JPH0443376B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0443376B2 JPH0443376B2 JP8963784A JP8963784A JPH0443376B2 JP H0443376 B2 JPH0443376 B2 JP H0443376B2 JP 8963784 A JP8963784 A JP 8963784A JP 8963784 A JP8963784 A JP 8963784A JP H0443376 B2 JPH0443376 B2 JP H0443376B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractive index
- spatial light
- light modulation
- dielectric
- modulation tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、真空容器中に電子源と電気光学結晶
を配置し、電子源から放出される電子を前記結晶
表面に蓄積し、前記結晶に前記蓄積電荷に対応す
る屈折率の変化を生ぜしめ、その屈折率変化をレ
ーザで読み出す空間光変調管に関する。 （従来の技術） まず空間光変調管の基本的な動作と、製造方法
を簡単に説明して、問題に言及する。 第１図は本発明による空間光変調管を示す概略
図であるが、光電面、電極、電気光学結晶等の基
本的配列は従来の装置と異ならないので、第１図
を用いて説明する。 空間光変調管のガラス容器３の内面の光電面４
にインコヒーレント光で照明さた入力パターン１
からの像がレンズ２を介して入射させられる。 光電面４は入射像に対応した光電子を放出す
る。その光電子は加速集束レンズ系５を介してマ
イクロチヤンネルプレート６に入射させられ、数
千倍に増倍される。前記増倍された電子は、
LiNbO3などの電気光学結晶８の表面に蓄積さ
れ、結晶８の屈折率を電荷像に対応して変化させ
る。 レーザ光源１０からのレーザ光をハーフミラー
９を介して結晶８に照射すると、レーザ光の像１
１（コヒーレント像）が得られる。 このレーザ光の像１１はコヒーレント光並列光
演算を行なうことができる。なお図中７は２次電
子捕集電極である。 このとき、レーザ光の像１１の強度は前記電気
光学結晶８の電荷蓄積面８ｂの反射率に比例す
る。スネルの法則によれば、LiNbO3などの電気
光学結晶では、反射光は入射光強度の15％以下で
ある。 そして入射光の大半は結晶８を通過し、２次電
子捕集電極７やマイクロチヤンネルプレート６に
より反射され、ノイズとしてコヒーレント像１１
に重畳される。 このノイズを低減し、レーザ光の像１１の強度
を増大させるためにはレーザ光に対する電荷蓄積
面８ｂの反射率を大きくすれば良い。 前記反射率を増大させるためにレーザ光を反射
し電荷蓄積可能な誘電体多層膜ミラーを前記電荷
蓄積面８ｂに形成する対策が考えられる。 前述のような空間光変調管を作る場合、通常ガ
ラス容器３中に電極５，６，７，８を組み込んだ
後に光電面４を作成する。 このとき容器を１０-7トール程度の高真空にす
ると共に350℃位の高温で加熱して容器中の不要
なガスを追い出す必要がある。 したがつて、空間光変調管に用いられるミラー
は高真空、高温で光学的、機械的に安定かつ長時
間電荷蓄可能な高い表面電気抵抗値を維持する誘
電体多層膜ミラーでなければならない。 一般に波長λ0の光を反射する誘電体多層膜ミラ
ーは、高屈折率誘電体膜を交互に各々膜厚λ0／
4nずつ積み重ねた構造である。 ただし、ｎは誘電体の高・低屈折率である。 従来誘電体多層膜ミラー材料として用いられて
いる誘電体のうち、低屈折率誘電体SiO2と高屈
折率誘電体TiO2あるいはCeO2から成る多層膜ミ
ラーが知られている。 この種の多層膜ミラーは10数層で波長λ0の光に
対し90％以上の反射率が得られるが、ミラーの表
