JP2004085974A - Spatial optical modulator - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は光の干渉縞を記録媒体に記録、再生するホログラフィック記憶装置に用いられる空間光変調器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、情報記録技術の向上に従い、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、熱相変化媒体の記録密度は飛躍的に上がっている。
【0003】
しかしながら、何れもbit by bitの記録方式であり、1bit単位で記録再生を行わざるを得ないため、データ転送速度に限界があり、高速多重通信の時代の要請に応えられない可能性が出てきている。
【0004】
このような、時代の進展に対し、次世代の高記録密度および高速データ転送速度を兼ね備える記録方式として、体積ホログラフィックメモリが注目されている。
【0005】
この体積ホログラフィックメモリは1963年にポラロイド社のHeerdenにより提案され、1970年代にはいくつかの試作品が作られた。1990年代になってオプトエレクトロニクスが急成長し、高性能の光源・検出器・スクリーンが容易に入手できるようになって、体積ホログラフィックメモリが再び精力的に研究開発されるようになった。そして、課題だった誤り訂正やアクセスの手法も進歩し、材料面では結晶以外にポリマーの利用も可能になってきた。
【0006】
体積ホログラフィックメモリの原理はレーザなどの可干渉な光をビームスプリッタなどにより2つの光に分け、信号光とよばれる片方の光に情報を重畳するため、SLM(Spatial Light Modulator)と呼ばれる空間光変調器に分離した光を反射または透過させ光を空間変調し、参照光と呼ばれるもう片方の光を、光に感応する材料で作られた記録メディア内で干渉させ、情報を記録する。情報の読み出しは、参照光だけを情報が記録された記録メディアに読み出そうとする情報を記録したときと同じ角度で照射すると、信号光を記録したときと同じ方向に、2次元情報として記録情報が再現される。その再現された画像情報をCCDカメラやCMOSカメラ等の2次元画像ディテクタでとらえ、デジタル情報として取り出すものである。
【0007】
以下に、ホログラフィック記憶装置の概要を、図4を参照して説明する。
【0008】
ここで、図4は空間光変調器が用いられたホログラフィック記憶装置の概要および記録原理を示す説明図である。
【0009】
図4において、エンコーダ125は、ホログラフィックメモリ101に記録すべきデジタルデータを平面上に明暗のドットパターン画像として変換し、例えば縦480ビット×横640ビットのデータ配列に並べ替えて単位ページ系列データを生成する。このデータを、例えば透過型のTFT液晶表示装置(LCD)のパネルなどの空間光変調器115に送出する。
【0010】
空間光変調器115は、単位ページに対応する縦480ピクセル×横640ピクセルの変調処理単位を有し、照射された光ビームをエンコーダ125からの単位ページ系列データに応じて空間的な光のオン・オフ信号に光変調し、変調されたシグナルビームすなわち信号光をフーリエ変換レンズ116へ導く。より詳しくは、空間光変調器115は電気信号である単位ページ系列データの論理値“1”に応答してシグナルビームを通過させ、論理値“0”に応答してシグナルビームを遮断することにより、単位ページデータにおける各ビット内容に従った電気−光学変換が達成され、単位ページ系列の信号光としての変調されたシグナルビームが生成される。
【0011】
信号光は、フーリエ変換レンズ116を介して体積ホログラフィックメモリ101に入射する。体積ホログラフィックメモリ101には、信号光の他に、信号光のビームの光軸に直交する所定の基準線から入射角度βをもって参照光が入射する。信号光と参照光とはホログラフィックメモリ101内で干渉し、この干渉縞が体積ホログラフィックメモリ101内に屈折率格子すなわちホログラムとして記憶されることにより、データの記録が行われる。また、入射角βを変えて参照光を入射させて複数の2次元平面データを角度多重記録することにより、3次元データ記録が可能となる。
【0012】
記録されたデータを体積ホログラフィックメモリ101から再生する場合には、信号光ビームおよび参照光ビームの交差する領域の中心に向け、記録時と同じ入射角βで参照光のみを体積ホログラフィックメモリ101に入射させる。すなわち、記録時とは異なり、信号光は入射させない。これにより、体積ホログラフィックメモリ101内に記録されている干渉縞からの回折光がフーリエ変換レンズ119を通して光検出器のCCD(Charge Coupled Device)120へ導かれる。
【0013】
CCD120は、入射光の明暗を電気信号の強弱に変換し、入射光の輝度に応じたレベルを有するアナログ電気信号を図示しないデコーダ126へ出力する。
【0014】
デコーダ126は、このアナログ信号を所定の振幅値(スライスレベル)と比較し、対応する“1”および“0”のデータを再生する。
【0015】
