JP2001343619A - Spatial light modulator - Google Patents

Spatial light modulator

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JP2001343619A
JP2001343619A JP2000164131A JP2000164131A JP2001343619A JP 2001343619 A JP2001343619 A JP 2001343619A JP 2000164131 A JP2000164131 A JP 2000164131A JP 2000164131 A JP2000164131 A JP 2000164131A JP 2001343619 A JP2001343619 A JP 2001343619A
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magnetization
light modulator
spatial light
layer
magnetic field
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Japanese (ja)
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Hideyoshi Horigome
秀嘉 堀米
Mitsuteru Inoue
光輝 井上
Zaikei Cho
在慶 趙
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Optware KK
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OPTWARE KK
Optware KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a spatial light modulator(SLM) which is simple in structure and is high in operation speed. SOLUTION: The SLM 1 has magnetization setting layers 11 which consist of a magnetoptical material and are respectively set in the directions of magnetization and include plural pixels to impart rotation in the polarization directions meeting the directions of the magnetization to incident light by a magneto- optical effect, plural thin-film coils 12 which are disposed to correspond to each of the respective pixels of the magnetization setting layers 11 and generate magnetic fields for independently setting the directions of the magnetization in the respective pixels and reflection layers 13 which are disposed between the magnetization setting layers 11 and the thin-film coils 12 and reflect the light. The incident light which is made incident to the spacial light modulator 1 passes through the magnetizing setting layers 11, is reflected on the reflection layers 13, is again emitted through the magnetization setting layers 11. The rotation of the polarization directions meeting the directions of the magnetization in the respective pixels of the magnetization setting layers 11 is imparted to this light.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、入射光を空間的に
変調する空間光変調器に関する。
The present invention relates to a spatial light modulator for spatially modulating incident light.

【0002】[0002]

【従来の技術】入射光を空間的に変調する空間光変調器
は、光学的な情報処理やコンピュータ合成ホログラム等
の分野において用いられている。
2. Description of the Related Art Spatial light modulators for spatially modulating incident light are used in fields such as optical information processing and computer-generated holograms.

【0003】従来の空間光変調器としては、液晶を用い
たものや、マイクロミラーデバイスを用いたものがあ
る。
Conventional spatial light modulators include those using liquid crystal and those using micromirror devices.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述の光学的な情報処
理やコンピュータ合成ホログラム等の分野では、大量の
情報を高速で処理する必要があることから、空間光変調
器としては動作速度が大きいことが望まれる。
In the fields of the above-mentioned optical information processing and computer-generated holograms, it is necessary to process a large amount of information at a high speed. Is desired.

【0005】しかしながら、液晶を用いた空間光変調器
では、動作速度が小さいという問題点がある。例えば、
液晶の中では動作速度の大きい強誘電性液晶を用いた空
間光変調器であっても、応答時間はマイクロ秒のオーダ
ーである。
However, the spatial light modulator using liquid crystal has a problem that the operation speed is low. For example,
The response time of a spatial light modulator using a ferroelectric liquid crystal having a high operation speed among liquid crystals is on the order of microseconds.

【0006】マイクロミラーデバイスを用いた空間光変
調器では、比較的、高速の動作が可能である。しかしな
がら、この空間光変調器は、高度な半導体製造プロセス
によって製造される、構造が複雑なマイクロマシーンで
あるため、製造コストが高いと共に、機械的な駆動部分
を有するので信頼性の面で問題が残る。
A spatial light modulator using a micromirror device can operate at a relatively high speed. However, since the spatial light modulator is a micro-machine having a complicated structure manufactured by an advanced semiconductor manufacturing process, the manufacturing cost is high, and there is a problem in terms of reliability because of having a mechanical driving part. Remains.

【0007】ところで、例えば、米国特許第4,58
4,237号、第5,241,421号、第5,25
5,119号および第5,386,313号には、磁気
光学効果を利用した空間光変調器が開示されている。以
下、このような空間光変調器を、光磁気空間光変調器と
呼ぶ。この光磁気空間光変調器は、それぞれ光磁気材料
よりなり、独立に磁化の方向を選択可能な複数の画素を
有している。光磁気空間光変調器では、ファラデー効果
によって、各画素における磁化の方向に応じて、各画素
を通過する光の偏光方向が互いに反対方向に所定角度ず
つ回転される。従って、光磁気空間光変調器では、各画
素における磁化の方向を任意に選択することにより、空
間的に変調された光を生成することができる。
By the way, for example, US Pat.
No. 4,237, No. 5,241,421, No. 5,25
5,119 and 5,386,313 disclose a spatial light modulator utilizing a magneto-optical effect. Hereinafter, such a spatial light modulator is referred to as a magneto-optical spatial light modulator. This magneto-optical spatial light modulator is made of a magneto-optical material, and has a plurality of pixels whose magnetization directions can be independently selected. In the magneto-optic spatial light modulator, the polarization directions of light passing through each pixel are rotated by a predetermined angle in directions opposite to each other according to the direction of magnetization in each pixel by the Faraday effect. Therefore, the magneto-optical spatial light modulator can generate spatially modulated light by arbitrarily selecting the direction of magnetization in each pixel.

【0008】光磁気空間光変調器では、各画素における
磁化の反転速度が大きいので、画素単位では、液晶を用
いた空間光変調器に比べて動作速度を大きくすることが
できる。
In the magneto-optic spatial light modulator, since the reversal speed of the magnetization in each pixel is high, the operation speed can be made higher in pixel units than in the spatial light modulator using liquid crystal.

【0009】しかしながら、上述のような従来の光磁気
空間光変調器では、各画素の位置で交差するように格子
状に2種類の導体を設け、任意の画素における磁化を反
転させる際には、その画素が配置された位置で交差する
2本の導体に通電することによって、その画素における
磁化を反転させるための磁界を発生させるようにしてい
る。そのため、従来の光磁気空間光変調器では、全ての
画素の磁化を同時に設定することができず、光磁気空間
光変調器全体の動作速度は、画素単位の動作速度よりも
小さくなってしまうという問題点がある。
However, in the conventional magneto-optical spatial light modulator as described above, two types of conductors are provided in a lattice shape so as to intersect at the position of each pixel, and when reversing the magnetization in an arbitrary pixel, By applying a current to two conductors that intersect at the position where the pixel is arranged, a magnetic field for reversing the magnetization in the pixel is generated. Therefore, in the conventional magneto-optical spatial light modulator, the magnetization of all the pixels cannot be set at the same time, and the operating speed of the entire magneto-optical spatial light modulator is lower than the operating speed of each pixel. There is a problem.

【0010】また、従来の光磁気空間光変調器では、交
差する2本の導体に通電することによって、画素におけ
る磁化を反転させるための磁界を発生させるため、画素
における磁化を反転させるために大きな電流が必要にな
るという問題点がある。
Further, in the conventional magneto-optical spatial light modulator, a current is applied to two intersecting conductors to generate a magnetic field for reversing the magnetization in the pixel. There is a problem that a current is required.

【0011】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、構造が簡単で、動作速度の大きな空
間光変調器を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a spatial light modulator having a simple structure and a high operation speed.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の空間光変調器
は、光磁気材料よりなり、それぞれ独立に磁化の方向が
設定され、磁気光学効果により、入射する光に対して磁
化の方向に応じた偏光方向の回転を与える複数の画素を
含む磁化設定層と、磁化設定層の各画素毎に対応するよ
うに設けられ、各画素における磁化の方向を独立に設定
するための磁界を発生する複数の磁界発生素子とを備え
たものである。
The spatial light modulator of the present invention is made of a magneto-optical material, and the direction of magnetization is set independently of each other. A magnetization setting layer including a plurality of pixels for applying a rotation of the polarization direction, and a plurality of magnetization setting layers provided to correspond to each pixel of the magnetization setting layer and generating a magnetic field for independently setting the magnetization direction in each pixel. And a magnetic field generating element.

【0013】本発明の空間光変調器では、磁界発生素子
によって磁化設定層の各画素における磁化の方向が独立
に設定され、磁化設定層に入射する光に対して各画素に
おける磁化の方向に応じた偏光方向の回転が与えられ
て、磁化設定層に入射する光が空間的に変調される。
In the spatial light modulator according to the present invention, the direction of magnetization in each pixel of the magnetization setting layer is independently set by the magnetic field generating element, and the light incident on the magnetization setting layer is changed according to the direction of magnetization in each pixel. The rotation of the polarization direction is given, and the light incident on the magnetization setting layer is spatially modulated.

【0014】本発明の空間光変調器において、磁界発生
素子は薄膜コイルであってもよい。
In the spatial light modulator according to the present invention, the magnetic field generating element may be a thin film coil.

【0015】また、本発明の空間光変調器において、磁
界発生素子は、磁化設定層における光の入射する面とは
反対側の面に隣接するように配置され、空間光変調器
は、更に、磁化設定層と磁界発生素子との間に設けら
れ、光を反射する反射層を備えていてもよい。この場
合、磁界発生素子は2つの導電路を介して通電されるこ
とにより磁界を発生し、反射層は、導電性を有し、一方
の導電路を兼ねていてもよい。また、本発明の空間光変
調器は、更に、磁化設定層における光の入射する面に隣
接するように設けられ、磁気光学効果により、通過する
光の偏光方向を予め決められた角度だけ回転する旋光層
を備えていてもよい。旋光層は、それぞれ磁化設定層の
各画素に対応すると共に偏光方向の回転角度が異なる複
数種類の領域を有し、各種類の領域は予め決められたパ
ターンに従って配置されていてもよい。
Further, in the spatial light modulator of the present invention, the magnetic field generating element is arranged so as to be adjacent to a surface of the magnetization setting layer opposite to a surface on which light is incident, and the spatial light modulator further comprises: A reflection layer provided between the magnetization setting layer and the magnetic field generating element and reflecting light may be provided. In this case, the magnetic field generating element may generate a magnetic field by being energized through two conductive paths, and the reflective layer may have conductivity and also serve as one conductive path. Further, the spatial light modulator of the present invention is further provided so as to be adjacent to the light incident surface of the magnetization setting layer, and rotates the polarization direction of the passing light by a predetermined angle by a magneto-optical effect. An optical rotation layer may be provided. The optical rotation layer has a plurality of types of regions each corresponding to each pixel of the magnetization setting layer and having a different rotation angle of the polarization direction, and each type of region may be arranged according to a predetermined pattern.

