JPH022507A - 空間光変調素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、画像の光学的二次元並列処理に必要な空間光
変調素子に係り、特に電場に応じ゛〔光吸収係数が変化
する効果（ＱＣ５Ｅ−Ｑｕａｎｔｕｖ＋　Ｃｏｎｆｉｎ
ｅｄＳｔａｒｋ　Ｅｆｆｅｃｔ）を持つ多重量子井戸（
ＭＱＷ−Ｍｕｌｉｔｉｐｌｅ　Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｗｅｌ
ｌ）構造の材料によって光変調部を構成し、この光変調
部と光伝導層を積層して組み合わせた構造を有し、必ず
しも偏光を用いることなしに低電圧で高速動作ができる
空間光変調素子に関する。

［発明の概要］ 本発明は、画像情報を光学的に二次元並列処理する際に
必要な空間光変調素子に関するもので、多重量子井戸（
ＭＱＷ−Ｍｕｌｉｔｉｐｌｅ　Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｗｅｌ
ｌ）構造の材料から構成される光変調層と受光部として
の光伝導膜とを積層し、量子井戸中に閉じ込められた電
子、正孔および励起子の振舞いによって生じる電場によ
る光吸収係数の変化（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ａｂｓｏｒｐｔ
ｉｏｎ、またはＱＣ５Ｅ−Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｃｏｎｆｉ
ｎｅｄＳｔａｒｋ　Ｅｆｆｅｃｔ）　と入力光強度に応
じて変化する光伝導層の抵抗率とを結合して、デイスプ
レィ、画像間の演算、画像の閾値動作などを低電圧で高
速で行うことができるようにしたものである。

［従来の技術］ 従来、空間光変調素子として主に用いられてきたものに
は、 （イ）光伝導効果と電気光学効果とを併わせ持つ結晶（
例えば、Ｂ１１２ＳｉＯ２ｏ　（ＢＳＯ）　、Ｂ１１２
Ｇｅ０２ｏ（ＢＧＯ）　。

ＫＩｈＰＯ４（ＤＫＤＰ））を利用したもの（ロ）光伝
導膜と液晶とを組み合わせたもの（ハ）光電子放出膜、
マイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ−Ｍｉｃｒｏ−Ｃ
ｈａｎｎｅｌ　Ｐｌａｔｅ）および電気光学結晶を組み
合わせたもの などがある。これらを含めて、従来の空間光変調素子に
ついては次の文献に詳しく述べられている。

窪田恵−５西田信夫二　「光空間変調素子」　；光学、 Ｖｏｌ、１４．Ｎｏ１．ｐｐ、１９−２８（１９８５）
一方、最近、極めて薄い薄膜結晶（数ｎｍ）の製作技術
の進展により、例えば、ＧａＡｓと　ＡｕＡｓやＡｕ　
ｘＧａ、−ｘＡｓとの周期的積層構造の結晶が比較的容
易に得られるようになり、それらが示す新しい物性を利
用したデバイスが開発されつつある。量子井戸構造もこ
のような超薄膜構造の一種であり、例えば、　Ａｕ　Ｘ
Ｇａ、−、Ａｓ／ＧａＡｓ／　Ａｎ　ｘＧａ、−ＫＡｓ
なる積層構造でＧａＡｓ層の厚さが１０ｎｍ程度以下の
場合、電子や正孔はＧａＡｓとＡｎ　ｘＧａ＋−ｘＡ！
；のポテンシャル差のためにＧａＡｓ層に井戸形ポテン
シャルの形で閉じ込められ、バルク結晶中の振舞いとは
異なった特性を示す。

その一つとして、電子と正孔が互いにクーロン力で束縛
された状態にある励起子の振舞いがあり、ＧａＡｓバル
ク結晶では、室温では消滅したり、低温でも少しの電場
で消滅する励起子が、量子井戸中では室温で１０’Ｖ／
ｃｍの電場の下でも安定に存在しつる。そして、この励
起子の光吸収スペクトルが電場によってシフトする現象
が発見され（Ｑｌｌ：ＳＥ）、ある波長の入射光に対し
て、電場によって光吸収係数を変化させて、出力光の強
度を変化させる、いわゆる光変調作用が可能なことがわ
かった。

第２図は、ＭＱＷ構造を用いた従来の光強度変調器の基
本構成を示すもので、ＧａＡｓとＡＪＺ　ｘＧａ、−、
Ａｓ（以下ではＸを明示する必要がある場合を除き、Ａ
ＩｔＧａＡｓと表す）から成るＭＱＷをｉ　（ｉｎｔｒ
ｉｎｓｉｃ）層１０１　とし、ｐ”−Ａｎ　ＧａＡｓ層
１０２およびｎ　”−ＡｆｌＧａＡｓ層１０３で挟んだ
ｐ−４−ｎ構造をｎ　”−ＧａＡｓ基板１０４上に設け
ている。１０５はｐ＋−ＡｆＬ　ＧａＡｓ層１０２の上
面に設けたオーミックコンタクト用Ａｕ層、１０６は基
板１０４の下面に設けたオートミックコンタクト用Ａｕ
／Ｓｎ層、１０７はＡｕ層１０５にあけた入射光受光用
窓に配置したＳｉ３Ｎ４窓層、１０８は基板１０８にあ
けた透過光取り出し用窓である。

ここで、ｐ−１−ｎ構造に加えられた逆バイアス電圧を
変化させることにより、ＭＱＷ層１０１の光吸収係数を
変化させ、一定の強度の入射光に対して透過光の強度を
変調している。

ｐ−１−ｎ構造を用いているのは、単なるｉ−ＭＱＷ層
１０１のみでは、抵抗率が低く、電流損失による温度上
昇が生じるので、これを避けること、高抵抗にし電場が
有効に加えられるようにすること、ｐ−１−ｎ構造にお
けるビルトイン電場の利用により印加電圧の低減化が可
能なこと、逆バイアス電圧によりキャパシタンスが小さ
くなること、などの利点があるためである。

また、入射光および透過光の波長に対してｐ−１−ｎ構
造の部分は比較的透明であるが、ＧａＡｓ基板１０４は
この光を吸収するので、基板１０４のうち光路に当たる
部分をエツチングで除去して窓としている。

第３図の従来例は、基本的には第２図と同じ構成である
が、ＭＱＷ層１０１に隣接する両側にイントリンシック
（ｉ）のＧａＡｓ／Ａｕ　ＧａＡｓ超格子（ＳＬ−５ｕ
ｐｅｒＬａｔｔｉｃｅ）層１１１および１１２を配置し
、これら超格子１１１および１１２の両側にｐ型および
ｎ型のＧａＡｓ／Ａｕ　ＧａＡｓ超格子によるコンタク
ト層１１３および１１４を、それぞれ、配置して、特性
の改善を図っている。

