CN104423117A - 光调制器以及曝光头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够确保利用光电晶体基板的光调制中的消光比的技术。设置有分别具有第一周期极化反转结构和第二周期极化反转结构的第一光电晶体基板及第二光电晶体基板。光通过第一周期极化反转结构之后在通过第二周期极化反转结构。第一周期极化反转结构是通过以第一周期沿与行进方向垂直或倾斜的第一排列方向排列受到电场的作用而产生的极化方向彼此相反的第一极化对而成的。第二周期极化反转结构是通过以第二周期沿与行进方向垂直的或倾斜的第二排列方向排列受到电场的作用而产生的极化方向彼此相反的第二极化对而成的。至少满足第一周期和第二周期彼此不同这样的第一条件和第一排列方向和第二排列方向彼此不同这样的第二条件中的一个条件。

Description

光调制器以及曝光头
技术领域
本发明涉及用于提高对通过光电晶体基板的光进行调制的光调制器的消光比的技术。
背景技术
由铌酸锂(LiNb03)或钽酸锂(LiTa03)等构成的光电晶体基板的折射率，根据从外部施加的电压来发生变化。因此，在日本特开2010-152214号公报中，提出了根据施加电压来在光电晶体基板上形成折射率分布并利用折射率分布发挥衍射光栅的功能来对光进行调制的光调制器。即，该光调制器利用根据施加电压来在该光电晶体基板上形成的衍射光栅，对通过光电晶体基板的光进行调制。
但是，就光调制器而言，消光比是重要的技术要素之一。该消光比是指，光调制的ON(进行)/OFF(非进行)时的0级光(非衍射光或者透射光)的强度的程度，提高消光比是一直以来的课题。在上述日本特开2010-152214号公报所记载的光调制器中，也如在后面详细说明那样，能够通过对施加电压和衍射光栅的长度(光栅长度)进行适当化来提高消光比。但是，存在需要在实际使用中光调制器能够承受的电压范围内将施加电压较高地设定的限制、及需要利用光线相对于光轴的倾斜角调整为0.1度以下的平行光的限制。另外，即使在以往技术中消除了这种限制，该光调制器的消光比也并不一定充分。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种具有优良的消光比的光调制器以及能够利用该光调制器良好地进行曝光处理的曝光头。
发明的光调制器用于调制向行进方向行进的光，该光调制器的特征在于，具有：第一光电晶体基板，其具有第一周期极化反转结构，光从第一周期极化反转结构通过，所述第一周期极化反转结构是通过以第一周期沿与行进方向垂直或倾斜的第一排列方向排列因受到电场的作用而产生极化的方向彼此相反的第一极化对而成的，第二光电晶体基板，其具有第二周期极化反转结构，通过了第一光电晶体基板的光从第二周期极化反转结构通过，所述第二周期极化反转结构是通过以第二周期沿与行进方向垂直的或倾斜的第二排列方向排列因受到电场的作用而产生极化的方向彼此相反的第二极化对而成的，驱动部，其利用施加于第一光电晶体基板及第二光电晶体基板的电压，来在第一周期极化反转结构内及第二周期极化反转结构内形成衍射光栅，由此对光进行调制；至少满足第一周期和第二周期彼此不同这样的第一条件和第一排列方向和第二排列方向彼此不同这样的第二条件中的一个条件。
另外，本发明的曝光头的特征在于，具有：照明光学系统，其向行进方向照射来自光源的光，光调制器，其对从照明光学系统照射的光进行调制，投射光学系统，其将由光调制器调制的光投射到被曝光部；光调制器具有：第一光电晶体基板，其具有第一周期极化反转结构，光从第一周期极化反转结构通过，所述第一周期极化反转结构是通过以第一周期沿与行进方向垂直或倾斜的第一排列方向排列因受到电场的作用而产生极化的方向彼此相反的第一极化对而成的，第二光电晶体基板，其具有第二周期极化反转结构，通过了第一光电晶体基板的光从第二周期极化反转结构通过，所述第二周期极化反转结构是通过以第二周期沿与行进方向垂直的或倾斜的第二排列方向排列因受到电场的作用而产生极化的方向彼此相反的第二极化对而成的，驱动部，其利用施加于第一光电晶体基板及第二光电晶体基板的电压，来在第一周期极化反转结构内及第二周期极化反转结构内形成衍射光栅，由此对光进行调制；至少满足第一周期和第二周期彼此不同这样的第一条件和第一排列方向和第二排列方向彼此不同这样的第二条件中的一个条件。
在这样构成的发明中，第一光电晶体基板及第二光电晶体基板满足第一条件及第二条件中的至少一个条件。因此，通过向上述第一光电晶体基板及第二光电晶体基板施加电压来在第一光电晶体基板的第一周期极化反转结构内形成的衍射光栅和在第二光电晶体基板的第二周期极化反转结构内形成的衍射光栅，呈现不同的衍射倾向。因此，虽利用第一光电晶体基板进行光了调制但还未被充分调制的入射光直接进入该第一光电晶体基板，该通过光也会被第二光电晶体基板调制。结果，在施加电压时未被第一光电晶体基板及第二光电晶体基板的衍射而通过了两者的剩余光的光量变低，从而得到高的消光比。
如上所述，根据本发明，能够提高利用了光电晶体基板的光调制中的消光比。另外，通过将这样具有优良的消光比的光调制器用于曝光头，能够良好地进行曝光处理。
附图说明
图1是示出了本发明的曝光头的基本结构的一个例子的图。
图2A及图2B是示意性示出了以往的光调制器的结构的图。
图3A至图3C是示出了本发明的光调制器的第一实施方式的结构的图。
图4是示意性示出了图3A至图3C的光调制器的动作的图。
图5A至图5C是示出了本发明的光调制器的第二实施方式的结构的图。
图6是示意性示出了图5A至图5C的光调制器的动作的图。
图7A至图7C是示出了本发明的光调制器的第三实施方式的结构的图。
图8是示意性示出了图7A至图7C的光调制器的动作的图。
图9A至图9C是示出了本发明的光调制器的第四实施方式的结构的图。
图10是示意性示出了图9A至图9C的光调制器的动作的图。
图11是示出了本发明的光调制器的第五实施方式的结构的图。
图12是示出了垂直地向图11的光调制器入射光时在像面上的空间光的调制状况的图。
图13是示出了0.5°倾斜地向图11的光调制器入射光时在像面上的空间光的调制状况的图。
图14是示出了本发明的光调制器的第六实施方式的结构的图。
图15是示出了垂直地向图14的光调制器入射光时在像面上的空间光的调制的状况的图。
图16是示出了0.5°倾斜地向图14的光调制器入射光时在像面上的空间光的调制状况的图。
图17是示出了能够应用本发明的图案描画装置的一个例子的立体图。
图18是图17所示的图案描画装置的一个例子的侧视图。
图19是示出了图17所示的图案描画装置的一个例子的电结构的框图。
其中，附图标记说明如下：
1：曝光头
2：照明光学系统
3：光调制器
4：投射光学系统
21：光源
30：光电晶体基板
31～35：光电晶体基板
36：信号电极(第一电极)
37：共用电极(第二电极)
38：驱动部
39：保持板(保持部)
313、323：极化对
Dp：(光的)行进方向
L1：入射光
OA：光轴
W：基板(被曝光部)
X：排列方向
Λ1、Λ2：周期
具体实施方式
＜曝光头的基本结构＞
图1是示出了本发明的曝光头的基本结构的一个例子的图。该曝光头1具有光调制器，用于向基板W等被曝光部照射光来进行曝光。该曝光头1具有：照明光学系统2，将来自光源21的光向行进方向Z照射；光调制器3，对由照明光学系统2照射的光进行调制；投射光学系统4，将由光调制器3调制的光投射到基板W(被曝光部)上。
就照明光学系统2的光源21而言，能够采用排列具有高斯分布的光束形状(TEM00基横模)的多个一般的激光光源或面发光光源或点发光光源而成的光源、或者一维地排列半导体激光而成的激光阵列等。在照明光学系统2中，从光源21射出的光通过三个圆柱透镜(cylindrical lens)22～24后入射至光调制器3。上述构件中的圆柱透镜22仅在X方向上具有负光焦度，通过了圆柱透镜22的光的与光轴OA垂直的光束截面从圆形逐渐变成在X方向上长的椭圆形。另一方面，在与光轴OA及X方向垂直的Y方向上，通过了圆柱透镜22的光的光束截面的宽度(大致)恒定。另外，圆柱透镜23仅在X方向上具有正光焦度，通过了圆柱透镜22的光被圆柱透镜23形成光束(beam forming)。即，通过了圆柱透镜23的光变成光束截面为在X方向上长且具有恒定大小的椭圆形，并入射至圆柱透镜24。该圆柱透镜24仅在Y方向上具有正光焦度，在仅关注Y方向的情况下，如图1所示，通过了圆柱透镜24的光L1一边聚光一边入射至光调制器3的光电晶体基板30的-Z侧的端面(下面，称为“入射面”)3OA。另外，在X方向上，从圆柱透镜24射出的光L1以平行光的形式入射至光电晶体基板30。
