Fraunhofer IPMS Mengembangkan Spatial Light Modulator Berbasis MEMS

Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems IPMS telah memperluas portofolio teknologi spatial light modulator (SLM) miliknya guna mendukung modulasi amplitudo dan fase berkecepatan tinggi di bidang manufaktur semikonduktor, mikroskopi medis, pemrosesan material, hingga komputasi kuantum. Beroperasi pada rentang spektral dari deep ultraviolet (DUV) hingga panjang gelombang inframerah dekat, platform sistem mikroelektromekanis (MEMS) ini mengontrol muka gelombang optik melalui pembelokan cermin mikro.

Arsitektur Optik dan Aplikasi
Spatial light modulator memanipulasi parameter muka gelombang pada skala mikroskopis. Dalam litografi semikonduktor, arsitektur modulasi yang kompatibel dengan DUV dan UV membentuk pola laser guna mengoptimalkan pencahayaan wafer. Dalam mikroskopi optik, elemen cermin miring sumbu tunggal menghadirkan pencahayaan sampel yang selektif dan beresolusi tinggi. Untuk pemrosesan material dengan laser, cermin mikro miring dua sumbu mengalihkan energi optik dengan atenuasi berkas minimal untuk meningkatkan throughput dalam pemotongan laser dan modifikasi permukaan.

Untuk pemrosesan informasi kuantum, SLM menghasilkan profil berkas holografis dinamis yang berfungsi sebagai pinset optik guna memerangkap dan menata larik atom netral. Pada aplikasi tampilan holografis, larik cermin piston pemodulasi fase menyintesis muka gelombang tiga dimensi sejati tanpa mengandalkan petunjuk kedalaman stereoskopis simulasi.

Platform Evaluasi MEMS Difraktif
Fraunhofer IPMS menyediakan kit evaluasi yang memungkinkan pengguna memvalidasi konfigurasi cermin miring maupun piston vertikal pada satu platform perangkat keras dan perangkat lunak terpadu. Kit ini mencakup modul elektronik pengendali, perangkat lunak operasi cepat (quick-start), serta pustaka antarmuka PC.

Diffractive MEMS Kit ini mengintegrasikan larik berisi 256 × 256 cermin mikro miring yang dapat dialamatkan secara individual, masing-masing berukuran 16 µm pada sisinya. Setiap elemen cermin bergerak dalam rentang analog antara posisi acuan dan sudut kemiringan tertentu untuk mengarahkan cahaya datang ke orde difraksi spesifik, dengan tetap menjaga kompatibilitas terhadap deep ultraviolet maupun panjang gelombang optik yang lebih panjang.

"Elemen optik difraktif tidak hanya memantulkan cahaya layaknya cermin konvensional. Strukturnya yang dirancang khusus mendifraksikan cahaya dan memancarkannya ke arah-arah tertentu," papar Dr. Michael Wagner, Kepala Unit Bisnis Spatial Light Modulators di Fraunhofer IPMS. "Perangkat MEMS difraktif kami dilengkapi 256 × 256 elemen cermin miring yang dapat dikontrol secara individual, masing-masing memiliki panjang sisi 16 mikrometer. Setiap elemen cermin dapat digerakkan secara independen melalui rentang yang nyaris kontinu antara posisi awal dan posisi miring tertentu. Hal ini memungkinkan cahaya diarahkan secara tepat ke berbagai orientasi. Perangkat ini cocok untuk cahaya DUV maupun panjang gelombang yang lebih panjang."

"Kit evaluasi kami memungkinkan pengguna memvalidasi teknologi SLM di lingkungan aplikasi mereka sendiri. Untuk kebutuhan spesifik, kami mengembangkan SLM kustom—mulai dari analisis kelayakan awal hingga produksi perintis. Keahlian kami mencakup perancangan, pengembangan proses, hingga integrasi sistem," tambah Wagner.




Demonstrasi Pameran di Photonix Japan 2026
Fraunhofer IPMS akan mendemonstrasikan jajaran spatial light modulator buatannya di Photonix Japan 2026, yang dijadwalkan berlangsung dari 30 September hingga 2 Oktober 2026 di Makuhari, Chiba, Jepang. Bertempat di Booth 49-39 Hall 8, stan pameran akan menampilkan kit evaluasi, komponen SLM berkinerja tinggi, dan model perangkat terenkapsulasi akrilik. Patrick Recknagel akan memaparkan prinsip kerja, metrik performa, dan studi kasus teknologi ini untuk berbagai aplikasi industri maupun penelitian.

Konteks Tambahan
Bagian ini merinci spesifikasi teknis yang tidak disertakan dalam siaran pers asli.

Spatial light modulator berbasis MEMS yang difabrikasi pada backplane semikonduktor-oksida-logam komplementer (CMOS) mampu mencapai refresh rate tinggi dibandingkan SLM liquid crystal on silicon (LCoS), dengan frekuensi modulasi dan frame rate rutin melampaui 2 kHz hingga 10 kHz. Pada instalasi laser berdaya tinggi dan litografi DUV, permukaan cermin mikro umumnya dilapisi logam aluminium murni atau lapisan multilapis dielektrik untuk menahan beban termal terus-menerus dan mencegah pergeseran fase pada panjang gelombang laser eksimer, termasuk 193 nm dan 248 nm. Struktur aktuasi elektrostatis di bawah setiap piksel menghasilkan pergerakan vertikal atau pembelokan sudut dengan menerapkan voltase analog individual antara membran cermin dan elektrode pengalamatan yang tertanam, mempertahankan presisi kayuhan hingga batas toleransi sub-nanometer. Selain itu, faktor pengisian optik (fill factor) yang tinggi—sering kali melampaui 85 hingga 90 persen—meminimalkan pantulan latar belakang yang tak termodulasi serta difraksi cahaya liar, yang merupakan parameter penting bagi stabilitas perangkap pinset optik dan penggabungan berkas laser koheren.

Diedit oleh Romila DSilva, Editor Induportals, dengan bantuan AI.