(57)【要約】【課題】光学素子の端部に隣接する配線領域で配線を支持する基板によって、当該端部に入射あるいは射出する光が散乱されるのを抑えて、被変調光の量を確保する。【解決手段】入射側および射出側に設けられた端部および端部間に設けられた導波路を有し、外部伝播光と導波路を端部で結合することで、入射側端部に外部伝播光として入射した光を導波路で導いて射出側端部から外部伝播光として射出する光学素子と、表面に光学素子が取り付けられた基板と、導波路に対向する電極と、入射側および射出側の端部のうちの一の配線隣接端部に隣接する配線領域で基板表面に設けられて電極に電気的に接続された配線とを備え、導波路は、電気信号が印加された部分に回折格子を形成し、光学素子は、配線隣接端部から離れるにつれて配線領域から離れるように基板の表面に対して傾く傾斜方向へ伝播する外部伝播光を、配線隣接端部で導波路に結合する。【選択図】図５
2014048361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の入射側および射出側のそれぞれに設けられた端部および前記端部の間に設けられた導波路を有し、外部を伝播する外部伝播光と前記導波路とを前記端部で結合することで、前記入射側の前記端部に前記外部伝播光として入射した光を前記導波路で導いて前記射出側の前記端部から前記外部伝播光として射出する光学素子と、
その表面に前記光学素子が取り付けられた基板と、
前記導波路に対向して設けられた電極と、
前記入射側および前記射出側の前記端部のうちの少なくとも一の配線隣接端部に前記光学素子の外側から隣接する配線領域で前記基板の前記表面に設けられて前記電極に電気的に接続された配線と
を備え、
前記導波路は、前記配線を介して前記電極に与えられた電気信号が印加された部分に回折格子を形成し、
前記光学素子は、前記配線隣接端部から離れるにつれて前記配線領域から離れるように前記基板の前記表面に対して傾く傾斜方向へ伝播する前記外部伝播光を、前記配線隣接端部で前記導波路に結合する空間光変調器。
【請求項２】
前記光学素子は、外側を向く法線ベクトルが前記配線領域の側に傾く平面を、前記配線隣接端部として有する請求項１に記載の空間光変調器。
【請求項３】
前記導波路は、シングルモードで光を伝播させる請求項１または２に記載の空間光変調器。
【請求項４】
前記光学素子は、前記配線隣接端部に対してブリュースター角を成す前記傾斜方向へ伝播する前記外部伝播光を、前記配線隣接端部で前記導波路に結合する請求項１ないし３のいずれか一項に記載の空間光変調器。
【請求項５】
前記導波路は、前記電気信号が印加された部分に生じる屈折率分布によって前記回折格子を形成する請求項１ないし４のいずれか一項に記載の空間光変調器。
【請求項６】
前記電極は、前記導波路の光の導波方向において、前記配線隣接端部に対して前記導波路の内側へ隙間を空けて設けられた請求項５に記載の空間光変調器。
【請求項７】
前記光学素子は強誘電体結晶で構成される請求項１ないし６のいずれか一項に記載の空間光変調器。
【請求項８】
前記強誘電体結晶は周期分極反転構造を有する請求項７に記載の空間光変調器。
【請求項９】
前記強誘電体結晶はＺ板であり、前記導波路は前記強誘電体結晶のＺ面に平行である請求項７または８に記載の空間光変調器。
【請求項１０】
前記電極は、前記基板と前記光学素子との間で前記基板の前記表面に設けられ、前記配線は、前記電極から前記配線領域まで引き出された請求項１ないし９のいずれか一項に記載の空間光変調器。
【請求項１１】
空間光変調器を備えた光集積回路において、
前記空間光変調器は、
光の入射側および射出側のそれぞれに設けられた端部および前記端部の間に設けられた導波路を有し、外部を伝播する外部伝播光と前記導波路とを前記端部で結合することで、前記入射側の前記端部に前記外部伝播光として入射した光を前記導波路で導いて前記射出側の前記端部から前記外部伝播光として射出する光学素子と、
その表面に前記光学素子が取り付けられた基板と、
前記導波路に対向して設けられた電極と、
前記入射側および前記射出側の前記端部のうちの少なくとも一の配線隣接端部に前記光学素子の外側から隣接する配線領域で前記基板の前記表面に設けられて前記電極に電気的に接続された配線と
を備え、
前記導波路は、前記配線を介して前記電極に与えられた電気信号が印加された部分に回折格子を形成し、
前記光学素子は、前記配線隣接端部から離れるにつれて前記配線領域から離れるように前記基板の前記表面に対して傾く傾斜方向へ伝播する前記外部伝播光を、前記配線隣接端部で前記導波路に結合する光集積回路。
【請求項１２】
前記空間光変調器とは別に回路素子をさらに備えた請求項１１に記載の光集積回路において、
前記入射側および前記射出側の前記端部のうち、１個が前記配線隣接端部であるとともに１個が前記回路素子に隣接し、前記配線領域が前記光学素子に対して前記回路素子の反対側に位置する前記配線隣接端部に対して設けられている光集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入射側の端部から入射した光を導波路で導いて射出側の端部から射出する光学素子を備え、電極を介して印加した電気信号により導波路に回折格子を形成して光を変調する空間光変調器および当該空間光変調器を用いた光集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、強誘電体結晶のように電気信号の印加によって内部に回折格子を形成する光学素子を用いて光変調を行う空間光変調器が記載されている。この空間光変調器では、光学素子の入射端に入射した光は、光学素子内の導波路によって案内されて、光学素子の射出端から射出される。そのため、電気信号の印加により導波路に回折格子を形成することで、導波路を通過する光を変調して射出端から射出することができる。
【０００３】
