Što je svjetlosni ventil?

Svjetlosni ventil je uređaj koji ili reflektira svjetlost ili dopušta svjetlosti da prolazi kroz zatvarač. Svjetlosni ventili imaju širok raspon primjena od TV prijemnika do strogo povjerljivih vojnih primjena. Svjetlosni ventil može biti ili tekući kristal (LC) ili nanomehanički uređaj. Nanomehanički uređaji uključuju digitalni mikrozrcalni uređaj (DMD) i rešetkasti svjetlosni ventil (GLV).

Tekuće kristale, prirodnu tvar, izvorno je 1889. identificirao Friedrich Reinitzer koji je radio na Karlovom sveučilištu u Pragu. LC-ovi su ostali tek nešto više od novosti sve do 1969. godine, kada su napravljeni važni koraci prema komercijalno održivom materijalu. Svojstvo LC-a koje im omogućuje da funkcioniraju kao svjetlosni ventili je njihova sposobnost polarizacije svjetlosti. LC se koriste s polarizatorom, koji ili propušta svjetlost ili je reflektira, u skladu s njezinim polaritetom. Električna struja koja se primjenjuje na uređaj određuje polaritet.

GLV-ove su razvili na Sveučilištu Stanford dr. David Bloom i neki od njegovih diplomiranih studenata. Jedan od Bloomovih studenata, Raj Apte, u svojoj je doktorskoj tezi iz 1994. iznio perspektivu komercijalne održivosti tehnologije. Dr. Bloom je iste godine osnovao start-up tvrtku za komercijalizaciju tehnologije. GLV uređaji su mehaničke rešetke koje moduliraju količinu doživljaja difrakcijske svjetlosti kada naiđe na njih. Ovi uređaji se nalaze u televizorima, a također se koriste u vojnim, tehnološkim i industrijskim aplikacijama.

DMD je stvorio Texas Instruments 1987. pod vodstvom Larryja Hornbecka. Izvorni koncepti bili su usmjereni na otkrivanje vojnih objekata, poput tenkova i oklopnih transportera, tijekom nadzora. DMD je svjetlosni ventil koji se sastoji od nizova do 1.3 milijuna mikroskopskih zrcala montiranih na šarkama. Svaki čip odgovara jednom pikselu na ekranu, a svaki može biti isključen ili uključen, propuštajući svjetlo ili ga reflektirajući. Mnoge aplikacije, kao što su TV, sustavi kućnog kina i poslovni video projektori koriste sustav s jednim čipom u kombinaciji s kotačićem u boji, a brzina i trajanje vremena kroz koje svaka boja prolazi usklađeni su s bojom koja se prikazuje.

Vrlo visoka kvaliteta slike zahtijeva DMD jedinicu s tri čipa. Za svaku primarnu boju koristi se jedan čip, s istim učinkom kao i sustav s jednim čipom. Ove vrlo visoke jedinice koriste se u kinima, nekim televizorima i nekim vojnim postavkama gdje je potrebna vrlo visoka rezolucija. DMD-ovi imaju puno brže vrijeme odziva od LC-ova, ali su mjerljivo sporiji od GLV-ova.