(57)【要約】【課題】空間光変調器自体を全固体素子とすることで、長期信頼性が高く、耐衝撃性にも強く、かつ低電圧動作が可能で偏光状態に依存しない高速応答速度を有する空間光変調器およびこれを用いた光記録方法ならびに光記録装置を得る。【解決手段】空間光変調器２０５は、基板２４１の上に３×３の合計９個のバンドパスフィルタ素子２５１11〜２５１33がそれぞれ微小間隔を置いてマトリックス状に配置された構成となっている。電源２５５がそれぞれの素子に印加する電圧に応じてこれらの透過波長および反射波長が変化する。したがって所定の波長の物体光２０８を照射することで入力情報に応じたパターンの光を透過し、その記録が可能になる。【選択図】図３
2005043770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率の互いに異なる第１および第２の誘電体薄膜を、零を含む任意の整数で表わされる組だけ積層して構成した第１のミラースタック層とその第１のミラースタック層上に形成された導電性の第１の導電性薄膜とを備えた第１の複合スタック層と、
屈折率の互いに異なる第１および第２の誘電体薄膜を、零を含む任意の整数で表わされる組だけ積層して構成した第２のミラースタック層とその第２のミラースタック層上に形成された導電性の第２の導電性薄膜とを備えた第２の複合スタック層と、
一方の面を前記第１の導電性薄膜と他方の面を前記第２の導電性薄膜と接触させ、１次あるいは２次の電気光学効果を有する平板状の誘電体からなるスペーサ層と、
前記第１および第２の導電性薄膜に印加する電圧を変更することで前記第１の複合スタック層側あるいは第２の複合スタック層側からこれらの層を透過または反射する光線のスペクトル特性を制御する特性制御手段
とを具備することを特徴とする空間光変調器。
【請求項２】
４分の１波長の膜厚を有する高屈折率材からなる第１の誘電体薄膜とこの高屈折率材よりも低い屈折率で４分の１波長の膜厚を有する低屈折率材からなる第２の誘電体薄膜とを零を含む任意の整数ｎだけ繰り返し積層してなる第１および第２のミラースタック層と、
これら第１および第２のミラースタック層の間に配置され４分の１波長の膜厚の正の偶数倍の膜厚を有する１次あるいは２次の電気光学効果を有する誘電体薄膜からなるスペーサ層と、
前記第１のミラースタック層とスペーサ層あるいは第２のミラースタック層とスペーサ層の間に挟持されるように配置され、それぞれ４分の１波長の膜厚の正の奇数倍の膜厚を有する導電性材料からなる第１および第２の導電性薄膜と、
これら第１および第２の導電性薄膜に印加する電圧を変更することで前記第１のミラースタック層側あるいは第２のミラースタック層側からこれらの層を透過または反射するスペクトル特性を制御する特性制御手段
とを具備することを特徴とする空間光変調器。
【請求項３】
屈折率の互いに異なる第１および第２の誘電体薄膜を、零を含む任意の整数で表わされる組だけ積層して構成した第１のミラースタック層とその第１のミラースタック層上に形成された導電性の第１の導電性薄膜とを備えた第１の複合スタック層と、屈折率の互いに異なる第１および第２の誘電体薄膜を、零を含む任意の整数で表わされる組だけ積層して構成した第２のミラースタック層とその第２のミラースタック層上に形成された導電性の第２の導電性薄膜とを備えた第２の複合スタック層と、一方の面を前記第１の導電性薄膜と他方の面を前記第２の導電性薄膜と接触させ、１次あるいは２次の電気光学効果を有する平板状の誘電体からなるスペーサ層と、前記第１および第２の導電性薄膜に印加する電圧を変更することで前記第１の複合スタック層側あるいは第２の複合スタック層側からこれらの層を透過または反射する光線のスペクトル特性を制御する特性制御手段とを備えたキャビティを、
複数層積層したことを特徴とする空間光変調器。
【請求項４】
４分の１波長の膜厚を有する高屈折率材からなる第１の誘電体薄膜とこの高屈折率材よりも低い屈折率で４分の１波長の膜厚を有する低屈折率材からなる第２の誘電体薄膜とを零を含む任意の整数ｎだけ繰り返し積層してなる第１および第２のミラースタック層と、これら第１および第２のミラースタック層の間に配置され４分の１波長の膜厚の正の偶数倍の膜厚を有する１次あるいは２次の電気光学効果を有する誘電体薄膜からなるスペーサ層と、前記第１のミラースタック層とスペーサ層あるいは第２のミラースタック層とスペーサ層の間に挟持されるように配置され、それぞれ４分の１波長の膜厚の正の奇数倍の膜厚を有する導電性材料からなる第１および第２の導電性薄膜と、これら第１および第２の導電性薄膜に印加する電圧を変更することで前記第１のミラースタック層側あるいは第２のミラースタック層側からこれらの層を透過またはスペクトル特性を制御する特性制御手段とを備えたキャビティを、
複数層積層したことを特徴とする空間光変調器。
【請求項５】
前記第１の導電性薄膜および第２の導電性薄膜は、透明導電膜、導電バッファ層あるいはこれら双方からなる複合導電層のいずれかであって、金属材料、酸化物材料、窒化物材料、合金材料の少なくとも１つ以上からなり、その抵抗率が１０Ωｃｍ以下であり、その厚さが０．１ｎｍから１００ｎｍの間であることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記載の空間光変調器。
【請求項６】
前記スペーサ層は、第１または第２の複合スタック層上に蒸着形成された１次あるいは２次の電気光学効果を有する酸化物誘電体薄膜であって、その膜構造は多結晶膜、配向膜、エピタキシャル膜のいずれかであり、その厚さは１０ｎｍから５０μｍの間に設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記載の空間光変調器。
【請求項７】
全体として２次元アレイ状に分断された形状を有し、前記特性制御手段はこれら分断されたそれぞれの部分のスペクトル特性を独立して制御することを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記載の空間光変調器。
【請求項８】
全体として１次元アレイ状に分断された形状を有し、前記特性制御手段はこれら分断されたそれぞれの部分のスペクトル特性を独立して制御することを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記載の空間光変調器。
【請求項９】
前記１次あるいは２次の電気光学効果を有する酸化物誘電体は、Ｐｂ1-XＬａX（Ｚｒ1-YＴｉY）1-X/4Ｏ3、（０≦Ｘ＜１．０、０≦Ｙ≦１．０）であることを特徴とする請求項６に記載の空間光変調器。
【請求項１０】
前記１次あるいは２次の電気光学効果を有する酸化物誘電体は、ＢａXＳｒ1-XＴｉＯ3、（０≦Ｘ≦１．０）であることを特徴とする請求項６記載の空間光変調器。
【請求項１１】
前記１次あるいは２次の電気光学効果を有する酸化物誘電体は、ＫＴａXＮｂ1-XＯ3、（０≦Ｘ≦１．０）であることを特徴とする請求項６記載の空間光変調器。
【請求項１２】
４分の１波長の膜厚を有する高屈折率材あるいは低屈折材の膜をＸとし、それ以外の屈折率材の４分の１波長の膜厚を有し前記Ｘと屈折率を異にする誘電体薄膜をＹとし、これらを順に積層する回数を零を含む任意の整数Ｎとし、４分の１波長の膜厚を有する透明導電性薄膜をＣとし、４分の１波長の膜厚で１次あるいは２次の電気光学効果を有する誘電体薄膜をＭとし、正の奇数（１、３、５、……）をｍ、正の偶数（２、４、６、……）をｓとするとき、次の基本共振器構造Ｂを内包することを特徴とする空間光変調器。
Ｂ＝（ＸＹ）N（ｍＣ  ｓＭ  ｍＣ）（ＹＸ）NＹ
【請求項１３】
請求項１〜請求項４、請求項１２のいずれかに記載の空間光変調器を用いた光記録方法。
【請求項１４】
請求項１〜請求項４、請求項１２のいずれかに記載の空間光変調器を用いた光記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間光変調器とそれを用いた光記録方法および光記録装置に係わり、詳細にはたとえば光情報処理、光通信システム、光学干渉計測の分野に適用され、特に光メモリの分野で必要とされる空間光変調器とそれを用いた光記録方法および光記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高度情報化社会への進展と共に、高密度情報記録媒体としてのコンパクトディスク（ＣＤ：Compact Disc）、磁気光学ディスク（ＭＯ：Magneto Optical）、ハードディスク（ＨＤ：Hard Disk）などの記憶媒体の高密度化が進展している。これらの記録媒体は、情報を２次元の面内で記録している。また、デジタルヴァーサタイルディスク（ＤＶＤ：Digital Versatile Disc）などの現行の高密度光メモリの場合には、複数の層で情報を記録することができるが、光の回折限界のために記録密度が５Ｇｂｉｔ／ｃｍ2に制限されている。また情報記録再生スピードは５００Ｍｂｉｔ／秒が限界となっている。そこで更に高速・高密度の記録を可能にするためには、情報を記録媒体の奥行き方向に多段階あるいは奥行き方向を連続にした３次元で記録する必要がある。
【０００３】
このような光技術を利用した光情報処理は電気技術を用いた情報処理と比べると、更に高速データ処理、高密度化および高速データ記録・再生の余地があり、今後期待される技術分野となっている。
【０００４】
このうちの一つが、空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）を用いた光情報処理である。たとえば空間光変調器を利用したホログラムメモリ装置などの光メモリは、３次元の情報パターンを一時に処理する。このため１Ｔｂｉｔ（テラビット）以上の記録容量を持つ、高速かつ高密度の記録が可能である。ホログラムメモリ装置は、高速大容量記録メディアとなる条件として、１Ｇｂｉｔ／秒という超高速応答が求められている。またパーソナルコンピュータに搭載されているハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）と置き換えられるだけの安価な価格を実現するためのコストダウンも要求されている。
【０００５】
このような要求に応えるために、（１）液晶を利用した空間光変調器と、（２）デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital Micromirror Device）を用いた空間光変調器が有望視されている。
【０００６】
このうち（１）の液晶を利用した空間光変調器として、液晶ドロップレットをポリマに分散させることで低電圧動作を可能にする空間光変調器が第１の提案として提案されている（たとえば特許文献１）。
【０００７】
図１４はこの第１の提案による空間光変調器の一例を示したものである。この第１の提案の空間光変調器１０１は、一対の基板１０２、１０３の対向する面にそれぞれ透明電極１０４、１０５を形成し、これらの間に電場によって屈折率が変化するポリマをベースにした液晶材料１０６を充填したものである。液晶ドロップレットをポリマに分散させることで、空間光変調器１０１の低電圧動作を可能にしている。
【０００８】
この他に、光誘起複屈折性を有する高分子液晶を用いて、信号情報を２つの独立な偏光状態と、光強度情報を用いて多重化記録することで高速かつ大容量化を行う空間光変調器を用いた光記録法および光記録装置（たとえば特許文献２）や、ＴＦＴ駆動方式のＴＮ液晶を利用した空間光変調器を用いた３次元動画ホログラフィ表示装置（たとえば前記した特許文献１参照）等が提案されている。
【０００９】
ところで単一偏波した入射光は液晶型空間光変調器を通過する際に、電圧が印加されている場合は偏光面が回転し、直交方向の偏波面に変わる。したがって、出射側に入射偏波面と垂直な方向の偏光子を配置しておけば、電圧が印加されている領域の入射光はそのまま通過するが、電圧を印加されていない領域の入射光は偏光子により遮断されるので通過できない。
【００１０】