また、特許文献１の空間光変調器では、電極の形成された基板が光学素子（強誘電体結晶）に取り付けられており、基板の電極から光学素子に電圧が印加されるように構成されている。具体的には電極は、光学素子に対向して導波路に電気信号を印加する対向部分と、光学素子の端部から引き出された引出部分とで構成され、引出部分が対向部分に電気信号を送る配線として機能している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０７８４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、こうして光学素子の端部から配線を引き出す構成では、配線を設けるための配線領域を光学素子の端部に隣接して基板上に確保する必要がある。例えば、特許文献１の空間光変調器では、光学素子の入射側の端部に隣接して配線領域が基板上に設けられている。そのため、配線領域で配線を支持する基板によって光学素子への入射光が散乱されてしまい、被変調光の量が減少するおそれがあった。あるいは、特許文献１とは逆に、光学素子の射出側の端部に隣接して配線領域が設けられた場合には、光学素子からの射出光について、類似の問題が発生するおそれがあった。要するに、光学素子の端部に隣接して配線領域が基板に設けられることで、光学素子の端部に入射あるいは射出する光が基板により散乱され、被変調光の量が減少するおそれがあった。
【０００６】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、光学素子の端部に隣接する配線領域で配線を支持する基板によって、当該端部に入射あるいは射出する光が散乱されるのを抑えて、被変調光の量を確保することを可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる空間光変調器は、上記目的を達成するため、光の入射側および射出側のそれぞれに設けられた端部および端部の間に設けられた導波路を有し、外部を伝播する外部伝播光と導波路とを端部で結合することで、入射側の端部に外部伝播光として入射した光を導波路で導いて射出側の端部から外部伝播光として射出する光学素子と、その表面に光学素子が取り付けられた基板と、導波路に対向して設けられた電極と、入射側および射出側の端部のうちの少なくとも一の配線隣接端部に光学素子の外側から隣接する配線領域で基板の表面に設けられて電極に電気的に接続された配線とを備え、導波路は、配線を介して電極に与えられた電気信号が印加された部分に回折格子を形成し、光学素子は、配線隣接端部から離れるにつれて配線領域から離れるように基板の表面に対して傾く傾斜方向へ伝播する外部伝播光を、配線隣接端部で導波路に結合する。
【０００８】
本発明にかかる光集積回路は、上記目的を達成するため、空間光変調器を備えた光集積回路において、空間光変調器は、光の入射側および射出側のそれぞれに設けられた端部および端部の間に設けられた導波路を有し、外部を伝播する外部伝播光と導波路とを端部で結合することで、入射側の端部に外部伝播光として入射した光を導波路で導いて射出側の端部から外部伝播光として射出する光学素子と、その表面に光学素子が取り付けられた基板と、導波路に対向して設けられた電極と、入射側および射出側の端部のうちの少なくとも一の配線隣接端部に光学素子の外側から隣接する配線領域で基板の表面に設けられて電極に電気的に接続された配線とを備え、導波路は、配線を介して電極に与えられた電気信号が印加された部分に回折格子を形成し、光学素子は、配線隣接端部から離れるにつれて配線領域から離れるように基板の表面に対して傾く傾斜方向へ伝播する外部伝播光を、配線隣接端部で導波路に結合する。
【０００９】
このように構成された発明（空間光変調器、光集積回路）では、光の入射側および射出側のそれぞれの端部の間に導波路を設けた光学素子が具備されている。この光学素子は、外部を伝播する外部伝播光と導波路とを端部で結合することで、入射側の端部に外部伝播光として入射した光を導波路で導いて射出側の端部から外部伝播光として射出する。また、導波路に対向して電極が設けられるとともに、当該電極に電気的に接続された配線を有する基板に光学素子が取り付けられている。そして、配線を介して電極に付与した電気信号を導波路へ印加して、導波路に回折格子を形成することができる。そのため、入射側の端部から入射して導波路を通過する光を変調して射出側の端部から射出することで、被変調光を得ることが可能となっている。
【００１０】
ところで、上記の配線は、入射側および射出側の端部のうちの少なくとも一の配線隣接端部に隣接する配線領域で基板に設けられている。かかる構成では、配線隣接端部に入射あるいは射出する外部伝播光が、配線領域で配線を支持する基板により散乱されるおそれがあった。これに対して本発明では、配線隣接端部から離れるにつれて配線領域から離れるように基板の表面に対して傾く傾斜方向へ伝播する外部伝播光が、配線隣接端部で導波路に結合される。つまり、配線隣接端部に入射あるいは射出する外部伝播光の伝播方向は、基板の表面に対して傾いている。したがって、配線領域で配線を支持する基板と外部伝播光とを離して、基板による外部伝播光の散乱を抑制することができ、被変調光の量を確保することが可能となっている。
【００１１】
また、光学素子は、外側を向く法線ベクトルが配線領域の側に傾く平面を、配線隣接端部として有するように、空間光変調器を構成しても良い。このような構成では、基板に対して傾きつつ配線隣接端部に入射あるいは射出する外部伝播光と導波路との結合効率を向上させて、被変調光の量をより確実に確保することができる。
【００１２】
また、導波路は、シングルモードで光を伝播させるように、空間光変調器を構成しても良い。このように導波路をシングルモードで伝播する光は、同様にシングルモードで伝播する外部伝播光と効率的に結合する。その結果、導波路と外部伝播光との結合効率を向上させて、被変調光の量をより確実に確保することができる。
【００１３】
また、光学素子は、配線隣接端部に対してブリュースター角を成す傾斜方向へ伝播する外部伝播光を、配線隣接端部で導波路に結合するように、空間光変調器を構成しても良い。このような構成は、配線隣接端部におけるＴＭ偏光の反射を防止することができ、被変調光の量をより確実に確保するにあたって有利となる。
【００１４】
ところで、導波路は、電気信号が印加された部分に生じる屈折率分布によって回折格子を形成するように、空間光変調器を構成することができる。ただし、このような構成では、配線隣接端部の直近で屈折率分布が生じることで、配線隣接端部での導波路と外部伝播光との結合効率が影響を受ける場合がある。そこで、電極は、導波路の光の導波方向において、配線隣接端部に対して導波路の内側へ隙間を空けて設けられるように、空間光変調器を構成しても良い。このように配線隣接端部と電極との間に隙間を設けることで、配線隣接端部の直近へは電気信号がほぼ印加されないため、配線隣接端部の直近での屈折率分布の発生を抑止できる。その結果、配線隣接端部での導波路と外部伝播光との結合効率を良好に保つことができる。
【００１５】
