WO1999049354A1

WO1999049354A1 - Dispositif electro-optique, procede de pilotage associe et procede de fabrication correspondant

Info

Publication number: WO1999049354A1
Application number: PCT/JP1999/001478
Authority: WO
Inventors: Masahiro Yamada; Toru Domuki; Hitoshi Tamada
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 1998-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 1999-09-30
Also published as: US6411420B1; KR20010012874A; EP0985947A1

Description

明細書

電気光学素子とその駆動方法および製造方法技術分野

この発明は、光ビームのコヒ一レント性を低めることのできる電気光学素子とその駆動方法および製造方法に関する。

背景技術

レーザ光は、一般に電波よりも周波数が高いので情報収容能力が大きく、また、波長が同一であり位相が揃っているので単色性や、指向性にすぐれ、通常の光ビームにはみられないコヒーレント性（可干渉性）を有しており、更に、極めて細く収束できるために微小面積にエネルギーを集中して、局部的、瞬間的に例えば高温を実現できる等の特徴を有しており、通信および情報関係、計測関係、加工技術への応用、医学面への利用など多方面への応用がなされている。

しかしな力くら、このように、レーザ光は、指向性にすぐれていると共に、高い強度、コヒーレント性を有するがために、レーザ光を照明光として用いる場合、、例えばレーザディスプレイに用いる場合、そのコヒ一レン卜性が高いことによつて発生する点状のぎらつき、いわゆるスペックルノイズが問題となる。

このようなスペックルノィズを低減させるための光学装置としては、例えばバンドルファイバ一や、回転拡散板が知られている o

バンドルファイバ一は、多数本のマルチモ一ドファイバ一を束ねた構造を有し、コヒ一レントな光ビームのビーム形状をバンドルファイバ一の入力端の形状に合うように整形し、このバンドルファイバ一中に光ビームを伝搬させることによって、そのコヒ— レント性を低減させるものである。バンドルファイバ一を構成する各光ファイバ一は、それぞれマルチモード光ファイバ一であり、これによつて、この光ファイバ一中を伝搬する光ビームは、複数のモードに分かれて伝搬する。そして、各モードは、伝搬速度が互いに異なるので、ファイバーから出射された光ビームは、いろいろな位相を有する光ビームになる。そして、このような光ファイバ一が多数束ねられているので、出力された光ビームは、更に多くの位相を有する光ビームとなり、これによつてコヒ一レンス性が緩和され、スペックルノィズが低減する。

しかしながら、各光ファイバ一から出射される光ビーム同士の位相関係は、時間的に常に安定しており、したがって、スペックルノイズを完全に消し去ることは、困難である。

一方、回転拡散板は、コヒーレントな光ビームが回転するすりガラスを透過すように構成されており、まず、すりガラスによつて光ビームの構成成分すなわち光ビームを構成する光束の位相関係を空間的に乱し、次に、このすりガラスをモータ一等により回転させることによって、光ビームの構成光束の位相関係を時間的に変化させるものであり、上述したバンドルファイバーによるスペックルノィズ低減方法を改良したものと言える。

しかしながら、この方法では、回転拡散板を回転させるためのモーター等の可動部が必要となるために装置が大型化し、また消費電力も大きくなるという問題がある。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、レーザ光等のコヒ一レント性の高い光ビームの位相関係を乱し、容易にコヒーレン卜性の低減した光ビームが得られる電気光学素子とその駆動方法および製造方法を提供することにある。発明の開示

本発明による電気光学素子は、電気光学効果を有する単数の強誘電性基体、あるいは複数の同様の強誘電性基体の積層体によつて構成される。

この単数もしくは複数の強誘電性基体より成る電気光学素子は、光ビームの入射面と出射面とを有して成り、その入射面と出射面との間の光ビームの伝搬通路に、複数もしくは単数の分極反転ドメィンによる位相変位手段が設けられる。

また、上述した電気光学素子には、その強誘電性基体の分極反転ドメインの形成領域に電界を印加する少なくとも対の電極が設けられる。

分極反転ドメインは、強誘電性基体に入射させた光ビームを構成する光束の位相が相互に不規則に異なるようにする位相変位手段を構成するものであり、このために、この分極反転ドメインは、少なくとも光ビームの伝搬方向に不規則な形状および Zまたは配置とする。

また、位相変位手段を構成する分極反転ドメインは、光ビームの伝搬方向とほぼ直交する方向にも不規則に形成することが望ましい。

更にまた、位相変位手段を構成する分極反転ドメインは、その深さが不規則とされた構成とすることが望ましい。

光ビームの入射面と出射面は、鏡面とすることも、あるいはその少なくとも一方、望ましくは出射面を粗面とすることができる o

また、上述の電極の一部もしくは全部を、入射光ビームに対して透過率の高い透明電極として、この透明電極を通じて光の入射または出射の一方もしくは双方を行うことができる。

本発明による駆動方法は、上述した各構成による電気光学素子において、その少なくとも 1対の電極間に所要の電気信号、望ましくは交流信号、さらに望ましくは、直流成分を重畳した交流信号を供給する。このようにするとによって、分極反転ドメインと、他部との屈折率を異ならしめ、この不規則に形成された分極反転ドメインによって、これを通過する光ビームを構成する光束に関して位相変位を行って光束相互の位相が不規則に異なるように、したがって、光ビームのコヒーレントすなわち干渉性の低減化を行う。

本発明による電気光学素子の製造方法は、上述の各構成による電気光学素子を構成する強誘電性基体の一部に、その一方の主面から強誘電性基体の厚さ方向の全てもしくは一部に不規則パターンをもって第 1 の分極反転ドメインを形成する第 1工程を行う。次に、第 1 の分極反転ドメィンの深さを所要の深さに縮小する第 2工程を行う。次に、強誘電性基体の他の一部に、その一方の主面から上記強誘電性基体の厚さ方向の全てもしくは一部に渡つて第 2 の分極反転ドメインを形成する第 3工程を行う。

更に必要に応じて、同様にキュリー温度以下の所定の温度に所要時間保持して、各分極反転ドメィンの深さを所要の深さに縮小する第 4工程とを行う。

第 1および第 3工程は、強誘電性基体の対向した両主面に電極をそれぞれ設け、これら電極間に電極を印加することによって、第 1および第 2 の分極反転ドメィンを形成する。

あるいは第 1および第 3工程は、強誘電性基体の自発分極の負側または正側の面に、負または正の電荷を有する電荷粒子を照射することによって、第 1および第 2の分極反転ドメインを形成する。

また、第 2および第 4工程は、強誘電性基体をそのキュリー温度より低い所定の温度に保持することによって行うことができる上述の各電気光学素子において、その強誘電性基体を、 L i N b x T a ! - x 0 (但し、 0 ≤ x≤ l ) の結晶によって構成し、キユリ一温度以下の所定の温度で、大気中または酸素雰囲気中に保持する工程を行う。

