JP2020160189A - Spatial light modulator and holography device - Google Patents

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Abstract

To provide a magnetooptic spatial light modulator included in a single-plate system full-colour holography device capable of reproducing a bright and clear image with high frame rate.SOLUTION: A spatial light modulator 10 comprises: a first layer spatial light modulator 11 including magnetic fine lines 41 arranged side by side with a pitch p1y; a second layer spatial light modulator 12 including magnetic fine lines 42 arranged side by side with a pitch p2y; a third layer spatial light modulator 13 including magnetic fine lines 43 arranged side by side with a pitch p3y. The three light modulators are stack from top in this order, and respectively receive light LBi, LGi and LRi of center wavelengths λB, λG and λR simultaneously from top (p1y/λB=p2y/λG=p3y/λR). The third layer spatial light modulator 13 optically rotates the light LRi into light LRo with the magnetic fine line 43 and reflects it. The second layer spatial light modulator 12 optically rotates the light LGi into light LGo with the magnetic fine line 42, reflects it, and transmits therethrough the light LRi, LRo. The first layer spatial light modulator 11 optically rotates the light LBi into light LBo with the magnetic fine line 41, reflects it, and transmits therethrough the light LGi, LRi, LGo and LRo.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、入射した光を磁気光学効果により光の位相や振幅等を空間的に変調して出射する空間光変調器、およびこの空間光変調器を用いたホログラフィ装置に関する。 The present invention relates to a spatial light modulator that spatially modulates the phase and amplitude of light by a magneto-optical effect and emits the incident light, and a holographic apparatus using this spatial optical modulator.

空間光変調器は、画素として光学素子(光変調素子)を用い、これをマトリクス状に2次元配列して光の位相や振幅等を空間的に変調するものであって、ディスプレイ技術や記録技術等の分野で広く利用されている。その一つとして、干渉縞を記録するホログラムに空間光変調器を用いることによって所望の立体像を再生する電子ホログラフィ装置がある。電子ホログラフィ装置(以下、ホログラフィ装置)においては、画素(ピッチ)が再生光の波長に対して大きいほど視域角が狭くなる。そのため、使用される空間光変調器は、従来、半導体素子を搭載した可動式の微小鏡面をアレイ状に配置したDMD(Digital Micromirror Device)や液晶が適用されていたが(例えば、特許文献1〜3)、近年では画素のいっそうの微細化が容易で、さらに立体像を動画で再生するために、高速処理の可能性が期待される磁気光学材料を用いた磁気光学式空間光変調器の開発が進められている。 Spatial light modulators use optical elements (optical modulation elements) as pixels and arrange them two-dimensionally in a matrix to spatially modulate the phase and amplitude of light. Display technology and recording technology. It is widely used in such fields. One of them is an electron holography apparatus that reproduces a desired stereoscopic image by using a spatial light modulator for a hologram that records interference fringes. In an electron holography apparatus (hereinafter, holography apparatus), the larger the pixel (pitch) with respect to the wavelength of the reproduced light, the narrower the viewing range angle. Therefore, as the spatial optical modulator used, a DMD (Digital Micromirror Device) or a liquid crystal in which movable micromirror surfaces equipped with semiconductor elements are arranged in an array has been conventionally applied (for example, Patent Documents 1 to 1). 3) In recent years, it has become easier to further miniaturize pixels, and in order to reproduce stereoscopic images as moving images, the development of a magneto-optical spatial optical modulator using a magneto-optical material, which is expected to have high-speed processing potential. Is underway.

磁気光学式空間光変調器においては、磁性体に入射した光が透過または反射する際にその偏光の向きを変化(旋光)させて出射するファラデー効果(反射の場合はカー効果)を利用している。すなわち磁気光学式空間光変調器(以下、適宜、空間光変調器)は、磁性膜を備える光変調素子の磁化方向を画素毎に異なる向きに変化させて、それぞれの磁化方向の光変調素子によって、偏光の向きの異なる光に変調され、出射光のうちの特定の向きの偏光の光を偏光フィルタで取り出す。このような磁気光学式空間光変調器に搭載される光変調素子の磁化方向を変化させる方法として、光変調素子にその周囲に設けられた配線に供給される電流で発生させた磁界を印加する磁界印加方式(例えば、特許文献4)や、光変調素子にその上下に接続した一対の電極(配線)から電流を供給することによりスピンを注入するスピン注入磁化反転方式(例えば、特許文献5)がある。さらに、スピン注入磁化反転方式の変形といえる磁壁移動方式の空間光変調器(例えば、特許文献6)がある。 In a magneto-optical spatial light modulator, the Faraday effect (Kerr effect in the case of reflection) is used to change the direction of polarized light (optical rotation) when light incident on a magnetic material is transmitted or reflected. There is. That is, in the magneto-optical spatial light modulator (hereinafter, as appropriate, the spatial light modulator), the magnetization direction of the light modulation element provided with the magnetic film is changed for each pixel in a different direction, and the light modulation element in each magnetization direction is used. , It is modulated into light with different polarization directions, and the polarized light with a specific direction among the emitted light is extracted by a polarization filter. As a method of changing the magnetization direction of the light modulation element mounted on such a magneto-optical spatial light modulator, a magnetic field generated by a current supplied to the wiring provided around the light modulation element is applied to the light modulation element. A magnetic field application method (for example, Patent Document 4) or a spin injection magnetization reversal method (for example, Patent Document 5) in which spin is injected by supplying an electric current from a pair of electrodes (wiring) connected above and below the light modulation element. There is. Further, there is a domain wall moving type spatial light modulator (for example, Patent Document 6) which can be said to be a modification of the spin injection magnetization reversal method.

特許文献6に記載された磁壁移動方式の空間光変調器は、特許文献4,5に記載された、画素毎に分離した磁性膜(光変調素子)を2次元配列した空間光変調器と異なり、細線状の磁性体(磁性細線)を並設して、磁性細線のそれぞれを一列に連続して配列した光変調素子とする。幅300nm程度以下の磁性細線は、細線方向に区切るように磁区が生成し易く、そして、両端を電源に接続して直流電流を供給されると、その逆方向に注入される電子のスピンによって磁区同士を仕切る磁壁が移動するため、すべての磁区がシフト移動する。磁壁移動方式の空間光変調器においては、磁性細線の一端近傍で所望の磁化方向に生成した磁区を、電流供給によって所定の画素の位置まで移動させて、磁性細線に一列に配列されたすべての画素のそれぞれを所望の磁化方向にする。そのため、特許文献4,5に記載された磁気光学式空間光変調器のように画素毎に配線を設ける必要がなく、さらに磁性細線の細線方向においては光変調素子同士の間の間隙がないので、画素の開口率(光を変調させる有効領域)を特に高くすることができる。 The magnetic wall movement type spatial light modulator described in Patent Document 6 is different from the spatial light modulator in which magnetic films (optical modulation elements) separated for each pixel are two-dimensionally arranged as described in Patent Documents 4 and 5. , Fine wire-shaped magnetic materials (magnetic thin wires) are arranged side by side to form an optical modulation element in which each of the magnetic fine wires is continuously arranged in a row. Magnetic domains with a width of about 300 nm or less are likely to be generated so as to divide them in the wire direction, and when both ends are connected to a power supply and a direct current is supplied, the magnetic domains are formed by the spin of electrons injected in the opposite direction. Since the domain walls that separate them move, all magnetic domains shift. In a domain wall moving type spatial optical modulator, all magnetic domains generated in a desired magnetization direction near one end of a magnetic wire are moved to a predetermined pixel position by a current supply and arranged in a row on the magnetic wire. Set each of the pixels in the desired magnetization direction. Therefore, unlike the magneto-optical spatial light modulators described in Patent Documents 4 and 5, it is not necessary to provide wiring for each pixel, and there is no gap between the light modulation elements in the thin line direction of the magnetic thin wire. , The aperture ratio of the pixel (the effective region for modulating the light) can be made particularly high.

これらの磁気光学式空間光変調器は、単色光の明暗を表示する。そこで、空間光変調器、特に磁気光学式空間光変調器を使用したカラーホログラフィ装置は、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色のレーザー光毎の専用の空間光変調器を備えて、これら3枚の空間光変調器からの各出射光を一つに合成する3枚方式(例えば、特許文献1)や、1フレームの時間を3分割して、各色のレーザー光を交互に1枚の空間光変調器へ入射し、同期してこの空間光変調器の画素の明暗を赤色用、緑色用、青色用に切り替える時分割方式(例えば、特許文献2,3)でフルカラー表示を実現している。 These magneto-optical spatial light modulators display the light and darkness of monochromatic light. Therefore, a color holography apparatus using a spatial light modulator, particularly a magneto-optical spatial light modulator, is a dedicated spatial light modulator for each laser beam of each color of red (R), green (G), and blue (B). (For example, Patent Document 1), which combines the light emitted from each of these three spatial light modulators into one, or the time of one frame is divided into three to generate laser light of each color. Full color by a time division method (for example, Patent Documents 2 and 3) in which light and darkness of pixels of this spatial light modulator is alternately switched between red, green, and blue by alternately incident on one spatial light modulator. The display is realized.

特許第4963477号公報Japanese Patent No. 4963477 特許第5811570号公報Japanese Patent No. 581570 特開2012−242513号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-242513 特開2009−115916号公報JP-A-2009-115916 特許第5054636号公報Japanese Patent No. 5054636 特許第5782334号公報Japanese Patent No. 5782334

特許文献1に記載された3枚方式によるホログラフィ装置は、3枚の空間光変調器が各色のレーザー光を個別に入射され、かつそれぞれの出射光を重ね合わせるために、3枚の空間光変調器が互いに離間して配置されたり、反射鏡等の光学系を多数備えるために、構造が複雑になり、大型化する。特許文献2,3に記載された時分割方式によるホログラフィ装置は、時分割により、再生像が、光量の少ない暗いものになり、色調の不意の変化やぼやけ等を生じ易い。また、時分割方式によるホログラフィ装置は、特に高速応答のスピン注入磁化反転方式の空間光変調器であっても、フレームレートの高速化が困難である。 In the three-panel holography apparatus described in Patent Document 1, three spatial light modulators individually inject laser light of each color and superimpose the emitted light of each of the three spatial light modulators. Since the vessels are arranged apart from each other and a large number of optical systems such as reflectors are provided, the structure becomes complicated and the size becomes large. In the time-division holography apparatus described in Patent Documents 2 and 3, the reproduced image becomes dark with a small amount of light due to time division, and unexpected changes in color tone, blurring, etc. are likely to occur. Further, it is difficult to increase the frame rate of a time-division holography apparatus, even if it is a spatial light modulator of a spin injection magnetization reversal system having a high-speed response.

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、明るく鮮明な像を再生することができ、高フレームレート化が容易で、大型化しないフルカラーホログラフィ装置を構成することのできる、磁気光学式単板型フルカラー空間光変調器を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a magneto-optical effect capable of reproducing a bright and clear image, easily increasing the frame rate, and configuring a full-color holography apparatus that does not increase in size. An object of the present invention is to provide a single-plate type full-color spatial light modulator.

本発明者らは、特許文献4〜6に記載されている磁気光学式空間光変調器の中でも、特に画素の微細化が容易な上、画素毎の配線(電極)の不要な磁壁移動方式の空間光変調器を適用することで、この空間光変調器に光を色(波長域)によって選択的に反射、透過させることに想到した。 Among the magneto-optical spatial light modulators described in Patent Documents 4 to 6, the present inventors have a magnetic wall movement method that makes it particularly easy to miniaturize pixels and does not require wiring (electrodes) for each pixel. By applying a spatial light modulator, we came up with the idea of selectively reflecting and transmitting light by color (wavelength range) to this spatial light modulator.

本発明に係る空間光変調器は、複数の波長域の光を入射光とし、画素がx方向とy方向とに二次元配列した画素アレイを前記入射光の入射方向に複数重ねて備え、前記入射光の偏光方向を前記波長域毎に2値の角度に変化させて反射して出射するものであり、前記画素アレイのそれぞれが、x方向に延伸した磁性細線を並設して前記磁性細線のそれぞれにその細線方向に一列に配列した画素が区画され、前記入射光における互いに異なる固有の波長域の光を前記磁性細線によって旋光して反射する。そして、この空間光変調器は、前記画素アレイのそれぞれが、前記固有の波長域の中心波長の定数倍のピッチで前記磁性細線を並設していることを特徴とする。または、空間光変調器は、前記画素アレイのそれぞれにおいて、前記画素のx方向長が前記固有の波長域の中心波長の定数倍であり、前記磁性細線が、前記画素のそれぞれがさらに細線方向に2つに区画されてその同じ側の1つの領域において前記2値の角度の所定の一方に旋光することを特徴とする。 The spatial optical modulator according to the present invention is provided with a plurality of pixel arrays in which light in a plurality of wavelength ranges is used as incident light and pixels are two-dimensionally arranged in the x direction and the y direction in the incident direction of the incident light. The polarization direction of the optical rotation is changed to a binary angle for each wavelength range, and the light is reflected and emitted. In each of the pixel arrays, magnetic wires extending in the x direction are arranged side by side to form the magnetic wires. Pixels arranged in a row in the direction of the thin line are partitioned in each of the above, and light in a unique wavelength range different from each other in the incident light is rotated by the magnetic thin line and reflected. The spatial light modulator is characterized in that each of the pixel arrays has the magnetic fine wires arranged side by side at a pitch that is a constant multiple of the central wavelength of the unique wavelength region. Alternatively, in the spatial optical modulator, in each of the pixel arrays, the x-direction length of the pixel is a constant multiple of the center wavelength of the unique wavelength region, and the magnetic wire is further arranged in the wire direction of each of the pixels. It is characterized in that it is divided into two and rotates in a predetermined one of the binary angles in one region on the same side thereof.

かかる構成により、空間光変調器は、一列に配列した画素が磁性細線で構成された画素アレイを備えるので、画素の微細化が容易で、また、画素毎の配線がなく、複数の波長域の光を個別に光変調させる画素アレイを重ねて配置することができて小型なものとなり、また、画素アレイ毎に光の波長に対応した画素ピッチであるため、出射光の視域角が揃ったものとなる。 With this configuration, the spatial optical modulator includes a pixel array in which the pixels arranged in a row are composed of magnetic fine wires, so that the pixels can be easily miniaturized, and there is no wiring for each pixel, so that there is no wiring for each pixel, and there are a plurality of wavelength ranges. Pixel arrays that individually photomodulate light can be arranged one on top of the other, resulting in a compact size. In addition, since each pixel array has a pixel pitch corresponding to the wavelength of light, the viewing range angles of the emitted light are uniform. It becomes a thing.

本発明に係るホログラフィ装置は、前記空間光変調器と、その画素アレイの磁性細線を前記画素の一つとして2値の磁化方向にする磁化手段と、前記磁性細線に当該磁性細線に生成している磁区を細線方向に移動させるパルス電流を供給する電流供給手段と、前記空間光変調器へ複数の波長域の光を照射する多波長光源と、前記空間光変調器からの出射光が入射する偏光フィルタと、を備える。 In the holography apparatus according to the present invention, the space light modulator, the magnetization means for which the magnetic thin wire of the pixel array is set as one of the pixels and has a binary magnetization direction, and the magnetic thin wire is generated into the magnetic thin wire. A current supply means for supplying a pulsed current that moves a magnetic zone in a thin line direction, a multi-wavelength light source that irradiates the spatial optical modulator with light in a plurality of wavelength regions, and light emitted from the spatial optical modulator are incident. It includes a polarizing filter.

かかる構成により、ホログラフィ装置は、空間光変調器に複数の波長域の光をまとめて同時に入射することができ、かつ出射光も略同一の光路であるので、構造が複雑でなく、大型化しない。 With such a configuration, the holography apparatus can simultaneously inject light in a plurality of wavelength ranges into the spatial light modulator at the same time, and the emitted light has substantially the same optical path, so that the structure is not complicated and the size is not increased. ..

本発明に係る空間光変調器によれば、高フレームレートで、明るく鮮明なフルカラーの像を、広い視域角で表示することが可能な小型なホログラフィ装置が得られる。本発明に係るホログラフィ装置によれば、高フレームレートで、明るく鮮明なフルカラーの像を、広い視域角で表示することができる。 According to the spatial light modulator according to the present invention, a compact holographic apparatus capable of displaying a bright and clear full-color image at a high frame rate with a wide viewing angle can be obtained. According to the holography apparatus according to the present invention, a bright and clear full-color image can be displayed at a high frame rate with a wide viewing angle.

本発明に係る空間光変調器の構造を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the spatial light modulator which concerns on this invention. 本発明の第1実施形態に係る空間光変調器の構造を模式的に説明する斜視断 面図である。It is a perspective sectional view schematically explaining the structure of the spatial light modulator according to the 1st Embodiment of this invention. 図2に示す空間光変調器のY方向から見た側面図である。It is a side view seen from the Y direction of the spatial light modulator shown in FIG. 本発明に係る空間光変調器の磁性細線の動作を模式的に説明するための、画 素アレイの外観図である。It is external drawing of the element array for schematically explaining the operation of the magnetic wire of the spatial light modulator which concerns on this invention. 本発明に係るホログラフィ装置の構造を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the holography apparatus which concerns on this invention. 本発明の第1実施形態に係る空間光変調器における光路を模式的に説明する ための、YZ面での部分断面図である。It is a partial cross-sectional view on the YZ plane for schematically explaining the optical path in the spatial light modulator according to 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る空間光変調器による光変調動作および立体像の 再生を模式的に説明するための、画素アレイのYZ面での断面図である。It is sectional drawing in the YZ plane of the pixel array for schematically explaining the light modulation operation by the spatial light modulator and the reproduction of a stereoscopic image which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の変形例に係る空間光変調器を構成する単色空間光変 調器の構造を模式的に説明する一部切欠き斜視断面図である。It is a partially cutaway perspective sectional view schematically explaining the structure of the monochromatic spatial light modulator constituting the spatial light modulator according to the modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る空間光変調器の構造を模式的に説明する斜視断 面図である。It is a perspective sectional view schematically explaining the structure of the spatial light modulator according to the 2nd Embodiment of this invention. 図10に示す空間光変調器のY方向から見た側面図である。It is a side view seen from the Y direction of the spatial light modulator shown in FIG. 本発明の第2実施形態に係る空間光変調器における光路を模式的に説明す るための、YZ面での部分断面図である。It is a partial cross-sectional view on the YZ plane for schematically explaining the optical path in the spatial light modulator according to the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る空間光変調器による光変調動作および立体像 の再生を模式的に説明するための、画素アレイのXZ面での断面図である。It is sectional drawing in the XZ plane of the pixel array for schematically explaining the light modulation operation by the spatial light modulator and the reproduction of a stereoscopic image which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

本発明に係る空間光変調器およびホログラフィ装置を実施するための形態について、図を参照して説明する。図面に示す空間光変調器およびその要素は、説明を明確にするために、大きさや位置関係等を誇張していることや、形状を単純化していることがあり、また、複数個設けられた要素については個数を少なくしていることかある。 A mode for carrying out the spatial light modulator and the holographic apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In order to clarify the explanation, the spatial light modulator and its elements shown in the drawings may be exaggerated in size and positional relationship, or the shape may be simplified, and a plurality of spatial light modulators are provided. The number of elements may be reduced.

〔空間光変調器〕
本発明に係る空間光変調器は、一面に光を入射されて反射させて同じ面から光を出射する反射型の空間光変調器であり、画素毎に、入射光の偏光方向を2値の角度に変化(旋光)させて出射する。画素とは、空間光変調器による表示の最小単位での情報(明/暗)を表示する手段を指す。さらに、本発明に係る空間光変調器は、複数の波長域の光を入射されて、波長域毎に旋光した光を出射するものである。このような空間光変調器は、後記するように、ホログラフィ装置の表示デバイスとして使用され、フルカラーの立体像の表示を可能とする。以下、本発明に係る空間光変調器の実施形態を詳細に説明する。
[Spatial light modulator]
The spatial light modulator according to the present invention is a reflection type spatial light modulator in which light is incident on one surface and reflected to emit light from the same surface, and the polarization direction of the incident light is binary for each pixel. The light is emitted by changing the angle (optical rotation). Pixels refer to means for displaying information (bright / dark) in the smallest unit of display by a spatial light modulator. Further, the spatial light modulator according to the present invention emits light that is incident on light in a plurality of wavelength ranges and is rotated in each wavelength range. Such a spatial light modulator is used as a display device of a holographic apparatus, as will be described later, and enables the display of a full-color stereoscopic image. Hereinafter, embodiments of the spatial light modulator according to the present invention will be described in detail.

〔第1実施形態〕
本発明の第1実施形態に係る空間光変調器10は、図1に示すように、光LWiを入射される側から順に、第1層空間光変調器11、第2層空間光変調器12、および第3層空間光変調器13(適宜まとめて、単色空間光変調器11,12,13)を重ねて備える。単色空間光変調器11,12,13のそれぞれは、水平(H)方向と垂直(V)方向とに画素を二次元配列した画素アレイを有し、この画素アレイを設けられた領域を画素領域IA1,IA2,IA3と称する。空間光変調器10は、単色空間光変調器11,12,13の画素数が多いほど高精細な像を再生することができ、一例として、それぞれ画素を1920(H)×1080(V)で配列する。
[First Embodiment]
Spatial light modulator 10 according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, in order from the side which enters the light L W i, the first layer spatial light modulator 11, a second layer spatial light modulator The vessels 12 and the third layer spatial light modulators 13 (collectively, monochromatic spatial light modulators 11, 12, 13) are stacked and provided. Each of the monochromatic space optical modulators 11, 12, and 13 has a pixel array in which pixels are two-dimensionally arranged in the horizontal (H) direction and the vertical (V) direction, and the area provided with the pixel array is a pixel area. It is called IA1, IA2, IA3. The spatial light modulator 10 can reproduce a high-definition image as the number of pixels of the monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13 increases. As an example, each pixel is 1920 (H) × 1080 (V). Arrange.

入射光LWiは波長域の異なる3つの光LBi,LGi,LRiを含み、空間光変調器10に入射した光LBiは、反射して、偏光の向きが画素毎に2通りに変化した光LBoとなって出射する。同様に、空間光変調器10に入射した光LGi,LRiは、それぞれ光LGo,LRoとなって出射する。本明細書および図面においては、光LBiと光LBoについて、偏光の向き(偏光成分)を特定しない場合等に光LBと称する。同様に、光LGiと光LGoを光LG、光LRiと光LRoを光LR、とそれぞれ称する。また、入射光LBi,LGi,LRiについて、波長を特定しない場合等に入射光Liと称する。同様に、出射光LBo,LGo,LRoを出射光Loと称する。 The incident light L W i is the three different wavelength ranges of light L B i, L G i, include L R i, the light L B i that is incident on the spatial light modulator 10 is reflected by, the polarization direction of the pixel become light L B o has changed in two ways to exit each. Similarly, the light L G i, L R i incident on the spatial light modulator 10, respectively light L G o, is emitted as L R o. In the present specification and drawings, the light L B i and the light L B o, referred to as light L B in such a case that does not identify the orientation (polarization component) of the polarization. Similarly, referred respectively light L G i and the light L G o light L G, light L R i and the light L R o light L R, and. Further, the incident light L B i, L G i, and L R i are referred to as incident light Li when the wavelength is not specified. Similarly, the outgoing light L B o, referred to as L G o, L R o outgoing light Lo.

光LB,LG,LRは、この順に波長が短く、また、それぞれの波長域が互いに重複しないものとする。ここでは、光LBが中心波長λB=408nmの青色光、光LGが中心波長λG=530nmの緑色光、光LRが中心波長λR=708nmの赤色光とする。なお、本願において、中心波長とは、その波長域に含まれる値であればよく、光量の最も多い波長(ピーク波長)であることが好ましい。 Light L B, L G, L R is the wavelength in this order is short, also intended to respective wavelength regions do not overlap each other. Here, the light L B is the central wavelength lambda B = 408 nm of the blue light, the light L G is the center wavelength lambda G = green light 530 nm, the light L R is the red light having a center wavelength lambda R = 708 nm. In the present application, the center wavelength may be a value included in the wavelength range, and is preferably the wavelength (peak wavelength) having the largest amount of light.

単色空間光変調器11,12,13は、それぞれ、単色光LB,LG,LRの空間光変調器である。空間光変調器10の最上層に設けられた第1層空間光変調器11は、画素領域IA1において、入射した光LBiの偏光の向きを所定の2値の角度に回転させた光LBoに変調して反射する。第1層空間光変調器11と第3層空間光変調器13の間に設けられている第2層空間光変調器12は、画素領域IA2において、入射した光LGiの偏光の向きを所定の2値の角度に回転させた光LGoに変調して反射する。空間光変調器10の最下層に設けられた第3層空間光変調器13は、画素領域IA3において、入射した光LRiの偏光の向きを所定の2値の角度に回転させた光LRoに変調して反射する。また、第1層空間光変調器11は光LG,LRを透過してかつ変調させず、第2層空間光変調器12は光LRを透過してかつ変調させない。空間光変調器10においては、下(光LWiを入射される側から遠い側)に設けられている第3層空間光変調器13が、媒体に比較的深く進入し易い長波長の光LRを変調させる構造とすることで、光LB,LG,LRの減衰が抑制される。以下、単色空間光変調器11,12,13の各要素について説明する。 Monochromatic spatial light modulator 11, 12 and 13, respectively, is a monochromatic light L B, L G, the spatial light modulator of L R. The first layer spatial light modulator 11 provided in the uppermost layer of the spatial light modulator 10, in the pixel region IA1, light was rotated the direction of polarization of the light L B i that is incident on the angle of the predetermined binary L It is modulated to Bo and reflected. The second layer spatial light modulator 12 provided between the first layer spatial light modulator 11 and the third layer spatial light modulator 13, in the pixel region IA2, the direction of polarization of the light L G i incident modulated to reflect a predetermined binary optical rotated to an angle L G o. Third layer spatial light modulator 13 provided in the lowermost layer of the spatial light modulator 10, in the pixel region IA3, light was rotated the direction of polarization of the light L R i incident on the angle of the predetermined binary L It is modulated to Ro and reflected. Further, the first layer spatial light modulator 11 is light L G, not and not modulated by transmit L R, a second layer spatial light modulator 12 and not modulated by transmitted light L R. In the spatial light modulator 10, under the third layer spatial light modulator 13 provided (light L W i from the side far side to be incident) on is a relatively deep penetration easy long wavelength in medium light by a structure for modulating the L R, the light L B, L G, the attenuation of L R is suppressed. Hereinafter, each element of the monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13 will be described.

図2および図3に示すように、第1層空間光変調器11は、基板61、基板61上にピッチp1yで並設されたX方向に延伸する磁性細線41、磁性細線41毎にその両端に接続する電極51nと電極51p(適宜まとめて、電極51)、および磁性細線41,41間を埋める絶縁層64を備える。第2層空間光変調器12は、基板62、基板62上にピッチp2yで並設されたX方向に延伸する磁性細線42、磁性細線42毎にその両端に接続する電極52nと電極52p(図示省略、適宜まとめて、電極52)、および磁性細線42,42間を埋める絶縁層64を備える。第3層空間光変調器13は、基板63、基板63上にピッチp3yで並設されたX方向に延伸する磁性細線43、磁性細線43毎にその両端に接続する電極53nと電極53p(図示省略、適宜まとめて、電極53)、および磁性細線43,43間を埋める絶縁層64を備える。単色空間光変調器11,12,13は、磁性細線41,42,43を、画素アレイのY方向における画素数と同数本備え、例えばY方向の画素数1920に設計する場合には、各1920本備える。なお、図2では、簡潔に表すために、磁性細線41,42,43を各16本備える構成で例示される。また、図2および図3では、絶縁層64は透明として、輪郭線のみを破線で表す。 As shown in FIGS. 2 and 3, the first layer spatial light modulator 11 is provided for each of the magnetic thin wires 41 and the magnetic thin wires 41 extending in the X direction arranged side by side on the substrate 61 and the substrate 61 at a pitch p1 y. An electrode 51n connected to both ends, an electrode 51p (collectively, the electrode 51), and an insulating layer 64 that fills the space between the magnetic thin wires 41 and 41 are provided. The second layer space optical modulator 12 includes a substrate 62, a magnetic thin wire 42 extending in the X direction arranged side by side on the substrate 62 at a pitch p2 y , and an electrode 52n and an electrode 52p connected to both ends of each magnetic thin wire 42 ( An electrode 52) and an insulating layer 64 that fills the space between the magnetic thin wires 42 and 42 are provided, not shown, but collectively as appropriate. The third layer space optical modulator 13 includes a substrate 63, a magnetic thin wire 43 extending in the X direction arranged side by side on the substrate 63 at a pitch p3 y , and electrodes 53n and electrodes 53p (each of the magnetic thin wires 43 connected to both ends thereof) An electrode 53) and an insulating layer 64 that fills the space between the magnetic thin wires 43 and 43 are provided, not shown, but collectively as appropriate. The monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13 include the same number of magnetic fine wires 41, 42, and 43 as the number of pixels in the Y direction of the pixel array. For example, when designing the number of pixels in the Y direction to 1920, each 1920 Prepare this book. In FIG. 2, for the sake of brevity, a configuration is illustrated in which 16 magnetic thin wires 41, 42, and 43 are provided. Further, in FIGS. 2 and 3, the insulating layer 64 is transparent, and only the outline is represented by a broken line.

