JP2003533735A - 電子的可変光減衰器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 液晶領域のアレイを有する、電子的に光を減衰させる電子的可変光減衰器および方法が述べられている。第１の組内の領域には、第２の組内の領域が差し込まれている。第１の組内の領域は、受光した光に応答して第１の回折パターンを生成するように構成され、また第２の組内の領域は、この受光した光に応答して第２の回折パターンを生成するように構成されている。一対の電極は、この一対の電極の間で、かつ、これらの領域の組の少なくとも１つを通って生じた電界に基づいて選択された軸に沿った干渉度と、第１の回折パターンおよび第２の回折パターンを組み合わせることができるように配置されている。このアレイ干渉度は、電界がないときに最大である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の背景 本発明は、一般には光減衰器に関し、詳細には電子的可変光減衰器に関する。

【０００２】 当該技術分野において既知のように、可変光減衰器は、広範な用途に用いられ
ている。ある電子的に可変の光減衰器は、偏光子、電子的偏光回転子、検光子（
analyzer）を含む。光は、最初に、偏光子により、特定の方向に偏光される。電
子的偏光回転子は、回転子を通過する光の偏光を、光が減衰器に入射する軸を中
心として回転させるように適応する。検光子は、回転子から出ていく光の経路中
に配設される。したがって、例えば、一方の極値では、回転子に電圧が印加され
ておらず、偏光子と検光子が同じ偏光配向を有するとき、光は実質上減衰されず
に検光子を通過する。他方、偏光子が、それに入射する光の偏光を検光子に対し
て９０度だけ回転させるときのような極値では、検光子から出る光は、実質上完
全に減衰される。したがって、中間電圧は、これらの２つの極値の間の減衰度を
与えることになる。

【０００３】 このような配置構成は、いくつかの用途において役立つこともあるが、約１セ
ンチメートル以上のアパーチャを有する高品質の偏光子および減衰器は比較的に
高価であって、電力処理能力が比較的制限される。

【０００４】発明の概要 本発明の一特徴によれば、液晶領域アレイを有する電子的可変光減衰器が提供
される。第１群（組）内の領域に、第２群内の領域が差し込まれる。このアレイ
は、軸に沿って向けられた光ビームを受けるように適応されている。一対の電極
が備えられる。これらの領域群の少なくとも１つが、この一対の電極の間に配列
される。第１群内の領域は、受光した光に応答して第１の回折パターンを生成す
るように構成され、また第２群内の領域は、受光した光に応答して第２の回折パ
ターンを生成するように構成されている。一対の電極は、この一対の電極の間に
配列されたこれらの液晶領域群の少なくとも１つを通して生じた電界に従って選
択された軸に沿った干渉度と、第１の回折パターンおよび第２の回折パターンを
組み合わせることができるように配置されている。

【０００５】 このような配置構成によって、比較的に低コストで、ハイパワーの電子的可変
光減衰器が提供される。 本発明の他の特徴によれば、このアレイ干渉度は、電界がないときに最大とな
る。

【０００６】 このような配置構成により、フェールセーフ減衰器が提供される。その理由は
、電極間に電圧がない場合、この減衰器は最大の減衰を与えるからである。この
ようなことは、例えば、手術中にレーザ光源が用いられる医療用途において望ま
しい。このような減衰器では、電力障害があっても、患者へのハイパワーレーザ
光の照射が防止される。

【０００７】 本発明のさらに他の特徴によると、干渉度はその受光した光の偏光とは無関係
となる。 このような配置構成により、高価な偏光子の要件または特定のレーザ軸要件が
排除される。

【０００８】 一実施形態において、液晶領域アレイを有する電子的可変光減衰器が提供され
る。これらの領域は、複数の領域群（セット）を含み、これらの群のそれぞれは
、領域の複数のサブセットを有し、このようなサブセットが、この領域群の中に
差し込まれている。このアレイは、軸に沿って向けられた光ビームを受けるよう
に適応されている。一対の電極は、この一対の電極の間に配列されている液晶領
域のサブセットの少なくとも１つを備えている。領域の各群のサブセット内の領
域は、この受光した光に応答して、対応する回折パターンを生成するように構成
されている。この一対の電極は、一対の電極の間に生じた電界に基づいて選択さ
れた軸に沿った干渉度と、これらのサブセットの対応する回折パターンを組み合
わせることができるように配置されている。

【０００９】 このような実施形態により、比較的に低コストで、またコンパクトなハイパワ
ー電子的可変光減衰器が提供される。 本発明の一実施形態によれば、液晶領域のアレイを有する電子的可変光減衰器
が提供される。第１の組（群）内の領域には、第２の組内の領域が差し挟まれて
いる。このアレイは、軸に沿って向けられた光ビームを受けるように適合されて
いる。一対の電極が備えられる。液晶領域の組の少なくとも１つが、これらの電
極間に配置される。第１の組内の領域は、その受光した光に応答して、第１の回
折パターンを生成するように構成され、また、第２の組内の領域は、その受光し
た光に応答して、第２の回折パターンを生成するように構成されている。この一
対の電極は、その一対の電極の間に配置されたこれらの液晶領域の組の少なくと
も１つを通って生じた電界に従って選択された軸に沿った干渉度と、第１の回折
パターンおよび第２の回折パターンを組み合わせることができるように配置され
ている。これらの領域は、ダイレクタ・フィールド軸に沿って細長い液晶分子を
含む。第１の組内の分子のダイレクタ・フィールド軸は、第２の組内の分子のダ
イレクタ・フィールド軸に直交する。

【００１０】 １つの特徴によると、第１の組内の光伝搬に直交する平面上への分子のダイレ
クタ・フィールド軸の投影と、第２の組内の同一平面上への分子のダイレクタ・
フィールド軸の投影が両方とも、電極間のある電界強度範囲にわたって、その受
光した光の方向に直交する。

【００１１】 別の特徴によると、領域の第１の組内の分子のダイレクタ・フィールド軸は、
電極間の電界の強度が変わると、初期の配向及び光伝搬方向によって画成された
第１の平面内で回転し、また、第２の組の領域内の分子のダイレクタ・フィール
ド軸は、電極間の電界の強度が変わると、第１の平面に直交する第２の平面内で
回転する。

