WO2000034823A1 - Dispositif et procede de modulation spatiale de la lumiere - Google Patents

Dispositif et procede de modulation spatiale de la lumiere Download PDF

Info

Publication number
WO2000034823A1
WO2000034823A1 PCT/JP1999/006801 JP9906801W WO0034823A1 WO 2000034823 A1 WO2000034823 A1 WO 2000034823A1 JP 9906801 W JP9906801 W JP 9906801W WO 0034823 A1 WO0034823 A1 WO 0034823A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
layer
liquid crystal
light modulation
incident
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP1999/006801
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yasunori Igasaki
Narihiro Yoshida
Haruyoshi Toyoda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to DE1999626910 priority Critical patent/DE69926910T2/de
Priority to AU14153/00A priority patent/AU1415300A/en
Priority to US09/857,159 priority patent/US6573953B1/en
Priority to EP19990973333 priority patent/EP1136872B1/en
Publication of WO2000034823A1 publication Critical patent/WO2000034823A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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 
    • G02F1/13—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 liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/135—Liquid crystal cells structurally associated with a photoconducting or a ferro-electric layer, the properties of which can be optically or electrically varied
    • 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 
    • G02F1/13—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 liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/13362—Illuminating devices providing polarized light, e.g. by converting a polarisation component into another one
    • 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 
    • G02F1/13—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 liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—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 liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139—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 liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/1393—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 liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2225/00—Active addressable light modulator
    • G03H2225/30—Modulation
    • G03H2225/32—Phase only