すなわち、１−ＧａＡｓ／Ａｕ　ＧａＡｓ−５Ｌ層１１
１および１１２は、界面近傍のＭＱＷの結晶性を向上さ
せるためと、ｐ−１−ｎ構造における２層およびｎ層か
らの不純物がｉ−ＭＱＷ層１０１へ進入するのを阻止す
るため、ならびにｐ−１−ｎ構造におけるｐ−ｉおよび
ｉ−ｎ界面近傍の高電場の不均一性を層相してｉ−ＭＱ
Ｗ層１０１に加わる電場の均一性を得るために導入され
ている。

また、ｐ型およびｎ型ＳＬコンタクト層１１３および１
１４は、結晶薄膜製作時にＡ＋原料の蒸発量を一定にし
てＧａＡｓ層およびＡｊ２　ＧａＡｓ層の厚さ（時間に
比例）を制御することにより実効的にＸを制御したのと
同等なへλＸＧａ１−Ｘ八Ｓ混晶を得るために用いられ
ている。

これまでに述べたＭＱＷ構造におけるＱ（：ＳＥ作用は
、ｐｓ程度と非常に速く、かつ数Ｖ程度の低電圧で動作
し、さらに半導体レーザーと同一の材料が使用可能であ
るため、発光素子および受光素子とのモノリシック集積
化の可能性も大きく、現在、光通信分野における光変調
器／スイッチなどへの応用を目脂してＱＣ５Ｅを利用し
た光デバイスの開発がきわめて盛んに行なわれている。

ＱＣ５Ｅを光情報処理用デバイスに応用する試みも、ま
だ初歩的段階ではあるが、追求されている。たとえば、
第４図は、ＭＱＷにおけるＱＣ５Ｅを利用した反射型の
光変調器である。ＧａＡｓ基板１２０上にＡｎ　ｘＧａ
、−ｘＡｓの平均のＸが０．１８８なる超格子層と　八
λＡｓを十数層積層してなるｎ型の反射鏡層１２１を配
置する。その上にＧａＡｓと　ＡｆｌＧａＡｓから成る
ｉ−ＭＱＷＱｌｌ２、さらに層１２２の上にｐ型のＡｕ
ＧａＡｓ層１２３を配置したｐ−１−ｎ構造を設ける。

１２４はｐ型層１２３上に配置したＡｕ電極である。入
射光をハーフミラ−１２５およびレンズ１２６を介して
ｐ−１−ｎ構造に入射させ、ＭＱＷＱｌｌ２で変調され
た光は反射鏡層１２１で反射され、再びＭＱＷＱｌｌ２
を通過して変調されてから、レンズ１２６を介してハー
フミラ−１２５により受光素子１２７に導かれる。この
反射型の構成によれば、ＧａＡｓ基板１２０での光吸収
を避けることができ、さらにｐ−１−ｎ層を往復するこ
とにより変調感度を向上させることができる。

第５図（Ａ）は、５ＥＥＤ　（Ｓｅｌｊ’−Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｏｐｔｉｃＥｆｆｅｃｔ　Ｄｅｖｉｃｅ）と称され
るデバイスであって、光双安定動作を通じて光情報処理
用デバイスとして非常に期待されている素子である。こ
の素子はｉ−ＭＱＷ層１３１をｉ−バッファ層１３２お
よび１３３ではさみ、さらにその両側に９層１３４とｎ
層１３５とを配置したｐ−１−ｎホトダイオード構造に
？ｉＩ源Ｖｏより抵抗Ｒを介して逆バイアス加えた構成
である。

逆バイアス電圧の減少と共に光吸収が増加する動作状態
にしておくと、入射光の増加−光吸収の増加−光電流の
増加−抵抗Ｒによる電圧降下の増加→素子への印加電圧
の減少−光吸収の増加なる正帰逼勅作により、第５図（
Ｂ）に示されるように光双安定動作が得られる。

すなわち、はじめは入射光の増加と共に出力光も増加す
るが、ある入射光強度で出力光が低レベルにスイッチさ
れ、この低レベル状態で入射光強度を減少させると下向
きのスイッチングが生じた値より小さい入射光強度で今
度は上向きに高レベル状態へのスイッチングが起こる。

この光双安定特性を利用して、光メモリ−、光論理演算
、光閾値動作などの情報処理を行うことができることが
原理的に実証されている。

さらに、この素子を二次元並列的な画像処理に適用する
ための初歩的な試みとして、第６図に示す構成を２Ｘ２
のアレイに構成した素子も報告されている。第６図にお
いて、１４１はＧａＡｓ基板、１４２は基板１４１にあ
けた窓、１４３は基板１４１上に設けた、　ｌの平均的
成分比の大きいＧａＡｓとＡｕ　ＧａＡｓのｎ型超格子
層、１４４は層１４３上のＧａＡｓとＡｆｌ、ＧａＡｓ
のｎ型超格子層、１４５は層１４４上に配置したｌ−バ
ッファ層、１４６はｉ−ＭＱＷ層、１４７は層１４６上
に配置したｉ−バッファ層、１４８は層１４７上に配置
したＧａＡｓと八ｎ　ＧａＡｓのｐ型超格子層である。

以上の層１４３〜１４８によりｉ−ＭＱＷ層１４６を含
むｐ−１−ｎホトダイオードを構成する。このホトダイ
オードの上に、ＧａＡｓと　ＡＪＺ　ＧａＡｓの超格子
による９１層１４９およびｎ１層１５０を配置し、その
上にＧａＡｓとＡｌ１ＧａＡｓとによる超格子の形態の
０層１５１．　ｉ層１５２．２層１５３をこの順序で配
置して第２のｐ−１−ｎホトダイオードを構成する。層
１４５〜１５３の周囲を覆うようにしてポリイミド層１
５４を設け、この層１５４の表面をＡｕ膜１５５で覆う
。さらに、２層１５３の上面の一部分にはｐ−ＧａＡｓ
層１５［ｉおよびｐ”−ＧａＡｓ層１５７を設け、その
表面をもＡｕ膜１５５で覆う。さらに、２層１５３の上
面の一部分にはＡｕ膜１５５で覆われていない窓１５８
を設け、この窓１５８より入射赤外光および赤色制御光
を上部のｐ−１−ｎホトダイオードに入射させる。この
素子ではｉ−ＭＱＷ層１４６を１ｆｆｉとして含むｐ−
１−ｎホトダイオードの上に通常のｐ−４−ｎホトダイ
オードを積層した構成となっており、上部のｐ−４−ｎ
ホトダイオードは第５図における抵抗Ｒの代りとして用
いられている。入射赤外光と透過赤外光の間の双安定動
作は赤外光によって得られるが、この時の動作点の設定
は、上部のｐ−１−ｎホトダイオードに別に入射させる
赤色の制御光の強度を変えることによってｐ−１−ｎホ
トダイオードの抵抗を制御することにより行われる。