図１５は、液晶型４×４素子からなる空間光変調器の一例を示したものである。この空間光変調器１１１は所定間隔で帯状に配置された第１〜第４の上面アドレス透明電極１１２1〜１１２4と、これらに直交するように、同じく所定間隔で帯状に配置された第１〜第４の下面アドレス透明電極１１３1〜１１３4を備えている。それぞれのアドレス透明電極１１２1〜１１２4、１１３1〜１１３4には、ビット情報“０”または“１”が印加される。これにより、液晶型４×４素子１１４11、１１４12、…１１４44の１６個が図示しない光源から照射された光を遮断する状態あるいは透過する状態に設定される。この結果、光強度の“暗”と“明”に対応する光信号情報を２次元情報パターンとして扱うことができる。
【００１１】
これに対して、ミラーのスイッチング動作を利用した空間光変調器が第２の提案として提案されている（たとえば特許文献３〜特許文献５参照）。この第２の提案は、先に述べた（２）のＤＭＤ（digital mirror device）を利用した空間光変調器として知られている。このＤＭＤを多数使用したプロジェクタは、多数の液晶を同様に使用して２次元情報パターンを表わすプロジェクタに比べて、長時間の駆動に対して色の再現性が良好に保たれるという利点がある。また、ミラーを使用するのでＳ／Ｎ比（信号対雑音比）の良好な光スイッチングを行うことができる。
【００１２】
図１６は、ＤＭＤの１素子の構成を原理的に表わしたものである。１画素に相当するこのマイクロ素子１３１を構成するマイクロミラー１３２は、たとえば１６ミクロン角の大きさで、対角軸に形成されるヒンジ１３３により空間に保持されている。アドレス電極１３４に対するディジタル信号のオン・オフに応じて、マイクロミラー１３２が＋θ（たとえば１０度）と−θの傾斜角度を高速で切り替えるようになっている。これによって、図示しない光源から入射された光の反射方向が変化する。
【００１３】
図１７は、多数のマイクロ素子を用いた２次元アレイからなるＤＭＤチップの一部を示したものである。ＤＭＤチップ１４１は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）基板１４２上に図１６に示した原理のマイクロ素子１３１をマトリックス状に多数形成した構造となっている。これにより、個々のマイクロ素子１３１を画像情報に応じて独立して駆動することで、情報パターンの記録や再生を行うことができる。
【００１４】
空間光変調器はプロジェクタで画像情報を投影するために使用することができるだけでなく、各種の分野に使用可能である。ここでは情報を高密度に記憶し再生することのできる球面参照光シフト多重方式によるホログラムメモリについてその概要を説明する。
【００１５】
図１８は、４×４素子からなる空間光変調器を用いたホログラムメモリ装置の構成例を示したものである。このホログラムメモリ装置１４１は、円盤記録媒体１４２を備えており、図示しない駆動機構によって所定の方向１４３に回転可能に配置されている。図示しない１フレーム分の画像に照射されたレーザ光の反射光としての物体光１４４は、アドレス電気回路インタフェース部１４５によって制御されている空間光変調器１４６に入射され、その透過光はレンズ１４８によって円盤記録媒体１４２のホログラム記憶領域１４９に照射される。このときホログラム記憶領域１４９には物体光１４４の照射方向と所定の角度をなして参照光１５０が照射される。これにより、ホログラム記憶領域１４９に１フレーム分のビット情報パターンの書き込みが行われる。円盤記録媒体１４２は所定の方向１４３に回転している。したがって、以下同様に媒体の位置をずらしながら、各フレームの２次元情報パターンが順次、空間光変調器に入力され、記録媒体に照射され、参照光１５０の照射と共に各フレームのビット情報パターンの書き込みが行われる。
【００１６】
ビット情報パターンを読み出す際には、参照光１５０とは反対の方向から、レーザを入射させる。これにより物体があった位置に再生像が生じる。これをレンズ１５１を使用して受光素子(ＣＣＤ：Charged Coupled Device ）１５２をマトリックス状に配置した２次元受光器１５３で受光してビット情報パターンを再生するようになっている。
【００１７】
図１８を更に具体的に説明する。４×４のマトリックス状のビット情報パターンとしての１フレーム分の入力信号情報パターン１５５は、アドレス電気回路インタフェース１４５に入力されて、電気−光変換が行われる。そして、それぞれの信号“１”または信号“０”に対応した光信号のオン・オフに対応した第１フレームの入力光信号パターンに変換される。次のフレーム以降についても同様の処理が行われる。
【００１８】
これら各フレームの入力光信号パターンは、先に説明したようにしてホログラム記憶領域１４９にそれぞれ位置を異にして記憶される。したがって、円盤記録媒体の該当するホログラム記憶領域１４９を読み出すと２次元受光器１５３から光信号のオン・オフに対応した各フレームの出力信号情報パターンを得ることができる。これを光−電気変換すれば元のフレームの入力信号情報パターンに対応した図示しないフレームの出力信号情報パターンを得ることができる。
【００１９】
【特許文献１】特開平２０００−９８３５８号公報（第００１０段落、図２）
【特許文献２】特開２００３−１４０１０８号公報（第００１９段落、図２）
【特許文献３】米国特許５，５３５，０４７号（第６欄、図２）
【特許文献４】米国特許５，７７１，１１６号（第５欄、図２）
【特許文献５】特開平２００２−１３９６８０号公報（第００１８段落、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
以上のように空間光変調器は各種の適用分野があり、活発にその開発が行われている。このうち、図１４および図１５に示した液晶を利用した空間光変調器は、軽量薄型化の特徴があり主に利用されてきた。しかしながら、１画素当りの応答速度は高々数ｍｓ（ミリ秒）と遅く、印加電圧は数十Ｖ（ボルト）から数百Ｖと高電圧を必要とするという問題がある。また、液晶自体に偏光依存性があり、入射光の偏光状態を制限する。更に本質的に液体状物質を利用しているので、デバイスとしての均一性の劣化や組成変形等が懸念され、長期信頼性に欠けるという問題があった。
【００２１】
一方、図１６および図１７で示したＤＭＤを利用した空間光変調器は、シリコン（Ｓｉ）ウエハ上への集積化回路形成技術を利用して形成する。したがって、量産が可能であり、低コストとなる。また、１画素当りの応答速度は１μｓ（マイクロ秒）と高速である。しかしながら静電気力という弱い力を用いて多数のマイクロミラーの駆動を行って光の反射方向を制御するので、外乱等の振動衝撃に対して弱い。また、反射光しか利用することができない。また、使用環境や取扱いによってはＤＭＤが帯電し、誤動作を起こす場合がある。更に、ＤＭＤは微小な部品が機械的に作動する構成となっているので、スティッキング現象と呼ばれるマイクロミラーが電極部に付いた状態となってはずれない現象が発生することがあり、信頼性に問題がある。
【００２２】
そこで本発明の目的は、空間光変調器自体を全固体素子とすることで、長期信頼性が高く、耐衝撃性にも強く、かつ低電圧動作が可能で偏光状態に依存しない高速応答速度を有する空間光変調器およびこれを用いた光記録方法ならびに光記録装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明では波長選択機能の設計や製造が容易な薄膜型の光学素子に着目した。これを誘電体多層膜フィルタを例に説明する。誘電体多層膜フィルタは膜設計により長波長通過フィルタ、短波長通過フィルタ、バンドパスフィルタ、ノッチフィルタ等、種々のフィルタ特性を実現することができる。また、昨今、光通信用フィルタとして使用されており、その対環境性等の信頼性の高さが実証されている。本発明はこの光学素子を基本とした空間光変調器、光記録方法、および光記録装置に関するものである。
【００２４】
従来の誘電体多層膜フィルタは受動素子（パッシブデバイス）であり、薄膜の屈折率や消衰係数は温度、湿度、光照射、電圧印加等に対して大きな変化を示さず安定であった。これに対して、これらの外部要因のいずれかを用いて誘電体多層膜フィルタを構成する薄膜の光学膜厚を制御することが可能であればアクティブに波長選択性を操作することができる。
【００２５】
そこで本発明では物質の電気光学効果に着目した。電気光学効果とは外部印加電圧により屈折率が変化する効果である。印加電圧に対して線形に屈折率が変化する効果を１次の電気光学効果という。これはポッケルス効果とも呼ばれており、強誘電体で発現する。１次の電気光学効果における屈折率の変化量と印加電圧の間には次の（１）式が成立する。
【００２６】
Δｎij＝−（１／２）ｎM3ｒij（Ｖ／ｄ）        ……（１）
ここで、符号ｎMは電気光学効果を有する媒質の屈折率、符号ｒijは１次の電気光学係数、符号Ｖとｄはそれぞれ印加電圧と媒質の電極間の厚さである。１次の電気光学係数ｒijは結晶構造の対称性により、係数が０となる要素や相等しい要素などがある。例えば、正方晶系の４ｍｍに属するＢａＴｉＯ3の場合は、以下のようになる。
ｒ13＝ｒ23、ｒ51＝ｒ42、ｒ33≠０、それ以外の係数は“０”となる。
指標（１，２，３）はそれぞれ光学結晶軸のＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸方向に対応する。この場合、Ｚ軸方向の印加電圧に対して、垂直なＸ軸、およびＹ軸方向の電気光学係数（ｒ13、ｒ23）は等しく偏光依存性が無いことが分かる。
【００２７】
また、印加電圧の自乗に比例する屈折率変化を２次の電気光学効果と呼びカー効果とも呼ばれている。これは常誘電体において発現する。２次の電気光学効果における屈折率の変化量と印加電圧の間には次の（２）式が成立する。
【００２８】
Δｎij＝−（１／２）ｎM3Ｒij（Ｖ／ｄ）2        ……（２）
ここで、Ｒijは２次の電気光学係数である。常誘電相の場合等方媒質であるので、対称性より、Ｒ11＝Ｒ22＝Ｒ33、Ｒ12＝Ｒ13＝Ｒ23＝Ｒ31＝Ｒ32、Ｒ44＝Ｒ55＝Ｒ66の関係が成立する。また、これら以外の係数は“０”となる。この場合、Ｚ軸方向の印加電圧に対して、垂直なＸ軸、およびＹ軸方向の電気光学係数（Ｒ13、Ｒ23）は等しく偏光依存性が無いことが分かる。
【００２９】
いずれの効果においても屈折率が変化することに伴い誘電体多層膜フィルタの光学膜厚は屈折率に比例するため、バンドパスフィルタの中心波長は波長シフトを起こすことができる。
【００３０】
ところで、光通信用に適した電気光学効果を有する薄膜として下記の条件を満足することが必要である。
（１）電気光学係数が大きいこと。
（２）温度、湿度等に対する対環境性に優れていること。
（３）薄膜自体の損失が少ないこと。
（４）長期間安定動作すること。
（５）成膜条件に再現性があり安定であること。
（６）希少金属物質を大量に必要としないこと。
【００３１】
このような条件を満足するものとして、本発明では１次あるいは２次の電気光学効果を利用することを見出した。
【００３２】
請求項１記載の発明では、（イ）屈折率の互いに異なる第１および第２の誘電体薄膜を、零を含む任意の整数で表わされる組だけ積層して構成した第１のミラースタック層とその第１のミラースタック層上に形成された導電性の第１の導電性薄膜とを備えた第１の複合スタック層と、（ロ）屈折率の互いに異なる第１および第２の誘電体薄膜を、零を含む任意の整数で表わされる組だけ積層して構成した第２のミラースタック層とその第２のミラースタック層上に形成された導電性の第２の導電性薄膜とを備えた第２の複合スタック層と、（ハ）一方の面を第１の導電性薄膜と他方の面を第２の導電性薄膜と接触させ、１次あるいは２次の電気光学効果を有する平板状の誘電体からなるスペーサ層と、（ニ）第１および第２の導電性薄膜に印加する電圧を変更することで第１の複合スタック層側あるいは第２の複合スタック層側からこれらの層を透過または反射する光線のスペクトル特性を制御する特性制御手段とを空間光変調器に具備させる。
【００３３】
すなわち請求項１記載の発明で特性制御手段は、第１および第２の導電性膜に印加する電圧を変更することで第１の複合スタック層側あるいは第２の複合スタック層側からこれらの層を透過または反射する光線のスペクトル特性を制御することになる。一例としては、波長可変光フィルタ等の光学素子の光学長を変化させることになる。この請求項１記載の発明では、１次あるいは２次の電気光学効果を利用するので、１次の電気光学効果を利用すると電圧をオフにしても状態を保持できる自己保持機能を使用することができる。また、２次の電気光学効果を利用すると、１次の電気光学効果で生じるヒステリシス効果がほとんど発生しない。
