JPH0820624B2 - 空間光変調素子 - Google Patents
空間光変調素子Info
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- JPH0820624B2 JPH0820624B2 JP1243207A JP24320789A JPH0820624B2 JP H0820624 B2 JPH0820624 B2 JP H0820624B2 JP 1243207 A JP1243207 A JP 1243207A JP 24320789 A JP24320789 A JP 24320789A JP H0820624 B2 JPH0820624 B2 JP H0820624B2
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- insulating layer
- crystal plate
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- uniaxial
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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
- G02F1/0338—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 structurally associated with a photoconductive layer or having photo-refractive properties
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Description
【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、光学情報処理、画像処理、或いはＸ線画像
検知に用いられる空間光変調素子に関するものであり、
更に詳しくは、電気光学効果と光伝導効果を併わせ有す
る単結晶板を用いて、インコヒーレント画像からコヒー
レント画像への変換、光情報処理、画像処理、光論理演
算等の機能を持つ空間光変調素子、或いはＸ線画像を可
視光画像に変換することが出来る画像変換機能を持つ空
間光変調素子の改良に関するものである。
検知に用いられる空間光変調素子に関するものであり、
更に詳しくは、電気光学効果と光伝導効果を併わせ有す
る単結晶板を用いて、インコヒーレント画像からコヒー
レント画像への変換、光情報処理、画像処理、光論理演
算等の機能を持つ空間光変調素子、或いはＸ線画像を可
視光画像に変換することが出来る画像変換機能を持つ空
間光変調素子の改良に関するものである。
（背景技術） 従来より、ビスマスシリコンオキサイド（BSO:Bi12Si
O20）、ビスマスゲルマニウムオキサイド（BGO:Bi12GeO
20）等の電気光学効果と光伝導効果を併わせ持つ単結晶
板は、画像変換素子、所謂PROM（ポッケルス・リードア
ウト・オプチカル・モジュレータ）素子として、光によ
る二次元画像処理装置や情報処理装置等への利用が種々
研究されてきている。そして、このPROM素子の基本構造
は、第１図に示される如く、例えばBSO単結晶（ウエ
ハ）２の両面に、それぞれ、ポリパラキシレン等からな
る絶縁層4,4を設け、更にその上に酸化インジウム等の
透明電極6,6を設けてなる構造となっている。
O20）、ビスマスゲルマニウムオキサイド（BGO:Bi12GeO
20）等の電気光学効果と光伝導効果を併わせ持つ単結晶
板は、画像変換素子、所謂PROM（ポッケルス・リードア
ウト・オプチカル・モジュレータ）素子として、光によ
る二次元画像処理装置や情報処理装置等への利用が種々
研究されてきている。そして、このPROM素子の基本構造
は、第１図に示される如く、例えばBSO単結晶（ウエ
ハ）２の両面に、それぞれ、ポリパラキシレン等からな
る絶縁層4,4を設け、更にその上に酸化インジウム等の
透明電極6,6を設けてなる構造となっている。
ところで、このようなPROM素子を用いた書込み動作
は、通常、以下のようにして行なわれることとなる。先
ず、BSO結晶２の両面に設けられた電極6,6間に、外部電
源８より所定の電圧を印加し、結晶内部に結晶面に垂直
に均一な電界を形成した状態で、BSO結晶面上に青色光
（450nm程度）による画像を結像させる。BSO結晶２は、
青色域に高い感度を示す光伝導効果を持つため、この書
込み光量に応じて結晶中にキャリアが励起される。そし
て、このキャリアは、印加電圧によって生じた電界によ
って結晶内を移動して絶縁層４に達し、書込み光量分布
に対応した電荷分布を形成する。このキャリアの存在す
る部分では、キャリアの作る電界によって結晶内部の電
界が減少し、これによって書込み光量分布に対応した電
界分布を形成し、それがBSO結晶２中に記録されるので
ある。
は、通常、以下のようにして行なわれることとなる。先
ず、BSO結晶２の両面に設けられた電極6,6間に、外部電
源８より所定の電圧を印加し、結晶内部に結晶面に垂直
に均一な電界を形成した状態で、BSO結晶面上に青色光
（450nm程度）による画像を結像させる。BSO結晶２は、
青色域に高い感度を示す光伝導効果を持つため、この書