なお、この素子では、ＭＱＷ層１４６をのぞき全ての層
はＧａＡｓと　ＡｆｌＧａＡｓの超格子から作られてお
り、ｉの平均的成分比を大きくして入射赤外光に対し吸
収を少なくしている。また、透過光を利用しているので
、ＧａＡｓ基板１４１の一部分をエツチングにより除去
して窓１４２を形成している。

第７図はＣＣＤとＭＱＷ光変調器を積層して構成した従
来の空間光変調素子の一例を示す。

第７図において、１６１はｐ’−Ａｎ　ＧａＡｓ基板、
１６２は基板１６１上に配置したＧａＡｓ／ＡｆｌＧａ
ＡＳによるＭＱＷ層、１６３はＭＱＷ層１６２上のｉ−
Ａｎ　ＧａＡｓ層、１６４は層１６３上のＧａＡｓＣ（
：ＤのＱＷチャンネル層、１６５はチャンネル層１６４
上に配置したｎ−Ａｎ　ＧａＡｓ層、１６６は層１６５
上に配置した不透明なＣＣＤゲート、１６７は層１６５
において光の入射する部分に配置した透明なＣＣＯゲー
トである。

この空間光変調素子に対して、透明ＣＣＤゲート１６７
より画像パターンとして波長λの光を入射し、この光で
生じた電荷をＣＣＤチャンネル層１６４に貯え、この電
荷によってもたらされたＭＱＷ層１６２に加わる電場の
変化により励起子吸収に相当する波長λＩＩＸの光を変
調する。なお、ここで、ＣＣＤチャンネル層１６４の部
分に、電荷を貯えるために、この層１６４としてシング
ルのＱＷが用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ 実用化されている上述の３つの空間光変調素子、ならび
にＭＱＷ構造におけるＱＣ５Ｅの空間光変調素子への応
用について分析し、その問題点とかかる問題点の解決を
目指す本発明の目的についで述へる。

（イ）光伝導効果と電気光学効果を合わせ持つ結晶を用
いた素子（ＰＲＯＭ−Ｐｏｃｋｅｌｓ　Ｒｅａｄ−Ｏｕ
ｔ　ＯｐｔｉｃａｌＭｏｄｕｌａｔｏｒ）は、結晶を透
明絶縁膜で包み、両端面に透明電極をつけた構成から成
っており、電極間に１ｋＶ以上の電圧を加えて動作させ
る。入射された画像情報としての光強度分布は、光伝導
効果により結晶内に電子と正孔を発生させ、それぞれ、
正電極および負電極側に移動し空間電荷分布を生じさせ
るが、この空間電荷分布は結晶に加えられている電場を
打ち消すように働くため、結晶内に空間的に電場分布を
与える。この電場分布は、電気光学効果を通じて屈折率
分布をもたらすので、この屈折率変化を読出し光の偏光
状態の変化として検出し画像として読出す。この素子で
は、電場に対する屈折率変化が小さいため、高電圧を必
要とする問題点があり、これに対応して透明絶縁膜にも
耐電圧の大きい材料（通常はパリレン）を用いる必要が
ある。

（ロ）光伝導膜と液晶を組み合わせた素子（ＬＣＬＶ−
Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｌｉｇｈｔ　Ｖａｌｖ
ｅ）の基本構成は、液晶セルと光伝導膜を積層し、これ
を透明電極で挟んだ形となっている。入射光の強度分布
に応じ、光伝導膜にインピーダンスの分布が生じ、この
ため液晶に加わる電圧の空間的分布が生じる。空間的電
圧分布は液晶における複屈折の空間分布を与えるが、こ
の複屈折の変化を読出し光の偏光状態の変化として検出
し二次元並列的に画像として読み出す。この素子は数十
Ｖ程度の低電圧で動作するが、液晶の応答速度が遅く、
せいぜい３０ｍ５と低速であることが問題点である。

（ハ）光電子放出膜、ＭＣＰ　（マイクロ　チャンネル
プレート）および電気光学結晶を組み合わせた素子（Ｍ
ＳＬＭ−Ｍｉｃｒｏ−ｃｈａｎｎｅｌ−ｐｌａｔｅ　５
ｐａｔｉａｌ　ＬｉｇｈｔＭｏｄｕｌａｔｏｒ）では、
入射された光強度分布に対応して光電子放出膜から放出
される電子数の空間分布が得られ、この電子分布はＭＣ
Ｐで増倍された後、電気光学結晶上に誘電体を介して電
荷パターンを形成する。この電荷パターンは電気光学結
晶に電場分布を与え、その結果、屈折率分布が生じ、読
出し光の偏光状態の分布として検出され、画像として出
力される。この素子では、真空中に放出される電子を利
用するため真空を必要とすること、また、ＦＲＯＭと同
様に電気光学効果が小さいために高電圧を必要とする点
に加えて、ＭＣＰの動作のために高電圧を要することが
問題点としてあげられる。

以上、３つの主な空間光変調素子の分析とその問題点に
ついて述べたが、このほかに共通していることとして、
いずれの素子も偏光を用いている点がある。すなわち読
み出し光として直線偏光を用い、光変調部で偏光状態の
変化を受けた光を検光子で強度変化された光に変える。

偏光の利用は光エネルギーの損失が原理的にないなどの
特長があるが、空間光変調素子など大面積の光ビームが
必要な場合には、大面積の偏光子や検光子を用いなけれ
ばならず、高性能な素子を用いるときには高価となる。

