JPS61249018A - Space optical modulator - Google Patents
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- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、真空容器中に構成された光電面あるいは電子
銃などの電子源に対向して電気光学結晶を配置し、電子
源からの電子を前記結晶表面に蓄積して蓄積電荷に対応
する屈折率の変化を発生させ、その変化を光学的に読み
出す空間光変調管を用いた装置に関する。Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention provides an electro-optic crystal that is arranged opposite to an electron source such as a photocathode or an electron gun configured in a vacuum container, and The present invention relates to a device using a spatial light modulation tube that accumulates on the crystal surface to generate a change in the refractive index corresponding to the accumulated charge, and optically reads out the change.
（従来の技術）
まず、空間光変調管の基本的な構成を、その動作ととも
に簡単に説明する。(Prior Art) First, the basic configuration of a spatial light modulation tube will be briefly explained along with its operation.
第３図は、空間光変調管の基本的な構成を示した概略図
である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the basic configuration of a spatial light modulation tube.
空間光変調管のガラス容器３の内面の光電面４にインコ
ーヒーレット光で照明された入カバターン１からの像が
、レンズ２により形成されている。An image from an input cover turn 1 illuminated with in-coherent light is formed by a lens 2 on a photocathode 4 on the inner surface of a glass container 3 of the spatial light modulation tube.
このとき光電面４は入射像に対応した光電子を放出する
。At this time, the photocathode 4 emits photoelectrons corresponding to the incident image.
その光電子は加速集束レンズ系５を介して、マイクロチ
ャンネルプレート６に入射させられ、数千倍に増倍され
る。The photoelectrons are made incident on the microchannel plate 6 via the accelerating and focusing lens system 5, and are multiplied several thousand times.
この増倍された電子は、裏面に透明電極８ａが形成され
ているＬｉＮｂＯ３などの電気光学結晶８の表面に蓄積
され、この結晶８の屈折率を電荷像に対応して変化させ
る。These multiplied electrons are accumulated on the surface of an electro-optic crystal 8 made of LiNbO3 or the like on which a transparent electrode 8a is formed, and the refractive index of this crystal 8 is changed in accordance with the charge image.
レーザ光源１０からのレーザ光をハーフミラ−９を介し
て電気光学結晶８に照射すると、レーザ光の像１１ （
コヒーレント像）が得られる。When the electro-optic crystal 8 is irradiated with laser light from the laser light source 10 via the half mirror 9, an image 11 of the laser light (
A coherent image) is obtained.
このレーザ光の像はコヒーレント並列光演算を行うこと
ができる。Coherent parallel optical calculations can be performed on this laser beam image.
レーザ光源１０のかわりに、ハロゲンランプ等の白色光
源を用いることもでき、この時は、強力な光を利用した
投影機として利用できる。Instead of the laser light source 10, a white light source such as a halogen lamp can be used, and in this case, it can be used as a projector that uses strong light.
このような空間光変調管に使用される電気光学結晶８は
、比較的大面積のウェハが得やすい結晶であって、半波
長電圧が低く、かつ光導電性がないうえ、さらに真空中
ガス出しの際に比較的高い温度でベーキングしても変質
しない結晶であるという条件を満たすことが望ましい。The electro-optic crystal 8 used in such a spatial light modulation tube is a crystal that can be easily obtained on a relatively large wafer, has a low half-wave voltage, is not photoconductive, and is also difficult to gas out in a vacuum. It is desirable that the crystals satisfy the condition that they do not change in quality even when baked at a relatively high temperature.
５５°カツ）ＬｉＮｂＯ３単結晶板は比較的前記の条件
を満足するので電気光学結晶材料に適している。55° cut) The LiNbO3 single crystal plate relatively satisfies the above conditions and is therefore suitable as an electro-optic crystal material.
（発明が解決しようとする問題点）
従来の空間光変調管の構成によれば、
ＬｉＮｂＯ２が自然複屈折を有するために、結晶内で常
光・異常光が分離し、そのため、この２つの光波が結晶
内の異なる場所で変調されることになり、解像度の向上
は望めない。(Problems to be Solved by the Invention) According to the configuration of the conventional spatial light modulation tube, because LiNbO2 has natural birefringence, ordinary light and extraordinary light are separated within the crystal, and as a result, these two light waves are Since the modulation will occur at different locations within the crystal, no improvement in resolution can be expected.