面電気抵抗は蒸着方法、層数にかかわらず10-7ト
ール程度の高真空で350℃位の高温に加熱すると
低下し、電荷蓄は不可能となる。また、低屈折率
誘電体Al2O3と高屈折率誘電体ZrO2から成る多層
膜ミラーは前記熱処理に伴いはがれが生じ問題と
なつたいた。 発明の詳細な説明の末尾にHe−Neレーザ光
（λ0＝632.8nm）用に製造した数種類の多層膜ミ
ラーの熱処理前後の表面の電気抵抗特性をまとめ
て別表１として示す。 別表１から各多層膜ミラーは熱処理前の表面の
電気抵抗特性は1016Ω／□程度であるが、熱処理
後は表面の電気抵抗の低下または劣化がみられ
る。 （発明の目的） 本発明の目的は前述した問題を解決し良好なレ
ーザ光像が得られる空間光変調管を提供すること
にある。 （発明の構成） 前記目的を達成するために、本発明による空間
光変調管は、真空容器内に形成された電子源と、
電子源から放出された電子を蓄積し光学的特性変
化を生ずる電気光学結晶から成る空間光変調管に
おいて、前記電気光学結晶の電荷蓄積面を高真
空、高温で安定かつ電荷蓄積可能な高い表面電気
抵抗値を維持する誘電体多層膜ミラーで被覆して
構成されている。 前記構成によれば、前記目的は完全に達成でき
る。 （実施例） 本発明による空間光変調管の実施例装置の基本
的構成および動作は、先に第１図に関連して説明
したところと異ならない。 本発明ではノイズ光を低減し、より強いレーザ
光像を得るために前記光学結晶の電荷蓄積面に高
真空、高温で安定な誘電体多層膜ミラーを形成す
る。第２図は本発明による空間光変調管に使用す
る電気光学結晶の部分拡大断面図および誘電体多
層膜ミラーの部分をさらに拡大して示した図であ
る。各図において８ａはLiNbO3光学結晶８の読
み出し側に形成された透明導電層である。 ８ｂが以下に述べる工程で形成される高屈折率
誘電体ZrO2と低屈折率誘電体SiO2を多層膜材料
として誘電体多層膜ミラーである。 前記多層膜ミラー８ｂのコーテイングO2が混
入したAr雰囲気中で加熱された光学結晶８の電
荷蓄積面に、高周波スパツタ蒸着方によりZrO2
とSiO2を交互に10数層形成した。 前記工程により形成された誘電体多層膜ミラー
の表面電気抵抗値を１０-7トール程度の高真空中
で室温から350℃まで加熱した測定して結果、加
熱温度にかわらず1016Ω／□以上の値を維持し、
多層膜ミラーのはがれは生じなかつた。また光学
的にも安定であることがわかつた。 前記誘電体多層膜ミラーが形成された電気光学
結晶LiNbO3を用いて第１図に関連して説明した
空間光変調管を作成し、前記ガス抜き熱処理を行
つた後、空間光変調管を実際に動作させた。その
結果、電荷像を数10時間以上蓄積することができ
た。 さらに、読み出しレーザ光の反射強度が増大
し、ノイズ光が低減されたことを確認した。 前述した高屈折率誘電体ZrO2と低屈折率誘電
体SiO2を多層膜材料とした誘電体多層膜ミラー
の他にも良い多層膜材料がある。 高屈折率誘電体材料としてHfO2，Ta2O5ある
いはNb2O5を用い前記製法により得られたHfO2
−SiO2，Ta2O5−SiO2およびNb2O5−SiO2誘電
体多層膜ミラーについて高真空中での前記熱処理
後もはがれは無く、1016Ω／□以上の高い表面電
気抵抗値を維持することができる。 そして、前記空間光変調管に使用した結果数10
時間以上の電荷像蓄積が可能で、読み出しレーザ
光反射強度の増大、ノイズの低減が確認された。
上記実施例では、電子源として光電面の場合を示
したが、電子銃を電子源として書込みを行なう形
式の場合も、本発明は同様に適用できる。 （発明の効果） 以上説明したように本発明による空間光変調管
では、電気光学結晶の表面に前述の高真空、高温
度で安定かつ電荷蓄積可能な高い表面電気抵抗値
を維持する誘電体多層膜ミラーを用いている。 したがつて、従来の空間光変調管に比較して２
次電子捕集電極やマイクロチヤンネルプレートか
