JP7684792B2 - 光変調素子、それを含むビームステアリング装置、及びビームステアリング装置を含む電子装置 - Google Patents

光変調素子、それを含むビームステアリング装置、及びビームステアリング装置を含む電子装置 Download PDF

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Description

本発明は、光変調素子、それを含むビームステアリング装置、及びビームステアリング装置を含む電子装置に関する。
入射光の透過／反射、偏光、位相、強度、経路などを変更させる光変調素子は、多様な光学装置において活用される。また、光学装置内において、所望方式で、前述の光の性質を制御するために、多様な構造の光変調素子が提示されている。
そのような例として、光学的異方性を有する液晶、光遮断／反射要素の微小機械的動きを利用するＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）構造などが一般的な光変調素子に汎用されている。そのような光変調素子は、その駆動方式の特性上、動作応答時間が数μｓ以上である。また、ＯＰＡ（ｏｐｔｉｃａｌ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ）方式を利用し、さまざまなピクセル、またはウェーブガイド（ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）形態の光線束の干渉を利用し、光の位相を変調する方式がある。このとき、ピクセルまたはウェーブガイドは、電気的、熱的に制御し、光の位相を調節することになる。
機械的動きを利用するＭＥＭＳ構造を利用する場合、光変調素子の嵩が大きくなり、価格上昇の問題がある。さらに、振動などのイシューにより、応用が制限されてしまう。
ＯＰＡ方式での制御方法においては、ピクセルごとまたはウェーブガイドごとに、駆動ピクセルがなければならず、ピクセル駆動部のための駆動ドライバがなければならないので、回路及び素子が複雑になり、工程価格が上昇する。
最近では、メタ表面（ｍｅｔａ ｓｕｒｆａｃｅ）を光変調素子に適用する試みがある。該メタ表面は、入射光の波長より小さい数値が、厚み、パターンまたは周期などに適用された構造である。例えば、可変の光学性質（例えば、屈折率）を有し、多重量子井戸構造を有する半導体物質基盤のチューナブルメタ表面を利用した光学装置は、光通信から光センシングに至るまで多様な技術分野で使用される。
例えば、チューナブルメタ表面を利用した光変調素子は、１対の分布ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）間に半導体物質層が設けられたサンドイッチ構造体によって形成されたファブリ・ペロー（Ｆａｂｒｙ－Ｐｅｒｏｔ）共振器構造を含む。
１対のＤＢＲ及び半導体物質層によって形成されたファブリ・ペロー共振器構造を利用して光を変調させる光変調素子は、損失を有する光学材料を含む。一般的に、高位相変調のためには、共振が大きい構造を利用するが、そのとき、光損失も、共に大きくなり、光変調素子の効率が低くなってしまう。
本発明の多様な実施形態を介して、量子点を含む活性層によって飽和利得を有する光変調素子を提供する。
本発明の多様な実施形態を介して、飽和利得を有する光変調素子を含むビームステアリング装置、及びそれを含む電子装置を提供する。
一実施形態は、
入射光の強度を増幅して位相を変調する光変調素子を提供する。
前記光変調素子は、
屈折率が互いに異なる２層の屈折率層が反復的に交互に積層されて形成され、第１反射率Ｒｂを有する第１ＤＢＲ層、前記第１ＤＢＲ層上に設けられ、井戸層及び第１バリア層が交互に積層されて形成された積層構造の量子井戸構造を含み、前記井戸層の内部には少なくとも１つの量子点が設けられる活性層、並びに前記活性層上に設けられ、屈折率が互いに異なる２層の屈折率層が反復的に交互に積層されて形成され、第２反射率Ｒｆを有する第２ＤＢＲ層を含んでもよい。
前記少なくとも１つの量子点は、Ｇｓ＾２＊Ｒｆ＊Ｒｂ＜１の条件を満足する単一利得Ｇｓを有することができる。
前記少なくとも１つの量子点は、Ｇｓ＾２＞１／Ｒｂの条件を満足する単一利得Ｇｓを有することができる。
前記井戸層の内部には、複数個の量子点が設けられてもよい。
前記積層構造は、複数個でもある。
前記活性層は、複数層の前記積層構造を有する第１マルチ積層構造、及び複数層の前記積層構造を有する第２マルチ積層構造を含んでもよい。
前記第１マルチ積層構造及び前記第２マルチ積層構造の間には、第２バリア層がさらに設けられてもよい。
前記第２バリア層の厚みは、前記第１バリア層の厚みよりもさらに厚い。
前記量子点のバンドギャップエネルギーは、前記入射光のエネルギーと同一でもある。
前記活性層は、所定値以上の印加電流においては、飽和利得を有することができる。
前記第１反射率Ｒｂは、前記第２反射率Ｒｆよりも大きくなる。
前記光変調素子は、
前記第１ＤＢＲ層及び前記第２ＤＢＲ層の間に電流を印加し、前記活性層の屈折率及び利得を独立して調節するプロセッサをさらに含んでもよい。
前記第２ＤＢＲ層上に複数個のメタ構造物が設けられてもよい。
複数個の前記メタ構造物のうち少なくとも２つは、互いに異なる屈折率を有することができる。
前記第１ＤＢＲ層上には、第１コンタクト層が設けられ、前記第２ＤＢＲ層上には、第２コンタクト層が設けられてもよい。
他の一実施形態は、
前記光変調素子を複数個配置して形成した光変調素子アレイ、及び複数個の前記光変調素子の屈折率を独立して制御するように構成される制御回路を含むビームステアリング装置を提供する。
複数個の前記光変調素子の量子点の分布密度は、いずれも同一でもある。
前記制御回路は、隣接した２つの光変調素子と連結される１つのＣＭＯＳ素子を複数個含んでもよい。
他の一実施形態は、
光源、前記光源から入射された光の進行方向を調節して被写体に向ける前記ビームステアリング装置、前記被写体からの光を受信するセンサ、及び前記センサが受信した光を分析するプロセッサを含む電子装置を提供することができる。