【００１２】 一実施形態によると、ゼロの電界では、第１の組内の領域は、第２の組内の領
域により、その受光した光に提供される位相シフトに対して、ｎπ（ｎは奇数の
整数である）の位相シフトを、その受光した光に提供する。

【００１３】 １つの特徴によると、光の一偏光に対して、一対の電極間に電界がないときに
、第１の組内の領域は、第２の組内の領域によりその受光した光に施される位相
シフトに対して、ｎπ（ｎは奇数の整数である）の位相シフトを、その受光した
光に施すが、一方、光の直交偏光では、この一対の電極間に電界がないときに、
第１の組内の領域は、第２の組内の領域によりその受光した光に施される位相シ
フトに対して、−ｎπ（ｎは奇数の整数である）の位相シフトを、その受光した
光に施す。

【００１４】 本発明のさらに他の特徴によると、光減衰を電子的に変化させる方法が提供さ
れる。この方法は、一対の電極を備えることを含む。第１の組の液晶領域内の領
域には、第２の組の液晶領域が差し挟まれている。この一対の電極の間には、両
方の組の液晶領域が配置されている。このアレイは、軸に向けられた光ビームを
受けるように適合されている。第１の組内の領域は、その受光した光に応答して
第１の回折パターンを生成するように構成され、また第２の組内の領域は、この
受光した光に応答して第２の回折パターンを生成するように構成されている。こ
れらの電極間の双方の組の領域を通る電界を変えて、軸に沿って変化する干渉度
を有する第１の回折パターンと第２の回折パターンを生成する。

【００１５】 一実施形態では、生じるアレイ干渉度は電界がないときに最大である。 一実施形態では、生じる干渉度はその受光した光の偏光の影響を受けない。こ
れらの領域は、ダイレクタ・フィールド軸に沿って細長い分子を有する。第１の
組内の分子のダイレクタ・フィールド軸は、第２の組内の分子のダイレクタ・フ
ィールド軸に直交する。

【００１６】 本発明のさらに他の特徴によると、電子的に光減衰を変化させる方法が提供さ
れる。この方法は、一対の電極を備えることを含む。第１の組の液晶領域内の領
域には、第２の組の液晶領域が差し挟まれている。この一対の電極の間には、液
晶領域の組の少なくとも１つが配置されている。このアレイは、軸に沿って向け
られた光ビームを受けるように適合されている。第１の組内の領域は、その受光
した光に応答して第１の回折パターンを生成するように構成され、また第２の組
内の領域は、この受光した光に応答して第２の回折パターンを生成するように構
成されている。これらの電極間の領域の組の少なくとも１つを通る電界を変えて
、軸に沿って変化する干渉度を有する第１の回折パターンと第２の回折パターン
を生成する。これらの領域は、ダイレクタ・フィールド軸に沿って細長い分子を
有する。第１の組内の分子のダイレクタ・フィールド軸は、第２の組内の分子の
固定ダイレクタ・フィールド軸に対して回転する。

【００１７】 一実施形態によると、第１の組内の分子のダイレクタ・フィールド軸と第２の
組内の分子のダイレクタ・フィールド軸は両方とも、受光した光の方向に直交す
る方向に配向される。第１の組内の分子のダイレクタ・フィールド軸と、第２の
組内の分子のダイレクタ・フィールド軸は両方とも、これらの電極間のある電界
強度範囲にわたって、受光した光の方向に直交する方向に配向される。

【００１８】 一実施形態によると、第１の組内の領域は、第２の組内の領域によりその受光
した光に施される位相シフトに対して、ｎπ（ｎは奇数の整数である）の位相シ
フトを、その受光した光に施す。第１の組内の領域は、この一対の電極間に電界
がないときに、第２の組内の領域によりその受光した光に施される位相シフトに
対して、ｎπ（ｎは奇数の整数である）の位相シフトを、その受光した光に施す
。

【００１９】 本発明自体とともに、本発明の上記および他の特徴が、添付図面と関連する以
下の詳細な説明からよりよく理解されるであろう。好適な実施形態の説明 ここで、図１を参照すると、電子的可変光減衰器１０が示されている。電子的
可変光減衰器１０は、一対の透明な（すなわち、光学的に透過性）基板１２、１
４、ここでは平面状のガラス板（シート）を含む。基板１２、１４の内面上には
、導電性の光学透過材料の層がコーティングされ、一対の透明な電極１６、１８
を提供する。ここでは、この導電材料は、例えば、蒸着した酸化インジウムスズ
であってもよい。したがって、電極１６、１８はそれぞれ、透明な基板１２、１
４の内面上にある。電極１６、１８上には、薄いポリイミド材料層２０、２２が
設けられる。ポリイミド材料層２０、２２の間には、液晶材料または分子２４が
設けられる。したがって、層２０と２２の間の空間は、液晶分子２４、例示とし
て、いわゆる「ネマチック」相の長くて薄い、棒状の有機分子で満たされる。こ
れらの分子は、ダイレクタ（ディレクタ）場（フィールド）軸に沿って細長い。
液晶分子２４は、図示されるように、ハウジング２９によって、減衰器１０内に
収容される。

【００２０】 ポリイミド層２０、２２は、ポリイミド層２０、２２と隣接する分子のダイレ
クタ・フィールド軸の配向（向き）を初期化するように処理される。ここでは、
ポリイミド層２０と隣接する分子２４のダイレクタ・フィールド軸（ベクトル２
１で示される）は、層２０の表面に垂直に（すなわち、ベクトル２１）配向（配
列）されるか、あるいは、層２０と隣接する細長い分子２４がＹ軸（ここでは、
減衰器１０に入射する光の方向であり、この場合、このような光の方向は、矢印
２５で示される）に沿って配向される。このような配向（配列）は、ホメオトロ
ピック配向である。このような配向は、当技術分野で既知の技法によって得られ
る。

