(57)【要約】【課題】  光の利用効率を改善した反射型の光制御装置を提供する。【解決手段】  光制御装置８は、基板３０上に２次元状に配列された複数の画素１０を備える。基板３０上には、第１反射層３２が形成される。第１反射層３２の上面には光変調膜３４が設けられる。この光変調膜３４の材料としては、印加した電界に応じて屈折率が変化するＰＬＺＴなどの電気光学材料を選択する。光変調膜３４の上面には透明電極３６が設けられる。透明電極３６の上面には、第２反射層４０が形成される。この第２反射層４０は、誘電体多層膜によって形成され、屈折率の異なる第１誘電体膜４２、第２誘電体膜４４が交互に積層される。第１反射層３２、光変調膜３４、第２反射層４０は共振器を構成する。透明電極３６および第１反射層３２は電極対を形成し、光変調膜３４に印加する電界によって光制御装置８の反射率を制御する。【選択図】  図２
2006201472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられた第１の反射層と、
前記第１の反射層上に設けられ、印加した電界により屈折率が制御可能な光変調膜と、
前記光変調膜上に設けられた第２の反射層と、
前記光変調膜に電界を印加する電極対と、
を備えることを特徴とする光制御装置。
【請求項２】
前記光変調膜と前記第２の反射層との間に透明電極をさらに備え、
当該透明電極と前記第１の反射層とが、前記電極対を形成することを特徴とする請求項１に記載の光制御装置。
【請求項３】
前記第２の反射層は、屈折率の異なる複数の誘電体膜を含む積層構造を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光制御装置。
【請求項４】
前記複数の誘電体膜の少なくとも１つは、シリコン酸化膜であることを特徴とする請求項３に記載の光制御装置。
【請求項５】
前記複数の誘電体膜の少なくとも１つは、シリコン窒化膜であることを特徴とする請求項３または４に記載の光制御装置。
【請求項６】
前記第１の反射層と前記第２の反射層の反射率は略同一であることを特徴とする請求項１に記載の光制御装置。
【請求項７】
前記光変調膜は、印加した電界の２乗に比例して屈折率が変化する電気光学材料であることを特徴とする請求項１に記載の光制御装置。
【請求項８】
前記電気光学材料は、チタン酸ジルコン酸鉛またはチタン酸ジルコン酸ランタン鉛であることを特徴とする請求項１に記載の光制御装置。
【請求項９】
前記チタン酸ジルコン酸ランタン鉛の厚みは５００ｎｍから１５００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項８に記載の光制御装置。
【請求項１０】
前記電極対は、マトリクス状に複数配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の光制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量の記録方式として、ホログラムの原理を利用したデジタル情報記録システムが知られている（たとえば特許文献１）。
【０００３】
図５は、ホログラム記録装置の一例を示す図である。ホログラム記録装置１００は、レーザ光源１０２と、ビームスプリッタ１０４と、ビームエキスパンダ１０６と、空間光変調器ＳＬＭ１０８と、ホログラムパターン書き込み手段１１０と、フーリエ変換レンズ１１２と、記録媒体１１４と、ミラー１１６と、回動ミラー１１８とを主に有する。ここで、空間光変調器ＳＬＭ１０８としては、透過型の表示装置が用いられる。
【０００４】
