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

עבודה זו נתמכה כספית על ידי מענקי קרן המחקר הלאומית (NRF) (NRF-2019R1A2C300303129, CAMM-2019M3A6B3030637, NRF-2019R1A5A808080290) במימון משרד המדע וה-ICT של ממשלת קוריאה. I.K. מכיר במחווה לדוקטורט גלובלי של NRF (NRF-2016H1A2A1906519) במימון משרד החינוך של ממשלת קוריאה.

1. ייצור מכשיר
הערה: איור 1 מציג את תהליך הייצור של a-Si:H metasurfaces17.
<ol><li>הכן חתיכת וופל סיליקה מותכת (גודל = 2 ס"מ x 2 ס"מ, עובי = 500 μm) כמצע. לשטוף את החתמה עם אצטון ואלכוהול isopropyl (IPA) ולאחר מכן לפוצץ גז חנקן על החתמה כדי לייבש אותו.</li>
	<li>להפקיד סרט a-Si:H עבה 380...

<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>

a-Si:H metasurfaces היו מפוברקים בשלושה שלבים עיקריים: a-Si:H תצהיר סרט דק באמצעות PECVD, EBL מדויק, ותחריט יבש. בין שלבים אלה, תהליך הכתיבה EBL הוא החשוב ביותר. ראשית, צפיפות התבנית על metasurfaces היא גבוהה למדי, כך התהליך דורש שליטה מדויקת על מינון אלקטרונים (אנרגיה) וסריקה פרמטרים כגון מספר נקודות לכל אזור יחיד?...

מטא-ורים אופטיים המורכבים ממבנה תת-גל אפשרו תופעות אופטיות מעניינות רבות,כולל הסוואה אופטית 1, שבירהשלילית 2, ספיגת אורמושלמת 3, סינוןצבע 4, הקרנת תמונה הולוגרפית5ומניפולציה קרן 6,7,8. מטה-על-פני-על אופטיים עם פיזורים מעוצבים כראוי יכולים לווסת את הספקטרום, את חזית הגל ואת הקיטוב של האור. מטא-ים אופטיים מוקדמים היו מפוברקים בעיקר באמצעות מתכות אציליות (למשל, Au, Ag) בשל הרפלקטיביות הגבוהה שלהם וקלות nanofabrication, אבל יש להם הפסדים אומיים גבוהים, כך metasurfaces יש יעילות נמוכה באורכי גל קצרים גלויים.
פיתוח טכניקות nanofabrication עבור חומרים דיאלקטריים בעלי הפסדים נמוכים באור גלוי (למשל, TiO29, GaN10, ו a-Si:H11)אפשר מימוש של מכשירים אופטיים שטוחים יעילים מאוד עם metasurfaces אופטי. התקנים אלה יש יישומים אופטיקה והנדסה. יישום מסקרן אחד הוא הולוגרפיה אופטית לתצוגה רב-נפחית הקרנית והצפנה של מידע. בהשוואה להולוגרמות קונבנציונליות המשתמשות באפננים של אור מרחבי, למטאהולוגרם יתרונות רבים כגון מזעור ההתקנה האופטית, רזולוציה גבוהה יותר של תמונות הולוגרפיות ושדה ראות גדול יותר.
לאחרונה, הושג קידוד של מידע הולוגרפי מרובה בהתקן מטההולגרם חד שכבתי. דוגמאות לכך כוללות מתאולוגרמות כפולותבספין 12,13, מומנטום זוויתימסלולי 14,זווית אור אירוע 15וכיוון 16. מאמצים אלה התגברו על המחסור הקריטי במטאהולוגרמות, שהוא חוסר חופש עיצוב במכשיר אחד. רוב המטהאולוגרמות הקונבנציונליות יכלו להפיק רק תמונות הולוגרפיות מקודדות בודדות, אך התקן מרובה-פלקסים יכול לקודד תמונות הולוגרפיות מרובות בזמן אמת. לפיכך, המטהאולוגרמה המולטיפלקסית היא פלטפורמת פתרון חיונית לתצוגת וידאו הולוגרפית אמיתית או הולוגרמות אנטי-אנטישמיות רב-תכליתיות.
דווח כאן פרוטוקולים לפברק ספין- וכיוון מרובה כל dielectric גלוי metaholograms גלוי, אז לאפייןאותם אופטית 13,16. כדי לקודד מידע חזותי מרובה בהתקן meta-surface יחיד, מתהולוגרמות מתוכננות אשר מציגות שתי תמונות הולוגרפיות שונות כאשר הסיבוב או הכיוון של אור האירוע משתנים. כדי לפברק תמונות הולוגרפיות יעילות באופן דומה לטכנולוגיה CMOS, a-Si:H משמש עבור metasurfaces ותהודה מגנטית כפולה ותהודה אנטיפרומגנטית המושרה בתוכם מנוצלים. פרוטוקול ההתברות מורכב מתצהיר סרטים, כתיבת קרן אלקטרונים ותחריט. ההתקן המפוברק מאופיין באמצעות התקנה אופטית מותאמת אישית המורכבת מלייזר, מקטב ליניארי, לוח גל רבע, עדשה והתקן מזוג טעינה (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

