JPH02287441A

JPH02287441A - 光偏向素子

Info

Publication number: JPH02287441A
Application number: JP10931889A
Authority: JP
Inventors: Shinji Uchida; 真司内田; Seiji Nishiwaki; 青児西脇; Yoshinao Taketomi; 義尚武富; Junichi Asada; 潤一麻田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1990-11-27

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光の方向を変化させる光偏向素子に関するもの
である。

従来の技術従来技術として、例えば特願昭８３−１９８５８４号の
光偏向素子について説明する。

第２図は従来の光偏向素子の断面構成図を示すものであ
る。第２図に示すように、基板２１上には導電性薄膜２
２、透明体層２３を挟んで透明体層２３よりも高屈折率
の導波層２４が形成されている。導波層表面には電子線
ビーム露光、２光束干渉法等によってグレーティング２
４Ｇが形成されている。

透明基板２７の表面にはＩＴＯ等の透明導電性薄１！２
Ｂが形成されており、液晶２５を挟んで導波層２４と密
着されている。導電性薄膜２２と透明導電性薄膜２６の
間に電圧信号を加え、電圧信号として、信号波発生器３
１により発生させた信号波を振幅変調器３２によって振
幅変調した信号を用いる。

振幅変調信号を加えることで、液晶層２６の屈折率を変
化させ、グレーティング２４Ｇによって導波層２４から
放射される放射光２９．２９°の放射角θ（基板の法線
３０となす角）を変化させるものである。

なお、液晶の配向はグレーティング２４Ｇによって行な
われ、液晶層２５の液晶分子は、グレーティングに沿っ
た形で配向する。

発明が解決しようとする課題しかしながら、このような従来の光偏向素子においては
以下の課題があった。

すなわち、グレーティングを用いた液晶の配向では、液
晶分子の大きさに対してグレーティングのピッチが非常
に大きいため十分な配向力を得ることが困難であった。

そのため、液晶分子の配向方向に乱れ等が生じ、導波光
、放射光の偏光杖態等が悪影響を受けるという課題があ
った。

また、グレーティングによる配向方法では、配向方向が
グレーティング方向に限定されるという欠点があった。

導波層上に液晶配向膜等を、付加すれば上記の２つの課
題は解決されるが構成上複雑になるという問題があった
。

本発明はかかる課題に鑑み、簡単な構成で液晶分子の配
向を十分に行なうことができる光偏向素子を提供するこ
とを目的とする。

課題を解決するための手段本発明は、第１の電極と、前記第１の電極上に直接もし
くは透明体層を挟んで形成された液晶配向機能を有する
導波層と、前記導波層上に設けられた液晶層と、前記液
晶層上に設けられた第２の電極と、前記第１の電極また
は前記透明体層または前記導波層にグレーティングを形
成した光偏向素子を用いることである。

また、グレーティングを形成した基板と、基板上に形成
された第１の電極と、前記第１の電極上に直接もしくは
透明体層を挟んで形成された液晶配向機能を有する導波
層と、前記導波層上に設けられた液晶層と、前記液晶層
上に設けられた第２の電極を用いた光偏向素子を用いる
ことである。

作用本発明は、導波層として液晶配向機能を有したものを用
いることにより、簡単な構成で液晶分子の配向を十分に
行なうことができる。

実施例以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図（ａ）は本発明の一実施例における光偏向素子の
断面図を示す。第１図に示すように、第１の電極１上に
、透明体層２を形成する。第１の電極１としては、第１
図（ｂ）に示すようにシリコンもしくは光学ガラス等の
基板１２上にＩＴＯ。

金属等の導電性薄１１１１３を形成したものを用いるこ
ともできる。

透明体層２の上にはグレーティング２Ｇが形成されてい
る。透明体層２の上にはこれよりも屈折率の高い導波層
３を形成する。導波層３として例えばポリイミド等の配
向膜を用゛い、その上面をラビング等により配向処理を
施す。また、ＳｔＯ等を斜め蒸着で形成することで導波
層３とすることもでき、この時は薄膜形成と配向処理が
同時に行なわれることになる。

これらの配向手段はグレーティングによる配向に比べ、
配向力が極めて強く液晶分子の配向方向の乱れが小さい
ため、導波光や放射光に与える悪影響も小さい。また、
配向方向も自由に設定することができる。

導波層３上には、液晶層４を介して第２の電極５を設け
る。第２の電極５は第１の電極１と同様光学ガラス等の
基板１２上に透明導電性薄膜１３を形成したものを用い
ても良い。

このような構成の光偏向素子の導波層３に、光を導波さ
せるとグレーティング２Ｇによって放射光７．８が生じ
る。

一般に、放射光７．８の放射角θ（基板表面の法線９と
なす角）は次式で与えられる。

ｓｉｎθ＝Ｎ＋ｑλ／Ａ　　　−一−（１）λはレーザ
ー光の波長、Ｎは導波層の等偏屈折率、Ａはグレーティ
ングのピッチ、ｑは結合次数であり２ビ一ム結合の場合
ｑ＝−１となる。

従って、信号発生器１０により発生させた信号波を振幅
変調器１１によって変調し、この変調信号を第１の電極
１と第２の電極５の間に加えることで、導波光に対する
液晶の屈折率を変え、これにより導波層の等偏屈折率Ｎ
を変化させて放射角θ（基板の法線となす角）を変える
ことができる。

なお、本実施例における光偏向素子は、液晶層４と第２
の電極５の間に液晶配向膜等の配向手段を設けても良い
。

また、本実施例ではグレーティングを、透明体層２の表
面に形成したが、第１の電極１に作成しても構わない。

このように、導波層として、液晶配向機能を有したもの
を用いることにより、簡単な構成で、十分な配向力を有
した良好な光偏向素子が実現できる。

発明の効果本発明の光偏向素子は、導波層として液晶配向機能を有
したものを用いるため、簡単な構成で、液晶分子の配向
を十分に行えるという効果を有す

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における光偏向素子の断面図
、第２図は従来における光偏向素子の断面図である。１・・・第１の電極、２．２３・・・透明体層、２Ｇ１
２４Ｇ・・・グレーティング、３．２４・・・導波層、
４．２５・・・液晶層、５・・・第２の電極、６．２８
・・・導波光、７．８．２９．２９”・・・放射光、９
．３０・・・法線、１０，３１・・・信号波発生器、１
１．３２・・・振幅変調器、１２．２１．２７・・・基
板、１３．２２・・・導電性薄膜、２６・・・透明導電
性薄膜。代理人の氏名　弁理士　栗野重孝　はか１８第図（α）第２図（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１の電極と、前記第１の電極上に直接もしくは
透明体層を挟んで形成された液晶配向機能を有する導波
層と、前記導波層上に設けられた液晶層と、前記液晶層
上に設けられた第２の電極と、前記第１の電極または前
記透明体層または前記導波層にグレーティングが形成さ
れたことを特徴とする光偏向素子。
（２）グレーティングが形成された基板と、その基板上
に形成された第１の電極と、前記第１の電極上に直接も
しくは透明体層を挟んで形成された液晶配向機能を有す
る導波層と、前記導波層上に設けられた液晶層と、前記
液晶層上に設けられた第２の電極とを有することを特徴
とする光偏向素子。