JPWO2007108212A1 - 周期構造体及び周期構造の作製方法並びに応用製品 - Google Patents
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Abstract
Description
屈折率が1.2より大きい2種以上の媒質からなる周期構造体であって、含まれる媒質間の屈折率の比が1:1.2より大きくなる組合せがあり、基本単位格子を構成する第1から第3の基本並進ベクトルのうち、第1及び第2の基本並進ベクトルを含む面と直交する任意の軸を含み、かつ第1の基本並進ベクトルと平行な面および/または第2の基本並進ベクトルと平行な面に対して、単位構造中の誘電率又は屈折率の分布および/または基本単位格子が非鏡映対称であることを特徴とする、屈折率または誘電率が周期的に変化する周期構造体。
屈折率が1.2より大きい2種以上の媒質からなる周期構造体であって、含まれる媒質間の屈折率の比が1:1.2より大きくなる組合せがあり、単位構造中の誘電率又は屈折率の分布および/または基本単位格子が、非回転対称、非反転対称であり、基本単位格子を構成する第1から第3の基本並進ベクトルのうち第1及び第2の基本並進ベクトルを含む面と直交する任意の軸を含みかつ第1の基本並進ベクトルと平行な面および/または第2の基本並進ベクトルと平行な面に対して非鏡映対称であることを特徴とする、屈折率または誘電率が周期的に変化する周期構造体。
屈折率が1.2より大きい2種以上の媒質からなる周期構造体であって、含まれる媒質間の屈折率の比が1:1.2より大きくなる組合せがあり、単位構造中の誘電率又は屈折率の分布および/または基本単位格子が、並進対称性のみ有することを特徴とする、屈折率または誘電率が周期的に変化する周期構造体。
前記第2の基本並進ベクトルはゼロでない任意の長さを取りうることを特徴とする、第1から第3の発明のいずれかに記載する周期構造体。
前記第1から第3の基本並進ベクトルのうちいずれか2つの基本並進ベクトルを含む面と残る1つの基本並進ベクトルとがなす角度が60度より大きく90度より小さいことを特徴とする、第1から第4の発明のいずれかに記載する周期構造体。
前記周期構造体は薄膜が複数周期積層されてなり、前記薄膜層は周期的な凹凸構造を有し、該凹凸構造における凸部は最上部から最下部までの距離が複数存在する凸部であることを特徴とする、第1から第5の発明のいずれかに記載する周期構造体。
少なくとも1つの基本並進ベクトルの長さが100nmから1000nmであり、前記単位構造に含まれる媒質のうち少なくとも1つが2以上の屈折率をもつことを特徴とする、第1から第6の発明のいずれかに記載する周期構造体。
第1及び第2の基本並進ベクトルを含む面と直交する任意の軸を含み、かつ第1の基本並進ベクトルと平行な面および/または第2の基本並進ベクトルと平行な面に対して、電磁場が非鏡映対称の固有モードを呈することを特徴とする、第1から第7の発明のいずれかに記載する周期構造体。
電磁場が、第1及び第2の基本並進ベクトルを含む面と直交する任意の軸を含み、かつ第1の基本並進ベクトルと平行な面および/または第2の基本並進ベクトルと平行な面に対して非鏡映対称であり、前記軸に対して非回転対称である、固有モードを呈することを特徴とする、第1から第7の発明のいずれかに記載する周期構造体。
励振の方位にかかわらず電磁場が、第1及び第2の基本並進ベクトルを含む面と直交する任意の軸を含み、かつ第1の基本並進ベクトルと平行な面および/または第2の基本並進ベクトルと平行な面に対して非鏡映対称であり、前記軸に対して3回以上の回転対称性をもたない、固有モードを呈することを特徴とする、第1から第7の発明のいずれかに記載する周期構造体。
前記第1から第3の基本並進ベクトルのうちいずれか2つの基本並進ベクトルを含む面に所定の角度をもって入射した電磁波のビームを、該面と平行な方向に伝搬させるか、または該面に対して周期構造体と空気との臨界角以上の角度で伝搬させることを特徴とする、第1から第10の発明のいずれかに記載する周期構造体。
入射ビームを互いに平行に伝搬する複数のビームに分岐させることを特徴とする、第1から第11の発明のいずれかに記載する周期構造体。