【００２１】 ポリイミド層２２の内面と隣接する分子２４のダイレクタ・フィールド軸は、
差し込まれた群（組）２６、組２８として配置される。さらに具体的に言えば、
層２２の内面と隣接する分子２４は、交互の（１つおきの）組、すなわち組２６
、組２８内に配置される。第１の組２６内の分子２４には、第２の組２８内の分
子２４が差し込まれている。ここでは、組２６内の分子２４は、それらのダイレ
クタ・フィールド軸（矢印３０で表わされる）が、ポリイミド層２２の表面に平
行に、図１の平面から外に向けられている。すなわち、組２６内の分子２４は、
それらのダイレクタ・フィールド軸３０が、Ｘ−Ｙ平面内に配置され、図１に示
されるＺ軸に沿って方向付けられている。すなわち、図１を参照すると、層２０
、２２の内面（それゆえ、基板２０、２２と電極１２、１４）は、Ｘ−Ｚ平面内
にあり、また光が、Ｙ軸に沿って（すなわち、矢印２５で表わされる方向に沿っ
て）向けられる。

【００２２】 最初に、無電圧であり、それゆえ、電極１２と１４の間に電界がないような状
態を考えると、層２２と隣接する、第２の組２８内の分子２４のダイレクタ・フ
ィールド軸（矢印３２で表わされる）は、図１に示されるＸ軸に沿って配向され
る。すなわち、組２８内の、層２２に隣接する分子２４のダイレクタ・フィール
ド軸は、Ｘ−Ｚ平面に直交する。すなわち、矢印３２で示される、組３０内の分
子のダイレクタ・フィールド軸は、図１のＸ軸に沿って向けられる。

【００２３】 したがって、電子的可変光減衰器１０は、液晶領域アレイを有する。第１の組
２６内の領域には、第２の組２８の領域が差し込まれている。それぞれの組２６
、組２８で占められる面積は、全体の利用可能な表面積の約５０パーセントであ
る。選択されたパターンは、回折パターンの形状を画成（規定）する（効率はど
うであれ、どの方向にビームがいくつあるか）。このアレイは、軸２５に沿って
向けられた光ビームを受け取るように適応されている。一対の電極１２、１４が
備えられる。この一対の電極１２と１４の間に、組２６、組２８の少なくとも１
つが配置される。ここでは、この一対の電極１２と１４の間に、組２６、組２８
が両方とも配置されている。

【００２４】 次に、図２を参照すると、電極１２と１４の間で、組２６、組２８を通って生
じる電界がない場合、第１の組２６内の領域は、受光した光に応答して第１の回
折パターン４０を生成するように構成され、また、第２の組２８内の領域は、受
光した光に応答して第２の回折パターン４２を生成するように構成されている。
光の方向に沿って（すなわち、Ｙ軸すなわち軸２５に沿って）、この組２６を通
過する光の位相は、組２８を通過する光に対して、ｎπラジアン（ｎは奇数の整
数）だけ位相がずれることが注目される。したがって、順方向で、かつ電界がな
いときに、図２ｄに示されるように、組２６を通過する光と、組２８を通過する
光との間に相殺的な（弱め合う）干渉がある。軸２５から離れて、軸２５’、２
５”に沿って建設的な（強め合う）干渉があり、その場合、このような軸２５’
、２５”は、図２に示されるように、軸２５から±θの角度だけずれることが注
目される。

【００２５】 さらに具体的には、この場合も図１を参照して、光が、常（正常）成分ｏと直
交異常成分ｅを有し両成分がＸ−Ｚ平面内にある、ランダムに偏光されたものと
考える。電極１２と１４の間に電界がない場合を再び考察する。最初に、正常成
分ｏに及ぼす組２６、組２８の影響を考察すると、正常成分ｏは、屈折率ｎ₁で
組３２内の分子と相互に作用し、また、屈折率ｎ₀で組３０内の分子と相互に作
用することが注目される。ここで、ｎ₀＜ｎ₁であり、また、屈折率の合計差Δｎ
＝ｎ₁−ｎ₀がｎπである。次に、異常成分ｅに及ぼす組２６、組２８の影響を考
察すると、異常成分ｅは、屈折率ｎ₁で組３０内の分子と相互に作用し、また、
屈折率ｎ₀で組３２内の分子と相互に作用することが注目される。ここで、ｎ₀＜
ｎ₁であり、また、屈折率の合計差Δｎ＝ｎ₁−ｎ₀がｎπである。それゆえ、図
２を参照すると、Ｙ−Ｚ平面内で、Ｙ軸に沿って、かつ、一対の電極１２と１４
の間に電界がないときに、光のうち、組３０を通過する部分の回折パターン４０
は、図２および図２Ｄに示されるように、組３２を通過する光部分の回折パター
ン４２と弱め合う干渉を起こすことになる。図２および図２Ａに示されるように
、Ｙ軸から±θの角度だけずれている軸２５’、軸２５”に沿って、この通過光
の最大値が現れることが注目される。

【００２６】 他の極値では、これらの電極間に全電圧が印加されるときに（すなわち、Ｖ_{ap plied} ＝Ｖ_max）、分子２６および２８の長いダイレクタ・フィールド軸は、図３
Ｃに示されるように、Ｙ軸に向かって回転する。さらに具体的に言えば、このよ
うな電界状態では、ベクトル３２は、Ｘ軸からＹ軸に沿うように、矢印５０の方
向にＸ−Ｙ平面内で回転する。同様に、このような電界状態では、ベクトル３０
は、Ｚ軸からＹ軸に沿うように、矢印５２の方向にＹ−Ｚ平面内で回転する。中
間の場合（Ｖ_MAX＞Ｖ_APPLIED＞０）のベクトル３０、３２が、図３Ｂに示され、
ゼロ印加電界Ｖ_APPLIED＝０の状態が図３Ａに示されている。したがって、最大
の電界状態では、すべての体積分子のダイレクタ・フィールド軸が、Ｙ軸に沿っ
て配向され、また、その結果として、あらゆる領域の全体にゼロの位相差を生じ
、さらに、図２Ｆに示されるように、光伝搬方向に沿った回折光成分４０、４２
が強め合う干渉をする一方で、図２Ｃに示されるように、オフアクシス（軸外れ
）成分が弱め合う干渉をする。