また、偏光子や検光子を用いない場合に比べて、装置が
大型かつ複雑になり、光の損失も増加する。

次に、ＭＱＷ構造におけるＱＣ５Ｅを用いた画像処理用
素子の問題点について述べる。第４図〜第７図に示した
素子を二次元的にアレイ状に配列し、１画素に１素子を
割り当てるように構成すれば、極めて高性能な空間光変
調器が得られるので、米国を中心としてその実現に向け
て精力的に研究が進められている。しかし、現在、第６
図の素子については、ＦｆｆＦｉｉｏ、ｔｏ以下の素子
についてアレイ化ができるかできないかという段階であ
り、第７図の素子についてはＣＣＤおよびＭＱＷの個別
の動作が確認された段階にしか過ぎず、大規模アレイ化
には極めて先端的な超薄膜結晶製作技術と微細加工技術
の成熟を必要とするため、ここしばらくはその実現が困
難視されている。そしてまた、たとえ実現されても、当
初はきわめて高価であると予想される。そこで、本発明
の目的は、上述した各問題点の解決を図り、かつ簡単な
構成となして、比較的容易に実現可能となし、加えて、
従来の空間光変調素子に比べて低電圧かつ高速動作が期
待できる空間光変調素子を提供することにある。

本発明の他の目的は、上述した各問題点の解決を図り、
かつ簡単な構成となして、比較的容易に実現可能となし
、加えて従来の空間光変調素子に比べて低電圧かつ高速
動作が期待できる双安定空間光変調素子を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明空間光変調素
子は、２次元的入力光強度に応じて抵抗率が変化する光
伝導層と、電場に応じて光吸収係数が変化する効果を有
する多重量子井戸構造の材料で構成した光変調層と、光
伝導層と光変調層との間に配置された透明絶縁層と、光
伝導層と光変調層との間に直流電圧を印加する手段と、
光伝導層に入力光と読出し光を導く手段とを具え、光変
調層より出力を取り出すようにしたことを特徴とする。

本発明の他の形態は、２次元的入力光強度に応じて抵抗
率が変化する光伝導層と、電場に応じて光吸収係数が変
化する効果を有する多重量子井戸構造の材料で構成した
光変調層と、光伝導層と光変調層との間に配置された反
射層と、光伝導層と光変調層との間に直流電圧を印加す
る手段と、光変調層に読出し光を導く手段とを具え、光
伝導層に入力光を導き、光変調層より出力を取り出すよ
うにしたことを特徴とする。

本発明双安定空間光変調素子は、２次元的入力光強度に
応じて抵抗率が変化する光伝導層と、電場に応じて光吸
収係数が変化する効果を有する多重量子井戸構造の材料
で構成した光変調層と、光伝導層と光変調層との間に配
置された透明絶縁層と、光伝導層と光変調層との間に直
流電圧を印加する手段と、光伝導層に制御光を導く手段
とを具え、光変調層に入力光を導き、光伝導層より双安
定出力光を取り出すようにしたことを特徴とする。

［作　用］ 本発明では、ＭＱＷ　Ｎと光伝導層の積層構造の両端面
に透明電極をつけた構成から成り、両層間に透明絶縁層
あるいは反射層を介在させた構成であるから、素子の構
成が簡単であり、したがって、比較的容易に実現するこ
とができる。しかもまた、本発明による空間光変調素子
は駆動電圧も数十Ｖ以下で動作し応答速度も１ｍｓ以下
と予想され、従来の空間光変調素子に比べて低電圧かつ
高速動作が期待できる。さらに加えて、本発明では、偏
光を用いないので、より簡易なシステム構成とすること
も可能である。

［実施例コ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

実施例１　（空間光変調素子） 第１図は本発明の最も基本的な構成を示し、ここで、光
伝導層２とＭＱＷ光変調層４とを透明絶縁層３を介して
積層し、これら層２および４の雨露出面に透明型７′ｆ
１１１および１２を、それぞれ、付着する。透明電極１
１と１２との間に直流電圧源５より直流電圧を印加する
。入力光パターンＩＰをダイクロイックミラー６を介し
て透明電極１１から光転４層２に導く。出力光パターン
ＯＰは、ＭＱＷ光変調層４から透明電極１２を経て取り
出す。

この構成では、ＭＱＷ光変調層４としては、例えば、第
３図に示したようなＧａＡｓ／Ａｕ　ＧａＡｓから成る
ＭＱＷをｉ層とし、ｎ型およびｎ型のＡｆＬＧａＡｓ　
（あるいはＡＪｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ−５Ｌ）で挟んだ
ｐ−１−ｎ構造を用いる。

透明絶縁層３としては、第１図における読出し光ＲＤの
波長に対して透明であり、かつ入力光パターンＩＰによ
り光伝導層２で発生した光誘起キャリヤ（電子）がＭＱ
Ｗ光変調層４に移動するのを阻止し得る材料を選ぶ必要
がある。このような材料としては、たとえば、石英やサ
ファイアの他に、後で述べるように、　Ａｊ２　Ａｓや
八での成分比の高いＡ、ＱＧａＡｓあるいは＋ｌ　Ｇａ
Ａｓ／ＧａＡｓ−５Ｌがある。

さらに、光伝導層２には、入力光ＩＰの波長に対し光伝
導効果を示すと共に、読出し光ＲＤの波長に対しては透
過する材料を選ぶ必要があり、例えば、ＣｄＳ、ＣｄＴ
ｅ、Ｂ１１２ＳｉＯ２ｏなどがこれに該当する材料であ
るが、後述するように、ＧａＡｓ／Ａｊ２　ＧａＡｓ−
ＭＱＷを光変調層４とする場合には、八１の成分比を適
当に選んだ＋１１ｊ２　ＧａＡｓを用いることもできる
。ここで、光伝導層２としては、入射光強度に対して抵
抗率が大きく減少する材料が好ましいが、光が入射され
ていないときには高い抵抗率を持つことも必要で、この
ため、　＾Ｉｔ　ＧａＡｓなどを用いる場合には、無ド
ープの材料が使われる。また、最近、超格子内での電子
と正孔の有効質量の差に基づいたトンネル効果の差（電
子の方が２桁程度トンネルしやすい）を利用して、より
大きな光伝導効果を１ｍｓ程度の速度で得た例もあり、
このような材料も利用可能と考えられる。

透明電極１１および１２としては、１０ｎＩ１１程度の
厚さの金属（金など）または酸化錫やＩＴＯ（Ｉｎｄｉ
ｕｍＴｉｎ　０ｘｉｄｅ）などを用いることができる。

第１図における空間光変調動作は、液晶空間光変調器の
動作と類似しており、入力光パターンＩＰを照射するこ
とにより、光伝導層２に入力光パターンＩＰの光強度分
布に応じた抵抗率分布が生じ、このため、電圧源５から
素子の両端に加えられた一定の直流電圧に対してＭＱＷ
光変調層４に加わる電圧に空間的分布が生じる。この電
圧の空間分布は、ＭＱＷ光変調層４に光吸収係数の空間
分布を与え、−様な強度分布をもつ読出し光ＲＤをダイ
クロイックミラー６を介して素子に照射することにより
、その透過光はＭＱＷ光変調層４の光吸収係数の空間分
布を反映したパターンとして出力される。

