Was ist ein räumlicher Lichtmodulator?

Ein Spatial Light Modulator (SLM) verwendet die Eingabe eines elektrischen oder optischen Signals, um Licht zu verändern und ein Bild so schnell wie mehrere Male pro Millisekunde zu erzeugen. Dies kann in vielen verschiedenen Variationen gefunden werden und wird in einer Vielzahl von optischen Geräten verwendet, einschließlich eines Overhead-Projektors, Fernsehers oder anderen Video- und Grafikdisplays. Es stehen ein- und zweidimensionale Typen zur Verfügung, beide mit Pixeln, den Grundelementen jedes auf einem Bildschirm angezeigten Bildes. Die vielen Varianten von Spatial Light Modulatoren können elektrische oder optische Funktionen einzeln ausführen oder in einem Modulator kombinieren.

Flüssigkristall ist oft das Medium, das von einem räumlichen Lichtmodulator verwendet wird, während eine Steuerschaltung Daten für jeden Frame eines Bildes in das Pixelarray verarbeitet. Die zweidimensionalen Typen werden in Videoprojektoren verwendet, aber ein SLM kann auch in vielen verschiedenen Anwendungen verwendet werden. Eine Art, bekannt als variabler elektrooptischer Spiegel, ist für optische Systeme wie Strahlteiler, Blenden und Spiegel geeignet. Es kann in hochreflektiven Systemen eingesetzt und in so kleinem Maßstab hergestellt werden, dass die Modulatoren in aufhellende und abdunkelnde Fenster integriert werden können. Mikrospiegelvorrichtungen können in einzelne Chips eingebaut werden, die in wissenschaftlichen Geräten wie Hochleistungslasern verwendet werden.

Je nach Anwendung kann ein SLM mit Wellenlängen einschließlich des nahen Infrarots arbeiten. Ultraviolette und kurz-, mittel- oder langwellige Infrarotwellenlängen können ebenfalls verwendet werden, um eine bestimmte Wellenlänge im Lichtspektrum zu modifizieren. Ein räumlicher Lichtmodulator wird manchmal verwendet, um die Richtung von Laserstrahlen zu steuern, die Abweichung von Lichtwellen zu korrigieren und um Bilder zu verarbeiten und zu analysieren. Es kann auch die Amplitude oder die Phase des Lichts oder beides ändern, wenn die Kombination der Funktionen für die Anwendung am besten geeignet ist.

Der räumliche Lichtmodulator kann eine so präzise Lichtsteuerung bereitstellen, dass Ingenieure seine Verwendung in der optischen Datenverarbeitung und in der holografischen Datenspeicherung erwägen. Das Licht kann bis auf das einzelne Pixel angepasst werden. Der Modulator und das Flüssigkristallelement können auf einem einzigen Silikonchip zur Platzierung auf Leiterplattenkomponenten für Computervideokarten aufgebaut sein. Bilder können mit sehr hohen Geschwindigkeiten über digitale Videoschnittstellen übertragen werden, da der SLM dichte Pixeldaten verarbeitet und dem Benutzer eine sehr hochauflösende Anzeige ermöglicht. Phasenraten können weniger als eine Millisekunde betragen, sodass für alle Arten von Computern und Mobilgeräten Hochgeschwindigkeitsvideos in hoher Qualität möglich sind.