【００２７】 全電圧が電極１２、１４に印加される状態と、正常成分ｏと直交異常成分ｅの
両成分がＸ−Ｚ平面内にあるような光がランダムに偏光される状態を、次に考察
する。最初に、正常成分ｏに及ぼす組２６、組２８の影響を考察すると、正常成
分ｏは、屈折率ｎ₀で組３２内の分子と相互に作用し、また、屈折率ｎ₀で組３０
内の分子と相互に作用することが注目される。次に、異常成分ｅに及ぼす組２６
、組２８の影響を考察すると、異常成分ｅは、屈折率ｎ₀でＹ軸とも整列させら
れる、組３０内の分子と相互に作用し、また、屈折率ｎ₀で、組３２内の分子と
相互に作用することが注目される。したがって、Δｎ＝０であり、また、その結
果生じる位相シフトは、正常成分ｏおよび異常成分ｅに対してゼロである。

【００２８】 更に図２Ａ〜図２Ｆを参照する。ここで、図２Ｃを参照すると、このような図
２Ｃは、Ｖ_APPLIED＝Ｖ_MAXのために、領域２６、領域２８の全体に、位相シフト
φ＝０となるような状態を示している。したがって、図２Ｃに示されるように、
オフアクシス方向２５’および２５”に沿ってゼロの合成光学フィールドがあり
、また、図２Ｆに示されるように、方向２５（Ｙ軸）に沿って最大の光電界があ
る。領域２６、領域２８の全体の位相シフトが、０＜φ＜π（すなわち、Ｖ_MAX
＞Ｖ_APPLIED＞０）である状態は、太い実線矢印Ｒ_B、Ｒ_Eでそれぞれ示されるよ
うに、非ゼロの合成光学フィールドを両方とも、オフアクシス方向２５’および
２５”に沿って（図２Ｂ）、また伝搬方向２５に沿って（図２Ｅ）与えるように
、成分４０および成分４２を部分的に合計させる。最大位相シフトφ＝π（すな
わち、Ｖ_APPLIED＝０）の事例は、最大の合成光学フィールドＲ_Aがあるオフアク
シス方向２５’および２５”に関しては、図２Ａに示されており、また、ゼロの
合成光学フィールドＲ＝０がある伝搬方向２５に関しては、図２Ｄに示されてい
る。

【００２９】 組４０と組４２内のあらゆる放射要素の強め合う干渉から、光学フィールド・
ベクトルＲが生じる。２つのオフアクシス方向２５’および２５”に対する合成
光強度（矢印Ｒの長さの平方に比例する）は、図４および図５に点線の曲線とし
て描かれている。伝搬方向２５（Ｙ軸）における合成光強度は、図４と図５に実
線の曲線として描かれている。オンアクシス光強度は、位相シフトの関数として
、すなわち、Ｖ_APPLIEDを０からＶ_MAXボルトまで変化させると、連続的に変化す
ることが注目される。

【００３０】 したがって、少し考えれば、この一対の電極１２、１４は、この一対の電極１
２、１４間に生じた電界に基づいて選択されたＹ軸に沿った干渉度と、第１の回
折パターン４０および第２の回折パターン４２を組み合わせることができるよう
に配置されることが明らかになろう。

【００３１】 別の言い方をすれば、動作の際、このアレイは、軸（ここでは、Ｙ軸）に沿っ
て向けられた光ビームを受け取るように適合されている。第１の組３０内の領域
は、その受光した光に応答して、第１の回折パターン４０を生成するように構成
され、また第２の組３２内の領域は、この受光した光に応答して第２の回折パタ
ーン４２を生成するように構成されている。電極１２と１４の間の電界を変えて
、図２Ｅに示されるように、Ｙ軸に沿って変化する様々な干渉度を有する第１の
回折パターン４０および第２の回折パターン４２を生成する。Ｙ軸に沿って生じ
る弱め合う干渉の程度は、図２Ｄに示されるように、電界がないときに最大であ
り、また、図２Ｆに示されるように、最大の電界において、Ｙ軸に沿って完全に
強め合う干渉となる。

【００３２】 したがって、伝搬方向（Ｙ軸）に対して、また光の任意の波長に対して、減衰
器１０は、電子的に可変の「中性濃度」フィルタとして、適正に機能する。２つ
のオフアクシス方向２５’と２５”で、かつさらに高次オーダ（±θ，±３θ，
±５θなどの角度）で回折される光は、吸収ビーム・ダンプに向けられる。減衰
器１０は、ハイパワー処理能力を提供する。なぜなら、必要に応じてエネルギー
密度を下げるために、そのアパーチャをスケールアップできるからである。記載
されるように、減衰器１０は、交互領域３０および３２により提供された等しい
幅のオン／オフ位相パターンである、できる限り単純な位相シフト格子パターン
を利用している。減衰器１０は、偏光されていない光に作用する。なぜならば、
領域３０が、１つの偏光で領域３２に対して位相シフトを示すときに、領域３０
に対する領域３２は、直交偏光では、等価な位相シフトを示すからである。それ
ゆえ、生じた干渉度は、受光した光の偏光の影響を受けない。