在光调制器3中，通过对由在图1中省略图示的驱动部施加于信号电极36的电压进行调整，来在光电晶体基板30内形成衍射光栅，以此进行光调制。在图1所示的曝光头1中，五个信号电极36设置在光电晶体基板30的一侧主表面上，分别独立地接受驱动部的电压施加。另外，在光电晶体基板30的另一侧主表面上设置有共用电极(省略图示)，该共用电极接地。因此，在光电晶体基板30内，仅在与由驱动部施加了规定电压(除了0V之外的电压)的信号电极36相对应的区域内，因在信号电极36和共用电极之间产生的电场而按照极化方向产生折射率变化，由此形成衍射光栅。结果，进入上述区域的光在光电晶体基板30中衍射之后作为衍射光从光电晶体基板30射出。另一方面，在未向信号电极36施加电压的区域内，不产生电场，进入该区域的光直接径直进入光电晶体基板30内之后作为0级光(非衍射光)从光电晶体基板30射出。能够通过这样分别控制向五个信号电极36施加的电压，来进行五个通道的光调制。
在设置在光电晶体基板30的光的射出侧(图1的右手侧)的投射光学系统4中，依次配置有透镜41、光阑挡片(aperture plate)42及透镜43。透镜41的前侧焦点设定在光电晶体基板30的射出端30b的位置上，并且在透镜41的后侧焦点上设置有光阑挡片42，从光电晶体基板30的射出端30b与光轴OA(行进方向Dp)平行地射出的0级光L0在通过了光阑挡片42的光阑421之后入射至透镜43。而且，透镜43的前侧焦点设定在光阑挡片42的位置上，透镜43的后侧焦点设定在基板W的表面上，0级光L0通过透镜43之后照射到基板W的表面上。相对于此，从光电晶体基板30射出的衍射光，以与倾斜于光轴OA的状态从光电晶体基板30射出，因此被光阑挡片42遮挡而不能通过光阑421。这样，通过仅将0级光L0照射到基板W的表面上，来对基板W进行曝光处理。
＜光电晶体基板的结构和消光比之间的关系＞
在此，研究一下采用日本特开2010-152214号公报所记载的结构(图2A及图2B)作为光电晶体基板30的情况。图2A及图2B是示意性示出了以往的光调制器的结构的图，图2A是光调制器3的立体图，图2B是光调制器3的局部放大图。该光调制器3具有：薄板状或厚板(Slab)状的光电晶体基板31；信号电极36，配置在光电晶体基板31的上方主表面31a上；共用电极37，配置在光电晶体基板31的下方主表面31b上；驱动部38，向各信号电极36分别独立地施加所希望的电压。在此，光电晶体基板31由铌酸锂(LiNb03，简称为“LN”)的单晶体形成。另外，在该图中，用附图标记g表示光电晶体基板31的厚度，即表示光电晶体基板31的方向Y上的高度。
在光电晶体基板31中，受到电场的作用而产生的极化方向彼此相反的第一极化部311及第二极化部312交替排列，光电晶体基板31具有极化反转结构。在该实施方式中，第一极化部311及第二极化部312均具有与行进方向Dp平行延伸的带状形状，在与行进方向Dp垂直的排列方向X上具有彼此相同的宽度。另外，由彼此相邻排列的第一极化部311及第二极化部312形成的极化对313，以规定周期(周期A)沿排列方向X排列。
另外，在光电晶体基板31中，第一极化部311及第二极化部312的晶体光轴具有彼此相反的方向，若通过在信号电极36和共用电极37之间产生电位差来在周期极化反转结构内产生电场，则受到该电场的作用而产生的极化方向彼此相反。此外，作为能够在这里利用的光电晶体31，除了上述LN之外，还有钽酸锂(LiTa03：LT)等，晶体光轴均都极化反转方向(施加电场的方位)为普克尔斯常数(电光常数)值大的r33的Y轴方向。
在上述那样构成的光调制器3中，能够利用表示光栅(grating)的相对厚度的Q参数的值(参照公式(1))，来分类因施加电压而在周期极化反转结构内形成的衍射方向。
数学式1
Q＝2πλL/neΛ2···(1)
在此，Λ表示极化反转周期(极化对的周期)，L表示光栅厚度(参照图2A)，λ表示入射光L1的波长，ne表示晶体相对于入射光的异常光折射率。并且，根据通过公式(1)求出的值Q而衍射方向发生变化。更具体地说，在Q＜l的情况下，成为拉曼-奈斯衍射，在Q＞10的情况下，成为布拉格衍射。另外，通过公式(2)求出拉曼-奈斯衍射的q级的衍射效率ηq，通过公式(3)求出布拉格衍射(基本级数)的衍射效率η。
数学式2
ηq＝{Jq(2κL)}2···(2)
数学式3
η＝sin2(κL)···(3)
数学式4
κ＝πΔne/λ···(4)
此外，在公式中，Jq为q阶的贝塞尔函数，Δne为在晶体内产生的周期折射率变化的振幅，V为向信号电极36施加的电压(信号电极36与共用电极37之间电位差)，r33为普克尔斯常数(参考文献：西原浩、春名正光、栖原敏明：光集成电路的修订增加版(Ohmsha，东京，1994)pp.79-88。另外，H.Nishihara，M.Haruna，and T.Suhara，Optical Integrated Circuits.Newyork：McGraw-Hill，1989，pp.77-83.)。另外，通过公式(5)来求出振幅Δne(参考文献：M.Okazaki，T.Chichibu，S.Yoshimoto，T.Inoue，andT.Suhara，IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS，Vol.23，No.22，November 15，2011，pp.1709-1711)。
数学式5
Δn e = - 2 π n e 3 r 33 ( V g ) · · · ( 5 )
在此，光LI的波长λ＝0.8μm，电极间距离g＝50μm，在Y-cut LN晶体(y轴为电压施加轴)的情况下，为了构成利用0级光的拉曼-奈斯衍射型空间光调制器，研究极化反转周期A＝20μm、Q＝0.1的设计。另外，此时设定ne＝2.2、r33＝3.6×L0 -11m/V，来进行计算。若通过公式(1)求出光栅厚度L，则L＝18μm。
接着，求出最大施加电压。能够理论性地利用以下的公式通过公式(2)，来求出利用0级光的情况下能够得到最大的消光比的条件。
数学式6
κL＝1.2···(6)
进而，能够通过公式(4)～(6)来求出最大施加电压V。
数学式7
V＝|-(1.2λg)/(2ne 3r33L)｜···(7)
＝|-(1.2·0.8μm·50μm)/(2·2.23·3.6×10-5μm/V·18μm)|
＝3.5×103V
通过这样的分析可知，为了在图2A及图2B的光调制器3中得到高的消光比，应向信号电极36施加的驱动电压甚至会成为3500V，导致超过了光电晶体基板31的耐电压。另外，在具有图2A及图2B所示的光调制器3的曝光头1中，使该光调制器3发挥空间调制器的功能来对多个通道进行并列调制。因此，为了施加驱动电压而设置在驱动部38中的电路(省略图示)的规模变大。因此，在实际使用上难以利用图2A及图2B的光调制器3来实现高的消光比。
在曝光头1中，一般进行几百千赫kHz左右的光调制，能够向光电晶体基板31施加的电压最高在100V左右。因此，考虑用100V左右的电压驱动图2A及图2B所示的光调制器3的情况。为了降低施加电压，如从公式(7)可知，优选使电极间距离g变小，或者使光栅长度L变大。其中，使电极间距离g变小不妥当。这是因为电极间距离g是50μm而已经很薄，若比这更薄则传播光的截面积变小，由此光能量密度变高而无法传播大功率光。
因此，研究使光栅长度L变大的情况。利用公式(4)～(6)来展开用于求出光栅长度L的公式，得到以下公式。
数学式8
L＝|-(1.2λg)/(2ne 3r33V)|
并且，若代入上述光调制器3的设计数值，则在用100V驱动图2A及图2B的光调制器3的情况下，需要将光栅长度L设定为630μm。此时，向公式(1)中代入光调制器3的各设计数值，即代入λ＝800nm、L＝630μm、ne＝2.2、Λ＝20μm来进行计算，求出Q≒3.6。这表示利用上述设计数值构成的光电晶体基板31中的衍射在拉曼-奈斯衍射和布拉格衍射的中间区域，因此不能应用表示拉曼-奈斯衍射的衍射效率的公式(2)，从而无法理论性地导出衍射效率。
因此，通过模拟求出上述光调制器3的消光的状况。具体地说，针对晶体基板31的内部的光的动作，在从光电晶体基板31的射出端到基板W为止的区间，利用BPM法(光束传播法：beam propagation method)，对光电晶体基板31的出口的光的复数振幅进行傅里叶变换，在光阑421的位置上设置空间滤波器，进一步进行傅里叶逆变换来得到基板W的复数振幅，由此求出消光的状况。结果，在向信号电极36施加V＝100V时，在L＝440μm的附近位置成为最大消光，但是其剩余光量接近40％，因而在实际使用中不能利用。
