JPH0728100A - 光変調装置およびコノスコピックホログラフィ・システム - Google Patents
光変調装置およびコノスコピックホログラフィ・システムInfo
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- JPH0728100A JPH0728100A JP3211677A JP21167791A JPH0728100A JP H0728100 A JPH0728100 A JP H0728100A JP 3211677 A JP3211677 A JP 3211677A JP 21167791 A JP21167791 A JP 21167791A JP H0728100 A JPH0728100 A JP H0728100A
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-
- G—PHYSICS
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- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
- G03H1/06—Processes or apparatus for producing holograms using incoherent light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光変調装置において、最適透過率に動作点を
調節することおよびホログラフィ光束の持続波成分を除
去することを可能にする。 【構成】 結晶１は、屈折性あるいはフォトクロミクス
性を有するとともに、屈折率の最小変化に対し透過率が
最大変化するダイナミックレンジを導くような傾きを持
つ透過率−光学的距離特性を有する干渉計システムの空
洞部に配置される。
調節することおよびホログラフィ光束の持続波成分を除
去することを可能にする。 【構成】 結晶１は、屈折性あるいはフォトクロミクス
性を有するとともに、屈折率の最小変化に対し透過率が
最大変化するダイナミックレンジを導くような傾きを持
つ透過率−光学的距離特性を有する干渉計システムの空
洞部に配置される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光変調装置、および
この光変調装置を用いた広ダイナミックレンジのコノス
コピックホログラフィ・システムに関する。
この光変調装置を用いた広ダイナミックレンジのコノス
コピックホログラフィ・システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光変調装置は、光学的に情報を処
理する大部分のシステムにおいて重要な構成要素の１つ
となっている。つまり、このような構成要素の基本的な
種類のものは、光変調装置によって構成される。この光
変調装置は光学的に書き込み作用、また、入射光あるい
は場（field） を、出射光あるいは場へ変換する作用を
有する。この出射光は、入射する情報あるいは入射光に
含まれる像の複製を含有するものである。しかしなが
ら、出射光の光学的特性は、光変調装置の次に配置する
光学処理システムの要求を満たすように調節される。こ
れら基本的な構成およびその特性の詳細な文献として、
“Addison-Wesley Publishing Company ISBN 0 201 145
49 9”で出版された、Neil Collings 著による“Optica
l pattern recognition”の第４章“Spatiallight modu
lators” が参照される。
理する大部分のシステムにおいて重要な構成要素の１つ
となっている。つまり、このような構成要素の基本的な
種類のものは、光変調装置によって構成される。この光
変調装置は光学的に書き込み作用、また、入射光あるい
は場（field） を、出射光あるいは場へ変換する作用を
有する。この出射光は、入射する情報あるいは入射光に
含まれる像の複製を含有するものである。しかしなが
ら、出射光の光学的特性は、光変調装置の次に配置する
光学処理システムの要求を満たすように調節される。こ
れら基本的な構成およびその特性の詳細な文献として、
“Addison-Wesley Publishing Company ISBN 0 201 145
49 9”で出版された、Neil Collings 著による“Optica
l pattern recognition”の第４章“Spatiallight modu
lators” が参照される。
【０００３】また、従来のコノスコピックホログラフィ
・システム（conoscopic holography system） におい
て、２つの円偏光板の間に配置される複屈折性を有する
結晶は、初期対象物の像からホログラフィ像を得るため
にコヒーレント光で照射される。一般に、複屈折結晶に
よって初期対象物の像から誘導された常光および異常光
は、対象物の光束およびホログラフィのコヒーレント光
における参照光に対して等価である。このタイプの装置
に関する文献として、例えば、フランスで“ETAT FRANC
AIS” という名で1988年12月27日に登録された出願番号
No. 88 17225が参照される。このコヒーレントホログラ
フィ装置と比較して、コノスコピックホログラフィ・シ
ステムでは、コヒーレントでない単色光を円偏光板に照
射することによって複屈折結晶の使用が簡単になったと
いう利点を有する。
・システム（conoscopic holography system） におい
て、２つの円偏光板の間に配置される複屈折性を有する
結晶は、初期対象物の像からホログラフィ像を得るため
にコヒーレント光で照射される。一般に、複屈折結晶に
よって初期対象物の像から誘導された常光および異常光
は、対象物の光束およびホログラフィのコヒーレント光
における参照光に対して等価である。このタイプの装置
に関する文献として、例えば、フランスで“ETAT FRANC
AIS” という名で1988年12月27日に登録された出願番号
No. 88 17225が参照される。このコヒーレントホログラ
フィ装置と比較して、コノスコピックホログラフィ・シ
ステムでは、コヒーレントでない単色光を円偏光板に照
射することによって複屈折結晶の使用が簡単になったと
いう利点を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなシステムでは、コノスコピック像の光に、空間変
調に固有の持続波成分、あるいは広く変調されない成分
を含むという問題があった。これは持続波成分が、対応
するコノスコピックホログラフィ・システムのＳ／Ｎ比
を大きく制限するからである。また、入射光の明るさの
ために、持続波成分は、コノスコピックホログラフィに
よって処理される対象物の像より優先されるので、持続
波成分はコノスコピックホログラフィの処理の前あるい
は後において、物理的に排除することができない。つま
り、対応する電気信号へ変換工程に続くあらゆる光学的
な処理では、ホログラフィック処理によって得られる情
報が必然的に取り除かれるからである。
ようなシステムでは、コノスコピック像の光に、空間変
調に固有の持続波成分、あるいは広く変調されない成分
を含むという問題があった。これは持続波成分が、対応
するコノスコピックホログラフィ・システムのＳ／Ｎ比
を大きく制限するからである。また、入射光の明るさの
ために、持続波成分は、コノスコピックホログラフィに
よって処理される対象物の像より優先されるので、持続
波成分はコノスコピックホログラフィの処理の前あるい
は後において、物理的に排除することができない。つま
り、対応する電気信号へ変換工程に続くあらゆる光学的
な処理では、ホログラフィック処理によって得られる情
報が必然的に取り除かれるからである。
【０００５】この発明は上述した問題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、光変調装置
において、検出時に、Ｓ／Ｎ比を増大させるために、伝
送される光のダイナミックレンジを保ちつつ、持続波成
分の除去と最適透過率に動作点を調節することとを実現
することにある。さらに、読み出し光は、コヒーレント
でない情報をコヒーレントな情報へ変換するためコヒー
レント光で構成されるのに対し、光変調装置では、コヒ