また、光学素子は強誘電体結晶で構成されるように、空間光変調器を構成しても良い。さらに、強誘電体結晶は周期分極反転構造を有するように、空間光変調器を構成しても良い。この際、強誘電体結晶はＺ板であり、導波路は強誘電体結晶のＺ面に平行であるように、空間光変調器を構成しても良い。
【００１６】
また、電極は、基板と光学素子との間で基板の表面に設けられ、配線は、電極から配線領域まで引き出されているように、空間光変調器を構成しても良い。このような構成では、電極から配線領域まで配線を引き出すだけで電極に電気的に接続された配線を基板の表面に設けることができ、配線の引き回しが簡単になるという利点がある。
【００１７】
ところで、空間光変調器を備えた光集積回路においては、当該空間光変調器とは別に回路素子をさらに備えるように構成しても良い。この際、入射側および射出側の端部のうち、１個が配線隣接端部であるとともに１個が回路素子に隣接し、配線領域が光学素子に対して回路素子の反対側に位置する配線隣接端部に対して設けられているように、光集積回路を構成しても良い。つまり、空間光変調器に加えて別の回路素子を備えた場合、光変調器の光学素子が有する入射側および射出側の端部のうち回路素子が隣接する側には、配線領域を設けられない。そこで、光学素子に対して回路素子の反対側に位置する端部（配線隣接端部）に対して配線領域を設けることが考えられる。ただし、この場合には、配線隣接端部に入射あるいは射出する外部伝播光が、配線領域で配線を支持する基板により散乱されるおそれがある。これに対して、上述のように構成して、配線隣接端部に入射あるいは射出する外部伝播光の伝播方向を基板に対して傾けることで、基板による外部伝播光の散乱を抑制することができ、被変調光の量を確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、配線領域が隣接する光学素子の端部に入射あるいは射出する光が散乱されるのを抑えて、被変調光の量を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明にかかる空間光変調器を装備したパターン描画装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１のパターン描画装置を模式的に示す側面図である。
【図３】光学ヘッドの内部の概略構成を部分的に示す図である。
【図４】光学ヘッドの内部の概略構成を部分的に示す図である。
【図５】空間光変調器の部分構成を簡略化して側面から示した模式図である。
【図６】図５に示した空間光変調器の部分拡大図である。
【図７】空間光変調器の部分構成を簡略化してＺＸ断面で示した模式図である。
【図８】本発明にかかる空間光変調器を装備した光集積回路を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は本発明にかかる空間光変調器を装備したパターン描画装置を模式的に示す斜視図であり、図２は図１のパターン描画装置を模式的に示す側面図である。このパターン描画装置１００は、感光材料が表面に付与された半導体基板やガラス基板等の基板Ｗの表面に光を照射してパターンを描画する装置である。
【００２１】
このパターン描画装置１００では、本体フレーム１０１に対してカバー１０２が取り付けられて形成される本体内部に装置各部が配置されて本体部が構成されるとともに、本体部の外側（図２において本体部の右手側）に基板収納カセット１１０が配置されている。この基板収納カセット１１０には露光処理を受けるべき未処理基板Ｗが収納されている。そして、未処理基板Ｗは、本体内部に配置される搬送ロボット１２０によって基板収納カセット１１０から本体部へローディングされて、パターン描画処理（露光処理）を受ける。このパターン描画処理が完了すると、処理済み基板Ｗは、搬送ロボット１２０によって本体部から基板収納カセット１１０へアンローディングされて戻される。
【００２２】
この本体部では、図１および図２に示すように、カバー１０２に囲まれた本体内部の右手端部に搬送ロボット１２０が配置されている。また、本体内部において、搬送ロボット１２０の左手側には基台１３０が配置されている。そして、この基台１３０の一方端側領域（図１および図２の右手側領域）が、搬送ロボット１２０との間で基板Ｗの受け渡しを行う基板受渡領域となっているのに対し、他方端側領域（図１および図２の左手側領域）が基板Ｗへのパターン描画を行うパターン描画領域となっている。
【００２３】
基台１３０上では、基板受渡領域とパターン描画領域との境界に臨んで、ヘッド支持部１４０が設けられている。このヘッド支持部１４０では、基板受渡領域とパターン描画領域の境界付近で２本の脚部材１４１、１４２が基台１３０から上方に立設され、これら２本の脚部材１４１、１４２の頂部を橋渡しするように梁部材１４３が設けられている。さらに、ヘッド支持部１４０では、脚部材１４１、１４２に対して基板受渡領域の逆側で２本の脚部材１４４が基台１３０から上方に立設されている。そして、光学ヘッド３が固定的に取り付けられたボックス１５０が、梁部材１４３および２本の脚部材１４４の頂部に橋渡しされている。ちなみに、ボックス１５０には、光学ヘッド３の照明光学系が収納されている。
【００２４】
こうして光学ヘッド３（露光装置）は下方へ向けて配置され、下方を通過する基板Ｗの表面（被照射面、被露光面）に対して変調された光を照射することができる。この光学ヘッド３は本発明にかかる空間光変調器を装備して基板Ｗに対して光を照射して露光するものであり、露光装置として機能する。その構成および動作については、後に詳述する。
【００２５】
また、ヘッド支持部１４０には、光学ヘッド３の他にカメラ１６０（撮像部）が設けられている。このカメラ１６０は、下方へ向けて梁部材１４３に固定されており、下方を通過する基板Ｗの表面を撮像可能となっている。
【００２６】
基台１３０上には、光学ヘッド３やカメラ１６０の下方で基板Ｗを支持するステージ１７０が設けられている。このステージ１７０は、図示を省略するステージ駆動機構からの駆動力を受けて移動自在に構成されている。具体的には、ステージ駆動機構は、互いに直交するＤx方向およびＤy方向へ駆動して、ステージ１７０を水平面内（Ｄx−Ｄy面内）で二次元的に移動させることができる。さらに、ステージ駆動機構は、鉛直軸Ｄzを中心とする回転方向に駆動して、ステージ１７０を回転させることもできる。
【００２７】