また、白色光で読み出す場合、自然複屈折光の波長依存
性が大きく、波長純度が要求され、事実上白色光使用は
不可能である。Furthermore, when reading with white light, natural birefringent light has a large wavelength dependence, and wavelength purity is required, making it virtually impossible to use white light.
さらに、温度による、常光・異常光に対する屈折率変化
が異なるため、温度変化によって読みだし光が変調され
てしまうという問題もある。Furthermore, since the refractive index changes for ordinary light and extraordinary light differ depending on temperature, there is also the problem that the readout light is modulated by temperature changes.
これらの現象はいずれも結晶が厚くなった時に顕著にな
る。Both of these phenomena become more noticeable when the crystal becomes thicker.
本件発明者等は解像度を向上させるために、同一種類の
２枚の結晶を透明導電膜を介して接着し、一方を１００
μｍ以下に薄く加工する提案（特願昭５９−１７１１９
４）をしている。In order to improve the resolution, the inventors of the present invention glued two crystals of the same type through a transparent conductive film, and one
Proposal for processing to be thinner than μm (patent application 17119/1989)
4).
前記提案に係る構成では基板となる結晶が厚さく５ｍｍ
程度）なので特に大きな問題となる。In the configuration according to the above proposal, the crystal serving as the substrate is 5 mm thick.
degree), so this is a particularly big problem.
また、自然複屈折を有するため、結晶表面電荷が零の場
合であって初期位相分が零とならず読み出し光が変調さ
れてしまう欠点もある。Furthermore, since it has natural birefringence, it also has the disadvantage that even when the crystal surface charge is zero, the initial phase does not become zero and the readout light is modulated.
第４図に示すように、電気光学結晶部２０の光源１０側
に、電気光学結晶部２０と同一材料で略同−厚さの補償
用結晶２２とλ／２板２１を配置するものを提案した。As shown in FIG. 4, it is proposed that a compensating crystal 22 and a λ/2 plate 21 made of the same material and of approximately the same thickness as the electro-optic crystal section 20 are arranged on the light source 10 side of the electro-optic crystal section 20. did.
第５図は前記装置の電気光学結晶部、λ／２板。FIG. 5 shows the electro-optic crystal part of the device, a λ/2 plate.
補償用結晶を取り出して示した光路図である。FIG. 3 is an optical path diagram showing a compensating crystal taken out.
この方式により第５図に示すように自然複屈折によって
分離された２つの光波が全（同一の光路長を通過するよ
うに構成できる。With this method, as shown in FIG. 5, it is possible to configure the system so that two light waves separated by natural birefringence pass through the same optical path length.
しかしながら、第５図において、面２０ｄ、２１ａ、２
１ｂ、２２ａ、２２ｂからの光の反射（例えば面２０ｄ
の反射率は０．１５程度）があり、これらの反射光は何
ら補償されないので、これらの反射光は前述の波長依存
性、温度依存性を持ち、Ｓ／Ｎ比、コントラスト比を低
下させた。However, in FIG. 5, the surfaces 20d, 21a, 2
Reflection of light from 1b, 22a, 22b (e.g. surface 20d
(reflectance of about 0.15), and since these reflected lights are not compensated for in any way, these reflected lights have the aforementioned wavelength dependence and temperature dependence, reducing the S/N ratio and contrast ratio. .
また、本件発明者等は従来のように、３００μｍ厚の薄
い結晶１枚を電気光学結晶部８として用いた場合に、補
償用結晶２２に電圧を印加して、初期位相分をキャンセ
ルする方式（特願昭５８−１９９６６９）を提案してい
る。In addition, the inventors of the present invention have proposed a conventional method in which when a single thin crystal with a thickness of 300 μm is used as the electro-optic crystal section 8, a voltage is applied to the compensation crystal 22 to cancel the initial phase component ( Patent application No. 58-199669) is proposed.
