[📪정보] 칩 기반 장치로 증강 현실 및 양자 컴퓨팅을위한 새로운 문을 열다

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칩 기반 장치로 증강 현실 및 양자 컴퓨팅을위한 새로운 문을 열다움직이는 장치가없는 초소형 장치 모양 및 청색 레이저 광데이트:2020 년 3 월 19 일출처:광학 사회요약:연구원들은 움직이는 부품없이 푸른 빛을 형성하고 조종 할 수있는 새로운 칩 기반 장치를 설계했습니다. 이 장치는 증강 현실 및 다양한 다른 응용에 사용되는 광 투영 구성 요소의 크기를 크게 줄일 수있다.

연구원들은 움직이는 부품없이 푸른 빛을 형성하고 조종 할 수있는 새로운 칩 기반 장치를 설계했습니다. 이 장치는 증강 현실 및 다양한 다른 응용에 사용되는 광 투영 구성 요소의 크기를 크게 줄일 수있다.

컬럼비아 대학의 연구팀 장인 Michal Lipson은“우리의 청색 위상 배열 플랫폼은 홀로 그래픽 디스플레이, 양자 정보 처리 및 생물학적 감지 및 자극에 이르는 많은 새로운 응용 분야에 적합한 가시 광선을 빠르고 정확하게 재구성 할 수 있습니다. "이것은 넓은 시야각으로 전체 가시 범위에 걸쳐 칩 스케일 광 프로젝션의 길을 열어 현재의 부피가 큰 광학 시스템을 최소화 할 수 있습니다."

Lipson과 동료들은 OSA (Optical Society) 저널 Optics Letters 의 새로운 장치에 대해 설명합니다 . 실리콘 질화물 플랫폼을 사용하여 청색 파장에서 작동하는 최초의 칩 스케일 광 위상 어레이 (OPA)입니다. OPA는 3D 조명 패턴을 임의로 재구성하여 재구성 렌즈와 같은 기능을합니다.

새로운 OPA는 DARPA 지원 프로젝트의 일환으로 개발되었으며 초 고해상도 및 넓은 시야각으로 가시적 인 정보를 망막에 투사하는 경량의 저전력 헤드 마운트 디스플레이를 만들려고합니다. 빛을 형성하고 조향하는 데 사용되는 광 프로젝션 구성 요소가 부피가 커서 시야가 제한되어 있기 때문에 이러한 유형의 증강 디스플레이는 오늘날 불가능합니다.

보이는 곳에서 작동

OPA는 부피가 큰 광 투사 장치에 대한 대안을 제공하지만 일반적으로 근적외선 파장에서만 사용할 수있는 실리콘을 사용하여 만들어집니다. 청색 파장은 가시 파장에서 작동하는 실리콘 질화물과 같은 반도체 물질로 만들어진 OPA가 필요합니다. 그러나 제조 및 재료 문제로 인해 실용적인 블루 OPA를 달성하기가 어려워졌습니다.

연구원들은 최근이 도전을 극복하기 위해 실리콘 질화물 제조 공정을 최적화했습니다. 새로운 작업에서이 새로운 플랫폼을 적용하여 칩 기반 OPA를 만들었습니다.

이 논문의 공동 저자 인 Min Chul Shin은“작은 파장은 더 산란하여 장치 제조가 완벽하지 않으면 더 높은 광 손실을 초래한다”고 말했다. "따라서 청색 파장에서 작동하는 OPA를 시연하면 전체 가시 범위에서이를 달성 할 수 있습니다."

새로운 블루 라이트 OPA를 사용하여 연구원들은 50도 이상의 시야에서 빔 스티어링을 시연했습니다. 또한 문자의 2D 이미지를 생성하여 이미지 프로젝션을위한 이러한 유형의 플랫폼의 잠재적 이점을 보여주었습니다.

이 논문의 공동 저자 인 Aseema Mohanty는“우리가 테스트 한 모든 칩이 제대로 작동했다”고 말했다. "이 시스템의 대규모 통합은 오늘날의 리소그래피 기술을 사용하여 달성 할 수 있습니다. 따라서이 새로운 플랫폼은 전체 가시 범위에 걸쳐 완전히 재구성 가능한 칩 규모 3D 체적 광 투영을위한 플랫폼을 도입합니다."

컴퓨팅에서 생물학에 이르는 응용 분야

새로운 청색 OPA는 미크론 규모의 광학 자극을위한 가시 스펙트럼 범위의 레이저가 필요한 트랩 된 이온 양자 컴퓨터에 유용 할 수 있습니다. 갇힌 이온 양자 컴퓨터는 양자 컴퓨팅을위한 가장 유망한 실용적인 디자인 중 하나이며, 기존 컴퓨팅보다 훨씬 빠른 기술이 기대됩니다.

새로운 칩 기반 장치는 가시 광선을 사용하여 생체 조직의 뉴런 및 기타 세포를 제어하는 광 유전학에도 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 상기 장치는 질병의 동물 모델에서 뉴런상의 감광성 태그를 자극하기 위해 이식 가능한 장치를 만드는 데 사용될 수있다.

연구진은 저전력 작동이 가벼운 헤드 마운트 증강 현실 디스플레이 및 광학적 애플리케이션에 중요하기 때문에 OPA의 전력 소비를 더욱 최적화 할 계획이다.

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200319194139.htm