Definitions

  • the present invention relates to a spatial light modulator and a spatial light modulation method using a spatial light modulator using liquid crystal as a light modulating material, and more particularly to a spatial light modulator and a spatial light modulation method using a reflection type spatial light modulator.
  • intensity modulation type is a type used for liquid crystal televisions and light valves of projectors
  • phase modulation type is considered promising in fields such as optical information processing and hologram processing. This is because, unlike the intensity modulation type, the phase modulation type can increase the light use efficiency.
  • a system using such a phase modulation type spatial light modulator is disclosed by J 'Gluckx et al. In “Lossless Light Projection", Optics Letters Vol.22, No.18 (1997). .
  • the phase modulation type spatial light modulator includes a reflection type and a transmission type.
  • the reflection type spatial light modulator unlike the transmission type, the incident surface of the readout light and the exit surface of the modulated light are the same surface. For this reason, the modulated light is normally separated from the readout light using a half mirror.
  • Disclosure of the invention is to provide a spatial light modulation device and a spatial light modulation method that use a reflective spatial light modulator and have high light use efficiency.
  • the present invention provides a light source for outputting readout light, a light modulation layer using liquid crystal as a light modulation material, a light reflection layer, and a light reflection layer.
  • An incident surface located on the opposite side of the light reflecting layer, and voltage applying means for applying a voltage to the light modulating layer, wherein read light incident on the incident surface passes through the light modulating layer. Then, the light is reflected by the light reflection layer and passed through the light modulation layer again, whereby light modulation is performed twice by the light modulation layer, and a reflection type for outputting the obtained modulated light from the incident surface side.
  • a spatial light modulator wherein the light source and the reflective spatial light modulator are arranged such that the readout light is incident on the incident surface along an incident optical axis extending obliquely to the light reflecting layer;
  • the readout light is arranged to exit from the incident surface along a reflection optical axis extending obliquely with respect to the light reflection layer, and
  • a spatial light modulation device wherein liquid crystal molecules in a modulation layer are oriented so as to be tilted in a plane substantially parallel to the slope with the application of a voltage by the voltage applying means.
  • the readout light is obliquely incident on the incident surface of the reflection type spatial light modulator, the incident readout light and the reflection modulation light are used by a half mirror. Can be separated. Therefore, the light use efficiency is improved, and the degree of freedom of the arrangement of the incident and exit optical systems is increased.
  • the readout light containing approximately 100% of the P-polarized component is obliquely incident on the incident surface.
  • the P-polarized light component of the reading light has a polarization direction in a normal plane including the incident optical axis of the reading light and the normal to the light reflection layer of the spatial light modulator.
  • the liquid crystal in the light modulation layer It is oriented so as to be inclined in a plane substantially parallel to the slope of the sword. Therefore, no twist occurs between the P-polarized light component of the readout light and the alignment direction of the liquid crystal molecules. Therefore, only the phase is modulated without the rotation of the polarization plane. The same applies to the reflected light, so that the finally output modulated light has the same polarization plane as the incident light, and is output as modulated light containing approximately 100% of the P-polarized component. Therefore, high diffraction efficiency can be maintained.
  • the readout light contains 100% of the P-polarized light component
  • the liquid crystal molecules in the light modulation layer are oriented so as to be inclined in a plane parallel to the slope with the application of the voltage by the voltage application means.
  • the liquid crystal in the light modulating layer is preferably subjected to a vertical alignment or a horizontal alignment treatment. By subjecting the liquid crystal to vertical or horizontal alignment, the liquid crystal molecules are arranged in a predetermined plane without twist.
  • the present invention provides a light modulating layer using liquid crystal as a light modulating material, a light reflecting layer, an incident surface of the light modulating layer opposite to the light reflecting layer, Voltage applying means for applying a voltage to the light modulating layer, wherein the reading light incident on the incident surface passes through the light modulating layer, is reflected by the light reflecting layer, and passes through the light modulating layer again.
  • a step of preparing a reflective spatial light modulator for outputting the modulated light obtained by performing the light modulation twice in the light modulation layer from the incident surface side The read-out light is incident on the incident surface along an optical axis extending obliquely to the light-reflecting layer, and the read-out light is emitted along the reflective optical axis extending obliquely to the light reflecting layer.
  • the reading light, the incident optical axis, the reflected optical axis, And approximately 100% of a P-polarized light component having a polarization direction in a normal plane including all normal lines extending perpendicular to the light reflection surface, and the liquid crystal molecules in the light modulation layer are:
  • a spatial light modulation method characterized by being oriented so as to be inclined in a plane substantially parallel to the slope with the application of a voltage by the voltage applying means.
  • the readout light contains 100% of the P-polarized light component
  • the liquid crystal molecules in the light modulation layer are oriented so as to be inclined in a plane parallel to the slope with the application of a voltage by the voltage application means.
  • the liquid crystal in the light modulation layer is preferably subjected to a vertical alignment or a horizontal alignment treatment.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a spatial light modulator according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a reflective spatial light modulator used in the spatial light modulator of FIG.
  • FIG. 3A is an explanatory perspective view illustrating a liquid crystal arrangement in a light modulation layer of the spatial light modulator of FIG.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line ⁇ - ⁇ of FIG. 3A.
  • FIG. 3C is an explanatory perspective view illustrating a state in which the liquid crystal arrangement in the light modulation layer in FIG. 3A changes according to the application of a voltage.
  • FIG. 3D is a sectional view taken along the line IHD-IHD in FIG. 3C.
  • FIG. 4 is an arrangement configuration diagram in a comparative example of the spatial light modulator.
  • FIG. 5A is an explanatory perspective view illustrating a liquid crystal arrangement in a light modulation layer of the spatial light modulator in the comparative example of FIG.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line VB-VB in FIG. 5A.
  • FIG. 5C is an explanatory perspective view illustrating a state in which the liquid crystal arrangement in the light modulation layer in FIG. 5A changes according to the application of a voltage.
  • FIG. 5D is a sectional view taken along line VD-VD in FIG. 5C.
  • FIG. 6 is a graph showing a measurement result of diffraction efficiency obtained by the arrangement of the first embodiment in the first experiment.
  • FIG. 7 is a graph showing the measurement results of the diffraction efficiency obtained by the arrangement of the comparative example in the first experiment.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram explaining how to change the direction of the spatial light modulator and the polarization direction of the readout light in order to change the ratio of the PS polarization component in the second experiment.
  • FIG. 9 is a graph showing the measurement results of the diffraction efficiency with respect to the change in the ratio of the PS polarization component obtained in the second experiment.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of a laser processing apparatus configured by applying the spatial light modulator of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of an optical connection device configured by applying the spatial light modulator of the first embodiment.
  • FIG. 12A is an explanatory perspective view illustrating a liquid crystal arrangement in a light modulation layer of a reflection type spatial light modulator in a spatial light modulation device according to the second embodiment.
  • FIG. 12B is a cross-sectional view taken along the line X ⁇ B—X ⁇ B in FIG. 12A.
  • FIG. 12C is an explanatory perspective view illustrating a state where the liquid crystal arrangement in the light modulation layer in FIG. 12A changes in response to the application of a voltage.
  • FIG. 12D is a cross-sectional view taken along the line XIID-XIID in FIG. 12C.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a spatial light modulator according to the present embodiment.
  • a spatial light modulator 100 includes a reflective optically addressed spatial light modulator (hereinafter, referred to as “SLM”) 1.
  • the SLM 1 includes an optical modulator 1A, an optical address unit 1B, and a mirror layer 15 provided between the optical modulator 1A and the optical address unit 1B.
  • the optical address section 1B has a write light incident surface 1b on which write light is incident, and changes the optical characteristics of the optical modulation section 1A according to the incident write light. It is like that.
  • the light modulation section 1A includes a readout light incident surface 1a for receiving the readout light, modulates the incident readout light by a change in its optical characteristics, and modulates the light by the mirror layer 15. After being reflected, the light is modulated again and emitted from the readout light incident surface 1a.
  • the SLM 1 is arranged in a three-dimensional XYZ space in the direction shown in FIG. That is, assuming that the direction perpendicular to the plane of the drawing is the X direction and the plane of the drawing is the YZ plane, the SLM1 has a normal line extending perpendicular to the readout light incident surface 1a and the reflective layer 15 extending in the Z-axis direction. It is arranged as follows.
  • a writing light source 3 On the writing light incident surface 1 b side of the SLM 1, a writing light source 3, a transmissive LCD television 5 for displaying an image of the writing light, and an image signal included in the writing light are transmitted to the SLM 1.
  • An imaging lens 6 for forming an image on the writing light incident surface 1b is arranged.
  • the transmission type liquid crystal television 5 is connected to a writing electric signal generator 4 for controlling image display.
  • a plane (YZ plane) including all of the incident optical axis I, the reflected optical axis ⁇ ⁇ ⁇ , and the SLM 1 incident surface 1 a and the normal Z of the reflective layer 15 of the read light is a normal to the read light. Is composed.
  • the He—Ne laser 7 is for emitting linearly polarized readout light.
  • the He—Ne laser 7 is oriented so that the oscillation direction of the electric field of the linearly polarized light readout light becomes P-polarized light parallel to the slope (YZ plane) (hereinafter, “laser predetermined reference position”). ").
  • laser predetermined reference position P-polarized light parallel to the slope (YZ plane) (hereinafter, “laser predetermined reference position”). ").
  • the structure of the SLM 1 will be described in detail with reference to FIG.
  • the SLM 1 of the present embodiment is a light-address type parallel alignment liquid crystal spatial light modulator (P
  • a L— C5 L M (Parallel-Aligned nematic-liquid-crystal Spatial Light Modulator)).
  • the SLM 1 has a glass substrate 12 on which an AR coat layer 11 for preventing unnecessary reflection of incident writing light is formed.
  • the AR coating layer 11 defines the incident surface 1b of the writing light.
  • ITO indium tin oxide
  • amorphous silicon a—S i
  • Photoconductive layer 14 is laminated.
  • the AR coating layer 11, the glass substrate 12, the ITO 13, and the photoconductive layer 14 constitute an optical address portion 1 B.
  • a mirror layer 15 made of a dielectric multilayer film is laminated.
  • the SLM 1 further has a glass substrate 21, on the surface of which an AR coat layer 22 for preventing unnecessary reflection of incident readout light is formed.
  • the AR coating layer 22 defines the read light incident surface 1a.
  • ITO indium tin oxide
  • Alignment layers 16 and 19 are formed on the mirror layer 15 and the IT layer 20, respectively. These alignment layers 16 and 19 are arranged to face each other and are connected via a frame-shaped spacer 18.
  • the frame of the spacer 18 is filled with a nematic liquid crystal, and a liquid crystal layer 17 as a light modulation layer is formed.
  • the ITOs 13 and 20 are connected to the driving device 2 so that a predetermined voltage is applied between them.
  • the light modulating section 1A is composed of the AR coat layer 22, the glass substrate 21, the ITO 20, the alignment layer 19, the liquid crystal layer 17 and the alignment layer 16.
  • the thickness direction of the light modulation layer 17 is parallel to the Z-axis direction, and the mirror layer 15 and the orientation layers 16 and 19 are They are arranged in a direction extending parallel to the XY plane.
  • FIGS. 3A to 3D the alignment direction of the nematic liquid crystal in the light modulation layer 17 will be described with reference to FIGS. 3A to 3D.
  • the reflection layer 15 is shown, and the remaining layers 21, 20, and 14 to 11 are not shown.
  • the nematic liquid crystal molecules in the light modulating layer 17 are subjected to horizontal alignment treatment by the alignment layers 16 and 19, and the alignment layers 16 and 1 are aligned. It is oriented so as to be parallel to the surface of No. 9 and to face a single predetermined direction m. More specifically, the major axes of the liquid crystal molecules are parallel to the surfaces of the alignment layers 16 and 19, oriented in the predetermined direction m, and the liquid crystal layer 17 It is oriented without twisting in the thickness direction (Z direction) of, and has a parallel orientation structure.
  • the predetermined direction m is determined by the processing direction when the alignment layers 16 and 19 are processed by rubbing and oblique deposition when the SLM 1 is formed.
  • the SLM 1 when arranging the SLM 1 in the spatial light modulator 100, the SLM 1 is oriented so that its predetermined direction m is parallel to the Y-axis direction (hereinafter, referred to as “SLM predetermined reference position”). Placed in In this case, when a voltage is applied to the light modulation layer 17 by ITO 13 and ITO, the liquid crystal molecules are aligned with the predetermined orientation m and the liquid crystal layer 17 as shown in FIGS. 3C and 3D. In the plane parallel to the plane (in this case, the YZ plane) that includes both the thickness direction Z and the thickness direction Z, the orientation direction is inclined. Note that the liquid crystal molecules may have a pretilt structure in which the liquid crystal molecules are slightly inclined in a plane parallel to the YZ plane even when no voltage is applied.
  • the liquid crystal has a birefringence.
  • the SLM 1 controls the birefringence by tilting the liquid crystal molecules according to the applied voltage, and performs ECB (electrically-controlled birefringence) type modulation.
  • ECB electrically-controlled birefringence
  • phase difference based on the difference in the refractive index occurs between the normal polarization component and the vertical polarization component, and the plane of polarization rotates.
  • the linearly polarized light that oscillates in a direction having no twist with respect to the major axis of the liquid crystal molecules enters the light modulation layer 17, the linearly polarized light does not rotate its polarization plane and changes in the refractive index on the vibration plane. In accordance with the phase modulation. That is, the linearly polarized light undergoes only phase modulation.
  • the liquid crystal molecules are aligned so that the alignment direction is inclined in a plane parallel to the YZ plane, which is the slope for reading light.
  • reading The emission light source 7 is arranged so as to emit P-polarized readout light to the SLM 1. Since the vibration plane of the P-polarized reading light is parallel to the YZ plane, there is no twist between the vibration plane of the reading light incident on the liquid crystal layer and the long axis of the liquid crystal molecules. Therefore, the reading light does not cross the long axis of the liquid crystal molecules, and the polarization plane of the reading light does not rotate. Therefore, the polarization direction of the emitted light is maintained as P-polarized light, and high diffraction efficiency can be achieved.
  • the orientation of the liquid crystal molecules changes in a plane parallel to the YZ plane that is the slope of the readout light (FIGS. 3C and 3D).
  • the refractive index for the polarized light component oscillating in the direction of the normal (YZ plane) of the light modulation layer 17 changes depending on the pixel position.
  • the linearly polarized light emitted from the He—Ne laser 7 is adjusted to parallel light by the lens 8, the spatial filter 9, and the collimating lens 10, and converted into P-polarized light by the light modulation layer 17 of the SLM 1.
  • the read light oscillates in a plane parallel to the normal (YZ plane)
  • the read light propagates while being phase-modulated by a change in the refractive index in the light modulation layer 17.
  • the reading The light is reflected by the mirror layer 15, propagates again in the light modulation layer 17, undergoes phase modulation, and emerges from the incident surface la.
  • the polarization plane does not rotate, phase modulation is performed efficiently.
  • a predetermined Fourier transform image for example, a hologram image
  • the P-polarized light is obliquely incident on the reflective spatial light modulator 1 as the reading light.
  • the liquid crystal in the light modulating layer 17 has a surface including both the optical axes of the readout light as the incident light and the modulated light as the emitted light, that is, the slope (YZ).
  • the liquid crystal molecules are oriented in parallel so that they tilt in a plane parallel to the plane. Therefore, the polarization plane of light does not rotate during light modulation, high diffraction efficiency is obtained, and light use efficiency is high.
  • the incident optical axis I and the output optical axis O are separated, so that the degree of freedom in the arrangement of the input and output optical systems is increased, and the light use efficiency is further improved. It has been raised.
  • the direction of the SLM 1 is rotated 90 degrees on the XY plane around the Z axis (hereinafter, “SLM 1”). "Predetermined comparison position").
  • the predetermined orientation m in which the long axis of the liquid crystal molecules is oriented is parallel to the X-axis direction, and thus the long axes of the liquid crystal molecules are oriented in a direction extending parallel to the XZ plane.
  • the XZ plane is orthogonal to the YZ plane which is the slope of the readout light.
  • the readout light source 7 is moved around the incident optical axis I. Rotate 90 degrees and change the direction of the electric field of the readout light so that the vibration direction (polarization direction) is perpendicular to the surface (YZ plane) (hereinafter referred to as “laser predetermined comparison position”). As a result, the readout light enters the light modulation layer 17 as S-polarized light. In this case, when no voltage is applied, the polarization direction of the readout light is parallel to the long axis direction of the liquid crystal molecules as shown in FIGS. 5A and 5B.
  • the spatial light modulator 100 having the configuration shown in FIG. 1, a vertical stripe image is displayed on the liquid crystal television 5, and the number of vertical stripes to be displayed, that is, the spatial frequency, and the input / output angle of the read light ⁇