【００３４】
ミラースタック層を導入することにより波長選択性を向上させたり、所望の光学透過・反射特性を設計することができるが、それに限定されるものではなく、ミラースタック層が無くても、基板と透明導電膜、あるいは電気光学膜と導電バッファ層のなど、屈折率の異なる界面における干渉効果を用いても光学透過・反射特性を実現することができる。膜の吸収や散乱に伴なう損失が増加する紫外波長領域や、ＯＨ基の吸収などの原子・分子の特定吸収波長帯においては、少ない膜層数で構成したい場合などがあり、そのような場合にも適用することができる。
【００３５】
請求項２記載の発明では、（イ）４分の１波長の膜厚を有する高屈折率材からなる第１の誘電体薄膜とこの高屈折率材よりも低い屈折率で４分の１波長の膜厚を有する低屈折率材からなる第２の誘電体薄膜とを零を含む任意の整数ｎだけ繰り返し積層してなる第１および第２のミラースタック層と、（ロ）これら第１および第２のミラースタック層の間に配置され４分の１波長の膜厚の正の偶数倍の膜厚を有する１次あるいは２次の電気光学効果を有する誘電体薄膜からなるスペーサ層と、（ハ）第１のミラースタック層とスペーサ層あるいは第２のミラースタック層とスペーサ層の間に挟持されるように配置され、それぞれ４分の１波長の膜厚の正の奇数倍の膜厚を有する導電性材料からなる第１および第２の導電性薄膜と、（ニ）これら第１および第２の導電性薄膜に印加する電圧を変更することで第１のミラースタック層側あるいは第２のミラースタック層側からこれらの層を透過または反射するスペクトル特性を制御する特性制御手段とを空間光変調器に具備させる。
【００３６】
すなわち請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明と同様の空間光変調器を異なる技術思想として表現している。
【００３７】
請求項３記載の空間光変調器では、（イ）屈折率の互いに異なる第１および第２の誘電体薄膜を、零を含む任意の整数で表わされる組だけ積層して構成した第１のミラースタック層とその第１のミラースタック層上に形成された導電性の第１の導電性薄膜とを備えた第１の複合スタック層と、屈折率の互いに異なる第１および第２の誘電体薄膜を、零を含む任意の整数で表わされる組だけ積層して構成した第２のミラースタック層とその第２のミラースタック層上に形成された導電性の第２の導電性薄膜とを備えた第２の複合スタック層と、一方の面を第１の導電性薄膜と他方の面を第２の導電性薄膜と接触させ、１次あるいは２次の電気光学効果を有する平板状の誘電体からなるスペーサ層と、第１および第２の導電性薄膜に印加する電圧を変更することで第１の複合スタック層側あるいは第２の複合スタック層側からこれらの層を透過または反射する光線のスペクトル特性を制御する特性制御手段とを備えたキャビティを、（ロ）複数層積層したことを特徴としている。
【００３８】
すなわち請求項３記載の発明では、請求項１記載の発明が単一キャビティ型であるのに対して、このキャビティを複数積層したｍ重キャビティ型光学素子を規定している。ここでｍは２以上の整数である。それぞれのキャビティごとに特性制御手段が設けられているので、キャビティごとに印加電圧を制御して光線の透過等の特性制御を行うことができる。
【００３９】
請求項４記載の空間光変調器では、（イ）４分の１波長の膜厚を有する高屈折率材からなる第１の誘電体薄膜とこの高屈折率材よりも低い屈折率で４分の１波長の膜厚を有する低屈折率材からなる第２の誘電体薄膜とを零を含む任意の整数ｎだけ繰り返し積層してなる第１および第２のミラースタック層と、これら第１および第２のミラースタック層の間に配置され４分の１波長の膜厚の正の偶数倍の膜厚を有する１次あるいは２次の電気光学効果を有する誘電体薄膜からなるスペーサ層と、第１のミラースタック層とスペーサ層あるいは第２のミラースタック層とスペーサ層の間に挟持されるように配置され、それぞれ４分の１波長の膜厚の正の奇数倍の膜厚を有する導電性材料からなる第１および第２の導電性薄膜と、これら第１および第２の導電性薄膜に印加する電圧を変更することで第１のミラースタック層側あるいは第２のミラースタック層側からこれらの層を透過または反射するスペクトル特性を制御する特性制御手段とを備えたキャビティを、（ロ）複数層積層したことを特徴としている。
【００４０】
すなわち請求項４記載の発明では、請求項２記載の発明が単一キャビティ型であるのに対して、このキャビティを複数積層したｍ重キャビティ型光学素子を規定している。ここでｍは２以上の整数である。それぞれのキャビティごとに特性制御手段が設けられているので、キャビティごとに印加電圧を制御して光線の透過等の特性制御を行なうことができる。
【００４１】
請求項５記載の発明では、請求項１〜請求項４いずれかに記載の空間光変調器で、第１の導電性薄膜および第２の導電性薄膜は、透明導電膜、導電バッファ層あるいはこれら双方からなる複合導電層のいずれかであって、金属材料、酸化物材料、窒化物材料、合金材料の少なくとも１つ以上からなり、その抵抗率が１０Ωｃｍ以下であり、その厚さが０．１ｎｍから１００ｎｍの間であることを特徴としている。
【００４２】
この請求項５記載の発明で金属材料の場合は、例えば、Ａｕ（金）（格子定数４．０７８Å）、Ａｇ（銀）（格子定数４．０８６Å）、Ｐｔ（プラチナ）（格子定数３．９２４Å）、Ｉｒ（イリジウム）（格子定数３．９３９Å）、Ａｌ（アルミニウム）（格子定数４．０５０Å）、Ｎｉ（ニッケル）（格子定数３．５２４Å）、Ｃｕ（銅）（格子定数３．６１５Å）、Ｎｂ（ニオブ）（格子定数３．３０１Å）、Ｖ（バナジウム）（格子定数３．０２７Å）、Ｓｉ（シリコン）（格子定数５．４３１Å）、Ｇｅ（ゲルマニウム）（格子定数５．６５８Å）、Ｗ（タングステン）（格子定数３．１６５２Å）、Ｍｏ（モリブデン）（格子定数３．１４７Å）、Ｂｉ（ビスマス）（格子定数４．５４６Å、１１．８６０Å）、Ｂｅ（ベリリウム）（格子定数２．２６８Å、３．５９４２Å）、Ｍｇ（マグネシウム）（格子定数３．２０９Å、５．２１０Å）、Ｓｂ（アンチモン）（格子定数４．３０７Å、１１．２７３Å）、Ｉｎ（インジウム）（格子定数３．２５２Å、４．９４６Å）、Ｔａ（タンタル）（格子定数  α型３．３０６Å、β型１０．１９４Å、５．３１３Å）、Ｔｉ（チタン）（格子定数  α型２．９５０Å、４．６８３３Å、β型３．３０７Å）、Ｓｎ（錫）（格子定数  α型６．５０４Å、β型５．８３１Å、３．１８１Å）、Ｆｅ（鉄）（格子定数  α型２．８６６Å、γ型３．６４７Å、δ型２．９３１５Å）、Ｍｎ（マンガン）（格子定数  α型８．９１２２Å、β型６．４７０Å、γ型３．８６３Å）等がある。
【００４３】
酸化物材料の場合は、例えば、結晶構造別に記すと、ペロブスカイト構造ＡＲＯ3である（Ａ＝Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）、（Ｒ＝Ｒｕ、Ｖ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｃｒ）、ＬａＲＯ3、（Ｒ＝Ｔｉ、Ｎｉ）、ＬａXＳｒ1-XＣｏＯ3、ＲｅＯ3など、ＮａＣｌ構造のＮｂＯ、ＮｄＯ、ＳｍＯ、ＬａＯ、ＴｉＯ、ＶＯ、ＥｕＯなど、ルチル構造のＲｕＯ2、ＩｒＯ2、ＯｓＯ2、ＲｈＯ2、ＲｅＯ2、ＭｏＯ2、ＣｒＯ2、ＷＯ2、ＳｎＯ2、ＭｎＯ2など、コランダム構造のＶ2Ｏ3、Ｔｉ2Ｏ3など、スピネル構造のＬｉＴｉ2Ｏ4、ＬｉＶ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、パイロクロア構造のＰｂ2Ｒ2Ｏ7（Ｒ＝Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕ）、Ｔｌ2Ｒ2Ｏ7（Ｒ＝Ｉｒ、Ｏｓ、Ｍｎ）、Ｂｉ2Ｒ2Ｏ7（Ｒ＝Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ）など、その他（ＬａXＳｒ1-X）2ＣｕＯ4、ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-X、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａn-1ＣｕnＯ2n+4などがある。これらの酸化物材料の格子定数は２〜１５Åの範囲内にある。その他、窒化物材料では、ＡＮ（Ａ＝Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ）などがある。その他、合金材料の導電性薄膜であるＮｂ3Ｒ（Ｒ＝Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｉ）、ＡＣｒ（Ａ＝Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ）なども適用できる。
【００４４】
なお、導電バッファ層は、スペーサ層として使用する電気光学膜がエピタキシャル成長できるように、その格子定数の近傍のものを適用するとよい。格子定数はそのハイオーダで整合を取ることもできるが、望ましくは基本次数での整合がよい。基本次数での整合とは、下地となる導電バッファ層と、その上に形成される電気光学膜が、同じ面方位（例えば、（００１）など）で接していて、その格子定数が整合している場合である。ハイオーダ整合の場合は、例えば面方位（００２）の下地導電バッファ層の上に（１１０）面のエピタキシャル成長を形成する場合で、面方位（００２）の下地薄膜の格子定数と、その上に形成される電気光学膜の面方位（１１０）の格子定数が整合する場合である。
【００４５】
格子定数が大きく異なると、格子歪みによる点欠陥や転移等が生じて膜質を劣化させる要因となる。導電バッファ層の条件には、以上の他に、高速応答性を向上するために、室温での抵抗率が１０Ωｃｍ以下であればよいが、更には１０-2Ωｃｍ以下の導電性薄膜が望ましい。この場合、スペーサ層を構成する電気光学薄膜の静電容量や素子の形状大きさにも依るが、１ＫＨｚから１ＭＨｚ以上の高速性が実現する。更に酸化物導電膜であるＲｕＯ2、ＩｒＯ2、ＳｒＲｕＯ3、（ＬａXＳｒ1-X）2ＣｕＯ4、ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-X、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａn-1ＣｕnＯ2n+4などは、繰り返し電圧サイクルに対する疲労耐性に優れており、スペーサ層を構成する電気光学膜の酸素イオンの欠損“抜け”を改善し、１０12回以上の繰り返し数にも耐え得る利点がある。
【００４６】
低い挿入損失で広波長可変範囲を得るためには、導電バッファ層の選択が重要である。導電バッファ層の膜厚ｔbが厚いと、その上に積層される電気光学膜のエピタキシャル成長を容易にするが、反対に導電バッファ層での吸収損失が増加し、フィルタ挿入損失が増加してしまう。そこで低損失とするためには、導電バッファ層には金属材料や酸化物あるいは窒化物の導電材料が使用されるが、例えば、導電バッファ層内での光電界強度振幅が十分小さく、波の“節”の部分となるようにすればよく、その光学長が小さいことが望ましい。それは、複素屈折率をｎC＝ｎ−ｉｋとおくと、複素屈折率の実部ｎ＝Ｒｅ［ｎC］が小さいことに相当する。また虚数部ｋ＝Ｉｍ[ｎC]は消衰係数であって、膜内の損失に比例するので、これも小さいことが望ましい。ペロブスカイト構造ＡＢＯ3型電気光学膜材料には、導電バッファ層として、例えばＡｇ（銀）がその例に入る。代表的な導電薄膜であるＡｇ、Ａｕ、Ｐｔ薄膜の複素屈折率は波長１〜２μｍにおいて、それぞれ０．１２９−ｉ６．８３、０．５４−ｉ１１．２、３．５−ｉ５．８である。まさにＡｇ薄膜がその例に入ることが分かる。
【００４７】