ここで、光変調については、ＭＱＷ構造における励起子
吸収の電場による変化を利用しているため、読出し光Ｒ
Ｄの波長は励起子吸収線近くに運ぶ必要があり、例とし
てとりあげたＧａＡｓ／ＡＪｌＧａＡｓ−ＭＱＷを用い
る場合には、約８６Ｏｎｏ＋の波長の光を使用　する。

また、入力光パターンＩＰ用の光としては、光伝導層２
が８６０ｎｍ近傍の波長の光に対して透明であることが
必要であるから、一般には、約８００ｎｍより短波長領
域に光吸収・光伝導効果を有する光伝導層を選び、赤色
光などを用いればよい。ここで注意すべき点は、入力光
ＩＰが光伝導層２で完全に光吸収されずにその透過光が
ＭＱＷ構造にまで達すると、ＭＱＷ層４内にキャリヤを
生じ励起子吸収に悪影響を及ぼす惧れがあることである
。これを避けるためには、光伝導層２で完全に吸収され
る波長を選ぶか、あるいは入力光ＩＰを阻止し、かつ８
６０ｎｍの被変調光を透過する層を光伝導層２と透明絶
縁層３との間に設ける必要かある。

以上に述べた動作に基づき、被変調光として約８６０ｎ
ｍのレーザ光を読出し光ＲＤとして用いることによって
、インコヒーレント光て照射された入力光パターンＩＰ
をコヒーレント光パターンとして出力でき、いわゆるイ
ンコヒーレント−コヒーレント変換を行うことができる
。また、読出し光ＲＤとして強い光を用いれば、弱い光
の人カバターンＩＰを強い光の出カバターンＯＰとして
得ることができ、画像増幅が可能となる。そのほか、読
出し光ＲＤとして画像を人力し、入力光パターンＩＰを
種々変化させることにより、入力光パターンＩＰに応じ
て処理された画像を出力光パターンＯＰとして得ること
ができる。

実施例２（目体的構成） 本発明空間光変調素子の基本的構成例を第１図に示した
が、第８図に、ＧａＡｓおよびＡ、ＱＧａＡｓ系の化合
物半導体により、第１図におけるＭＱＷ光変調層４、透
明絶縁層３および光伝導層２を一体化して本発明素子を
構成する具体例を示す。

第８図において、ＭＱＷ光変調層４は、第３図に示され
た構成と基本的に同じであり、ｐ−Ｇａ八へ／Ａｎ　Ｇ
ａＡｓ−５Ｌ層６１とｎ−ＧａＡｓ／ＡｆｌＧａＡｓ−
５Ｌ層６２との間に１−ＧａＡｓ／ＡｆｌＧａＡｓ−５
Ｌ層７１および７２を、それぞれ、介して、１−ＧａＡ
ｓ層Ａｌ２　ＧａＡｓ−ＭＱＷ層４を配置して成るｐ−
１−ｎ構造２０である。

乳層７エおよび７２はバッファ層であり、ＭＱＷ層４の
界面近傍の結晶性の向上とともに、ｐ型およびｎ型Ｇａ
Ａｓ層Ａｌ２　ＧａＡｓ−５Ｌ層６１および６２からの
不純物のＭＱＷ層４への進入の阻止ならびにＭＱＷ層４
に加わる電場の均一性の向上に寄与している。

光伝導層２としてはｉ−八Ｊ２　ＧａＡｓを用い、光が
照射されないときには高抵抗率で光の照射と共に抵抗率
が低減する効果を利用する。この光伝導層２としては、
　ＡｆｌＧａＡｓ混晶の代わりにＧａＡｓ井戸層　Ｇａ
Ａｓ−５Ｌを用いることができるほか、先に述べたよう
に、電子と正孔の有効質量差に基づく超格子内のトンネ
リング確率の差を利用した高感度光伝導効果を利用する
こともできる。

光伝導層２とｐ−１−ｎ光変調層２０との間のｊ−高／
ｌ　−ＧａＡｓ層　Ａｌ２　ＧａＡｓ−５Ｌによる透明
絶縁層３１は、ｉの成分比の高い　（薄いＧａＡｓ層と
ｌの成分比の高いＡｌＧａＡｓ層とから成る）超格子で
あって、第１図における透明絶縁層３に相当する。すな
わち、／ｌ　、Ｇａ、−ｘＡｓ混晶では、ＡＪＺの成分
比（×）が高くなるほどバンドギャップが大きくなり、
透明領域が短波長に広がるとともに、ＧａＡｓとの界面
では伝導帯および価電子帯のポテンシャル差が大きくな
り、ＧａＡｓ中の電子および正孔にとってバリヤーとし
ての壁が高くなる。これと同等の機能がＧａＡｓ／Ａｆ
１．ＧａＡｓ−５Ｌでも実現でき、ＧａＡｓ層を薄くか
つＡｎ　ＧａＡｓ層のＡｉｌの成分比を高くするほど超
格子としての実効的バンドギャップを大きくすることが
できる。従りて、Ａｌ２の成分比の高いＡｎＧａＡｓ混
晶またはＧａＡｓ層が薄く、かつＡＩｔＧ′ａ八ｓ層の
Ａへ２成分比の高いＧａＡｓ層Ａｌ２　ＧａＡｓ−５Ｌ
層３１は、読出し光ＲＤに対して透明であり、かつ光伝
導層２から隣接するＭＱＷ層４を含むｐ−１−ｎ構造２
０へのキャリヤの進入を阻止する機能を果たす。第８図
の光伝導層２の上にも、同じ機能をもつｉ−高ＡＪＺ　
−ＧａＡｓ層　Ａ４　ＧａＡｓ−５Ｌ層３２を配置する
。ｐ２およびｎ”−ＧａＡｓ／八ｆｌ　へａＡｓ−５Ｌ
層５１および５２は不純物濃度が大きい材料であり、そ
れぞれ、透明電極１１および１２とのオーミックコンタ
クトを得るために用いられる。

以上、ＧａＡｓ層Ａｌ２　ＧａＡｓ系材料を用いた一体
化素子の構成例について述べてきたが、ここで、各層に
用いる材料の光吸収および透過特性を示すと第９図のよ
うになる。ＧａＡｓ単体では、約９００ｎｍ付近に吸収
端があり、これより短波長の光は透過されない。ＧａＡ
ｓ混晶、ＱＧａＡｓ−ＭＱＷでは、電子および正孔はＧ
ａＡｓ井戸層に閉じ込められるため、その基底準位はＧ
ａＡｓの伝導帯の底および価電子帯の頂よりエネルギー
的に高くなり、吸収端は短波長側にシフトするとともに
、室温でも励起子吸収が安定に存在するようになり、し
たがって第９図に示すような透過特性を示す。