另外，如从上述分析可知，随着光栅长度L的增加，Q的值变大，接近布拉格衍射型。因此，利用布拉格衍射更为有利。但是，一般在利用布拉格衍射时，需要使入射光L1所包括的入射光线与光轴OA高度地平行，例如需要将光线相对于光轴OA的倾斜角设定为0.1度以下。为此，需要使用理想的TEM00基横模的激光光源作为光源。另外，即使在这样构成的情况下，也难以得到高的消光比。
因此，本发明的发明人通过进行各种实验和模拟等，得到如下知识。即，不将光电晶体基板30如图2A及图2B示出那样利用一个光电晶体基板31来构成，而是通过组合两种类型以上的光电晶体基板来得到具有高的消光比的光调制器。下面，说明通过组合两种类型以上的光电晶体基板来确保高消光比的光调制器的实施方式。
＜第一实施方式＞
图3A至图3C是本发明的光调制器的第一实施方式的结构的图，图3A是光调制器3的立体图，图3B是示出前段(第一光电晶体基板31)的结构的局部立体放大图，图3C是示出后段(第二光电晶体基板32)的结构的局部立体放大图。另外，图4是示意性示出了图3A至图3C的光调制器的动作的图。在第一实施方式中，在保持板39上沿着光的行进方向Dp(Z方向)串联配置有两种类型的光电晶体基板31、32，来作为光电晶体基板30。光电晶体基板31、32除了周期彼此不同之外，具有基本上相同的结构。
光电晶体基板31具有薄板形状或厚板形状，利用LN单晶体形成。在该光电晶体基板31中，与图2A及图2B的光电晶体基板31同样地，由第一极化部311及第二极化部312形成的极化对313以周期Λl沿第一排列方向AD1(在本实施方式中，是方向X)排列，由此形成周期极化反转结构。
另一个光电晶体基板32也与光电晶体基板31同样地具有薄板形状或厚板形状，利用LN单晶体形成。另外，光电晶体基板32的内部结构也除了周期不同之外，都与光电晶体基板31相同。即，在光电晶体基板32中，受到电场的作用而产生的极化方向彼此相反的第一极化部321及第二极化部322交替排列。上述第一极化部311及第二极化部312都具有与行进方向Dp平行延伸的带状形状，在与行进方向Dp垂直的排列方向X上具有相同的宽度。另外，由彼此相邻排列的第一极化部321及第二极化部322形成的极化对323以比光电晶体基板31的周期短的周期Λ2沿第二排列方向AD2(在本实施方式中为方向X)排列，光电晶体基板32具有所谓的周期极化反转结构。
在本实施方式中，如上述那样，极化对313的排列方向(第一排列方向)AD1及极化对323的排列方向(第二排列方向)AD2都是X方向，彼此一致。相对于此，光电晶体基板31和光电晶体基板32的周期不同。具体地说，光电晶体基板31的周期Λ1为基准周期Λ的两倍，而光电晶体基板32的周期Λ2为基准周期Λ的一倍(等倍数)。即，周期Λ1为周期Λ2的两倍。
这样衍射方向彼此不同的光电晶体基板31、32沿行进方向Dp以该顺序串联配置，光电晶体基板31的+Z侧端面和光电晶体基板32的-Z侧端面以对向并且紧贴或分离微小距离的方式配置，由此构成光电晶体基板30。因此，入射至光电晶体基板31的-Z侧端面的光LI在通过了光电晶体基板31、32之后，从光电晶体基板32的+Z侧端面射出。此外，该点在后面说明的实施方式中也同样。
在光电晶体基板30(＝31+32)的-y侧主表面即背面上形成有共用电极37，并且光电晶体基板30通过该共用电极37来接合在保持板39上。该保持板39的厚度大于光电晶体基板30的厚度(电极间距离g)，牢固地保持厚度仅为5μm至几十μm左右的光电晶体基板30，由此提高光调制器3的机械强度。
另外，在光电晶体基板30的+y侧主表面即表面上，沿X方向以在行进方向Dp上横跨光电晶体基板31、32的方式排列有多个(在本实施方式中为五个)信号电极36，在该信号电极36与上述共用电极37之间夹着光电晶体基板31、32。此外，在本实施方式中，X方向上的各信号电极36的电极宽度大于周期Λ1，任一个光电晶体基板31、32上各信号电极36都与至少一个以上的极化对313、323接触。此外，该点在后面说明的第二实施方式至第六实施方式中也同样。
而且，光电晶体基板31和光电晶体基板32的厚度相同，在基板31、32的边界上没有高度差。因此，能够在不使横跨光电晶体基板31、32的背面的共用电极37以及横跨光电晶体基板31、32的表面的信号电极36这两者在基板31、32的边界上弯曲的情况下，形成上述共用电极37及上述信号电极36。并且，各信号电极36将由驱动部38供给的施加电压施加于光电晶体基板31、32，由此在光电晶体基板31、32的内部产生用于发挥衍射光栅的功能的折射率分布，从而在任一基板31、32上都能够进行五通道的拉曼-奈斯型的光调制。
在这样构成的光调制器3中，设置周期彼此不同的周期极化反转结构，周期极化反转结构中的衍射作用如图4的上部示出那样彼此不同。因此，在远场像(far field pattern)的位置，在与周期相对应的空间频率的位置上出现衍射光。并且，在本实施方式中，如图4的下部示出那样，周期不同的周期极化反转结构沿光LI的行进方向Dp串联排列，从光电晶体基板31射出的光分别入射至光电晶体基板32之后受到衍射作用。此外，图4中的附图标记“L1”～“L12”是为了区分进入光电晶体基板31、32的光并且为了说明基板31、32的作用而标注的。此外，后面说明的图6、图8及图10中的附图标记“L1”～“L8”也同样。
图4的下部中的光L2、L3是来自光电晶体基板31的周期极化反转结构(周期Λ1＝2Λ)的衍射光，针对入射光L1而言，光L5、L6为来自光电晶体基板32的周期极化反转结构(周期Λ2＝Λ)的衍射光。在本实施方式中，基板31、32都形成拉曼-奈斯型衍射光栅，因此入射光的角度依赖性低。因此，向衍射光栅倾斜入射的光也受到衍射作用。更具体地说，在前段(光电晶体基板31的周期极化反转结构)产生的衍射光L2、L3在后段(光电晶体基板32的周期极化反转结构)也被衍射。结果，产生衍射光L8、L9、L11、L12。
在此，前段的周期Λ1为2Λ，后段的周期Λ2为Λ。这样两个周期Λ1、Λ2形成整数倍的关系，因此，在远场像的位置的最大的周期2Λ的空间频率及其高级数的衍射(整数倍)部位，重叠有来自周期较小的周期极化反转结构的衍射光(基本级数和高级数)。因此，在比周期最大的基本级数的空间频率低的空间频率的区域，不会发生因空间频率之差而引起的差频，从而通过成为纹影光学系统的投射光学系统4中的光阑挡片42能够可靠地分离衍射光和透射光，从而得到高的消光比。具体地说，基本级数的光L7(＝L2)的衍射光L9与衍射光L3重叠。另外，在周期最大的周期极化反转结构的空间频率1/2Λ的高级数的空间频率3/2Λ的位置，产生衍射光L8。
这样，在第一实施方式中，周期彼此不同的周期极化反转结构的衍射现象串联地发挥多次作用。因此，在一个周期极化反转结构的拉曼-奈斯衍射型中在电压低、光栅长度长的情况下只能得到不充分的衍射强度(低的消光比)，但是通过多个结构来得到能够充分的衍射强度。结果，根据第一实施方式的光调制器3，能够得到优良的消光比。
＜第二实施方式＞
图5A至图5C是本发明的光调制器的第二实施方式的结构的图，图5A是光调制器3的立体图，图5B是示出了前段(第一光电晶体基板31)的结构的局部立体放大图，图5C是示出了后段(第二光电晶体基板32)的结构的局部立体放大图。图6是示意性示出了图5A至图5C的光调制器的动作的图。此外，为了明确第一光电晶体基板31的结构，将图5B的放大倍率设定为大于图5C的放大倍率。
除了光电晶体基板31形成布拉格型衍射光栅这一点之外，第二实施方式基本与第一实施方式相同。在光电晶体基板31中，极化对313以周期Λl沿第一排列方向ADl排列，第一排列方向ADl相对于X方向倾斜了角度θ，由此形成周期极化反转结构。该角度θ满足布拉格条件。另外，为了满足Q＞10来形成布拉格型衍射光栅，使周期Λl也小于第一实施方式的Λ1。具体地说，设定周期Λ1为Λ/2，周期Λ2(＝Λ)为周期Λl的两倍。
在这样构成的光调制器3中，前段为布拉格衍射型，而后段为拉曼-奈斯衍射型，前段和后段的衍射方向如图6的上部表示那样彼此不同。因此，在远场像的位置，在与周期相对应的空间频率的位置上出现衍射光。并且，在本实施方式中，如图6的下部示出那样，在光电晶体基板31中受到布拉格型的衍射作用之后射出的光，分别入射至光电晶体基板32后受到拉曼-奈斯型的衍射作用。
如上所述，前段(第一光电晶体基板31)为布拉格衍射型，如图6的下部所示，入射光L1被布拉格衍射，由此衍射光L2从光电晶体基板31射出。另外，0级光L1从光电晶体基板31射出之后，与衍射光L2同样地入射至第二光电晶体基板32。
在第二光电晶体基板32中，光L1、L2分别受到拉曼-奈斯衍射的作用，从而产生衍射光L4、L5、L7、L8。此外，图6(及后面说明的图8)是为了说明衍射现象而放大示出了衍射角的示意图，尤其是如衍射光L7示出那样的光线不会返回至入射方向。
