JPH0230494B2 - - Google Patents
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- JPH0230494B2 JPH0230494B2 JP58199669A JP19966983A JPH0230494B2 JP H0230494 B2 JPH0230494 B2 JP H0230494B2 JP 58199669 A JP58199669 A JP 58199669A JP 19966983 A JP19966983 A JP 19966983A JP H0230494 B2 JPH0230494 B2 JP H0230494B2
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- optic crystal
- crystal
- spatial light
- light modulation
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
- G02F1/0333—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect addressed by a beam of charged particles
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Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野の説明）
本発明は電子源をもつ真空容器内に電気光学結
晶板を封入し、前記電子源により形成された電荷
像に対応する屈折率の分布を前記電気光学結晶に
形成する空間光変調管を用いた空間光変調装置に
関する。
晶板を封入し、前記電子源により形成された電荷
像に対応する屈折率の分布を前記電気光学結晶に
形成する空間光変調管を用いた空間光変調装置に
関する。
この空間光変調装置によれば、インコヒーレン
ト光により形成される像をコヒーレント光による
像に変換できる。
ト光により形成される像をコヒーレント光による
像に変換できる。
（従来技術の説明）
電気光学結晶としては種々あるが、比較的大面
積のウエハーが得やすく、半波長電圧が低く、光
導電性がなく、かつ光電面を作成する際の350℃
程度のベーキングにも耐えられるものとしては、
LiNbO3の結晶が最適であると思われる。
LiNbO3の結晶を第１図に示すように55゜カツトに
したものが、半波長電圧が最も低く実用的であ
る。
積のウエハーが得やすく、半波長電圧が低く、光
導電性がなく、かつ光電面を作成する際の350℃
程度のベーキングにも耐えられるものとしては、
LiNbO3の結晶が最適であると思われる。
LiNbO3の結晶を第１図に示すように55゜カツトに
したものが、半波長電圧が最も低く実用的であ
る。
ところが、自然複屈折を有するため、電荷が与
えられない状態でも、レーザ光（コヒーレント
光）を結晶に照射すると、その反射光（出力）の
偏光状態が変化し、出力の明るさにバイアス（直
流成分）が与えられてしまつた。
えられない状態でも、レーザ光（コヒーレント
光）を結晶に照射すると、その反射光（出力）の
偏光状態が変化し、出力の明るさにバイアス（直
流成分）が与えられてしまつた。
（発明の目的）
本発明は前述した問題を解決できる空間光変調
装置を提供することにある。
装置を提供することにある。
（発明の構成の説明）
前記目的を達成するために、本発明による空間
光変調装置は、真空気密容器中に形成された電子
源、電子源に対向して配置された自然複屈折を持
つ電気光学結晶および前記電子源から放出された
電子により電荷像を前記電気光学結晶表面に形成
する電荷像形成手段を有する空間光変調管と、前
記空間光変調管の真空気密容器の外から前記電気
光学結晶の裏面に直線偏光されたレーザ光を入射
するレーザ光源装置と、前記電気光学結晶から反
射されたレーザ光を通過させて強度情報に変換す
る偏光子と、前記電気光学結晶と同種の結晶から
なりその両面間に透明電極が形成されており、前
記レーザ光源装置からのレーザ光が前記偏光子に
いたる光路中に挿入されているバイアスレベル補
正用の電気光学結晶と、前記バイアスレベル補正
用の電気光学結晶の前記透明電極間に電圧を印加
する電源から構成されている。
光変調装置は、真空気密容器中に形成された電子
源、電子源に対向して配置された自然複屈折を持
つ電気光学結晶および前記電子源から放出された
電子により電荷像を前記電気光学結晶表面に形成
する電荷像形成手段を有する空間光変調管と、前
記空間光変調管の真空気密容器の外から前記電気
光学結晶の裏面に直線偏光されたレーザ光を入射
するレーザ光源装置と、前記電気光学結晶から反
射されたレーザ光を通過させて強度情報に変換す
る偏光子と、前記電気光学結晶と同種の結晶から
なりその両面間に透明電極が形成されており、前
記レーザ光源装置からのレーザ光が前記偏光子に
いたる光路中に挿入されているバイアスレベル補
正用の電気光学結晶と、前記バイアスレベル補正
用の電気光学結晶の前記透明電極間に電圧を印加
する電源から構成されている。
（実施例の説明）