そして、この励起子吸収の電場による変化が光変調作用
を与えるので、読出し光としては、この近イカの波長の
光を用いなければならない。

ＡｆｌＧａＡｓ混晶では、Ａ１の成分比が高くなるほど
、またＧａＡｓ／Ａｌｌ　ＧａＡｓ超格子では、ＧａＡ
ｓ層が薄く、かつＧａ１ｌ　Ａｓ層のＡｌ２の成分比が
高くなるほど、バンドギャップが大きくなり、吸収端は
短波長側にシフトするので、これらを制御することによ
り光吸収および透過特性を設定することができる。

従って、光伝導層２としては、読出し光ＲＤの約８６０
ｎｍ近傍の波長に対して透明であり、かつ赤色光より短
波長の光に対して十分吸収する比較的バンドギャップの
小さいＡｌ２　ＧａＡｓ混晶またはＧａＡｓ層Ａｌ２　
ＧａＡｓ超格子を用い、第８図でその前面に位置するｐ
”−ＧａＡｓ層　ＡｆｌＧａＡｓ−５Ｌ層５１ならびに
ｉ−高Ａｕ　−ＧａＡｓ層　Ａｌ２　ＧａＡｓ−５Ｌ層
３２としては、入力光パターンＩＰの波長に対して十分
透明であることが必要であり、バンドギャップの大きい
、いわばＧａＡｓ層が薄く、Ａｌ１ＧａＡｓ層のｉ成分
比が高い超格子を用いる。

また、第８図のｐ−１−ｎ構造２ｏにおけるｐ、ｉおよ
びｎ−ＧａΔｓ／ＡｆｌＧａＡｓ−５Ｌ層ｆｉｌ、７１
，７２．６２および５２は、ＭＱＷ構造における励起子
吸収線の波長約８６Ｏｒ＋ｍに対して透明であり、かつ
透明絶縁層３に相当するｉ−高Ａｆｌ−ＧａＡｓ／　Ａ
ｊ２　ＧａＡｓ−５Ｌ層３１よりバンドギャップが小さ
いように設定する。

最後に、これまでに述べた構造は、分子線エピタキシー
（ＭＢＥ−Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｂｅａｍ　Ｅｐｉｔａ
ｘｙ）技術などの超薄膜結晶製作技術を用いて形成され
、第８図の構成の場合には、基板ＩＯとしてＧａＡｓ結
晶が用いられ、順次に各超薄膜構造が育成されるが、第
９図かられかるように、ＧａＡｓは読出し光を吸収して
しまうので、透過光を出力光として得るときには、Ｇａ
Ａｓと　Ａｌ１ＧａＡｓとの選択エツチングによりＧａ
Ａｓ基板ｌＯの一部分を除去して窓１５を形成する必要
がある。

これまで、ＧａＡｓ／Ａｕ　ＧａＡｓ−ＭＱＷを光変調
層４として利用することを前提にした場合について、本
発明空間光変調素子の構成例について述べてきたが、Ｍ
ＱＷ構造における励起子吸収効果は他の材料系でも一般
性を持っており、従って、第１図および第８図と第９図
に関して述べたことは他の材料系についても適用できる
。

例えば、ＩｎＰを基板とした１ｎＧａＡｓ　（井戸層）
／ＩｎＧａＡｊ２　Ａｓ　（バリア層）　、ＩｎＧａＡ
ｓ／ＩｎＡｕ　八ｓ、　ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ、ＧａＳ
ｂ基板上のＧａＳｂ／ＧａＡ、ｅ　ＳｂなどのＭＱＷに
おけるＱＣ５Ｅについては既に報告があり、将来的には
さらに多くの材料系、例えば、Ｚｎ５ｅ／Ｚｎ５ｌ−ｘ
ｓｅｘなど周期律表の１夏族およびＶｌ族元素から成る
ＩＩ　−Ｖｌ族化合物系の量子井戸および超格子構造の
研究の発展も期待されており、これらの材料に本発明を
適用すればさらに広い波長領域の光での利用が可能とな
る。

実施例３（反射型空間光変調素子） 第１０図は第１図の構成を変形して読出しを反射で行う
実施例の構成を示す。この実施例では、入力光側から順
次に透明電極１１．光伝導層２２反射層８．ＭＱＷ光変
調層４および透明電極１２を配置する。読出し光ＲＤを
半透鏡９を介して透明電極１２側より入射させ、出力光
パターンＯＰを透明電極１２から半透鏡９を介して取り
出す。

この実施例においても、入力光パターンＩＰの強度分布
に応じた光伝導層２の抵抗率分布、さらにＭＱＷ光変調
層４における電場分布が生じることは第１図の実施例の
構成と同じであるが、この電場分布による光吸収係数の
変化の読出しを光伝導層２とＭＱＷ光変調層４との間に
配置した反射層８での読出し光ＲＤの反射によって行う
。この構成では、入力光パターンＩＰと読出し光ＲＤと
が空間的に分流されているので、光伝導層２とＭＱＷ光
変調層４を比較的独自に設計でき、かつ用いる光の波長
の範囲の自由度も広げられる。すなわち、光伝導層２で
は、読出し光ＲＤの吸収や透過を考慮する必要はなく、
例えばＧａＡｓ／ＡｆｌＧａＡｓ−ＭＱＷ光変調層４に
対して、第１図の実施例ではＧａＡｓを光伝導層２とし
て用いることはできなかったが、第１Ｏ図の実施例では
ＧａＡｓを用いることもできる。また、読出し光はＭＱ
Ｗ光変調層４を往復するので、変調感度が倍増し、その
結果、より低電圧の動作やコントラスト比の大きな光変
調が可能となる。

実施例４（具体的構成） 第１１図は、ＧａＡｓ／Ａｕ　ＧａＡｓ−ＭＱＷを光変
調層４として用いた場合の第１Ｏ図示の反射型空間光変
調素子の構成の具体例である。ここで、第８図の具体例
と同様の箇所には同一符号を付す。