  • the intensity ratio of the first-order diffracted light of the read light emitted from the SLM 1 that is, how the diffraction efficiency changed was measured.
  • the SLM 1 is arranged at a predetermined reference position of the SLM (the direction shown in FIGS. 3A to 3D), and the liquid crystal molecules are positioned on the slope of the readout light (YZ plane). It was inclined in a parallel plane.
  • the laser light source 7 is placed at a predetermined reference position of the laser (the direction shown in FIGS. 1 and 3A to 3D) so that the oscillation surface of the readout light is parallel to the normal plane (YZ plane). Then, the reading light was incident on the SLM 1 as P-polarized light.
  • the SLM 1 is arranged at a predetermined comparison position of SLM (the direction shown in FIGS. 5A to 5D), and the liquid crystal molecules are arranged in a plane perpendicular to the normal (YZ plane) of the reading light. (XZ plane).
  • the laser light source 7 is placed at the predetermined laser comparison position (the direction shown in FIGS. 4 and 5A to 5D), and the readout light vibrates in a direction perpendicular to the normal (YZ plane). Then, the readout light was incident on the SLM 1 as S-polarized light.
  • FIG. 6 shows the experimental results of the diffraction efficiency obtained with the arrangement of the present embodiment
  • FIG. 7 shows the experimental results of the diffraction efficiency obtained with the arrangement of the comparative example.
  • the diffraction efficiency decreases as the incidence / emission angle 0 increases.
  • the diffraction efficiencies are almost the same and show a high efficiency. It was confirmed that. That is, in the present embodiment, it can be seen that the incidence / incoming angle 0 can be increased while the diffraction efficiency, that is, the light use efficiency is kept high.
  • the polarization plane of the modulated light can be prevented from rotating, which is almost the same as in the case of normal incidence. It was found that high diffraction efficiency, that is, high light use efficiency was obtained.
  • the input / output angle ⁇ can be increased while maintaining the light use efficiency high, so that the input optical path I and the output optical path O of the read light are formed by an additional optical member such as a half mirror. It can be completely separated without the use of a. Therefore, there is an advantage that the degree of freedom in designing the input light path I and the output light path ⁇ ⁇ ⁇ can be increased while obtaining high light use efficiency.
  • the present inventors further performed a second experiment.
  • the position of the reading light source 7 was maintained while the position of the SLM 1 and the laser light source 7 was maintained in the state of the present embodiment shown in FIG. 1 and the slope of the reading light was fixed to the YZ plane.
  • the P-polarized light component and the S-polarized light in the readout light incident on the SLM1 The proportions of the components were varied. It was measured how the diffraction efficiency changes with the change in the ratio of the polarized light component.
  • the ratio of the P-polarized light component to the S-polarized light component is a desired ratio a: 1—a (where the P-polarized light component ratio is a and the S-polarized light component ratio is 11a (0 ⁇ a ⁇ 1)
  • the direction should be shifted by [(1-a) / a] 1/2 ).
  • the direction of SLM 1 is also changed to the direction shifted by the same angle ⁇ from the SLM predetermined reference position (the direction in which the liquid crystal orientation m extends in the Y-axis direction).
  • the liquid crystal alignment direction m is not twisted.
  • the SLM 1 and the laser light source 7 may be arranged at the SLM predetermined reference position and the laser predetermined reference position, respectively.
  • the SLM 1 and the laser light source 7 may be arranged in the directions shifted from the SLM predetermined reference position and the laser predetermined reference position by 18.4 °.
  • the ratio a of the P-polarized light component was 1, and the readout light composed of the 100% P-polarized light component was incident on the SLM 1.
  • a binary phase grating was formed on the SLM 1 and the diffraction efficiency was measured by driving the SLM 1 at a driving voltage of 3.0 [V] and a frequency of 1 [kHz].
  • the incident angle ⁇ of the incident optical axis I was set to 15 °.
  • the same measurement was performed again with the drive voltage changed to 4.0 [V].
  • 90% was a ⁇ -polarized light component
  • the remaining 10% was a read-out light composed of an S-polarized light component. In this state, the diffraction efficiency was measured again.
  • the same measurement of the diffraction efficiency as above was performed by determining the ratio a of the ⁇ Repeated while decreasing by 0.1. That is, the measurement is repeatedly performed while gradually increasing the angle ⁇ of the SLM 1 from the predetermined reference position of the SLM and the angle ⁇ of the laser light source 7 from the predetermined reference position of the laser according to the ⁇ polarization ratio value a.
  • the measurement is repeatedly performed while gradually increasing the angle ⁇ of the SLM 1 from the predetermined reference position of the SLM and the angle ⁇ of the laser light source 7 from the predetermined reference position of the laser according to the ⁇ polarization ratio value a.
  • Figure 9 shows the measurement results of the diffraction efficiency.
  • the horizontal axis indicates the PS component mixture ratio
  • the vertical axis indicates the diffraction efficiency.
  • the incident angle it can be seen that a sufficiently high diffraction efficiency can be obtained regardless of the magnitude of the voltage.
  • the direction of the laser light source 7 deviates from its predetermined reference position by 0 ° or more and 18.4 ° or less, and the direction of the SLM 1 is 0 ° or more and 18.4 ° or less from its predetermined reference position. It can be seen that a sufficiently high diffraction efficiency can be obtained even if it is shifted.
  • the polarization direction of the reading light does not have to be completely (100%) parallel to the reading light slope ( ⁇ plane).
  • the reading light polarization plane is approximately 100% parallel to the reading light slope ( ⁇ plane) For example, it may be in a plane that is shifted from the reading light slope (YZ plane) by 0 ° or more and 18.4 ° or less.
  • the SLM 1 need not be oriented so that its liquid crystal molecules are tilted in a plane completely (100%) parallel to the readout light slope (YZ plane).
  • the liquid crystal molecules are tilted in a plane that is approximately 100% parallel to the reading light slope (YZ plane), for example, in a plane that is displaced from the reading light slope (YZ plane) by 0 ° or more and 18.4 ° or less. It is sufficient if they are arranged so that
  • the spatial light modulator 100 of the present embodiment having the above characteristics can be applied to, for example, a laser processing device and the like in addition to image display and optical analog operation.
  • the laser processing apparatus is for condensing a laser beam on a workpiece such as a metal plate and performing cutting or laser marking on the workpiece.
  • the spatial light modulator 100 of the present embodiment is applied to a laser processing device, for example, a YAG laser is used as the readout light source 7 instead of a He—Ne laser.
  • the laser beam is focused on the workpiece located on the Fourier transform plane F in a desired pattern (Fourier pattern) to process the workpiece. More specifically, an image such as a hologram is formed on the SLM 1 by the liquid crystal television 5.
  • the P-polarized readout light is made obliquely incident on the SLM 1.
  • the P-polarized light is subjected to phase modulation corresponding to the input pattern by the SLM 1 and is subjected to Fourier transform by the Fourier transform lens 30, thereby converging on the workpiece to form a desired pattern, and Process the workpiece.
  • the reading light Since the reading light is obliquely incident on the SLM 1 and a half mirror for separating the incident optical axis and the reflected optical axis is not used, the loss of the reading light is small. In addition, since only the phase of the readout light is modulated, the readout light is focused on the desired pattern with high diffraction efficiency. Because of this, read The reading light from the output light source 7 can be efficiently provided for processing. Note that the reading light does not have to be the 100% P-polarized component, and it is sufficient that the reading light has approximately 100% P-polarized component. Also, the direction of the SLM 1 is not limited to a plane in which the liquid crystal molecules are tilted due to the application of a voltage and is not completely parallel to the light slope (YZ plane).
  • the light emitted from the laser 7 generally disturbs the wavefront due to the deformation of components in the laser 7 due to heat or the like, and does not become clear parallel light.
  • the focusing spot becomes large, and the processing accuracy may be reduced.
  • the spread of the focusing spots also leads to a reduction in power density, which leads to the inability to perform efficient processing.
  • FIG. 10 shows a laser beam machine 200 modified from the spatial light modulator 100 of the present embodiment, which corrects the disturbance of the laser wavefront due to the above-described causes and forms clear parallel light. It is made possible.
  • the configuration of the present laser processing apparatus 200 is substantially the same as the configuration of the spatial light modulator 100 of the present embodiment shown in FIG. 1, but the collimating lens 100 on the incident optical axis I is provided.
  • a beam splitter 36 is provided between the SLM 1 and the SLM 1 so that a part of the reading light is guided to the SLM 1 and another part is guided to the wavefront detector 35.
  • the wavefront detector 35 includes a Hartmann sensor using a microlens array, an interference system, and the like, and measures the degree of disturbance of the wavefront of the laser beam from the beam splitter 36.
  • the wavefront detector 3 5 is connected to the electric signal generator 4, based on the measurement result, controls the electric signal generator 4, corrects the wavefront of the readout light to the SLM 1, A phase pattern that forms a clean plane wave is formed.
  • the SLM 1 can modulate the phase of the readout light to form output light having a uniform wavefront.
  • the output light having the uniform wavefront is subjected to Fourier transform by the Fourier transform lens 30, so that a smaller light is collected.
  • the spot can be formed on the workpiece 37 located on the Fourier transform plane F, and laser processing with higher processing accuracy can be realized.
  • the readout light does not have to be 100% P-polarized light component, but may have approximately 100% P-polarized light component.
  • the orientation of the SLM 1 is not limited to reading out a plane in which the liquid crystal molecules incline with the application of a voltage and being completely parallel to the light slope (YZ plane).
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing another application example of the spatial light modulator 100 according to the present embodiment.
  • the spatial light modulator 100 is applied to an optical interconnection device 60.
  • the optical interconnection device 60 is for switching the connection between each element between the parallel operation boards 40 and 50 that exchange information by light.
  • the parallel operation board 40 includes a light receiver array 41 for information input and a laser diode array 42 for information output.
  • the parallel operation board 50 includes a light receiver array 51 for information input and a laser diode array 52 for information output.
  • the optical interconnection device 60 is arranged between the laser diode array 42 of the parallel operation board 40 and the light receiver array 51 of the parallel operation board 50.
  • the configuration of the optical interconnection device 600 is substantially the same as the configuration of the spatial light modulator 100 of the present embodiment shown in FIG. 1, but the laser light source 7, lens 8, spatial
  • a prism 61 and a Fourier transform lens 30 ' are provided instead of the char filter 9, the collimating lens 10 and the Fourier transform lens 30.
  • the prism 61 reflects the reading light from the laser diode array 42.
  • Fourier transform lens 3 0 ' The readout light reflected by the beam 61 is Fourier-transformed and made incident on the readout light incident surface 1a of the SLM 1, and the readout light modulated by the SLM 1 and emitted from the readout light incident surface 1a is returned again.
  • For Fourier transform The prism 61 also plays a role of reflecting the readout light emitted from the Fourier transform lens 30 ′ and guiding it to the light receiver array 51.
  • the SLM 1 is arranged at a predetermined reference position (FIGS. 1 to 3D), the mirror layer 15 has a normal line parallel to the Z axis, and the liquid crystal layer 1
  • the liquid crystal molecules in Fig. 2) are inclined in a plane parallel to the YZ plane.
  • the readout light emitted from the laser diode array 42 and reflected by the prism 61 travels along the YZ plane, enters the readout light incident surface la obliquely (at an incident angle of 0), and has a mirror layer.
  • the light is reflected at 15 and again travels along the YZ plane to reach the prism 61. That is, the YZ plane is the slope.
  • the laser diode array 42 emits linearly polarized readout light, and is arranged in such a direction that its polarization plane is P-polarized light parallel to the YZ plane.
  • a light source 3 a transmissive liquid crystal television 5 for displaying a written image, and an imaging lens 6 are arranged on the writing light incident surface 1b side of the SLM 1, as in the arrangement shown in FIG.
  • the liquid crystal television 5 is connected to an electric signal generator 4 as a writing image control device.
  • the control device 4 controls the liquid crystal television 5 to display a hologram pattern for optical path switching.
  • the writing light emitted from the light source 3 passes through the liquid crystal television 5, the writing path is written with the optical path switching hologram pattern.
  • the writing light on which the hologram pattern is written forms an image on the photoconductive layer 14 (FIG. 2) of the SLM 1 via the imaging lens 6.
  • the output signal of the parallel operation board 40 is output by the laser diode array 42. It is output as two-dimensional or one-dimensional image information.
  • This image is reflected by the prism 61 as read light, and guided to the SLM 1 via the Fourier transform lens 30 ′. Then, the light enters the light modulation layer 17 of the SLM 1.
  • This readout light undergoes a predetermined phase modulation according to the hologram pattern for switching the optical path formed on the photoconductive layer 14.
  • the image thus modulated passes through the Fourier transform lens 30 ′ again, is reflected by the prism 61, and emerges to the light receiving array 51 of the parallel operation port 50.
  • the polarization plane is read out as the readout light, and the P-polarized linear polarization parallel to the light slope is used, and the direction of the SLM 1 is arranged at the predetermined reference position.
  • the readout light need not be 100% P-polarized light component, but may have approximately 100% P-polarized light component.
  • the direction of SLM 1 is not limited to a plane in which the liquid crystal molecules are tilted due to the application of a voltage due to the application of a voltage and is not completely parallel to the light slope (YZ plane), but may be substantially parallel.
  • the spatial light modulator 100 is an optical
  • the spatial light modulator 100 of the first embodiment shown in FIG. 1 is substantially the same as the spatial light modulator 100 of the first embodiment shown in FIG. 1 except that an optical address type vertical alignment liquid crystal spatial light modulator is used instead of the liquid crystal spatial alignment liquid crystal spatial light modulator. It has the same configuration. That is, the SLM 1 and the readout light source 7 are arranged so that the read light has a normal to the YZ plane, and the readout light source 7 has its polarization plane parallel to the YZ plane. That is, they are arranged so that the P-polarized readout light enters the liquid crystal layer 17.
  • the vertical alignment liquid crystal spatial light modulator has the configuration shown in FIG. 2 similarly to the parallel alignment liquid crystal spatial light modulator, but the liquid crystal layer 17 is composed of the liquid crystal layer 17 shown in FIGS. 12A and 12B.
  • the alignment layers 16 and 19 are vertically aligned. That is, the long axes of the liquid crystal molecules are aligned perpendicular to the surfaces of the alignment layers 16 and 19.
  • the liquid crystal molecules When a voltage is applied to the liquid crystal layer 17, the liquid crystal molecules have a single predetermined orientation m and the depth direction (Z axis) of the liquid crystal layer 17, as shown in FIGS. 12C and 12D. ) And in a plane parallel to the plane containing.
  • the predetermined direction m is also determined by the processing direction when the alignment layers 16 and 19 are processed by rubbing and oblique deposition when the SLM 1 is formed.
  • the SLM 1 when the SLM 1 is arranged in the spatial light modulator 100, the SLM 1 is arranged so that the predetermined direction m is parallel to the Y-axis direction (a predetermined reference position).
  • the liquid crystal molecules are inclined in a plane parallel to the YZ plane. Note that a pretilt structure in which liquid crystal molecules are slightly inclined in a plane parallel to the YZ plane even when no voltage is applied may be used.
  • the spatial light modulator of the present embodiment obliquely incident P-polarized light is used as the readout light, and the liquid crystal in the light modulation layer 17 of the SLM 1 is exposed to the slope of the readout light when the voltage is applied. Since the liquid crystal molecules are vertically aligned in a plane parallel to the (YZ plane), the polarization plane of the light does not rotate during light modulation. Therefore, high diffraction efficiency is obtained, and light utilization efficiency is high.In addition, since the light enters and reflects from the SLM 1 at an angle, the input optical axis and the output optical axis are separated, and the input and output optical systems are arranged. The degree of freedom of light is increased, and the efficiency of light utilization is further enhanced.
  • the readout light does not have to be the 100% P-polarized component, and it is sufficient that the read light has approximately 100% P-polarized component.
  • the direction of the SLM 1 is not limited to a plane in which the liquid crystal molecules are tilted due to the application of a voltage due to the application of a voltage, and is not completely parallel to the light slope (YZ plane).
  • the spatial light modulator 100 of the present embodiment can also be applied to a laser processing device-optical interconnection device and the like as in the first embodiment.
  • the spatial light modulator of the present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications are possible.
  • various lasers can be used as a readout light source for outputting linearly polarized readout light.
  • orientation direction of the liquid crystal is not limited to the horizontal orientation shown in FIGS. 3A to 3D and the vertical orientation shown in FIGS. 12A to 12D.
  • An inclined orientation may be used. It suffices that the liquid crystal molecules are oriented so as to be inclined in a plane substantially parallel to the slope of the readout light when a voltage is applied.
  • the optical address type space is used as the SLM 1.
  • an optical modulator was used, an electric address type spatial light modulator may be used instead.
  • an electrode array composed of a plurality of pixel electrodes is provided instead of the ITO 13 and the photoconductive layer 14 in the optical address portion 1B, and an image signal is selectively applied to each electrode. The voltage applied to the liquid crystal layer 17 is controlled for each pixel.
  • the spatial light modulator according to the present invention is widely used for various spatial light modulators using phase modulation.
  • it is widely used in computer-generated holograms, optical computing, laser processing, and the like.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