【００３３】 次に、例えば、図６Ａと図６Ｂを参照すると、偏光を必要とする他の電子的可
変減衰器１０’が示されている。この光は、Ｙ軸に沿って向けられ、また、図６
に示されるように、Ｘ軸に沿って直線偏光される。ここではさらに、液晶分子２
４は、２つの交互配置（インターリーブ）の組３０、３２内に配置され、これら
の液晶分子は、図６Ｂにおいて、電界の影響を受けることは明らかである。電界
が印加されていなければ、組３０および組３２は、Ｘ−Ｚ平面内の同一配向がＸ
軸と平行になり、その結果、図６Ａに示されるように、正味位相シフトがゼロと
なる。一様な位相から、伝搬方向（Ｙ軸）に沿った最大の強度、およびオフアク
シスの方向に回折されるゼロの強度が得られる。（φ＝０の場合の強め合う干渉
および弱め合う干渉は、それぞれ、図２Ｆと図２Ｃに示されるものと同一である
。しかしながら、図２Ａ〜図２Ｆに示される電圧レベルは、これ以降の段落で論
じられる減衰器１０’ではなく、減衰器１０の事例だけに関わることに留意すべ
きである）。分子２４の下端領域にわたって電極１４が１つあり、また、分子２
４の組３０、組３２の一方のみにわたって、ここでは、分子２４の組３０にわた
って、間隔をかけた電極１２’がある。この相隔たる電極１２’は、可変電圧源
Ｖの正（＋）電位に接続され、また、電極１４は、このような電圧源Ｖの負（−
）電位に接続される。この電圧が印加されると、これらの電極のもとでのＬＣ分
子のダイレクタ軸、すなわち組３０は、Ｘ−Ｙ平面内で、Ｖ_APPLIED＝０でのＸ
軸配向から、上向きにＹ軸の方へ回転し、またＶ_APPLIED＝Ｖ_MAXでは、組３０は
、Ｙ軸と平行に配向されて、実効屈折率ｎ₀が得られる。Ｘ軸配向が、この偏光
と平行になった状態で、組３２は不変のままであり（電界がないため）、これに
より、組３２に対して屈折率ｎ₁が与えられる。Ｖ_APPLIED＝Ｖ_MAXの状態が、図
６Ｂに示されている。ここで、屈折率の合計差Δｎ＝ｎ₁−ｎ₀から、相対位相シ
フトπ、またはその奇数倍が得られる。Ｖ_APPLIED＝Ｖ_MAXでは、φ＝πの状態か
ら、伝搬方向（Ｙ軸）に沿ったゼロの強度と、オフアクシス方向に回折される最
大の強度が得られる（それぞれ、図２Ｄと図２Ａに対応する）。したがって、液
晶領域３０、３２のアレイが存在する。第１の組内の領域（すなわち、領域３０
）には、第２の組の領域（すなわち、領域３２）が差し込まれている。さらに、
一対の電極１２’間には、領域３０、３２の組の少なくとも１つが配置される（
すなわち、この一対の電極１２’間には、領域３０が配置されている）。組３０
内の領域は、受光した光に応答して第１の回折パターンを生成するように構成さ
れ、また、組３２内の領域は、受光した光に応答して第２の回折パターンを生成
するように構成されている。

【００３４】 標準の配向が装置表面とほぼ平行である（ホモジニアス配向）ネマチック液晶
分子を利用する装置は、偏光感応装置である。すなわち、この実効屈折率は、偏
光ベクトルが、液晶分子の長軸（ダイレクタ・フィールド軸）と平行であるとき
に最大である。それゆえ、減衰器１０’の偏光性は、厳密に、領域３０、３２の
ダイレクタ・フィールドの配向の関数である（また、この偏光性は、図６におい
て、電極パターン１２’のレイアウトの影響を受けない）。減衰器１０’を、偏
光されてない光で機能させるために、２つの装置を、直交ダイレクタ・フィール
ド軸領域で使用でき、例えば、第１の装置では、領域３０、３２を図６ＡのＸ軸
と平行に、また第２の装置では、領域３０、３２を図６ＡのＺ軸と平行にして使
用できる。

【００３５】 次に図７を参照すると、別の電子的可変減衰器１０”が示されている。この減
衰器も、直線偏光に適している。電圧を印加しないで、液晶分子２４のダイレク
タ・フィールド軸は、任意の、ただし一様な配向を有することもある。（Ｖ_{APPL IED} ＝０の図は示されていない）。電圧を印加すると、この場合も、図示される
ように交互配置の液晶分子２４の組３０、組３２が生じる。ここでは、相隔たる
電極１２”は、この印加電圧の−電位に接続され、また、電極１４”は、この印
加電圧の＋電位に接続される。これにより、隣り合った対の電極間に生じた電界
線は、矢印１００で示される。その結果として得られた分子２４のダイレクタ・
フィールド軸は、矢印１０２で示される。この対の隣り合った電極１２”、１４
”のもとに、結果的に得られたダイレクタ・フィールド軸は、Ｙ軸と平行に、対
向する垂直配向にあり、すなわち、Ｙ軸に沿って伝搬する光に対して、実効屈折
率ｎ₀で、一方が上を向き、また他方は下を向く。この対の隣り合った電極１２
”、１４”間の領域内に結果的に生じたダイレクタ・フィールド軸は、Ｘ軸と平
行に、水平であり、すなわち、Ｘ軸に沿った直線偏光された光に対して、実効屈
折率ｎ₁で、一方が左を向き、また他方は右を向く。したがって、液晶領域３０
、３２のアレイが存在する。第１の組内の領域（すなわち、領域３０）には、第
２の組内の領域（すなわち、領域３２）が差し込まれている。さらに、領域３０
、３２の組の少なくとも１つが、一対の電極１２”、１４”間に配置される（す
なわち、領域３２が、この一対の電極１２”、１４”間に配置されている）。組
３０内の領域は、受光した光に応答して第１の回折パターンを生成するように構
成され、また、組３２内の領域は、受光した光に応答して第２の回折パターンを
生成するように構成されている。

【００３６】 減衰器１０”の偏光性は、図７において、厳密に電極パターン１２”、１４”
のレイアウトの関数である（また、この偏光性は、分子２４のゼロ電圧ダイレク
タ・フィールドの配向の影響を受けない）。減衰器１０”を、偏光されない光で
機能させるために、２つの直交電極パターンを、単一のセル上に使用でき、例え
ば、第１の電極パターン１２”、１４”を、Ｚ軸と平行に、上部セル表面上に（
図７に描かれるように）、また、等価な第２の電極パターン（図７には図示され
ない）を、Ｘ軸と平行に、下部セル表面上に使用できる。