在该第二实施方式中，前段形成布拉格型衍射光栅，因此如图6示出那样，仅向一个方向射出衍射光。另外，使Q小于100以便不具有充分的光栅长度，因此会残留透射光(从后段观察时为入射光)L1。但是在后段的拉曼-奈斯衍射中入射光的角度依赖性低，因此向衍射光栅倾斜入射的光L2也受到衍射作用。即，在第二实施方式中，在前段产生的衍射光L2及透射光L1在后段被衍射。
另外，前段(第一光电晶体基板31)的周期Λ1为Λ/2。另一方面，后段(第二光电晶体基板32)的周期Λ2为Λ，成为前段的周期的两倍。因此，在远场像的位置，衍射光L4和衍射光L8在最大的周期Λ的空间频率处相重叠。因此，在最大周期Λ的空间频率和其高级数的衍射(整数倍)的位置，周期更小的周期极化反转结构的衍射光(基本级数和高级数)会局部重叠。因此，在比最大周期的基本级数的空间频率低的空间频率的区域，不会发生因空间频率之差而引起的差频，由此能够通过光阑挡片42可靠地分离衍射光和透射光，从而得到高的消光比。即，周期彼此不同的周期极化反转结构的衍射现象串联地发挥多次作用，从而得到充分的衍射强度。因此，得到与第一实施方式同样的效果，即优良的消光比。
＜第三实施方式＞
图7A至图7C是示出了本发明的光调制器的第三实施方式的结构的图，图8是示意性示出了图7A至图7C的光调制器的动作的图。该第三实施方式与第二实施方式的较大的不同点仅在于后段(第二光电晶体基板32)的周期Λ2为2×Λ，其它结构基本相同。此外，为了明确第一光电晶体基板31的结构，将图7B的放大倍率设定为大于图7C放大倍率。
在第三实施方式的光调制器3中，也与第二实施方式同样地，前段为布拉格衍射型，而后段为拉曼-奈斯衍射型。并且，如图8的下部所示，入射光LI被布拉格衍射，由此衍射光L2从光电晶体基板31射出。另外，0级光L1从光电晶体基板31射出之后，与衍射光L2同样地入射至第二光电晶体基板32。
在第二光电晶体基板32中，光L1、L2分别受到拉曼-奈斯衍射的作用，从而产生衍射光L4、L5、L7、L8。在该第三实施方式中，也与第二实施方式同样地，前段形成布拉格型衍射光栅，因此如图8示出那样仅向一个方向射出衍射光。另外，使Q小于100以便不具有充分的光栅长度，因此会残留透射光(从后段观察时为入射光)L1。但是，在后段的拉曼-奈斯衍射中，入射光的角度依赖性低，因此向衍射光栅倾斜入射的光L2也受到衍射作用。
另外，前段(第一光电晶体基板31)的周期Λl为Λ/2。另一方面，后段(第二光电晶体基板32)的周期Λ2为2×Λ，成为前段的周期的4倍。因此，通过前段的布拉格衍射产生的衍射光L2和透射光L1，在后段被拉曼-奈斯衍射，由此产生衍射光L7、L8、L4、L5。并且，如上述那样，后段的周期Λ2为前段的4倍，衍射光L8和L4在远场像的位置上明确地不会重叠。因此，仅在最大周期2Λ的空间频率和其整数倍处产生包括高级数的衍射光。因此，在比最大周期的基本级数的空间频率低的空间频率的区域，不会发生因空间频率之差而引起的差频，从而能够通过光阑挡片42可靠地分离衍射光和透射光，从而得到高的消光比。即，周期彼此不同的周期极化反转结构的衍射现象串联地发挥多次作用，从而得到充分的衍射强度。因此，得到与第一实施方式或第二实施方式同样的效果，即优良的消光比。
＜第四实施方式＞
图9A至图9C是示出了本发明的光调制器的第四实施方式的结构的图，图10是示意性示出了图9A至图9C的光调制器的动作的图。第四实施方式的特征在于，前段及后段均由布拉格衍射型构成。更详细地说，在前段(光电晶体基板31)中，极化对313以周期Λ1(＝Λ/2)沿第一排列方向ADl排列，该第一排列方向ADl相对于X方向倾斜了角度θ，由此形成周期极化反转结构。另一方面，在后段(光电晶体基板32)中，极化对313以周期Λ1(＝Λ/2)沿第二排列方向AD2排列，该第二排列方向AD2相对于X方向倾斜了角度(-θ)，从而形成周期极化反转结构。
在第四实施方式中，周期不同的周期极化反转结构沿着光的行进方向Dp(＝Z方向)串联排列设置。因此，在远场像的位置，在与各周期相对应的空间频率的位置上出现衍射光。即，图10中的光L2是通过前段的周期极化反转结构的布拉格衍射产生的衍射光，光L4是通过后段的周期极化反转结构的布拉格衍射产生的衍射光。
在该第四实施方式中，如上述那样，前段及后段均为布拉格衍射型衍射光栅，在各段中的布拉格衍射中仅向一个方向射出衍射光。而且，光栅的倾斜方向与光的行进方向Dp形成的角度分别为θ、-θ。另外，使前段及后段的Q都小于100，以便不具有充分的光栅长度。因此，在前段中会残留透射光(从后段观察时为入射光)L1。并且，在布拉格衍射中入射光的角度依赖性高，因此来自前段的衍射光L2在后段不被衍射。前段及后段的光栅的倾斜方向相反，但是周期均为Λ/2，属于整数倍(在该例子中为一倍)的情形，因此通过前段的布拉格衍射产生的衍射光L2直接通过后段，但是透射光L1被后段的光栅产生布拉格衍射。因此，由于前段、后段的空间频率相同但是朝向相反，在比基本级数的空间频率低的空间频率的区域，不会发生因空间频率之差而引起的差频，由此能够通过光阑挡片42可靠地分离衍射光和透射光，从而得到高的消光比。即，即两个周期极化反转结构的衍射现象串联地发挥多次作用，从而得到充分的衍射强度。因此，得到与第一实施方式至第三实施方式同样的效果，即优良的消光比。
＜第五实施方式＞
在上述第一实施方式至第四实施方式的光调制器3中，通过直接配置两个周期极化反转结构来实现高消光比，但是也可以直接配置三个以上的周期极化反转结构来得到同样的作用效果。
图11是示出了本发明的光调制器的第五实施方式的结构的图。在该第五实施方式中，在保持板(在图11中省略图示)上沿着光的行进方向Dp(Z方向)依次串联配置有三个光电晶体基板31、32、33，来作为光电晶体基板30。
光电晶体基板31呈薄板形状或厚板形状，由LN单晶体形成。在光电晶体基板31中，极化对以周期Λ1(＝Λ)沿第一排列方向AD1(在本实施方式中为方向X)排列。另外，光电晶体基板33与光电晶体基板31的结构相同。这样，光电晶体基板31、33具有相同的周期极化反转结构。
另外，由光电晶体基板31、33夹着光电晶体基板32。除了周期不同这一点之外，该光电晶体基板32与光电晶体基板31、33相同。即，在光电晶体基板32中，极化对以大于光电晶体基板31、33的周期的周期Λ2(＝2×Λ)沿排列方向(在本实施方式中为方向X)排列，光电晶体基板32也与光电晶体基板31、33同样地具有周期极化反转结构。通过向信号电极36施加电压，上述三个光电晶体基板31、32、33形成拉曼-奈斯衍射型的衍射光栅。
在这样串联配置三个光电晶体基板31、32、33而成的光调制器3中，也与第一实施方式至第四实施方式同样地，可得到高的消光比。例如也可以使光电晶体基板31、32、33具有图11的右表所示的数值。在该具体例中，将光电晶体基板31、32、33的光栅长度L设定分别为125μm、255μm、125μm。另外，将周期Λ1、Λ2、Λ3设定分别为10μm、20μm、10μm。并且，在如下的动作条件下，即在电极间距离g＝35μm、波长λ＝808μm、普克尔斯常数r33＝3.6×10-11m/V、折射率ne＝2.18、施加电压＝111V(Δne＝7.5×104)的条件下，光电晶体基板31、32、33的周期极化反转结构的Q的值分别为2.9、1.5、2.9。
并且，通过将图11所示的结构的光调制器3应用于图1的曝光头1中，来在上述动作条件下工作时，如图12及图13所示，可得到优良的消光比。
图12是示出了在垂直地向图11的光调制器入射光时在像面上的空间光的调制状况的图，图13是示出了在0.5°倾斜地向图11的光调制器入射光时在像面上的空间光的调制状况的图。在这些图中，图示了利用图11所示的光调制器3对六通道(channel)的光进行打开(ON)/关闭(OFF)控制的情况。此外，利用该光调制器3的曝光头的基本结构，除了通道数不同的这一点之外，与图1所示的曝光头相同，能够每隔60μs进行打开(ON)/关闭(OFF)控制。
在此，模拟在对光调制器3的右半部分的六通道的光进行了打开(ON)/关闭(OFF)时的基板表面(像面)上的光调制的消光状况。在该模拟中，周期极化反转结构(由光电晶体基板31～33构成的光电晶体基板30)部分，在从光电晶体基板30的射出端到基板W为止的区间，利用BPM法(光束传播法：beam propagation method)，对光电晶体基板31的出口的光的复数振幅进行傅里叶变换，在光阑421的位置上追加空间滤波器，进一步进行傅里叶逆变换来在基板W的表面上得到复数振幅，由此求出消光的状况。
在图12及图13中，左半部分所示的大致平坦的部分表示：向左半部分的电极施加恰当的电压，相当于入射光的光发生衍射的关闭(OFF)状态的通道。在向光电晶体基板30的入射端面即光电晶体基板31的-Z侧端面31a垂直入射入射光L1的情况下，剩余光量为大约3.2％，消光比为大约30：1。这样得到优良的消光比。另外，在将入射光L1以相对于光轴OA倾斜0.5度的方式入射至光电晶体基板30的入射端面的情况下，剩余光量增加，但是被抑制在6.5％。