ホログラフィックメモリ101では、上記のように2次元の平面データ系列で記録を行うので、参照光の入射角βを変えることにより角度多重記録を行うことができる。すなわち、参照光の入射角βを変化させることにより記録単位である2次元平面をホログラフィックメモリ101内に複数規定することができ、その結果、3次元記録が可能となる。
【0016】
上記のフォトリフラクティブ効果を用いた書き換え可能型の体積ホログラフィックメモリ101においては、記録材料には通常、Feを添加したニオブ酸リチウム(LiNbO3、略してLN)単結晶が用いられ、記録光にはNd:YAGレーザをSHG(Second Harmonic Generator)の励起光として用い、SHG通過後の波長選択フィルタによりその第2高調波である波長532nmのみが用いられる。
【0017】
この従来型の記録方式(従来型単色記録方式と呼ぶ)においては、記録光である信号光と参照光から形成される干渉縞に対応して、干渉縞の明るい領域では、Fe2+の準位から電子が伝導体に励起され、フォトリフラクティブプロセスを経て最終的にはFe3+の準位にトラップされストレージが完結する。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、空間光変調器には液晶シャッタを使った透過型のものや反射型のものが提案されている。
【0019】
液晶を使った透過型の空間光変調器では、光の偏光を制御して偏光板を通して変調するため、強度が低下し、S/N比に悪影響を与え、BER(Bit Error Rate)が低下する問題がある。
【0020】
また、反射型の空間光変調器は構造が複雑になったり、液晶の表示速度が遅いため、結果的に書き込みに時間がかかるなどの問題がある。
【0021】
そこで、本発明は、簡単な構造で、データ変換を高速で行うことができ、光の強度が大きい空間光変調器を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明の空間光変調器は、光の干渉縞を記録媒体に記録、再生するホログラフィック記憶装置に用いられる空間光変調器であって、基板上に積層形成されるとともに積層方向に区画されて2次元的に配置された下部電極、圧電層、上部電極および反射層からなり、相互に独立制御可能とされた複数の素子を有し、物体光を反射する反射層の表面が相互に同一平面上に形成されている構成としたものである。
【0023】
また、この課題を解決するために、本発明の空間光変調器は、光の干渉縞を記録媒体に記録、再生するホログラフィック記憶装置に用いられる空間光変調器であって、基板上に積層形成されるとともに積層方向に区画されて2次元的に配置された下部電極、圧電層および上部電極兼反射層からなり、相互に独立制御可能とされた複数の素子を有し、物体光を反射する上部電極兼反射層の表面が相互に同一平面上に形成されている構成としたものである。
【0024】
これにより、簡単な構造で、データ変換を高速で行うことができ、光の強度が大きくなってS/N比の良好な空間光変調器が得られる。
【0025】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、光の干渉縞を記録媒体に記録、再生するホログラフィック記憶装置に用いられる空間光変調器であって、基板上に積層形成されるとともに積層方向に区画されて2次元的に配置された下部電極、圧電層、上部電極および反射層からなり、相互に独立制御可能とされた複数の素子を有し、物体光を反射する反射層の表面が相互に同一平面上に形成されている空間光変調器であり、簡単な構造で、データ変換を高速で行うことができ、光の強度が大きくなってS/N比の良好な空間光変調器が得られるという作用を有する。
【0026】
本発明の請求項2に記載の発明は、光の干渉縞を記録媒体に記録、再生するホログラフィック記憶装置に用いられる空間光変調器であって、基板上に積層形成されるとともに積層方向に区画されて2次元的に配置された下部電極、圧電層および上部電極兼反射層からなり、相互に独立制御可能とされた複数の素子を有し、物体光を反射する上部電極兼反射層の表面が相互に同一平面上に形成されている空間光変調器であり、簡単な構造で、データ変換を高速で行うことができ、光の強度が大きくなってS/N比の良好な空間光変調器が得られるという作用を有する。
【0027】
本発明の請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、圧電層は、ペロブスカイト型構造を有する酸化膜である空間光変調器であり、耐電圧性に優れ、簡単な構造で、データ変換を高速で行うことができ、光の強度が大きくなってS/N比の良好な空間光変調器が得られるという作用を有する。
【0028】
本発明の請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載の発明において、素子は、フォトリソグラフィ技術により積層方向に区画されている空間光変調器であり、簡単な構造で、データ変換を高速で行うことができ、光の強度が大きくなってS/N比の良好な空間光変調器が得られるという作用を有する。
【0029】
本発明の請求項5に記載の発明は、請求項1〜4の何れか一項に記載の発明において、素子は、基板に対してカンチレバー構造を有している空間光変調器であり、簡単な構造で、データ変換を高速で行うことができ、光の強度が大きくなってS/N比の良好な空間光変調器が得られるという作用を有する。