エピタキシャル膜形成にあたっては成膜温度が４００℃以上の高温での成膜となるが、成膜中あるいは成膜後の冷却過程において、基板と多層膜間、あるいは多層膜間での膜応力のためにクラックは割れなどの破損が生じる危険がある。これは、熱膨張係数の近い導電バッファ層の適用、あるいは多層膜と熱膨張係数の近い基板の選定を行うことで回避することが可能である。また、環境雰囲気において一定電圧下でのフィルタ中心波長の温度シフトを最小化するためにも熱膨張係数の最適な基板を選定することも可能で、温度安定性の優れた波長可変光フィルタ型の空間光変調器を実現することができる。
【００４８】
請求項６記載の発明では、請求項１から請求項４いずれかに記載の空間光変調器で、スペーサ層は、第１または第２の複合スタック層上に蒸着形成された１次あるいは２次の電気光学効果を有する酸化物誘電体薄膜であって、その膜構造は多結晶膜、配向膜、エピタキシャル膜のいずれかであり、その厚さは１０ｎｍから５０μｍの間に設定されていることを特徴としている。
【００４９】
すなわち、この厚み範囲であれば、波長３００ｎｍの紫外域から赤外域までの波長可変光フィルタを基本とした空間光変調器として使用することができる。単結晶と同等の電気光学係数を得るにはエピタキシャル膜が望ましいが、多結晶膜や配向膜であっても電気光学係数は減ずるものの電気光学効果を発現することができる。すなわち、エピタキシャル膜に比べて、配向膜、多結晶膜は電気光学係数が小さいために必要な屈折率変化量を得るために、印加電圧を増加する必要がある。ゆえに低電圧駆動のためにはエピタキシャル膜であることが望ましい。一方ではエピタキシャル膜に比して他結晶膜の方が、リーク電流が小さく抑えられる場合もあり、目的とする特性に応じて結晶構造を選択することができる。
【００５０】
請求項７記載の発明では、請求項１〜請求項４いずれかに記載の空間光変調器が、全体として２次元アレイ状に分断された形状を有し、特性制御手段はこれら分断されたそれぞれの部分のスペクトル特性を独立して制御することを特徴としている。
【００５１】
すなわち請求項７記載の発明では、請求項１〜請求項４いずれかに記載の空間光変調器全体が２次元アレイ状に、すなわち格子状に分断された形状となっており、それぞれ区切られた領域がスペクトル特性を独立して制御される。したがって、たとえば画素ごとの制御が可能になる。
【００５２】
請求項８記載の発明では、請求項１〜請求項４いずれかに記載の空間光変調器が、全体として１次元アレイ状に分断された形状を有し、特性制御手段はこれら分断されたそれぞれの部分のスペクトル特性を独立して制御することを特徴としている。
【００５３】
すなわち請求項８記載の発明では、請求項１〜請求項４いずれかに記載の空間光変調器全体が１次元アレイ状となっており、それぞれ区切られた領域がスペクトル特性を独立して制御される。したがって、たとえばライン単位の画素の制御が可能になる。
【００５４】
請求項９記載の発明では、請求項６記載の空間光変調器が、１次あるいは２次の電気光学効果を有する酸化物誘電体は、Ｐｂ1-XＬａX（Ｚｒ1-YＴｉY）1-X/4Ｏ3、（０≦Ｘ＜１．０、０≦Ｙ≦１．０）であることを特徴としている。
【００５５】
すなわち請求項９記載の発明では、１次あるいは２次の電気光学効果を有する酸化物誘電体が、Ｐｂ1-XＬａX（Ｚｒ1-YＴｉY）1-X/4Ｏ3、（０≦Ｘ＜１．０、０≦Ｙ≦１．０）となっている。ＰＬＺＴは上記した括弧内に示す条件を満足すると、Ｌａ添加量とＺｒ／Ｔｉ比を調整することによりキュリー温度を調整できるので、室温を含む−４０℃から＋８５℃の温度範囲において１次の電気光学効果を有する強誘電相や、２次の電気光学効果を有する常誘電相を示すことができる。
【００５６】
更に、異なるイオンを添加することで温度特性やＰ（分極）−Ｅ（電界）ヒステリシス特性の改善、誘電率や誘電損失などの電気光学特性を調整することが可能で、その他、膜中のグレインサイズを調整することも可能で、そのためにＰｂの一部をＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｎａなどイオン半径の同等のイオンや異なるイオンを故意に添加したり、ＢサイトのＺｒやＴｉの一部をＭｇ、Ｎｂ、Ｍｎ、Ｗ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｓｃ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｙ、Ｎｉ、Ｔｅ、Ａｌ、Ｉｎの単数あるいは複数の組合せで置換することで特性を改善することができる。
【００５７】
請求項１０記載の発明では、請求項６記載の空間光変調器の１次あるいは２次の電気光学効果を有する酸化物誘電体は、ＢａXＳｒ1-XＴｉＯ3、（０≦Ｘ≦１．０）であることを特徴としている。
【００５８】
すなわち請求項１０記載の発明では、１次あるいは２次の電気光学効果を有する酸化物誘電体が、ＢａXＳｒ1-XＴｉＯ3（０≦Ｘ≦１．０）であることを特徴としている。ＢＳＴは上記した括弧内に示す条件を満足すると、室温を含む−４０℃から＋８５℃の温度範囲において、Ｂａ／Ｓｒ比を調整することでキュリー温度を調整できるので、１次の電気光学効果を有する強誘電相や、２次の電気光学効果を有する常誘電相を示すことができる。本材料系においても上述の通り、異なるイオン添加により温度特性や誘電率や誘電損失などの電気光学物性を調整することが可能で、膜内のグレインサイズを調整することも可能である。
【００５９】
請求項１１記載の発明では、請求項６記載の空間光変調器の１次あるいは２次の電気光学効果を有する酸化物誘電体は、ＫＴａXＮｂ1-XＯ3、（０≦Ｘ≦１．０）であることを特徴としている。
【００６０】
すなわち請求項１１記載の発明では、１次あるいは２次の電気光学効果を有する酸化物誘電体が、ＫＴａXＮｂ1-XＯ3（０≦Ｘ≦１．０）であることを特徴としている。ＫＴＮは上記した括弧内に示す条件を満足すると、室温を含む−４０℃から＋８５℃の温度範囲において、Ｔａ／Ｎｂ比を調整することでキュリー温度を調整できるので、１次の電気光学効果を有する強誘電相や、２次の電気光学効果を有する常誘電相を示すことができる。このような材料系でも前記したように、異なるイオン添加により温度特性や誘電率や誘電損失などの電気光学物性を調整することが可能で、膜内のグレインサイズを調整することも可能である。
【００６１】
以上の他に電気光学膜として、１次の電気光学効果が発現する擬イルメナイト構造であるＬｉＮｂＯ3（電気光学係数ｒ＝３１ｐｍ／Ｖ、格子定数：５．１４８Å、１３．８６３Å）、ＬｉＴａＯ3（電気光学係数ｒ＝３０ｐｍ／Ｖ、格子定数：５．１５４Å、１３．７８４Å）、タングステンブロンズ構造のＢａＮａＮｂＯ15（ＢＮＮ）（電気光学係数ｒ＝５７０ｐｍ／Ｖ、格子定数：１７．６２６Å、１７．５９２Å、７．９９５Å）、Ｓｒ1-XＢａXＮｂ2Ｏ6（ＳＢＮ）（電気光学係数ｒ＝１３４０ｐｍ／Ｖ、格子定数：１２．４９Å、３．９５Å）などを適用することもできる。
【００６２】
請求項１２記載の空間光変調器では、４分の１波長の膜厚を有する高屈折率材あるいは低屈折材の膜をＸとし、それ以外の屈折率材の４分の１波長の膜厚を有しＸと屈折率を異にする誘電体薄膜をＹとし、これらを順に積層する回数を零を含む任意の整数Ｎとし、４分の１波長の膜厚を有する透明導電性薄膜をＣとし、４分の１波長膜厚で１次あるいは２次の電気光学効果を有する誘電体薄膜をＭとし、正の奇数（１、３、５、……）をｍ、正の偶数（２、４、６、……）をｓとするとき、次の式（３）で表わした基本共振器構造Ｂを内包することを特徴としている。
Ｂ＝（ＸＹ）N（ｍＣ  ｓＭ  ｍＣ）（ＹＸ）NＹ        ……（３）
【００６３】
これは請求項１記載の発明と同様の技術思想を各層の構成として表わしたものである。
【００６４】
請求項１３記載の光記録装置は、以上説明した請求項１〜請求項４および請求項１２いずれかに記載の技術思想を光記録方法として表わしたものである。光記録方法はホログラムメモリを用いた方法に適用できる。
【００６５】
請求項１４記載の光記録方法は、以上説明した請求項１〜請求項４および請求項１２いずれかに記載の技術思想を光記録装置として表わしたものである。光記録装置はホログラムメモリを用いた装置に適用できる。
【００６６】
更に本発明で示した強誘電体薄膜あるいは常誘電体薄膜材料は、従来のＤＲＡＭ（ダイナミック・ランダムアクセスメモリ）に替わる次世代の高密度メモリとして、ＦｅＲＡＭ（フェロエレクトリック・ランダムアクセスメモリ）が精力的に研究開発され、一部商品化も行われている。ＦｅＲＡＭでは本発明と同じ電気光学材料であるＰＬＺＴやＢＳＴなどが一部使用され、その耐久性や長期信頼性も確認されている。光メモリの書込み装置としての空間光変調器には、印加電圧繰り返しサイクルについて厳しい要求がある。液晶方式やＤＭＤ方式などでは一般的に１０6〜１０10回程度であるが、それらに比べて格段に優れた１０12回以上のサイクルでも劣化がないことが実証されている。また、集積回路技術も確立されており、安価に製造することができる特徴がある。
【００６７】
ＦｅＲＡＭでは、強誘電体のＰ（分極）−Ｅ（電界）特性が重要視され、その電気分極をメモリ機能として利用し、リーク電流の低減が対象となる。本発明では、それら以外の物性効果も利用する。強誘電体のみならず常誘電体においても優れた機能特性を発揮し、強誘電体・常誘電体の透明性や、その透明な光波長領域での光−物質相互作用である１次あるいは２次の電気光学効果を利用する特徴がある。
【発明の効果】
【００６８】
このように本発明では、１次あるいは２次の電気光学効果を利用するので、１次の電気光学効果を利用すると電圧をオフにしても状態を保持できる自己保持機能を使用することができる。また、２次の電気光学効果を利用すると、１次の電気光学効果で生じるヒステリシス効果がほとんど発生しない。このため、印加電圧に対して波長可変光フィルタ等の光学素子の中心波長を高精度に設定制御可能である。また、本発明では電気光学膜の一方または双方の面に導電バッファ層を配置される構造なので、高速応答が可能になる。また、電気光学膜のエピタキシャル成長が容易になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６９】
図１は、空間光変調器を構成するバンドパスフィルタ素子の構造を表わしたものである。このバンドパスフィルタ素子５００は、キャビティ５０１が１つの単一キャビティ型バンドパスフィルタを構成している。バンドパスフィルタ素子５００は、基板５０２上に第１のミラースタック層５０３、第１の透明導電膜５０４、第１の導電バッファ層５０５、電気光学層（スペーサ層）５０６、第２の導電バッファ層５０７、第２の透明導電膜５０８を順に積層し、更にこの上に第２のミラースタック層５０９を積層した構造となっている。第２のミラースタック層５０９の上には調整層（結合層）５１０が形成される。
【００７０】
ここで第１および第２のミラースタック層５０３、５０９は２種類の異なる屈折率の誘電体物質を複数組積層したものとなっている。このうち屈折率の高い方を高屈折率誘電体薄膜Ｈと称することにし、屈折率の低い方を低屈折率誘電体薄膜Ｌと称することにする。なお、本発明の空間光変調器はこの図１に示したバンドパスフィルタ素子５００が単数あるいは複数個使用される。複数個使用される場合には、これらが２次元的にマトリックス状に配置されしもよいし、１次元的に配置されてもよい。また、第１および第２のミラースタック層５０３、５０９を構成する高屈折率誘電体薄膜Ｈと低屈折率誘電体薄膜Ｌの組の数は“０”（零）以上の任意の整数となる。更に第１および第２の導電バッファ層５０５、５０７は省略することが可能である。また、ここでは単一キャビティ型バンドパスフィルタを示しているが、基板５０２上に複数のキャビティが積層された多重型のバンドパスフィルタを用いて空間光変調器を構成することもできる。
【００７１】
高屈折率誘電体薄膜Ｈの屈折率をｎHで表わし、低屈折率誘電体薄膜Ｌの屈折率をｎLで表わすものとする。たとえば高屈折率誘電体薄膜Ｈとして誘電体薄膜Ｎｂ2Ｏ5膜を使用すると屈折ｎHは２．２２となる。また、低屈折率誘電体薄膜ＬとしてＳｉＯ2膜を使用すると、屈折率ｎLは１．４８となる。
【００７２】
光フィルタの膜設計によれば、ある設計波長λ0を中心に高反射率を有する誘電体多層膜ミラーの膜構造は次の表現構造（４）として与えられる。
