JP2005070101A - Magnetooptical spatial light modulator and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気光学技術による光のファラデー回転を利用して、入射光を空間的に変調する空間光変調器に関するものである。更に詳しく述べると本発明は、局所熱処理と付着した膜による応力印加構造を用いた磁性ガーネット膜の磁壁制御技術によりピクセルとピクセルの間を磁気的に分離させた磁気光学式空間光変調器及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
米国特許第5,473,466号公報
【0003】
空間光変調器は、2次元の広がりをもつ光の強度分布、振幅分布、位相分布、偏光状態の分布を、外部からの信号に応じて空間的に変化させることができる素子である。多数のピクセル(画素)を2次元的に配列した空間光変調器は、情報を高速に並列処理できることから、光コンピューティング、プロジェクタTV、光体積記録などを実現するキーデバイスとして研究が進められている。
【0004】
代表的な空間光変調器としては、液晶技術を利用した素子、メンブレンミラーなどMEMS(Micro−Electro Mechanical System )技術を利用した素子、磁気光学技術を利用した素子などがある。しかし、液晶技術を用いた空間光変調器は動作速度が遅いという問題があり、MEMS技術を用いた空間光変調器は機械的な駆動部分を有するので信頼性の面で問題がある。
【0005】
上記のように、光学的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く且つ信頼性の高いものが要求されている。そのため最近では、そのような点で優れている磁気光学技術を用いた空間光変調器が精力的に研究開発されている。
【0006】
例えば特許文献1には、磁気光学技術を用いた空間光変調器の一例が開示されている。磁気光学式空間光変調器は、光磁気材料からなり、独立に磁化の方向を選択可能な複数のピクセルを有している。各ピクセルは、磁性ガーネット材料上のピクセルに相当する領域にSi等の酸化可能な膜パターンを形成し、全体を熱処理することにより、Si膜直下の磁性ガーネット材料を還元して変質させ、ピクセル単位で磁化反転が可能となる複数のピクセルを形成するものである。そしてファラデー効果によって、各ピクセルを通過する光の偏光方向は互いに反対方向に所定角度ずつ回転する。従って、このような磁気光学式空間光変調器では、各ピクセル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。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし特許文献1のように、Siのような酸化可能な膜を用いて磁性ガーネット材料全体を熱処理すると、熱拡散のためSi膜周辺も還元してしまうため、各ピクセルの輪郭が不明瞭となり、ピクセルサイズにもばらつきが生じる。そのためピクセル間距離を大きく取らなければならない。ピクセル間距離が大きくなると、単位面積当たりの情報量が少なくなってしまうため、大量の情報を高速で処理する用途には不向きとなる。
【0008】
本発明の目的は、ピクセル間距離を小さくでき、単位面積当たりの情報量を大きくでき、そのため大量の情報を高速で処理できる磁気光学式空間光変調器及びその製造方法を提供することである。本発明の他の目的は、バイアス磁界が不要であり、パルス電流のみで駆動できるため、デバイスの小型化、低消費電流化を達成できる磁気光学式空間光変調器を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、磁性ガーネット膜中に、それぞれ独立に磁化方向を設定できファラデー効果によって入射光に対して磁化方向に応じた偏光方向の回転を与える多数のピクセルが局所熱処理によって2次元的に配列形成されており、光反射膜と、各ピクセルの磁化方向を制御するXY駆動ラインを設けた空間光変調器において、前記光反射膜は、各ピクセルに対応した領域毎に個別に形成され、前記局所熱処理と光反射膜により印加される応力とで各ピクセル間が磁気的に分離されていることを特徴とする磁気光学式空間光変調器である。
【0010】
また本発明は、磁性ガーネット膜中に、それぞれ独立に磁化方向を設定できファラデー効果によって入射光に対して磁化方向に応じた偏光方向の回転を与える多数のピクセルが局所熱処理によって2次元的に配列形成されており、光反射膜と、各ピクセルの磁化方向を制御するXY駆動ラインを設けた空間光変調器において、前記XY駆動ラインは、各ピクセルの外形に一致しピクセルの内側を回るように形成され、前記局所熱処理とXY駆動ラインにより印加される応力とで各ピクセル間が磁気的に分離されていることを特徴とする磁気光学式空間光変調器である。
【0011】
勿論、これら両方の技術を組み合わせ、光反射膜を各ピクセルに対応した領域毎に個別に形成し、且つXY駆動ラインを各ピクセルの外形に一致しピクセルの内側を回るように形成して、局所熱処理と光反射膜及びXY駆動ラインにより印加される応力とで各ピクセル間が磁気的に分離されている構成としてもよい。
【0012】
磁性ガーネット膜の各ピクセル間に、ドライエッチングによる溝が形成されている構造にすると、膜による応力が効率よく溝に集中し、応力印加による各ピクセル間の磁気的な分離効果がより一層明確になるため好ましい。
