JPH09127562A - 光学装置 - Google Patents
光学装置Info
- Publication number
- JPH09127562A JPH09127562A JP28824795A JP28824795A JPH09127562A JP H09127562 A JPH09127562 A JP H09127562A JP 28824795 A JP28824795 A JP 28824795A JP 28824795 A JP28824795 A JP 28824795A JP H09127562 A JPH09127562 A JP H09127562A
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- Japan
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- light
- mirror
- linearly polarized
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- phase conjugate
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光波の位相のみを実時間で変調する。
【解決手段】半透過鏡と空間光変調器と位相共役鏡を用
いた往復光路を持つ光学装置を考案した。
いた往復光路を持つ光学装置を考案した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学装置、更に詳し
くは動的に光の位相を変調して光学系の光学収差を取り
除く光学装置や、動的に光の位相を変調する事で実時間
で光学的パターン認識や光インターコネクション、ホロ
グラムディスプレーなどの光学的情報処理を行う光学装
置に関するものである。
くは動的に光の位相を変調して光学系の光学収差を取り
除く光学装置や、動的に光の位相を変調する事で実時間
で光学的パターン認識や光インターコネクション、ホロ
グラムディスプレーなどの光学的情報処理を行う光学装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来は光波の位相のみを変調する光学装
置には、固体光学結晶や液晶分子が捻られていない平行
配向型液晶素子などを用いた空間光変調素子が使用され
た。
置には、固体光学結晶や液晶分子が捻られていない平行
配向型液晶素子などを用いた空間光変調素子が使用され
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】固体結晶は外部電界に
対する感度が著しく低いため、その動作においては数百
から数千ボルト以上の高電圧が必要とされる。そこで最
近では動作電圧が数ボルト程度である液晶素子が使用さ
れている。しかし一般的に使用されているディスプレー
用の液晶は液晶分子が捻られているため、光波の位相だ
けでなく光の振幅まで変調されてしまう。そこで液晶分
子の捻られていない平行配向型液晶を用いるのが理想で
あるが、一般には市販されていない。また液晶分子が捻
られていないため外部電界に対する応答特性が比較的低
いので、液晶テレビのような時分割駆動を行いにくい。
対する感度が著しく低いため、その動作においては数百
から数千ボルト以上の高電圧が必要とされる。そこで最
近では動作電圧が数ボルト程度である液晶素子が使用さ
れている。しかし一般的に使用されているディスプレー
用の液晶は液晶分子が捻られているため、光波の位相だ
けでなく光の振幅まで変調されてしまう。そこで液晶分
子の捻られていない平行配向型液晶を用いるのが理想で
あるが、一般には市販されていない。また液晶分子が捻
られていないため外部電界に対する応答特性が比較的低
いので、液晶テレビのような時分割駆動を行いにくい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、光源と光源からの光を分ける半透過鏡と半透過鏡を
透過した光波を変調する空間光変調素子と空間光変調素
子で変調された光波を元の方向に反射する位相共役鏡か
ら構成される光学装置を考案した。
に、光源と光源からの光を分ける半透過鏡と半透過鏡を
透過した光波を変調する空間光変調素子と空間光変調素
子で変調された光波を元の方向に反射する位相共役鏡か
ら構成される光学装置を考案した。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明における実施の形態を示す
前に本発明の理解を手助けするため、位相共役鏡に関し
てその効果を簡単に説明する。位相共役鏡の原理等詳し
くは例えば応用物理学会誌９５年６４巻第５号４７６か
ら４７７ページを、液晶素子を用いた位相変調の原理に
関しては著者論文 "Journal of Electronic Imaging”