込み光量に応じて結晶中にキャリアが励起される。そし
て、このキャリアは、印加電圧によって生じた電界によ
って結晶内を移動して絶縁層４に達し、書込み光量分布
に対応した電荷分布を形成する。このキャリアの存在す
る部分では、キャリアの作る電界によって結晶内部の電
界が減少し、これによって書込み光量分布に対応した電
界分布を形成し、それがBSO結晶２中に記録されるので
ある。
一方、このように記録された画像の読出し動作は、BS
O結晶２の有する電気光学効果を利用することにより行
なわれることとなる。即ち、BSO結晶２は、電気光学効
果により結晶内部の電界強度に比例した複屈折を有して
いる。また、屈折率楕円体の二つの主軸の方向に、電界
方向に垂直とされている。従って、第２図に示されるよ
うに、偏光板（偏光子）10を介して、屈折率楕円体の二
つの主軸の二等分線方向に偏光面を持つ赤色（650nm程
度）の直線偏光光を読出し光として、第１図の如き構成
のPROM素子12に入射せしめると、このPROM素子12のBSO
結晶２の結晶内の局所的電界に応じて、該読出し光は楕
円偏光となるのである。なお、BSO結晶２の光伝導効果
は、赤色域では感度を持たないために、読出し光照射に
よる記録画像の破壊はない。そして、出力側に入力側偏
光板10と直交する偏光板（検光子）14を置くことにによ
り、楕円偏光の楕円率に応じた読出し光強度を得ること
が出来、以てPROM素子12に記録されていた入力画像を読
み出すことが出来るのである。
O結晶２の有する電気光学効果を利用することにより行
なわれることとなる。即ち、BSO結晶２は、電気光学効
果により結晶内部の電界強度に比例した複屈折を有して
いる。また、屈折率楕円体の二つの主軸の方向に、電界
方向に垂直とされている。従って、第２図に示されるよ
うに、偏光板（偏光子）10を介して、屈折率楕円体の二
つの主軸の二等分線方向に偏光面を持つ赤色（650nm程
度）の直線偏光光を読出し光として、第１図の如き構成
のPROM素子12に入射せしめると、このPROM素子12のBSO
結晶２の結晶内の局所的電界に応じて、該読出し光は楕
円偏光となるのである。なお、BSO結晶２の光伝導効果
は、赤色域では感度を持たないために、読出し光照射に
よる記録画像の破壊はない。そして、出力側に入力側偏
光板10と直交する偏光板（検光子）14を置くことにによ
り、楕円偏光の楕円率に応じた読出し光強度を得ること
が出来、以てPROM素子12に記録されていた入力画像を読
み出すことが出来るのである。
なお、PROM素子12のBSO結晶２に記録されている画像
の消去は、BSO結晶２の全面に強い青色光を照射するこ
とにより、行なわれることとなる。
の消去は、BSO結晶２の全面に強い青色光を照射するこ
とにより、行なわれることとなる。
また、PROM素子としては、かくの如き透過型の構造の
他にも、第３図に示される如き反射型の構造のものも知
られている。即ち、そこでは、BSO結晶２の一方の面
に、光を反射させる機能を負荷した金属等からなる反射
電極16を設け、この反射電極16によって読出し光を反射
せしめることにより、画像の読出し光が反射型の構成で
行なわれるようになっている。
他にも、第３図に示される如き反射型の構造のものも知
られている。即ち、そこでは、BSO結晶２の一方の面
に、光を反射させる機能を負荷した金属等からなる反射
電極16を設け、この反射電極16によって読出し光を反射
せしめることにより、画像の読出し光が反射型の構成で
行なわれるようになっている。
さらに、このようなPROM素子に用いられるBSO結晶
は、Ｘ線に対しても光伝導効果を有するものであるとこ
ろから、PROM素子の入力画像の書込み光としてＸ線を用
いても、同様の動作が可能であり、この特性によってＸ
線画像の検知も出来るものである。なお、このようなPR
OM素子は、BSO結晶の他にも、BGO結晶等を用いても構成
され、上記と同様な機能を得ることが出来る。
は、Ｘ線に対しても光伝導効果を有するものであるとこ
ろから、PROM素子の入力画像の書込み光としてＸ線を用
いても、同様の動作が可能であり、この特性によってＸ
線画像の検知も出来るものである。なお、このようなPR
OM素子は、BSO結晶の他にも、BGO結晶等を用いても構成
され、上記と同様な機能を得ることが出来る。
ところで、このようなPROM素子においては、上述のよ
うに、絶縁層（４）は必要不可欠なものであり、そして
この絶縁層の材料として要求される特性には、加工性に
優れ、均一な厚みの絶縁層を安定して作製することが出
来ることの他、絶縁層の厚みを薄くすることが出来るこ
と、及び絶縁材の誘電率が高いことが、挙げられる。
うに、絶縁層（４）は必要不可欠なものであり、そして
この絶縁層の材料として要求される特性には、加工性に
優れ、均一な厚みの絶縁層を安定して作製することが出
来ることの他、絶縁層の厚みを薄くすることが出来るこ
と、及び絶縁材の誘電率が高いことが、挙げられる。
けだし、BSO結晶の両面に絶縁層を有する上述のPROM
素子（12）において、素子の印加電圧:VOと、そのうちB
SO結晶に印加される電圧:VBSOの比は、下式にて示され
る。
素子（12）において、素子の印加電圧:VOと、そのうちB
SO結晶に印加される電圧:VBSOの比は、下式にて示され
る。
但し、εBSO:BSO結晶の誘電率、 dBSO:BSO結晶の厚さ、 εg:絶縁材の誘電率、 dg:絶縁層の厚さ。