טכניקת ההולוגרפיה האופטית הממומשת על ידי metasurfaces התפתחה כגישה חדשנית לתצוגה רב-נפחית הקרנית ותצוגת הצפנת מידע בצורה של מכשירים אופטיים דקים וכמעט שטוחים. בהשוואה לטכניקה ההולוגרפית הקונבנציונלית עם אפנוני אור מרחביים, למטאהולוגרם יתרונות רבים כגון מזעור ההתקנה האופטית, רזולוציית תמונה גבוהה יותר ושדה ראות גדול יותר עבור תמונות הולוגרפיות. כאן, פרוטוקול מדווח על ייצור ואפיון אופטי של metaholograms אופטיים רגישים ספין וכיוון של אור אירוע. המטה-על-פניים מורכבים מסיליקון אמורפי שעבר הידרוגנציה (a-Si:H), בעל מדד שבירה גדול ומקדם הכחדה קטן בכל הטווח הנראה לעין וכתוצאה מכך תהליכים גבוהים ויעילות פליטה. ההתקן מפיק תמונות הולוגרפיות שונות כאשר הספין או הכיוון של אור האירוע מוחלפים. לכן, באפשרותם לקודד סוגים מרובים של מידע חזותי בו-זמנית. פרוטוקול ההתברות מורכב מתצהיר סרטים, כתיבת קרן אלקטרונים ותחריט לאחר מכן. ניתן לאפיין את ההתקן המפוברק באמצעות התקנה אופטית מותאמת אישית המורכבת מלייזר, מקטב ליניארי, לוח גל רבע, עדשה והתקן מזוג טעינה (CCD).

a-Si:H metasurfaces לאפשר יעילות קיטוב צולבת גבוהה ולהיות מפוברק באמצעותשיטה (איור 1)התואמת CMOS; תכונה זו עשויה לאפשר ייצור מדרגי ומסחור עתידי קרוב. תמונת SEM מציגה את הדה-ים המפוברקים a-Si:H (איור 2). יתר על כן, a-Si:H יש מדד שבירה גדול יותר TiO 2 ו GaN,כך שגם עם nanostructure יחס גו...

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

אנו מציגים פרוטוקול לזיוף של מתהולוגרמות גלויות של ספין וכיוון מרובות, ואז עורכים ניסוי אופטי כדי לאמת את תפקודם. metaholograms אלה יכולים בקלות לדמיין מידע מקודד, כך שהם יכולים לשמש עבור תצוגה נפחית הקרנית והצפנה מידע.

