JPS60184226A - 空間光変調装置における書込み方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は光電面を持つ真空容器内に電気光学結晶板を封
入し、光電面に形成された電子像に対応する屈折率の分
布を前記結晶板に形成する空間光変調管における前記電
子像の書込み方法に関する。

（発明の背景） 前記空間光変調管に使用される電気光学結晶は比較的大
面積のウェファが得やすく、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比較的高い温度で
変質しない結晶であることが好ましい。

ＬｉＮｂ６３の結晶ば３５０℃程度のヘーキングにも耐
えられる。またｌ、１Ｎｂ（Ｌｉの結晶は、第１図に示
すように５５°カツトしたものが半波長電圧が最も低く
実用的である。

とごろが、この５５°カツＩ・ＬｉＮｂＱ３ウェファは
自然複屈折を有するため、結晶表面に電荷が与えられな
い状態（書込みをしない状態）でも、読み出し用のレー
ザ光で結晶を照射すると、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
えられてしまう。

なおこの問題は数式等を参照して後述する。そのため、
像の書込みを行っても、出力の明るさの変化が、表面電
荷量を正確に対応させることができないというｌｌＦＪ
題がある。

（発明の目的） 本発明の目的は、前述のような空間光液＃Ｉ＋Ｊ装置に
おいて前記自然複屈折の問題を解決するごとができる空
間光変調装置における書込ゐ方法を提供することにある
。

（発明の構成） 前記Ｌ１的を達成するために本発明による空間光変調装
置におＩＪる書込み方法は、真空気密容２））中に形成
された光電面、前記光電面に対向して配置され後面に透
明重臣を有し自然複屈折を持つ電気光学結晶、　ｉｉｉ
記結晶の光電面側に配置された二次電子捕集電極からな
る空間光変調管と、前記空間光変調管の真空気密容器の
外から前記結晶の後面Ｌ：：　＋ｉｆｆ線偏光されたレ
ーデ光を入射するレーザ光源装置と、前記結晶から反射
されたレーザ光を通過させて強度情＜ｒＮに変換する偏
光子と、前記光電面に入力光像を形成する第１の照射手
段とからなる空間光変調装置の像の書込み方法において
、前記空間光変調管の光電面を一様に照射する第２の照
射手段により前記光電面を一様に照射し、光電面に動作
電圧を供給し、前記二次電子捕集電極と前記結晶の透明
電極間に前記偏光子を通過した光が最も弱くなるかまた
は強くなる電圧を与えて消去を行い、次いで第１の照射
手段で光電面に入力像を照射し前記二次電子捕集電極と
前記結晶の透明電極間に前記偏光子を通過した光が最も
強くなるかまたは弱くなる方向に前記電気光学結晶に表
面電荷を蓄積させる電圧を前記透明電極電圧に印加して
書込みを行うように゛構成されている。

（実施例） 以下、図面等を参照して本発明をさらにＲ’ｆ　Ｌ、　
＜説明する。

第２図は本発明による方法を実施することができる空間
光変調装置の実施例を示すブロック図である。

入力像１ばインコヒーレント光源ＩＯで照射されてレン
ズ２で空間光変調管３の光電面３１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、マイクロチャンネルプレー１３２の入力面
に結像さ−１られる。

その電子像はマイクロチ中ンネルプレート３２によって
増倍され、５５°カツトＬ　ｉ　Ｎ　ｂ　０３単結晶板
３４の表面に電荷像を形成する。

このＬ　ｉ　Ｎ　ｂ　Ｏ３中結晶板３４の表面電荷によ
る結晶のＸ方向ｙ′方向の屈折率は次式でそれぞれＬｉ
、えられる。

ｎｘ　＝ｎ。　（ｎｏ’／２）・Δ（１／ｎｘ２）・・
・（１） ｎｙ′”−ｎｅ　’　−（ｎｅ　”　／２）　・Δ（１
／ｎｙ′２’、）　川（２） ただし Δ（］／ｎｘ　’　）＝ｒ２２　Ｅｓ１ｎθ十ｒ、　３
　Ｅｃｏｓθ Δ（１／ｎｙ　”　）　＝−ｒ２２　Ｅｓ１ｎθｃｏｓ
　２θ十ｒ　ｒ　３　Ｅｃｏｓ　’θ →−ｒ３３　Ｅｓ１ｎ　２θｃｏｓθ １！　ｒ４２　Ｅｓ１ｎ　２θｃｏｓθここで、 θ：５５゜ ｎｇ、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＋　ｒ
２２＋　’ｌｊ３．’４２　’電気光学テンフルの成分 を表ず。

ここでレーザ光源４からの光を対物レンス５で拡大し、
ビンポール６で余分なぼ折光を除去した後、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
向の直線偏光に固定する。そしてコリメーティングレン
ズ８で平行光にし、ハーフミラ−９を通して前記結晶３
４に８面側から入射させる。