上記の構成を具備するパターン描画装置１００では、制御部２００が光学ヘッド３およびステージ１７０の動作を統括的に制御して、基板Ｗ表面へのパターン描画処理を実行する。特にこの実施形態では、光学ヘッド３は主走査方向Ｄxに並ぶ複数のチャンネルで光を同時に照射可能な構成を具備している。そして、ステージ１７０を副走査方向Ｄyに移動させながら、ステージ１７０上の基板Ｗへ光学ヘッド３から光を照射することで、二次元的なパターンを基板Ｗに描画することができる。続いては、光学ヘッド３について詳述する。
【００２８】
図３および図４は光学ヘッドの内部の概略構成を部分的に示す図である。より詳しくは、図３は光学ヘッド３の内部の概略構成の側面を部分的に示し、図４は光学ヘッド３の内部の概略構成を光軸ＯＡに沿って展開して部分的に示す。この光学ヘッド３は、光源部３１からの光ビームを照明光学系３２で集光して空間光変調器３３へ入射させ、空間光変調器３３から射出された光ビームをレンズ３４およびシュリーレン光学系３５により基板Ｗの表面に照射するものである。
【００２９】
なお、図３、図４および以下で示す図では、光学ヘッド３の光軸ＯＡを一点鎖線で適宜示すとともに、ＸＹＺ直交座標系を適宜示すこととする。このＸＹＺ直交座標系において、Ｘ方向は主走査方向Ｄxに相当し、Ｙ方向は空間光変調器３３で用いられる電気光学結晶基板４１の導波路が光ビームを案内する方向に相当し、Ｚ方向は電気光学結晶基板４１（強誘電体結晶基板）のＺ軸に相当する。また、必要に応じて、座標軸の矢印側を正側と称するとともに、座標軸の矢印と逆側を負側と称することとする。
【００３０】
光学ヘッド３が備える光源部３１は、所定の波長（例えば、８３０、８０８、６３５、４０５、あるいは３５５ナノメートル（ｎｍ））の光ビームを射出する半導体レーザにより構成されている。ちなみに、３５５ｎｍのレーザ光（紫外線）を用いる場合には、光源部３１はＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザの３倍高調波を用いる固体レーザ光源となる。この光源部３１はコリメータレンズ（図示省略）を有しており、半導体レーザから射出される光ビームはコリメータレンズを介して平行光とされて図示を省略するミラーを介して照明光学系３２に入射する。
【００３１】
照明光学系３２は３枚のシリンドリカルレンズ３２１〜３２３により構成されており、光源部３１から射出してきた光ビームはシリンドリカルレンズ３２１〜３２３の順で通過して空間光変調器３３に入射する。これらのうちシリンドリカルレンズ３２１はＸ方向にのみ負のパワーを有しており、シリンドリカルレンズ３２１を通過した光は光軸ＯＡに垂直な光束断面において円形から次第にＸ方向に長い楕円形へと変化する。一方、光軸ＯＡおよびＸ方向に垂直な方向に関して、シリンドリカルレンズ３２１を通過した光の光束断面の幅は（ほぼ）一定とされる。また、シリンドリカルレンズ３２２はＸ方向にのみ正のパワーを有しており、シリンドリカルレンズ３２１を通過した光ビームはシリンドリカルレンズ３２２によりビーム整形される。つまり、シリンドリカルレンズ３２２を通過した光は、光束断面においてＸ方向に長い一定の大きさの楕円形とされてシリンドリカルレンズ３２３へと入射する。このシリンドリカルレンズ３２３は、光軸ＯＡおよびＸ方向に垂直な方向にのみ正のパワーを有し、シリンドリカルレンズ３２３を通過した光ＬＩは当該垂直方向に集光しつつ空間光変調器３３の電気光学結晶基板４１に入射する。
【００３２】
図５は、空間光変調器の部分構成を簡略化して側面から示した模式図である。図６は、図５に示した空間光変調器の部分拡大図である。図７は、空間光変調器の部分構成を簡略化してＺＸ断面で示した模式図である。ここで、図５〜図７を併用しつつ空間光変調器３３の構成について詳述しておく。この空間光変調器３３は、入射してきた光ビームを伝送して射出する電気光学結晶基板４１を有し、電圧（電気信号）の印加に応じて電気光学結晶基板４１の内部に生じる回折格子によって光ビームを変調するものである。
【００３３】
空間光変調器３３では、電圧印加部材４２の有する電極基板４２１の表面４２１fに対して電気光学結晶基板４１の裏面４１r（主面）が取り付けられている。この電極基板４２１の表面４２１fはＸＹ平面に平行に仕上げられており、Ｘ方向に等ピッチ（例えば、５μｍ）で配列された複数（例えば、５４００本）の電極４２２を支持する。これら電極４２２のそれぞれはＹ方向に伸びるスラブ状を有しており、電気光学結晶基板４１の内部に電圧を印加することで回折格子を形成するものである。
【００３４】
電極基板４２１の表面４２１fでは、電気光学結晶基板４１のＹ方向の両外側に配線領域Ａwが設けられており、電極４２２に電気的に接続された配線４２３が配線領域Ａwまで引き出されている（図４、図５）。この際、Ｘ方向に隣接する電極４２２の間で、配線４２３を引き出す向きが互いに反対となっている。したがって、電極基板４２１の表面４２１fでは、Ｙ方向の正側の配線領域Ａwへ引き出された配線４２３に接続される電極４２２と、Ｙ方向の負側の配線領域Ａwへ引き出された配線４２３に接続される電極４２２とが、Ｘ方向に交互に配列されている。このように、配線４２３を引き出す向きを交互にすることで、Ｘ方向に隣接する配線４２３の間のピッチを電極４２２の配列ピッチの２倍程度にまで広げることができる。また、図４に示すように配線領域Ａwのそれぞれにおいて、複数の配線４２３の配列ピッチは、配線４２３が外側へ引き出されるに連れて段階的に拡大されている。
【００３５】
このように、電気光学結晶基板４１に電圧を印加する電極４２２は、電極基板４２１と電気光学結晶基板４１との間で電極基板表面４２１fに設けられており、配線４２３は電極４２２から配線領域Ａwにまで引き出されている。このような構成では、電極４２２から配線領域Ａwまで配線４２３を引き出すだけで、電極４２２に電気的に接続された配線４２３を電極基板表面４２１fに設けることができ、配線４２３の引き回しが簡単になるという利点がある。
【００３６】
こうして、各配線領域Ａwでは複数の配線４２３がＸ方向に配列されている。また、複数の配線４２３のそれぞれは、電極基板４２１を裏面から支持する矩形状の電気回路基板３３１を介して、ＦＰＣ（Flexible printed circuits）３３２に電気的に接続される（図３）。したがって、制御部２００（図２）は、ＦＰＣ３３２および配線４２３を介して、電極４２２に電圧を付与することができる。さらに、空間光変調器３３では、電気光学結晶基板４１の表面４１f（主面）に、絶縁層４３、接合部４４および支持基板４５がこの順番で積層されている。これらのうち接合部４４は金属で構成されて接地されており、絶縁層４３を介して電気光学結晶基板４１の表面４１fの全体に一様な接地電位を与える接地電極として機能する（図５、図７）。したがって、配線４２３を介して付与された電極４２２の電位と接地電位との電位差に応じた電圧を、電気光学結晶基板４１に印加することが可能となっている。