らの反射ノイズ光が低減された強いレーザ光像を
得ることができる。 したがつて、本発明による空間光変調管には、
結晶表面でのより鮮明な画像演算（加減、論理演
算）が可能となり、新しい分野での広い応用が期
待できる。 【表】
を配置し、電子源から放出される電子を前記結晶
表面に蓄積し、前記結晶に前記蓄積電荷に対応す
る屈折率の変化を生ぜしめ、その屈折率変化をレ
ーザで読み出す空間光変調管に関する。 （従来の技術） まず空間光変調管の基本的な動作と、製造方法
を簡単に説明して、問題に言及する。 第１図は本発明による空間光変調管を示す概略
図であるが、光電面、電極、電気光学結晶等の基
本的配列は従来の装置と異ならないので、第１図
を用いて説明する。 空間光変調管のガラス容器３の内面の光電面４
にインコヒーレント光で照明さた入力パターン１
からの像がレンズ２を介して入射させられる。 光電面４は入射像に対応した光電子を放出す
る。その光電子は加速集束レンズ系５を介してマ
イクロチヤンネルプレート６に入射させられ、数
千倍に増倍される。前記増倍された電子は、
LiNbO3などの電気光学結晶８の表面に蓄積さ
れ、結晶８の屈折率を電荷像に対応して変化させ
る。 レーザ光源１０からのレーザ光をハーフミラー
９を介して結晶８に照射すると、レーザ光の像１
１（コヒーレント像）が得られる。 このレーザ光の像１１はコヒーレント光並列光
演算を行なうことができる。なお図中７は２次電
子捕集電極である。 このとき、レーザ光の像１１の強度は前記電気
光学結晶８の電荷蓄積面８ｂの反射率に比例す
る。スネルの法則によれば、LiNbO3などの電気
光学結晶では、反射光は入射光強度の15％以下で
ある。 そして入射光の大半は結晶８を通過し、２次電
子捕集電極７やマイクロチヤンネルプレート６に
より反射され、ノイズとしてコヒーレント像１１
に重畳される。 このノイズを低減し、レーザ光の像１１の強度
を増大させるためにはレーザ光に対する電荷蓄積
面８ｂの反射率を大きくすれば良い。 前記反射率を増大させるためにレーザ光を反射
し電荷蓄積可能な誘電体多層膜ミラーを前記電荷
蓄積面８ｂに形成する対策が考えられる。 前述のような空間光変調管を作る場合、通常ガ
ラス容器３中に電極５，６，７，８を組み込んだ
後に光電面４を作成する。 このとき容器を１０-7トール程度の高真空にす
ると共に350℃位の高温で加熱して容器中の不要
なガスを追い出す必要がある。 したがつて、空間光変調管に用いられるミラー
は高真空、高温で光学的、機械的に安定かつ長時
間電荷蓄可能な高い表面電気抵抗値を維持する誘
電体多層膜ミラーでなければならない。 一般に波長λ0の光を反射する誘電体多層膜ミラ
ーは、高屈折率誘電体膜を交互に各々膜厚λ0／
4nずつ積み重ねた構造である。 ただし、ｎは誘電体の高・低屈折率である。 従来誘電体多層膜ミラー材料として用いられて
いる誘電体のうち、低屈折率誘電体SiO2と高屈
折率誘電体TiO2あるいはCeO2から成る多層膜ミ
ラーが知られている。 この種の多層膜ミラーは10数層で波長λ0の光に
対し90％以上の反射率が得られるが、ミラーの表
面電気抵抗は蒸着方法、層数にかかわらず10-7ト
ール程度の高真空で350℃位の高温に加熱すると
低下し、電荷蓄は不可能となる。また、低屈折率
誘電体Al2O3と高屈折率誘電体ZrO2から成る多層
膜ミラーは前記熱処理に伴いはがれが生じ問題と
なつたいた。 発明の詳細な説明の末尾にHe−Neレーザ光
（λ0＝632.8nm）用に製造した数種類の多層膜ミ
ラーの熱処理前後の表面の電気抵抗特性をまとめ
て別表１として示す。 別表１から各多層膜ミラーは熱処理前の表面の
電気抵抗特性は1016Ω／□程度であるが、熱処理
後は表面の電気抵抗の低下または劣化がみられ
る。 （発明の目的） 本発明の目的は前述した問題を解決し良好なレ
ーザ光像が得られる空間光変調管を提供すること
にある。 （発明の構成） 前記目的を達成するために、本発明による空間