以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。
説明する。
第２図は本発明による空間光変調装置の実施例
を示すブロツク図である。
を示すブロツク図である。
入力像１はインコヒーレント光（白熱電灯）で
照明されてレンズ２で空間光変調管３の光電面３
１へ投影される。
照明されてレンズ２で空間光変調管３の光電面３
１へ投影される。
光電面３１で入力光像は光電子像に変換され、
変換された電子像は加速集束電極３２のレンズ作
用でマイクロチヤンネルプレート３３の入力面に
電子像を結像する。
変換された電子像は加速集束電極３２のレンズ作
用でマイクロチヤンネルプレート３３の入力面に
電子像を結像する。
その電子像はマイクロチヤンネルプレート３３
によつて増倍され、55゜カツトのLiNbO3単結晶板
３４の表面に電荷像を形成する。
によつて増倍され、55゜カツトのLiNbO3単結晶板
３４の表面に電荷像を形成する。
この表面電荷によつて結晶のｘ方向y′方向の屈
折率は次の式でそれぞれ与えられる。
折率は次の式でそれぞれ与えられる。
なおこの明細書において指数の表示は、ＡのＢ
乗はAΛBと表す、との約束によるものとする。
乗はAΛBと表す、との約束によるものとする。
nx≒n0−（n0Λ3）／２
・Δ〔１／（nxΛ2）〕 ……(1)
ny′≒ne′−（ne′Λ3）／２
・Δ〔１／（ny′Λ2）〕 ……(2)
ただし
Δ〔１／（nxΛ2）〕
＝r22Esinθ＋r13Ecosθ
Δ〔１／（ny′Λ2）〕
＝−r22Esinθcos2θ＋r13Ecos3θ
＋r33Esin2θcosθ−2r42Esin2θcosθ
ただし
θ：55゜
n0、ne′：それぞれ電荷の存在しない時のｘ方向、
y′方向の屈折率 Ｅ：電荷の存在により結晶内に生ずる電界 r13、r22、r33、r42：電気光学テンソルの成分を表
す。
y′方向の屈折率 Ｅ：電荷の存在により結晶内に生ずる電界 r13、r22、r33、r42：電気光学テンソルの成分を表
す。
ここでレーザ４からの光を対物レンズ５で拡大
し、ピンホール６で余分な回折光を除去した後、
偏光子７で偏光方向を結晶のｘ軸（またはy′軸）
から45゜の方向（直線偏光）に固定する。
し、ピンホール６で余分な回折光を除去した後、
偏光子７で偏光方向を結晶のｘ軸（またはy′軸）
から45゜の方向（直線偏光）に固定する。
そしてコリメーテイングレンズ８で平行光にし
ハーフミラー９を通して前記結晶３４に裏面側か
ら入射させる。
ハーフミラー９を通して前記結晶３４に裏面側か
ら入射させる。
結晶３４内におけるｘ，y′方向の屈折率が異な
るから、入射した光のｘ方向成分、y′方向の成分
の速度が異なることになる。
るから、入射した光のｘ方向成分、y′方向の成分
の速度が異なることになる。
その結果結晶３４の表面Ａで反射して戻つてく
る光のｘ方向成分、y′方向成分に次の(3)式に示す
位相差が生じ、一般には楕円偏光となつて出力さ
れる。
る光のｘ方向成分、y′方向成分に次の(3)式に示す
位相差が生じ、一般には楕円偏光となつて出力さ
れる。
Γ＝（2π／λ）・｛（ne′−n0）
＋（ne′Λ3）／２・Δ〔１／ny′Λ2）〕
−（n0′Λ3）／２・Δ〔１／（nxΛ2）〕｝×2l
……(3) ここで λ：レーザ４から出力する光の波長 ｌ：結晶３４の厚さ この出力光は偏光子１１を通過させれば、一つ
の偏波方向成分だけが取り出され、スクリーン１
２には入力像１によつて変調されたコヒーレント
光像が得られる。
……(3) ここで λ：レーザ４から出力する光の波長 ｌ：結晶３４の厚さ この出力光は偏光子１１を通過させれば、一つ
の偏波方向成分だけが取り出され、スクリーン１
２には入力像１によつて変調されたコヒーレント
光像が得られる。
このとき(3)式からわかるように、結晶３４の表
面電荷が０の場合であつても Γ0＝（2π／λ）・（ne′−n0）×2l ……(4) のような位相差が生ずる。
面電荷が０の場合であつても Γ0＝（2π／λ）・（ne′−n0）×2l ……(4) のような位相差が生ずる。
第３図は電荷と透過光の明るさＩとの関係を示
すグラフである。
すグラフである。
この測定はスクリーン１２上で行われた。
第３図に実線で示されているように出力像の明
るさＩは電荷σが０の時でもある明るさI′が現れ
る。
るさＩは電荷σが０の時でもある明るさI′が現れ
る。
そのため、動作させる時には一様な電荷σ0（電
荷のバイアス）を加えた状態を出発点とする必要
がある。
荷のバイアス）を加えた状態を出発点とする必要
がある。
また、I′のレベルも(4)式でわかるように結晶厚
に依存するので、結晶によつて異なる。そのため
明るさＩを０とする前記電荷σ0を結晶ごとに設定
する必要がある。
に依存するので、結晶によつて異なる。そのため
明るさＩを０とする前記電荷σ0を結晶ごとに設定
する必要がある。
この発明では、電荷が０のときに出力を０とす
るためにハーフミラー９で反射された光の行路、
コヒーレント光学系の光路中にバイアス補正用の
電気光学結晶１０を挿入してある。
るためにハーフミラー９で反射された光の行路、
コヒーレント光学系の光路中にバイアス補正用の
電気光学結晶１０を挿入してある。
