JPH1039265A

JPH1039265A - 電気光学素子

Info

Publication number: JPH1039265A
Application number: JP8215268A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ogawa; 剛小川; Masahiro Yamada; 正裕山田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-02-13
Anticipated expiration: 2016-07-26
Also published as: JP3883613B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光ビームの偏光状態を高速で正確に制御し、
かつ、光ビームを所望の強度で移行できる電気光学素子
を提供し、その電気光学素子を用いた波長フィルタ、光
強度変調器等を提供すること。【解決手段】強誘電性基板１と、この強誘電性基板１
中に所定形状に形成された分極反転ドメイン２とを有
し、この分極反転ドメイン２のドメイン壁２ａ、２ｂの
少なくとも一つが前記強誘電性基板１の主面３、４に対
して垂直もしくはほぼ垂直であり、光ビーム５１が前記
ドメイン壁を少なくとも二つ通過するように構成され、
かつ、光ビーム５１の伝搬方向に沿う、主面３、４とは
異なる強誘電性基板１の側面５、６に電極４１、４２が
設けられ、これら電極間に電圧を印加して入射光の偏波
方向を変化させる電気光学素子１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気光学素子に関
し、特に電気光学効果を利用して光ビームの偏光状態を
制御する電気光学素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、強誘電体の電気光学効果を利用し
た種々の光ビームの制御が盛んに行われている。電気光
学効果は、その応答速度が高速であるため、その特性を
用いて光ビームの高速な強度変調器や位相変調器などが
作製されている。

【０００３】光ビームの偏光状態を制御する素子として
は、異方性結晶を用いたλ／２、λ／４等の位相板があ
る。

【０００４】しかし、これらの位相板により光ビームの
偏光状態を制御するためには、その位相板自体を回転さ
せ、入射光の偏波面に対してその結晶軸を調整している
が、これは機械的な動作となってしまうため、その制御
速度は遅く、また偏光状態の制御性が不十分となること
がある。

【０００５】また、特定の偏光状態の光ビームを取り出
す偏光器として、偏光子と検光子とを組み合わせて構成
した装置がある。偏光子から出射される光ビームは、理
想的には、偏光状態が一定した完全偏光であることが望
ましいが、実際には他の偏光成分を含んでいるため、こ
れをカットする検光子を用いている。

【０００６】しかし、このような偏光子と検光子との組
み合わせにおいては、光ビームの強度（パワー）移行率
が十分ではなく、またその強度の制御も容易ではない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光ビ
ームの偏光状態を高速で正確に制御でき、かつ、光ビー
ムを所定の強度で所定の偏光状態に移行できる電気光学
素子、例えば波長フィルタ、光強度変調器等を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、強誘電
性基体と、この強誘電性基体中に所定形状に形成された
分極反転ドメインとを有し、この分極反転ドメインのド
メイン壁の少なくとも一つが前記強誘電性基体の主面に
対して垂直もしくはほぼ垂直であり、光ビームが前記ド
メイン壁を少なくとも二つ通過するように構成され、か
つ、前記光ビームの伝搬方向に沿う、前記主面とは異な
る前記強誘電性基体の側面に電極が設けられている電気
光学素子（以下、本発明の電気光学素子又は素子と称す
る。）に係るものである。

【０００９】ここで、上記の「主面とは異なる前記強誘
電性基体の側面」とは、例えば図１に示すように、光ビ
ームの伝搬方向をｘ、強誘電性基体の自発分極の方向を
ｚとしたときの（ｘ，ｙ，ｚ）直交座標系において、強
誘電性基体のｙ軸方向における面（図１では側面５、
６）を意味する。

【００１０】本発明の電気光学素子によれば、本発明の
電気光学素子の、主面とは異なる強誘電性基体の側面に
設けられた電極に所定の電圧を印加することによって、
光ビームが分極反転ドメイン中で偏光状態が変化せしめ
られて、ドメイン壁を少なくとも二つ通過してドメイン
から出射するので、光ビームの偏光状態を高速で正確に
制御することが可能であり、かつ、光ビームのパワーも
所定の強度で移行させることができる。