また、上述の各電気光学素子において、その強誘電性基体を L i N b 0 ₃ の結晶によって構成し、該強誘電性基体を、 3 0 0 °C

〜 1 1 5 0 °Cで瞬時から 3 0時間以内、大気中または酸素雰囲気中に保持する工程を行う。

図面の簡単な説明

第 1図は、本発明による電気光学素子の概略斜視図であり、第 2図は、その概略平面図であり、第 3図は、第 2図の I II一 III 線上の概略断面図であり、第 4図は、本発明による電気光学素子の概略斜視図であり、第 5図は、本発明による電気光学素子のの概略断面図であり、第 6図は、本発明の製造方法に基く分極反転ドメインの形成方法を説明する概略斜視図であり、第 7図は、本発明の製造方法に基く分極反転ドメィンの形成方法を説明する概略斜視図であり、第 8図（A ) 〜（D ) は、本発明の製造方法に基く分極反転ドメインの形成方法を説明する概略図であり、第 9 図は、本発明による電気光学素子の概略断面図であり、第 1 0図は、本発明による電気光学素子の概略断面図であり、第 1 1図は、本発明による電気光学素子の概略断面図であり、第 1 2図は、本発明による電気光学素子の概略断面図であり、第 1 3図は、本発明による電気光学素子の概略断面図であり、第 1 4図は、本発明による電気光学素子の概略断面図であり、第 1 5図は、本発明による電気光学素子の概略断面図であり、第 1 6図は、本発明による電気光学素子の概略断面図であり、第 1 7図は、本発明による電気光学素子の概略断面図である。

発明を実施するための最良の形態

本発明による電気光学素子は、単数もしくは複数の、例えば直方形基板状をなす電気光学効果を有する強誘電性基体によつて構成される。

この強誘電性基体には、少なくとも光ビームの伝搬方向に不規則に形成された分極反転ドメインによる位相変位手段が形成される。

また、この位相変位手段の形成部に所要の電界を印加する少なくとも対の電極が設けられる。

位相変位手段は、光ビームの伝搬方向に、不規則形状を有する分極反転ドメインを複数個、不規則に配置された構成、あるいは 1個の不規則形状を有する分極反転ドメインを配置することによつて構成する。

分極反転ドメインは、光ビームの伝搬方向と直交する方向に関しても不規則に形成することが望ましい。

すなわち、分極反転ドメインは、強誘電性基体中を伝搬する光ビームを構成する光束が、分極反転ドメイン中に入射および出射することによつて少なくともドメイン壁を 2度通過するように配置され、複数の光束が、分極反転ドメインに対し互いに例えば分極反転ドメインの通過個数、入射角、出射角、分極反転ドメイン中の通過距離等について相違するようにする。

そして、光ビームが強誘電性基体中を所定の一方向に伝搬させる構成とするときは、この伝搬方向と垂直もしくはほぼ垂直に、分極反転ドメインのドメイン壁が形成されるようにすることによつてドメィンによる光ビームの伝搬方向以外の方向への屈折散乱を効果的に回避して光ビームを所定の一方向に安定して伝搬させることができる。

すなわち、例えば電気光学素子が、直方形の板状強誘電性基体より成り、その両主面間の相対向する端面をそれぞれ光ビームの入射面および出射面とし、光ビームの伝搬方向を、強誘電性基体の主面、すなわち板面方向とするときは、分極反転ドメインのドメイン壁の少なくとも 1つが、強誘電性基体の主面に垂直もしくはほぼ垂直とし、かつ光ビームがドメィン壁の少なくとも 2つを通過する構成とされる。そして、このように、ドメイン壁を、強誘電性基体の主面と垂直もしくはほぼ垂直とすることにより、光ビームの入射面および出射面間を主面と平行な面に安定して伝搬させることができる。

また、光ビームの強誘電性基体中の伝搬方向は、例えばこの強誘電性基体が板状である場合、上述したように、その板面方向とすることもできるが、その伝搬方向例えば厚さ方向とすることもできる。

また、例えばその主たる伝搬方向が所定の方向例えば板面方向とする場合においても、例えばその両主面もしくは一方の主面の、一部もしくは全面に反射面を形成して、光ビームを反射屈曲させながら、所定の方向に伝搬させて、その光路長を長くすることもできる。

更に、上述した分極反転ドメインを有する強誘電性基体を複数枚積層して、複数の強誘電性基体に渡って光ビームの伝搬光路を形成して光路長の増大化を図ることもできる。

また、電気光学素子の入射面および出射面、すなわちこの電気光学素子を構成する単数もしくは複数の強誘電性基体の光ビームの入射面および出射面は、共に鏡面とすることによってその入射効率および出射効率を高める構成とすることができるが、入射面および出射面のいずれか一方、特に出射面を、光の散乱を生じるような粗面とすることによって、よりコヒ一レント性の低減化を図ることができる。

本発明による駆動方法は、上述した本発明による電気光学素子において、上述の分極反転ドメィンによって構成した位相変位手段に、所要の電界を印加することによって、位相変位手段を機能させて、光ビームの可干渉性すなわちコヒ一レント性を低減させる。

すなわち、電気光学素子に形成した少なくとも対の電極間に、所要の電圧、望ましくは交流信号、更に好ましくは直流電圧を重畳した交流信号を供給する。

このようにすると、印加信号に応じて、強誘電性基体において、その分極反転ドメィンと他部との屈折率が、時間的に相違して来る。このために、分極反転ドメイン中と、それ以外の部分とで、光の進行速度が相違し、さらに、これが時間的にも変化し、またその分極反転ドメインに対する光の入射角、出射角等の相違、ドメィンの形状の不規則性等による分極反転ドメィンの内外での各光路長の相違等の多くの要因の相違および変化によって、光ビ —ムを構成する光束の位相が相互に異なり、これにより位相のばらっきを発生させて、可干渉性すなわちコヒーレント性の低下を生じさせることができる。

すなわち、本発明による電気光学素子の、分極反転ドメインの不規則性とは、これに入射させた光ビーム、例えばレーザ光を構成する光束相互の位相を不規則化させてコヒーレン卜の低下を生じさせることを意味する。

そして、電気光学素子の駆動時において、これに印加する電気信号は、上述した位相変化を時間的に与える効果を得るために、交流信号とすることが望ましいが、この場合、 0 Vの時点で、分極反転ドメインの屈折率が他部と一致する瞬間が発生し、このときコヒーレント性の低下の効果が喪失して、スペックルノィズを発生する瞬間が生じる。そこで、このような不都合を回避するために、交流信号を直流信号に重畳させて供給することが望ましいものである。また、本発明による電気光学素子の製造方法は、上述した本発明による各構成による電気光学素子を製造するものであり、第 1 工程で、第 1 の分極反転ドメインの形成を行い、その後第 2工程で、この第 1 の分極反転ドメインの深さの制御を行い、第 3工程で、第 2 の分極反転ドメインを形成する。そして更に例えば第 4 工程で、分極反転ドメインの深さの制御をおこなって、不規則性の複数の分極反転ドメィンを形成するという方法である。

また、この場合、第 1および第 2工程の作業を繰り返し行うことによってより複雑で不規則な分極反転ドメインの形成を行うことができる。

第 1 および第 3工程における分極反転ドメインの形成は、強誘電性体の対向した両主面に電極をそれぞれ設け、これらの対向電極間に電圧を印加することによって行う。あるいは、強誘電性基体の自発分極の負側または正側の面に、負または正の電荷を有する荷電粒子を照射することによつて行うことができる。