明細書 空間光変調装置及び空間光変調方法 技術分野
本発明は、 液晶を光変調材料とする空間光変調器を用いた空間光変調 装置及び空間光変調方法に関し、 特に反射型空間光変調器を用いた空間 光変調装置及び空間光変調方法に関する。 背景技術
空間光変調器には、 強度変調型と位相変調型の 2つのタイプがある。 前者の強度変調型は、 液晶テレビやプロジェクタのライ トバルブなどに 用いられるタイプのものであり、 多くの空間光変調器はこのタイプであ る。 一方、 光情報処理やホログラム処理などの分野では後者の位相変調 型が有望と考えられている。 位相変調型は強度変調型と異なり、 光の利 用効率を高くすることができるからである。 このような位相変調型の空 間光変調器を利用したシステムについては、 J ' グルックス夕ッ トらが "Lossless Light Projection", Optics Letters Vol.22, No.18 (1997)で開示 している。
ここで、 位相変調型空間光変調器には、 反射型と透過型とがある。 反 射型の空間光変調器の場合、 透過型と異なり、 読み出し光の入射面と変 調光の出射面が同一面である。 このため、 通常はハーフミラーを用いて 変調光を読み出し光から分離する。 しかし、 この結果、 光の利用効率が 下がり、 位相変調型のメリットが失われてしまう問題があった。 発明の開示 そこで、 本発明は、 上記問題点に鑑みて、 反射型空間光変調器を利用 し、 光の利用効率の高い空間光変調装置及び空間光変調方法を提供する ことを課題とする。
上記課題及び他の課題を解決するために、 本発明は、 読み出し光を出 力するための光源と、液晶を光変調材料とする光変調層と、光反射層と、 該光変調層の該光反射層の反対側に位置する入射面と、 該光変調層に電 圧を印加するための電圧印加手段とを有し、 該入射面に入射した読み出 し光に該光変調層を通過させ該光反射層で反射させて該光変調層を再び 通過させることで、 該光変調層にて 2回光変調を行い、 得られた変調光 を該入射面側から出力するための反射型空間光変調器とを備え、 該光源 と該反射型空間光変調器とが、 該読み出し光が該光反射層に対し斜めに 延びる入射光軸に沿って該入射面に入射し、 かつ、 該光反射層に対し斜 めに延びる反射光軸に沿って該入射面から出射するように配置され、 該 読み出し光が、 該入射光軸、 該反射光軸、 及び、 該光反射層に対し垂直 に延びる法線の全てを含む法面内に偏光方向を有する P偏光成分を略 1 0 0 %含み、 かつ、 該光変調層内の液晶分子が、 該電圧印加手段による 電圧印加に伴って、 該法面と略平行な面内で傾斜するよう配向されてい ることを特徴とする空間光変調装置を提供する。
このような本発明の空間光変調装置においては、 読みだし光を反射型 空間光変調器の入射面に斜めに入射させているため、 入射読みだし光と 反射変調光とをハーフミラ一を使用せずに分離できる。 したがって、 光 の利用効率が高められると共に、 入射、 出射の光学系の配置の自由度が 増す。 しかも、 本発明においては、 P偏光成分を略 1 0 0 %含む読み出 し光を入射面に斜めに入射させている。 ここで、 読み出し光の P偏光成 分は、 読み出し光の入射光軸と空間光変調器の光反射層の法線とを含む 法面内に偏光方向を有する。 また、 光変調層内の液晶は、 電圧印加に伴 いこの法面に略平行な平面内で傾斜するように配向されている。 したが つて、 読み出し光の P偏光成分と液晶分子の配向方向との間に捻じれが 生じることがない。 このため、 偏波面が回転することがなく、 位相のみ の変調が行われる。 反射光も同様であるから最終的に出力される変調光 の偏波面は入射光と同一であり、 P偏光成分を略 1 0 0 %含む変調光と して出力される。 したがって、 高い回折効率を保つことが可能である。 特に、 読み出し光が P偏光成分を 1 0 0 %含み、 かつ、 光変調層内の 液晶分子が、 電圧印加手段による電圧印加に伴って、 法面と平行な面内 で傾斜するよう配向されていることが好ましい。 この場合には、 P偏光 である読み出し光と液晶分子の配向方向との間に捻じれが生じることが ない。 したがって、 偏波面が回転することがなく、 位相のみの変調が行 われる。 したがって、 非常に高い回折効率を保つことが可能である。 光変調層内の液晶は、 垂直配向あるいは水平配向処理されていること が好ましい。 液晶を垂直配向、 あるいは水平配向処理することにより液 晶分子は、 所定の面内に捻れなしに配列される。 この所定の面を法面に 略合わせることで偏波面の回転なしに位相変調を施すことが可能になる。 また、 他の観点によれば、 本発明は、 液晶を光変調材料とする光変調 層と、 光反射層と、 該光変調層の該光反射層の反対側に位置する入射面 と、 該光変調層に電圧を印加するための電圧印加手段とを有し、 該入射 面に入射した読み出し光を該光変調層を通過させ該光反射層で反射させ て該光変調層を再び通過させることで、 該光変調層にて 2回光変調を行 レ 得られた変調光を該入射面側から出力するための反射型空間光変調 器を用意する工程と、 読み出し光が該光反射層に対し斜めに延びる入射 光軸に沿って該入射面に入射し、 さらに、 該光反射層に対し斜めに延び る反射光軸に沿って出射するよう、 該読み出し光を該反射型空間光変調 器に入射する工程とを備え、 該読み出し光が、 該入射光軸、 該反射光軸、 及び、 該光反射面に対し垂直に延びる法線の全てを含む法面内に偏光方 向を有する P偏光成分を略 1 0 0 %含み、 かつ、 該光変調層内の液晶分 子が、 該電圧印加手段による電圧印加に伴って、 該法面と略平行な面内 で傾斜するよう配向されていることを特徴とする空間光変調方法を提供 する。 特に、 読み出し光が P偏光成分を 1 0 0 %含み、 かつ、 光変調層 内の液晶分子が、 電圧印加手段による電圧印加に伴って、 法面と平行な 面内で傾斜するよう配向されていることが好ましい。 また、 光変調層内 の液晶は、 垂直配向あるいは水平配向処理されていることが好ましい。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の第一の実施形態に係る空間光変調装置の構成図で ある。
第 2図は、 第 1図の空間光変調装置に用いられる反射型空間光変調器 の構成を示す図である。
第 3 A図は、 第 2図の空間光変調器の光変調層内の液晶配置を説明す る説明斜視図である。
第 3 B図は、 第 3 A図の ΠΙ Β— ΠΙ Β線断面図である。
第 3 C図は、 第 3 A図の光変調層内の液晶配置が電圧の印加に応じて 変化する状態を説明する説明斜視図である。
第 3 D図は、 第 3 C図の IH D— IH D線断面図である。
第 4図は、 空間光変調装置の比較例における配置構成図である。 第 5 A図は、 第 4図の比較例における空間光変調器の光変調層内の液 晶配置を説明する説明斜視図である。
第 5 B図は、 第 5 A図の V B— V B線断面図である。
第 5 C図は、 第 5 A図の光変調層内の液晶配置が電圧の印加に応じて 変化する状態を説明する説明斜視図である。 第 5 D図は、 第 5 C図の V D— V D線断面図である。
第 6図は、 第一の実験における、 第一の実施形態の配置により得られ る回折効率の測定結果を示すグラフである。
第 7図は、 第一の実験における、 比較例の配置により得られる回折効 率の測定結果を示すグラフである。
第 8図は、第二の実験において P S偏光成分割合を変化させるために、 空間光変調器の向きと読み出し光の偏光方向とをどのように変化させる かを説明する説明図である。
第 9図は、 第二の実験において得られる P S偏光成分割合の変化に対 する回折効率の測定結果を示すグラフである。
第 1 0図は、 第一の実施形態の空間光変調装置を応用して構成された レーザ加工装置の構成図である。
第 1 1図は、 第一の実施形態の空間光変調装置を応用して構成された 光ィン夕ーコネクション装置の構成図である。
第 1 2 A図は、 第二の実施形態における空間光変調装置における反射 型空間光変調器の光変調層内の液晶配置を説明する説明斜視図である。 第 1 2 B図は、 第 1 2 A図の X Π B — X Π B線断面図である。
第 1 2 C図は、 第 1 2 A図の光変調層内の液晶配置が電圧の印加に応 じて変化する状態を説明する説明斜視図である。
第 1 2 D図は、 第 1 2 C図の X II D— X II D線断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明す る。 なお、 説明の理解を容易にするため、 各図面において同一の構成要 素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、 重複する説明は省略す る。 まず、 本発明の第一の実施形態に係る空間光変調装置を第 1図〜第 1 1図に基づき説明する。
第 1図は、 本実施の形態における空間光変調装置の構成を示す概略図 である。
第 1図に示すように、 本実施の形態に係る空間光変調装置 1 00は、 反射型の光アドレス型空間光変調器 （以下、 「S LM」 という） 1を備え ている。 この S LM 1は、 光変調部 1 Aと、 光アドレス部 1 Bと、 該光 変調部 1 Aと該光アドレス部 1 Bとの間に設けられたミラー層 1 5とを 備えている。 光アドレス部 1 Bは、 書き込み光が入射するための書き込 み光入射面 1 bを有しており、 当該入射した書き込み光に応じて、 光変 調部 1 Aの光学的特性を変化させるようになつている。 一方、 光変調部 1 Aは、 読み出し光を入射するための読み出し光入射面 1 aを備えてお り、 当該入射した読み出し光を、その光学的特性の変化によって変調し、 ミラー層 1 5で反射させた後再び変調して、 読み出し光入射面 1 aより 出射するようになっている。
ここで、 S LM 1は、 三次元の XYZ空間中に、 第 1図に示す向きに 配置されている。 すなわち、 図の紙面に対し垂直な方向を X方向、 紙面 を YZ平面とすると、 SLM1は、 その読み出し光入射面 1 a及び反射 層 1 5に対して垂直に延びる法線が Z軸方向に延びるように配置されて いる。
S LM 1の書き込み光入射面 1 b側には、 書き込み光の光源 3と、 書 き込み光の画像を表示する透過型液晶テレビ 5と、 書き込み光に含まれ る画像信号を S LM 1の書き込み光入射面 1 bに結像させる結像レンズ 6とが配置されている。 透過型液晶テレビ 5には、 画像表示を制御する 書き込み用電気信号発生器 4が接続されている。
一方、 S LM 1の読み出し光入射面 1 a側には、 この入射面 l a及び 反射層 1 5の法線 Zに対して角度 0 (0 ° < 9 0 ° ) だけ Y方向に 傾けられた入射光軸 I上に、 読み出し光光源となる H e— N eレーザ 7 と、 レンズ 8と、 スペイシャルフィル夕 9と、 コリメ一トレンズ 1 0と が配置されている。 また、 法線 Zに対して入射光軸 I とは反対の側に同 一の角度 0 (0 ° <0<9 0 ° ) だけ傾けられた出射光路 0上には、 フ —リエ変換レンズ 30が配置されている。 したがって、 これら読み出し 光の入射光軸 I、 反射光軸〇、 及び、 S LM 1入射面 1 a及び反射層 1 5の法線 Zの全てを含む平面 （YZ平面） が、 読み出し光に対する法面 を構成している。
