(57)【要約】【課題】画素の選択性を向上させた、磁気光学式の空間光変調器を提供する。【解決手段】基板７上に配列された複数の画素４のそれぞれに磁気光学材料を細線状に形成してなる磁性細線１を備え、さらに基板７上に磁気転写膜５を磁性細線１の下面に接触させて備える空間光変調器１０であって、磁性細線１において、両端に接続された一対の電極２，３にて供給される電流により２つの磁区Ｄ０，Ｄ１間の磁壁ＤＷが細線方向に移動して、光の入射領域１ｒに磁区Ｄ０，Ｄ１のいずれかを選択的に到達させて、入射領域１ｒの磁化方向を反転させるものである。磁性細線１の磁化方向が磁気転写膜５に転写されるため、入射領域１ｒの直下における磁気転写膜５の磁化方向は磁性細線１と共に反転する。基板７を透過して入射した光は、磁気転写膜５を透過する際のファラデー効果により大きく旋光し、磁性細線１で反射して、再び磁気転写膜５を透過する際にも旋光して出射する。【選択図】図２
2012141402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を透過させる基板と、この基板上にマトリクス状に配列された複数の画素と、前記複数の画素から１以上の画素を選択する画素選択手段と、この画素選択手段が選択した画素に所定の電流を供給する電流供給手段と、を備え、前記基板を透過して前記画素選択手段が選択した画素に入射した光を、偏光の向きを特定の方向に変化させて反射して出射する空間光変調器であって、
前記画素は、磁気光学材料を細線状に形成して細線方向に連続して２以上の磁区が形成された磁性細線と、この磁性細線の両端近傍に接続された一対の電極とを備え、
前記磁性細線は、前記光を入射させるための細線方向に区切られた領域である入射領域が予め指定された位置に設けられ、前記電流が前記一対の電極を介して細線方向に供給されることにより、隣り合う２つの磁区の間に生成している磁壁が細線方向に移動して、前記入射領域に前記２つの磁区のいずれか１つが到達するものであり、
前記基板と前記複数の画素との間に、さらに磁気転写膜を前記磁性細線の前記基板側の面に接触させて備えることを特徴とする空間光変調器。
【請求項２】
前記磁性細線は、前記入射領域の外で局所的に括れた形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空間光変調器。
【請求項３】
前記磁性細線は、前記入射領域の外で屈曲した細線形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空間光変調器。
【請求項４】
前記一対の電極は前記磁性細線の上に接続され、
前記複数の画素において、同じ行に配列された画素の前記一対の電極の一方が１つの配線に接続され、同じ列に配列された画素の前記一対の電極の他方が前記配線上に絶縁層を介して配設された１つの配線に接続されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の空間光変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射した光を磁気光学効果により光の位相や振幅等を空間的に変調して出射する空間光変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
空間光変調器は、画素として光学素子（光変調素子）を用い、これをマトリクス状に２次元配列して光の位相や振幅等を空間的に変調するものであって、ディスプレイ技術や記録技術等の分野で広く利用されている。空間光変調器として、従来より液晶が用いられているが、近年では、高速処理かつ画素の１μｍ以下の微細化の可能性が期待される磁気光学材料を用いた磁気光学式空間光変調器の開発が進められている。
【０００３】
磁気光学式空間光変調器（以下、空間光変調器）においては、磁性体に入射した光が透過または反射する際にその偏光の向きを変化（旋光）させて出射するファラデー効果（反射の場合はカー効果）を利用し、磁性体の中でも特に効果の大きい磁気光学材料を使用している。すなわち、選択された画素（選択画素）における光変調素子の磁化方向とそれ以外の画素（非選択画素）における光変調素子の磁化方向を異なるものとして、選択画素から出射した光と非選択画素から出射した光で、その偏光の回転角（旋光角）に差を生じさせる。このような光変調素子の磁化方向を変化させる方法として、光変調素子に磁界を印加する磁界印加方式の他に、近年では光変調素子に電流を供給することでスピンを注入するスピン注入方式（例えば、特許文献１）がある。しかし、スピン注入により磁化方向を変化させる光変調素子（スピン注入光変調素子）は、さらなる画素の微細化を可能とする一方、当該スピン注入光変調素子における磁化方向の変化する層（磁化自由層）は、その膜厚が数〜１０数ｎｍ程度である。このような薄い磁性体では、光を大きく旋光させること、すなわち光変調度を大きくすることは困難である。
【０００４】
そこで、本発明者らは、細線加工された磁性体（磁性細線）においては、２以上の磁区が細線方向に区切られて形成され易く、これらの磁区を区切る磁壁は当該磁性細線に電流を供給することにより移動するという磁性細線における磁壁移動を利用して、磁性細線を光変調素子とする空間光変調器を開発している（特許文献２）。詳しくは、図１１に示すように、磁性細線１の両端に接続した一対の電極１０２，１０３にて細線方向に電流を供給すると、電流の向きとは反対方向へ磁壁ＤＷが移動して、光の入射領域１ｒにおける磁化方向が反転する。磁性細線は、細線方向長さが幅および厚さに対して十分に長ければよいので、光を透過する厚さを十分なものとしてファラデー効果により光を大きく旋光させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−８３６８６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２のような磁性細線を光変調素子とする空間光変調器を反射型の空間光変調器とすると、その旋光角は磁性細線のカー効果によるカー回転角であって、磁性体材料に依存する。例えば比較的大きなカー回転角が得られるＣｏ／Ｐｄ多層膜であっても０．２５°程度であり、十分な光変調度を得るためにはさらに改良する余地がある。
【０００７】
本発明は前記課題に鑑み創案されたもので、光変調度をいっそう向上させた反射型の空間光変調器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明者らは、ファラデー効果の大きい磁気転写膜を磁性細線に重ね合わせてこれに光を透過させることで、光を大きく旋光させることに想到した。
【０００９】
本発明に係る空間光変調器は、光を透過させる基板と、この基板上にマトリクス状に配列された複数の画素と、前記複数の画素から１以上の画素を選択する画素選択手段と、この画素選択手段が選択した画素に所定の電流を供給する電流供給手段と、を備え、前記基板を透過して前記画素選択手段が選択した画素に入射した光の偏光の向きを特定の方向に変化させて反射して出射するものである。そして、前記画素は、磁気光学材料を細線状に形成して細線方向に連続して２以上の磁区が形成された磁性細線と、この磁性細線の両端近傍に接続された一対の電極とを備え、前記磁性細線は、前記光を入射させるための細線方向に区切られた領域である入射領域が予め指定された位置に設けられ、前記電流が前記一対の電極を介して細線方向に供給されることにより、隣り合う２つの磁区の間に生成している磁壁が細線方向に移動して、前記入射領域に前記２つの磁区のいずれか１つが到達するものである。空間光変調器は、さらに、前記基板と前記複数の画素との間に、磁気転写膜を前記磁性細線の前記基板側の面に接触させて備えることを特徴とする。