ーレントでない光によって構成される書き込み光を取り
扱うことが実現することにある。
なされたもので、その目的とするところは、光変調装置
において、検出時に、Ｓ／Ｎ比を増大させるために、伝
送される光のダイナミックレンジを保ちつつ、持続波成
分の除去と最適透過率に動作点を調節することとを実現
することにある。さらに、読み出し光は、コヒーレント
でない情報をコヒーレントな情報へ変換するためコヒー
レント光で構成されるのに対し、光変調装置では、コヒ
ーレントでない光によって構成される書き込み光を取り
扱うことが実現することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、結晶を有する光変調装置に
おいて、屈折性あるいはフォトクロミクス性を有すると
ともに、屈折率の最小変化に対し透過率が最大変化する
ダイナミックレンジを導くような傾きを持つ透過率−光
学的距離特性を有する干渉計システムの空洞部に配置さ
れた結晶と、前記結晶の屈折率および前記結晶の光学的
距離を変化させる書き込み光によって書き込まれる書き
込みシステムと、前記透過率の変化によって変調される
読み出し光によって読み込まれる読み込みシステムとを
具備し、ディファレンシャルゲインあるいはダイナミッ
クゲインは前記透過率−光学的距離特性の前記傾きに一
致することを特徴とする。上記課題を解決するために、
請求項２記載の発明は、上記干渉計システムは前記干渉
計システムの光学的空洞部野範囲を決定する半透明鏡に
よって構成されるファブリ・ペロー干渉計である。上記
課題を解決するために、請求項３記載の発明は、上記結
晶は前記半透明鏡の間に配置されるとともに、前記空洞
部の範囲は、前記書き込み光の入射側に配置された一方
の半透明鏡および前記読み出し光の出射側に配置された
他方の半透明鏡によって決定される。上記課題を解決す
るために、請求項４記載の発明は、上記結晶は、フォト
クロミクスおよび屈折の両方あるいはいずれか一方の性
質を有する結晶である。上記課題を解決するために、請
求項５記載の発明は、上記結晶に定常あるいは疑似定常
電界を印加する１組の電極を備え、前記１組の電極によ
って前記透過率−光学的距離特性における最大対称透過
率変化値に対応するように光学的距離および屈折率の実
効値を調節する。上記課題を解決するために、請求項６
記載の発明は、上記１組の電極は、前記半透明鏡と直交
するように配置されるとともに、ファブリ・ペロー干渉
計のろ波波長λf において光学的に透明あるいは不透明
な導電性金属層で構成される。上記課題を解決するため
に、請求項７記載の発明は、上記１組の電極は、前記半
透明鏡と平行するように配置されるとともに、ファブリ
・ペロー干渉計のろ波波長λf において光学的に透明あ
るいは不透明な導電性金属層で構成され、前記結晶の１
あるいは２面に配置される。上記課題を解決するため
に、請求項８記載の発明は、上記結晶は、誘電屈折性を
有する結晶である。上記課題を解決するために、請求項
９記載の発明は、上記定常あるいは疑似定常電界は、書
き込みプロセスにおいて空間電荷誘電屈折によって生じ
る空間電荷移動を除去し、読み出しプロセスにおいて再
規定する上記課題を解決するために、請求項１０記載の
発明は、上記結晶は、１あるいは２種類の不純物が添加
されるとともに、一般式がKTa(1-X)NbXO3 のタンタルニ
オブ酸カリウムである。上記課題を解決するために、請
求項１１記載の発明は、光束の形をとるコノスコピック
像を供給するコノスコープと、前記読み出し光と前記コ
ノスコピック像の光束とを光学的システムによって結合
させ、この結合された光を書き込み光として受信する請
求項１記載の光変調装置とを具備する。上記課題を解決
するために、請求項１２記載の発明は、上記コノスコピ
ックホログラフィ・システムの光変調装置の次段におい
て、光学的に遮蔽する光学的あるいはハイブリッド的フ
ィルタと、ＣＣＤカメラ型の検出器とを配置する。
に、請求項１記載の発明は、結晶を有する光変調装置に
おいて、屈折性あるいはフォトクロミクス性を有すると
ともに、屈折率の最小変化に対し透過率が最大変化する
ダイナミックレンジを導くような傾きを持つ透過率−光
学的距離特性を有する干渉計システムの空洞部に配置さ
れた結晶と、前記結晶の屈折率および前記結晶の光学的
距離を変化させる書き込み光によって書き込まれる書き
込みシステムと、前記透過率の変化によって変調される
読み出し光によって読み込まれる読み込みシステムとを
具備し、ディファレンシャルゲインあるいはダイナミッ
クゲインは前記透過率−光学的距離特性の前記傾きに一
致することを特徴とする。上記課題を解決するために、
請求項２記載の発明は、上記干渉計システムは前記干渉
計システムの光学的空洞部野範囲を決定する半透明鏡に
よって構成されるファブリ・ペロー干渉計である。上記
課題を解決するために、請求項３記載の発明は、上記結
晶は前記半透明鏡の間に配置されるとともに、前記空洞
部の範囲は、前記書き込み光の入射側に配置された一方
の半透明鏡および前記読み出し光の出射側に配置された
他方の半透明鏡によって決定される。上記課題を解決す
るために、請求項４記載の発明は、上記結晶は、フォト
クロミクスおよび屈折の両方あるいはいずれか一方の性
質を有する結晶である。上記課題を解決するために、請
求項５記載の発明は、上記結晶に定常あるいは疑似定常
電界を印加する１組の電極を備え、前記１組の電極によ
って前記透過率−光学的距離特性における最大対称透過
率変化値に対応するように光学的距離および屈折率の実
効値を調節する。上記課題を解決するために、請求項６
記載の発明は、上記１組の電極は、前記半透明鏡と直交
するように配置されるとともに、ファブリ・ペロー干渉
計のろ波波長λf において光学的に透明あるいは不透明
な導電性金属層で構成される。上記課題を解決するため
に、請求項７記載の発明は、上記１組の電極は、前記半
透明鏡と平行するように配置されるとともに、ファブリ
・ペロー干渉計のろ波波長λf において光学的に透明あ
るいは不透明な導電性金属層で構成され、前記結晶の１
あるいは２面に配置される。上記課題を解決するため
に、請求項８記載の発明は、上記結晶は、誘電屈折性を
有する結晶である。上記課題を解決するために、請求項
９記載の発明は、上記定常あるいは疑似定常電界は、書
き込みプロセスにおいて空間電荷誘電屈折によって生じ
る空間電荷移動を除去し、読み出しプロセスにおいて再
規定する上記課題を解決するために、請求項１０記載の
発明は、上記結晶は、１あるいは２種類の不純物が添加
されるとともに、一般式がKTa(1-X)NbXO3 のタンタルニ
オブ酸カリウムである。上記課題を解決するために、請
求項１１記載の発明は、光束の形をとるコノスコピック
像を供給するコノスコープと、前記読み出し光と前記コ
ノスコピック像の光束とを光学的システムによって結合
させ、この結合された光を書き込み光として受信する請
求項１記載の光変調装置とを具備する。上記課題を解決
するために、請求項１２記載の発明は、上記コノスコピ
ックホログラフィ・システムの光変調装置の次段におい
て、光学的に遮蔽する光学的あるいはハイブリッド的フ
ィルタと、ＣＣＤカメラ型の検出器とを配置する。
【０００７】
【作用】結晶に外部電界を印加することによって屈折率
および光学的距離が変調し、最適透過率に動作点が調節
される。また、コノスコピックホログラフィ像情報を伝
送し、光変調装置に入射する書き込み光feとして作用す
るホログラフィ光束の持続波成分が除去される。
および光学的距離が変調し、最適透過率に動作点が調節
される。また、コノスコピックホログラフィ像情報を伝
送し、光変調装置に入射する書き込み光feとして作用す
るホログラフィ光束の持続波成分が除去される。
【０００８】
【実施例】以下、図１（Ａ）および（Ｂ）を参照して、
本発明による光変調装置を詳細に説明する。この図のよ
うに、本発明による光変調装置は結晶１によって構成さ
れる。この結晶１は、“光学的な屈折性”を有するもの
であり、フォトクロミック（photochomic）あるいはフ
ォトリフリンゲント（photo-refringent） であるもの
とされる。
本発明による光変調装置を詳細に説明する。この図のよ
うに、本発明による光変調装置は結晶１によって構成さ
れる。この結晶１は、“光学的な屈折性”を有するもの