前記少なくとも１つの量子点は、１／Ｒｂ＜Ｇｓ＾２＜１／（Ｒｆ＊Ｒｂ）の条件を満足する単一利得Ｇｓを有することができる。
本発明の多様な実施形態による飽和利得を有する光変調素子を利用し、光の位相と強度とを独立して制御することができる。
本発明の多様な実施形態による飽和利得を有する光変調素子を含むビームステアリング装置を利用し、光の進行方向をさらに効率的に調節することができる。
一実施形態による光変調素子の構成を簡略に示す側断面図である。 図１の光変調素子の特性を示すグラフである。 図１の光変調素子において、密度反転が起こる過程を簡略に示した図面である。 図１の光変調素子において、誘導放出が起こる過程を簡略に示した図面である。 図１の光変調素子において、屈折率が変化する過程を簡略に示した図面である。 他の一実施形態による光変調素子の構成を簡略に示す側断面図である。 さらに他の一実施形態による光変調素子の構成を簡略に示す側断面図である。 さらに他の一実施形態による光変調素子の構成を簡略に示す側断面図である。 一実施形態による光変調素子アレイの構成を簡略に示す側断面図である。 図９の光変調素子アレイを制御する制御回路の構成を簡略に示す側断面図である。 一実施形態によるビームステアリング装置を簡略に示す側断面図である。 一実施形態による電子装置の概略的な構成を示すブロック図である。
以下では、添付した図面を参照し、多様な実施形態による光変調素子、それを含むビームステアリング装置、及びビームステアリング装置を含む電子装置について詳細に説明する。図面において、同一参照符号は、同一構成要素を指し、各構成要素の大きさや厚みは、説明の明瞭性のために誇張されもいる。
第１、第２のような用語は、多様な構成要素の説明に使用されうるが、該構成要素は、該用語によって限定されるものではない。該用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみに使用される。光変調素子、それを含むビームステアリング装置、及びビームステアリング装置を含む電子装置は、さまざまに異なる形態にも具現され、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは、特別に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。
図１は、一実施形態による光変調素子１１００の構成を簡略に示すブロック図である。図２は、図１の光変調素子１１００の特性を示すグラフである。
図１を参照すれば、光変調素子１１００は、屈折率が互いに異なる２層の屈折率層が反復的に交互に積層されて形成され、第１反射率Ｒｂを有する第１ＤＢＲ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）層１００、第１ＤＢＲ層１００上に設けられ、井戸層２０２及び第１バリア層２０１が交互に積層されて形成された積層構造の量子井戸構造を含み、井戸層２０２内部には、少なくとも１つの量子点２０３が設けられる活性層２００、並びに活性層２００上に設けられ、屈折率が互いに異なる２層の屈折率層が反復的に交互に積層されて形成され、第２反射率Ｒｆを有する第２ＤＢＲ層３００を含んでもよい。また、第１ＤＢＲ層１００上には、第１コンタクト層４００が設けられ、第２ＤＢＲ層３００上には、第２コンタクト層５００が設けられてもよい。例えば、第１ＤＢＲ層１００下部には、第１コンタクト層４００が設けられ、第２ＤＢＲ層３００上部には、第２コンタクト層５００が設けられてもよい。
光変調素子１１００は、入射光ＩＬの強度を増幅することができる。それにより、出力光ＯＬは、入射光ＩＬに比較し、その強度が大きくもなる。また、光変調素子１１００は、入射光ＩＬの位相を変調することができる。それにより、出力光ＯＬの進行方向を、入射光ＩＬの入射角と係わりなく、所望方向に向けるように調節することができる。光変調素子１１００の入射光ＩＬに対する増幅機能及び位相変調機能については、図面を参照して後述する。
第１ＤＢＲ層１００と第２ＤＢＲ層３００は、ファブリ・ペロー（Ｆａｂｒｙ－Ｐｅｒｏｔ）共振器を形成することができる。外部から第２ＤＢＲ層３００に入射する入射光ＩＬは、第１ＤＢＲ層１００と第２ＤＢＲ層３００との間で共振することができる。そのとき、第１ＤＢＲ層１００の第１反射率Ｒｂは、第２ＤＢＲ層３００の第２反射率Ｒｆよりも大きくなる。それにより、第１ＤＢＲ層１００と第２ＤＢＲ層３００との間で共振した光は、第２ＤＢＲ層３００を介して外部にも出力される。また、第１ＤＢＲ層１００の第１反射率Ｒｂが第２ＤＢＲ層３００の第２反射率Ｒｆより大きい値を有することにより、入射光ＩＬの位相変化が３６０゜範囲で起こることができる。
第１ＤＢＲ層１００及び第２ＤＢＲ層３００は、高反射率を有する鏡の役割を行い、屈折率が互いに異なる２つの物質層の対を含んでもよい。例えば、第１ＤＢＲ層１００及び第２ＤＢＲ層３００は、相対的に低い屈折率の低屈折率層１０と、相対的に高い屈折率の高屈折率層１１とが交互に積層された構造を含んでもよい。例えば、第１ＤＢＲ層１００及び第２ＤＢＲ層３００は、反復的に交互に積層されたＡｌＡｓ／Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ構造またはＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ／Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ構造を含んでもよい。しかし、それらに限定されるものではなく、ＡｌとＧａとの比率は、変わりもする。また、第１ＤＢＲ層１００及び第２ＤＢＲ層３００の低屈折率層１０及び高屈折率層１１は、前述の例示と全く異なる物質を含んでもよい。そのような構造の第１ＤＢＲ層１００及び第２ＤＢＲ層３００に特定波長の光が入射する場合、低屈折率層１０と高屈折率層１１との境界面で反射が起こる。そのとき、反射する全ての光の位相差を同一にし、反射光の補強干渉を起こすことにより、高反射率を得ることができる。そのために、低屈折率層１０と高屈折率層１１との光学的厚み（層の物理的厚みに、層の屈折率を乗じた値）を、それぞれλ／４（λは、入射される光の波長）の奇数倍にも形成することができる。第１ＤＢＲ層１００及び第２ＤＢＲ層３００は、低屈折率層１０及び高屈折率層１１の対の反復される回数が増えるほど、高反射率を有することになる。例えば、第１ＤＢＲ層１００での低屈折率層１０及び高屈折率層１１の対の反復回数が、第２ＤＢＲ層３００での低屈折率層１０及び高屈折率層１１の対の反復回数よりも多い。それにより、第１ＤＢＲ層１００の第１反射率Ｒｂは、第２ＤＢＲ層３００の第２反射率Ｒｆよりも大きくなる。