第８図に比べ、この具体例では、光伝導層２を１−Ｇａ
Ａｓで構成し、反射層８を、第４図の場合と同様に、　
ＡｊＺ　Ａｓ層とＧａＡｓ結晶、ＱＧａＡｓ−５Ｌ層を
読出し光に対し４分の１波長相当の厚さで積層した多層
反射膜で構成する。また、この反射膜８は、Ｐ型の材料
で構成され、ｉ−ＭＱＷ層４を含むｐ−１−ｎ構造２゜
のｐ型部分をも構成しているほか、光伝導層２からＭＱ
Ｗ光変調層４へのキャリヤ流入を阻止する役割も果たし
ている。残余の層は、第８図で説明したのと同様の作用
をする。

実施例５（双　窓空間光変調素子） これまで述べた空間光変調素子はいわばアナログ素子で
あり、基本的には、入力光パターンＩＰの光強度分布を
読出し光ＲＤでアナログ的に読み出すものである。これ
に対し、最近、アナログ信号である入力光パターンを２
値化したり、閾値処理を行うなど、画像のディジタル処
理技術が注目を集めており、このために第５図に関して
述べた光双安定機能を有する双安定空間光変調素子の要
望が高まっている。

第１２図は、ＭＱＷ光変調層４を利用した双安定空間光
変調素子の基本構成例であり、構造としては第１図にお
ける光伝導層２とＭＱＷ光変調層４の配置を入れ換えた
形となっている。ただし、入力光ＩＰの波長は、ＭＱＷ
構造中の励起子吸収線近傍の波長であり、かつ、この波
長の光に対して光伝導層２は、その一部分を吸収し光伝
導効果を示すような材料から構成されている。

第５図の５ＥＥＤと同様に、ＭＱＷ光変調層４における
光吸収係数が電圧の増加とともに減少する動作設定では
、はじめ入力光が弱い場合、光伝導層２の抵抗率は大き
く、直流電圧の大部分は光伝導層２に加わっており、Ｍ
ＱＷ構造に加わる電圧は小さいため、ＭＱＷ層４での光
吸収は大きい。

しかし、入力光強度を増加していくと、光伝導層２の抵
抗率が減少＝ＭＱＷ層４に加わる電圧が増加＝ＭＱＷ層
４の光吸収が減少＝ＭＱＷ層４の透過光が増加−光伝導
層２の抵抗率が減少、という正帰還動作がはたらくので
、第１３図に示すように、ある臨界入力光強度で出力光
強度に低レベルから高レベルへのジャンプが生じる。

また、出力光強度が高レベルにある状態で入力光強度を
下げていくと、第１３図に示すように、上向きのジャン
プの場合と異なった臨界値で下向きのジャンプが起こる
。

二つの臨界値の間の入力光強度に対して出力光強度は高
低二つの状態を取り得るので、このような動作を光双安
定動作という。この動作を利用すると、例えば、上向き
の臨界値より大きな入力光強度に対しては、出力光強度
は高レベル、臨界値より小さい入力光強度に対しては、
出力光強度は低レベルとなり、人カバターンの２値化や
閾値動作ができるほか、２つの画像を人力することによ
り、画像間の論理積や論理和などの論理演算を行うこと
もできる。

第１３図に示した動作の臨界値の制御やヒステリシスル
ープの大きさの制御は電源５による電流電圧を変化させ
ることによって可能である。あるいは、また、第１２図
に示したように、外部から透明型４ｉ１２側に制御光Ｃ
Ｌを照射し、その光強度を変化させても可能である。こ
の場合の制御光ＣＬは光伝導層２を動作させればよく、
従ってその波長には光伝導効果が生じる広い範囲のもの
を利用できる。

このほか、第１３図はある一定の直流電圧を印加した場
合についての入力光強度と出力光強度との関係を示した
ものであるが、入力光強度を一定にしておいて直流電圧
と出力光強度または制御光強度と出力光強度の間の関係
を求めても、第１３図と類似の双安定特性が得られる。

第１２図示の実施例についての説明において、２つの画
像間の演算が可能であることを述べたが、この場合の２
つの入力光パターンには励起子吸収線近傍の波長の光を
用いる必要があった。これに対し、第１４図に示すよう
に、第１２図示の構成の透明’ｂＴ　Ｖｉｌ　１側より
第１入力光パターンＩＰＩを入射させると共に、第２入
力光パターンＩＰ２を半透鏡９を介して透明電極１２側
に入射させ、ここで、第１入力光パターンＩＰＩについ
ては励起子吸収線近傍の波長を用い、第１２図における
制御光の代わりに第２入力光パターンＩＰ２を用いても
、２つの画像パターン間の演算を行うこともできる。あ
るいはまた、２つの制御光を用い、それぞれに第１およ
び第２入力光パターンＩＰＩおよびＩＦ５の画像情報を
担わせ、同時に光伝導層２に照射させ、一方、励起子吸
収線近傍の波長の−様な強度分布を持つ光をＭＱＷ光変
調層４側から入射させることにより、第１および第２入
力光パターンＩＰＩおよびＩＦ５の２つの画像間の演算
結果が励起子吸収線近傍の波長の出力光パターンＯＰと
して得られる。これらの動作はいずれも先に述べた制御
光強度と出力光強度との間の双安定動作に基づいており
、また、制御光は光伝導層２に感度を持てばよいので、
２つの入力光パターンの光の波長にはかなり広い範囲の
自由度が得られる。

−層側６（法的構成） 第１５図は、１−ＧａＡｓ／Ａｕ　ＧａＡｓ−ＭＱＷを
光変調層４として用いる場合の双安定空間光変調素子の
具体的構成例である。ここで、ＭＱＷをｉ−層としたｐ
−１−ｎ構造２０．１−ＡＪ２　ＧａＡＳ光伝導層２．
ｉ−高ＡＩＬ−ＧａＡｓ／＋ｌ　ＧａＡｓ−５Ｌ透明絶
縁層３１および３２など、第８図と同じ構成であり、そ
れぞれの機能も同じであるが、ただ、ｐ−１−ｎ構造２
０の光変調層４に関連する層６２，７２，４，７１．６
１と光伝導層２に関連する層３１゜２．３２とが構造的
に入れ替わっていること、ならびに光伝導層２がＭＱＷ
の励起子吸収線近傍の波長の光の一部分を吸収し、かつ
一部分を透過させる必要があることが異なっている。後
者に関してはＡｆｌＧａＡＳ光伝導層２のｌの成分比を
小さくし、第９図におけるＡｆＬＧａＡｓ混晶の透過率
曲線を長波長側にシフトさせ、励起子吸収線近傍の波長
で一部吸収を与え、光伝導効果を生じるようにすればよ
い。