であり、フォトクロミック（photochomic）あるいはフ
ォトリフリンゲント（photo-refringent） であるもの
とされる。
【０００９】第１の光束、すなわち、書き込み光feが結
晶１に入射する。書き込み光feは、波長がλe である。
また、結晶１は波長λe の光を吸収する。ここでは、屈
折率に差を生じる屈折性あるいはフォトクロミクスの効
果によって、光束は吸収される。次に、第２の光束、す
なわち、読み出し光flが結晶１に入射する。読み出し光
flは、波長がλl である。結晶１は、この読み出し光fl
に対して、本質的に透明である。さらに、この読み出し
光flは、ファブリ・ペロー干渉計によって変調される。
すでに入射した書き込み光feによって結晶１の屈折率が
変化しているので、ファブリ・ペロー干渉計の透過率特
性も変化する。これら第１、２の光束が異なる波長を有
することは、これら２つの光束を結び付けることと、こ
れら２つの光束をフィルタや光学装置によって別々に分
離することとを容易にする。
晶１に入射する。書き込み光feは、波長がλe である。
また、結晶１は波長λe の光を吸収する。ここでは、屈
折率に差を生じる屈折性あるいはフォトクロミクスの効
果によって、光束は吸収される。次に、第２の光束、す
なわち、読み出し光flが結晶１に入射する。読み出し光
flは、波長がλl である。結晶１は、この読み出し光fl
に対して、本質的に透明である。さらに、この読み出し
光flは、ファブリ・ペロー干渉計によって変調される。
すでに入射した書き込み光feによって結晶１の屈折率が
変化しているので、ファブリ・ペロー干渉計の透過率特
性も変化する。これら第１、２の光束が異なる波長を有
することは、これら２つの光束を結び付けることと、こ
れら２つの光束をフィルタや光学装置によって別々に分
離することとを容易にする。
【００１０】図１（Ａ）に概略を示したように、本発明
による光変調装置の特に有利な点と一致して、結晶１
は、干渉計システム２の光学的空洞部に配置される。こ
の図のように、光学的空洞部を符号化した２つの半透明
鏡によって、干渉計システムは表現される。一般に、干
渉計システムは、透過率−光学的距離特性を有する従来
のシステムで構成できた。この透過率−光学的距離特性
を表す傾きは、結晶の屈折率あるいは光学的距離の最小
の変化に対し、最大の透過率変化をもたらすように、急
である。
による光変調装置の特に有利な点と一致して、結晶１
は、干渉計システム２の光学的空洞部に配置される。こ
の図のように、光学的空洞部を符号化した２つの半透明
鏡によって、干渉計システムは表現される。一般に、干
渉計システムは、透過率−光学的距離特性を有する従来
のシステムで構成できた。この透過率−光学的距離特性
を表す傾きは、結晶の屈折率あるいは光学的距離の最小
の変化に対し、最大の透過率変化をもたらすように、急
である。
【００１１】上述した透過率−光学的距離特性を有する
干渉計システム２の空洞部に結晶１を挿入することによ
り、書き込み光feによって伝送・表現される対象物に関
する像あるいは情報の振幅変化を表すダイナミックレン
ジを増大させることが可能となる。そして、同一の書き
込み光feにおける連続する波の成分と比べると、コント
ラストを改善することも可能となる。このような改善に
よる最終的な効果は、下記に説明するように、干渉計シ
ステム２において同じ透過率変化でより小さい屈折率変
化を得るために、書き込み光feによって結晶で起こる変
調率を増大することである。具体的に述べれば、干渉計
システム２は、ファブリ・ペロー型の干渉計によって構
成される。この場合、干渉計システム２は、図１（Ａ）
に示すように、半透明鏡２１、２２によって構成される
もので、半透明鏡２１、２２によって干渉計システム２
の光学的空洞部の範囲が定められる。
干渉計システム２の空洞部に結晶１を挿入することによ
り、書き込み光feによって伝送・表現される対象物に関
する像あるいは情報の振幅変化を表すダイナミックレン
ジを増大させることが可能となる。そして、同一の書き
込み光feにおける連続する波の成分と比べると、コント
ラストを改善することも可能となる。このような改善に
よる最終的な効果は、下記に説明するように、干渉計シ
ステム２において同じ透過率変化でより小さい屈折率変
化を得るために、書き込み光feによって結晶で起こる変
調率を増大することである。具体的に述べれば、干渉計
システム２は、ファブリ・ペロー型の干渉計によって構
成される。この場合、干渉計システム２は、図１（Ａ）
に示すように、半透明鏡２１、２２によって構成される
もので、半透明鏡２１、２２によって干渉計システム２
の光学的空洞部の範囲が定められる。
【００１２】次に、図１（Ａ）に示した本発明による光
変調装置の動作状態を、同図（Ｂ）を参照して説明す
る。図１の（Ｂ）は、全光学的距離に渡って相対的な透
過率をＹ軸にプロットしたグラフである。すなわち、結
晶１内を通過する書き込み光feあるいは読み出し光flの
伝播方向における幾何学的な寸法結果がＸ軸にプロット
される。また、この幾何学的な寸法結果は、結晶１の屈
折率で変化するものである。この図において、破線で示
された曲線Ｉは、従来の光変調装置における透過率−光
学的距離特性を示す。すなわち、この光変調装置は、光
学的な屈折性を有する結晶だけで構成されるものであ
る。結晶の半波長を示す光学的距離Δ(nl)間において、
上記曲線Ｉの形は、通常複雑に湾曲している。ここで、
λは結晶内における書き込み光feおよび読み出し光flの
波長である。また、最も良い振幅のダイナミックレンジ
を得る条件における最適な透過率の値は、最大透過率の
２分の１の値であるToc である。しかしながら、この場
合の透過率−光学的距離特性を表す傾きは、相対的に小
さいので、これに対応する屈折率および光学的距離Δ(n
l)c は大きくなることが要求される。つまり、屈折率お
よび光学的距離Δ(nl)c の割には、結晶１の屈折による
光変調が小さいことを意味する。
変調装置の動作状態を、同図（Ｂ）を参照して説明す
る。図１の（Ｂ）は、全光学的距離に渡って相対的な透
過率をＹ軸にプロットしたグラフである。すなわち、結
晶１内を通過する書き込み光feあるいは読み出し光flの
伝播方向における幾何学的な寸法結果がＸ軸にプロット
される。また、この幾何学的な寸法結果は、結晶１の屈
折率で変化するものである。この図において、破線で示
された曲線Ｉは、従来の光変調装置における透過率−光
学的距離特性を示す。すなわち、この光変調装置は、光
学的な屈折性を有する結晶だけで構成されるものであ
る。結晶の半波長を示す光学的距離Δ(nl)間において、
上記曲線Ｉの形は、通常複雑に湾曲している。ここで、
λは結晶内における書き込み光feおよび読み出し光flの
波長である。また、最も良い振幅のダイナミックレンジ
を得る条件における最適な透過率の値は、最大透過率の
２分の１の値であるToc である。しかしながら、この場
合の透過率−光学的距離特性を表す傾きは、相対的に小
さいので、これに対応する屈折率および光学的距離Δ(n
l)c は大きくなることが要求される。つまり、屈折率お
よび光学的距離Δ(nl)c の割には、結晶１の屈折による
光変調が小さいことを意味する。
【００１３】図１（Ｂ）において、実線で示された曲線
ＩＩは、本発明の光変調装置における透過率−光学的距
離特性を示す。本発明による光変調装置では、干渉計シ
ステム２の光学的空洞部に結晶１を配置したものであ
る。この図において、透過率−光学的距離特性の傾きの
絶対値が、破線で示された曲線Ｉに比べて約１０倍であ
ることが判る。これは、対応する波長における干渉計シ
ステム２の選択性に効果がある。つまり、同じ透過率の
差ΔT であるならば、これに対応する光学的距離Δ(nl)
IFP は、従来の光変調装置における光学的距離Δ(nl)c
に比べて非常に小さくて済む。つまり、曲線ＩおよびＩ
Ｉの特性の傾きにおける縮小比率に対応して、要求され
る光学的距離が小さくなるからである。
ＩＩは、本発明の光変調装置における透過率−光学的距
離特性を示す。本発明による光変調装置では、干渉計シ
ステム２の光学的空洞部に結晶１を配置したものであ
る。この図において、透過率−光学的距離特性の傾きの
絶対値が、破線で示された曲線Ｉに比べて約１０倍であ
ることが判る。これは、対応する波長における干渉計シ
ステム２の選択性に効果がある。つまり、同じ透過率の