また、第 2および第 4工程は、強誘電性基体を、そのキュリー温度より低い温度に保持することによって行うことができる。例えば、強誘電性基体が L i N b _x T _{a i}— _x 0 ₃ (但し、 0 ≤ χ ≤ 1 ) の結晶からなる場合、この強誘電性基体をそのキュリー温度以下で大気中または酸素雰囲気中に保持することによって行うことが望ましい。因みにこの L i N b _x T a 0 3 のキュリー温度は X = 0で約 6 0 0 °C、 X = 1で 1 2 0 0 °C以下である。そして、強誘電性基体が L i N b 0 3 の結晶からなる場合、第 2および第 4の工程は、強誘電性基体を 3 0 0〜 1 1 5 0 で瞬時〜 3 0時間、大気中または酸素雰囲気中に保持することによって行う o

第 6図〜第 8図を参照して本発明の製造方法について詳細に説明する。

ミ αー A冊まず、強誘電性基体の厚さ方向の全体（基板厚さ全体）に亘る深さの分極反転ドメィンを作製する方法には、例えば、直接に基体に電圧を印加する方法と、電子線等荷電粒子を照射する方法とが挙げられる。

まず、直接例えば板状の強誘電性基体 4 1 に電圧を印加する方法について説明する。この場合、例えば第 6図にその電界印加方向を概念的に示すように、例えばニオブ酸リチウム（ L i N b 0 a ) の z板ほり成る強誘電性基体 4 1 の z面（+ c面）上に、形成しようとするドメインの形状に対応する電極 4 6を被着形成する。この電極 4 6の形成は、例えば A 1導電膜を全面に被着し、その後通常のフォ卜リソグラフィ技術によるパターンエッチングによって所定の形状に形成する。また、 z面 4 1の他方の面、すなわち一 z面（― c面）に全面的に平面電極 4 4を形成する。そして、 + z面上の電極 4 6力く一 z面上の電極 4 4 より高電位になるように、電源 4 7 によって例えば 2 0 k V Z m m以上の電界を室温中で印加する。これによつて、電極 4 6の直下には、分極反転された複数のドメイン 4 2が電極 4 6 とほぼ同一パ夕一ンに形成される。

尚、第 6図で説明した外部電界印加によるドメィン形成方法と類似の方法が、特開平 2 — 1 8 7 7 3 5号公報や、文献（山田正裕等、 "類似位相整合導波路型 S H G素子" 、電子情報通信学会文誌 C _ I 、 Vol. J 77-C-I 、 No. 5、 pp. 206- 213 ( 1994) ) にも述べられており、，これらの方法を本発明の製造方法に適用することができる。

次に、電子線等の電荷粒子の照射によって分極反転ドメインを形成する方法を、第 7図の概念図を参照して説明する。この場合、例えばニオブ酸リチウムの z板による強誘電性基体 4 1 の + z 面（+ c面）上に平面電極 4 9を例えばアルミニウム膜の被着により形成し、これを接地した状態で一 Z面（一 C面）上のドメィン 4 2を形成したい部分に、例えば 2 0 k V (加速電圧） X t ( t ：基板 4 1の厚さ（mm) ) 以上の電子線 4 8を室温中で走査して照射する。

これによつて、基板 4 1 中には分極反転された複数のドメイン

4 2を所定のパターンに形成することができる。

尚、電子線照射によるドメィン形成方法は、特開平 4 — 2 7 0 3 2 2号公報、特開平 4 一 2 7 0 3 2 3号公報や、文献（M. Yama da and K. Kishima> 'fabrication of periodically reversed do mein structuref or SHG in LiNb0₃ by direct beam lithography at room temperature" 、 Electron, lett. ヽ Vol.27, No.10， p p.828- 829(1991))における分極反転ドメィンの形成方法を適用できる o

上述した 2種類のドメィン形成方法は、 L i N b _x T a ^ 0 3 (但し、 0 ≤ x≤ l ) や K T P (K T i O P 0₄ ) などの強誘電性基体に対して有効な方法である。

以上に例示した方法で、強誘電性基体の厚さ方向の全体に亘る分極反転ドメインを形成することができるが、次に、この分極反転ドメインを強誘電性基体の一方の主面からその厚み方向にランダムな深さを有するように加工する方法を説明する。

この場合、例えば、第 8図 Aに示すように、深さ方向に厚さ t を有する例えばニオブ酸リチウム（ L i N b O ₃) からなる強誘電性基体 4 1の一部に、例えば前述した方法によって、その一方の主面 3 1から基体 4 1厚さ tのほぼ全体に亘る深さの分極反転ドメイン 4 2 aを形成する（第 1工程）。

次いで、例えば、キユリ一温度以下の温度、望ましくは 3 0 0 〜 1 1 5 0 °Cで、大気中あるいは酸素雰囲気中で所定時間ァニールする。このァニールは、どの程度の深さのドメインを形成するかによつて、ァニール時間を 0分（瞬時）〜 3 0時間の間で選定する。このようにすると、第 8図 Bに示すように、縮小された深さのドメイン 3 2 aが形成される（第 2工程）。

次いで、第 8図 Cに示すように、強誘電性基体 4 1 の分極反転ドメイン 3 2 aを形成した部位とは別の他の部位に、上述した第

1工程と同様の方法等によって、その一方の主面から基体 4 1 の厚さ t のほぼ全体に亘る深さの分極反転ドメイン 4 2 bを形成する。尚、この分極ドメイン 4 2 bの形成位置は、分極反転ドメィン 3 2 a の形成位置と一部重なつてもよい。

次いで、例えば、キュリー温度以下の温度、望ましくは 3 0 0

〜 1 1 5 0 °Cで、大気中あるいは酸素雰囲気中で所定時間にわたつてァニールする（第 3工程）。この場合も、そのァニール時間は、どの程度の深さのドメインを形成したいかによるが、瞬時から 3 0時間以内とする。

このようにすると、第 8図 Dに示すように、ドメイン 3 2 a の深さ d , が縮小して、深さ d ！ ' のドメイン 3 2 a ' となり、これと同時にドメイン 4 2 bの深さが縮小して、深さ d ₂ のドメイン 3 2 bが形成される（第 4工程）。

尚、第 2および第 4工程の各ァニール後の分極反転ドメインの深さは、温度が高いほどまたァニール時間が長いほど小さくなる傾向があり、例えば、ァニール温度が 1 0 2 5 °Cのときには、 3 時間で分極反転ドメインの深さは強誘電性基体の厚さ tの 1 Z 2 程度になる。また、第 1工程および第 3工程の各ァニール処理の条件、すなわちァニール温度および時間は、互いに異なっていてもよいし、同じであってもよい。更に、上述したドメィンの形成とァニール処理すなわち第 1 および第 3工程と第 2および第 4ェ程を複数回繰り返し行うことによって、複数の互いに異なる深さを有する分極反転ドメインを強誘電性基体中に形成することができる。