９３年第２巻第２号９３から９９ページを参照された
い。
前に本発明の理解を手助けするため、位相共役鏡に関し
てその効果を簡単に説明する。位相共役鏡の原理等詳し
くは例えば応用物理学会誌９５年６４巻第５号４７６か
ら４７７ページを、液晶素子を用いた位相変調の原理に
関しては著者論文 "Journal of Electronic Imaging”
９３年第２巻第２号９３から９９ページを参照された
い。
【０００６】図１（ａ）は通常の鏡１０１による光波の
反射の様子を示したもので、よく知られるように反射光
１０５の位相は入射光１０３に比べ半波長だけずれてし
まう。図１（ｂ）は位相共役鏡１０７による光波の反射
の様子を示したもので、入射光と反射光は同位相とな
る。この時、一般には位相共役鏡１０７を動作させるた
めにはポンプ光１０９が必要であるが自己励起型位相共
役鏡の場合はポンプ光１０９は不要である。
反射の様子を示したもので、よく知られるように反射光
１０５の位相は入射光１０３に比べ半波長だけずれてし
まう。図１（ｂ）は位相共役鏡１０７による光波の反射
の様子を示したもので、入射光と反射光は同位相とな
る。この時、一般には位相共役鏡１０７を動作させるた
めにはポンプ光１０９が必要であるが自己励起型位相共
役鏡の場合はポンプ光１０９は不要である。
【０００７】図２に本発明による実施例を示す。レーザ
光源２０１を出射したレーザ光２０３は直線偏光検波素
子２０５により直線偏光にされる。該直線偏光の一部は
半透過鏡２０７を透過し９０度TN型液晶素子２０９に入
射する。このさい入射直線偏光２１１の偏光軸は液晶素
子２０９の入射側液晶分子の配向軸と一致させるとより
精度の高い位相変調が可能となる。この時、液晶素子２
０９を出射した光はよく知られるように入射直線偏光２
１１と比べ90度傾いた直線偏光となる。
光源２０１を出射したレーザ光２０３は直線偏光検波素
子２０５により直線偏光にされる。該直線偏光の一部は
半透過鏡２０７を透過し９０度TN型液晶素子２０９に入
射する。このさい入射直線偏光２１１の偏光軸は液晶素
子２０９の入射側液晶分子の配向軸と一致させるとより
精度の高い位相変調が可能となる。この時、液晶素子２
０９を出射した光はよく知られるように入射直線偏光２
１１と比べ90度傾いた直線偏光となる。
【０００８】この際、液晶素子２０９に充分高い電界を
光軸２１３の方向に印加すると液晶分子は光軸２１３方
向に沿って並ぶため出射直線偏光２１５の偏光軸は保存
され入射直線偏光２１１の偏光軸と同じになる。中間状
態の電界を印加すると出射直線偏光２１５は入射直線偏
光２１１と比べ偏光軸はθ（θは０度以上９０度以下）
だけ傾く。この時、従来技術と同様に液晶分子の誘電異
方性により液晶素子中を通過する光の光学光路長が変わ
るため、液晶素子２０９に印加する電界強度に応じた光
の位相変調が行われる。
光軸２１３の方向に印加すると液晶分子は光軸２１３方
向に沿って並ぶため出射直線偏光２１５の偏光軸は保存
され入射直線偏光２１１の偏光軸と同じになる。中間状
態の電界を印加すると出射直線偏光２１５は入射直線偏
光２１１と比べ偏光軸はθ（θは０度以上９０度以下）
だけ傾く。この時、従来技術と同様に液晶分子の誘電異
方性により液晶素子中を通過する光の光学光路長が変わ
るため、液晶素子２０９に印加する電界強度に応じた光
の位相変調が行われる。
【０００９】液晶素子２０９を通過した出射直線偏光２
１５は位相共役鏡２１７により反射される。位相共役鏡
２１７はポンプ光２１９により励起されるが、始めに述
べた様に自己励起型の場合はポンプ光は不要である。位
相共役鏡２１７を反射した反射光２２１は反射の前後で
位相変化がないため、光学逆進原理より液晶素子２０９
を逆行して出射した光は常に直線偏光２２３となり、そ
の偏光軸は入射直線偏光２１１の偏光軸と一致する。す
なわち液晶素子２０９による位相変調に伴う偏光軸の回
転が常に補正され、ほぼ純粋に光波の位相変調が行われ
る。位相変調された直線偏光２２３は信号光２２５とし
て半透過鏡２０７により取り出される。
１５は位相共役鏡２１７により反射される。位相共役鏡
２１７はポンプ光２１９により励起されるが、始めに述
べた様に自己励起型の場合はポンプ光は不要である。位
相共役鏡２１７を反射した反射光２２１は反射の前後で
位相変化がないため、光学逆進原理より液晶素子２０９
を逆行して出射した光は常に直線偏光２２３となり、そ
の偏光軸は入射直線偏光２１１の偏光軸と一致する。す
なわち液晶素子２０９による位相変調に伴う偏光軸の回
転が常に補正され、ほぼ純粋に光波の位相変調が行われ
る。位相変調された直線偏光２２３は信号光２２５とし
て半透過鏡２０７により取り出される。
【００１０】図３は本発明による別の実施例である。基
本的には図２の装置と同じであるが液晶素子として複屈