【００１１】また、ドメイン壁が強誘電性基体の主面に
垂直もしくはほぼ垂直になるように選ぶことにより、素
子中の光ビームの伝搬方向が常に主面に平行になり、素
子中で光ビームを安定して伝搬することができる。

【００１２】なお、本発明の電気光学素子は、上記の分
極反転ドメイン及び電極を有する強誘電性基体のみで構
成される場合に限らず、その前後に設けられた偏光子及
び／又は検光子も含めてよい概念である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の電気光学素子において
は、伝搬する光ビームが前記ドメイン壁に対し所定の入
射角で入射し、前記ドメイン壁が所定の周期で積層さ
れ、強誘電性基体の対向した両側面に設けられた電極間
に電圧を印加することによって、出射される光ビームの
偏光状態を変化させることが望ましい。

【００１４】この場合、分極反転ドメインの数及び厚み
（即ち、積層周期）は、光ビームの波長及び周波数、か
つ、その偏光角によって異なる（詳細は後述する）。

【００１５】また、本発明の電気光学素子においては、
前記強誘電性基体の対向した両側面のほぼ全域に亘って
電極がそれぞれ設けられ、これらの電極間に印加する電
圧に応じて、出射される光ビームの偏向状態を変化させ
るようにすると、光ビームの伝搬方向を基体の側面と平
行に安定に保ち、光ビームの不要な発散を防止できる。

【００１６】また、前記強誘電性基体がＬｉＮｂ_XＴａ
_1-XＯ₃（但し、０≦ｘ≦１）の結晶からなり、ドメイ
ン壁の辺の方向が前記結晶のミラー面と平行であると、
ドメイン壁の平面度を向上させ、偏光を良好に行わせる
ことができる。

【００１７】この強誘電性基体は、ＬｉＮｂ_XＴａ_1-X
Ｏ₃（但し、０≦ｘ≦１）の結晶であるニオブ酸リチウ
ム（ＬｉＮｂＯ₃）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ
₃）が使用可能であり、或いはＫＴＰ（ＫＴｉＯＰ
Ｏ₄）等の結晶を用いることもできる。

【００１８】本発明の電気光学素子では、前記強誘電性
基体の光ビーム入射側に偏光子、光ビーム出射側に検光
子をそれぞれ配置したものが好ましいが、いずれか一方
に配置してもよい場合がある。

【００１９】本発明の電気光学素子として、上述の各構
成において、前記強誘電性基体の光ビーム出射側に、直
線偏波である入射光の偏波面方向と交差する偏波面を有
する出射光が通過する検光子を設け、かつ印加電圧を所
定の電圧値にすることにより、所定の波長を有する前記
出射光のみを通過させる例えば透過型フィルタを構成で
きる。なお、検光子は直線偏波である入射光の偏波面方
向と直交していてもよいし、それ以外の角度で設けられ
てもよい。

【００２０】また、本発明の電気光学素子によれば、強
誘電性基体の光ビーム出射側に、直線偏波である入射光
の偏波面方向と交差する偏波面を有する出射光が通過す
る検光子を設け、かつ、印加電圧を変化させることによ
り、前記出射光の強度を変調する例えば光強度変調器を
構成できる。なお、この場合も、検光子は直線偏波であ
る入射光の偏波面方向と直交していてもよいし、それ以
外の角度で設けられてもよい。

【００２１】前記分極反転ドメインの形成に際しては、
例えば、前記強誘電性基体の対向した両主面に電極をそ
れぞれ設け、少なくとも一方の主面には所定形状の電極
が設けられ、前記両主面間に電圧を印加することによっ
てそれぞれの分極反転ドメインが所定形状に形成される
（所望の形状に分極が反転する）。

【００２２】或いは、強誘電性基体の自発分極の負側の
面に、電子線又は負電荷を有する荷電粒子を照射するこ
とによってそれぞれの分極反転ドメインが所定形状に形
成される（所望の形状に分極が反転する）。

【００２３】或いは、強誘電性基体の自発分極の正側の
面に、正電荷を有する荷電粒子を照射することによって
それぞれの分極反転ドメインが形成される（所望の形状
に分極が反転する）。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例により説明す
るが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。