分極反転ドメインの形状は直方体のみならず、電極 4 6 の形状や荷電粒子の照射パターン等の選定によって例えば三角柱、円柱等の形状にすることができるし、電極 4 4， 4 9の形状も同様に種々の形状とすることができる。ドメイン壁の形状や個数も上述したものに限定されない。

また、上述した電子線以外の負電荷を有する荷電粒子を照射したり、あるいは、ドメインの自発分極の正側の面に、正電荷を有する荷電粒子例えば陽子を照射することによつてそれぞれのドメインを形成することができる。

次に、本発明の望ましい実施の形態例を説明する。

〔第 1の実施の形態〕

第 1図から第 3図を参照に、本発明に基づき第 1 の実施の形態を説明する。

く電気光学素子の構成〉

第 1図〜第 3図に示すように、本実施の形態に基づく電気光学素子 1 は、ニオブ酸リチウムやタン夕ル酸リチゥム等の例えば板状の強誘電性基体 3 と、この強誘電性基体 3中に作製された所定の形状の分極反転ドメイン 2 と、強誘電性基体 3の両主面に作製された 2つの電極 4および電極 5 とから構成されている。第 2図は、電極 4および 5を除いたときの上部平面図である。

電極 4および電極 5間には、光ビームを制御するための所要の電気信号が電源 8から印加されるように構成されている。

入射する光ビーム Aは、強誘電性基体 3の主面に垂直な一方の側面（端面）を光入射面 6 として、この入射面 6から図中矢印 X 方向に入力され、強誘電性基体 3中を伝搬したのち、対向する他方の側面（端面）を光出射面 7 としてこの入射面 7から光ビーム Bとして出力される。この両端面 6および 7 は光学的に鏡面研磨されている。

また、分極反転ドメイン 2 は、第 1図および第 3図に示すように、光ビーム Aの伝搬方向（第 1図中 X方向）に不規則に形成されており、かつ、第 1図および第 2図に示すように、光ビーム A の伝搬方向と直交する方向（第 1図中 y方向）にも、不規則に形成されている。したがって、光ビーム Aは、強誘電性基体 3を伝搬する間に、いくつかのドメイン壁を通過する。ドメイン壁を通過する数、ドメイン壁に入射する角度、ドメイン中の伝搬距離は、光ビームの構成光束毎に異なる。また、この例ではドメイン壁は基体 3 の主面にほぼ垂直である。

〈電気光学素子の動作〉

コヒーレン卜性の高い光ビーム Aのコヒ一レント性を低減させ、スぺックルノィズの低減して光ビーム Bを出射させるためには、電気光学素子 1中を伝搬する光ビームのそれぞれの構成光束ごとにその位相関係を時間的に乱せばよい。なぜなら、もし、光ビ

—ムのそれぞれの構成光束が干渉し、本来ならばスペックルノィズを生ぜしめるような場合でも、干渉するその場所でそれぞれの光ビームの位相関係が時間的に変化すれば、干渉条件すなわち干渉パターン、または、スペックルパターンが時間的に変化する。したがって、人の眼で見たときには、眼の持つ特性である光量の積分効果によって、その変化が時間的に積分されるので、見かけ上の干渉の効果すなわちスペックルノィズが無くなるからである o

例えば、電気光学素子 1中に、上述したように、ランダムな形状の分極反転ドメイン 2をランダムに形成すると、強誘電性基体

3中を伝搬する光ビーム Aを構成する光束は、ドメイン壁を通過する回数、ドメイン壁に入射する角度、およびドメイン中の伝搬距離がそれぞれ異なることになる。このためと、これらのドメイン部分とのその他の部分の屈折率差は、電気光学素子 1の電極 4 および 5間に印加された信号電界に応じて変化するために、電気光学素子 1 を通過した後の光ビーム Bの各構成光束の位相関係が信号電界に応じて時間的に変化することになり、スペックルノィズが低減することになる。

そして、印加電圧が零のときは、分極反転ドメイン 2 (例えば第 3図のドメイン 2 a , 2 bおよび 2 c ) と、その他の部分、すなわち強誘電性基体 3の部分、例えば第 3図の 3 a , 3 b , 3 c および 3 d との屈折率差が無くなり、光ビームの構成光束の位相が完全に揃うことになる。このため、スペックルノイズをより効果的に低減するためには、前述したように零ボルトにならないように選ばれた信号電界、すなわち、直流成分が重畳された交流信号を印加することが望ましい。

く電気光学素子の作製方法〉

分極反転ドメイン 2 は、例えば、板厚方向（第 1図中 z方向）について、一方向に一様な自発分極を有する強誘電性基体に局所的に電界を印加することによって、この一様な自発分極に対して逆特性の自発分極を局所的に作製できる。

また、例えばニオブ酸リチウム等の強誘電性基体 3の結晶中に、基体の一方の主面から基体の全厚さあるいはその途中の厚さまでの深さにわたる分極反転ドメインの作製方法としては、基板結晶をキュリ一温度近傍で長時間保持する方法、プロトンを基板中に拡散させる方法、あるいは前述した基板の両主面に形成された電極間に電圧を印加する方法、基板の少なくとも一方の主面に電荷を帯びた荷電粒子を照射する方法などを適用できる。

強誘電性基体 3を構成する電極 4および 5 は、蒸着、スパッタリング等の p V D法 ( physical vapor deposi tion ：物理的成膜法）によって、対向する主面に、金、銅またはアルミニウム等の導電体を付着させることによって形成される。これら両主面に形成された電極 4および 5 は、強誘電性基体 3中を伝搬する光ビームのうち、スぺックルノィズを低減したい部分を挟み込むだけの面積にわたって形成することが望ましい。しかしながら、それぞれの分極反転ドメィンごとに電極を形成し、各ドメィン毎に異なる電気信号を印加してもよい。

これによつて、強誘電性基体 3は、これらの電極 4および 5に印加される制御信号の信号レベルに応じて、内部を通過する光ビ一ムの各構成光束の位相関係を乱す働きをする。したがって、光ビーム Aがコヒ一レント性の高い光ビームであっても、出射する光ビーム Bはコヒ一レントの低減されたスペックルノイズの少ない光ビームとなる。

〔第 2の実施の形態〕

次に、第 4図を参照に、本発明に基づく第 2の実施の形態を説明する。

く電気光学素子の構成〉

第 4図に示すように、本実施の形態に基づく電気光学素子 1 1 は、ニオブ酸リチウムゃタンタル酸リチウム等の強誘電性基体 1

3 と、この強誘電性基体 1 3中に作製された所定の形状の分極反転ドメイン 1 2 と、強誘電性基体 1 3の両主面に作製された 2つの電極 1 4および電極 1 5 とから構成されている。

また、電極 1 4および電極 1 5間には、光ビームを制御するための所要の電気信号が電源 1 8から印加されるように構成されている。

入射する光ビーム Aは、強誘電性基体 1 3の主面に垂直な一方の光入射面 1 6から第 4図中矢印 X方向に入力され、強誘電性基体 1 3中を伝搬したのち、他方の光出射面 1 7から出力される。本実施の形態では、光入射面 1 6が光学的に鏡面研磨されており、他方の光出射面 1 7 には微細な凹凸が形成されている。