ホログラム記録装置１００において、レーザ光源１０２から発せられたレーザ光は、ビームスプリッタ１０４で２つの光に分割される。そのうち一方の光は、ビームエキスパンダ１０６でビーム径が拡大され、平行光として空間光変調器ＳＬＭ１０８に照射される。ホログラムパターン書き込み手段１１０は、空間光変調器ＳＬＭ１０８にホログラムパターンを電気信号として送信する。空間光変調器ＳＬＭ１０８は、受け取った電気信号に基づき、平面上にホログラムパターンを形成する。空間光変調器ＳＬＭ１０８に照射された光は、空間光変調器ＳＬＭ１０８を透過すると光変調され、ホログラムパターンを含む信号光となる。この信号光は、フーリエ変換レンズ１１２を通過してフーリエ変換され、記録媒体１１４内に集光される。一方、ビームスプリッタ１０４において分割されたもう一方の光は、参照光としてミラー１１６および回動ミラー１１８を経て記録媒体１１４内に導かれる。記録媒体１１４内において、ホログラムパターンを含む信号光と参照光の光路とが交差して光干渉パターンを形成する。光干渉パターン全体が屈折率の変化（屈折率格子）として記録媒体１１４に記録される。
【０００５】
ホログラム記録装置１００において、このように、１フレームの画像が記録媒体１１４に記録される。１フレームの画像の記録が終了したら、回動ミラー１１８を所定量回転するとともにその位置を所定量平行移動させ、記録媒体１１４に対する参照光の入射角度を変化させ、２フレーム目の画像を同じ手順で記録する。このような処理を繰り返すことにより、角度多重記録を行う。
【０００６】
ホログラム記録装置の空間光変調器ＳＬＭの材料としては、たとえばチタン酸ジルコン酸ランタン鉛（以下、ＰＬＺＴという）等の電気光学効果を有するものを用いることができる。ＰＬＺＴは、（Ｐｂ1-yＬａy）（Ｚｒ1-xＴｉx）Ｏ3の組成を有する透明セラミックスである。電気光学効果とは、物質に電界を印加するとその物質に分極が生じ屈折率が変化する現象をいう。電気光学効果を利用すると、印加電圧をオン、オフすることにより光の位相を切り替えることができる。そのため、電気光学効果を有する光変調材料を空間光変調器ＳＬＭ等の光シャッターに適用することができる。
【０００７】
こうした光シャッター等の素子への適用においては、従来、バルクのＰＬＺＴが広く利用されてきた（特許文献２）。しかし、バルクＰＬＺＴを用いた光シャッターは、微細化、集積化の要請や、動作電圧の低減や低コスト化の要請に応えることは困難である。また、バルク法は、原料となる金属酸化物を混合した後、１０００℃以上の高温で処理する工程を含むため、素子形成プロセスに適用した場合、材料の選択や素子構造等に多くの制約が加わることとなる。
【０００８】
こうしたことから、バルクＰＬＺＴに代え、基材上に形成した薄膜のＰＬＺＴを光制御素子へ応用する試みが検討されている。特許文献３には、ガラス等の透明基板上にＰＬＺＴ膜を形成し、その上に櫛形電極を設けた表示装置が記載されている。この表示装置は、ＰＬＺＴ膜が形成された表示基板の両面に偏光板が設けられた構成を有する。ここで、各画素の電極端子部が外部の駆動回路と接続されることにより、所望の画素が駆動され、表示基板の一面側に設けられた光源からの透過光により所望の表示をすることができるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−２９７００８号公報
【特許文献２】特開平５−２５７１０３号公報
【特許文献３】特開平７−１４６６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上述したようなＰＬＺＴ膜等の光変調膜を光シャッター等の素子として実用化するためには、光変調膜へ印加する電圧のオン、オフを制御するためのドライブ回路を光変調膜とともに基板上に作り込む必要がある。その場合、上記特許文献３に記載されたような構成では、ドライブ回路が形成された領域を表示領域として用いることができず、有効な表示領域を充分とることができないという問題がある。
また、上述したような透過型の表示装置では、照射光として可視光を利用する場合、ドライブ回路を可視光に対して不透明なシリコン等の基板上に形成することができないという問題もあった。
さらに、特許文献３に記載の表示装置では、偏光板を用いるために、偏光板による光の損失が発生してしまう。
