JP2013164614A - 空間光変調器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】5本の第1電極333が電気光学結晶基板331の周期分極反転構造内を進む入射光LIの進行方向Zと略垂直なX方向に互いに離間して電気光学結晶基板331の一方主面332上に配列されている。各第1電極333は電位付与部336と電気的に接続されており、電位付与部336が第1電極333に印加する電圧を制御して第1電極333の各々と第2電極335間での電界発生を制御し、第1電極333ごとに周期分極反転構造内での回折効率を変調する。周期分極反転構造内で生じる回折格子がブラッグ回折の条件を満足するように、各第1電極333は電気光学結晶基板331に対して傾斜して配置されており、上記制御によりブラッグ回折光BLまたは0次光を出射する。
【選択図】図4
Description
図1は本発明にかかる空間光変調器を装備したパターン描画装置の第1実施形態を示す斜視図であり、図2は図1に示すパターン描画装置の側面図であり、図3は図1のパターン描画装置の電気的構成を示すブロック図である。このパターン描画装置1では、基台2の一方端側領域(図1および図2の左手側領域)が基板Wの受け渡しを行う基板受渡領域となっているのに対し、他方端側領域(図1および図2の右手側領域)が基板Wへのパターン描画を行うパターン描画領域となっている。この基台2上では、基板受渡領域とパターン描画領域の境界位置にヘッド支持部21が設けられている。このヘッド支持部21では、基台2から上方に2本の脚部材211、212が立設されるとともに、それらの脚部材211、212の頂部を橋渡しするように梁部材213が横設されている。そして、このように構成されたヘッド支持部21のパターン描画領域側で光学ヘッド3が上下方向Zに移動自在に取り付けられており、露光制御部41からの動作指令に応じてヘッド移動機構30が作動することで後述するステージ5に保持される基板Wと光学ヘッド3との距離を高精度に調整可能となっている。なお、光学ヘッド3は本発明にかかる空間光変調器を装備して基板Wに対して光を照射して露光するものであり、その構成および動作については、後で詳述する。
ところで、第1実施形態では、第1電極333の電極幅EW1が格子周期RCより広いが、X方向における第1電極333の電極幅EW1を細くしてもよい。
図8は本発明の第3実施形態を示す図である。この第3実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は、第1電極333の配置である。すなわち、複数の第1電極333は、第1実施形態では入射光LIの進む方向Zに対して略垂直な方向Xに配置されているのに対し、第3実施形態ではブラッグ回折光BLの進む方向BD(本発明の「第2方向」に相当)に対して略垂直な方向NDに互いに離間して配置されている。このように本発明の「第3方向」に相当する方向NDに複数の第1電極333を離間して配置した場合も、第1実施形態と同様の作用効果が得られる。なお、第2実施形態においては、第1電極333はブラッグ回折光BLの進む方向BDに延設されている。
図9は本発明の第4実施形態を示す図である。この第4実施形態はブラッグ回折光BLを用いて基板Wの表面へのパターン描画を行う点で、0次光LOを用いて露光記録を行う第1実施形態と大きく相違している。すなわち、第4実施形態の特徴部分は、図9に示すように、空間光変調器33の出射側に設けられる光学系(シリンドリカルレンズ34+シュリーレン光学系35)がXZ平面において入射光LIの進む方向(空間光変調器33の入射側の光軸OA)に対して角度2θbだけ傾斜して配置されている点である。
図10は本発明の第5実施形態を示す図であり、空間光変調器33の具体的構成を示している。同図に示す空間光変調器33は電気光学結晶基板331内にスラブ導波路3314を設けている点で第1実施形態の空間光変調器33(図5(b)参照)と大きく相違する。すなわち、第5実施形態では、図10(a)に示すように、電気光学結晶基板331の一方主面332全体に対してアニールプロトン交換法による処理が施されている。これにより、光の進行方向であるZ方向に垂直な電気光学結晶基板331の断面において一方主面322の位置(同図の上方位置)から(−Y)方向に離れるに従って屈折率(第1電極333と第2電極335間に電界が生じていない状態における屈折率)が小さくなる屈折率分布が、電気光学結晶基板331の全体において同様に形成される。なお、図10では光が進む方向Zに対して垂直な断面に対してグラデーションを付して一方主面332から(−Y)側に離れるに従って屈折率が漸次小さくなっていることを示している。このように構成することで、入射面331aを介して電気光学結晶基板331の周期分極反転構造に入射した光LIは、一方主面332近傍の屈折率が高い部分(薄い板状の部位)のみを通過してZ方向に導かれる。このように、図10(a)の空間光変調器33では、電気光学結晶基板331の一方主面332近傍の部位がスラブ導波路となっている。したがって、電気光学結晶基板331内を伝播している途中での光損失はごく僅かなものとなり、光を効率よく伝播させることができる。