第11の発明に記載するビームの伝搬方向または第12の発明に記載するビームの分岐方向が、前記第1又は第2の基本並進ベクトルの方向または前記第1から第3の基本並進ベクトルのうちいずれか2つの基本並進ベクトルを含む面に残る1つの基本並進ベクトルを投影した方向であることを特徴とする、第11または第12の発明に記載する周期構造体。
入射ビームの入射角または入射位置または入射ビームの波長を変えることにより、第11の発明における面内の逆方向に伝搬する2つビームの強度比、または、第12の発明における同一方向に伝搬するビームの強度比または分岐間隔の少なくともいずれか1つが変化することを特徴とする、第11から第13の発明のいずれかに記載する周期構造体。
第1から第7の発明のいずれかに記載する周期構造体と比べて基本単位格子の断面積又は体積が同一であり、おのおのに含まれる1つの基本並進ベクトルが同一であり、単位構造における媒質の種類、構成比率が同一であり、そして、鏡映対称な基本単位格子および単位構造による周期構造体が有する反対称モードの存在する波長相当のエネルギーの中心値の±30%以内に相当する波長において第11から第14の発明のいずれかに記載するビームの伝搬形態を呈することを特徴とする、屈折率または誘電率が周期的に変化する周期構造体。
前記周期構造体の単位構造内の媒質にpn接合またはpin接合が存在することを特徴とする、第1から第15の発明のいずれかに記載する周期構造体。
前記周期構造体中の媒質は透明導電体材料を含有し、該周期構造体が電気伝導性をもつことを特徴とする、第1から第16の発明のいずれかに記載する周期構造体。
前記周期構造体中の媒質は流体と固体とを含有することを特徴とする、第1から第17の発明のいずれかに記載する周期構造体。
前記単位構造中の媒質の一部分に非線形光学材料、発光性物質のいずれかを含有することを特徴とする、第1から第18の発明のいずれかに記載する周期構造体。
第1から第19の発明のいずれかに記載する周期構造体と、該周期構造体に接続され該周期構造体と媒質が連続する他の周期構造体とを有し、
前記周期構造体を構成する第1から第3の基本並進ベクトルの和と前記他の周期構造体を構成する第1から第3の基本並進ベクトルの和とが異なることを特徴とする、複合周期構造体。
第1から第19の発明のいずれかに記載する周期構造体と該周期構造体に接続された一様媒質とを有することを特徴とする、複合周期構造体。
凹凸形状が1次元的な周期性または2次元的な周期性をもって形成された基板上に、少なくとも異方性デポジションまたは異方性エッチングのいずれか一方を用いて製造する周期構造体の製造方法であって、
堆積粒子またはエッチング粒子の基板に対する入射方向の平均が基板面に対して垂直ではなく、
前記入射方向を前記基板面に投影した方向と、前記周期性の方向とがなす角度が0度から45度の範囲であることを特徴とする、
第1から第7の発明のいずれかに記載する周期構造体の製造方法。
第1から第21の発明のいずれかに記載する周期構造体または複合周期構造体と、光源、偏光子、反射型偏光分離素子、ウォークオフ型偏光分離素子、反射手段、位相板、回折格子、散乱体、空間光変調器、電極、感光体及び受光器からなる群から選ばれる少なくとも1つとを有することを特徴とする、デバイス。
平行ビーム源と、第11から第14の発明いずれかに記載する周期構造体と、反射型偏光分離素子とを有し、
前記周期構造体における第1から第3の基本並進ベクトルのうちいずれか2つの基本並進ベクトルを含む平面と前記反射型偏光分離素子とが互いに平行であり、
前記反射型偏光分離素子により、前記平行ビーム源からのビームが前記周期構造体に複数回入射されることを特徴とする、デバイス。
レーザー光源と、空間光変調器と、レンズと、感光体と、第12の発明に記載する周期構造体とを有し、
前記周期構造体によって、前記レーザー光源から入射されたビームを、入射光と同一方向かつ互いに平行に伝搬する複数のビームに分岐させ、
前記空間光変調器によって、前記分岐させた複数のビームのうち少なくとも1つのビームを透過させるかまたは反射させ、
前記レンズにより、前記空間光変調器によって透過または反射させたビームを少なくとも含む複数のビームを前記感光体における同一の箇所に集光することを特徴とする、デバイス。