基板  ／  Ｈ  Ｌ  Ｈ  Ｌ  ……Ｈ  Ｌ  ／  媒質        ……（４）
【００７３】
ここで、符号Ｈおよび符号Ｌは４分の１波長の膜厚と呼ばれ次の（５）式および（６）式で与えられる。
Ｈ＝λ0 ／ ４ｎH        ……（５）
Ｌ＝λ0 ／ ４ｎL        ……（６）
最上層Ｌは媒質と接しており、一般的に媒質は空気、樹脂溶剤、固形基板等が考えられる。
【００７４】
表現構造（４）はある基板の上に高屈折率誘電体薄膜Ｈと低屈折率誘電体薄膜Ｌの２種類の誘電体薄膜を交互に積層することを表わしている。表現構造（４）は次の表現構造（７）のように簡便に表わすことができる。
基板  ／  （Ｈ  Ｌ）n    ／  媒質        ……（７）
【００７５】
ここで、表現構造（７）は高屈折率誘電体薄膜Ｈと低屈折率誘電体薄膜Ｌのペアの層をｎ回繰り返し積層することを意味している。たとえば、次の表現構造（８）は表現構造（９）と等価である。
【００７６】
基板  ／  Ｈ  Ｌ  Ｈ  Ｌ  Ｈ  Ｌ  ／媒質        ……（８）
基板  ／（Ｈ  Ｌ）3／  媒質        ……（９）
【００７７】
ところで、ある特定の光波長成分のみを分離して取り出す場合には、バンドパスフィルタを用いることが多い。誘電体多層膜によるバンドパスフィルタの共振器の一般的な構造Ａは次の表現構造（１０）で表わすことでできる。
【００７８】
Ａ＝［（ＨＬ）N  Ｈ  ｓＬ  Ｈ（ＬＨ）N  Ｌ］        ……（１０）
【００７９】
ここで、符号Ｎは“０”を含む整数（０、１、２、３、……）を表わしている。また符号ｓは正の偶数（２、４、６、８、……）を表わしている。“（ＨＬ）N  Ｈ”と“Ｈ  （ＬＨ）N”はそれぞれ第１のミラースタック層５０３あるいは第２のミラースタック層５０９を表わしている。“ｓＬ”はスペーサ層（電気光学膜）である。最後のＬ層は結合層と呼ばれる。表現構造（１０）は基本共振器構造と呼ばれており、キャビティが複数重なった多重共振器構造の場合は、結合層を介して次の共振器構造を順次積層させる。基本共振器構造はフィルタ特性をシャープにするために多重の共振器構造を形成する場合が一般的である。この場合は、結合層と呼ばれる低屈折率材の４分の１波長の膜厚の層で共振器構造の間に設置する。（１０）式は一般的に用いられている誘電体多層膜バンドパスフィルタの基本共振器構造である。
【００８０】
本発明の空間光変調値器では、波長可変性を備えるために、次の表現構造（１１）で表わされるファブリ・ペロー共振器構造をとっている。
Ｂ＝［（ＨＬ）N  ｍＣ  ｓＭ  ｍＣ  （ＬＨ）N  Ｌ］        ……（１１）
【００８１】
ここで、符号Ｃと符号Ｍは、それぞれ導電性膜と電気光学効果を有する誘電体を表わしている。これら導電性膜Ｃおよび誘電体Ｍは４分の１物理膜厚となっている。係数ｍとｓは、それぞれ奇数（１、３、５、……）と偶数（２、４、６、……）である。すなわち、表現構造（１１）では表現構造（１０）における第１および第２ミラースタック層のスペーサ層と接する誘電体物質Ｈの層が、導電性薄膜（ｍＣ）、すなわち第１の透明導電膜および第２の透明導電膜に置き換わり、スペーサ層が電気光学効果を有する誘電体（ｓＭ）としての電気光学膜に置き換わっていることが分かる。
【００８２】
図１で、第１の透明導電膜５０４と第１の導電バッファ層５０５および第２の導電バッファ層５０７と第２の透明導電膜５０８は共に導電性を有する層または膜である。そこでこれらを導電性膜としてそれぞれひとまとめにし、第１の導電性薄膜５２１および第２の導電性薄膜５２２と概念付けることができる。この場合、次のようにこれらを括弧で括った表現構造（１２）をとることができる。
Ｂ ＝［（ＨＬ）N（ｍＣ  Ｅ）ｓＭ（Ｅ  ｍＣ）（ＬＨ）N  Ｌ］      ……（１２）
ここで、符号Ｅは導電バッファ層を示している。
【００８３】
本発明の空間光変調器は、導電性薄膜５２１（５２２）が、透明導電膜５０４（５０８）および導電バッファ層５０５（５０７）からなる複合導電層であって、導電バッファ層５０５（５０７）はスペーサ層５０６に接していて、その厚さが０．１ｎｍから１００ｎｍの間となっている。もちろん導電バッファ層５０５（５０７）を省略することができることはすでに説明した。
【００８４】
本発明では表現構造（１１）と表現構造（１２）で示されるファブリー・ペロー共振器構造を基本構造として用いている。所望の透過あるいは反射光学特性を得るために光フィルタの膜設計は柔軟に行うことができるので、表現構造（１１）および表現構造（１２）より、例えば次の表現構造（１３）あるいは表現構造（１４）で示す膜設計例を適用することもできる。
【００８５】
（膜設計例１）
Ｂ  ＝  ［ｍＣ  ｓＭ  ｍＣ  Ｌ］        ……（１３）
【００８６】
（膜設計例２）
Ｂ  ＝  ［（ＨＬ）4Ｈ（Ｅ）ｓＭ（Ｅ）Ｈ（ＬＨ）4］        ……（１４）
【００８７】
また、４分の１波長の膜厚のみならず、多層膜を構成する各層の膜厚が任意の膜厚の場合も適用することができる。
【００８８】
表現構造（１２）で与えられる構成の場合、導電バッファ層の条件を以下にまとめて示す。
（ａ）室温での抵抗率が１０Ωｃｍ以下であり、望ましくは１０-2Ωｃｍ以下であること。
（ｂ）格子定数がスペーサ層を構成する電気光学膜の格子定数に近く、望ましくは格子不整合率が±２０％以下であること。ここで、格子不整合率（Ｍ）は以下の（１５）式で定義される。
格子不整合率  Ｍ  ＝  （ｄE−ｄS）／ｄS        ……（１５）
ここで、符号ｄEと符号ｄSは、それぞれ導電バッファ層とスペーサ層を構成する電気光学膜の格子定数である。格子定数はそのハイオーダで整合を取ることもできるが、望ましくは基本次数での整合が更によい。
【００８９】
スペーサ層を構成する電気光学薄膜の形成において成膜される膜質は、アモルファス膜と多相膜を除く多結晶膜造を含む膜構造であればよいが、より大きな電気光学係数を得るためには、配向膜が望ましく、更には単結晶と同等の電気光学係数が得られるエピタキシャル膜であることが望ましい。成膜方法には、電子ビーム蒸着法、イオンアシスト蒸着法、ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビームスパッタ法、分子線エピタキシ（ＭＢＥ）法、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、ディップコーティング法、パルスレーザ蒸着法等のいずれの成膜法を用いても製造することができる。いずれの成膜法においても、形成される膜の組成比制御には使用するガス（酸素ガス等）の供給流量、添加濃度の調整、成膜中のビーム電流・電圧量、および真空度の調整等で制御することが比較的容易である。更に成膜温度の最適化により、結晶性制御や薄膜界面を滑らかに形成することができるなどの利点もある。
【００９０】
続いて、周波数応答について述べる。本構成では導電性薄膜が有限の電気抵抗値（Ｒ）をもち、またスペーサ層を構成する１次あるいは２次の電気光学係数をもつ誘電体は静電容量（Ｃ）をもつ。これらの積で時間応答が制限される。
【００９１】
今、図１に示したバンドパスフィルタ素子５００の透過面あるいは反射面の寸法をａ×ｂとする。透明導電膜と導電バッファ層の抵抗率を、それぞれρC、ρb［Ωｃｍ］とおく。本発明では、第１の透明導電膜５０４および第２の透明導電膜５０８の間に図示しない外部電源から電圧を印加して透過または反射する波長をこの電圧に応じて変化させる。このとき、第１の透明導電膜５０４と第２の透明導電膜５０８における外部電源との接続用の金属電極の寸法をｄ×ｅなる正方形とする。電極形成用に多層膜表面よりイオンミリングやエッチング工程等により形成された金属電極部分の透明導電膜の厚さは、ほぼ成膜膜厚と同じと近似してｔCとする。また、導電バッファ層の厚さをｔbとする。電気光学膜の膜厚をｔMとする。以上の場合、上側の透明導電膜と上部の導電バッファ層で生じる各抵抗値は、次の（１６）式および（１７）式で与えられる。
【００９２】
第２の透明導電膜５０８の抵抗値；ＲC＝ρC（ｔC／ｄ・ｅ）        ……（１６）
第２の導電バッファ層５０７の抵抗値；Ｒb＝ρb・ａ／（ｂ・ｔb）    ……（１７）
【００９３】
スペーサ層５０６を構成する電気光学膜で生じる静電容量は、次の（１８）式で与えられる。
静電容量；Ｃ＝εr・ε0・（ａ・ｂ／ｔM）        ……（１８）
ここで、符号εrはスペーサ層５０６を構成する常誘電体の比誘電率、符号ε0は真空の誘電率である。
【００９４】
続いて、第１の透明導電膜５０４の抵抗値は、第２の透明導電膜５０８の抵抗値とほぼ同じと近似し、導電バッファ層５０５、５０７は電気光学膜５０６の両面に接しているので、同じ物性値と近似すると、合成抵抗値Ｒは、次の（１９）式で与えられる。
Ｒ＝２（ＲC＋Ｒb）        ……（１９）
【００９５】
したがって、集中定数型の周波数応答帯域ｆｃは、次の（２０）式で与えられる。
ｆC  ＝１／（πＲＣ）        ……（２０）
【００９６】
応答時間τは、次の（２１）式で与えられる。
τ＝１／ｆC        ……（２１）
高速応答のためには、抵抗値と静電容量の低減が必要となる。
【００９７】
なお、本明細書では、次のように各用語を定義する。
「多結晶膜」とはθ−２θＸ線回折パターンによって、単相ではあるが色々な面指数が混在する膜状態をいう。すなわち、結晶方位に対応する回折強度が全体の回折強度の１％以上であると同定されるものを意味する。
「配向膜」とは、多結晶膜で更に、θ−２θＸ線回折パターンによって一つの面指数とその高次ピークが現われる場合をいう。
「エピタキシャル膜」とは配向膜において、更にＸ線ポールフィギャやＲＨＥＥＤ（反射高速電子線回折）、ＬＥＥＤ（低速電子線回折）等によって、面内の結晶方位が各結晶粒でバラバラな「面内ランダム配向膜」と２種類以上の特定の方向に配向した結晶粒が混在する「面内選択配向膜」と完全に一つの方向に配向した「面内配向膜」を含む。面内配向膜の場合はバルクの電気光学係数を薄膜においてほぼ実現することができるが、それ以外の配向膜や多結晶膜においては、電気光学係数が減じて実現する。本発明における電気光学膜には、アモルファス膜と多相膜を除く多結晶膜、配向膜、あるいはエピタキシャル膜が適用できる。
【００９８】
なお、本発明の波長可変光フィルタ型の空間光変調器において、基板には使用波長域において透明な広範囲な材料（例えば、光学結晶、光学ガラス、石英、透明プラスチック）、ポリマ材等より適用できる。ミラースタック層を構成する誘電体薄膜には適用波長域において透明で現在一般的に使用されている材料より屈折率の範囲が１．２３から５．６７までの範囲より選択できる。例えば、フッ化カルシウムＣａＦ2屈折率１．２３、フッ化マグネシウムＭｇＦ2（１．３８）、二酸化シリコンＳｉＯ2（１．４６）、酸化マグネシウムＭｇＯ（１．８０）、五酸化タンタルＴａ2Ｏ5（２．１５）、五酸化ニオブＮｂ2Ｏ5（２．２４）、二酸化チタンＴｉＯ2（２．４５）、セレン化亜鉛ＺｎＳｅ（２．４０）、テルル化鉛ＰｂＴｅ（５．６７）、窒化アルミニウムＡｌＮ（１．９４）、窒化シリコンＳｉ3Ｎ4（１．９５）、シリコンＳｉ（３．４）、ゲルマニウムＧｅ（４．０）等の光学材料である。これらの光学薄膜形成においても上述の各種成膜法が適用することができる。
【００９９】
フィルタを構成する多層膜設計には、現在市販されている膜設計ソフトウエアを使用することができる。例えばＴＦＣａｌｃ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｓｐｅｃｔｒａ，  Ｉｎｃ．）、Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ  Ｍａｃｌｅｏｄ（Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ  Ｃｅｎｔｅｒ，  Ｉｎｃ．）等の名称のソフトウェアは光通信業界において主に使用されているソフトウェアであり、本発明にも同様に使用可能である。
【０１００】
本実施の形態の空間光変調器の利点をまとめると次のようになる。
（１）膜設計を変更することにより任意の波長やパスバンド幅やフィルタスロープ特性を有する波長可変光フィルタを基本構造とする空間光変調器を実現することができる。