【0030】
本発明の請求項6に記載の発明は、請求項1〜5の何れか一項に記載の発明において、素子は、反射光の位相または強度を空間的に変調する空間光変調器であり、簡単な構造で、データ変換を高速で行うことができ、光の強度が大きくなってS/N比の良好な空間光変調器が得られるという作用を有する。
【0031】
以下、本発明の実施の形態について、図1から図4を用いて説明する。なお、発明の実施の形態は、本発明が実施される特に有用な形態としてのものであり、本発明がその実施の形態に限定されるものではない。
【0032】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1による空間光変調器を示す斜視図である。
【0033】
本実施の形態の空間光変調器は、基板15上に積層形成された下部電極14、圧電層10、上部電極12および反射層11からなる。そして、下部電極14、圧電層10、上部電極12および反射層11は、スリット13により積層方向に区画されて各素子が格子状に形成されており、相互に独立制御できるようになっている。なお、素子数は任意に設定できるが、例えば、本実施の形態では1024個×1024個の2次元に配置されている。
【0034】
ここで、反射層11は、圧電層10の表面に物体光を反射するためのものである。この反射層11は上部電極12と併用してもよいし、本実施の形態のように、電極とは別に電極の上に形成してもよい。反射層11の材質としては、アルミニウムの薄膜や金、白金、Ti、またはこれらの合金など、表面が空気中の水分などによって腐食などの劣化を起こさないものを選ぶのが望ましい。
【0035】
このように反射層11を相互に同一平面になるように配置することにより空間光変調器を形成することが可能となる。なお、圧電層10を駆動する回路は圧電層10の下部にマトリクス状に形成することができる。
【0036】
分極方向に下部電極14および上部電極12を設け、歪を生じるように形成された圧電層10に電圧を加えると、極性が圧電層10の分極方向に対応していると収縮し、逆であれば膨張する。このとき、反射層11の初期同一平面からの変位の大きさを1/2波長になるように設計し、変位距離を決めることにより、変位していない圧電層10の反射面で反射した光に比べ、変位した圧電層10の反射面で反射した光は位相が1/2波長ずれることになる。
【0037】
位相変換後、位相が変化していない光のみを通過させる波長選択フィルタを通過させることにより、位相変調を強度変調に変換し、この光を信号光とし、変換前にビームスプリッタで分割した片方の変調していない光を参照光として、フォトリフラクティブ材料中で干渉させることにより記録することができる。
【0038】
そして、圧電層10のスイッチィング速度は液晶に比べて速いので、データ転送速度の低下を招くことがない。
【0039】
また、本実施の形態によれば、反射型の空間光変調器が比較的容易に構成できるので、構造が簡単な小型の空間光変調器を得ることができる。
【0040】
(実施の形態2)
図2は本発明の実施の形態2による空間光変調器を示す斜視図である。
【0041】
本実施の形態の空間光変調器は、基板16上に順次積層形成された下部電極17、圧電層18、上部電極兼反射層19からなる。そして、下部電極17、圧電層18、上部電極兼反射層19は格子状に分離されて各素子が形成されており、相互に独立制御できるようになっている。これらの周囲には、これらの素子を動作制御する制御部20が設けられている。
【0042】
本実施の形態の空間光変調器は、圧電層18を構成する薄膜圧電材料として薄膜ピエゾが用いられているものである。
【0043】
ここで、薄膜ピエゾについて説明する。
【0044】
従来より、電気信号が与えられると機械的動作を行うアクチュエータとして、2つの電極と、これらの電極間に設けられた圧電体よりなる圧電アクチュエータが知られている。圧電アクチュエータは、圧電体の圧電効果を利用して電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換するものであり、例えばインクジェット式記録装置のヘッド等のアクチュエータなど、幅広い用途に利用されている。
【0045】
ところで、近年はインクジェットヘッド等の小型化に伴い、圧電アクチュエータ自体の小型化が望まれており、そのために、圧電体の薄膜化が切望されている。しかし、圧電膜は、膜自体の性質を変えることなく単に薄膜化しただけでは、絶縁破壊を起こしやすくなる。したがって、耐電圧性を確保する観点から、圧電膜の薄膜化には一定の限界があった。
【0046】
そこで、圧電アクチュエータのさらなる小型化、ひいては圧電アクチュエータを利用したインクジェットヘッドおよびインクジェット式記録装置のより一層の小型化を進めるためには、従来と異なる性質を有する耐電圧性に優れた圧電膜が必要とされる。例えば、Pb、ZrおよびTiを含むペロブスカイト型構造(以下、「PZT」という。)を有する酸化膜であって、膜厚が1μm〜10μmで比誘電率が150〜500の圧電膜によって形成されるものが提案されている。
【0047】