202 二つめのPTV
1001 自己クローニング型2次元フォトニック結晶
1004 入射平行ビーム
1005 出力ビーム
1006 出力ビーム
1007 出力ビーム
1008 出力ビーム
1009 出力ビーム
1010 出力ビーム
3107 i型多結晶シリコンが占める領域
3108 i型多結晶シリコンが占める領域
3109 n型多結晶シリコンが占める領域
3110 p型アモルファスシリコンカーバイトが占める領域
3111 p型アモルファスシリコンカーバイトが占める領域
3112 p型アモルファスシリコンカーバイトが占める領域
以下、第1から第7の発明について、例示的に図面を参照しつつ、詳細に説明する。
前記第1から第3のPTVのうちいずれか2つのPTVを含む面と残る1つのPTVとがなす角度については、好ましくは65度より大きく85度より小さく、より好ましくは75度より大きく85度より小さい。65度より大きく85度より小さいと、後述する第11の発明において第1及び第3のPTVを含む面と平行な面である周期構造体の表面に入射した電磁波が、第1及び第3のPTVを含む面と平行な方向により大きい比率をもって伝搬するから有利である。また、75度より大きく85度より小さいと、後述する第22の発明による製造が容易であると共に、後述する第11の発明において第1及び第3のPTVを含む面と平行な面である周期構造体の表面に入射した電磁波が、第1及び第3のPTVを含む面と平行な方向により大きい比率をもって伝搬させることができるため、有利である。
第11または第12の発明を特徴づける伝搬を示す電磁波(光)の波長は、第1のPTVに対してBASに含まれる最も大きな屈折率をもつ媒質の屈折率をかけた値(例えば図1記載の周期構造体においては波長約980nm)以下であり、好ましくは第1のPTVに対してBASに含まれる媒質の屈折率の加重平均をかけた値(例えば図1記載の周期構造体においては波長約760nm)以下であり、より好ましくは第1のPTVに対してBASに含まれる媒質の屈折率の加重平均をかけた値以下でかつ第3のPTVに対してBASに含まれる媒質の屈折率の加重平均をかけた値以下でかつ第1のPTV以上(例えば図1記載の周期構造体においては波長約410nm以上465nm以下)である。
前記少なくとも1つのPTVの長さについては、後述する第11の発明において第1及び第2のPTVを含む面と平行な面である周期構造体の表面に入射した電磁波の波長が紫外線領域の場合は、好ましくは100nmから400nm、より好ましくは150nmから350nmとする。同じく電磁波の波長が可視光領域の場合は、好ましくは200nmから700nm、より好ましくは350nmから500nmとする。同じく電磁波の波長が近赤外領域の場合は、好ましくは300nmから1000nm、より好ましくは400nmから700nmとする。
以下、第8から第10の発明について、例示的に図面を参照しつつ、詳細に説明する。
以下、第11から第15の発明について、例示的に図面を参照しつつ、詳細に説明する。
(B) 第1及び第2のPTVを含む面と平行な面である周期構造体の表面に入射した電磁波の一部は、周期構造体内部で回折光となり、周期構造体内部を「第1および/又は第2のPTVの方向」および/又は「第1及び第3のPTVを含む面と平行な方向」および/又は「第2及び第3のPTVを含む面と平行な方向」に伝搬する。
(C) 上記(B)の回折光は、周期構造体と一様媒質の界面で全反射、又は一部を除いて反射し残りは透過する。(第11の発明に相当する)。つまり周期構造体は導波路としての作用も有する。
(E) 上記(B)から上記(D)により、入射ビームと同一進行方向及び反射ビームと同一方向に進む複数のビームが得られる(ビームの分岐。第12の発明に相当する)。さらに該複数のビームは、互いにほぼ同一の偏波状態をもつ。
(G) 入射角によって同一方向に伝搬するビームの強度比、分岐間隔が、変化する(第14の発明に相当する)。
(H) 入射位置によって同一方向に伝搬するビームの強度比が、変化する(第14の発明に相当する)。
(I) 波長によって同一の入射角、入射位置における面内の逆方向に伝搬する2つビームの分岐間隔が、おおよそ波長に比例して変化する。また入射角度、入射位置を変化させた場合の分岐された光の強度比も変化する(第14の発明に相当する)。
