Modulación, Manipulación, Precisión: moduladores de luz de superficie para la industria y la investigación

Kit de evaluación del modulador de luz de área. © Fraunhofer IPMS / Kit de evaluación para clientes del modulador de luz espacial. © Fraunhofer IPMS

Modulador de luz de superficie de matriz de microespejos en carcasa cerámica; espejos inclinables de 2 ejes, 512 x 320, direccionables individualmente, con tamaño de píxel de 48 μm. © Fraunhofer IPMS / Modificador de luz espacial, matriz de micromirrors en embalaje cerámico; espejos inclinables de 2 ejes, 512 x 320, direccionables individualmente, con tamaño de píxel de 48 μm. © Fraunhofer IPMS

Modulador de luz de superficie de matriz de microespejos con un millón de espejos individuales. © Fraunhofer IPMS / Sven Döring / Modulación de luz espacial con matriz de micromirrors con un millón de espejos individuales. © Fraunhofer IPMS / Sven Döring

Debido a la creciente miniaturización y complejidad en la industria de semiconductores, así como en muchas otras industrias técnicas y sectores, se requieren capacidades de alta precisión y eficiencia para proyectar luz, trabajar materiales o enviar señales ópticas, y esto con precisión en el rango nanométrico y altas velocidades de programación simultáneamente. Los moduladores de luz de superficie del Fraunhofer IPMS permiten, mediante sistemas de espejos inclinados y abatibles a medida, aplicaciones en el campo de la tecnología de semiconductores y tienen el potencial de convertirse en componentes clave para futuras aplicaciones en el procesamiento de materiales, holografía 3D en tecnología de pantallas o en la obtención de imágenes en biomedicina.

Un modulador de luz de superficie cuenta con varios millones de espejos en un solo chip de semiconductor. Los diminutos espejos forman una llamada matriz de microespejos y, dependiendo del tipo de espejo, pueden inclinarse individualmente a lo largo de uno o dos ejes o bajarse por separado. Esto les permite controlar y manipular la luz en su dirección, intensidad o fase. Los moduladores de luz de superficie son adecuados para diversos campos de aplicación y pueden adaptarse según su uso.

Los espejos inclinados de un eje permiten la iluminación estructurada de superficies y la creación de patrones programables. La proyección de patrones en diferentes niveles de gris se utiliza en la microlitografía. Allí, los patrones se transfieren mediante proyección de luz sobre una capa fotosensible especial y así se incorporan estructuras precisas en el material. En particular, en la modulación de luz en el rango ultravioleta y profundo ultravioleta, el Fraunhofer IPMS posee una amplia experiencia. El control de la luz mediante los espejos inclinados de un eje también permite iluminar de manera dirigida bajo el microscopio y, de este modo, examinar de forma delicada muestras sensibles a la luz.

Gracias a los moduladores de luz de superficie, los haces de luz se concentran de tal forma que se generan puntos láser intensos. Los espejos inclinados de dos ejes dispersan la luz entrante en múltiples haces y permiten un control preciso de su dirección con pérdidas mínimas de luz. Por ello, son ideales para aplicaciones que requieren altas intensidades de luz o altos rendimientos de luz, como la ablación o grabado láser.

Los arreglos de espejos abatibles pueden generar imágenes holográficas en 3D que además son modificables en tiempo real. Son componentes clave prometedores para pantallas holográficas 3D reales. La tecnología de espejos abatibles de alta precisión también ofrece posibilidades en el campo de la óptica adaptable o para la generación de pinzas ópticas.

Transferencia tecnológica sencilla y conceptos innovadores para clientes y usuarios

Para facilitar la transferencia de tecnología de estos sistemas a las aplicaciones correspondientes, el Fraunhofer IPMS ofrece a sus clientes kits de evaluación con 64k (256x256) espejos, que incluyen arreglos de espejos inclinados o abatibles. El conjunto comprende, además del chip de microespejos en sí, toda la electrónica de control desarrollada por el Fraunhofer IPMS, incluyendo software; se ofrece soporte para un funcionamiento óptimo.

En SPIE Photonics West, el Fraunhofer IPMS presentará en una conferencia los primeros resultados de investigación en el desarrollo de un arreglo de microespejos altamente integrado de 512x320 con un novedoso concepto de actuador «Piston-Tip-Tilt». Esto abrirá nuevas posibilidades para el control de la fase de frente en el rango del infrarrojo medio en el futuro.

La oferta completa será presentada en SPIE Photonics West

El Fraunhofer IPMS estará presente del 25 al 30 de enero de 2025 en la conferencia y feria de tecnologías fotónicas, SPIE Photonics West, en San Francisco, y presentará sus trabajos de investigación tanto en numerosos expositores y modelos macro en el stand (Hall F, Stand #4623) como en conferencias. Las citas con expertos en moduladores de luz de superficie, microrreductores y microdisplays pueden reservarse ya en la página web del Fraunhofer IPMS.