【0016】また、本発明の空間光変調器において、磁
化設定層は、更に、隣接する画素の境界位置に設けら
れ、磁壁の移動を抑止する磁壁移動抑止部を含んでいて
もよい。
Further, in the spatial light modulator of the present invention, the magnetization setting layer may further include a domain wall movement suppressing unit provided at a boundary position between adjacent pixels to suppress the movement of the domain wall.

【0017】また、本発明の空間光変調器は、更に、軟
磁性材料よりなり、磁化設定層における磁界発生素子と
は反対側の面に隣接するように設けられ、磁界発生素子
によって発生される磁界に対応する磁路の一部を形成す
る軟磁性層を備えていてもよい。
Further, the spatial light modulator of the present invention is further formed of a soft magnetic material, is provided adjacent to a surface of the magnetization setting layer opposite to the magnetic field generating element, and is generated by the magnetic field generating element. A soft magnetic layer forming a part of a magnetic path corresponding to a magnetic field may be provided.

【0018】また、本発明の空間光変調器は、更に、軟
磁性材料よりなり、磁界発生素子における磁化設定層と
は反対側に配置され、磁界発生素子によって発生される
磁界に対応する磁路の一部を形成する磁路形成部を備え
ていてもよい。
Further, the spatial light modulator of the present invention further comprises a soft magnetic material, and is disposed on a side of the magnetic field generating element opposite to the magnetization setting layer, and has a magnetic path corresponding to a magnetic field generated by the magnetic field generating element. May be provided.

【0019】また、本発明の空間光変調器において、磁
化設定層は、磁性ガーネット薄膜によって形成されてい
てもよいし、1次元磁性フォトニック結晶によって形成
されていてもよい。
In the spatial light modulator of the present invention, the magnetization setting layer may be formed of a magnetic garnet thin film or may be formed of a one-dimensional magnetic photonic crystal.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。 [第1の実施の形態]始めに、本発明の第1の実施の形
態に係る空間光変調器について説明する。図1は本実施
の形態に係る空間光変調器の要部を示す断面図、図2は
本実施の形態に係る空間光変調器とその周辺回路を示す
説明図である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. [First Embodiment] First, a spatial light modulator according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a sectional view showing a main part of the spatial light modulator according to the present embodiment, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing the spatial light modulator according to the present embodiment and its peripheral circuits.

【0021】図1および図2に示したように、本実施の
形態に係る空間光変調器1は、光磁気材料よりなり、そ
れぞれ独立に磁化の方向が設定され、磁気光学効果によ
り、入射する光に対して磁化の方向に応じた偏光方向の
回転を与える複数の画素を含む磁化設定層11と、この
磁化設定層11の各画素毎に対応するように設けられ、
各画素における磁化の方向を独立に設定するための磁界
を発生する複数の磁界発生素子としての薄膜コイル12
と、磁化設定層11と薄膜コイル12との間に設けら
れ、光を反射する反射層13とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the spatial light modulator 1 according to the present embodiment is made of a magneto-optical material, the directions of magnetization are set independently of each other, and the light enters due to the magneto-optical effect. A magnetization setting layer 11 including a plurality of pixels for applying a rotation of a polarization direction to light in accordance with the direction of magnetization, and a magnetization setting layer 11 provided to correspond to each pixel of the magnetization setting layer 11;
Thin film coil 12 as a plurality of magnetic field generating elements for generating a magnetic field for independently setting the direction of magnetization in each pixel
And a reflection layer 13 provided between the magnetization setting layer 11 and the thin film coil 12 and reflecting light.

【0022】磁化設定層11には、隣接する画素の境界
位置に、磁壁の移動を抑止する磁壁移動抑止部11bが
設けられている。磁壁移動抑止部11bは、例えば図1
に示したような突起でもよい。
The magnetization setting layer 11 is provided with a domain wall movement suppressing portion 11b for suppressing the movement of the domain wall at a boundary position between adjacent pixels. The domain wall movement suppressing unit 11b is, for example, as shown in FIG.
The protrusion as shown in FIG.

【0023】図1および図2において、符号11a0
磁化が下向きの画素(以下、オフの画素とも言う。)を
示し、符号11a1は磁化が上向きの画素(以下、オン
の画素とも言う。)を示している。
[0023] In Figures 1 and 2, reference numeral 11a 0 is magnetized downward pixel (hereinafter, also referred to as a pixel off.) Indicates, reference numeral 11a 1 is magnetized upward pixel (hereinafter, also referred to as on-pixel. ).

【0024】図3は、薄膜コイル12の平面図である。
図3において、符号11Aは1画素の領域を表してい
る。
FIG. 3 is a plan view of the thin-film coil 12.
In FIG. 3, reference numeral 11A represents an area of one pixel.

【0025】図1および図2において、磁化設定層11
の上側の面が、光の入射する面になっている。磁化設定
層11は、少なくとも使用する光に対して透光性を有し
ている。薄膜コイル12は、反射層13を介して、磁化
設定層11における光の入射する面とは反対側の面に隣
接するように配置されている。
1 and 2, the magnetization setting layer 11
Is the surface on which light is incident. The magnetization setting layer 11 has a property of transmitting at least light to be used. The thin-film coil 12 is arranged via the reflective layer 13 so as to be adjacent to the surface of the magnetization setting layer 11 opposite to the surface on which light is incident.

【0026】反射層13は、導電性を有している。各薄
膜コイル12の一方の端部、例えば内側の端部は、反射
層13に接続されている。各薄膜コイル12の他方の端
部、例えば外側の端部には、それぞれ端子14が接続さ
れている。反射層13は、薄膜コイル12に通電するた
めの2つの導電路のうちの一方を兼ねている。端子14
は、薄膜コイル12に通電するための2つの導電路のう
ちの他方を構成する。
The reflection layer 13 has conductivity. One end, for example, the inner end of each thin-film coil 12 is connected to the reflective layer 13. A terminal 14 is connected to the other end of each thin-film coil 12, for example, an outer end. The reflection layer 13 also serves as one of two conductive paths for supplying electricity to the thin-film coil 12. Terminal 14
Constitutes the other of the two conductive paths for energizing the thin-film coil 12.

【0027】空間光変調器1は、更に、軟磁性材料より
なり、薄膜コイル12における磁化設定層11とは反対
側に配置され、薄膜コイル12によって発生される磁界
に対応する磁路20の一部を形成する磁路形成部15を
備えている。薄膜コイル12、端子14および磁路形成
部15の周囲には、絶縁層16が形成されている。
The spatial light modulator 1 is further formed of a soft magnetic material, is disposed on the opposite side of the thin film coil 12 from the magnetization setting layer 11, and has a magnetic path 20 corresponding to a magnetic field generated by the thin film coil 12. And a magnetic path forming part 15 for forming the part. An insulating layer 16 is formed around the thin-film coil 12, the terminal 14, and the magnetic path forming portion 15.

【0028】空間光変調器1は、更に、軟磁性材料より
なり、磁化設定層11における薄膜コイル12とは反対
側の面に隣接するように設けられ、薄膜コイル12によ
って発生される磁界に対応する磁路20の他の一部を形
成する軟磁性層17を備えている。軟磁性層17は、少
なくとも使用する光に対して透光性を有している。
The spatial light modulator 1 is further made of a soft magnetic material, provided so as to be adjacent to a surface of the magnetization setting layer 11 opposite to the thin film coil 12, and corresponding to a magnetic field generated by the thin film coil 12. And a soft magnetic layer 17 forming another part of the magnetic path 20. The soft magnetic layer 17 has a property of transmitting at least light to be used.

【0029】図2に示したように、各薄膜コイル12
は、それぞれ、端子14、反射層13およびこれらに接
続された配線によって、各薄膜コイル12に独立に通電
するための駆動部2に接続されるようになっている。駆
動部2は、例えばナノ秒オーダーの周期で、正または負
のパルス状の電流を薄膜コイル12に供給するようにな
っている。また、駆動部2は制御部3によって制御され
るようになっている。
As shown in FIG. 2, each thin film coil 12
Are connected to the drive unit 2 for independently supplying current to each thin-film coil 12 by a terminal 14, a reflective layer 13 and a wiring connected thereto. The drive unit 2 supplies a positive or negative pulse-like current to the thin-film coil 12 at a cycle of, for example, nanoseconds. The drive unit 2 is controlled by the control unit 3.

【0030】図4は磁化設定層11における印加磁界と
磁化との関係を表す磁気ヒステリシス曲線を示してい
る。図4に示したように、磁化設定層11は、大きな保
磁力Hc,−Hcを有している。そして、磁化設定層1
1は、正方向に磁化されているときには、絶対値がHc
を越える負の磁界が印加されると磁化の方向が反転し、
負方向に磁化されているときには、絶対値がHcを越え
る正の磁界が印加されると磁化の方向が反転する。薄膜
コイル12は、絶対値がHcを越える正または負の磁界
を発生する。
FIG. 4 shows a magnetic hysteresis curve representing the relationship between the applied magnetic field and the magnetization in the magnetization setting layer 11. As shown in FIG. 4, the magnetization setting layer 11 has large coercive forces Hc and −Hc. Then, the magnetization setting layer 1
1 has an absolute value of Hc when magnetized in the positive direction.
When a negative magnetic field exceeding is applied, the direction of magnetization is reversed,
When magnetized in the negative direction, the direction of magnetization is reversed when a positive magnetic field whose absolute value exceeds Hc is applied. The thin film coil 12 generates a positive or negative magnetic field whose absolute value exceeds Hc.

