Le commutateur de lumière à réseau (GLV : Grating Light Valve)

Le GLV est une application spécifique des microsystèmes qui fonctionne comme un réseau accordable dynamique pour faire varier avec précision la quantité de lumière laser qui est diffractée ou réfléchie. Le GLV est composée d'une série de rubans à la surface d'une plaquette de silicium comme le montre la figure ci-dessous. Ces rubans peuvent se déplacer vers le haut ou vers le bas sur de très petites distances en ajustant les forces électrostatiques entre les rubans et le substrat. Les rubans sont placés de telle sorte que chaque élément est capable soit de réfléchir soit de diffracter la lumière. Ceci permet à une matrice d'éléments, adressée de manière adéquate, de faire varier le niveau de la lumière réfléchie à la surface de la plaquette. Le contrôle de la lumière peut se faire de manière analogique (contrôle variable du niveau lumineux) ou digitale (commutation on/off). Du fait que les dispositifs GLV utilisent le principe de la diffraction pour commuter, atténuer et moduler la lumière, ils sont d'une très haute précision, faciles à fabriquer et peuvent éventuellement manipuler des faisceaux de puissance relativement élévée. Cependant, puisque la lumière projetée est obtenue par diffraction plutôt que par une réflexion directe, il y a inévitablement des pertes par rapport à la puissance incidente.

Chaque élément GLV se compose de six rubans parallèles suspendus aux deux extrémités et fabriqués sur du nitrure de silicium recouvert d'une couche métallique réfléchissante. Cette couche supérieure sert aussi d'électrode pour créer le champ électrostatique attracteur avec l'électrode inférieure commune à tous les rubans. Le temps de commutation on/off est de 20 ns ce qui est beaucoup plus rapide qu'avec les miroirs pivotants existants. Les dispositifs existants sont annoncés pour avoir une efficacité de diffraction proche du maximum théorique de 81%, un facteur de remplissage de 95% et un coefficient de réflexion de l'électrode supérieure de 91% avec une efficacité globale des dispositifs d'environ 70% correspondant à des pertes d'insertion de l'ordre de 1,5 dB.

Les écrans de projection de grande dimension ont été les premières applications ciblées par la technologie GLV. On a montré qu'un système de projection pour afficher une image TV haute définition 1920 x 1080 pixels pouvait être réalisé par balayage d'une matrice GLV linéaire de 1080 pixels. Cependant, du fait de la compétition commerciale entre les dispositifs DLP et LCD et à la guerre des prix qu'elle entraîne, le surcoût additionnel du système de balayage et l'effet speckle dû au faisceau laser ont conduit à un report de la commercialisation des écrans à GLV. Toutefois, l'accordabilité numérique du GLV a permis d'utiliser avec succès de nombreux dispositifs optique reconfigurables tels que des filtres accordables, des égaliseurs de gain dynamiques et des imprimantes à GLV.