光変調管は、真空容器内に形成された電子源と、
電子源から放出された電子を蓄積し光学的特性変
化を生ずる電気光学結晶から成る空間光変調管に
おいて、前記電気光学結晶の電荷蓄積面を高真
空、高温で安定かつ電荷蓄積可能な高い表面電気
抵抗値を維持する誘電体多層膜ミラーで被覆して
構成されている。 前記構成によれば、前記目的は完全に達成でき
る。 （実施例） 本発明による空間光変調管の実施例装置の基本
的構成および動作は、先に第１図に関連して説明
したところと異ならない。 本発明ではノイズ光を低減し、より強いレーザ
光像を得るために前記光学結晶の電荷蓄積面に高
真空、高温で安定な誘電体多層膜ミラーを形成す
る。第２図は本発明による空間光変調管に使用す
る電気光学結晶の部分拡大断面図および誘電体多
層膜ミラーの部分をさらに拡大して示した図であ
る。各図において８ａはLiNbO3光学結晶８の読
み出し側に形成された透明導電層である。 ８ｂが以下に述べる工程で形成される高屈折率
誘電体ZrO2と低屈折率誘電体SiO2を多層膜材料
として誘電体多層膜ミラーである。 前記多層膜ミラー８ｂのコーテイングO2が混
入したAr雰囲気中で加熱された光学結晶８の電
荷蓄積面に、高周波スパツタ蒸着方によりZrO2
とSiO2を交互に10数層形成した。 前記工程により形成された誘電体多層膜ミラー
の表面電気抵抗値を１０-7トール程度の高真空中
で室温から350℃まで加熱した測定して結果、加
熱温度にかわらず1016Ω／□以上の値を維持し、
多層膜ミラーのはがれは生じなかつた。また光学
的にも安定であることがわかつた。 前記誘電体多層膜ミラーが形成された電気光学
結晶LiNbO3を用いて第１図に関連して説明した
空間光変調管を作成し、前記ガス抜き熱処理を行
つた後、空間光変調管を実際に動作させた。その
結果、電荷像を数10時間以上蓄積することができ
た。 さらに、読み出しレーザ光の反射強度が増大
し、ノイズ光が低減されたことを確認した。 前述した高屈折率誘電体ZrO2と低屈折率誘電
体SiO2を多層膜材料とした誘電体多層膜ミラー
の他にも良い多層膜材料がある。 高屈折率誘電体材料としてHfO2，Ta2O5ある
いはNb2O5を用い前記製法により得られたHfO2
−SiO2，Ta2O5−SiO2およびNb2O5−SiO2誘電
体多層膜ミラーについて高真空中での前記熱処理
後もはがれは無く、1016Ω／□以上の高い表面電
気抵抗値を維持することができる。 そして、前記空間光変調管に使用した結果数10
時間以上の電荷像蓄積が可能で、読み出しレーザ
光反射強度の増大、ノイズの低減が確認された。
上記実施例では、電子源として光電面の場合を示
したが、電子銃を電子源として書込みを行なう形
式の場合も、本発明は同様に適用できる。 （発明の効果） 以上説明したように本発明による空間光変調管
では、電気光学結晶の表面に前述の高真空、高温
度で安定かつ電荷蓄積可能な高い表面電気抵抗値
を維持する誘電体多層膜ミラーを用いている。 したがつて、従来の空間光変調管に比較して２
次電子捕集電極やマイクロチヤンネルプレートか
らの反射ノイズ光が低減された強いレーザ光像を
得ることができる。 したがつて、本発明による空間光変調管には、
結晶表面でのより鮮明な画像演算（加減、論理演
算）が可能となり、新しい分野での広い応用が期
待できる。 【表】
第１図は本発明による空間光変調管の基本構成
を示す断面図である。第２図は本発明による空間
光変調管に使用する電気光学結晶の部分拡大断面
図および誘電体多層膜ミラーの部分をさらに拡大
して示した図である。 １…入力パターン、２…レンズ、３…ガラス容
器、４…光電面、５…集束（電子）レンズ系、６
…マイクロチヤンネルプレート、７…２次電子捕
集電極、８…電気光学結晶、８ａ…透明電極、８
ｂ…電荷蓄積面（誘電体多層膜ミラー）、８ｃ…
膜厚λ0／4nの高屈折率誘電体膜、８ｄ…膜厚
λ0／4nの低屈折率誘電体膜、９…ハーフミラー、