ここで、 H e— N eレーザ 7は、 直線偏光の読み出し光を出射するた めのものである。 ここで、 H e—N eレーザ7は、 当該直線偏光読み出 し光の電場の振動方向が当該法面 （YZ平面） に平行な P偏光となるよ うな向き （以下、 「レーザ所定基準位置」 という） に配置されている。 次に、 S LM 1の構造について、 第 2図を参照して、 詳細に説明する。 本実施形態の S LM 1は、光ァドレス型平行配向液晶空間光変調器（P
A L— C5 L M (Parallel-Aligned nematic-liquid-crystal Spatial Light Modulator) ) である。
当該 S LM 1は、 ガラス基板 1 2を有しており、 その表面に入射書き 込み光の不要な反射を防止する ARコート層 1 1が形成されている。 こ の ARコート層 1 1が書き込み光の入射面 1 bを規定している。 ガラス 基板 1 2の ARコート層 1 1 と反対の面には、 I TO (indium tin oxide) 1 3と、 入射光の強度に応じて抵抗が変化するアモルファスシリ コン （a— S i ) からなる光導電層 1 4とが積層されている。 これら A Rコート層 1 1、 ガラス基板 1 2、 I TO 1 3、 及び、 光導電層 1 4に より、 光ァドレス部 1 Bが構成されている。 光導電層 1 4の I T〇 1 3 と反対の面には、 誘電体多層膜製のミラ一層 1 5が積層されている。 S LM 1は、 さらに、 ガラス基板 2 1を有しており、 その表面には、 入射読み出し光の不要な反射を防止する ARコート層 22が形成されて いる。 この ARコート層 22が読み出し光入射面 1 aを規定している。 ガラス基板 2 1の ARコート層 22と反対の面には、 I T O (indium tin oxide) 20が積層されておいる。
ミラ一層 1 5と I T〇 20には、 それぞれ、 配向層 1 6と 1 9が形成 されている。 これら配向層 1 6、 1 9は、 対向して配置され、 枠状のス ぺーサ一 1 8を介して接続されている。 スぺーサ一 1 8の枠内には、 ネ マチック液晶が充填されており、 光変調層たる液晶層 1 7が形成されて いる。 I TO 1 3及び 20は、 駆動装置 2に接続されており、 両者の間 に所定の電圧が印加されるようになっている。 ARコート層 22、 ガラ ス基板 2 1， I TO 20 , 配向層 1 9 , 液晶層 1 7 , 及び、 配向層 1 6 により、 光変調部 1 Aが構成されている。
上記構成を有する S LM 1は、 第 2図に示すように、 光変調層 1 7の 厚み方向が Z軸方向に平行となり、 かつ、 そのミラー層 1 5及び配向層 1 6、 1 9が、 XY平面に平行に延びる向きで配置されている。
次に、 光変調層 1 7内のネマチック液晶の配向方向について、 第 3A 図〜第 3 D図を参照して説明する。 なお、 第 3 A図〜第 3D図には、 明 瞭化を図るため、 第 2図の S LM 1のうちの ARコート層 22， 配向層 1 9, 液晶層 1 7， 配向層 1 6， 及び、 反射層 1 5のみを示しており、 残りの層 2 1 , 20， 及び、 14〜 1 1は示していない。
第 3 A図及び第 3 B図に示されるように、 光変調層 1 7内のネマチッ ク液晶分子は、 配向層 1 6及び 1 9により水平配向処理されており、 配 向層 1 6、 1 9の表面に対して平行で、 かつ、 単一の所定方位 mに向く ように、 配向されている。 より詳しくは、 液晶分子の長軸が、 配向層 1 6, 1 9の表面に対して平行で、 所定方位 mに向き、 かつ、 液晶層 1 7 の厚み方向 （Z方向） に対して捻れなく配向されており、 平行配向構造 となっている。 ここで、 当該所定方位 mは、 S L M 1の作成の際、 配向 層 1 6及び 1 9をラビングゃ斜方蒸着により処理する際、 その処理方向 により決定される。 本実施形態では、 S L M 1を空間光変調装置 1 0 0 に配置するにあたり、 S L M 1は、 その所定方位 mが Y軸方向に平行に なるような向き （以下、 「S L M所定基準位置」 という） に配置される。 この場合、 光変調層 1 7に I T O 1 3及び 2 0により電圧が印加され ると、 液晶分子は、 第 3 C図及び第 3 D図に示されるように、 所定方位 mと液晶層 1 7の厚み方向 Zとの両方を含む平面（この場合、 Y Z平面） に対して平行な面内で、 その配向方向が傾くことになる。 なお、 電圧が 印加されていない状態でも液晶分子が Y Z平面に平行な面内で幾分傾い ているプレティルト構造をしていても良い。
かかる平行配向構造の光変調層 1 7においては、 液晶は複屈折率を有 している。 このため、 S L M 1は、 印加される電圧に応じて液晶分子を 傾斜させて複屈折率を制御するよ う になってお り 、 E C B (electrically-controlled birefringence) 型の変調を行うようになって いる。 ここで、 液晶分子の長軸に対し捻れた方向に振動する直線偏光が 光変調層 1 7に入射すると、 振動面が液晶分子長軸を斜めに横切ること になるため、 液晶分子長軸に平行な偏光成分と垂直な偏光成分との間に 屈折率の差に基づく位相差が生じ、 偏波面が回転する。 一方、 液晶分子 の長軸に対し捻れのない方向に振動する直線偏光が光変調層 1 7に入射 すると、 当該直線偏光はその偏波面が回転することがなく、 その振動面 における屈折率の変化に基づく位相変調を受ける。 すなわち、 当該直線 偏光は位相のみの変調を受ける。
本実施の形態では、 液晶分子が、 読み出し光に対する法面たる Y Z平 面に平行な面内で配向方向が傾くように配向されている。 しかも、 読み 出し光源 7は、 S L M 1に対し P偏光の読み出し光を出射するような向 きに配置されている。 当該 P偏光の読み出し光の振動面は、 Y Z平面に 平行であるため、 液晶層に入射した読み出し光の振動面と液晶分子長軸 との間には捻れが生じることがない。 このため、 読み出し光は液晶分子 長軸を横切ることがなく、 読み出し光の偏波面は回転することがない。 したがって、 出射光の偏光方向も P偏光のまま維持されることになり、 高い回折効率を達成できる。
次に、 上記構成を有する本実施形態の空間光変調装置 1 0 0の動作を 説明する。
書き込み光側の光源 3から出射された書き込み光が液晶テレビ 5を通 過する際、 当該書き込み光には電気信号発生器 4の制御により所定の画 像情報が書き込まれる。 この画像情報を有する書き込み光は、 結像レン ズ 6により S L M 1の光導電層 1 4に結像される。 S L M 1の両 I T O 1 3 、 2 0間には駆動装置 2により数ボルトの交流電圧が印加されてお り、 光導電層 1 4では、 書き込まれた画像に応じ画素位置によって電気 的インピーダンスが変化する。 この結果、 光変調層 1 7は画素位置によ つて印加される電圧の分圧が異なってくる。 このため、 画素位置によつ て液晶分子の傾きが変化する。 ここで、 液晶分子は読み出し光の法面で ある Y Z平面に平行な平面内でその配向方向が変化する （第 3 C図、 第 3 D図）。 この結果、画素位置によって、光変調層 1 7の法面（Y Z平面） 方向に振動する偏光成分に対する屈折率が変化する。
一方、 H e — N eレーザ 7から出射された直線偏光光は、 レンズ 8 、 スペイシャルフィルタ 9、 コリメ一トレンズ 1 0により平行光に調整さ れ、 P偏光として S L M 1の光変調層 1 7へと入射する。 この読み出し 光は、 法面 （Y Z平面） に平行な平面内で振動しているため、 光変調層 1 7内の屈折率変化により位相変調されながら伝搬する。 当該読み出し 光は、 ミラ一層 1 5により反射され、 再び、 光変調層 1 7内を伝搬し位 相変調されて、 入射面 l aから出射する。 このとき、 偏波面の回転が起 こらないので、 効率良く位相変調がなされる。 出射された読み出し光を フーリエ変換レンズ 3 0でフーリエ変換することにより、 所定のフ一リ ェ変換像 （例えば、 ホログラム画像等） をフーリエ変換面 F上に形成す ることができる。
このように本実施形態の空間光変調装置 1 0 0によれば、 反射型空間 光変調器 1に対し、読み出し光として、 P偏光を斜めに入射させている。 光変調層 1 7内の液晶は、 駆動回路 2による電圧印加に伴って、 入射光 である読み出し光と出射光である変調光の両方の光軸を含む面、 すなわ ち、 法面 （Y Z平面） と平行な面内で液晶分子が傾斜するよう、 平行配 向されている。 このため、 光変調に際して光の偏波面が回転することが なく、 高回折効率が得られ、 光の利用効率が高い。 また、 S L M 1に斜 めに光を入反射させるので、 入射光軸 Iと出射光軸 Oとが分離され、 入 射、 出射の光学系の配置の自由度が増し、 光の利用効率が一層高められ ている。
ここで、 比較のため、 第 4図と第 5 A図及び第 5 B図のように、 S L M lの向きを、 Z軸周りに X Y平面上で 9 0度回転させた向き （以下、 「S L M所定比較位置」 という） に変更することを考える。 この場合、 液晶分子長軸が配向されている所定方位 mは X軸方向に平行となり、 し たがって、 液晶分子長軸は、 X Z平面に平行に延びるような向きに配向 されることになる。 この場合、 光変調層 1 7に電圧が印加されると、 液 晶分子長軸は、 第 5 C図及び第 5 D図のように、 X Z平面に平行な平面 内で傾斜するようになる。 ここで、 X Z平面は、 読み出し光の法面たる Y Z平面に対して直交している。
さらに、 第 4図に示すように、 読み出し光源 7を入射光軸 Iの周りに 9 0度回転させ、 読み出し光の電場の振動方向 （偏光方向） が法面 （Y Z平面） に対して垂直となるような向き （以下、 「レーザ所定比較位置」 という） に変更する。 この結果、 読み出し光は S偏光として光変調層 1 7に入射するようになる。 この場合、 電圧非印加時においては、 第 5 A 図及び第 5 B図のように、 読み出し光の偏光方向は液晶分子長軸方向と 平行となる。 しかし、 光変調層 1 7に電圧が印加されると、 第 5 C図及 び第 5 D図に示すように、 液晶分子が X Z平面に平行な面内で斜めに傾 く。 この結果、読み出し光の振動面と液晶分子長軸との間に捻れが生じ、 読み出し光の振動面が液晶分子を斜めに横切るようになる。 このため、 読み出し光の偏波面が回転してしまい、 高い回折効率を達成できない。 本発明者らは、 本実施形態に係る空間光変調装置 1 0 0の光利用効率 を確認するための実験を行なった。 以下、 その結果について示す。
(第一の実験）
まず、 第一の実験として、 本実施形態に係る空間光変調装置 1 0 0の 光利用効率向上を確認するための比較実験を行なった。