(K) 前記特定波長以外では、ビームの伝搬方向は通常の幾何光学に従う。
(L) 上記(A)から上記(J)に記載される伝搬を示す波長は、図2に示すPrCおよびBASと周期構造体とPrCの面積又は体積が同一、かつおのおのに含まれる1つのPTVが同一、BASにおける媒質の種類、構成比率が同一、かつ鏡映対称な図3に示すPrCおよびBASによる周期構造体が有する反対称モードの存在する波長の近傍である(周波数にして7%のずれは存在する。また、場合によっては10%のずれ、15%のずれ、20%のずれ、30%のずれは存在する)(第15の発明に相当する)。
(M) 第1または第3のPTVの大きさと含まれる媒質のうち最も大きな屈折率との積は、上記(A)から上記(K)の伝搬が生じる最も長い波長よりも大きい。
(N) 上記(E)記載の互いに平行に伝搬する複数のビームが発現する範囲は、多次元周期構造体の範囲内に限られる。多次元周期構造の外に上記(E)記載の互いに平行に伝搬する複数のビームは発生しない。
(O) 上記(A)および(B)の伝搬をなす光が、欠陥や表面の異物など周期が乱れた個所から漏れ出す。
(P) 図3記載のPrCおよびBASによる周期構造体に、反対称モードのバンドが存在する波長の光を斜め入射しても上記(A)から上記(J)の光の伝搬は生じない。
第1に薄膜面内を光が伝搬する。
第2にAC-2DPhCと1次元多層膜部の境界で反射する。
第3にZ方向に光が漏れ出す。
図14は図10記載の基板1002上に形成された「AC-2DPhC」1001、1次元多層膜1003および空気の間での光の伝搬を拡大して表記したモデル図である。図中の符号1401はAC-2DPhC、符号1402は石英基板、符号1403は1次元多層膜、符号1404は入射光、符号1405〜1423はそれぞれ光線を表す。
1次回折光である光線1405は「AC-2DPhC」1401と空気との界面で全反射し、ついで「AC-2DPhC」1401と基板1402との界面に入射する。この界面では反射光と透過光1416に分岐される。
同じく1次回折光である光線1406は「AC-2DPhC」1401と基板1402との界面に入射し、反射光の光線1414と透過光の光線1415に分岐される。
同じく1次回折光である光線1407は「AC-2DPhC」1401と空気との界面で全反射し、ついで「AC-2DPhC」1401と1次元多層膜1403との界面に入射する。この界面では反射光1419と透過光1420に分岐される。
また「AC-2DPhC」1401の膜と平行(X軸と平行方向)に伝搬する光線1412は「AC-2DPhC」1401と1次元多層膜1403との界面に入射し、一部は透過する。なお、光線1415の出力が望ましくない場合は、以下の方法で出力を小さくできる
・AC-2DPhCの実効屈折率が高くなるようにする。
・基板に金属材料を用いる。または基板と周期構造体の間に金属層を介する。
・屈折率の小さい材料を基板として用いる。
「AC-2DPhC」1401と基板1402の界面を透過した光線1415は、基板1402と空気の界面に入射し全反射する。ついで再度「AC-2DPhC」1401と基板1402の界面に入射し、一部は「AC-2DPhC」1401内に透過し、相反性の要求に従い光線1504と1505を生じさせる。これが前記の分岐光の発生過程である。
一方、「AC-2DPhC」1401と基板1402の界面を透過した光線1423は基板1402と空気の界面に入射し全反射する。ついで1次元多層膜1403と基板1402の界面に入射し全反射する。そのため光線1423は基板1402中に閉じこめられる。
前述した光の伝搬の波長依存性からすると、図4の反対称モードの第2バンドに対応する図5の反対称ライクモードの第2バンドでは面内への伝搬などが生じるが図4の反対称モードの第1バンドに対応する図5の反対称ライクモードの第1バンドでは均質媒質によるバルクの平板と同様の伝搬を生じさせる。図5では反対称ライクモードの第1バンドが存在する波長近傍のバンド構造は図4の反対称モードの第1バンドが存在する波長近傍のバンド構造と傾き及び波長がさほど変わらず、反対称ライクモードの第1バンドが存在する波長近傍のバンド構造は垂直成長の反対称モードの第2バンドが存在する波長近傍のバンド構造は大きく乖離していることから図1の構成では反対称ライクモードの第2バンドまたはより高次の反対称ライクモードのバンドが存在する波長で後述する光の伝搬をなすと結論付ける。
