MikrospiegelArrays

Mikrospiegelarrays sind Arrays aus vielen mikroskopisch kleinen, frei schwenkbaren Spiegeln, die auf einem gemeinsamen Siliziumsubstrat montiert sind. Jedes Spiegelsegment bildet ein Pixel und kann um eine Antriebsachse kippen, wodurch Licht entweder in die Projektionsoptik gelenkt oder absorbiert wird. Die Spiegel werden meist elektrostatisch über Kondensatorstrukturen angesteuert, was schnelle Schaltvorgänge ermöglicht. Die Adressierung erfolgt häufig zeilen- oder matrixweise, so dass einzelne Pixel gezielt angesprochen werden können.

Mikrospiegelarrays bestehen aus MEMS-Strukturen, typischerweise Spiegelmuster auf Silizium mit Reflektivionsschichten wie Aluminium. Die Spiegel befinden sich an dünnen Gelenken; der Reflektionsbereich ist hochglänzend, um Lichtverlust zu minimieren. Zwischen Spiegeln liegen Spalten, die die mechanische Beweglichkeit erlauben. Herstellung erfolgt durch MEMS-Fertigungsverfahren, inklusive Release der freigelegten Strukturen. Für stabilen Betrieb werden die Arrays oft in Gehäusen verpackt und gegen Staub geschützt; zweiachsige Varianten existieren zusätzlich zu den gängigen einachsigen Spiegeln.

Anwendungen sind hauptsächlich DLP-Projektion, optische Schalter und Beam Steering in Wissenschaft und Technik. Durch schnelle Kippung der Spiegel lassen sich Bilder mit hoher Aktualisierungsrate, Graustufen via zeitlicher Abtastung oder Pulsweitenmodulation erzeugen. Die Technologie bietet hohe Pixelzahlen und robuste Treiberelektronik, kann jedoch Lichtverluste in der Off-Position und Kippbeschränkungen aufweisen.

Historie: Mikrospiegelarrays wurden in den späten 1980er bis frühen 1990er-Jahren im MEMS-Kontext entwickelt; die bekannteste kommerzielle Umsetzung ist das DLP-System von Texas Instruments. Seitdem haben sich Anwendungen in Heimprojektoren, professioneller Projektion und spezialisierten Messgeräten verbreitet.