薄膜圧電材料を利用した圧電層18を形成する基板16としては、単結晶シリコンを用いることができる。下部電極17は、アルミニウムの薄膜またはLSIなどの電極として使用されているシリサイドなどの材料を、真空蒸着やスパッタリング等の真空薄膜形成技術を利用して形成される。そして、この下部電極17の上に、スパッタリングによりPZT等の圧電膜18を形成する。さらにその上に、上部電極と反射面とを兼用する上部電極兼反射層19をアルミニウム膜で形成する。
【0048】
その後、下部電極層17と圧電層18とをフォトリソグラフィ技術により所定の形状にパターニングし、反応性エッチングで素子間分離を行い形成する。さらに、基板16上に制御部20を形成し、圧電層18のアレイをエンコードした情報で2次元パターン状に変位させる。この2次元アレイに、実施の形態1と同様に信号光を反射させて位相を変調させることにより、空間光変調器として機能させることができる。
【0049】
圧電層18を薄膜の圧電材料で形成する利点は、薄膜で形成するために膜厚を精度良く制御できるため、形成された圧電層18の変位制御が精度よくできるからである。また、フォトリソグラフィ技術によりパターンが精度良く、高密度で形成できるため、開口率が大きく取れて光の反射効率が向上して明るくなり、結果的に、光の強度が大きくなりってS/N比に良好な影響を与え、BERが向上するからである。
【0050】
(実施の形態3)
図3は本発明の実施の形態3による空間光変調器を示す斜視図である。
【0051】
本実施の形態の空間光変調器は、基板24上に順次積層形成された下部電極25、圧電層23、上部電極兼反射層26からなる。そして、下部電極17、圧電層18、上部電極兼反射層19は格子状に分離されて各素子が形成されており、格子状に形成されており、相互に独立制御できるようになっている。これらの周囲には、これらの素子を動作制御する制御部28が設けられている。
【0052】
本実施の形態の空間光変調器は、素子がカンチレバー(片持ち梁)構造を有している。
【0053】
薄膜圧電材料を利用した圧電層23を形成する基板24としては、実施の形態2と同様に単結晶シリコンを使用する。まずはじめに、基板24を熱酸化して所望の厚さのSiO2を形成し、その上に、例えばTi/Ptからなる下部電極層25を形成する。そして、スパッタリング法によりPZT膜つまり圧電層18を所望の形成し、その上に、例えばアルミニウムにより上部電極26を形成する。
【0054】
その後、フォトリソグラフィ技術により素子間を分離し、梁形状にレジストを形成する。そして、ウエットエッチング液でアルミニウムをエッチングした後にレジストを剥離し、梁形状を作製した。
【0055】
基板24からカンチレバー構造を形成するために、基板24であるシリコンウエハの裏側を酸化被膜により保護した。その後、反応性イオンエッチング(Reactive Ion Ethcing)によりカンチレバーの下部電極25までエッチングを行った。次に、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)13wt%水溶液90℃中で基板24を異方性エッチングし、片持ち梁形状を作製した。
【0056】
このようにして形成したカンチレバーアレイである各素子を制御部28により制御し、エンコードした情報で2次元パターン状に変位させる。そして、この2次元カンチレバーアレイに信号光を反射させ反射方向を変調させることにより、強度変調型の空間光変調器として機能させることができる。
【0057】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、簡単な構造で、データ変換を高速で行うことができ、光の強度が大きくなってS/N比の良好な空間光変調器が得られるという有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1による空間光変調器を示す斜視図
【図2】本発明の実施の形態2による空間光変調器を示す斜視図
【図3】本発明の実施の形態3による空間光変調器を示す斜視図
【図4】空間光変調器が用いられたホログラフィック記憶装置の概要および記録原理を示す説明図
【符号の説明】
10 圧電層
11 反射層
12 上部電極
14 下部電極
15 基板
16 基板
17 下部電極
18 圧電層
19 上部電極兼反射層
20 制御部
23 圧電層
24 基板
25 下部電極
26 上部電極兼反射層
28 制御部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a spatial light modulator used in a holographic storage device for recording and reproducing interference fringes of light on a recording medium.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the recording density of magnetic recording media, magneto-optical recording media, and thermal phase change media has been dramatically increased with the improvement of information recording technology.