（２）屈折率制御による波長可変方式を採用するので、機械的駆動部がなく信頼性が優れている。
（３）たとえば波長可変光フィルタを機械駆動によって実現すると、応答速度が０．１秒〜数秒程度となるが、本実施の形態の空間光変調器の場合にはこれよりも１０万倍以上高速（〜数１０ｎｓ（ナノ秒））制御が可能である。
（４）液晶方式やＤＭＤ方式とほぼ同等な体積寸法、すなわち２０×２０×１０ｍｍ3程度の小型空間光変調器が可能である。
（５）従来の液晶方式やＤＭＤ方式では、数Ｖ（ボルト）から数百Ｖの電圧が必要であったが、本構成では数Ｖ以下で十分なコントラストが得られる。
【０１０１】
次に以上説明した空間光変調器をバンドパスフィルタで構成した例を本発明の実施例として説明する。もちろん、本発明はバンドパスフィルタに限定されるものではなく、減反射コーティングや、高反射ミラー、長波長透過フィルタ、短波長透過フィルタ、バンドエリミネーションフィルタ（ルゲートフィルタ）等、誘電体多層膜構成において使用されているあらゆる光学素子に適用することが可能である。
【０１０２】
なお以下に実施例をバンドパスフィルタの場合について説明しているが、それに限定されものではなく、減反射コーティングや、高反射ミラー、長波長透過フィルタ、短波長透過フィルタ、バンドエリミネーションフィルタ（ルゲートフィルタ）等、誘電体多層膜構成において使用されている空間光変調器およびこれを使用する光記録方法および光記録装置に適用することができる。
【０１０３】
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【０１０４】
図２は本発明の実施例１における空間光変調器とこれを使用した光記録装置としてのホログラムメモリ装置の概要を表わしたものである。本実施例１のホログラムメモリ装置２０１は、円盤記録媒体２０２を備えており、図示しない駆動機構によって所定の方向２０３に回転可能に配置されている。アドレス電気回路インタフェース部２０４は本実施例１の空間光変調器２０５を駆動する駆動回路であり、各フレームごとの入力信号情報２０６が入力されるようになっている。空間光変調器２０５は、この例では図示を簡単にするために３×３素子の簡略化された構成で示しているが、実際には多数の素子がマトリックス構成となっているものでもよい。
【０１０５】
空間光変調器２０５の背後には図示しない波長５９３ｎｍのコヒーレント光源としてのレーザ光源が配置されている。これから出力される物体光２０８は空間光変調器２０５を透過した後、第１のレンズ２０９に入射し、円盤記録媒体２０２上のホログラム記憶領域２１１に照射される。このとき、物体光２０８と所定の角度をなす方向から参照光２１２がホログラム記憶領域２１１に照射される。これにより、ホログラム記憶領域２１１に１フレーム分のビット情報パターンの書き込みが行われる。円盤記録媒体２０２は所定の方向２０３に回転しているので、アドレス電気回路インタフェース部２０４に１フレームずつ入力信号情報２０６が入力されていくことにより、ホログラム記憶領域２１１のそれぞれのフレームに対応する位置に、これらのフレームのビット情報パターンの書き込みが行われることになる。
【０１０６】
円盤記録媒体２０２からビット情報パターンを読み出す際には、参照光２１２とは反対の方向から、ホログラム記憶領域２１１にレーザを入射させる。これにより空間光変調器２０５の存在した位置に各フレームの再生像としての光信号パターンが生じる。第２のレンズ２１４はＣＣＤ（Charged Coupled Device）を３×３の受光素子２１５として配置した２次元受光器２１６上に結像させる。
【０１０７】
図３は、この実施例１で使用する単一キャビティ型波長可変バンドパスフィルタからなる空間光変調器を示したものである。空間光変調器２０５は、基板２４１の上に第１のミラースタック層２４２を形成している。その上に第１の透明導電膜（ｍＣ）２４３と、第１の導電バッファ層２４４と、１次あるいは２次の電気光学効果を有する誘電体薄膜（ｓＭ）としての電気光学膜２４５と、第２の導電バッファ層２４６ならびに第２の透明導電膜（ｍＣ）２４７を順に積層し、更にその上に第２のミラースタック層２４８を配置した構造となっている。第２のミラースタック層２４８の上には結合層２４９が配置されている。
【０１０８】
空間光変調器２０５は、基板２４１の上に３×３の合計９個のバンドパスフィルタ素子２５１11〜２５１33がそれぞれ微小間隔を置いてマトリックス状に配置された構成となっている。それぞれのバンドパスフィルタ素子２５１11〜２５１33の最上層を構成する結合層２４９上には、図で列方向に３つずつのバンドパスフィルタ素子２５１11〜２５１13）、（２５１21〜２５１23）、（２５１31〜２５１33）を連結した第１の電極２７８（合計３つ）と、図で行方向に３つずつのバンドパスフィルタ素子（２５１11〜２５１31）、（２５１12〜２５１32）、（２５１13〜２５１33）を連結した第２の電極２８２が配置されている。このうちの第１の電極２７８はその図示しない導体部分が第１の透明導電膜２４３まで達しており、これと電気的に接続されている。また、第２の電極２８２はその図示しない導体部分が第２の透明導電膜２４７まで達しており、これと電気的に接続されている。第１の電極２７８に一端を接続した第１のリード線２５４の他端は、電源２５５の一方の出力側に接続されている。また、第２の電極２８２に一端を接続した第２のリード線２５６の他端は、電源２５５に接続されている。
【０１０９】
なお、図の煩雑さを解消するため第１のリード線２５４と第２のリード線２５６はそれぞれ１本ずつしか示していないが、実際にはそれぞれ３本ずつ存在している。電源２５５は、図２に示したアドレス電気回路インタフェース部２０４の一部を構成している。図３に示したこの空間光変調器２０５は、物体光２０８を結合層２４９側から入射させることになる。
【０１１０】
図４は図３に示した１つのバンドパスフィルタ素子の構造を具体的に表わしたものである。ここでは第１のバンドパスフィルタ素子２５１11を示しているが、第２〜第９のバンドパスフィルタ素子２５１12〜２５１33も同一の構成となっているので、これらの具体的な構造の図示および説明を省略する。第１のバンドパスフィルタ素子２５１11の設計波長λ0は６００ｎｍ（ナノメータ）である。
【０１１１】
第１のバンドパスフィルタ素子２５１11は、合成石英基板（屈折率１．４５）からなる基板２４１上に第１のミラースタック層２４２として４分の１波長の膜厚の２種類の異なる誘電体物質Ｈおよび誘電体物質Ｌを複数組積層したもので構成している。第２のミラースタック層２４８についても同様である。本実施例１では高屈折率誘電体薄膜Ｈとして誘電体薄膜Ｎｂ2Ｏ5膜（屈折ｎH＝２．２２）を使用する。また、低屈折率誘電体薄膜ＬとしてＳｉＯ2膜（屈折率ｎL＝１．４８）を使用する。第１および第２のミラースタック層２４２、２４８では、これら高屈折率誘電体薄膜Ｈおよび低屈折率誘電体薄膜Ｌが複数組積層される。
【０１１２】
第１のミラースタック層２４２の上の複合導電層としての第１の透明導電膜２４３にはＺｎＯ膜（屈折率ｎC＝１．９４）を用いている。ＺｎＯ膜は波長６００ｎｍ付近において透明な導電膜として動作し、抵抗率は３Ω・ｃｍが得られる。第２の透明導電膜２４７についても同様である。第１および第２の導電バッファ層２４４、２４６にはＡｇ膜を用いた。Ａｇ膜の抵抗率は１．６×１０-6Ω・ｃｍである。
【０１１３】
スペーサ層としての電気光学膜２４５は、室温付近で２次の電気光学効果を有するＢａXＳｒ1-XＴｉＯ3（Ｘ＝０．１）（以下、ＢＳＴ）薄膜を用いる。ＢＳＴ薄膜の屈折率（ｎM）は２．３である。外部媒質は屈折率１．０の空気とする。Ａｇ膜とＢＳＴ膜の格子定数は、それぞれ４．０８６Åと３．９１Åであり、格子不整合率Ｍは４．５％と良好なエピタキシャル膜が形成できる条件を有している。高屈折率誘電体薄膜Ｈおよび低屈折率誘電体薄膜Ｌが第１および第２のミラースタック層２４２、２４８でそれぞれ５組ずつ積層されている場合、図４に示した第１のバンドパスフィルタ素子２５１11は次の表現構造（２２）で表わすことができる。
【０１１４】
Ｂ＝（ＨＬ）5（Ｃ Ｅ）１２Ｍ（ＥＣ）（ＬＨ）5 Ｌ        ……（２２）
ここで、導電バッファ層（Ｅ）の膜厚は１３ｎｍである。
【０１１５】
図５は、図４に示した第１のバンドパスフィルタ素子を切断した断面構造を表わしたものである。なお、第１のバンドパスフィルタ素子２５１11をその一側部に平行に切断しても２つの電極の存在する箇所を同時に切断することはできないが、内部構造を分かりやすくするため、図ではこれらの電極部分が同時に切断されるように切断位置を異ならせている。後に説明する図７についても同様である。
【０１１６】
第１のバンドパスフィルタ素子２５１11における基板２４１と第１のミラースタック層２４２の接する面の矩形形状の寸法をａ×ｂとする。図ではその一辺の長さａのみを示しており、紙面と垂直方向の他の辺が長さｂである。第１のバンドパスフィルタ素子２５１11には、第１の電極２７８から第１の透明導電膜２４３まで達する第１の導体膜２７７が絶縁膜２７４に囲まれる形で形成されている。また、第２の電極２８２から第２の透明導電膜２４７まで達する第２の導体膜２８１が前記した絶縁膜２７４に囲まれる形で形成されている。これら第１および第２の導体膜２７７、２８１およびこれらの周囲に存在する絶縁膜２７４の部分は、製造工程の初期段階でエッチング工程によって穴が形成され、その後にこれらの部品が形成されたものである。これについては後に詳細に説明する。エッチング工程以外にイオンミリング等の他の処理でこれらの穴を形成することもできる。
【０１１７】
第１の金属電極２７８も第２の金属電極２８２もそれぞれ短辺がｄで、長辺は図２に示した空間光変調器２０５の一辺にほぼ長さが等しく、チップ間の共通電極となっている。ただし、これらの長辺の方向は互いに９０度異なっている。第１および第２の金属電極２７８、２８２には、図２に示した電源２１１に接続するリード線２５４、２５６のそれぞれ一端が接続されている。
【０１１８】
図６は、図３に示した空間光変調器の製造方法を示したものである。まず、第１の工程として同図（ａ）に示すように清浄な表面を持つ基板２４１を用意する。この基板サイズは１０ｍｍ×１０ｍｍである。
【０１１９】
第１の工程が終了したら、続いて同図（ｂ）に示す第２の工程を行う。第２の工程では、マグネトロンスパッタ法を用いて、十分に真空排気された真空チャンバで成膜温度を６００℃に設定する。そして、１０×１０×ｔ２ｍｍ3のサイズの基板２４１の片方の面に高屈折率誘電体薄膜Ｈとして誘電体薄膜Ｎｂ2Ｏ5膜を形成し、その上に低屈折率誘電体薄膜ＬとしてＳｉＯ2膜を形成する。これら誘電体薄膜Ｎｂ2Ｏ5膜およびＳｉＯ2膜は交互に続けて積層し第１のミラースタック層２４２を５層「（ＨＬ）5」積層する。Ｈ層およびＬ層の４分の１物理膜厚は、それぞれＨ＝６６ｎｍ、Ｌ＝９９ｎｍである。
【０１２０】
同図（ｃ）は第３の工程を表わしている。第１のミラースタック層２４２の上に、第１の透明導電膜２４３となるＺｎＯ膜を１Ｃ（ｔC＝７６ｎｍ）の厚さで蒸着する。その後、第１の導電バッファ層２４４としてＡｇ膜を１３ｎｍだけ形成する。続いて、透明導電膜となる電気光学膜２４５としてＢＳＴ膜を１２Ｍ（ｔM＝７６８ｎｍ）だけ積層する。以下同様に、上面に第２の導電バッファ層２４６としてＡｇ膜を１３ｎｍ積層し、その上に第２の透明導電膜２４７となるＺｎＯ膜を１Ｃの厚さで蒸着する。続けて、第２のミラースタック層２４８を５層「（ＬＨ）5」成膜する。最後に、調整層としての結合層２４９としての低屈折率誘電体薄膜Ｌを同じく４分の１物理膜厚９９ｎｍ蒸着する。
【０１２１】
このようにして作成された膜はθ−２θＸ線回折パターンによって評価したところ、単相でかつ単一の面指数（００２）が確認されており、エピタキシャル薄膜と確認された。なお、膜厚モニタの制御には波長６００ｎｍの単一波長レーザを基板２４１に垂直入射し、成膜中の透過率を光学膜厚モニタ監視する。成膜中の膜厚が４分の１物理膜厚の場合に透過率は極大値あるいは極小値を示すので高精度な成膜制御を行うことができる。レーザのスペクトル線幅が０．０１ｎｍ以下であれば、膜厚精度は０．１ｎｍを得ることができる。