如上所述，根据第五实施方式，与第一实施方式及第四实施方式同样地可得到优良的消光比。另外，即使曝光头中的光调制器3的配设位置从设计位置偏移，结果入射光L1以相对于光轴OA倾斜0.5度左右的方式入射，也能够得到充分的消光比。这表示用于构成入射光L1的光线的平行度稍微变差。例如，即使相对于光的行进方向Dp倾斜0.1度至0.5度，也能够通过利用图11的光调制器3来以良好的消光比进行光调制。例如在利用具有多个发光点的高输出红外半导体激光器(一般称为“大面积半导体激光器(バーレーザ)”)来作为曝光头的光源21对高输出光进行光调制的情况下，由于光源21不是点光源，因此入射光L1的光线难以成为平行。但是，通过利用图11的光调制器3能够以良好的消光比进行高输出的曝光。
＜第六实施方式＞
图14是示出了本发明的光调制器的第六实施方式的结构的图。在该第六实施方式中，在保持板(在图11中省略图示)上沿着光的行进方向Dp(Z方向)依次串联配置有五个光电晶体基板31～35，来作为光电晶体基板30。
光电晶体基板31呈薄板形状或厚板形状，由LN单晶体形成。在光电晶体基板31中，极化对以周期Λ1(＝Λ)沿相对于与光的行进方向Dp垂直的方向(在本实施方式中为方向X)倾斜布拉格角θ度的排列方向排列。另外，除了极化对的排列方向不同这一点之外，光电晶体基板35与光电晶体基板31同样地构成。即，在光电晶体基板35中，极化对以周期Λ5(＝Λ)沿相对于与行进方向Dp垂直的方向(在本实施方式中为X方向)倾斜布拉格角度(-θ)的排列方向排列。这样，位于光调制器3的入射侧及射出侧的光电晶体基板31、35成为布拉格衍射型。
另外，利用光电晶体基板31、35夹着三个光电晶体基板32～34。这些光电晶体基板32～34均为拉曼-奈斯衍射型。即，光电晶体基板32呈薄板形状或厚板形状，由LN单晶体形成。在其中的光电晶体基板32中，极化对以大于光电晶体基板31、35的周期的周期Λ2(＝4×Λ)沿排列方向(在本实施方式中为方向X)排列。另外，光电晶体基板34和光电晶体基板32的结构也相同。这样，光电晶体基板32、34具有相同的周期极化反转结构。
另外，利用光电晶体基板32、34夹着光电晶体基板33。就该光电晶体基板33而言，除了周期不同这一点之外，与光电晶体基板32、34相同。即，在光电晶体基板33中，极化对以小于光电晶体基板32、34的周期且大于光电晶体基板31、35的周期的周期Λ3(＝2×Λ)沿排列方向(在本实施方式中为方向X)排列。
这样，串联配置五个光电晶体基板31～35而成的光调制器3，也与第一实施方式至第五实施方式同样地，可得到高的消光比。例如也可以使光电晶体基板31～35具有图14的右表所示的数值。在该具体例中，将光电晶体基板31～35的光栅长度L分别设定为250μm、140μm、100μm、140μm、250μm。另外，将周期Λ1～Λ5分别设定为5μm、20μm、10μm、20μm、5μm。并且，在如下动作条件下，即在电极间距离g＝35μm、波长λ＝808μm、普克尔斯常数r33＝3.6×10-11m/V、折射率ne＝2.18、施加电压＝115V(Δne＝7.55×104)的条件下，光电晶体基板31、32、33的周期极化反转结构的Q的值分别为23、0.82、2.3、0.82、23。
并且，通过将图14所示的结构的光调制器3应用于图1的曝光头1中，来在上述动作条件下工作时，如图15及图16所示，可得到优良的消光比。
图15是示出了在垂直地向图14的光调制器入射光时在像面上的空间光的调制状况的图，图16是示出了在0.5°倾斜地向图14的光调制器入射光时在像面上的空间光的调制状况的图。在这些图中，与第五实施方式同样地，图示了利用图14所示的光调制器3对六通道的光进行打开(ON)/关闭(OFF)控制的情况。
在图15及图16中，左半部分所示的大致平坦的部分表示，向左半部分的电极施加适当的电压，相当于入射光的光发生衍射的关闭(OFF)状态的通道。在向光电晶体基板30的入射端面即光电晶体基板31的-Z侧端面31a垂直入射入射光L1的情况下，剩余光量为大约4.2％。另外，在将入射光L1以相对于光轴OA倾斜0.5度的方式入射至光电晶体基板30的入射端面的情况下，剩余光量大约为6.5％。
如上所述，根据第六实施方式，与第一实施方式及第五实施方式同样地可得到优良的消光比。另外，与第五实施方式同样地，即使入射光L1以相对于光轴OA倾斜0.5度左右的方式入射，也能够得到充分的消光比，因此，即使构成入射光L1的光线的平行度稍微恶化，也能够以良好的消光比进行光调制。在利用如“大面积半导体激光器”那样的具有多个发光点的高输出红外半导体激光器，来对高输出光进行光调制的情况下，由于光源21不是点光源，因此入射光L1的光线难以成为平行。但是，通过利用图14的光调制器3能够以良好的消光比进行高输出的曝光。
＜光调制器的总结＞
这样，在上述第一实施方式至第六实施方式中，各信号电极36相当于本发明的“第一电极”的一个例子。另外，共用电极37相当于本发明的“第二电极”的一个例子，但是也可以采用如下方式，即，针对一个或者多个信号电极36中的每个信号电极36，在光电晶体基板的下方主表面上设置对向电极，来取代共用电极37，由使各对向电极发挥本发明的“第二电极”的功能。另外，沿光的行进方向Dp相邻配置的两个光电晶体基板中的位于行进方向Dp的上游侧的光电晶体基板，相当于本发明的“第一光电晶体基板”，该光电晶体基板中的极化对的周期及排列方向分别相当于本发明的“第一周期”及“第一排列方向”。另外，位于行进方向Dp的下游侧的光电晶体基板相当于本发明的“第二光电晶体基板”，该光电晶体基板中的极化对的周期及排列方向分别相当于本发明的“第二周期”及“第二排列方向”。另外，第一周期和第二周期彼此不同的这样的条件相当于本发明的“第一条件”，第一排列方向和第二排列方向彼此不同的这样的条件相当于本发明的“第二条件”。并且，通过满足第一条件及第二条件中的至少一个条件来提高消光比。
在这样构成的实施方式中，第一光电晶体基板及第二光电晶体基板满足上述第一条件及第二条件中的至少一个条件。因此，通过向上述第一光电晶体基板及第二光电晶体基板施加电压，来使在第一光电晶体基板的第一周期极化反转结构内形成的衍射光栅和在第二光电晶体基板的第二周期极化反转结构内形成的衍射光栅彼此不同。因此，在虽然利用第一光电晶体基板进行了光调制但没有充分地进行调制的状态下，来自该第一光电晶体基板的光也会被第二光电晶体基板调制。结果，在施加了电压时未被第一光电晶体基板及第二光电晶体基板衍射而通过两者的剩余光的光量低，从而可得到高的消光比。另外，即使在入射至光调制器3的光中包括例如相对于行进方向Dp具有0.1度以上的倾斜度的光线的情况下，也可得到优良的消光比。而且，能够利用110V左右的较低的电压来描画图案。
在此，与Q的值建立关联来研究上述作用及效果。在上述的“光电晶体基板的结构和消光比之间的关系”的项中，利用周期极化反转结构的周期、晶体厚度(电极间距离)等实用的数值，对Q＝0.1的情况进行了研究。通过该研究可知，施加电压过高而在实际使用中难以实现。因此，需要使Q至少超过0.1。其中，在拉曼-奈斯衍射的区域内，构成入射光L1的光线的角度依赖性非常少，例如能够利用如上述那样包括0.1度以上的光线的光。另一方面，Q的值变大，例如第六实施方式中的光电晶体基板31、35中Q变成“23”，但即使是拉格衍射型，若取大约100为止的值，则用于构成入射光L1的光线的角度依赖性也不那么强，而且，例如即使利用如上述那样包括0.1度以上的光线的光，也能够得到良好的消光比。因此，优选使各光电晶体基板的Q的值大于0.1且小于100。
另外，在上述内容中，对于两个光电晶体基板的关系进行了说明，但是三个以上的光电晶体基板的关系也基本相同。例如在第五实施方式及第六实施方式中，在沿光的行进方向Dp相邻配置的三个光电晶体基板中，位于行进方向Dp的最上游侧的光电晶体基板相当于本发明的“第一光电晶体基板”，该光电晶体基板中的极化对的周期及排列方向分别相当于本发明的“第一周期”及“第一排列方向”。另外，位于行进方向Dp的最下游侧的光电晶体基板相当于本发明的“第三光电晶体基板”，该光电晶体基板中的极化对的周期及排列方向分别相当于本发明的“第三周期”及“第三排列方向”。而且，被上述最上游侧光电晶体基板及最下游侧光电晶体基板夹着的光电晶体基板相当于本发明的“第二光电晶体基板”，该光电晶体基板中的极化对的周期及排列方向分别相当于本发明的“第二周期”及“第二排列方向”。另外，除了上述第一条件及第二条件之外，第三周期与第二周期不同这样的条件相当于本发明的“第三条件”，第三排列方向和第二排列方向不同这样的条件相当于本发明的“第四条件”。并且，通过满足第三条件及第四条件中的至少一个条件来提高消光比。当然，也可以进一步满足第一条件或第二条件。