ここで、絶縁層での電圧降下の少ない、効率的な電圧
の印加を行なうためには、VO/VBSOの値がなるべく１に
近くなる素子の設計を行なう必要があり、そして上式で
dgが小さくなる程、その比は１に近づくのであり、それ
故に絶縁層は薄い方が有利となるのである。なお、解像
度に関しても、かかるdgが小さい方が有利であることが
知られている。
の印加を行なうためには、VO/VBSOの値がなるべく１に
近くなる素子の設計を行なう必要があり、そして上式で
dgが小さくなる程、その比は１に近づくのであり、それ
故に絶縁層は薄い方が有利となるのである。なお、解像
度に関しても、かかるdgが小さい方が有利であることが
知られている。
また、上記と同じ理由により、εｇが大きくなる程、
かかるVO/VBSOの比は１に近づき、従って誘電率は高い
ことが望まれるのである。なお、解像度に関しても、か
かるεｇの大きい方が有利であることが知られている。
かかるVO/VBSOの比は１に近づき、従って誘電率は高い
ことが望まれるのである。なお、解像度に関しても、か
かるεｇの大きい方が有利であることが知られている。
さらに、絶縁層の材料として要求される特性として
は、その他、耐電圧が高いこと（特に、絶縁層が薄い状
態で、耐電圧性を示す必要がある）、絶縁抵抗値が大き
いこと、透光性を示し、複屈折を持たないこと、耐化学
性、耐候性、耐熱性等に優れ、長期間の信頼性がおける
こと等を挙げることが出来る。
は、その他、耐電圧が高いこと（特に、絶縁層が薄い状
態で、耐電圧性を示す必要がある）、絶縁抵抗値が大き
いこと、透光性を示し、複屈折を持たないこと、耐化学
性、耐候性、耐熱性等に優れ、長期間の信頼性がおける
こと等を挙げることが出来る。
これに対して、従来から、幾つかの絶縁層材料が提案
されており、例えば特開昭54−48262号公報、特開昭57
−49916号公報、特開昭63−110416号公報等において、
有機絶縁物のポリパラキシレン、ポリスチレンが、また
無機絶縁物のMgF2、マイカ、等方性酸化物単結晶のBi4S
i3O12,Bi3Ge4O12等が明らかにされている。
されており、例えば特開昭54−48262号公報、特開昭57
−49916号公報、特開昭63−110416号公報等において、
有機絶縁物のポリパラキシレン、ポリスチレンが、また
無機絶縁物のMgF2、マイカ、等方性酸化物単結晶のBi4S
i3O12,Bi3Ge4O12等が明らかにされている。
しかしながら、有機絶縁物であるポリパラキシレンは
低融点であり、耐熱性に劣るため、酸化インジウム等の
透明電極を絶縁層上にスパッタ法により形成するために
は、BSO単結晶の冷却、Ar、O2圧、空間磁場の調整、ス
パッタ電力のコントロールのためにDCスパッタ法の採用
が必要となるのであって、またその最適化は非常に困難
であり、加えてポリパラキシレンは湿度で劣化し易いた
め、気密容器に入れ、乾燥窒素ガス中に封入する必要が
あって、素子構造が複雑になる問題を内在している。
低融点であり、耐熱性に劣るため、酸化インジウム等の
透明電極を絶縁層上にスパッタ法により形成するために
は、BSO単結晶の冷却、Ar、O2圧、空間磁場の調整、ス
パッタ電力のコントロールのためにDCスパッタ法の採用
が必要となるのであって、またその最適化は非常に困難
であり、加えてポリパラキシレンは湿度で劣化し易いた
め、気密容器に入れ、乾燥窒素ガス中に封入する必要が
あって、素子構造が複雑になる問題を内在している。
また、ポリスチレンを絶縁層材料とする場合には、絶
縁耐圧が不足し、絶縁層の機械的強度も小さいため、素
子の寿命が短い等という問題点を有しているのである。
縁耐圧が不足し、絶縁層の機械的強度も小さいため、素
子の寿命が短い等という問題点を有しているのである。
さらに、絶縁層として無機絶縁物のマイカを用いた場
合には、マイカ自体が複屈折材料であるために、BSO結
晶の電気光学効果によって生じる複屈折とマイカの複屈
折の両方で、直線偏光に位相差が生じるところから、PR
OM素子に電圧を印加した時としない時の比、所謂コント
ラスト比が低下すること、ピンホールから絶縁破壊を起
こすこと、更にマイカは劈開性を利用して薄板を作製す
るため、層厚管理が困難であり、素子性能がばらつく等
の問題を内在しているのである。
合には、マイカ自体が複屈折材料であるために、BSO結
晶の電気光学効果によって生じる複屈折とマイカの複屈
折の両方で、直線偏光に位相差が生じるところから、PR
OM素子に電圧を印加した時としない時の比、所謂コント
ラスト比が低下すること、ピンホールから絶縁破壊を起
こすこと、更にマイカは劈開性を利用して薄板を作製す
るため、層厚管理が困難であり、素子性能がばらつく等
の問題を内在しているのである。
更にまた、MgF2材料を使用する場合にあっても、絶縁
抵抗が1010Ωcm程度と低いこと、絶縁耐圧が低いこと、
吸湿等のために充分な絶縁層とはならない問題があり、
またBi4Si3O12やBi3Ge4O12の場合にあっても、誘電率が
16程度で充分高いとは言えない問題を内在している。
抵抗が1010Ωcm程度と低いこと、絶縁耐圧が低いこと、
吸湿等のために充分な絶縁層とはならない問題があり、
またBi4Si3O12やBi3Ge4O12の場合にあっても、誘電率が
16程度で充分高いとは言えない問題を内在している。