【００２５】まず、本実施例による電気光学素子におい
て光の偏光状態を制御するときの原理について述べる。

【００２６】図１に示すように、本実施例による電気光
学素子１０は、基本的には、強誘電体基板１と、この基
板中に作製されかつ光の伝搬方向に沿って周期的に配置
された直方体状の分極反転ドメイン２と、基板１の主面
３、４に垂直であって光の伝搬方向に対して平行な両側
面５、６の全面に設けられた矩形状の電極４１、４２
と、これらの電極間に電圧を印加するための電気信号源
２１とから構成されている。

【００２７】基板１の結晶の方向（図中の上向き矢印で
示す自発分極の方向）と分極反転ドメイン２の結晶の方
向（図中の下向き矢印で示す自発分極の方向）とは、互
いに１８０度反転している。そして、ドメイン２のドメ
イン壁２ａ、２ｂは強誘電体基板１の主面３、４に対し
てほぼ垂直であり、光ビーム（入射光）５１はこれらの
ドメイン壁を２ａ、２ｂ、２ａ、２ｂ・・・と繰り返し
通過する。

【００２８】光ビーム（入射光）５１は、素子端面７か
ら入射し、基板１とドメイン２とを交互に通過しなが
ら、反対側の端面８から出射する。

【００２９】ここで、基板１は一軸性の異方性結晶、例
えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）で形成されてい
る。

【００３０】基板１の光学軸方向が図１のｚ軸方向であ
るとすると、ｘ軸及びｙ軸方向の屈折率はｎ_o（即ち、
常光線の屈折率）、ｚ軸方向の屈折率はｎ_e（即ち、異
常光線の屈折率）となり、異なった屈折率を有する。

【００３１】入射される光ビーム５１において、ｙ軸方
向に偏光している光、即ち常光線は、ｘ軸及びｙ軸方向
の屈折率ｎ_oを感じ、ｚ軸方向に偏光している光、即ち
異常光線は、ｚ軸方向の屈折率ｎ_eを感じることとな
る。即ち、両者は素子中を伝搬する際、伝搬速度が異な
り、両者に位相差が生じることになる。

【００３２】この位相差はそのままでは後述する偏光状
態の変化を得ることはできないため、両光線の位相を合
わせること（位相整合）が必要となる。

【００３３】そこで、素子１０の電極４１及び４２に電
圧が印加されたとき、素子内部にはｙ軸方向において素
子全体にわたって均一に電界Ｅy が生じる（Ｅx ＝Ｅz
＝０、Ｅy ≠０）。

【００３４】この電界Ｅy により、図２及び図３に示す
ように、電気光学効果により基板１の屈折率楕円体の主
軸方向がｙ−ｚ面内で回転するようになり、この回転角
θは公知の次式で与えられる。 θ＝（１／２)tan^-1（２ｒ₅₁Ｅｙ／（ｎ_e ^-2−ｎ_o ^-2））・・・（１）（但し、ｒ₅₁は、物質の結晶の方向によって異なる電気
光学定数である。）

【００３５】また、図３は、上記回転角θで回転したと
きの屈折率変化をベクトルを用いて概略的に示したもの
である。

【００３６】即ち、印加電界Ｅｙによって、この屈折率
楕円体の主軸が回転することにより、偏波面が直交する
（即ち、ｙ軸方向とｚ軸方向）二つの光波が結合するよ
うになり、その結合係数κは近似的に以下の式で表され
る。 κ＝（π／λ）×ｎ³×ｒ₅₁×Ｅｙ・・・（２）（ここで、λは伝搬光ビームの波長である。）

【００３７】しかし、この主軸回転はわずかであり、偏
波面が直交する両光波は、素子中の伝搬定数が異なるた
め、両者の結合はわずかでしかない。

【００３８】そこで、基板１とドメイン２とでは、両者
の結晶軸が反転しているため、図２の電界印加による主
軸の回転方向は互いに反対になり、この回転による主軸
のｙ軸方向成分は相加的に結合される。