また、分極反転ドメイン 1 2 は、光ビーム Aの伝搬方向（第 4 図中 X方向）に不規則に形成されており、かつ、光ビーム Aの伝搬方向と直交する方向（第 4図中 y方向）にも、不規則に形成されている。したがって、光ビーム Aは、強誘電性基体 1 3を伝搬する間に、いくつかのドメイン壁を通過する。ドメイン壁を通過する数、ドメイン壁に入射する角度、ドメイン.中の伝搬距離は、光ビームの構成光束毎に異なる。また、このドメイン壁は基体 1 3の主面にほぼ垂直である。

く電気光学素子の動作〉

上述したように、コヒ一レント性の高い光ビーム Aのコヒーレント性を低減させ、スペックルノイズを低減させるためには、前述したように、素子 1 1中を伝搬する光ビームのそれぞれの構成光束ごとに位相関係を時間的に乱せばよい。すなわち、前述したように、もし、光ビームのそれぞれの構成光束が干渉し、本来ならばスペックルノィズが生ぜしめるような場合でも、干渉するその場所でのそれぞれの光ビームの位相関係が時間的に変化することによって干渉条件すなわち干渉パターン、または、スペックルパターンが時間的に変化して、人の眼で見たときには、眼の持つ特性によってスペックルノイズが無くなるからである。

そして、この実施の形態においても電気光学素子 1 1中に、上述したようなランダムな形状の分極反転ドメイン 1 2をランダムに形成すると、強誘電性基体 1 3中を伝搬する光ビームの構成光束は、ドメイン壁を通過する回数、ドメイン壁に入射する角度、および、ドメイン中の伝搬距離がそれぞれ異なることになる。このためと、これらのドメイン部分とその他の部分の屈折率差は、電気光学素子 1 1 の電極 1 4 と 1 5 との間に印加された信号電界に応じて変化するために、電気光学素子 1 1 を通過したあとの光ビームの各構成光束の位相関係が信号電界に応じて時間的に変化することになり、スペックルノイズが低減することになる。

尚、この第 2の実施の形態では、電気光学素子 1 1の光出射面 1 7 に微細な凹凸を施したことにより、この凹凸によって光波の各部分の波面が乱されるので、直流成分が重畳されない交流信号とすることもできる。

く電気光学素子の作製方法〉

第 1 の実施の形態と同様の方法によることができる。すなわち分極反転ドメイン 1 2 は、例えば、板厚方向（第 4図中 z方向）について、一方向に一様な自発分極を有する強誘電性基体 1 3に局所的に電界を印加することによって、この一様な自発分極に対して逆特性の自発分極を局所的に作製することができる。

また、例えばニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の強誘電体性基体 3の結晶中に、基体の一方の主面から基板の厚さまたはその途中の厚さまでの深さに亘る分極反転ドメインの作製法としては、基板結晶をキュリー温度近傍で長時間保持する方法、チタンやプロトンを基板中に拡散させる方法、基板の両主面に形成された電極間に電圧を印加する方法、基板の少なくとも一方の主面に電荷を帯びた荷電粒子を照射する方法などを適用できる。

強誘電性基体 1 3を構成する電極 1 4および 1 5の形成も前述したように、蒸着、スパッタリング等の P V D法によって、対向する主面に、金、銅またはアルミニウム等の導電体を付着せしめることによって形成される。これら両主面に形成された電極 1 4 および 1 5 は、強誘電性基体 1 3中を伝搬する光ビームのうち、スペックルノィズを低減したい部分を挟み込むだけの広い面積にわたつて形成することが望ましいが、それぞれの分極反転ドメインごとに電極を形成し、各ドメイン毎に印加する電気信号を異なる電気信号とするこもできる。これによつて、強誘電性基体 1 3 は、これらの電極 1 4および 1 5 に印加される制御信号の信号レベルに応じて、内部を通過する光ビームの位相関係を乱す働きをする。したがって、光ビーム Aがコヒーレント性の高い光ビームであっても、出射する光ビ一ム Bはコヒ一レントの低減されたスペックルノイズの少ない光ビームと 7よる。

また、電気光学素子 1 1の光出射面 1 7 には微細な凹凸が施されているが、この微細な凹凸は、光出射面 1 7を比較的荒い粒子で研磨することによつて形成できる。

〔第 3の実施の形態〕

次に、第 5図を参照に、本発明に基づく第 3の実施の形態を説明する。

く電気光学素子の構成〉

第 5図に示すように、本実施の形態に基づく電気光学素子 2 1 は、ニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウム等の強誘電性基体 2

3 と、この強誘電性基体 2 3中に作製された所定の形状の分極反転ドメイン 2 2 a， 2 2 b， 2 2 cおよび 2 2 dと、強誘電性基体 2 3の両主面に作製された 2つの電極 2 および電極 2 5 とから構成されている。

また、電極 2 4および電極 2 5間には、光ビームを制御するための所定の電気信号が電源（図示せず）から印加されるように構成されている。

入射する光ビーム Aは、強誘電性基体 2 3の主面に垂直な一方の側面における光入射面 2 6から入力され、強誘電性基体 2 3中を伝搬したのち、他方の側面の光出射面 2 7から光ビーム Bとして出力される。また、これら光入射面および出射面 2 6および 2 7は光学的に鏡面研磨されている。

また、分極反転ドメイン 2 2 a , 2 2 b， 2 2 cおよび 2 2 d は、光ビーム Aの伝搬方向に不規則に形成されており、かつ、光ビーム Aの伝搬方向と直交する方向（図示せず）および深さ方向にも、不規則に形成されている。したがって、光ビーム Aは、強誘電性基体 2 3 を伝搬する間に、いくつかのドメィン壁を通過する。ドメイン壁を通過する数、ドメイン壁に入射する角度、ドメイン中の伝搬距離は、光ビームの構成光束毎に異なる。また、このドメイン壁は基体 2 3の主面にほぼ垂直である。つまり、例えば、図示の如く、分極反転ドメイン 2 2 aは、長さ、深さ d 1 を、分極反転ドメイン 2 2 bは、長さ w ₂ 、深さ d ₂ を、分極反転ドメイン 2 2 c は、長さ w ₃ 、深さ d ₃ を、分極反転ドメイン 2 2 dは、長さ w ₄ 、深さ d ₄ を有するというように、分極反転ドメイン 2 2 a， 2 2 b , 2 2 cおよび 2 2 dは、それぞれ光ビームの伝搬方向の長さ w、深さ d、更に図示しないが横幅も異なっている、つまりランダムに形成さ ήている。

く電気光学素子の動作〉

コヒーレント性の高い光ビーム Αのコヒーレント性を低減させ、スぺックルノィズの低減した光ビーム Bを出射させるためには、伝搬する光ビームのそれぞれの構成光束ごとに位相関係を時間的に乱す。すなわち、前述した実施形態におけると同様に、光ビ —ムのそれぞれの構成光束が干渉し、本来ならばスペックルノィズを生ぜしめるような場合でも、千渉するその場所でのそれぞれの光ビームの位相関係の時間的変化によって、干渉条件すなわち干渉パターン、または、スペックルパターンが時間的に変化して、人の眼で見たときに、眼の持つ特性によってペックルノイズが無くなる。