空間光変調器10において、X,Y方向は、画素の配列方向であり、表示デバイスとしたときに、一方が水平(H)方向、他方が垂直(V)方向となる(図1参照)。本実施形態においては、X方向すなわち磁性細線41,42,43の細線方向を垂直方向にすることが好ましい。また、単色空間光変調器11,12,13の積層方向であるZ方向(上下方向)は、奥行き(D)方向となる。なお、光LWiを入射される側を上として説明する。 In the spatial light modulator 10, the X and Y directions are the pixel arrangement directions, and when used as a display device, one is the horizontal (H) direction and the other is the vertical (V) direction (see FIG. 1). In the present embodiment, it is preferable that the X direction, that is, the thin wire direction of the magnetic fine wires 41, 42, 43 is the vertical direction. Further, the Z direction (vertical direction), which is the stacking direction of the monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13, is the depth (D) direction. Incidentally, illustrating the side to be incident light L W i as above.

単色空間光変調器11,12,13は、平面(XY面を指す)視における寸法を除いて概ね同じ構造であり、特定しない場合に単色空間光変調器1と称する。そして、磁性細線41,42,43の単色空間光変調器1に設けられたものを磁性細線4と称し、その幅W1,W2,W3をW、ピッチすなわち画素のY方向長p1y,p2y,p3yをpy、また、画素のX方向長p1x,p2x,p3xをpxと称する。同様に、電極51n,52n,53nを電極5n、電極51p,52p,53pを電極5p、基板61,62,63を基板6、画素領域IA1,IA2,IA3を画素領域IAとそれぞれ称する。 The monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13 have substantially the same structure except for the dimensions in a plane (pointing to the XY plane) view, and are referred to as a monochromatic spatial light modulator 1 when not specified. The magnetic thin wires 41, 42, and 43 provided in the monochromatic spatial light modulator 1 are referred to as magnetic thin wires 4, and the widths W1, W2, and W3 are W, and the pitch, that is, the lengths of the pixels in the Y direction p1 y , p2 y. , P3 y are referred to as p y , and the pixel X-direction lengths p1 x , p2 x , and p3 x are referred to as p x . Similarly, the electrodes 51n, 52n and 53n are referred to as electrodes 5n, the electrodes 51p, 52p and 53p are referred to as electrodes 5p, the substrates 61, 62 and 63 are referred to as substrates 6, and the pixel regions IA1, IA2 and IA3 are referred to as pixel regions IA, respectively.

図2、図3、および図4に示すように、磁性細線4(41,42,43)は、X方向に沿った直線状に成形された磁性体であり、磁区が細線方向に分割されて生成することにより、1本が画素アレイのX方向における1列に配列された複数の画素(光変調素子)を構成する。例えばX方向の画素数1080に設計する場合には、磁性細線41,42,43はそれぞれ、細線方向に画素を1080個連続して備える。なお、図4では、簡潔に表すために、単色空間光変調器1について、磁性細線4および電極5n,5pのみを示す。また、図3および図4では、磁性細線4(41,42,43)内に付した矢印は磁化方向を表し、さらに、磁化方向の異なる磁区を網掛けの有無で表す。磁性細線4は、前記複数の画素(画素列と称する)を構成する領域と、画素列の外側の、電極5nに接続した側の書込領域4w(41w,42w,43w)と、両端の電極5n,5pに接続した領域とを有する。書込領域4wは、細線方向(X方向)における磁区の最小長さlc以上の磁区であり、単色空間光変調器1において、ここでは図4に示すように、X方向における位置を揃えて設けられる。最小長さlcは、書込みの単位長であり、画素のX方向長pxに設定される(lc=px)。 As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the magnetic thin wire 4 (41, 42, 43) is a magnetic material formed in a straight line along the X direction, and the magnetic domain is divided in the thin line direction. By generating, one of them constitutes a plurality of pixels (optical modulation elements) arranged in a row in the X direction of the pixel array. For example, when the number of pixels in the X direction is 1080, each of the magnetic thin wires 41, 42, and 43 includes 1080 pixels continuously in the thin wire direction. In FIG. 4, for the sake of brevity, only the magnetic thin wire 4 and the electrodes 5n and 5p are shown for the monochromatic spatial light modulator 1. Further, in FIGS. 3 and 4, the arrows attached in the magnetic thin lines 4 (41, 42, 43) indicate the magnetization direction, and the magnetic domains having different magnetization directions are indicated by the presence or absence of shading. The magnetic thin wire 4 includes a region constituting the plurality of pixels (referred to as a pixel row), a writing region 4w (41w, 42w, 43w) on the side connected to the electrode 5n outside the pixel row, and electrodes at both ends. It has a region connected to 5n and 5p. The writing area 4w is a magnetic domain having a minimum length l c or more of the magnetic domain in the thin line direction (X direction), and is aligned in the X direction in the monochromatic spatial light modulator 1 as shown in FIG. Provided. Minimum length l c is the unit length of the writing, is set in the X-direction length p x of the pixel (l c = p x).

磁性細線4は、単色空間光変調器1が変調する波長域の光に磁気光学効果を示すように、幅Wが前記光の半波長λ/2以上に設計される。一方で、磁性細線4は、細線方向のみに磁区が分割され易いように、厚さ(膜厚)が70nm程度以下であることが好ましく、幅Wが300nm程度以下であることが好ましい。さらに、磁性細線4は、細線方向のみに磁区を分割され易いように、磁区の最小長さlcすなわち画素長pxに対して幅Wが大き過ぎないことが好ましく、具体的には、幅Wが2px以下であることが好ましく、px以下であることがより好ましい。ただし、このような寸法でなくても、磁性細線4は、予め外部磁界を印加されることによって、細線方向のみに磁区が分割された状態にすることができる。また、隣り合う磁性細線4,4同士は、間隙を、互いの磁化の影響を受け難い程度に空けることが好ましい。さらに後記するように、磁性細線4(41,42,43)の幅Wおよびピッチpyは、単色空間光変調器11,12,13でそれぞれ固有の値に設計される。また、磁性細線4は、旋光角(カー回転角)を大きくして反射させるために、材料にもよるが、厚さ4nm以上であることが好ましい。一方で、第1、第2層空間光変調器11,12の磁性細線41,42は、後記するように一部の波長域の光を透過し易いように、厚さ30nm以下であることがより好ましく、20nm以下であることがさらに好ましい。 The magnetic thin wire 4 is designed so that the width W is at least half the wavelength λ / 2 of the light so that the light in the wavelength range modulated by the monochromatic space optical modulator 1 exhibits a magneto-optical effect. On the other hand, the magnetic thin wire 4 preferably has a thickness (film thickness) of about 70 nm or less and a width W of about 300 nm or less so that magnetic domains can be easily divided only in the thin wire direction. Further, it is preferable that the width W of the magnetic thin wire 4 is not too large with respect to the minimum length l c of the magnetic domain, that is, the pixel length p x , so that the magnetic domain can be easily divided only in the thin wire direction. W is preferably 2p x or less, and more preferably px or less. However, even if the dimensions are not such, the magnetic domain can be set in the magnetic domain divided only in the wire direction by applying an external magnetic field in advance. Further, it is preferable that the adjacent magnetic thin wires 4 and 4 have a gap to the extent that they are not easily affected by the magnetization of each other. As further described below, the width W and the pitch p y of the magnetic nanowire 4 (41, 42, 43) are monochromatic spatial light modulator 11, 12, 13 are designed to a unique value. Further, the magnetic thin wire 4 preferably has a thickness of 4 nm or more, although it depends on the material, in order to increase the optical rotation angle (car rotation angle) and reflect the magnetic wire 4. On the other hand, the magnetic thin wires 41 and 42 of the first and second layer spatial light modulators 11 and 12 have a thickness of 30 nm or less so as to easily transmit light in a part of the wavelength range as described later. More preferably, it is 20 nm or less.

磁性細線4は、公知の強磁性材料を適用することができ、垂直磁気異方性材料であることが好ましく、さらに磁気光学効果(カー効果)の高い材料であることが好ましい。このような材料として、例えば、Co/Pd多層膜のような遷移金属とPd,Pt,Cuとを繰り返し積層した多層膜、ならびに、Tb−Fe−Co,Gd−Fe等の希土類金属と遷移金属との合金(RE−TM合金)またはTb/Co多層膜のような多層膜が挙げられる。磁性細線4はさらに、最上層に強磁性材料の酸化等を防止するための保護膜、最下層に密着性を確保するための下地膜を、Ru,Ta,Cu,Pt,Au,W等の厚さ1〜10nmの非磁性金属膜で備えてもよい(図示せず)。あるいは磁性細線4は、保護膜や下地膜にMgO,SiO2,Si34等の光を透過する絶縁膜を適用してもよく、ただし、電極5n,5pと接続する界面においては除去される。磁性細線4は、これらの材料をスパッタリング法等の公知の方法により連続して成膜し、フォトリソグラフィ、エッチング、リフトオフ、化学機械研磨(CMP)法、ダマシン法等を用いて、細線形状に成形されてなる。 A known ferromagnetic material can be applied to the magnetic thin wire 4, and it is preferably a material having a perpendicular magnetic anisotropy, and more preferably a material having a high magneto-optical effect (Kerr effect). Examples of such materials include a multilayer film in which a transition metal such as a Co / Pd multilayer film and Pd, Pt, and Cu are repeatedly laminated, and a rare earth metal and a transition metal such as Tb-Fe-Co and Gd-Fe. Examples thereof include an alloy with (RE-TM alloy) or a multilayer film such as a Tb / Co multilayer film. The magnetic thin wire 4 further has a protective film on the uppermost layer for preventing oxidation of the ferromagnetic material and a base film for ensuring adhesion on the lowermost layer, such as Ru, Ta, Cu, Pt, Au, and W. It may be provided with a non-magnetic metal film having a thickness of 1 to 10 nm (not shown). Alternatively, the magnetic thin wire 4 may be provided with an insulating film that transmits light such as MgO, SiO 2 , Si 3 N 4, etc. as the protective film or the base film, but is removed at the interface connected to the electrodes 5n and 5p. To. The magnetic thin wire 4 is formed into a fine wire shape by continuously forming these materials by a known method such as a sputtering method and using photolithography, etching, lift-off, chemical mechanical polishing (CMP) method, damascene method or the like. Being done.

磁性細線4は、書込領域4wにおいて、この領域に限定して所望の磁化方向に磁化手段8によって変化させる(磁化する)ために、磁化方法(書込方式)に対応した構造とする。具体的には、図4に示すように、書込領域4wに対向させた磁化手段8の磁気ヘッドから磁界MFを垂直に印加されるように、磁性細線4の下側(磁化手段8を対向させる側の反対側)に非磁性層を介して軟磁性層が設けられた積層構造とする(特許文献6参照)。 In the writing region 4w, the magnetic thin wire 4 has a structure corresponding to the magnetization method (writing method) in order to change (magnetize) in a desired magnetization direction by the magnetization means 8 only in this region. Specifically, as shown in FIG. 4, the lower side of the magnetic thin wire 4 (opposing the magnetizing means 8) so that the magnetic field MF is vertically applied from the magnetic head of the magnetizing means 8 facing the writing region 4w. A laminated structure in which a soft magnetic layer is provided via a non-magnetic layer on the side opposite to the side to be magnetized (see Patent Document 6).

さらに、磁性細線41は、第1層空間光変調器11が変調する波長域の光LBについて、反射率および磁気光学効果が高いことが好ましく、また、光LBよりも長波長域の光LG,LRについて透過率が高いことが好ましく、このような光学的特性が得られるように材料や厚さを選択する。同様に、磁性細線42は、第2層空間光変調器12が変調する波長域の光LGについて反射率および磁気光学効果が高いことが好ましく、また、光LGよりも長波長域の光LRについて透過率が高いことが好ましい。そして、磁性細線43は、第3層空間光変調器13が変調する波長域の光LRについて反射率および磁気光学効果が高いことが好ましい。磁性細線41,42,43は、反射率および透過率を、磁性体のみの材料や厚さによらず、例えば下地膜の材料によっても制御することができる。磁性細線41による光LBのカー回転角をθk1、磁性細線42による光LGのカー回転角をθk2、磁性細線43による光LRのカー回転角をθk3と表し、θk1,θk2,θk3のいずれかを特定しない場合にカー回転角θkと称する。 Further, the magnetic wire 41, the light L B in a wavelength region in which the first layer spatial light modulator 11 modulates, it is preferable high reflectivity and magneto-optical effect, also, in the long wavelength range than the light L B light L G, it is preferred high transmittance for L R, selecting such optical characteristics are such a material and thickness obtained. Similarly, the magnetic wire 42 is preferably a high reflectivity and magneto-optical effect for light L G in a wavelength range the second layer spatial light modulator 12 modulates, also, in the long wavelength range than the light L G light preferably it has high transmittance for L R. The magnetic wire 43 preferably has a high reflectivity and magneto-optical effect for light L R in a wavelength range third layer spatial light modulator 13 modulates. The reflectance and transmittance of the magnetic thin wires 41, 42, and 43 can be controlled not only by the material of the magnetic material alone or the thickness, but also by, for example, the material of the base film. The Kerr rotation angle of the light L B by the magnetic wire 41 θk1, θk2 the Kerr rotation angle of the light L G by the magnetic wire 42, the Kerr rotation angle of the light L R according to the magnetic wire 43 represents a θk3, θk1, θk2, the Shitakei3 When either is not specified, it is called a car rotation angle θk.

電極5nと電極5pは、外部の電源(パルス電流源7)から磁性細線4に電流を細線方向に供給するために、磁性細線4の端子として一端と他端に接続する。電極5nはパルス電流源7の負極に、電極5pは正極に、それぞれ接続される。図4では、電極5n,5pは磁性細線4の両端近傍の上面に接続しているが、これに限られず、例えば下面に接続してもよい。電極5n,5pは、Cu,Al,Au,Ag,Ta,Cr,Co等の金属やその合金のような一般的な金属電極材料で形成される。なお、電極51,52,53は、同一の材料や寸法でなくてよく、接続する磁性細線41,42,43の幅W等に合わせて設計することができる。 The electrodes 5n and 5p are connected to one end and the other end as terminals of the magnetic thin wire 4 in order to supply a current from an external power source (pulse current source 7) to the magnetic thin wire 4 in the thin wire direction. The electrode 5n is connected to the negative electrode of the pulse current source 7, and the electrode 5p is connected to the positive electrode. In FIG. 4, the electrodes 5n and 5p are connected to the upper surface near both ends of the magnetic thin wire 4, but the present invention is not limited to this, and the electrodes 5n and 5p may be connected to, for example, the lower surface. The electrodes 5n and 5p are formed of a metal such as Cu, Al, Au, Ag, Ta, Cr, Co or a general metal electrode material such as an alloy thereof. The electrodes 51, 52, and 53 do not have to have the same material and dimensions, and can be designed according to the width W and the like of the magnetic thin wires 41, 42, and 43 to be connected.

基板6は、磁性細線4を形成するための土台である。基板6は、公知の基板材料が適用でき、光の反射率の低い材料が好ましく、基板61,62についてはさらに光の透過率の高い材料が好ましい。具体的には、SiO2(酸化ケイ素、ガラス)、MgO(酸化マグネシウム)、サファイア、GGG(ガドリニウムガリウムガーネット)、SiC(シリコンカーバイド)、Ge(ゲルマニウム)単結晶基板の他、各種透明プラスチック基板等が挙げられる。なお、基板61,62,63は、同一の材料や厚さでなくてよい。具体的には、最下層の基板63は、光を透過しなくてもよいので空間光変調器10全体を平坦に支持するような十分な厚さとして、磁性細線41,42間、磁性細線42,43間の各層間に設けられる基板61,62が、光を十分に透過するように薄肉化したものとすることができる。また、基板61は光LG,LRの透過率が高ければよく、基板62は光LRの透過率が高ければよい。 The substrate 6 is a base for forming the magnetic thin wire 4. A known substrate material can be applied to the substrate 6, and a material having a low light reflectance is preferable, and for the substrates 61 and 62, a material having a higher light transmittance is preferable. Specifically, SiO 2 (silicon oxide, glass), MgO (magnesium oxide), sapphire, GGG (gadolinium gallium garnet), SiC (silicon carbide), Ge (germanium) single crystal substrate, various transparent plastic substrates, etc. Can be mentioned. The substrates 61, 62, and 63 do not have to have the same material and thickness. Specifically, since the lowermost substrate 63 does not have to transmit light, the magnetic thin wires 41 and 42 and the magnetic thin wires 42 have a sufficient thickness to support the entire spatial light modulator 10 flatly. The substrates 61 and 62 provided between the layers between the and 43 can be thinned so as to sufficiently transmit light. Further, the substrate 61 may have a high transmittance of light L G and L R , and the substrate 62 may have a high transmittance of light L R.

絶縁層64は、基板6上に磁性細線4と共に設けられて、隣り合う磁性細線4,4間を絶縁し、また、磁性細線4の側面および上面を保護する。図2および図3では、絶縁層64は、磁性細線4およびその上に接続する電極5n,5pの合計の厚さに設けられて、電極5n,5pの上面を露出させている。なお、書込領域4wにおいては、書込方式に応じて、磁性細線4と磁化手段8の磁気ヘッドとの距離が適切な範囲となるように、絶縁層64の厚さを設計することが好ましい。絶縁層64は、公知の無機絶縁材料が適用でき、さらに光(光LB,LG,LR)の透過率の高い材料が好ましく、具体的には、SiO2やAl23等の酸化膜やSi34やMgF2等が挙げられる。また、絶縁層64は、屈折率が基板6と同一またはそれに近いことが好ましい。このような材料を選択することで、隣り合う磁性細線4,4間を進行する光LB,LG,LRが絶縁層64と基板6の界面で反射し難く、光変調されない光Liが出射されることを抑制する。また、磁性細線4,4間においては、絶縁層64に代えて基板6が設けられるように、基板6を加工して形成された平行な直線状の溝に磁性細線4が埋め込まれてもよい。絶縁層64は、基板6と同様、単色空間光変調器11,12,13で同一の材料や厚さでなくてよい。例えば、第2層空間光変調器12の絶縁層64は光LG,LRの透過率が高ければよく、第3層空間光変調器13の絶縁層64は光LRの透過率が高ければよい。 The insulating layer 64 is provided on the substrate 6 together with the magnetic thin wires 4 to insulate between the adjacent magnetic thin wires 4 and 4 and protect the side surfaces and the upper surface of the magnetic fine wires 4. In FIGS. 2 and 3, the insulating layer 64 is provided to have the total thickness of the magnetic thin wire 4 and the electrodes 5n and 5p connected to the magnetic thin wire 4, and exposes the upper surface of the electrodes 5n and 5p. In the writing area 4w, it is preferable to design the thickness of the insulating layer 64 so that the distance between the magnetic wire 4 and the magnetic head of the magnetizing means 8 is in an appropriate range according to the writing method. .. Insulating layer 64, a known inorganic insulating material can be applied, further light (L B, L G, L R ) is preferably high transmittance material, specifically, such as SiO 2, Al 2 O 3 Examples thereof include an oxide film, Si 3 N 4 and Mg F 2 . Further, the insulating layer 64 preferably has a refractive index equal to or close to that of the substrate 6. By selecting such a material, the light L B traveling between adjacent magnetic wire 4, 4, L G, L R is hardly reflected by the interface between the insulating layer 64 and the substrate 6, it is not optically modulated light Li is Suppresses being emitted. Further, between the magnetic thin wires 4 and 4, the magnetic fine wires 4 may be embedded in parallel linear grooves formed by processing the substrate 6 so that the substrate 6 is provided instead of the insulating layer 64. .. Like the substrate 6, the insulating layer 64 does not have to have the same material and thickness in the monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13. For example, the insulating layer 64 of the second layer spatial light modulator 12 may be higher the transmittance of light L G, L R, the insulating layer 64 of the third layer spatial light modulator 13 has the transmittance of light L R high Just do it.

空間光変調器10は、図3に示すように、第1層空間光変調器11、第2層空間光変調器12、第3層空間光変調器13の順にX方向長が長くなるように設計され、X方向両端が階段状に形成される。すなわち、第2、第3層空間光変調器12,13は、上層の第1、第2層空間光変調器11,12と比較して、画素領域IA2,IA3に対してX方向に外側へ張り出して大きく形成される。空間光変調器10は、このような構造によって、最上層の第1層空間光変調器11の磁性細線41の両端に接続した電極51だけでなく、その下の、第2層空間光変調器12の電極52および第3層空間光変調器13の電極53が、上面に露出して外部の電源(パルス電流源7)と接続することができる。さらに、磁性細線42の書込領域42w、磁性細線43の書込領域43wも、その上の第1、第2層空間光変調器11,12(基板61,62)のX方向外側に配置されて、上に絶縁層64のみが設けられているので、同じく外部の磁化手段8を対向させて磁界を印加されることができる。また、第1層空間光変調器11は、下層の第2、第3層空間光変調器12,13の画素領域IA2,IA3に入出射する光LGi,LGoおよび光LRi,LRoを磁化手段8や電極51で遮らないように、書込領域41wの位置および磁性細線41の長さを設計する。同様に、第2層空間光変調器12は、第3層空間光変調器13の画素領域IA3に入出射する光LRi,LRoを遮らないように、書込領域42wの位置および磁性細線42の長さを設計する。 As shown in FIG. 3, the spatial light modulator 10 has a longer X-direction length in the order of the first layer spatial light modulator 11, the second layer spatial light modulator 12, and the third layer spatial light modulator 13. It is designed and both ends in the X direction are formed in a stepped shape. That is, the second and third layer spatial light modulators 12 and 13 are outward in the X direction with respect to the pixel regions IA2 and IA3 as compared with the upper layer first and second layer spatial light modulators 11 and 12. It overhangs and is formed large. Due to such a structure, the spatial light modulator 10 includes not only the electrodes 51 connected to both ends of the magnetic thin wires 41 of the first layer spatial light modulator 11 on the uppermost layer, but also the second layer spatial light modulator below the electrodes 51. The electrodes 52 of 12 and the electrodes 53 of the third layer spatial light modulator 13 are exposed on the upper surface and can be connected to an external power source (pulse current source 7). Further, the writing area 42w of the magnetic thin wire 42 and the writing area 43w of the magnetic thin wire 43 are also arranged on the outer sides of the first and second layer spatial light modulators 11 and 12 (boards 61 and 62) in the X direction. Since only the insulating layer 64 is provided on the upper surface, the magnetic field can be applied by facing the external magnetization means 8 as well. Further, the first layer spatial light modulator 11 includes optical L G i, L G o and optical L R i that enter and exit the pixel regions IA2 and IA3 of the lower second and third layer spatial light modulators 12 and 13. , so as not to block the L R o magnetization means 8 and electrode 51, designing the position and length of the magnetic wire 41 of the write region 41w. Similarly, a second layer spatial light modulator 12, light L R i for incident and exit to the pixel region IA3 of the third layer spatial light modulator 13, so as not to block the L R o, the position of the write region 42w and Design the length of the magnetic wire 42.

また、後記するように、磁性細線41,42,43は、ピッチp1y,p2y,p3yと波長λB,λG,λRの比が等しくなるように並設される。したがって、ピッチp1y,p2y,p3yの順に長くなり、すなわち、Y方向長が画素領域IA1,IA2,IA3の順に長くなる。ただし、基板61,62,63は、最長の画素領域IA3に合わせて同じY方向長に形成されている。また、画素領域IA1,IA2,IA3からの出射光LBo,LGo,LRoの各中心が一致するように、第1、第2、第3層空間光変調器11,12,13が配置されて積層していることが好ましく、ここでは、平面視で画素領域IA1,IA2,IA3の各中心が一致するように配置されている。したがって、第1、第2層空間光変調器11,12は、Y方向両端(両縁)近傍には磁性細線41,42が設けられず、基板61,62上に絶縁層64のみが設けられる。 Further, as will be described later, the magnetic thin wires 41, 42, and 43 are arranged side by side so that the ratios of the pitches p1 y , p2 y , p3 y and the wavelengths λ B , λ G , and λ R are equal. Therefore, the pitch becomes longer in the order of p1 y , p2 y , and p3 y , that is, the length in the Y direction becomes longer in the order of the pixel regions IA1, IA2, and IA3. However, the substrates 61, 62, and 63 are formed in the same Y-direction length in accordance with the longest pixel region IA3. Further, as the outgoing light L B o from pixel regions IA1, IA2, IA3, L G o, each center of L R o match, first, second, third layer spatial light modulator 11 and 12, 13 are preferably arranged and laminated, and here, they are arranged so that the centers of the pixel regions IA1, IA2, and IA3 coincide with each other in a plan view. Therefore, in the first and second layer spatial light modulators 11 and 12, magnetic thin wires 41 and 42 are not provided near both ends (both edges) in the Y direction, and only the insulating layer 64 is provided on the substrates 61 and 62. ..

次に、第1、第2、第3層空間光変調器11,12,13の画素サイズ等について、詳細に説明する。前記したように、空間光変調器10はホログラフィ装置の表示デバイスである。そのために、第1層空間光変調器11は、磁性細線41に入射した光LBiが磁化方向に応じて旋光すると共に、反射した出射光LBoが回折光となるように、磁性細線41のピッチp1yおよび幅W1を、光LBの中心波長λBに基づいて下式(1)、(2)の範囲に設計される。同様に、第2層空間光変調器12は、磁性細線42のピッチp2yおよび幅W2を、光LGの中心波長λGに基づいて下式(3)、(4)の範囲に設計される。そして、第3層空間光変調器13は、磁性細線43のピッチp3yおよび幅W3を、光LRの中心波長λRに基づいて下式(5)、(6)の範囲に設計される。
λB/2≦W1<λB ・・・(1)
p1y−W1≧λB/2 ・・・(2)
λG/2≦W2<λG ・・・(3)
p2y−W2≧λG/2 ・・・(4)
λR/2≦W3<λR ・・・(5)
p3y−W3≧λR/2 ・・・(6)
Next, the pixel sizes of the first, second, and third layer spatial light modulators 11, 12, and 13 will be described in detail. As described above, the spatial light modulator 10 is a display device of the holographic apparatus. Therefore, the first layer spatial light modulator 11, the light L B i that enters the magnetic wire 41 is optical rotation in accordance with the magnetization direction, as reflected outgoing light L B o is the diffracted light, magnetic wire pitch p1 y and the width W1 of 41, the following equation based on the central wavelength lambda B of the light L B (1), is designed in the range of (2). Similarly, a second layer spatial light modulator 12, the pitch p2 y and the width W2 of the magnetic wire 42, the following equation based on the central wavelength lambda G of the light L G (3), is designed in the range of (4) To. Then, the third layer spatial light modulator 13 is designed so that the pitch p3 y and the width W3 of the magnetic thin wire 43 are within the ranges of the following equations (5) and (6) based on the central wavelength λ R of the optical L R. ..
λ B / 2 ≦ W1 <λ B ... (1)
p1 y −W1 ≧ λ B / 2 ・ ・ ・ (2)
λ G / 2 ≦ W2 <λ G ... (3)
p2 y −W2 ≧ λ G / 2 ・ ・ ・ (4)
λ R / 2 ≦ W3 <λ R ... (5)
p3 y −W3 ≧ λ R / 2 ・ ・ ・ (6)

さらに、第1層空間光変調器11が光LG,LRに、透過した際に光学的作用を与え難いように、磁性細線41の幅W1が、W1<λG/2であることが好ましく、W1<λGmin/2であることがより好ましい。同様に、第2層空間光変調器12が光LRに、透過した際に光学的作用を与え難いように、磁性細線42の幅W2が、W2<λR/2であることが好ましく、W2<λRmin/2であることがより好ましい。λGminは光LGの最小波長(≦λG)、λRminは光LRの最小波長(≦λR)であり、ただし、再生像への実質的な影響のない、光LG,LRのそれぞれにおいて相対的な強度の低い波長域は除くものとする。空間光変調器10のこのような構造により、光LG,LRは、第1層空間光変調器11のY方向に交互に配置された磁性細線41と絶縁層64を、絶縁層64からなる一体の媒体として磁気光学的に透過するので、磁性細線41によって旋光しない。同様に、光LRは、第2層空間光変調器12のY方向に交互に配置された磁性細線42と絶縁層64を、絶縁層64からなる一体の媒体として磁気光学的に透過するので、磁性細線42によって旋光しない。 Further, the width W1 of the magnetic thin wire 41 is W1 <λ G / 2 so that it is difficult for the first layer spatial light modulator 11 to give an optical action when the light L G , LR is transmitted. It is preferable that W1 <λ Gmin / 2 is more preferable. Similarly, the width W2 of the magnetic thin wire 42 is preferably W2 <λ R / 2 so that the second layer spatial light modulator 12 does not easily give an optical action when transmitted through the light L R. More preferably, W2 <λ Rmin / 2. minimum wavelength of lambda Gmin light L G (≦ λ G), λ Rmin is the minimum wavelength of the light L R (≦ λ R), however, no substantial influence on the reproduced image, the light L G, L Wavelength regions with low relative intensity in each of R shall be excluded. This structure of the spatial light modulator 10, light L G, L R is an insulating layer 64 and the magnetic wire 41 arranged alternately in the Y direction of the first layer spatial light modulator 11, an insulating layer 64 Since it is magneto-optically transmitted as an integral medium, it is not rotated by the magnetic thin wire 41. Similarly, the light L R is the magnetic wire 42 and the insulating layer 64 disposed alternately in the Y direction of the second layer spatial light modulator 12, since the transmission magnetically optically as an intermediary for the integral formed of an insulating layer 64 , The magnetic thin wire 42 does not rotate.