【００１０】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、光の利用効率を改善した反射型の光制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のある態様は光制御装置に関する。この光制御装置は、基板と、基板上に設けられた第１の反射層と、第１の反射層上に設けられ、印加した電界により屈折率が制御可能な光変調膜と、光変調膜上に設けられた第２の反射層と、光変調膜に電界を印加する電極対と、を備える。
【００１２】
第１、第２の反射層で光変調膜を挟むことにより、外部から入射した光が２つの反射層間で多重反射する共振器を構成される。電極対に印加する電圧を変化させることにより、光変調膜の屈折率を変化させ、この共振器の共振波長を制御する。その結果、光制御装置の上面から入射された光が反射する光量を制御することができる。
【００１３】
光制御装置は、光変調膜と第２の反射層との間に透明電極をさらに備え、当該透明電極と、第１の反射層とを電極対を形成してもよい。
「透明電極」とは、見た目に透明であることを意味する物ではなく、光制御装置に入射される光の波長に対して十分な透過率を有することを意味する。
第１の反射層を金属材料で形成し下部電極とするとともに、上部電極として透明電極を用いることにより、光変調膜を挟むようにして電極を形成されるため、光変調膜の厚み方向に電界を印加することができる。また、光制御装置に入射される光の光路上に存在する上部電極に透明電極を用いることにより、開口率を向上し、回折による光の損失を低減することができる。
【００１４】
第２の反射層は、屈折率の異なる複数の誘電体膜を含む積層構造を有してもよい。
屈折率の異なる誘電体膜を積層した誘電体多層膜によって上面の反射層を形成することにより、積層する層数、誘電体膜の材料によって反射率を精度良く制御することができる。
【００１５】
複数の誘電体膜の少なくとも１つは、シリコン酸化膜であってもよい。
複数の誘電体膜の少なくとも１つは、シリコン窒化膜であってもよい。
シリコン酸化膜やシリコン窒化膜として形成する場合、通常のシリコン半導体製造プロセスの成膜技術をそのまま適用することができる。また、シリコン窒化膜とした場合には、パシベーション膜としても機能させることができる。
【００１６】
第１の反射層と第２の反射層の反射率は略同一であってもよい。
第１の反射層と第２の反射層の反射率が等しいとき、光制御装置の共振波長を有する光が光制御装置に入射された際に反射する光量が最小となるため、オンオフ比の高い光制御装置を実現することができる。反射率が略同一とは、低い方の反射率を基準として、両者の誤差が３０％以内であることをいう。
【００１７】
光変調膜は、印加した電界の２乗に比例して屈折率が変化する電気光学材料であってもよい。
電気光学材料はチタン酸ジルコン酸鉛ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ1-xＴｉx）Ｏ３）またはチタン酸ジルコン酸ランタン鉛ＰＬＺＴ（（Ｐｂ1-yＬａy）（Ｚｒ1-xＴｉx）Ｏ3）であってもよい。
ＰＺＴあるいはＰＬＺＴは強誘電体であり、その分極変化速度は印加した電界の指数関数に比例する。このため、光のオン、オフの高速化が可能となる。また、光のオン、オフのために必要な電界の増加量を小さくすることができる。また、ＰＬＺＴの結晶は異方性が小さいので、結晶グレインごとの切替速度の差が小さい。このため、切替時の速度のばらつきを低減することができる。
【００１８】
ＰＬＺＴの厚みは５００ｎｍから１５００ｎｍの範囲であってもよい。光制御装置に使用される光の波長を６５０ｎｍ付近の赤色に選んだ場合、膜厚をこの範囲とすることで効率よく光制御を行うことができる。
【００１９】
電極対は、マトリクス状に複数配置されてもよい。電極対をマトリクス状に配置することにより、空間光変調器を構成することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る光制御装置によれば、光の利用効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本実施の形態に係る光制御装置の概要を説明する。この光制御装置は、たとえばホログラム記録再生装置における空間光変調器ＳＬＭとして使用される。
