JPH04299314A - 空間光変調器 - Google Patents
空間光変調器Info
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- JPH04299314A JPH04299314A JP6488391A JP6488391A JPH04299314A JP H04299314 A JPH04299314 A JP H04299314A JP 6488391 A JP6488391 A JP 6488391A JP 6488391 A JP6488391 A JP 6488391A JP H04299314 A JPH04299314 A JP H04299314A
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- Japan
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- spatial light
- transparent electrodes
- spatial optical
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000010030 laminating Methods 0.000 abstract 1
- 239000005262 ferroelectric liquid crystals (FLCs) Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 2
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
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- Liquid Crystal (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光を空間的に並列に変調
し、かつ記憶する機能を有する空間光変調器に関するも
のである。
し、かつ記憶する機能を有する空間光変調器に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】空間光変調素子（ＳＬＭ）としては、ネ
マチック液晶を用いたものが知られ（Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；Ｖｏｌ．１７、Ｐ．３７１
、１９７８）、また強誘電性液晶（ＦＬＣ）を用いたも
のも知られている（ＳＰＩＣ，Ｖｏｌ．６８４，Ｐ．６
０、１９８６）。そして、後者のものは応答速度が速い
という特徴を有している。
マチック液晶を用いたものが知られ（Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；Ｖｏｌ．１７、Ｐ．３７１
、１９７８）、また強誘電性液晶（ＦＬＣ）を用いたも
のも知られている（ＳＰＩＣ，Ｖｏｌ．６８４，Ｐ．６
０、１９８６）。そして、後者のものは応答速度が速い
という特徴を有している。
【０００３】ＦＬＣを用いた空間光変調素子は、一対の
透明電極間に光導電層、誘電体ミラー、ＦＬＣを順次に
積層した構造を有し、透明電極は透明な基板上に形成さ
れている。そして、透明電極間に一定の電圧を印加する
ことで、空間光変調器として用いられている。
透明電極間に光導電層、誘電体ミラー、ＦＬＣを順次に
積層した構造を有し、透明電極は透明な基板上に形成さ
れている。そして、透明電極間に一定の電圧を印加する
ことで、空間光変調器として用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、透明電極間に
印加される電圧は一定であるため、たとえ自己閾値機能
を有する材料としてのＦＬＣを用いていたとしても、閾
値レベルを可変にすることができない。このため、並列
光情報処理などにおける用途は限られていた。
印加される電圧は一定であるため、たとえ自己閾値機能
を有する材料としてのＦＬＣを用いていたとしても、閾
値レベルを可変にすることができない。このため、並列
光情報処理などにおける用途は限られていた。
【０００５】本発明は、かかる問題点を解決した新規な
空間光変調器を提供する。
空間光変調器を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる空間光変
調器は、一対の透明電極間に、光導電層、ミラーおよび
自己閾値機能を有する変調材料を順次に積層した空間光
変調素子を備えるものにおいて、一対の透明電極間に、
任意に電圧値を設定可能な可変電圧供給手段が接続され
ていることを特徴とする。
調器は、一対の透明電極間に、光導電層、ミラーおよび