[0003]
However, all of these are bit-by-bit recording methods, and since recording and reproduction must be performed in units of one bit, the data transfer speed is limited, and it may not be possible to meet the demands of the era of high-speed multiplex communication. ing.
[0004]
In response to such progress of the times, volume holographic memories have attracted attention as a recording system having both high recording density and high data transfer speed of the next generation.
[0005]
This volume holographic memory was proposed by Polaroid Heerden in 1963, and several prototypes were made in the 1970s. With the rapid growth of optoelectronics in the 1990's and the availability of high performance light sources, detectors and screens, volume holographic memories were once again actively researched and developed. In addition, error correction and access methods, which have been issues, have advanced, and polymers can be used in addition to crystals.
[0006]
The principle of the volume holographic memory is that a coherent light such as a laser is divided into two lights by a beam splitter or the like and information is superimposed on one light called a signal light, so that a spatial light called SLM (Spatial Light Modulator) is used. The light separated by the modulator is reflected or transmitted to spatially modulate the light, and the other light called reference light is caused to interfere in a recording medium made of a light-sensitive material to record information. When reading information, only the reference light is irradiated at the same angle as when the information to be read is recorded on the recording medium on which the information is recorded, and the information is recorded as two-dimensional information in the same direction as when the signal light was recorded. The information is reproduced. The reproduced image information is captured by a two-dimensional image detector such as a CCD camera or a CMOS camera and is extracted as digital information.
[0007]
The outline of the holographic storage device will be described below with reference to FIG.
[0008]
Here, FIG. 4 is an explanatory diagram showing the outline and recording principle of a holographic storage device using a spatial light modulator.
[0009]
In FIG. 4, an
[0010]
The
[0011]
The signal light enters the volume
[0012]
When the recorded data is reproduced from the volume
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
In the
[0016]
In the rewritable volume
[0017]
In this conventional recording method (referred to as a conventional single-color recording method), in a region where the interference fringes are bright, the level of Fe 2+ corresponds to the interference fringes formed from the signal light as the recording light and the reference light. , Electrons are excited by the conductor, and are finally trapped in Fe 3+ levels through a photorefractive process to complete the storage.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
Here, as the spatial light modulator, a transmission type and a reflection type using a liquid crystal shutter have been proposed.
[0019]
In a transmission type spatial light modulator using liquid crystal, since the polarization of light is controlled and modulated through a polarizing plate, the intensity is reduced, the S / N ratio is adversely affected, and the BER (Bit Error Rate) is reduced. There's a problem.
[0020]
In addition, the reflective spatial light modulator has a problem that the structure is complicated and the display speed of the liquid crystal is slow, so that it takes a long time to write.
[0021]
Therefore, an object of the present invention is to provide a spatial light modulator which can perform data conversion at a high speed with a simple structure and has a high light intensity.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, a spatial light modulator of the present invention is a spatial light modulator used for a holographic storage device that records and reproduces interference fringes of light on a recording medium, and is formed by lamination on a substrate. A lower electrode, a piezoelectric layer, an upper electrode, and a reflective layer which are partitioned two-dimensionally in a stacking direction and have a plurality of elements which can be controlled independently of each other. In this configuration, the surfaces of the layers are formed on the same plane.
