21. November 2024. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme IPMS haben in Zusammenarbeit mit der HOLOEYE Photonics AG ein kompaktes LCOS-Mikrodisplay mit hohen Bildwiederholraten entwickelt, das eine verbesserte optische Modulation ermöglicht. Dieses innovative Mikrodisplay wird erstmals gemeinsam auf den 31. Internationalen Display Workshops (IDW) 2024 in Sapporo, Japan, präsentiert.
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LCOS-Mikrodisplays zeichnen sich durch ihren niedrigen Stromverbrauch, ihre geringe Baugröße und ihr geringes Gewicht aus. Sie finden Anwendung in der schaltbaren adaptiven Optik, insbesondere als Phasenmodulatoren, und als Projektionsdisplay in der erweiterten oder virtuellen Realität (AR/VR). Phasenmodulatoren, auch als räumliche Lichtmodulatoren (SLMs) bezeichnet, werden in der biologischen Bildgebung und Mikroskopie unter anderem zur Wellenfrontkorrektur und Strahlformung eingesetzt. Ziel ist es, beispielsweise die Bildauflösung zu verbessern, Verzerrungen durch biologisches Gewebe zu minimieren oder die Proben zu schonen. Das neue LCOS-Mikrodisplay von HOLOEYE und Fraunhofer IPMS nutzt eine innovative CMOS-Backplane, die Hochgeschwindigkeits-Lichtmodulation ermöglicht.
Matthias Verworn von HOLOEYE erläutert: „Mit der neuen Backplanegeneration des IPMS können wir kompakte Mikro-SLMs realisieren und Anwendungen mit Anforderungen an einen kleinen Bauraum gezielt adressieren. Die sehr kleinen Pixelgrößen ermöglichen in diffraktiven Anwendungen große Beugungswinkel, während das schnelle Interface hohe Taktraten unterstützt und flexible, anwendungsspezifische Ansteuerungsmöglichkeiten bietet.“
Die einzigartigen Eigenschaften des neuen LCOS-Mikrodisplays eröffnen neue Einsatzmöglichkeiten in tragbaren holografischen AR-Systemen, in der Optogenetik, etwa bei der strukturierten Photostimulation von Neuronen, sowie in der Quantenoptik und im Quantencomputing.
Philipp Wartenberg, Abteilungsleiter IC- und Systemdesign am Fraunhofer IPMS, erklärt: „Die neu entwickelte Backplane-Architektur unseres kompakten LCOS-Mikrodisplays erweitert die Möglichkeiten zur Lichtmodulation erheblich und übertrifft bestehende Bildwiederholraten um ein Vielfaches. Dies wird durch die Integration eines vollständigen Framebuffers sowie einer Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle zur Pixelmatrix ermöglicht, die eine Datenübertragungsrate von bis zu 576 Gbit/s zu einem Pixelarray mit einer Auflösung von 1440 x 1080 Pixeln und einer Pixelgröße von 2,5 µm realisiert.“ HOLOEYE plant, die ersten Produkte mit diesem LCOS-Lichtmodulator Anfang 2026 auf den Markt zu bringen.
Diese Entwicklungen wurden durch öffentliche Mittel unterstützt. Das Fraunhofer IPMS dankt dem Fördergeber Sächsisches Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr (SMWA) über die Sächsische Aufbaubank – Förderbank – (SAB) für die Unterstützung im Rahmen des BACKPLANE-Projekts (100392259).
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Foto: HOLOEYE Photonics AG