活性層２００は、量子井戸構造を有する半導体物質を含んでもよい。例えば、活性層２００は、井戸層２０２及び第１バリア層２０１が交互に積層されて形成された積層構造を含んでもよい。また、井戸層２０２は、１対の第１バリア層２０１間にも設けられる。第１バリア層２０１のバンドギャップエネルギーは、井戸層２０２のバンドギャップエネルギーよりも大きくなる。井戸層２０２が接している第１バリア層２０１より比較的さらに小さいバンドギャップエネルギーを有することにより、井戸層２０２内において、電子と正孔とが量子化されたエネルギーレベルを有することができる。例えば、第１バリア層２０１は、ＧａＡｓを含んでもよく、井戸層２０２は、ＩｎＧａＡｓを含んでもよい。しかし、それらに限定されるものではなく、第１バリア層２０１及び井戸層２０２は、先立って例示した物質と異なる物質を含んでもよい。また、活性層２００に電流が印加されることにより、活性層２００の屈折率が変わりもする。それにより、入射光ＩＬと出力光ＯＬとの位相は、互いに異なりもする。言い換えれば、活性層２００の屈折率が変わることにより、光変調素子１１００を通過した光の進行方向が変わる。
活性層２００は、量子点２０３をさらに含んでもよい。例えば、井戸層２０２の内部には、少なくとも１つの量子点２０３が設けられてもよい。しかし、それに限定されるものではなく、井戸層２０２の内部には、複数個の量子点２０３が設けられてもよい。量子点２０３のバンドギャップエネルギーは、井戸層２０２のバンドギャップエネルギーよりも小さい。量子点２０３のバンドギャップエネルギーは、入射光ＩＬのエネルギーと同一でもある。例えば、量子点２０３は、ＩｎＡｓを含んでもよい。しかし、それに限定されるものではなく、量子点２０３は、先立って例示した物質と異なる物質を含んでもよい。
量子点２０３においては、後述するように、印加される電流によって密度反転が起こる。密度反転が起こった量子点２０３に特定エネルギーの入射光ＩＬが入射されれば、誘導放出（ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄｅｍｉｓｓｉｏｎ）が起こる。該誘導放出により、入射光ＩＬの強度が増幅される。印加電流が増大するほど、さらに多い誘導放出が起こる。それにより、入射光ＩＬの強度の増幅率も、増大加する。しかし、特定電流値以上においては、それ以上誘導放出が増大しないこともあり、それにより、入射光ＩＬの強度に対する増幅率は、飽和されもする。入射光ＩＬの強度に対する増幅率が飽和される原理については、図２を参照して後述する。そのように、入射光ＩＬの強度に対する増幅率が飽和された場合は、活性層２００が飽和利得を有する場合であると言える。活性層２００の飽和利得は、単一利得Ｇｓを有する量子点２０３の分布密度によっても決定される。例えば、量子点２０３の分布密度が高くなるほど、活性層２００の飽和利得は、増大する。
量子点２０３の単一利得Ｇｓは、Ｇｓ＾２＊Ｒｆ＊Ｒｂ＜１の条件を満足することができる。Ｇｓ＾２＊Ｒｆ＊Ｒｂの値が１以上の値を有するほど、単一利得Ｇｓが大きくなることになれば、量子点においては、自発的放出（ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｅｍｉｓｓｉｏｎ）が起こりうる。すなわち、量子点２０３の単一利得Ｇｓの値が必要以上に増大すれば、光変調素子１１００に小さい電流が流れる場合にも、レージング（ｌａｓｉｎｇ）が起こる。その場合、光変調素子１１００に光が入射しない場合にも、光変調素子１１００から光が放出される。それにより、光変調素子１１００を、入射光ＩＬの位相を変調させるためのビームステアリング素子として活用することができない。
また、量子点２０３の単一利得Ｇｓは、Ｇｓ＾２＞１／Ｒｂの条件を満足することができる。Ｇｓ＾２の値が１／Ｒｂ以下の値を有するほど、単一利得Ｇｓが小さくなることになれば、活性層２００は、損失を有する。従って、活性層２００が利得を有するように、量子点２０３の単一利得ＧｓがＧｓ＾２＞１／Ｒｂの条件を満足するように設計することが望ましい。
そのように、量子点２０３の単一利得Ｇｓが１／Ｒｂ＜Ｇｓ＾２＜１／（Ｒｆ＊Ｒｂ）の条件を満足することにより、量子点２０３において、自発的放出によるレージングが発生しないと共に、活性層２００が利得を有することができる。
第１コンタクト層４００は、例えばＮ型にドーピングされたＮ型コンタクト層でもあり、第２コンタクト層５００は、Ｐ型にドーピングされたＰ型コンタクト層でもある。図１には、第１コンタクト層４００が第１ＤＢＲ層１００下部に設けられているように図示されているが、それに限定されるのではない。例えば、第１コンタクト層４００は、活性層２００と第１ＤＢＲ層１００との間にも設けられる。また、図１には、第２コンタクト層５００が第２ＤＢＲ層３００上部に設けられているように図示されているが、それに限定されるものではない。例えば、第２コンタクト層５００は、活性層２００と第２ＤＢＲ層３００との間にも設けられる。第１コンタクト層４００上及び第２コンタクト層５００上には、電極（図示せず）がさらに設けられてもよい。