הדגמה של ספין-מוליקס וכיוון-multiplexed כל-Dielectric גלוי Metaholograms

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

הולוגרמות מטא-משטח רב-תכליתיות שיכולות להפיק תמונות הולוגרפיות מרובות, הן התקנים אופטיים שטוחים מרכזיים עבור יישום תצוגה הולוגרפי קומפקטי במיוחד בחיים האמיתיים. כדי ליצור הולוגרמה מתכתית מולטיפלקס, אנו משתמשים בגישה פשוטה שבה ניתן לעבד שתי תמונות הולוגרפיות שונות, בהתאם למהירות האור, ומתיחה התפשטות. כדי להבין את הגדרת הולוגרמה מתכת מולטיפלקס שלהם, תכונה הדגמה של תהליך הייצור, אפיון אופטי, וצעדי מדידה חשובים באותה מידה.הדגמת ההליך עם האנקי קים תהיה דסול לי, דוקטורנט מהמעבדה שלי. כדי לאפיין את תצהיר התבנית על ידי סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים, שחרר פולימר מוליך על המצע, וקוד ספין ב 2000 מהפכות לדקה במשך דקה אחת. תקן את המצע על מחזיק הדגימה עם סרט פחמן, ולחץ על כפתור האוויר כדי לפרוק את תא נעילת העומס.מניחים את המחזיק על מוט ההחזקה של תא נעילת העומס, ולחץ על EVAC כדי לפנות את תא נעילת העומס. כדי להגדיר את גובה הבמה ואת זווית ההטיה, הגדר את חיישן Z לשמונה מילימטרים ואת חיישן T לאפס מעלות. לחץ על כפתור OPEN כדי לפתוח את דלת תא נעילת העומס, ולחץ על מוט האחזקה כדי להעביר את המחזיק לתא המיקרוסקופ הראשי של אלקטרוני הסריקה.משוך את המוט ולחץ על לחצן סגור. בדוק את מצב הוואקום, ולחץ לבצע כדי להסיר פחמן, או אבק באקדח האלקטרונים עם מתח גבוה מיידי. הבהב בתוכנות המיקרוסקופ כדי להפעיל את אקדח האלקטרונים במתח מואץ של חמישה קילו-וולטים, ולחץ על יישור הקרן כדי להתאים את יישור הקרן כדי לאתר במדויק את קרן האלקטרונים במיקום המרכזי.השתמש בבקר במה כדי לאתר את הקרן במרכז, ולחץ על יישור צמצם כדי להתאים את הצמצם, ויישורי סטיגמה כדי ליצור קרן אלקטרונים מעגלית. השתמש בבקר סטיגמה כדי לבצע סריקה של קרן יציבה באותה נקודה, וללכוד תמונות אלקטרונים סריקה עם מיקוד מתאים והתאמת סטיגמטה. לאחר שכל התמונות נרכשו, לחץ על כבוי כדי לכבות את קרן האלקטרונים, ולחץ על בית כדי להחזיר את הבמה למיקום המקורי שלה.כאשר הבמה נמצאת בעמדה, לפתוח את הדלת של התא הראשי, ולדחוף את המוט כדי להרים את מחזיק המדגם. לחץ על לחצן האוויר כדי לפרוק את תא נעילת העומס ולפרוק את המחזיק. לאפיון אופטי, באמצעות הולוגרמה מתכתית מרובת-צירים, חבר מודול לייזר דיודה למתאם שניתן לחבר להר אופטי בגודל אינץ' אחד, ולהשתמש בפוסט ובדואר כדי להתאים את גובה לייזר הדיודה.השתמשו במהדק כדי לתקן את המיקום, ולהשתמש בהרכבה סיבובית של אינץ' אחד כדי להרכיב את לוח החצי גל. מניחים את הלוח מול מודול הלייזר כדי לסובב את האור המקוטב באופן ליניארי, ולהוות שתי מראות על טעינות קינמטיות בודדות בגודל אינץ'. כדי ליישר את כיוון הקרן הראשונית, מקם דיסק יישור לפני הלייזר והגדר את גובה הלייזר.כוונן את שתי המראות כך שהקרן תתכופף פעמיים ב- 90 מעלות בכיוונים מתחלפים, והצב את דיסק היישור ליד המראה השנייה. סובב את הידיות כדי ליישר את האור במרכז כדי לכוונן את זווית המראה הראשונה והזז את דיסק היישור הרחק מהמראה השניה. לאחר מכן סובבו את הידיות כדי ליישר את האור במרכז כדי לכוונן את זווית המראה השנייה.חזור על היישור עד שהאור יעבור דרך מרכז דיסק היישור בשני המקומות, והצב מסנן צפיפות ניטרלי מאחורי השיקוף כדי לשלוט בעוצמת האור. מניחים קשתית מאחורי מסנן הצפיפות הניטרלית כדי לשלוט בקוטר של אור האירוע. הר קיטוב ליניארי, וצלחת גל רבע על הר סיבובי משלו, והצב מקטב ליניארי, וצלחת גל רבע מאחורי הקשתית כדי ליצור אור מקוטב באופן מעגלי.