折性を持った複屈折型液晶素子３０９が使用される。複
屈折型液晶素子３０９を透過した入射直線偏光３１１は
一般に楕円偏光３１５となる。位相共役鏡３１７で反射
した反射光３２１は反射の前後で位相変化が生じないた
め楕円偏光３１５と同一の楕円偏光となる。よって前記
と同様に光学逆進原理より常に入射直線偏光３１１と同
一の偏光軸を持った直線偏光３２３で、複屈折性液晶素
子３０９により位相変調された信号光３２５が取り出せ
る。尚、図２、図３において入射光と反射光の光路は重
なるが図を見やすくするため意識的にずらしてある。
本的には図２の装置と同じであるが液晶素子として複屈
折性を持った複屈折型液晶素子３０９が使用される。複
屈折型液晶素子３０９を透過した入射直線偏光３１１は
一般に楕円偏光３１５となる。位相共役鏡３１７で反射
した反射光３２１は反射の前後で位相変化が生じないた
め楕円偏光３１５と同一の楕円偏光となる。よって前記
と同様に光学逆進原理より常に入射直線偏光３１１と同
一の偏光軸を持った直線偏光３２３で、複屈折性液晶素
子３０９により位相変調された信号光３２５が取り出せ
る。尚、図２、図３において入射光と反射光の光路は重
なるが図を見やすくするため意識的にずらしてある。
【００１１】
【発明の効果】以上述べてきたように本発明による光学
装置を用いれば従来不可能であった偏光軸の回転を伴う
旋光性や複屈折性を持った光学素子を用いて位相変調の
みを行う事が可能となる。また本装置においては往復光
路を用いているため位相変調量が２倍になる利点も生じ
る。
装置を用いれば従来不可能であった偏光軸の回転を伴う
旋光性や複屈折性を持った光学素子を用いて位相変調の
みを行う事が可能となる。また本装置においては往復光
路を用いているため位相変調量が２倍になる利点も生じ
る。
【図１】本発明の理解を手助けするための図である。
【図２】本発明による位相共役鏡を用いた位相変調光学
装置の実施例を表した図である。
装置の実施例を表した図である。
【図３】本発明による位相共役鏡を用いた位相変調光学
装置の別の実施例を表した図である。
装置の別の実施例を表した図である。
１０１ 鏡 １０３ 入射光 １０５、２２１、３２１ 反射光 １０７、２１７、３１７ 位相共役鏡 １０９、２１９、３１９ ポンプ光 ２０１、３０１ レーザ光源 ２０３、３０３ レーザ光 ２０５、３０５ 直線偏光素子 ２０７、３０７ 半透過鏡 ２０９ ９０度ＴＮ型液晶素子 ３０９ 複屈折型液晶素子 ２１１、３１１ 入射直線偏光 ２１３、３１３ 光軸 ２１５ 出射直線偏光 ３１５ 楕円偏光 ２２３、３２３ 直線偏光 ２２５、３２５ 信号光
Claims (8)
- 【請求項１】 光源と該光源により照明された半透過鏡
と該半透過鏡を出射した光波により照明された空間光変
調素子と該空間光変調素子を出射した光波を反射する反
射鏡から構成され、該反射鏡は位相共役鏡からなる事を
特徴とする光学装置。 - 【請求項２】 請求項１の光学装置において光源として
コヒーレント光源を用いた事を特徴とする光学装置。 - 【請求項３】 コヒーレント光源と該コヒーレント光源
を直線偏光検波する直線偏光素子と、該直線偏光素子を
出射した直線偏光により照明された半透過鏡と該半透過
鏡を出射した直線偏光により照明された空間光変調素子
と該空間光変調素子を出射した光波を反射する反射鏡か
ら構成され、該反射鏡は位相共役鏡からなる事を特徴と
する光学装置。 - 【請求項４】 請求項３の光学装置において反射光が入
射光と同一光路を進むように位相共役鏡を設置した事を
特徴とする光学装置。 - 【請求項５】 請求項４の光学装置において空間光変調
素子としてTN型液晶素子を用いた事を特徴とする光学装
置。 - 【請求項６】 請求項４の光学装置において位相共役鏡
として自己励起型位相共役鏡を用いた事を特徴とする光
学装置。 - 【請求項７】 請求項４の光学装置において空間光変調
素子としてTN型液晶素子を、位相共役鏡として自己励起
型位相共役鏡を用いた事を特徴とする光学装置。 - 【請求項８】 コヒーレント光源と該コヒーレント光源
を直線偏光検波する直線偏光素子と、該直線偏光素子を
出射した直線偏光により照明された半透過鏡と該半透過
鏡を出射した直線偏光により照明された複屈折型光学素
子と該複屈折型光学素子を出射した光波を反射する反射
鏡から構成され、該反射鏡は位相共役鏡からなりかつ反
射光が入射光と同一光路を進むように該位相共役鏡を設
置した事を特徴とする光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28824795A JP3810460B2 (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28824795A JP3810460B2 (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09127562A true JPH09127562A (ja) | 1997-05-16 |