【０１２２】
なお、図６の第３の工程以降では、第１および第２のミラースタック層２４２、２４８を低屈折率誘電体薄膜Ｌと高屈折率誘電体薄膜Ｈの繰り返しを４層分ずつしか示していない。これは図の複雑さを避けるためで、実際には合計１０層「（ＨＬ）5×２」を積層することになる。
【０１２３】
図７は、空間光変調器の製造方法についての第４の工程から第６の工程までを表わしている。同図（ｄ）に示す第４の工程は、図３に示したそれぞれのバンドパスフィルタ素子２５１11〜２５１33ごとに、すなわち画素ごとに電極２７８、２８２（図５参照）を形成する工程である。この第４の工程では、ドライエッチングにより、１つ１つの画素について第１および第２の透明導電膜２４３、２４７まで断面が正方形となった柱状の空間２７１、２７２を形成するためのエッチングが行われる。また、各バンドパスフィルタ素子２５１11〜２５１33の境界では、それぞれ基板２４１の表面に到達する溝状の空間２７３を形成するためのエッチングが行われる。これは、各バンドパスフィルタ素子２５１11〜２５１33が独立してそれぞれの画素単位で駆動できるようにするためである。各空間２７１〜２７３は基板２４１に向かっての深さがそれぞれ異なるが、周知の光学式膜厚モニタ制御の技術を使用することで、高精度にエッチング量の制御が可能になる。
【０１２４】
同図（ｅ）次の第５の工程では、第４の工程でエッチングによって形成されたそれぞれの空間２７１〜２７３に絶縁膜２７４を形成する。このとき空間２７１については第１の透明導電膜２４３の露出している底部については絶縁膜２７４を形成しないような処理を行う。同様に空間２７２については第２の透明導電膜２４７の露出している底部については絶縁膜２７４を形成しないような処理を行う。次に空間２７１に被覆された絶縁膜２７４の隙間２７５に導体膜２７７を形成する。そして、この導体膜２７７の上端部に金属電極膜２７８を形成する。金属電極膜２７８はこの紙面と垂直方向に細長い帯状の膜であり、他のチップの同様の導体膜２７７（図示せず）と電気的に接続されている（後の図８参照）。図７(ｅ）に示した段階では、同図（ｄ）に示した空間２７２に対しては絶縁膜２７４のみが形成された状態にある。
【０１２５】
更に図７（ｆ）次の第６の工程では、図７(ｅ）に示す空間２７２に被覆された絶縁膜２７４の隙間２７６に対して、図７(ｆ)に示すように導体膜２８１を形成する。そして、この導体膜２８１の上端部に金属電極膜２８２を形成する。金属電極膜２８２はこの紙面と平行方向に細長い帯状の膜であり、他のチップの同様の導体膜２８１（図示せず）と電気的に接続されている（後の図８参照）。
【０１２６】
図８は、完成した空間光変調器を上から見たものである。空間光変調器２０５は基板２４１の上に３×３の合計９個のバンドパスフィルタ素子２５１11〜２５１33のそれぞれの境界領域（空間２７３（図７参照））が絶縁膜２７４によって覆われており、それぞれが電気的に独立している。間隔を置いて帯状に３本配置された金属電極膜２７８はＸ方向のアドレス金属電極となっており、それぞれにリード線２５４1〜２５４3をワイヤボンデイングし、図３に示した電源２５５にこれらの他端を接続する。また、金属電極膜２７８と直交する方向でこれよりも上部にこれと間隔を置いて配置された帯状の３本の金属電極膜２８２はＹ方向のアドレス金属電極となっており、それぞれにリード線２５６1〜２５６3をワイヤボンデイングし、図３に示した電源２５５ににこれらの他端を接続する。これら３本ずつのリード線２５４1〜２５４3、２５６1〜２５６3への電源２５５による電圧印加のオン・オフの組み合わせによって、合計９個のバンドパスフィルタ素子２５１11〜２５１33が独立して電圧の制御を受けることになる。
【０１２７】
図９は、これらバンドパスフィルタ素子の印加電圧と透過率の関係を示したものである。図８に示したバンドパスフィルタ素子２５１11〜２５１33のそれぞれに対して、図３に示す電源２５５の印加電圧を０Ｖから１Ｖ、２Ｖ、３Ｖと増加していく。これに応じてバンドパスフィルタ素子２５１11〜２５１33それぞれの透過ピーク波長は短波方向に移動し、それぞれ６００ｎｍ、５９８ｎｍ、５９３ｎｍ、５８５ｎｍに波長シフトする。
【０１２８】
たとえば図２に示したアドレス電気回路インタフェース部２０４に入力信号情報２０６として信号“０”と信号“１”とを光強度の“暗”、“明”に対応して入力したとする。アドレス電気回路インタフェース部２０４の一部を構成する電源２５５が空間光変調器２０５の該当するバンドパスフィルタ素子２５１に２Ｖの電圧を印加したとする。この場合には、フィルタの中心波長と光源の波長が共鳴状態となり、波長５９３ｎｍの物体光の透過率は８０％以上となって“明”状態となる。図８の実線で示した矢印は、この状態での物体光の透過する波長を示している。
【０１２９】
一方、印加電圧が０Ｖの場合には、フィルタの中心波長と光源の波長が非共鳴状態となって、波長５９３ｎｍの物体光の透過率は１％以下となって“暗”状態になる。このように印加電圧の切り替えによって、十分高いコントラストでビット情報を光強度情報に置換することができる。
【０１３０】
図１０は、以上のような構成の空間光変調器を使用した球面参照光シフト多重方式のホログラムメモリ装置の信号処理の様子を表わしたものである。図２に示したホログラムメモリ装置２０１を用いて説明を行う。この実施例１では、空間光変調器２０５が、図２に示したように３×３のマトリックス状に配置されたバンドパスフィルタ素子の集合として構成されている。図１０（ａ）に示すような１フレーム分の入力信号情報２０６は、図２に示したアドレス電気回路インタフェース部２０４に入力される。入力信号情報２０６はそれぞれ信号“０”と信号“１”からなるビットパターン情報で構成されている。
【０１３１】
図１０（ｂ）はアドレス電気回路インタフェース部２０４内の図３に示した電源２５５から空間光変調器２０５に出力されるＳＬＭ（空間光変調器）制御電圧信号パターンを表わしたものである。本実施例１では物体光２０８として波長６００ｎｍのコヒーレント光源を使用する。したがって、この波長６００ｎｍのコヒーレント光をオン・オフする制御電圧として、信号“０”が電圧０Ｖ（ボルト）に対応し、信号“１”が電圧２Ｖに対応するＳＬＭ（空間光変調器）制御電圧信号パターン２９１が作成される。これらが図８に示した３本ずつの金属電極膜２７８および金属電極膜２８２に印加されることになる。
【０１３２】
図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）に示すＳＬＭ制御電圧信号パターン２９１による各バンドパスフィルタ素子２５１11〜２５１33が透過する波長を示したものである。これらのバンドパスフィルタ素子２５１11〜２５１33は印加電圧によって透過する波長が異なるので、印加電圧が２Ｖの場合には透過波長は５９３ｎｍとなり、印加電圧が０Ｖの場合には透過波長は６００ｎｍとなる。
【０１３３】
図１０（ｄ）は空間光変調器２０５から第１のレンズ２０９に入射する入力光信号パターンを表わしたものである。図９を用いた先の説明から了解されるように第１のレンズ２０９に入射する入力光信号パターン２９２は、空間光変調器２０５の透過波長が６００ｎｍとなっている箇所で“暗”状態となり、透過波長が５９３ｎｍとなっている箇所で“明”状態となる。
【０１３４】
以上説明した本実施例１では、空間光変調器２０５を３×３画素で構成したため、１画素の寸法は３．３ｍｍ四方と比較的大きいが、このサイズでも各バンドパスフィルタ素子２５１11〜２５１33の応答速度は１画素当り６２ｎｓ（ナノ秒）と超高速であった。このように、本実施例１のホログラムメモリ装置２０１は従来技術に比べて、１画素当りの応答速度が優れており、全固体素子からなる長期信頼性の高い低電圧動作可能な空間光変調器を実現することができる。
【０１３５】
このため、空間光変調器２０５に高額な高速応答可能な高電圧アンプを用いる必要がなく、パーソナルコンピュータあるいは電子機器の３．３Ｖ基準の高速ＩＣチップで直接駆動でき、安価かつ小型の装置とすることができる。
【０１３６】
なお、本実施例１では１０×１０ｍｍの基板を使用したが、基板の大きさに制限はなく、たとえば直径５０ｍｍ以上の大きな基板上に一括成膜を行い数１０個の空間光変調器を製造することも可能である。また、本実施例１では電気光学膜にＢＳＴ薄膜を使用したが、この替わりにＰＬＺＴ（Ｘ＝０．０８、Ｙ＝０．３５）を形成するようにしてもよい。これにより、室温付近において１次の電気光学効果が発現し、メモリ効果を有する空間光変調器を実現することができる。
【０１３７】
また、本実施例１ではホログラム記録方式として球面参照光シフト多重方式を使用したが、これに限定されるものではない。一般的な角度多重、波長多重、位相多重等の他の方式も同様に本発明に適用することができる。
【実施例２】
【０１３８】
図１１は本発明の実施例２における空間光変調器とこれを使用した光記録装置としてのホログラムメモリ装置の入射側光学系の要部を表わしたものである。ホログラムメモリ装置の入射側光学系４０１は、空間光変調器４０２として２重キャビティ型の２５６×２５６構成の波長可変バンドパスフィルタ素子４０３0101〜４０３256256を使用している。なお、波長可変バンドパスフィルタ素子４０３に付された添え字の前半と後半はそれぞれ“０１”〜“２５６”の数からなり、これらは行と列の番号を示している。行と列の基点はこの図に示したように空間光変調器４０２の図で左上の角としている。
【０１３９】
図示しない円盤記録媒体（実施例１の円盤記録媒体２０２参照）に照射するための物体光４０５は、アドレス電気回路インタフェース部４０６によって駆動される空間光変調器４０２に入射し、その透過光４０７が第１のレンズ４０８によって集光されて円盤記録媒体の図示しないホログラム記憶領域（実施例１のホログラム記憶領域２１１参照）に入射するようになっている。このとき図示しない参照光が透過光４０７の入射角度と所定の角度をなしてホログラム記憶領域に入射する。これにより、ホログラム記憶領域にのビット情報パターンの書き込みが行われることになる。アドレス電気回路インタフェース部４０６には、記録の対象となる１フレームずつ入力信号情報４０９が入力されることになる。
【０１４０】
ところで本実施例２の入射側光学系４０１では、ホログラムメモリ装置で円盤記録媒体に書き込まれるフレームごとの情報をモニタすることができるようになっている。このために、空間光変調器４０２に入射した物体光４０５のうちの反射光４１１が、図示しない第２のレンズを必要に応じて経た後に、書込み監視用２次元受光器４１２に入力され、各フレームの画像情報の論理が反転されたものがモニタされるようになっている。ここで論理が反転されたものがモニタされるとしたのは、特定の波長可変バンドパスフィルタ素子４０３が仮に光を全波長域で透過させると、その部分では反射光は十分小さく、光の透過と反射が逆の関係として生じるからである。
【０１４１】
図１２は、実施例２で使用される２重キャビティ型の波長可変バンドパスフィルタ素子の構成の概要を表わしたものである。ここでは波長可変バンドパスフィルタ素子４０３0101を例にその構造を示しているが、波長可変バンドパスフィルタ素子４０３0101〜４０３256256はすべて同一の構造となっている。また、図１２に示す基板４２１は全波長可変バンドパスフィルタ素子４０３0101〜４０３256256に共通した１枚の基板となっている。波長可変バンドパスフィルタ素子４０３0101の設計波長λ0は５０２ｎｍとしている。
【０１４２】
波長可変バンドパスフィルタ素子４０３0101は、屈折率１．７２のＭｇＯ単結晶基板４２１上に第１のキャビティ４２２を形成し、更にその上に第２のキャビティ４２３を形成した構造となっている。第１のキャビティ４２２の上には結合層４２４が形成される。第１のキャビティ４２２の最上層には結合層４２４が配置されている。第１のキャビティ４２２はＭｇＯ単結晶基板４２１上に高屈折率誘電体薄膜（Ｈ）４３１としてＮｂ2Ｏ5膜（屈折ｎH＝２．２２）と低屈折率誘電体薄膜（Ｌ）４３２としてＳｉＯ2膜（屈折率ｎL＝１．４８）をそれぞれ４層積層した第１のミラースタック層４３３と、この第１のミラースタック層４３３の上に順に積層された第１の透明導電膜４３４、電気光学膜４３６および第２の透明導電膜４３８と、更にその上に積層された第２のミラースタック層４３９から構成されている。第２のミラースタック層４３９は、低屈折率誘電体薄膜（Ｌ）４３２と高屈折率誘電体薄膜（Ｈ）４３１が前記したと同様に積層されている。第２のキャビティ４２３は第１のキャビティ４２２と同一の構成となっているので、その説明は省略する。