חבר את משטח המתכת המפוברק לצלחת עם חור. תן את הלוח על הר התרגום של XY עבור אופטיקה מלבנית, והתאם את הר התרגום של XY כך שהאור יופנה לתבנית בדוגמה. מניחים עדשה לאחר משטח המתכת, ומתאימו את מיקום העדשה למיקום באורך המוקד.לאחר מכן מקם מצלמת התקן מזוגגת טעינה לאחר העדשה כדי ללכוד תמונת הולוגרמה. לאפיון אופטי, באמצעות כיוון מולטיפלקס מטא הולוגרמה. מניחים מפצל קרן בין לוחית הגלים של רבע, ואת הר התרגום XY כדי לפצל את הקרן לשני כיוונים.לאחר מכן מקם מפצל קרן נוסף בין הר התרגום XY לבין העדשה. מניחים שתי מראות כך שהקרן מתכופפת פעמיים ב-90 מעלות וכיוונים מתחלפים, ומתאימים את הקרן כך שתכוון למפצל הקרן השני. לבסוף, יש ליישר את האור כך שהקרן תקרינה את הדגימה בצורה נכונה בכיוון ההפוך, ות מניחים עדשה נוספת ב-90 מעלות מימין למפצל הקרן הראשון.לאחר מכן מקם מצלמת התקן מזוגגת לטעינה כדי ללכוד תמונת הולוגרמה מהכיוון ההפוך. הדרך הטובה ביותר לייצר ספין ברור, וכיוון שבו יש למקם שתי תמונות הולוגרפיות היא ליישר במדויק רכיבים אופטיים מרובים. בתמונה זו מיקרוסקופ אלקטרונים סריקה, משטחי מתכת סיליקון אמורפיים מוקשה מפוברק, ניתן לראות.הולוגרמה מתכתית מרובת-צירים יכולה להחליף את התמונות ההולוגרפיות המוקרנות פשוט על-ידי היפוך מידיותו של האור המקוטב המעגלי של האירוע. משטחי מתכת שונים יכולים לייצר תגובות שונות, תלוי אם האור מקוטב באופן מעגלי שמאלה או ימינה. כתוצאה מכך, בהתאם למצבי הקיטוב של קרן הקלט, ניתן להחליף את התמונות ההולוגרפיות של טכנולוגיית המידע והמעבדה של Rho בזמן אמת בנאמנות גבוהה.כיוון מולטיפלקס meta הולוגרמה יכול להחליף את התמונות ההולוגרפיות המוקרנות על ידי שינוי כיוון אור האירוע. לדוגמה, אם האור מגיע בכיוון קדימה מצד המצע, ניתן לצפות בתמונות המעבדה ההולוגרפיות של רו. אם האור מגיע בכיוון ההפוך מצד המטא-פני השטח, ניתן לדמיין את התמונות של האוניברסיטה הטכנולוגית למידע הולוגרפית.מכיוון שהבהירות של התמונות החזויות רגישה מאוד לקיטוב ולכיוון האור המיידי, יישור הרכיב חשוב במיוחד להפקת תמונות הולוגרפיות ברורות. אנו מתכננים לפתח הולוגרמה מתכתית פעילה המשלבת הולוגרמה מתכתית מרובת-צירים זו עם פלטפורמת חומרים פעילה כדי לשנות בקלות את הפרויקט, את תמונות ההולוגרמה באמצעות גירויים חיצוניים.

Research

JoVE Journal

Engineering

Bringing the Visible Universe into Focus with Robo-AO

הבאת היקום הנראה לפוקוס עם רובו-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

ייצור ואפיון של מנחי גלים פוטוניים Crystal להאט את האור וחללים

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

הפרדה מרחבית של קונפורמרים מולקולריים ואשכולות

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

הכנה והערכה של חומרים מרוכבים היברידיים כימי דלק ורב חומת פחמן בחקר גלי Thermopower

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

הפחתה מושרה באור הנראה של גראפן אוקסיד שימוש Plasmonic Nanoparticle

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

ייצור ואפיון של מהודי מוליכים

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

מעקב הכנה 3D של התקנים שחייה קטליטי

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

קינטיקה התגובה ו שרפה Dynamics של לי<sub&gt; 4</sub&gt; O<sub&gt; 9</sub&gt; ותערובות אלומיניום

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

הפגנה של מיקרוסקופ משולבת Hyperlens וכן הדמיה ברזולוציה סופר

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

תכנון והערכה של המשקפיים חכמים על צריכת המזון ועל פעילות גופנית סיווג

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