【００１０】
かかる構成により、空間光変調器は、ファラデー効果の大きい磁気転写膜を、磁性細線の光の入射側に接触させて備えるため、磁性細線で反射した光が磁気転写膜を透過することにより、入射した光を大きく旋光させて出射する。
【００１１】
さらに、本発明に係る空間光変調器は、前記磁性細線が、前記入射領域の外で局所的に括れた形状に形成されていることが好ましい。あるいは、前記磁性細線が、前記入射領域の外で屈曲した細線形状に形成されていることが好ましい。
【００１２】
かかる構成により、電流の供給を停止した時に磁性細線の括れた箇所または屈曲した箇所に磁壁が到達して停止するため、光の入射領域に磁壁がないことでその全体に１つの磁区が占める状態となり、１画素から出射する光を安定して同じ角度で旋光したものとすることができる。
【００１３】
さらに、本発明に係る空間光変調器は、前記一対の電極が前記磁性細線の上に接続され、前記複数の画素において、同じ行に配列された画素の前記一対の電極の一方が１つの配線に接続され、同じ列に配列された画素の前記一対の電極の他方が前記配線上に絶縁層を介して配設された１つの配線に接続されることが好ましい。
【００１４】
かかる構成により、マトリクス状に２次元配列された複数の画素のそれぞれに、格子状の配線で電流を供給することができる。また、すべての電極および配線が光の入出射面と反対側に配置されるため、これらの配線等で光が遮られることがないため、画素における入射領域の面積率（開口率）を大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る空間光変調器によれば、光変調度の大きな反射型の空間光変調器とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る空間光変調器の構成を模式的に示す底面図である。
【図２】第１実施形態に係る空間光変調器を用いた表示装置の構成および画素選択の状態を説明する模式図で、図１のＡ−Ａ断面図に対応する図である。
【図３】第１実施形態に係る空間光変調器の磁性細線における磁壁の移動を模式的に説明する平面図である。
【図４】本発明に係る空間光変調器の画素アレイの製造方法を説明する模式図で、（ａ）は磁性細線形成工程における断面図、（ｂ）および（ｃ）はＸコンタクトホール形成工程における平面図およびそのＢ−Ｂ断面図、（ｄ）および（ｅ）はＸ電極形成工程における平面図およびそのＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明に係る空間光変調器の画素アレイの製造方法を説明する模式図で、（ａ）はＹコンタクトホール形成工程における断面図、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）はＹ電極形成工程における平面図、そのＢ−Ｂ断面図、および底面図である。
【図６】第１実施形態の変形例に係る空間光変調器を用いた表示装置の構成および画素選択の状態を説明する模式図で、図１のＡ−Ａ断面図に対応する図である。
【図７】第２実施形態に係る空間光変調器の画素アレイの底面模式図である。
【図８】第３実施形態に係る空間光変調器の画素アレイの底面模式図であり、（ａ）は第３実施形態、（ｂ）は第３実施形態の変形例である。
【図９】第３実施形態に係る空間光変調器の磁性細線における磁壁の移動を模式的に説明する平面図である。
【図１０】空間光変調器のサンプルの外部磁界に対するカー回転角特性を示すグラフであり、（ａ）は本発明に係る実施例、（ｂ）は比較例である。
【図１１】従来の磁性細線を画素に適用した空間光変調器の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る空間光変調器を実現するための形態について、図を参照して説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
空間光変調器１０は、図１に示すように、マトリクス状に配列された複数の画素４を備える画素アレイ４０と、画素アレイ４０から１以上の画素４を選択して駆動する電流制御部９０と、を備える。本明細書における画素とは、空間光変調器による表示の最小単位での情報（明／暗）を提示する手段を指す。また、本明細書における底面（下面）は、空間光変調器の光の入射面であり、空間光変調器１０は画素４（画素アレイ４０）に下方から入射した光を反射してその光を変調して下方へ出射する反射型の空間光変調器である。
【００１９】
画素アレイ４０は、図２に示すように、基板７の表面全体に磁気転写膜５を積層したさらにその上に画素４を配列してなる。基板７および磁気転写膜５は、図１に示す画素アレイ４０の全面であるため、図１では図示を省略する。ここで、一般的な空間光変調器の画素アレイは、例えば画面表示規格の１種であるＶＧＡ（Video Graphics Array）においては６４０×４８０の約３０万画素であるが、本明細書では簡略化して説明するために、図１に示すように、画素アレイ４０は４行×４列の１６個の画素４を備える構成として示す。この画素アレイ４０は、平面視で列（縦）方向に延設されたストライプ状の４本のＸ電極２と、Ｘ電極２の上に、同じくストライプ状で、平面視でＸ電極２と直交するように行（横）方向に延設された４本のＹ電極３と、を備え、Ｘ電極２とＹ電極３との交点毎に１つの画素４を備える。
【００２０】
このような画素アレイ４０においては、列方向に配列された４個の画素４が１本のＸ電極２を共有し、行方向に配列された４個の画素４が１本のＹ電極３を共有する構造となる。そして、画素４は、画素アレイ４０の対角線の一方向に沿った細線状の磁性体（以下、磁性細線）１を磁気転写膜５に接触させて備え、この磁性細線１は、その両端を画素４毎に異なる組み合わせのＸ電極２とＹ電極３とに接続されている。Ｘ電極２とＹ電極３は、適宜、両者をまとめて電極２，３と称する。Ｘ電極２、Ｙ電極３のそれぞれの配線ピッチすなわち画素サイズ（画素ピッチ）は、入射光（図２のレーザー光）の波長にもよるが、０．２５μｍ程度以上とすることが好ましい。画素アレイ４０において、これら磁性細線１および電極２，３のない領域（隙間）、すなわち図２における空白部（磁気転写膜５上面からＹ電極３上まで）は、絶縁部材６で埋められている（図５（ｃ）参照）。
【００２１】
図１に示すように、電流制御部９０は、Ｘ電極２を選択するＸ電極選択部９２と、Ｙ電極３を選択するＹ電極選択部９３と、これらの電極選択部９２，９３を制御する画素選択部（画素選択手段）９４と、電極２，３に電流を供給する電源（電流供給手段）９１と、を備える。これらはそれぞれ公知のものを適用でき、磁性細線１に適正な電圧・電流を供給するものとする。
【００２２】
Ｘ電極選択部９２はＸ電極２の１つ以上を選択し、Ｙ電極選択部９３はＹ電極３の１つ以上を選択し、それぞれに電源９１から所定の電流を供給させる。画素選択部９４は、例えば図示しない外部からの信号に基づいて画素アレイ４０の特定の１つ以上の画素４を選択し、選択した画素４（磁性細線１）に接続する電極２，３を電極選択部９２，９３に選択させる。電源９１は、選択した画素４における磁性細線１に、Ｘ電極２からＹ電極３へ、およびその反対方向のいずれかの向きに電流を供給する。磁性細線１に供給する電流は、パルス幅１０ｎｓ〜１０μｓ、電流密度１０5〜１０13Ａ／ｍ2の直流パルス電流が好ましい。パルス電流の供給によれば、後記する磁壁の移動距離を制御し易い。また、磁性細線１は連続電流を供給されると発熱するため、パルス電流の適用が望ましい。このような構成により、特定の画素４が選択され、この画素４の磁性細線１に電流が供給されて後記の動作を行う。