結晶３　、Ｉ内におりるｘ＋　ｙ’方向の屈折率が異な
るから、入射した光のＸ方向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の表面へで反射して戻ってくる光の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って出力される。

ｒ−（２π／λ）・　（（ｎｅ　’−ｎ。）＋（ｎｅ　
′３／２）　・Δ　（１／ｎｙ”）（ｎｏ’／２）・Δ
　（１／ｎｘ２）ｌ　Ｘ２７！・・・（３） ごごで λ：Ｌ−＝！Ｉ’４から出力する光の波区ｅ：結晶３４
の厚ざ この出力光は偏光子１１を通過させれば、一つの偏波方
向だＤＪがとり出され、スクリーン１２には入力像１に
よって変調されたコヒーレント光像がｉｉｌられる。

このとき（３）式かられかるように、結晶３４の表面電
荷が０の場合であっても、 ｒ’ｏ−（２π／λ）・　（ｎｅ′−１ｌｏ）×２１・
・・（４） のような位相差が生ずる。

第３図は表面電荷量σと出力光の明るさ■との関係を示
すグラフである。

この表面電荷量σと出力光の明るさＩとの関係はスクリ
ーン１２」この輝度を測定することにより確認できろ。

第３図に示すように出ノ月象の明るさＩは電荷σが０の
時である明るさ１′が現れる。

この現象はイメージデバイスにとって非當に不都合であ
る。結晶３４の表面に与えられる電荷量は入力像の明る
さに対応する。

ところが出力像の明るさＩと電荷σは第３図のような特
性を持っているから入力像の明るさが増加するにつれて
、出力像はａ＝ｂ（出力零）−ｃのように変化し、入力
像の明るさが増加しても出力が減少してしまう領域かで
きる。

本発明方法によれば、入力像がない時には、出力光強度
を０または最大とすることができる。

（Ｙｌ」備）この実施例では、光電面３１に光電子をマ
イクロチャンネルプレー１・３２方向に放出さ−Ｕるこ
とのできる一３ＫＶのｉｉｌ＋作電圧を印加し、：マイ
クロチャンネルプレー１・３２に〜０．’９ＫＶ、二次
電子捕簗電極３３にＶｃ＝＋２ＫＶを与える。

そして入力像１をとり去った状態で、第２の照明手段を
形成し、インコヒーレンＩ・光源１０で光電面３１を一
様に照射する。このとき、スクリーン１２上で出力強度
を観察しながら結晶３４の８面にり、えられる電圧ｖｂ
を調整する。

結晶３４ば第３図に示す出力特性を持っているから、Ｖ
　ｂ　＝　Ｖ　ｃ　Ｖ　１のときに、結晶からの二次電
子放出によって結晶表面に第３図のｂ点に対応する＋σ
１の電荷が一様に与えられ、出力強度は０となる。

（書込め）例えば正電荷像を書き込む場合には、結晶３
４の３面にりえられる電圧ｖｂをＶｂ＝Ｖｃ＝−Ｖｌ−
Ｖ７Ｔ　（Ｖπは半波長電圧）とする。すると結晶３４
のＡ面の二次電子放出（δ〉１）により入射光像に対応
するσ１〜σ３の範囲内の正電荷が蓄積される。その結
果入力に対応するｐ　−＋１の間に存在する。

（消去）前記正電荷像を消去するときにはｖｂをＶ　ｃ
−Ｖ　１とし、前記準備のときと同様に光電面３１を一
様に照射して、結晶３４のＡ面を電子で照射することに
より正電荷像を消去できる。結晶３４のＡ面の電荷はσ
１となり、出力は一様にｂ点となる。

（変形例） 前記方法と異なる電圧を結晶３４の３面に印加すること
により正電荷反転像を得ることができる。

結晶３４の３面にりえられる電圧ｖｂをＶ　ｂ　＝Ｖ　
ｃ　−’（’Ｖ、→−■π）として光電面に一様な光を
与える。これにより結晶３４のＡ面に番Ｊ一様に正電荷
σ３が与えられ出力強度は一様にｄ点となり、準備また
は消去を終了する。

次にｖｂをＶ　ｃ、　−Ｖ　Ｈとして像を１ｉ、８込む
と電子の入射により、〜様な正電荷が像に対応して中和
され、出力強度はｄ　”　ｂの間に分子ｉ＆するＺ込め
が行われる。

