JP6947726B2 - 反射型空間光変調器、光観察装置及び光照射装置 - Google Patents

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Description

本開示は、反射型空間光変調器、光観察装置及び光照射装置に関する。
例えば特許文献１及び特許文献２には、電気光学素子が開示されている。この電気光学素子は、基板と、基板に積層される強誘電体のＫＴＮ（ＫＴａ１-ｘＮｂｘＯ３）層と、ＫＴＮ層の前面に配置される透明電極と、ＫＴＮ層の後面に配置される金属電極を含んでいる。ＫＴＮは、温度によって４つの結晶構造をとり、ペロブスカイト型の結晶構造であるときに電気光学素子として利用される。このようなＫＴＮ層は、金属電極上に形成されたシード層の上に形成されている。
特開２０１４−８９３４０号公報 特開２０１４−８９３４１号公報
上記のような電気光学素子において、ＫＴＮ層の比誘電率が高く、シード層の比誘電率が低い場合には、電極間に電界を印加してもＫＴＮ層に対して十分に電界が印加されない可能性がある。そこで、シード層に導電性物質を添加することによって、シード層に導電性を付与し、ＫＴＮ層に電界を印加することがある。しかしながら、例えば、電気光学素子の金属電極がアレイ状に複数形成されている場合には、シード層に導電性を付与すると、複数の金属電極に入力される電気信号が混ざり合い、変調精度が安定しない虞がある。
実施形態は、複数の電極に入力される電気信号が混ざり合うことを抑制し、変調精度を安定させることができる反射型空間光変調器、光観察装置及び光照射装置を提供することを目的とする。
一形態の反射型空間光変調器は、入力光を変調し、変調された変調光を出力する反射型空間光変調器であって、入力光が入力される入力面と、入力面の反対側の面である裏面とを有し、比誘電率が１０００以上であるペロブスカイト型の電気光学結晶と、電気光学結晶の入力面に配置され、入力光を透過する第１電極を有する光入出力部と、電気光学結晶の裏面に配置される複数の第２電極を有し、入力光を光入出力部に向けて反射する光反射部と、光反射部における複数の第２電極のそれぞれに対応する複数の駆動電極を有し、複数の駆動電極のそれぞれに電気信号を入力して、第１電極と第２電極との間に電界を印加する駆動回路と、複数の第２電極と複数の第２電極に対応する複数の駆動電極とが互いに電気的に接続されるように配置された複数のバンプを有する電極接続部と、を備える。
また、一形態の光観察装置は、入力光を出力する光源と、上記の反射型空間光変調器と、反射型空間光変調器から出力された変調光を対象物に照射する光学系と、対象物から出力された光を検出する光検出器と、を有する。
また、一形態の光照射装置は、入力光を出力する光源と、上記の反射型空間光変調器と、反射型空間光変調器から出力された変調光を対象物に照射する光学系と、を有する。
このような反射型空間光変調器、光観察装置及び光照射装置によれば、入力光は光入出力部の第１電極を透過してペロブスカイト型の電気光学結晶の入力面に入力される。この入力光は、電気光学結晶の裏面に配置された光反射部によって反射されて、光入出力部から出力され得る。この際、光入出力部に設けられた第１電極と、光反射部に設けられた複数の第２電極との間に電気信号が入力される。これによって、比誘電率の高い電気光学結晶に電界が印加され、入力光が変調され得る。この反射型空間光変調器では、複数の第２電極に対して、それぞれに対応する複数の駆動電極が複数のバンプによって電気的に接続されている。これにより、電気光学結晶に電界を印加する場合、第１電極と複数の第２電極との間において複数の第２電極に個別に電界を印加することができる。したがって、複数の電極に入力される電気信号が混ざり合うことを抑制し、変調精度を安定させることができる。