このように、上記の如き従来の絶縁層材料には、安定
した絶縁性能が得られない；絶縁層の厚み管理を行ない
難い；素子構造が複雑になる；コントラスト比が劣化す
る、等の問題点が内在しているのである。
した絶縁性能が得られない；絶縁層の厚み管理を行ない
難い；素子構造が複雑になる；コントラスト比が劣化す
る、等の問題点が内在しているのである。
一方、「OPTICS COMMUNICATIONS」Vol.71、No.1,2、
p.29〜34（1 May 1989）には、峯本等により、一軸酸化
物単結晶を電気光学効果を持つ方位で使用して絶縁層を
形成し、BSO結晶内と絶縁層内の電気光学効果を重畳し
て利用した、小さな半波長電圧（Ｖπ）を有するPROM素
子が提案されている。しかしながら、このような素子で
は、読出し像の陽画像コントラストが良くない上に、絶
縁層の電気光学効果を利用するため、読出し光の入射角
依存性があり、使いづらい点が問題となっている。
p.29〜34（1 May 1989）には、峯本等により、一軸酸化
物単結晶を電気光学効果を持つ方位で使用して絶縁層を
形成し、BSO結晶内と絶縁層内の電気光学効果を重畳し
て利用した、小さな半波長電圧（Ｖπ）を有するPROM素
子が提案されている。しかしながら、このような素子で
は、読出し像の陽画像コントラストが良くない上に、絶
縁層の電気光学効果を利用するため、読出し光の入射角
依存性があり、使いづらい点が問題となっている。
（解決課題） ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為
されたものであって、その解決課題とするところは、素
子の半波長電圧が低く、高い解像度を示し、またコント
ラスト比が高く、安定した絶縁性能を有する、絶縁層の
厚み管理が容易なPROM素子を提供することにある。
されたものであって、その解決課題とするところは、素
子の半波長電圧が低く、高い解像度を示し、またコント
ラスト比が高く、安定した絶縁性能を有する、絶縁層の
厚み管理が容易なPROM素子を提供することにある。
（解決手段） そして、本発明は、上記の如き課題を解決するため
に、電気光学効果と光伝導効果を有する単結晶板と、該
単結晶板の少なくとも一方の面に設けられた、光を透過
し得る絶縁層と、該絶縁層及び前記単結晶板に所定の電
界を加える透明電極とを有する空間光変調素子におい
て、該絶縁層を一軸酸化物単結晶にて構成すると共に、
該一軸酸化物単結晶を、自然複屈折を示さず、且つ印加
される電界方向において電気光学効果を示さない方位で
用いたことを特徴とする空間光変調素子を、その要旨と
するものである。
に、電気光学効果と光伝導効果を有する単結晶板と、該
単結晶板の少なくとも一方の面に設けられた、光を透過
し得る絶縁層と、該絶縁層及び前記単結晶板に所定の電
界を加える透明電極とを有する空間光変調素子におい
て、該絶縁層を一軸酸化物単結晶にて構成すると共に、
該一軸酸化物単結晶を、自然複屈折を示さず、且つ印加
される電界方向において電気光学効果を示さない方位で
用いたことを特徴とする空間光変調素子を、その要旨と
するものである。
また、本発明は、電気光学効果と光伝導効果を有する
単結晶板と、該単結晶板の一方の面に設けられた、光を
透過し得る絶縁層と、該単結晶板の他方の面に設けられ
た、読出し光の反射面を兼ねる反射電極と、前記絶縁層
上に設けられて、該絶縁層及び前記単結晶板に、前記反
射電極と協働して所定の電界を加える透明電極とを有す
る空間光変調素子において、該絶縁層を一軸酸化物単結
晶にて構成すると共に、該一軸酸化物単結晶を、自然複
屈折を示さず、且つ印加される電界方向において電気光
学効果を示さない方位で用いたことを特徴とする空間光
変調素子をも、その要旨とするものである。
単結晶板と、該単結晶板の一方の面に設けられた、光を
透過し得る絶縁層と、該単結晶板の他方の面に設けられ
た、読出し光の反射面を兼ねる反射電極と、前記絶縁層
上に設けられて、該絶縁層及び前記単結晶板に、前記反
射電極と協働して所定の電界を加える透明電極とを有す
る空間光変調素子において、該絶縁層を一軸酸化物単結
晶にて構成すると共に、該一軸酸化物単結晶を、自然複
屈折を示さず、且つ印加される電界方向において電気光
学効果を示さない方位で用いたことを特徴とする空間光
変調素子をも、その要旨とするものである。
なお、このような空間光変調素子において、絶縁層
は、通常、LiNbO3結晶,LiTaO3結晶、若しくはTiO2（ル
チル）結晶を（001）軸カットで切り出した一軸酸化物
単結晶板にて形成されることとなる。
は、通常、LiNbO3結晶,LiTaO3結晶、若しくはTiO2（ル
チル）結晶を（001）軸カットで切り出した一軸酸化物
単結晶板にて形成されることとなる。
（具体的構成） 要するに、本発明に従う空間光変調素子は、第１図や
第３図に示される如き構造の従来の空間光変調素子にお
いて、その絶縁層（４）を一軸酸化物単結晶にて構成す
ると共に、かかる一軸酸化物単結晶を、自然複屈折を示
さない、且つ印加される電界方向（図において左右方
向）において、電気光学効果を示さない方位で用いたも
のである。従って、そのような空間光変調素子におけ
る、電気光学効果と光伝導効果とを有する単結晶板
（２）は、例えばビスマスシリコンオキサイド（Bi12Si
O20）やビスマスゲルマニウムオキサイド（Bi12GeO20）