負電荷像の書込みまたは消去のときは光電面。

マイクロチャンネルプレー１・７二次電子捕簗電極には
、上述と同じ電圧を供給する。

負電荷の絶対値に対応して読み取り光の強度が増加する
負電荷像の場合は、 ｖｂの値をＶｃ−Ｖｌで消去を行い、Ｖ　ｂの値をＶｃ
−Ｖ１＋Ｖπで書込みを行う。

負電荷反転像の場合はｖｂの値をＶＣ−Ｖ、→−Ｖπで
消去を行い、ｖｂの値をＶｃ−Ｖｌで消去を行う。

また前述の説明では・、補正をｂ点とする例について説
明したが第３図に示ずＶ、′を用いてｖｂ＝＼／Ｃ−１
−Ｖ、’として、０点になるようにしても良い。

要するに本発明は、第３図に示す図の山または谷に、Ｊ
、ることに本質があり各電圧はその山または谷に相当す
る表面型ｆｉｉｊを！ｊえろ電圧であると理解されるべ
きである。

（発明の効果） 以上説明したように本発明方法によれば、自然複屈折を
１．５つ結晶を用いた空間光度ｊＲＪ管において、その
自然１Ｍ屈折による直流光バイアスを簡Ｃ１′！な操作
によって除去するごとがてき、空間光変調ヤ１゛の人力
像に正６（Ｃにグ・！応するコヒーレント光像をｉ：す
ることが可１１ヒとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するだめの空間光度Ｎ１ｆＪ
管に用いられるＬｉＮｂＯ３ウェファのカット方向を示
す図である。 第２図は、本発明方法を実施するための空間光変調装置
のブロック図である。 第３図は、結晶表面電荷（結晶の両面間の電位差）とコ
ヒーレント光出力強度との関係を示すグラフである。 １・・・入力像　２・・・レンズ ３・・・空間光変調管　、４・・・レーザ５・・・対物
レンズ　６・・・ピンボール７・・・偏光子 ８・・・コリメーティングレンズ ９・・・ハーフミラ− １０・・・白色光源　１１・・・偏光子１２・・・スク
リーン ３１・・・光電面 ３２・・・マイクロチャンネルプレー１・３３・・・二
次電子捕集電極 ３４・・・５５゛カットＬｉＮｂ０．ウェファ３５・・
・出力窓 特許出願人　浜松ホトニクス株式会社 代理人　弁理士　井　ノ　ロ　壽 ＝：：：＝：：ツー／２ 図 乙 手続補正書 庁長官　若杉和夫　殿 の表示 昭和５９年特　許　願第３９７７１号 の名称 空間光変調装置における書込み方法 をする者 斗との関係　特許出願人 理　人 の対象　図　面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空気密容器中に形成された光電面、前記光電面
   に対向して配置され後面に透明電極を有し自然複屈折を
   持つ電気光学結晶、前記結晶の光電面側に配置された二
   次電子捕集電極からなる空間光変調管と、前記空間光変
   調管の真空気密容器の外から前記結晶の後面に直線偏光
   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、前記充電面に入力光像を形成する第１の照
   射手段とからなる空間光変調装置の像の書込み方法にお
   いて、前記空間光変調管の光電面を一様に照射する第２
   の照射手段により前記光電面を一様に照射し、光電面に
   動作電圧を供給し、前記二次電子捕集電極と前記結晶の
   透明電極間に前記偏光子を通過した光が最も弱くなるか
   または強くなる電圧を与えて消去を行い、次いで第１の
   照射手段で光電面に入力像を照射し前記二次電子捕集電
   極と前記結晶の透明電極間に前記偏光子を通過した光が
   最も強くなるかまたは弱くなる方向に前記電気光学結晶
   に表面電荷を蓄積させる電圧を前記透明電極電圧に印加
   して書込みを行うように構成した空間光変調装置におけ
   る書込み方法。
2. （２）前記電気光学結晶は５５°カツトのＬ　ｉ　Ｎ　
   ｂＯ３結晶である特許請求の範囲第１項記載の空間光変
   調装置における書込み方法。
3. （３）　前記二次電子捕集電極と前記結晶の透明電極間
   に前記偏光子を通過した光が最も弱くなる電圧を与えて
   消去を行い、次いで第１の照射１段で光電面に入力像を
   照射し前記二次電子捕集電極と前記結晶の透明電極間に
   前記偏光子を通過した光が最も強くなる方向に前記電気
   光学結晶に表面電荷を蓄積させる電圧を前記透明電極電
   圧に印加して書込まれた電荷像は、前記電荷の絶対値に
   対応して読み取り光の強度が増加する電荷像の書込めで
   ある特許請求の範囲第１項記載の空間光変調装置におけ
   る書込み方法。
4. （４）前記二次電子捕集電極と前記結晶の透明電極間に
   前記偏光子を通過、した光が最も強くなる電圧を９．え
   て消去を行い、次いで第１の照射手段で光電面に入力像
   を照射し前記二次電子捕集電極と前記結晶の透明電極間
   に前記偏光子を通過した光が最も弱くなる方向に前記電
   気光学結晶に表面電荷を蓄積させる電圧を前記透明電極
   電圧に印加して書込まれた電荷像は反転電荷像である特
   許請求の範囲第１項記載の空間光度網装置における書込
   み方法。