また、一形態において、入力光が入力される第１の面と、第１の面の反対側の面である第２の面と、を有する透明基板を更に備えてもよく、透明基板の第２の面と光入出力部の入力面とは互いに対向していてもよい。このような空間光変調器では、電気光学結晶の光軸方向の厚さを薄く形成した場合でも、透明基板によって電気光学結晶を外部の衝撃等から保護することができる。
また、一形態において、第１電極は、入力面の全面に形成されていてもよい。例えば、第１電極が複数の第２電極に対応して複数設けられる場合には、第１電極と第２電極との位置合わせが困難である。上記構成では、第１電極と第２電極との位置合わせを行う必要がない。
また、一形態において、光反射部では、複数の第２電極によって入力光を反射してもよい。この構成によれば、第２電極側に別途反射層等を設ける必要がない。
また、一形態において、電気光学結晶は、ＫＴａ１-ｘＮｂｘＯ３（０≦ｘ≦１）結晶、Ｋ１-ｙＬｉｙＴａ１-ｘＮｂｘＯ３（０≦ｘ≦１、０＜ｙ＜１）結晶、又はＰＬＺＴ結晶であってもよい。この構成によれば、比誘電率の高い電気光学結晶を容易に実現することができる。
また、一形態において、電気光学結晶の温度を制御する温度制御素子をさらに備えてもよい。この構成によれば、電気光学結晶の温度を一定の保持することによって、変調精度を更に安定させることができる。
実施形態による反射型空間光変調器、光観察装置及び光照射装置によれば、複数の電極に入力される電気信号が混ざり合うことを抑制し、変調精度を安定させることができる。
一実施形態に係る光観察装置の構成を示すブロック図である。 図１の光観察装置に用いられる空間光変調器を示す断面図である。 図２の空間光変調器の電極を説明するための図である。 リタディーション変調において結晶軸と光の進行方向、電界の関係を示す図である。 他の実施形態に係る空間光変調器を示す断面図である。 一実施形態に係る光照射装置の構成を示すブロック図である。
以下、実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。便宜上、実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
［第１実施形態］
図１は、一実施形態に係る光観察装置の構成を示すブロック図である。光観察装置１Ａは、例えば、観察の対象物を撮像するための蛍光顕微鏡である。光観察装置１Ａは、試料（対象物）Ｓの表面に入力光Ｌ１を照射し、それに伴って試料Ｓから出力される蛍光又は反射光等の検出光Ｌ３を撮像することで、試料Ｓの画像を取得する。
観察対象物となる試料Ｓは、例えば、蛍光色素、蛍光タンパク等の蛍光物質を含む細胞、生体等のサンプルである。また、試料Ｓは、半導体デバイス又はフィルム等のサンプルであってもよい。試料Ｓは、所定の波長域の光（励起光又は照明光）が照射された場合に、例えば蛍光等の検出光Ｌ３を発する。試料Ｓは、例えば、少なくとも入力光Ｌ１及び検出光Ｌ３に対する透過性を有するホルダ内に収容されている。このホルダは、例えばステージ上に保持されている。
図１に示されるように、光観察装置１Ａは、光源１０と、コリメータレンズ１１と、偏光素子１２と、偏光ビームスプリッタ１３と、空間光変調器１００と、第１の光学系１４と、ビームスプリッタ１５と、対物レンズ１６と、第２の光学系１７と、光検出器１８と、制御部１９と、を備えている。
光源１０は、試料Ｓを励起させる波長を含む入力光Ｌ１を出力する。光源１０は、例えば、コヒーレント光又はインコヒーレント光を出射する。コヒーレント光源としては、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）といったレーザ光源等が挙げられる。インコヒーレント光源としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）又はランプ系光源等が挙げられる。