差ΔT であるならば、これに対応する光学的距離Δ(nl)
IFP は、従来の光変調装置における光学的距離Δ(nl)c
に比べて非常に小さくて済む。つまり、曲線ＩおよびＩ
Ｉの特性の傾きにおける縮小比率に対応して、要求され
る光学的距離が小さくなるからである。
【００１４】このようにして、本発明による光変調装置
を用いることによって、同じ透過率の差は、光学的距離
においてより小さい変化分よって得ることがわかる。こ
のことによって、エネルギーの小さい光の使用と、検出
方法を改善とが可能になる。加えて、透過率−光学的距
離特性の傾きが急な部分を動作点に選ぶことにより、信
号に含まれる情報成分と信号のコントラストを増大させ
ることが可能になる。
を用いることによって、同じ透過率の差は、光学的距離
においてより小さい変化分よって得ることがわかる。こ
のことによって、エネルギーの小さい光の使用と、検出
方法を改善とが可能になる。加えて、透過率−光学的距
離特性の傾きが急な部分を動作点に選ぶことにより、信
号に含まれる情報成分と信号のコントラストを増大させ
ることが可能になる。
【００１５】図１（Ａ）に示すように、本発明による光
変調装置を達成するために、干渉計システム２を構成す
る光学的空洞部の範囲を定める半透明鏡２１、２２の間
に、結晶１が配置する。光学的な屈折性を有する結晶１
は、フォトクロミックあるいはフォトリフリンゲントで
ある結晶やその両方の特性を有する結晶によって構成さ
れる、ということがわかる。特に両方の特性を有する結
晶は、誘電性と屈折性とを有する。
変調装置を達成するために、干渉計システム２を構成す
る光学的空洞部の範囲を定める半透明鏡２１、２２の間
に、結晶１が配置する。光学的な屈折性を有する結晶１
は、フォトクロミックあるいはフォトリフリンゲントで
ある結晶やその両方の特性を有する結晶によって構成さ
れる、ということがわかる。特に両方の特性を有する結
晶は、誘電性と屈折性とを有する。
【００１６】自然界に存在する結晶を用いると、結晶１
は、一般式KTa(1-X)NbXO3 で表せるタンタルニオブ酸カ
リウムによって構成される。この種の結晶は、１ないし
２種類の不純物が添加されている。これら不純物は、鉄
あるいは鉄およびクロムである。結晶１の屈折率および
吸収特性の機能、書き込み光feおよび読み出し光flの特
性、書き込み光feおよび読み出し光flの波長でフィルタ
の役目をする干渉計システム２の特性、これらすべてを
パラメータとして書き込み光feと読み出し光flを適切な
波長で選択することが可能になる。これは、図１（Ｂ）
において、値相対的な透過率の値が２分の１で与えられ
る最適透過率ToIFP に対応する屈折率および光学的距離
を得るためある。それゆえ、透過率差ΔT の振幅変化に
対して最も適切なダイナミックレンジを得ることができ
る。
は、一般式KTa(1-X)NbXO3 で表せるタンタルニオブ酸カ
リウムによって構成される。この種の結晶は、１ないし
２種類の不純物が添加されている。これら不純物は、鉄
あるいは鉄およびクロムである。結晶１の屈折率および
吸収特性の機能、書き込み光feおよび読み出し光flの特
性、書き込み光feおよび読み出し光flの波長でフィルタ
の役目をする干渉計システム２の特性、これらすべてを
パラメータとして書き込み光feと読み出し光flを適切な
波長で選択することが可能になる。これは、図１（Ｂ）
において、値相対的な透過率の値が２分の１で与えられ
る最適透過率ToIFP に対応する屈折率および光学的距離
を得るためある。それゆえ、透過率差ΔT の振幅変化に
対して最も適切なダイナミックレンジを得ることができ
る。
【００１７】しかしながら、本発明による光変調装置に
おいて特に有利な点によれば、上記最適透過率ToIFP
は、結晶１の屈折率の値を調節することを可能にする電
界によって、都合の良いように調節される。図２（Ａ）
は、本発明の一実施例における光変調装置の構成を示す
正面図である。この図において電極１１、１２は、結晶
１に電界Ｅを印加するために向かい合わせに配置され
る。この電界Ｅは、定常電界あるいは疑似定常電界であ
るものされる。疑似定常電界の強さは、書き込み光Feお
よび読み出し光Flの光学的な波長に関係して決められる
ので、疑似定常電界の周波数はおよそ数MHz となる。こ
の疑似定常電界によって、最適透過率ToIFP に対応する
屈折率および光学的距離の実行値を調節することが可能
となる。この最適透過率ToIFP は、透過率−光学的距離
特性における最大の対称変化を与える振幅値に対応す
る。
おいて特に有利な点によれば、上記最適透過率ToIFP
は、結晶１の屈折率の値を調節することを可能にする電
界によって、都合の良いように調節される。図２（Ａ）
は、本発明の一実施例における光変調装置の構成を示す
正面図である。この図において電極１１、１２は、結晶
１に電界Ｅを印加するために向かい合わせに配置され
る。この電界Ｅは、定常電界あるいは疑似定常電界であ
るものされる。疑似定常電界の強さは、書き込み光Feお
よび読み出し光Flの光学的な波長に関係して決められる
ので、疑似定常電界の周波数はおよそ数MHz となる。こ
の疑似定常電界によって、最適透過率ToIFP に対応する
屈折率および光学的距離の実行値を調節することが可能
となる。この最適透過率ToIFP は、透過率−光学的距離
特性における最大の対称変化を与える振幅値に対応す
る。
【００１８】図２（Ａ）に示すように電極１１、１２
は、導電性金属によって構成され、結晶１の書き込み面
および読み出し面と隣接して向かい合わせに配置され
る。この例に限らず、電極１１、１２は、書き込み面お
よび読み出し面と隣接して向かい合う面に真空蒸着によ
って形成された金属層である。この金属層は、アルミニ
ウムや金、インジウムなどによって構成され、その厚さ
は数μｍである。また、半透明鏡２１、２２は、マグネ
シウムのフッ化物の層によって構成され、その厚さは、
書き込み光Feおよび読み出し光Flの波長の４分の１に等
しい。
は、導電性金属によって構成され、結晶１の書き込み面
および読み出し面と隣接して向かい合わせに配置され
る。この例に限らず、電極１１、１２は、書き込み面お
よび読み出し面と隣接して向かい合う面に真空蒸着によ
って形成された金属層である。この金属層は、アルミニ
ウムや金、インジウムなどによって構成され、その厚さ
は数μｍである。また、半透明鏡２１、２２は、マグネ
シウムのフッ化物の層によって構成され、その厚さは、
書き込み光Feおよび読み出し光Flの波長の４分の１に等
しい。
【００１９】次に他の実施例について説明する。図２
（Ｂ）は、本発明の他の実施例における光変調装置の構
成を示す正面図である。この図のように、電極１１、１
２は、結晶１による干渉計のろ波波長λf では光学的に
透明な導電性金属によって構成される。そしてこの電極
１１、１２は光学的空洞部の範囲を定める半透明鏡２
１、２２の外側に配置される。このとき、半透明鏡２
１、２２は、インジウムの真空蒸着によって形成され、
その厚さは約１μｍほどである。この厚さのインジウム
は、可視光領域では光学的に透明であり、かつ電気的に
導電性をもつという特徴を有する。
（Ｂ）は、本発明の他の実施例における光変調装置の構
成を示す正面図である。この図のように、電極１１、１
２は、結晶１による干渉計のろ波波長λf では光学的に
透明な導電性金属によって構成される。そしてこの電極
１１、１２は光学的空洞部の範囲を定める半透明鏡２
１、２２の外側に配置される。このとき、半透明鏡２
１、２２は、インジウムの真空蒸着によって形成され、
その厚さは約１μｍほどである。この厚さのインジウム
は、可視光領域では光学的に透明であり、かつ電気的に
導電性をもつという特徴を有する。
【００２０】図２（Ａ）の場合では、電界Ｅの方向が、
結晶１を通過する書き込み光Feおよび読み出し光Flの伝
播方向と直交し、同図（Ｂ）の場合では、電界Ｅの方向
が、書き込み光Feおよび読み出し光Flの伝播方向と平行
する。両者の場合において、電界Ｅは、結晶１の電気的
偏光と屈折率における実効値の調整とに対応することが
できる。この電界Ｅの大きさは、結晶１がせいぜい５０
０μｍ程の大きさであるために、単位ｃｍあたり数ｋＶ
という大きさになる。
結晶１を通過する書き込み光Feおよび読み出し光Flの伝
播方向と直交し、同図（Ｂ）の場合では、電界Ｅの方向