図２を参照すれば、光変調素子１１００から出力される出力光ＯＬの強度は、活性層２００に印加される電流Ｉが増大することにより、だんだんと増大する。ただし、特定値Ｉａ以上の電流においては、それ以上出力光ＯＬの強度が増大しない。それにより、活性層２００は、所定値Ｉａ以上の印加電流においては、飽和利得を有することができる。それは、活性層２００において、誘導放出を起こすことに直接関与する、量子点２０３の伝導帯の基底状態に入ることができる電子の数が限定されているためでもある。それと異なり、活性層２００の利得がそれ以上増大加しない領域においても、活性層２００の屈折率は変化することができる。言い換えれば、出力光ＯＬの強度がそれ以上増大しない領域においても、入射光ＩＬの位相ｐは、変化することができる。
前述のように、光変調素子１１００は、印加される電流により、飽和利得を有しながらも、入射光の位相を持続的に変化させることができる。そのように、光変調素子１１００は、利得と屈折率とを独立して制御することができるプロセッサ（図示せず）をさらに含んでもよい。例えば、該プロセッサは、第１ＤＢＲ層１００と第２ＤＢＲ層３００との間に電流を印加し、活性層２００の屈折率及び利得を独立して調節することができる。それにより、光変調素子１１００は、さらに効率的に入射光の進行方向を制御することができる。光変調素子１１００が、利得と屈折率とを独立して制御する原理については、図５を参照して後述する。
図３は、図１の光変調素子１１００において、密度反転が起こる過程を簡略に示したものである。図４は、図１の光変調素子１１００において、誘導放出が起こる過程を簡略に示したものである。図５は、図１の光変調素子１１００において、屈折率が変化する過程を簡略に示したものである。図３ないし図５の説明において、図１に図示された構成を参照する。図３ないし図５に図示されているように、第１バリア層ａ１、ａ４のバンドギャップエネルギーＥｂは、井戸層ａ２のバンドギャップエネルギーＥｗよりも大きくなる。また、井戸層ａ２のバンドギャップエネルギーＥｗは、量子点２０３のバンドギャップエネルギーＥｄよりも大きくなる。
図３を参照すれば、第１ＤＢＲ層１００と第２ＤＢＲ層３００との間に印加された電流により、量子点２０３の価電子帯（ｖａｌａｎｃｅ ｂａｎｄ）に留まっていた電子がエネルギーを得、伝導帯（ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ｂａｎｄ）に移動することにより、密度反転が起こる。例えば、量子点２０３の価電子帯に留まっていた電子は、エネルギーを得て、伝導帯の基底状態Ｓ１にも充填される。例えば、量子点２０３のバンドギャップエネルギーＥｄほどの電流が、第１ＤＢＲ層１００と第２ＤＢＲ層３００との間に印加される場合、量子点２０３の価電子帯の電子がエネルギーを得て、伝導帯に移動して密度反転が起こる。電流を持続的に印加する場合、さらに多数の電子が移動することができ、それにより、密度反転がさらに多く起こることができる。
図４を参照すれば、密度反転が起こった量子点２０３のバンドギャップエネルギーと同一エネルギーを有する波長の入射光ＩＬが光変調素子１１００に入射されれば、誘導放出（ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）が起こりながら、入射光ＩＬの強度が増幅されもする。従って、入射光ＩＬより強い強度を有する出力光ＯＬが、光変調素子１１００から出力されもする。一方、誘導放出は、量子点２０３の伝導帯の基底状態Ｓ１に充填された電子によっても起こる。前述のように、基底状態Ｓ１に充填されうる電子の数は、限定されるので、第１ＤＢＲ層１００と第２ＤＢＲ層３００との間に持続的に電流が印加されても、誘導放出がそれ以上増大加しない。それにより、入射光ＩＬに対する増幅率も、特定値以上に大きくならなずに飽和される。言い換えれば。活性層２００は、特定値以上の電流が印加される場合には、飽和利得を有することができる。
図５を参照すれば、第１ＤＢＲ層１００と第２ＤＢＲ層３００との間に電流サイズが増大加する間、量子点ａ３及び井戸層ａ２の量子化された複数個のステートにも電子が充填される。前述のように、活性層２００の利得は、量子点２０３の伝導帯の基底状態Ｓ１にある電子によっても決定される。それとは別個に、活性層２００の屈折率は、井戸層ａ２の複数個のステートに充填された電子によっても決定される。例えば、量子点２０３の基底状態Ｓ１を含んだ複数個のステートに、電子がいずれも充填された後にも、電流が活性層２００に持続的に印加されれば、井戸層ａ２の複数個のステートにも電子が続けて充填される。井戸層ａ２に充填される電子の数が変わることにより、活性層２００の屈折率が変わりもする。前述のように、活性層２００の利得は、印加される電流値が増大加しても、特定値以上の電流が印加される場合には、それ以上増大せず、飽和されることができる。それと異なり、活性層２００の利得が飽和された状態でも、活性層２００の屈折率は、活性層２００に電流が持続的に印加されることにより、続けて変化することができる。そのように、活性層２００に電流を印加することにより、利得と屈折率とを独立して制御することができる。
図６は、他の一実施形態による光変調素子１１１０の構成を簡略に示す側断面図である。図６の説明において、図１と重複される内容は、省略する。
図６を参照すれば、光変調素子１１１０は、屈折率が互いに異なる２層の屈折率層が反復的に交互に積層されて形成され、第１反射率Ｒｂを有する第１ＤＢＲ層１１０、第１ＤＢＲ層１１０上に設けられ、井戸層２１２及び第１バリア層２１１が交互に積層されて形成された積層構造の量子井戸構造を含み、井戸層２１２内部には、少なくとも１つの量子点２１３が設けられる活性層（２１０）、及び活性層（２１０）上に設けられ、屈折率が互いに異なる２層の屈折率層が反復的に交互に積層されて形成され、第２反射率Ｒｆを有する第２ＤＢＲ層３１０を含んでもよい。また、光変調素子１１１０は、第１ＤＢＲ層１１０下部に設けられた第１コンタクト層４１０、及び第２ＤＢＲ層３１０上部に設けられた第２コンタクト層５１０をさらに含んでもよい。しかし、それに限定されるものではなく、第１コンタクト層４１０は、活性層２１０と第１ＤＢＲ層１１０との間にも設けられる。また、第２コンタクト層５１０は、活性層２１０と第２ＤＢＲ層３１０との間にも設けられる。