ここで、画素長pの空間光変調器を用いたホログラフィ装置において、画素から出射する波長λの光の回折角φは、下式(7)で表される。空間光変調器10において、単色空間光変調器11,12,13は、それぞれの出射光LBo,LGo,LRoの回折角φが一致するように、画素のY方向長すなわち磁性細線41,42,43のピッチp1y,p2y,p3yが、それぞれの変調する光LB,LG,LRの中心波長λB,λG,λRに対する比で一致する(下式(8))。このような構成によって、詳しくは後記するように、それぞれに割り当てられた単色空間光変調器11,12,13で反射した光のみを有効な出射光LBo,LGo,LRoとして、立体像を結像することができる。したがって、入射光LBi,LGi,LRiを一体の白色光LWiとして、空間光変調器10に入射することができる。また、ホログラフィ装置において、画素長pが波長λの半波長の倍数であるとき、画素毎の出射光同士が特に強く干渉し合う。したがって、単色空間光変調器11,12,13は、画素のY方向長p1y,p2y,p3yがそれぞれの変調する光LB,LG,LRの半波長λB/2,λG/2,λR/2の倍数であることが好ましい。
φ=sin-1(λ/2p) ・・・(7)
p1y/λB=p2y/λG=p3y/λR ・・・(8)
Here, in a holography apparatus using a spatial light modulator having a pixel length p, the diffraction angle φ of light having a wavelength λ emitted from a pixel is represented by the following equation (7). In the spatial light modulator 10, a monochromatic spatial light modulator 11, 12, 13, each of the outgoing light L B o, L G o, so L diffraction angle R o phi matches the length Y direction of the pixel i.e. pitch p1 y, p2 y, p3 y of the magnetic wire 41, 42, 43, each of the modulated light L B, L G, L the center wavelength of R λ B, λ G, a matching ratio lambda R (lower Equation (8)). With such a configuration, details as described later, the light only valid outgoing light L B o reflected monochromatic spatial light modulator 11, 12, 13 assigned to each, L G o, as L R o , A stereoscopic image can be formed. Therefore, the incident light L B i, L G i, and L R i can be incident on the spatial light modulator 10 as an integrated white light L Wi . Further, in the holography apparatus, when the pixel length p is a multiple of a half wavelength of the wavelength λ, the emitted lights of each pixel interfere with each other particularly strongly. Therefore, monochromatic spatial light modulator 11, 12, light L B, L G, the half wavelength of L R λ B / 2 pixels in the Y-direction length p1 y, p2 y, p3 y is the respective modulation, lambda It is preferably a multiple of G / 2, λ R / 2.
φ = sin -1 (λ / 2p) ・ ・ ・ (7)
p1 y / λ B = p2 y / λ G = p3 y / λ R ... (8)

また、下式(9)で表されるように、ホログラフィ装置における波長λの光の視域角Ψは、回折角φの2倍(Ψ=2φ)であり、画素長pが小さい(短い)ほど視域角Ψが広くなり、理想的には、Ψ=180°となる、p=λ/2である。したがって、空間光変調器10は、画素長(磁性細線41,42,43のピッチ)p1y,p2y,p3yが小さいほど、Y方向に視域角Ψy(図7参照)が広くなる。空間光変調器10の画素数やホログラフィ装置20の用途等にもよるが、Y方向を水平(H)方向として観察者が両眼で立体像の全体を視認することができるように、画素長pyが入射光Liの中心波長λの4倍以下(Ψy≧14.36°)であることが好ましく、2倍以下(Ψy≧28.95°)であることがより好ましい。なお、式(1)〜(6)より、画素長pyが最小となるのは、p1y=λB、W1=λB/2、p2y=λG、W2=λG/2、p3y=λR、W3=λR/2であり、このとき、Ψy=60°となる。
Ψ=2sin-1(λ/2p) ・・・(9)
Further, as represented by the following equation (9), the viewing angle Ψ of the light having the wavelength λ in the holography apparatus is twice the diffraction angle φ (Ψ = 2φ), and the pixel length p is small (short). As the viewing angle Ψ becomes wider, ideally, Ψ = 180 °, p = λ / 2. Therefore, in the spatial light modulator 10, the smaller the pixel length (pitch of magnetic fine wires 41, 42, 43) p1 y , p2 y , and p3 y , the wider the viewing area angle Ψ y (see FIG. 7) in the Y direction. .. Although it depends on the number of pixels of the spatial light modulator 10 and the application of the holography device 20, the pixel length is such that the observer can visually recognize the entire stereoscopic image with both eyes with the Y direction as the horizontal (H) direction. It is preferable that p y is 4 times or less (Ψ y ≧ 14.36 °) of the center wavelength λ of the incident light Li, and more preferably 2 times or less (Ψ y ≧ 28.95 °). From equations (1) to (6), the pixel length p y is minimized by p1 y = λ B , W1 = λ B / 2, p2 y = λ G , W2 = λ G / 2, p3. y = λ R , W3 = λ R / 2, and at this time, Ψ y = 60 °.
Ψ = 2 sin -1 (λ / 2p) ・ ・ ・ (9)

なお、単色空間光変調器1からの出射光Loは、X方向に連続した磁性細線4で反射した光であるので、X方向には回折せず、各磁性細線4に沿って軸がX方向に平行な円筒波(柱面波)となる。この出射光Loは、磁性細線4に生成した特定の磁化方向の磁区で反射した光のみが偏光子PFoを透過して、X方向に分断される。その結果、画素のパターンによっては磁性細線4の磁区長が小さく、偏光子PFoを透過した出射光Loが、部分的にX方向への回折光になる場合がある。そこで、画素のパターンにかかわらず偏光子PFoを透過した出射光LBo,LGo,LRoの挙動が安定するように、第1層空間光変調器11のX方向の画素長p1xは、光LBの中心波長λB以上に設定される(p1x≧λB)ことが好ましく、最大波長λBmax以上(p1x≧λBmax)であることがさらに好ましい。同様に、第2層空間光変調器12のX方向の画素長p2xは、p2x≧λGに設定されることが好ましく、p2x≧λGmaxであることがさらに好ましい。第3層空間光変調器13のX方向の画素長p3xは、p3x≧λRに設定されることが好ましく、p3x≧λRmaxであることがさらに好ましい。本実施形態においては、第1、第2、第3層空間光変調器11,12,13で画素長を揃えて、p1x=p2x=p3x=pX≧λRに設定される。画素のX方向長p1x,p2x,p3x、および磁性細線41,42,43のそれぞれにおける画素のX方向の配置は、後記の空間光変調器の駆動方法で説明するように、画素の書込み時に設定される。 Since the light emitted from the monochromatic space optical modulator 1 is the light reflected by the magnetic thin wire 4 continuous in the X direction, it is not diffracted in the X direction and the axis is in the X direction along each magnetic thin wire 4. It becomes a cylindrical wave (pillar surface wave) parallel to. In this emitted light Lo, only the light generated on the magnetic thin wire 4 and reflected in the magnetic domain in a specific magnetization direction passes through the polarizer PFo and is divided in the X direction. As a result, depending on the pixel pattern, the magnetic zone length of the magnetic thin wire 4 may be small, and the emitted light Lo transmitted through the polarizing element PFo may be partially diffracted in the X direction. Therefore, the outgoing light L B o transmitted through the polarizer PFo regardless pattern of pixels, L G o, L R o of such behavior is stabilized, the pixel length in the X direction of the first layer spatial light modulator 11 p1 x is set equal to or larger than the central wavelength lambda B of the light L B (p1 x ≧ λ B ) is preferably, and more preferably a maximum wavelength lambda Bmax least (p1 x ≧ λ Bmax). Similarly, the pixel length p2 x in the X direction of the second layer spatial light modulator 12 is preferably set to p2 x ≧ λ G, and more preferably p2 x ≧ λ Gmax . The pixel length p3 x in the X direction of the third layer spatial light modulator 13 is preferably set to p3 x ≧ λ R, and more preferably p3 x ≧ λ Rmax . In the present embodiment, the pixel lengths of the first, second, and third layer spatial light modulators 11, 12, and 13 are aligned and set to p1 x = p2 x = p3 x = p X ≧ λ R. The arrangement of the pixels in the X direction at each of the pixel X-direction lengths p1 x , p2 x , p3 x , and the magnetic thin wires 41, 42, and 43 is described in the method of driving the spatial light modulator described later. Set at the time of writing.

(空間光変調器の製造方法)
本実施形態に係る空間光変調器10は、単色空間光変調器11,12,13のそれぞれを個別に、従来の磁壁移動方式の空間光変調器(特許文献6参照)や磁気記録媒体と同様の方法で製造し、必要に応じて基板61,62,63、特に基板61,62の裏面を研削、研磨して所望の厚さに薄肉化した後、重ね合わせて得られる。単色空間光変調器11,12,13を重ね合わせる手段は、光LG,LRの透過を妨げないものであれば特に限定されない。具体的には、透光性樹脂からなる接着剤や、積層型半導体装置に適用される表面活性化接合や原子拡散接合等で全面を貼り合わせる方法や、周縁部(画素領域IA3外)を治具で把持して互いを固定する方法を適用することができ、その際、互いの間に一定の間隙(空気や不活性ガス等の気体または真空)を含んでいてもよい。また、空間光変調器10は、使用(書込)前に初期設定として、外部磁界を印加されて、すべての磁性細線41,42,43の磁化方向を所定の向き(垂直磁気異方性材料からなる場合は、例えば下向き)に揃えられる。この初期設定は、完成した空間光変調器10に対して行ってもよいし、重ね合わされる前の単色空間光変調器11,12,13に対して個別に行ってもよく、さらには単色空間光変調器11,12,13のそれぞれの製造工程途中において磁性細線41,42,43を形成する磁性材料を成膜した後以降であれば、どの段階であっても実施することができる。
(Manufacturing method of spatial light modulator)
The spatial light modulator 10 according to the present embodiment is the same as the conventional domain wall moving type spatial light modulator (see Patent Document 6) and the magnetic recording medium, respectively, for each of the monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13. The substrates 61, 62, 63, particularly the back surfaces of the substrates 61, 62, are ground and polished to reduce the thickness to a desired thickness, and then superposed. Means for superimposing the monochromatic spatial light modulator 11, 12, 13 is not particularly limited as long as it does not interfere light L G, the transmission of L R. Specifically, a method of bonding the entire surface with an adhesive made of a translucent resin, a surface activation bonding or an atomic diffusion bonding applied to a laminated semiconductor device, and a peripheral portion (outside the pixel region IA3) are cured. A method of grasping with a tool and fixing each other can be applied, and at that time, a certain gap (gas such as air or an inert gas or vacuum) may be included between them. Further, in the spatial light modulator 10, an external magnetic field is applied as an initial setting before use (writing), and the magnetization directions of all the magnetic thin wires 41, 42, and 43 are set to a predetermined direction (vertical magnetic anisotropy material). If it consists of, for example, it is aligned downward). This initial setting may be made for the completed spatial light modulator 10, individually for the monochromatic spatial light modulators 11, 12, 13 before superposition, and further for the monochromatic space. It can be carried out at any stage after the magnetic material forming the magnetic thin wires 41, 42, 43 is formed in the middle of each of the manufacturing processes of the light modulators 11, 12, and 13.

〔ホログラフィ装置〕
本発明の実施形態に係る空間光変調器をホログラムとして用いるホログラフィ装置について、図5を参照して説明する。本実施形態に係るホログラフィ装置20は、空間光変調器10、多波長光源装置2、出力光学系3、ならびに、空間光変調器10への画素アレイの書込手段として第1駆動部91、第2駆動部92、および第3駆動部93を備える。ホログラフィ装置20は水平視差型であり、そのために、空間光変調器10は、X方向(磁性細線41,42,43の細線方向)が垂直(V)方向を表示するように配置される。
[Holography equipment]
A holographic apparatus using the spatial light modulator according to the embodiment of the present invention as a hologram will be described with reference to FIG. The holography apparatus 20 according to the present embodiment includes a spatial light modulator 10, a multi-wavelength light source device 2, an output optical system 3, and a first drive unit 91, a first drive unit 91, as means for writing a pixel array to the spatial light modulator 10. It includes two drive units 92 and a third drive unit 93. The holography apparatus 20 is a horizontal parallax type, and therefore, the spatial light modulator 10 is arranged so that the X direction (the thin line direction of the magnetic thin lines 41, 42, 43) displays the vertical (V) direction.

多波長光源装置2は、波長域の互いに異なる入射光LBi,LGi,LRiを、一つの光(白色光)LWiとして空間光変調器10に照射する。多波長光源装置2は、レーザー光源21,22,23と、合成光学系DPと、コリメータレンズCLと、偏光子PFiと、を備える。レーザー光源21は、中心波長λBの光LBを照射する。レーザー光源22は、中心波長λGの光LGを照射する。レーザー光源23は、中心波長λRの光LRを照射する。合成光学系DPは、例えばフィリップスタイプのダイクロイックプリズムであり、3方向から入射された光を、前記3方向のうちの一方向に光軸を集約して合成する。そのため、この光軸が空間光変調器10に向くように合成光学系DPが配置され、また、同方向に光LGを入射されるようにレーザー光源22が配置される。コリメータレンズCLは、空間光変調器10に向けて照射される光LB,LG,LRを、第3層空間光変調器13の画素領域IA3以上の幅(径)の平行光線束とする。偏光子PFiは、平行光にされた光LB,LG,LRを、特定の1つの偏光成分の光(偏光)LBi,LGi,LRiにする。コリメータレンズCL、あるいはさらに偏光子PFiは、レーザー光源21,22,23毎に備えられて、合成光学系DPで合成される前の光LB,LG,LRを透過させる配置としてもよい。また、合成光学系DPとして、クロスダイクロイックプリズムや、光LGを反射しかつ光LBを透過するダイクロイックミラー(ビームスプリッタ)と、光LRを反射しかつ光LB,LGを透過するダイクロイックミラーとを組み合わせてもよい。光LB,LG,LRは、それぞれの波長域の幅が、前記したように互いに重複しないものであれば特に規定されないが、それぞれの波長域が狭いほどホログラフィ装置20で再生される像VIの色調が鮮明になる。そのために、レーザー光源21,22,23から照射したレーザー光を、カラーフィルタを透過させて光LB,LG,LRを得てもよい。 Multi-wavelength light source unit 2, different incident light L B i wavelength range, L G i, a L R i, one of the light (white light) is irradiated to the spatial light modulator 10 as L W i. The multi-wavelength light source device 2 includes a laser light source 21, 22, 23, a synthetic optical system DP, a collimator lens CL, and a polarizer PFi. Laser light source 21 emits light L B of the central wavelength lambda B. Laser light source 22 emits light L G of the center wavelength lambda G. The laser light source 23 irradiates light L R with a center wavelength λ R. The synthetic optical system DP is, for example, a Philips type dichroic prism, which synthesizes light incident from three directions by aggregating the optical axes in one of the three directions. Therefore, the optical axis combining optical system DP are disposed such that the spatial light modulator 10, The laser light source 22 so as to be incident light L G in the same direction is disposed. Collimator lens CL, the light L B is irradiated to the spatial light modulator 10, L G, the L R, and the parallel light flux of the pixel region IA3 or more of the width of the third layer spatial light modulator 13 (diameter) To do. Polarizer PFi, the light L B, which is the parallel light, L G, the L R, a specific one polarization component of the light (polarized light) L B i, L G i, to L R i. Collimator lens CL or more polarizers PFi, is provided for each laser light source 21, 22, 23, before the light L B are synthesized by combining optical system DP, L G, it may be arranged for transmitting L R .. Also, as a synthetic optical system DP, and a cross dichroic prism, transmitted through the dichroic mirror reflects light L G and transmits light L B (beam splitter), and reflects the light L R and the light L B, the L G It may be combined with a dichroic mirror. Image light L B, L G, L R, the width of each of the wavelength range, wherein the manner is not particularly limited so long as it does not overlap with each other, reproduced by holography device 20 as the respective wavelength ranges is narrow The color tone of VI becomes clear. Therefore, the laser light irradiated from the laser light source 21, the light L B by transmitting color filter, L G, may be obtained L R.

出力光学系3は、空間光変調器10から出射された出射光LBo,LGo,LRoを、所望の大きさの立体像VIに出力する。出力光学系3は、出射光LBo,LGo,LRoの入力側から順に、偏光子(検光子)PFoと、拡大光学系31と、を備える。偏光子PFoは、特定の向きの偏光を遮光し、空間光変調器10から出射された出射光LBo,LGo,LRoのうち、入射光LBi,LGi,LRiに対して特定の向きに旋光した光を透過させる。偏光子PFoは、出射光LBo,LGo,LRoが各色の像vIB,vIG,vIRを結像する位置よりも入力側に配置される(図7参照)。拡大光学系31は、空間光変調器10の画素領域IA1,IA2,IA3の寸法や再生する像VIの寸法等に応じて、レンズやマイクロレンズを二次元配列したレンズアレイを1ないし複数備える(図5では2つのレンズを示す)。拡大光学系31のレンズは、必要に応じてシリンドリカルレンズやトロイダルレンズを含んで、立体像VIのアスペクト比を調整する。 Output optical system 3, emits light L B o emitted from the spatial light modulator 10, L G o, the L R o, and outputs the three-dimensional image VI of the desired size. Output optics 3 includes outgoing light L B o, L G o, in order from the input side of L R o, and a polarizer (analyzer) PFo, a magnifying optical system 31, a. Polarizer PFo is to shield the polarization of a particular orientation, spatial emitted light emitted from the light modulator 10 L B o, L G o , of L R o, the incident light L B i, L G i, L and transmits light optical rotation in a particular orientation relative to R i. Polarizer PFo is disposed on the input side of a position where the emitted light L B o, L G o, L R o is imaged colors image vI B of, vI G, the vI R (see FIG. 7). The magnifying optical system 31 includes one or a plurality of lens arrays in which lenses and microlenses are two-dimensionally arranged according to the dimensions of the pixel regions IA1, IA2, and IA3 of the spatial optical modulator 10 and the dimensions of the image VI to be reproduced. FIG. 5 shows two lenses). The lens of the magnifying optical system 31 includes a cylindrical lens and a toroidal lens as needed, and adjusts the aspect ratio of the stereoscopic image VI.

ホログラフィ装置20においては、入射光LWiの光路上に偏光子PFoが配置されないように、かつ出射光LBo,LGo,LRoの光路上に偏光子PFiが配置されないように、多波長光源装置2および出力光学系3が配置される。具体的には、多波長光源装置2の配置によって入射光LWiの入射角α(0°≦α<90°)を調整するか、必要に応じて、多波長光源装置2または出力光学系3がビームスプリッタ(ハーフミラー)を備えて、入射光LWiまたは出射光LBo,LGo,LRoを反射させる。磁性細線4が垂直磁気異方性材料からなる場合、その磁気光学効果は、入射光Liの入射角αが0°に近いほど高く、α=0°すなわち入射面(XY面)に垂直に入射光Liが入射するときに最大となる。具体的には、α≦30°であることが好ましい。なお、出射光Loの出射角は、Y方向においては、入射角に加えて、画素長pyの波長λに対する比に依存する。 In holography device 20, as polarizer PFo on the optical path of the incident light L W i is not arranged, and the outgoing light L B o, L G o, as polarizer PFi on the optical path of L R o is not disposed , The multi-wavelength light source device 2 and the output optical system 3 are arranged. Specifically, the incident angle α (0 ° ≤ α <90 °) of the incident light L Wi is adjusted according to the arrangement of the multi-wavelength light source device 2, or the multi-wavelength light source device 2 or the output optical system is used as necessary. 3 comprises a beam splitter (half mirror), the incident light L W i or outgoing light L B o, L G o, reflects the L R o. When the magnetic thin wire 4 is made of a vertically magnetic anisotropy material, the magneto-optical effect is higher as the incident angle α of the incident light Li is closer to 0 °, and α = 0 °, that is, incident perpendicularly to the incident surface (XY plane). It becomes maximum when light Li is incident. Specifically, it is preferable that α ≦ 30 °. The emission angle of the emitted light Lo depends on the ratio of the pixel length p y to the wavelength λ in addition to the incident angle in the Y direction.

第1駆動部91は第1層空間光変調器11の、第2駆動部92は第2層空間光変調器12の、第3駆動部93は第3層空間光変調器13の書込手段であり、それぞれパルス電流源7、磁化手段8(図4参照)、画像データの受信手段および処理手段(図示省略)を備える。第1駆動部91のパルス電流源7は、第1層空間光変調器11のすべての磁性細線41に、その両端の電極51n,51pに接続して、電極51pから電極51nへ直流パルス電流を供給する。同様に、第2駆動部92のパルス電流源7は、第2層空間光変調器12のすべての磁性細線42に、その両端の電極52n,52pに接続して直流パルス電流を供給する。また、第3駆動部93のパルス電流源7は、第3層空間光変調器13のすべての磁性細線43に、その両端の電極53n,53pに接続して直流パルス電流を供給する。パルス電流源7は、図4に示すように、単色空間光変調器1のすべての磁性細線4に並列にパルス電流を供給するように接続していてもよいし、選択的に磁性細線4に接続することができる構造であってもよい。 The first drive unit 91 is a writing means of the first layer spatial light modulator 11, the second drive unit 92 is a writing means of the second layer space optical modulator 12, and the third drive unit 93 is a writing means of the third layer space optical modulator 13. Each includes a pulse current source 7, a magnetization means 8 (see FIG. 4), an image data receiving means, and a processing means (not shown). The pulse current source 7 of the first drive unit 91 is connected to all the magnetic thin wires 41 of the first layer spatial light modulator 11 to the electrodes 51n and 51p at both ends thereof, and a DC pulse current is transmitted from the electrode 51p to the electrode 51n. Supply. Similarly, the pulse current source 7 of the second drive unit 92 supplies DC pulse current to all the magnetic thin wires 42 of the second layer spatial light modulator 12 by connecting them to the electrodes 52n and 52p at both ends thereof. Further, the pulse current source 7 of the third drive unit 93 is connected to all the magnetic thin wires 43 of the third layer spatial light modulator 13 to the electrodes 53n and 53p at both ends thereof to supply a DC pulse current. As shown in FIG. 4, the pulse current source 7 may be connected to all the magnetic thin wires 4 of the monochromatic spatial light modulator 1 so as to supply a pulse current in parallel, or may be selectively connected to the magnetic thin wires 4. It may be a structure that can be connected.

第1駆動部91の磁化手段8は、第1層空間光変調器11の磁性細線41を、書込領域41wにおいて、第1駆動部91に入力された信号に基づいた2値(上向きまたは下向き)の磁化方向とする。第2駆動部92の磁化手段8は、第2層空間光変調器12の磁性細線42を、書込領域42wにおいて、第2駆動部92に入力された信号に基づいた磁化方向とする。第3駆動部93の磁化手段8は、第3層空間光変調器13の磁性細線43を、書込領域43wにおいて、第3駆動部93に入力された信号に基づいた磁化方向とする。磁化手段8は、例えば、磁気記録媒体の記録(書込)ヘッドと同様の構造の磁気ヘッド、およびこの磁気ヘッドのコイルに向きを選択して電流を供給する電流源を備え、磁気ヘッドが磁性細線4の書込領域4wに対向して配置される。磁化手段8は、それぞれが電流源を備えなくてもよく、例えば、駆動部91,92,93のそれぞれにおいて、順方向電流源と逆方向電流源との2つの電流源および切換器(マトリクススイッチャ)を備えて、切換器が、入力される信号に基づいて、各磁性細線4に対向する磁気ヘッドを順方向電流源または逆方向電流源に接続する。また、磁化手段8の磁気ヘッドは、磁性細線4(書込領域4w)との距離が近いことが好ましいので、単色空間光変調器1に固定されて設けられて、電流源を外部から磁気ヘッドに接続する構成としてもよい。また、磁化手段8は、磁気ヘッドの代わりにハーフターンコイルやワンターンコイルのような電流磁界発生機構を備え、電流源が同機構に2方向の磁界を選択して発生させる構成としてもよい。 The magnetizing means 8 of the first driving unit 91 writes the magnetic thin wire 41 of the first layer spatial light modulator 11 in the writing area 41w in a binary manner (upward or downward) based on the signal input to the first driving unit 91. ) Is the magnetization direction. The magnetization means 8 of the second drive unit 92 sets the magnetic wire 42 of the second layer spatial light modulator 12 in the magnetization direction based on the signal input to the second drive unit 92 in the writing region 42w. The magnetization means 8 of the third drive unit 93 sets the magnetic wire 43 of the third layer spatial light modulator 13 in the magnetization direction based on the signal input to the third drive unit 93 in the writing region 43w. The magnetizing means 8 includes, for example, a magnetic head having a structure similar to that of a recording (writing) head of a magnetic recording medium, and a current source that selects a direction and supplies a current to the coil of the magnetic head, and the magnetic head is magnetic. It is arranged so as to face the writing area 4w of the thin line 4. Each of the magnetizing means 8 does not have to be provided with a current source. For example, in each of the drive units 91, 92, and 93, the magnetizing means 8 has two current sources, a forward current source and a reverse current source, and a switch (matrix switcher). ), The switch connects the magnetic head facing each magnetic wire 4 to a forward current source or a reverse current source based on the input signal. Further, since the magnetic head of the magnetization means 8 is preferably close to the magnetic thin wire 4 (writing area 4w), the magnetic head is fixedly provided to the monochromatic spatial light modulator 1 and the current source is externally provided to the magnetic head. It may be configured to connect to. Further, the magnetization means 8 may be provided with a current magnetic field generation mechanism such as a half-turn coil or a one-turn coil instead of the magnetic head, and the current source may select and generate a magnetic field in two directions in the mechanism.