このバイアス補正用の電気光学結晶１０は、
55゜カツトのLiNbO3の電気光学結晶であつて、両
面には電圧を印加するためIn〔1-X〕SnxO3の透
明導電膜１０ａ，１０ｂが高周波スパツタにより
一様に蒸着されている。
55゜カツトのLiNbO3の電気光学結晶であつて、両
面には電圧を印加するためIn〔1-X〕SnxO3の透
明導電膜１０ａ，１０ｂが高周波スパツタにより
一様に蒸着されている。
この透明電膜１０ａ，１０ｂ間に電源２０によ
り直流電圧が印加されている。
り直流電圧が印加されている。
また、結晶１０の軸方向は結晶３４と同様に配
置しておく。
置しておく。
そして、電源２０の電圧を調整して、空間光変
調管３内の電気光学結晶３４の表面に電荷が存在
しない時に出力光レベルが最も暗いレベルになる
ようにする。
調管３内の電気光学結晶３４の表面に電荷が存在
しない時に出力光レベルが最も暗いレベルになる
ようにする。
第３図に空間光変調管３の電気光学結晶３４と
前記バイアス補正用の電気光学結晶１０の総合し
た特性を点線で示す。
前記バイアス補正用の電気光学結晶１０の総合し
た特性を点線で示す。
バイアス補正用の電気光学結晶１０を透過し
た、画像の情報を含みバイアス補正がされた光は
偏光子１１により空間光変調管３の電気光学結晶
３４の表面の電荷の強度分布の情報を含む光に変
換されてスクリーン１２上に投影される。
た、画像の情報を含みバイアス補正がされた光は
偏光子１１により空間光変調管３の電気光学結晶
３４の表面の電荷の強度分布の情報を含む光に変
換されてスクリーン１２上に投影される。
光学演算を行う場合はスクリーン１２は用いな
いで、図示しない光学系によつてコヒーレント光
学処理を行う。
いで、図示しない光学系によつてコヒーレント光
学処理を行う。
前述の実施例では、前記バイアスレベル補正用
の電気光学結晶１０を偏光子１１の直前に配置し
てあるが他の位置に配置しても同様な効果を得る
ことができる。
の電気光学結晶１０を偏光子１１の直前に配置し
てあるが他の位置に配置しても同様な効果を得る
ことができる。
第４図に示すようにバイアスレベル補正用の電
気光学結晶１０を空間光変調管３の管内で電気光
学結晶３４と空間光変調管の読み取りレーザ光の
入射面３５の間に配置することもできる。
気光学結晶１０を空間光変調管３の管内で電気光
学結晶３４と空間光変調管の読み取りレーザ光の
入射面３５の間に配置することもできる。
また第５図に示すように、空間光変調管３の読
み取りレーザ光の入射面として結晶１０を用いる
こともできる。
み取りレーザ光の入射面として結晶１０を用いる
こともできる。
前記実施例装置では、レーザ光源装置に直線偏
光を得るために偏光子７を配置してあるが、レー
ザ発振装置自体が直線偏光された光を出力するこ
とができるときは前記偏光子７は不要である。上
記実施例では、電子源として光電面の場合を示し
たが、電子銃を電子源として書き込みを行う形式
の場合も本発明は同様に適用できる。
光を得るために偏光子７を配置してあるが、レー
ザ発振装置自体が直線偏光された光を出力するこ
とができるときは前記偏光子７は不要である。上
記実施例では、電子源として光電面の場合を示し
たが、電子銃を電子源として書き込みを行う形式
の場合も本発明は同様に適用できる。
（発明の効果）
以上のように、本発明によれば、空間光変調管
において自然複屈折を持つ結晶を用いた場合、そ
の自然複屈折による直流光バイアスを同種の結晶
を配置しその結晶に電圧を印加するという簡単な
構成により、最低にすることができる。
において自然複屈折を持つ結晶を用いた場合、そ
の自然複屈折による直流光バイアスを同種の結晶
を配置しその結晶に電圧を印加するという簡単な
構成により、最低にすることができる。
したがつて、空間光変調管内の電気光学結晶の
表面の電荷に正確に対応するコヒーレント光像を
得ることができる。
表面の電荷に正確に対応するコヒーレント光像を
得ることができる。
第１図は本発明による空間光変調装置で使用す
る電気光学結晶のカツトモードを説明するための
略図である。第２図は本発明による空間光変調装
置の実施例を示すブロツク図である。第３図は電
気光学結晶の特性を説明するためのグラフであ
る。第４図および第５図はそれぞれバイアス補正
用電気光学結晶の配置の変形例を説明するための
断面図である。 １……入力像、２……レーザ光、３……空間光
変調管、３１……光電面、３２……加速集束電
極、３３……マイクロチヤンネルプレート、３４
……電気光学結晶、３５……読み取りレーザ光入
射面、４……レーザ発振器、５……レンズ、６…
…ピンホール板、７……直線偏光用の偏光子、８
……コリメーテイングレンズ、９……ハーフミラ
ー、１０……バイアス補正用電気光学結晶、１０
ａ，１０ｂ……透明導電膜、１１……強度変調を
得るための偏光子、１２……スクリーン（出力
面）、２０……バイアス補正用電気光学結晶の電
源。
る電気光学結晶のカツトモードを説明するための
略図である。第２図は本発明による空間光変調装
置の実施例を示すブロツク図である。第３図は電
気光学結晶の特性を説明するためのグラフであ
る。第４図および第５図はそれぞれバイアス補正
用電気光学結晶の配置の変形例を説明するための