【００２３】
（磁性細線）
磁性細線１は、細線方向に区切られた所定の領域における磁化方向を、一方向およびその反対方向のいずれかとすることで、この領域に入射した光を反射する際に、偏光方向を２値に変化させる（２値の角度で旋光する）空間光変調器１０の光変調素子となる。磁性細線１において光が入射する、細線方向に区切られた領域を入射領域１ｒと称する（図３（ａ）、（ｃ）参照）。この入射領域１ｒは、磁性細線１において予め指定された位置の領域であり、画素４において光を入射させて２値の角度で旋光した光を取り出すための領域となる。図２に示すように、磁性細線１は、互いに反対方向の磁化を示す２つの磁区Ｄ１，Ｄ０が細線方向に連続して形成され、これらの磁区Ｄ１，Ｄ０を区切るように磁壁ＤＷが生成している。磁壁ＤＷは、後記するように、磁性細線１に電流を細線方向に供給することにより細線方向に移動し、入射領域１ｒの両外側のいずれかに到達することで、入射領域１ｒにおける磁化方向が変化（反転）する。
【００２４】
磁性細線１は、公知の強磁性材料を適用でき、好ましくは光反射率の高い材料、さらに好ましく磁気光学効果（カー効果）の大きい材料を適用する。具体的には、面内磁気異方性材料として、Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏから選択される遷移金属やＮｉ−Ｆｅ，Ｎｉ−Ｆｅ−Ｍｏ，Ｃｏ−Ｃｒ等の遷移金属合金、あるいはＣｏ−Ｐｔ等のＰｄ，Ｐｔ，Ｃｕとの合金が挙げられる。垂直磁気異方性材料としては、Ｃｏ／Ｐｄ多層膜のような遷移金属とＰｄ，Ｐｔ，Ｃｕとを繰り返し積層した多層膜、またＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ，Ｇｄ−Ｆｅ等の希土類金属と遷移金属との合金（ＲＥ−ＴＭ合金）が挙げられる。磁性細線１は、さらに最上層や最下層にＲｕ等からなる保護層（図示せず）を備えてもよい。これらの材料はスパッタリング法等の公知の方法により成膜され、フォトリソグラフィおよびエッチングまたはリフトオフにより、以下の細線形状に成形されて磁性細線１となる。
【００２５】
磁性細線１の形状は、厚さおよび幅に対して十分に長い細線状とする。本実施形態では、画素４において、磁性細線１の細線方向長さを長くするために、細線方向を画素アレイ４０の対角線に平行な方向に、すなわち平面（底面）視で４５°傾斜させているが、これに限らない。磁性細線１の大きさについては、厚さ（膜厚）７０ｎｍ以下、幅３００ｎｍ以下であれば、形成時（製造時）に、細線方向のみに磁区が分割され易いため、好ましい。本実施形態（図２、図３参照）においては、磁性細線１が面内磁気異方性材料からなるため、細線方向に沿った一方向およびその反対方向の磁化の磁区となり、後記の変形例（図６参照）のように、垂直磁気異方性材料からなる磁性細線１Ａは、厚さ方向に沿った磁化方向（上方向および下方向）の磁区となる。なお、前記よりも厚さや幅の大きい磁性細線は、幅方向等にも磁区が分割されて複数形成される場合があるが、外部磁界を印加することで、細線方向のみに磁区が分割された状態にすることができる。また、磁性細線１の厚さおよび幅（断面積）が小さいほど、小さい電流で画素を動作させることができる（後記参照）。一方、磁性細線１の厚さが３０ｎｍ未満では、入射した光が透過して反射光（出射光）の光量が低下する。磁性細線１の幅は、入射光（図２に示すレーザー光）の波長にもよるが、１００ｎｍ程度以上とすることが好ましく、また、画素４の大きさ（画素ピッチ）に対して細すぎると画素４に入射した光のうち、磁性細線１で反射して旋光する光が少なくなる。同様に、磁性細線１の細線方向長さは十分に長いことが好ましく、特に入射領域１ｒは波長にもよるが１００ｎｍ程度以上とすることが好ましい。なお、画素４の面積に対して、選択により２値のいずれかの角度で旋光した光が出射する領域の面積の割合を、画素４の開口率とする。原則として、前記いずれかの角度で旋光した光が出射する領域が、磁性細線１の入射領域１ｒの下面（反射面）である。したがって、磁性細線１は、画素４における開口率を高くするために入射領域１ｒを広く、すなわち細線方向長さを長く設けることが好ましい。
【００２６】
さらに、図３に示すように、磁性細線１は、入射領域１ｒの外部の両側で括れた形状に形成されていることが好ましい。これらの括れた箇所（括れ部）１ｃ１，１ｃ２には、後記するように磁壁ＤＷが生成され易く、また電流の供給を停止した時に固定（トラップ）され易いため、入射領域１ｒには磁壁ＤＷが静止せず、その結果、電流停止時には入射領域１ｒの全体を１つの磁区が占める。前記したように、磁性細線１は入射領域１ｒを広く設けることが好ましいため、括れ部１ｃ１と括れ部１ｃ２に挟まれた全領域を入射領域１ｒとすることが好ましく、言い換えれば、括れ部１ｃ１，１ｃ２で細線方向に区切るように入射領域１ｒを設けることが好ましい。
【００２７】
磁性細線１が括れた形状に形成されているとは、断面積（細線方向に垂直な断面）が局所的に小さくなっていることを指す。本実施形態では、磁性細線１は、平面視で幅狭となるように括れ部１ｃ１，１ｃ２で側面を凹ませて形成され、例えば細線状に成形されるときに、平面視で細長い長方形に２箇所の括れ（４箇所の凹み）がある形状となればよい。本実施形態においては、括れ部１ｃ１，１ｃ２を両側面で凹ませているが、片側面のみを凹ませてもよい。また、後記の図６に示す変形例においては、括れ部１ｃ１，１ｃ２を、断面図において位置をわかり易く示すために磁性細線１Ａの上面に凹状に示しているが、実際に磁性細線１Ａ（１）を局所的に薄く形成してもよく、例えば、磁性細線１，１Ａを細線状（平面視で細長い長方形）に成形した後にその表面を局所的に削ってもよい。括れ部１ｃ１，１ｃ２は、その幅または厚さが、他の部分に対して断面積で２０〜９８％の範囲で狭くまたは薄くすることが好ましい。また、括れ部１ｃ１，１ｃ２の位置は、磁性細線１のそれぞれの端から磁性細線１の全長（細線方向長さ）の５〜４０％、括れ部１ｃ１，１ｃ２間の長さは同全長の３０〜９０％とすることが好ましい。２つの括れ部１ｃ１，１ｃ２の磁性細線１のそれぞれの端からの距離は均等でなくてもよく、さらに、磁性細線１の一端側のみに括れ部が１つだけ形成されてもよい。
【００２８】
（電極）