【0013】
磁性ガーネット膜としては、Bi置換希土類鉄ガーネットLPE(液相エピタキシャル)膜であって、例えば波長500〜700nmの光、特に好ましくは波長520〜540nmの光が入射した際、ファラデー回転角が5〜25度となり、吸収損失が20dB以下となる特性を有するものが好ましい。
【0014】
また本発明は、磁性ガーネットLPE膜の各ピクセル形成領域上に赤外線吸収膜を形成し、その上方から赤外線を照射して局所熱処理を行うことにより多数のピクセルを2次元的に配列形成し、前記赤外線吸収膜を除去した後、各ピクセルに対応した領域毎に光反射膜を形成して応力を印加し、局所熱処理と光反射膜により印加される応力とで各ピクセル間が磁気的に分離されている構造とすることを特徴とする磁気光学式空間光変調器の製造方法である。
【0015】
更に本発明は、磁性ガーネットLPE膜の各ピクセル形成領域上に赤外線吸収膜を形成し、その上方から赤外線を照射して局所熱処理を行うことにより多数のピクセルを2次元的に配列形成し、赤外線吸収膜を除去した後、全面に光反射膜膜を形成し、各ピクセルに対応した領域毎にレジスト層をパターニングし、これをマスクとしてドライエッチング法によりピクセル間の光反射膜を除去して独立した光反射膜を形成すると共にピクセル間に溝を形成し、局所熱処理と光反射膜により印加される応力とで各ピクセル間が磁気的に分離されている構造とすることを特徴とする磁気光学式空間光変調器の製造方法である。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る磁気光学式空間光変調器の一例を示す説明図であり、Aは平面を、Bは断面を表している。ここで空間光変調器10は、GGG(ガドリニウム・ガリウム・ガーネット)又はSGGG(スカンジウム・ガドリニウム・ガリウム・ガーネット)基板11上にLPE法にて育成した磁性ガーネット膜12中に多数の矩形状のピクセル14が2次元的(縦横規則的)に配列形成されており、該磁性ガーネット膜12上の各ピクセル14に対応する位置に、ピクセルとほぼ同形の矩形状の光反射膜16が形成されている構造である。ここでは図示していないが、光反射膜の上には、絶縁膜を介して各ピクセルの磁化方向を制御するXYの駆動ライン(図示せず)が設けられる。なお、Bに示す断面図においては、下面が光の入出射面となる。入射光は、GGG(又はSGGG)基板11を透過し、ピクセル14にてファラデー回転し、光反射膜16で反射し、ピクセル14にてファラデー回転を増して、GGG(又はSGGG)基板11を透過して出射する。
【0017】
各ピクセル14は、それぞれ独立に磁化の方向を設定できファラデー効果によって入射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もので、ピクセル形成領域のみを局所熱処理することによって形成される。その具体的な製作工程を図2に示す。磁性ガーネット膜は、例えばBi置換希土類鉄ガーネット膜であり、前述のようにGGG基板やSGGG基板上に液相エピタキシャル成長させることによって形成したものである。なお、以降の各図では、GGG(又はSGGG)基板については図示するのを省略している。
(a)磁性ガーネット膜12の表面上のピクセル形成領域のみにSi等からなる赤外線吸収膜18を形成しておく。
(b)そして、赤外線(IR)照射を行う。これによって赤外線吸収膜18が赤外線を吸収し、その直下のみが加熱され、必要な局所熱処理が行われて、結晶中におけるBiやGaのサイトが移動するなどにより磁気異方性が下がり飽和磁化が変わるなどの局所的な特性変化が起こる。その特性変化が生じた領域がピクセル14となる。
(c)その後、赤外線吸収膜を除去する。
(d)形成したピクセルに対応した領域毎に、島状に個別にAl等からなる光反射膜16を形成する。
【0018】
光反射膜16は、典型的には反射率の大きなAl等からなり、各ピクセル14に対応した領域毎に該領域全体にわたって個別に形成されている。この光反射膜16は応力印加膜を兼ねており、光反射膜が付着していない部分(ピクセル間)に応力を作用させる。本発明では、局所熱処理によってピクセルが形成されるばかりでなく、光反射膜によりピクセル同士の間に集中的に印加される応力とによって各ピクセル間が磁気的に明瞭に分離され、それらによってピクセル単位の孤立した磁区構造が形成されるようになっており、その点に一つの特徴がある。このような構成により、ピクセル間距離をピクセルサイズ以下、特に2μm以下に狭めることが可能となる。
【0019】
空間光変調器の駆動手段の一例を図3に示す。空間光変調器10には、行方向(横方向)で各ピクセル近傍を通るようにX駆動ラインが形成され、列方向(縦方向)で各ピクセル近傍を通るようにY駆動ラインが形成されている。各X駆動ラインにはX駆動部22からX側駆動パルス電流が供給され、各Y駆動ラインにはY駆動部24からY側駆動パルス電流が供給される。そして、選択されたX駆動ラインとY駆動ラインの交点に位置するピクセルの磁化方向が、XY合成パルス電流によって反転制御される。X駆動部22とY駆動部24の動作は制御部26によって制御される。
【0020】
このような空間光変調器10は、一方の面(光反射膜形成面とは反対の面)が光の入出射面になっている。空間光変調器10に入射した光は、空間的に変調されて出射する。Aに示すように、空間光変調器10から出射した光をそのまま利用してもよいし、Bに示すように、空間光変調器10から出射した光を検光子28を通過させた後に利用してもよい。