当該実験では、 第 1図に示される構成の空間光変調装置 1 0 0におい て、 液晶テレビ 5に縦じま画像を表示させ、 表示させる縦じまの本数、 つまり空間周波数と、 読み出し光の入出射角度 Θを変えた時に、 S L M 1から出射される読み出し光の 1次回折光の強度割合、 すなわち回折効 率がどのように変化するかを測定した。 実験に際しては、 本実施形態の 構成に従い、 S L M 1を、 S L M所定基準位置 （第 3 A図〜第 3 D図に 示す向き） に配置し、 液晶分子が読み出し光の法面 （Y Z平面） に平行 な平面内で傾斜するようにした。 レーザ光源 7を、 レーザ所定基準位置 (第 1図及び第 3 A図〜第 3 D図に示す向き） に配置し、 読み出し光の 振動面が法面 （Y Z平面） に平行になるようにして、 読み出し光を P偏 光として S L M 1に入射させた。 また、 比較例として、 S L M 1を、 S L M所定比較位置 （第 5 A図〜 第 5 D図に示す向き） に配置し、 液晶分子が読み出し光の法面 （Y Z平 面） に対し直交する平面 （X Z平面） に平行な面内で傾斜するようにし た。 レーザ光源 7を、 レーザ所定比較位置 （第 4図及び第 5 A図〜第 5 D図に示す向き） に配置し、 読み出し光の振動面が法面 （Y Z平面） に 直交するような向きになるようにし、 読み出し光を S偏光として S L M 1に入射させた。
第 6図に本実施形態の配置で得られた回折効率の実験結果を、 第 7図 に比較例の配置で得られた回折効率の実験結果を示す。
比較例の配置では入出射角 0が大きくなるほど回折効率が低下してい るのに対し、 本実施形態の配置では、 入出射角 »が変化しても回折効率 はほぼ一致して高い効率を示していることが確認された。 すなわち、 本 実施形態では、 回折効率、 つまり光の利用効率を高く維持したまま入出 射角 0を大きくとることができることがわかる。 本実施形態のような配 置を採ることで、 読み出し光を入射面に対して斜めに入射させる場合で も、 変調光の偏波面を回転しないようにでき、 垂直入射の場合と略変わ らない高い回折効率、 すなわち、 高い光利用効率が得られていることが わかった。
本実施形態によれば、 光の利用効率を高く維持したまま入出射角 Θを 大きくとることができるので、 読み出し光の入射光路 I と出射光路 Oと を、 ハーフミラ一等の追加の光学部材を用いることなく完全に分離する ことができる。 したがって、 高い光の利用効率を得ながら、 しかも、 入 射光路 I と出射光路〇の設計の自由度を増すことができるという利点が ある。
(第二の実験）
本発明者らは、 さらに、 第二の実験を行った。 当該実験では、 S LM 1とレーザ光源 7との位置を第 1図の本実施形 態の状態に維持し読みだし光の法面を Y Z平面に固定したままで、 読み 出し光光源 7の向き （読みだし光偏光方向） を入射光軸 I周りに回転さ せると同時に S LM 1の向きを Z軸周りに回転させることで、 S LM 1 に入射する読み出し光中の P偏光成分と S偏光成分の割合を変化させた。 この偏光成分の割合の変化に伴い回折効率がどのように変化するかを測 定した。
ここで、 P偏光成分と S偏光成分の割合を所望の割合 a ： 1— a (こ こで、 P偏光成分割合を a、 S偏光成分割合を 1一 aとする （0≤ a≤ 1)) とするためには、 第 8図に示すように、 レーザ光源 7の向きを、 レ —ザ所定基準位置 （読みだし光振動面が YZ平面内となる向き） から角 度 Q! (= a r c t a n [ ( 1 - a) /a] 1/2) だけずれた向きに変更 すればよい。 同時に、 S LM 1の向きも、 S LM所定基準位置 （液晶配 向方位 mが Y軸方向に延びる向き） から同一の角度 αだけずれた向きに 変更し、 読みだし光振動面と S LM 1の液晶配向方位 mとの間に捻れが 生じないようにする。
例えば、 P偏光成分と S偏光成分の割合を 1 ： 0となるようにするた めには、 a= lよりひ = 0° (= a r c t a n [0 / 1 ] 1/2) と求ま るため、 S LM 1とレーザ光源 7とをそれぞれ上記 S LM所定基準位置 及び上記レーザ所定基準位置に配置すればよいことがわかる。
また、 P偏光成分と S偏光成分の割合を 0. 9 : 0. 1とするために は、 a = 0. 9より α= 1 8. 4° (= a r c t a n [0. 1/0. 9] 1/2) と求まるため、 S LM 1とレーザ光源 7とをそれぞれ上記 S LM 所定基準位置及び上記レーザ所定基準位置から角度ひ = 1 8. 4° だけ ずれた向きに配置すればよい。
さらに、 P偏光成分と S偏光成分の割合を 0 ： 1とするためには、 a = 0より α = 90 ° (= a r c t a n [ 1 Ζ 0 ] 1/2) と求まるため、 S L Μ 1とレーザ光源 7とをそれぞれ上記 S L Μ所定基準位置及び上記 レーザ所定基準位置から角度 α= 90 ° だけずれた向き、 すなわち、 S L Μ所定比較位置及びレーザ所定比較位置 （第 4図及び第 5 Α図〜第 5 D図） に配置すればよい。
本実験では、 初期配置においては、 第 8図に実線で示すように、 レー ザ光源 7を、 レーザ所定基準位置の向きに配置し （α = 0° )、 その偏光 面が ΥΖ平面に平行となるようにした。 また、 3し^11を3 1^所定基 準位置の向きに配置し（α= 0° )、液晶配向方位 mが Υ軸方向に平行に なるようにした。 この場合、 P偏光成分の割合 aは 1であり、 1 00 % P偏光成分からなる読み出し光が S LM 1に入射した。
この基準位置において、 S LM 1に 2値の位相グレーティングを形成 し、 S LM 1を駆動電圧 3. 0 [V]、 振動数 1 [kH z]で駆動して、 回 折効率を測定した。なお、入射光軸 Iの入射角度 Θを 1 5 ° に設定した。 また、 同様の測定を、 駆動電圧を 4. 0 [V]に変更して再び行った。 次に、 第 8図に点線で示すように、 P偏光成分と S偏光成分の割合が 0. 9 : 0. 1 (すなわち、 a = 0. 9) となるよう、 レーザ光源 7を、 入射光軸 I上方 （レ一ザ光源 7後方） からレーザ光源 7を見て時計回り 方向に入射光軸 I周りに回転させ、 レーザ所定基準位置から所定角度 α = 1 8. 4° だけずれた向きに配置した。 S LM 1を、 入射面 1 aの Ζ 軸上方から S LM 1を見て時計回り方向にレーザ光源 7と等しい角度だ け Z軸周りに回転させ、 S LM所定基準位置から同じく所定角度 α= 1 8. 4° だけずれた向きに配置した。 この結果、 9 0 %が Ρ偏光成分で 残り 1 0 %が S偏光成分からなる読みだし光が S LM 1に入射した。 こ の状態で、 再び、 回折効率を測定した。
以上と同様の回折効率の測定を、 読み出し光の Ρ偏光成分の割合 aを 0. 1ずつ減少させながら繰り返し行った。 すなわち、 S LM 1の S L M所定基準位置からの角度 α及びレーザ光源 7のレーザ所定基準位置か らの角度 αを Ρ偏光割合値 aに応じて徐々に増大させていきながら、 測 定を繰り返し行った。
S LM 1とレーザ光源 7とが S LM所定比較位置及びレーザ所定比較 位置に達した （α = 90° ) ところで再び測定を行った後、 実験を終了 した。 この際、 Ρ偏光成分の割合 a = 0となり、 1 00 %が S偏光成分 からなる読み出し光が S LM 1に入射した。
以上と同様の実験を、 入射光軸 Iの入射角度 0を 30 ° に変更して再 び行った。
第 9図に、 回折効率の測定結果を示す。 ここで、 横軸が P S成分混在 比で、 縦軸が回折効率を示す。
この測定結果から明らかなように、 読み出し光が 1 00 % P偏光成分 のみからなる所定基準位置 （α= 0° ) では、 入射角度 0及び駆動電圧 の大きさに依らず、 非常に高い回折効率が得られることが確認された。 また、 読み出し光が 1 00 % Ρ偏光成分でなくても、 略 1 00 % Ρ偏 光成分を含む場合にも、十分高い回折効率が得られることが確認された。 例えば、 Ρ偏光の割合が 0. 9以上 1以下、 すなわち、 Ρ偏光成分が 9 0 %以上 1 00 %以下でかつ S偏光が 0 %以上 1 0 %以下の場合にも、 入射角度 Θ及び駆動電圧の大きさに係わらず、 十分高い回折効率が得ら れることがわかる。 具体的には、 レーザ光源 7の向きがその所定基準位 置より 0 ° 以上 1 8. 4° 以下ずれ、 かつ、 S LM 1の向きがその所定 基準位置より 0° 以上 1 8. 4° 以下ずれていても、 十分高い回折効率 が得られることがわかる。 換言すれば、 読みだし光の偏光方向は読みだ し光法面 （ΥΖ平面） に対し完全に （ 1 00 %) 平行でなくてもよい。 読みだし光偏光面が読みだし光法面 （ΥΖ平面） に対し略 1 00 %平行 な平面内、 例えば、 読みだし光法面 （YZ平面） より 0 ° 以上 1 8. 4° 以下ずれた平面内にあればよい。 また、 S LM 1も、 その液晶分子が読 みだし光法面 （YZ平面） に対し完全に （ 1 00 %) 平行な平面内で傾 斜するように配向されていなくてもよい。液晶分子が読みだし光法面（Y Z平面） に対し略 1 00 %平行な平面内、 例えば、 読みだし光法面 （Y Z平面） より 0 ° 以上 1 8. 4° 以下ずれた平面内で傾斜するように配 向されていればよい。
以上の特性を有する本実施形態の空間光変調装置 1 00は、 例えば、 画像表示や光アナログ演算等の他、 レーザ加工装置等に応用できる。 こ こで、 レーザ加工装置とは、 レーザ光を金属板等の被加工物に集光して 被加工物に切削やレーザマ一キングを行うためのものである。
ここで、 本実施形態の空間光変調装置 1 00をレーザ加工装置に応用 する場合には、読み出し光光源 7として、 He—Neレーザの代わりに、 例えば、 YAGレーザを使用する。 フーリエ変換面 F上に位置している 被加工物上に、 当該レーザ光を所望のパターン （フーリエパターン） に て集光することにより、 被加工物の加工を行う。 より詳細には、 ホログ ラム等の画像を液晶テレビ 5にて S LM 1に形成する。 第 1図及び第 3 A図〜第 3 D図のように、 P偏光の読み出し光を、 S LM 1に対し斜め に入射させる。 該 P偏光読みだし光は、 S LM 1にて、 入力パターンに 対応した位相変調を受け、 フーリエ変換レンズ 30にてフーリエ変換さ れることで、 被加工物上で所望のパターンに集束し当該被加工物を加工 する。
読み出し光を S LM 1に斜めに入射させており、 入射光軸と反射光軸 を分離するためのハーフミラ一を使用していないことから、 読み出し光 のロスが少ない。 しかも、 読み出し光は、 その位相のみが変調されるこ とから、 高回折効率にて該所望のパターンに集光する。 このため、 読み 出し光源 7からの読み出し光を効率的に加工処理に供することができる。 なお、読み出し光は、 1 0 0 % P偏光成分でなくてもよく、略 1 0 0 % P偏光成分を有していれば良い。 また、 S L M 1の向きも、 液晶分子が 電圧印加に伴い傾斜する平面が読みだし光法面 （Y Z平面） に対し完全 に平行でなくても、 略平行となっていればよい。
ところで、 レーザ 7から出射した光は、 一般に、 レーザ 7内の部品の 熱による変形等により、 波面が乱れ、 きれいな平行光とならない。 この 場合、 集光スポッ トは大きくなり、 加工精度を落とすおそれがある。 集 光スポッ卜の広がりはまたパワー密度の低下につながるため、 効率のよ い加工ができないことにもつながる。
第 1 0図は、 本実施形態の空間光変調装置 1 0 0を変形して構成した レーザ加工機 2 0 0であって、 上述の原因によるレーザの波面の乱れを 補正しきれいな平行光を形成できるようにしたものである。