(空間光変調器の駆動方法)
空間光変調器10の単色空間光変調器11,12,13のそれぞれの画素を、画像データに基づいた磁化方向にする(書込みをする)方法は、従来の磁壁移動方式の空間光変調器(特許文献6参照)と同様である。第1駆動部91は外部(接続したパーソナルコンピュータ等)から画像データの青色のデジタル信号を受信し、第2駆動部92は緑色のデジタル信号を受信し、第3駆動部93は赤色のデジタル信号を受信する。第1駆動部91は、受信した画像データの1フレーム分を、垂直(V)方向に1列に配列された画素の群(画素列)毎に分割し、画素列のデータをそれぞれ、当該画素列に対応する第1層空間光変調器11の磁性細線41に配置した磁化手段8へ出力する。そして、第1駆動部91は、パルス電流源7が供給するパルス電流に同期して磁化手段8を制御して、パルスの停止時間(ベース期間)に、信号に対応した向きの磁界を発生させる。例えば、信号‘1’が「明」を示す場合には上向きの磁界とし、‘0’が「暗」を示すから下向きの磁界とする。第2、第3層空間光変調器12,13においても同様に、第2、第3駆動部92,93は、それぞれ受信した画像データを画素列のデータに分割して、画素列に対応する磁性細線42,43に配置した磁化手段8に出力して、磁化手段8に磁界を発生させる。
(How to drive the spatial light modulator)
The method of setting (writing) each pixel of the monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13 of the spatial light modulator 10 in the magnetization direction based on the image data is a conventional domain wall moving type spatial light modulator (spatial light modulator). This is the same as in Patent Document 6). The first drive unit 91 receives a blue digital signal of image data from the outside (a connected personal computer or the like), the second drive unit 92 receives a green digital signal, and the third drive unit 93 receives a red digital signal. To receive. The first driving unit 91 divides one frame of the received image data into a group of pixels (pixel strings) arranged in a row in the vertical (V) direction, and divides the data of the pixel rows into the pixels. The data is output to the magnetizing means 8 arranged on the magnetic thin wire 41 of the first layer space optical modulator 11 corresponding to the row. Then, the first drive unit 91 controls the magnetization means 8 in synchronization with the pulse current supplied by the pulse current source 7 to generate a magnetic field in the direction corresponding to the signal during the pulse stop time (base period). .. For example, when the signal '1' indicates "bright", the magnetic field is upward, and since '0' indicates "dark", the magnetic field is downward. Similarly, in the second and third layer spatial optical modulators 12 and 13, the second and third drive units 92 and 93 divide the received image data into pixel string data and correspond to the pixel string. It is output to the magnetization means 8 arranged on the magnetic thin wires 42 and 43 to generate a magnetic field in the magnetization means 8.

パルス電流源7が供給するパルス電流は、電流値、パルス幅(ピーク期間)および停止時間(ベース期間)が、駆動部91,92,93のそれぞれにおいて設定される。パルス電流の電流値は、磁性細線4の材料および断面積(幅Wと厚さの積)等に基づいて、磁性細線4を細線方向に区切る磁壁を移動させる電流密度以上に設定される。また、パルス電流は、パルス幅(ピーク期間)が、前記電流値から算出される磁性細線4における磁壁移動速度に基づいて、磁壁を画素長pXだけ移動させる時間に設定され、一方、停止時間(ベース期間)が、磁化手段8による磁性細線4の書込領域4wへの書込みに要する時間以上に設定される。このようなパルス電流をX方向の画素数のパルス数供給し、パルスのベース期間毎に磁化手段8が磁界を発生させる。また、単色空間光変調器11,12,13毎に、磁性細線4の書込領域4wから画素領域IAまでの距離に応じて、画素列における最後の画素の書込み後のパルス数を設定する。なお、2以上のパルス数で磁壁を画素長pXだけ移動させるように、パルス幅が設定されてもよい。 The pulse current supplied by the pulse current source 7 has a current value, a pulse width (peak period), and a stop time (base period) set in each of the drive units 91, 92, and 93. The current value of the pulse current is set to be equal to or higher than the current density for moving the magnetic domain wall that divides the magnetic thin wire 4 in the thin wire direction, based on the material and cross-sectional area (product of width W and thickness) of the magnetic thin wire 4. Further, the pulse current is set to a time during which the pulse width (peak period) moves the domain wall by the pixel length p X based on the domain wall moving speed in the magnetic wire 4 calculated from the current value, while the stop time. (Base period) is set to be longer than the time required for the magnetizing means 8 to write the magnetic domain wall 4 to the writing area 4w. Such a pulse current is supplied by the number of pixels in the X direction, and the magnetization means 8 generates a magnetic field for each pulse base period. Further, for each of the monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13, the number of pulses after writing the last pixel in the pixel array is set according to the distance from the writing area 4w of the magnetic thin wire 4 to the pixel area IA. The pulse width may be set so that the domain wall is moved by the pixel length p X with two or more pulses.

空間光変調器10においては、単色空間光変調器11,12,13のそれぞれの書込みは、駆動部91,92,93によって並列に実行してもよいし、一つずつ順番に実行してもよく、また、単色空間光変調器1における奇数列と偶数列等、複数回に分けて実行してもよい。また、上向きの磁化方向とする書込みと下向きの磁化方向とする書込みとを、1パルス毎に交互に行ってもよい。この場合、パルス電流源7は、各磁性細線4と選択的に接続可能な構成とし、書込み直後のピーク期間に、書込みを行った磁性細線4に限定してパルス電流を供給して磁区を移動させる。ただし、いずれの手順による書込みにおいても、1フレーム分の画像の書込みに要する時間が十分に短くなるように実行し、具体的には、1/60秒間(≒16.7ms)の1/2以下であることが好ましく、さらにより短いことが好ましい。1フレームにおける画像の書込(書換)時間が短いほど、画像を表示する実時間の比率を高くすることができ、再生像VIが明るいものとなる。なお、書込みを、駆動部91,92,93で並列に実行する場合、それぞれの処理は互いに独立(非同期)していてもよいし、パルス電流源7のパルス電流のパルス周期を一致させて同期させてもよい。 In the spatial light modulator 10, each of the monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13 may be written in parallel by the drive units 91, 92, and 93, or may be executed one by one in order. Also, the odd-numbered sequence and the even-numbered sequence in the monochromatic spatial light modulator 1 may be executed in a plurality of times. Further, writing in the upward magnetization direction and writing in the downward magnetization direction may be alternately performed for each pulse. In this case, the pulse current source 7 is configured to be selectively connectable to each magnetic wire 4, and during the peak period immediately after writing, the pulse current is supplied only to the written magnetic wire 4 to move in the magnetic domain. Let me. However, in writing by any of the procedures, the time required to write the image for one frame is sufficiently shortened, and specifically, it is 1/2 or less of 1/60 second (≈16.7 ms). Is preferable, and even shorter is preferable. The shorter the writing (rewriting) time of the image in one frame, the higher the ratio of the real time for displaying the image can be increased, and the reproduced image VI becomes brighter. When writing is executed in parallel by the drive units 91, 92, and 93, the respective processes may be independent (asynchronous) from each other, or the pulse currents of the pulse current source 7 may be matched and synchronized. You may let me.

(ホログラフィ装置の動作)
第1実施形態に係る空間光変調器を使用したホログラフィ装置によるフルカラーの立体像の再生を、空間光変調器の光変調動作を含めて図6、図7、および図5を参照して説明する。図6では、単色空間光変調器11,12,13は、それぞれ磁性細線41,42,43のみを示し、基板61,62,63および絶縁層64を省略する。図7では、簡潔に表すために、単色空間光変調器1は磁性細線4を8本備える構成で例示され、絶縁層64を省略し、また、磁性細線4内に付した矢印は磁化方向を表す。
(Operation of holography equipment)
Reproduction of a full-color stereoscopic image by a holographic apparatus using the spatial light modulator according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 6, 7, and 5 including the optical modulation operation of the spatial light modulator. .. In FIG. 6, the monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13 show only magnetic thin wires 41, 42, and 43, respectively, and the substrates 61, 62, 63 and the insulating layer 64 are omitted. In FIG. 7, for the sake of brevity, the monochromatic spatial light modulator 1 is illustrated in a configuration including eight magnetic thin wires 4, the insulating layer 64 is omitted, and the arrows attached in the magnetic thin wires 4 indicate the magnetization direction. Represent.

多波長光源装置2から入射光LWiが上方から空間光変調器10に照射されると、図6に示すように、入射光LWiのうちの光LBiが、最上層の第1層空間光変調器11の磁性細線41で反射して、出射光LBoとなって空間光変調器10の上方へ出射される。また、入射光LWiのうちの光LGi,LRiは、第1層空間光変調器11(磁性細線41、絶縁層64、基板61)を透過し、第2層空間光変調器12に到達する。光LGiは、磁性細線42で反射して、出射光LGoとなって上方へ出射される。出射光LGoは、入射光LGiと同様に第1層空間光変調器11を透過して空間光変調器10の上方へ出射される。一方、光LRiは、第2層空間光変調器12(磁性細線42、絶縁層64、基板62)をさらに透過し、第3層空間光変調器13に到達する。そして、光LRiは、磁性細線43で反射して、出射光LRoとなって上方へ出射される。出射光LRoは、第2層空間光変調器12、第1層空間光変調器11を順次透過して空間光変調器10の上方へ出射される。なお、図6においては、入射光LBi,LGi,LRiは、ハッチングを付した、または白抜きの矢印で表す。一方、出射光LBo,LGo,LRoは、以下に説明するように回折光が干渉した光であり、それぞれの一部を太矢印で表す。 When the incident light L W i from the multi-wavelength light source device 2 is irradiated to the spatial light modulator 10 from above, as shown in FIG. 6, the light L B i of the incident light L W i is, the uppermost is reflected by the magnetic wire 41 in one layer spatial light modulator 11, is emitted upward of the spatial light modulator 10 becomes emission light L B o. Further, the light L G i, L R i of the incident light L W i is the first layer spatial light modulator 11 (magnetic wire 41, the insulating layer 64, the substrate 61) through the second layer spatial light modulator Reach vessel 12. The light L G i is reflected by the magnetic thin wire 42 to become the emitted light L G o and is emitted upward. Outgoing light L G o is emitted upward of the spatial light modulator 10 is transmitted through the first layer spatial light modulator 11 similarly to the incident light L G i. On the other hand, the light L R i, the second layer spatial light modulator 12 (magnetic wire 42, the insulating layer 64, the substrate 62) further passes through and reaches the third layer spatial light modulator 13. Then, the light L R i is reflected by the magnetic thin wire 43 to become the emitted light L R o and is emitted upward. Outgoing light L R o, the second layer spatial light modulator 12, is emitted upward of the spatial light modulator 10 sequentially passes through the first layer spatial light modulator 11. In FIG. 6, the incident light L B i, L G i, L R i is represented by the hatched or hollow arrow. On the other hand, outgoing light L B o, L G o, L R o is the light diffracted light interferes as described below, representing each part by a thick arrow.

ここで、本実施形態に係る空間光変調器の光変調動作、および単色空間光変調器による単色光の立体像の再生を、図7を参照して説明する。磁性細線4は、空間光変調器の駆動方法で説明した書込みによって、その細線方向に磁区が分割され、磁区毎に上向きまたは下向きの磁化方向を示している。図7に示す断面においては、左から5、6本目の磁性細線4に下向きの磁化方向の磁区、それ以外の磁性細線4に上向きの磁化方向の磁区が生成している。この単色空間光変調器1に、1つの偏光成分かつ平行光である光Liが上方から入射すると、磁性細線4で反射して出射光Loを上方へ出射する。波長λに対して幅Wが小さい磁性細線4から反射することによって、出射光Loは、磁性細線4の幅方向すなわちY方向に回折して拡がり、磁性細線4に沿った円筒波(柱面波)となる。また、出射光Loは、磁気光学効果によって、磁性細線4の入射した領域における磁化方向に応じて、偏光の向きが変化し、磁化方向が上向きの磁区では角度+θk、下向きの磁区では角度−θkで回転する。図7では、入射光Liは、直線状の矢印で表し、さらに偏光の向きを表す両矢印を付す。同様に、出射光Loは、磁性細線4から発散して出射する直線状の矢印で表し、一部に偏光の向きを表す両矢印を付し、また、入射光Liに対して角度−θkで回転した偏光の方向をY方向(最長の両矢印で表す)とする。 Here, the optical modulation operation of the spatial light modulator according to the present embodiment and the reproduction of a stereoscopic image of monochromatic light by the monochromatic spatial light modulator will be described with reference to FIG. 7. The magnetic domain of the magnetic wire 4 is divided in the direction of the magnetic domain by the writing described in the driving method of the spatial light modulator, and each magnetic domain indicates an upward or downward magnetization direction. In the cross section shown in FIG. 7, magnetic domains in the downward magnetization direction are generated in the fifth and sixth magnetic thin wires 4 from the left, and magnetic domains in the upward magnetization direction are generated in the other magnetic thin wires 4. When light Li, which is one polarization component and parallel light, is incident on the monochromatic spatial light modulator 1 from above, it is reflected by the magnetic thin wire 4 and the emitted light Lo is emitted upward. By reflecting from the magnetic thin wire 4 having a width W smaller than the wavelength λ, the emitted light Lo is diffracted and spread in the width direction, that is, the Y direction of the magnetic thin wire 4, and is a cylindrical wave (pillar surface wave) along the magnetic thin wire 4. ). Further, due to the magneto-optical effect, the direction of polarization of the emitted light Lo changes according to the magnetization direction in the incident region of the magnetic thin wire 4, and the angle + θk in the magnetic domain in which the magnetization direction is upward and the angle −θk in the magnetic domain which is downward. Rotate with. In FIG. 7, the incident light Li is represented by a linear arrow, and further, a double-headed arrow indicating the direction of polarization is attached. Similarly, the emitted light Lo is represented by a linear arrow diverging from the magnetic thin wire 4 and emitted with a double-headed arrow indicating the direction of polarized light, and at an angle −θk with respect to the incident light Li. Let the direction of the rotated polarized light be the Y direction (represented by the longest double-headed arrow).

単色空間光変調器1においては、磁性細線4が入射光Liの波長λの数倍以下のピッチpyで並設されているので、磁性細線4のそれぞれから発散して出射した光Loは、干渉によって同位相で強め合う。図7では、この複数の光が干渉した光の波面を波線で表す。また、干渉した出射光Loは、入射光Liに対して角度+θkで回転した偏光と角度−θkで回転した偏光とを含んでいる。そして、空間光変調器10(単色空間光変調器1)の上方には、偏光子PFoがY方向の偏光を遮光するように配置されている。したがって、出射光Loは、偏光子PFoを通過後、磁性細線4の磁化方向が下向きの磁区から出射した光を含む部分が弱くなり、またはさらに消失して、明暗のパターンを形成する。そして、偏光子PFoを透過した出射光Loは、単色空間光変調器1の出射面から所定の距離の位置に、単色光の像vIを結像する。単色空間光変調器1の出射面とは、光の反射面、すなわち磁性細線4の表面であり、この面がホログラフィ装置20のホログラム面Pとなる。 In monochromatic spatial light modulator 1, the magnetic nanowire 4 is arranged at a pitch p y number times the wavelength λ of the incident light Li, the light Lo emitted diverge from each magnetic thin wire 4, Strengthen each other in phase by interference. In FIG. 7, the wave surface of the light in which the plurality of lights interfere is represented by a wavy line. Further, the interfering emitted light Lo includes polarized light rotated at an angle + θk and polarized light rotated at an angle −θk with respect to the incident light Li. A polarizer PFo is arranged above the spatial light modulator 10 (monochromatic spatial light modulator 1) so as to block polarized light in the Y direction. Therefore, after passing through the polarizer PFo, the emitted light Lo weakens or further disappears in the portion including the light emitted from the magnetic domain in which the magnetization direction of the magnetic thin wire 4 is downward to form a light-dark pattern. Then, the emitted light Lo transmitted through the polarizing element PFo forms an image vI of monochromatic light at a position at a predetermined distance from the emitting surface of the monochromatic spatial light modulator 1. The emission surface of the monochromatic spatial light modulator 1 is a light reflecting surface, that is, the surface of the magnetic thin wire 4, and this surface becomes the hologram surface P of the holography apparatus 20.

空間光変調器10から出射した出射光LBo,LGo,LRoは、空間光変調器10の上方に配置された出力光学系3の偏光子PFoを通過して、前記したように、それぞれ画素毎に磁化方向に応じた明暗(青と黒、緑と黒、赤と黒)のパターンに形成される。偏光子PFoを透過した出射光LBo,LGo,LRoは、それぞれの光色の像vIB,vIG,vIR(図7のvI)を結像する。これら3つの像vIB,vIG,vIRは、出力光学系3の拡大光学系31によって所望の寸法やアスペクト比に拡大または縮小されて同じ位置で結像し、混色してフルカラーの立体像VIとなる。 Outgoing light L B o emitted from the spatial light modulator 10, L G o, L R o passes through the polarizer PFo output optical system 3 disposed above the spatial light modulator 10, as described above In addition, each pixel is formed in a light / dark pattern (blue and black, green and black, red and black) according to the magnetization direction. Polarizer PFo outgoing light transmitted through the L B o, L G o, L R o is imaged image vI B of each light color, vI G, vI R a (vI in Figure 7). These 3 Tsunozo vI B, vI G, vI R forms an image in an enlarged or reduced in the same position in the desired size and aspect ratio by enlarging optical system 31 of the output optical system 3, by mixing three-dimensional image of a full color It becomes VI.

ホログラフィ装置20は、空間光変調器10の出射光LBo,LGo,LRoによるそれぞれの像vIB,vIG,vIRを同じ位置、同じ寸法に揃えて結像しなくてもよく、出力光学系3の出力側で結像位置および寸法が揃うように、拡大光学系31によって補正されればよい。空間光変調器10による像vIB,vIG,vIRの結像位置や寸法は、単色空間光変調器11,12,13のそれぞれの画素毎の明暗のパターンで調整してもよいし、ホログラム面P1,P2,P3の位置で調整してもよい。また、X方向のずれは、パルス電流源7により、磁性細線41,42,43における画素列の移動や画素長p1x,p2x,p3xの調整で補正することができる。 Holography device 20, the outgoing light L B o of the spatial light modulator 10, L G o, L R o each image vI B by, vI G, same position vI R, without image aligned in the same size It may be corrected by the magnifying optical system 31 so that the image formation position and the dimensions are aligned on the output side of the output optical system 3. Image vI B by spatial light modulator 10, vI G, the imaging position and size of the vI R, may be adjusted in light-dark pattern for each pixel of the monochromatic spatial light modulator 11, 12, 13, The positions of the hologram surfaces P1, P2, and P3 may be adjusted. Further, the deviation in the X direction can be corrected by the pulse current source 7 by moving the pixel sequence on the magnetic thin wires 41, 42, 43 and adjusting the pixel lengths p1 x , p2 x , and p3 x .

なお、光LBiが磁性細線41,41間の絶縁層64に入射して、または磁性細線41で完全には反射せずに一部が透過することによって第1層空間光変調器11を透過し、第2層空間光変調器12の磁性細線42で反射して出射しても、このような光LBは磁性細線41で反射した出射光LBoとピッチが揃わず干渉しないので、像vIBに影響しない。第1層空間光変調器11および第2層空間光変調器12を透過して第3層空間光変調器13の磁性細線43で反射して出射した光LB,LGも同様である。このように、空間光変調器10は、下式(8)の画素長p1y,p2y,p3yの単色空間光変調器11,12,13を積層して備えることにより、光LBi,LGi,LRiをまとめて積層方向に入射して、光LBiを第1層空間光変調器11で、光LGiを第2層空間光変調器12で、光LRiを第3層空間光変調器13で、それぞれ光変調させた出射光LBo,LGo,LRoのみを有効な光として、ホログラフィ装置20でフルカラーの立体像VIを得ることができる。
p1y/λB=p2y/λG=p3y/λR ・・・(8)
Incidentally, the light L B i is incident on the insulating layer 64 between the magnetic wire 41, or the first layer spatial light modulator 11 by the full with the magnetic wire 41 which transmits part not reflected transmitted, even if the emission is reflected by the magnetic thin wire 42 of the second layer spatial light modulator 12, since such light L B do not interfere not aligned is the outgoing light L B o and pitch that is reflected by the magnetic wire 41 , it does not affect the image vI B. Light L B emitted is reflected by the magnetic thin wire 43 of the first layer spatial light modulator 11 and the second layer spatial light modulator 12 is transmitted through the third layer spatial light modulator 13, L G is the same. Thus, the spatial light modulator 10, by providing by laminating a pixel length p1 y, p2 y, p3 y monochromatic spatial light modulator 11, 12, 13 of the formula (8), the light L B i , L G i, and enters the laminating direction collectively L R i, a light L B i in the first layer spatial light modulator 11, the light L G i in the second layer spatial light modulator 12, light L the R i in the third layer spatial light modulator 13, light emitted L B o which each is optically modulated, L G o, as L R o only effective light, to obtain a three-dimensional image VI of full-color holography device 20 Can be done.
p1 y / λ B = p2 y / λ G = p3 y / λ R ... (8)

(空間光変調器の変形例)
空間光変調器10は、「明」の画素を下向きの磁化方向の磁区とし、「暗」の画素を上向きの磁化方向の磁区としてもよく、この場合にはホログラフィ装置20において、偏光子PFoが、磁化方向が上向きの磁区から出射した光を遮光するように配置される。また、偏光子PFoを透過する偏光方向の出射光LBo,LGo,LRoを出射する磁区の磁化方向が単色空間光変調器11,12,13で異なっていてもよく、この場合には、単色空間光変調器11,12,13で個別に、明/暗の画素の磁化方向を設定する。また、磁性細線41,42,43の各カー回転角θk1,θk2,θk3の大きさが互いに異なっていてもよい。これらの場合には、出射光LBo,LGo,LRoそれぞれの、偏光子PFoで遮光される方の偏光が同じ向きに揃うように、入射光LBi,LGi,LRiの偏光の向きを個別に調整する。そのために、多波長光源装置2が、偏光子PFiをレーザー光源21,22,23毎に備えて、合成光学系DPで合成される前の光LB,LG,LRをそれぞれ所定の偏光のLBi,LGi,LRiにする。
(Modified example of spatial light modulator)
In the spatial light modulator 10, the “bright” pixel may be a magnetic domain in the downward magnetization direction, and the “dark” pixel may be a magnetic domain in the upward magnetization direction. In this case, in the holography apparatus 20, the polarizer PFo is used. , It is arranged so as to block the light emitted from the magnetic domain whose magnetization direction is upward. The polarization direction of the outgoing light L B o transmitted through the polarizer PFo, L G o, L magnetization direction of the magnetic domain for emitting R o is may be different monochromatic spatial light modulator 11, 12, 13, this In this case, the monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13 individually set the magnetization directions of the light / dark pixels. Further, the sizes of the car rotation angles θk1, θk2, and θk3 of the magnetic thin wires 41, 42, and 43 may be different from each other. In these cases, the outgoing light L B o, L G o, L R o respectively, so that the polarization of the person who is shielded by the polarizer PFo are aligned in the same direction, the incident light L B i, L G i, The direction of polarization of L R i is adjusted individually. Therefore, multi-wavelength light source device 2, provided with a polarizer PFi each laser light source 21, the light L B before being combined by the combining optical system DP, L G, L R each predetermined polarization L B i, L G i, L R i.

空間光変調器10は、後記第2実施形態(図9、図11参照)と同様に、第1、第2層空間光変調器11,12間に光LBを吸収して光LG,LRを透過する第1光学フィルタLF1を備えてもよく、また、第2、第3層空間光変調器12,13間に光LGを吸収して光LRを透過する第2光学フィルタLF2を備えてもよい。磁性細線41,42の層間に第1光学フィルタLF1を設けることによって、第1層空間光変調器11を透過した光LBiが、磁性細線42や磁性細線43で反射して出射することを防止することができる。同様に、磁性細線42,43の層間に第2光学フィルタLF2を設けることによって、第2層空間光変調器12を透過した光LGiが、磁性細線43で反射して出射することを防止することができる。光学フィルタLF1,LF2の構成については、第2実施形態で説明する。なお、光学フィルタLF1,LF2が入射角依存性を有する場合には、空間光変調器10への入射光LWiの入射角αは、対応した入射角α(>0°)に設定する。空間光変調器10は、このような構造とすることにより、出射光LBo,LGo,LRo以外の、所定の磁性細線41,42,43で変調されない光が出射して像に色滲み等を生じることを抑制することができる。 Spatial light modulator 10, below the second embodiment (FIG. 9, see FIG. 11) similarly to the first light L G by absorbing light L B between the second layer spatial light modulator 11 and 12, may comprise a first optical filter LF1 for transmitting L R, also the second, the second optical filter that transmits light L R by absorbing light L G between the third layer spatial light modulator 12, 13 LF2 may be provided. By providing the first optical filter LF1 between the magnetic thin wires 41 and 42, the light L Bi transmitted through the first layer spatial light modulator 11 is reflected by the magnetic thin wires 42 and the magnetic thin wires 43 and emitted. Can be prevented. Similarly, by providing the second optical filter LF2 between the layers of magnetic thin wire 42 and 43, prevent the light L G i which has passed through the second layer spatial light modulator 12, and emits the reflected magnetic wire 43 can do. The configuration of the optical filters LF1 and LF2 will be described in the second embodiment. When the optical filters LF1 and LF2 have an incident angle dependence, the incident angle α of the incident light L Wi to the spatial light modulator 10 is set to the corresponding incident angle α (> 0 °). Spatial light modulator 10, by adopting such a structure, emitted light L B o, L G o, L R o non, it is emitted light which is not modulated with a predetermined magnetic wire 41, 42 and 43 image It is possible to suppress the occurrence of color bleeding and the like.

前記したように、磁性細線41,42,43は、反射率および透過率を、下地膜によって制御してもよい。詳しくは、第1層空間光変調器11は、磁性細線41の下地に、光LBを反射して光LG,LRを透過する誘電体多層膜を備える。第2層空間光変調器12は、磁性細線42の下地に、光LGを反射して光LRを透過する誘電体多層膜を備える。第3層空間光変調器13は、磁性細線43の下地に、光LRを反射する誘電体多層膜を備えるか、光LRを透過する絶縁膜を設けて、さらにこの絶縁膜の下に光LRを反射する金属膜を備える。誘電体多層膜は、公知の反射型光学フィルタと同様に、屈折率の異なる2種類以上の絶縁膜(誘電体膜)を交互に繰り返し積層して得られる。空間光変調器10は、このような構造とすることにより、出射光LBo,LGo,LRoの光量を多くすることができる。なお、誘電体多層膜の反射率は、入射角依存性を有するので、空間光変調器10への入射光LWiの入射角αは、対応した入射角α(>0°)に設定する。 As described above, the reflectance and transmittance of the thin magnetic wires 41, 42, 43 may be controlled by the base film. Specifically, the first layer spatial light modulator 11 includes the underlying magnetic thin wire 41, the light L G and reflects the light L B, a dielectric multilayer film that transmits L R. The second layer spatial light modulator 12, the base of the magnetic wire 42 comprises a dielectric multilayer film that transmits light L R reflected light L G. Third layer spatial light modulator 13, the base of the magnetic thin wire 43, or provided with a dielectric multilayer film which reflects light L R, and an insulating film which transmits light L R, further under the insulating film A metal film that reflects light L R is provided. The dielectric multilayer film is obtained by alternately and repeatedly laminating two or more types of insulating films (dielectric films) having different refractive indexes, similarly to a known reflective optical filter. Spatial light modulator 10, by adopting such a structure, it is possible to increase the quantity of emitted light L B o, L G o, L R o. Since the reflectance of the dielectric multilayer film has an incident angle dependence, the incident angle α of the incident light L Wi to the spatial light modulator 10 is set to the corresponding incident angle α (> 0 °). ..