コリメータレンズ１１は、光源１０から出力された入力光Ｌ１を平行化し、平行化された入力光Ｌ１を出力する。偏光素子１２は、入力光Ｌ１を偏光成分に応じて選択的に透過する。例えば、偏光素子１２は、入力光Ｌ１のＳ波光を透過する。偏光ビームスプリッタ１３は、偏光素子１２を透過した入力光Ｌ１を空間光変調器１００へ向けて反射する。空間光変調器１００は、光源１０から出力された入力光Ｌ１の位相あるいはリタディーション（位相差）を変調する空間光変調器である。空間光変調器１００は、コリメータレンズ１１から入力された入力光Ｌ１を変調し、変調された変調光Ｌ２を偏光ビームスプリッタ１３に向けて出力する。このとき、空間光変調器１００は、入力光Ｌ１の偏光面を９０度回転させて出力する。そのため、空間光変調器１００から出力された変調光Ｌ２は、偏光ビームスプリッタ１３を透過し、第１の光学系１４に導光される。本実施形態における空間光変調器１００は、反射型に構成されている。空間光変調器１００は、制御部１９のコントローラ２１に電気的に接続されており、空間光変調ユニットを構成している。空間光変調器１００は、制御部１９のコントローラ２１によりその駆動が制御される。空間光変調器１００の詳細については、後述する。空間光変調器１００により、１）照射スポットの位置を限定でき、あるいは２）照射スポットの位置を移動でき、３）複数の照射スポットを同時に形成でき、４）照射光の位相を制御できる。
第１の光学系１４は、空間光変調器１００と対物レンズ１６とを光学的に結合している。これにより、空間光変調器１００から出力された変調光Ｌ２は、対物レンズ１６に導光される。例えば、第１の光学系１４は、レンズであり、空間光変調器１００からの変調光Ｌ２を対物レンズ１６の瞳で集光させる。
ビームスプリッタ１５は、変調光Ｌ２と検出光Ｌ３とを分離するための光学素子である。ビームスプリッタ１５は、例えば、励起波長の変調光Ｌ２を透過し、蛍光波長の検出光Ｌ３を反射するように構成されている。また、ビームスプリッタ１５は、偏光ビームスプリッタであってもよいし、ダイクロイックミラーでもよい。なお、ビームスプリッタ１５の前後の光学系（例えば、第１の光学系１４及び第２の光学系１７）、又は適用する顕微鏡の種類によっては、ビームスプリッタ１５は、変調光Ｌ２を反射し、蛍光波長の検出光Ｌ３を透過するように構成されていてもよい。
対物レンズ１６は、空間光変調器１００で変調された変調光Ｌ２を集光して試料Ｓに照射するとともに、それに伴って試料Ｓから発せられる検出光Ｌ３を導光する。対物レンズ１６は、例えばピエゾアクチュエータ、ステッピングモータ等の駆動素子により、光軸に沿って移動可能に構成されている。これにより、変調光Ｌ２の集光位置、及び検出光Ｌ３の検出のための焦点位置が調整可能となっている。
第２の光学系１７は、対物レンズ１６と光検出器１８とを光学的に結合している。これにより、対物レンズ１６から導光された検出光Ｌ３は、光検出器１８で結像される。第２の光学系１７は、対物レンズ１６からの検出光Ｌ３を光検出器１８の受光面で結像させるレンズ１７ａを有している。
光検出器１８は、対物レンズ１６により導光されて受光面で結像された検出光Ｌ３を撮像する。光検出器１８は、例えば、ＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサ等のエリアイメージセンサである。
制御部１９は、プロセッサなどの制御回路及び画像処理回路、メモリ等を含むコンピュータ２０と、プロセッサなどの制御回路、メモリ等を含み、空間光変調器１００及びコンピュータ２０に電気的に接続されたコントローラ２１とを含む。コンピュータ２０は、例えば、パーソナルコンピュータ、スマートデバイス、マイクロコンピュータ、或いはクラウドサーバ等である。コンピュータ２０は、プロセッサにより、対物レンズ１６、光検出器１８等の動作を制御し、各種の制御を実行する。また、コントローラ２１は、空間光変調器１００における位相変調量あるいはリタディーション変調量を制御する。
