專利名稱：光偏轉(zhuǎn)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠使輸入光三維地偏轉(zhuǎn)輸出的光偏轉(zhuǎn)器。
背景技術(shù)：
使光束偏轉(zhuǎn)的技術(shù)在掃描式電子顯微鏡、激光打印機(jī)、條型碼掃描 儀、光交叉連接器等領(lǐng)域已被廣泛使用。
作為使光束偏轉(zhuǎn)的方法，已經(jīng)開(kāi)始利用旋轉(zhuǎn)反射鏡、聲光效應(yīng)、電 光效應(yīng)等。例如，在光通信領(lǐng)域使用的光交叉連接器中，已經(jīng)開(kāi)始使用
利用MEMS (Micro Electro Mechanical System:微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)的微 小反射鏡。該光交叉連接器通過(guò)機(jī)械地控制反射鏡的角度，可處理幾十 一千信道的線路。
但是，利用MEMS技術(shù)的光偏轉(zhuǎn)器需要機(jī)械地驅(qū)動(dòng)反射鏡。因此， 無(wú)法將偏轉(zhuǎn)角的切換時(shí)間縮短到短于約1毫秒。
在這一點(diǎn)上，利用電光效應(yīng)的偏轉(zhuǎn)元件可在原理上高速切換偏轉(zhuǎn)角 (例如參照專利文獻(xiàn)1和2)。
此外，近年來(lái)公開(kāi)了如下元件通過(guò)將空間電荷注入到電介體內(nèi)， 使電介體內(nèi)產(chǎn)生與電場(chǎng)同一方向的折射率分布，從而使光束偏轉(zhuǎn)(例如 參照非專利文獻(xiàn)l)。美國(guó)專利第644卯84號(hào)說(shuō)明書(shū)美國(guó)專利第6947625號(hào)說(shuō)明書(shū) Koichiro Nakamura, Jun Miyazu， Masahiro Sasaura and Kazuo Fujiura， "Wide-angle, low-voltage electro-optic beam deflection based on space-charge-controlled mode of electrical conduction in KTal-XNbX03", APPL正D PHYSICS LETTERS 89,131115 (2006 )
但是，專利文獻(xiàn)1、 2以及非專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的光偏轉(zhuǎn)器存在如下
問(wèn)題只能在包括入射光的平面內(nèi)使光偏轉(zhuǎn)出射。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于這樣的問(wèn)題而完成的。因此，本發(fā)明的目的在于， 提供一種能夠?qū)⑷肷涞焦馄D(zhuǎn)器的輸入光作為三維偏轉(zhuǎn)的出射光出射的 光偏轉(zhuǎn)器。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)器具有以下說(shuō)明的結(jié)構(gòu)上的特征。
本發(fā)明的第1要旨的光偏轉(zhuǎn)器具有電光物質(zhì)的作用區(qū)域，該作用區(qū) 域的折射率分布隨著被施加電場(chǎng)而沿著電場(chǎng)的方向線性變化。
通過(guò)作用區(qū)域的光的入射界面和光從作用區(qū)域出射的出射界面的雙 方或者任意一方的、與電場(chǎng)的方向正交的面內(nèi)的光的折射和光按照折射 率分布的折射，使光偏轉(zhuǎn)。
根據(jù)該第1要旨的光偏轉(zhuǎn)器的結(jié)構(gòu)，能夠考慮電場(chǎng)的強(qiáng)度和光的入 射角和/或出射角來(lái)確定出射光相對(duì)于入射光偏轉(zhuǎn)的方向和大小。
在實(shí)施上述光偏轉(zhuǎn)器時(shí)，電光物質(zhì)由折射率根據(jù)克爾效應(yīng)而變化的 材料構(gòu)成，作用區(qū)域在光的傳播方向順序地至少設(shè)置成第1區(qū)域、第2 區(qū)域以及第3區(qū)域。
第1區(qū)域具有與光的入射界面對(duì)應(yīng)的第1面、和與光的出射界面對(duì) 應(yīng)且與第1面不平行的第2面。
第2區(qū)域具有與光的入射界面對(duì)應(yīng)的第3面、和與光的出射界面對(duì)
應(yīng)且與第3面不平行的第4面。
第3區(qū)域具有與光的入射界面對(duì)應(yīng)的第5面、和與光的出射界面對(duì) 應(yīng)的第6面。
在此，第1面和第4面相互平行，并且，第2面和第3面相互平行 對(duì)置，并且，第5面和第6面平行。