単色空間光変調器1(11,12,13)は、電極5nおよび電極5pがそれぞれ、図2では単列配列されているが、千鳥配列されていてもよい。特に、比較的画素が小さく磁性細線41が狭ピッチで並設されている第1層空間光変調器11は、電極51n,51pが千鳥配列されることで、パルス電流源7と接続し易い。また、単色空間光変調器1は、磁性細線4が、画素領域IAにおいて直線状かつX方向に平行に並設されていればよく、それ以外では、パルス電流による磁区のシフト移動に影響のない程度に緩やかな曲率であれば曲線状であってもよい。例えば、第1層空間光変調器11は、磁性細線41が画素領域IA1外で隣り合う磁性細線41との間隔を広げるようにY方向に外側へ向けて曲げられて、両端に接続した電極51n,51pや書込領域41wのピッチを広くすることができる。第1層空間光変調器11は、このような構造とすることで、比較的画素が小さくても、電極51n,51pにパルス電流源7を接続し易く、また、すべての磁性細線41の書込領域41wのそれぞれに磁化手段8(磁気ヘッド)を対向させ易く、書込みの際に、隣の磁性細線41に影響し難い。 In the monochromatic spatial light modulator 1 (11, 12, 13), the electrodes 5n and 5p are respectively arranged in a single row in FIG. 2, but may be arranged in a staggered manner. In particular, the first layer spatial light modulator 11 having relatively small pixels and magnetic fine wires 41 arranged side by side at a narrow pitch can be easily connected to the pulse current source 7 by arranging the electrodes 51n and 51p in a staggered manner. Further, in the monochromatic space optical modulator 1, it is sufficient that the magnetic fine wires 4 are arranged in a straight line and parallel to the X direction in the pixel region IA, and otherwise, the shift movement of the magnetic domain due to the pulse current is not affected. It may be curved as long as it has a moderately gentle curvature. For example, in the first layer spatial light modulator 11, the magnetic wire 41 is bent outward in the Y direction so as to widen the distance between the magnetic wire 41 and the adjacent magnetic wire 41 outside the pixel region IA1, and the electrodes 51n connected to both ends. , 51p and the pitch of the writing area 41w can be widened. By having such a structure, the first layer space optical modulator 11 can easily connect the pulse current source 7 to the electrodes 51n and 51p even if the pixels are relatively small, and all the magnetic thin wires 41 are written. The magnetization means 8 (magnetic head) is likely to face each of the inclusion regions 41w, and it is unlikely to affect the adjacent magnetic thin wire 41 during writing.

単色空間光変調器1は、画素毎に磁性体が分離した空間光変調器(例えば、特許文献4,5)と同様に、磁化手段8の電流源以外を備える構成としてしてもよい。例えば、スピン注入磁化反転方式で書込みを行うために、単色空間光変調器1は、磁性細線4が書込領域4wにおいて磁化自由層となるTMR素子構造およびその上下に接続した一対の電極を備える。具体的には、書込領域4wにおいて、磁性細線4の上または下にMgO,Al23,MgAl24等の絶縁膜を挟んで磁性細線4よりも保磁力の大きい磁性膜(磁化固定層)を積層し、磁性細線4を形成する前と磁化固定層を形成した後とに金属電極材料で電極を形成する(特許文献6参照)。また、磁性細線4は、スピン注入磁化反転が可能となるように、厚さが10nm以下に形成され、書込領域4wの一辺の長さ、すなわち細線方向長および磁性細線4の幅Wが500nm以下に、好ましくは300nm以下に形成される。この場合、磁化手段8の電流源は、前記一対の電極に接続して、磁性細線4を書込領域4wにおいてスピン注入磁化反転させる電流を供給する。単色空間光変調器1は、このような構造とすることにより、狭ピッチに並設された磁性細線4の各書込領域4wに対して的確に磁化(書込み)することができる。 The monochromatic spatial light modulator 1 may be configured to include other than the current source of the magnetization means 8 as in the spatial light modulator (for example, Patent Documents 4 and 5) in which the magnetic material is separated for each pixel. For example, in order to perform writing by the spin injection magnetization reversal method, the monochromatic spatial light modulator 1 includes a TMR element structure in which the magnetic thin wire 4 becomes a magnetization free layer in the writing region 4w, and a pair of electrodes connected above and below the TMR element structure. .. Specifically, in the writing area 4w, an insulating film such as MgO, Al 2 O 3 , MgAl 2 O 4 is sandwiched above or below the magnetic thin wire 4, and a magnetic film having a larger coercive force than the magnetic thin wire 4 (magnetization). (Fixed layer) is laminated to form an electrode with a metal electrode material before forming the magnetic thin wire 4 and after forming the magnetized fixed layer (see Patent Document 6). Further, the magnetic thin wire 4 is formed to have a thickness of 10 nm or less so that spin injection magnetization reversal is possible, and the length of one side of the writing region 4w, that is, the length in the thin wire direction and the width W of the magnetic thin wire 4 is 500 nm. Below, it is preferably formed to be 300 nm or less. In this case, the current source of the magnetization means 8 is connected to the pair of electrodes to supply a current that reverses the spin injection magnetization of the magnetic wire 4 in the writing region 4w. By having such a structure, the monochromatic spatial light modulator 1 can be accurately magnetized (written) with respect to each writing region 4w of the magnetic fine wires 4 arranged side by side at a narrow pitch.

また、磁界印加方式においては、平面視で書込領域4wを囲うように導線を配置し、この導線に電流を流して磁界を発生させる構成とすることができる。ただし、磁界が磁性細線4の書込領域4w外までに、特に画素列の側に印加されないように、この領域において磁性細線4の上に磁性膜で磁気シールド層を設けることが好ましい。さらに、より簡易な構造として、単色空間光変調器1のすべての磁性細線4の書込領域4wにわたって磁界を同じ向きに印加するように、2本の導線をY方向に延伸してもよい。2本の導線に互いに逆向きに電流を流すことによって、書込領域4wにおいて、磁界を上向きまたは下向きに発生させる。また、パルス電流源7は、各磁性細線4と選択的に接続可能な構成とし、直前のベース期間に磁化手段8が発生させた磁界の向きとする磁性細線4に限定してパルス電流を供給して磁区を移動させる。なお、空間光変調器10は、単色空間光変調器11,12,13が同じ書込方式でなくてもよい。例えば、磁性細線41の幅W1およびピッチp1yが狭く、書込領域41wの面積が小さな第1層空間光変調器11はスピン注入磁化反転方式として、それ以外の第2、第3層空間光変調器12,13は磁界印加方式とすることができる。 Further, in the magnetic field application method, a lead wire may be arranged so as to surround the writing area 4w in a plan view, and a current may be passed through the lead wire to generate a magnetic field. However, it is preferable to provide a magnetic shield layer with a magnetic film on the magnetic thin wire 4 in this region so that the magnetic field is not applied to the outside of the writing region 4w of the magnetic fine wire 4, particularly on the pixel array side. Further, as a simpler structure, the two conductors may be extended in the Y direction so that the magnetic field is applied in the same direction over the writing region 4w of all the magnetic thin wires 4 of the monochromatic spatial light modulator 1. By passing currents through the two conductors in opposite directions, a magnetic field is generated upward or downward in the writing region 4w. Further, the pulse current source 7 is configured to be selectively connectable to each magnetic wire 4, and the pulse current is supplied only to the magnetic wire 4 which is the direction of the magnetic field generated by the magnetizing means 8 in the immediately preceding base period. And move the magnetic domain. The spatial light modulator 10 does not have to have the same writing method as the monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13. For example, the first layer spatial light modulator 11 having a narrow width W1 and pitch p1 y of the magnetic thin wire 41 and a small area of the writing area 41w can be used as a spin injection magnetization reversal method, and other second and third layer spatial light. The modulators 12 and 13 can be of the magnetic field application method.

空間光変調器10は、単色空間光変調器11,12,13がそれぞれ、隣り合う磁性細線4,4を互いに絶縁し、また磁気的に影響し合うことを抑制するために、間隔を空けて並設する。ここで、1画素を1bitに置き換えて、磁性細線を連続した記録領域(トラック)とする光磁気ディスク等の光磁気記録媒体の分野で、記録密度を高くするために、基板に形成した平行な多数の溝の内側(底部)と頂部との両方に記録領域を設けたランド&グルーブ記録方式が知られている。同様の構造を磁壁移動方式の空間光変調器に適用すると、平面視において間隙なく磁性細線が並設するので、画素の開口率を1とすることができる。以下、本発明の実施形態の変形例に係る空間光変調器について、図8を参照して説明する。前記実施形態(図1〜7参照)と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。 The spatial light modulators 10 are spaced apart so that the monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13, respectively, insulate adjacent magnetic wires 4 and 4 from each other and prevent them from magnetically affecting each other. Installed side by side. Here, in the field of a magneto-optical recording medium such as a magneto-optical disk in which one pixel is replaced with one bit and a magnetic thin wire is used as a continuous recording area (track), parallel beams formed on a substrate in order to increase the recording density. A land-and-groove recording method is known in which recording areas are provided both inside (bottom) and top of a large number of grooves. When the same structure is applied to the spatial light modulator of the domain wall movement type, the magnetic fine wires are arranged side by side without any gap in the plan view, so that the aperture ratio of the pixel can be set to 1. Hereinafter, the spatial light modulator according to the modified example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same elements as those in the above-described embodiments (see FIGS. 1 to 7) are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

本発明の実施形態の変形例に係る空間光変調器10Aは、光LWiを入射される側(上)から順に、第1層空間光変調器11A、第2層空間光変調器12A、および第3層空間光変調器13A(適宜まとめて、単色空間光変調器11A,12A,13A)を重ねて備える。第1層空間光変調器11Aは、前記実施形態に係る空間光変調器10の第1層空間光変調器11と同様に、入射光LWiのうちの光LBiを反射、変調させて出射する。第2層空間光変調器12Aは、第2層空間光変調器12と同様に、入射光LWiのうちの光LGiを反射、変調させて出射する。そして、第3層空間光変調器13Aは、第3層空間光変調器13と同様に、入射光LWiのうちの光LRiを反射、変調させて出射する。単色空間光変調器11A,12A,13Aは、第1実施形態の単色空間光変調器11,12,13と同様、平面視における寸法を除いて概ね同じ構造であり、特定しない場合に単色空間光変調器1Aと称する。 Spatial light modulator 10A according to a modification of the embodiment of the present invention, from the side (top) in the order of incidence of light L W i, the first layer spatial light modulator 11A, second layer spatial light modulator 12A, A third layer spatial light modulator 13A (collectively, monochromatic spatial light modulators 11A, 12A, 13A) is provided in an overlapping manner. The first layer spatial light modulator 11A, like the first layer spatial light modulator 11 of the spatial light modulator 10 according to the embodiment, the light L B i of the incident light L W i reflecting causes modulated And emit. The second layer spatial light modulator 12A, like the second layer spatial light modulator 12, the reflected light L G i of the incident light L W i, emitted by modulated. Then, a third layer spatial light modulator 13A, like the third layer spatial light modulator 13, the reflected light L R i of the incident light L W i, emitted by modulated. The monochromatic spatial light modulators 11A, 12A, 13A have substantially the same structure except for the dimensions in a plan view, like the monochromatic spatial light modulators 11, 12, 13 of the first embodiment, and the monochromatic spatial light is not specified. It is referred to as a modulator 1A.

図8に示すように、単色空間光変調器1Aは、基板6、基板6上に設けられたX方向に延伸する複数の磁性細線4、磁性細線4毎にその両端に接続する電極5nと電極5p、磁性細線4を被覆する絶縁層64を備える。磁性細線4の本数は画素アレイのY方向における画素数であり、ただし、図8では簡潔に表すために、8本備える構成で例示される。また、単色空間光変調器1Aにおいては、Y方向に奇数本目の磁性細線4が基板6の表面に形成され、偶数本目の磁性細線4が基板6上に厚さhに堆積した絶縁層64の表面に形成されている。すなわち、単色空間光変調器1Aは、磁性細線4が1本ずつ交互に段違いで配置されている。磁性細線4は、単色空間光変調器11A,12A,13Aのそれぞれにおいて磁性細線41,42,43であり、配置や寸法等を除いて前記実施形態と同様の構成である。電極5n,5p、基板6、および絶縁層64についても、前記実施形態と同様の構成である。 As shown in FIG. 8, the monochromatic space optical modulator 1A includes a substrate 6, a plurality of magnetic thin wires 4 extending in the X direction provided on the substrate 6, and electrodes 5n and electrodes connected to both ends of each magnetic thin wire 4. It is provided with an insulating layer 64 that covers 5p and the magnetic thin wire 4. The number of the magnetic thin wires 4 is the number of pixels in the Y direction of the pixel array, but in FIG. 8, for the sake of brevity, an example is provided in which eight magnetic wires are provided. Further, in the monochromatic spatial light modulator 1A, the odd-numbered magnetic fine wires 4 are formed on the surface of the substrate 6 in the Y direction, and the even-numbered magnetic fine wires 4 are deposited on the substrate 6 in a thickness h of the insulating layer 64. It is formed on the surface. That is, in the monochromatic spatial light modulator 1A, the magnetic thin wires 4 are alternately arranged one by one in a staggered manner. The magnetic thin wires 4 are magnetic fine wires 41, 42, 43 in each of the monochromatic spatial light modulators 11A, 12A, and 13A, and have the same configuration as that of the above embodiment except for the arrangement, dimensions, and the like. The electrodes 5n, 5p, the substrate 6, and the insulating layer 64 have the same configurations as those in the above embodiment.

単色空間光変調器1Aにおいて、平面視で隣り合う下段の磁性細線4と上段の磁性細線4とのY方向における間隔は特に規定されず、0以上すなわち重複しなければよい。単色空間光変調器1Aは、このような構成とすることで、磁性細線4同士が互いに(h−t)以上または(2py−W)以上の間隙を有して並設しつつ(t:磁性細線4の厚さ)、平面視において幅Wと同値まで狭ピッチとすることができる(py≧W)。特に、図8に示すように、py=W、すなわち平面視において磁性細線4が間隙なく並設することにより、後記するように磁性細線4を形成し易い。 In the monochromatic spatial light modulator 1A, the distance between the lower magnetic wire 4 and the upper magnetic wire 4 adjacent to each other in the plan view in the Y direction is not particularly specified, and may be 0 or more, that is, do not overlap. Monochromatic spatial light modulator 1A, by such a structure, the magnetic nanowire 4 together with each other (h-t) or more, or (2p y -W) with juxtaposed with a clearance of at least (t: (Thickness of the magnetic thin wire 4), the pitch can be narrowed to the same value as the width W in a plan view ( py ≧ W). In particular, as shown in FIG. 8, by py = W, that is, when the magnetic fine wires 4 are arranged side by side without gaps in a plan view, the magnetic fine wires 4 can be easily formed as described later.

また、単色空間光変調器1Aは、下段の磁性細線4が上段の磁性細線4よりも両方向へ延伸して長く形成され、上段の磁性細線4のX方向における外側(磁性細線4に接続した電極5nの外側)に下段の磁性細線4の書込領域4wが設けられている。そして、上段だけでなく下段の磁性細線4に接続する電極5n,5pの上面も露出し、かつ書込領域4wへの磁界印加が妨げられないように、絶縁層64がX方向両端において階段状に薄肉化されている。このような構造により、単色空間光変調器1Aは、上段、下段のそれぞれの磁性細線4について、電極5n,5pにパルス電流源7を容易に接続することができ、それぞれの書込領域4wに磁化手段8を近接して対向させて書込みをすることができる。 Further, in the monochromatic spatial light modulator 1A, the lower magnetic wire 4 is formed longer than the upper magnetic wire 4 by extending in both directions, and the upper magnetic wire 4 is formed on the outside in the X direction (an electrode connected to the magnetic wire 4). A writing area 4w of the lower magnetic thin wire 4 is provided on the outside of 5n). Then, the insulating layer 64 has a stepped shape at both ends in the X direction so that not only the upper surface but also the upper surfaces of the electrodes 5n and 5p connected to the lower magnetic wire 4 are exposed and the magnetic field application to the writing region 4w is not hindered. It has been thinned to. With such a structure, the monochromatic spatial light modulator 1A can easily connect the pulse current source 7 to the electrodes 5n and 5p for the magnetic thin wires 4 in the upper and lower stages, respectively, and in each writing area 4w. Writing can be performed with the magnetizing means 8 facing each other in close proximity to each other.

ここで、入射光Liの、上段の磁性細線4の高さ位置から下段の磁性細線4の高さ位置までの経路の長さは、入射光Liの進入角をαi(0°≦αi<90°)とすると、(h/cosαi)と表される。さらに、絶縁層64の屈折率をniと表すと、光学的距離(光路長)は(ni×d/cosαi)であるから、上段の磁性細線4で反射した出射光Lo’と下段の磁性細線4で反射した出射光Lo’とで、光路長の差はその2倍となる。このことから、下式(10)が成立するとき(N:自然数)、上下段の磁性細線4,4で反射した出射光Loは位相が揃い、互いに光量を強め合って出射する。なお、進入角αiは、絶縁層64を進行する入射光Liの角度であるから、外部(空気中、屈折率1とする)からの入射角α0(0°≦α0<90°)に対して、下式(11)で表される。したがって、式(10)は、下式(12)で表すことができる。
h=N/2×λ×cosαi/ni ・・・(10)
αi=sin-1(sinα0/ni) ・・・(11)
h=N/2×λ×√(ni 2−sin2α0)/ni 2 ・・・(12)
Here, the length of the path of the incident light Li from the height position of the upper magnetic wire 4 to the height position of the lower magnetic wire 4 determines the approach angle of the incident light Li to be α i (0 ° ≤ α i). If <90 °), it is expressed as (h / cos α i ). Further, when the refractive index of the insulating layer 64 and n i, the optical distance (optical path length) because a (n i × d / cosα i ), the outgoing light Lo reflected in the upper part of the magnetic nanowire 4 'lower The difference in the optical path length is twice that of the emitted light Lo'reflected by the magnetic thin wire 4. From this, when the following equation (10) is established (N: natural number), the emitted light Lo reflected by the upper and lower magnetic thin wires 4 and 4 has the same phase and emits by strengthening the amount of light with each other. Since the approach angle α i is the angle of the incident light Li traveling through the insulating layer 64, the incident angle α 0 (0 ° ≦ α 0 <90 °) from the outside (in the air, the refractive index is 1). On the other hand, it is expressed by the following equation (11). Therefore, the equation (10) can be expressed by the following equation (12).
h = N / 2 × λ × cos α i / n i・ ・ ・ (10)
α i = sin -1 (sinα 0 / n i) ··· (11)
h = N / 2 × λ × √ (n i 2 −sin 2 α 0 ) / n i 2 ··· (12)

したがって、第1層空間光変調器11Aにおける磁性細線41の段差h1、第2層空間光変調器12Aにおける磁性細線42の段差h2、第3層空間光変調器13Aにおける磁性細線43の段差h3は、それぞれ下式(13)、(14)、(15)で表され、絶縁層64が同じ材料からなる場合、変調させる光の波長に比例して互いに異なる。なお、下式(13)、(14)、(15)におけるNは、自然数であれば特に規定されず、また、同一の値でなくてよいが、小さいことが好ましく、N=1が最も好ましい。Nが大きいと、段差h1,h2,h3が大きくなって、後記製造方法で磁性細線4を形成し難くなり、また、絶縁層64が厚くなって光が減衰するので、磁性細線4からの反射光が上段と下段とで光量の差を生じる。
h1=N/2×λB×√(ni 2−sin2α0)/ni 2 ・・・(13)
h2=N/2×λG×√(ni 2−sin2α0)/ni 2 ・・・(14)
h3=N/2×λR×√(ni 2−sin2α0)/ni 2 ・・・(15)
Therefore, the step h1 of the magnetic wire 41 in the first layer space optical modulator 11A, the step h2 of the magnetic wire 42 in the second layer space optical modulator 12A, and the step h3 of the magnetic wire 43 in the third layer space optical modulator 13A are , Represented by the following equations (13), (14) and (15), respectively, and when the insulating layer 64 is made of the same material, they are different from each other in proportion to the wavelength of the light to be modulated. Note that N in the following equations (13), (14), and (15) is not particularly specified as long as it is a natural number, and it does not have to be the same value, but it is preferably small, and N = 1 is the most preferable. .. When N is large, the steps h1, h2, and h3 become large, making it difficult to form the magnetic thin wire 4 by the manufacturing method described later, and the insulating layer 64 becomes thick and the light is attenuated, so that the reflection from the magnetic thin wire 4 Light causes a difference in the amount of light between the upper and lower stages.
h1 = N / 2 × λ B × √ (n i 2 −sin 2 α 0 ) / n i 2 ··· (13)
h2 = N / 2 × λ G × √ (n i 2 −sin 2 α 0 ) / n i 2 ··· (14)
h3 = N / 2 × λ R × √ (n i 2 −sin 2 α 0 ) / n i 2 ··· (15)

なお、第1層空間光変調器11Aにおける磁性細線41の幅W1およびピッチp1y、第2層空間光変調器12Aにおける磁性細線42の幅W2およびピッチp2y、第3層空間光変調器13Aにおける磁性細線43の幅W3およびピッチp3yは、前記実施形態と同様、式(1)、(3)、(5)、および式(8)とする。したがって、本変形例において最も好ましいのは、W1=p1y=λB/2、W2=p2y=λG/2、W3=p3y=λR/2であり、このとき、式(9)より、Ψy=180°となる。このように、空間光変調器10Aは、前記実施形態に係る空間光変調器10よりも視域角Ψyを大きくすることができる。
λB/2≦W1<λB ・・・(1)
λG/2≦W2<λG ・・・(3)
λR/2≦W3<λR ・・・(5)
p1y/λB=p2y/λG=p3y/λR ・・・(8)
Ψ=2sin-1(λ/2p) ・・・(9)
The width W1 and pitch p1 y of the magnetic wire 41 in the first layer spatial light modulator 11A, the width W2 and pitch p2 y of the magnetic wire 42 in the second layer spatial light modulator 12A, and the third layer spatial light modulator 13A. The width W3 and the pitch p3 y of the magnetic thin wire 43 in the above are the same as the above-described embodiment, of the formulas (1), (3), (5), and (8). Therefore, the most preferable examples in this modification are W1 = p1 y = λ B / 2, W2 = p2 y = λ G / 2, W3 = p3 y = λ R / 2, and in this case, the equation (9) Therefore, Ψ y = 180 °. As described above, the spatial light modulator 10A can have a larger viewing area angle Ψ y than the spatial light modulator 10 according to the embodiment.
λ B / 2 ≦ W1 <λ B ... (1)
λ G / 2 ≦ W2 <λ G ... (3)
λ R / 2 ≦ W3 <λ R ... (5)
p1 y / λ B = p2 y / λ G = p3 y / λ R ... (8)
Ψ = 2 sin -1 (λ / 2p) ・ ・ ・ (9)

一方、単色空間光変調器11A,12A,13AのX方向の画素長p1x,p2x,p3xは、前記実施形態と同様に、p1x≧λB、p2x≧λG、p3x≧λRの範囲に設定されることが好ましく、画素長を揃えて、p1x=p2x=p3x=pX≧λRに設定されてもよい。 On the other hand, the pixel lengths p1 x , p2 x , and p3 x in the X direction of the monochromatic spatial light modulators 11A, 12A, and 13A are p1 x ≧ λ B , p2 x ≧ λ G , and p3 x ≧, as in the above embodiment. It is preferably set in the range of λ R , and the pixel lengths may be aligned and set to p1 x = p2 x = p3 x = p X ≧ λ R.

本変形例に係る空間光変調器10Aは、空間光変調器10(図2、図3参照)と同様に、単色空間光変調器11A,12A,13Aが、この順にX方向に長くなるように形成され、X方向両端が階段状に形成される。さらに前記したように、単色空間光変調器11A,12A,13Aのそれぞれが上段と下段の磁性細線4,4により2段の階段状に形成されているので、合計6段となる。 In the spatial light modulator 10A according to this modification, similarly to the spatial light modulator 10 (see FIGS. 2 and 3), the monochromatic spatial light modulators 11A, 12A, and 13A become longer in the X direction in this order. It is formed, and both ends in the X direction are formed in a stepped shape. Further, as described above, since each of the monochromatic spatial light modulators 11A, 12A, and 13A is formed in a two-step step shape by the upper and lower magnetic thin wires 4 and 4, the total number of steps is six.

本変形例に係る空間光変調器10Aは、空間光変調器10と同様に、単色空間光変調器11A,12A,13Aのそれぞれを製造して、重ね合わせて得られる。単色空間光変調器11A,12A,13Aは、ランド&グルーブ記録方式の光磁気記録媒体と同様の方法で製造することができる。一例として、基板6上に厚さhの絶縁膜(絶縁層64)を成膜し、フォトリソグラフィとエッチングで、幅py、ピッチ2pyで磁性細線4の本数の半数の溝(畝)を形成する。この上から磁性膜を成膜すると、上段と下段の磁性細線4が同時に形成される。または、基板6をエッチングして、深さhの溝を形成してもよい。溝は、上段と下段の各磁性細線4の下地面(頂面、底面)が平坦、平滑に形成され、また、側面が磁性膜を付着させないように略垂直、特に逆テーパ寄りであることが好ましい。なお、下段の磁性細線4と上段の磁性細線4とを分けて形成してもよく、この場合、磁性細線4をW<pyに形成することも容易である。 The spatial light modulator 10A according to this modification is obtained by manufacturing and superimposing the monochromatic spatial light modulators 11A, 12A, and 13A, respectively, similarly to the spatial light modulator 10. The monochromatic spatial light modulators 11A, 12A, and 13A can be manufactured in the same manner as the land and groove recording type optical magnetic recording medium. As an example, an insulating film having a thickness of h (insulating layer 64) on the substrate 6, a photolithography and etching, the width p y, the grooves (ridges) of the half of the number of the magnetic thin wire 4 at a pitch 2p y Form. When the magnetic film is formed from above, the upper and lower magnetic thin wires 4 are formed at the same time. Alternatively, the substrate 6 may be etched to form a groove having a depth h. The groove is formed so that the lower ground (top surface, bottom surface) of each of the upper and lower magnetic thin wires 4 is flat and smooth, and the side surface is substantially vertical, especially closer to the reverse taper so as not to adhere the magnetic film. preferable. Incidentally, it may be formed separately lower magnetic nanowire 4 and the upper magnetic nanowire 4, in this case, it is easy to form a magnetic thin wire 4 to W <p y.

空間光変調器10Aの単色空間光変調器11A,12A,13Aのそれぞれの画素を、画像データに基づいた磁化方向にする(書込みをする)方法は、前記実施形態と同様であり、磁界印加方式、スピン注入磁化反転方式のいずれでも行うことができる。なお、磁界印加方式の場合には、上段の磁性細線4の書込領域4wに磁界を印加するための磁化手段8から下段の磁性細線4にまで磁界が印加されないように、上段の書込領域4wの直下およびその近傍の、上段の磁性細線4と下段の磁性細線4との間に、磁気シールド層を設けることが好ましい。 The method of setting (writing) each pixel of the monochromatic spatial light modulators 11A, 12A, and 13A of the spatial light modulator 10A in the magnetization direction based on the image data is the same as that of the above embodiment, and is a magnetic field application method. , Spin injection magnetization reversal method can be used. In the case of the magnetic field application method, the upper writing area is prevented from being applied from the magnetization means 8 for applying the magnetic field to the writing area 4w of the upper magnetic wire 4 to the lower magnetic field 4. It is preferable to provide a magnetic shield layer between the upper magnetic wire 4 and the lower magnetic wire 4 directly below and in the vicinity of 4w.

本変形例に係る空間光変調器10Aは、光変調動作が前記実施形態に係る空間光変調器10と同様であり(図6、図7参照)、空間光変調器10に代えてホログラフィ装置20(図5参照)に使用することができる。ここで、単色空間光変調器1Aの下段の磁性細線4に入射、反射する光Li,Loが上段の磁性細線4に遮られないように、空間光変調器10Aへの入射光LWiは、Y方向に垂直に入射する、すなわち非垂直に入射する場合にはX方向にのみ傾斜させることが好ましい。 The spatial light modulator 10A according to this modification has the same optical modulation operation as the spatial light modulator 10 according to the embodiment (see FIGS. 6 and 7), and the holography apparatus 20 replaces the spatial light modulator 10. It can be used for (see FIG. 5). Here, incident on the lower part of the magnetic nanowire 4 monochromatic spatial light modulator 1A, so that the reflected light Li, Lo is not blocked in the upper part of the magnetic nanowire 4, the incident light L W i to the spatial light modulator 10A , When incident vertically in the Y direction, that is, incident non-vertically, it is preferable to incline only in the X direction.

