JPH0451017A - 空間光変調装置 - Google Patents

空間光変調装置

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Publication number
JPH0451017A
JPH0451017A JP15942490A JP15942490A JPH0451017A JP H0451017 A JPH0451017 A JP H0451017A JP 15942490 A JP15942490 A JP 15942490A JP 15942490 A JP15942490 A JP 15942490A JP H0451017 A JPH0451017 A JP H0451017A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crystal plate
voltage
electro
secondary electron
birefringence
Prior art date
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Pending
Application number
JP15942490A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Kobayashi
祐二 小林
Tsutomu Hara
勉 原
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Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
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Priority to US07/682,260 priority patent/US5170281A/en
Publication of JPH0451017A publication Critical patent/JPH0451017A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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] この発明は、インコヒーレント光をコヒーレント光に変換する電子管であって、コヒーレント並列光情報処理等に使用される空間光変調装置に関する。 【従来の技術】
従来の空間光変調器は、結晶の自然複屈折による常光、
異常光の位相差が、該結晶に加わる電圧によって調整さ
れる現象を利用したもので、その入出力特性を、光学像
書込み時に、結晶表面電位が負電位になる背面電極にか
ける電圧(以下背面電圧という)の設定を行い電気光学
結晶の結晶表面電位降下速度を変化させるハードクリッ
プモードと、結晶表面電圧が負電圧にならないような背
面電圧の設定で且つ、結晶表面電位降下をステップ関数
状に降下させるノーマルモードの選択により変更してた
いた。 従って、従来の空間光変調装置において入出力特性(γ
特性)は、ノーマルモードにおける線型(sin2特性
〉及びハードクリップモードにおける閾値の2種類のγ
値しか選択できなかった。
【発明が解決しようとする課題] このため、従来の空間光度m装置では、任意のグレース
ケールで画像処理をすることができないという問題点が
あった。 この発明は上記従来の問題点に化みてなされたものであ
って、入出力特性の任意の選択が可能であり、従って任
意のグレ・−スケールで画像処理ができるようにした空
間光変調装置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1 この発明は、電子像発生手段と電気光学結晶板とを備え
、その間に前記電気光学結晶板への電荷像形成を妨げな
いように2次電子捕集電極がおかれた空間光変調器と、
前記電気光学結晶板に、前記2次電子捕集電極と反対側
から読み出し光を入射し、前記電気光学結晶板の光学的
変化を読み出すための光源と、この光源と前記電気光学
結晶板の間に配置されたく前述の自然複屈折による位相
差を利用できる電圧の設定範囲を広げるための)複屈折
性可変の複屈折性結晶板と、前記空間光変調器の求める
入出力特性に応じて、前記2次電子捕集電極の電圧及び
前記電気光学結晶板の背面電極にかける電圧を変え、そ
れに連動して前記複屈折性結晶板の複屈折性を制御する
制御装置と、を有して、空間光変調装置を構成すること
により上記目的を達成するものである。 又、この発明は、前記複屈折性結晶板の制御l装置を、
該複屈折性結晶板への印加電圧を変えるものとすること
