MRI: Acquisition of a Spatial Light Modulator System for Research and Education in Optical Materials, Bioscience, and Human-Computer Interaction

MRI:获取空间光调制器系统,用于光学材料、生物科学和人机交互的研究和教育

基本信息

  • 批准号:
    1919557
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 24.56万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-09-01 至 2022-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Non-Technical Description:This Major Research Instrumentation award supports acquisition of a spatial light modulator system for research and training for undergraduate students and faculty in the interdisciplinary fields of optical materials, bioscience, and human-computer interaction. A spatial light modulator is a digital optical projector that allows the user to create a light wave on a pixel-by-pixel basis. Such custom-designed light fields have features that vary over distances as small as one-millionth of a meter, allowing College of New Jersey researchers in materials science to probe light-responsive materials that act as molecular motors, or in bioscience, to selectively illuminate neurons to study their connectivity. The spatial light modulator also enables computer science faculty to construct augmented reality systems for the development of visual interfaces between computers and their users. The technological impact of spatial light modulators spans all modes of information display, including cellphone screens, digital projectors and flat screen displays. Consequently, College of New Jersey students in science, engineering, and education are immersed in a broad range of training opportunities with the spatial light modulator system. These activities occur in close partnership with faculty on a year-round basis, giving students a valuable exposure to an emerging technology that is rapidly advancing the display and perception of visual information.Technical Description:The complete system is comprised of a light source, the spatial light modulator, and the light projection optics. The central component is the liquid crystal-on-silicon spatial light modulator. The light source can be interchanged for specific research tasks. For optical materials research, the source is a blue-emitting diode pumped solid state laser. This enables researchers to illuminate novel photoresponsive materials with rapidly reconfigurable light fields, ultimately providing the design rationale for materials with application-specific photo-mechanical response. For bioscience, the sources include a blue and near-infrared laser. The blue source is used in neuroscience research to precisely target and photoexcite multiple cellular sites, which leads to a deeper understanding of neural microcircuitry. In bacterial biochemistry research, the infrared source is used to optically trap and manipulate bacteria, the first step towards unraveling their signal transduction systems. For human-computer interaction, a red diode laser provides customizable structured light patterns for the optical sensing of objects and the generation of projected holograms for augmented reality systems.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
非技术描述:这项主要的研究仪器奖支持在本科生和教职员工的跨学科领域,光学材料,生物科学和人类计算机互动的跨学科领域的研究和培训中获取空间调制器系统。空间灯调制器是一款数字光学投影仪,允许用户以像素为基础创建光波。这种定制设计的光场的特征在距离千万米的距离上有所不同,从而使新泽西大学材料科学研究人员可以探测可作为分子电机或生物科学的光响应材料,以选择性地照亮神经元。空间照明调制器还使计算机科学教师能够构建增强现实系统,以开发计算机与其用户之间的视觉接口。空间照明调制器的技术影响涵盖了所有信息显示模式,包括手机屏幕,数字投影仪和平板显示器。因此,新泽西大学的科学,工程和教育学院通过空间照明调制器系统沉浸在广泛的培训机会中。这些活动全年与教职员工密切合作,使学生对新兴技术的有价值接触,该技术正在迅速推进视觉信息的显示和感知。技术描述:完整的系统由光源,空间照明调制器和光投影组成。中心分量是液晶机上的空间光调节器。光源可以互换以进行特定的研究任务。对于光学材料研究,源是蓝色发射二极管泵送的固态激光器。这使研究人员能够用迅速可重新配置的光场照亮新型的光响应材料,最终为具有特定于应用的光学机械响应的材料提供了设计基本原理。对于生物科学,来源包括蓝色和近红外激光。蓝色来源用于神经科学研究中,以精确的靶向和光激素多个细胞部位,从而更深入地了解神经微环路。在细菌生物化学研究中,红外源用于光学捕获和操纵细菌,这是揭示其信号转导系统的第一步。对于人类计算机的互动,红色二极管激光器提供了可定制的结构化光模式,用于对物体的光感感应和产生预测的全息图,用于增强现实系统。该奖项反映了NSF的法定任务,并通过使用该基金会的智力功能和广泛影响来评估Criteria criteria criiteria criiteria criiteria criiteria均被视为值得通过评估的支持。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Direct laser writing of micrograting arrays using a spatial light modulator
使用空间光调制器直接激光写入微光栅阵列
  • DOI:
    10.1117/12.2647393
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Strobelt, Jonas;Van Soelen, Matthew;McGee, David J.
  • 通讯作者:
    McGee, David J.
Optical microstructure fabrication using structured polarized illumination
使用结构化偏振照明制造光学微结构
  • DOI:
    10.1364/oe.451414
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Strobelt, Jonas;Stolz, Daniel;Leven, Maximilian;Soelen, Matthew Van;Kurlandski, Luke;Abourahma, Heba;McGee, David J.
  • 通讯作者:
    McGee, David J.
Supramolecular Azopolymers for Dynamic Surface Microstructures Using Digital Polarization Optics
  • DOI:
    10.1002/adom.202202245
  • 发表时间:
    2023-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Jonas Strobelt;Matthew Van Soelen;H. Abourahma;D. McGee
  • 通讯作者:
    Jonas Strobelt;Matthew Van Soelen;H. Abourahma;D. McGee
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    2005
  • 资助金额:
    $ 24.56万
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