【００３７】 次に、図８を参照すると、別の光減衰器１０’’’が示されている。ここでは
、光減衰器１０’’’は、図８Ａに示されるように、液晶２４の上面に沿って周
期的に繰り返される複数（ここでは４つ）の電極１２ａ₁〜１２ａ₄；１２ｂ₁〜
１２ｂ₄、．．．の組と、下部表面上の共通基準電極１４’’’を有している。
電圧Ｖ_APPLIEDを、各組（すなわち、電極１２ａ₁、１２ｂ₁．．．）内の第１の
電極に直接に送って、ダイレクタ・フィールドの配向３０ａ₁、３０ｂ₁．．．で
、分子２４の第１の成分を生じさせる。電圧Ｖ_APPLIEDを、第１の電圧増分＋Δ
Ｖで、各組（すなわち、電極１２ａ₂、１２ｂ₂．．．）内の第２の電極に送って
、ダイレクタ・フィールドの配向３０ａ₂、３０ｂ₂．．．で、分子２４の第２の
成分を生じさせる。電圧Ｖ_APPLIEDを、第２の電圧増分＋２ΔＶで、各組（すな
わち、電極１２ａ₃、１２ｂ₃．．．）内の第３の電極に送って、ダイレクタ・フ
ィールドの配向３０ａ₃、３０ｂ₃．．．で、分子２４の第３の成分を生じさせる
。さらに、電圧Ｖ_APPLIEDを、第３の電圧増分＋３ΔＶで、各組（すなわち、電
極１２ａ₄、１２ｂ₄．．．）内の第４の電極に送って、ダイレクタ・フィールド
の配向３０ａ₄、３０ｂ₄．．．で、分子２４の第４の成分を生じさせる。したが
って、各組内の４つの電極の両端の電圧は、４段階の増分電圧であって、図８Ｂ
に示されるように、これらの組（ＳＥＴ₁、ＳＥＴ₂、．．．）のそれぞれのもと
に、分子２４の全域で、４レベル量子化されたランプ（傾斜面）状の位相変化φ
をもたらす。それゆえ、これらの組（ＳＥＴ₁、ＳＥＴ₂、．．．）のそれぞれは
、複数のサブセット（すなわち、組ＳＥＴ₁では、３０ａ₁、３０ａ₂、３０ａ₃、
３０ａ₄のサブセット、組ＳＥＴ₂では、３０ｂ₁、３０ｂ₂、３０ｂ₃、３０ｂ₄の
サブセットなど）を含むことが注目される。

【００３８】 このような傾斜した位相φでは、主回折出力ビームが１つだけ生じ、また、こ
のようなビームは、入射する光ビームの方向から＋θの角度だけ逸れて生じる。
したがって、図８Ｃを参照すると、印加電圧がゼロであるときに、入射光Ｉは、
軸２６（減衰器１０’’’の表面１０２に垂直である（図８Ａ））に沿って通過
する。しかしながら、減衰器１０’’’に電圧が印加されて、図８Ｂに示される
ランプ状の位相φが生じるときには、その入射光は、図８Ｃに示されるように、
軸２７にも沿って出射するように分割される。

【００３９】 次に、図９（図２Ａ〜図２Ｆに描かれた２レベルの場合と類似の４レベルの場
合を描いている）を参照すると、ＳＥＴ₁、ＳＥＴ₂、．．．の組内の３０ａ₁、
３０ｂ₁、．．．の領域の光フィールドの寄与がコヒーレントに加わって、４０
’で示される第１の光学フィールド成分を与える。ＳＥＴ₁、ＳＥＴ₂、．．．の
組内の３０ａ₂、３０ｂ₂、．．．の領域の光学フィールドの寄与がコヒーレント
に加わって、図９に４１’で示される第２の光学フィールド成分を与える。ＳＥ
Ｔ₁、ＳＥＴ₂、．．．の組内の３０ａ₃、３０ｂ₃、．．．の領域の光学フィール
ドの寄与がコヒーレントに加わって、図９に４２’で示される第３の光学フィー
ルド成分を与える。さらに、ＳＥＴ₁、ＳＥＴ₂、．．．の組内の３０ａ₄、３０
ｂ₄、．．．の領域の光学フィールドの寄与がコヒーレントに加わって、４３’
で示される第４の光学フィールド成分を与える。図９の例では、これらの４組の
成分は、以下のように、ＳＥＴ₁、ＳＥＴ₂、．．．の電極の組に印加された電圧
に基づいて、方向２６、２７（図８Ｃ）に、受光した光に応答して回折パターン
を生成するように構成されている。すなわち、Ｖ_APPLIED＝Ｖ_MAX（ここで、Ｖ_{MA X} ＝Ｖ_MX＋３ΔＶ_MX）であり、かつ、オフアクシス方向２７を考慮に入れると、
４つの光学フィールド成分４０’、４１’、４２’、４３’が強め合うように干
渉して、図９Ａに示されるように、最大のオフアクシス・フィールド・ベクトル
Ｒ’Ａを与えるが、一方、同一電圧にて、伝搬方向２６において、これらの４つ
の成分が、図９Ｄに示されるように弱め合うように加わる（Ｒ＝）。Ｖ_APPLIED
＝０であって、この場合も、オフアクシス方向２７を考慮に入れると、これらの
４つの光学フィールド成分４０’、４１’、４２’、４３’が弱め合うように干
渉して、図９Ｃに示されるように、Ｒ＝０を与えるが、一方、Ｖ_APPLIED＝０に
て、伝搬方向２６において、これらの４つの成分が強め合うように加わって、図
９Ｆに示されるように、全入力強度Ｉ（Ｒ²に比例する）を与える。０＜Ｖ_{APPLI ED} ＜Ｖ_MAXの場合は、方向２７および方向２６に対して、それぞれ図９Ｂと図９
Ｅに示されている。したがって、これらの電極は、それぞれの対の電極間に配置
された各組の液晶領域を通って生じた電界に基づいて選択された軸に沿った干渉
度と、これらの回折パターンを組み合わせることができるように配置されている
。これらの領域は、ダイレクタ・フィールド軸に沿って配向された液晶分子を含
む。電界がないときには、これらの組内の分子のダイレクタ・フィールド軸はす
べて、光伝搬に直交する平面内で平行に配向される。

【００４０】 減衰器１０’’’の偏光性は、厳密に、３０ａ_i、３０ｂ_i、．．．の領域のダ
イレクタ・フィールドの配向の関数である（また、この偏光性は、図８Ａにおい
て、電極パターン１２ａ_i、１２ｂ_i、．．．のレイアウトの影響を受けない）。
減衰器１０’’’を偏光されない光で機能させるために、減衰器１０’について
述べられるように、２つの装置を直交ダイレクタ・フィールド軸領域で使用でき
る。

