Modulazione, Manipolazione, Precisione: modulatore di luce per superfici per l'industria e la ricerca

Kit di valutazione del modulatore di luce di superficie. © Fraunhofer IPMS / Kit di valutazione del cliente del modulatore di luce spaziale. © Fraunhofer IPMS

Modulatore di luce a superficie a matrice di microspie in involucro di ceramica; 512 x 320 specchi a doppio asse inclinabili singolarmente con dimensione del pixel di 48 μm. © Fraunhofer IPMS / Modulo di luce spaziale, array di micromirror in confezionamento ceramico; 512 x 320 specchi inclinabili a 2 assi singolarmente indirizzabili con dimensione del pixel di 48 μm. © Fraunhofer IPMS

Modulatore di luce a superficie a matrice di microspie con un milione di singole spie. © Fraunhofer IPMS / Sven Döring / Modulo di luce spaziale a matrice di microspie con un milione di singoli specchi. © Fraunhofer IPMS / Sven Döring

Grazie alla miniaturizzazione crescente e alla complessità nell'industria dei semiconduttori ma anche in molti altri settori e industrie tecnologiche, sono richieste soluzioni di alta precisione ed efficaci per proiettare luce, lavorare materiali o inviare segnali ottici – e questo con precisione nel campo dei nanometri e con alte velocità di programmazione. I modulatori di luce superficiali del Fraunhofer IPMS consentono già oggi applicazioni nel settore della tecnologia dei semiconduttori grazie a sistemi di specchi inclinabili e abbassabili su misura, e hanno il potenziale di diventare componenti chiave per future applicazioni nel trattamento dei materiali, nella holografia 3D nelle tecnologie di visualizzazione o nell'imaging biomedico.

Un modulatore di luce superficiale contiene milioni di specchi su un singolo chip di semiconduttore. I minuscoli specchi formano un cosiddetto array di micro-specchi e possono, a seconda del tipo di specchio, essere inclinati individualmente lungo uno o due assi o abbassati singolarmente. Ciò permette di controllare e manipolare la direzione, l'intensità o la fase della luce. I modulatori di luce superficiali sono adatti a molteplici campi di applicazione e possono essere adattati in base all'uso.

Gli specchi inclinabili a un'asse consentono l'illuminazione strutturata delle superfici e la creazione di schemi programmabili. La proiezione di schemi in diverse tonalità di grigio trova impiego nella microlitografia. Qui, i modelli vengono trasferiti tramite proiezione luminosa su speciali fotopolimeri, creando strutture precise nel materiale. In particolare, nel campo della modulazione della luce ultravioletta e nel vicino ultravioletto, il Fraunhofer IPMS possiede una vasta esperienza. Il controllo della luce tramite gli specchi inclinabili a un'asse permette anche un'illuminazione mirata sotto il microscopio, facilitando l'esame delicato di campioni sensibili alla luce.

Grazie ai modulatori di luce superficiali, i fasci di luce vengono concentrati in modo tale da creare forti punti laser. Gli specchi inclinabili a due assi suddividono la luce incidente in numerosi fasci di luce e consentono un controllo preciso della loro direzione con perdite di luce minime. Sono quindi ideali per applicazioni che richiedono alte intensità luminose o elevi rendimenti di luce, come l'ablazione laser o la incisione.

Gli array di specchi a ribalta possono generare immagini olografiche 3D, che possono anche essere modificate in tempo reale. Sono componenti chiave promettenti per veri display olografici 3D con heads-up display. La tecnologia di specchi a ribalta di alta precisione offre anche possibilità di impiego nel campo dell'ottica adattiva o per la creazione di pinzette ottiche.

Trasferimento tecnologico semplice e concetti innovativi per clienti e utenti

Per facilitare il trasferimento tecnologico dei sistemi nelle rispettive applicazioni, il Fraunhofer IPMS offre ai propri clienti kit di valutazione con 64k (256x256) specchi, che includono array di specchi inclinabili o abbassabili. Il set comprende oltre al microchip di specchi anche l'elettronica di controllo sviluppata dal Fraunhofer IPMS, inclusa la software; viene offerto supporto per un'operatività ottimale.

Alla SPIE Photonics West, il Fraunhofer IPMS presenterà nel corso di una relazione i primi risultati di ricerca nello sviluppo di un array di micro-specchi altamente integrato 512x320 con un innovativo concetto di attuatore «Piston-Tip-Tilt». Ciò aprirà nuove possibilità per il controllo della fase della fronte d'onda fino alla regione dell'infrarosso medio.

La gamma completa di offerte sarà presentata alla SPIE Photonics West

Il Fraunhofer IPMS sarà presente dal 25 al 30 gennaio 2025 alla conferenza e fiera delle tecnologie fotoniche – SPIE Photonics West – a San Francisco, e presenterà i propri lavori di ricerca sia attraverso numerosi espositori e modelli macro presso lo stand (Padiglione F, Stand #4623) sia attraverso relazioni. Gli appuntamenti con esperti e esperte nei settori dei modulatori di luce superficiali, micro-scanner e micro-display possono essere prenotati fin da ora sul sito web del Fraunhofer IPMS.