【0031】図5は軟磁性層17における印加磁界と磁
化との関係を表す磁気ヒステリシス曲線を示している。
図5に示したように、軟磁性層17の保磁力は極めて小
さく、小さな印加磁界によって容易に磁化の方向が反転
する。磁路形成部15の特性も、軟磁性層17と同様で
ある。
FIG. 5 shows a magnetic hysteresis curve representing the relationship between the applied magnetic field and the magnetization in the soft magnetic layer 17.
As shown in FIG. 5, the coercive force of the soft magnetic layer 17 is extremely small, and the direction of magnetization is easily reversed by a small applied magnetic field. The characteristics of the magnetic path forming portion 15 are the same as those of the soft magnetic layer 17.

【0032】磁化設定層11の材料としては、磁気光学
効果を有する光磁気材料であればよいが、特に、磁性ガ
ーネット薄膜または1次元磁性フォトニック結晶を用い
るのが好ましい。
The material of the magnetization setting layer 11 may be a magneto-optical material having a magneto-optical effect, but it is particularly preferable to use a magnetic garnet thin film or a one-dimensional magnetic photonic crystal.

【0033】磁性ガーネット薄膜の代表的なものとして
は、希土類鉄系ガーネット薄膜がある。磁性ガーネット
薄膜を作製する方法としては、例えば、ガドリニウムガ
リウムガーネット(GGG)等の基板の上に、液相エピ
タキシャル成長法(LPE法)またはスパッタ法によっ
て単結晶の磁性ガーネット薄膜を形成する方法がある。
A typical example of the magnetic garnet thin film is a rare earth iron-based garnet thin film. As a method of producing a magnetic garnet thin film, for example, there is a method of forming a single crystal magnetic garnet thin film on a substrate such as gadolinium gallium garnet (GGG) by a liquid phase epitaxial growth method (LPE method) or a sputtering method.

【0034】図6は、1次元磁性フォトニック結晶の構
造を示す説明図である。この1次元磁性フォトニック結
晶30は、磁性体層31の両面側に誘電体多層膜を形成
した構造を有している。磁性体層31の材料には、希土
類鉄ガーネットやビスマス置換希土類鉄ガーネット等が
用いられる。誘電体多層膜は、例えばSiO2膜32と
Ta25膜33を交互に積層して構成される。1次元磁
性フォトニック結晶30における層構造の周期は、使用
する光の波長オーダーである。この1次元磁性フォトニ
ック結晶30では、大きなファラデー回転角を得ること
が可能になる。
FIG. 6 is an explanatory view showing the structure of a one-dimensional magnetic photonic crystal. The one-dimensional magnetic photonic crystal 30 has a structure in which a dielectric multilayer film is formed on both sides of a magnetic layer 31. As the material of the magnetic layer 31, rare earth iron garnet, bismuth-substituted rare earth iron garnet, or the like is used. The dielectric multilayer film is formed by alternately stacking, for example, SiO 2 films 32 and Ta 2 O 5 films 33. The period of the layer structure in the one-dimensional magnetic photonic crystal 30 is on the order of the wavelength of light used. In the one-dimensional magnetic photonic crystal 30, a large Faraday rotation angle can be obtained.

【0035】本発明の発明者の一人である井上は、平成
10年10月より、科学技術振興事業団さきがけ研究2
1「形とはたらき領域」で「磁性フォトニック結晶の構
造と機能」と題する個人研究を行なっている。この研究
の中で、極めて薄い磁性ガーネット薄膜を誘電体多層膜
でサンドイッチした1次元磁性フォトニック結晶中に強
い光局在状態が発現し、その結果、媒体の透過率および
ファラデー効果が著しく増大することを理論的に見出し
た。そして、井上は、この理論に基づいて、実際に1次
元磁性フォトニック結晶を作製し、光局在波長で90%
の透過率を有すると共に、150nm程度の極めて薄い
磁性ガーネット薄膜を用いているにも関わらず5°以上
のファラデー回転角を示す媒体の形成に成功した。この
ファラデー回転角は、バルク状磁性ガーネット薄膜の約
100倍に達する、極めて大きなものである。
Inoue, one of the inventors of the present invention, has been working since October 1998 on PRESTO Research 2 by the Japan Science and Technology Agency.
1. Individual research on "Structure and Function of Magneto-Photonic Crystal" in "Shape and Function Region". In this research, a strong optical localization state is developed in a one-dimensional magnetic photonic crystal in which an extremely thin magnetic garnet thin film is sandwiched by a dielectric multilayer film, and as a result, the transmittance and the Faraday effect of the medium are significantly increased. That was found theoretically. Based on this theory, Inoue actually produced a one-dimensional magnetic photonic crystal, and obtained a 90% optical localized wavelength.
And a Faraday rotation angle of 5 ° or more was successfully formed despite the use of an extremely thin magnetic garnet thin film of about 150 nm. This Faraday rotation angle is extremely large, reaching about 100 times that of the bulk magnetic garnet thin film.

【0036】なお、本実施の形態に係る空間光変調器1
は、全ての構成要素をモノリシックに形成して製造して
もよいし、複数の部分に分けて形成した後、複数の部分
を組み合わせて製造してもよい。空間光変調器1を複数
の部分に分けて形成する場合には、例えば、軟磁性層1
7から反射層13までの部分と、他の部分とに分けても
よい。また、本実施の形態に係る空間光変調器1の構成
要素は、全て半導体製造プロセスを用いて製造すること
が可能である。
The spatial light modulator 1 according to the present embodiment
May be manufactured by forming all the components in a monolithic manner, or may be manufactured by dividing into a plurality of parts and then combining a plurality of parts. When the spatial light modulator 1 is formed in a plurality of parts, for example, the soft magnetic layer 1
The portion from 7 to the reflective layer 13 may be divided into other portions. Further, all components of spatial light modulator 1 according to the present embodiment can be manufactured using a semiconductor manufacturing process.

【0037】次に、本実施の形態に係る空間光変調器1
の作用について説明する。本実施の形態に係る空間光変
調器1では、変調情報に従って選択的に、薄膜コイル1
2に正または負のパルス電流が供給され、その結果、薄
膜コイル12によって磁化設定層11の各画素に対して
独立に磁界が印加される。簡単な計算によれば、尖頭値
40mA程度のパルス電流を薄膜コイル12に供給する
ことにより、薄膜コイル12の中心部に100Oe程度
のパルス状の磁界を発生させることができ、この磁界に
よって各画素における磁化を反転させることができる。
Next, the spatial light modulator 1 according to the present embodiment
The operation of will be described. In the spatial light modulator 1 according to the present embodiment, the thin film coil 1 is selectively provided according to the modulation information.
2 is supplied with a positive or negative pulse current. As a result, a magnetic field is independently applied to each pixel of the magnetization setting layer 11 by the thin film coil 12. According to a simple calculation, by supplying a pulse current having a peak value of about 40 mA to the thin-film coil 12, a pulse-like magnetic field of about 100 Oe can be generated at the center of the thin-film coil 12, and this magnetic field causes The magnetization in the pixel can be reversed.

【0038】各画素では、それまでの磁化の方向と反対
方向の磁界が印加されると、印加磁界と同じ方向の磁化
の磁区が生じ、この磁区が拡大する。この磁区の拡大
は、磁壁が磁壁移動抑止部11bに達すると停止する。
その結果、1つの画素全体が印加磁界と同じ方向の磁化
となる。このようにして、薄膜コイル12によって磁化
設定層11の各画素に対して独立に磁界を印加すること
により、磁化設定層11の各画素における磁化の方向が
独立に設定される。
When a magnetic field in the direction opposite to the direction of the magnetization is applied to each pixel, a magnetic domain of the same direction as the applied magnetic field is generated, and the magnetic domain expands. The expansion of the magnetic domain stops when the domain wall reaches the domain wall movement suppressing unit 11b.
As a result, the entirety of one pixel is magnetized in the same direction as the applied magnetic field. In this way, by applying a magnetic field to each pixel of the magnetization setting layer 11 independently by the thin film coil 12, the direction of magnetization in each pixel of the magnetization setting layer 11 is set independently.

【0039】軟磁性層17側より空間光変調器1に入射
した光は、軟磁性層17を通過した後、磁化設定層11
を通過する。この磁化設定層11を通過する光には、フ
ァラデー効果により、磁化設定層11の各画素における
磁化の方向に応じた偏光方向の回転、すなわちファラデ
ー回転が与えられる。例えば、磁化が上向きのオンの画
素11a1を通過する光の偏光方向が+θFだけ回転され
るとすると、磁化が下向きのオフの画素11a0を通過
する光の偏光方向は−θFだけ回転される。
The light incident on the spatial light modulator 1 from the soft magnetic layer 17 side passes through the soft magnetic layer 17 and then enters the magnetization setting layer 11.
Pass through. Due to the Faraday effect, the light passing through the magnetization setting layer 11 is given a rotation in the polarization direction according to the direction of magnetization in each pixel of the magnetization setting layer 11, that is, Faraday rotation. For example, if the polarization direction of the light magnetization passes through the pixel 11a 1 upward on is rotated by + theta F, the polarization direction of the light magnetization passes through the pixel 11a 0 downward off rotated by - [theta] F Is done.