自己閾値機能を有する変調材料を順次に積層した空間光
変調素子を備えるものにおいて、一対の透明電極間に、
任意に電圧値を設定可能な可変電圧供給手段が接続され
ていることを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明では、空間光変調素子が自己閾値機能を
有する変調材料を用いて構成され、透明電極間に可変の
電圧が与えられるので、閾値レベルを任意に設定し得る
。
有する変調材料を用いて構成され、透明電極間に可変の
電圧が与えられるので、閾値レベルを任意に設定し得る
。
【０００８】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【０００９】図１は実施例に係わる空間光変調器の構成
を示している。透明基板１１上にはＩＴＯなどの薄い透
明電極２１が形成され、この上にはアモルファスシリコ
ン（ａ−Ｓｉ）などの光導電層３が推積されている。そ
して、誘電体ミラー４が形成されて、更にその上にＦＬ
Ｃなどの変調材料層５が推積されている。変調材料層５
上には他方の透明電極２２が形成され、この透明電極２
２は他方の透明基板１２に支持されている。そして、透
明電極２１と透明電極２２は可変電圧供給装置６の可変
電圧出力端子に接続され、これによって空間光変調器が
構成されている。
を示している。透明基板１１上にはＩＴＯなどの薄い透
明電極２１が形成され、この上にはアモルファスシリコ
ン（ａ−Ｓｉ）などの光導電層３が推積されている。そ
して、誘電体ミラー４が形成されて、更にその上にＦＬ
Ｃなどの変調材料層５が推積されている。変調材料層５
上には他方の透明電極２２が形成され、この透明電極２
２は他方の透明基板１２に支持されている。そして、透
明電極２１と透明電極２２は可変電圧供給装置６の可変
電圧出力端子に接続され、これによって空間光変調器が
構成されている。
【００１０】上記の空間光変調素子を等価回路で表現す
ると、図２のようになる。ここで、ＲＰＣは光導電層３
の抵抗分であり、入射光強度Ｉの関数（ＲＰＣ（Ｉ））
となっている。また、ＲＦＬＣ は変調材料層５の抵抗
分である。従って、透明電極２１と透明電極２２の間に
電圧Ｖを印加すると、光導電層３の両端間には電位差Ｖ
ｐｃが、生じ、変調材料層５の両端間には電位差ＶＦＬ
Ｃ が生じる。そして、 ＶＦＬＣ ＝ＲＦＬＣ ・Ｖ／（ＲＰＣ＋ＲＦＬＣ ）
…（１）という関係が成立する。ここで、ＲＰＣは入射
光強度Ｉの関数となっているので（図３参照）、上記（
１）式はＶＦＬＣ ＝ＲＦＬＣ ・Ｖ／（ＲＰＣ（Ｉ）
＋ＲＦＬＣ ）＝ＶＦＬＣ （Ｉ，Ｖ）
…（２）となる。印加電圧Ｖの
みによってｏｎとなるときの電圧をＶＨＩＧＨとし、光
が入射してもｏｎとなり得ない時の電圧をＶＬＯＷ と
すると、これらは次のように表現できる。 すなわち、変調材料層５が常にｏｎになる条件は、
ＶＨＩＧＨ＝（ＲＰＣ（Ｉｍｉｎ ）＋Ｒ
ＦＬＣ ）・Ｖｔｈ／ＲＦＬＣ
＜Ｖ
…（３）
であり、変調材料層５が常にｏｆｆ になる条件は、
ＶＬＯＷ ＝（ＲＰＣ（Ｉｍａｘ ）
＋ＲＦＬＣ ）・Ｖｔｈ／ＲＦＬＣ
＞Ｖ
…（
４）である。ここで、Ｉｍｉｎ は最少入射光強度であ
り、Ｉｍａｘ は最大入射光強度であり、閾値レベルＶ
ｔｈは図４のようになっている。なお、Ｉｍｉｎ ，Ｉ
ｍａｘ は装置の条件などに依存するが、前者をゼロの
とき、後者を飽和のときと考えてもよい。そして、 ＶＬＯＷ ＜Ｖ＜ＶＨＩＧＨ のときには、変調材料層５に印加される電圧ＶＦＬＣ
は入射光強度Ｉと印加電圧Ｖの関数となり、印加電圧Ｖ
に応じてｏｎになる閾値が変化する。すなわち、
ＶＦＬＣ （Ｉ，Ｖ）＝ＲＦＬＣ ・Ｖ／（
ＲＰＣ（Ｉ）＋ＲＦＬＣ ）
＜Ｖｔｈ
…（５）と表現できる
。なお、ＶＬＯＷ ＜Ｖ＜ＶＨＩＧＨであり、Ｉｍｉｎ
＜Ｉ＜Ｉｍａｘ である。
ると、図２のようになる。ここで、ＲＰＣは光導電層３
の抵抗分であり、入射光強度Ｉの関数（ＲＰＣ（Ｉ））
となっている。また、ＲＦＬＣ は変調材料層５の抵抗
分である。従って、透明電極２１と透明電極２２の間に
電圧Ｖを印加すると、光導電層３の両端間には電位差Ｖ
ｐｃが、生じ、変調材料層５の両端間には電位差ＶＦＬ
Ｃ が生じる。そして、 ＶＦＬＣ ＝ＲＦＬＣ ・Ｖ／（ＲＰＣ＋ＲＦＬＣ ）
…（１）という関係が成立する。ここで、ＲＰＣは入射
光強度Ｉの関数となっているので（図３参照）、上記（
１）式はＶＦＬＣ ＝ＲＦＬＣ ・Ｖ／（ＲＰＣ（Ｉ）
＋ＲＦＬＣ ）＝ＶＦＬＣ （Ｉ，Ｖ）
…（２）となる。印加電圧Ｖの
みによってｏｎとなるときの電圧をＶＨＩＧＨとし、光
が入射してもｏｎとなり得ない時の電圧をＶＬＯＷ と
すると、これらは次のように表現できる。 すなわち、変調材料層５が常にｏｎになる条件は、