第１ＤＢＲ層１１０及び第２ＤＢＲ層３１０は、それぞれ図１の第１ＤＢＲ層１００及び第２ＤＢＲ層３００と実質的に同一構成を有することができる。例えば、第１ＤＢＲ層１１０及び第２ＤＢＲ層３１０は、相対的に低い屈折率の低屈折率層１２と、相対的に高い屈折率の高屈折率層１３とが交互に積層された構造を含んでもよい。
第１コンタクト層４１０及び第２コンタクト層５１０は、それぞれ図１の第１コンタクト層４００及び第２コンタクト層５００と実質的に同一構成を有することができる。
活性層２１０は、量子井戸構造を有する半導体物質を含んでもよい。例えば、活性層２１０は、井戸層２１２及び第１バリア層２１１が交互に積層されて形成された複数層の積層構造ＳＴ１ないしＳＴｎ（ｎは、自然数である）を含んでもよい。複数層の積層構造ＳＴ１ないしＳＴｎの層数が多くなるほど、活性層２１０の利得が高くもなる。
複数層の積層構造ＳＴ１ないしＳＴｎそれぞれは、少なくとも１つの量子点２１３を含んでもよい。量子点２１３は、図２の量子点２０３と実質的に同一構成を有することができる。
図７は、さらに他の一実施形態による光変調素子１１２０の構成を簡略に示す側断面図である。図７の説明において、図１と重複される内容は、省略する。
図７を参照すれば、光変調素子１１２０は、屈折率が互いに異なる２層の屈折率層が反復的に交互に積層されて形成され、第１反射率Ｒｂを有する第１ＤＢＲ層１２０、第１ＤＢＲ層１２０上に設けられ、井戸層２２２及び第１バリア層２２１が交互に積層されて形成された積層構造の量子井戸構造を含み、井戸層２２２内部には、少なくとも１つの量子点２２３が設けられる活性層２２０、及び活性層２２０上に設けられ、屈折率が互いに異なる２層の屈折率層が反復的に交互に積層されて形成され、第２反射率Ｒｆを有する第２ＤＢＲ層３２０を含んでもよい。また、光変調素子１１２０は、第１ＤＢＲ層１２０下部に設けられた第１コンタクト層４２０、及び第２ＤＢＲ層３２０上部に設けられた第２コンタクト層５２０をさらに含んでもよい。しかし、ここに限定されることは児であり、第１コンタクト層４２０は、活性層２２０と第１ＤＢＲ層１２０との間にも設けられる。また、第２コンタクト層５２０は、活性層２２０と第２ＤＢＲ層３２０との間にも設けられる。
第１ＤＢＲ層１２０及び第２ＤＢＲ層３２０は、それぞれ図１の第１ＤＢＲ層１００及び第２ＤＢＲ層３００と実質的に同一構成を有することができる。例えば、第１ＤＢＲ層１２０及び第２ＤＢＲ層３２０は、相対的に低い屈折率の低屈折率層１４と、相対的に高い屈折率の高屈折率層１５とが交互に積層された構造を含んでもよい。
第１コンタクト層４２０及び第２コンタクト層５２０は、それぞれ図２の第１コンタクト層４００及び第２コンタクト層５００と実質的に同一構成を有することができる。
活性層２２０は、量子井戸構造を有する半導体物質を含んでもよい。例えば、活性層２２０は、井戸層２２２及び第１バリア層２２１が交互に積層されて形成された複数層の積層構造ＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４、ＳＴ５、ＳＴ６を含んでもよい。図７には、６層の積層構造ＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４、ＳＴ５、ＳＴ６が図示されているが、それに限定されるものではなく、積層構造は、６層以上でもある。積層構造ＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４、ＳＴ５、ＳＴ６の層数が多くなるほど、活性層２２０の利得が高くもなる。一方、活性層２２０は、複数層の積層構造（例えば、第１積層構造ＳＴ１ないし第３積層構造ＳＴ３）を有する第１マルチ積層構造ＭＳ１、及び複数層の積層構造（例えば、第４積層構造ＳＴ４ないし第６積層構造ＳＴ６）を有する第２マルチ積層構造ＭＳ２を含んでもよい。しかし、それに限定されるものではなく、３より少ないか、あるいはそれより多数の積層構造が第１マルチ積層構造ＭＳ１及び第２マルチ積層構造ＭＳ２にも含まれる。また、図７には、２つのマルチ積層構造が図示されているが、それに限定されるものではなく、活性層２２０は、２以上のマルチ積層構造を含んでもよい。さらに、第１マルチ積層構造ＭＳ１と第２マルチ積層構造ＭＳ２との間には、第２バリア層２２４がさらに設けられてもよい。また、第２バリア層２２４は、第１マルチ積層構造ＭＳ１と第２ＤＢＲ層３２０との間、及び第２バリア層２２４は、第２マルチ積層構造ＭＳ２と第１ＤＢＲ層１２０との間にも設けられる。第２バリア層２２４の厚みは、第１バリア層２２１の厚みよりもさらに厚い。また、井戸層２２２は、少なくとも１つの量子点２２３を含んでもよい。量子点２２３は、図２の量子点２０３と実質的に同一構成を有することができる。
図８は、さらに他の一実施形態による光変調素子１１３０の構成を簡略に示す側断面図である。図８の説明において、図１と重複される内容は、省略する。
図８を参照すれば、光変調素子１１３０は、屈折率が互いに異なる２層の屈折率層が反復的に交互に積層されて形成され、第１反射率Ｒｂを有する第１ＤＢＲ層１３０、第１ＤＢＲ層１３０上に設けられ、井戸層２３２及び第１バリア層２３１が交互に積層されて形成された積層構造の量子井戸構造を含み、井戸層２３２内部には、少なくとも１つの量子点２３３が設けられる活性層２３０、及び活性層２３０上に設けられ、屈折率が互いに異なる２層の屈折率層が反復的に交互に積層されて形成され、第２反射率Ｒｆを有する第２ＤＢＲ層３３０を含んでもよい。また、光変調素子１１３０は、第１ＤＢＲ層１３０下部に設けられた第１コンタクト層４３０、及び第２ＤＢＲ層３３０上部に設けられた第２コンタクト層５３０をさらに含んでもよい。しかし、それに限定されるものではなく、第１コンタクト層４３０は、活性層２３０と第１ＤＢＲ層１３０との間に設けられる。また、第２コンタクト層５３０は、活性層２３０と第２ＤＢＲ層３３０との間に設けられる。
第１ＤＢＲ層１２０及び第２ＤＢＲ層３２０は、それぞれ図１の第１ＤＢＲ層１００及び第２ＤＢＲ層３００と同一構成を有することができる。例えば、第１ＤＢＲ層１２０及び第２ＤＢＲ層３２０は、相対的に低い屈折率の低屈折率層１４と、相対的に高い屈折率の高屈折率層１５とが交互に積層された構造を含んでもよい。