| JP3810460B2 JP3810460B2 (ja) | 2006-08-16 |
Family
ID=17727745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28824795A Expired - Fee Related JP3810460B2 (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3810460B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999019762A1 (fr) * | 1996-04-08 | 1999-04-22 | Herutsu Kogyo Kabushiki Kaisha | Dispositif a reflexion multiple |
| JP2003531515A (ja) * | 2000-04-07 | 2003-10-21 | ザ・リージェンツ・オブ・ジ・ユニバーシティ・オブ・カリフォルニア | 遠隔呼掛け高データ転送速度自由空間レーザ通信リンク |
| JP2006208858A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Hokkaido Univ | ホログラム処理装置およびホログラム処理方法 |
| CN103226238A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-07-31 | 哈尔滨工业大学 | 基于反射式液晶空间光调制器的共焦横向扫描装置与方法 |
| JP2015070547A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | Kddi株式会社 | 光伝送装置 |
| CN109031669A (zh) * | 2018-09-25 | 2018-12-18 | 杭州光粒科技有限公司 | 基于复合功能全息光学元件的紧凑型全息近眼ar显示系统及其应用 |
-
1995
- 1995-11-07 JP JP28824795A patent/JP3810460B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999019762A1 (fr) * | 1996-04-08 | 1999-04-22 | Herutsu Kogyo Kabushiki Kaisha | Dispositif a reflexion multiple |
| JP2003531515A (ja) * | 2000-04-07 | 2003-10-21 | ザ・リージェンツ・オブ・ジ・ユニバーシティ・オブ・カリフォルニア | 遠隔呼掛け高データ転送速度自由空間レーザ通信リンク |
| JP2006208858A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Hokkaido Univ | ホログラム処理装置およびホログラム処理方法 |
| CN103226238A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-07-31 | 哈尔滨工业大学 | 基于反射式液晶空间光调制器的共焦横向扫描装置与方法 |
| JP2015070547A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | Kddi株式会社 | 光伝送装置 |
| CN109031669A (zh) * | 2018-09-25 | 2018-12-18 | 杭州光粒科技有限公司 | 基于复合功能全息光学元件的紧凑型全息近眼ar显示系统及其应用 |
| CN109031669B (zh) * | 2018-09-25 | 2021-03-23 | 杭州光粒科技有限公司 | 紧凑型全息近眼ar显示系统及其应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3810460B2 (ja) | 2006-08-16 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050419 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050608 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051206 |
|
| A521 | Written amendment |
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