在實(shí)施該光偏轉(zhuǎn)器時(shí)，優(yōu)選的是，第1區(qū)域具有平面形狀相互全等 的三角形狀的第1端面和第2端面，該第1端面和第2端面與第1面和 第2面正交且相互平行地隔開(kāi)設(shè)置。
此外，優(yōu)選的是，第2區(qū)域具有平面形狀相互全等的三角形的第3
端面和第4端面，該第3端面和第4端面與第3面和第4面正交且相互 平行地隔開(kāi)設(shè)置。
而且，優(yōu)選的是，在第1區(qū)域和第2區(qū)域中，第2面和第3面平行 對(duì)置配置，由兩個(gè)區(qū)域相互結(jié)合而形成底面為平行四邊形的長(zhǎng)方體。
此外，優(yōu)選的是，第3區(qū)域具有與第5面和第6面正交且相互平行 地隔開(kāi)設(shè)置的第5端面和第6端面，第3區(qū)域是底面為平行四邊形的長(zhǎng) 方體。
或者，也可以是，第3區(qū)域具有形狀與第1區(qū)域和第2區(qū)域相同的 第1副區(qū)域和第2副區(qū)域這2個(gè)區(qū)域。
此外，優(yōu)選的是，在第l區(qū)域的第1端面和第2端面上分別設(shè)置有 第1表面電極和第1背面電極，在第2區(qū)域的第3端面和第4端面上分 別設(shè)置有第2表面電極和第2背面電極，在第3區(qū)域的第5端面和第6 端面上分別設(shè)置有第3表面電極和第3背面電極。
在實(shí)施上述光偏轉(zhuǎn)器時(shí)可以是，電光物質(zhì)按照電光系數(shù)的分布沿著 上述電場(chǎng)的方向成為線性的方式預(yù)先形成，電光物質(zhì)由在被施加電場(chǎng)時(shí)， 根據(jù)普克爾效應(yīng)，折射率沿著電場(chǎng)的方向變化成線性的折射率分布的材 料構(gòu)成。
作用區(qū)域在光的傳播方向順序設(shè)置成第1區(qū)域和第2區(qū)域。
第1區(qū)域具有與光的入射界面對(duì)應(yīng)的第1面、和與光的出射界面對(duì)
應(yīng)且與第l面不平行的第2面。
第2區(qū)域具有與光的入射界面對(duì)應(yīng)的第3面、和與光的出射界面對(duì)
應(yīng)的第4面。
而且，在第1 第4面之間，以下任意一個(gè)條件成立。 條件1:第1面和第4面平行對(duì)置，并且，第2面和第3面相互平 行對(duì)置。
條件2:第3面和第4面平行。
此外，優(yōu)選的是，第1區(qū)域具有與第1面和第2面正交且相互平行 地隔開(kāi)設(shè)置的第1端面和第2端面，第2區(qū)域具有與第3面和第4面正
交且相互平行地隔開(kāi)設(shè)置的第3端面和第4端面。
而且，優(yōu)選的是，在條件1成立時(shí)，第1區(qū)域和第2區(qū)域是端面的 平面形狀相互全等的三角形，在第1區(qū)域和第2區(qū)域中，第2面和第3 面對(duì)置配置，由兩個(gè)區(qū)域相互結(jié)合而形成端面的平面形狀為平行四邊形 的長(zhǎng)方體。
在該情況下，優(yōu)選的是，作用區(qū)域還具有第3區(qū)域和第4區(qū)域，該 第3區(qū)域和第4區(qū)域具有與第1區(qū)域和第2區(qū)域的形狀和配置分別相同 的形狀和配置，第3區(qū)域和第4區(qū)域相對(duì)于第1區(qū)域和第2區(qū)域的順序 配置，在光的傳播方向上順序配置。
此外，優(yōu)選的是，在條件2成立時(shí)，第1區(qū)域的第1端面和第2端 面的平面形狀是三角形，第2區(qū)域的第3端面和第4端面的平面形狀是 平行四邊形。
此外，在實(shí)施上述光偏轉(zhuǎn)器時(shí)，優(yōu)選的是，在第1區(qū)域的第1端面 和第2端面上分別設(shè)置有第1表面電極和第1背面電極，在第2區(qū)域的 第3端面和第4端面上分別設(shè)置有第2表面電極和第2背面電極。
或者，也可以是，在第1區(qū)域的第1端面設(shè)置有第1表面電極，在 第2區(qū)域的第3端面設(shè)置有第2表面電極，第1區(qū)域的第2端面和第2 區(qū)域的第4端面位于電光物質(zhì)的面內(nèi)，在電光物質(zhì)的面上設(shè)置有第1區(qū) 域和第2區(qū)域公共的公共背面電極。
在實(shí)施上述光偏轉(zhuǎn)器時(shí)，也可以是，電光物質(zhì)的組成按照折射率沿 著電場(chǎng)方向的變化成為線性的方式變化。
此外，也可以是，電光物質(zhì)的極化或者晶格反轉(zhuǎn)區(qū)域占的比例，按 照折射率沿著電場(chǎng)方向的變化成為線性的方式變化。
此外，本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)器陣列是在基板上排列多個(gè)上述光偏轉(zhuǎn)器而 成的。