【0021】
XY駆動ラインの例を図5に示す。Aに示すようにピクセル14が配列形成されているとする。ここでは図面を簡略化するため4個のピクセルのみ図示している。各ピクセル14は、全て縦横寸法a=16μmの正方形状であり、隣接するピクセルとの間は距離b=2μmだけ離れている。BにX駆動ライン30の形状を、CにY駆動ライン32の形状を、それぞれ1ラインずつ示し、それらを重ね合わせた状態をDに示す。ここでX駆動ライン30及びY駆動ライン32は共に幅c=4μmである。X駆動ライン30及びY駆動ライン32は、各ピクセル14をそれぞれ3/4周するように、ピクセル14の内側に収まり且つピクセル14の外形に一致するように形成され、つづら折り状に隣り合うピクセルを繋ぐように設けられている。
【0022】
XY駆動ライン30,32の積層状態を図5のEに示す。磁性ガーネット膜12上に光反射膜16を形成した後、全面に第1の絶縁膜34を設けて、その上にX駆動ライン30を設ける。更に、全面に第2の絶縁膜36を設けて、その上にY駆動ライン32を設ける。最後に、保護膜38で全面を覆う。
【0023】
このようなパターンでXY駆動ラインを形成すると、該XY駆動ライン30,32に応力印加膜としての機能を兼ねさせることができる。このXY駆動ライン30,32によって、磁性ガーネット膜のピクセル間に印加される応力も、各ピクセル間の磁気的な分離に寄与し、それによってピクセル単位の孤立した磁区構造をより一層明確化することができる。
【0024】
更に、図5には示していないが、磁性ガーネット膜12のピクセル間に溝を形成すると、光反射膜16やXY駆動ライン30,32による応力を更に効率的にピクセル間に集中させることができる。このような構成によって、ピクセル間距離を1μm以下まで狭めることができる。
【0025】
本発明においては、各ピクセル内で磁区を単一化する。1つのピクセル内で磁壁を有する場合(マルチドメインの場合)には磁化反転の際にバイアス磁界を必要とする。その結果、デバイスのサイズ及び消費電流が大きくなり、発熱の問題も懸念される。しかし、1つのピクセルが単磁区化されていると、バイアス磁界が不要となり、パルス電流のみで駆動でき、デバイスの小型化、低消費電流化が達成される。
【0026】
【実施例】
本発明に係る磁気光学式空間光変調器の製造方法の好ましい実施例を、図6のA(実施例1)とB(実施例2)に示す。
【0027】
(実施例1)
(1−a)磁性ガーネット膜12として、GGG基板上にLPE法により成膜した約3μm厚のBi置換希土類鉄ガーネット膜を用いる。その膜組成は、Bi1 Y1 Gd1 Fe4 Ga1 O12である。まず、ピクセルを形成すべき領域の直上となる磁性ガーネット膜表面に、赤外線吸収膜(Si膜)18を形成する。
(1−b)赤外線吸収膜18の上方から赤外線(IR)を照射する。赤外線吸収膜18は赤外線を吸収して、その直下の領域を加熱する。これによって赤外線吸収膜18の直下の磁性ガーネット膜領域のみが局所熱処理され、独立に磁化の方向を選択可能なピクセル14が形成される。
(1−c)次に、既に設けられている赤外線吸収膜(Si膜)18をそのままマスクとしてドライエッチング(例えばイオンミリング)を行う。これによって、ピクセル間に溝40を形成する。
(1−d)そして、ケミカルエッチングにより赤外線吸収膜(Si膜)を除去する。
(1−e)磁性ガーネット膜12上のピクセルに対応する領域に光反射膜(Al膜)16をスパッタ法や蒸着法などにより形成する。この光反射膜16は応力印加膜としての機能も果たすことになる。
【0028】
このようにしてピクセル14を形成した磁性ガーネット膜12のピクセル領域上のみに光反射膜(Al膜)16が形成される。この実施例1の工程では、イオンミリングによる溝形成に際して赤外線吸収膜(Si膜)18をそのままマスクとして利用するため、マスク形成工程を省略できる利点がある。
【0029】
(実施例2)
(2−a)磁性ガーネット膜12として、GGG基板上にLPE法により成膜した約3μm厚のBi置換希土類鉄ガーネット膜を用いる。まず、ピクセルを形成すべき領域の直上となる磁性ガーネット膜表面に、赤外線吸収膜(Si膜)18を形成する。
(2−b)赤外線吸収膜18の上方から赤外線(IR)を照射する。赤外線吸収膜18は赤外線を吸収して、その直下の領域を加熱する。これによって赤外線吸収膜18の直下の磁性ガーネット膜領域のみが局所熱処理され、独立に磁化の方向を選択可能なピクセル14が形成される。
(2−c)そして、ケミカルエッチングにより赤外線吸収膜(Si膜)を除去する。
(2−d)次に、磁性ガーネット膜12上の全面に、スパッタ法や蒸着法などによりAl膜42を形成し、その上のピクセルに対応する領域にレジスト層44を形成する。
(2−e)レジスト層44をマスクとしてイオンミリングを行い、ピクセル14に対応した領域を残して光反射膜16とし、ピクセル間の不要なAl膜部分を除去し、更にイオンミリングを進めてピクセル間に溝40を形成する。
(2−f)残ったレジスト層を除去する。磁性ガーネット膜12上の光反射膜16は応力印加膜としての機能も果たすことになる。
【0030】
このようにしてピクセル14を形成した磁性ガーネット膜12のピクセル領域上のみに光反射膜(Al膜)16が形成される。この実施例2の工程では、光反射膜の形成と溝形成をイオンミリングにより連続して行えるため、工程を簡略化できる利点がある。