Ｘ電極２およびＹ電極３は、一対の電極として磁性細線１にその細線方向に電流を供給するために、磁性細線１に接続される。そのため、電極２，３は、磁性細線１の細線方向における接続位置は規定されないが、両端近傍に接続されればよい。磁性細線１の電極２，３の接続箇所間で、供給された電流が流れ、後記するように磁壁が移動可能であるので、電極２，３の接続箇所間が磁性細線１の実効的な細線方向長さといえる。また、電極２，３の磁性細線１における接続面は限定されないが、図２に示すように磁性細線１の上面が好ましい。電極２，３を共に磁性細線１の上面に接続することで、基板７上の全面に成膜された磁気転写膜５上に直接に磁性細線１を形成して、磁性細線１の下面全体を磁気転写膜５に接触させることができる。したがって、電極２，３は、図１に示す画素アレイ４０のストライプ状の配線から、下方へ、図２に示すように層間領域６２，６１を経由して磁性細線１の上面に接続される。なお、本明細書において、Ｘ電極２およびＹ電極３は、１つの画素４毎の磁性細線１への接続部（磁性細線１の端子）と、画素アレイ４０において縦横に延設されたストライプ状の部分（適宜、配線部と称する）とを含む。電極２，３は、Ｃｕ，Ａｌ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｗ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ等の金属やその合金のような一般的な電極用金属材料からなり、スパッタリング法等により成膜、フォトリソグラフィ等によりストライプ状に成形される。また、電極２，３の厚さおよび幅は、画素ピッチ、材料や供給する電圧・電流等によって設定される。
【００２９】
（磁気転写膜）
磁気転写膜５は、外部の磁気を帯びて容易に磁化され、特に接触する磁性体の磁気に強く影響される。したがって、図２に示すように、磁気転写膜５は、上面に磁性細線１が接触して配置された領域では、当該磁性細線１の磁区Ｄ０，Ｄ１の直下の領域でそれぞれ同じ磁化方向を示す磁区が形成され、磁区を区切る磁壁が生成する。したがって、磁性細線１において磁壁ＤＷの移動に伴い磁区Ｄ０，Ｄ１が伸長または収縮して、磁性細線１のある領域における磁化方向が変化すれば、それに対応して前記領域の直下における磁気転写膜５の磁化方向が速やかに変化する。磁気転写膜５は、磁性細線１の配置された直下の領域のみにおける磁化方向が変化するので、画素アレイ４０（基板７）の全面に形成すればよいが、例えば画素４毎に分割されてもよいし、磁性細線１の形成時に同じ平面視形状に加工されてもよい。画素４に入射した光について、磁性細線１を反射したカー回転角のみでは反射光の旋光角が１°未満と小さいため、本発明に係る空間光変調器１０においては、磁気転写膜５を透過させることで、磁化方向の違いによる出射光の偏光の向きの差を拡大して磁気の検出精度を向上させる。
【００３０】
磁気転写膜５は、低保磁力で、磁気光学効果の大きい（ファラデー回転角の大きい）絶縁性の磁性材料からなり、透過率の高い材料が好ましい。このような材料として、具体的にはイットリウム鉄ガーネット（Ｙ3Ｆｅ5Ｏ12：ＹＩＧ）のような磁性ガーネット膜が挙げられ、特にビスマス置換磁性ガーネット（Ｙ3-XＢｉXＦｅ5Ｏ12：Ｂｉ−ＹＩＧ）はファラデー回転角が約５°／μｍ（波長５３２ｎｍ）と大きいことから好ましい。磁性ガーネット膜は、例えばＧｄ3Ｇａ5Ｏ12（ガドリニウム・ガリウム・ガーネット：ＧＧＧ）単結晶基板上に液相エピタキシャル成長（Liquid Phase Epitaxy：ＬＰＥ）法にて成膜させることで製造でき、ＧＧＧ基板を基板７として、磁気転写膜５が成膜された状態でその上に画素４を形成することができる。あるいは、スピンコート焼結法の一種である有機金属分解（Metal Organic Decomposition：ＭＯＤ）法や、有機金属気相成長（Metal Organic Chemical Vapor Deposition：ＭＯＣＶＤ）法にて、ガラス基板等に磁気転写膜５を成膜することもできる。また、磁気転写膜５は、磁化容易軸を磁性細線１の磁化方向に沿ったものとし、すなわち本実施形態においては、磁性細線１の細線方向とする（後記製造方法参照）。磁気転写膜５の膜厚は特に限定されず、厚くするほど比例してファラデー回転角を大きくすることができるが、一方で光が吸収されて出射光が減衰するため、具体的には０．１〜２μｍ程度が好ましい。
【００３１】
（絶縁部材）
絶縁部材６は、画素アレイ４０における磁性細線１，１間、Ｘ電極２，２間およびＹ電極３，３間、ならびに磁性細線１とＸ電極２との間（層間領域６１）、Ｘ電極２とＹ電極３との間（層間領域６２）に配され、さらにＹ電極３の上面を被覆してもよい。絶縁部材６は、例えばＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3等の公知の絶縁材料からなり、また画素アレイ４０の全体で同じ材料を適用しなくともよい。
【００３２】
（基板）
基板７は、画素４に入射する光を透過させ、さらに画素４から出射する光を透過させるため、透明な材料からなり、例えば、ＳｉＯ2、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、ガラス等の公知の透明基板材料が挙げられる。また、前記したようにＧＧＧ基板を適用した場合は、ＬＰＥ法にて磁気転写膜５を成膜することができる。
【００３３】
（光吸収膜）
図２に示すように、基板７の下面（裏面）を光吸収膜８（図１では図示省略）で被覆してもよい。光吸収膜８は、空間光変調器１０に入射する光を遮光して、画素４のそれぞれの磁性細線１の入射領域１ｒ以外に光が入射しないようにする。詳しくは、磁性細線１の入射領域１ｒ以外の領域で反射した光、ならびに磁気転写膜５の入射領域１ｒの直下の領域（以下、入射領域５ｒと称する）以外を透過した光が、画素アレイ４０から出射しないようにする。そのため、光吸収膜８は、所定の形状の孔（開口領域８ｒ、図５（ｄ）参照）を画素４毎に形成される。光吸収膜８の開口領域８ｒは、磁気転写膜５の入射領域５ｒを透過する光（入射光および磁性細線１で反射した光）の光路に合わせて、形状および画素４における位置が設計される。このような光吸収膜８としては、カーボン、ビスマス、マンガン、フェライト等の公知の黒色膜が挙げられ、塗布法等、公知の方法で成膜して、リソグラフィーおよびエッチング等で入射光および出射光を通過させる開口領域８ｒを形成する。また、入射光および出射光を基板７の下面で透過させないようにすればよいので、光吸収膜８に代えて光反射膜（図示せず）でもよく、Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ等を適用することができる。
【００３４】
（画素アレイの製造方法）
本発明に係る空間光変調器の画素アレイの製造方法について、その一例を図４および図５を参照して説明する。この説明において、縦および横とは図４、図５の平面図における方向を指す。
【００３５】
まず、基板７の表面全体に磁気転写膜５を形成する。前記したように基板７としてＧＧＧ基板を適用し、全面にＬＰＥ法にて磁性ガーネット膜を成膜する（図示省略）。ここで、ＧＧＧ基板上にＬＰＥ法にて成膜した磁性ガーネット膜は、磁化容易軸が膜面垂直方向となり易い。そこで、この後に形成する磁性細線１の細線方向に沿って十分大きな磁界を印加しながらアニール処理を行って、磁化容易軸を面内方向に寝かせた磁気転写膜５にする。
【００３６】
次に、図４（ａ）に示すように、基板７上の磁気転写膜５の表面に、強磁性材料を公知の方法で成膜、成形して、２箇所の括れ部１ｃ１，１ｃ２（図３（ａ）参照）を有する細線状の磁性細線１（図４（ｂ）参照）を形成する。次に、磁性細線１，１間および磁性細線１上（層間領域６１）に絶縁部材６として絶縁材料を堆積させる。そして、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、絶縁部材６について、磁性細線１の両端近傍上にコンタクトホールＶ１，Ｖ１を形成して、磁性細線１を露出させる。
【００３７】