ＶＨＩＧＨ＝（ＲＰＣ（Ｉｍｉｎ ）＋Ｒ
ＦＬＣ ）・Ｖｔｈ／ＲＦＬＣ
＜Ｖ
…（３）
であり、変調材料層５が常にｏｆｆ になる条件は、
ＶＬＯＷ ＝（ＲＰＣ（Ｉｍａｘ ）
＋ＲＦＬＣ ）・Ｖｔｈ／ＲＦＬＣ
＞Ｖ
…（
４）である。ここで、Ｉｍｉｎ は最少入射光強度であ
り、Ｉｍａｘ は最大入射光強度であり、閾値レベルＶ
ｔｈは図４のようになっている。なお、Ｉｍｉｎ ，Ｉ
ｍａｘ は装置の条件などに依存するが、前者をゼロの
とき、後者を飽和のときと考えてもよい。そして、 ＶＬＯＷ ＜Ｖ＜ＶＨＩＧＨ のときには、変調材料層５に印加される電圧ＶＦＬＣ
は入射光強度Ｉと印加電圧Ｖの関数となり、印加電圧Ｖ
に応じてｏｎになる閾値が変化する。すなわち、
ＶＦＬＣ （Ｉ，Ｖ）＝ＲＦＬＣ ・Ｖ／（
ＲＰＣ（Ｉ）＋ＲＦＬＣ ）
＜Ｖｔｈ
…（５）と表現できる
。なお、ＶＬＯＷ ＜Ｖ＜ＶＨＩＧＨであり、Ｉｍｉｎ
＜Ｉ＜Ｉｍａｘ である。
【００１１】以上のことを模式的に示すと、図５のよう
になる。同図は光導電層３と変調材料層５における電圧
分布を示しており、黒丸印は光導電層３がｏｎのとき、
白丸印は変調材料層５がｏｆｆのときを示している。
になる。同図は光導電層３と変調材料層５における電圧
分布を示しており、黒丸印は光導電層３がｏｎのとき、
白丸印は変調材料層５がｏｆｆのときを示している。
【００１２】以上の事をより具体的に説明すると、次の
ようになる。図６は光導電層３として、ａ−Ｓｉ：Ｈ（
厚さ３μｍ）を用いたときの抵抗ＲＰＣの入射光強度Ｉ
に対する依存性を示し、ＲＰＣ（Ｉｍｉｎ ）は約１［
ＧΩ］、ＲＰＣ（Ｉｍａｘ ）は約１［ＭΩ］となって
いる。また、図７は変調材料５としてＦＬＣを用いたと
きの出力光強度の電圧依存性を示し、ＲＦＬＣ は約１
００［ＭΩ］、Ｖｔｈは約６．５［Ｖ］となっている。 なお、これらの値は、デバイスの大きさなどにより変る
ものであることは言うまでもない。
ようになる。図６は光導電層３として、ａ−Ｓｉ：Ｈ（
厚さ３μｍ）を用いたときの抵抗ＲＰＣの入射光強度Ｉ
に対する依存性を示し、ＲＰＣ（Ｉｍｉｎ ）は約１［
ＧΩ］、ＲＰＣ（Ｉｍａｘ ）は約１［ＭΩ］となって
いる。また、図７は変調材料５としてＦＬＣを用いたと
きの出力光強度の電圧依存性を示し、ＲＦＬＣ は約１
００［ＭΩ］、Ｖｔｈは約６．５［Ｖ］となっている。 なお、これらの値は、デバイスの大きさなどにより変る
ものであることは言うまでもない。
【００１３】上記の要素を用いるときには、ＶＨＩＧＨ
は（３）式より ＶＨＩＧＨ＝（１×１０９ ＋１×１
０８ ）６．５／１×１０８
＝７１．５［Ｖ］となり、ＶＬＯＷ は（４）式
より ＶＬＯＷ ＝（１×１０６ ＋１×１
０８ ）６．５／１×１０８
＝６．５６５［Ｖ］となる。すなわち、印加電圧
Ｖが７１．５［Ｖ］以上なら常にｏｎとなり、６．５６
５［Ｖ］以下なら常にｏｆｆになる。よって、６．５６
５＜ＶＤＲＶ ＜７１．５のとき、閾値レベルの可変制
御が可能になる。ここで、ＶＤＲＶ は可変電圧供給装
置６による駆動電圧である。したがって、例えばＶＤＲ
Ｖ ＝１０．５０［Ｖ］とすると、閾値レベルを入射光
強度Ｉで表すと、（５）式より ＶＦＬ
Ｃ （Ｉ）＝１×１０８ ×１０／（ＲＰＣ（Ｉ）＋１
×１０８ ）
＝６．５であるから、図６よりＲＰＣ（Ｉ）＝５．４
×１０７ ［Ω］、入射光強度Ｉは約１．０×１０−６
［Ｗ／ｃｍ２ ］となる。また、 ＶＦＬＣ （Ｉ）＝１×１０８ ×５
０／（ＲＰＣ（Ｉ）＋１×１０８ ）
＝６．５であるから、図６よ
りＲＰＣ（Ｉ）＝６．７×１０７ ［Ω］、入射光強度
Ｉは約５．０×１０−８［Ｗ／ｃｍ２ ］となる。よっ
て、ＶＤＲＶ を１０．５０［Ｖ］としたときに、それ
ぞれ入射光強度Ｉが１．０×１０−６［Ｗ／ｃｍ２ ］
以上でｏｎとなり、それ以下でｏｆｆとなる。
は（３）式より ＶＨＩＧＨ＝（１×１０９ ＋１×１
０８ ）６．５／１×１０８
＝７１．５［Ｖ］となり、ＶＬＯＷ は（４）式
より ＶＬＯＷ ＝（１×１０６ ＋１×１
０８ ）６．５／１×１０８
＝６．５６５［Ｖ］となる。すなわち、印加電圧
Ｖが７１．５［Ｖ］以上なら常にｏｎとなり、６．５６
５［Ｖ］以下なら常にｏｆｆになる。よって、６．５６
５＜ＶＤＲＶ ＜７１．５のとき、閾値レベルの可変制
御が可能になる。ここで、ＶＤＲＶ は可変電圧供給装
置６による駆動電圧である。したがって、例えばＶＤＲ
Ｖ ＝１０．５０［Ｖ］とすると、閾値レベルを入射光
強度Ｉで表すと、（５）式より ＶＦＬ
Ｃ （Ｉ）＝１×１０８ ×１０／（ＲＰＣ（Ｉ）＋１
×１０８ ）
＝６．５であるから、図６よりＲＰＣ（Ｉ）＝５．４
×１０７ ［Ω］、入射光強度Ｉは約１．０×１０−６
［Ｗ／ｃｍ２ ］となる。また、 ＶＦＬＣ （Ｉ）＝１×１０８ ×５
０／（ＲＰＣ（Ｉ）＋１×１０８ ）