により上記目的を達成するものである。 又、この発明は、前記複屈折性結晶板の制御装置を、該
複屈折性結晶板に、その面内回転、又は面に平行な軸を
中心とする回転を与えるものとすることにより上記目的
を達成するものである。 更に又、この発明は、前記制a装置を、前記2次電子捕
集電極の電圧変化に応じて、前記電気光学結晶板の背面
電圧をランプ状に変化させるものとすることにより上記
目的を達成するものである。 【作用及び効果】 この発明は、空間光変調装置のハードクリップモードに
おいて、空間光変調器における電気光学結晶板の前面に
配置された2次電子捕集電極の電圧を、空間光変調装置
の求める入出力特性に応じ且つ、電気光学結晶板の厚さ
に起因する自然複屈折性によって限定されてしまう2次
電子捕集電極に印加する電圧と結晶背面電圧の設定値と
設定電位差を、位相補償板である複屈折性結晶板の実質
的複屈折性を変化させることによって、自在に選択でき
るものとし、これによりハードクリップモードにおける
入出力特性を任意に選べることができ、従って、任意の
グレースケールで画像処理をすることができるという優
れた効果を有する。 又、レーザ光のみでなく、インコヒーレントな光での読
み出しも可能となるため、インコヒーレントな出力での
特性を任意に変化させることができるという優れた効果
を有する。 【実施例1 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 第1図は本発明による空間光変調器@10の構成と動作
を説明するための図で、12は入力像、14はレンズ、
16は空間光変調器、20.22.24及び26は空間
光変調器16における光電陰極、マイクロチャンネルプ
レート、2次電子捕集用メツシュ電極及び電気光学結晶
板、26Aは電荷蓄積機能及び2次電子を放出する機能
を有する表面、28はハーフミラ−130は偏光方向が
うンダムでない(偏光方向が直線、円又は楕円偏光に調
整されている)読出し光、32は検光子、34は電気光
学結晶板26とハーフミラ−28との間に配置された、
位相補償板としての複屈折性結晶平行板、12Aは出力
像である。 又、前記光電陰極20、マイクロチャネルプレート22
.2次電子捕集用メツシュ電極24、電気光学結晶板2
6及び複屈折性結晶平行板34には、制御装置36から
電圧が印加されるようになっている。 図において、空間光変調装置10の光電陰極20にレン
ズ14を介して投影した入力像12は光電子像に変換さ
れる。この光電子像はマイクロチャンネルプレート22
で増倍された後、電気光学結晶板26の表面26Aに電
荷パターンを形成する。その電荷パターンに応じて電気
光学結晶板26を横切る電界が変化し、ポッケルス効果
によって電気光学結晶板26の屈折率が変化する。 ここで、直線偏光の読出し光30を電気光学結晶板26
に一様に照射すると、表面26Aからの反射光は、電気
光学結晶板26の複屈折性により偏光状態が変化してい
るので、検光子32を通過させれば、入力像12の光強
度に対応した光強度をもつ出力像12Aが得られる。 次にこのような空間光変調装置[10について、本発明
と関連する主要な機能を説明する。 空間光変調装置10は電気光学結晶板26の表面26A
に正又は負の電荷分布を選択的に形成することができる
。第2図は電気光学結晶板26の2次電子放出特性を示
すグラフである。ここで、電気光学結晶板26の表面2
6Aと反対側の背面には電極(導電面)が形成されてい
て、−様に電圧Vbを加えることができる。 図に示すように表面26Aへ入射する1次電子エネルギ
ーEが第1クロスオーバー点E1よりも小さいか、又は
第2クロスオーバー点E2より大きい場合には、1次電
子数が、結晶表面26Aで放出される2次電子数よりも
大きいので(δ〈1)、結晶表面26Aは負に帯電する
。1次電子のエネルギーがElとElの間では、2次電
子数が1次電子数よりも多くなるので(δ〉1)、結晶
表面26Aは正に帯電する。 書込み、消去の方法は周知であるが、第2図及び第3図
により正電荷像を例にとって説明する。 なお、第1クロスオーバー点E1は電気光学結晶板26
の表面26Aの物性で決まり、第2クロスオーバー点E
2は2次電子捕集用メツシュ電極24に印加する電圧V
cで決まる。 結晶背面電圧Vbを第2クロスオーバー点E2に相当す
る電位より高く設定すると、表面26Aにおける結晶表
面電位Vsは、入射する1次電子のエネルギーがE2以
上あるので2次電子放出比δ〈1となり、表面電位がE
lに達するまで負電荷が蓄積される。電位がElに達す
るとδ−1となって平衡状態になり、且つ表面26Aの
帯電は零となる。 結晶背面電圧Vbを第1クロスオーバー点E。 と第2クロスオーバー点E2との間でダイナミックレン
