Spatial Light Modulator

Ein Modulator für räumliches Licht (englisch: Spatial Light Modulator (SLM)) ist ein Objekt, welches eine bestimmte Form von räumlicher Modulation auf einen Lichtstrahl legen kann. Ein einfaches Beispiel ist die Transparenz eines Tageslichtprojektors. In den 80er Jahren wurden große SLM's auf Tageslichtprojektoren gelegt, um den Inhalt von Computermonitoren auf eine Fläche (Wand bzw. Leinwand) zu projizieren. Mittlerweile gibt es SLM's, die innerhalb von Projektoren verbaut werden. Diese werden bei Treffen benutzt, um beliebige Präsentationen zu vollführen.

Gewöhnlicherweise moduliert ein SLM die Intensität eines Lichtstrahls, es ist jedoch auch möglich die Phase des Lichtstrahls zu modulieren oder auch die Phase und die Intensität gleichzeitig.

SLM's werden in der |Holografischen Datenspeicherung intensiv dafür benutzt, Informationen in einen Laserstrahl zu kodieren, ähnlich der Art und Weise wie dies mittels Transparenz bei einem Tageslichtprojektor geschieht. Sie können ebenso als Teil eines Holografisches Displays eingesetzt werden.

SLM's werden auch als eine Komponente in der optischen Computertechnologie verwendet.

Inhalt

Elektronisch ansteuerbarer Modulator für räumliches Licht (englisch: Electrically addressed Spatial Light Modulator (EASLM))

Wie der Name sagt wird das Bild eines Elektronisch ansteuerbareren Modulators für räumliches Licht elektronisch erstellt und verändert, wie dies bei elektronischen Displays meist der Fall ist. EASLM's empfangen ihren Input gewöhnlicherweise mittels einer konventionellen Schnittstelle (z.B. eines VGA-Eingangs). Sie sind gemeinhin erhältlich in Auflösungen bis zu SXGA (1280*1024). Im Gegensatz zu herkömmlichen Displays sind sie viel kleiner (ein Richtwert ist einer aktiver Bereich von ca. 2 cm²). Dies kommt daher, dass sie normalerweise nicht zum direkten Anschauen konzipiert wurden. Ein Beispiel eines EASLM's ist das Digital Micromirror Device, welches sich in einem DLP Display (besser bekannt als Beamer) befindet.

Optisch ansteuerbarer Modulator für räumliches Licht (englisch: Optically addressed Spatial Light Modulator (OASLM))

Das Bild eines optisch ansteuerbaren Modulators für räumliches Licht wird erzeugt und verändert mittels eines strahlendem Lichtes, welches auf seiner Vorder- bzw. Rückseite das zu projizierende Bild enthält. Ein Fotosensor ermöglicht es den OASLM's, die Helligkeit jedes Pixels abzutasten und das Bild mittels Flüssigkristallen nachzubilden. Solange der OASLM eingeschaltet ist bleibt das Bild erhalten wenn das Licht gelöscht wird. Mittels eines elektrischen Signals kann der OASLM komplett gelöscht werden. Sie werden oft als zweite Stufe eines hochauflösenden Displays verwendet, z.B. eines computererzeugtem holografischen Displays. In einem Prozeß, der als „Active Tiling“ bezeichnet wird werden Bilder, die auf einem EASLM angezeigt werden, hintereinander auf verschiedene Teile eines OASLM's übertragen. Danach wird das Bild des OASLM's dem Betrachter gezeigt. Da EASLM's bis zu 2500 Frames/s erzeugen können ist es möglich ca. 100 Kopien des Bildes des EASLM's auf den OASLM zu kopieren, wobei auf dem OASLM immer noch ein flüssig laufendes Video angezeigt wird. Hiermit werden Auflösungen bis über 100 Megapixel möglich.

Anwendung als sehr schneller Impulsformer

Innerhalb eines Monochromators bei einem 4f Setup. Konkurrenztechnologien: Prism pairs, grating pairs, dazzler, chirped mirrors.

Literatur

Digital Light Processing for High-Brightness, High-Resolution Applications, Larry J. Hornbeck (TI), 21st century Archives [1]
Optically addressed spatial light modulators for replaying computer-generated holograms, Coomber, Stuart D.; Cameron, Colin D.; Hughes, Jonathon R.; Sheerin, David T.; Slinger, Christopher W.; Smith, Mark A.; Stanley, Maurice (QinetiQ), Proc. SPIE Vol. 4457, p. 9-19 (2001)
Liquid Crystal Optically Addressed Spatial Light Modulator, [2]
Computer-Generated Holography as a Generic Display Technology, Slinger, C.; Cameron, C.; Stanley, M.; IEEE Computer, Volume 38, Issue 8, Aug. 2005, pp 46-53, [3]