次に、絶縁部材６上に金属電極材料を成膜して、図４（ｄ）、（ｅ）に示すように、磁性細線１の一端のコンタクトホールＶ１を埋めて、縦方向に磁性細線１，１同士を連結する配線部を備えるＸ電極２を形成する。それと同時に、磁性細線１の他端のコンタクトホールＶ１を埋めて、後記のＹ電極３に接続するための金属層３１を形成する。次に、Ｘ電極（配線部）２，２間およびＸ電極２上（層間領域６２）に、絶縁部材６として絶縁材料を堆積させる。そして、図５（ａ）に示すように、この絶縁部材６の金属層３１上にコンタクトホールＶ２を形成して、金属層３１を露出させる。
【００３８】
次に、絶縁部材６上に金属電極材料を成膜して、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、コンタクトホールＶ２を埋めて、横方向に金属層３１，３１同士を連結する配線部を備える金属層３２を形成してＹ電極３を形成する。そして、図５（ｃ）に示すように、Ｙ電極（配線部）３，３間を絶縁材料で埋めて、さらにＹ電極３上を被覆するように絶縁材料を堆積させて、絶縁部材６とする。最後に、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、基板７の下面に画素４毎（磁性細線１毎）に開口領域８ｒを除いて光吸収膜８を被覆して、画素アレイ４０となる。
【００３９】
ここで、磁性体は磁気エネルギーが安定した状態となるようにその内部が複数の磁区に分割されるが、磁性細線１が十分に細い（厚さおよび幅が小さい）形状の場合は、形成時（製造時）に画素アレイ４０のすべての磁性細線１において磁区が細線方向のみに分割された状態となり易い。さらに、図３（ａ）に示すように磁性細線１に２箇所の括れ部１ｃ１，１ｃ２が形成されている場合は、画素アレイ４０の磁性細線１のそれぞれにおいて、この括れ部１ｃ１，１ｃ２のいずれか一方または両方に磁壁が生成されて細線方向に２つまたは３つの磁区が生成した状態となる（図示省略）。そのため、初期化作業（リセット）として、すべての磁性細線１（画素アレイ４０）に数１０Ｇ〜５ｋＧ（〜０．５Ｔ）程度の磁界を外部から印加して、括れ部１ｃ１，１ｃ２の所望の一方にのみ１つの磁壁ＤＷが生成、固定されるようにする。この初期化作業によって１つの磁性細線１に磁壁が１つとなるように、磁性細線１は括れ部１ｃ１，１ｃ２も含めてその形状が設計される。
【００４０】
（磁性細線における磁壁の移動）
次に、本発明に係る空間光変調器の画素選択の動作である、磁性細線における磁壁の移動について、図３を参照して説明する。第１実施形態においては、画素４に備えられた磁性細線１は、右方向の磁化の磁区Ｄ１と左方向の磁化の磁区Ｄ０との２つの磁区が、磁壁ＤＷを挟んで細線方向に（図３における左右に）並んで存在する。図３に示す磁性細線１においては、磁区Ｄ０，Ｄ１の別をわかり易くするため、磁区Ｄ０にハッチングを付す。磁壁内部ではそれを挟む２つの磁区の一方の磁区の磁化方向から他方の磁区の磁化方向へと磁化が徐々に変化すなわち回転している。なお、一般的に、磁壁の長さ（厚さ）は磁性細線の形状や大きさ（幅、厚さ、細線長）等にもよるが、５〜１００ｎｍ程度で、磁区の長さに対して極めて短い（狭い）が、図３においては磁壁を模式的に拡大して示す。図３（ａ）は磁性細線１への電流供給が停止した状態を示し、左側の括れ部１ｃ１に磁壁ＤＷが静止しているため、入射領域１ｒにおいては磁区Ｄ０が存在するので左方向の磁化を示す。
【００４１】
図３（ａ）に示す磁性細線１に、Ｘ電極２を「−」、Ｙ電極３を「＋」として、細線方向に左へ電流Ｉ（図３（ｂ）にて「＋Ｉ」と表記する）を供給する。すると、図３（ｂ）に示すように、右方向へ流れる電子ｅ-のスピントルクに影響されて、磁壁ＤＷが右へ移動する。磁壁ＤＷの移動により、磁区Ｄ１は細線方向に伸張し、磁区Ｄ０は収縮する。厚さおよび幅が一定な磁性細線に一定の大きさの電流を供給したとき、磁壁は一定の速度で移動し、その速度は磁性細線の断面積あたりの電流密度が高いほど速くなる。なお、磁性細線１は局所的に幅の狭い箇所（括れ部１ｃ１，１ｃ２）が形成されているが、括れ部１ｃ１，１ｃ２以外の領域においては磁壁の移動速度は一定である。そして、図３（ｃ）に示すように、磁壁ＤＷが右側の括れ部１ｃ２に到達した時点で、電流Ｉの供給を停止すると、磁壁ＤＷが静止し、入射領域１ｒにおいては磁区Ｄ１が存在するので右方向の磁化を示す。したがって、磁性細線１の入射領域１ｒに限定したとき、電流供給によって、左方向から右方向へ磁化反転したといえる。
【００４２】
反対に、図３（ｃ）に示す磁性細線１に、Ｘ電極２を「＋」、Ｙ電極３を「−」として右方向へ電流Ｉ（図３（ｄ）にて「−Ｉ」と表記する）を供給すると、図３（ｄ）に示すように、左方向へ流れる電子ｅ-により、磁壁ＤＷが左へ移動する。この磁壁ＤＷの移動により、磁区Ｄ１は収縮し、磁区Ｄ０は伸張する。そして、磁壁ＤＷが左側の括れ部１ｃ１に到達した時点で、電流Ｉの供給を停止すると、磁壁ＤＷが静止し、再び図３（ａ）に示すように、入射領域１ｒにおいて左方向の磁化を示す。このように、磁性細線１に向きを変えて電流を供給することによって、入射領域１ｒにおいては、左方向または右方向のいずれか所望の方向へ磁化反転させることができる。
【００４３】
前記した通り、磁性細線１に供給する電流の大きさが一定であれば磁壁ＤＷの移動速度も一定であるので、入射領域１ｒの磁化反転は磁壁ＤＷが入射領域１ｒの左右両外側の間の距離を移動する時間だけ電流Ｉを供給すればよい。しかし、電流の大きさや供給時間等の誤差により磁壁ＤＷの静止位置が僅かにずれて、この微小ずれが累積されると、電流停止時に磁壁ＤＷが入射領域１ｒで静止して、入射領域１ｒに２つの磁区Ｄ１，Ｄ０が到達した状態となったり、反対に磁壁ＤＷが磁性細線１の端まで到達して消失する虞がある。このような磁壁ＤＷの位置ずれを防止するため、磁性細線１に、入射領域１ｒの両外側に括れ部１ｃ１，１ｃ２が形成されていることが好ましい。磁性細線１の局所的に細い部位には磁壁が形成され易く、また電流供給により磁壁ＤＷが移動して、電流停止時に括れ部１ｃ１（１ｃ２）の近傍に到達した場合は、自発的に括れ部１ｃ１（１ｃ２）まで移動してから静止する。したがって、磁性細線１には磁壁ＤＷが括れ部１ｃ１，１ｃ２間の距離を移動する時間だけ電流Ｉを供給すれば、供給時間等に微小な誤差があったとしても、電流停止時には磁壁ＤＷが括れ部１ｃ１，１ｃ２の一方に係止され、入射領域１ｒの全体において左方向または右方向の１つの磁化方向のみを示す。
【００４４】
ここで、前記した通り、電源９１から磁性細線１に供給する電流はパルス電流が好ましい。パルス電流が磁性細線１に供給されると、磁壁ＤＷはパルスに同期して断続的に移動する。１回（１パルス）の移動距離はパルス幅および電流密度に依存するので、合計の供給時間（パルス幅×回数）で括れ部１ｃ１，１ｃ２間の距離を移動するような回数のパルス電流を供給すればよい。
【００４５】
なお、磁性細線１において、この動作による磁壁ＤＷの固定後、また前記初期化による磁壁ＤＷの生成後は、この磁壁ＤＷを挟んだ２つの磁区Ｄ０，Ｄ１のそれぞれで磁性細線１の保磁力により磁化が保持されるので、磁性細線１に新たに電流の供給や磁界の印加を行うまでは磁壁ＤＷの移動や消失は起こらない。
【００４６】
（空間光変調器の動作）