【００４１】 減衰器１０’’’は、前の実施例で述べられた４つの位相量子化レベルよりも
多くのレベルを用いて、高い回折効率を得ることができる。高い回折効率は、オ
ンアクシス（軸上）で伝搬するビームではなくて、減衰した作用ビームとして、
回折したオフアクシス・ビームを使用する代替選択をもたらす。Ｖ_APPLIE＝０の
場合に、オフアクシス・ビーム強度がゼロであるから、オフアクシス動作モード
は、固有のフェールセーフ動作を与える。減衰した作用ビームの方向を、入力ビ
ーム方向と平行に保つために（図１０Ａの２６）、２つの減衰器１０ａ’’’と
１０ｂ’’’を直列に位置づけることができる。ここでは、第１の装置は、作用
ビームをオフアクシス方向に回折させ（図１０Ａの２７）、また第２の装置は、
この作用ビームを、オフアクシス方向から受け取って、それを入力方向と平行に
送り出す（図１０Ａの２６’）。直列にしたタイプ１０’’’の４つの減衰器は
、図１０Ｂおよび図１０Ｃに描かれるように、ビームに、平坦な四面体形状のビ
ーム偏向経路をたどらせることで、減衰した出力ビーム用の入力ビーム軸方向を
維持する（すなわち、この出力ビームは、この入力ビームと同じ軸上で伝搬する
）ように構成できる。４減衰器構成のビーム経路中に、切換え可能なビームブロ
ック１１、１１’を追加すれば、オフアクシス（図１０Ｂ）またはオンアクシス
の減衰モード（図１０Ｃ）を交互に使用できる。

【００４２】 減衰器１０’、１０’’（および、１０’’’）は、オンアクシス方向（図１
０の２６）でフェールセーフではない。すなわち、この入力ビームは、Ｖ_APPLIE ＝０の場合に、減衰されずに送られる。フェールセーフ動作では、図１１に示さ
れるように、二値回折格子を基板１２’にエッチングすることができる。このよ
うな二値回折格子の設計は、当業界では既知のものである。固定的（スタティッ
ク）格子は、電子的可変格子の回折角度に合わされて、その可変格子により完全
に補償できる。このような予防策は、前のパラグラフで述べられたオフアクシス
動作モードでの減衰器１０’’’には適切でないであろう。

【００４３】 前に述べられた構成をさらに変更することで、減衰器１０’、１０’’、１０
’’’が偏光の影響を受けないようにできることが、当業者には明らかであろう
。

【００４４】 本明細書中に論じられる液晶分子は、（液晶ＢＨＤＥ７と同様に）印加電界と
平行に配向したネマチック液晶分子を用いるが、印加電界に垂直に配向した、逆
の異方性を有する他の液晶タイプがある。上記または他の液晶タイプを代用し、
ビーム偏光および液晶配向層を適切に変更して、本発明の原理と一致した減衰器
を製作できることは、当業者には明らかであろう。

【００４５】 他の実施形態は、特許請求項の精神および範囲に入るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による電子的可変光減衰器の等角略図である。

【図２】 図２は、図１の減衰器を通過する光部分の回折パターンであって、全電圧条件
および無電圧のフェールセーフ条件のもとに、様々な方向に沿って示される回折
パターンを示す図である。 図２Ａ〜図２Ｆは、図１の減衰器に対して、様々な印加電圧における合成光学
フィールドを示す図であり、また図２Ａ〜図２Ｃは、光伝搬の方向から鋭角で回
折した合成光学フィールドを示しており、ここで、図２Ａは、印加電圧Ｖが０の
場合であり、図２Ｂは、印加電圧Ｖがゼロ〜Ｖ_MAXにある場合であり、図２Ｃは
、印加電圧ＶがＶ_MAXである場合である。図２Ｄ〜図２Ｆは、光伝搬の方向に沿
った合成光学フィールドを示している。ここで、図２Ｄは、印加電圧Ｖが０の場
合であり、図２Ｅは、印加電圧Ｖがゼロ〜Ｖ_MAXにある場合であり、図２Ｆは、
印加電圧ＶがＶ_MAXである場合である。

【図３】 図３Ａ〜図３Ｃは、３つの異なる印加電圧のもとに、図１の減衰器内の液晶分
子のダイレクタ・フィールド・ベクトルの方向を示す図である。

【図４】 πの単位で表わす、図１の減衰器の種々の部分間の光の位相差の関数として、
図１の減衰器を通るパワー透過率間の関係を示す線形スケール・プロットである
。

【図５】 πの単位で表わす、図１の減衰器の種々の部分間での光の位相差の関数として
、図１の減衰器を通るパワー透過率間の関係を示す対数スケール・プロットであ
る。

【図６】 図６Ａおよび図６Ｂは本発明の他の実施形態による電子的可変光減衰器を示し
ており、図６Ａは印加電界がゼロである上記減衰器を示し、図６Ｂは印加電界が
最大である減衰器を示す。

【図７】 本発明のさらに他の実施形態による電子制御可能な光減衰器の図である。

【図８】 図８Ａは、本発明のさらに他の実施形態による電子制御可能な光減衰器の図で
ある。 図８Ｂおよび図８Ｃは、図８Ａの減衰器の動作を理解するのに役立つ概念図で
ある。

【図９】 図９Ａ〜図９Ｆは、図８の減衰器に対して、様々な印加電圧における合成光学
フィールドを示す概念図であり、また図９Ａ〜図９Ｃは、光伝搬の方向から鋭角
で回折した合成光学フィールドを示しており、ここで、図９Ａは、印加電圧Ｖ＝
Ｖ_MAXの場合であり、図９Ｂは、印加電圧Ｖがゼロ〜Ｖ_MAXにある場合であり、図
９Ｃは、印加電圧Ｖ＝０である場合である。図９Ｄ〜図９Ｆは、光伝搬の方向に
沿った合成光学フィールドを示している。ここで、図９Ｄは、印加電圧Ｖ＝Ｖ_{MA X} の場合であり、図９Ｅは、印加電圧Ｖがゼロ〜Ｖ_MAXにある場合であり、図９Ｆ
は、印加電圧Ｖがゼロである場合である。