第６図はこの提案に係る装置の構成を示す略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the device according to this proposal.
この場合でも、面８ａ、２２ａ、２２ｂからの反射光は
補償されないからＳ／Ｎ比、コントラスト比の低下とな
る。Even in this case, the reflected light from the surfaces 8a, 22a, and 22b is not compensated for, resulting in a decrease in the S/N ratio and contrast ratio.
本発明の目的は前記問題点を解決することができる空間
光変調装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a spatial light modulation device that can solve the above problems.
（問題点を解決するための手段）
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、真空容器中に構成された電子源と、前記電子源か
ら放出された電子を蓄積し、光学的変化を生ずる電気光
学結晶部と、前記光学的変化を読み出すための光源と、
前記電気光学結晶部の前記光源側に配置した補償用結晶
からなる空間光変調装置において、前記電気光学結晶部
の読み出し光源側の面と補償用結晶の光通過面に無反射
コーティングを設けて構成されている。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a spatial light modulation device according to the present invention includes an electron source configured in a vacuum container, accumulating electrons emitted from the electron source, an electro-optic crystal section that produces an optical change; a light source for reading out the optical change;
A spatial light modulator including a compensation crystal disposed on the light source side of the electro-optic crystal section, wherein an anti-reflection coating is provided on a readout light source side surface of the electro-optic crystal section and a light passing surface of the compensation crystal. has been done.
（実施例）
以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings and the like.
第１図は本発明による空間光変調装置の第１の実施例の
断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of a spatial light modulation device according to the present invention.
この装置の基本的な動作は第４図に示した装置と同じで
ある。The basic operation of this device is the same as the device shown in FIG.
５５°カツ） Ｌ ｉ Ｎ ｂ ＯＯ板からなる電気光
学結晶部１２０の光電面側の面には５ｉ０２ ＺｒＯ
２の多層膜からなるミラー１２０ｆが形成されている。55° cut) 5i02 ZrO on the photocathode side surface of the electro-optic crystal section 120 made of L i N b OO plate.
A mirror 120f made of two multilayer films is formed.
電気光学結晶部１２０の他面には、電極となるＩｎ１−
）（Ｓｎｘ０３の透明導電膜１２０ｇが形成されている
。On the other surface of the electro-optic crystal section 120, an In1-
) (A transparent conductive film 120g of Snx03 is formed.
この透明導電膜１２０ｇの周辺の電極配線部を残して、
Ｓｔ○２層１２０ｈがλ／４ｎの厚さにスパッタ蒸着さ
れている。ただし、ｎは５ｉ０２の屈折率、λは読み出
し光の中心波長である。Leaving the electrode wiring part around this transparent conductive film 120g,
The St○2 layer 120h is sputter deposited to a thickness of λ/4n. However, n is the refractive index of 5i02, and λ is the center wavelength of the readout light.
また、補償用結晶１２２（５５°カツトＬｉＮｂ０３）
の各面にも５ｉ０２層１２２ｆおよび１２２ｇがλ／
４ ｎの厚さにコーティングされている。In addition, compensation crystal 122 (55° cut LiNb03)
5i02 layers 122f and 122g are also on each surface of λ/
Coated to a thickness of 4 nm.
これらの８１０２層１２０ｈ、１２２ｆおよび１２２ｇ
は、無反射コーティング層として働く。These 8102 layers 120h, 122f and 122g
acts as an anti-reflective coating layer.
ざらにλ／２板を構成する石英板１２１の両面にはＭｇ
Ｆ２膜１２１ｆおよび１２１ｇがλ／４ｎ′の厚さにコ
ーティングしである。なおｎ′はＭｇＦ２の屈折率であ
る。Mg is applied to both sides of the quartz plate 121 that roughly constitutes the λ/2 plate.
F2 films 121f and 121g are coated to a thickness of λ/4n'. Note that n' is the refractive index of MgF2.
ＭｇＦ２膜１２１ｆおよび１２１ｇは無反射コーティン
グ層として働く。The MgF2 films 121f and 121g function as anti-reflection coating layers.