【０１４３】
第１のキャビティ４２２の第１の透明導電膜４３４と第２の透明導電膜４３８の間には、これらに電圧を印加するための第１の電源４４１が取り付けられている。同様に第２のキャビティ４２３の第１の透明導電膜４３４と第２の透明導電膜４３８の間には、これらに電圧を印加するための第２の電源４４２が取り付けられている。
【０１４４】
このような構成の波長可変バンドパスフィルタ素子４０３0101で、第１および第２の透明導電膜４３４、４３８にはＩＴＯ膜を用いる。屈折率ｎCは２．０である。ＩＴＯ膜はＳｎを添加したＩｎ2Ｏ3膜である。第１および第２の透明導電膜４３４、４３８は、波長５００ｎｍ付近において透明な導電膜として動作し抵抗率は１０-3Ω・ｃｍが得られる。先に説明した導電バッファ層は使用していない。
【０１４５】
電気光学膜４３６、すなわちスペーサ層には室温付近で２次電気光学効果を有するＰｂ1-XＬａX（Ｚｒ1-YＴｉY）1-X/4Ｏ3、（Ｘ＝０．０９、Ｙ＝０．６５）（以下、ＰＬＺＴ）薄膜を用いる。ここで、屈折率（ｎM）は２．５である。外部媒質は屈折率１．０の空気とする。
【０１４６】
本実施例の波長可変バンドパスフィルタ素子４０３0101は次の表現構造（２３）で表わすことができる。
Ｂ＝［（ＨＬ）4（３Ｃ）２０Ｍ （３Ｃ）（ＬＨ）4 Ｌ］  
［（ＨＬ）4（３Ｃ）２０Ｍ （３Ｃ）（ＬＨ）4   ］        ……（２３）
【０１４７】
波長可変バンドパスフィルタ素子４０３0101〜４０３256256を備えた空間光変調器４０２の製造方法は実施例１と基本的に異なるところはない。そこで実施例１の図６〜図８を適宜使用して、図１２に示す部品に置き換えて説明を行う。まず、第１の工程として同図（ａ）に示すように清浄な表面を持つＭｇＯ単結晶基板４２１を用意する。
【０１４８】
第１の工程が終了したら、続いて同図（ｂ）に示す第２の工程を行う。第２の工程では、イオンアシスト蒸着法を用いて、十分に真空排気された真空チャンバにおいて成膜温度６５０℃に設定し、１０×１０×ｔ２ｍｍ3のＭｇＯ単結晶基板４２１の（１００）面に高屈折率誘電体薄膜（Ｈ）４３１としてＮｂ2Ｏ5膜を、また低屈折率誘電体薄膜（Ｌ）４３２としてＳｉＯ2膜を交互に積層する。続けて積層し、第１のミラースタック層４３３を４層「（ＨＬ）4」積層する。Ｌ層の４分の１物理膜厚は、それぞれＨ＝５７ｎｍ、Ｌ＝８５ｎｍである。
【０１４９】
同図（ｃ）は第３の工程を表わしている。第１のミラースタック層４３３の上に下面導電性膜となる第１の透明導電膜４３４すなわちＩＴＯ膜を３Ｃ（１８８ｎｍ）の厚さで蒸着する。続いて、電気光学膜４３６（ＰＬＺＴ膜）を２０Ｍ（１．０μｍ）だけ積層する。以下同様にして、電気光学膜４３６の上面に同じく第２の透明導電膜４３８となるＩＴＯ膜を３Ｃの厚さで蒸着する。続けて、第２のミラースタック層４３８を４層「（ＬＨ）4」を成膜する。最後に、調整層（結合層）（Ｌ）４２４を同じく４分の１物理膜厚８５ｎｍの厚さで蒸着する。
【０１５０】
以上第１のキャビティ４２２の形成について行った処理を、その上に形成する第２のキャビティ４２３についても繰り返す。これにより、２重キャビティ型バンドパスフィルタを構成することができる。但し最後の調整層（結合層）（Ｌ）４２４は第２のキャビティ４２３で積層しない。積層しないことで空気との界面での干渉効果が増進され、フィルタ特性の透過帯をフラットにすることができる。
【０１５１】
このようにして作成された膜はθ−２θＸ線回折パターンによって評価したところ、多相でかつ複数の面指数が確認されており、多結晶膜と確認された。本実施例２では、基板材料であるＭｇＯ基板の熱膨張係数が＋１４×１０-7／℃であって、多層膜部分の実効的な熱応力とのバランスが良く、成膜基板上に渡ってクラックのない平坦な膜を形成することができる。
【０１５２】
続いて、実施例１と同様に空間光変調器４０２に電極を形成する工程に移る。本実施例２の場合は２重キャビティ構造となっている。したがって、空間光変調器４０２としての２重キャビティ型の波長可変バンドパスフィルタ素子４０３0101〜４０３256256のそれぞれに対して、図示しないが、それぞれ合計４つの電極が形成される。これら４つの電極は、図１２に示したように、第１キャビティ４２２と第２キャビティ４２３のそれぞれの電気光学膜４３６としてのスペーサ層に接する第１および第２の透明導電膜４３４、４３８に対して形成される。第１キャビティおよび第２キャビティは共通な駆動電源Ｖ（＝Ｖ１＝Ｖ２）により駆動される。
【０１５３】
図１１を再び使用してホログラムメモリ装置の入射側光学系４０１の説明を行う。物体光４０５は空間光変調器４０２へ入射角１０度で入射する。本実施例の空間光変調器４０２は、１フレームずつ入力信号情報４０９をアドレス電気回路インタフェース部４０６に入力する。アドレス電気回路インタフェース部４０６は、その電気情報パターンを実施例１の図１０で説明したと同様にＳＬＭ（空間光変調器）制御電圧信号パターンを生成する。実施例１では３×３のマトリックス状のＳＬＭ制御電圧信号パターン２９１が生成されたが、本実施例２では２５６×２５６のＳＬＭ制御電圧信号パターン４５１としての電圧の２次元パターンが空間光変調器４０２に印加される。
【０１５４】
空間光変調器４０２は物体光４０５を透過すると共にその一部を反射する。透過光４０７は実施例１の図１０（ｄ）に対応する入力光信号パターンに変換されている。この透過光４０７は、実施例１における円盤記録媒体２０２に対応する図示しない記録媒体に照射される。反射光４１１の光信号パターンは透過光４０７と逆になっており、書込み監視用２次元受光器４１２に入力される。これは情報書込み監視に使用される。
【０１５５】
図１３は、空間光変調器を構成する波長可変バンドパスフィルタ素子の１つについてその反射特性と透過特性を表わしたものである。同図（ａ）は各波長に対する反射率を示しており、直線偏光を構成するＰ偏光（図で破線）とＳ偏光（図で直線）のそれぞれについて、代表的に波長可変バンドパスフィルタ素子４０３0101に対して印加電圧を０Ｖ、５Ｖ、１０Ｖに変化させている。同図（ｂ）は同様にＰ偏光（図で破線）とＳ偏光（図で直線）のそれぞれについて印加電圧を０Ｖ、５Ｖ、１０Ｖに変化させた場合の透過率を示している。
【０１５６】
本実施例では物体光４０５の入射角度が１０度にも係わらず、偏光依存性が極めて少ない良好な波長可変特性を実現している。すなわち、印加電圧０Ｖでは、図中で垂直な矢印で示す物体光の波長４９７．５ｎｍは非共鳴状態で、透過率は−２５ｄＢ（約０．３％）以下と十分なコントラストを示している。一方、印加電圧が５Ｖの場合、物体光の波長４９７．５ｎｍは共鳴状態で、透過率は−２ｄＢ（約６０％）と十分な信号強度を示している。
【０１５７】
２重キャビティ型の波長可変バンドパスフィルタ素子４０３0101〜４０３256256の１画素当りの画素面積は約４×４μｍであり、応答速度は１４ｎｓ（ナノ秒）である。この応答速度は、従来技術に比べて約１００倍も高速である。印加電圧を更に増加すれば、透過率は−４０ｄＢ（０．０１％）以下に低減することもできる。
【０１５８】
一方の反射率特性は、共鳴状態で約１５ｄＢ（約３％）あり、監視用には十分なコントラストを得ることができる。反射光の情報パターンを入力信号情報４０９あるいはＳＬＭ制御電圧信号パターン４５１と比較することで、アドレス電気回路インタフェース部４０６や空間光変調器４０２の障害の有無をチェックすることができ、ホログラムメモリ装置の信頼性を向上させることができる。
【０１５９】
以上説明した実施例２の空間光変調器４０２はすべて全固体素子からなるので可動部分が存在する従来の空間光変調器と比較して長期信頼性が高く、耐衝撃性にも強く、かつ低電圧動作が可能で偏光状態に依存しない高速応答速度を有する空間光変調器を実現することができる。
【０１６０】
なお、実施例２で使用した空間光変調器４０２の基板のサイズは特に制限されるものではなく、たとえば直径が１００ｍｍ以上の大きな基板上に一括成膜を行い数１０個の空間光変調器を製造することも可能である。また、実施例２では５００ｎｍ近傍の波長を扱う空間光変調器について説明したが、多層膜の設計波長を変更することにより、紫外線から赤外線に渡る波長範囲の任意の波長で設計し製造することができる。更に実施例２ではホログラム記録方式として球面参照光シフト多重方式について説明したが、それに限定されるものではなく、一般的な角度多重、波長多重、位相多重等の他の方式を使用した光記録方法および光記録装置に対しても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】本発明の実施の形態における空間光変調器を構成するバンドパスフィルタ素子の構造についての説明図である。
【図２】実施例１における空間光変調器とこれを使用した光記録装置としてのホログラムメモリ装置の概略構成図である。
【図３】実施例１で使用する単一キャビティ型波長可変バンドパスフィルタからなる空間光変調器の斜視図である。
【図４】図３に示した１つのバンドパスフィルタ素子の構造を示した説明図である。
【図５】図４に示した第１のバンドパスフィルタ素子の断面図である。
【図６】図３に示した空間光変調器の製造方法の第１〜第３工程を示した断面図である。
【図７】図３に示した空間光変調器の製造方法の第４〜第６工程を示した断面図である。
【図８】実施例１で完成した空間光変調器を上から見た平面図である。
【図９】実施例１でバンドパスフィルタ素子の印加電圧と透過率の関係を示した特性図である。
【図１０】実施例１のホログラムメモリ装置における信号処理の様子を表わした説明図である。
【図１１】本発明の実施例２におけるホログラムメモリ装置の入射側光学系を示す概略構成図である。
【図１２】実施例２で使用される２重キャビティ型の波長可変バンドパスフィルタ素子の構成の概要を表わした断面図である。
【図１３】実施例２で空間光変調器を構成する波長可変バンドパスフィルタ素子の１つについてその反射特性と透過特性を表わした特性図である。
【図１４】第１の提案による空間光変調器の一例を示した断面図である。
【図１５】従来の液晶型４×４素子からなる空間光変調器の一例を示した説明図である。
【図１６】ＤＭＤの１素子の構成を原理的に示した斜視図である。
【図１７】多数のマイクロ素子を用いた２次元アレイからなるＤＭＤチップの一部を示した斜視図である。
【図１８】４×４素子からなる従来の空間光変調器を用いたホログラムメモリ装置の説明図である。
【符号の説明】
【０１６２】
２０１  ホログラムメモリ装置
２０２  円盤記録媒体
２０５  空間光変調器
２０８、４０５  物体光
２１２  参照光
２４１、４２１、５０２  基板
２４２、４３３、５０３  第１のミラースタック層
２４３、４３４、５０４  第１の透明導電膜
２４４、５０５  第１の導電バッファ層
２４５、４３６、５０６  電気光学膜（スペーサ層）
２４６、５０７  第２の導電バッファ層
２４７、４３８、５０８  第２の透明導電膜
２４８、４３９、５０９  第２のミラースタック層
２５１、５００  バンドパスフィルタ素子
２５５  電源
２７８、２８２  金属電極膜（電極）
４０１  入射側光学系
４０３  波長可変バンドパスフィルタ素子
４１１  反射光
４１２  書込み監視用２次元受光器
４２２  第１のキャビティ
４２３  第２のキャビティ
４４１  第１の電源
４４２  第２の電源
５０１  キャビティ
５１０  調整層（結合層）
５２１  第１の導電性薄膜
５２２  第２の導電性薄膜
【図１】
2005043770.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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