次に、空間光変調器１００の詳細について説明する。図２は、空間光変調器を示す断面図である。また、図３は、空間光変調器の電極を説明するための図である。空間光変調器１００は、入力光Ｌ１を変調し、変調された変調光Ｌ２を出力する反射型空間光変調器であり、図２に示すように、電気光学結晶１０１と、光入出力部１０３と、光反射部１０５と、駆動回路１０７と、電極接続部１０９とを備えている。
電気光学結晶１０１は、入力光Ｌ１が入力される入力面１０１ａと、入力面１０１ａに対向する裏面１０１ｂとを有する板状をなしている。電気光学結晶１０１は、ペロブスカイト型の結晶構造を備えており、ポッケルス効果、カー効果等の電気光学効果を屈折率変化に利用している。ペロブスカイト型の結晶構造である電気光学結晶１０１は、立方晶系の点群ｍ３ｍに属し、その比誘電率が１０００以上を有する等方性結晶である。電気光学結晶１０１の比誘電率は、例えば１０００〜２００００程度の値をとり得る。このような電気光学結晶１０１としては、例えば、ＫＴａ１-ｘＮｂｘＯ３（０≦ｘ≦１）結晶（以下、「ＫＴＮ結晶」という）、Ｋ１-ｙＬｉｙＴａ１-ｘＮｂｘＯ３（０≦ｘ≦１、０＜ｙ＜１）結晶、ＰＬＺＴ結晶などであり、具体的には、ＢａＴｉＯ３、或いはＫ３Ｐｂ３（Ｚｎ２Ｎｂ７）Ｏ２７、Ｋ（Ｔａ０．６５Ｎｂ０．３５）Ｐ３、Ｐｂ３ＭｇＮｂ２Ｏ９、Ｐｂ３ＮｉＮｂ２Ｏ９などが挙げられる。本実施形態の空間光変調器１００では、電気光学結晶１０１としてＫＴＮ結晶が用いられる。ＫＴＮ結晶は、立方晶系のｍ３ｍ点群であるため、ポッケルス効果はなく、カー効果によって変調を行う。そのため、電気光学結晶１０１の結晶軸に平行もしくは垂直に光を入力し、同方向に電界を印加すると位相変調を行うことができる。また、任意の結晶軸を中心に他の２軸を０°、９０°以外の任意の角度に回転させれば、リタディーション変調を行うことができる。図４の（ａ）は、リタディーション変調において結晶軸と光の進行方向、電界の関係を示す斜視図であり、図４の（ｂ）は各軸を平面的に示した図である。図４に示す例は、角度４５°に結晶を回転させる場合である。軸Ｘ１を中心にして、軸Ｘ２，Ｘ３を４５°回転させ、新たな軸Ｘ１，Ｘ２’，Ｘ３’とした場合、光をこの新規軸に平行又は垂直に入力することによって、リタディーション変調を行うことができる。図４では、結晶１１０４の印加方向１１０２に電界を印加している。入力光Ｌ１の伝播方向１１０１は、電界の印加方向１１０２と平行となる。この場合、入力光Ｌ１の変調に用いられるカー係数は、ｇ１１、ｇ１２及びｇ４４となる。
ＫＴＮ結晶の比誘電率は、温度の影響を受けやすく、例えば、−５℃付近において比誘電率が２００００程度と最も大きく、常温である２０℃近辺において比誘電率が５０００程度まで下がる。そこで、電気光学結晶１０１は、例えばペルチェ素子のような温度制御素子１０２によって−５℃付近に温度制御されている。
光入出力部１０３は、電気光学結晶１０１の入力面１０１ａに配置される第１電極１０３ａを有する。第１電極１０３ａは、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）によって形成される透明電極であり、入力光Ｌ１を透過する。すなわち、入力光Ｌ１は、第１電極１０３ａを透過して電気光学結晶１０１内に入力される。本実施形態では、第１電極１０３ａは、入力面１０１ａの全面に形成されている。例えば、第１電極１０３ａは、電気光学結晶１０１の入力面１０１ａにＩＴＯを蒸着することによって形成され得る。
光反射部１０５は、電気光学結晶１０１の裏面１０１ｂに配置される複数の第２電極１０５ａを有する。第２電極１０５ａは、電気光学結晶１０１内を伝播する入力光Ｌ１を光入出力部１０３に向けて反射し得る。第２電極１０５ａは、例えば金属電極であり、アルミニウム等によって形成することができる。図３に示すように、本実施形態における光反射部１０５では、平面視矩形に形成された複数の第２電極１０５ａが二次元に配置されている。第２電極１０５ａの横方向の長さＷ１と縦方向の長さＷ２とは、例えば同じ長さに形成され得る。互いに隣り合う第２電極１０５ａ同士は、間隔Ｓ１，Ｓ２を空けて配置されている。このような第２電極１０５ａは、マスクパターンを用いて電気光学結晶１０１の裏面１０１ｂにアルミニウム等を蒸着することによって形成され得る。なお、図２、図３は、空間光変調器１００を模式的に示すものであり、説明の簡単のために、第２電極１０５ａが４×４で配置されている例を示している。