第１コンタクト層４２０及び第２コンタクト層５２０は、それぞれ図２の第１コンタクト層４００及び第２コンタクト層５００と実質的に同一構成を有することができる。
活性層２３０は、図１の活性層２００と実質的に同一構成を含んでもよい。例えば、活性層２３０は、井戸層２３２及び第１バリア層２３１が交互に積層されて形成された積層構造を含んでもよい。例えば、井戸層２３２は、１対の第１バリア層２３１間にも設けられる。さらに、井戸層２３２は、少なくとも１つの量子点２３３を含んでもよい。量子点２３３は、図１の量子点２０３と同一構成を有することができる。
さらに、第２ＤＢＲ層３３０上部には、複数個のメタ構造物６３０が設けられてもよい。例えば、複数個のメタ構造物６３０は、第２ＤＢＲ層３３０上に設けられている第２コンタクト層５３０と直接接触しても形成される。また、第２コンタクト層５３０が第２ＤＢＲ層３３０と活性層２３０との間に設けられている場合には、複数個のメタ構造物６３０は、第２ＤＢＲ層３３０と直接接触しても形成される。
複数個のメタ構造物６３０は、入射光ＩＬの波長より小さい形状寸法を有することができる。その場合、活性層２３０により、位相と強度とが変調された入射光ＩＬが出力される前、メタ構造物６３０を経ながら、再び変調されうる。そのように、メタ構造物６３０により、入射光ＩＬの位相または強度が二次的にも変調される。メタ構造物６３０による入射光ＩＬの二次変調程度は、メタ構造物６３０の形状寸法によっても決定される。
複数個のメタ構造物６３０の形状寸法は、入射光ＩＬの波長よりも小さい。例えば、複数個のメタ構造物６３０の高さ、幅、幅、ピッチなどは、入射光ＩＬの波長よりも小さい。複数個のメタ構造物６３０のうち少なくとも２つは、互いに異なる屈折率を有することができる。例えば、複数個のメタ構造物６３０のうち少なくとも２つは、互いに異なる高さ、広がり、幅、ピッチなどの形状寸法を有することにより、互いに異なる屈折率を有することができる。
図９は、一実施形態による光変調素子アレイ２１００の構成を簡略に示す側断面図である。図１０は、図９の光変調素子アレイ２１００を制御する制御回路２２００の構成を簡略に示す側断面図である。図１１は、一実施形態によるビームステアリング装置２０００を簡略に示す側断面図である。
図９を参照すれば、光変調素子アレイ２１００は、基板２１２０上に配置された複数個の光変調素子２１１０を含んでもよい。例えば、複数個の光変調素子２１１０それぞれは、図１、図６、図７及び図８の光変調素子１１００、１１１０、１１２０、１１３０と実質的に同一でもある。例えば、複数個の光変調素子２１１０それぞれは、少なくとも１つの量子点を含んでもよい。さらに、複数個の光変調素子２１１０それぞれの量子点の分布密度は、いずれも同一でもある。それにより、複数個の光変調素子２１１０の利得は、いずれも同一でもある。しかし、それに限定されるものではなく、複数個の光変調素子２１１０それぞれの量子点の分布密度は、互いに異なりもし、それにより、複数個の光変調素子２１１０の利得も、互いに異なりもする。
図１０を参照すれば、制御回路２２００は、複数個のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ４を含んでもよい。第１トランジスタＴｒ１は、基板ｓｕｂ上に設けられ、互いに対向しているソース電極１及びドレイン電極２を含んでもよい。ソース電極１及びドレイン電極２は、ｎ型またはｐ型にもドーピングされる。ソース電極１とドレイン電極２との間には、チャネル層３が形成されうる。チャネル層３は、ｎ型物質またはｐ型物質を含む領域でもある。例えば、ソース電極１及びドレイン電極２がいずれもｎ型にドーピングされた場合、チャネル層３は、ｐ型物質を含む領域でもある。その場合、第１トランジスタＴｒ１は、ＮＭＯＳとも称される。または、ソース電極１及びドレイン電極２がいずれもｐ型にドーピングされた場合、チャネル層３は、ｎ型物質を含む領域でもある。その場合、第１トランジスタＴｒ１は、ＰＭＯＳとも称される。第１トランジスタＴｒ１がＮＭＯＳである場合、第１トランジスタＴｒ１と隣接した第２トランジスタＴｒ２は、ＰＭＯＳでもある。その場合、第１トランジスタＴｒ１及び第２トランジスタＴｒ２は、互いに連結され、ＣＭＯＳを形成することができる。例えば、第１トランジスタＴｒ１及び第２トランジスタＴｒ２のドレイン電極２が互いに連結されることにより、ＣＭＯＳが形成されうる。さらに、第１トランジスタＴｒ１は、基板ｓｕｂ上に、チャネル層３と対応する領域に設けられたゲート電極４をさらに含んでもよい。ゲート電極４とチャネル層３との間には、ゲート絶縁膜５がさらに設けられてもよい。基板ｓｕｂ上には、ゲート電極４を覆う絶縁層７が設けられてもよい。絶縁層７には、複数個のホールＨが形成されうる。複数個のホールＨには、第１電極Ｅ１または第２電極Ｅ２が形成されうる。複数個の第１電極Ｅ１は、複数個のソース電極１と接することができる。また、複数個の第１電極Ｅ１は、絶縁層７の外部に露出されるようにも形成される。複数個の第２電極Ｅ２は、複数個のドレイン電極２と接することができる。複数個のドレイン電極２は、絶縁層７内部で互いにも連結される。図１０には、ドレイン電極２同士直接連結されている構成は図示されていないが、ドレイン電極２は、他のルートを介して、互いに連結されうる図１０の制御回路２２００は、４個のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ４を含んでいるが、それは、説明の便宜のためのものであり、制御回路２２００は、４個以上の複数個のトランジスタを含んでもよい。