【0040】磁化設定層11を通過した光は、反射層1
3で反射され、再度、磁化設定層11と軟磁性層17を
通過し、空間光変調器1より出射される。反射層13で
反射されてから磁化設定層11を通過する光には、反射
層13に達する前に磁化設定層11を通過する際と同様
に、ファラデー効果により、磁化設定層11の各画素に
おける磁化の方向に応じた偏光方向の回転が与えられ
る。従って、上述のように、オンの画素11a1を通過
する光の偏光方向が+θFだけ回転され、オフの画素1
1a0を通過する光の偏光方向が−θFだけ回転されると
すると、オンの画素11a1を往復で2回通過して空間
光変調器1より出射される光の偏光方向は+2θFだけ
回転され、オフの画素11a0を往復で2回通過して空
間光変調器1より出射される光の偏光方向は−2θF
け回転される。
The light passing through the magnetization setting layer 11 is reflected by the reflection layer 1
3, passes through the magnetization setting layer 11 and the soft magnetic layer 17 again, and is emitted from the spatial light modulator 1. Light that passes through the magnetization setting layer 11 after being reflected by the reflection layer 13 has the same Faraday effect as the light passing through the magnetization setting layer 11 before reaching the reflection layer 13. A rotation of the polarization direction according to the direction of the magnetization is provided. Therefore, as described above, the polarization direction of light passing through the pixels 11a 1 ON is rotated by + theta F, pixel OFF 1
Assuming that the polarization direction of light passing through 1a 0 is rotated by −θ F , the polarization direction of light emitted from spatial light modulator 1 after passing back and forth through ON pixel 11a 1 twice is + 2θ F. is rotated, the polarization direction of the light emitted from the spatial light modulator 1 through 2 times the pixel 11a 0 off round-trip is rotated by -2θ F.

【0041】このようにして、本実施の形態に係る空間
光変調器1によれば、入射する光に対して、磁化設定層
11の各画素における磁化の方向に応じた偏光方向の回
転が与えられて、入射する光が空間的に変調される。
As described above, according to the spatial light modulator 1 of the present embodiment, the rotation of the polarization direction according to the direction of the magnetization in each pixel of the magnetization setting layer 11 is given to the incident light. The incident light is spatially modulated.

【0042】次に、図7を参照して、本実施の形態に係
る空間光変調器1の使用方法と作用の一例について説明
する。この例では、空間光変調器1の磁化設定層11に
おいて、オンの画素11a1を往復で2回通過した光の
偏光方向の回転角度+2θFを90°とし、オフの画素
11a0を往復で2回通過した光の偏光方向の回転角度
−2θFを−90°としている。
Next, an example of a method of using the spatial light modulator 1 according to the present embodiment and an example of an operation thereof will be described with reference to FIG. In this example, the magnetization setting layer 11 of the spatial light modulator 1, the rotation angle + 2 [Theta] F in the polarization direction of light passing through two pixels 11a 1 ON round trip and 90 °, with a reciprocating pixel 11a 0 Off The rotation angle -2 [theta] F of the polarization direction of the light that has passed twice is -90 [deg.].

【0043】図7に示した例では、空間光変調器1にお
ける光の入射側に、偏光ビームスプリッタ21を配置し
ている。この偏光ビームスプリッタ21は、空間光変調
器1の入射側の面に対して45°をなす偏光ビームスプ
リッタ面21aを有している。この偏光ビームスプリッ
タ面21aは、P偏光の光を通過させ、S偏光の光を反
射する。P偏光とは偏光方向が入射面(図7おける紙
面)に平行な直線偏光であり、S偏光とは偏光方向が入
射面に垂直な直線偏光である。
In the example shown in FIG. 7, a polarization beam splitter 21 is disposed on the light incident side of the spatial light modulator 1. The polarization beam splitter 21 has a polarization beam splitter surface 21a that makes an angle of 45 ° with the plane on the incident side of the spatial light modulator 1. The polarization beam splitter surface 21a transmits P-polarized light and reflects S-polarized light. P-polarized light is linearly polarized light whose polarization direction is parallel to the incident surface (the paper surface in FIG. 7), and S-polarized light is linearly polarized light whose polarization direction is perpendicular to the incident surface.

【0044】図7に示した例では、偏光ビームスプリッ
タ21に対して、空間光変調器1の入射側の面に対して
垂直な方向よりP偏光の光を入射させる。この光は、偏
光ビームスプリッタ面21aを通過して、空間光変調器
1に入射し、磁化設定層11を通過し、反射層13で反
射され、再度、磁化設定層11を通過して、偏光ビーム
スプリッタ21に戻ってくる。この例では、オンの画素
11a1を往復で2回通過した光は、偏光方向が90°
回転されてS偏光の光となり、オフの画素11a0を往
復で2回通過した光は、偏光方向が−90°回転されて
S偏光の光となる。従って、空間光変調器1からの戻り
光は、全て偏光ビームスプリッタ面21aで反射され
て、偏光ビームスプリッタ21より出射される。図7に
おいて、オンの画素11a1を通過する光(符号ONで
表す。)の経路を符号A〜Dで示す。また、オフの画素
11a0を通過する光(符号OFFで表す。)の経路を
符号A’〜D’で示す。
In the example shown in FIG. 7, P-polarized light is incident on the polarization beam splitter 21 in a direction perpendicular to the plane on the incident side of the spatial light modulator 1. This light passes through the polarization beam splitter surface 21a, enters the spatial light modulator 1, passes through the magnetization setting layer 11, is reflected by the reflection layer 13, passes through the magnetization setting layer 11 again, and is polarized. The beam returns to the beam splitter 21. In this example, the light that has passed through the ON pixel 11a 1 twice in a reciprocating manner has a polarization direction of 90 °.
Is rotated to become S-polarized light, the light which has passed through twice the pixel 11a 0 off in round trip, become S-polarized light the polarization direction is rotated -90 °. Therefore, all the return light from the spatial light modulator 1 is reflected by the polarization beam splitter surface 21a and is emitted from the polarization beam splitter 21. 7 illustrates a path of light passing through the pixels 11a 1 on (represented by reference numeral ON.) In code to D. Also shows the paths of light passing through the pixel 11a 0 off (represented by reference numeral OFF.) In code a'-d '.

【0045】図7に示した例では、空間光変調器1から
の戻り光は、全てS偏光であるが、オンの画素11a1
を通過した光とオフの画素11a0を通過した光とで
は、位相が180°異なっている。従って、この例にお
ける空間光変調器1は、光の位相を空間的に変調する位
相空間光変調器となる。
In the example shown in FIG. 7, the return light from the spatial light modulator 1 is all S-polarized light, but the ON pixels 11a 1
In the light passing through the pixel 11a 0 of light and OFF that has passed through the phase are different 180 °. Therefore, the spatial light modulator 1 in this example is a phase spatial light modulator that spatially modulates the phase of light.

【0046】以上説明したように、本実施の形態に係る
空間光変調器1では、薄膜コイル12によって磁化設定
層11の各画素における磁化の方向を独立に設定するこ
とによって、磁化設定層11に入射する光に対して各画
素における磁化の方向に応じた偏光方向の回転を与え
て、磁化設定層11に入射する光を空間的に変調する。
磁化設定層11の各画素における磁化の方向の切り替え
は、数ナノ秒程度で行うことができる。しかも、本実施
の形態では、各画素毎に薄膜コイル12を設け、各画素
における磁化の方向を独立に設定できるようにしている
ので、全ての画素における磁化の方向の設定を同時に行
うことが可能である。従って、本実施の形態に係る空間
光変調器1では、空間光変調器1の全体の応答時間を、
画素単位の応答時間と同様に数ナノ秒程度とすることが
可能となり、極めて大きな動作速度を得ることが可能と
なる。
As described above, in the spatial light modulator 1 according to the present embodiment, the direction of magnetization in each pixel of the magnetization setting layer 11 is independently set by the thin film coil 12 so that the magnetization setting layer 11 The incident light is rotated in the direction of polarization according to the direction of magnetization in each pixel to spatially modulate the light incident on the magnetization setting layer 11.
Switching of the magnetization direction in each pixel of the magnetization setting layer 11 can be performed in about several nanoseconds. Moreover, in the present embodiment, the thin film coil 12 is provided for each pixel so that the direction of magnetization in each pixel can be set independently, so that the direction of magnetization in all pixels can be set simultaneously. It is. Therefore, in the spatial light modulator 1 according to the present embodiment, the overall response time of the spatial light
As in the case of the response time in pixel units, it can be set to about several nanoseconds, and an extremely high operation speed can be obtained.

【0047】また、本実施の形態に係る空間光変調器1
は、機械的な駆動部分のない簡単な構造であると共に、
液晶のような流動体を含まないので、信頼性が高い。ま
た、本実施の形態に係る空間光変調器1は、構造が簡単
で、半導体製造プロセスを用いて量産が可能であるの
で、製造コストを低減することができる。
The spatial light modulator 1 according to the present embodiment
Has a simple structure without mechanical driving parts,
High reliability because it does not contain liquids such as liquid crystal. Further, the spatial light modulator 1 according to the present embodiment has a simple structure and can be mass-produced by using a semiconductor manufacturing process, so that the manufacturing cost can be reduced.

【0048】また、本実施の形態に係る空間光変調器1
では、反射層13が、薄膜コイル12に通電するための
2つの導電路のうちの一方を兼ねているので、構造を簡
単にすることができる。
The spatial light modulator 1 according to the present embodiment
In this case, since the reflection layer 13 also serves as one of the two conductive paths for supplying electricity to the thin-film coil 12, the structure can be simplified.

【0049】ところで、液晶を用いた空間光変調器で
は、空間光変調器全体あるいは画素内において液晶の状
態が不均一となったり、画素の状態を切り替えるための
トランジスタ等によって画素の一部が利用できなかった
りして、変調情報以外の原因で出射光が不均一になると
いう問題点がある。
In the spatial light modulator using liquid crystal, a part of the pixel is used by a transistor or the like for switching the state of the liquid crystal in the entire spatial light modulator or in the pixel, or by switching the state of the pixel. There is a problem that the emitted light becomes non-uniform due to factors other than modulation information.