本発明に係る空間光変調器の光変調動作を、図２を参照して、この空間光変調器を用いた表示装置にて説明する。表示装置は、図１１に示す従来の反射型の空間光変調器１００を用いたものとほぼ同様の構成であるが、空間光変調器１００が画素アレイの上面を光の入射面とするのに対して、本発明に係る空間光変調器１０は、下面すなわち基板７側を光の入射面とする。そのため、空間光変調器１０を用いた表示装置においては、画素アレイ４０の下方に、画素アレイ４０に向けて光（レーザー光）を照射する光源等を備える光学系ＯＰＳと、光学系ＯＰＳから照射された光を画素アレイ４０に入射する前に１つの偏光成分の光（１つの向きの偏光）とする偏光子ＰＦｉと、画素アレイ４０で反射して出射した光から特定の偏光成分の光を遮光する偏光子ＰＦｏと、偏光子ＰＦｏを透過した光を検出する検出器ＰＤとが配置される。
【００４７】
光学系ＯＰＳは、例えばレーザー光源、およびこれに光学的に接続されてレーザー光を画素アレイ４０の全面に照射する大きさに拡大するビーム拡大器、さらに拡大されたレーザー光を平行光とするレンズで構成される（図示省略）。光学系ＯＰＳから照射された光（レーザー光）は様々な偏光成分を含んでいるため、この光を画素アレイ４０の手前の偏光子ＰＦｉを透過させて、１つの偏光成分の光とする。以下、１つの偏光成分の光を偏光と称する。偏光子ＰＦｉ，ＰＦｏはそれぞれ偏光板等であり、検出器ＰＤはスクリーン等の画像表示手段である。
【００４８】
光学系ＯＰＳは、平行光としたレーザー光を、画素アレイ４０の下面に所定の入射角で入射するように照射する。レーザー光は偏光子ＰＦｉを透過して偏光（入射偏光）となり、画素アレイ４０の下方からすべての画素４に向けて入射する。入射偏光は、基板７を透過し、さらに磁気転写膜５を透過してそれぞれの画素４の磁性細線１に到達し、その下面で反射して、再び磁気転写膜５および基板７を透過して、画素アレイ４０から出射偏光として出射する。それぞれの画素４で反射したすべての出射偏光は、偏光子ＰＦｏに到達する。偏光子ＰＦｏは特定の偏光を遮光し、偏光子ＰＦｏを透過した光が検出器ＰＤに入射する。
【００４９】
図２に示す空間光変調器１０において、左側の画素４の磁性細線１は入射領域１ｒの左側（括れ部１ｃ１、図３（ａ）参照）に磁壁ＤＷが到達しているので、入射領域１ｒにおいては、左方向の磁化の磁区Ｄ０が存在する。一方、右側の画素４の磁性細線１は入射領域１ｒの右側（括れ部１ｃ２、図３（ｃ）参照）に磁壁ＤＷが到達しているので、入射領域１ｒにおいては、右方向の磁化の磁区Ｄ１が存在する。そして、それぞれの画素４の磁性細線１の入射領域１ｒの直下の領域（入射領域５ｒ）における磁気転写膜５も、磁性細線１の磁化方向が転写されて同じ磁化方向となる。
【００５０】
画素４に入射する光は、当該画素４に入射する前に磁気転写膜５を透過する際に、磁気転写膜５の磁化方向によって異なる回転方向に旋光し、さらに磁性細線１の下面で反射する際にも、磁性細線１の磁化方向によって異なる回転方向に旋光し、再び磁気転写膜５を透過する際にも旋光して出射する。したがって、磁性細線１の入射領域１ｒで反射し、かつその直下の入射領域５ｒにおける磁気転写膜５を往復して透過した出射偏光は、当該入射領域１ｒにおける磁化方向によって、入射偏光に対して同じ角度で互いに反対方向に旋光した、すなわち２値の角度−θK，＋θK旋光した偏光となる。
【００５１】
ここで、磁性細線１は、入射領域１ｒの外に当該入射領域１ｒにおける磁区とは異なる磁化方向の磁区が形成されている。入射領域１ｒ外のこのような磁区で反射した光、あるいはさらにこの磁区と同じ磁化が転写された領域の磁気転写膜５を透過した光が出射すると、正しい情報が表示されないことになる。したがって、基板７の下面に、画素４毎に開口領域８ｒを空けた光吸収膜８を設けて、磁性細線１の入射領域１ｒ以外で反射した光が出射しないようにすることが好ましい。光吸収膜８により、画素４毎に、前記２値の角度−θK，＋θKのいずれかで旋光した偏光のみが、画素アレイ４０から出射する。
【００５２】
偏光子ＰＦｏは、入射偏光に対して角度＋θK旋光した偏光を遮光する。したがって、図２に示す右側の画素４からの出射偏光は、偏光子ＰＦｏにすべて遮光され、検出器ＰＤにまったく入射しないので、この画素４は検出器ＰＤに暗く（黒く）表示される。一方、左側の画素４からの出射偏光は、偏光子ＰＦｏを透過して検出器ＰＤに入射し、この画素４は検出器ＰＤに明るく（白く）表示される。このように、空間光変調器１０は、画素４毎に明／暗（白／黒）を切り分けられ、また前記したように、電極２，３にて供給される電流の向きに対応して磁性細線１の再生領域１ｒにおいて磁化を反転させることができるので、明／暗を切り換えることができる。なお、偏光子ＰＦｏを透過する偏光は、入射偏光に対して角度＋θK旋光した偏光と偏光成分の角度の差が大きいほど多くなり、９０°で透過率１００％となる。したがって、本発明に係る空間光変調器１０は、明るく表示しようとする画素４からの出射偏光、すなわち入射偏光に対して角度−θK旋光した偏光を、磁気転写膜５にて偏光成分の角度の差２|θK|を大きくすることにより、偏光子ＰＦｏに多く透過させて、画素選択性に優れたものとなる。
【００５３】
また、旋光角−θK，＋θK（|θK|）を大きくする、すなわち磁気光学効果（磁性細線１のカー効果および磁気転写膜５のファラデー効果）を大きくするために、入射偏光は、入射領域１ｒ，５ｒにおける磁化方向により平行に近い方向に沿って入射されることが好ましい。本実施形態に係る空間光変調器１０においては、磁性細線１、磁気転写膜５の入射領域１ｒ，５ｒにおける磁化方向は磁性細線１の細線方向であり、画素アレイ４０の対角線方向である。ただし、入射方向は磁化方向と平行に近付き過ぎるとそれぞれの画素４に光が入射することが困難となるので、入射角が８０°程度以内となるように、磁性細線１の細線方向に対して１０°〜６０°程度の角度の方向とすることが好ましい。したがって、本実施形態に係る空間光変調器１０においては、入射角３０°〜８０°程度の範囲となるように入射偏光の入射方向を傾斜させるため、図２に示すように、入射偏光および出射偏光のそれぞれの光路に合わせて、光学系ＯＰＳや偏光子ＰＦｉ，ＰＦｏ等が配置される。
【００５４】
（変形例）
第１実施形態の変形例に係る空間光変調器について、図１および図６を参照して説明する。第１実施形態の変形例に係る空間光変調器１０Ａは、垂直磁気異方性材料からなる磁性細線１Ａを適用し、磁気転写膜５Ａの磁化容易軸が膜面垂直方向であること以外は、空間光変調器１０（図１および図２参照）と同様の構成であり、同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。図６に示すように、磁性細線１Ａの磁化方向は上方向または下方向であり、磁気転写膜５Ａの磁化方向は直上の磁性細線１Ａの磁化方向に転写される。したがって、磁性細線１Ａの細線形状は、その磁化方向に影響しないので、第１実施形態と同様に画素アレイ４０Ａの対角線方向に平行な直線でもよいし（図１参照）、厚さおよび幅に対して十分に緩やかな円弧等の曲線状に形成してもよい。また、磁性細線１Ａは、画素４Ａ毎に異なる向きに配置してもよい。ただし、画素４Ａにおける入射領域１ｒの位置が、すべての画素４Ａにおいて統一されているようにする。このような磁性細線１Ａにおいても、電流の供給による磁壁ＤＷの移動およびそれに伴う磁区Ｄ１，Ｄ０の伸長、収縮は、面内磁気異方性材料からなる磁性細線１と同様であり（図３参照）、入射領域１ｒにおいて磁化方向を下方向または上方向のいずれか所望の方向へ磁化反転させることができる。
【００５５】