【0031】
このように実施例1,2で光反射膜16を形成した後は、全面にSiO2 絶縁膜を形成し、その上に横方向にX駆動ラインを形成する。X駆動ラインは、図5に示すように、ピクセル領域上にピクセル外形に一致するようなつづら折りのAl膜であり、スパッタ法や蒸着法等によって形成される。更にその上に全面にわたってSiO2 絶縁膜を形成し、その上に縦方向にY駆動ラインを形成する。Y駆動ラインも、図5に示すように、ピクセル領域上にピクセル外形に一致するようなつづら折りのAl膜であり、スパッタ法や蒸着法等によって形成される。これらXY駆動ラインも応力印加膜としての機能を果たす。最後に、保護膜として全面にわたってSiO2 絶縁膜を形成する。このようにして磁気光学式空間光変調器を製造する。
【0032】
次に、ピクセル内の磁区構造について観察した結果を説明する。磁性ガーネット膜に、局所熱処理と光反射膜により印加される応力とでピクセル間が磁気的に分離されている種々のサイズ(4〜50μm)のピクセルを作製した。そして、それぞれのピクセルの磁化の方向を任意に反転させ、光のファラデー回転の違いによる光の透過性の違い(ON,OFF)を偏光顕微鏡で観察し、ピクセル内が単磁区であるか否かを判定した。
【0033】
その結果、ほぼ全てのピクセルが単磁区(シングルドメイン)化されていた。つまり、各ピクセルは保磁力を持ちシングルドメインとなっていた。従って、このような状態であれば、バイアス磁界は不要であり、パルス電流のみで磁化の反転を行うことができ、空間光変調器として好ましいことが確認できた。
【0034】
【発明の効果】
本発明は上記のように、各ピクセルに対応した領域毎に個別に光反射膜を形成し、局所熱処理と光反射膜により印加される応力とで各ピクセル間が磁気的に分離した磁気光学式空間光変調器、あるいは各ピクセルの外形に一致するようにXY駆動ラインを形成し、局所熱処理とXY駆動ラインにより印加される応力とで各ピクセル間が磁気的に分離されている磁気光学式の空間光変調器であるから、ピクセル間の距離をピクセルサイズ以下、特に2μm程度以下に狭めることが可能になり、単位面積当たりの情報量を大きくでき、大量の情報を高速で処理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る空間光変調器の一例を示す説明図。
【図2】その製造工程の一例を示す説明図。
【図3】空間光変調器と周辺回路の例を示す説明図。
【図4】空間光変調器の使用状態の例を示す概念図。
【図5】本発明に係るXY駆動ラインの一例を示す説明図。
【図6】本発明に係る空間光変調器の製造工程の一実施例を示す説明図。
【符号の説明】
10 空間光変調器
11 GGG又はSGGG基板
12 磁性ガーネット膜
14 ピクセル
16 光反射膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spatial light modulator that spatially modulates incident light using Faraday rotation of light by magneto-optical technology. More specifically, the present invention relates to a magneto-optical spatial light modulator in which pixels are magnetically separated from each other by a domain wall control technique of a magnetic garnet film using a local heat treatment and a stress application structure by an attached film, and the same. It relates to a manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
US Pat. No. 5,473,466
The spatial light modulator is an element that can spatially change the intensity distribution, amplitude distribution, phase distribution, and polarization state distribution of light having a two-dimensional spread according to an external signal. A spatial light modulator in which a large number of pixels (pixels) are two-dimensionally arranged can process information in parallel at high speed. Therefore, research is being promoted as a key device for realizing optical computing, projector TV, optical volume recording, and the like. Yes.