図１１を参照すれば、ビームステアリング装置２０００は、光変調素子アレイ２１００及び制御回路２２００を含んでもよい。光変調素子アレイ２１００と制御回路２２００は、接合部２３００を介して、互いに電気的にも連結される。例えば、光変調素子アレイ２１００に含まれた複数個の光変調素子と、制御回路２２００に含まれた複数個のトランジスタとが一対一対応するように電気的に連結されうる。例えば、第１光変調素子ＯＭ１と電気的に連結された第１トランジスタＴｒ１は、ＮＭＯＳであり、第１光変調素子ＯＭ１に隣接した第２光変調素子ＯＭ２と電気的に連結された第２トランジスタＴｒ２は、ＰＭＯＳでもある。その場合、第１トランジスタＴｒ１及び第２トランジスタＴｒ２は、ＣＭＯＳを形成することができる。言い換えれば、互いに隣接した第１光変調素子ＯＭ１及び第２光変調素子ＯＭ２は、第１トランジスタＴｒ１及び第２トランジスタＴｒ２に形成された１つのＣＭＯＳと電気的に連結されうる。図１０を参照して説明したように、制御回路２２００は、複数個のトランジスタを含んでおり、それにより、ＣＭＯＳも複数個形成されうる。制御回路２２００に含まれた複数個のＣＭＯＳに印加される電流は互いに異なりもする。それにより、複数個のＣＭＯＳと電気的に連結された光変調素子には、互いに異なる電気信号が伝送されうる。結果として、複数個のＣＭＯＳを含む制御回路２２００は、複数個の光変調素子の特性を独立して制御することができる。例えば、制御回路２２００は、複数個の光変調素子の屈折率を独立して制御することができる。その場合、複数個の光変調素子それぞれは、いずれも同一飽和利得を有することができる。それにより、複数個の光変調素子それぞれから出力される光の強度は、一定でもある。
図１２は、一実施形態による電子装置３０００の概略的な構成を示すブロック図である。
図１２を参照すれば、電子装置３０００は、被写体ＯＢＪに向けて光を照射する照明装置３１００、被写体ＯＢＪから反射された光を受光するセンサ３３００、及びセンサ３３００で受光した光から、被写体ＯＢＪに係わる情報獲得のための演算を行うプロセッサ３２００を含んでもよい。電子装置３０００は、また、プロセッサ３２００の実行のためのコードやデータが保存されるメモリ３４００を含んでもよい。
照明装置３１００は、光源３１２０、ビームステアリング装置３１１０を含んでもよい。光源３１２０は、被写体ＯＢＪをスキャニングするためのソース光を発生させることができる。前記ソース光は、パルスレーザでもある。ビームステアリング装置３１１０は、光源３１２０からの光の進行方向を変え、被写体ＯＢＪを照明するものでもあり、図１１のビームステアリング装置２０００を含んでもよい。ビームステアリング装置２０００に、図１、図６、図７及び図８で説明した光変調素子１１００、１１１０、１１２０、１１３０が適用されうるということは、図１１を参照して説明した通りである。
照明装置３１００と被写体ＯＢＪとの間には、照明装置３１００からの光が被写体ＯＢＪに向かうように方向を調節したり、さらなる変調のための光学素子がさらに配置されたりもする。
センサ３３００は、被写体ＯＢＪによって反射された光Ｌｒをセンシングする。センサ３３００は、光検出要素のアレイを含んでもよい。センサ３３００は、被写体ＯＢＪから反射された光を波長別に分析するための分光素子をさらに含んでもよい。
プロセッサ３２００は、センサ３３００で受光（受信）した光から、被写体ＯＢＪに係わる情報獲得のための演算を行うことができる。また、プロセッサ３２００は、電子装置３０００全体の処理及び制御を統括することができる。プロセッサ３２００は、被写体ＯＢＪに係わる情報を獲得して処理することができる。例えば、プロセッサ３２００は、二次元または三次元の映像情報を獲得して処理することができる。プロセッサ３２００は、それ以外に、照明装置３１００に具備された光源駆動やセンサ３３００の動作などを全般的に制御することができる。例えば、プロセッサ３２００は、照明装置３１００に含まれた光変調素子に印加される電流の値を演算することができる。プロセッサ３２００は、また、被写体ＯＢＪから獲得した情報に基づき、ユーザ認証いかんなどを判断することができ、その他のアプリケーションを実行することもできる。
メモリ３４００には、プロセッサ３２００での実行のためのコードが保存されうる。メモリ３４００には、それ以外にも、電子装置３０００が実行する多様な実行モジュール、及びそれらデータが保存されうる。例えば、プロセッサ３２００が被写体ＯＢＪの情報獲得のための演算に使用されるプログラムコードが保存され、被写体ＯＢＪの情報を活用して実行することができるアプリケーションモジュールなどのコードが保存されうる。また、電子装置３０００にさらに具備されうる装置、それを駆動するためのプログラムであり、通信モジュール、カメラモジュール、動画再生モジュール、オーディオ再生モジュールなどがさらに保存されうる。
プロセッサ３２００での演算結果、すなわち、被写体ＯＢＪの形状、位置に係わる情報は、必要によっては、他の機器やユニットに伝送されうる。例えば、被写体ＯＢＪに係わる情報を使用する他の電子機器の制御部に、被写体ＯＢＪに係わる情報が伝送されうる。結果が伝送される他のユニットは、結果を出力するディスプレイ装置やプリンタでもある。それ以外にも、スマートフォン、携帯電話、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ラップトップ（ｌａｐｔｏｐ）、ＰＣ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、多様なウェアラブル機器、及びその他のモバイルまたは非モバイルのコンピュータ装置でもあるが、それらに制限されるものではない。
メモリ３４００は、フラッシュメモリタイプ（ｆｌａｓｈ ｍｅｍｏｒｙ ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｔｙｐｅ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｃａｒｄ ｍｉｃｒｏ ｔｙｐｅ）、カードタイプのメモリ（例えば、ＳＤメモリまたはＸＤメモリなど）、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＯＭ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、磁気メモリ、磁気ディスク、光ディスクなどにもなる。