【００３９】そして、基板１とドメイン２とを図１の如
くに交互に繰り返して光ビーム搬送方向に配することに
より、その繰り返し周期をグレーティングとして利用
し、これによって、ｙ軸方向の偏波光とｚ軸方向の偏波
光との位相を整合させることのできるグレーティングと
し、このグレーティングにより両偏波光は１００％の結
合が可能となる。

【００４０】上記の位相整合をなすためのグレーティン
グ周期Λは以下の式で表される。 Λ＝λ／（ｎ_o−ｎ_e）・・・（３）

【００４１】これにより、波長λとグレーティング周期
Λが式（３）を満たしていれば、光ビームが素子中を伝
搬していくと、両偏波光がお互いに強度（パワー）移行
する（即ち、位相整合する）ようになる。ここで、完全
結合長Ｌ、常光線の強度（パワー）移行率η、異常光線
の強度（パワー）移行率η₀とすれば、特に、位相整合
が完全に満たされているときは公知の如く、 η＝η₀＝sin²（｜κ｜Ｌ）・・・（４）の関係が成り立つ。

【００４２】この時のη及びη₀が最大、即ち、両偏波
光が位相整合されたときの強度が最大のとき、最大完全
結合長Ｌは、Ｌ＝π／２｜κ｜・・・（５）となり、この長さを伝搬すると、或いは、この長さの奇
数倍のとき、完全な強度（パワー）移行（位相整合）が
起こる。

【００４３】即ち、例えば光ビームがｚ軸方向に偏波面
を有する直線偏光であった場合、式（３）を満たしてい
れば、電界Ｅｙがないときには、そのままｚ軸方向の直
線偏波光が出射されるが、電界Ｅｙが大きくなると、や
がて出射光は両直交偏波光が次第に結合するようにな
り、ｚ軸方向の偏波から直線偏波を保ったままｙ軸の方
へ回転し始め、電界Ｅｙが式（５）を満たす条件になる
と、出射光はｙ軸方向の偏波面を有する直線偏光へと変
換され、１００％結合（位相整合）する。なお、図１で
は、出射光５２として偏波方向が入射光５１とは異なっ
た光ビームが得られる状態を示しているが、上記の説明
に従えば、出射光５２の偏波方向がｙ軸方向となるよう
に設定できる。

【００４４】また、上記の入射光の偏波方向はｙ軸方向
としてもよく、その場合の出射光はｚ軸方向偏波の直線
偏波へと変換される。

【００４５】なお、上述した光ビームの位相整合等の偏
光の原理は、文献：「光集積回路」（西原浩等、昭和６
０年２月発行）のＰ６７〜Ｐ１４３を参照した。

【００４６】次に、本実施例の電気光学素子１０の作製
方法の例について説明する。

【００４７】素子の作製手順としては、まず、ドメイン
２の形成、次に電極４１、４２の形成、更に端面７、８
の光学研磨と無反射コートの被着であるが、以下に各工
程について詳細に説明する。

【００４８】ドメイン２の形成方法として、第１の方法
によれば、例えば図４にニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ
₃）基板１への電界印加方向を概念的に示すように、ニ
オブ酸リチウムのｚ板１の＋ｚ面（＋ｃ面）上に形成す
るドメインの形状の電極４３を導電膜（例えばアルミニ
ウム膜の被着と通常のリソグラフィ技術によるもの）で
形成すると共に、ｚ板１の−ｚ面（−ｃ面）上に平面電
極４４を形成し、＋ｚ面上の電極４３が−ｚ面上の電極
４４より高電位になるように、電源６１によって例えば
２０ｋＶ／ｍｍ以上の電界を室温中で印加する。

【００４９】これによって、電極４３の直下には、分極
反転された複数のドメイン２を電極４３とほぼ同一パタ
ーンに形成し、図１に示した如き素子１０を作製する。
この場合、電極４３及び４４は除去してもよいし、その
まま残してもよい。