在这样构成的实施方式中，第二光电晶体基板及第三光电晶体基板满足上述第三条件及第四条件中的至少一个条件。因此，通过向上述第二光电晶体基板及第三光电晶体基板施加电压，来使在第二光电晶体基板的第二周期极化反转结构内形成的衍射光栅和在第三光电晶体基板的第三周期极化反转结构内形成的衍射光栅彼此不同。因此，在虽然利用第一光电晶体基板及第二光电晶体基板进行光调制但没有充分地进行调制的状态下，来自该第二光电晶体基板的0级光也会被第三光电晶体基板调制。结果，在施加了电压时未被第一光电晶体基板至第三光电晶体基板衍射而通过的剩余光的光量更低，从而可得到更高的消光比。
＜其它＞
此外，本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其宗旨的情况下能够进行除了上述方式之外的各种变更。例如，在上述实施方式中，由“2”、“3”或“5”个光电晶体基板构成光电晶体基板30，但是光电晶体基板30的构成个数并不限定于此，只要是多个即可，可以是任意个。
另外，在上述实施方式中，构成光电晶体基板30的多个光电晶体基板的周期彼此成为整数倍。即，
在第一实施方式中，第一周期Λ1：第二周期Λ2＝2：1
在第二实施方式中，第一周期Λ1：第二周期Λ2＝1：2
在第三实施方式中，第一周期Λ1：第二周期Λ2＝1：4
在第四实施方式中，第一周期Λ1：第二周期Λ2＝1：1
在第五实施方式中，第一周期Λ1：第二周期Λ2：第三周期Λ3＝1：2：1
在第六实施方式中，第一周期Λ1：第二周期Λ2：第三周期Λ3：第四周期Λ4：第五周期Λ5＝1：4：2：4：1。
这些周期比并不限定于此，只要满足上述第一条件或第三条件，例如也可以是在多个周期中最短的最短周期的整数倍。
另外，在上述实施方式中，通过设置多个信号电极36，来在被各信号电极36和共用电极37夹着的区域改变衍射效率，由此以多个通道进行光调制，即，上述光调制器3均发挥空间光调制器的功能。但是，本发明的应用对象并不限定于空间光调制器，也能够应用于一个通道的光调制器中。
另外，在上述第二实施方式、第三实施方式、第四实施方式及第六实施方式中，在布拉格衍射型的光电晶体基板中以使极化对相对于X方向倾斜布拉格角度θ的方式排列，由此使入射光线入射至各布拉格衍射型衍射光栅的角度满足布拉格条件。但是，在上述实施方式中，能够缓和作为布拉格衍射型的缺点的布拉格衍射条件，即能够缓和光栅和入射光线的极窄的角度范围，因此也可以以从布拉格角度θ偏离的方式变更极化对的排列方向。特别地，在利用具有多个发光点的高输出红外半导体激光来作为光源21的情况下，难以使入射光L1为成为平行光，但是通过以使排列方向从布拉格条件偏离的方式进行设定，能够应对非平行光。
另外，本发明的光调制器能够应用于各种装置中，但是优选应用于如上所述的通过对从光源射出的光进行调制来照射至基板表面等被曝光部的曝光头中。而且，该曝光头也能够应用于各种装置中，例如能够将该曝光头应用于图案描画装置中，通过该应用能够描画高精度的图案。下面，一边参照图17至图19，一边说明利用本发明的曝光头描画图案的一个例子。
图17是示出了能够应用本发明的图案描画装置的一个例子的立体图，图18是图17所示的图案描画装置的一个例子的侧视图，图19是示出了图17所示的图案描画装置的一个例子的电结构的框图。该图案描画装置100是通过向表面上具有感光材料的半导体基板或玻璃基板等基板W的表面上照射光来描画图案的装置。
在该图案描画装置100中，在通过将罩102按照到主体机架101上来形成的主体内部配置装置各部，由此构成主体部，并且在主体部的外侧(在本实施方式中，如图18示出那样主体部的右手侧)配置有基板容置盒110。在该基板容置盒110中容置有要接受曝光处理的未处理基板W，利用配置在主体内部的搬运机械手120将该未处理基板W装载到主体部中。另外，在对未处理基板W进行曝光处理(图案描画处理)之后，利用搬运机械手120来从主体部卸载该基板W并将其返送至基板容置盒110中。
如图17及图18所示，在该主体部中，在被罩102包围的主体内部的右手端部配置有搬运机械手120。另外，在该搬运机械手120的左手侧配置有基座130。该基座130的一侧区域(图17及图18的右侧区域)成为与搬运机械手120之间交接基板W的基板交接区域，而另一侧区域(图17及图18的左侧区域)成为用于对基板W描画图案的图案描画区域。在该基座130的基板交接区域和图案描画区域的边界位置上设置有头支撑部140。在该头支撑部140中，在基座130的上方立设有两个脚构件141、142，并且以横跨上述脚构件141、142的顶部的方式横向设置有梁构件143。并且，如图18所示，在梁构件143的图案描画区域一侧的侧面固定有照相机(拍摄部)150，由此能够对由载物台160保持的基板W的表面(被描画面，被曝光面)进行拍摄。
在基座130上，利用载物台移动机构161使该载物台160向X方向、Y方向及θ方向移动。即，载物台移动机构161通过在基座130的上表面上依次层叠配置X轴驱动部161X(图19)、Y轴驱动部161Y(图19)及θ轴驱动部161T(图19)而成，用于使载物台160在水平面内二维地移动来进行定位。另外，通过使载物台160围绕θ轴(铅垂轴)旋转来调整相对于后述曝光头1的角度，来进行定位。此外，作为这样的载物台移动机构161，能够使用以往经常使用的X-Y-θ轴移动机构。
另外，在头支撑部140的图案描画区域一侧，将利用了本发明的光调制器3的曝光头1固定到箱体172上。曝光头1能够向相当于“副扫描方向”的X方向利用多个通道同时照射光。即，能够同时照射沿X方向分别单独调制的多个光束。并且，从曝光头1向与载物台160一起沿相当于“主扫描方向”的Z方向移动的基板W照射光，由此能够对基板W描画图案。
另外，在基座130上的与基板交接侧相反的端部(图17及图18的左侧端部)也立设有两个脚构件144。并且，以横跨该梁构件143和两个脚构件144的顶部的方式设置有容置了曝光头1的照明光学系统的箱体172，由此从上方覆盖基座130的图案描画区域。
图案描画装置100具有用于控制整个装置的计算机200。计算机200由CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)及存储部201构成，它们与曝光控制部181一同配置在电子设备机柜(省略图示)内。并且，计算机200内的CPU通过按照规定的程序进行计算处理来实现光栅化部202、伸缩率计算部203、数据修正部204及数据生成部205。例如相当于一个LSI(Large ScaleIntegration：大规模集成电路)的图案的数据是通过外部的CAD(ComputerAided Design：计算机辅助设计)等来生成的数据，该数据预先作为LSI数据211来保存在存储部201中。并且，如下面的说明，各功能部202～205基于利用该LS1数据211生成的描画数据Dd来使装置各部进行工作，由此在基板W上描画LS1的图案。
光栅化部202通过分割LS1数据211所示的单位区域来进行光栅化，由此生成光栅数据212来保存到存储部201中。在这样准备了光栅数据212之后，或与光栅数据212的准备并行地，如上述那样通过搬运机械手120搬出容置于盒110中的未处理的基板W，并利用搬运机械手120载置于载物台160上。
然后，由载物台移动机构161通过使载物台160移动到照相机150的正下方位置来将基板W上的各定位标记(基准标记)依次定位于照相机150能够拍摄的位置，并由照相机150进行标记拍摄。由电子设备机柜内的图像处理电路(图19中省略图示)对照相机150所输出的图像信号进行处理，由此准确地求出定位标记在载物台160上的位置。并且，基于上述位置信息来使θ轴驱动部161T动作，由此通过使载物台160围绕铅垂轴稍稍旋转来将其定位(对位)于适于对基板W描画图案的朝向。在此，也可以在使载物台160移动到曝光头1的正下方位置之后进行该定位。
伸缩率计算部203获取由图像处理电路求出的基板W上的定位标记的位置及基板W的朝向的修正量，由此求出定位后的定位标记的位置，及基板W相对于主扫描方向Z及副扫描方向X的伸缩率(即，主表面的伸缩率)。另一方面，数据修正部204获取光栅数据212，并基于伸缩的检测结果即伸缩率来修正数据。此外，该数据修正例如能够采用专利第4020248号所记载的方法，当对一个分割区域的数据修正结束时，将修正后的光栅数据212发送至数据生成部205。在数据生成部205中，生成与变更后的分割区域相对应的描画数据Dd，即，相当于一个条纹的数据。这样，在计算机200中，依次生成描画数据Dd并向曝光控制部181输出。
