論文の概要: A 10 Megahertz Spatial Light Modulator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.08906v1
• Date: Tue, 13 Jan 2026 19:00:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-15 18:59:20.136366
• Title: A 10 Megahertz Spatial Light Modulator
• Title（参考訳）: 10メガヘルツ空間光変調器
• Authors: Xin Wei, Zeyang Li, Abhishek V. Karve, Adam L. Shaw, David I. Schuster, Jonathan Simon,
• Abstract要約: 2次元画素形状と高速の両方を提供する空間光変調器を新たに導入する。 この装置は、ブロードバンド光位相変調器を介して周波数ビン内の空間情報を符号化し、高分解能2D分光計を介して復号する。 我々は,毎秒1000万フレームを超えるフレームレートに対応する44(1)nsのアップタイムを持つサイト分解光パルスを実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.469758751844986
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Rapid and programmable shaping of light fields is central to modern microscopy, display technologies, optical communications and sensing, quantum engineering, and quantum information processing. Current wavefront shaping technologies face a fundamental dichotomy: spatial light modulators (SLMs) offer high pixel count but suffer from low refresh rates, while acousto-optic deflectors (AODs) provide moderate speed with restricted optical beam geometries. Though recent advances in photonic integrated circuits achieve fast switching, there is currently no tool that provides MHz-rate, continuous motion, and arbitrarily reconfigurable control over a set of diffraction-limited spots. Here we introduce a new class of spatial light modulator that provides both 2D pixel geometry and high speed. The device operates by encoding spatial information in frequency bins via a broadband optical phase modulator, and decoding them via a first-of-its-kind, high-resolution 2D spectrometer. The spectrometer, based on the architecture which we call the Re-Imaging Phased Array (RIPA), achieves its sensitivity through long path-lengths, enabled by intra-spectrometer re-imaging lens-guides. We demonstrate site-resolved optical pulsing with a 44(1)~ns rise time, corresponding to frame rates exceeding 10 million frames per second, as well as arbitrary, reconfigurable 2D addressing and multi-site operations, including asynchronous, independent beam motion, splitting, and recombination. Leveraging these tools opens new horizons in rapid optical manipulation of matter across science, from fast, scalable control that approaches the inertial and radiation limits of atoms in quantum processors, to dynamically programmable, microsecond-resolved illumination in microscopy and neuro-biological imaging.
• Abstract（参考訳）: 光フィールドの迅速かつプログラマブルな形成は、現代の顕微鏡、表示技術、光通信とセンシング、量子工学、量子情報処理の中心である。 空間光変調器(SLM)は高い画素数を提供するが、リフレッシュレートは低いが、アコスト光偏向器(AOD)は制限された光ビームジオメトリで適度な速度を提供する。 フォトニック集積回路の最近の進歩は高速なスイッチングを実現するが、現在、一組の回折制限スポットに対してMHzレート、連続運動、任意に再構成可能な制御を提供するツールは存在しない。 ここでは2次元画素形状と高速の両方を提供する空間光変調器の新たなクラスを紹介する。 本装置は、ブロードバンド光位相変調器を介して周波数ビン内の空間情報を符号化し、第1世代の高分解能2D分光計を介して復号する。 分光計は、Re-Imaging Phased Array (RIPA)と呼ばれるアーキテクチャに基づいて、長い経路長を通して感度を達成し、分光器内再画像化レンズガイドによって実現している。 44(1)〜nsのアップタイムで、毎秒1000万フレームを超えるフレームレートに対応し、任意で再構成可能な2Dアドレッシングと、非同期、独立ビームモーション、分割、再結合を含むマルチサイト操作を実演する。 これらのツールを活用することで、量子プロセッサの原子の慣性および放射限界に接近する高速でスケーラブルな制御から、顕微鏡や神経生物学的イメージングにおいて動的にプログラム可能でマイクロ秒分解された照明まで、科学全体の物質の迅速な光学的操作において新たな地平線が開かれる。

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