空間光変調器10および空間光変調器10A(以下、まとめて空間光変調器10)は、単色空間光変調器11,12,13(11A,12A,13A)を、前記したように治具で把持して固定する場合に、この治具に圧電アクチュエータを備えて、互いの位置をY方向に、あるいはさらにX方向やZ方向に変更可能な構造としてもよい。空間光変調器10は、このような構造とすることにより、各色の像vIB,vIG,vIRのずれを補正することができる。機械的にX方向に調整自在な構造とした場合、パルス電流源7による磁性細線4における画素列の移動によらずに補正することができるので、空間光変調器10は、磁性細線4における各画素の位置を固定して設定することができる。そこで、隣り合う画素同士の区切りに磁壁をトラップするノッチ(凹み)等を磁性細線4に形成して、パルス電流による磁区の移動において、予め設定された位置に的確に画素を配列することができる(特許文献6参照)。 The spatial light modulator 10 and the spatial light modulator 10A (hereinafter collectively referred to as the spatial light modulator 10) are monochromatic spatial light modulators 11, 12, 13 (11A, 12A, 13A) with a jig as described above. When gripping and fixing, the jig may be provided with a piezoelectric actuator so that the positions of the jigs can be changed in the Y direction, or further in the X direction or the Z direction. Spatial light modulator 10, by adopting such a structure, the color image vI B of, vI G, it is possible to correct the deviation of the vI R. When the structure is mechanically adjustable in the X direction, the correction can be performed without the movement of the pixel sequence in the magnetic thin wire 4 by the pulse current source 7, so that the spatial optical modulator 10 can be used for each of the magnetic thin wires 4. The position of the pixel can be fixed and set. Therefore, it is possible to form a notch (dent) or the like that traps the domain wall at the delimiter between adjacent pixels in the magnetic thin wire 4, and to accurately arrange the pixels at a preset position in the movement of the magnetic domain by the pulse current. (See Patent Document 6).

空間光変調器10は、単色空間光変調器11,12,13がそれぞれ基板61,62,63を下に向けて重ね合わされているが、それぞれ上下反転して基板61等を光の入射側に向けてもよい。さらにこの場合に、空間光変調器10は、単色空間光変調器11,12,13が、この順にX方向に短くなるように形成されていることが好ましい。このような空間光変調器10は、下側(光の入射側の反対側)に電極51,52,53が露出し、下側から磁化手段8を対向させることができる。 In the spatial light modulator 10, monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13 are superposed with the substrates 61, 62, and 63 facing downward, respectively, but they are turned upside down and the substrate 61 and the like are placed on the incident side of light. You may point it. Further, in this case, the spatial light modulator 10 is preferably formed so that the monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13 are shortened in the X direction in this order. In such a spatial light modulator 10, the electrodes 51, 52, and 53 are exposed on the lower side (opposite the incident side of the light), and the magnetization means 8 can be opposed to the lower side.

また、空間光変調器10は、単色空間光変調器11,12,13が基板61,62,63をそれぞれ上または下の同じ側に備えていなくてもよい。例えば、第1、第2層空間光変調器11,12は基板61,62が上に、第3層空間光変調器13は基板63が下に、それぞれ設けられていてもよい。このような空間光変調器10は、第2層空間光変調器12と第3層空間光変調器13とを、それぞれの基板62,63を外側にして貼り合わされ、その後に基板62を薄肉化し、薄肉化した基板62上に、基板61を上に向けて第1層空間光変調器11を貼り合わされて得られる。なお、第2層空間光変調器12と第3層空間光変調器13が互いに貼り合わされる前に、それぞれ表面(絶縁層64上)に、第2層空間光変調器12は磁化手段8を形成され、第3層空間光変調器13は第2層空間光変調器12の電極52と接合する引出し用配線の金属パターンを、Au,Cu,Co,Al,Ta,Ag等またはそれらの多層膜で形成される。同様に、第2層空間光変調器12は、薄肉化した基板62上に電極51と接合する引出し用配線の金属パターンを形成され、第1層空間光変調器11は磁化手段8を形成される。 Further, in the spatial light modulator 10, the monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13 do not have to have the substrates 61, 62, and 63 on the same side above or below, respectively. For example, the first and second layer spatial light modulators 11 and 12 may be provided with the substrates 61 and 62 on the top, and the third layer spatial light modulator 13 may be provided with the substrate 63 on the bottom. In such a spatial light modulator 10, the second layer spatial light modulator 12 and the third layer spatial light modulator 13 are bonded to each other with the respective substrates 62 and 63 on the outside, and then the substrate 62 is thinned. The first layer spatial light modulator 11 is attached to the thinned substrate 62 with the substrate 61 facing upward. Before the second layer spatial light modulator 12 and the third layer spatial light modulator 13 are bonded to each other, the second layer spatial light modulator 12 puts the magnetization means 8 on the surface (on the insulating layer 64), respectively. The third layer spatial light modulator 13 is formed, and the metal pattern of the drawing wiring to be joined to the electrode 52 of the second layer spatial light modulator 12 is formed into Au, Cu, Co, Al, Ta, Ag, etc. or a multilayer thereof. It is formed of a membrane. Similarly, the second layer spatial light modulator 12 is formed with a metal pattern of the lead-out wiring to be joined to the electrode 51 on the thinned substrate 62, and the first layer spatial light modulator 11 is formed with the magnetization means 8. To.

また、空間光変調器10は、単色空間光変調器11,12,13のすべてがそれぞれ基板6を備えていなくてもよい。具体的には、空間光変調器10は、基板61,62を除いた構造で、磁性細線43と磁性細線42の間、磁性細線42と磁性細線41の間(層間)に、それぞれ絶縁層64のみを備える。このような空間光変調器10は、まず、第3層空間光変調器13を製造し、その上面の絶縁層64をCMP法等で平坦化する。平坦化した絶縁層64上に、磁性細線42を形成し、同様に絶縁層64を平坦化して、磁性細線41、絶縁層64を形成する。その後、X方向両端の絶縁層64を階段状にエッチングして、磁性細線42,43上の電極52,53を露出させると共に書込領域42w,43w上の絶縁層64を薄肉化して得られる。あるいは上下反転して、第1層空間光変調器11に、磁性細線42、磁性細線43を、間に絶縁層64を形成しながら形成する。このように、空間光変調器10は、最上面または最下面に基板61または基板63の1枚のみを備えたり、磁性細線41,42間、磁性細線42,43間の基板6を十分に薄肉化したりすることで、ホログラム面P1,P2,P3の位置の差が抑制される。 Further, in the spatial light modulator 10, all of the monochromatic spatial light modulators 11, 12, and 13 do not have to be provided with the substrate 6. Specifically, the spatial light modulator 10 has a structure excluding the substrates 61 and 62, and has an insulating layer 64 between the magnetic thin wire 43 and the magnetic thin wire 42 and between the magnetic thin wire 42 and the magnetic thin wire 41 (interlayer), respectively. Only equipped. In such a spatial light modulator 10, first, a third layer spatial light modulator 13 is manufactured, and the insulating layer 64 on the upper surface thereof is flattened by a CMP method or the like. The magnetic thin wire 42 is formed on the flattened insulating layer 64, and the insulating layer 64 is similarly flattened to form the magnetic thin wire 41 and the insulating layer 64. After that, the insulating layers 64 at both ends in the X direction are etched stepwise to expose the electrodes 52 and 53 on the magnetic thin wires 42 and 43, and the insulating layers 64 on the writing areas 42w and 43w are thinned. Alternatively, it is turned upside down to form a magnetic thin wire 42 and a magnetic thin wire 43 on the first layer spatial light modulator 11 while forming an insulating layer 64 between them. As described above, the spatial light modulator 10 is provided with only one substrate 61 or substrate 63 on the uppermost surface or the lowermost surface, or the substrate 6 between the magnetic thin wires 41 and 42 and between the magnetic thin wires 42 and 43 is sufficiently thin. The difference in position between the hologram surfaces P1, P2, and P3 is suppressed by the conversion.

空間光変調器10は、単色空間光変調器1が3つに限られず、2または4以上重ね合わされて備えられてもよい。空間光変調器10は、単色空間光変調器1毎に異なる波長域の光を変調することができるので、単色空間光変調器1を多数備えることで、表示する像の色域を大きくすることができる。このような空間光変調器10には、多波長光源装置2が、単色空間光変調器1と同じ数のレーザー光源を備えて、異なる波長域の光を合成して照射する。 The spatial light modulator 10 is not limited to three monochromatic spatial light modulators 1, and may be provided by stacking two or four or more. Since the spatial optical modulator 10 can modulate light in a different wavelength range for each monochromatic spatial optical modulator 1, the color gamut of the image to be displayed can be increased by providing a large number of monochromatic spatial optical modulators 1. Can be done. The multi-wavelength light source device 2 includes the same number of laser light sources as the monochromatic space light modulator 1 in such a space light modulator 10, and synthesizes and irradiates light in different wavelength ranges.

ホログラフィ装置20は、より高精細な立体像を得るために、空間光変調器10(10A)をX方向やY方向に2以上配列して備えてもよい。例えば8K(画素:7680×4320)の像を再生するためには、画素を1920×1080で配列した空間光変調器10をXY方向に4×4=16配列する。隣り合う空間光変調器10,10間の継ぎ目で像が途切れないように、例えば出力光学系3は、空間光変調器10毎に拡大光学系(レンズ)を対向させて配列し、継ぎ目に対向させて遮光板を設けて、遮光板のそれぞれの間隙を通過した出射光を拡大して一つの像に継ぎ合わせる(特許文献3参照)。 The holography apparatus 20 may include two or more spatial light modulators 10 (10A) arranged in the X direction or the Y direction in order to obtain a higher definition stereoscopic image. For example, in order to reproduce an image of 8K (pixels: 7680 × 4320), the spatial light modulators 10 in which the pixels are arranged in 1920 × 1080 are arranged in 4 × 4 = 16 in the XY direction. For example, in the output optical system 3, the magnifying optics (lens) are arranged to face each other for each of the spatial light modulators 10 so that the image is not interrupted at the seam between the adjacent spatial light modulators 10 and 10. A light-shielding plate is provided so that the emitted light passing through the gaps between the light-shielding plates is enlarged and spliced into one image (see Patent Document 3).

以上のように、本発明の第1実施形態およびその変形例に係る空間光変調器によれば、高精細かつ小型であり、複数の波長域の光をまとめて同時に入射されてそれぞれを個別に変調して出射することができる単板型フルカラー空間光変調器を構成できる。そして、前記空間光変調器を使用したホログラフィ装置によれば、明るいフルカラーの再生像が広い視域角で得られる。 As described above, according to the spatial light modulator according to the first embodiment of the present invention and its modification, the light is high-definition and compact, and light in a plurality of wavelength ranges is collectively incident at the same time, and each of them is individually incident. A single-plate full-color spatial light modulator that can be modulated and emitted can be configured. Then, according to the holography apparatus using the spatial light modulator, a bright full-color reproduced image can be obtained with a wide viewing angle.

〔第2実施形態〕
第1実施形態およびその変形例に係る空間光変調器は、磁性細線の細線幅方向に視差を有するホログラフィ装置の表示デバイスであるが、細線方向に視差を有するホログラフィ装置の表示デバイスとすることもできる。以下、本発明の第2実施形態に係る空間光変調器について説明する。第1実施形態(図1〜8参照)と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。
[Second Embodiment]
The spatial light modulator according to the first embodiment and its modification is a display device of a holography device having a parallax in the thin line width direction of a magnetic thin line, but may also be a display device of a holography device having a parallax in the fine line direction. it can. Hereinafter, the spatial light modulator according to the second embodiment of the present invention will be described. The same elements as those in the first embodiment (see FIGS. 1 to 8) are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図9および図10に示すように、本発明の第2実施形態に係る空間光変調器10Bは、第1実施形態に係る空間光変調器10(図1参照)と同様に、光LWiを入射される側(図9、図10における上)から順に、第1層空間光変調器11B、第2層空間光変調器12B、および第3層空間光変調器13B(適宜まとめて、単色空間光変調器11B,12B,13B)を重ねて備える。空間光変調器10Bはさらに、第1層空間光変調器11Bと第2層空間光変調器12Bの間に第1光学フィルタLF1を備え、第2層空間光変調器12Bと第3層空間光変調器13Bの間に第2光学フィルタLF2を備える。単色空間光変調器11B,12B,13Bのそれぞれは、水平(H)方向と垂直(V)方向とに画素を二次元配列した画素アレイを有し、この画素アレイを設けられた領域を画素領域IA1,IA2,IA3(図1参照)と称する。第1層空間光変調器11Bは、入射光LWiのうちの光LBiを反射、変調させて出射する。第2層空間光変調器12Bは、入射光LWiのうちの光LGiを反射、変調させて出射する。そして、第3層空間光変調器13Bは、入射光LWiのうちの光LRiを反射、変調させて出射する。すなわち、単色空間光変調器11B,12B,13Bは、第1実施形態の単色空間光変調器11,12,13と同様、それぞれ、単色光LB,LG,LRの空間光変調器である。以下、単色空間光変調器11B,12B,13Bの各要素について説明する。 As shown in FIGS. 9 and 10, the spatial light modulator 10B according to the second embodiment of the present invention, like the spatial light modulator 10 according to the first embodiment (see FIG. 1), light L W i 1st layer spatial light modulator 11B, 2nd layer spatial light modulator 12B, and 3rd layer spatial light modulator 13B (collectively, monochromatic) in order from the side to be incident (top in FIGS. 9 and 10). Spatial light modulators 11B, 12B, 13B) are stacked and provided. The spatial light modulator 10B further includes a first optical filter LF1 between the first layer spatial light modulator 11B and the second layer spatial light modulator 12B, and the second layer spatial light modulator 12B and the third layer spatial light. A second optical filter LF2 is provided between the modulators 13B. Each of the monochromatic space optical modulators 11B, 12B, and 13B has a pixel array in which pixels are two-dimensionally arranged in the horizontal (H) direction and the vertical (V) direction, and the area provided with the pixel array is the pixel area. It is referred to as IA1, IA2, IA3 (see FIG. 1). The first layer spatial light modulator 11B is reflected light L B i of the incident light L W i, emitted by modulated. The second layer spatial light modulator 12B is reflected light L G i of the incident light L W i, emitted by modulated. Then, a third layer spatial light modulator 13B is reflected light L R i of the incident light L W i, emitted by modulated. That is, monochromatic spatial light modulator 11B, 12B, 13B, like the monochromatic spatial light modulator 11, 12, 13 of the first embodiment, respectively, monochromatic light L B, L G, the spatial light modulator of L R is there. Hereinafter, each element of the monochromatic spatial light modulators 11B, 12B, and 13B will be described.

第1層空間光変調器11Bは、基板61、基板61上に並設されたX方向に延伸する磁性細線41B、磁性細線41B毎にその両端に接続する電極51nと電極51p(適宜まとめて、電極51)、および磁性細線41B,41B間を埋める絶縁層64を備える。第2層空間光変調器12Bは、基板62、基板62上に並設されたX方向に延伸する磁性細線42B、磁性細線42B毎にその両端に接続する電極52nと電極52p(図示省略、適宜まとめて、電極52)、および磁性細線42B,42B間を埋める絶縁層64を備える。第3層空間光変調器13Bは、基板63、基板63上に並設されたX方向に延伸する磁性細線43B、磁性細線43B毎にその両端に接続する電極53nと電極53p(図示省略、適宜まとめて、電極53)、および磁性細線43B,43B間を埋める絶縁層64を備える。単色空間光変調器11B,12B,13Bは、磁性細線41B,42B,43Bを、画素アレイのY方向における画素数と同数本備え、例えばY方向の画素数1080に設計する場合には、各1080本備える。また、空間光変調器10Bにおいては、磁性細線41B,42B,43Bが互いに平面視で重ならないように細線幅方向(Y方向)にずらして配置され、単色空間光変調器11B,12B,13Bがそれぞれ磁性細線41B,42B,43Bを共通のピッチpYで並設する。なお、図9では、簡潔に表すために、磁性細線41B,42B,43Bを各8本備える構成で例示される。また、図9および図10では、絶縁層64は透明として、輪郭線のみを破線で表す。 The first layer space optical modulator 11B includes a substrate 61, a magnetic wire 41B extending in the X direction arranged side by side on the substrate 61, and an electrode 51n and an electrode 51p connected to both ends of each magnetic wire 41B. An electrode 51) and an insulating layer 64 that fills the space between the thin magnetic wires 41B and 41B are provided. The second layer space optical modulator 12B includes a substrate 62, a magnetic wire 42B extending in the X direction arranged side by side on the substrate 62, and electrodes 52n and electrodes 52p connected to both ends of each magnetic wire 42B (not shown, as appropriate). Collectively, the electrode 52) and the insulating layer 64 that fills the space between the magnetic thin wires 42B and 42B are provided. The third layer space optical modulator 13B includes a substrate 63, a magnetic wire 43B extending in the X direction arranged side by side on the substrate 63, and electrodes 53n and electrodes 53p connected to both ends of each magnetic wire 43B (not shown, as appropriate). Collectively, the electrode 53) and the insulating layer 64 that fills the space between the magnetic thin wires 43B and 43B are provided. The monochromatic spatial light modulators 11B, 12B, and 13B are provided with the same number of magnetic thin wires 41B, 42B, and 43B as the number of pixels in the Y direction of the pixel array. For example, when the number of pixels in the Y direction is 1080, each is 1080. Prepare this book. Further, in the spatial light modulator 10B, the magnetic thin wires 41B, 42B, and 43B are arranged so as to be shifted in the thin line width direction (Y direction) so as not to overlap each other in a plan view, and the monochromatic spatial light modulators 11B, 12B, and 13B are arranged. Magnetic thin wires 41B, 42B, and 43B are arranged side by side with a common pitch p Y , respectively. In FIG. 9, for the sake of brevity, a configuration is illustrated in which eight magnetic thin wires 41B, 42B, and 43B are provided. Further, in FIGS. 9 and 10, the insulating layer 64 is transparent, and only the outline is represented by a broken line.

単色空間光変調器11B,12B,13Bは、平面(XY面を指す)視における寸法を除いて概ね同じ構造であり、特定しない場合に単色空間光変調器1Bと称する。そして、磁性細線41B,42B,43Bの単色空間光変調器1Bに設けられたものを磁性細線4Bと称し、その幅W1,W2,W3をW、また、画素のX方向長p1x,p2x,p3xをpxと称する。同様に、電極51n,52n,53nを電極5n、電極51p,52p,53pを電極5p、基板61,62,63を基板6、画素領域IA1,IA2,IA3を画素領域IAとそれぞれ称する。 The monochromatic spatial light modulators 11B, 12B, and 13B have substantially the same structure except for the dimensions in a plane (pointing to the XY plane) view, and are referred to as monochromatic spatial light modulators 1B when not specified. The magnetic thin wires 41B, 42B, and 43B provided in the monochromatic spatial light modulator 1B are referred to as magnetic thin wires 4B, and the widths W1, W2, and W3 are W, and the X-direction lengths of the pixels are p1 x , p2 x. , P3 x is called p x . Similarly, the electrodes 51n, 52n and 53n are referred to as electrodes 5n, the electrodes 51p, 52p and 53p are referred to as electrodes 5p, the substrates 61, 62 and 63 are referred to as substrates 6, and the pixel regions IA1, IA2 and IA3 are referred to as pixel regions IA, respectively.

磁性細線4Bは、第1実施形態に係る空間光変調器10の磁性細線4(図4参照)と同様、X方向に沿った直線状に成形された磁性体であり、磁区が細線方向に分割されて生成することにより、1本が画素アレイのX方向における1列に配列された複数の画素(光変調素子)を構成する。例えばX方向の画素数1920に設計する場合には、磁性細線41B,42B,43Bはそれぞれ、細線方向に画素を1920個連続して備える。なお、図10では、磁性細線41B,42B,43B内に付した矢印は磁化方向を表し、さらに、磁化方向の異なる磁区を網掛けの有無で表す。磁性細線4Bは、前記複数の画素(画素列と称する)を構成する領域と、画素列の外側の、電極5nに接続した側の書込領域4w(41w,42w,43w)と、両端の電極5n,5pに接続した領域とを有する。磁性細線4Bは、書込みにより、各画素が、一部の領域に特定の磁化方向の磁区Dg(図12参照)を有し、ここでは、下向きの磁化方向で、また、各画素における電極5pの側に設けられる。なお、画素における磁区Dg以外の領域を開口部と称する。したがって、磁性細線4Bは、磁化方向が上向きと下向きの2つの磁区に細線方向に分割された画素と、磁化方向が下向きの1つの磁区からなる画素とを有し、磁化方向が上向きの磁区はすべて、X方向長が画素の開口部のX方向長(開口長)sx(s1x,s2x,s3x)である。このような構成により、後記するように、磁性細線4Bで反射した出射光Loは、画素の開口部で反射した光のみが偏光子PFoを透過して回折する。書込領域4wは、X方向長が、画素の開口長sx以上かつ磁区DgのX方向長(px−sx)以上に設定される。 The magnetic wire 4B is a magnetic material formed in a straight line along the X direction, like the magnetic wire 4 (see FIG. 4) of the spatial light modulator 10 according to the first embodiment, and the magnetic domain is divided in the wire direction. A plurality of pixels (optical modulation elements) arranged in a row in the X direction of the pixel array are formed by generating the magnets. For example, when designing the number of pixels in the X direction to 1920, the magnetic fine wires 41B, 42B, and 43B each include 1920 pixels in the thin line direction in succession. In FIG. 10, the arrows attached to the thin magnetic wires 41B, 42B, and 43B indicate the magnetization direction, and the magnetic domains having different magnetization directions are indicated by the presence or absence of shading. The magnetic thin wire 4B includes an area constituting the plurality of pixels (referred to as a pixel array), a writing area 4w (41w, 42w, 43w) on the side connected to the electrode 5n outside the pixel array, and electrodes at both ends. It has a region connected to 5n and 5p. The magnetic thin wire 4B has a magnetic domain Dg (see FIG. 12) in a specific magnetization direction in a part of each pixel by writing, and here, in the downward magnetization direction, and of the electrode 5p in each pixel. It is provided on the side. The region of the pixel other than the magnetic domain Dg is referred to as an opening. Therefore, the magnetic thin wire 4B has a pixel divided in the thin wire direction into two magnetic domains having a magnetization direction of upward and downward, and a pixel composed of one magnetic domain having a magnetization direction of downward, and the magnetic domain having a magnetization direction of upward is In all cases, the X-direction length is the X-direction length (opening length) s x (s1 x , s2 x , s3 x ) of the opening of the pixel. With such a configuration, as will be described later, in the emitted light Lo reflected by the magnetic thin wire 4B, only the light reflected by the opening of the pixel passes through the polarizer PFo and is diffracted. The writing area 4w is set so that the length in the X direction is equal to or greater than the aperture length s x of the pixel and the length in the X direction (p x − s x ) of the magnetic domain Dg or more.

磁性細線4Bは、単色空間光変調器1Bが変調する波長域の光に磁気光学効果を示すように、幅Wが前記光の半波長λ/2以上に設計される。さらに、磁性細線41Bは、反射した出射光LBoが実質的に回折しないことが好ましく、そのために、幅W1は、W1≧λBであることが好ましく、W1≧λBmaxであることがさらに好ましい。同様に、磁性細線42Bの幅W2は、W2≧λGであることが好ましく、W2≧λGmaxであることがさらに好ましい。そして、磁性細線43Bの幅W3は、W3≧λRであることが好ましく、W3≧λRmaxであることがさらに好ましい。一方で、磁性細線4Bは、細線方向のみに磁区が分割され易いように、厚さ(膜厚)が70nm程度以下であることが好ましく、幅Wが300nm程度以下であることが好ましい。さらに、磁性細線4Bは、細線方向のみに磁区を分割され易いように、磁区の最小長さ、すなわち画素の開口部のX方向長sxまたは磁区DgのX方向長(px−sx)に対して幅Wが大き過ぎないことが好ましく、具体的には、幅Wが前記最小長さの2倍以下であることが好ましい。ただし、このような寸法でなくても、磁性細線4Bは、予め外部磁界を印加されることによって、細線方向のみに磁区が分割された状態にすることができる。また、隣り合う磁性細線4B,4B同士は、間隙を、互いの磁化の影響を受け難い程度に空けることが好ましい。また、磁性細線4Bは、旋光角(カー回転角)を大きくして反射させるために、厚さ4nm以上であることが好ましく、材料に応じて設計することがより好ましく、磁性細線41B,42B,43Bが互いに異なる厚さであってもよい。 The magnetic thin wire 4B is designed so that the width W is at least half the wavelength λ / 2 of the light so that the light in the wavelength range modulated by the monochromatic space optical modulator 1B shows a magneto-optical effect. Further, the magnetic wire 41B is preferably the reflected outgoing light L B o is not substantially diffracted, Therefore, the width W1 is preferably W1 ≧ lambda B, further to be W1 ≧ lambda Bmax preferable. Similarly, the width W2 of the magnetic thin wire 42B is preferably W2 ≧ λ G , and more preferably W2 ≧ λ Gmax . The width W3 of the magnetic thin wire 43B is preferably W3 ≧ λ R , and more preferably W3 ≧ λ Rmax . On the other hand, the magnetic domain 4B preferably has a thickness (thickness) of about 70 nm or less and a width W of about 300 nm or less so that magnetic domains can be easily divided only in the wire direction. Further, the magnetic domain 4B has the minimum length of the magnetic domain, that is, the X-direction length s x of the pixel opening or the X-direction length (p x −s x ) of the magnetic domain Dg so that the magnetic domain can be easily divided only in the wire direction. It is preferable that the width W is not too large, and specifically, the width W is preferably twice or less the minimum length. However, even if the dimensions are not such, the magnetic domain of the magnetic thin wire 4B can be in a state of being divided only in the thin wire direction by applying an external magnetic field in advance. Further, it is preferable that the adjacent magnetic thin wires 4B and 4B have a gap to the extent that they are not easily affected by the magnetization of each other. Further, the magnetic thin wire 4B preferably has a thickness of 4 nm or more, more preferably designed according to the material, in order to increase the optical rotation angle (car rotation angle) and reflect the magnetic thin wire 41B, 42B, 43B may have different thicknesses from each other.

磁性細線4Bは、第1実施形態の磁性細線4と同様に、公知の強磁性材料、好ましくは垂直磁気異方性材料を適用することができ、また、保護膜や下地膜を備えてもよい。また、磁性細線4Bは、書込領域4wにおいて、この領域に限定して所望の磁化方向に磁化手段8によって変化させる(磁化する)ために、磁化方法(書込方式)に対応した構造とする。書込方式およびそのための構造は、第1実施形態およびその変形例で説明した通りである As with the magnetic wire 4 of the first embodiment, a known ferromagnetic material, preferably a perpendicular magnetic anisotropy material, can be applied to the magnetic wire 4B, and a protective film or a base film may be provided. .. Further, in the writing region 4w, the magnetic thin wire 4B has a structure corresponding to the magnetization method (writing method) in order to change (magnetize) the desired magnetization direction by the magnetization means 8 only in this region. .. The writing method and the structure for it are as described in the first embodiment and its modification.

さらに、磁性細線41Bは、第1層空間光変調器11Bが変調する光LBについて、反射率および磁気光学効果が高いことが好ましく、また、光LBよりも長波長域の光LG,LRについて反射率が低い、すなわち透過率または吸収率が高いことが好ましく、このような光学的特性が得られるように材料や厚さを選択する。同様に、磁性細線42Bは、第2層空間光変調器12Bが変調する光LGについて反射率および磁気光学効果が高いことが好ましく、光LGよりも長波長域の光LRについて反射率が低いことが好ましい。そして、磁性細線43Bは、第3層空間光変調器13Bが変調する光LRについて反射率および磁気光学効果が高いことが好ましい。磁性細線41B,42B,43Bは、反射率を、磁性体のみの材料や厚さによらず、例えば下地膜の材料によっても制御することができ、第1実施形態の変形例で説明したように、誘電体多層膜で特定の波長域の光の反射率を高めることができる。磁性細線41Bによる光LBのカー回転角をθk1、磁性細線42Bによる光LGのカー回転角をθk2、磁性細線43Bによる光LRのカー回転角をθk3と表し、θk1,θk2,θk3のいずれかを特定しない場合にカー回転角θkと称する。 Further, the magnetic wire 41B is the light L B of the first layer spatial light modulator 11B modulates, it is preferable high reflectivity and magneto-optical effect, also, in the long wavelength range than the light L B light L G, L is a low reflectance for R, i.e. high transmittance or absorptivity are preferred, selecting such optical characteristics are such a material and thickness obtained. Similarly, the magnetic wire 42B is preferably highly reflective and magneto-optical effect for light L G of the second layer spatial light modulator 12B modulates the reflectivity for light L R of a long wavelength range than the light L G Is preferably low. The magnetic thin wire 43B preferably has high reflectivity and magneto-optical effect for light L R of the third layer spatial light modulator 13B modulates. The reflectance of the magnetic thin wires 41B, 42B, and 43B can be controlled not only by the material and thickness of the magnetic material alone, but also by, for example, the material of the base film, and as described in the modified example of the first embodiment. , The reflectance of light in a specific wavelength range can be increased by the dielectric multilayer film. The Kerr rotation angle of the light L B by the magnetic wire 41B θk1, the Kerr rotation angle of the light L G by magnetic wire 42B θk2, the Kerr rotation angle of the light L R according to the magnetic wire 43B represents a θk3, θk1, θk2, the Shitakei3 When either is not specified, it is called a car rotation angle θk.