曝光控制部181基于描画数据Dd来控制曝光头1及载物台移动机构161，由此在基板W上描画图案。具体地说，曝光控制部181通过一边使曝光头1的驱动部38基于描画数据Dd进行工作，一边利用载物台移动机构161使基板W移动，来使曝光头1的各通道进行1个条纹的曝光。由此，在基板W上描画与通道的数目相对应的数目的条纹。并且，曝光控制部181利用载物台移动机构161使基板W移动至下一描画开始位置，并使曝光头1继续基于描画数据Dd来进行曝光。通过反复进行这样的动作，来将所有条纹描画到基板W上。
当对基板W上的所有条纹的描画结束而在基板W的表面上描画所希望的图案的处理完成时，载物台160载置已描画基板W来移动至基板交接位置(图17及图18的右侧区域)，然后利用基板搬运机械手120将基板W返送至盒110中，并取出下一基板W来反复进行与上述同样的一系列处理。并且，当对容置于盒110中的所有基板W的图案描画结束时，从图案描画装置100搬出盒110。
如上所述，由于利用本发明的光调制器3来进行对各通道的打开(ON)/关闭(OFF)控制，因而能够明确地控制各像素的打开(ON)/关闭(OFF)，由此能够描画高精度的图案。另外，即使利用平行度比太好的光，例如利用包括相对于行进方向Dp具有0.1度以上的倾斜度的光线的光，也能够良好地描画图案。而且，能够利用110V左右的较低的电压来描画图案。
本发明能够应用于如下的光调制器及利用由该光调制器调制的光来进行曝光的所有的曝光头中，其中，该光调制器是指，通过根据施加电压来形成的衍射光栅，来对通过光电晶体基板的光进行调制的光调制器。

Claims (22)

1.一种光调制器，用于调制向行进方向行进的光，其特征在于，
具有：
第一光电晶体基板，其具有第一周期极化反转结构，所述光从所述第一周期极化反转结构通过，所述第一周期极化反转结构是通过以第一周期沿与所述行进方向垂直或倾斜的第一排列方向排列因受到电场的作用而产生极化的方向彼此相反的第一极化对而成的，
第二光电晶体基板，其具有第二周期极化反转结构，通过了所述第一光电晶体基板的所述光从所述第二周期极化反转结构通过，所述第二周期极化反转结构是通过以第二周期沿与所述行进方向垂直的或倾斜的第二排列方向排列因受到电场的作用而产生极化的方向彼此相反的第二极化对而成的，
驱动部，其利用施加于所述第一光电晶体基板及所述第二光电晶体基板的电压，来在所述第一周期极化反转结构内及所述第二周期极化反转结构内形成衍射光栅，由此对所述光进行调制；
至少满足所述第一周期和所述第二周期彼此不同这样的第一条件和所述第一排列方向和所述第二排列方向彼此不同这样的第二条件中的一个条件。
2.如权利要求1所述的光调制器，其特征在于，
满足所述第一条件；
所述第一周期和所述第二周期中的一个周期是另一个周期的2以上的整数倍。
3.如权利要求1或2所述的光调制器，其特征在于，
所述驱动部，利用在所述第一周期极化反转结构内形成的衍射光栅来产生拉曼-奈斯衍射，并且利用在所述第二周期极化反转结构内形成的衍射光栅来产生拉曼-奈斯衍射。
4.如权利要求1或2所述的光调制器，其特征在于，
满足所述第二条件；
所述第一排列方向相对于所述行进方向倾斜；
所述第二排列方向与所述行进方向垂直；
所述驱动部，利用在所述第一周期极化反转结构内形成的衍射光栅来产生布拉格衍射，并且利用在所述第二周期极化反转结构内形成的衍射光栅来产生拉曼-奈斯衍射。
5.如权利要求4所述的光调制器，其特征在于，
所述第一周期小于所述第二周期。
6.如权利要求4或5所述的光调制器，其特征在于，
所述第一排列方向相对于所述行进方向的倾斜角度不满足布拉格条件。
7.如权利要求1或2所述的光调制器，其特征在于，
满足所述第二条件；
所述第一排列方向相对于所述行进方向倾斜，
所述第二排列方向相对于所述行进方向向与所述第一排列方向相反的一侧倾斜。
8.如权利要求7所述的光调制器，其特征在于，
所述驱动部，利用在所述第一周期极化反转结构内形成的衍射光栅来产生布拉格衍射，并且利用在所述第二周期极化反转结构内形成的衍射光栅来产生布拉格衍射。
9.如权利要求8所述的光调制器，其特征在于，
所述第一排列方向相对于所述行进方向倾斜的倾斜角度及所述第二排列方向相对于所述行进方向倾斜的倾斜角度中的至少一个倾斜角度不满足布拉格条件。
10.如权利要求1至9中任一项所述的光调制器，其特征在于，
所述第一光电晶体基板及所述第二光电晶体基板都具有两个主表面平行的平板形状；
第一电极在所述第一光电晶体基板的一侧主表面及所述第二光电晶体基板的一侧主表面上延伸，并且第二电极在所述第一光电晶体基板的另一侧主表面及所述第二光电晶体基板的另一侧主表面上延伸，
所述驱动部通过在所述第一电极和所述第二电极之间产生电位差来形成所述衍射光栅。
11.如权利要求1至9中任一项所述的光调制器，其特征在于，
所述第一光电晶体基板及所述第二光电晶体基板都具有两个主表面平行的平板形状；
多个第一电极，以在与所述行进方向垂直的方向上彼此隔开间隔且与所述行进方向平行的方式在所述第一光电晶体基板的一侧主表面及所述第二光电晶体基板的一侧主表面上延伸，并且，第二电极在所述第一光电晶体基板的另一侧主表面及所述第二光电晶体基板的另一侧主表面上延伸；
所述驱动部通过在所述每个第一电极和所述第二电极之间产生电位差，来在所述各第一电极和所述第二电极之间形成所述衍射光栅。
12.如权利要求10或11所述的光调制器，其特征在于，
在与所述行进方向垂直的方向上，所述第一电极的宽度大于所述第一极化对的宽度且大于所述第二极化对的宽度。
13.如权利要求10至12中任一项所述的光调制器，其特征在于，
具有保持部，该保持部与所述第一光电晶体基板的另一侧主表面及所述第二光电晶体基板的另一侧主表面以中间夹着所述第二电极的方式接合，由此保持所述第一光电晶体基板及所述第二光电晶体基板。
14.如权利要求1所述的光调制器，其特征在于，
该光调制器包括具有第三周期极化反转结构的第三光电晶体基板，通过了所述第二光电晶体基板的所述光从所述第三周期极化反转结构通过，所述第三周期极化反转结构是通过以第三周期沿与所述行进方向垂直或倾斜的第三排列方向排列因受到电场的作用而产生极化的方向彼此相反的第三极化对而成的；
所述驱动部，利用施加于所述第三光电晶体基板的电压来在所述第三周期极化反转结构内形成衍射光栅，由此对所述光进行调制；
至少满足所述第三周期和所述第二周期不同这样的第三条件和所述第三排列方向和所述第二排列方向不同这样的第四条件中的一个条件。
15.如权利要求14所述的光调制器，其特征在于，
满足所述第一条件及所述第三条件；
所述第一周期、所述第二周期及所述第三周期是在所述第一周期、所述第二周期及所述第三周期中最短的最短周期的整数倍。
16.如权利要求15所述的光调制器，其特征在于，
所述第一周期、所述第二周期及所述第三周期具有彼此成为整数倍的关系。
17.一种曝光头，其特征在于，
具有：
照明光学系统，其向行进方向照射来自光源的光，
光调制器，其对从所述照明光学系统照射的光进行调制，
投射光学系统，其将由所述光调制器调制的光投射到被曝光部；
所述光调制器具有：
第一光电晶体基板，其具有第一周期极化反转结构，所述光从所述第一周期极化反转结构通过，所述第一周期极化反转结构是通过以第一周期沿与所述行进方向垂直或倾斜的第一排列方向排列因受到电场的作用而产生极化的方向彼此相反的第一极化对而成的，
第二光电晶体基板，其具有第二周期极化反转结构，通过了所述第一光电晶体基板的所述光从所述第二周期极化反转结构通过，所述第二周期极化反转结构是通过以第二周期沿与所述行进方向垂直的或倾斜的第二排列方向排列因受到电场的作用而产生极化的方向彼此相反的第二极化对而成的，
驱动部，其利用施加于所述第一光电晶体基板及所述第二光电晶体基板的电压，来在所述第一周期极化反转结构内及所述第二周期极化反转结构内形成衍射光栅，由此对所述光进行调制；
至少满足所述第一周期和所述第二周期彼此不同这样的第一条件和所述第一排列方向和所述第二排列方向彼此不同这样的第二条件中的一个条件。
18.如权利要求17所述的曝光头，其特征在于，
从所述光源射出的光包括相对于所述行进方向具有0.1度以上的倾斜度的光线。
19.如权利要求17或18所述的曝光头，其特征在于，
所述第一光电晶体基板及所述第二光电晶体基板都具有两个主表面平行的平板形状；
多个第一电极，以在与所述行进方向垂直的方向上彼此隔开间隔且与所述行进方向平行的方式在所述第一光电晶体基板的一侧主表面及所述第二光电晶体基板的一侧主表面上延伸，并且，第二电极在所述第一光电晶体基板的另一侧主表面及所述第二光电晶体基板的另一侧主表面上延伸；
所述驱动部通过在所述每个第一电极和所述第二电极之间产生电位差，来在所述各第一电极和所述第二电极之间形成所述衍射光栅。