図１は、本実施の形態における光制御装置を空間光変調器ＳＬＭとして用いた場合のホログラム記録装置を示す図である。ホログラム記録装置７０は、制御部６０、レーザ光源７２と、ビームエキスパンダ７４と、フーリエ変換レンズ７６と、記録媒体７８とを含む。
【００２２】
ホログラム記録装置７０において、レーザ光源７２から発せられたレーザ光は、図示しないビームスプリッタで２つの光に分割される。このうち一方の光は、参照光として用いられ、記録媒体７８内に導かれる。もう一方の光は、ビームエキスパンダ７４でビーム径が拡大され、平行光として空間変調器ＳＬＭ（光制御装置８）に照射される。
【００２３】
光制御装置８は、マトリクス状に配置された画素を有し、各画素毎に反射率が変化するように構成されている。制御部６０は、制御信号ＣＮＴによって光制御装置８の各画素の反射率を制御する。空間変調器ＳＬＭに照射された光は、画素毎に異なる強度を有する信号光として空間変調器ＳＬＭから反射される。この信号光は、フーリエ変換レンズ７６を通過してフーリエ変換され、記録媒体７８内に集光される。記録媒体７８内において、ホログラムパターンを含む信号光と参照光の光路とが交差して光干渉パターンを形成する。光干渉パターン全体が屈折率の変化（屈折率格子）として記録媒体７８に記録される。
【００２４】
図２（ａ）は、本実施の形態に係る光制御装置８の平面図を示す。光制御装置８は、基板３０上に８行８列の２次元状に配列された複数の画素１０を備える。各画素１０は、２０μｍ×２０μｍ程度のサイズにて構成される。各画素１０には、図１の制御部６０から出力される制御信号ＣＮＴが入力される。
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す光制御装置のＡ−Ａ’線断面図を示す。光制御装置８は、基板３０、第１反射層３２、光変調膜３４、透明電極３６、配線３８、第２反射層４０を含む。
【００２５】
本実施の形態に係る光制御装置８は、基板３０上に形成される。この基板３０の材料としては、表面が平坦なガラス、シリコンなどを好適に用いることができる。
基板３０上には、第１反射層３２が形成される。第１反射層３２の材料としては、たとえばＰｔなどの金属材料を好適に用いることができる。第１反射層３２の厚みは、２００ｎｍ程度とする。本実施の形態において、第１反射層３２はＰｔで形成され、この第１反射層３２は、後述するように光変調膜３４に電界を印加する電極として機能する。
第１反射層３２をＰｔで形成した場合、第１反射層３２の反射率は６０％から８０％程度となる。
【００２６】
第１反射層３２の上面には光変調膜３４が設けられる。この光変調膜３４の材料としては、印加した電界に応じて屈折率が変化する固体の電気光学材料を選択する。このような電気光学材料としては、ＰＬＺＴ、ＰＺＴ、ＬｉＮｂＯ３、ＧａＡ−ＭＱＷ、ＳＢＮ（（Ｓｒ，Ｂａ）Ｎｂ２Ｏ６）等を用いることができるが、特にＰＬＺＴが好適に用いられる。光変調膜３４の厚みｔは、入射光の入射角および波長に応じて決定され、たとえば入射光を６５０ｎｍ付近の赤色光とした場合、５００ｎｍから１５００ｎｍの範囲で形成するのが望ましい。後述のように、光変調膜３４に印加される電界は、厚み方向に印加されるため、膜厚が１５００ｎｍ以上であると、十分な屈折率変化を得るための電界を印加することが困難となる。また、膜厚が５００ｎｍ以下であると、十分な光学膜厚変化Δｎｔが得られない。
【００２７】
光変調膜３４の上面には、透明電極３６が設けられる。透明電極３６は、たとえば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ、ＩｒＯ２などにより形成することができる。透明電極３６をＩＴＯやＺｎＯで形成した場合、その厚みは１００ｎｍ〜１５０ｎｍ程度とする。ＩｒＯ２で形成する場合には、膜厚をより薄く、例えば５０ｎｍ程度とすることが望ましい。この透明電極３６は、抵抗値と透過率がトレードオフの関係となるため、その厚みは実験的に定めてもよい。