従来の回折格子には|sinθ|>1(θは回折角)の条件を満たす回折光が、回折格子表面(回折格子と空気の界面)に近接場光として局在する現象が知られている。
本発明は、界面ではなく、PhC内部を伝搬光として伝搬することが異なる。
(1)入射方向と直交又はそれに近い角度をもつPTVの長さ(AC-PhCにおいては基板上に形成されて凹凸の周期)
(2)用いる媒質の屈折率と充填比率(実効屈折率)
第1の有効な方法として、3次元PhCを用いる。離散的並進対称性を有する方向と周期の大きさの存在数が多いほど反対称モードのバンドが存在する波長が増えるため、3次元PhCは2次元PhCに比べ有利である。特にPTVの長さが各々異なることが望ましい。
以下、第16から第19の発明について、例示的に図面を参照しつつ、詳細に説明する。
以下、第20及び第21の発明について、例示的に図面を参照しつつ、詳細に説明する。
(a)異なるPrCの長さ、PrCの方向、次元数をもつ周期構造体のヘテロ接合。つまりPTVの和、いわゆる合成ベクトルが異なる周期構造体同士の接合を行う。このとき接合される各周期構造体中の構成媒質は同じで、各周期構造体中の同種の構成媒質どうしが連続することが望ましい(第20の発明に相当する)。
(b)周期構造体の端面を一様媒質と接続した構造(第21の発明に相当する)。
(c)第3のPTVの方向に異なる周期、媒質構成の異なるPhCを直列接続した構造。
以下、第22の発明について、例示的に図面を参照しつつ、詳細に説明する。
以下、第23から第25の発明について、例示的に図面を参照しつつ、詳細に説明する。上記第1から第21の発明は、他の関連技術や他のデバイスと組み合わせてさらに応用範囲を広げることができる。
さらに発明者は「PhCの反対称モードと外部平面波の結合効率を制御する方法」についても検討した。以下(1)、(2)については非特許文献4において知られており、そのまま活用できる。
(1)PhCの反対称モードと外部平面波の結合効率は入射角に依存する。
(2)PhCの反対称モードと外部平面波の結合効率は層数(周期数)に依存する。
図1記載の基板上に形成された周期構造体を用い、n≒1.5の媒質としてSiO2、n≒2.4の媒質として五酸化ニオブ(以下、Nb2O5)を用いる。
図21記載の基板上に凹凸を形成した後、該基板上に適切な条件下でrfバイアススパッタリング法(スパッタエッチングも効果を伴うrfスパッタリング)によりSiO2膜を堆積させることで三角形形状の整形層を形成する。このとき図19および図20のように、基板をターゲットの直上から外し、かつターゲットの径方向と基板の周期方向をほぼ同一方向とすることで、ZX平面での断面が非二等辺三角形(三辺の長さが異なる三角形)形状の整形層が実現できる。
また、本実施形態に対してZ方向から、広いスペクトルをもつビームを入射すれば波長分岐機構として利用でき、例えば分光器として活用できる。
(1)Z方向に導電性を持ち、かつH型伝搬(A)、(B)及び(C)を示すPhC「2D-横崩しACPC」を用いる。
(2)外部から入射した光が、H型伝搬(A)、(B)及び(C)によりPhC内部に閉じこめられつつ伝搬し、吸収されることによって、バルクの材料に比べ光吸収効率を増大させる。
(3)上記により電子のバンド構造に由来する光の吸収率を、フォトンのバンド構造と光の伝搬方向を制御することで補う。
(1)電子のバンドギャップエネルギーが大きい。
(2)吸収係数が吸収端より長波長側になるに従い、急激に減少せずなだらかに減少する(すそ吸収が大きい。帯・局在準位間吸収がある)。
(3)屈折率が大きい(n≧3である。)
(4)抵抗率が小さい。
(5)p型透明導電膜との間に電気的な接合が可能である。
次に、光の伝搬について説明する。本実施形態においても、Z方向から入射した光は周期構造体内でX方向に伝搬する。X方向への伝搬は光を周期構造体内に閉じこめることに等しく、変換効率の高い湿式太陽電池となる。
Claims (25)