【００３７】
電気光学結晶基板４１は、光ビームＬＩ（外部伝播光）が入射する入射端４１aをＹ方向負側の端に有するとともに、光ビームＬＯ（外部伝播光）が射出する射出端４１bをＹ方向正側の端に有している。電気光学結晶基板４１内部では、Ｙ方向に伸びる導波路４１cが入射端４１aから射出端４１bへかけて形成されている。この導波路４１cはＸＹ平面に平行なスラブ状を有しており、光ビームをシングルモードで導波方向Ｙへ伝播させる。したがって、入射端４１aから入射した光ビームは、導波路４１cによってＹ方向に案内されて射出端４１bから射出される。なお、光ビームＬＩは、入射端４１aで収束する光線束であって、ゼロより大きい集光角で入射端４１aに集光し、光ビームＬＯは、射出端４１bから発散する光線束であって、ゼロより大きい発散角で射出端４１bより発散する。
【００３８】
電気光学結晶基板４１の入射端４１aおよび射出端４１bはいずれも、導波方向Ｙにおいて電気光学結晶基板４１の外側へ向かうに連れて電極基板表面４２１fから離れるように電極基板表面４２１fに対して傾いた平面形状に仕上げられており、換言すれば、導波方向Ｙにおいて電気光学結晶基板４１の外側へ向けて傾斜角φで倒れた平面形状に仕上げられている。ここで、傾斜角φは、電気光学結晶基板４１の主面４１rの法線４１n（Ｚ方向に平行）に対して、導波方向Ｙにおいて電気光学結晶基板４１の外側へ向けて傾く角度として与えられる。具体的には、結晶基板端４１a、４１bの傾斜角φは、次に示す
・各端４１a、４１bに対する外部伝播光ＬＩ、ＬＯの角度がブリュースター角となる
・導波方向Ｙに対して傾く外部伝播光ＬＩ、ＬＯに導波路４１cが各端４１a、４１bで結合する
といった条件を満たすように設定されている。
【００３９】
このような結晶基板端４１a、４１bと外部伝播光ＬＩ、ＬＯとの関係を、図６を用いて詳述しておく。なお、外部伝播光ＬＩ、ＬＯとの関係において入射端４１aと射出端４１bは互いに類似する。したがって、ここでは入射端４１aを代表例として取り上げて説明を行い、射出端４１bについての説明は、入射端４１aについての説明で代用する。上述のとおり、電気光学結晶基板４１の入射端４１aは傾いている。そのため、電気光学結晶基板４１の外側を向く入射端４１aの法線ベクトルＶnは、電極基板表面４２１fの配線領域Ａwの側に傾く。そして、このような入射端４１aに対する外部伝播光ＬＩの入射角θ1（すなわち、外部伝播光ＬＩが法線ベクトルＶnと成す角）がブリュースター角を満たすように設定されている。具体的には、電気光学結晶基板４１の屈折率をｎとすると、次式
ｔａｎθ1＝ｎ  …式１
が成立するように、角度θ1が設定されている。また、入射端４１aの法線ベクトルＶnと導波方向Ｙとの角度をθ2とすると、スネルの法則より、次式
ｓｉｎθ1／ｓｉｎθ2＝ｎ  …式２
が成立する。また、入射端４１aの傾斜角φは角度θ2に一致するため、次式
φ＝θ2  …式３
が成立する。そして、これら式１〜式３を満足するように傾斜角φが設定されて、上記条件が満たされる。
【００４０】
上述した入射端４１aと外部伝播光ＬＩとの関係は、射出端４１bと外部伝播光ＬＯとの関係と同様である。つまり、上述の説明において、入射端４１aを射出端４１bに、外部伝播光ＬＩを外部伝播光ＬＯに、入射角θ1を射出角θ1に置き換えることで、射出端４１bと外部伝播光ＬＯとの関係を同様に導き出して、射出端４１bの傾斜角φの設定に用いることができる。
【００４１】
ちなみに、後述するように、電気光学結晶基板４１の屈折率ｎは、厳密には印加される電圧によって若干異なる。ただし、実使用上において屈折率ｎの変化は僅少であり、外部伝播光と導波路との結合効率が受ける影響は無視できる。したがって、入射端４１aや射出端４１bの傾斜角φを設定するにあたって用いる屈折率としては、例えば、接地電位が印加されている電気光学結晶基板４１の屈折率ｎの測定値等を用いることができる。
【００４２】
このように入射端４１aおよび射出端４１bが傾斜角φで傾いているため、導波路４１cは、導波方向Ｙに対して傾いた光ビームＬＩ、ＬＯと各端４１a、４１bで結合する。具体的には、光ビームが入射端４１aに入射する入射方向Ｄiは、入射端４１aからＹ方向の負側へ離れるにつれて電極基板表面４２１fから離れるように導波方向Ｙに対して傾いており、導波路４１cは入射方向Ｄiから入射する光ビームＬＩと入射端４１aで結合する。また、光ビームが射出端４１bから射出する射出方向Ｄoは、射出端４１bからＹ方向の正側へ離れるにつれて電極基板表面４２１fから離れるように導波方向Ｙに対して傾いており、導波路４１cは射出方向Ｄoへ射出する光ビームＬＯと射出端４１bで結合する。
【００４３】
なお、上述したとおり、電極基板表面４２１fでは、電気光学結晶基板４１のＹ方向の両外側に、配線領域Ａwが隣接して設けられている。したがって、電気光学結晶基板４１の入射端４１aおよび射出端４１bに対しては、Ｙ方向において電気光学結晶基板４１の外側から配線領域Ａwが隣接している。つまり、入射端４１aおよび射出端４１bがいずれも本発明の「配線隣接端部」に相当している。
【００４４】
ところで、結晶基板端４１aが傾斜している構成では、外部伝播光ＬＩの幅Ｗ1よりも導波路４１cの幅Ｗ2が広くなる。ここで、この点について説明しておく。なお、この説明は、以下の定義
θi：外部伝播光ＬＩが導波方向Ｙと成す角度
Ａ：光線束である外部伝播光ＬＩの幅Ｗ1の一端にある光線と入射端４１aとの交点
Ｂ：光線束である外部伝播光ＬＩの幅Ｗ1の他端にある光線と入射端４１aとの交点
Ｃ：光線束である外部伝播光ＬＩの幅Ｗ1の一端にある光線へ点Ｂからおろした垂線の足
Ｄ：導波路４１cの幅Ｗ2の一端へ点Ａからおろした垂線の足
を用いて行う。
【００４５】
この際、次式
ｓｉｎ｛（π／２）−θi−φ｝＝ＢＣ／ＡＢ＝Ｗ1／ＡＢ  …式４
ＢＣ：点Ｂと点Ｃの間の距離
ＡＢ：点Ａと点Ｂの間の距離
が成立する。さらに、三角形ＡＢＤにおいて、次式
ｃｏｓφ＝ＡＤ／ＡＢ＝Ｗ2／ＡＢ  …式５
ＡＤ：点Ａと点Ｄとの距離
