أساسيات البلورات السائلة ذات الطور الوحيد على السيليكون (LCOS)

تصف هذه الورقة أساسيات تقنية البلورات السائلة ذات الطور الوحيد على السيليكون (LCOS) ، والتي لم يتم مناقشتها بالتفصيل من قبل. تُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في التطبيقات عالية الكفاءة للهولوجرافيا في الوقت الحقيقي والبصريات الانكسارية. تبدأ الورقة بمقدمة موجزة حول المسار التطوري لتقنية LCOS ذات الطور الوحيد، تليها الاختيار الصحيح لمواد البلورات السائلة (LC) والآثار الكهرو-بصرية المقابلة في هذه الأجهزة. يركز الاهتمام على المتطلبات الأساسية للجوانب الفيزيائية لطبقة LC بالإضافة إلى المعلمات الضرورية لزمن استجابة الجهاز. علاوة على ذلك، يتم توضيح الوظائف الأساسية المدمجة في لوحة خلفية أشباه الموصلات من أكسيد المعدن المكمل (CMOS) لأجهزة LCOS ذات الطور الوحيد، بما في ذلك نظامي عنوان نموذجيين. أخيرًا، سيتم تقديم تطبيق أجهزة LCOS ذات الطور الوحيد في الهولوجرافيا في الوقت الحقيقي بالتزامن مع استخدام الهولوجرامات المولدة بواسطة الكمبيوتر المتطورة. استعرض العلماء في الصين والمملكة المتحدة قدرات وتطبيقات تقنية البلورات السائلة على السيليكون (LCOS). يصف Zichen Zhang وزملاؤه من جامعة تسينغhua في بكين وجامعة كامبريدج كيف يمكن أن تكون شبكة بكسل البلورات السائلة التي يتم التحكم فيها إلكترونيًا على لوحة خلفية السيليكون مفيدة في معالجة طور الضوء المتماسك. تحتوي مثل هذه المحولات الطورية الخاصة بـ LCOS على العديد من التطبيقات المحتملة، بما في ذلك الهولوجرافيا في الوقت الحقيقي، وعروض التقديم الافتراضية، والمفاتيح الانتقائية لطول الموجة والمضاعفات الضوئية القابلة لإعادة التكوين. تقدم الأجهزة التجارية حاليًا أحجام شبكات تصل إلى حوالي 1 بوصة قطرية مع المسافات بين البكسلات في نطاق 6-20 ميكرومتر. ومع ذلك، فإن التكنولوجيا لا تزال غير ناضجة؛ تحتاج مواد البلورات السائلة ولوحة التحكم السيليكونية إلى تحسين من أجل تحقيق إمكانات هذه الأجهزة.