等の公知の単結晶材料から構成されることとなる。な
お、この単結晶板は、一般に10μｍ〜5mm程度の厚さを
有するものであって、この両面が公知の適宜の手法に従
って研磨されたものが用いられることとなる。また、書
込み光或いは読出し光にコヒーレント光が用いられる場
合にあっては、単結晶板（２）は、その一方の面が他方
の面に対して15′〜25′の傾斜面となるようにテーパー
が付けられる。
第３図に示される如き構造の従来の空間光変調素子にお
いて、その絶縁層（４）を一軸酸化物単結晶にて構成す
ると共に、かかる一軸酸化物単結晶を、自然複屈折を示
さない、且つ印加される電界方向（図において左右方
向）において、電気光学効果を示さない方位で用いたも
のである。従って、そのような空間光変調素子におけ
る、電気光学効果と光伝導効果とを有する単結晶板
（２）は、例えばビスマスシリコンオキサイド（Bi12Si
O20）やビスマスゲルマニウムオキサイド（Bi12GeO20）
等の公知の単結晶材料から構成されることとなる。な
お、この単結晶板は、一般に10μｍ〜5mm程度の厚さを
有するものであって、この両面が公知の適宜の手法に従
って研磨されたものが用いられることとなる。また、書
込み光或いは読出し光にコヒーレント光が用いられる場
合にあっては、単結晶板（２）は、その一方の面が他方
の面に対して15′〜25′の傾斜面となるようにテーパー
が付けられる。
そして、このような単結晶板（２）の少なくとも一方
の面に対して、本発明に従う絶縁層（４）が設けられる
のである。即ち、この絶縁層（４）は、LiNbO3結晶、Li
TaO3結晶、ルチル（TiO2）結晶の如き一軸酸化物単結晶
にて構成され、それら単結晶の（001）軸カットにて切
り出されたもの（板状体）を用いて形成されている。こ
のような（001）軸カット、所謂Ｚ軸カットにより、自
然複屈折を有するために絶縁層として使用することが出
来なかった一軸酸化物単結晶を、その自然複屈折の影響
を除いて、また印加される電界方向において電気光学効
果を示さない方位で絶縁層（４）として用いることが出
来るのである。なお、かかる絶縁層（４）の厚みとして
は適宜に設定されることとなるが、一般に、５μｍ〜10
0μｍ程度が好適に採用される。
の面に対して、本発明に従う絶縁層（４）が設けられる
のである。即ち、この絶縁層（４）は、LiNbO3結晶、Li
TaO3結晶、ルチル（TiO2）結晶の如き一軸酸化物単結晶
にて構成され、それら単結晶の（001）軸カットにて切
り出されたもの（板状体）を用いて形成されている。こ
のような（001）軸カット、所謂Ｚ軸カットにより、自
然複屈折を有するために絶縁層として使用することが出
来なかった一軸酸化物単結晶を、その自然複屈折の影響
を除いて、また印加される電界方向において電気光学効
果を示さない方位で絶縁層（４）として用いることが出
来るのである。なお、かかる絶縁層（４）の厚みとして
は適宜に設定されることとなるが、一般に、５μｍ〜10
0μｍ程度が好適に採用される。
このように、絶縁層（４）として、一軸酸化物単結晶
を特定の方位で用いることにより、その自然複屈折や電
気光学効果の影響が除かれ、以て一軸酸化物単結晶の高
い誘電率（例えば、LiTaO3ではε＝46、ルチルではε＝
170）、透明性、容易な加工性等の特徴を利用して、有
効な絶縁層と為し得たのであり、これにより、半波長電
圧（Ｖπ）が低く、高い解像度のPROM素子を得ることが
出来ることとなったのである。また、そのような素子は
コントラスト比が高く、安定した絶縁性能を有すると共
に、絶縁層の厚み管理が容易であり、安定した性能を持
つ素子となるのであり、更には構造においても簡単とな
り得るものである。
を特定の方位で用いることにより、その自然複屈折や電
気光学効果の影響が除かれ、以て一軸酸化物単結晶の高
い誘電率（例えば、LiTaO3ではε＝46、ルチルではε＝
170）、透明性、容易な加工性等の特徴を利用して、有
効な絶縁層と為し得たのであり、これにより、半波長電
圧（Ｖπ）が低く、高い解像度のPROM素子を得ることが
出来ることとなったのである。また、そのような素子は
コントラスト比が高く、安定した絶縁性能を有すると共
に、絶縁層の厚み管理が容易であり、安定した性能を持
つ素子となるのであり、更には構造においても簡単とな
り得るものである。
なお、かかる本発明に従う絶縁層（４）の形成には、
所定厚さに研磨した絶縁材（一軸酸化物単結晶）を、後
述の基板ガラス上または単結晶板上に接着剤で張り付け
る方法や、基板上に張り付けた厚い絶縁材（一軸酸化物
単結晶）を所定の厚さまで研磨する方法等が適宜に採用
されることとなる。また、絶縁層（４）の形成に際して
用いられる接着剤としては、シリコーン系接着剤、アク
リル系接着剤、エポキシ系接着剤等の公知の光学用接着
剤が用いられる。
所定厚さに研磨した絶縁材（一軸酸化物単結晶）を、後
述の基板ガラス上または単結晶板上に接着剤で張り付け
る方法や、基板上に張り付けた厚い絶縁材（一軸酸化物
単結晶）を所定の厚さまで研磨する方法等が適宜に採用
されることとなる。また、絶縁層（４）の形成に際して
用いられる接着剤としては、シリコーン系接着剤、アク
リル系接着剤、エポキシ系接着剤等の公知の光学用接着
剤が用いられる。
また、単結晶板（２）の少なくとも一方の面に形成さ
れた絶縁層（４）の外側の面には、酸化インジウム膜、