【００５０】電極４３及び４４をそのまま残す場合は、
電極除去の際のドメインに与えるダメージが全くなく、
また電極除去の手間を省くことになる。

【００５１】なお、図４に示した外部電界印加によるド
メイン形成方法と類似の方法が、文献（山田正裕等、”
疑似位相整合導波路型ＳＨＧ素子”、電子情報通信学会
論文誌 C-I 、Vol. J77-C-I、No.5、pp. 206-213(199
4))にも述べられている。但し、この公知の方法はＳＨ
Ｇ素子についてのものであるから、ドメイン形成後に分
極反転用の電極も含めてすべての電極を除去しなけれ
ば、電極の領域で光が減衰してしまう。従って、このよ
うなＳＨＧ素子に比べ、本実施例の電気光学素子では、
ドメイン形成方法は同様であっても電気光学効果のため
に必ず電極が必要であることが著しく相違している。

【００５２】ドメイン２の形成方法として、第２の方法
によれば、図５にニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）基
板１への電子線照射による方法を概念的に示すように、
ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）のｚ板１の＋ｚ面
（＋ｃ面）上に平面電極４５を例えばアルミニウム膜の
被着により形成し、これを接地した状態で−ｚ面（−ｃ
面）上のドメイン２を形成したい部分に、２０ｋＶ（加
速電圧）×ｔ（ｔ：基板１の厚さｔ（ｍｍ））以上の電
子線６２を室温中で走査して照射する。

【００５３】これによって、基板１中には分極反転され
た複数のドメイン２（但し、分極方向は図４のものとは
逆）を所定のパターンに形成する。この後は、基板の両
側面に上述した電極４１、４２を設けるが、上記の平面
電極４５はそのまま残して用いてもよい。

【００５４】なお、図５に示した電子線照射によるドメ
イン形成方法と類似の方法が、文献（M.Yamada and K.K
ishima、“Fabrication of periodically reversed dom
einstructure for SHG in LiNbO3 by direct beam lith
ography at room temperature”、Electron. lett. 、V
ol. 27, No.10, pp. 828-829(1991))にも述べられてい
る。但し、この公知の方法もＳＨＧ素子を対象としてい
る。

【００５５】上記した２種類のドメイン形成方法は、Ｌ
ｉＮｂ_xＴａ_1-xＯ₃（但し、０≦ｘ≦１）やＫＴＰ
（ＫＴｉＯＰＯ₄）などの強誘電体材料に対して有効な
方法である。

【００５６】上記のようにしてドメイン２を形成した基
板１では、その形成工程中に蓄積した歪応力により発生
した電界や、注入された電荷による電界の存在が、基板
１の屈折率を不均一に変化させたり、信号電界をかかり
難くすることがある。これを防ぐために、基板１を次工
程に進める前に、ニオブ酸リチウムでは例えば１５０℃
以上、７００℃以下の温度で、タンタル酸リチウムでは
キュリー点以下の温度で、それぞれ数十分から数時間、
できれば酸素雰囲気中又は空気中でアニール（熱処理）
することが望ましい。

【００５７】次いで、基板１を所定の形状、つまり所定
の長さ及び幅に切断し、切断された両側面５、６には、
例えばアルミニウム等の導電性の膜を蒸着法やスパッタ
リング法等で被着することによって、電極４１、４２を
形成するが、これらの両電極が短絡されないようにする
必要がある。両側面５、６は予め平面研磨することが望
ましい。

【００５８】次いで、基板１の端面７、８に光学研磨を
施し、最後に両端面７、８に、使用するビームに対して
無反射になるように例えば誘電体多層膜等を蒸着法など
で被着して、素子１０を完成する。

【００５９】このようにして、光ビームの偏光状態を高
速かつ正確に制御でき、しかも光ビームを十分な強度で
パワー移行できる電気光学素子を簡便かつ高精度に作製
できる。

【００６０】次に、実際に作製した素子の諸特性につい
て述べる。

【００６１】作製した素子１０は、ｚ板ニオブ酸リチウ
ムを基板１に用いたものであって、長さ８ｍｍ、基板厚
０．２ｍｍ、幅０．３ｍｍ、基板１とドメイン２のグレ
ーティング周期１０．８μｍである。

