Moduláció, manipuláció, precizitás: felületfénymodulátorok az ipar és a kutatás számára

Felületi fénymodulátor értékelő készlet. © Fraunhofer IPMS / Térbeli fénymodulátor ügyfélértékelő készlet. © Fraunhofer IPMS

Mikrospiegelarray-Flächenlichtmodulator im Keramikgehäuse; 512 x 320 einzeln adressierbare 2-Achsen-Kippspiegel mit 48 μm Pixelgröße. © Fraunhofer IPMS / Räumlicher Lichtmodulator-Mikrospiegel-Array in Keramikgehäuse; 512 x 320 einzeln adressierbare 2-Achsen-Kippspiegel mit 48 μm Pixelgröße. © Fraunhofer IPMS

Mikrospiegel-Array-Flächenlichtmodulator mit einer Million Einzelspiegeln. © Fraunhofer IPMS / Sven Döring / Spatial light modulator micromirror array with one million individual mirrors. © Fraunhofer IPMS / Sven Döring

A félvezetőiparban, valamint sok más technikai ágazatban és iparágban egyre növekvő méretcsökkenés és összetettség mellett nagy pontosságú és hatékony módszerekre van szükség a fény vetítéséhez, anyagok megmunkálásához vagy optikai jelek küldéséhez – mindezt nanométeres precizitással, miközben magas programozási sebességeket biztosítanak. A Fraunhofer IPMS felületi fénymodulátorai testreszabott billenő- és süllyesztő tükörrendszerekkel már ma is alkalmazhatók a félvezetőtechnológia területén, és potenciállal rendelkeznek kulcsfontosságú alkatrészekként a jövőbeli alkalmazásokhoz az anyagmegmunkálásban, a 3D-holográfiában a kijelzőtechnológiában vagy a képalkotásban az orvostudományban.

Egy felületi fénymodulátor esetében több millió tükör található egyetlen félvezetőchipeken. Ezek a apró tükrök egy úgynevezett mikro tükörmátrixot alkotnak, és típusuktól függően egy vagy két tengely mentén egyedileg dönthetők vagy süllyeszthetők. Ezáltal képesek irányítani, intenzitást vagy fázist manipulálni a fényt. A felületi fénymodulátorok különböző alkalmazási területekre alkalmasak, és az adott felhasználás szerint testreszabhatók.

Az 1-tengelyes billenő tükör lehetővé teszi a felületek strukturált megvilágítását és programozható minták létrehozását. A minták vetítése különböző szürkeárnyalatokban a mikrolitográfiában használatos. Itt mintákat fényvetítéssel visznek át speciális fotófestékre, így pontos szerkezeteket dolgozva be az anyagba. Különösen az ultraibolya és mély-ultraibolya tartományban végzett fénymoduláció terén rendelkezik a Fraunhofer IPMS széleskörű szakértelemmel. Az 1-tengelyes billenő tükör irányításával célzott megvilágítást lehet végezni mikroszkóp alatt, így kíméletesen vizsgálhatók fényérzékeny minták.

A felületi fénymodulátorok révén a fény sugarakat olyan módon összpontosítják, hogy erős lézerszemeket hoznak létre. A 2-tengelyes billenő tükrök a beeső fényt számos fénysugárra bontják, és lehetővé teszik azok pontos irányítását minimális fényveszteséggel. Ezért ideálisak olyan alkalmazásokhoz, ahol magas fényintenzitás vagy nagy fényhasznosítás szükséges, például lézeres ablatió vagy gravírozás esetén.

A süllyesztő tükörmátrixok holografikus 3D képeket hozhatnak létre, amelyek valós időben módosíthatók. Ezek ígéretes kulcsfontosságú alkatrészek valódi holografikus 3D-Head-up kijelzőkhöz. A rendkívül pontos süllyesztő tükörtechnológia lehetőséget kínál az adaptív optika vagy optikai csipkék előállítására is.

Egyszerű technológiaátvitel és innovatív koncepciók ügyfelek és felhasználók számára

Az alkalmazásokba való technológiaátvitel megkönnyítése érdekében a Fraunhofer IPMS értékelő készleteket kínál ügyfeleinek, amelyek 64k (256x256) tükröt tartalmaznak, és lehetnek billenő vagy süllyesztő tükörmátrixok. A készlet magában foglalja a mikro tükörchipeket, valamint a Fraunhofer IPMS által kifejlesztett teljes vezérlő elektronikát szoftverrel együtt; támogatást nyújtanak a legjobb működéshez.

A SPIE Photonics West konferencián a Fraunhofer IPMS első kutatási eredményeket mutat be egy magas integrációjú 512x320 mikro tükörmátrix fejlesztéséről, egy új „Piston-Tip-Tilt” működtető koncepcióval. Ezáltal a jövőben új lehetőségek nyílnak a fázisfront irányítására a középső infravörös tartományig.

A teljes kínálat bemutatásra kerül a SPIE Photonics West-en

A Fraunhofer IPMS 2025. január 25-től 30-ig részt vesz a fotonikus technológiák konferenciáján és vásárán, a SPIE Photonics West-en San Francisco-ban, és kutatási eredményeit számos kiállítási tárggyal és makromodellel mutatja be a kiállítási standján (F csarnok, #4623), valamint előadások keretében. Az optikai felületi modulátorok, mikroszkenner és mikro kijelzők területeinek szakértőivel való egyeztetés már most foglalható a Fraunhofer IPMS honlapján.