駆動回路１０７は、ＣＭＯＳ基板１０８と信号制御回路１０７ａとを有する。ＣＭＯＳ基板１０８は、接着層１１１を介して例えばガラエポ（ガラス繊維シートを芯材としたエポキシ樹脂）基板のような有機基板、セラミック基板等の基板１１２に固定されている。ＣＭＯＳ基板１０８は、複数の第２電極１０５ａのそれぞれに対応する複数の画素電極（駆動電極）１０８ａを有する。すなわち、ＣＭＯＳ基板１０８では、平面視矩形に形成された複数の画素電極１０８ａが、第２電極１０５ａと同じ配列ピッチで二次元に配置されている。画素電極１０８ａの横方向の長さＷ１と縦方向の長さＷ２とは、第２電極１０５ａと同様である。また、互いに隣り合う画素電極１０８ａ同士は、間隔Ｓ１，Ｓ２を空けて配置されている。ＣＭＯＳ基板１０８の画素電極１０８ａと第２電極１０５ａとは互いに対向している。
複数の画素電極１０８ａには、それぞれに対応する駆動用のスイッチ１０８ｂが設けられている。これらのスイッチ１０８ｂによって、各画素電極１０８ａに対して任意の電圧を制御することができる。信号制御回路１０７ａは、ＣＭＯＳ基板１０８及び第１電極１０３ａに対して電気的に接続されている。信号制御回路１０７ａは、複数の画素電極１０８ａのそれぞれに電気信号を入力して、第１電極１０３ａと第２電極１０５ａとの間に電界を印加する。このような信号制御回路１０７ａは、制御部１９によって制御されている。
電極接続部１０９は、複数のバンプ１０９ａを有する。バンプ１０９ａは、第２電極１０５ａ及び画素電極１０８ａと同数形成されている。複数のバンプ１０９ａは、複数の第２電極１０５ａと、これらの第２電極１０５ａに対応する複数の画素電極１０８ａとを一対一で電気的に接続する。バンプ１０９ａは、例えば金（Ａｕ）、ハンダ材等によって形成され得る。電気光学結晶１０１とＣＭＯＳ基板１０８との間において、互いに隣り合うバンプ１０９ａ間、及び、互いに隣り合う第２電極１０５ａ間は、例えば空隙であってもよいし、絶縁物質などで満たされてもよい。
以上説明した空間光変調器１００によれば、入力光Ｌ１は光入出力部１０３の第１電極１０３ａを透過してペロブスカイト型の電気光学結晶１０１の入力面１０１ａに入力される。この入力光Ｌ１は、電気光学結晶１０１の裏面１０１ｂに配置された光反射部１０５によって反射されて、光入出力部１０３から出力され得る。この際、光入出力部１０３に設けられた第１電極１０３ａと、光反射部１０５に設けられた複数の第２電極１０５ａとの間に信号制御回路１０７ａから電気信号が入力される。これによって、比誘電率の高い電気光学結晶１０１に電界が印加され、入力光Ｌ１が変調され得る。この空間光変調器１００では、複数の第２電極１０５ａに対して、それぞれに対応する複数の画素電極１０８ａが複数のバンプ１０９ａによって電気的に接続されている。これにより、電気光学結晶１０１に電界を印加する場合、第１電極１０３ａと複数の第２電極１０５ａとの間において複数の第２電極１０５ａに個別に電界を印加することができる。したがって、複数の電極に入力される電気信号が混ざり合うことを抑制し、変調精度を安定させることができる。
また、第１電極１０３ａは、入力面１０１ａの全面に形成されている。例えば、第１電極１０３ａが複数の第２電極１０５ａに対応して複数設けられる場合には、第１電極１０３ａと第２電極１０５ａとの位置合わせが困難である。上記構成では、第１電極１０３ａと第２電極１０５ａとの位置合わせを行う必要がなく、容易に製造を行うことができる。
また、光反射部１０５では、複数の第２電極１０５ａによって入力光Ｌ１を反射している。そのため、第２電極１０５ａ側に別途反射層等を設ける必要がない。