此外，本發(fā)明的第2要旨的光偏轉(zhuǎn)器具有能夠根據(jù)克爾效應(yīng)通過(guò)施 加電場(chǎng)使折射率分布沿著電場(chǎng)的方向線性變化的電光物質(zhì)的作用區(qū)域、 即各自的電場(chǎng)的方向正交的第1區(qū)域和第2區(qū)域。而且，通過(guò)按照第1 區(qū)域的光的入射界面和出射界面之間的折射率分布的光的折射、和按照
第2區(qū)域的光的入射界面和出射界面之間的折射率分布的光的折射，使 光三維偏轉(zhuǎn)。
根據(jù)該第2要旨的光偏轉(zhuǎn)器的結(jié)構(gòu)，能夠考慮電場(chǎng)的強(qiáng)度和光的入 射角和/或出射角來(lái)確定出射光相對(duì)于入射光偏轉(zhuǎn)的方向和大小。
由于本發(fā)明按照上述方式構(gòu)成，因此，能夠得到可使光在三維方向 偏轉(zhuǎn)的光偏轉(zhuǎn)器。


圖l是表示實(shí)施方式的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的概略結(jié)構(gòu)的圖。(A)是立體 圖，(B)是俯視圖，(C)是側(cè)視圖。
圖2是表示實(shí)施方式1的光偏轉(zhuǎn)器的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖3 (A)是在實(shí)施方式1中用于說(shuō)明光的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的俯 視圖，圖3 (B)和圖3 (C)是從圖3 (A)的箭頭B方向觀察的側(cè)視圖。
圖4 (A)是在實(shí)施方式1中用于說(shuō)明光的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的俯 視圖，圖4 (B)是從圖4 (A)的箭頭C方向觀察的側(cè)視圖。
圖5 (A)是在實(shí)施方式1中用于說(shuō)明光的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的俯 視圖，圖5 (B)是表示沿著圖5 (A)中的線D的剖面切口的圖。
圖6 (A)是在實(shí)施方式1中用于說(shuō)明光的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的俯 視圖，圖6 (B)和圖6 (C)是從圖6 (A)的箭頭B方向觀察的側(cè)視圖。
圖7是概略地表示光偏轉(zhuǎn)器陣列的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖8是表示實(shí)施方式2的光偏轉(zhuǎn)器的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖9 (A)是在實(shí)施方式2中用于說(shuō)明光的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的俯 視圖，圖9 (B)是表示沿著圖8 (A)中的線D的剖面切口的圖。
圖10 (A)是在實(shí)施方式2中用于說(shuō)明光的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的 俯視圖，圖10 (B)是表示沿著圖IO (A)中的線D的剖面切口的圖。
圖11 (A)是在實(shí)施方式2中用于說(shuō)明光的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的 俯視圖，圖ll (B)是表示沿著圖ll (A)中的線D的剖面切口的圖。
圖12是表示實(shí)施方式3的光偏轉(zhuǎn)器的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖13 (A)是在實(shí)施方式3中用于說(shuō)明光的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的
俯視圖，圖13 (B)是從圖13 (A)的箭頭B方向觀察的側(cè)視圖。
圖14 (A)是在實(shí)施方式3中用于說(shuō)明光的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的 俯視圖，圖14 (B)是從圖14 (A)的箭頭B方向觀察的側(cè)視圖。
圖15 (A)是在實(shí)施方式3中用于說(shuō)明光的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的 俯視圖，圖15 (B)是表示沿著圖15 (A)中的線D的剖面切口的圖。