酸化スズ膜、ITO膜等の公知の透明な導電性膜からなる
透明電極（６）が設けられるが、そのような透明電極
（６）は、例えば、絶縁層の上に透明電極を形成する方
法や基板ガラス上に透明電極を形成し、その上に絶縁層
と単結晶板を設ける方法等によって形成される。
れた絶縁層（４）の外側の面には、酸化インジウム膜、
酸化スズ膜、ITO膜等の公知の透明な導電性膜からなる
透明電極（６）が設けられるが、そのような透明電極
（６）は、例えば、絶縁層の上に透明電極を形成する方
法や基板ガラス上に透明電極を形成し、その上に絶縁層
と単結晶板を設ける方法等によって形成される。
さらに、本発明において、第３図に示される如き、反
射型の空間光変調素子構造を採用する場合において、単
結晶板（２）の他方の面に設けられる（読出し）光の反
射面をも兼ねる反射電極（16）は、金、銀、白金、アル
ミニウム等の導電性金属を用いて蒸着或いはスパッタ法
等によって形成されることとなる。
射型の空間光変調素子構造を採用する場合において、単
結晶板（２）の他方の面に設けられる（読出し）光の反
射面をも兼ねる反射電極（16）は、金、銀、白金、アル
ミニウム等の導電性金属を用いて蒸着或いはスパッタ法
等によって形成されることとなる。
また、このようなPROM素子の表面には、透明な反射防
止膜が好適に設けられることとなる。この反射防止膜
は、例えばSiO2とTiO2の多層膜等からなるものである。
止膜が好適に設けられることとなる。この反射防止膜
は、例えばSiO2とTiO2の多層膜等からなるものである。
なお、本発明は、以上の具体的説明並びに好ましい実
施態様のみに限定されるものでは決してなく、本発明の
趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づい
て種々なる変更、修正、改良等を加えた形態において実
施され得るものであり、本発明が、またそのような実施
態様のものをも含むものであることが、理解されるべき
である。
施態様のみに限定されるものでは決してなく、本発明の
趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づい
て種々なる変更、修正、改良等を加えた形態において実
施され得るものであり、本発明が、またそのような実施
態様のものをも含むものであることが、理解されるべき
である。
（実施例） 以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本
発明の代表的な実施例を示すが、本発明が、また、その
ような実施例の記載によって、何等制限的に解釈される
ものでないことも、言うまでもないところである。
発明の代表的な実施例を示すが、本発明が、また、その
ような実施例の記載によって、何等制限的に解釈される
ものでないことも、言うまでもないところである。
形状が15mm角、厚みが300μｍ、テーパー角が15′
の、（001）軸カットを行なって得たBi12SiO20結晶ウエ
ハを用い、その両面に、それぞれ、厚さが32μｍの（00
1）軸カットしたLiTaO3を、光学用エポキシ系接着剤で
貼り合わせ、更に両面に酸化スズ膜で透明電極を形成し
た基板ガラスを貼り合わせた。また、基板ガラスの素子
表面側には、誘電体多層膜からなる反射防止膜を設け
た。
の、（001）軸カットを行なって得たBi12SiO20結晶ウエ
ハを用い、その両面に、それぞれ、厚さが32μｍの（00
1）軸カットしたLiTaO3を、光学用エポキシ系接着剤で
貼り合わせ、更に両面に酸化スズ膜で透明電極を形成し
た基板ガラスを貼り合わせた。また、基板ガラスの素子
表面側には、誘電体多層膜からなる反射防止膜を設け
た。
そして、このようにして得られた素子を用いて、それ
に電圧を加え、He−Neレーザー光を透過せしめ、その透
過光強度をホトマルチメーターで測定し、印加電圧に対
する透過光強度から半波長電圧（Ｖπ）を測定したとこ
ろ、8KVとなり、従来より低い特性を得ることが出来
た。
に電圧を加え、He−Neレーザー光を透過せしめ、その透
過光強度をホトマルチメーターで測定し、印加電圧に対
する透過光強度から半波長電圧（Ｖπ）を測定したとこ
ろ、8KVとなり、従来より低い特性を得ることが出来
た。
また、青色CRTで解像度測定チャートを書込み画像と
して書き込み、He−Neレーザー光で読み出した像をCCD
カメラで撮影し、画像解像装置でコントラスト比を測定
して、PROM素子の解像度を測定した。その結果、解像度
に関しては、従来の素子より約25％程度向上することが
認められた。
して書き込み、He−Neレーザー光で読み出した像をCCD
カメラで撮影し、画像解像装置でコントラスト比を測定
して、PROM素子の解像度を測定した。その結果、解像度
に関しては、従来の素子より約25％程度向上することが
認められた。
（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明に従う空間光
変調素子においては、半波長電圧が低く、高い解像度を
得ることが出来るものであり、また特性指標の一つであ
るコントラスト比の向上も効果的に達成され、更には安
定した絶縁性能を有する素子となる他、絶縁層の厚み管
理も容易であり、簡単な素子構造となる等の数々の効果
を奏し得るものであり、そこに、本発明の大きな工業的
意義が存するのである。