[0023]
In order to solve this problem, a spatial light modulator according to the present invention is a spatial light modulator used for a holographic storage device that records and reproduces interference fringes of light on a recording medium, and is stacked on a substrate. It is composed of a lower electrode, a piezoelectric layer, and an upper electrode / reflection layer which are formed and partitioned in the stacking direction and are two-dimensionally arranged. The surface of the upper electrode / reflection layer is formed on the same plane.
[0024]
Thus, with a simple structure, data conversion can be performed at high speed, the intensity of light is increased, and a spatial light modulator having a good S / N ratio can be obtained.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The invention according to claim 1 of the present invention is a spatial light modulator used for a holographic storage device for recording and reproducing light interference fringes on a recording medium, wherein the spatial light modulator is formed on a substrate and stacked in a stacking direction. It is composed of a lower electrode, a piezoelectric layer, an upper electrode, and a reflective layer that are partitioned and two-dimensionally arranged, and has a plurality of elements that can be controlled independently of each other. The spatial light modulator is formed on the same plane, has a simple structure, can perform data conversion at a high speed, has a high light intensity, and has a good S / N ratio. It has the effect of being obtained.
[0026]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a spatial light modulator used in a holographic storage device for recording and reproducing light interference fringes on a recording medium, wherein the spatial light modulator is formed on a substrate in a laminating direction. The lower electrode, the piezoelectric layer, and the upper electrode / reflection layer, which are partitioned and two-dimensionally arranged, have a plurality of elements that can be controlled independently of each other, and serve as an upper electrode / reflection layer that reflects object light. This is a spatial light modulator whose surfaces are formed on the same plane with each other. It has a simple structure, can perform data conversion at high speed, and has a high light intensity and a good S / N ratio. This has the effect that a modulator can be obtained.
[0027]
The invention according to claim 3 of the present invention is the invention according to claim 1 or 2, wherein the piezoelectric layer is a spatial light modulator that is an oxide film having a perovskite structure, and is excellent in withstand voltage and simple. With the structure, data conversion can be performed at a high speed, and the intensity of light is increased to provide a spatial light modulator having a good S / N ratio.
[0028]
According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the element is a spatial light modulator partitioned in a stacking direction by a photolithography technique. With such a simple structure, data conversion can be performed at a high speed, the intensity of light is increased, and a spatial light modulator having a good S / N ratio can be obtained.
[0029]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the spatial light modulator according to any one of the first to fourth aspects, wherein the element is a spatial light modulator having a cantilever structure with respect to the substrate. With such a simple structure, data conversion can be performed at a high speed, the intensity of light is increased, and a spatial light modulator having a good S / N ratio can be obtained.
[0030]
The invention according to claim 6 of the present invention is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the element is a spatial light modulator that spatially modulates the phase or intensity of the reflected light, With a simple structure, data conversion can be performed at high speed, the light intensity is increased, and a spatial light modulator having a good S / N ratio can be obtained.
[0031]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The embodiment of the present invention is a particularly useful embodiment in which the present invention is implemented, and the present invention is not limited to the embodiment.
[0032]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing a spatial light modulator according to Embodiment 1 of the present invention.
[0033]
The spatial light modulator according to the present embodiment includes a
[0034]
Here, the
[0035]
By arranging the reflection layers 11 so as to be flush with each other, a spatial light modulator can be formed. Note that a circuit for driving the
[0036]
When the
[0037]
After phase conversion, the phase modulation is converted into intensity modulation by passing through a wavelength selection filter that passes only light whose phase has not changed, and this light is used as signal light, and one of the two is split by a beam splitter before conversion. Recording can be performed by using unmodulated light as reference light and causing interference in a photorefractive material.
[0038]
Since the switching speed of the
[0039]
Further, according to the present embodiment, since a reflective spatial light modulator can be relatively easily configured, a small spatial light modulator having a simple structure can be obtained.
[0040]
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a perspective view showing a spatial light modulator according to Embodiment 2 of the present invention.
[0041]
The spatial light modulator according to the present embodiment includes a
[0042]
In the spatial light modulator of the present embodiment, a thin film piezo is used as a thin film piezoelectric material constituting the
[0043]
Here, the thin film piezo will be described.