この透明電極３６は、画素１０ごとにマトリクス状に配置して形成される。
【００２８】
透明電極３６の上面には、第２反射層４０が形成される。この第２反射層４０は、誘電体多層膜によって形成され、屈折率の異なる第１誘電体膜４２、第２誘電体膜４４が交互に積層される。第１誘電体膜４２、第２誘電体膜４４の材料の組み合わせとしては、ＳｉＯ２（ｎ＝１．４８）、Ｓｉ３Ｎ４（ｎ＝２．０）を用いることができる。
【００２９】
誘電体多層膜をシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜で形成する場合、シリコン半導体集積回路の製造プロセスおよび製造装置をそのまま使用することができる。
誘電体多層膜は、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成することができる。ＳｉＯ２膜は、ＴＥＯＳ、Ｏ２雰囲気中で温度２００℃の条件で成長させ、Ｓｉ３Ｎ４膜は、ＳｉＨ４、ＮＨ３雰囲気中で温度２００℃の条件で好適に成長させることができる。
また、誘電体多層膜は、イオンビームスパッタ法により形成してもよい。
【００３０】
第１誘電体膜４２、第２誘電体膜４４のそれぞれの厚みｔ１、ｔ２は、光制御装置８に入射する光の波長の１／４となるように設計する。すなわち、光制御装置８に入射する光の波長をλ、誘電体膜の屈折率をｎとすると、各誘電体膜１層分の厚みｔは、ｔ＝λ／（ｎ×４）となるように調節する。
【００３１】
たとえば、光制御装置８に波長λ＝６３３ｎｍの赤色のレーザ光が用いられる場合には、第１誘電体膜４２の厚みｔ１は、その材料としてＳｉＯ２（ｎ＝１．４８）とした場合、ｔ１＝６３３／（４×１．４８）＝１０６ｎｍ程度とする。また、第２誘電体膜４４の厚みｔ２は、材料としてＳｉ３Ｎ４（ｎ＝２．０）を用いた場合、ｔ２＝６３３／（４×２）＝７９ｎｍ程度とする。第２反射層４０を構成する誘電体膜の厚みｔ１、ｔ２は、必ずしも厳密にλ／４に設計されている必要はない。
【００３２】
誘電体膜の材料としてはシリコン窒化膜に替えて、ＴｉＯ３（ｎ＝２．２）を用いてもよい。この場合、第２誘電体膜４４の厚みｔ２は、ｔ２＝６３３／（４×２．２）＝７２ｎｍ程度とする。
【００３３】
図２（ｂ）において、光変調膜３４から第２反射層４０に入射する光の反射率Ｒ２は、光変調膜３４から第１反射層３２に入射する光の反射率Ｒ１と等しくなるように設計する。反射率Ｒ１は、第１反射層３２に用いる金属材料によって定まり、Ｐｔを選択する場合、６０〜８０％となる。
従ってこのとき、反射率Ｒ２も６０〜８０％となるように設計する。第２反射層４０の反射率Ｒ２は、第１誘電体膜４２、第２誘電体膜４４の材料および厚みによって調節することができる。本実施の形態においては、図２に示すように、第２反射層４０は、第１誘電体膜４２および第２誘電体膜４４をそれぞれ３層づつ交互に積層している。第２反射層４０において、第１誘電体膜４２、第２誘電体膜４４を積層する順番は逆であってもよい。また、反射率Ｒ２を微調節するために、第３の誘電体膜をさらに積層してもよい。
【００３４】
第２反射層４０は開口されており、ビアおよび配線３８を介して透明電極３６が外部に引き出されている。配線３８の材料としてはＡｌなどが好適に用いられる。
配線３８の上面には、さらに保護膜を形成してもよい。
【００３５】
本実施の形態においては、透明電極３６と第１反射層３２とが電極対を形成する。第１反射層３２の電位はたとえば接地電位に固定され、各画素の透明電極３６の電位は制御信号ＣＮＴによって制御される。
【００３６】
以上のように構成された光制御装置８の動作について説明する。
図３は、光制御装置８の１画素の動作状態を模式的に示す。同図において、図２と同一の構成要素には同一の符号を付している。また、簡略化のため、透明電極３６などの構成要素は省略している。