【図１０】 図１０Ａは、図８による２つの減衰器を利用する電子制御可能な光減衰器シス
テムの図である。 図１０Ｂおよび図１０Ｃは、図８による４つの減衰器を利用する電子制御可能
な光減衰器システムの図である。

【図１１】 静的回折格子を組み込んだ、図６、図７、または図８による電子制御可能な光
減衰器の図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 コーカム，デーヴィッド・エル アメリカ合衆国マサチューセッツ州02703， アトルボロ，ウィルマース・ストリート 407 Ｆターム(参考） 2H088 EA33 GA02 HA02 HA03 JA09

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の組内の領域に、第２の組内の領域が差し込まれている
   液晶領域のアレイであって、軸に沿って向けられた光ビームを受けるように適応
   されたアレイと、 前記液晶領域の組の少なくとも１つが、間に配置される一対の電極と、 を備え、 前記第１の組内の領域は前記受光した光に応答して第１の回折パターンを生成
   するように構成され、前記第２の組内の領域は前記受光した光に応答して第２の
   回折パターンを生成するように構成されており、 前記一対の電極は、前記一対の電極間に配置された前記液晶領域の組の少なく
   とも１つを通して生じた電界に従って選択された軸に沿った干渉度と、前記第１
   の回折パターンおよび前記第２の回折パターンを組み合わせることができるよう
   に配置されている、電子的可変光減衰器。
2. 【請求項２】 領域の複数のサブセットをそれぞれが有する複数の組を含み
   、サブセットが前記組内に差し込まれる液晶領域のアレイであって、軸に沿って
   向けられた光ビームを受けるように適応されたアレイと、 前記液晶領域の組の少なくとも１つが間に配置される一対の電極と、 を備え、 各組のサブセット内の領域は、前記受光した光に応答して、対応する回折パタ
   ーンを生成するように構成されており、 前記一対の電極は、前記一対の電極間に生じた電界に従って選択された軸に沿
   った干渉度と、前記サブセットの対応する回折パターンを組み合わせることがで
   きるように配置されている、電子的可変光減衰器。
3. 【請求項３】 請求項１記載の減衰器において、前記干渉度は、前記電界が
   ないときに最大である減衰器。
4. 【請求項４】 請求項１記載の減衰器において、前記干渉度は、前記受光し
   た光の偏光とは無関係である減衰器。
5. 【請求項５】 請求項４記載の減衰器において、前記干渉度は、前記電界が
   ないときに最大である減衰器。
6. 【請求項６】 請求項１記載の減衰器において、前記領域は、ダイレクタ・
   フィールド軸に沿って細長い分子を含み、前記第１の組内の分子のダイレクタ・
   フィールド軸は、第２の組内の分子の前記ダイレクタ・フィールド軸に直交する
   、減衰器。
7. 【請求項７】 請求項６記載の減衰器において、前記第１の組内の分子のダ
   イレクタ・フィールド軸と前記第２の組内の分子のダイレクタ・フィールド軸は
   両方とも、前記受光した光の方向に直交する、減衰器。
8. 【請求項８】 請求項１記載の減衰器において、前記第１の組内の領域は、
   前記第２の組内の領域により受光した光に与えられた位相シフトに対して、ｎπ
   （ｎは奇数の整数）の位相シフトを、前記受光した光に与える減衰器。
9. 【請求項９】 請求項１記載の減衰器において、前記第１の組内の領域は、
   前記一対の電極間に電界がない場合、前記第２の組内の領域により受光した光に
   与えられた位相シフトに対して、ｎπ（ここで、ｎは奇数の整数）の位相シフト
   、前記受光した光に与える減衰器。
10. 【請求項１０】 軸に沿って向けられた光ビームを受け取るように適応され
    た液晶領域のアレイの領域の第１の組と第２の組の少なくとも１つの組が間にあ
    って、前記第１の組内の領域に、前記第２の組内の領域が差し込まれており、前
    記第１の組内の領域が、前記受光した光に応答して第１の回折パターンを生成す
    るように構成され、前記第２の組内の領域が、前記受光した光に応答して第２の
    回折パターンを生成するように構成されている一対の電極を設け、 前記領域の組の少なくとも１つを通る、前記電極間の電界を変化させて、前記
    軸に沿って変化する干渉度を有する前記第１の回折パターンと前記第２の回折パ
    ターンを生成する、 ことを含む光減衰を電子的に変化させる方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の方法において、生じるアレイ干渉度は前
    記電界がないときに最大である方法。
12. 【請求項１２】 請求項１０記載の方法において、生じる干渉度は前記受光
    した光の偏光とは無関係である方法。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の方法において、生じるアレイ干渉度は前
    記電界がないときに最大である方法。
14. 【請求項１４】 請求項１０記載の方法において、前記領域には、ダイレク
    タ・フィールド軸に沿った細長い分子が設けられ、前記第１の組内の分子のダイ
    レクタ・フィールド軸は、前記電界のないときに、前記第２の組内の分子のダイ
    レクタ・フィールド軸に直交する、方法。
15. 【請求項１５】 請求項１４記載の方法において、前記第１の組内の分子の
    ダイレクタ・フィールド軸と前記第２の組内の分子のダイレクタ・フィールド軸
    は両方とも、前記電界のないときに前記受光した光の方向に直交して配向される
    、方法。
16. 【請求項１６】 請求項１０記載の方法において、前記第１の組内の領域は
    、前記第２の組内の領域により受光した光に与えられた位相シフトに対して、ｎ
    π（ｎは奇数の整数）の位相シフトを、前記受光した光に与える方法。
17. 【請求項１７】 請求項１０記載の方法において、前記第１の組内の領域は
    、前記一対の電極間に電界がない場合、前記第２の組内の領域により受光した光
    に与えられた位相シフトに対して、ｎπ（ここで、ｎは奇数の整数）の位相シフ
    トを、前記受光した光に与える方法。