- 屈折率が1.2より大きい2種以上の媒質からなる周期構造体であって、含まれる媒質間の屈折率の比が1:1.2より大きくなる組合せがあり、基本単位格子を構成する第1から第3の基本並進ベクトルのうち、第1及び第2の基本並進ベクトルを含む面と直交する任意の軸を含み、かつ第1の基本並進ベクトルと平行な面および/または第2の基本並進ベクトルと平行な面に対して、単位構造中の誘電率又は屈折率の分布および/または基本単位格子が非鏡映対称であることを特徴とする、屈折率または誘電率が周期的に変化する周期構造体。
- 屈折率が1.2より大きい2種以上の媒質からなる周期構造体であって、含まれる媒質間の屈折率の比が1:1.2より大きくなる組合せがあり、単位構造中の誘電率又は屈折率の分布および/または基本単位格子が、非回転対称、非反転対称であり、基本単位格子を構成する第1から第3の基本並進ベクトルのうち第1及び第2の基本並進ベクトルを含む面と直交する任意の軸を含みかつ第1の基本並進ベクトルと平行な面および/または第2の基本並進ベクトルと平行な面に対して非鏡映対称であることを特徴とする、屈折率または誘電率が周期的に変化する周期構造体。
- 屈折率が1.2より大きい2種以上の媒質からなる周期構造体であって、含まれる媒質間の屈折率の比が1:1.2より大きくなる組合せがあり、単位構造中の誘電率又は屈折率の分布および/または基本単位格子が、並進対称性のみ有することを特徴とする、屈折率または誘電率が周期的に変化する周期構造体。
- 前記第2の基本並進ベクトルはゼロでない任意の長さを取りうることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載する周期構造体。
- 前記第1から第3の基本並進ベクトルのうちいずれか2つの基本並進ベクトルを含む面と残る1つの基本並進ベクトルとがなす角度が60度より大きく90度より小さいことを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載する周期構造体。
- 前記周期構造体は薄膜が複数周期積層されてなり、前記薄膜層は周期的な凹凸構造を有し、該凹凸構造における凸部は最上部から最下部までの距離が複数存在する凸部であることを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載する周期構造体。
- 少なくとも1つの基本並進ベクトルの長さが100nmから1000nmであり、前記単位構造に含まれる媒質のうち少なくとも1つが2以上の屈折率をもつことを特徴とする、請求項1から6のいずれかに記載する周期構造体。
- 第1及び第2の基本並進ベクトルを含む面と直交する任意の軸を含み、かつ第1の基本並進ベクトルと平行な面および/または第2の基本並進ベクトルと平行な面に対して、電磁場が非鏡映対称の固有モードを呈することを特徴とする、請求項1から7のいずれかに記載する周期構造体。
- 電磁場が、第1及び第2の基本並進ベクトルを含む面と直交する任意の軸を含み、かつ第1の基本並進ベクトルと平行な面および/または第2の基本並進ベクトルと平行な面に対して非鏡映対称であり、前記軸に対して非回転対称である、固有モードを呈することを特徴とする、請求項1から7のいずれかに記載する周期構造体。
- 励振の方位にかかわらず電磁場が、第1及び第2の基本並進ベクトルを含む面と直交する任意の軸を含み、かつ第1の基本並進ベクトルと平行な面および/または第2の基本並進ベクトルと平行な面に対して非鏡映対称であり、前記軸に対して3回以上の回転対称性をもたない、固有モードを呈することを特徴とする、請求項1から7のいずれかに記載する周期構造体。
- 前記第1から第3の基本並進ベクトルのうちいずれか2つの基本並進ベクトルを含む面に所定の角度をもって入射した電磁波のビームを、該面と平行な方向に伝搬させるか、または該面に対して周期構造体と空気との臨界角以上の角度で伝搬させることを特徴とする、請求項1から10のいずれかに記載する周期構造体。
- 入射ビームを互いに平行に伝搬する複数のビームに分岐させることを特徴とする、請求項1から11のいずれかに記載する周期構造体。