光制御装置８の上方から、強度Ｉｉｎのレーザ光が入射される。光制御装置８の第１反射層３２、光変調膜３４、第２反射層４０は、ファブリーペロー型の共振器を構成し、入射された光の一部が閉じこめられ、その一部が反射される。入射するレーザ光の強度をＩｉｎとし、光制御装置８によって反射されるレーザ光の強度をＩｏｕｔとするとき、光制御装置８の反射率Ｒは、Ｒ＝Ｉｏｕｔ／Ｉｉｎで定義される。
図４は、光制御装置８に入射する光の波長λと反射率Ｒの関係を示す。
【００３７】
第１反射層３２、光変調膜３４、第２反射層４０により構成されるファブリーペロー型の共振器は、λｍ＝２ｎｔｃｏｓθ／ｍの共振波長を有する。ここで、ｍは次数、ｎは光変調膜３４の屈折率、ｔは光変調膜３４の厚み、θは、レーザ光の入射角を表す。図４に示すように、光制御装置８の反射率Ｒは、共振波長λｍにおいて最小値をとる。
【００３８】
上述のように、光変調膜３４の屈折率ｎは、電極対に印加される電界に依存する。いま、第１反射層３２を接地電位とし、図示しない透明電極３６に制御電圧Ｖｃｎｔを印加すると、光変調膜３４には、厚み方向に電界Ｅ＝Ｖｃｎｔ／ｔが印加される。光変調膜３４の屈折率ｎの変化量Δｎと、印加される電界Ｅとの間には、Δｎ＝１／２×ｎ３×Ｒ×Ｅ２の関係が成り立つ。ここでＲは電気光学定数（カー定数）である。
【００３９】
図４の（Ｉ）は、制御電圧Ｖｃｎｔを印加しないときの反射特性を示す。
いま、各画素１０の透明電極３６に制御電圧Ｖｃｎｔとして電圧Ｖ１を印加すると、光変調膜３４の屈折率が変化し、共振器の共振波長がλｍ１からλｍ２にシフトする。このときの反射特性を図４に（ＩＩ）で示す。
光制御装置８に入射するレーザ光の波長をλｍ１とした場合、制御電圧Ｖｃｎｔを接地電位からある電圧値Ｖ１に変化させると、共振波長がシフトすることにより、光制御装置８の反射率はＲｍ１からＲｍ２に変化する。
【００４０】
ここで、電圧を印加しない場合の反射率Ｒｏｎと、電圧を印加した場合の反射率Ｒｏｆｆの比をオンオフ比と定義する。入射光の強度Ｉｉｎが一定のとき、反射光の強度Ｉｏｕｔは、反射率に比例することになる。したがって、オンオフ比が大きい方が反射光の強度Ｉｏｕｔをより精度良く制御できることを意味する。
共振波長λｍにおける光制御装置８の反射率Ｒは、第１反射層３２での反射率Ｒ１および第２反射層４０での反射率Ｒ２が近い程低くなる。したがって、上述のように、第２反射層４０の誘電体多層膜の層数、材料を調節し、第１反射層３２での反射率Ｒ１と第２反射層４０での反射率Ｒ２を等しく設計することにより、オフ時の反射率Ｒ１を低く設定し、オンオフ比を高くとることができる。
【００４１】
このように、本実施の形態に係る光制御装置８においては、光変調膜３４に印加する電界を変化させることにより、反射率を変化させ、反射光Ｉｏｕｔの強度を制御する光スイッチ素子を実現することができる。また、光変調膜３４の屈折率を変化させることにより、反射光の位相も制御することができるため、ホログラム記録装置などに好適に用いることができる。
この光制御装置８は反射型の構成となっているため、入射光Ｉｉｎを基板３０を透過させる必要がない。その結果、従来の透過型の光制御装置に比べて、光の利用効率を向上することができる。
【００４２】
本実施の形態に係る光制御装置８においては、複数の画素１０がマトリクス状に配置されており、各画素１０ごとに電極対を有するため、画素毎に反射率を制御することができ、空間光変調器ＳＬＭとして用いることができる。
【００４３】
本実施の形態に係る光制御装置８では、第１反射層３２と透明電極３６により電極対を形成するため、光変調膜３４の厚み方向に一様に電界を印加することができ、光変調膜３４の内部の屈折率を均一に変化させることができる。
【００４４】
さらに、本実施の形態に係る光制御装置８によれば、反射型の変調器を構成するため、基板３０として、不透明な材料を用いることができる。たとえば、基板３０としてシリコンを用いた場合、シリコン内にトランジスタ素子などを形成することができるため、画素毎に制御電圧Ｖｃｎｔの制御手段を設けるアクティブマトリクス駆動を行うこともできる。
【００４５】