が成立する。したがって、次式
Ｗ2＝Ｗ1×ｃｏｓφ／ｃｏｓ（θi＋φ）＞Ｗ1  …式６
が成立する。つまり、外部伝播光ＬＩの幅Ｗ1よりも導波路４１cの幅Ｗ2が広くなっている。
【００４６】
このように構成した場合、外部伝播光ＬＩのエネルギー密度に比較して、導波路４１cにおける光ビームのエネルギー密度を低下させることができる。その結果、比較的高いエネルギーの外部伝播光ＬＩを電気光学結晶基板４１に入射させたとしても、電気光学結晶基板４１内の導波路４１cにおける光ビームのエネルギー密度を低下させて、電気光学結晶基板４１にかかる負担を減少させることができる。その結果、紫外線などの高いエネルギーの光ビームを用いつつも、電気光学結晶基板４１へのダメージを抑制することが可能となる。
【００４７】
電気光学結晶基板４１は、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）（すなわち、ニオブ酸リチウムであり、ＬＮと略称される）の単結晶で形成されており、例えば厚み（Ｚ方向の寸法）が数十μｍ、好ましくは３０μｍ以下で、長さ（Ｙ方向の寸法）が８ｍｍで、幅（Ｘ方向の寸法）が３５ｍｍの平板形状を有する。図７に示すように、電気光学結晶基板４１では、Ｚ方向において分極の向きが互いに反対である第１分極部４１１および第２分極部４１２がＸ方向に交互に配列されている。このように電気光学結晶基板４１は、周期分極反転構造を有する強誘電体結晶基板である。なお、電気光学結晶基板４１としては、ＬＮの他にリチウムタンタレート（ＬiＴaＯ３：ＬＴ）なども利用可能であり、結晶軸は共に分極反転方向がポッケルス定数（電気光学定数）の値の大きなｒ33のＺ軸方向となる。また、電気光学結晶基板４１を構成する強誘電体結晶はＺ板であり、電気光学結晶基板４１の内部に形成されるスラブ導波路４１cはＺ板のＺ面（ＸＹ平面）に平行である。
【００４８】
上述のとおり、電極基板４２１の表面４２１fには、複数の電極４２２がＸ方向に配列されている。これら電極４２２は、例えば第１および第２分極部４１１、４１２の配列周期の整数倍のピッチでＸ方向に配列されており、外部から付与された電圧を電気光学結晶基板４１の内部に印加することができる。また、電圧印加部材４２では、ＳｉＯ２（二酸化ケイ素）などの絶縁材料で構成される保護膜４２４が電極基板４２１の表面４２１fに積層されている。この保護膜４２４は、複数の電極４２２を覆うとともに、電圧印加部材４２の表面を平坦化するために設けられる。そして、この保護膜４２４を介して、電極基板４２１の表面４２１fが電気光学結晶基板４１の裏面４１rに取り付けられている。
【００４９】
このように構成された空間光変調器３３では、接地電位と異なる駆動電位が電極４２２に与えられると、駆動電位と接地電位との電位差に応じた電圧が電極４２２から電気光学結晶基板４１の内部に印加される。一方、電気光学結晶基板４１の内部では、第１分極部４１１と第２分極部４１２との間で屈折率の差が生じて、Ｘ方向に周期的な屈折率変化が発生し、回折格子が形成される。その結果、電気光学結晶基板４１の内部をＹ方向に進行する光ビームはこの回折格子に回折されて、回折光Ｌdとして光軸ＯＡに対して傾いた方向に回折される（図４）。ちなみに、この際の回折態様は、ブラック回折およびラマンナス回折のいずれでも構わない。一方、電極４２２に駆動電位が与えられていない部分（例えば接地電位が与えられている部分）を通過する光は、０次回折光Ｌ0として光軸ＯＡに平行に進行する。
【００５０】
このように複数の電極４２２は、電気光学結晶基板４１の内部のそれぞれが対向する部分に回折格子を適宜形成して、互いに独立して光ビームを変調することができる。換言すれば、複数の電極４２２は、互いに異なるチャンネルを電気光学結晶基板４１の内部に形成する。こうして、空間光変調器３３は、Ｘ方向（主走査方向Ｄx）に並ぶ複数のチャンネルで光ビームを変調することが可能となっている。
【００５１】
図３、図４に戻って、光学ヘッド３の構成説明を続ける。上記のように構成された空間光変調器３３の射出側（図３、図４の右手側）に、光軸ＯＡおよびＸ方向に垂直な方向にのみ正の集光機能を有するシリンドリカルレンズ３４、レンズ３５１、アパーチャ３５２１を有するアパーチャ板３５２、レンズ３５３がこの順序で配置されている。シリンドリカルレンズ３４は光軸ＯＡおよびＸ方向に垂直な方向にのみ正の集光機能を有しており、空間光変調器３３からの射出光ＬＯは、シリンドリカルレンズ３４にて当該垂直方向に関してほぼ平行な光とされ、正の集光機能を有するレンズ３５１に入射する。
【００５２】
ここで、レンズ３５１の前側焦点は電気光学結晶基板４１の射出端４１bの位置に設定されている。また、レンズ３５１の後側焦点にアパーチャ３５２１が位置するようにアパーチャ板３５２が配置される。したがって、電気光学結晶基板４１中で回折を受けずにレンズ３４を通過した０次光Ｌ0は、図４中に実線にて示すように、レンズ３５１を介してアパーチャ３５２１に集光し、当該アパーチャ３５２１を通過してレンズ３５３に入射する。このレンズ３５３は、前側焦点がアパーチャ３５２１の近傍に位置し、後側焦点がステージ１７０に保持された基板Ｗの表面上となるように配置されており、０次光Ｌ0はレンズ３５３を介して基板Ｗの表面上に照射されて露光される。一方、回折光Ｌdは、図４中に破線にて示すように、光軸ＯＡに対して所定角度だけ傾いて電気光学結晶基板４１から射出されるため、アパーチャ３５２１から離れた位置、つまりアパーチャ板３５２の表面で遮蔽される。
【００５３】
このように、本実施形態では、レンズ３５１、アパーチャ板３５２およびレンズ３５３により、いわゆるシュリーレン光学系３５が構成されている。このシュリーレン光学系３５は両側テレセントリック光学系と同等の配置であり、図３、図４に示すように、複数のチャンネルを有する光学ヘッド３で基板Ｗに露光する場合にも、その露光面（基板Ｗの表面）に対して各チャンネルの０次光Ｌ0の主光線（図４中の２点鎖線）は垂直であり、露光面のピント方向ＯＡの変動に対して倍率の変化を受けない。その結果、高精度な露光が可能となる。
【００５４】