電極5nと電極5pは、外部の電源(パルス電流源7)から磁性細線4Bに電流を細線方向に供給するために、磁性細線4Bの端子として一端と他端に接続し、その構成は、第1実施形態で説明した通りである。基板6(61,62,63)および絶縁層64は、それぞれ第1実施形態で説明した通りである。 The electrodes 5n and 5p are connected to one end and the other end as terminals of the magnetic thin wire 4B in order to supply a current from an external power source (pulse current source 7) to the magnetic thin wire 4B in the thin wire direction. It is as described in 1 Embodiment. The substrate 6 (61, 62, 63) and the insulating layer 64 are as described in the first embodiment, respectively.

空間光変調器10Bは、後記するように、X方向において、第1層空間光変調器11B、第2層空間光変調器12B、第3層空間光変調器13Bの順に、画素長p1x,p2x,p3xが長くなり、したがって、画素領域IA1,IA2,IA3の順にX方向長が長くなる。すなわち、磁性細線41B,42B,43Bの順に画素列の細線長が長くなるように形成される。さらに、第2、第3層空間光変調器12B,13Bは、上層の第1、第2層空間光変調器11B,12Bと比較して、画素領域IA2,IA3に対してX方向に余分に大きく形成され、空間光変調器10Bは、X方向両端が階段状に形成される。このような構造によって、最上層の第1層空間光変調器11Bの磁性細線41Bの両端に接続した電極51だけでなく、その下の、第2層空間光変調器12Bの電極52および第3層空間光変調器13Bの電極53が、上面に露出して外部の電源(パルス電流源7)と接続することができる。さらに、磁性細線42Bの書込領域42w、磁性細線43Bの書込領域43wも、その上の第1、第2層空間光変調器11B,12B(基板61,62)のX方向外側に配置されて、上に絶縁層64のみが設けられているので、同じく外部の磁化手段8を対向させて磁界MFを印加されることができる(図4参照)。また、第1、第2層空間光変調器11B,12Bは、X方向長が最大の第3層空間光変調器13Bの画素領域IA3に入出射する光LRi,LRoを磁化手段8や電極51,52で遮らないように、書込領域41w,42wの位置および磁性細線41,42の長さを設計する。 As will be described later, the spatial light modulator 10B has a pixel length p1 x , in the order of the first layer spatial light modulator 11B, the second layer spatial light modulator 12B, and the third layer spatial light modulator 13B in the X direction. Since p2 x and p3 x become longer, the length in the X direction becomes longer in the order of the pixel regions IA1, IA2, and IA3. That is, the magnetic thin wires 41B, 42B, and 43B are formed so that the thin wire lengths of the pixel strings become longer in this order. Further, the second and third layer spatial light modulators 12B and 13B are extra in the X direction with respect to the pixel regions IA2 and IA3 as compared with the upper layer first and second layer spatial light modulators 11B and 12B. The spatial light modulator 10B is formed to be large, and both ends in the X direction are formed in a stepped manner. With such a structure, not only the electrodes 51 connected to both ends of the magnetic thin wire 41B of the first layer spatial light modulator 11B of the uppermost layer, but also the electrodes 52 and the third of the second layer spatial light modulator 12B below the electrodes 51. The electrode 53 of the layer-space light modulator 13B is exposed on the upper surface and can be connected to an external power source (pulse current source 7). Further, the writing area 42w of the magnetic thin wire 42B and the writing area 43w of the magnetic thin wire 43B are also arranged on the outer sides of the first and second layer spatial optical modulators 11B and 12B (boards 61 and 62) in the X direction. Since only the insulating layer 64 is provided on the upper surface, the magnetic field MF can be applied by facing the external magnetization means 8 (see FIG. 4). The first and second layer spatial light modulator 11B, 12B, the light L R i, magnetizing means L R o where X-direction length is input and output to the pixel region IA3 up the third layer spatial light modulator 13B The positions of the writing areas 41w and 42w and the lengths of the magnetic thin wires 41 and 42 are designed so as not to be blocked by the 8 and the electrodes 51 and 52.

また、磁性細線42Bに入射する光LGiおよび磁性細線42Bから反射した光LGoが上層の第1層空間光変調器11Bを透過する際に、磁性細線41Bに遮られないように、または磁性細線41Bを透過して光学的作用を受けないように、これらの光LGi,LGoの光路上に磁性細線41Bが配置されないように、磁性細線41Bと磁性細線42Bの平面視における位置関係を設計する。同様に、磁性細線43Bに入射する光LRiおよび磁性細線43Bから反射した光LRoの光路上に磁性細線41B,42Bが配置されないように、磁性細線41B,42Bと磁性細線43Bの位置関係を設計する。具体的には、光LGi,LRi(光LWi)のY方向における入射角が0°の場合において、磁性細線41B,42B,43Bが互いに平面視で重ならないように、Y方向にずらして配置する。したがって、単色空間光変調器11B,12B,13Bは、それぞれ磁性細線41B,42B,43Bを、共通のピッチpYで並設し、pY≧W1+W2+W3に設計される。前記入射角が大きいほど、磁性細線41B,42B,43Bの平面視での(Y方向の)間隙を広く設けて、ピッチpYを大きくする。言い換えると、空間光変調器10Bは、画素のY方向長を小さくし、また、開口率を高くするために、入射光LWiのY方向における入射角が小さいことが好ましく、0°すなわちY方向に垂直に入射することが最も好ましい。また、画素領域IA1,IA2,IA3からの出射光LBo,LGo,LRoの各中心が略一致するように、第1、第2、第3層空間光変調器11B,12B,13Bが配置されて積層していることが好ましく、ここでは、X方向において画素領域IA1,IA2,IA3の各中心が一致するように配置されている。 Further, when the light L G o reflected from the light L G i and the magnetic wire 42B is incident on the magnetic thin wire 42B is transmitted through the first layer spatial light modulator 11B of the upper layer, so that unobstructed magnetic wire 41B, or so as not to undergo optical action passes through the magnetic wire 41B, the plan view of the light L G i, L G o of such magnetic thin wire 41B is not disposed on the optical path, the magnetic wire 41B and the magnetic wire 42B Design the positional relationship in. Similarly, the light L R o of the optical path to the magnetic nanowire 41B reflected from the light L R i and the magnetic wire 43B is incident on the magnetic thin wire 43B, so that 42B is not arranged, the position of the magnetic wire 41B, 42B and the magnetic wire 43B Design relationships. Specifically, the light L G i, in the case where the incident angle in the Y direction L R i (light L W i) is 0 °, the magnetic wire 41B, 42B, so 43B do not overlap in plan view each other, Y Arrange them so that they are offset in the direction. Therefore, the monochromatic spatial light modulators 11B, 12B, and 13B are designed so that the magnetic thin wires 41B, 42B, and 43B are arranged side by side at a common pitch p Y , respectively, and p Y ≧ W1 + W2 + W3. The larger the incident angle, the wider the gap (in the Y direction) of the magnetic fine wires 41B, 42B, and 43B in the plan view, and the larger the pitch p Y. In other words, the spatial light modulator 10B is to reduce the Y-direction length of the pixel, and in order to increase the aperture ratio, it is preferable incident angle is small in the Y direction of the incident light L W i, 0 ° i.e. Y Most preferably, it is incident perpendicular to the direction. Further, as the outgoing light L B o from pixel regions IA1, IA2, IA3, L G o, each center of L R o substantially matches, the first, second, third layer spatial light modulator 11B, 12B , 13B are preferably arranged and laminated, and here, they are arranged so that the centers of the pixel regions IA1, IA2, and IA3 coincide with each other in the X direction.

次に、第1、第2、第3層空間光変調器11B,12B,13Bの画素サイズ等について、詳細に説明する。空間光変調器10Bは、第1実施形態に係る空間光変調器10と同様に、ホログラフィ装置の表示デバイスである。そのために、第1層空間光変調器11Bは、磁性細線41Bに入射した光LBiが画素の開口部や磁区Dgの磁化方向に応じて旋光すると共に、開口部で反射した出射光LBoが偏光子(検光子)PFoを透過すると回折光となるように、画素の開口部および磁区DgのX方向長s1x、p1x−s1xを、光LBの中心波長λBに基づいて下式(16)、(17)の範囲に設定される。同様に、第2層空間光変調器12Bは、画素の開口部および磁区DgのX方向長s2x、p2x−s2xを、光LGの中心波長λGに基づいて下式(18)、(19)の範囲に設定される。そして、第3層空間光変調器13Bは、画素の開口部および磁区DgのX方向長s3x、p3x−s3xを、光LRの中心波長λRに基づいて下式(20)、(21)の範囲に設定される。
λB/2≦s1x<λB ・・・(16)
p1x−s1x≧λB/2 ・・・(17)
λG/2≦s2x<λG ・・・(18)
p2x−s2x≧λG/2 ・・・(19)
λR/2≦s3x<λR ・・・(20)
p3x−s3x≧λR/2 ・・・(21)
Next, the pixel sizes and the like of the first, second, and third layer spatial light modulators 11B, 12B, and 13B will be described in detail. The spatial light modulator 10B is a display device of a holographic apparatus, like the spatial light modulator 10 according to the first embodiment. Therefore, the first layer spatial light modulator 11B, together with the light L B i that enters the magnetic wire 41B is optical rotation in accordance with the magnetization direction of the opening and the magnetic domain Dg of pixels, the outgoing light L B reflected at the opening o as is transmitted through the polarizer (analyzer) PFo diffracted light, the X-direction length s1 x, p1 x -s1 x of the opening and the magnetic domain Dg of pixels, based on the center wavelength lambda B of the light L B It is set in the range of the following equations (16) and (17). Similarly, a second layer spatial light modulator 12B is an X-direction length s2 x, p2 x -s2 x of the opening and the magnetic domain Dg of pixels, the lower on the basis of the central wavelength lambda G of the light L G (18) , (19) is set. Then, a third layer spatial light modulator 13B is an X-direction length s3 x, p3 x -s3 x of the opening and the magnetic domain Dg of pixels, the lower on the basis of the central wavelength lambda R of the light L R formula (20), It is set in the range of (21).
λ B / 2 ≤ s1 xB ... (16)
p1 x −s1 x ≧ λ B / 2 ・ ・ ・ (17)
λ G / 2 ≤ s2 xG ... (18)
p2 x −s2 x ≧ λ G / 2 ・ ・ ・ (19)
λ R / 2 ≤ s3 xR ... (20)
p3 x −s3 x ≧ λ R / 2 ・ ・ ・ (21)

また、画素長pの空間光変調器を用いたホログラフィ装置において、画素から出射する波長λの光の回折角φは、下式(7)で表される。空間光変調器10Bにおいて、単色空間光変調器11B,12B,13Bは、偏光子PFoを透過したそれぞれの出射光LBo,LGo,LRoの回折角φが一致するように、画素の開口部のピッチすなわち画素長p1x,p2x,p3xが、それぞれの変調する光LB,LG,LRの中心波長λB,λG,λRに対する比で一致する(下式(22))。このような構成によって、詳しくは後記するように、それぞれに割り当てられた単色空間光変調器11B,12B,13Bで反射した光のみを有効な出射光LBo,LGo,LRoとして、立体像を結像することができる。したがって、入射光LBi,LGi,LRiを一体の白色光LWiとして、空間光変調器10Bに入射することができる。また、ホログラフィ装置において、画素長pが波長λの半波長の倍数であるとき、画素毎の出射光同士が特に強く干渉し合う。したがって、単色空間光変調器11B,12B,13Bは、画素のX方向長p1x,p2x,p3xがそれぞれの変調する光LB,LG,LRの半波長λB/2,λG/2,λR/2の倍数であることが好ましい。
φ=sin-1(λ/2p) ・・・(7)
p1x/λB=p2x/λG=p3x/λR ・・・(22)
Further, in a holography apparatus using a spatial light modulator having a pixel length p, the diffraction angle φ of light having a wavelength λ emitted from a pixel is represented by the following equation (7). In the spatial light modulator 10B, monochromatic spatial light modulator 11B, 12B, 13B, as the polarizer PFo transmitted through the respective output light L B o, L G o, the diffraction angle of the L R o phi match, pitch or pixel length p1 x, p2 x, p3 x of the opening of the pixel, each modulated light L B, L G, L the center wavelength of R λ B, λ G, a matching ratio lambda R (lower Equation (22)). With such a configuration, details as described later, monochromatic spatial light modulator 11B assigned to each, 12B, effective emission light only light reflected by 13B L B o, L G o , as L R o , A stereoscopic image can be formed. Therefore, the incident light L B i, as L G i, L white light integrally R i L W i, can be incident on the spatial light modulator 10B. Further, in the holography apparatus, when the pixel length p is a multiple of a half wavelength of the wavelength λ, the emitted lights of each pixel interfere with each other particularly strongly. Therefore, monochromatic spatial light modulator 11B, 12B, 13B, the light L B, L G, the half wavelength of L R λ B / 2 X direction length of the pixel p1 x, p2 x, p3 x is the respective modulation, lambda It is preferably a multiple of G / 2, λ R / 2.
φ = sin -1 (λ / 2p) ・ ・ ・ (7)
p1 x / λ B = p2 x / λ G = p3 x / λ R ... (22)

また、下式(9)で表されるように、ホログラフィ装置における波長λの光の視域角Ψは、画素長pが小さい(短い)ほど広くなる。したがって、空間光変調器10Bは、画素長p1x,p2x,p3xが小さいほど、X方向に視域角Ψx(図12参照)が広くなる。空間光変調器10Bの画素数やホログラフィ装置20の用途等にもよるが、X方向を水平(H)方向として観察者が両眼で立体像の全体を視認することができるように、画素長pxが入射光Liの中心波長λの4倍以下(Ψx≧14.36°)であることが好ましく、2倍以下(Ψx≧28.95°)であることがより好ましい。なお、式(16)〜(21)より、画素長pxが最小となるのは、p1x=λB、s1x=λB/2、p2x=λG、s2x=λG/2、p3x=λR、s3x=λR/2であり、このとき、Ψx=60°となる。
Ψ=2sin-1(λ/2p) ・・・(9)
Further, as represented by the following equation (9), the viewing angle Ψ of light having a wavelength λ in the holography apparatus becomes wider as the pixel length p is smaller (shorter). Therefore, in the spatial light modulator 10B, the smaller the pixel lengths p1 x , p2 x , and p3 x , the wider the viewing angle Ψ x (see FIG. 12) in the X direction. Although it depends on the number of pixels of the spatial optical modulator 10B and the application of the holography apparatus 20, the pixel length is such that the observer can visually recognize the entire stereoscopic image with both eyes with the X direction as the horizontal (H) direction. It is preferable that p x is 4 times or less (Ψ x ≧ 14.36 °) of the center wavelength λ of the incident light Li, and more preferably 2 times or less (Ψ x ≧ 28.95 °). From equations (16) to (21), the pixel length p x is minimized by p1 x = λ B , s1 x = λ B / 2, p2 x = λ G , s2 x = λ G / 2. , P3 x = λ R , s3 x = λ R / 2, and at this time, Ψ x = 60 °.
Ψ = 2 sin -1 (λ / 2p) ・ ・ ・ (9)

第1光学フィルタLF1は、光LBを吸収して光LG,LRを透過する。第2光学フィルタLF2は、光LGを吸収して光LRを透過する。光学フィルタLF1,LF2は、公知の吸収型光学フィルタを適用することができ、波長選択性を有する光吸収物質を分散させたガラスや、誘電体多層膜等からなる。第1光学フィルタLF1は、磁性細線41Bと磁性細線42Bの層間に配置され、第1層空間光変調器11Bの磁性細線41B,41B間の絶縁層64に入射した光LBiを、磁性細線42Bや磁性細線43Bに入射させないために設けられる。第2光学フィルタLF2は、磁性細線42Bと磁性細線43Bの層間に配置され、第2層空間光変調器12Bの磁性細線42B,42B間の絶縁層64に入射した光LGiを、磁性細線43Bに入射させないために設けられる。したがって、光学フィルタLF1,LF2は、最下層の第3層空間光変調器13Bの画素領域IA3に入射する光LWiの光路全体に設けられるような平面視サイズおよび配置とする。例えば、入射光LWiの入射角αが0°であれば、光学フィルタLF1,LF2は、平面視で画素領域IA3全体と重複していればよい。空間光変調器10Bは、光学フィルタLF1,LF2を備えることにより、光LBが磁性細線42B,43Bに、光LGが磁性細線43Bに、それぞれ到達(透過、反射)して出射することを防止する。 The first optical filter LF1 absorbs light L B transmits light L G, L R. The second optical filter LF2 transmits light L R by absorbing light L G. A known absorption type optical filter can be applied to the optical filters LF1 and LF2, and the optical filters are made of glass in which a light absorbing substance having wavelength selectivity is dispersed, a dielectric multilayer film, or the like. The first optical filter LF1 is arranged between the layers of magnetic thin wire 41B and the magnetic wire 42B, the magnetic wire 41B of the first layer spatial light modulator 11B, the light L B i that is incident on the insulating layer 64 between 41B, the magnetic wire It is provided so as not to enter the 42B or the magnetic thin wire 43B. The second optical filter LF2 is placed between the layers of magnetic thin wire 42B and the magnetic wire 43B, the magnetic wire 42B of the second layer spatial light modulator 12B, the light L G i that is incident on the insulating layer 64 between 42B, the magnetic wire It is provided so as not to enter the 43B. Accordingly, the optical filter LF1, LF2 is a plan view size and arrangement as provided in the entire optical path of the light L W i incident on the pixel area IA3 of the third layer spatial light modulator 13B of the bottom layer. For example, if the incidence angle α is 0 ° of the incident light L W i, the optical filter LF1, LF2 has only to overlap the entire pixel region IA3 in plan view. Spatial light modulator 10B is provided with the optical filter LF1, LF2, light L B is the magnetic wire 42B, the 43B, the light L G is the magnetic wire 43B, reach respectively (transmission, reflection) to to emit To prevent.

(空間光変調器の製造方法)
本実施形態に係る空間光変調器10Bは、第1実施形態に係る空間光変調器10と同様に、単色空間光変調器11B,12B,13Bのそれぞれを製造して、間に光学フィルタLF1,LF2を挟んで重ね合わせて得られる。また、第1光学フィルタLF1は、第2層空間光変調器12B上または第1層空間光変調器11Bの基板61裏面上に、誘電体多層膜を積層して形成してもよく、同様に、第2光学フィルタLF2は、第3層空間光変調器13B上または第2層空間光変調器12Bの基板62裏面上に形成してもよい。
(Manufacturing method of spatial light modulator)
Similar to the spatial light modulator 10 according to the first embodiment, the spatial light modulator 10B according to the present embodiment manufactures each of the monochromatic spatial light modulators 11B, 12B, and 13B, and the optical filters LF1 and LF1 are in between. It is obtained by superimposing LF2 on both sides. Further, the first optical filter LF1 may be formed by laminating a dielectric multilayer film on the second layer spatial light modulator 12B or on the back surface of the substrate 61 of the first layer spatial light modulator 11B. The second optical filter LF2 may be formed on the third layer spatial light modulator 13B or on the back surface of the substrate 62 of the second layer spatial light modulator 12B.

〔ホログラフィ装置〕
本実施形態に係る空間光変調器10Bは、第1実施形態に係る空間光変調器10に代えて、図5に示すホログラフィ装置20に使用することができる。ホログラフィ装置20は水平視差型であり、そのために、空間光変調器10Bは、X方向(磁性細線41B,42B,43Bの細線方向)が水平(H)方向を表示するように配置される。また、磁性細線4Bが垂直磁気異方性材料からなる場合、空間光変調器10Bへの入射光LWiの入射角α(0°≦α<90°)は、α≦30°であることが好ましい。一方、光学フィルタLF1,LF2が入射角依存性を有する場合には、それに対応した入射角α(>0°)に設定する。なお、前記したように、空間光変調器10Bにおいては、Y方向に垂直に入射すること、すなわち非垂直に入射する場合にはX方向にのみ傾斜させることが好ましい。
[Holography equipment]
The spatial light modulator 10B according to the present embodiment can be used in the holography apparatus 20 shown in FIG. 5 in place of the spatial light modulator 10 according to the first embodiment. The holography apparatus 20 is of the horizontal parallax type, and therefore, the spatial light modulator 10B is arranged so that the X direction (the thin line directions of the magnetic thin lines 41B, 42B, 43B) displays the horizontal (H) direction. Further, if the magnetic wire 4B is made of a perpendicular magnetic anisotropy materials, the angle of incidence of the incident light L W i to the spatial light modulator 10B α (0 ° ≦ α < 90 °) , it is alpha ≦ 30 ° Is preferable. On the other hand, when the optical filters LF1 and LF2 have an incident angle dependence, the incident angle α (> 0 °) corresponding thereto is set. As described above, in the spatial light modulator 10B, it is preferable that the light is vertically incident in the Y direction, that is, that the spatial light modulator 10B is inclined only in the X direction when it is incident non-vertically.

(空間光変調器の駆動方法)
空間光変調器10Bの単色空間光変調器11B,12B,13Bのそれぞれの画素を、画像データに基づいた磁化方向にする(書込みをする)方法は、第1実施形態と同様であり、磁界印加方式、スピン注入磁化反転方式のいずれでも行うことができる。ただし、本実施形態においては、各画素に下向きの磁化方向の磁区Dgを生成するため、1画素あたり2パルスで書込みをし、1パルスおきに、入力された信号に基づいて画素の開口部の書込みをする。なお、「暗」の画素を開口部において磁区Dgと同じ下向きの磁化方向に設定し、「明」の画素を開口部において上向きの磁化方向に設定する。また、画素の開口部と磁区DgのX方向長は、パルス電流源7が供給するパルス電流のパルス幅(ピーク期間)によって設定され、X方向長が互いに異なる場合には、1パルスずつ交互にパルス幅を変える。
(How to drive the spatial light modulator)
The method of setting (writing) each pixel of the monochromatic spatial light modulators 11B, 12B, and 13B of the spatial light modulator 10B in the magnetization direction based on the image data is the same as that of the first embodiment, and a magnetic field is applied. Either the method or the spin injection magnetization reversal method can be used. However, in the present embodiment, in order to generate a magnetic domain Dg in the downward magnetization direction for each pixel, writing is performed with 2 pulses per pixel, and every other pulse, the opening of the pixel is opened based on the input signal. Write. The "dark" pixel is set in the opening in the same downward magnetization direction as the magnetic domain Dg, and the "bright" pixel is set in the opening in the upward magnetization direction. Further, the X-direction lengths of the pixel openings and the magnetic domain Dg are set by the pulse width (peak period) of the pulse current supplied by the pulse current source 7, and when the X-direction lengths are different from each other, they are alternately pulsed one by one. Change the pulse width.

(ホログラフィ装置の動作)
第2実施形態に係る空間光変調器を使用したホログラフィ装置によるフルカラーの立体像の再生を、空間光変調器の光変調動作を含めて図11、図12、および図5を参照して説明する。図11においては、光LBi,LBo、光LGi,LGo、および光LRi,LRoは、ハッチングを付した、または白抜きの矢印で表す。図12では、簡潔に表すために、単色空間光変調器1Bは磁性細線4Bの画素列部分のみを示し、X方向に8画素を備える構成で例示され、また、図10と同様に、磁性細線4B内に付した矢印は磁化方向を表し、さらに、磁化方向の異なる磁区を網掛けの有無で表す。
(Operation of holography equipment)
Reproduction of a full-color stereoscopic image by a holographic apparatus using the spatial light modulator according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 11, 12, and 5 including the optical modulation operation of the spatial light modulator. .. In Figure 11, the light L B i, L B o, the light L G i, L G o, and light L R i, L R o is represented by the hatched or hollow arrow. In FIG. 12, for the sake of brevity, the monochromatic space optical modulator 1B shows only the pixel array portion of the magnetic thin wire 4B, and is exemplified by a configuration having eight pixels in the X direction. Also, as in FIG. 10, the magnetic thin wire is illustrated. The arrows in 4B indicate the magnetization direction, and the magnetic domains having different magnetization directions are indicated by the presence or absence of shading.

多波長光源装置2から入射光LWiが上方から空間光変調器10Bに照射されると、図11に示すように、最上層の第1層空間光変調器11Bに入射し、入射光LWiのうちの光LBiが磁性細線41Bで反射して、出射光LBoとなって空間光変調器10Bの上方へ出射される。また、磁性細線41B,41B間の絶縁層64に入射した入射光LWiは、絶縁層64およびその下の基板61を透過し、第1光学フィルタLF1に入射する。第1光学フィルタLF1に入射した入射光LWiのうちの光LBiは第1光学フィルタLF1に吸収され、光LGi,LRiは透過してその下の第2層空間光変調器12Bに入射する。光LGiは磁性細線42Bで反射して、出射光LGoとなって上方へ出射される。出射光LGoは、入射光LGiと同様に第1光学フィルタLF1、第1層空間光変調器11Bを順次透過して空間光変調器10Bの上方へ出射される。また、磁性細線42B,42B間の絶縁層64に入射した光LGi,LRiは、絶縁層64およびその下の基板62を透過し、第2光学フィルタLF2に入射する。第2光学フィルタLF2に入射した光LGiは第2光学フィルタLF2に吸収され、光LRiは透過してその下の第3層空間光変調器13Bに入射する。光LRiは磁性細線43Bで反射して、出射光LRoとなって上方へ出射される。出射光LRoは、入射光LRiと同様に第2光学フィルタLF2、第2層空間光変調器12B、第1光学フィルタLF1、第1層空間光変調器11Bを順次透過して空間光変調器10Bの上方へ出射される。一方、磁性細線43B,43B間の絶縁層64に入射した光LRiは、絶縁層64を透過し、さらにその下の基板63を透過して裏面から出射するか基板63に吸収される。 When the incident light L W i from the multi-wavelength light source device 2 is irradiated to the spatial light modulator 10B from above, as shown in FIG. 11, is incident on the first layer spatial light modulator 11B of the top layer, the incident light L light L B i of W i is reflected by the magnetic wire 41B, and is emitted upward of the spatial light modulator 10B becomes outgoing light L B o. Further, the incident light L W i that enters the magnetic wire 41B, the insulating layer 64 between 41B is transmitted through the insulating layer 64 and the substrate 61 thereunder, and is incident on the first optical filter LF1. The first light L B i of the incident light L W i incident on the optical filter LF1 is absorbed by the first optical filter LF1, light L G i, L R i second layer spatial light of the underlying transmitted It is incident on the modulator 12B. The light L G i is reflected by the magnetic thin wire 42B to become the emitted light L G o and is emitted upward. Outgoing light L G o, the first optical filter LF1 like the incident light L G i, is emitted upward of the spatial light modulator 10B sequentially passes through the first layer spatial light modulator 11B. Further, the light L G i, L R i incident magnetic wire 42B, the insulating layer 64 between 42B is transmitted through the insulating layer 64 and the substrate 62 thereunder, and is incident on the second optical filter LF2. Light L G i incident on the second optical filter LF2 is absorbed by the second optical filter LF2, the light L R i is transmitted and enters the third layer spatial light modulator 13B underneath. The light L R i is reflected by the magnetic thin wire 43B to become the emitted light L R o and is emitted upward. Outgoing light L R o, the second optical filter LF2 like the incident light L R i, a second layer spatial light modulator 12B, a first optical filter LF1, and sequentially passes through the first layer spatial light modulator 11B space It is emitted above the light modulator 10B. On the other hand, the light L R i incident magnetic wire 43B, the insulating layer 64 between 43B is transmitted through the insulating layer 64, it is absorbed on whether the substrate 63 is emitted from the rear surface and further transmitted through the substrate 63 underneath.