また、光変調膜３４に電界を印加するための上部電極として透明電極３６を用いることにより、開口率を向上することができ、また回折を最小限に抑えることができるため、光の利用効率が向上する。光の利用効率の向上は、入射するレーザ光の強度Ｉｉｎを低くするできることを意味し、消費電力の低減を図ることが可能となる。
【００４６】
さらに、本実施の形態に係る光制御装置８では、光変調膜３４の上層に透明電極３６を形成し、その上に第２反射層４０を形成している。その結果、第２反射層４０の上層に透明電極３６を形成した場合に比べて、上部電極と下部電極間の距離を短くすることができるため、光変調膜３４に印加される電界Ｅを高くすることができる。これは、別の観点からは、同一の電界を印加するために電極間に印加すべき電圧を低くできることを意味し、これにより光制御装置８を低電圧動作させることが可能となる。
【００４７】
また、本実施の形態に係る光制御装置８では、反射率Ｒを制御することによって反射光の強度Ｉｏｕｔを変化させるため、偏向板や検光子を必要とせず、光の利用効率が高いという利点を有する。
【００４８】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明した。この実施の形態はあくまで例示であり、種々の変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００４９】
実施の形態では、上部電極となる透明電極３６および下部電極となる第１反射層３２により電極対を形成する場合について説明したが、これには限定されず、たとえば、光変調膜３４に電界を印加するための電極対は光変調膜３４の上面に櫛形電極として形成してよい。このとき、電界は光変調膜３４に対して横方向に印加される。この場合においても、櫛形電極は、ＩＴＯなどで形成された透明電極とすることが望ましい。
【００５０】
実施の形態では、透明電極３６の上層に第２反射層４０を形成したが、これは逆であってもよい。この場合、第２反射層４０の上層に透明電極３６を形成することになるため、第２反射層４０をより平坦化することができる。
【００５１】
第２反射層４０は、金属薄膜で形成されるハーフミラーとしてもよい。この場合、誘電体多層膜を形成する場合に比べて製造工程を簡易化することができる。
【００５２】
実施の形態では、光制御装置８をホログラム記録装置７０の光空間変調器として用いる場合について説明したがこれには限定されず、表示装置、光通信用スイッチ、光通信用変調器、光演算装置、および暗号化回路等にも使用することができる。
【００５３】
実施の形態では、光変調膜３４として電気光学材料を用い、光変調膜３４に電界を印加する電極対を備える場合について説明した。本発明は、光変調膜３４に磁気光学材料を用いた場合にも用いることができ、この場合、電界を印加する電極対を磁界を印加するための磁界印加手段に置換すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施の形態に係る光制御装置を空間光変調器ＳＬＭとして用いた場合のホログラム記録装置を示す図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係る光制御装置を示す図である。
【図３】図２の光制御装置の１画素の動作状態を模式的に示す図である。
【図４】光制御装置に入射する光の波長λと反射率Ｒの関係を示す図である。
【図５】ホログラム記録装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  光制御装置、  ３０  基板、  ３２  第１反射層、  ３４  光変調膜、  ３６  透明電極、  ３８  配線、  ４０  第２反射層、  ４２  第１誘電体膜、  ４４  第２誘電体膜。
【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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