[0044]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an actuator that performs a mechanical operation when an electric signal is applied, a piezoelectric actuator including two electrodes and a piezoelectric body provided between these electrodes has been known. 2. Description of the Related Art Piezoelectric actuators convert electrical energy into mechanical energy by utilizing the piezoelectric effect of a piezoelectric body, and are used in a wide range of applications such as actuators such as a head of an ink jet recording apparatus.
[0045]
By the way, in recent years, along with the miniaturization of the ink jet head and the like, the miniaturization of the piezoelectric actuator itself has been desired, and for that purpose, the thinning of the piezoelectric body has been desired. However, simply reducing the thickness of the piezoelectric film without changing the properties of the film itself tends to cause dielectric breakdown. Therefore, there is a certain limit in reducing the thickness of the piezoelectric film from the viewpoint of ensuring the withstand voltage.
[0046]
Therefore, in order to further reduce the size of the piezoelectric actuator, and further reduce the size of the inkjet head and the inkjet recording apparatus using the piezoelectric actuator, a piezoelectric film having characteristics different from those of the related art and having excellent withstand voltage is required. It is said. For example, an oxide film having a perovskite structure including Pb, Zr, and Ti (hereinafter, referred to as “PZT”) is formed of a piezoelectric film having a thickness of 1 μm to 10 μm and a relative dielectric constant of 150 to 500. Things have been suggested.
[0047]
As the
[0048]
Thereafter, the
[0049]
The advantage of forming the
[0050]
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a perspective view showing a spatial light modulator according to Embodiment 3 of the present invention.
[0051]
The spatial light modulator of the present embodiment includes a
[0052]
In the spatial light modulator of the present embodiment, the element has a cantilever (cantilever) structure.
[0053]
As the
[0054]
Thereafter, the elements are separated by photolithography, and a resist is formed in a beam shape. Then, after etching the aluminum with a wet etchant, the resist was stripped off to form a beam.
[0055]
In order to form a cantilever structure from the
[0056]
Each element, which is a cantilever array formed in this manner, is controlled by the
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, data conversion can be performed at a high speed with a simple structure, the light intensity is increased, and an effective spatial light modulator having a good S / N ratio can be obtained. The effect is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a spatial light modulator according to a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a perspective view showing a spatial light modulator according to a second embodiment of the present invention; FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a spatial light modulator according to No. 3; FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of a holographic storage device using the spatial light modulator and a recording principle;
Claims (6)
基板上に積層形成されるとともに積層方向に区画されて2次元的に配置された下部電極、圧電層、上部電極および反射層からなり、相互に独立制御可能とされた複数の素子を有し、
物体光を反射する前記反射層の表面が相互に同一平面上に形成されていることを特徴とする空間光変調器。A spatial light modulator used for a holographic storage device for recording and reproducing interference fringes of light on a recording medium,
A lower electrode, a piezoelectric layer, an upper electrode, and a reflective layer, which are formed two-dimensionally while being formed on the substrate and partitioned in the stacking direction, and having a plurality of elements which can be independently controlled,
A spatial light modulator, wherein the surfaces of the reflection layers that reflect object light are formed on the same plane.
基板上に積層形成されるとともに積層方向に区画されて2次元的に配置された下部電極、圧電層および上部電極兼反射層からなり、相互に独立制御可能とされた複数の素子を有し、
物体光を反射する前記上部電極兼反射層の表面が相互に同一平面上に形成されていることを特徴とする空間光変調器。A spatial light modulator used for a holographic storage device for recording and reproducing interference fringes of light on a recording medium,
A lower electrode, a piezoelectric layer and an upper electrode / reflection layer, which are formed two-dimensionally on the substrate and partitioned in the laminating direction and are arranged in a two-dimensional manner, having a plurality of elements which can be controlled independently of each other;
The spatial light modulator, wherein the surfaces of the upper electrode and the reflection layer that reflect the object light are formed on the same plane.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002248236A JP2004085974A (en) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | Spatial optical modulator |
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JP2002248236A JP2004085974A (en) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | Spatial optical modulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100476033C (en) * | 2004-03-30 | 2009-04-08 | 兄弟工业株式会社 | Method for manufacturing piezoelectric film, laminate structure of substrate and piezoelectric film, piezoelectric actuator and method for manufacturing same |
-
2002
- 2002-08-28 JP JP2002248236A patent/JP2004085974A/en active Pending
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