Un modulateur de lumière est un dispositif qui reflète la lumière ou permet à la lumière de passer à travers l’obturateur. Les valves de lumière ont un large éventail d’utilisations, des téléviseurs aux applications militaires top secrètes. Un modulateur de lumière peut être soit à cristaux liquides (LC) soit un dispositif nanomécanique. Les dispositifs nanomécaniques comprennent le dispositif à micromiroir numérique (DMD) et le modulateur de lumière à réseau (GLV).
Les cristaux liquides, une substance naturelle, ont été identifiés à l’origine en 1889 par Friedrich Reinitzer qui travaillait à l’Université Charles de Prague. Les LC sont restés à peine plus qu’une nouveauté jusqu’en 1969, lorsque des étapes importantes ont été franchies vers un matériau commercialement viable. La propriété des CL qui leur permet de fonctionner comme des valves de lumière est leur capacité à polariser la lumière. Les LC sont utilisés avec un polariseur, qui laisse passer la lumière ou la réfléchit, selon sa polarité. Un courant électrique appliqué à l’appareil détermine la polarité.
Les GLV ont été développés à l’Université de Stanford par le Dr David Bloom et certains de ses étudiants diplômés. L’un des étudiants de Bloom, Raj Apte, a décrit la viabilité commerciale potentielle de la technologie dans sa thèse de doctorat de 1994. Le Dr Bloom a fondé une start-up la même année pour commercialiser la technologie. Les dispositifs GLV sont des réseaux mécaniques qui modulent la quantité de lumière de diffraction ressentie lorsqu’elle les rencontre. Ces appareils se trouvent dans les téléviseurs et sont également utilisés dans des applications militaires, technologiques et industrielles.
Les DMD ont été créés par Texas Instruments en 1987 sous la direction de Larry Hornbeck. Les concepts originaux visaient à détecter des objets militaires, tels que des chars et des véhicules blindés de transport de troupes, pendant la surveillance. Un DMD est un modulateur de lumière composé de réseaux de jusqu’à 1.3 million de miroirs microscopiques montés sur charnière. Chaque puce correspond à un pixel sur un écran, et chacune peut être éteinte ou allumée, laissant passer la lumière ou la réfléchissant. De nombreuses applications, telles que la télévision, les systèmes de cinéma maison et les vidéoprojecteurs professionnels, utilisent un système à une puce combiné à une roue chromatique, et la vitesse et la durée de passage de chaque couleur sont coordonnées en fonction de la couleur à afficher.
Une qualité d’image très élevée nécessite une unité DMD à trois puces. Une puce est utilisée pour chaque couleur primaire, avec le même effet que le système à une puce. Ces unités très haut de gamme sont utilisées dans les salles de cinéma, certains téléviseurs et certains environnements militaires où une très haute résolution est nécessaire. Les DMD ont un temps de réponse beaucoup plus rapide que les LC, mais sont sensiblement plus lents que les GLV.