変調素子においては、半波長電圧が低く、高い解像度を
得ることが出来るものであり、また特性指標の一つであ
るコントラスト比の向上も効果的に達成され、更には安
定した絶縁性能を有する素子となる他、絶縁層の厚み管
理も容易であり、簡単な素子構造となる等の数々の効果
を奏し得るものであり、そこに、本発明の大きな工業的
意義が存するのである。
第１図は、透過型の空間光変調素子の基本的な構造を示
す概略説明図であり、第２図は、そのような素子を用い
た空間光変調システムの概略説明図であり、第３図は、
反射型の空間光変調素子の基本的な構成を示す概略説明
図である。 2:単結晶板、4:絶縁層 6:透明電極、8:電源 10,14:偏光板、12:PROM素子 16:反射電極
す概略説明図であり、第２図は、そのような素子を用い
た空間光変調システムの概略説明図であり、第３図は、
反射型の空間光変調素子の基本的な構成を示す概略説明
図である。 2:単結晶板、4:絶縁層 6:透明電極、8:電源 10,14:偏光板、12:PROM素子 16:反射電極
Claims (5)
- 【請求項１】電気光学効果と光伝導効果を有する単結晶
板と、該単結晶板の少なくとも一方の面に設けられた、
光を透過し得る絶縁層と、該絶縁層及び前記単結晶板に
所定の電界を加える透明電極とを有する空間光変調素子
において、 該絶縁層を一軸酸化物単結晶にて構成すると共に、該一
軸酸化物単結晶を、自然複屈折を示さず、且つ印加され
る電界方向において電気光学効果を示さない方位で用い
たことを特徴とする空間光変調素子。 - 【請求項２】電気光学効果と光伝導効果を有する単結晶
板と、該単結晶板の一方の面に設けられた、光を透過し
得る絶縁層と、該単結晶板の他方の面に設けられた、読
出し光の反射面を兼ねる反射電極と、前記絶縁層上に設
けられて、該絶縁層及び前記単結晶板に、前記反射電極
と協働して所定の電界を加える透明電極とを有する空間
光変調素子において、 該絶縁層を一軸酸化物単結晶にて構成すると共に、該一
軸酸化物単結晶を、自然複屈折を示さず、且つ印加され
る電界方向において電気光学効果を示さない方位で用い
たことを特徴とする空間光変調素子。 - 【請求項３】前記絶縁層が、LiNbO3結晶を（001）軸カ
ットで切り出した一軸酸化物単結晶板にて構成されてい
る請求項（１）または（２）記載の空間光変調素子。 - 【請求項４】前記絶縁層が、LiTaO3結晶を（001）軸カ
ットで切り出した一軸酸化物単結晶板にて構成されてい
る請求項（１）または（２）記載の空間光変調素子。 - 【請求項５】前記絶縁層が、TiO2（ルチル）結晶を（00
1）軸カットで切り出した一軸酸化物単結晶板にて構成
されている請求項（１）または（２）記載の空間光変調
素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1243207A JPH0820624B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 空間光変調素子 |
| EP90310200A EP0419211B1 (en) | 1989-09-19 | 1990-09-18 | Spatial light modulating element using uniaxial single crystal of oxide as insulating layer |
| DE69015298T DE69015298T2 (de) | 1989-09-19 | 1990-09-18 | Element zur räumlichen Lichtmodulation mit uniaxialem Oxideinkristall als Isolierschicht. |
| US07/584,612 US5085503A (en) | 1989-09-19 | 1990-09-19 | Spatial light modulating element using uniaxial single crystal of oxide as insulating layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1243207A JPH0820624B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 空間光変調素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03105309A JPH03105309A (ja) | 1991-05-02 |
| JPH0820624B2 true JPH0820624B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=17100426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1243207A Expired - Lifetime JPH0820624B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 空間光変調素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5085503A (ja) |
