Modulation, Manipulation, Précision : Modulateurs de lumière de surface pour l'industrie et la recherche

Kit d'évaluation du modulateur de lumière de surface. © Fraunhofer IPMS / Kit d'évaluation pour clients du modulateur spatial de lumière. © Fraunhofer IPMS

Modulateur de lumière de surface à matrice de micro-miroirs dans un boîtier en céramique ; 512 x 320 miroirs basculants à 2 axes individuellement adressables avec une taille de pixel de 48 μm. © Fraunhofer IPMS / Modulateur spatial de lumière à matrice de micro-miroirs en boîtier céramique ; 512 x 320 miroirs à basculement à 2 axes individuellement adressables avec une taille de pixel de 48 μm. © Fraunhofer IPMS

Modulateur de lumière à base de matrice de micro-miroirs avec un million de miroirs individuels. © Fraunhofer IPMS / Sven Döring / Modulateur spatial de lumière à matrice de micro-miroirs avec un million de miroirs individuels. © Fraunhofer IPMS / Sven Döring

Grâce à la miniaturisation croissante et à la complexité dans l'industrie des semi-conducteurs mais aussi dans de nombreux autres secteurs techniques et industriels, des solutions de haute précision et efficaces sont requises pour projeter de la lumière, traiter des matériaux ou transmettre des signaux optiques – et cela avec une précision au niveau nanométrique tout en maintenant des vitesses de programmation élevées. Les modulateurs de lumière de surface du Fraunhofer IPMS permettent déjà aujourd'hui des applications dans le domaine de la technologie des semi-conducteurs grâce à des systèmes de miroirs inclinables et abaissables sur mesure, et ont le potentiel de devenir des composants clés pour des applications futures dans le traitement des matériaux, la holographie 3D dans la technologie d'affichage ou l'imagerie en biomédecine.

Un modulateur de lumière de surface comporte plusieurs millions de miroirs sur une seule puce semi-conductrice. Ces minuscules miroirs forment un soi-disant réseau de micro-miroirs et peuvent, selon le type de miroir, être inclinés individuellement le long d’un ou deux axes ou abaissés séparément. Cela leur permet de contrôler et manipuler la lumière en termes de direction, d’intensité ou de phase. Les modulateurs de lumière de surface conviennent à une grande variété de domaines d’application et peuvent être adaptés en fonction de leur utilisation.

Les miroirs inclinables à un axe permettent l’éclairage structuré de surfaces et la création de motifs programmables. La projection de motifs en différentes nuances de gris est utilisée en micro-lithographie. Là, les motifs sont transférés par projection lumineuse sur une couche de photoresist spéciale, permettant ainsi d’incorporer des structures précises dans le matériau. En particulier dans la modulation de la lumière dans le domaine ultraviolet et profond-ultraviolet, le Fraunhofer IPMS possède une expertise approfondie. La commande de la lumière par les miroirs inclinables à un axe permet également un éclairage ciblé sous microscope, facilitant ainsi l’étude douce d’échantillons sensibles à la lumière.

Grâce aux modulateurs de lumière de surface, les faisceaux lumineux sont concentrés de manière à produire de puissants points laser. Les miroirs inclinables à deux axes décomposent la lumière incidente en une multitude de faisceaux lumineux et permettent un contrôle précis de leur direction avec des pertes lumineuses minimales. Ils sont donc particulièrement adaptés aux applications nécessitant des intensités lumineuses élevées ou une forte puissance lumineuse, comme l’ablation laser ou la gravure.

Les réseaux de miroirs abaissables peuvent générer des images holographiques 3D, qui peuvent également être modifiées en temps réel. Ils constituent des composants clés prometteurs pour de véritables affichages tête-haute holographiques 3D. La technologie de miroirs abaissables de haute précision offre également des possibilités d’utilisation dans le domaine de l’optique adaptative ou pour la création de pinces optiques.

Transfert de technologie simple et concepts innovants pour les clients et utilisateurs

Pour faciliter le transfert technologique des systèmes vers leur application respective, le Fraunhofer IPMS propose à ses clients des kits d’évaluation contenant 64k (256x256) miroirs, comprenant soit des réseaux de miroirs inclinables, soit des réseaux de miroirs abaissables. Le kit comprend, en plus de la puce micro-miroirs elle-même, toute l’électronique de commande développée par le Fraunhofer IPMS, y compris le logiciel ; un support pour un fonctionnement optimal est également offert.

Lors de la SPIE Photonics West, le Fraunhofer IPMS présentera dans le cadre d’une conférence les premiers résultats de recherche dans le développement d’un réseau de micro-miroirs haute intégration 512x320 avec un nouveau concept d’actionneur « Piston-Tip-Tilt ». Cela ouvrira de nouvelles possibilités pour la commande de la front d’onde dans la plage infrarouge moyenne à l’avenir.

Une offre complète sera présentée à la SPIE Photonics West

Le Fraunhofer IPMS sera présent du 25.01 au 30.01.2025 lors de la conférence et de la foire sur les technologies photoniques – la SPIE Photonics West – à San Francisco, où il présentera ses travaux de recherche à travers de nombreux expositions et maquettes au stand (Hall F, Stand #4623) ainsi qu’au travers de conférences. Les rendez-vous avec les experts dans les domaines des modulateurs de lumière de surface, des micro-scanners et des micro-displays peuvent dès à présent être réservés sur le site web du Fraunhofer IPMS.