空間光変調器１０Ａにおいては、磁性細線１Ａおよび磁気転写膜５Ａの磁化方向に平行に、すなわち画素アレイ４０Ａ（画素アレイ４０Ａの面内方向）に垂直に光（入射偏光）を入射することで、出射偏光の旋光角が最大となる。したがって、空間光変調器１０Ａを用いた表示装置においては、図６に示すように、画素アレイ４０Ａの直下に、光学系ＯＰＳ（図２参照）および偏光子ＰＦｉが配置されて、入射偏光が画素アレイ４０Ａに入射角０°で入射されることが好ましい。このような構成の表示装置においては、画素アレイ４０Ａで反射して出射した光（出射偏光）が入射偏光と同一の光路となるため、偏光子ＰＦｉと画素アレイ４０Ａとの間に画素アレイ４０Ａに対して４５°傾斜させたハーフミラーＨＭがさらに配置される。なお、図６ではハーフミラーＨＭは２つに分割されて示されているが、実際には、１枚で画素アレイ４０Ａからの出射偏光がすべて入射されるような形状とする。ハーフミラーＨＭは、下方から照射される入射偏光は透過させ、上方から照射される出射偏光は側方へ反射させる。したがって、偏光子ＰＦｏおよび検出器ＰＤは、ハーフミラーＨＭの側方に配置される。
【００５６】
画素アレイ４０Ａには垂直に光が入射し、かつ出射する。したがって、磁性細線１Ａの入射領域１ｒ以外の領域で反射した光、ならびに磁気転写膜５Ａの入射領域５ｒ以外を透過した光を遮光するための光吸収膜８に形成する開口領域８ｒ（図５（ｄ）参照）は、平面視において、形状および位置を磁性細線１Ａの入射領域１ｒと一致させる。
【００５７】
空間光変調器１０Ａを用いた表示装置においても、空間光変調器１０と同様に入射偏光を傾斜させて画素アレイ４０Ａに入射し（入射角＞０°）、出射偏光と光路が重複しないようにして、ハーフミラーＨＭを配置しない構成としてもよい（図２参照）。ただし、前記したように入射方向が磁化方向に平行に近いほど好ましいので、入射角は３０°程度以内とすることが好ましい。
【００５８】
以上のように、第１実施形態およびその変形例に係る空間光変調器によれば、選択画素−非選択画素間で旋光角の差が従来の空間光変調器よりも大きいため、画素の明／暗の切り分けおよび切り換えのための選択性に優れた反射型空間光変調器となる。
【００５９】
［第２実施形態］
第１実施形態およびその変形例に係る空間光変調器においては、１つの画素に１本の磁性細線を備える構成としたが、それに限らない。本発明の第２実施形態に係る空間光変調器の画素アレイ４０Ｂは、図７に示すように、１つの画素４Ｂに平面（底面）視で２本の磁性細線１Ｂ，１Ｂを平行に配置して備える。画素４Ｂにおいて、磁性細線１Ｂ，１Ｂはそれぞれの両端を同一の組み合わせのＸ電極２ＢおよびＹ電極３Ｂに並列に接続される。１本の磁性細線１Ｂは、２箇所の括れ部を一側面のみに形成していること以外は、大きさおよび材料等については第１実施形態およびその変形例の磁性細線１，１Ａと同様であり、面内磁気異方性材料、垂直磁気異方性材料のいずれも適用できる。電極２Ｂ，３Ｂは、それぞれの画素４Ｂの磁性細線１Ｂ，１Ｂの両端に接続するため、平面視で屈曲した帯状としているが、材料等については第１実施形態の電極２，３と同様である。また、画素４Ｂは、基板７の表面全体に磁気転写膜５（５Ａ）を積層したさらにその上に配列されて、画素アレイ４０Ｂとなり、さらに基板７の裏面に光吸収膜８を設けるので、画素アレイ４０ＢのＣ−Ｃ断面図は、図２または図６と同様の構成となる。ただし、磁性細線１Ｂの細線方向（画素アレイ４０Ｂの対角線方向）に隣り合う画素４Ｂ，４Ｂのそれぞれの磁性細線１Ｂ，１Ｂは、Ｙ電極３Ｂの接続される側同士が向き合って、同じＹ電極３Ｂに接続される対称の配置となる。そのため、画素アレイ４０Ｂは、４列に配列されている画素４Ｂに対して、１本多い５本のＹ電極３Ｂを備える。また、Ｘ電極２ＢおよびＹ電極３Ｂは、第１実施形態に係る空間光変調器１０の画素アレイ４０の電極２，３と同様に、電流制御部９０に接続されている（図１参照）ので、図示および説明は省略する。
【００６０】
前記した通り、磁性細線は細い（幅および厚さが小さい）ほど少ない電流で磁壁を移動させることができ、また電流あたりの移動速度も速くなって好ましい。画素サイズがある程度大きい場合においては、磁性細線１（１Ａ）の幅を小さくすると、その入射領域１ｒの画素４（４Ａ）における面積比（開口率）が小さくなり、空間光変調器として光取り出し効率に劣ることになる。本実施形態のように、複数の磁性細線１Ｂを、それぞれの入射領域１ｒ（図２、図６参照）を近付けて配置することで、光吸収膜８の１つの画素４Ｂにおける開口領域８ｒ（図７では１つの画素４Ｂにのみ示す）を広くすることができる。
【００６１】
以上のように、第２実施形態に係る空間光変調器によれば、第１実施形態およびその変形例に係る空間光変調器と同様に選択性に優れ、さらに開口率の高い反射型空間光変調器となる。
【００６２】
［第３実施形態］
図８および図９を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。第１実施形態（図１、図２、図３参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明は省略する。図８（ａ）に示すように、第３実施形態における空間光変調器の磁性細線１Ｃは、細線形状が略コの字型であり、第１実施形態と同様に、両端近傍がＸ電極２およびＹ電極３に接続されている。さらに、Ｘ電極２およびＹ電極３は、第１実施形態に係る空間光変調器１０の画素アレイ４０の電極２，３と同様に、電流制御部９０に接続されている（図１参照）ので、図示および説明は省略する。また、画素４Ｃは、基板７の表面全体に磁気転写膜５（５Ａ）を積層したその上に配列されて、画素アレイ４０Ｃとなり、さらに基板７の裏面に光吸収膜８を設けるので、画素アレイ４０Ｃの断面構造は、第１実施形態における画素アレイ４０等と同様の構造となる。
【００６３】
図９（ａ）に示すように、磁性細線１Ｃは、括れ部がなく厚さおよび幅が一定であり、平面視９０°で屈曲した２箇所の屈曲部１ｆ１，１ｆ２を有して細線形状が略コの字型で、その全長が厚さおよび幅に対して十分に長い。それ以外の材料、厚さ、幅については、磁性細線１Ｃは第１実施形態およびその変形例の磁性細線１，１Ａと同様であり、面内磁気異方性材料、垂直磁気異方性材料のいずれも適用できる。磁性細線１Ｃにおける屈曲部１ｆ１，１ｆ２は、第１実施形態の磁性細線１における括れ部１ｃ１，１ｃ２と同様に電流停止時に磁壁を係止するためのものである。本実施形態では屈曲の角度を９０°としているがこれに限られず、好適に磁壁を係止するためには１５°〜１３５°の範囲であることが好ましい。また、屈曲部１ｆ１，１ｆ２で屈曲の向きを同じとしなくてもよく、平面視でクランク型の磁性細線でもよい。したがって、磁性細線１Ｃは、略コの字型の中央の直線部分に入射領域１ｒを設け、言い換えれば、入射領域１ｒの外部の両側に、屈曲部１ｆ１，１ｆ２をそれぞれ形成される。そして、磁性細線１Ｃにおける屈曲部１ｆ１，１ｆ２の位置および屈曲部１ｆ１，１ｆ２間の長さは、磁性細線１における括れ部１ｃ１，１ｃ２と同様であり、また屈曲部は１箇所でもよい。また、磁性細線１Ｃは、図８（ｂ）に示すように、画素４Ｄにおいて平面（底面）視で例えば４５°傾斜させて配置してもよい。このような配置とすることで、画素サイズに対して屈曲部１ｆ１，１ｆ２間距離を長くすることができる。本実施形態の変形例に係る空間光変調器の画素アレイ４０Ｄは、磁性細線１Ｃの形状（配置）以外は、画素アレイ４０Ｃと同様の構成である。
【００６４】