[0004]
As a typical spatial light modulator, there are an element using liquid crystal technology, an element using MEMS (Micro-Electro Mechanical System) technology such as a membrane mirror, and an element using magneto-optical technology. However, the spatial light modulator using the liquid crystal technology has a problem that the operation speed is slow, and the spatial light modulator using the MEMS technology has a problem in terms of reliability because it has a mechanical driving portion.
[0005]
As described above, in fields such as optical information processing and computer-generated holograms, it is necessary to process a large amount of information at high speed, so a spatial light modulator requires a high operating speed and high reliability. Has been. Therefore, recently, a spatial light modulator using a magneto-optical technique which is excellent in such a point has been vigorously researched and developed.
[0006]
For example,
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, as in
[0008]
An object of the present invention is to provide a magneto-optical spatial light modulator that can reduce the distance between pixels, increase the amount of information per unit area, and can process a large amount of information at a high speed, and a manufacturing method thereof. Another object of the present invention is to provide a magneto-optical spatial light modulator that can achieve a reduction in device size and a reduction in current consumption because a bias magnetic field is not required and can be driven only by a pulse current.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in a magnetic garnet film, a magnetization direction can be set independently of each other, and a number of pixels that rotate the polarization direction according to the magnetization direction with respect to incident light by a Faraday effect are two-dimensionally formed by local heat treatment. In the spatial light modulator provided with the light reflecting film and the XY drive line for controlling the magnetization direction of each pixel, the light reflecting film is formed individually for each region corresponding to each pixel, The magneto-optical spatial light modulator is characterized in that each pixel is magnetically separated by heat treatment and stress applied by the light reflecting film.