が、書き込み光Feおよび読み出し光Flの伝播方向と平行
する。両者の場合において、電界Ｅは、結晶１の電気的
偏光と屈折率における実効値の調整とに対応することが
できる。この電界Ｅの大きさは、結晶１がせいぜい５０
０μｍ程の大きさであるために、単位ｃｍあたり数ｋＶ
という大きさになる。
【００２１】次に図２（Ａ）および（Ｂ）に示した光変
調装置の動作の説明をする。一般に、上記一般式で表せ
られるKTa(1-X)NbXO3 の結晶は、臨界温度Tcにおいて強
誘電型相変化を有する。臨界温度Tcは、ニオブの濃度係
数X に依存する。ニオブの濃度はモル当たり8.5k/1% で
あり、ニオブの濃度係数X が３５％であるとき、臨界温
度Tcは３００ケルビンである。
調装置の動作の説明をする。一般に、上記一般式で表せ
られるKTa(1-X)NbXO3 の結晶は、臨界温度Tcにおいて強
誘電型相変化を有する。臨界温度Tcは、ニオブの濃度係
数X に依存する。ニオブの濃度はモル当たり8.5k/1% で
あり、ニオブの濃度係数X が３５％であるとき、臨界温
度Tcは３００ケルビンである。
【００２２】温度T>Tcで、立方格子を有する結晶におけ
る常誘電性範囲は、通常屈折性を持つすべての結晶とは
違って、電界の大きさE0に従う電気光学効果は、次に示
す２次式によって示される。
る常誘電性範囲は、通常屈折性を持つすべての結晶とは
違って、電界の大きさE0に従う電気光学効果は、次に示
す２次式によって示される。
【数１】Δn＝1/2・n0 3g(ε0εE0)2 この式においてΔn は結晶の複屈折率、n0は屈折率、g
は電気光学係数、εは比誘電率、ε0はMKSA単位系で表
される絶対誘電率、E0 は結晶に印加される定常あるい
は疑似定常電界の大きさをそれぞれ表す。温度T がT-Tc
=10kであるようなとき、比誘電率εは104に等しい。
は電気光学係数、εは比誘電率、ε0はMKSA単位系で表
される絶対誘電率、E0 は結晶に印加される定常あるい
は疑似定常電界の大きさをそれぞれ表す。温度T がT-Tc
=10kであるようなとき、比誘電率εは104に等しい。
【００２３】上述した結晶における電気光学効果では、
２つの作用が必要とされる。第１の作用は、以下に説明
する“空間電荷屈折効果”である。この空間電荷屈折効
果とは、書き込み光feを含有するイメージパターンが光
束によって結晶中に形成されると、イメージパターンと
互いに関係のあって輸送作用のある空間電荷が拡散され
る現象を言う。輸送作用は外部電界や電荷の拡散によっ
て生じるもので、たとえば、結晶を構成する誘電物質が
十分におおきな損失係数を有する場合に生じる。
２つの作用が必要とされる。第１の作用は、以下に説明
する“空間電荷屈折効果”である。この空間電荷屈折効
果とは、書き込み光feを含有するイメージパターンが光
束によって結晶中に形成されると、イメージパターンと
互いに関係のあって輸送作用のある空間電荷が拡散され
る現象を言う。輸送作用は外部電界や電荷の拡散によっ
て生じるもので、たとえば、結晶を構成する誘電物質が
十分におおきな損失係数を有する場合に生じる。
【００２４】外部電界を与えることによって、空間電荷
の場は、屈折率の場を傾斜を表す場へと変化させる。こ
れは、次の式によって与えられる。
の場は、屈折率の場を傾斜を表す場へと変化させる。こ
れは、次の式によって与えられる。
【数２】δ(Δn)SC＝n0 3g(ε0ε)2E0ESC この式では、拡散場ESC は定常あるいは疑似定常電界の
大きさを表すE0よりも非常に小さいと考えられている。
変調の大きさ、つまり結晶１の媒質内における屈折率変
化は、定常あるいは疑似定常電界の大きさを表すE0に比
例する。このようにして、ひとたび、媒質内にイメージ
パターンが書き込まれると、つまり、ひとたび、屈折率
による光変調がなされると、単に外部電界E0が印加する
ことによって上記変調を切り替えることが可能となる。
さらに、相変化付近での誘電率εは大きいため、屈折率
によって誘導される空間電荷は、通常、温度T-Tc=10kに
おけるE0=1kV/cm に対してΔn=0.001 と非常に大きく変
化する。
大きさを表すE0よりも非常に小さいと考えられている。
変調の大きさ、つまり結晶１の媒質内における屈折率変
化は、定常あるいは疑似定常電界の大きさを表すE0に比
例する。このようにして、ひとたび、媒質内にイメージ
パターンが書き込まれると、つまり、ひとたび、屈折率
による光変調がなされると、単に外部電界E0が印加する
ことによって上記変調を切り替えることが可能となる。
さらに、相変化付近での誘電率εは大きいため、屈折率
によって誘導される空間電荷は、通常、温度T-Tc=10kに
おけるE0=1kV/cm に対してΔn=0.001 と非常に大きく変
化する。
【００２５】第２の作用は、“誘電屈折効果”である。
この作用によって、場に入射する光すなわち、書き込み
光feは、一方の不純物原子の光イオン化によって、そし
て、他方の不純物原子に捕捉される電子によって不純物
原子の酸化状態における準安定の一時的変異を増大させ
る。この準安定の一時的変異は、結晶の相変化温度、つ
まり、臨界温度Tcにおいて変化が激しくなる。結晶が臨
界温度Tcよりも少し高い温度になると、つまり、結晶が
立方結晶相になると、臨界温度Tcでの変化は、キュリー
−ワイスの法則にしたがって、比誘電率εに大きい影響
を与える。結晶に均一な外部電界を印加することによっ
て、比誘電率εの値を静的あるいは低い周波数変調に変
化させることが可能になる。これは、２次電気光学効果
を経て対応する屈折率変調に誘導される。
この作用によって、場に入射する光すなわち、書き込み
光feは、一方の不純物原子の光イオン化によって、そし
て、他方の不純物原子に捕捉される電子によって不純物
原子の酸化状態における準安定の一時的変異を増大させ
る。この準安定の一時的変異は、結晶の相変化温度、つ
まり、臨界温度Tcにおいて変化が激しくなる。結晶が臨
界温度Tcよりも少し高い温度になると、つまり、結晶が
立方結晶相になると、臨界温度Tcでの変化は、キュリー
−ワイスの法則にしたがって、比誘電率εに大きい影響
を与える。結晶に均一な外部電界を印加することによっ
て、比誘電率εの値を静的あるいは低い周波数変調に変
化させることが可能になる。これは、２次電気光学効果
を経て対応する屈折率変調に誘導される。
【００２６】立方結晶相での結晶における誘電屈折効果
は、書き込み光feあるいは読み出し光flで誘導される相
変化の臨界温度差ΔTcの働きと同様に、読み出し中にお
ける外部電界の働きをする。これは次の式で示される。
は、書き込み光feあるいは読み出し光flで誘導される相
変化の臨界温度差ΔTcの働きと同様に、読み出し中にお
ける外部電界の働きをする。これは次の式で示される。
【数３】δ(Δn)d=n0 3gΔTc(ε0εE0)2/(T-Tc) この式において、Δn は常光屈折率N0と異常光屈折率Ne
との差、つまり、Δn=N0-Ne、gは結晶の電気効果、T は
結晶の絶対温度をそれぞれ表す。誘電屈折効果を表す理
論的な表現は、次式に示される。
との差、つまり、Δn=N0-Ne、gは結晶の電気効果、T は
結晶の絶対温度をそれぞれ表す。誘電屈折効果を表す理
論的な表現は、次式に示される。
【数４】S(DPRE)=n0 3g(dTc/dN)Pr2[hve(T-Tc)] この式において、dTc/dNは光子１個当たりの臨界温度Tc
の変化分、hvは電子ボルトにおける励起エネルギー、h
はプランク定数、e は電子の電荷をそれぞれ表す。ま
た、Prは読み出し中に印加される電界によって誘導され
る最適な電気偏光を表す。効果S の上限が得られたと仮
定すると、誘導屈折効果は、ストロンチウム化合物SrTi
O における酸素不足の生成と等価である。このとき、効
果S は、10-3cc/Jである。
の変化分、hvは電子ボルトにおける励起エネルギー、h
はプランク定数、e は電子の電荷をそれぞれ表す。ま
た、Prは読み出し中に印加される電界によって誘導され
る最適な電気偏光を表す。効果S の上限が得られたと仮
定すると、誘導屈折効果は、ストロンチウム化合物SrTi
O における酸素不足の生成と等価である。このとき、効
果S は、10-3cc/Jである。
【００２７】誘電屈折効果の存在は、空電電荷屈折効果
と誘電屈折効果とを区別することが可能な手段によって
実験的に確認されている。これら実験方法および実験結