磁性細線１Ｃは、第１実施形態の磁性細線１と同様に、その形状によって、または適当な強さの外部磁界を印加されることによって、磁区が磁性細線１Ｃの細線方向に分割されている。ここで、細線方向とは、当該磁区が存在する領域における細線方向を指す。磁性細線１Ｃが面内磁気異方性材料からなる場合、その磁化方向は細線方向に沿うので、図９に示す平面図では、屈曲部１ｆ１，１ｆ２間の直線部には右または左方向の磁化を示す磁区が形成され、その両側の直線部には上または下方向の磁化を示す磁区が形成される。そして、直線状の磁性細線１と同様に、磁気エネルギーが安定した状態となるように、磁性細線１Ｃは、細線方向に沿って１８０°異なる複数の磁区に分割される。したがって、図９に示すように、磁性細線１Ｃにおいて、平面視で磁化が右回り（時計回り）方向である磁区Ｄ１と、磁化が左回り方向である磁区Ｄ０とが存在し、これら２つの磁区間の境界領域が磁壁ＤＷとなる。図９に示す磁性細線１Ｃにおいては、磁区Ｄ０，Ｄ１の別をわかり易くするため、第１実施形態（図３参照）と同様に磁区Ｄ０にハッチングを付す。
【００６５】
細線状の磁性体において、磁壁は、外部磁界のない状態では、括れ部のような断面積の小さい部分と同様に、屈曲した箇所に生成、固定され易い。したがって、本実施形態に係る磁性細線１Ｃにおいては、屈曲部１ｆ１，１ｆ２のいずれか一方または両方に磁壁が生成されることになるが、第１実施形態と同様に初期化作業として、すべての磁性細線１Ｃ（画素アレイ４０Ｃ）に外部磁界を印加して、屈曲部１ｆ１，１ｆ２の所望の一方にのみ１つの磁壁ＤＷが生成、固定されるようにする。この初期化作業によって１つの磁性細線１Ｃに磁壁が１つとなるように、磁性細線１Ｃは屈曲部１ｆ１，１ｆ２も含めてその形状が設計される。ここで、例えば図９（ａ）に示す磁性細線１Ｃにおいては、屈曲部１ｆ２を挟んだ２つの直線状の領域で、磁化方向は９０°回転しているが左回り方向に揃っている（磁区Ｄ０）。この場合は、屈曲部１ｆ２には磁壁は生成されない、または生成されても比較的領域の狭い磁壁となる。本実施形態においては、このように、磁化方向が右回り、左回りで揃っていれば、屈曲部１ｆ１または屈曲部１ｆ２を挟んで磁化方向が９０°回転している領域も１つの磁区と定義する。
【００６６】
（磁性細線における磁壁の移動）
次に、本発明に係る空間光変調器の画素選択の動作である、磁性細線における磁壁の移動について図９を参照して説明する。本実施形態の磁性細線１Ｃは、図３に示す第１実施形態の直線状の磁性細線１と同様に、細線方向に電流を供給することにより、磁壁ＤＷが細線方向において電流の向きとは反対方向に移動し、それに伴い磁壁ＤＷの両側の磁区Ｄ１，Ｄ０が伸長または収縮する。図９（ａ）は、初期化され、また磁性細線１Ｃへの電流供給が停止した状態を示し、左側の屈曲部１ｆ１に磁壁ＤＷが静止しているため、入射領域１ｒにおいては磁区Ｄ０が存在するので左方向の磁化を示す。以下、磁性細線１Ｃの磁化や電流供給等の方向については、適宜、屈曲部１ｆ１，１ｆ２間の直線部（入射領域１ｒ）での方向（右または左）で示す。
【００６７】
図９（ａ）に示す磁性細線１Ｃに、Ｘ電極２を「−」、Ｙ電極３を「＋」として、細線方向に左回りへ電流Ｉ（図９（ｂ）にて「＋Ｉ」と表記する）を供給すると、図９（ｂ）に示すように、右方向へ流れる電子ｅ-により、磁壁ＤＷが右へ移動する。そして、図９（ｃ）に示すように、磁壁ＤＷが右側の屈曲部１ｆ２に到達した時点で、電流Ｉの供給を停止すると、磁壁ＤＷが静止し、入射領域１ｒにおいては磁区Ｄ１が存在するので右方向の磁化を示す。反対に、図９（ｃ）に示す磁性細線１に、Ｘ電極２を「＋」、Ｙ電極３を「−」として右回りへ電流Ｉを供給すると、磁壁ＤＷが左へ移動し（図示省略）、磁壁ＤＷが左側の屈曲部１ｆ１に到達した時点で、電流Ｉの供給を停止すると、磁壁ＤＷが静止し、再び図９（ａ）に示すように、入射領域１ｒにおいて左方向の磁化を示す。
【００６８】
このように、磁性細線１Ｃについても、第１実施形態と同様に、電極２，３にて向きを変えて電流を供給することによって、入射領域１ｒにおいては磁化方向を左方向または右方向のいずれか所望の方向へ磁化反転させることができる。さらに、磁性細線１Ｃは２箇所で屈曲した形状とすることで、屈曲部１ｆ１，１ｆ２のいずれかに磁壁ＤＷが係止されるため、屈曲部１ｆ１，１ｆ２間の入射領域１ｒにおける磁化方向を安定して制御できる。したがって、磁性細線１Ｃを画素４Ｃに備える第３実施形態に係る空間光変調器は、第１実施形態に係る空間光変調器１０と同様に画素選択の動作が可能で、選択性に優れた反射型空間光変調器となる。
【００６９】
以上、本発明を実施するための形態について述べてきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。
【実施例１】
【００７０】
（サンプル作製）
本発明の効果を確認するために、本発明の第１実施形態の変形例に係るに係る空間光変調器１０Ａ（図６参照）を模擬するサンプルを作製し、その磁気光学効果を評価した。なお、磁性細線１Ａの材料として適用したＣｏ−Ｐｔ合金は面内磁気異方性材料であるが、外部から垂直に磁界を印加することにより、その磁化方向を垂直とした。ＧＧＧ基板（基板７）に膜厚０．５μｍのビスマス置換磁性ガーネット（Ｂｉ−ＹＩＧ）膜をＬＰＥ法にて成膜して磁気転写膜５Ａとし、その上に膜厚４０ｎｍのＣｏ−Ｐｔ合金膜をイオンビームスパッタ法にて成膜した。このＣｏ−Ｐｔ合金膜を幅７００ｎｍ、長さ２０μｍの細線状に電子線リソグラフィーにて加工して磁性細線１Ａを形成し、サンプルとした。また、比較例（従来例）のサンプルとして、表面を熱酸化したＳｉ基板上に、前記実施例と同じ磁性細線１Ａを形成した。
【００７１】
作製したサンプルに、初期化として外部磁界を垂直に印加して、すべての磁性細線１Ａおよび磁気転写膜５Ａの磁化を垂直に一様の方向とした。そして、波長４０８ｎｍのレーザー光をサンプルの直上より入射して、サンプル（磁性細線１Ａ）からの反射光をハーフミラーで取り出し、その偏光の角度を、垂直磁界Ｋｅｒｒ効果測定装置で測定した。次に、反射光の偏光の測定を継続したまま、前記印加磁界と反対方向の磁界をその大きさを漸増させながら印加することによって、磁性細線１Ａの磁化を下向きへ反転させた。図１０に、外部磁界（Ｈ）に対するカー回転角（θk）特性のグラフ（カーループ）を示す。図１０（ａ）に示すように、磁気転写膜５Ａを設けたことによって、図１０（ｂ）に示す磁気転写膜５Ａを設けていない比較例よりもカー回転角が大幅に増大し、磁気光学効果が向上した。
【符号の説明】
【００７２】
１０，１０Ａ  空間光変調器
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  磁性細線
１ｒ    入射領域
１ｃ１，１ｃ２  括れ部
１ｆ１，１ｆ２  屈曲部
２，２Ｂ  Ｘ電極（電極）
３，３Ｂ  Ｙ電極（電極）
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ  画素アレイ
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ  画素
５，５Ａ  磁気転写膜
７      基板
９０    電流制御部
９１    電源（電流供給手段）
９４    画素選択部（画素選択手段）
Ｄ０，Ｄ１  磁区
ＤＷ    磁壁
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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