以上に説明したように、この空間光変調器３３では、光ビームの入射側および射出側のそれぞれの端部４１a、４１bの間に導波路４１cを設けた電気光学結晶基板４１が具備されている。この電気光学結晶基板４１は、外部を伝播する外部伝播光ＬＩ、ＬＯと導波路４１cとを端部４１a、４１bで結合することで、入射側の端部４１aに外部伝播光ＬＩとして入射した光ビームを導波路４１cで導いて射出側の端部４１bから外部伝播光ＬＯとして射出する。また、導波路４１cに対向して電極４２２が設けられるとともに、当該電極４２２に電気的に接続された配線４２３を有する電極基板４２１に電気光学結晶基板４１が取り付けられている。そして、配線４２３を介して電極４２２に付与した電気信号を導波路４１cへ印加して、導波路４１cに回折格子を形成することができる。そのため、入射側の端部４１aから入射して導波路４１cを通過する光ビームを変調して射出側の端部４１bから射出することで、被変調光ビームを得ることが可能となっている。
【００５５】
ところで、上記の配線４２３は、入射側および射出側の端部４１a、４１b（配線隣接端部）に隣接する配線領域Ａwで電極基板４２１に設けられている。かかる構成では、配線隣接端部４１a、４１bに入射あるいは射出する外部伝播光ＬＩ、ＬＯが、配線領域Ａwで配線４２３を支持する電極基板４２１により散乱されるおそれがあった。特に、この実施形態では、外部伝播光ＬＩ、ＬＯが広がりを持った光線束であるため、外部伝播光ＬＩ、ＬＯが電極基板４２１により散乱されやすく、かかる問題が顕著になる傾向にある。
【００５６】
これに対して本実施形態では、配線隣接端部４１a、４１bから離れるにつれて配線領域Ａwから離れるように電極基板４２１の表面４２１fに対して傾く入射・射出方向Ｄi、Ｄo（傾斜方向）へ伝播する外部伝播光ＬＩ、ＬＯが、配線隣接端部４１a、４１bで導波路４１cに結合される。つまり、配線隣接端部４１a、４１bに入射あるいは射出する外部伝播光ＬＩ、ＬＯの伝播方向Ｄi、Ｄoは、電極基板４２１の表面４２１fに対して傾いている。したがって、配線領域Ａwで配線４２３を支持する電極基板４２１と外部伝播光ＬＩ、ＬＯとを離して、電極基板４２１による外部伝播光ＬＩ、ＬＯの散乱を抑制することができ、被変調光ビームの量を確保することが可能となっている。
【００５７】
また、本実施形態では、配線隣接端部４１a、４１bは平面形状を有しており、外側を向く法線ベクトルＶnが配線領域Ａwの側に傾くように仕上げられている。このような構成では、電極基板４２１に対して傾きつつ配線隣接端部４１a、４１bに入射あるいは射出する外部伝播光ＬＩ、ＬＯと導波路４１cとの結合効率を向上させて、被変調光ビームの量をより確実に確保することができる。
【００５８】
また、電気光学結晶基板４１内の導波路４１cは、シングルモードで光ビームを伝播させるように構成されていた。このように導波路４１cをシングルモードで伝播する光ビームは、同様にシングルモードで伝播する外部伝播光ＬＩ、ＬＯと効率的に結合する。その結果、導波路４１cと外部伝播光ＬＩ、ＬＯとの結合効率を向上させて、被変調光ビームの量をより確実に確保することができる。
【００５９】
また、配線隣接端部４１a、４１bに対してブリュースター角を成す傾斜方向Ｄi、Ｄoへ入射・射出（伝播）する外部伝播光ＬＩ、ＬＯを、配線隣接端部４１a、４１bで導波路４１cに結合するように、空間光変調器３３を構成していた（すなわち、角度θ1＝ブリュースター角）。このような構成は、配線隣接端部４１a、４１bにおけるＴＭ(Transverse Magnetic)偏光の反射を防止することができ、被変調光ビームの量をより確実に確保するにあたって有利となる。
【００６０】
この際、光源部３１に直線偏光光を発生する光源を用いてＴＭ偏光となる向きで結晶に入射させても良いし、偏光板、偏光ビームスプリッタ、ローションプリズム等の偏光素子（図示省略）を設けておき、光源部３１からＴＭ偏光を光ビームとして射出するように構成しても良い。これによって、配線隣接端部４１a、４１bでの光ビームの反射を防止することができる。
【００６１】
このように、上記実施形態では、空間光変調器３３が本発明の「空間光変調器」に相当し、電気光学結晶基板４１が本発明の「光学素子」に相当し、入射端４１aおよび射出端４１bがそれぞれ本発明の「端部」「配線隣接端部」に相当し、導波路４１cが本発明の「導波路」に相当し、光ビームＬＩ、ＬＯが本発明の「外部伝播光」に相当し、電極基板４２１が本発明の「基板」に相当し、電極４２２が本発明の「電極」に相当し、配線４２３が本発明の「配線」に相当し、配線領域Ａwが本発明の「配線領域」に相当し、入射方向Ｄiおよび射出方向Ｄoが本発明の「傾斜方向」に相当している。また、法線ベクトルＶnが本発明の「法線ベクトル」に相当し、Ｙ方向が本発明の「導波方向」に相当している。
【００６２】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、導波路４１cはシングルモードで光ビームを導波方向Ｙへ導波するものであった。しかしながら、導波路４１cの構成はこれに限られず、マルチモードで光ビームを導波方向Ｙへ導波するように導波路４１cを構成しても構わない。
【００６３】
また、上記実施形態では、入射端４１aおよび射出端４１bに対する外部伝播光ＬＩ、ＬＯの角度θ1がブリュースター角を満たすように、入射端４１aおよび射出端４１bの傾斜角φが設定されていた。しかしながら、角度θ1の設定値はこれに限られず、必要に応じて変更しても構わない。
【００６４】
また、上記実施形態では、接地電位が与えられる接合部４４と電極４２２とで電気光学結晶基板４１を挟み込んで、電極４２２に駆動電位を与えることで、Ｘ方向に周期的な屈折率変化を電気光学結晶基板４１内に形成していた。しかしながら、このような屈折率変化を電気光学結晶基板４１内に形成するための具体的な構成はこれに限られない。そこで、例えば、電気光学結晶基板４１の裏面４１r側において、接地電位が与えられる電極４２２と駆動電位が与えられる電極４２２をＸ方向に交互に並べて、Ｘ方向に周期的な屈折率変化を電気光学結晶基板４１内に形成できるように構成しても良い。
【００６５】
ところで、上述の式１〜式３に基づいて入射端４１aおよび射出端４１bの傾斜角φを設定した場合、結晶基板端４１a、４１bの近傍で屈折率に変化があると、結晶基板端４１a、４１bと外部伝播光ＬＩ、ＬＯとの結合効率に若干の影響が生じるとも考えられる。ほとんどの場合では、当該影響は無視できる。ただし、次のように構成して、当該影響を排除するように構成しても良い。具体的には、導波方向Ｙにおいて結晶基板端４１a、４１bに対して導波路４１cの内側へ隙間を空けて、電極４２２を設けても良い。このように結晶基板端４１a、４１bと電極４２２との間に隙間を設けることで、結晶基板端４１a、４１bの直近へは電気信号がほぼ印加されないため、結晶基板端４１a、４１bの直近での屈折率分布の発生を抑止できる。その結果、結晶基板端４１a、４１bでの導波路４１cと外部伝播光ＬＩ、ＬＯとの結合効率を良好に保つことができる。