本レーザ加工装置 2 0 0の構成は、 第 1図に示された本実施形態の空 間光変調装置 1 0 0の構成と略同一であるが、 入射光軸 I上のコリメ一 トレンズ 1 0と S L M 1との間に、 ビームスプリツ夕 3 6を設け、 読み 出し光の一部を S L M 1に導くと共に、 他の一部を波面検出装置 3 5に 導くようになつている点で異なっている。 波面検出装置 3 5は、 マイク ロレンズァレイを用いたハルトマンセンサーや干渉系等からなり、 ビー ムスプリッ夕 3 6からのレーザ光の波面の乱れの程度を計測する。 波面 検出装置 3 5は電気信号発生器 4に接続されており、 その計測結果に基 づいて、 電気信号発生器 4を制御し、 S L M 1に対し、 読み出し光の波 面を補正し出射光をきれいな平面波とするような位相パターンを形成さ せる。 このため、 S L M 1は、 読み出し光を位相変調し、 波面のそろつ た出力光を形成することができる。 かかる波面のそろった出力光がフ一 リエ変換レンズ 3 0でフーリエ変換されることにより、 より小さな集光 スポットをフーリエ変換面 Fに位置した被加工物 3 7上に形成すること ができ、 より加工精度の高いレーザ加工を実現することができる。 なお、 当該レーザ加工装置 2 0 0においても、 読み出し光は、 1 0 0 % P偏光 成分でなくてもよく、 略 1 0 0 % P偏光成分を有していれば良い。 また、 S L M 1の向きも、 液晶分子が電圧印加に伴い傾斜する平面が読みだし 光法面 （Y Z平面） に対し完全に平行でなくても、 略平行となっていれ ばよい。
第 1 1図は、 本実施形態に係る空間光変調装置 1 0 0の別の応用例を 示す概略図である。
この応用例は、 空間光変調装置 1 0 0を光インターコネクション装置 6 0に応用したものである。 ここで、 光インタ一コネクション装置 6 0 とは、 光で情報をやりとりする並列演算ボード 4 0と 5 0との間で各素 子間の接続を切り替えるためのものである。
並列演算ボード 4 0は、 情報入力用の受光器アレイ 4 1と情報出力用 のレーザダイオードアレイ 4 2とを備えている。 一方、 並列演算ボード 5 0は、 情報入力用の受光器アレイ 5 1と情報出力用のレーザダイォー ドアレイ 5 2とを備えている。 光インターコネクション装置 6 0は、 並 列演算ボード 4 0のレーザダイォ一ドアレイ 4 2と並列演算ボード 5 0 の受光器アレイ 5 1との間に配置されている。
光インターコネクション装置 6 0の構成は、 第 1図に示された本実施 形態の空間光変調装置 1 0 0の構成と略同一であるが、 読み出し光学系 として、 レーザ光源 7 , レンズ 8， スペイシャルフィルタ 9， コリメ一 トレンズ 1 0 , 及び、 フーリエ変換レンズ 3 0を備える代わりに、 プリ ズム 6 1 とフーリエ変換レンズ 3 0 'を備えている点が異なっている。 ここで、 プリズム 6 1は、 レ一ザダイオードアレイ 4 2からの読み出し 光を反射するためのものである。 フーリエ変換レンズ 3 0 ' は、 プリズ ム 6 1で反射された読み出し光をフーリエ変換して S L M 1の読み出し 光入射面 1 a側に入射させ、 さらに、 S L M 1で変調され読み出し光入 射面 1 aから出射した読み出し光を、 再び、 フーリエ変換するためのも のである。 なお、 プリズム 6 1は、 フーリエ変換レンズ 3 0 ' を出射し た読み出し光を反射し、 受光器アレイ 5 1へ導く役割も果たす。
ここで、 S L M 1は、 所定基準位置 （第 1図〜第 3 D図） に配置され ており、 ミラー層 1 5が Z軸に平行な法線を有し、かつ、液晶層 1 Ί (第 2図） の液晶分子が Y Z平面に平行な平面内で傾斜するようになってい る。 また、 レーザダイオードアレイ 4 2を出射してプリズム 6 1で反射 された読み出し光は、 Y Z平面に沿って進行し、 読み出し光入射面 l a に対し斜めに （入射角 0で） 入射し、 ミラ一層 1 5で反射し、 再び、 Y Z平面に沿って進行して、 プリズム 6 1に至るようになつている。 すな わち、 Y Z平面が法面となっている。 さらに、 レーザダイオードアレイ 4 2は、 直線偏光の読み出し光を出射するようになっており、 その偏光 面が Y Z平面に平行な P偏光となるような向きに配置されている。
なお、 S L M 1の書き込み光入射面 1 b側には、 第 1図の配置同様、 光源 3と書き込み画像表示用の透過型液晶テレビ 5と結像レンズ 6とが 配置されている。 なお、 液晶テレビ 5には、 書き込み画像制御装置とし ての電気信号発生器 4が接続されている。
かかる構成の光インターコネクション装置 6 0では、 制御装置 4が液 晶テレビ 5を制御して、光路切替用のホログラムパターンを表示させる。 光源 3から出射した書き込み光が液晶テレビ 5を通過する際、 当該書き 込み光には当該光路切替用ホログラムパターンが書き込まれる。 当該ホ ログラムパターンが書き込まれた書き込み光は、結像レンズ 6を介して、 S L M 1の光導電層 1 4 (第 2図） に結像する。
並列演算ボード 4 0の出力信号は、 レーザダイオードアレイ 4 2によ り 2次元あるいは 1次元の画像情報として出力される。 この画像は、 読 み出し光として、 プリズム 6 1により反射され、 フーリエ変換レンズ 3 0 'を介して S L M 1に導かれる。 そして、 S L M 1の光変調層 1 7へ 入射する。 この読み出し光は、 光導電層 1 4に結像された光路切替用の ホログラムパターンに応じて、 所定の位相変調を受ける。 こうして変調 された画像は、 再びフーリエ変換レンズ 3 0 ' を通過し、 プリズム 6 1 により反射されて、 並列演算ポード 5 0の受光器アレイ 5 1へと出射す る。
液晶テレビ 5に表示するホログラムイメージを変えることにより、 並 列演算ポード 4 0のレーザダイォ一ドアレイ 4 2と並列演算ポ一ド 5 0 の受光器アレイ 5 1の任意の画素同士の接続を切り替えることが可能で ある。
以上のように、 光インターコネクション装置 6 0においても、 読み出 し光として偏波面が読みだし光法面に平行な P偏光の直線偏光を用い、 かつ、 S L M 1の向きを所定基準位置に配置して液晶分子が電圧印加に 伴い傾斜する平面が読みだし光法面に平行になるように設定することで、 高い回折効率を得ることができる。 したがって、 並列演算ボード 4 0、 5 0間を確実に接続することができる。
なお、 当該光インターコネクション装置 6 0においても、 読み出し光 は、 1 0 0 % P偏光成分でなくてもよく、 略 1 0 0 % P偏光成分を有し ていれば良い。 また、 S L M 1の向きも、 その液晶分子が電圧印加に伴 い傾斜する平面が読みだし光法面 （Y Z平面） に対し完全に平行でなく ても、 略平行となっていればよい。
以下、 本発明の第二の実施の形態による空間光変調装置 1 0 0につい て、 説明する。
本実施の形態の空間光変調装置 1 0 0は、 S L M 1として、 光ァドレ ス型平行配向液晶空間光変調器の代わりに、 光ァドレス型垂直配向液晶 空間光変調器を採用する点を除き、 第 1図に示す第一の実施形態の空間 光変調装置 1 0 0と略同一の構成をしている。 すなわち、 S L M 1と読 み出し光光源 7とが、 読みだし光の法面が Y Z平面と一致するように配 置され、 また、 読み出し光源 7は、 その偏光面が Y Z平面に平行となる ように、 すなわち、 P偏光の読み出し光が液晶層 1 7に入射するように 配置されている。
ここで、 垂直配向液晶空間光変調器は、 平行配向液晶空間光変調器と 同様、 第 2図の構成をしているが、 その液晶層 1 7は、 第 1 2 A図及び 第 1 2 B図に示すように、 配向層 1 6， 1 9により垂直配向処理されて いる。 すなわち、 液晶分子長軸が配向層 1 6 , 1 9の表面に対して垂直 に配向している。 液晶層 1 7に電圧が印加されると、 液晶分子は、 第 1 2 C図及び第 1 2 D図に示すように、 単一の所定方位 mと液晶層 1 7の 深さ方向 （Z軸） とを含む平面に平行な平面内で、 傾斜するようになつ ている。 ここで、 当該所定方位 mも、 S L M 1の作成の際、 配向層 1 6 , 1 9をラビングゃ斜方蒸着にて処理する際、 その処理方向により決定さ れる。 本実施形態の場合、 S L M 1を空間光変調装置 1 0 0に配置する 際、 S L M 1の当該所定方位 mが Y軸方向に平行となるように配置され ており （所定基準位置）、 したがって、 液晶分子は、 Y Z平面に平行な平 面内で傾斜するようになっている。 なお、 電圧が印加されていない状態 でも液晶分子が Y Z平面に平行な面内で幾分傾いているプレティルト構 造をしていても良い。
かかる構成によれば、 液晶分子が Y Z平面に平行な平面内で傾斜して も、 Y Z平面に平行な平面内で振動する P偏光読み出し光との間に捻れ が生じず、 読みだし光が液晶分子を斜めに横切るように入射することが ない。 したがって、 読み出し光の偏波面が回転することがなく、 位相の みの変調が確実に達成でき、 高回折効率を達成できる。
このように、 本実施形態の空間光変調装置によれば、 読み出し光に斜 め入射の P偏光を用い、 S L M 1の光変調層 1 7内の液晶が、 電圧印加 に際して読み出し光の法面 （Y Z平面） に平行な面内で液晶分子が傾斜 するように垂直配向されているので、 光変調に際して光の偏波面が回転 することがない。 したがって、 高回折効率が得られ、 光の利用効率が高 レ^ また、 S L M 1に斜めに光を入反射させるので、 入射光軸と出射光 軸が分離され、 入射、 出射の光学系の配置の自由度が増し、 光の利用効 率が一層高められている。
なお、 第一の実施形態同様、 読み出し光は、 1 0 0 % P偏光成分でな くてもよく、 略 1 0 0 % P偏光成分を有していれば良い。 また、 S L M 1の向きも、 その液晶分子が電圧印加に伴い傾斜する平面が読みだし光 法面 （Y Z平面） に対し完全に平行でなくても、 略平行となっていれば よい。
本実施形態の空間光変調装置 1 0 0も、 第一の実施形態同様、 レーザ 加工装置ゃ光ィンターコネクション装置等に応用することができる。 本発明の空間光変調装置は、 以上説明した実施形態に限られるもので はなく、 種々の変更が可能である。
例えば、 直線偏光の読み出し光を出力するための読み出し光光源とし ては、 各種のレ一ザを用いることができる。
また、液晶の配向方向は、第 3 A図〜第 3 D図に示される水平配向や、 第 1 2 A図〜第 1 2 D図に示される垂直配向に限られるものではなく、 ハイブリツド配向や傾斜配向であってもよい。 液晶分子が電圧印加に際 して読みだし光の法面に略平行な平面内で傾斜するように配向していれ ばよい。
さらに、 以上の実施形態では、 S L M 1として、 光アドレス型の空間 光変調器を用いたが、 代わりに、 電気アドレス型の空間光変調器を用い てもよい。 この場合には、 光ァドレス部 1 B内の I T O 1 3及び光導電 層 1 4の代わりに、 複数の画素電極からなる電極アレイを設け、 個々の 電極に画像信号を選択的に印加することで、 液晶層 1 7への印加電圧を 画素毎に制御する。
さらに、 透過型液晶テレビ 5の代わりに、 様々なタイプの透過型電気 ァドレス型空間光変調器を用いることができる。 産業上の利用可能性
本発明に係る空間光変調装置は、 位相変調を利用する各種の空間光変 調装置に幅広く用いられる。 例えば、 コンピュータ合成ホログラム、 光 コンピューティング、 レーザ加工等に幅広く用いられる。