この実施の形態におけるように、電気光学素子 2 1 中に、ランダムな形状の分極反転ドメイン 2 2 a， 2 2 b , 2 2 cおよび 2 2 dをランダムに形成すると、強誘電性基体 2 3中を伝搬する光ビームの構成光束は、ドメイン壁を通過する回数、ドメイン壁に入射する角度、および、ドメイン中の伝搬距離がそれぞれ異なることになる。このためと、これらのドメイン部分とその他の部分の屈折率差は、電気光学素子 2 1 の電極 2 4および 2 5間に印加された信号電界に応じて変化するために、電気光学素子 2 1を通過したあとの光ビームの各構成光束の位相関係が信号電界に応じて時間的に変化することになり、スペックルノィズが低減することになる。

前述した実施の形態では分極反転ドメインを、強誘電性基体の一方の主面から、他方の主面に達する深さとした場合であり、この場合、光ビームの各構成光束のうちで強誘電性基体の深さ方向に関しては位相関係がそろってしまうことがある。但し、第 2の実施例のように、電気光学素子の入出射端面の少なくとも一方に微細な凹凸を施すときは、この位相関係が揃うことを抑制はできる。

これに対して、本実施の形態における分極反転ドメインは、上述したように、強誘電性基体 2 3内に形成された各ドメイン 2 2 の深さ dを不規則に形成したものでこの場合、強誘電性基体 2 3 の深さ方向にも屈折率差に変化をつけることができることから光ビームの深さ方向の各構成光束の位相関係が揃ってしまうことを回避できる。

〈電気光学素子の作製方法〉

分極反転ドメインは、板厚方向について、一方向に一様な自発分極を有する強誘電性基体に局所的に電界を印加することによつて、この一様な自発分極に対して逆特性の自発分極を局所的に作製することができる。尚、本実施の形態のように、強誘電性基体の深さ方向にランダムな深さを有する分極反転ドメインを作製するには、前述の第 6図〜第 8図に示した方法を適用できる。強誘電性基体を構成する電極も、前述したような蒸着、スパッ夕リング等の p V D法によって、対向する主面に、金、銅、アルミニゥム等の導電体を付着せしめることによって形成される。これら両主面に形成された電極は、強誘電体基体中を伝搬する光ビームのうち、スペックルノイズを低減したい部分を挟み込むだけの広い面積にわたって形成することが望ましいが、分極反転ドメィンを複数個形成する場合は、それぞれの分極反転ドメインごとに電極を形成し、各ドメイン毎に異なる電気信号を印加することもできる。

これによつて、強誘電性基体 2 3 は、これらの電極 2 4および

2 5 に印加される制御信号の信号レベルに応じて、内部を通過する光ビームの位相関係を乱す働きをする。したがって、光ビーム Aがコヒ一レント性の高い光ビームであっても、出射する光ビーム Bはコヒーレン卜の低減されたスぺックルノィズの少ない光ビ —ムとなる。

また、本実施の形態においても、電気光学素子の光入出射端面と光出射面とのうち少なくとも一方の端面を微細な凹凸面とすることができる。

上述の各実施の形態によれば、光ビーム内の位相関係を時間的に乱し、光ビームのコヒ一レント性を効果的に低減して、スぺックルの十分に消し去ることができ、さらに、モータ一等の可動ぶ必要としないので装置の小型化が可能であって、また、消費電力も十分に小さく抑えることが可能である。

したがって、レーザ光等のコヒ一レント性の高い光ビームの位相関係を乱し、コヒーレント性の低減した光ビームが、簡易な構成の光学素子によつて容易に得られることになる。このように、コヒ一レント性の低減した光ビーム、特にレーザ光は、例えば、 'プロジェクタ装置等の照明光やレーザディスプレイなどの光源に利用できる。

上述した各実施の形態においては、単一の強誘電性基体によつて電気光学素子を構成し、相対向する端面を光ビームの入射面および出射面とし、光ビームの伝搬方向を主面方向とした場合であるが、本発明による電気光学素子は、この構成に限られるものではない。

すなわち、例えば第 9図〜第 1 7図にその概略断面図を示すように、分極反転ドメインを形成した強誘電性基体の両主面側を光ビームの入射面および出射面とするとか、一方の主面を光ビームの入射面および出射面とするとか、例えばそれぞれ分極反転ドメィンを形成した複数の強誘電性基体を積層して 1つの電気光学素子を構成するなど、種々の実施の形態を採ることができる。

例えば、第 9図に示すように、分極反転ドメイン（図示せず）が形成された強誘電性基体 5 1 の両主面に、例えば I T 0 (インジゥム錫酸化物）膜等の透明導電膜による対向電極 5 2および 5

3を被着形成し、これら電極 5 2および 5 3を、入射光ビーム A の入射面および出射光ビーム Bの出射面とする。すなわち、この場合、強誘電性基体 5 1 中の光の伝搬方向は、強誘電性基体 5 1 の厚さ方向もしくは厚さ方向にほぼ沿う方向とする。

あるいは、第 1 0図に示すように、分極反転ドメイン（図示せず）が形成された強誘電性基体 5 1の一方の主面に透明電極による電極 5 2を形成して、この電極 5 2側を光ビームの入射面および出射光ビーム Bの出射面とする。そして、他方の主面に反射率の高い例えば A 1 による電極 5 3を被着形成し、入射ビームを強誘電性基体 5 1中で、電極 5 3 によって反射させて、光路長を第

9図の場合に比し長くする構成とすることもできる。

また、あるいは、第 1 1 図に示すように、両電極 5 2を共に、反射率の高い例えば A 1 による電極とし、電極 5 2を、強誘電性基体 5 1 の一主面の一部に形成して、この電極 5 2の配置部の両側において、それぞれ光ビーム Aの入射面と光ビーム Bの出射面とする。すなわち、この場合においては、両電極 5 2および 5 3 の内面で、強誘電性基体 5 1中に入射された光ビームを反射させて、強誘電性基体 5 1 の厚さ方向に 2往復以上往復させて、その光路長を長くする構成した場合である。

また、第 1 2図に示す例では、強誘電性基体 5 1 の主面と隣接する相対向する側面を斜面として、例えば断面台形として、各斜面を入射面および出射面とした場合である。この場合においても両電極 5 2および 5 3 の内面で、強誘電性基体 5 1中に入射された光ビームを反射させて、その光路長を第 9図の場合に比し長くする構成した場合である。

これら第 9図〜第 1 2図の各例において、前述した駆動方法を用いる。すなわち、両電極 5 1および 5 2間に、前述した所要の電気信号を印加することによって、光ビーム Aのコヒ一レン卜性が低減した光ビーム Bを取り出すことができる。

更に、第 1 3図〜第 1 7図に示す例では、それぞれ分極反転ドメイン（図示せず）が形成された強誘電性基体 5 1を、複数積層した積層体 6 0 によって電気光学素子を形成した場合である。第 1 3図に示した例では、複数の強誘電性基体 5 1 を積層した積層体 6 0の両外側に位置する強誘電性基体 5 1の外側の主面にそれぞれ透明電極 5 2および 5 3を配置するとともに、各強誘電性基体 5 1間に透明電極による中間電極 5 4を配置した場合である。