【0050】これに対し、本実施の形態に係る空間光変
調器1では、磁化設定層11の画素内における材料の状
態および磁化の状態を均一にできる。また、空間光変調
器1では、画素の状態を切り替えるための薄膜コイル1
2が、磁化設定層11における光の入射する面とは反対
側の面に対して反射層13を介して隣接するように配置
されているので、薄膜コイル12が変調される光に影響
を与えることがない。これらのことから、本実施の形態
に係る空間光変調器1によれば、変調情報以外の原因で
出射光が不均一になることを防止することができる。
On the other hand, in the spatial light modulator 1 according to the present embodiment, the material state and the magnetization state in the pixels of the magnetization setting layer 11 can be made uniform. In the spatial light modulator 1, a thin-film coil 1 for switching the state of a pixel is provided.
2 is arranged so as to be adjacent to the surface of the magnetization setting layer 11 opposite to the surface on which light is incident via the reflection layer 13, so that the thin-film coil 12 affects the light to be modulated. Nothing. For these reasons, according to the spatial light modulator 1 according to the present embodiment, it is possible to prevent the emitted light from becoming non-uniform due to factors other than the modulation information.

【0051】また、液晶を用いた空間光変調器では、光
の経路に透明電極が配置されるため、特に画素を微細化
したときに、透明電極による光の散乱によって特性が劣
化する。これに対し、本実施の形態に係る空間光変調器
1では、光の経路に透明電極が配置されることがないた
め、光の散乱による特性の劣化がなく、特に画素の微細
化に有利である。
Further, in a spatial light modulator using liquid crystal, since a transparent electrode is arranged in a light path, the characteristics are deteriorated by scattering of light by the transparent electrode, particularly when a pixel is miniaturized. On the other hand, in the spatial light modulator 1 according to the present embodiment, since the transparent electrode is not disposed in the light path, there is no deterioration in characteristics due to light scattering, which is particularly advantageous for miniaturization of pixels. is there.

【0052】また、本実施の形態に係る空間光変調器1
によれば、薄膜コイル12によって、磁化設定層11の
各画素における磁化の方向を設定するための磁界を発生
するようにしたので、従来の光磁気空間光変調器に比べ
て、画素における磁化を反転させるための電流を小さく
することができる。
The spatial light modulator 1 according to the present embodiment
According to the method, the thin-film coil 12 generates a magnetic field for setting the direction of magnetization in each pixel of the magnetization setting layer 11, so that the magnetization in the pixel is smaller than that in the conventional magneto-optical spatial light modulator. The current for inversion can be reduced.

【0053】また、本実施の形態に係る空間光変調器1
では、薄膜コイル12によって発生される磁界に対応す
る磁路20の一部を形成する軟磁性層17と磁路形成部
15とを備えているので、磁束を有効に絞ることができ
る。その結果、空間光変調器1では、薄膜コイル12に
よって発生される起磁力を有効に、画素における磁化の
設定のために利用することができる。
The spatial light modulator 1 according to the present embodiment
Since the soft magnetic layer 17 and the magnetic path forming portion 15 which form a part of the magnetic path 20 corresponding to the magnetic field generated by the thin film coil 12 are provided, the magnetic flux can be effectively reduced. As a result, in the spatial light modulator 1, the magnetomotive force generated by the thin film coil 12 can be effectively used for setting the magnetization in the pixel.

【0054】また、本実施の形態に係る空間光変調器1
では、薄膜コイル12を駆動しなければ、磁化設定層1
1の各画素における磁化の状態は保持されるので、空間
光変調器1によって変調情報を保持することができる。
The spatial light modulator 1 according to the present embodiment
If the thin film coil 12 is not driven, the magnetization setting layer 1
Since the state of magnetization in each of the pixels 1 is held, modulation information can be held by the spatial light modulator 1.

【0055】また、本実施の形態に係る空間光変調器1
の構成要素は、紫外線や宇宙線に対して耐性が大きいの
で、空間光変調器1は、宇宙空間での利用等、広範囲の
分野での利用が可能になる。
The spatial light modulator 1 according to the present embodiment
Are highly resistant to ultraviolet rays and cosmic rays, so that the spatial light modulator 1 can be used in a wide range of fields such as use in outer space.

【0056】[第2の実施の形態]次に、本発明の第2
の実施の形態に係る空間光変調器について説明する。図
8は本実施の形態に係る空間光変調器の要部を示す断面
図、図9は本実施の形態に係る空間光変調器の構成の概
略を示す説明図である。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The spatial light modulator according to the embodiment will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a main part of the spatial light modulator according to the present embodiment, and FIG. 9 is an explanatory diagram schematically illustrating a configuration of the spatial light modulator according to the present embodiment.

【0057】本実施の形態に係る空間光変調器41は、
第1の実施の形態に係る空間光変調器1の構成要素に加
え、軟磁性層17における光の入射側の面に隣接するよ
うに設けられた基板42と、この基板42における光の
入射側の面に隣接するように設けられた旋光層43とを
備えている。基板42は、例えば、空間光変調器41に
おける他の層を形成する際の基体となるものである。基
板42には、例えば、ガドリニウムガリウムガーネット
(GGG)が用いられる。旋光層43は、磁化設定層1
1と同様の光磁気材料よりなり、この旋光層43におけ
る磁化は、全て同じ方向、例えば図8および図9におけ
る上向きに設定されている。そして、旋光層43は、磁
気光学効果(ファラデー効果)により、通過する光の偏
光方向を予め決められた角度だけ回転するようになって
いる。
The spatial light modulator 41 according to the present embodiment
In addition to the components of the spatial light modulator 1 according to the first embodiment, a substrate 42 provided so as to be adjacent to the surface of the soft magnetic layer 17 on the light incident side, and a light incident side of the substrate 42 Optical rotation layer 43 provided so as to be adjacent to the surface. The substrate 42 serves as a base for forming another layer in the spatial light modulator 41, for example. For the substrate 42, for example, gadolinium gallium garnet (GGG) is used. The optical rotation layer 43 includes the magnetization setting layer 1
The magnetization in the optical rotation layer 43 is set in the same direction, for example, upward in FIGS. 8 and 9. The optical rotation layer 43 rotates the polarization direction of the passing light by a predetermined angle due to the magneto-optical effect (Faraday effect).

【0058】本実施の形態に係る空間光変調器41にお
けるその他の構成は、第1の実施の形態に係る空間光変
調器1と同様である。
Other configurations of the spatial light modulator 41 according to the present embodiment are the same as those of the spatial light modulator 1 according to the first embodiment.

【0059】なお、本実施の形態に係る空間光変調器4
1は、図9に示したように、全ての構成要素をモノリシ
ックに形成して製造してもよいし、複数の部分に分けて
形成した後、複数の部分を組み合わせて製造してもよ
い。空間光変調器1を複数の部分に分けて形成する場合
には、例えば、図10に示したように、薄膜コイル12
を含む部分と、磁化設定層11および反射層13を含む
部分と、軟磁性層17および基板42を含む部分と、旋
光層43を含む部分とに分けてもよい。この場合、図1
0に示したように、例えばガドリニウムガリウムガーネ
ット(GGG)よりなる基板51の一方の面に磁化設定
層11および反射層13を順に形成し、基板51の他方
の面を軟磁性層17に接合してもよい。また、例えばガ
ドリニウムガリウムガーネット(GGG)よりなる基板
52の一方の面に旋光層43を形成し、この旋光層43
を基板42に接合してもよい。
The spatial light modulator 4 according to the present embodiment
As shown in FIG. 9, 1 may be manufactured by forming all the components in a monolithic manner, or may be formed by dividing into a plurality of parts and then combining a plurality of parts. When the spatial light modulator 1 is formed in a plurality of parts, for example, as shown in FIG.
, A portion including the magnetization setting layer 11 and the reflective layer 13, a portion including the soft magnetic layer 17 and the substrate 42, and a portion including the optical rotation layer 43. In this case, FIG.
As shown in FIG. 0, the magnetization setting layer 11 and the reflection layer 13 are sequentially formed on one surface of a substrate 51 made of gadolinium gallium garnet (GGG), and the other surface of the substrate 51 is joined to the soft magnetic layer 17. You may. Further, an optical rotation layer 43 is formed on one surface of a substrate 52 made of, for example, gadolinium gallium garnet (GGG).
May be bonded to the substrate 42.

【0060】次に、図11を参照して、本実施の形態に
係る空間光変調器41の使用方法と作用の一例について
説明する。この例では、空間光変調器41の磁化設定層
11において、オンの画素11a1を往復で2回通過し
た光の偏光方向の回転角度+2θFを45°とし、オフ
の画素11a0を往復で2回通過した光の偏光方向の回
転角度−2θFを−45°としている。また、この例で
は、旋光層43は、通過する光の偏光方向を、1回の通
過当たり22.5°回転し、往復の通過で45°回転す
るものとしている。
Next, an example of a method of using the spatial light modulator 41 according to the present embodiment and an example of an operation thereof will be described with reference to FIG. In this example, the magnetization setting layer 11 of the spatial light modulator 41, the rotation angle + 2 [Theta] F in the polarization direction of light passing through two pixels 11a 1 ON round trip and 45 °, in a reciprocating pixel 11a 0 Off The rotation angle -2 [theta] F of the polarization direction of the light that has passed twice is -45 [deg.]. In this example, the optical rotation layer 43 rotates the polarization direction of the passing light by 22.5 ° per pass and 45 ° by the reciprocating pass.

【0061】図11に示した例では、空間光変調器41
における光の入射側に、偏光ビームスプリッタ21を配
置している。この偏光ビームスプリッタ21は、空間光
変調器1の入射側の面に対して45°をなす偏光ビーム
スプリッタ面21aを有している。この偏光ビームスプ
リッタ面21aは、P偏光の光を通過させ、S偏光の光
を反射する。
In the example shown in FIG. 11, the spatial light modulator 41
The polarization beam splitter 21 is disposed on the light incident side of the light source. The polarization beam splitter 21 has a polarization beam splitter surface 21a that makes an angle of 45 ° with the plane on the incident side of the spatial light modulator 1. The polarization beam splitter surface 21a transmits P-polarized light and reflects S-polarized light.