１０…レーザ光源、１１…レーザ光像。
を示す断面図である。第２図は本発明による空間
光変調管に使用する電気光学結晶の部分拡大断面
図および誘電体多層膜ミラーの部分をさらに拡大
して示した図である。 １…入力パターン、２…レンズ、３…ガラス容
器、４…光電面、５…集束（電子）レンズ系、６
…マイクロチヤンネルプレート、７…２次電子捕
集電極、８…電気光学結晶、８ａ…透明電極、８
ｂ…電荷蓄積面（誘電体多層膜ミラー）、８ｃ…
膜厚λ0／4nの高屈折率誘電体膜、８ｄ…膜厚
λ0／4nの低屈折率誘電体膜、９…ハーフミラー、
１０…レーザ光源、１１…レーザ光像。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 真空容器内に形成された電子源と、電子源か
ら放出された電子を蓄積し光学的特性変化を生ず
る電気光学結晶から成る空間光変調管において、
前記電気光学結晶の電荷蓄積面を高真空、高温で
安定かつ電荷蓄積可能な高い表面電気抵抗値を維
持する誘電体多層膜ミラーで被覆して構成したこ
とを特徴とする空間光変調管。 ２ 前記電気光学結晶はLiNbO3である特許請求
の範囲第１項記載の空間光変調管。 ３ 前記誘電体多層膜ミラーは高屈折率誘電体
ZrO2と低屈折率誘電体SiO2とから成る特許請求
の範囲第１項記載の空間光変調管。 ４ 前記誘電体多層膜ミラーは高屈折率誘電体
HfO2と低屈折率誘電体SiO2とから成る特許請求
の範囲第１項記載の空間光変調管。 ５ 前記誘電体多層膜ミラーは高屈折率誘電体
Ta2O5と低屈折率誘電体SiO2とから成る特許請求
の範囲第１項記載の空間光変調管。 ６ 前記誘電体多層膜ミラーは高屈折率誘電体
Nb2O5と低屈折率誘電体SiO2とから成る特許請
求の範囲第１項記載の空間光変調管。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8963784A JPS60232649A (ja) | 1984-05-04 | 1984-05-04 | 空間光変調管 |
| US06/727,250 US4717893A (en) | 1984-05-04 | 1985-04-25 | Spatial light modulator |
| GB08511386A GB2161020B (en) | 1984-05-04 | 1985-05-03 | Spatial light modulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8963784A JPS60232649A (ja) | 1984-05-04 | 1984-05-04 | 空間光変調管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60232649A JPS60232649A (ja) | 1985-11-19 |
| JPH0443376B2 true JPH0443376B2 (ja) | 1992-07-16 |
Family
ID=13976279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8963784A Granted JPS60232649A (ja) | 1984-05-04 | 1984-05-04 | 空間光変調管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60232649A (ja) |
-
1984
- 1984-05-04 JP JP8963784A patent/JPS60232649A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60232649A (ja) | 1985-11-19 |
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