatcamera om een hologrambeeld vanuit de tegenovergestelde richting vast te leggen. De beste manier om duidelijke spin te produceren, en richting waar twee holografische beelden te plaatsen is om precies uitgelijnd meerdere optische componenten. In dit scanning elektronenmicroscopiebeeld kunnen gehydrogeneerde amorfe siliciummetaaloppervlakken worden waargenomen.Een spin multiplexed metal hologram kan de geprojecteerde holografische beelden te schakelen door simpelweg flipping de handigheid van het incident circulair gepolariseerd licht. Verschillende metalen oppervlakken kunnen verschillende reacties produceren, afhankelijk van of het licht circulair gepolariseerd is naar links of naar rechts. Als gevolg hiervan, afhankelijk van de input beam polarisatie staten, de informatietechnologie Universiteit, en Rho laboratorium holografische beelden kunnen worden geschakeld in real time met hoge trouw.Een multiplexmetahol kan de geprojecteerde holografische beelden veranderen door de lichtrichting van het incident te veranderen. Bijvoorbeeld, als het licht komt in de voorwaartse richting van het substraat kant, de holografische Rho lab beelden kunnen worden waargenomen. Als het licht komt in de achterwaartse richting van de meta oppervlak kant, de Holographic Information Technology University beelden, kan worden gevisualiseerd.Omdat de helderheid van de voorspelde beelden zeer gevoelig is voor de polarisatie en de richting van het instantlicht, is de componentuitlijning vooral belangrijk voor het produceren van heldere holografische beelden. We zijn van plan om een actief metal hologram te ontwikkelen dat dit multiplexed metal hologram combineert met een actief materialenplatform om het project, de hologrambeelden door externe stimuli, eenvoudig te veranderen.

Research

JoVE Journal

Engineering

Bringing the Visible Universe into Focus with Robo-AO

Brengen het zichtbare heelal in Focus met Robo-AO

The angular  resolution of ground-based optical telescopes is limited by the degrading  effects of the turbulent atmosphere. In the absence of an ...

Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities

Fabricage en karakterisering van fotonische kristallen Slow lichtgolfgeleiders en holtes

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view ...

Spatial Separation of Molecular Conformers and Clusters

Ruimtelijke scheiding van moleculaire conformers en clusters

Gas-phase molecular physics and physical chemistry experiments commonly use supersonic expansions through pulsed valves for the production of cold ...

Preparation and Evaluation of Hybrid Composites of Chemical Fuel and Multi-walled Carbon Nanotubes in the Study of Thermopower Waves

Voorbereiding en evaluatie van Hybrid Composites van chemische Brandstof en multi-walled koolstof nanobuisjes in de studie van thermokracht Waves

When a chemical fuel at a certain position in a hybrid composite of the fuel and a micro/nanostructured material is ignited, chemical combustion occurs ...

Visible-light Induced Reduction of Graphene Oxide Using Plasmonic Nanoparticle

Zichtbaar licht Induced Vermindering van Grafeen Oxide behulp Plasmonische Nanodeeltje

Present work demonstrates the simple, chemical free, fast, and energy efficient method to produce reduced graphene oxide (r-GO) solution at RT using ...

Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators

Fabricage en karakterisering van Supergeleidende Resonators

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors ...

Preparation and 3D Tracking of Catalytic Swimming Devices

Voorbereiding en 3D-tracking van Catalytic Zwemmen Devices

We report a method to prepare catalytically active Janus colloids that "swim" in fluids and describe how to determine their 3D motion using fluorescence ...

Reaction Kinetics and Combustion Dynamics of I4O9 and Aluminum Mixtures

Reaction Kinetics and Combustion Dynamics of I4O9 and Aluminum Mixtures

Reaction Kinetics en verbranding Dynamica van I<sub&gt; 4</sub&gt; O<sub&gt; 9</sub&gt; En aluminium mengsels

Tetraiodine nonoxide (I4O9) has been synthesized using a dry approach that combines elemental oxygen and iodine without the introduction of hydrated ...

Demonstration of a Hyperlens-integrated Microscope and Super-resolution Imaging

Demonstratie van een Hyperlens-geïntegreerd Microscoop en super resolutie beeldvorming

The use of super-resolution imaging to overcome the diffraction limit of conventional microscopy has attracted the interest of researchers in biology and ...

Design and Evaluation of Smart Glasses for Food Intake and Physical Activity Classification

Ontwerp en evaluatie van slimme bril voor voeding en lichaamsbeweging classificatie

This study presents a series of protocols of designing and manufacturing a glasses-type wearable device that detects the patterns of temporalis muscle ...