また、電気光学結晶１０１の温度を制御する温度制御素子１０２を備えているので、電気光学結晶１０１の温度を一定の保持することができる。これにより、変調精度を更に安定させることができる。なお、温度制御素子１０２による温度制御は、電気光学結晶１０１のみならず、ＣＭＯＳ基板１０８など空間光変調器１００の全体を対象としてもよい。
［第２実施形態］
本実施形態に係る空間光変調器２００では、電気光学結晶１０１が透明基板１１３に支持されている点で第１実施形態の空間光変調器１００と相違している。以下、主として第１実施形態と相違する点について説明し、同一の要素や部材については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
図５は、本実施形態に係る空間光変調器２００を示す断面図である。図５に示すように、反射型の空間光変調器２００は、電気光学結晶１０１と、光入出力部１０３と、光反射部１０５と、駆動回路１０７と、電極接続部１０９とを備えている。駆動回路１０７を構成するＣＭＯＳ基板１０８は、基板１１２に固定されている。本実施形態における電気光学結晶１０１の光軸方向の厚さは、例えば５０μｍ以下とすることができる。
電気光学結晶１０１の入力面１０１ａ側は、入力光Ｌ１を透過する透明基板１１３に支持されている。透明基板１１３は、例えばガラス、石英、プラスティック等の材料によって、平板状に形成されている。透明基板１１３は、入力光Ｌ１が入力される第１の面１１３ａと、第１の面１１３ａの反対側の面であり、電気光学結晶１０１に形成された光入出力部１０３に対向する第２の面１１３ｂとを有する。透明基板１１３の第２の面１１３ｂには、例えばＩＴＯによって形成される透明電極１１５が形成されている。透明電極１１５は、第２の面１１３ｂの全面に形成されている。透明電極１１５は、透明基板１１３の第２の面１１３ｂにＩＴＯを蒸着することによって形成され得る。
電気光学結晶１０１に形成された第１電極１０３ａと、透明基板１１３に形成された透明電極１１５とは、接着層１１７によって互いに接着されている。接着層１１７は、例えばエポキシ系接着剤によって形成されており、入力光Ｌ１を透過する。接着層１１７内には、例えば金属球のような導電部材１１７ａが配置されている。導電部材１１７ａは、第１電極１０３ａと透明電極１１５との両方に接触しており、第１電極１０３ａと透明電極１１５とを電気的に互いに接続する。例えば、導電部材１１７ａは、平面視において接着層１１７の四隅に配置されている。
本実施形態では、透明基板１１３の第２の面１１３ｂ側の平面視における大きさが、電気光学結晶１０１の入力面１０１ａよりも大きく形成されている。そのため、透明基板１１３に電気光学結晶１０１が支持されている状態では、透明基板１１３に形成された透明電極１１５の一部が外部に露出した露出部１１５ａとなる。駆動回路１０７の信号制御回路１０７ａは、この露出部１１５ａとＣＭＯＳ基板１０８とに電気的に接続されている。すなわち、信号制御回路１０７ａは、透明電極１１５及び導電部材１１７ａを介して第１電極１０３ａに電気的に接続されることによって、第１電極１０３ａと第２電極１０５ａとの間に電界を印加することができる。
このような空間光変調器２００では、電気光学結晶１０１の光軸方向の厚さを薄く形成することによって、位相変調あるいはリタディーション変調をより良好に行うことができる。このように電気光学結晶１０１が薄く形成された場合には、電気光学結晶１０１が外部からの衝撃等によって損傷する虞がある。本実施形態では、電気光学結晶１０１の入力面１０１ａ側が透明基板１１３に支持されることによって、外部の衝撃等から電気光学結晶１０１を保護している。