[0010]
In the present invention, the magnetic direction can be set independently in the magnetic garnet film, and a large number of pixels that can rotate the polarization direction corresponding to the magnetization direction with respect to the incident light by the Faraday effect are two-dimensionally arranged by local heat treatment. In the spatial light modulator formed and provided with the light reflecting film and the XY drive line for controlling the magnetization direction of each pixel, the XY drive line matches the outer shape of each pixel and goes around the inside of the pixel. The magneto-optical spatial light modulator is characterized in that each pixel is magnetically separated by the local heat treatment and the stress applied by the XY drive line.
[0011]
Of course, by combining both of these techniques, the light reflecting film is individually formed for each region corresponding to each pixel, and the XY drive line is formed so as to match the outer shape of each pixel and go around the inside of the pixel. Each pixel may be magnetically separated by the heat treatment and the stress applied by the light reflecting film and the XY drive line.
[0012]
When a groove is formed by dry etching between each pixel of the magnetic garnet film, the stress due to the film is efficiently concentrated in the groove, and the magnetic separation effect between each pixel by applying the stress becomes clearer. Therefore, it is preferable.
[0013]
As the magnetic garnet film, a Bi-substituted rare earth iron garnet LPE (liquid phase epitaxial) film, for example, when light having a wavelength of 500 to 700 nm, particularly preferably light having a wavelength of 520 to 540 nm is incident, has a Faraday rotation angle of 5 to 5. What has the characteristic which becomes 25 degree | times and absorption loss becomes 20 dB or less is preferable.
[0014]
In the present invention, an infrared absorption film is formed on each pixel formation region of the magnetic garnet LPE film, and a plurality of pixels are two-dimensionally formed by performing local heat treatment by irradiating infrared rays from above. After removing the infrared absorbing film, a light reflecting film is formed in each region corresponding to each pixel and stress is applied, and each pixel is magnetically separated by the local heat treatment and the stress applied by the light reflecting film. A method of manufacturing a magneto-optical spatial light modulator characterized by having a structure as described above.
[0015]
Furthermore, in the present invention, an infrared absorption film is formed on each pixel formation region of the magnetic garnet LPE film, and a plurality of pixels are two-dimensionally formed by irradiating infrared rays from above to perform local heat treatment. After removing the absorbing film, a light reflecting film is formed on the entire surface, and a resist layer is patterned for each region corresponding to each pixel. Using this as a mask, the light reflecting film between the pixels is removed by a dry etching method to be independent. A magneto-optic having a structure in which each pixel is magnetically separated by a local heat treatment and a stress applied by the light reflecting film. It is a manufacturing method of a type spatial light modulator.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a magneto-optical spatial light modulator according to the present invention, in which A represents a plane and B represents a cross section. Here, the spatial
[0017]
Each
(A) An
(B) Then, infrared (IR) irradiation is performed. As a result, the
(C) Thereafter, the infrared absorbing film is removed.
(D) A
[0018]
The
[0019]
An example of the driving means of the spatial light modulator is shown in FIG. In the spatial
[0020]
In such a spatial
[0021]
An example of the XY drive line is shown in FIG. Assume that
[0022]
A laminated state of the XY drive lines 30 and 32 is shown in E of FIG. After the
[0023]
When the XY drive lines are formed in such a pattern, the XY drive lines 30 and 32 can function as a stress application film. By the XY drive lines 30 and 32, the stress applied between the pixels of the magnetic garnet film also contributes to the magnetic separation between the pixels, thereby further clarifying the isolated magnetic domain structure in units of pixels. Can do.
[0024]
Further, although not shown in FIG. 5, when grooves are formed between the pixels of the
[0025]
In the present invention, the magnetic domains are unified within each pixel. In the case of having a domain wall in one pixel (in the case of multi-domain), a bias magnetic field is required for magnetization reversal. As a result, the device size and current consumption increase, and there is a concern about heat generation. However, if one pixel is made into a single magnetic domain, a bias magnetic field is not required, and it can be driven only by a pulse current, thereby achieving a reduction in device size and a reduction in current consumption.