【0062】図11に示した例では、偏光ビームスプリ
ッタ21に対して、空間光変調器41の入射側の面に対
して垂直な方向よりP偏光の光を入射させる。この光
は、偏光ビームスプリッタ面21aを通過して、空間光
変調器41に入射し、旋光層43および磁化設定層11
を順に通過し、反射層13で反射され、再度、磁化設定
層11および旋光層43を通過して、偏光ビームスプリ
ッタ21に戻ってくる。
In the example shown in FIG. 11, P-polarized light is made to enter the polarization beam splitter 21 from a direction perpendicular to the plane on the incident side of the spatial light modulator 41. This light passes through the polarization beam splitter surface 21a and enters the spatial light modulator 41, where the optical rotation layer 43 and the magnetization setting layer 11
, Are reflected by the reflection layer 13, pass through the magnetization setting layer 11 and the optical rotation layer 43, and return to the polarization beam splitter 21.

【0063】この例では、オンの画素11a1を通過す
る光は、旋光層43を往復で2回通過することで偏光方
向が45°回転され、磁化設定層11を往復で2回通過
することで偏光方向が45°回転され、合計で偏光方向
が90°回転されてS偏光の光となる。従って、オンの
画素11a1を通過した光は、偏光ビームスプリッタ面
21aで反射されて、偏光ビームスプリッタ21より出
射される。
In this example, the light passing through the ON pixel 11 a 1 passes through the optical rotation layer 43 twice in a reciprocating manner, whereby the polarization direction is rotated by 45 °, and passes through the magnetization setting layer 11 twice in a reciprocating manner. , The polarization direction is rotated by 45 °, and the polarization direction is rotated by 90 ° in total, and becomes S-polarized light. Therefore, the light that has passed through the ON pixel 11 a 1 is reflected by the polarization beam splitter surface 21 a and emitted from the polarization beam splitter 21.

【0064】一方、オフの画素11a0を通過する光
は、旋光層43を往復で2回通過することで偏光方向が
45°回転され、磁化設定層11を往復で2回通過する
ことで偏光方向が−45°回転され、その結果、P偏光
の光に戻る。従って、オフの画素11a0を通過した光
は、偏光ビームスプリッタ面21aを通過して、偏光ビ
ームスプリッタ21より出射される。
On the other hand, the light passing through the off pixel 11a 0 is rotated 45 ° by passing through the optical rotation layer 43 twice in a reciprocating manner, and is polarized by passing through the magnetization setting layer 11 twice in a reciprocating manner. The direction is rotated -45 °, resulting in a return to P-polarized light. Therefore, light passing through the pixel 11a 0 off, it passes through the polarization beam splitter surface 21a, and is emitted from the polarizing beam splitter 21.

【0065】図11において、オンの画素11a1を通
過する光(符号ONで表す。)の経路を符号A〜Fで示
す。また、オフの画素11a0を通過する光(符号OF
Fで表す。)の経路を符号A’〜F’で示す。
[0065] In FIG 11, illustrates a path of light passing through the pixels 11a 1 on (represented by reference numeral ON.) In code to F. Also, the light passing through the pixel 11a 0 off (sign OF
Expressed as F. ) Are indicated by reference signs A ′ to F ′.

【0066】図11に示した例では、空間光変調器41
からの戻り光は、偏光ビームスプリッタ21によって、
オンの画素11a1を通過した光とオフの画素11a0
通過した光とに分離される。偏光ビームスプリッタ21
より分離されて出射される2つの光は、それぞれ光強度
が空間的に変調された光となる。図11に示した例にお
ける空間光変調器41では、理論的には60dB以上の
消光比を得ることができる。
In the example shown in FIG. 11, the spatial light modulator 41
Is returned by the polarizing beam splitter 21.
It is separated into a light passing through the pixel 11a 0 of light and OFF that has passed through the pixel 11a 1 on. Polarizing beam splitter 21
The two lights that are further separated and emitted are lights whose light intensities are spatially modulated. The spatial light modulator 41 in the example shown in FIG. 11 can theoretically obtain an extinction ratio of 60 dB or more.

【0067】本実施の形態に係る空間光変調器41で
は、通過する光の偏光方向を予め決められた角度だけ回
転する旋光層43を備えたので、空間光変調器41の出
射光の偏光方向を所望の方向に設定することが可能にな
る。これにより、図11に示した例のように、偏光方向
の異なる2種類の光を、容易に且つ大きな消光比で分離
することが可能になる。
Since the spatial light modulator 41 according to the present embodiment includes the optical rotation layer 43 that rotates the polarization direction of the passing light by a predetermined angle, the polarization direction of the light emitted from the spatial light modulator 41 Can be set in a desired direction. This makes it possible to easily separate two types of light having different polarization directions with a large extinction ratio as in the example shown in FIG.

【0068】また、本実施の形態に係る空間光変調器4
1では、旋光層43の厚みを調整することによって、旋
光層43における偏光方向の回転角度を調整することが
できる。これにより、例えば、旋光層43を所定の厚み
に形成しておき、旋光層43を研磨して旋光層43の所
定の厚みを調整することによって、消光比が最大になる
ように調整することが可能になる。
The spatial light modulator 4 according to the present embodiment
In (1), the rotation angle of the polarization direction in the optical rotation layer 43 can be adjusted by adjusting the thickness of the optical rotation layer 43. Thus, for example, the optical rotation layer 43 is formed to have a predetermined thickness, and the optical rotation layer 43 is polished and the predetermined thickness of the optical rotation layer 43 is adjusted, so that the extinction ratio can be adjusted to be maximum. Will be possible.

【0069】ここで、図12および図13に、旋光層4
3の研磨量と消光比の関係の2つの例を示す。図12お
よび図13において、符号61は、図11に示した例に
おいて、オンの画素11a1を通過し、偏光ビームスプ
リッタ21の偏光ビームスプリッタ面21aで反射され
て出射された光(以下、オンの出力光と言う。)の強度
を示し、符号62は、図11に示した例において、オフ
の画素11a0を通過し、偏光ビームスプリッタ21の
偏光ビームスプリッタ面21aで反射されて出射された
光(以下、オフの出力光と言う。)の強度を示してい
る。オンの出力光の強度とオフの出力光の強度との比が
消光比となる。
Here, FIG. 12 and FIG.
3 shows two examples of the relationship between the amount of polishing and the extinction ratio. 12 and 13, reference numeral 61, in the example shown in FIG. 11, it passes through the pixel 11a 1 on, the light emitted is reflected by the polarization beam splitter surface 21a of the polarization beam splitter 21 (hereinafter, ON The reference numeral 62 indicates the intensity of light passing through the pixel 11a 0 that is off in the example shown in FIG. 11, and is reflected by the polarization beam splitter surface 21a of the polarization beam splitter 21 and emitted. It shows the intensity of light (hereinafter, referred to as off output light). The ratio between the intensity of the ON output light and the intensity of the OFF output light is the extinction ratio.

【0070】図12に示した例では、所定の研磨量のと
きに、オンの出力光の強度が最大になると共にオフの出
力光の強度が最低になっているので、このときに消光比
が最大となる。従って、この状態となるように、旋光層
43の研磨量を調整すればよい。
In the example shown in FIG. 12, when the polishing amount is a predetermined value, the intensity of the ON output light is maximized and the intensity of the OFF output light is minimized. Will be the largest. Therefore, the polishing amount of the optical rotation layer 43 may be adjusted so as to be in this state.

【0071】図13に示した例では、オンの出力光の強
度が最大になるときの研磨量とオフの出力光の強度が最
低になるときの研磨量とが異なっている。このような場
合には、消光比が最大となる研磨量(図13に示した例
ではオフの出力光の強度が最低になるときの研磨量)を
探索し、その研磨量となるように旋光層43を研磨すれ
ばよい。
In the example shown in FIG. 13, the polishing amount when the intensity of the ON output light is maximum is different from the polishing amount when the intensity of the OFF output light is minimum. In such a case, the polishing amount at which the extinction ratio becomes the maximum (the polishing amount when the intensity of the off-state output light becomes the minimum in the example shown in FIG. 13) is searched, and the optical rotation is set so as to be the polishing amount. The layer 43 may be polished.

【0072】ところで、本実施の形態において、旋光層
43は、それぞれ磁化設定層11の各画素に対応すると
共に偏光方向の回転角度が異なる複数種類の領域を有
し、各種類の領域は予め決められたパターンに従って配
置されていてもよい。
In the present embodiment, the optical rotation layer 43 has a plurality of types of regions corresponding to the respective pixels of the magnetization setting layer 11 and having different rotation angles of the polarization direction, and each type of region is determined in advance. May be arranged according to a given pattern.

【0073】図14は、旋光層43が、偏光方向の回転
角度が異なる複数種類の領域を有する場合の空間光変調
器41の構成の一例を示したものである。この例では、
旋光層43は、磁化設定層11の各画素に対応する複数
の領域を有している。これらの領域には、磁化の方向が
上向きの領域と、磁化の方向が下向きの領域の2種類の
領域がある。磁化の方向が上向きの領域は、通過する光
の偏光方向を、1回の通過当たり22.5°回転し、往
復の通過で45°回転する。一方、磁化の方向が下向き
の領域は、通過する光の偏光方向を、1回の通過当たり
−22.5°回転し、往復の通過で−45°回転する。
2種類の領域は、モザイク状等の予め決められたパター
ンに従って配置されている。2種類の領域の配置パター
ンの情報は、例えば図2における駆動部2または制御部
3が記憶している。
FIG. 14 shows an example of the configuration of the spatial light modulator 41 in the case where the optical rotation layer 43 has a plurality of types of regions having different rotation angles of the polarization direction. In this example,
The optical rotation layer 43 has a plurality of regions corresponding to each pixel of the magnetization setting layer 11. These regions include two types of regions: a region where the direction of magnetization is upward and a region where the direction of magnetization is downward. In the region where the direction of magnetization is upward, the polarization direction of the passing light is rotated by 22.5 ° per pass and 45 ° by reciprocating pass. On the other hand, in the region where the direction of magnetization is downward, the polarization direction of the passing light is rotated by -22.5 ° per pass and -45 ° by reciprocating pass.
The two types of regions are arranged according to a predetermined pattern such as a mosaic shape. The information on the arrangement pattern of the two types of regions is stored in, for example, the driving unit 2 or the control unit 3 in FIG.