断面図である。 １……入力像、２……レーザ光、３……空間光
変調管、３１……光電面、３２……加速集束電
極、３３……マイクロチヤンネルプレート、３４
……電気光学結晶、３５……読み取りレーザ光入
射面、４……レーザ発振器、５……レンズ、６…
…ピンホール板、７……直線偏光用の偏光子、８
……コリメーテイングレンズ、９……ハーフミラ
ー、１０……バイアス補正用電気光学結晶、１０
ａ，１０ｂ……透明導電膜、１１……強度変調を
得るための偏光子、１２……スクリーン（出力
面）、２０……バイアス補正用電気光学結晶の電
源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 真空気密容器中に形成された電子源、電子源
に対向して配置された自然複屈折を持つ電気光学
結晶および前記電子源から放出された電子により
電荷像を前記電気光学結晶表面に形成する電荷像
形成手段を有する空間光変調管と、前記空間光変
調管の真空気密容器の外から前記電気光学結晶の
裏面に直線偏光されたレーザ光を入射するレーザ
光源装置と、前記電気光学結晶から反射されたレ
ーザ光を通過させて強度情報に変換する偏光子
と、前記電気光学結晶と同種の結晶からなりその
両面間に透明電極が形成されており、前記レーザ
光源装置からのレーザ光が前記偏光子にいたる光
路中に挿入されているバイアスレベル補正用の電
気光学結晶と、前記バイアスレベル補正用の電気
光学結晶の前記透明電極間に電圧を印加する電源
から構成した空間光変調装置。 ２ 前記電気光学結晶は、55゜カツトLiNbO3結晶
である特許請求の範囲第１項記載の空間光変調装
置。 ３ 前記バイアスレベル補正用の電気光学結晶は
前記電気光学結晶から反射されたレーザ光を通過
させて強度情報に変換する偏光子の直前に配置さ
れている特許請求の範囲第１項記載の空間光変調
装置。 ４ 前記バイアスレベル補正用の電気光学結晶は
前記空間光変調管の管内に配置されている特許請
求の範囲第１項記載の空間光変調装置。 ５ 前記バイアスレベル補正用の電気光学結晶は
前記空間光変調管のレーザ光源装置のレーザ光が
入射される窓として配置されている特許請求の範
囲第１項記載の空間光変調装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19966983A JPS6091328A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 空間光変調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19966983A JPS6091328A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 空間光変調装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6091328A JPS6091328A (ja) | 1985-05-22 |
| JPH0230494B2 true JPH0230494B2 (ja) | 1990-07-06 |
Family
ID=16411649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19966983A Granted JPS6091328A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 空間光変調装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6091328A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03290615A (ja) * | 1990-04-09 | 1991-12-20 | Hamamatsu Photonics Kk | 空間光変調装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5796315A (en) * | 1980-12-09 | 1982-06-15 | Sharp Corp | Double-layer type liquid crystal display device |
| JPS57125919A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-05 | Sharp Corp | Two layer type liquid crystal display device |
| JPH0234366B2 (ja) * | 1981-10-09 | 1990-08-02 | Hamamatsu Photonics Kk | Kukanhenchosochi |
-
1983
- 1983-10-25 JP JP19966983A patent/JPS6091328A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6091328A (ja) | 1985-05-22 |
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