[0026]
【Example】
A preferred embodiment of a method for manufacturing a magneto-optical spatial light modulator according to the present invention is shown in FIG. 6A (Example 1) and B (Example 2).
[0027]
(Example 1)
(1-a) As the
(1-b) Infrared rays (IR) are irradiated from above the
(1-c) Next, dry etching (for example, ion milling) is performed using the already provided infrared absorption film (Si film) 18 as a mask. This forms a
(1-d) Then, the infrared absorption film (Si film) is removed by chemical etching.
(1-e) A light reflecting film (Al film) 16 is formed in a region corresponding to the pixel on the
[0028]
Thus, a light reflecting film (Al film) 16 is formed only on the pixel region of the
[0029]
(Example 2)
(2-a) As the
(2-b) Infrared rays (IR) are irradiated from above the
(2-c) Then, the infrared absorption film (Si film) is removed by chemical etching.
(2-d) Next, an
(2-e) Ion milling is performed using the resist
(2-f) The remaining resist layer is removed. The
[0030]
Thus, a light reflecting film (Al film) 16 is formed only on the pixel region of the
[0031]
After the
[0032]
Next, the result of observing the magnetic domain structure in the pixel will be described. Pixels of various sizes (4 to 50 μm) in which the pixels are magnetically separated from each other by the local heat treatment and the stress applied by the light reflection film were prepared on the magnetic garnet film. Then, the direction of magnetization of each pixel is arbitrarily reversed, and the difference in light transmission (ON, OFF) due to the difference in Faraday rotation of light is observed with a polarization microscope to determine whether or not the pixel has a single magnetic domain. Was judged.
[0033]
As a result, almost all the pixels were made into a single domain (single domain). That is, each pixel has a coercive force and has a single domain. Therefore, in such a state, a bias magnetic field is unnecessary, and magnetization can be reversed only by a pulse current, and it was confirmed that it is preferable as a spatial light modulator.
[0034]
【The invention's effect】
In the present invention, as described above, a magneto-optical type in which a light reflecting film is individually formed for each region corresponding to each pixel, and each pixel is magnetically separated by a local heat treatment and a stress applied by the light reflecting film. An XY drive line is formed to match the spatial light modulator or the outer shape of each pixel, and each pixel is magnetically separated by local heat treatment and stress applied by the XY drive line. Since it is a spatial light modulator, it is possible to reduce the distance between pixels to less than the pixel size, especially about 2 μm or less, increase the amount of information per unit area, and process a large amount of information at high speed. It becomes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a spatial light modulator according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing an example of the manufacturing process.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a spatial light modulator and peripheral circuits.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of a usage state of a spatial light modulator.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of an XY drive line according to the present invention.
FIG. 6 is an explanatory view showing one embodiment of a manufacturing process of the spatial light modulator according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記光反射膜は、各ピクセルに対応した領域毎に個別に形成され、前記局所熱処理と光反射膜により印加される応力とで各ピクセル間が磁気的に分離されていることを特徴とする磁気光学式空間光変調器。In the magnetic garnet film, a number of pixels that can independently set the magnetization direction and give rotation of the polarization direction according to the magnetization direction to the incident light by the Faraday effect are two-dimensionally arrayed by local heat treatment, In a spatial light modulator provided with a light reflecting film and an XY drive line for controlling the magnetization direction of each pixel,
The light reflecting film is formed separately for each region corresponding to each pixel, and each pixel is magnetically separated by the local heat treatment and the stress applied by the light reflecting film. Optical spatial light modulator.
前記XY駆動ラインは、各ピクセルの外形に一致しピクセルの内側を回るように形成され、前記局所熱処理とXY駆動ラインにより印加される応力とで各ピクセル間が磁気的に分離されていることを特徴とする磁気光学式空間光変調器。In the magnetic garnet film, a number of pixels that can independently set the magnetization direction and give rotation of the polarization direction according to the magnetization direction to the incident light by the Faraday effect are two-dimensionally arrayed by local heat treatment, In a spatial light modulator provided with a light reflecting film and an XY drive line for controlling the magnetization direction of each pixel,
The XY driving line is formed to match the outer shape of each pixel and go inside the pixel, and each pixel is magnetically separated by the local heat treatment and the stress applied by the XY driving line. A magneto-optical spatial light modulator.
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