第１図の補償用結晶１２２に無反射コーティング１２２
ｆ、１２２ｇを施したものは、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光に対
してコーティング前の透過率７５％に対し９９％と、無
反射コーティングの効果が大きく現れる。Anti-reflection coating 122 on compensation crystal 122 in FIG.
In the case of the one coated with f, 122g, the transmittance for the He-Ne laser beam was 99%, compared to 75% before coating, and the effect of the anti-reflection coating was significant.
第２図は、本発明による空間光変調装置の第２の実施例
の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a second embodiment of the spatial light modulation device according to the invention.
この例の装置としての基本的な動作は第６図に示した装
置と同じである。The basic operation of the device in this example is the same as the device shown in FIG.
５５°カツ）ＬｉＮｂＯ３からなる電気光学結晶部２０
８の光電面側には５ｉ０２ ＺｒＯ２多層膜ミラー２
０８ｆが形成されている。55° cut) Electro-optic crystal part 20 made of LiNbO3
5i02 ZrO2 multilayer mirror 2 on the photocathode side of 8.
08f is formed.
この電気光学結晶部２０８の他面には電極となるＩｎ１
−＞（Ｓｎｘ０３の透明導電膜２０８ｇが形成されてい
る。On the other surface of this electro-optic crystal section 208, In1 serves as an electrode.
->(A transparent conductive film 208g of Snx03 is formed.
この透明導電膜２０８ｇの周辺の電極配線部を残して、
Ｓ ｉ Ｏ２層２０８ｈがλ／ ４ ｎの厚さにスパッ
タ蒸考され、無反射コーティング層として働く。ただし
、ｎは５ｉ０２の屈折率、λは読み出し光の中心波長で
ある。Leaving the electrode wiring part around this transparent conductive film 208g,
A S i O2 layer 208h is sputter deposited to a thickness of λ/4n and serves as an anti-reflection coating layer. However, n is the refractive index of 5i02, and λ is the center wavelength of the readout light.
補償用結晶２２２の両面には、それぞれ電極となるＩｎ
１−Ｘｓｎｘ０３の透明導電膜２２２ｈ、２２２１が形
成され、周辺の電極配線部を残して、５ｉ０２層２２２
ｊおよび２２２ ｋＦｉｉがλ／ ４ ｎの厚さにコー
ティングされ、無反射コーティング層として働く。２２
３は初期位相を補償するための電源である。Both sides of the compensation crystal 222 are coated with Indium to serve as electrodes.
Transparent conductive films 222h and 2221 of 1-Xsnx03 are formed, and the 5i02 layer 222 is formed, leaving the peripheral electrode wiring part.
j and 222 kFii are coated to a thickness of λ/4 n and serve as an anti-reflection coating layer. 22
3 is a power supply for compensating the initial phase.
（変形例）
また本実施例では単一層を無反射コーティングとして用
いたが、例えば５ｉ０２とＴａＯ５の多層膜構造にすれ
ば、広い波長範囲にわたって無反射にすることができる
。(Modification) Although a single layer was used as the anti-reflection coating in this embodiment, a multilayer structure of 5i02 and TaO5, for example, can provide non-reflection over a wide wavelength range.
（発明の効果）
以上述べたように本発明による補償用結晶を用いた空間
光変調装置は、前記電気光学結晶部の読み出し光源側の
面と補償用結晶の光通過面に無反射コーティングを設け
て構成しである。そのために、実質的に総ての光を補償
用結晶を透過させるようにし、補償の対象とならないノ
イズ光を除去できるので、自然複屈折の悪影響を受けな
い、ＳＺＮ比、コントラスト比の良好な装置を提供でき
る。(Effects of the Invention) As described above, in the spatial light modulator using the compensation crystal according to the present invention, an anti-reflection coating is provided on the readout light source side surface of the electro-optic crystal section and the light passing surface of the compensation crystal. It is composed of To this end, virtually all light is transmitted through the compensation crystal, and noise light that is not subject to compensation can be removed, making it possible to create a device with good SZN ratio and contrast ratio that is not adversely affected by natural birefringence. can be provided.
