Una valvola luminosa è un dispositivo che riflette la luce o consente alla luce di passare attraverso l’otturatore. Le valvole luminose hanno una vasta gamma di usi dai televisori alle applicazioni militari top secret. Una valvola luminosa può essere a cristalli liquidi (LC) o un dispositivo nanomeccanico. I dispositivi nanomeccanici includono il dispositivo digitale a microspecchi (DMD) e la valvola a griglia leggera (GLV).
I cristalli liquidi, una sostanza presente in natura, furono originariamente identificati nel 1889 da Friedrich Reinitzer che lavorava all’Università Carlo di Praga. Le LC rimasero poco più di una novità fino al 1969, quando furono fatti importanti passi avanti verso un materiale commercialmente valido. La proprietà delle LC che consente loro di funzionare come valvole luminose è la loro capacità di polarizzare la luce. Gli LC vengono utilizzati con un polarizzatore, che lascia passare la luce o la riflette, in base alla sua polarità. Una corrente elettrica applicata al dispositivo determina la polarità.
I GLV sono stati sviluppati alla Stanford University dal Dr. David Bloom e da alcuni dei suoi studenti laureati. Uno degli studenti di Bloom, Raj Apte, ha delineato la potenziale fattibilità commerciale della tecnologia nella sua tesi di dottorato del 1994. Il Dr. Bloom ha fondato una start-up lo stesso anno per commercializzare la tecnologia. I dispositivi GLV sono reticoli meccanici che modulano la quantità di esperienze luminose di diffrazione quando le incontrano. Questi dispositivi si trovano nei televisori e utilizzati anche in applicazioni militari, tecnologiche e industriali.
I DMD sono stati creati da Texas Instruments nel 1987 sotto la direzione di Larry Hornbeck. I concetti originali erano finalizzati al rilevamento di oggetti militari, come carri armati e mezzi corazzati, durante la sorveglianza. Un DMD è una valvola luminosa costituita da array di fino a 1.3 milioni di specchi microscopici montati su cerniera. Ogni chip corrisponde a un pixel su uno schermo e ciascuno può essere spento o acceso, passando la luce o riflettendola. Molte applicazioni, come TV, sistemi home theater e videoproiettori aziendali, utilizzano un sistema a un chip combinato con una ruota dei colori e la velocità e la durata del passaggio di ciascun colore sono coordinate in base al colore da visualizzare.
Una qualità dell’immagine molto elevata richiede un’unità DMD a tre chip. Viene utilizzato un chip per ogni colore primario, con lo stesso effetto del sistema a chip singolo. Queste unità di fascia alta sono utilizzate nei cinema, in alcuni televisori e in alcune impostazioni militari in cui è necessaria una risoluzione molto alta. I DMD hanno un tempo di risposta molto più veloce dei LC, ma sono misurabilmente più lenti dei GLV.