- 請求項11に記載するビームの伝搬方向または請求項12に記載するビームの分岐方向が、前記第1又は第2の基本並進ベクトルの方向または前記第1から第3の基本並進ベクトルのうちいずれか2つの基本並進ベクトルを含む面に残る1つの基本並進ベクトルを投影した方向であることを特徴とする、請求項11または12に記載する周期構造体。
- 入射ビームの入射角または入射位置または入射ビームの波長を変えることにより、請求項11における面内の逆方向に伝搬する2つビームの強度比、または、請求項12における同一方向に伝搬するビームの強度比または分岐間隔の少なくともいずれか1つが変化することを特徴とする、請求項11から13のいずれかに記載する周期構造体。
- 請求項1から7のいずれかに記載する周期構造体と比べて基本単位格子の断面積又は体積が同一であり、おのおのに含まれる1つの基本並進ベクトルが同一であり、単位構造における媒質の種類、構成比率が同一であり、そして、鏡映対称な基本単位格子および単位構造による周期構造体が有する反対称モードの存在する波長相当のエネルギーの中心値の±30%以内に相当する波長において請求項11から14のいずれかに記載するビームの伝搬形態を呈することを特徴とする、屈折率または誘電率が周期的に変化する周期構造体。
- 前記周期構造体の単位構造内の媒質にpn接合またはpin接合が存在することを特徴とする、請求項1から15のいずれかに記載する周期構造体。
- 前記周期構造体中の媒質は透明導電体材料を含有し、該周期構造体が電気伝導性をもつことを特徴とする、請求項1から16のいずれかに記載する周期構造体。
- 前記周期構造体中の媒質は流体と固体とを含有することを特徴とする、請求項1から17のいずれかに記載する周期構造体。
- 前記単位構造中の媒質の一部分に非線形光学材料、発光性物質のいずれかを含有することを特徴とする、請求項1から18のいずれかに記載する周期構造体。
- 請求項1から19のいずれかに記載する周期構造体と、該周期構造体に接続され該周期構造体と媒質が連続する他の周期構造体とを有し、
前記周期構造体を構成する第1から第3の基本並進ベクトルの和と前記他の周期構造体を構成する第1から第3の基本並進ベクトルの和とが異なることを特徴とする、複合周期構造体。 - 請求項1から19のいずれかに記載する周期構造体と該周期構造体に接続された一様媒質とを有することを特徴とする、複合周期構造体。
- 凹凸形状が1次元的な周期性または2次元的な周期性をもって形成された基板上に、少なくとも異方性デポジションまたは異方性エッチングのいずれか一方を用いて製造する周期構造体の製造方法であって、
堆積粒子またはエッチング粒子の基板に対する入射方向の平均が基板面に対して垂直ではなく、
前記入射方向を前記基板面に投影した方向と、前記周期性の方向とがなす角度が0度から45度の範囲であることを特徴とする、
請求項1から7のいずれかに記載する周期構造体の製造方法。 - 請求項1から21のいずれかに記載する周期構造体または複合周期構造体と、光源、偏光子、反射型偏光分離素子、ウォークオフ型偏光分離素子、反射手段、位相板、回折格子、散乱体、空間光変調器、電極、感光体及び受光器からなる群から選ばれる少なくとも1つとを有することを特徴とする、デバイス。
- 平行ビーム源と、請求項11から14のいずれかに記載する周期構造体と、反射型偏光分離素子とを有し、
前記周期構造体における第1から第3の基本並進ベクトルのうちいずれか2つの基本並進ベクトルを含む平面と前記反射型偏光分離素子とが互いに平行であり、
前記反射型偏光分離素子により、前記平行ビーム源からのビームが前記周期構造体に複数回入射されることを特徴とする、デバイス。 - レーザー光源と、空間光変調器と、レンズと、感光体と、請求項12に記載する周期構造体とを有し、
前記周期構造体によって、前記レーザー光源から入射されたビームを、入射光と同一方向かつ互いに平行に伝搬する複数のビームに分岐させ、
前記空間光変調器によって、前記分岐させた複数のビームのうち少なくとも1つのビームを透過させるかまたは反射させ、
前記レンズにより、前記空間光変調器によって透過または反射させたビームを少なくとも含む複数のビームを前記感光体における同一の箇所に集光することを特徴とする、デバイス。
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