ジが十分にとれる電圧E′に設定すると、このとき結晶
表面電位VsもほぼE′となるから、入射する1次電子
のエネルギーはElとElの間である。従って2次電子
放出比δ〉1となるから正電荷像が形成される。電位が
Elに達するとδ−1となって平衡状態になり、且つ表
面26Aの一帯電は零となる。放出された2次電子はV
sよりも高い電位VCにある2次電子捕東電極に捕集さ
れる。 次に、実時間閾値動作機能(ハードクリップ動作)につ
いて説明する。 空間光変調装置10は、第2図に示すVc及び結晶背面
電圧の設定条件により、実時間閾値動作を実行させるこ
とができる。メツシュ電極24は結晶表面の近傍に設け
られており、これを所定の電位に設定すると、結晶表面
に十分な電子が供給されている場合には結晶表面電位V
sはメツシュ電極24の電位VCとなり、この電位が第
2クロスオーバー点E2となる。 即ち、結晶表面電位Vsがメツシュ電極24よりも高い
(第2図VbHの場合:消去)と結晶表面から放出され
る2次電子が入射電子より少ないため結晶表面の電位は
下降し、逆に結晶表面電位Vsがメツシュ電極電位Vc
よりも低い(第2図vbwの場合ニー込)と2次電子が
入射電子よりも多くなって結晶表面電位Vsが上がり、
結局、結晶表面電位Vsがメツシュ電極電位VCに等し
くなったところで電位は一定となる。つまり、入射光量
が十分ある場合には、メツシュ電位Vcと、結晶表面電
位Vbは常に同電位となる。 例えばVc=1.1 (KV)、Vb−1,0〜2.7
(KV)(:閾値モード)とすると、第3図のように電
気光学結晶26の表面26Aは負電位(−0,6KV)
となり電子が到達しなくなる(ロックアウト状態)。 しかし、制m装置36により、Vbをゆっくりと下げて
いくと、入射する光の強度が大きくて多量の電子が供給
される部分では電子が結晶表面に供給され、2次電子放
出が大きくなって負電位とならず、入射する光の強度が
小さくて、供給される電子の量が少ない部分では電位降
下に電子の供給が追いつかず、そのため結晶表面が負電
位となって電子が結晶表面に到達しなくなる。 従って、光電陰極20に入射する光の強度に対応して結
晶表面が負電位となって書込みが行われない部分と、結
晶表面に電子が到達し、表面が負電位とならずに書込み
が行われる部分とができ、その結果、入射する光の強度
により閾値操作が実行されることになる。 このハードクリップモードにおいてVの値を変化させ、
且つ、VbをVcに対応して変化させることによって可
変γモードが得られる。しかしVCとVbの電位差はそ
の電位差と電気光学結晶板26の厚さに起因する自然複
屈折性によって制限される。即ち、Vbw〜VbEの電
圧とVcの電圧の相対関係が電気光学結晶の厚さによっ
てしまう。 他方、前記結晶の厚さを本装置で用いる読み出し用レー
ザ光の波長のオーダーで揃えるということは困難である
ため、個々の空間光変調装置f(SLM)によって、V
 C% V bの設定電圧が変わってしまうことになる
。 例えば単位をkVとしてVc=1.9、V、−0,4〜
2.2でノーマルモードで動作するSLMにおいては、
VcはVbの低い方の電圧(正電荷像書き込みにおいて
は書き込み電圧〉がOになるまでしか下げられない。即
ち、V c −1、5、Vb=O〜1.8というのがV
Cの最小電圧になってしまう。この条件ではγはほとん
どノーマルモードの2に近い値しかとれない。 この実施例では、位相補償用の平行板としてLiNtl
osのような複屈折性結晶平行板34を用い、制御装置
36によりその両面に電圧を供給することによって、そ
の結晶の複屈折率Δnを変えることによりSLMの複屈
性を補償し、Vc−1゜1、Vb=1.0〜2.8のよ
うに設定する。主に、結晶の自然複屈折性より決定され
ていたVcとVbの電位差の関係が、複屈折性結晶平行
板34に両面にかかる電圧制御によって変化するのでこ
のような設定が可能となる。この設定によれば、Vc=
0.1の時、Vb=O〜1.8となるノテ、Vcは0.
1kVまで下げ得ることになる。 又、第4図に示されるように、前記のように位相補償用
結晶の両面に電圧を加える代わりに結晶を回転させるこ
とによって実効的に読み出した光に対して結晶の厚さを
変え、dΔn  (d :実効的結晶厚)に相当する位
相差を与えるようにしてもよい。 第4図の符号38は複屈折性結晶平行板34のホルダー
 40はこのホルダー38を、複屈折性結晶平行板34
の面と平行な軸を中心として、該ホルダー38を回転さ
せるためのステッピングモーター、42はホルダー38
に対して、複屈折性結晶平行板34をその面内で回転さ
せるためのステッピングモーター、をそれぞれ示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る空間光変調装置の基本的構成及