果の説明する詳細な文献は、たとえば、“B 27 of the
journal Physical Review, No. (1983)”に掲載された
A.Agranat および Y.Yacoby による“Photorefractive
effect produced by photoinduced metastable change
s in the dielectricconstant”などがある。この実験
結果では、単に、サンプルは、２種類の不純物が添加さ
れた結晶で、その組成は、Tc:85K、KTa:0.924、Nb:0.07
6、Fe:0.002、Cr:0.01であって、臨界温度はTc=85Kとい
う状態であった。また、結晶温度T=92K、波長λ=4880Å
における励起状態で、S=6*10-5cc/Jなる効果S が得られ
る。この数値は、１種類の不純物（鉄）が添加されたリ
チウムニオブ酸LiNbO3の結晶よりも約３倍程大きい。２
種類の不純物が添加されたタンタルニオブ酸カリウム
（KTN 型結晶）の誘電屈折効果は、非常に高いフォトク
ロミクス特性を呈する。
と誘電屈折効果とを区別することが可能な手段によって
実験的に確認されている。これら実験方法および実験結
果の説明する詳細な文献は、たとえば、“B 27 of the
journal Physical Review, No. (1983)”に掲載された
A.Agranat および Y.Yacoby による“Photorefractive
effect produced by photoinduced metastable change
s in the dielectricconstant”などがある。この実験
結果では、単に、サンプルは、２種類の不純物が添加さ
れた結晶で、その組成は、Tc:85K、KTa:0.924、Nb:0.07
6、Fe:0.002、Cr:0.01であって、臨界温度はTc=85Kとい
う状態であった。また、結晶温度T=92K、波長λ=4880Å
における励起状態で、S=6*10-5cc/Jなる効果S が得られ
る。この数値は、１種類の不純物（鉄）が添加されたリ
チウムニオブ酸LiNbO3の結晶よりも約３倍程大きい。２
種類の不純物が添加されたタンタルニオブ酸カリウム
（KTN 型結晶）の誘電屈折効果は、非常に高いフォトク
ロミクス特性を呈する。
【００２８】上記KTN 型のような結晶は、本発明による
光変調装置に大変適しているが、たとえば一般式BSO で
表せられるビスマスセレン化物のような従来の屈折性を
有する結晶も、有利であるということがわかる。しかし
ながら、上記KTN 型のような結晶を使うことによって、
BSO 型の従来の結晶に比べて、次に述べる点で有利であ
る。少量の不純物添加によるKTN 型結晶の空間電荷屈折
効果は、非常に感度が高い。特にBSO 型結晶と比べると
感度が高い。さらに、少量の不純物添加によるKTN型結
晶を使うことによって光変調装置の感度も高くすること
ができる。KTN に対してTi、Fe、KTN に対してTCr、F
e、KTN に対してTCr、V の２種類の不純物添加によるKT
N 型の結晶は、重要なフォトクロミクス効果を持つ。フ
ォトクロミクスの感度は、空間電荷屈折効果の感度より
は小さいけれども、フォトクロミクス効果は光変調装置
において、次に述べる２つの点で有利である。１つは、
フォトクロミクス効果は制御することが非常に容易であ
るという点である。もう１つは、感度の高さは、コノス
コピックホログラフィ装置において重要なパラメータで
はないので、また、読み出し光flの明るさを調節するこ
とによって、結晶を活性化することができるので、フォ
トクロミクス効果を利用した光変調装置は容易に実施で
きる。
光変調装置に大変適しているが、たとえば一般式BSO で
表せられるビスマスセレン化物のような従来の屈折性を
有する結晶も、有利であるということがわかる。しかし
ながら、上記KTN 型のような結晶を使うことによって、
BSO 型の従来の結晶に比べて、次に述べる点で有利であ
る。少量の不純物添加によるKTN 型結晶の空間電荷屈折
効果は、非常に感度が高い。特にBSO 型結晶と比べると
感度が高い。さらに、少量の不純物添加によるKTN型結
晶を使うことによって光変調装置の感度も高くすること
ができる。KTN に対してTi、Fe、KTN に対してTCr、F
e、KTN に対してTCr、V の２種類の不純物添加によるKT
N 型の結晶は、重要なフォトクロミクス効果を持つ。フ
ォトクロミクスの感度は、空間電荷屈折効果の感度より
は小さいけれども、フォトクロミクス効果は光変調装置
において、次に述べる２つの点で有利である。１つは、
フォトクロミクス効果は制御することが非常に容易であ
るという点である。もう１つは、感度の高さは、コノス
コピックホログラフィ装置において重要なパラメータで
はないので、また、読み出し光flの明るさを調節するこ
とによって、結晶を活性化することができるので、フォ
トクロミクス効果を利用した光変調装置は容易に実施で
きる。
【００２９】KTN 型結晶の誘電率は、強誘電型相変化付
近では非常に高く（臨界温度Tcにおいて１０前後に達す
る）なるので、動作点を制御・調整することにより比較
的弱い電界を使用することが可能となる。すなわち、BS
O 型の結晶を使用すると約10kV/cmの大きさの電界が必
要となるが、本発明による光変調装置では、約1kV/cmの
大きさの定常あるいは疑似定常電界で済む。従来の空間
電荷屈折効果を使用する装置で高解像力を得ようとする
ときに発生する主な問題点は、この種の装置で起こる電
荷移動の現象である。このような状態において、誘電屈
折効果を電荷移動を起こさずに使用することは可能であ
る。これは、単に、適当な波長をもつ読み出し光flを使
用して読み出し時に再度スイッチを入れられる（再規定
される）電界によって、書き込み時において電界は、切
換え可能であり、スイッチを切る（消去）することが可
能であることが要求されるからである。
近では非常に高く（臨界温度Tcにおいて１０前後に達す
る）なるので、動作点を制御・調整することにより比較
的弱い電界を使用することが可能となる。すなわち、BS
O 型の結晶を使用すると約10kV/cmの大きさの電界が必
要となるが、本発明による光変調装置では、約1kV/cmの
大きさの定常あるいは疑似定常電界で済む。従来の空間
電荷屈折効果を使用する装置で高解像力を得ようとする
ときに発生する主な問題点は、この種の装置で起こる電
荷移動の現象である。このような状態において、誘電屈
折効果を電荷移動を起こさずに使用することは可能であ
る。これは、単に、適当な波長をもつ読み出し光flを使
用して読み出し時に再度スイッチを入れられる（再規定
される）電界によって、書き込み時において電界は、切
換え可能であり、スイッチを切る（消去）することが可
能であることが要求されるからである。
【００３０】また、本発明による光変調装置において適
当な書き込みおよび読み出し光の波長に関して述べれ
ば、この書き込みおよび読み出し光は、白色光あるいは
単色光によって構成されても良く、あるいはまた、コヒ
ーレントでない光によって構成されても良い。ファブリ
・ペロー干渉計のようなシステムでは、読み出し時に使
用されるので、まるで単色フィルタを使用したかのよう
に上記システムは作用する。このようにして、この干渉
計システムでは、動作範囲にわたって、単色光だけを扱
うシステムのように白色光を扱えるのである。
当な書き込みおよび読み出し光の波長に関して述べれ
ば、この書き込みおよび読み出し光は、白色光あるいは
単色光によって構成されても良く、あるいはまた、コヒ
ーレントでない光によって構成されても良い。ファブリ
・ペロー干渉計のようなシステムでは、読み出し時に使
用されるので、まるで単色フィルタを使用したかのよう
に上記システムは作用する。このようにして、この干渉
計システムでは、動作範囲にわたって、単色光だけを扱
うシステムのように白色光を扱えるのである。
【００３１】本発明における光変調装置の他の実施例と
して、コノスコピックホログラフィ像に対応する持続波
成分を除去することによって性能を改善する目的のため
のコノスコピックホログラフィ・システムがあげられ
る。このコノスコピックホログラフィ・システムでは、
広いダイナミックレンジが得られる。図３は、コノスコ
ピックホログラフィ・システムの構成を示す平面図であ