［発明の効果］ 従来の空間光変調器には、液晶と光伝導層を組み合わせ
たもの（ＬＣＬＶ）や光伝導効果と電気光学効果を合わ
せ持つ結晶を用いたもの（ＦＲＯＭ）が広く用いられて
いるが、前者では応答速度が数十ｍｓと遅いこと、後者
では１ｋＶ以上の電圧を必要とするなどの欠点があった
が、本発明によれば、ＭＱＷ構造の電場による光吸収係
数の変化を光変調に用い、その光変調層と光伝導層とを
組み合わせて空間光変調素子を構成することによって、
数十Ｖ以下の低電圧で動作し、その応答速度もｍｓ程度
であるため、従来の素子に比べて高速かつ低電圧の動作
を実現することができる。本発明によれば、従来の素子
と同様に、透過型または反射型の素子も構成できる。

しかもまた、従来の素子が異種の材料をいわばハイブリ
ッド的に組み合わせて構成されていたのに対し、本発明
の素子は、半導体薄膜製作技術を用いて積層−法化の形
態で製造できる利点もある。

さらにまた、光変調層および光伝導層のそれぞれの構成
は同じまま両層の配置を入れ換えることによって双安定
空間光変調素子を構成でき、この素子は画像の２値化９
画像の閾値動作および画像間の論理演算など画像のディ
ジタル処理機能を有している。

そのほか、本発明素子は、必ずしも偏光を用いる必要が
ないため、光源の選択範囲の拡大、および偏光子や検光
子を使わないため、システム構成が簡単になるなどの利
点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は光伝導層とＭＱＷ光変調層とを組み合わせて構
成した本発明空間光変調素子の基本構成例をその動作法
と共に示す断面図、 第２図は１−ＧａＡｓ／Ａｕ　ＧａＡｓ−ＭＱＷをｉ層
に持つｐ−４−ｎ構造の光変調器の従来例を示す断面図
、第３図は第２図示の素子の構成の詳細従来例を示す断
面図、 第４図は反射型のＧａＡｓ／Ａ、ＣＧａＡｓ−ＭＱＷ光
変調器の従来例の構成を示す斜視図、 第５図（Ａ）はＭＱＷをｉ層とするピｉ−ｎフォトダイ
オードを利用した従来の光双安定素子（ＳＥＥＤ）の構
成を示す断面図、 第５図（Ｂ）はその光双安定動作の説明図、第６図は第
５図（Ａ）の５ＥＥＤにおける抵抗Ｒを通常のｐ−４−
ｎフォトダイオードに置き換えＭＱＷフォトダイオード
と積層−法化した従来の素子の構成例を示す断面図、 第７図はＭＱＷ光変調層とＣＣＤとを積層−法化した従
来の空間光変調素子の構成例を示す断面図、第８図は１
−ＧａＡｓ／ＡＪ２ＧａＡｓ−ＭＱＷにより光変調層を
構成した場合の本発明空間光変調素子の積層一体止構成
の一実施例を示す断面図、 第９図は第８図示の各層の設計に必要な材料の光吸収お
よび透過率を定性的に示す特性図、第１Ｏ図は反射型の
本発明空間光変調素子の基本構成例をその動作法と共に
示す断面図、第１１図は１−ＧａＡｓ／Ａｕ　ＧａＡｓ
−ＭＱＷによって光変調層を構成した反射型の本発明空
間光変調素子の積層一体止構成の一実施例を示す断面図
、 第１２図はＭＱＷ光変調層と光伝導層との組合せによる
双安定空間光変調素子の基本構成例をその動作法と共に
示す断面図、 第１３図はその光双安定動作を説明する図、第１４図は
本発明双安定空間光変調素子の別の動作法を説明するた
めの断面図、 第１５図は１−ＧａＡｓ／Ａｊ２　ＧａＡｓ−ＭＱＷに
より光変調層を構成した本発明双安定空間光変調素子の
積層一体止構成の一実ｈＮ例を示す断面図である。 ２・・・光伝導層、 ３・・・透明絶縁層、 ４・・・ＭＱＷ光変調層、 ５・・・直流電圧源、 ６・・・ダイクロイックミラー ８・・・反射層、 ９・・・半透鏡、 １０・・・ＧａＡｓ基板、 １１．１２・・・透明電極、 １５・・・窓、 ２０・・・ｐ−１−ｎ構造、 ３１．３２−ｉ−高Ａｎ　−ＧａＡｓ／　Ａｆ！、Ｇａ
Ａｓ−５Ｌ５１−−−　ｐ”−ＧａＡｓ／　＋’ｌ　Ｇ
ａＡｓ−５Ｌ層、５２・・・ｎ”−ＧａＡｓ／　Ａ４　
ＧａＡｓ−５Ｌ層、６１・−・ｐ−ＧａＡｓ／ＡｆｌＧ
ａＡｓ−５Ｌ層、５２−−・ｎ−ＧａＡｓ／ＡｆＬＧａ
Ａｓ−５Ｌ層、７１．７２　−−−１−ＧａＡｓ基板ｌ
　ＧａＡｓ−５Ｌ層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）２次元的入力光強度に応じて抵抗率が変化する光伝
   導層と、 電場に応じて光吸収係数が変化する効果を有する多重量
   子井戸構造の材料で構成した光変調層と、 前記光伝導層と前記光変調層との間に配置された透明絶
   縁層と、 前記光伝導層と前記光変調層との間に直流電圧を印加す
   る手段と、 前記光伝導層に入力光と読出し光を導く手段と を具え、前記光変調層より出力を取り出すようにしたこ
   とを特徴とする空間光変調素子。２）２次元的入力光強
   度に応じて抵抗率が変化する光伝導層と、 電場に応じて光吸収係数が変化する効果を有する多重量
   子井戸構造の材料で構成した光変調層と、 前記光伝導層と前記光変調層との間に配置された反射層
   と、 前記光伝導層と前記光変調層との間に直流電圧を印加す
   る手段と、前記光変調層に読出し光を導く手段と を具え、前記光伝導層に入力光を導き、前記光変調層よ
   り出力を取り出すようにしたことを特徴とする空間光変
   調素子。 ３）２次元的入力光強度に応じて抵抗率が変化する光伝
   導層と、 電場に応じて光吸収係数が変化する効果を有する多重量
   子井戸構造の材料で構成した光変調層と、 前記光伝導層と前記光変調層との間に配置された透明絶
   縁層と、 前記光伝導層と前記光変調層との間に直流電圧を印加す
   る手段と、 前記光伝導層に制御光を導く手段と を具え、前記光変調層に入力光を導き、前記光伝導層よ
   り双安定出力光を取り出すようにしたことを特徴とする
   双安定空間光変調素子。