次に、本実施形態に係る空間光変調器の光変調動作、および単色空間光変調器による単色光の立体像の再生を、図12を参照して説明する。磁性細線4Bは、空間光変調器の駆動方法で説明した書込みによって、その細線方向に磁区が分割され、磁区毎に上向きまたは下向きの磁化方向を示している。図12に示す断面においては、左から5、6番目の画素の開口部に下向きの磁化方向の磁区、それ以外の画素の開口部に上向きの磁化方向の磁区が生成している。したがって、磁性細線4Bは、左から4番目の画素から6番目の画素の領域にかけて、磁化方向が下向きの1つの長い磁区が生成され、それ以外の領域においては、磁化方向が上向きと下向きの短い磁区が交互に生成されている。この単色空間光変調器1Bに、1つの偏光成分かつ平行光である光Liが上方から入射すると、磁性細線4Bで反射して、Y方向長が磁性細線4Bの幅Wの出射光Loを上方へ出射する。出射光Loは、磁気光学効果によって、磁性細線4Bの入射した領域における磁化方向に応じて、偏光の向きが変化し、磁化方向が上向きの磁区では角度+θk、下向きの磁区では角度−θkで回転する。図12では、入射光Liは、直線状の矢印で表し、さらに偏光の向きを表す両矢印を付す。また、出射光Loは、磁性細線4Bの各磁区から出射する直線状の矢印で表し、偏光の向きを表す両矢印を付し、また、入射光Liに対して角度−θkで回転した偏光の方向をY方向とする。 Next, the optical modulation operation of the spatial light modulator according to the present embodiment and the reproduction of a stereoscopic image of monochromatic light by the monochromatic spatial light modulator will be described with reference to FIG. The magnetic domains of the magnetic wire 4B are divided in the direction of the magnetic domain by the writing described in the driving method of the spatial light modulator, and each magnetic domain indicates an upward or downward magnetization direction. In the cross section shown in FIG. 12, magnetic domains in the downward magnetization direction are generated in the openings of the fifth and sixth pixels from the left, and magnetic domains in the upward magnetization direction are generated in the openings of the other pixels. Therefore, in the magnetic thin wire 4B, one long magnetic domain having a downward magnetization direction is generated from the region of the fourth pixel to the sixth pixel from the left, and in the other regions, the magnetization directions are short upward and downward. Magnetic domains are generated alternately. When light Li, which is one polarization component and parallel light, is incident on the monochromatic space optical modulator 1B from above, it is reflected by the magnetic thin wire 4B, and the emitted light Lo having a length W in the Y direction and a width W of the magnetic thin wire 4B is upward. Exit to. Due to the magneto-optical effect, the emitted light Lo changes the direction of polarization according to the magnetization direction in the incident region of the magnetic thin wire 4B, and rotates at an angle + θk in a magnetic domain with an upward magnetization direction and an angle −θk in a magnetic domain with a downward magnetization direction. To do. In FIG. 12, the incident light Li is represented by a linear arrow, and further, a double-headed arrow indicating the direction of polarization is attached. Further, the emitted light Lo is represented by a linear arrow emitted from each magnetic domain of the magnetic thin wire 4B, has a double-headed arrow indicating the direction of polarization, and is a polarized light rotated at an angle −θk with respect to the incident light Li. The direction is the Y direction.

空間光変調器10B(単色空間光変調器1B)の上方には、偏光子PFoが、磁化方向が下向きの磁区Dgから出射したY方向の偏光を遮光するように配置されている。したがって、出射光Loは、画素の開口部の磁化方向が上向きの磁区から出射した光のみが偏光子PFoを透過する。上向きの磁区のX方向長sxは波長λよりも小さいので、偏光子PFoを透過した出射光Loは、X方向に回折して拡がり、Y方向に沿った円筒波(柱面波)となる。図12では、出射光Loは、偏光子PFoから発散して出射する直線状の矢印で表す。磁性細線4Bにおいては、上向きの磁区が下向きの磁区Dgを挟んで入射光Liの波長λの数倍以下のピッチpxで配列されているので、偏光子PFoで発散した光Loは、干渉によって同位相で強め合う。図12では、この複数の光が干渉した光の波面を波線で表す。そして、偏光子PFoを透過した出射光Loは、偏光子PFoの出射面から所定の距離の位置に、単色光の像vIを結像する。 Above the spatial light modulator 10B (monochromatic spatial light modulator 1B), a polarizer PFo is arranged so as to block the polarized light in the Y direction emitted from the magnetic domain Dg whose magnetization direction is downward. Therefore, as for the emitted light Lo, only the light emitted from the magnetic domain in which the magnetization direction of the pixel opening is upward passes through the polarizer PFo. Since the length s x in the X direction of the upward magnetic domain is smaller than the wavelength λ, the emitted light Lo transmitted through the polarizer PFo is diffracted in the X direction and spreads to become a cylindrical wave (column surface wave) along the Y direction. .. In FIG. 12, the emitted light Lo is represented by a linear arrow diverging from the polarizer PFo and emitting. In the magnetic wire 4B, since an upward magnetic domains are arranged at several times following the pitch p x of the wavelength of the incident light Li lambda across the downward magnetic domains Dg, light Lo that diverges polarizer PFo is by interference Strengthen each other in the same phase. In FIG. 12, the wave surface of the light in which the plurality of lights interfere is represented by a wavy line. Then, the emitted light Lo transmitted through the polarizer PFo forms an image vI of monochromatic light at a position at a predetermined distance from the emitting surface of the polarizer PFo.

このように、本実施形態に係る空間光変調器10Bを使用したホログラフィ装置20においては、偏光子PFoは、入射光Liの波長λ未満の幅のスリットが波長λの数倍以下のピッチで形成された一次元の回折格子として作用する。このスリットの幅およびピッチは磁性細線4Bに生成した磁区に依存するので、空間光変調器10Bから出射した出射光LBo,LGo,LRoのそれぞれについて、1つの偏光子PFoを透過した光は回折角φが揃い、また、それぞれの光色の像vIB,vIG,vIRを結像することができる。また、偏光子PFoの出射面が、像vIB,vIG,vIRの共通のホログラム面となる。これら3つの像vIB,vIG,vIRは、出力光学系3の拡大光学系31によって所望の寸法やアスペクト比に拡大または縮小されて同じ位置で結像し、混色してフルカラーの立体像VIとなる。したがって、第1実施形態と同様、ホログラフィ装置20は、空間光変調器10Bの出射光LBo,LGo,LRoによるそれぞれの像vIB,vIG,vIRを同じ位置、同じ寸法に揃えて結像しなくてもよく、出力光学系3の出力側で結像位置および寸法が揃うように、拡大光学系31によって補正されればよい。 As described above, in the holography apparatus 20 using the spatial light modulator 10B according to the present embodiment, the polarizer PFo forms slits having a width less than the wavelength λ of the incident light Li at a pitch of several times or less the wavelength λ. It acts as a one-dimensional diffraction grating. Since the width and pitch of the slits is dependent on the magnetic domains generated in the magnetic wire 4B, the outgoing light L B o emitted from the spatial light modulator 10B, L G o, for each of L R o, one polarizer PFo the transmitted light uniform diffraction angle phi, also can be imaged each image vI B light color, vI G, the vI R. Also, the exit surface of the polarizer PFo becomes a common hologram surface of the image vI B, vI G, vI R . These 3 Tsunozo vI B, vI G, vI R forms an image in an enlarged or reduced in the same position in the desired size and aspect ratio by enlarging optical system 31 of the output optical system 3, by mixing three-dimensional image of a full color It becomes VI. Therefore, similarly to the first embodiment, the holographic device 20, the outgoing light L B o of the spatial light modulator 10B, L G o, L R o each image vI B by, vI G, same position vI R, the same The image does not have to be aligned with the dimensions, and may be corrected by the magnifying optical system 31 so that the imaging position and dimensions are aligned on the output side of the output optical system 3.

本実施形態に係る空間光変調器10Bは、磁性細線41B,42B,43Bを互いに細線幅方向にずらして配置し、さらに、磁性細線41Bと磁性細線42Bの層間、磁性細線42Bと磁性細線43Bの層間に、それぞれ光学フィルタLF1,LF2を設けることにより、磁性細線41Bによってのみ変調した光LBo、磁性細線42Bによってのみ変調した光LGo、および磁性細線43Bによってのみ変調した光LRoを取り出すことができる。なお、磁性細線41Bが光LGや光LRを反射させる場合、幅W1をW1<λGに、より好ましくはW1<λGminに設計して、その反射光を磁性細線42Bで反射した光LGoよりも弱くすることができる。同様に、磁性細線42Bが光LRを反射させる場合、幅W2をW2<λRに、より好ましくはW2<λRminに設計する。あるいは、磁性細線41Bに入射する光LWiの光路上に、具体的には磁性細線41Bの上面に、光LBを透過し、かつ光LG,LRを吸収する誘電体多層膜を形成してもよい。同様に、磁性細線42Bの上面に、光LGを透過し、かつ光LRを吸収する誘電体多層膜を形成してもよい。 In the spatial optical modulator 10B according to the present embodiment, the magnetic thin wires 41B, 42B, and 43B are arranged so as to be offset from each other in the thin line width direction, and further, between the magnetic thin wire 41B and the magnetic thin wire 42B, the magnetic thin wire 42B and the magnetic thin wire 43B the layers, by providing the optical filter LF1, LF2, respectively, the light L B o modulated only by the magnetic wire 41B, the light L R o which only modulated by the light L G o and the magnetic wire 43B, modulated only by the magnetic wire 42B Can be taken out. In the case where the magnetic wire 41B for reflecting the light L G and the light L R, the width W1 W1 <λ G, and more preferably designed to W1 <lambda Gmin, light reflected by the reflected light by the magnetic wire 42B it can be weaker than the L G o. Similarly, when the magnetic thin wire 42B reflects light L R , the width W2 is designed to be W2 <λ R , more preferably W2 <λ R min . Alternatively, the optical path of the light L W i incident on the magnetic thin wire 41B, the upper surface of the magnetic thin wire 41B specifically, transmits light L B, and the light L G, a dielectric multilayer film that absorbs L R It may be formed. Similarly, the upper surface of the magnetic thin wire 42B, and transmits light L G, and may be a dielectric multilayer film for absorbing light L R.

(変形例)
第1光学フィルタLF1は、磁性細線42B,43Bのそれぞれの上面に限定して設けられてもよく、磁性細線42B上には、光LGを透過し、かつ光LBを吸収する誘電体多層膜を、磁性細線43B上には、光LRを透過し、かつ光LBを吸収する誘電体多層膜を、それぞれ形成する。さらに、磁性細線43B上の前記誘電体多層膜は、光LGも吸収する構造として、第2光学フィルタLF2とすることができる。
(Modification example)
The first optical filter LF1, the magnetic thin wires 42B, may be provided is limited to the upper surface of each of 43B, the on magnetic wire 42B, a dielectric multilayer which transmits light L G, and absorbs light L B membrane, on magnetic wire 43B, and transmits light L R, and a dielectric multilayer film for absorbing light L B, are formed respectively. Further, the dielectric multilayer film on the magnetic wire 43B is a structure in which even the light L G absorbed, may be a second optical filter LF2.

磁性細線43Bが光LGを反射しない、すなわち透過または吸収するのであれば、空間光変調器10Bは第2光学フィルタLF2を設けなくてよい。また、磁性細線42Bが光LBを反射しないのであれば、空間光変調器10Bは、第1光学フィルタLF1を、磁性細線41B,42Bの層間ではなく、磁性細線42B,43Bの層間に配置してもよい。さらに、磁性細線42B,43Bが共に光LBを反射しないのであれば、空間光変調器10Bは第1光学フィルタLF1を設けなくてよい。 No magnetic wire 43B reflects light L G, i.e. if the transmitted or absorbed, the spatial light modulator 10B may not be provided a second optical filter LF2. Further, if the magnetic wire 42B does not reflect light L B, the spatial light modulator 10B is a first optical filter LF1, rather than the magnetic wire 41B, 42B layers of magnetic thin wires 42B, disposed between layers of 43B You may. Further, the magnetic wire 42B, if the 43B do not both reflect light L B, the spatial light modulator 10B may not be provided first optical filter LF1.

磁性細線41Bが、光LG,LRを透過しかつその際に変調させず、また、磁性細線42Bが、光LRを透過しかつその際に変調させないのであれば、空間光変調器10Bは、平面視で磁性細線41B,42B,43Bが重なって配置されていてもよい。このような構成であれば、画素のY方向長pYを細線幅の合計(W1+W2+W3)よりも小さく設計して、Y方向に高精細化することができる。さらに、単色空間光変調器11B,12B,13Bで、互いに異なる画素長p1y,p2y,p3yに設計することができる。また、第1実施形態の変形例に係る空間光変調器10Aの単色空間光変調器1A(図8参照)のように、磁性細線4Bが1本ずつ交互に段違いで配置された構造とすることができる。 Magnetic thin wire 41B is, light L G, not to and modulated in the transmit L R, also the magnetic wire 42B is, if transmit light L R and is no is modulated in its spatial light modulator 10B May be arranged so that the magnetic thin wires 41B, 42B, 43B overlap each other in a plan view. With such a configuration, the Y-direction length p Y of the pixels can be designed to be smaller than the total thin line width (W1 + W2 + W3), and high definition can be achieved in the Y direction. Further, the monochromatic spatial light modulators 11B, 12B, and 13B can be designed to have different pixel lengths p1 y , p2 y , and p3 y . Further, as in the monochromatic spatial light modulator 1A (see FIG. 8) of the spatial light modulator 10A according to the modified example of the first embodiment, the magnetic thin wires 4B are arranged alternately one by one in a staggered manner. Can be done.

空間光変調器10Bは、磁区Dgを上向きの磁化方向に設定してもよく、この場合には「明」の画素を下向きの磁化方向の磁区とし、また、ホログラフィ装置20において、偏光子PFoが、磁化方向が上向きの磁区から出射した光を遮光するように配置される。また、偏光子PFoを透過する偏光方向の出射光LBo,LGo,LRoを出射する磁区の磁化方向が単色空間光変調器11B,12B,13Bで異なっていてもよく、この場合には、単色空間光変調器11B,12B,13Bで個別に、磁区Dgおよび明/暗の画素の磁化方向を設定する。また、磁性細線41B,42B,43Bの各カー回転角θk1,θk2,θk3の大きさが互いに異なっていてもよい。これらの場合には、出射光LBo,LGo,LRoそれぞれの、偏光子PFoで遮光される方の偏光が同じ向きに揃うように、入射光LBi,LGi,LRiの偏光の向きを個別に調整する。そのために、多波長光源装置2が、偏光子PFiをレーザー光源21,22,23毎に備えて、合成光学系DPで合成される前の光LB,LG,LRをそれぞれ所定の偏光のLBi,LGi,LRiにする。 In the spatial optical modulator 10B, the magnetic domain Dg may be set in the upward magnetization direction. In this case, the “bright” pixel is set as the downward magnetization direction, and in the holography apparatus 20, the polarizer PFo is used. , It is arranged so as to block the light emitted from the magnetic domain whose magnetization direction is upward. The polarization direction of the outgoing light L B o transmitted through the polarizer PFo, L G o, L R o domains of magnetization directions monochromatic spatial light modulator 11B for emitting, 12B, may be different in 13B, this In this case, the single-color spatial light modulators 11B, 12B, and 13B individually set the magnetic domain Dg and the magnetization directions of the light / dark pixels. Further, the sizes of the car rotation angles θk1, θk2, and θk3 of the magnetic thin wires 41B, 42B, and 43B may be different from each other. In these cases, the outgoing light L B o, L G o, L R o respectively, so that the polarization of the person who is shielded by the polarizer PFo are aligned in the same direction, the incident light L B i, L G i, The direction of polarization of L R i is adjusted individually. Therefore, multi-wavelength light source device 2, provided with a polarizer PFi each laser light source 21, the light L B before being combined by the combining optical system DP, L G, L R each predetermined polarization L B i, L G i, L R i.

前記したように、本実施形態においては、偏光子PFoの出射面が、像vIB,vIG,vIRの共通のホログラム面となる。ただし、出射光LBo,LGo,LRoのそれぞれのための偏光子を出射方向に並べて配置してもよく、像vIB,vIG,vIRでホログラム面をずらして、出力光学系3の出力側で結像位置および寸法を揃えることができる。このような偏光子は、波長選択性を有して、特定の波長域以外の光は、偏光方向にかかわらず透過させる。あるいは、出射光LBo,LGo,LRoで遮光する偏光方向を異なるものとして、それぞれの前記偏光方向に合わせて偏光子を配置する。この場合には、透過させる偏光(「明」の画素の開口部からの出射光Lo)が他の偏光子で遮光されないように設定する。 As described above, in the present embodiment, the exit surface of the polarizer PFo becomes a common hologram surface of the image vI B, vI G, vI R . However, the outgoing light L B o, L G o, may be arranged side by side polarizer for each L R o in the outgoing direction, the image vI B, vI G, by shifting the hologram surface at vI R, the output The imaging position and dimensions can be aligned on the output side of the optical system 3. Such a polarizer has wavelength selectivity and allows light other than a specific wavelength range to be transmitted regardless of the polarization direction. Alternatively, the outgoing light L B o, L G o, as distinct from the polarization direction of the light shielding by L R o, placing a polarizer in accordance with the each of the polarization directions. In this case, the polarized light to be transmitted (the light emitted from the opening of the “bright” pixel) is set so as not to be shielded by another polarizing element.

本実施形態に係る空間光変調器10Bは、第1実施形態に係る空間光変調器10と同様に、基板61等を光の入射側に向けて重ね合わされていてもよく、また、基板61または基板63の1枚の基板6のみを備える構造とすることができる。また、空間光変調器10Bは、単色空間光変調器1Bが3つに限られず、2または4以上重ね合わされて備えられてもよい。ホログラフィ装置20は、空間光変調器10BをX方向やY方向に2以上配列して備えてもよい。 Similar to the spatial light modulator 10 according to the first embodiment, the spatial light modulator 10B according to the present embodiment may have a substrate 61 or the like overlapped with the substrate 61 or the like directed toward the incident side of light, or the substrate 61 or The structure may include only one substrate 6 of the substrate 63. Further, the spatial light modulator 10B is not limited to three monochromatic spatial light modulators 1B, and may be provided by stacking two or four or more. The holography apparatus 20 may include two or more spatial light modulators 10B arranged in the X direction or the Y direction.

以上のように、本発明の第2実施形態およびその変形例に係る空間光変調器によれば、第1実施形態と同様に、高精細かつ小型であり、複数の波長域の光をまとめて同時に入射されてそれぞれを個別に変調して出射することができる単板型フルカラー空間光変調器を構成できる。そして、前記空間光変調器を使用したホログラフィ装置によれば、明るいフルカラーの再生像が広い視域角で得られる。 As described above, according to the second embodiment of the present invention and the spatial light modulator according to the modified example thereof, as in the first embodiment, the light is high-definition and compact, and light in a plurality of wavelength ranges is collectively collected. It is possible to construct a single-plate full-color spatial light modulator that is simultaneously incident and can be individually modulated and emitted. Then, according to the holography apparatus using the spatial light modulator, a bright full-color reproduced image can be obtained with a wide viewing angle.

以上、本発明の空間光変調器を実施するための各実施形態について述べてきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。 Although each embodiment for implementing the spatial light modulator of the present invention has been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. Is.

10,10A,10B 空間光変調器
11,11A,11B 第1層空間光変調器(画素アレイ)
12,12A,12B 第2層空間光変調器(画素アレイ)
13,13A,13B 第3層空間光変調器(画素アレイ)
1,1A,1B 単色空間光変調器
20 ホログラフィ装置
2 多波長光源装置
3 出力光学系
4,4B 磁性細線
41,41B 磁性細線
42,42B 磁性細線
43,43B 磁性細線
5n,5p 電極
51n,51p 電極
52n,52p 電極
53n,53p 電極
6 基板
61 基板
62 基板
63 基板
64 絶縁層
7 パルス電流源
8 磁化手段
91 第1駆動部
92 第2駆動部
93 第3駆動部
10, 10A, 10B Spatial Light Modulator 11, 11A, 11B First Layer Spatial Light Modulator (Pixel Array)
12, 12A, 12B second layer spatial light modulator (pixel array)
13, 13A, 13B Third layer spatial light modulator (pixel array)
1,1A, 1B Monochromatic space optical modulator 20 Holography device 2 Multi-wavelength light source device 3 Output optical system 4,4B Magnetic wire 41,41B Magnetic wire 42,42B Magnetic wire 43,43B Magnetic wire 5n, 5p Electrode 51n, 51p Electrode 52n, 52p Electrode 53n, 53p Electrode 6 Substrate 61 Substrate 62 Substrate 63 Substrate 64 Insulation layer 7 Pulse current source 8 Magnetizing means 91 1st drive unit 92 2nd drive unit 93 3rd drive unit

Claims (10)

複数の波長域の光を入射光とし、画素がx方向とy方向とに二次元配列した画素アレイを前記入射光の入射方向に複数重ねて備え、前記入射光の偏光方向を前記波長域毎に2値の角度に変化させて反射して出射する空間光変調器であって、
前記画素アレイのそれぞれは、x方向に延伸した磁性細線を並設して前記磁性細線のそれぞれにその細線方向に一列に配列した画素が区画され、前記入射光における互いに異なる固有の波長域の光を前記磁性細線によって旋光して反射し、前記固有の波長域の中心波長の定数倍のピッチで前記磁性細線を並設していることを特徴とする空間光変調器。
Light in a plurality of wavelength regions is defined as incident light, and a plurality of pixel arrays in which pixels are two-dimensionally arranged in the x direction and the y direction are provided so as to be stacked in the incident direction of the incident light, and the polarization direction of the incident light is set for each wavelength region. It is a spatial light modulator that changes to a binary angle and reflects and emits light.
In each of the pixel arrays, magnetic thin wires extending in the x direction are arranged side by side, and pixels arranged in a line in each of the magnetic thin wires are partitioned, and light in a unique wavelength region different from each other in the incident light. A spatial optical modulator characterized in that the magnetic thin wires are rotated and reflected by the magnetic thin wires, and the magnetic fine wires are arranged side by side at a pitch constant times the center wavelength of the unique wavelength region.
複数の波長域の光を入射光とし、画素がx方向とy方向とに二次元配列した画素アレイを前記入射光の入射方向に複数重ねて備え、前記入射光の偏光方向を前記波長域毎に2値の角度に変化させて反射して出射する空間光変調器であって、
前記画素アレイのそれぞれは、x方向に延伸した磁性細線を並設して前記磁性細線のそれぞれにその細線方向に一列に配列した画素が区画され、前記入射光における互いに異なる固有の波長域の光を前記磁性細線によって旋光して反射し、前記画素のx方向長が前記固有の波長域の中心波長の定数倍であり、
前記磁性細線は、前記画素のそれぞれがさらに細線方向に2つに区画されてその同じ側の1つの領域において前記2値の角度の所定の一方に旋光することを特徴とする空間光変調器。
Light in a plurality of wavelength regions is defined as incident light, and a plurality of pixel arrays in which pixels are two-dimensionally arranged in the x direction and the y direction are provided so as to be stacked in the incident direction of the incident light, and the polarization direction of the incident light is set for each wavelength region. It is a spatial light modulator that changes to a binary angle and reflects and emits light.
In each of the pixel arrays, magnetic thin wires extending in the x direction are arranged side by side, and pixels arranged in a line in each of the magnetic thin wires are partitioned, and light in a unique wavelength region different from each other in the incident light Is rotated and reflected by the magnetic wire, and the x-direction length of the pixel is a constant multiple of the center wavelength of the unique wavelength region.
The magnetic light modulator is a spatial light modulator in which each of the pixels is further divided into two in the wire direction and is rotated in a predetermined one of the binary angles in one region on the same side thereof.
前記画素アレイのそれぞれは、前記磁性細線を同一ピッチで並設し、
前記画素アレイの前記固有の波長域の光が、当該画素アレイの前記磁性細線に入射する前および反射した後に、前記入射光の入射する側に配置された他の前記画素アレイの前記磁性細線に入射しないことを特徴とする請求項2に記載の空間光変調器。
In each of the pixel arrays, the magnetic fine wires are arranged side by side at the same pitch.
Before and after the light in the unique wavelength region of the pixel array is incident on the magnetic wire of the pixel array and reflected, the light of the other pixel array arranged on the incident side of the incident light is applied to the magnetic wire of the other pixel array. The spatial light modulator according to claim 2, wherein the spatial light modulator is not incident.
前記画素アレイは、前記入射光の入射する側の反対側に配置された他の前記画素アレイのそれぞれの前記固有の波長域の光を透過することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の空間光変調器。 According to claim 1 or 2, the pixel array transmits light in the specific wavelength region of each of the other pixel arrays arranged on the side opposite to the incident side of the incident light. The spatial light modulator described. 前記画素アレイは、前記並設した磁性細線が1本ずつ交互に段差を設けて段違いで配置され、前記段差における前記入射光の光路長が、当該画素アレイの前記固有の波長域の光の中心波長の1/2の倍数であることを特徴とする請求項4に記載の空間光変調器。 In the pixel array, the parallel magnetic thin wires are alternately provided with steps and arranged in a staggered manner, and the optical path length of the incident light at the steps is the center of light in the unique wavelength region of the pixel array. The spatial light modulator according to claim 4, wherein the spatial light modulator is a multiple of 1/2 of the wavelength. 前記定数倍の定数は、1/2の倍数であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の空間光変調器。 The spatial light modulator according to any one of claims 1 to 5, wherein the constant of the constant multiple is a multiple of 1/2. 前記画素アレイは、前記磁性細線が、中心波長λ1の第1の波長域の光を旋光して反射する磁性体で形成された第1の画素アレイと、
前記第1の画素アレイの光の入射面に対面して配置されて前記第1の波長域の光を透過し、前記磁性細線が、中心波長λ2の第2の波長域の光を旋光して反射する磁性体で形成された第2の画素アレイと、
前記第2の画素アレイの光の入射面に対面して配置されて前記第2の波長域の光および前記第1の波長域の光を透過し、前記磁性細線が、中心波長λ3の第3の波長域の光を旋光して反射する磁性体で形成された第3の画素アレイと、であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の空間光変調器。
The pixel array includes a first pixel array in which the magnetic fine wire is formed of a magnetic material that rotates and reflects light in the first wavelength region of the center wavelength λ 1 .
It is arranged to face the incident surface of the light of the first pixel array and transmits the light in the first wavelength region, and the magnetic fine wire rotates the light in the second wavelength region having the central wavelength λ 2 . A second pixel array made of a magnetic material that reflects light
It is arranged so as to face the incident surface of the light of the second pixel array and transmits the light in the second wavelength region and the light in the first wavelength region, and the magnetic thin wire is the third with a center wavelength λ 3 . The spatial light modulation according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it is a third pixel array formed of a magnetic material that rotates and reflects light in a wavelength range of 3. vessel.
前記画素アレイは、前記入射光の入射する側から配置された順に、短波長から長波長へそれぞれの波長域の光を旋光して反射することを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の空間光変調器。 The pixel array according to any one of claims 1 to 7, wherein the pixel array rotates and reflects light in each wavelength range from a short wavelength to a long wavelength in the order in which the incident light is arranged from the incident side. The spatial optical modulator according to one item. 前記画素アレイ同士の間に、光学フィルタをさらに備え、
前記光学フィルタは、前記入射光の入射する側に対面する前記画素アレイの前記固有の波長域の光を吸収または反射し、前記入射光の入射する側の反対側に配置されたすべての前記画素アレイのそれぞれの前記固有の波長域の光を透過することを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の空間光変調器。
An optical filter is further provided between the pixel arrays.
The optical filter absorbs or reflects light in the unique wavelength range of the pixel array facing the incident side of the incident light, and all the pixels arranged on the opposite side of the incident side of the incident light. The spatial optical modulator according to any one of claims 1 to 8, wherein the light of each of the unique wavelength regions of the array is transmitted.
請求項1ないし請求項9のいずれか一項に記載の空間光変調器と、
前記空間光変調器の画素アレイの磁性細線を、前記画素の一つとして2値の磁化方向にする磁化手段と、
前記磁性細線に、当該磁性細線に生成している磁区を細線方向に移動させるパルス電流を供給する電流供給手段と、
前記空間光変調器へ複数の波長域の光を照射する多波長光源と、
前記空間光変調器からの出射光が入射する偏光フィルタと、を備えるホログラフィ装置。
The spatial light modulator according to any one of claims 1 to 9.
A magnetization means for setting the magnetic fine wire of the pixel array of the spatial light modulator into a binary magnetization direction as one of the pixels.
A current supply means for supplying the magnetic thin wire with a pulse current for moving the magnetic domain generated in the magnetic thin wire in the thin wire direction.
A multi-wavelength light source that irradiates the spatial light modulator with light in a plurality of wavelength ranges,
A holographic apparatus including a polarizing filter on which light emitted from the spatial light modulator is incident.
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