以上、実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、空間光変調器を備えた光観察装置を例示したが、これに限定されない。例えば、空間光変調器１００は、光照射装置１Ｂに搭載されてもよい。図６は、光照射装置の構成を示すブロック図である。光照射装置１Ｂは、光源１０と、コリメータレンズ１１と、偏光素子１２と、偏光ビームスプリッタ１３と、空間光変調器１００と、第１の光学系１４と、コンピュータ２０及びコントローラ２１を含む制御部と、を有する。この構成では、空間光変調器１００から出力された変調光Ｌ２は、第１の光学系１４によって試料Ｓに照射される。空間光変調器１００により、１）照射スポットの位置を限定でき、あるいは２）照射スポットの位置を移動でき、３）複数の照射スポットを同時に形成でき、４）照射光の位相を制御できる。
１Ａ…光観察装置、１Ｂ…光照射装置、１００…空間光変調器（反射型空間光変調器）、１０１…電気光学結晶、１０１ａ…入力面、１０１ｂ…裏面、１０３…光入出力部、１０３ａ…第１電極、１０５…光反射部、１０５ａ…第２電極、１０７…駆動回路、１０８ａ…画素電極（駆動電極）、１０９…電極接続部、１０９ａ…バンプ、１１３…透明基板、１１３ａ…第１の面、１１３ｂ…第２の面、Ｌ１…入力光。

Claims (8)

  1. 入力光を変調し、変調された変調光を出力する反射型空間光変調器であって、
    前記入力光が入力される入力面と、前記入力面の反対側の面である裏面とを有し、比誘電率が１０００以上であるペロブスカイト型の電気光学結晶と、
    前記電気光学結晶の前記入力面に配置され、前記入力光を透過する第１電極を有する光入出力部と、
    前記電気光学結晶の前記裏面に配置される複数の第２電極を有し、前記入力光を前記光入出力部に向けて反射する光反射部と、
    前記光反射部における前記複数の第２電極のそれぞれに対応する複数の駆動電極を有し、前記複数の駆動電極のそれぞれに電気信号を入力して、前記第１電極と前記第２電極との間に電界を印加する駆動回路と、
    前記複数の第２電極と前記複数の第２電極に対応する前記複数の駆動電極とが互いに電気的に接続されるように配置された複数のバンプを有する電極接続部と、を備え、
    前記入力光は、前記電気光学結晶の３つの結晶軸のうち１つの結晶軸を回転中心として他の２つの結晶軸を０°及び９０°以外の任意の角度だけ回転させた回転後の２つの軸のうちの一方の軸方向に平行又は垂直になるように前記入力面に垂直に入力される、反射型空間光変調器。
  2. 前記入力光が入力される第１の面と、前記第１の面の反対側の面である第２の面とを有する透明基板を更に備え、前記透明基板の前記第２の面と前記光入出力部の前記入力面とは互いに対向する、請求項１記載の反射型空間光変調器。
  3. 前記第１電極は、前記入力面の全面に形成されている、請求項１又は２に記載の反射型空間光変調器。
  4. 前記光反射部では、前記複数の第２電極によって前記入力光を反射する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の反射型空間光変調器。
  5. 前記電気光学結晶は、ＫＴａ１-ｘＮｂｘＯ３（０≦ｘ≦１）結晶、Ｋ１-ｙＬｉｙＴａ１-ｘＮｂｘＯ３（０≦ｘ≦１、０＜ｙ＜１）結晶、又はＰＬＺＴ結晶である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の反射型空間光変調器。
  6. 前記電気光学結晶の温度を制御する温度制御素子をさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の反射型空間光変調器。
  7. 前記入力光を出力する光源と、請求項１〜６のいずれか一項に記載の反射型空間光変調器と、前記反射型空間光変調器から出力された変調光を対象物に照射する光学系と、前記対象物から出力された光を検出する光検出器と、を有する、光観察装置。
  8. 前記入力光を出力する光源と、請求項１〜６のいずれか一項に記載の反射型空間光変調器と、前記反射型空間光変調器から出力された変調光を対象物に照射する光学系と、を有する、光照射装置。
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