圖16 (A)是在實(shí)施方式3中用于說(shuō)明光的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的 俯視圖，圖16 (B)是表示沿著圖16 (A)中的線D的剖面切口的圖。
圖17是表示實(shí)施方式4的光偏轉(zhuǎn)器的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖18 (A)是在實(shí)施方式4中用于說(shuō)明光的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的 俯視圖，圖18 (B)是從圖18 (A)的箭頭B方向觀察的側(cè)視圖。
圖19 (A)是在實(shí)施方式4中用于說(shuō)明光的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的 俯視圖，圖19 (B)是從圖19 (A)的箭頭B方向觀察的側(cè)視圖。
圖20 (A)是在實(shí)施方式4中用于說(shuō)明光的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的 俯視圖，圖20 (B)是從圖20 (A)的箭頭B方向觀察的側(cè)視圖。
圖21 (A)是在實(shí)施方式4中用于說(shuō)明光的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的 俯視圖，圖21 (B)是從圖21 (A)的箭頭B方向觀察的側(cè)視圖。
圖22是表示實(shí)施方式5的光偏轉(zhuǎn)器的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖23 (A)是在實(shí)施方式5中用于說(shuō)明光的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的 俯視圖，圖23 (B)是從圖23 (A)的箭頭B方向觀察的側(cè)視圖。
圖24 (A)是在實(shí)施方式5中用于說(shuō)明光的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的 俯視圖，圖24 (B)是從圖24 (A)的箭頭B方向觀察的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，在各圖中，各構(gòu)成 要素的形狀、大小和配置關(guān)系只概略地表示到可理解本發(fā)明的程度。此 外，以下說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)例，各構(gòu)成要素的材質(zhì)和數(shù)值的條件等 只是優(yōu)選例。因此，本發(fā)明不限于以下的任何實(shí)施方式。此外，在各圖 中，有時(shí)對(duì)相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)，省略其說(shuō)明。 (發(fā)明的概要)以下，說(shuō)明本發(fā)明的基本的實(shí)施方式。
本實(shí)施方式的光偏轉(zhuǎn)器具有電光物質(zhì)的作用區(qū)域。該作用區(qū)域具有 光的入射界面和出射界面。此外，通過(guò)在入射界面和出射界面之間施加 電場(chǎng)，作用區(qū)域成為折射率分布沿著該電場(chǎng)的方向而線性變化的區(qū)域。 借助該入射界面和出射界面的雙方或者任意一方中的、與電場(chǎng)方向正交 的面內(nèi)的光的折射和按照折射率分布的光的折射，使相對(duì)于光的入射方 向的光的出射方向三維偏轉(zhuǎn)，使光從作用區(qū)域出射。 (實(shí)施方式的概念)
以下，參照?qǐng)D1說(shuō)明本實(shí)施方式的光偏轉(zhuǎn)器的基本構(gòu)造的一例及其 動(dòng)作。圖1 (A)是具有最少的構(gòu)成要素、即1個(gè)作用區(qū)域的光偏轉(zhuǎn)器(以
下稱作"光偏轉(zhuǎn)器模型")的立體圖。圖1 (B)是用于說(shuō)明光的偏轉(zhuǎn)的 圖1 (A)的俯視圖。圖1 (C)是用于說(shuō)明光的偏轉(zhuǎn)的圖1 (A)的側(cè)視 圖。
光偏轉(zhuǎn)器模型11使用立方體狀的電光物質(zhì)12而形成。在該光偏轉(zhuǎn) 器模型的結(jié)構(gòu)中，電光物質(zhì)12大體分成作用區(qū)域14和非作用區(qū)域15。
