La válvula de luz de rejilla ( GLV ) es una tecnología de "microproyección" que funciona utilizando una rejilla de difracción ajustable dinámicamente . Compite con otras tecnologías de válvulas de luz como el procesamiento digital de luz (DLP) y el cristal líquido sobre silicio (LCoS) para su implementación en dispositivos de proyección de vídeo como los televisores de retroproyección . El uso de sistemas microelectromecánicos (MEMS) en aplicaciones ópticas, lo que se conoce como MEMS ópticos o estructuras micro-opto-electromecánicas (MOEMS), ha permitido la posibilidad de combinar los componentes mecánicos, eléctricos y ópticos en una escala diminuta.
Silicon Light Machines (SLM), en Sunnyvale, California, comercializa y otorga licencias de tecnología GLV con las marcas comerciales en mayúsculas "'Grated Light Valve'" y GLV, anteriormente Grating Light Valve. [1] [2] La válvula difracta la luz láser utilizando una serie de pequeñas cintas móviles montadas sobre una base de silicio. La GLV utiliza seis cintas como rejillas de difracción de cada píxel . Las señales electrónicas alteran la alineación de las rejillas y este desplazamiento controla la intensidad de la luz difractada en una gradación muy suave.
La válvula de luz fue desarrollada inicialmente en la Universidad de Stanford , en California, por el profesor de ingeniería eléctrica David M. Bloom, junto con William C. Banyai, Raj Apte, Francisco Sandejas y Olav Solgaard , profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica de Stanford . En 1994, Bloom fundó la empresa Silicon Light Machines para desarrollar y comercializar la tecnología. Cypress Semiconductor adquirió Silicon Light Machines en 2000 y vendió la empresa a Dainippon Screen. Antes de la adquisición por parte de Dainippon Screen, se publicaron varios artículos de marketing en EETimes, EETimes China, EETimes Taiwan, Electronica Olgi y Fibre Systems Europe, destacando las nuevas capacidades de fabricación de MEMS de Cypress Semiconductor. La empresa ahora es propiedad total de Dainippon Screen Manufacturing Co., Ltd. [3]
En julio de 2000, Sony anunció la firma de un acuerdo de licencia de tecnología con SLM [4] [5] para la implementación de la tecnología GLV en proyectores láser para grandes espacios, [6] pero en 2004 Sony anunció el proyector frontal SRX-R110 utilizando su tecnología basada en LCoS SXRD . SLM se asoció entonces con Evans & Sutherland (E&S). Utilizando la tecnología GLV, E&S desarrolló el proyector láser E&S, diseñado para su uso en domos y planetarios. [7] El proyector láser E&S se incorporó al sistema de proyección de domos Digistar 3 .
El dispositivo GLV está construido sobre una oblea de silicio y consta de filas paralelas de "microcintas altamente reflectantes" (cintas de unos pocos μm con una capa superior de aluminio) suspendidas sobre un espacio de aire que está configurado de tal manera que las cintas alternas (las cintas activas se entrelazan con cintas estáticas) se pueden activar dinámicamente. Las conexiones eléctricas individuales a cada electrodo de cinta activa proporcionan un accionamiento independiente. Las cintas y el sustrato son conductores de electricidad, de modo que la desviación de la cinta se puede controlar de manera analógica: cuando el voltaje de las cintas activas se establece en potencial de tierra, ninguna de las cintas se desvía y el dispositivo actúa como un espejo para que la luz incidente regrese por el mismo camino. Cuando se aplica un voltaje entre la cinta y el conductor de base, se genera un campo eléctrico que desvía la cinta activa hacia abajo, en dirección al sustrato. Esta desviación puede ser tan grande como un cuarto de longitud de onda, lo que crea efectos de difracción en la luz incidente que se refleja en un ángulo diferente al de la luz incidente. La longitud de onda a difractar está determinada por la frecuencia espacial de las cintas. Como esta frecuencia espacial está determinada por la máscara fotolitográfica utilizada para formar el dispositivo GLV en el proceso de fabricación de CMOS , los ángulos de salida se pueden controlar con mucha precisión, lo que resulta útil para aplicaciones de conmutación óptica.
El cambio de la cinta sin deflexión a la deflexión máxima se puede realizar en 20 nanosegundos, lo que es un millón de veces más rápido que los dispositivos de pantalla LCD convencionales y aproximadamente 1000 veces más rápido que la tecnología DMD de TI . Esta alta velocidad se puede lograr gracias al pequeño tamaño, la pequeña masa y la pequeña excursión (de unos pocos cientos de nanómetros) de las cintas. Además, no hay contacto físico entre los elementos móviles, lo que hace que la vida útil del GLV sea de hasta 15 años sin detenerse (más de 210 mil millones de ciclos de conmutación).
La tecnología GLV se ha aplicado a diversos productos, desde televisores de alta definición basados en láser hasta prensas de impresión offset de ordenador a plancha y componentes DWDM utilizados para la gestión de longitudes de onda. También se han investigado ampliamente las aplicaciones del dispositivo GLV en la fotolitografía sin máscara. [2]
Para construir un sistema de visualización utilizando el dispositivo GLV, se pueden seguir diferentes enfoques: desde un proceso simple utilizando un solo dispositivo GLV con luz blanca como fuente, teniendo así un sistema monocromático , hasta una solución más compleja utilizando tres dispositivos GLV diferentes cada uno para una de las fuentes de primarios RGB que una vez difractadas requieren filtros ópticos adicionales para apuntar la luz hacia la pantalla o un intermedio utilizando una sola fuente blanca con un dispositivo GLV. Además, la luz puede ser difractada por el dispositivo GLV en un ocular para visualización retiniana virtual o en un sistema óptico para proyección de imágenes en una pantalla ( proyector y retroproyector ). [8] [9] [10] [11]
Nuestros módulos patentados de válvula de luz en rejilla (GLV)