そして、電極 5 2側を、光ビーム Aの入射面とし、他方の電極

5 3側を光ビーム Bの出射面としたものである。

また、第 1 4図は、第 1 3図の構成において、電極 5 3を高反射率を有する電極として、電極 5 2側を光ビーム Aの入射面および光ビーム Bの出射面とし電極 5 3の内面での反射によつて積層体 6 0の積層方向に光を往復させるようにした場合である。

第 1 5図に示した例では、積層体 6 0の両面の電極 5 1および 5 2を共に反射率の高い電極例えば A 1 による電極とし、電極 5 2を、強誘電性基体 5 1の一主面の一部に形成して、この電極 5

2の配置部の両側において、それぞれ光ビーム Aの入射面と光ビーム Bの出射面とした場合である。この場合においても、両電極の内面で光ビームを反射させて、積層体 6 0の厚さ方向に光ビームを 2往復以上往復させることができるようにした場合である。

また、第 1 6図は、第 1 5図の構成において、積層体 6 0の相対向する側面を斜面、例えば断面台形として、各斜面を入射面および出射面とした場合である。この場合においても両電極 5 2および 5 3 の内面で、強誘電性基体 5 1中に入射された光ビームを反射させて、その光路長を長くする構成した場合である。

更に、第 1 7図は積層体 6 0の相対向する側面をそれぞれ光の入射面および出射面とした場合である。そして、この場合、各電極は透明電極する。

第 1 3図〜第 1 7図で示した積層構造を採るときは、各強誘電性基体 5 1 の両面に、上述した電気信号を順次逆極性に印加する。このようにすれば、前述したように、光ビームの構成光束を相互に位相ずれが生じるようにすることができ、光ビーム Aに比し光ビーム Bのコヒーレント性を低めることができる。

尚、本発明による電気光学素子、駆動方法およびその製造方法は、上述した例に限られるものではない。

尚、本発明による駆動方法において、前記電極に印加する所定の電気信号は、上述の如くしたように、直流成分が重畳した交流信号、通常の交流信号の他、例えば、パルス状の信号や直流信号であってもよい。であってもよい。

電気信号の周波数は、例えば 3 0 H z以上の人間の目ではもはや識別できない速さであり、また現行の N T S C方式のフレーム数（ 3 0 フレーム Z秒）に対応できる周波数とすることのできる。また単一周波数である必要はない。また、印加する電気信号における電圧は特に制限はないが、最低電圧の目安として、

( 1 / λ ) X Ε X η ³ x r x

{ ( ドメイン部分の伝搬距離が最も長い光束のドメイン部分の伝搬距離）

- ( ドメイン部分の伝搬距離が最も短い光束のドメィン部分の伝搬距離） }

> 1 / 2 · · · · ( 1 )

(但し、 λ 光の波長

Ε 印加電界（=印加電圧 Ζ基板の厚さ）

η 基板の屈折率

電気光学定数）

で表される式（ 1 ) を満たすものであることが望ましい。これは、素子における各光ビームを構成する光束の最大位相差が、 λ Ζ 2 ( = 7Γ ) 以上になるような電圧を印加することを意味する。また、分極反転ドメィンの形状は、上述したような円柱状や柱状のものではなく、例えば、三角柱状や星型柱状等の多角形状であってもよい。

さらに、光ビーム入射側に偏光子、光ビーム出射側に検光子を配置するとか、いずれか一方のみを配置することもできる。

また、本発明による電気光学素子を透過型波長フィルタおよび光強度変調器として直列に並べることによって、光ビームの位相整合と強度変調とを同時に行うことができる。

さらに、強誘電性基体として用いたニオブ酸リチウムは、 L i N b 0 で表される化合物であり、 L i N b _x T _{a i}-_X (但し、 0 ≤ x≤ 1 ) の結晶からなるものであるが、この他、前記強誘電性基体としては、タンタル酸リチウム（ L i T i T a 0₃ ) や T P (K T i 0 P 0 ) などの公知の強誘電性結晶を用いることができる。

上述したように、本発明の電気光学素子によれば、強誘電性基体における光ビームの通過断面内で光ビームを構成する光束の位相を互いにランダムに異ならせるための位相変位手段を設けるものであり、強誘電性基体を伝搬するコヒ一レント性の高い光ビ一ムを、本発明による駆動方法によつて分極反転ドメインと強誘電性基体との間に屈折率差を生起し、かつ時間的に変化させて光ビ —ムの構成光束ごとにそれぞれ互いに異なる位相に効果的に変化させるものである。したがって、効果的に入射光ビームのコヒ一レン卜性を低減した光ビームを得ることができる。

これによつて、スペックルノィズを十分に低減することができ、さらに、モーター等の可動部を必要としないので装置の小型化が可能であって、また、消費電力も十分に小さく抑えることが可能である。

また、本発明の製造方法によれば、上述した本発明による電気光学素子を製造するに際し、強誘電性基体に、第 1の分極反転ドメインを形成し、これを所定深さに縮小し、その後、再び第 2の分極反転ドメインを形成するという工程によることにより、深さ方向に不規則な分極反転ドメインを有する電気光学素子を再現性良く製造できるものである。

Claims

請求の範囲

. 電気光学効果を有する強誘電性基体と、

この強電性基体に電界を印加する少なくとも対の電極とを有し、

面とが形成され、

上記強誘電性基体の、上記光ビームの入射面と出射面との間の上記強誘電性基体中の光ビーム伝搬通路に、複数の分極反転ドメインが形成され、

上記分極反転ドメインによって、上記光ビームを構成する光束の位相を相互に不規則に異ならしめる位相変位手段を構成したことを特徴とする電気光学素子。

. 電気光学効果を有する複数の強誘電性基体が積層されて成る積層体と、

上記積層体の各強誘電性基体の積層間と、上記積層体の最外側面とにそれぞれ電極が形成され、少なくとも上記積層間に配置された電極が透明電極より成り、

上記積層体に、光ビームの入射面と出射面とが形成され、上記光ビームの入射面と出射面との間の上記各強誘電性基体中の光ビーム伝搬通路に、複数の分極反転ドメィンが形成され、

. 上記複数の分極反転ドメインが、少なくとも上記光ビームの伝搬方向に不規則に形成されて成ることを特徴とする請求項 1 または 2に記載の電気光学素子。

. 上記複数の分極反転ドメインが、上記光ビームの伝搬方向とほぼ直交する方向に不規則に形成されて成ることを特徴とする請求項 1 または 2 に記載の電気光学素子。

5 . 上記複数の分極反転ドメィンの深さが不規則に形成されて成ることを特徴とする請求項 1 または 2に記載の電気光学素子。

6 . 上記光ビームが、上記分極反転ドメインのドメィン壁を少なくとも 2つ通過するようにしたことを特徴とする請求項 1 または 2 に記載の電気光学素子。

7 . 上記分極反転ドメインのドメイン壁の少なくとも 1つが電極形成面に垂直ないしはほぼ垂直に形成されたことを特徴とする請求項 1 または 2に記載の電気光学素子。