＝６．５であるから、図６よ
りＲＰＣ（Ｉ）＝６．７×１０７ ［Ω］、入射光強度
Ｉは約５．０×１０−８［Ｗ／ｃｍ２ ］となる。よっ
て、ＶＤＲＶ を１０．５０［Ｖ］としたときに、それ
ぞれ入射光強度Ｉが１．０×１０−６［Ｗ／ｃｍ２ ］
以上でｏｎとなり、それ以下でｏｆｆとなる。
【００１４】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り本発明では、
空間光変調素子が自己閾値機能を有する変調材料を用い
て構成され、透明電極間に可変の電圧が与えられるので
、閾値レベルを任意に設定し得る。このため、並列光情
報処理等に有用な演算機能を有した空間光変調器が提供
できる。
空間光変調素子が自己閾値機能を有する変調材料を用い
て構成され、透明電極間に可変の電圧が与えられるので
、閾値レベルを任意に設定し得る。このため、並列光情
報処理等に有用な演算機能を有した空間光変調器が提供
できる。
【図１】実施例に係わる空間光変調器の構成を示す図で
ある。
ある。
【図２】空間光変調素子の等価回路図である。
【図３】光導電層の抵抗ＲＰＣの入射光強度依存性を示
す図である。
す図である。
【図４】強誘電性液晶の出力光強度のＶＦＬＣ 依存性
を示す図である。
を示す図である。
【図５】ｏｎ、ｏｆｆ動作の模式図である。
【図６】ａ−Ｓｉ：Ｈの抵抗の入射光強度依存性を示す
図である。
図である。
【図７】強誘電性液晶の出力強度の電圧依存性を示す図
である。
である。
１１，１２…透明基板
２１，２２…透明電極
３…光導電層
４…誘電体ミラー
５…変調材料層
Claims (1)
- 【請求項１】 一対の透明電極間に、光導電層、ミラ
ーおよび自己閾値機能を有する変調材料層を順次に積層
した空間光変調素子を備える空間光変調器において、前
記一対の透明電極間に、任意に電圧値を設定可能な可変
電圧供給手段が接続されていることを特徴とする空間光
変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3064883A JPH07119913B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 空間光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3064883A JPH07119913B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 空間光変調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04299314A true JPH04299314A (ja) | 1992-10-22 |
| JPH07119913B2 JPH07119913B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=13270953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3064883A Expired - Lifetime JPH07119913B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 空間光変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07119913B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02289827A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-11-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 空間光変調素子 |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP3064883A patent/JPH07119913B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02289827A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-11-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 空間光変調素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07119913B2 (ja) | 1995-12-20 |
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