20.如权利要求19所述的曝光头，其特征在于，
所述光源为面发光光源。
21.如权利要求19所述的曝光头，其特征在于，
所述光源是排列多个点发光光源而成的光源。
22.如权利要求21所述的曝光头，其特征在于，
所述光源是一维地排列激光器而成的激光器阵列。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112987286A (zh) * 2021-04-21 2021-06-18 中国工程物理研究院流体物理研究所 一种基于体布拉格光栅的光束扫描系统

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018008183A1 (ja) * 2016-07-07 2018-01-11 日本碍子株式会社 光走査素子
JP2019003079A (ja) * 2017-06-16 2019-01-10 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 光偏向器、描画装置、照明装置、障害物検出装置、光偏向方法
JP2022084969A (ja) * 2019-04-09 2022-06-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光デバイス
US11822157B2 (en) * 2019-04-12 2023-11-21 Amazon Technologies, Inc. Energy efficient, high resolution light detection and ranging imaging receiver with large field-of-view

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101377601A (zh) * 2007-08-29 2009-03-04 黄衍介 电光晶体布拉格折射器及以其作为激光q调制器的方法
CN102360130A (zh) * 2011-10-19 2012-02-22 南京大学 基于缺陷结构的周期极化铌酸锂的电光调制器
US20120182535A1 (en) * 2011-01-14 2012-07-19 Masahide Okazaki Optical device, exposure apparatus and laser apparatus
JP2013164614A (ja) * 2013-04-18 2013-08-22 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 空間光変調器

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6570684B1 (en) * 1996-04-30 2003-05-27 Agilent Technologies, Inc. Optical routing/switching systems
JP4341084B2 (ja) * 1998-09-28 2009-10-07 ソニー株式会社 光スイッチ及び光ディスク装置
JP4330762B2 (ja) * 2000-04-21 2009-09-16 富士フイルム株式会社 マルチビーム露光装置
CN1511319A (zh) * 2001-03-14 2004-07-07 索尼公司 光学记录和 /或再现装置、光学再现装置、光学记录和 /或再现介质、光学记录和 /或再现方法、光学记录方法、
KR100425682B1 (ko) * 2001-08-07 2004-04-03 엘지전자 주식회사 공간 광변조 어레이 제조방법 및 이를 이용한 레이저 표시장치
WO2003040830A2 (en) * 2001-11-07 2003-05-15 Applied Materials, Inc. Optical spot grid array printer
KR20030061116A (ko) * 2002-01-10 2003-07-18 엘지전자 주식회사 브래그 회절을 이용한 광스위치
KR100584085B1 (ko) * 2003-07-02 2006-05-29 학교법인 한양학원 위상 회절격자를 이용한 동적 제어 광변조 소자와 이를이용한 디스플레이 장치
JP4747671B2 (ja) * 2005-05-23 2011-08-17 株式会社ニコン 光学ローパスフィルタおよび撮像装置
WO2006096534A1 (en) * 2005-03-04 2006-09-14 Optimer Photonics, Inc. Electrooptic bragg grating modulator array for imaging
JP4978468B2 (ja) * 2005-04-14 2012-07-18 パナソニック株式会社 短波長光源
TWI340287B (en) * 2006-06-21 2011-04-11 Univ Nat Central Fabrication method of periodic domain inversion structure
GB0617945D0 (en) * 2006-09-12 2006-10-18 Ucl Business Plc Imaging apparatus and methods
WO2009004936A1 (ja) * 2007-06-29 2009-01-08 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. 光変調器および画像記録装置
US7894122B2 (en) * 2008-02-08 2011-02-22 Meritt Reynolds Frequency-shifting micro-mechanical optical modulator
EP2202568B1 (en) * 2008-12-26 2018-09-05 SCREEN Holdings Co., Ltd. Optical modulator
JP5249009B2 (ja) * 2008-12-26 2013-07-31 大日本スクリーン製造株式会社 光変調器
JP5318702B2 (ja) * 2009-08-18 2013-10-16 大日本スクリーン製造株式会社 パターン描画装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101377601A (zh) * 2007-08-29 2009-03-04 黄衍介 电光晶体布拉格折射器及以其作为激光q调制器的方法
US20120182535A1 (en) * 2011-01-14 2012-07-19 Masahide Okazaki Optical device, exposure apparatus and laser apparatus
CN102360130A (zh) * 2011-10-19 2012-02-22 南京大学 基于缺陷结构的周期极化铌酸锂的电光调制器
JP2013164614A (ja) * 2013-04-18 2013-08-22 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 空間光変調器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KOJIRO KOYANAGI: "Multi-Phase-Level Electro-Optical Beam Deflector in Combined Periodic Polarization-Reversed Structures with Different Thickness", 《ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS IN JAPAN》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112987286A (zh) * 2021-04-21 2021-06-18 中国工程物理研究院流体物理研究所 一种基于体布拉格光栅的光束扫描系统
CN112987286B (zh) * 2021-04-21 2021-07-20 中国工程物理研究院流体物理研究所 一种基于体布拉格光栅的光束扫描系统

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