【００６２】このとき、位相整合波長は約８５０ｎｍで
あり、その位相整合波長を有しかつｚ軸方向に偏波面を
有する直線偏波のレーザ光を入射光とした場合、印加電
圧約２００Ｖで、ｙ軸方向に偏波面を有する直線偏波光
へほぼ１００％変換（パワー移行）することができる。
このとき、印加電圧０〜２００Ｖでは、直線偏波のま
ま、ｚ軸方向からｙ軸方向へと偏波面が回転した。ま
た、位相整合波長を有しかつｙ軸方向に偏波面を有する
直線偏波のレーザ光を入射光とした場合も同様な条件
で、ｚ軸方向の直線偏波光に変換（パワー移行）するこ
とができる。

【００６３】印加電圧を２００Ｖとし、ｚ軸方向の直線
偏波光を入射光としたときの、入射光波長に対する、ｚ
軸方向偏波からｙ軸方向偏波への変換効率（パワー移行
率）を図６に示す。このとき、ピーク波長の半値幅は約
１ｎｍと優れた値である。

【００６４】この波長特性を利用すれば、図７に示すよ
うに、ｚ軸方向の偏波面を有する光のみを通過する偏光
子７１を入射側に設け、入射側の偏光子７１を通過する
偏波方向と直交する偏波面を有する光のみを通過させる
検光子７２を出射側に設け、印加電圧（パルス電圧）を
両偏波光がほぼ１００％変換される電圧値に設定するこ
とにより、光ビームを位相整合し、偏波面がｙ軸方向の
光ビーム５２のみを高速かつ正確に取り出せる透過型波
長フィルタを構成できる。

【００６５】また、ドメイン壁が強誘電性基板１の主面
に垂直もしくはほぼ垂直になるように選んでいるので、
素子中の光ビームの伝搬方向が常に主面に平行になり、
素子中で光ビームを安定して伝搬することができる。

【００６６】また、図８に示すように、図７と同じ構成
において、入射光５１の波長を位相整合波長の近傍の値
として、印加電圧（直流電圧）を変調すれば、出射光５
２の強度を変調でき、高速かつ正確に光強度変調が可能
な光強度変調器を構成できる。

【００６７】以上、本発明の実施例を説明したが、上述
の実施例は本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が
可能である。

【００６８】例えば、ドメイン２は直方体以外の例えば
三角柱等の形状としたり、電極４３の形状を矩形以外の
形状にすることができるし、他方の電極４４も同様に変
形してもよい。ドメイン壁の形状や個数も上述したもの
に限定されない。

【００６９】また、上述した電子線以外の負電荷を有す
る荷電粒子を照射したり、或いは、ドメインの自発分極
の正側の面に、正電荷を有する荷電粒子（例えば陽子）
を照射することによってそれぞれのドメインを形成する
ことができる。

【００７０】さらに、光ビーム入射側に偏光子、光ビー
ム出射側に検光子を配置したものが好ましいが、いずれ
か一方のみを配置した場合でも、電気光学素子の動作は
可能である。

【００７１】また、上述の透過型波長フィルタと光強度
変調器とを直列に並べることによって、光ビームの位相
整合と強度変調とを同時に行うことができる。

【００７２】

【発明の作用効果】本発明は上述した如く、強誘電性基
体と、この強誘電性基体中に所定形状に形成された分極
反転ドメインとを有し、この分極反転ドメインのドメイ
ン壁の少なくとも一つが前記強誘電性基体の主面に対し
て垂直もしくはほぼ垂直であり、光ビームが前記ドメイ
ン壁を少なくとも二つ通過するように構成され、かつ、
前記光ビームの伝搬方向に沿う、前記主面とは異なる前
記強誘電性基体の側面に電極が設けられた素子としてい
るので、この電極に所定の電圧を印加することによっ
て、光ビームが分極反転ドメイン中で偏光状態が変化せ
しめられて、ドメイン壁を少なくとも二つ通過してドメ
インから出射し、光ビームの偏光状態を高速で正確に制
御することが可能であり、かつ、光ビームのパワーも所
定の強度で移行させることができる。

【００７３】また、ドメイン壁が強誘電性基体の主面に
垂直もしくはほぼ垂直になるように選ぶことにより、素
子中の光ビームの伝搬方向が常に主面に平行になり、素
子中で光ビームを安定して伝搬することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による電気光学素子の概略斜視
図である。