び作用を示すための略示断面図、第2図は、空間光変調
装置におけるN気光学結晶板の電荷蓄積面へ入射する1
次電子エネルギーEと、2次電子放出比との関係を示す
線図、第3図は、空間光変調装置における消去及び書込
みの関係を示すブロック図、第4図は、同空間光変調装
置の複屈折性結晶板を回転させるための制m装置を示す
正面図である。 10・・・空間光変vA装置、 16・・・空間光変調器、 20・・・光電陰極、 22・・・マイクロチャンネルプレート(MCP)24
・・・メツシュ電極(2次電子捕集電極)、26・・・
電気光学結晶板、 26A・・・表面、 34・・・複屈折性結晶平行板、 36・・・制御装置、 38・・・ホルダー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電子像発生手段と電気光学結晶板とを備え、その
    間に前記電気光学結晶板への電荷像形成を妨げないよう
    に2次電子捕集電極がおかれた空間光変調器と、前記電
    気光学結晶板に、前記2次電子捕集電極と反対側から読
    み出し光を入射し、前記電気光学結晶板の光学的変化を
    読み出すための光源と、この光源と前記電気光学結晶板
    の間に配置された複屈折性可変の複屈折性結晶板と、前
    記空間光変調器の求める入出力特性に応じて、前記2次
    電子捕集電極の電圧及び前記電気光学結晶板の背面電極
    にかける電圧を変え、それに連動して前記複屈折性結晶
    板の複屈折性を制御する制御装置と、を有してなる空間
    光変調装置。
  2. (2)請求項1において、前記複屈折性結晶板の制御装
    置は、該複屈折性結晶板への印加電圧を変えるものであ
    ることを特徴とする空間光変調装置。
  3. (3)請求項2において、前記複屈折性結晶板の制御装
    置は、該複屈折性結晶板に、その面内回転、又は、面に
    平行な軸を中心とする回転を与えるものであることを特
    徴とする空間光変調装置。
  4. (4)請求項1、2又は3において、前記制御装置は、
    前記2次電子捕集電極の電圧変化に応じて、前記電気光
    学結晶板の背面電圧をランプ状に変化させるものである
    ことを特徴とする空間光変調装置。
JP15942490A 1990-04-09 1990-06-18 空間光変調装置 Pending JPH0451017A (ja)

Priority Applications (2)

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JP15942490A JPH0451017A (ja) 1990-06-18 1990-06-18 空間光変調装置
US07/682,260 US5170281A (en) 1990-04-09 1991-04-08 Spatial light modulation device capable of arbitrarily selecting an input/output characteristic

Applications Claiming Priority (1)

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JP15942490A JPH0451017A (ja) 1990-06-18 1990-06-18 空間光変調装置

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JP15942490A Pending JPH0451017A (ja) 1990-04-09 1990-06-18 空間光変調装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007258110A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Yazaki Corp プロテクタ

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61249018A (ja) * 1985-04-26 1986-11-06 Hamamatsu Photonics Kk 空間光変調装置

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61249018A (ja) * 1985-04-26 1986-11-06 Hamamatsu Photonics Kk 空間光変調装置

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