8 . 上記光ビームの入射面と出射面の一方もしくは双方が粗面とされた成ることを特徴とする請求項 1 または 2 に記載の電気光学素子。

9 . 上記電極の少なくとも一方が透明電極より成り、該透明電極を通じて上記光ビームの入射および出射の少なくとも一方を行うようにしたことを特徴とする請求項 1 に記載の電気光学素子 o

10. 上記積層体の最外側に配置された電極の少なくとも一方が透明電極より成り、該透明電極を通じて上記光ビームの入射および出射の少なくとも一方を行うようにしたことを特徴とする請求項 2に記載の電気光学素子。

11. 上記強誘電性基体表面の少なくとも一部に反射面が形成されて成ることを特徴とする請求項 1 または 2に記載の電気光学素子。

12. 電気光学効果を有する強誘電性基体と、この強誘電性基体に電界を印加する少なくとも対の電極とを有し、上記強誘電性基体に、光ビームの入射面と出射面とが形成され、強誘電性基体の、上記光ビームの入射面と出射面との間の上記強誘電性基体中の光ビーム伝搬通路に、複数の分極反転ドメインが形成され、上記分極反転ドメインによって、上記光ビームを構成する各部分部分光束の位相を相互に不規則に異ならしめる位相変位手段を構成した電気光学素子であって、

上記電極間に所要の電気信号を供給することを特徴とする電気光学素子の駆動方法。

13. 電気光学効果を有する複数の強誘電性基体が積層されて成る積層体と、上記積層体の各強誘電性基体の積層間と、上記積層体の最外側面とにそれぞれ電極が形成され、少なくとも上記積層間に配置された電極が透明電極より成り、上記積層体に、光ビームの入射面と出射面とが形成され、上記光ビームの入射面と出射面との間の上記各強誘電性基体中の光ビーム伝搬通路に、複数の分極反転ドメインが形成され、上記分極反転ドメインによって、上記光ビームを構成する部分光束の位相を相互に不規則に異ならしめる位相変位手段を構成した電気光学素子であつて、

14. 上記電極に交流信号を供給することを特徴とする請求項 1 2 または 1 3に記載の電気光学素子の駆動方法。

15. 上記電極に直流成分を重畳した交流信号を供給することを特徴とする請求項 1 2 または 1 3 に記載の電気光学素子の駆動方法 o

16. 電気光学効果を有する強誘電性基体と、この強誘電性基体に電界を印加する少なくとも対の電極とを有し、上記強誘電性基体に、光ビームの入射面と出射面とが形成され、強誘電性基体の、上記光ビームの入射面と出射面との間の上記強誘電性基体中の光ビーム伝搬通路に、複数の分極反転ドメインが形成され、上記分極反転ドメインによって、上記光ビームを構成する各部分光束の位相を相互に不規則に異ならしめる位相変位手段を構成した電気光学素子の製造方法であって、

上記強誘電性基体の一部に、その一方の主面から上記強誘電性基体の厚さ方向の全てもしくは一部に渡って第 1の分極反転ドメインを形成する第 1工程と、

上記強誘電性基体を、そのキユリ—温度以下の所定の温度に所定時間保持して前記第 1 の分極反転ドメィンの深さを、縮小する第 2工程と、

上記強誘電性基体の他の一部に、その一方の主面から上記強誘電性基体の厚さ方向の全てもしくは一部に渡って第 2の分極反転ドメィンを形成する第 3工程とを有することを特徴とする電気光学素子の製造方法。

17. 電気光学効果を有する複数の強誘電性基体が積層されて成る積層体と、上記積層体の各強誘電性基体の積層間と、上記積層体の最外側面とにそれぞれ電極が形成され、少なくとも上記積層間に配置された電極が透明電極より成り、上記積層体に、光ビームの入射面と出射面とが形成され、上記光ビームの入射面と出射面との間の上記各強誘電性基体中の光ビーム伝搬通路に、複数の分極反転ドメインが形成され、上記分極反転ドメインによって、上記光ビームを構成する部分光束の位相を相互に不規則に異ならしめる位相変位手段を構成した電気光学素子の製造方法であつて、

上記強誘電性基体を、そのキユリ一温度以下の所定の温度に所定時間保持して前記第 1 の分極反転ドメインの深さを、縮小する第 2工程と、上記強誘電性基体の他の一部に、その一方の主面から上記強誘電性基体の厚さ方向の全てもしくは一部に渡って第 2の分極反転ドメインを形成する第 3工程とを有することを特徴とする電気光学素子の製造方法。

18. 上記第 1 および第 3工程において、上記強誘電性基体の対向した両主面に電極をそれぞれ設け、これら電極間に電極を印加することによって、上記第 1 および第 2の分極反転ドメインを形成することを特徴とする請求項 1 6または 1 7に記載の電気光学素子の製造方法。

19. 上記第 1 および第 3工程において、上記強誘電性基体の自発分極の負側または正側の面に、負または正の電荷を有する電荷粒子を照射することによって、上記第 1および第 2の分極反転ドメインを形成することを特徴とする請求項 1 6 または 1 7に記載の電気光学素子の製造方法。

20. 上記第 2工程において、上記強誘電性基体をそのキュリー温度より低い所定の温度に保持することを特徵とする請求項 1 6 または 1 7 に記載の電気光学素子の製造方法。

21. 上記強誘電性基体を L i N b _x T a 0 ₃ (但し、 0 ≤ x ≤ 1 ) の結晶によって構成し、キュリー温度以下の所定の温度で、大気中または酸素雰囲気中に保持することを特徴とする請求項 1 6 または 1 7に記載の電気光学素子の製造方法。

22. 上記強誘電性基体を L i N b 0 の結晶によって構成し、該強誘電性基体を、 3 0 0 °C〜 1 1 5 0 で瞬時から 3 0時間以内、大気中または酸素雰囲気中に保持することを特徴とする請求項 1 6 または 1 7に記載の電気光学素子の製造方法。

23. 上記第 1および第 2 の分極反転ドメインを、少なくとも上記光ビームの伝搬方向に不規則に形成されて成ることを特徴とする請求項 1 6 または 1 7に記載の電気光学素子の製造方法。

24. 上記複数の分極反転ドメインを、上記光ビームの伝搬方向と直交する方向に不規則に形成されて成ることを特徴とする請求項 1 6 または 1 7 に記載の電気光学素子の製造方法。

25. 上記複数の分極反転ドメィンの深さが不規則に形成されて成ることを特徴とする請求項 1 6 または 1 7に記載の電気光学素子の製造方法。

26. 上記光ビームが、上記分極反転ドメインのドメイン壁を少なくとも 2つ通過するようにしたことを特徴とする請求項 1 6または 1 7 に記載の電気光学素子の製造方法。

27. 上記分極反転ドメインのドメイン壁の少なくとも 1 つが電極形成面に垂直ないしはほぼ垂直に形成されたことを特徴とする請求項 1 6 または 1 7 に記載の電気光学素子の製造方法。