【００６６】
また、上記実施形態では、電気光学結晶基板４１のＹ方向の両側に配線領域Ａwが設けられていた。しかしながら、電気光学結晶基板４１のＹ方向の一方側にのみ配線領域Ａwを設けるように構成しても良い。この際、配線領域Ａwによる光ビームの散乱は、当然のことながら配線領域Ａwが設けられた一方側でのみ発生しうる。したがって、導波路４１cの導波方向Ｙに対して傾いた外部伝播光ＬＩ、ＬＯと導波路４１cとを結合するといった構成は、電気光学結晶基板４１のＹ方向の一方側に対してのみ適用すれば足りる。
【００６７】
また、上記実施形態では、本発明にかかる空間光変調器３３をパターン描画装置に適用した場合について説明した。しかしながら、本発明の適用対象はパターン描画装置に限られず、例えば空間光変調器３３を備えた光集積回路に本発明を適用しても構わない。
【００６８】
図８は、本発明にかかる空間光変調器を装備した光集積回路を模式的に示す側面図である。この光集積回路５は、空間光変調器３３以外に、例えば半導体レーザ、光導波路、光フィルター、光スイッチ等で構成される回路素子５０を、同一の電極基板４２１上に具備する。これら回路素子５０および空間光変調器３３はＹ方向に互いに隣接して、電極基板４２１の表面４２１fに集積されている。そして、回路素子５０から射出された光ビームが、空間光変調器３３が備える電気光学結晶基板４１に入射する。上述と同様に、電気光学結晶基板４１は、入射端４１aから入射した光ビームを導波路４１cで案内して射出端４１bから射出する。
【００６９】
また、電気光学結晶基板４１と電極基板４２１の間には、電極４２２が設けられている。したがって、電極４２２から電圧を印加して導波路４１cに回折格子を適宜形成することで、回路素子５０から射出されて導波路４１cを通過する光ビームを変調して、被変調光ビームを射出端４１bから射出することができる。
【００７０】
ところで、電極基板４２１の表面４２１fでは、空間光変調器３３のＹ方向負側に隣接して回路素子５０が配置されている。したがって、電極４２２に接続された配線４２３を、空間光変調器３３のＹ方向負側に引き出すことはできない。そこで、電極基板４２１の表面４２１fでは、空間光変調器３３のＹ方向正側に配線領域Ａwが設けられており、配線４２３はこの配線領域Ａwに引き出されている。
【００７１】
かかる構成では、空間光変調器３３に対して回路素子５０の反対側に位置する射出端４１bに隣接して配線領域Ａwが設けられており、すなわち射出端４１bが配線領域Ａwと隣接する配線隣接端部となる。そのため、配線隣接端部４１bから射出する外部伝播光ＬＯが、配線領域Ａwで配線４２３を支持する電極基板４２１により散乱されるおそれがあった。これに対応するため、上記実施形態と同様に、配線隣接端部４１bが導波方向Ｙに対して傾いて形成されている。その結果、配線隣接端部４１bから離れるにつれて配線領域Ａwから離れるように電極基板４２１の表面４２１fに対して傾く射出方向Ｄo（傾斜方向）へ伝播する外部伝播光ＬＯが、配線隣接端部４１bで導波路４１cに結合される。したがって、配線領域Ａwで配線４２３を支持する電極基板４２１と外部伝播光ＬＯとを離して、電極基板４２１による外部伝播光ＬＯの散乱を抑制することができ、被変調光ビームの量を確保することが可能となっている。
【００７２】
なお、図８では、空間光変調器３３の入射側に回路素子５０を配置した例を示して説明を行った。しかしながら、空間光変調器３３の射出側に回路素子５０を配置しても構わない。ただし、この場合、電極基板４２１の表面４２１fでは、空間光変調器３３のＹ方向正側に隣接して回路素子５０が配置される。したがって、電極４２２に接続された配線４２３を、空間光変調器３３のＹ方向正側に引き出すことはできない。そこで、電極基板４２１の表面４２１fでは、空間光変調器３３のＹ方向負側に配線領域Ａwが設けられており、配線４２３はこの配線領域Ａwに引き出せば良い。
【００７３】
また、この場合には、上記実施形態と同様に、配線隣接端部４１aを導波方向Ｙに対して傾けて形成すれば良い。これによって、配線隣接端部４１aから離れるにつれて配線領域Ａwから離れるように電極基板４２１の表面４２１fに対して傾く入射方向Ｄi（傾斜方向）へ伝播する外部伝播光ＬＩが、配線隣接端部４１aで導波路４１cに結合される。したがって、配線領域Ａwで配線４２３を支持する電極基板４２１と外部伝播光ＬＩとを離して、電極基板４２１による外部伝播光ＬＩの散乱を抑制することができ、被変調光ビームの量を確保することが可能となる。
【実施例】
【００７４】
ここでは、上記した式１〜式６を満たす具体的な数値例を示す。下の表は、電気光学結晶基板４１を構成する強誘電体結晶として、ＳＬＴ(Stoichiometric Lithium Tantalate)結晶を用いた場合の数値例と、ＭｇＬＮ結晶を用いた場合の数値例とを併記して示したものである。なお、ＳＬＴ結晶を用いた設計例では、波長３５５ｎｍの光ビームが用いられ、強誘電体結晶の屈折率ｎは２．３４であり、ＭｇＬＮ結晶を用いた数値例では、波長６３３ｎｍの光ビームが用いられ、強誘電体結晶の屈折率は２．２０で計算を行った。
【００７５】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００７６】
この発明は、光を変調する空間光変調器、および空間光変調器を具備する装置全般において好適に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００７７】
３：光学ヘッド
３３：空間光変調器
３３１：電気回路基板
４１：電気光学結晶基板
４１a：入射端
４１b：射出端
４１c：導波路
４１f：電気光学結晶基板の表面
４２：電圧印加部材
４２１：電極基板
４２１f：電極基板表面
４２２：電極
４２３：配線
５：光集積回路
５０：回路素子
１００：パターン描画装置
Ａw：配線領域
Ｄi：入射方向（傾斜方向）
Ｄo：射出方向（傾斜方向）
ＬＩ：光ビーム（外部伝播光）
ＬＯ：光ビーム（外部伝播光）
Ｖn：法線ベクトル
Ｙ：導波方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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