【0074】また、図14に示した例では、磁化設定層
11の各画素は、磁化の方向が上向きのときには、通過
する光の偏光方向を、往復の通過で45°回転し、磁化
の方向が下向きのときには、通過する光の偏光方向を、
往復の通過で−45°回転する。
Further, in the example shown in FIG. 14, when the direction of magnetization is upward, each pixel of the magnetization setting layer 11 rotates the polarization direction of the passing light by 45 ° by reciprocating passage, and Is downward, the polarization direction of the passing light is
It rotates -45 ° in the reciprocating passage.

【0075】ここで、図14に示した空間光変調器41
に対してP偏光の光が入射するものとして、この空間光
変調器41の作用について説明する。図14に示した空
間光変調器41において、旋光層43における磁化の方
向が上向きの領域と磁化設定層11における磁化の方向
が上向きの画素とを通過した光は、偏光方向が90°回
転されてS偏光の光となる。以下、この光を第1のオン
の光ON1と記す。また、図14に示した空間光変調器
41において、旋光層43における磁化の方向が下向き
の領域と磁化設定層11における磁化の方向が下向きの
画素とを通過した光は、偏光方向が−90°回転され
て、やはりS偏光の光となる。以下、この光を第2のオ
ンの光ON2と記す。また、第1のオンの光ON1と第2
のオンの光ON2を合わせてオンの光と言う。第1のオ
ンの光ON1と第2のオンの光ON2は、共にS偏光では
あるが、位相が180°異なっている。また、図14に
示した空間光変調器41において、旋光層43における
磁化の方向が下向きの領域と磁化設定層11における磁
化の方向が上向きの画素とを通過した光と、旋光層43
における磁化の方向が上向きの領域と磁化設定層11に
おける磁化の方向が下向きの画素とを通過した光は、共
にP偏光の光となる。これらの光をオフの光OFFと記
す。
Here, the spatial light modulator 41 shown in FIG.
The operation of the spatial light modulator 41 will be described assuming that P-polarized light is incident on. In the spatial light modulator 41 shown in FIG. 14, the polarization direction of the light that has passed through the region where the direction of magnetization in the optical rotation layer 43 is upward and the pixel in which the direction of magnetization in the magnetization setting layer 11 is upward is rotated by 90 °. To be S-polarized light. Hereinafter referred to the light and the light ON 1 of the first one. Further, in the spatial light modulator 41 shown in FIG. 14, the light passing through the region where the magnetization direction in the optical rotation layer 43 is downward and the pixel in the magnetization setting layer 11 where the magnetization direction is downward have a polarization direction of −90. Is rotated by an angle of .degree. To become S-polarized light. Hereinafter referred to the light and the light ON 2 of the second one. Also, the first ON light ON 1 and the second ON light
The ON light ON 2 is referred to as ON light. The first ON light ON 1 and the second ON light ON 2 are both S-polarized light, but have a phase difference of 180 °. Further, in the spatial light modulator 41 shown in FIG. 14, the light passing through the region where the direction of magnetization in the optical rotation layer 43 is downward and the pixel in the magnetization setting layer 11 where the direction of magnetization is upward,
The light that has passed through the region in which the magnetization direction is upward and the pixel in the magnetization setting layer 11 whose magnetization direction is downward are both P-polarized light. These lights are referred to as off light OFF.

【0076】従って、図14に示した空間光変調器41
では、磁化設定層11のうち、旋光層43における磁化
の方向が上向きの領域に対応する画素を通過する光を第
1のオンの光ON1とする場合には画素における磁化の
方向を上向きにし、オフの光OFFとする場合には画素
における磁化の方向を下向きにすればよい。また、磁化
設定層11のうち、旋光層43における磁化の方向が下
向きの領域に対応する画素を通過する光を第2のオンの
光ON2とする場合には画素における磁化の方向を下向
きにし、オフの光OFFとする場合には画素における磁
化の方向を上向きにすればよい。
Therefore, the spatial light modulator 41 shown in FIG.
In, among magnetization setting layer 11, when the light direction of magnetization of the optical rotation layer 43 passes through the pixels corresponding to the upward region and light ON 1 of the first on is upward direction of magnetization of the pixel When the light is turned off, the direction of magnetization in the pixel may be directed downward. Also, of the magnetization setting layer 11, when the light direction of magnetization of the optical rotation layer 43 passes through the pixels corresponding to the downward region and light ON 2 of the second ON the downward direction of magnetization of the pixel When the light is turned off, the direction of magnetization in the pixel may be directed upward.

【0077】旋光層43における2種類の領域の配置パ
ターンは予め分かっているので、旋光層43における領
域の種類に応じて、磁化設定層11の各画素における磁
化の方向を設定することにより、空間光変調器41の出
射光を、画素単位で、オンの光とオフの光とに切り替え
ることができる。
Since the arrangement patterns of the two types of regions in the optical rotation layer 43 are known in advance, by setting the direction of magnetization in each pixel of the magnetization setting layer 11 according to the type of the region in the optical rotation layer 43, space The light emitted from the light modulator 41 can be switched between ON light and OFF light for each pixel.

【0078】前述のように、第1のオンの光ON1と第
2のオンの光ON2は、位相が180°異なっているた
め干渉しない。従って、図14に示した空間光変調器4
1によれば、オンの光において発生するスペックルノイ
ズを低減することが可能になる。
As described above, the first ON light ON 1 and the second ON light ON 2 do not interfere with each other because they have a phase difference of 180 °. Therefore, the spatial light modulator 4 shown in FIG.
According to 1, it is possible to reduce speckle noise generated in ON light.

【0079】本実施の形態におけるその他の作用および
効果は、第1の実施の形態と同様である。
Other functions and effects of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.

【0080】なお、本発明は、上記各実施の形態に限定
されず、種々の変更が可能である。例えば、薄膜コイル
12は複数の層で構成してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made. For example, the thin film coil 12 may be composed of a plurality of layers.

【0081】[0081]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし1
1のいずれかに記載の空間光変調器によれば、磁界発生
素子によって磁化設定層の各画素における磁化の方向を
独立に設定し、磁化設定層に入射する光に対して各画素
における磁化の方向に応じた偏光方向の回転を与えて、
磁化設定層に入射する光を空間的に変調するようにした
ので、構造が簡単で、動作速度の大きな空間光変調器を
実現することができるという効果を奏する。
As described above, claims 1 to 1
According to the spatial light modulator of any one of the first to third aspects, the direction of magnetization in each pixel of the magnetization setting layer is independently set by the magnetic field generating element, and the direction of magnetization in each pixel with respect to light incident on the magnetization setting layer is set. Give rotation of the polarization direction according to the direction,
Since the light incident on the magnetization setting layer is spatially modulated, there is an effect that a spatial light modulator having a simple structure and a high operation speed can be realized.

【0082】また、請求項3記載の空間光変調器によれ
ば、磁界発生素子は、磁化設定層における光の入射する
面とは反対側の面に隣接するように配置され、空間光変
調器は、更に、磁化設定層と磁界発生素子との間に設け
られ、光を反射する反射層を備えているので、磁界発生
素子が変調される光に影響を与えることがないという効
果を奏する。
According to the spatial light modulator of the third aspect, the magnetic field generating element is disposed adjacent to the surface of the magnetization setting layer opposite to the surface on which light is incident, and the spatial light modulator is provided. Further has a reflection layer provided between the magnetization setting layer and the magnetic field generating element and reflecting light, so that the magnetic field generating element does not affect the modulated light.

【0083】また、請求項4記載の空間光変調器によれ
ば、磁界発生素子は2つの導電路を介して通電されるこ
とにより磁界を発生し、反射層は、導電性を有し、一方
の導電路を兼ねているので、空間光変調器の構造を簡単
にすることができるという効果を奏する。
According to the spatial light modulator of the fourth aspect, the magnetic field generating element generates a magnetic field when energized through the two conductive paths, and the reflection layer has conductivity. , The structure of the spatial light modulator can be simplified.

【0084】また、請求項5または6記載の空間光変調
器によれば、更に、磁化設定層における光の入射する面
に隣接するように設けられ、磁気光学効果により、通過
する光の偏光方向を予め決められた角度だけ回転する旋
光層を備えたので、空間光変調器の出射光の偏光方向を
所望の方向に設定することが可能になり、これにより、
偏光方向の異なる2種類の光を、容易に且つ大きな消光
比で分離することが可能になるという効果を奏する。
According to the spatial light modulator of the fifth or sixth aspect, furthermore, the spatial light modulator is provided so as to be adjacent to the light incident surface of the magnetization setting layer, and the polarization direction of the light passing therethrough due to the magneto-optical effect. Is provided with an optical rotation layer that rotates by a predetermined angle, so that it is possible to set the polarization direction of the light emitted from the spatial light modulator to a desired direction.
There is an effect that two types of light having different polarization directions can be easily separated at a large extinction ratio.

【0085】また、請求項6記載の空間光変調器によれ
ば、旋光層は、それぞれ磁化設定層の各画素に対応する
と共に偏光方向の回転角度が異なる複数種類の領域を有
し、各種類の領域は予め決められたパターンに従って配
置されているので、出射光において発生するスペックル
ノイズを低減することが可能になるという効果を奏す
る。
According to the spatial light modulator of the sixth aspect, the optical rotation layer has a plurality of types of regions corresponding to the respective pixels of the magnetization setting layer and having different rotation angles of the polarization direction. Are arranged according to a predetermined pattern, so that it is possible to reduce the speckle noise generated in the emitted light.