【図２】同、電気光学素子の動作を説明するための原理
図である。

【図３】同、電気光学素子の動作を説明するための原理
図（拡大図）である。

【図４】同、電気光学素子のドメインの形成方法を示す
概略斜視図である。

【図５】同、電気光学素子のドメインの他の形成方法を
示す概略斜視図である。

【図６】同、電気光学素子の波長による偏波方向変換効
率を示すグラフである。

【図７】同、電気光学素子からなる波長フィルタの概略
斜視図である。

【図８】同、電気光学素子からなる光強度変調器の概略
斜視図である。

【符号の説明】

１…強誘電性基板、２…分極反転ドメイン、２ａ、２ｂ
…ドメイン壁、３、４、７、８…端面、５、６…側面、
１０…電気光学素子、２１、８１…電気信号源、４１、
４２、４３、４４、４５…電極、５１…入射光ビーム、
５２…出射光ビーム、６１、８２…電源、６２…電子
線、７１…偏光子、７２…検光子、θ…結晶主軸回転角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強誘電性基体と、この強誘電性基体中に
所定形状に形成された分極反転ドメインとを有し、この
分極反転ドメインのドメイン壁の少なくとも一つが前記
強誘電性基体の主面に対して垂直もしくはほぼ垂直であ
り、光ビームが前記ドメイン壁を少なくとも二つ通過す
るように構成され、かつ、前記光ビームの伝搬方向に沿
う、前記主面とは異なる前記強誘電性基体の側面に電極
が設けられている電気光学素子。
【請求項２】伝搬する光ビームがドメイン壁に対し所
定の入射角で入射し、前記ドメイン壁が所定の周期で積
層され、強誘電性基体の対向した両側面にそれぞれ設け
られた電極間に電圧を印加することによって、出射され
る光ビームの偏光状態を変化させる、請求項１に記載し
た電気光学素子。
【請求項３】強誘電性基体の対向した両側面のほぼ全
域に亘って電極がそれぞれ設けられ、これらの電極間に
印加する電圧に応じて、出射される光ビームの偏光状態
を変化させる、請求項１に記載した電気光学素子。
【請求項４】強誘電性基体がＬｉＮｂ_xＴａ_1-xＯ₃
（但し、０≦ｘ≦１）の結晶からなり、ドメイン壁の辺
の方向が前記結晶のミラー面と平行である、請求項１に
記載した電気光学素子。
【請求項５】強誘電性基体の光ビーム入射側に偏光子
が配置されていることと、光ビーム出射側に検光子が配
置されていることとの少なくとも一方を構成として有す
る、請求項１に記載した電気光学素子。
【請求項６】強誘電性基体の光ビーム出射側に、直線
偏波である入射光の偏波面方向と交差する偏波面を有す
る出射光が通過する検光子を設け、かつ、印加電圧を所
定の電圧値にすることにより、所定の波長を有する前記
出射光のみを通過させるようにした、請求項１に記載し
た電気光学素子。
【請求項７】透過型波長フィルタとして構成された、
請求項６に記載した電気光学素子。
【請求項８】強誘電性基体の光ビーム出射側に、直線
偏波である入射光の偏波面方向と交差する偏波面を有す
る出射光が通過する検光子を設け、かつ、印加電圧を変
化させることにより、前記出射光の強度を変調するよう
にした、請求項１に記載した電気光学素子。
【請求項９】光強度変調器として構成された、請求項
８に記載した電気光学素子。
【請求項１０】強誘電性基体の対向した両主面に電極
をそれぞれ設け、少なくとも一方の主面には所定形状の
電極が設けられ、前記両主面間に電圧を印加することに
よってそれぞれの分極反転ドメインが形成される、請求
項１に記載した電気光学素子。
【請求項１１】強誘電性基体の自発分極の負側の面
に、電子線又は負電荷を有する荷電粒子を照射すること
によってそれぞれの分極反転ドメインが形成される、請
求項１に記載した電気光学素子。
【請求項１２】強誘電性基体の自発分極の正側の面
に、正電荷を有する荷電粒子を照射することによってそ
れぞれの分極反転ドメインが形成される、請求項１に記
載した電気光学素子。