る。この図のように、コノスコピックホログラフィ・シ
ステムは、コノスコピック像を供給するコノスコピック
型装置３０によって構成される。制限されない例とし
て、コノスコピック型装置３０は、フランスで出願され
た出願番号No. 88 17225に記載された装置によって構成
されても良い。
して、コノスコピックホログラフィ像に対応する持続波
成分を除去することによって性能を改善する目的のため
のコノスコピックホログラフィ・システムがあげられ
る。このコノスコピックホログラフィ・システムでは、
広いダイナミックレンジが得られる。図３は、コノスコ
ピックホログラフィ・システムの構成を示す平面図であ
る。この図のように、コノスコピックホログラフィ・シ
ステムは、コノスコピック像を供給するコノスコピック
型装置３０によって構成される。制限されない例とし
て、コノスコピック型装置３０は、フランスで出願され
た出願番号No. 88 17225に記載された装置によって構成
されても良い。
【００３２】図３に示すシステムは、さらに、ダイクロ
ック・ミラ３１を含む。このダイクロック・ミラ３１は
コノスコピック像をに相当する光束に対して４５度傾け
られている。また、図３に示したコノスコピックホログ
ラフィ・システムは、広いダイナミックレンジを持ち、
上述した光変調装置３２を含む。この光変調装置３２
は、ダイクロック・ミラ３１からの光を受信する。ダイ
クロック・ミラ３１からの光は、コノスコピック像を表
示する書き込み光feおよび読み出し光flである。そし
て、光変調装置３２の次に、光学フィルタ３３、焦点レ
ンズ３４、検出器３５が順次、配置される。光学フィル
タ３３は、光変調装置３２によって構成されるファブリ
・ペロー干渉計の波長λf の光をろ波する。検出器３５
は、たとえば、ＣＣＤカメラで構成される。
ック・ミラ３１を含む。このダイクロック・ミラ３１は
コノスコピック像をに相当する光束に対して４５度傾け
られている。また、図３に示したコノスコピックホログ
ラフィ・システムは、広いダイナミックレンジを持ち、
上述した光変調装置３２を含む。この光変調装置３２
は、ダイクロック・ミラ３１からの光を受信する。ダイ
クロック・ミラ３１からの光は、コノスコピック像を表
示する書き込み光feおよび読み出し光flである。そし
て、光変調装置３２の次に、光学フィルタ３３、焦点レ
ンズ３４、検出器３５が順次、配置される。光学フィル
タ３３は、光変調装置３２によって構成されるファブリ
・ペロー干渉計の波長λf の光をろ波する。検出器３５
は、たとえば、ＣＣＤカメラで構成される。
【００３３】上述した光変調装置３２は、非常に高い性
能を示す。これは、本発明に一致するダイナミックゲイ
ンあるいはディファレンシャルゲインが、図１（Ｂ）の
曲線ＩＩの傾きに対応するからであり、このダイナミッ
クゲインは、透過率値の範囲における書き込み光feある
いは読み出し光flの持続波レベルとは無関係であるから
である。さらに、図１（Ｂ）における最適透過率ToIFP
に動作点を調節することは、つまり、同図における曲線
ＩＩの傾きが最大になるように動作点を調節・制御する
ことは、外部電界を印加することによって可能になる。
また、図３に示したコノスコピックホログラフィ・シス
テムでは、コノスコピックホログラフィ像情報を伝送
し、光変調装置に入射する書き込み光feとして作用する
ホログラフィ光束の持続波成分を除去することが可能に
なる。
能を示す。これは、本発明に一致するダイナミックゲイ
ンあるいはディファレンシャルゲインが、図１（Ｂ）の
曲線ＩＩの傾きに対応するからであり、このダイナミッ
クゲインは、透過率値の範囲における書き込み光feある
いは読み出し光flの持続波レベルとは無関係であるから
である。さらに、図１（Ｂ）における最適透過率ToIFP
に動作点を調節することは、つまり、同図における曲線
ＩＩの傾きが最大になるように動作点を調節・制御する
ことは、外部電界を印加することによって可能になる。
また、図３に示したコノスコピックホログラフィ・シス
テムでは、コノスコピックホログラフィ像情報を伝送
し、光変調装置に入射する書き込み光feとして作用する
ホログラフィ光束の持続波成分を除去することが可能に
なる。
【００３４】
【発明の効果】上記構成による光変調装置では、外部電
界を印加することによって最適透過率に動作点を調節す
ることが可能になる。また、上記構成によるコノスコピ
ックホログラフィ・システムでは、コノスコピックホロ
グラフィ像情報を伝送し、光変調装置に入射する書き込
み光feとして作用するホログラフィ光束の持続波成分を
除去することが可能になる。
界を印加することによって最適透過率に動作点を調節す
ることが可能になる。また、上記構成によるコノスコピ
ックホログラフィ・システムでは、コノスコピックホロ
グラフィ像情報を伝送し、光変調装置に入射する書き込
み光feとして作用するホログラフィ光束の持続波成分を
除去することが可能になる。
【図１】（Ａ）は、本発明の一実施例における光変調装
置の概略構成を示す正面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に
おける透過率−光学的距離の特性図である。
置の概略構成を示す正面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に
おける透過率−光学的距離の特性図である。
【図２】（Ａ）は、本発明の一実施例における光変調装
置の構成を示す正面図であり、（Ｂ）は、本発明の他の
実施例における光変調装置の構成を示す正面図である。
置の構成を示す正面図であり、（Ｂ）は、本発明の他の
実施例における光変調装置の構成を示す正面図である。
【図３】コノスコピックホログラフィ・システムの構成
を示す平面図である。
を示す平面図である。
１ 結晶 ２ 干渉計システム １１、１２ 電極 ２１、２２ 半透明鏡 ３０ コノスコピック型装置 ３１ ダイクロック・ミラ ３２ 光変調装置 ３３ 光学フィルタ ３４ 焦点レンズ ３５ 検出器
Claims (12)
- 【請求項１】 結晶を有する光変調装置において、 前記結晶は、屈折性あるいはフォトクロミクス性を有す
るとともに、屈折率の最小変化に対し透過率が最大変化
するダイナミックレンジを導くような傾きを持つ透過率
−光学的距離特性を有する干渉計システムの空洞部に配
置され、 前記干渉システムは、前記結晶の屈折率および前記結晶
の光学的距離を変化させる書き込み光手段によって書き
込まれるとともに、前記結晶の透過率の変化によって変
調される読み出し光手段によって読み込まれ、 ディファレンシャルゲインあるいはダイナミックゲイン
は前記透過率−光学的距離特性の前記傾きに一致するこ
とを特徴とする光変調装置。 - 【請求項２】 上記干渉計システムは前記干渉計システ
ムの光学的空洞部野範囲を決定する半透明鏡によって構
成されるファブリ・ペロー干渉計である請求項１記載の
光変調装置。 - 【請求項３】 上記結晶は前記半透明鏡の間に配置され
るとともに、前記空洞部の範囲は、前記書き込み光の入
射側に配置された一方の半透明鏡および前記読み出し光
の出射側に配置された他方の半透明鏡によって決定され
る請求項２記載の光変調装置。 - 【請求項４】 上記結晶は、フォトクロミクスおよび屈
折の両方あるいはいずれか一方の性質を有する結晶であ
る請求項２記載の光変調装置。 - 【請求項５】 上記結晶に定常あるいは疑似定常電界を
印加する１組の電極を備え、前記１組の電極によって前
記透過率−光学的距離特性における最大対称透過率変化
値に対応するように光学的距離および屈折率の実効値を
調節することが可能な請求項１記載の光変調装置。 - 【請求項６】 上記１組の電極は、前記半透明鏡と直交
するように配置されるとともに、ファブリ・ペロー干渉
計のろ波波長λf において光学的に透明あるいは不透明
な導電性金属層で構成される請求光５記載の光変調装
置。 - 【請求項７】 上記１組の電極は、前記半透明鏡と平行
するように配置されるとともに、ファブリ・ペロー干渉
計のろ波波長λf において光学的に透明あるいは不透明
な導電性金属層で構成され、前記結晶の１あるいは２面
に配置される請求光５記載の光変調装置。 - 【請求項８】 上記結晶は、誘電屈折性を有する結晶で
ある請求項１記載の光変調装置。 - 【請求項９】 上記定常あるいは疑似定常電界は、書き
込みプロセスにおいて空間電荷誘電屈折によって生じる