図11は本発明の第6実施形態を示す図である。また、図12は図11に示すパターン描画装置で用いられた空間光変調器を示す図である。さらに、図13は第1実施形態と第6実施形態の対比図である。この第6実施形態にかかる空間光変調器33が第1実施形態と相違するのは、電気光学結晶基板331に形成される周期分極反転構造と、空間光変調器33とシリンドリカルレンズ34との間にスリット板36が配置されている点であり、その他の構成は基本的に第1実施形態と同一である。以下、その相違点を中心に説明する。
31…光源部
32…照明光学系
33…空間光変調器
34…シリンドリカルレンズ(光学系)
35…シュリーレン光学系(光学系)
331…電気光学結晶基板
3311…第1分極部
3312…第2分極部
3313…分極対
3314…スラブ導波路
3315…境界面
331a…入射面
332…(電気光学結晶基板の)一方主面
334…(電気光学結晶基板の)他方主面
336…電位付与部(変調部)
337…薄膜層
AD…配列方向(第1方向)
BD…ブラッグ回折光の進む方向(第2方向)
BL…ブラッグ回折光
LI…入射光
ND…配列方向(第3方向)
OA…光軸
RC…格子周期
W…基板
X…配列方向(第3方向)
Z…入射光の進む方向(第2方向)
Claims (11)
- 電界を受けて発生する分極の向きが互いに反対である第1分極部および第2分極部を交互に所定周期で第1方向に配列した周期分極反転構造を有し、前記第1方向に対して傾斜した第2方向に沿って進む光が前記周期分極反転構造を介して通過する電気光学結晶基板と、
前記電気光学結晶基板の一方主面上に設けられた複数の第1電極と、
前記電気光学結晶基板の他方主面上に設けられた第2電極と、
前記複数の第1電極と前記第2電極の間での電界発生をそれぞれ制御することで前記周期分極反転構造内の複数領域でそれぞれ回折効率を変化させて各領域を進む光を変調し、複数チャンネルで光変調する変調部とを備え、
前記複数の第1電極は前記周期分極反転構造内を進む光の進行方向と略垂直な第3方向に互いに離間して配列され、
前記複数の第1電極の各々は、当該第1電極と前記第2電極の間で発生する電界を受けて前記周期分極反転構造内の各領域で生じる回折格子がブラッグ回折の条件を満足するように、前記電気光学結晶基板に対して配置され、
前記変調部は、前記複数の第1電極に印加する電圧を制御してチャンネル数、前記第3方向における各チャンネルの幅および前記第3方向における各チャンネルの位置のうち少なくとも1つを調整することを特徴とする空間光変調器。 - 前記第3方向は前記周期分極反転構造に入射された入射光の進む方向に対して略直交する方向である請求項1に記載の空間光変調器。
- 前記複数の第1電極はそれぞれ前記入射光の進む方向に延設されている請求項2に記載の空間光変調器。
- 前記第3方向は前記周期分極反転構造内でブラッグ回折されたブラッグ回折光の進む方向に対して略直交する方向である請求項1に記載の空間光変調器。
- 前記複数の第1電極はそれぞれ前記ブラッグ回折光の進む方向に延設されている請求項4に記載の空間光変調器。
- 前記第3方向での前記第1電極の幅は前記所定周期より広い請求項1ないし5のいずれか一項に記載の空間光変調器。
- 互いに隣接配列された前記第1分極部および前記第2分極部の境界面が前記電気光学結晶基板の前記一方主面および前記他方主面に対して傾斜している請求項1ないし6のいずれか一項に記載の空間光変調器。
- 前記電気光学結晶基板では、前記一方主面から前記他方主面に向かう厚さ方向の一部でスラブ導波路が設けられている請求項1ないし7のいずれか一項に記載の空間光変調器。
- 前記スラブ導波路は前記厚さ方向の中央に形成されている請求項1ないし7のいずれか一項に記載の空間光変調器。
- 前記スラブ導波路はアニールプロトン交換法により形成されている請求項8または9に記載の空間光変調器。
- 前記電気光学結晶基板の前記一方主面から前記他方主面までの厚さは30μm以下である請求項1ないし10のいずれか一項に記載の空間光変調器。
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