【0086】また、請求項8記載の空間光変調器によれ
ば、更に、軟磁性材料よりなり、磁化設定層における磁
界発生素子とは反対側の面に隣接するように設けられ、
磁界発生素子によって発生される磁界に対応する磁路の
一部を形成する軟磁性層を備えたので、磁界発生素子に
よって発生される起磁力を有効に、画素における磁化の
設定のために利用することができるという効果を奏す
る。
According to the spatial light modulator of the eighth aspect, the spatial light modulator is further provided so as to be adjacent to a surface of the magnetization setting layer opposite to the magnetic field generating element,
Since a soft magnetic layer that forms a part of a magnetic path corresponding to the magnetic field generated by the magnetic field generating element is provided, the magnetomotive force generated by the magnetic field generating element is effectively used for setting the magnetization in the pixel. It has the effect of being able to do so.

【0087】また、請求項9記載の空間光変調器によれ
ば、更に、軟磁性材料よりなり、磁界発生素子における
磁化設定層とは反対側に配置され、磁界発生素子によっ
て発生される磁界に対応する磁路の一部を形成する磁路
形成部を備えたので、磁界発生素子によって発生される
起磁力を有効に、画素における磁化の設定のために利用
することができるという効果を奏する。
According to the spatial light modulator of the ninth aspect, furthermore, the spatial light modulator is made of a soft magnetic material, is disposed on the side opposite to the magnetization setting layer in the magnetic field generating element, and is provided with a magnetic field generated by the magnetic field generating element. Since the magnetic path forming part that forms a part of the corresponding magnetic path is provided, an effect is obtained that the magnetomotive force generated by the magnetic field generating element can be effectively used for setting the magnetization in the pixel.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る空間光変調器
の要部を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a main part of a spatial light modulator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態に係る空間光変調器
とその周辺回路を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a spatial light modulator and its peripheral circuits according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態における薄膜コイル
の平面図である。
FIG. 3 is a plan view of the thin-film coil according to the first embodiment of the present invention.

【図4】図1に示した磁化設定層における印加磁界と磁
化との関係を表す磁気ヒステリシス曲線を示す特性図で
ある。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a magnetic hysteresis curve representing a relationship between an applied magnetic field and magnetization in the magnetization setting layer shown in FIG.

【図5】図1に示した軟磁性層における印加磁界と磁化
との関係を表す磁気ヒステリシス曲線を示す特性図であ
る。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a magnetic hysteresis curve representing a relationship between an applied magnetic field and magnetization in the soft magnetic layer shown in FIG.

【図6】1次元磁性フォトニック結晶の構造を示す説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a structure of a one-dimensional magnetic photonic crystal.

【図7】本発明の第1の実施の形態に係る空間光変調器
の使用方法と作用の一例を説明するための説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an example of a usage method and an operation of the spatial light modulator according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施の形態に係る空間光変調器
の要部を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a main part of a spatial light modulator according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施の形態に係る空間光変調器
の構成の概略を示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory view schematically showing a configuration of a spatial light modulator according to a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2の実施の形態に係る空間光変調
器の製造方法の一例を説明するための説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of a method for manufacturing a spatial light modulator according to the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第2の実施の形態に係る空間光変調
器の使用方法と作用の一例を説明するための説明図であ
る。
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of a method of using a spatial light modulator and an operation of the spatial light modulator according to the second embodiment of the present invention.

【図12】図8における旋光層の研磨量と消光比の関係
の一例を示す特性図である。
12 is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the amount of polishing of the optical rotation layer and the extinction ratio in FIG.

【図13】図8における旋光層の研磨量と消光比の関係
の他の例を示す特性図である。
13 is a characteristic diagram showing another example of the relationship between the amount of polishing of the optical rotation layer and the extinction ratio in FIG.

【図14】本発明の第2の実施の形態において旋光層が
複数種類の領域を有する場合の空間光変調器の構成の一
例を示す説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of a configuration of a spatial light modulator in a case where the optical rotation layer has a plurality of types of regions in the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…空間光変調器、2…駆動部、3…制御部、11…磁
化設定層、12…薄膜コイル、13…反射層、14…端
子、15…磁路形成部、16…絶縁層、17…軟磁性
層。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spatial light modulator, 2 ... drive part, 3 ... control part, 11 ... magnetization setting layer, 12 ... thin film coil, 13 ... reflection layer, 14 ... terminal, 15 ... magnetic path formation part, 16 ... insulating layer, 17 ... Soft magnetic layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H079 AA03 BA01 CA02 DA12 DA22 EB18 GA03 HA15 KA06 KA14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H079 AA03 BA01 CA02 DA12 DA22 EB18 GA03 HA15 KA06 KA14

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光磁気材料よりなり、それぞれ独立に磁
化の方向が設定され、磁気光学効果により、入射する光
に対して磁化の方向に応じた偏光方向の回転を与える複
数の画素を含む磁化設定層と、 前記磁化設定層の各画素毎に対応するように設けられ、
各画素における磁化の方向を独立に設定するための磁界
を発生する複数の磁界発生素子とを備えたことを特徴と
する空間光変調器。
1. A magnetization comprising a plurality of pixels, each of which is made of a magneto-optical material, has a direction of magnetization independently set, and gives a rotation of a polarization direction to incident light according to a direction of magnetization by a magneto-optical effect. A setting layer, provided to correspond to each pixel of the magnetization setting layer,
A spatial light modulator comprising: a plurality of magnetic field generating elements for generating a magnetic field for independently setting the direction of magnetization in each pixel.
【請求項2】 前記磁界発生素子は薄膜コイルであるこ
とを特徴とする請求項1記載の空間光変調器。
2. The spatial light modulator according to claim 1, wherein said magnetic field generating element is a thin film coil.
【請求項3】 前記磁界発生素子は、前記磁化設定層に
おける光の入射する面とは反対側の面に隣接するように
配置され、 空間光変調器は、更に、前記磁化設定層と前記磁界発生
素子との間に設けられ、光を反射する反射層を備えたこ
とを特徴とする請求項1または2記載の空間光変調器。
3. The magnetic field generating element is disposed so as to be adjacent to a surface of the magnetization setting layer opposite to a surface on which light is incident, and a spatial light modulator further includes: The spatial light modulator according to claim 1, further comprising a reflection layer provided between the generation element and the light reflection element.
【請求項4】 前記磁界発生素子は2つの導電路を介し
て通電されることにより磁界を発生し、前記反射層は、
導電性を有し、一方の導電路を兼ねていることを特徴と
する請求項3記載の空間光変調器。
4. The magnetic field generating element generates a magnetic field by being energized through two conductive paths, and the reflection layer
4. The spatial light modulator according to claim 3, which has conductivity and also serves as one of the conductive paths.
【請求項5】 更に、前記磁化設定層における光の入射
する面に隣接するように設けられ、磁気光学効果によ
り、通過する光の偏光方向を予め決められた角度だけ回
転する旋光層を備えたことを特徴とする請求項3または
4記載の空間光変調器。
5. An optical rotation layer provided so as to be adjacent to a surface of the magnetization setting layer on which light is incident and which rotates a polarization direction of light passing therethrough by a predetermined angle due to a magneto-optical effect. 5. The spatial light modulator according to claim 3, wherein:
【請求項6】 前記旋光層は、それぞれ前記磁化設定層
の各画素に対応すると共に偏光方向の回転角度が異なる
複数種類の領域を有し、各種類の領域は予め決められた
パターンに従って配置されていることを特徴とする請求
項5記載の空間光変調器。
6. The optical rotation layer has a plurality of types of regions corresponding to respective pixels of the magnetization setting layer and having different rotation angles of polarization directions, and the types of regions are arranged according to a predetermined pattern. The spatial light modulator according to claim 5, wherein:
【請求項7】 前記磁化設定層は、更に、隣接する画素
の境界位置に設けられ、磁壁の移動を抑止する磁壁移動
抑止部を含むことを特徴とする請求項1ないし6のいず
れかに記載の空間光変調器。
7. The magnetic field setting layer according to claim 1, wherein the magnetization setting layer further includes a domain wall movement suppressing unit provided at a boundary position between adjacent pixels to suppress movement of the domain wall. Spatial light modulator.
【請求項8】 更に、軟磁性材料よりなり、前記磁化設
定層における前記磁界発生素子とは反対側の面に隣接す
るように設けられ、前記磁界発生素子によって発生され
る磁界に対応する磁路の一部を形成する軟磁性層を備え
たことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載
の空間光変調器。
8. A magnetic path made of a soft magnetic material, provided adjacent to a surface of the magnetization setting layer opposite to the magnetic field generating element, and corresponding to a magnetic field generated by the magnetic field generating element. 8. The spatial light modulator according to claim 1, further comprising a soft magnetic layer forming a part of the spatial light modulator.
【請求項9】 更に、軟磁性材料よりなり、前記磁界発
生素子における前記磁化設定層とは反対側に配置され、
前記磁界発生素子によって発生される磁界に対応する磁
路の一部を形成する磁路形成部を備えたことを特徴とす
る請求項1ないし8のいずれかに記載の空間光変調器。
9. The magnetic field generating element further comprises a soft magnetic material, and is disposed on a side opposite to the magnetization setting layer in the magnetic field generating element.
9. The spatial light modulator according to claim 1, further comprising: a magnetic path forming unit that forms a part of a magnetic path corresponding to a magnetic field generated by the magnetic field generating element.
【請求項10】 前記磁化設定層は磁性ガーネット薄膜
によって形成されていることを特徴とする請求項1ない
し9のいずれかに記載の空間光変調器。
10. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the magnetization setting layer is formed of a magnetic garnet thin film.
【請求項11】 前記磁化設定層は1次元磁性フォトニ
ック結晶によって形成されていることを特徴とする請求
項1ないし9のいずれかに記載の空間光変調器。
11. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the magnetization setting layer is formed of a one-dimensional magnetic photonic crystal.
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