第１図は、本発明による空間光変調装置の第１の実施例
の断面図である。
第２図は、本発明による空間光変調装置の第２の実施例
の断面図である。 ・第３図は、従来の空間
光変調装置の基本的な構成を示した概略図である。
第４図は、補償用結晶を用いた従来の空間光変調装置の
構成を示す断面図である。
第５図は、前記空間光変調装置の補償用結晶の光路を示
す光路図である。
第６図は、補償用結晶を用いた従来の他の空間光変調装
置の構成を示す断面図である。
Ｊ・・・入力パターン
２・・・レンズ
３・・・空間光変調管のガラス容器
４・・・光電面
５・・・加速集束レンズ系
６・・・マイクロチャンネルプレート
７・・・メツシュ電極
８・・・電気光学結晶
９・・・ハーフミラ−
１Ｏ・・・レーザ光源
１１・・・レーザ光の像（コヒーレント像）１２０・・
・電気光学結晶
１２１・・・λ／２板
１２２・・・補償用電気光学結晶
２０８・・・電気光学結晶
２２２・・・補償用電気光学結晶
２２３・・・補償用電源
２３・・・偏光子
２４・・・検光子
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
壺フ 図
ル４ 図FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of a spatial light modulation device according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view of a second embodiment of the spatial light modulation device according to the invention. - FIG. 3 is a schematic diagram showing the basic configuration of a conventional spatial light modulation device. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional spatial light modulator using a compensation crystal. FIG. 5 is an optical path diagram showing the optical path of the compensation crystal of the spatial light modulator. FIG. 6 is a sectional view showing the configuration of another conventional spatial light modulator using a compensation crystal. J... Input pattern 2... Lens 3... Glass container of spatial light modulation tube 4... Photocathode 5... Accelerating focusing lens system 6... Micro channel plate 7... Mesh electrode 8 ... Electro-optic crystal 9 ... Half mirror 1O ... Laser light source 11 ... Laser light image (coherent image) 120 ...
- Electro-optic crystal 121...λ/2 plate 122... Electro-optic crystal for compensation 208... Electro-optic crystal 222... Electro-optic crystal for compensation 223... Power source for compensation 23... Polarizer 24...Analyzer patent applicant Hamamatsu Photonics Co., Ltd. agent Patent attorney Inoro Hisotsubofu Figure 4
Claims (1)
された電子を蓄積し、光学的変化を生ずる電気光学結晶
部と、前記光学的変化を読み出すための光源と、前記電
気光学結晶部の前記光源側に配置した補償用結晶からな
る空間光変調装置において、前記電気光学結晶部の読み
出し光源側の面と補償用結晶の光通過面に無反射コーテ
ィングを設けて構成したことを特徴とする空間光変調装
置。An electron source configured in a vacuum container, an electro-optic crystal section that accumulates electrons emitted from the electron source and produces an optical change, a light source for reading out the optical change, and the electro-optic crystal section. A spatial light modulator comprising a compensation crystal disposed on the light source side, characterized in that an anti-reflection coating is provided on the readout light source side surface of the electro-optic crystal portion and the light passing surface of the compensation crystal. spatial light modulator.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9062185A JPS61249018A (en) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | Space optical modulator |
| US06/798,932 US4763996A (en) | 1984-11-20 | 1985-11-18 | Spatial light modulator |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP9062185A JPS61249018A (en) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | Space optical modulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61249018A true JPS61249018A (en) | 1986-11-06 |
| JPH0422484B2 JPH0422484B2 (en) | 1992-04-17 |
Family
ID=14003558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9062185A Granted JPS61249018A (en) | 1984-11-20 | 1985-04-26 | Space optical modulator |
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1985
- 1985-04-26 JP JP9062185A patent/JPS61249018A/en active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63165819A (en) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 | Hamamatsu Photonics Kk | Method for correcting shading of space light modulator |
| US5170281A (en) * | 1990-04-09 | 1992-12-08 | Hamamatsu Photonics K.K. | Spatial light modulation device capable of arbitrarily selecting an input/output characteristic |
| JPH0451017A (en) * | 1990-06-18 | 1992-02-19 | Hamamatsu Photonics Kk | Spatial optical modulator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0422484B2 (en) | 1992-04-17 |
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