空間電荷移動を除去し、読み出しプロセスにおいて再規
定する請求項５記載の光変調装置。 - 【請求項１０】 上記結晶は、１あるいは２種類の不純
物が添加されるとともに、一般式がKTa(1-X)NbXO3 のタ
ンタルニオブ酸カリウムである請求項１記載の光変調装
置。 - 【請求項１１】 光束の形をとるコノスコピック像を供
給するコノスコープと、 前記読み出し光と前記コノスコピック像の光束とを光学
的システムによって結合させ、この結合された光を書き
込み光として受信する請求項１記載の光変調装置とを具
備することを特徴とするコノスコピックホログラフィ・
システム。 - 【請求項１２】 上記コノスコピックホログラフィ・シ
ステムの光変調装置の次段において、 光学的に遮蔽する光学的あるいはハイブリッド的フィル
タと、 ＣＣＤカメラ型の検出器とを配置する請求項１１記載の
コノスコピックホログラフィ・システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9009630A FR2665270B1 (fr) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | Dispositif modulateur spatial de lumiere et systeme d'holographie conoscopique a grande dynamique comportant un tel dispositif modulateur. |
| FR9009630 | 1990-07-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0728100A true JPH0728100A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=9399179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3211677A Withdrawn JPH0728100A (ja) | 1990-07-27 | 1991-07-29 | 光変調装置およびコノスコピックホログラフィ・システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5291314A (ja) |
| EP (1) | EP0468889B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0728100A (ja) |
| DE (1) | DE69116459T2 (ja) |
| FR (1) | FR2665270B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013511325A (ja) * | 2009-11-20 | 2013-04-04 | エトリー リミテッド | 生物物体及び無生物物体からのエネルギ情報信号の遠隔伝送及びエネルギ情報信号変換器 |
Families Citing this family (55)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2684202B1 (fr) * | 1991-11-27 | 1994-03-04 | Conoscope Sa | Procede et dispositif holographiques perfectionnes en lumiere incoherente. |
| US6674562B1 (en) * | 1994-05-05 | 2004-01-06 | Iridigm Display Corporation | Interferometric modulation of radiation |
| US7907319B2 (en) * | 1995-11-06 | 2011-03-15 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Method and device for modulating light with optical compensation |
| DE69709709D1 (de) | 1996-03-15 | 2002-02-21 | Retinal Display Cayman Ltd | Verfahren und vorrichtung zur betrachtung eines bildes |
| US8928967B2 (en) | 1998-04-08 | 2015-01-06 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Method and device for modulating light |
| WO1999052006A2 (en) | 1998-04-08 | 1999-10-14 | Etalon, Inc. | Interferometric modulation of radiation |
| WO2000007066A1 (en) | 1998-07-29 | 2000-02-10 | Digilens, Inc. | In-line infinity display system employing one or more switchable holographic optical elements |
| US6094283A (en) * | 1998-10-16 | 2000-07-25 | Digilens, Inc. | Holographic display with switchable aspect ratio |
| WO2000024204A1 (en) | 1998-10-16 | 2000-04-27 | Digilens, Inc. | Method and system for display resolution multiplication |
| AU1209100A (en) | 1998-10-16 | 2000-05-08 | Digilens Inc. | Holographic technique for illumination of image displays using ambient illumination |
| US6678078B1 (en) | 1999-01-07 | 2004-01-13 | Digilens, Inc. | Optical filter employing holographic optical elements and image generating system incorporating the optical filter |
| US6504629B1 (en) | 1999-03-23 | 2003-01-07 | Digilens, Inc. | Method and apparatus for illuminating a display |
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| US6473209B1 (en) | 1999-08-04 | 2002-10-29 | Digilens, Inc. | Apparatus for producing a three-dimensional image |
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| WO2001075513A1 (en) * | 2000-04-03 | 2001-10-11 | Massachusetts Institute Of Technology | All optical switch for optical integrated circuits |
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| KR101628340B1 (ko) | 2006-10-06 | 2016-06-08 | 퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스, 인크. | 디스플레이 장치 및 디스플레이의 형성 방법 |
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