Claims

請求の範囲
1 . 読み出し光を出力するための光源と、
液晶を光変調材料とする光変調層と、 光反射層と、 該光変調層の該光 反射層の反対側に位置する入射面と、 該光変調層に電圧を印加するため の電圧印加手段とを有し、 該入射面に入射した読み出し光に該光変調層 を通過させ該光反射層で反射させて該光変調層を再び通過させることで、 該光変調層にて 2回光変調を行い、 得られた変調光を該入射面側から出 力するための反射型空間光変調器とを備え、
該光源と該反射型空間光変調器とが、 該読み出し光が該光反射層に対 し斜めに延びる入射光軸に沿って該入射面に入射し、 かつ、 該光反射層 に対し斜めに延びる反射光軸に沿って該入射面から出射するように配置 され、 該読み出し光が、 該入射光軸、 該反射光軸、 及び、 該光反射層に 対し垂直に延びる法線の全てを含む法面内に偏光方向を有する P偏光成 分を略 1 0 0 %含み、 かつ、 該光変調層内の液晶分子が、 該電圧印加手 段による電圧印加に伴って、 該法面と略平行な面内で傾斜するよう配向 されていることを特徴とする空間光変調装置。
2 . 前記読み出し光が P偏光成分を 1 0 0 %含み、 かつ、 該光変調層 内の液晶分子が、 該電圧印加手段による電圧印加に伴って、 該法面と平 行な面内で傾斜するよう配向されていることを特徴とする請求項 1記載 の空間光変調装置。
3 . 前記光変調層内の液晶は、 水平配向処理されていることを特徴と する請求項 1記載の空間光変調装置。
4 . 前記光変調層内の液晶は、 垂直配向処理されていることを特徴と する請求項 1記載の空間光変調装置。
5 . さらに、 前記反射型空間光変調器から出射された変調光を空間的 にフーリエ変換するためのフーリエ変換レンズを備えることを特徴とす る請求項 1記載の空間光変調装置。
6 . 前記電圧印加手段が、 入射した書き込み光に応じて前記光変調材 料に印加する電圧を制御するための光導電層を有することを特徴とする 請求項 1記載の空間光変調装置。
7 . 液晶を光変調材料とする光変調層と、 光反射層と、 該光変調層の 該光反射層の反対側に位置する入射面と、 該光変調層に電圧を印加する ための電圧印加手段とを有し、 該入射面に入射した読み出し光を該光変 調層を通過させ該光反射層で反射させて該光変調層を再び通過させるこ とで、 該光変調層にて 2回光変調を行い、 得られた変調光を該入射面側 から出力するための反射型空間光変調器を用意する工程と、
読み出し光が該光反射層に対し斜めに延びる入射光軸に沿って該入射 面に入射し、 さらに、 該光反射層に対し斜めに延びる反射光軸に沿って 出射するよう、 該読み出し光を該反射型空間光変調器に入射する工程と を備え、
該読み出し光が、 該入射光軸、 該反射光軸、 及び、 該光反射面に対し 垂直に延びる法線の全てを含む法面内に偏光方向を有する P偏光成分を 略 1 0 0 %含み、 かつ、 該光変調層内の液晶分子が、 該電圧印加手段に よる電圧印加に伴って、 該法面と略平行な面内で傾斜するよう配向され ていることを特徴とする空間光変調方法。
8 . 前記読み出し光が P偏光成分を 1 0 0 %含み、 かつ、 該光変調層 内の液晶分子が、 該電圧印加手段による電圧印加に伴って、 該法面と平 行な面内で傾斜するよう配向されていることを特徴とする請求項 7記載 の空間光変調方法。
9 . 前記光変調層内の液晶は、 水平配向処理されていることを特徴と する請求項 7記載の空間光変調方法。
1 0. 前記光変調層内の液晶は、 垂直配向処理されていることを特徴 とする請求項 7記載の空間光変調方法。
1 1. さらに、 前記反射型空間光変調器から出射された変調光を、 フ 一リェ変換レンズにて、 空間的にフーリェ変換するフーリェ変換工程を 備えることを特徴とする請求項 7記載の空間光変調方法。
1 2. 前記電圧印加手段が、 入射した書き込み光に応じて前記光変調 材料に印加する電圧を制御するための光導電層を有することを特徴とす る請求項 7記載の空間光変調方法。
PCT/JP1999/006801 1998-12-04 1999-12-03 Dispositif et procede de modulation spatiale de la lumiere Ceased WO2000034823A1 (fr)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999626910 DE69926910T2 (de) 1998-12-04 1999-12-03 Räumlicher lichtmodulator und verfahren zur räumlichem lichtmodulation
AU14153/00A AU1415300A (en) 1998-12-04 1999-12-03 Spatial light modulation apparatus and spatial light modulation method
US09/857,159 US6573953B1 (en) 1998-12-04 1999-12-03 Spatial light modulation device with a reflection type spatial light modulator and method
EP19990973333 EP1136872B1 (en) 1998-12-04 1999-12-03 Spatial light modulation apparatus and spatial light modulation method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34582698A JP3878758B2 (ja) 1998-12-04 1998-12-04 空間光変調装置
JP10/345826 1998-12-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000034823A1 true WO2000034823A1 (fr) 2000-06-15

Family

ID=18379244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1999/006801 Ceased WO2000034823A1 (fr) 1998-12-04 1999-12-03 Dispositif et procede de modulation spatiale de la lumiere

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6573953B1 (ja)
EP (1) EP1136872B1 (ja)
JP (1) JP3878758B2 (ja)
AU (1) AU1415300A (ja)
DE (1) DE69926910T2 (ja)
WO (1) WO2000034823A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7209279B2 (en) 2001-10-25 2007-04-24 Hamamatsu Photonics K.K. Phase modulating apparatus and phase modulating method

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4425098B2 (ja) * 2004-09-06 2010-03-03 浜松ホトニクス株式会社 蛍光顕微鏡および蛍光相関分光解析装置
JP2007114278A (ja) * 2005-10-18 2007-05-10 Fuji Xerox Co Ltd 光アドレス型空間光変調素子の駆動方法、および光アドレス型空間光変調素子駆動装置
US8224189B1 (en) 2007-02-02 2012-07-17 Sunlight Photonics Inc. Retro-directive target for free-space optical communication and method of producing the same
DE102007063382B4 (de) * 2007-12-20 2013-12-24 Seereal Technologies S.A. Steuerbarer Lichtmodulator
CN102725683B (zh) * 2009-12-01 2016-02-24 视瑞尔技术公司 用于调制与相位调制器相互作用的光的相位调制器
JP2015087590A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 アルプス電気株式会社 画像投影装置
CN105739184B (zh) * 2014-12-07 2019-01-29 上海微电子装备（集团）股份有限公司 配向装置、配向系统及配向方法
WO2017006307A1 (en) * 2015-07-07 2017-01-12 B.G. Negev Technologies And Applications Ltd., At Ben-Gurion University Swir to visible up-conversion optical system
JP6644563B2 (ja) 2016-01-28 2020-02-12 浜松ホトニクス株式会社 レーザ光照射装置
DE112017000576T5 (de) 2016-01-28 2018-10-31 Hamamatsu Photonics K.K. Laserbearbeitungsvorrichtung und laserausgabevorrichtung
JP6644580B2 (ja) 2016-02-24 2020-02-12 浜松ホトニクス株式会社 レーザ光照射装置及びレーザ光照射方法
JP6689631B2 (ja) 2016-03-10 2020-04-28 浜松ホトニクス株式会社 レーザ光照射装置及びレーザ光照射方法
JP6896702B2 (ja) 2016-03-10 2021-06-30 浜松ホトニクス株式会社 レーザ光照射装置及びレーザ光照射方法
JP6689646B2 (ja) 2016-04-01 2020-04-28 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
JP6768444B2 (ja) 2016-10-14 2020-10-14 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置、及び、動作確認方法
JP6732627B2 (ja) 2016-10-19 2020-07-29 浜松ホトニクス株式会社 レーザ光照射装置
JP7034621B2 (ja) 2017-07-25 2022-03-14 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
US11642743B2 (en) 2017-11-07 2023-05-09 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method, and laser processing device
WO2019174433A1 (zh) * 2018-03-12 2019-09-19 Oppo广东移动通信有限公司 激光投射模组、深度相机和电子装置
JP7105639B2 (ja) 2018-07-05 2022-07-25 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
GB2585211B (en) 2019-07-02 2021-12-08 Dualitas Ltd Spatial light modulation
JP7474126B2 (ja) * 2020-06-17 2024-04-24 浜松ホトニクス株式会社 画像出力装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0023796A2 (en) * 1979-08-03 1981-02-11 Hughes Aircraft Company Method and apparatus for multi-mode image display with a liquid crystal light valve
JPH04178616A (ja) * 1990-11-14 1992-06-25 Seiko Epson Corp 光学的位相変調装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4466702A (en) 1981-04-01 1984-08-21 Hughes Aircraft Company Liquid crystal light valve with birefringence compensation
EP0385346B1 (en) * 1989-02-27 1998-09-23 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Method of driving a spatial light modulator
JP3176661B2 (ja) * 1991-10-03 2001-06-18 セイコーインスツルメンツ株式会社 光書込型空間光変調器、およびその感度調整方法
EP0583114B1 (en) 1992-07-30 2001-09-12 Hamamatsu Photonics K.K. Optically-addressed type spatial light modulator
JPH06230410A (ja) * 1993-01-29 1994-08-19 Victor Co Of Japan Ltd 空間光変調素子
US6424388B1 (en) * 1995-04-28 2002-07-23 International Business Machines Corporation Reflective spatial light modulator array
JP2000010058A (ja) * 1998-06-18 2000-01-14 Hamamatsu Photonics Kk 空間光変調装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0023796A2 (en) * 1979-08-03 1981-02-11 Hughes Aircraft Company Method and apparatus for multi-mode image display with a liquid crystal light valve
JPH04178616A (ja) * 1990-11-14 1992-06-25 Seiko Epson Corp 光学的位相変調装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1136872A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7209279B2 (en) 2001-10-25 2007-04-24 Hamamatsu Photonics K.K. Phase modulating apparatus and phase modulating method

Also Published As

Publication number Publication date
AU1415300A (en) 2000-06-26
JP2000171824A (ja) 2000-06-23
DE69926910D1 (de) 2005-09-29
EP1136872A4 (en) 2004-06-09
JP3878758B2 (ja) 2007-02-07
US6573953B1 (en) 2003-06-03
DE69926910T2 (de) 2006-05-18
EP1136872B1 (en) 2005-08-24
EP1136872A1 (en) 2001-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2000034823A1 (fr) Dispositif et procede de modulation spatiale de la lumiere
KR101505927B1 (ko) 광의 진폭 및 위상 변조 장치
KR100225790B1 (ko) 광편향장치, 광주사장치, 정보판독장치 및 입체표시장치
EP0450644B1 (en) A liquid crystal spacial light modulator and a holographic image information recording apparatus using the same
EP0583114B1 (en) Optically-addressed type spatial light modulator
KR0179043B1 (ko) 위상형공간광변조기
US20050270957A1 (en) Optical system for processing CD, DVD and holographic digital data
JPH10186283A (ja) 画像形成装置
WO1997001779A1 (en) Polarizing element
JP3257556B2 (ja) 光学装置
US6560001B1 (en) Spatial optical modulating device
CN113950643B (zh) 空间光调制
JP2001272636A (ja) レーザ加工装置
JP2000122062A (ja) 光学素子とその製造方法、及び光学装置とその製造方法
KR102697993B1 (ko) 공간 광 변조
JP4551363B2 (ja) 空間光変調装置
CN100472615C (zh) 用于记录和再生光信息的装置和方法
JP3552756B2 (ja) マルチビーム光ヘッド
JPH04178616A (ja) 光学的位相変調装置
KR102742574B1 (ko) 복굴절 셀
JPH04294322A (ja) 光学装置
JP3059979B2 (ja) 位相変調方法及び装置
JPH04204828A (ja) 液晶空間光変調素子および光学的画像処理装置
JPH03264918A (ja) 反射型位相変調素子および光情報処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref country code: AU

Ref document number: 2000 14153

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CR CU CZ DE DK DM EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS KE KG KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT UA UG US UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW SD SL SZ TZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN GW ML MR NE SN TD TG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09857159

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1999973333

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1999973333

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1999973333

Country of ref document: EP