| EP (1) | EP0419211B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0820624B2 (ja) |
| DE (1) | DE69015298T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5221989A (en) * | 1991-11-13 | 1993-06-22 | Northrop Corporation | Longitudinal plzt spatial light modulator |
| US5477519A (en) * | 1994-06-07 | 1995-12-19 | The Board Of Regents Of The University Of Michigan | Data storage using pulsed optical domain reversal |
| US6211993B1 (en) * | 1996-05-20 | 2001-04-03 | Nz Applied Technologies Corporation | Thin film ferroelectric light modulators |
| EP3290997B1 (en) * | 2016-09-02 | 2020-07-01 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Magneto-optical light modulator |
| US10855047B1 (en) * | 2018-11-06 | 2020-12-01 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Passively cavity-dumped laser apparatus, system and methods |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3446966A (en) * | 1965-07-28 | 1969-05-27 | Bell Telephone Labor Inc | Optical linbo3 modulator |
| GB1143040A (en) * | 1967-10-12 | 1969-02-19 | Standard Telephones Cables Ltd | Electro-optical modulator |
| US3938878A (en) * | 1970-01-09 | 1976-02-17 | U.S. Philips Corporation | Light modulator |
| JPS607766B2 (ja) * | 1977-09-24 | 1985-02-27 | 住友電気工業株式会社 | 画像変換素子 |
| JPS5749916A (en) * | 1980-09-11 | 1982-03-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Image converting element |
| JPS6210410A (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-19 | 財団法人 工業技術研究院 | ４サイクルエンジン |
| SU1479909A1 (ru) * | 1986-04-14 | 1989-05-15 | Предприятие П/Я А-3771 | Электрооптический модул тор |
| JPS63110416A (ja) * | 1986-10-28 | 1988-05-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光画像素子 |
-
1989
- 1989-09-19 JP JP1243207A patent/JPH0820624B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-09-18 EP EP90310200A patent/EP0419211B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-09-18 DE DE69015298T patent/DE69015298T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-09-19 US US07/584,612 patent/US5085503A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69015298T2 (de) | 1995-08-31 |
| JPH03105309A (ja) | 1991-05-02 |
| EP0419211A2 (en) | 1991-03-27 |
| EP0419211A3 (en) | 1992-01-08 |
| US5085503A (en) | 1992-02-04 |
| EP0419211B1 (en) | 1994-12-21 |
| DE69015298D1 (de) | 1995-02-02 |
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