電子装置３０００は、例えば、携帯用移動通信機器、スマートフォン、スマートウォッチ（ｓｍａｒｔ ｗａｔｃｈ）、ＰＤＡ、ラップトップ、ＰＣ、及びその他モバイルまたは非モバイルのコンピュータ装置でもあるが、それらに制限されるものではない。また、電子装置３０００は、無人自動車、自律走行車、ロボット、ドローンのような自律駆動機器、または事物インターネット機器（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ ｔｈｉｎｇｓ （ＩｏＴ） ｄｅｖｉｃｅ）でもある。
前述の実施形態は、例示的なものに過ぎず、当該技術分野の当業者であるならば、それらから、多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということを理解することができるであろう。従って、例示的な実施形態による真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲に記載された発明の技術的思想によって定められるものである。
１０、１２、１４、１６ 低屈折率層
１１、１３、１５、１７ 高屈折率層
１００、１１０、１２０、１３０ 第１ＤＢＲ層
２００、２１０、２２０、２３０ 活性層
２０１、２１１、２２１、２３１ 第１バリア層
２０２、２１２、２２２、２３２ 井戸層
２０３、２１３、２２３、２３３ 量子点
２２４ 第２バリア層
３００、３１０、３２０、３３０ 第２ＤＢＲ層
４００、４１０、４２０、４３０ 第１コンタクト層
５００、５１０、５２０、５３０ 第２コンタクト層
６３０ メタ構造物
１０００、１１００、１１１０、１１２０、１１３０、２１１０ 光変調素子
１２００ プロセッサ
２２００ 制御回路
２０００、３１１０ ビームステアリング装置
２１００ 光変調素子アレイ
２１２０ 基板
２３００ 接合部
３０００ 電子装置
３１００ 照明装置
３１２０ 光源
３２００ プロセッサ
３３００ センサ
３４００ メモリ
ＩＬ 入射光
ＯＬ 出力光
ＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴｎ 積層構造

Claims (16)

  1. 入射光の強度を増幅して位相を変調する光変調素子において、
    屈折率が互いに異なる２層の屈折率層が反復的に交互に積層されて形成され、第１反射率Ｒｂを有する第１ＤＢＲ層と、
    前記第１ＤＢＲ層上に設けられ、井戸層及び第１バリア層が交互に積層されて形成された積層構造の量子井戸構造を含み、前記井戸層の内部には、少なくとも１つの量子点が設けられる活性層と、
    前記活性層上に設けられ、屈折率が互いに異なる２層の屈折率層が反復的に交互に積層されて形成され、第２反射率Ｒｆを有する第２ＤＢＲ層と、
    前記第１ＤＢＲ層と前記第２ＤＢＲ層との間に電流を印加し、前記活性層の屈折率及び利得を独立して調節するプロセッサと、
    を含み、
    前記少なくとも１つの量子点のバンドギャップエネルギーは、前記井戸層のバンドギャップエネルギーよりも小さく、
    前記活性層は、所定値以上の印加電流においては、飽和利得を有し、
    前記プロセッサは、飽和利得以下の範囲で印加電流を変化させることにより、前記活性層の屈折率及び前記活性層の利得を調整し、
    前記プロセッサは、飽和利得を超える範囲で前記活性層の屈折率を変化させることにより、前記活性層の屈折率を独立して調整する、光変調素子。
  2. 前記少なくとも１つの量子点は、Ｇｓ＾２＊Ｒｆ＊Ｒｂ＜１の条件を満足する単一利得Ｇｓを有する、請求項１に記載の光変調素子。
  3. 前記少なくとも１つの量子点は、Ｇｓ＾２＞１／Ｒｂの条件を満足する単一利得Ｇｓを有する、請求項１に記載の光変調素子。
  4. 前記井戸層の内部には、複数個の量子点が設けられる、請求項１～３のいずれか１項に記載の光変調素子。
  5. 前記積層構造は、複数層である、請求項１～４のいずれか１項に記載の光変調素子。
  6. 前記活性層は、
    複数層の前記積層構造を有する第１マルチ積層構造、及び複数層の前記積層構造を有する第２マルチ積層構造を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の光変調素子。
  7. 前記第１マルチ積層構造と前記第２マルチ積層構造との間には、第２バリア層がさらに設けられる、請求項６に記載の光変調素子。
  8. 前記第２バリア層の厚みは、前記第１バリア層の厚みよりさらに厚い、請求項７に記載の光変調素子。
  9. 前記量子点のバンドギャップエネルギーは、前記入射光のエネルギーと同一である、請求項１～８のいずれか１項に記載の光変調素子。
  10. 前記第１反射率Ｒｂは、前記第２反射率Ｒｆより大きい、請求項１～９のいずれか１項に記載の光変調素子。
  11. 前記第２ＤＢＲ層上に、複数個のメタ構造物が設けられている、請求項１～１０のいずれか１項に記載の光変調素子。
  12. 複数個の前記メタ構造物のうち少なくとも２つは、互いに異なる屈折率を有する、請求項１１に記載の光変調素子。
  13. 請求項１～１２のいずれか１項に記載の光変調素子を複数個配置して形成した光変調素子アレイと、
    複数個の前記光変調素子の屈折率を独立して制御するように構成される制御回路と、を含むビームステアリング装置。
  14. 複数個の前記光変調素子の量子点の分布密度は、いずれも同一である、請求項１３に記載のビームステアリング装置。
  15. 前記制御回路は、隣接した２つの光変調素子と連結される１つのＣＭＯＳ素子を複数個含む、請求項１３または１４に記載のビームステアリング装置。
  16. 光源と、
    前記光源から入射された光の進行方向を調節して被写体に向ける請求項１３～１５のいずれか１項に記載のビームステアリング装置と、
    前記被写体からの光を受信するセンサと、
    前記センサが受信した光を分析するプロセッサと、を含む電子装置。
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