作用區(qū)域14被設(shè)定在電光物質(zhì)12中，通過(guò)從外部施加電壓，折射 率沿著通過(guò)該電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)的方向而線性變化。如果電壓的強(qiáng)度變大， 則折射率的變化率也隨之變大。作用區(qū)域14是按照發(fā)生電場(chǎng)的電極的形 狀來(lái)劃分的。為了對(duì)作用區(qū)域14施加該電壓，在作用區(qū)域14的兩個(gè)底 面分別形成有具有相互全等形狀的直角三角形狀的電極17a和17b。因此， 在該結(jié)構(gòu)例中，作用區(qū)域14是在電光物質(zhì)12的第1主面12c和第2主 面12d分別具有直角三角形狀的彼此相同形狀的兩個(gè)底面的三棱柱區(qū)域。 非作用區(qū)域15是在電光物質(zhì)12中除去作用區(qū)域14而剩余的區(qū)域。
通過(guò)對(duì)這些電極17a和17b施加預(yù)定的電壓，在作用區(qū)域14產(chǎn)生沿 著從第l主面12c向第2主面12d的方向的電場(chǎng)。其結(jié)果，作用區(qū)域14 的折射率沿著從第1主面12c向第2主面12d的方向而線性變化。以后， 將與第1主面12c垂直、且從第1主面12c向第2主面12d的方向稱作 "深度方向"，在圖1 (A)中用箭頭a表示。此外，在與第1主面12c 平行的面內(nèi)，將與深度方向正交的方向稱作"水平方向"，在圖1 (A) 中用箭頭b表示。
此外，作用區(qū)域14具有光L的入射界面19a和出射界面19b。在光 偏轉(zhuǎn)器模型11中，入射界面19a相對(duì)于光L的傳播方向垂直延伸。此外， 出射界面1%相對(duì)于光L的傳播方向傾斜延伸。
如上所述，作用區(qū)域14的折射率隨著電壓施加而變化，從而作用區(qū) 域14中的折射率和非作用區(qū)域15的折射率之間產(chǎn)生差異。結(jié)果，光L 在入射界面19a和出射界面19b的雙方或者任意一方中，向與電場(chǎng)方向 正交的面內(nèi)、即水平方向折射。另外，光在水平方向上的偏轉(zhuǎn)角可根據(jù) 施加在作用區(qū)域14上的電壓的大小來(lái)調(diào)節(jié)。
如圖1 (B)所示，在光偏轉(zhuǎn)器模型11的情況下，入射界面19a相 對(duì)于光L的傳播方向垂直延伸，因此，在入射界面19a不產(chǎn)生光L的折 射。另一方面，出射界面19b相對(duì)于光L的傳播方向傾斜延伸，因此， 在出射界面19b中，在水平方向上產(chǎn)生光L的折射。即，在該情況下， 光L在入射界面19a和出射界面1%中的出射界面19b發(fā)生折射。
如圖1 (C)所示，借助通過(guò)對(duì)電極17a和17b施加電壓而產(chǎn)生的電 場(chǎng)，作用區(qū)域14的折射率分布在深度方向線性變化。其結(jié)果，在光L作 為彎曲折射光在作用區(qū)域14內(nèi)傳播的過(guò)程中，按照其折射率分布，向折 射率變高的方向在深度方向彎曲，相對(duì)于入射光偏轉(zhuǎn)。光在深度方向上 的偏轉(zhuǎn)角可根據(jù)施加在作用區(qū)域14上^]電壓的大小、從而根據(jù)折射率變 化的程度來(lái)調(diào)節(jié)。
由此，在光偏轉(zhuǎn)器模型ll中，通過(guò)對(duì)作用區(qū)域14施加電壓，可使 作用區(qū)域14的折射率變化。結(jié)果，可將光L向水平方向和深度方向的兩 個(gè)方向、即三維方向偏轉(zhuǎn)。
另外，通過(guò)對(duì)電極17a和17b施加電壓，可在使作用區(qū)域14的折射 率分布變化時(shí)，如后所述地利用克爾效應(yīng)或者普克爾效應(yīng)。
可以說(shuō)，此后進(jìn)行說(shuō)明的實(shí)施方式1 5都是該光偏轉(zhuǎn)器模型11的 應(yīng)用例。即，在實(shí)施方式1 5中，通過(guò)在電光物質(zhì)中設(shè)置多個(gè)作用區(qū)域， 來(lái)進(jìn)一步提高光偏振的自由度。 (實(shí)施方式1)
以下，參照?qǐng)D2 圖6說(shuō)明實(shí)施方式1的光偏轉(zhuǎn)器。 (構(gòu)造)
圖2是表示光偏轉(zhuǎn)器的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。另外，在圖2中，為了
防止附圖變得繁雜，電極忽略厚度而描繪成平面。
光偏轉(zhuǎn)器10具有電光物質(zhì)12、和在電光物質(zhì)12的內(nèi)部被設(shè)置成第 1、第2以及第3區(qū)域的作用區(qū)域14。
電光物質(zhì)12是兩個(gè)端面12a和12b的平面形狀為正方形狀的立方體。 一個(gè)端面12a成為向電光物質(zhì)12輸入沿著傳播方向(圖中箭頭A)的光 L的面。此外，與一個(gè)端面12a對(duì)置的另一個(gè)端面12b成為從電光物質(zhì) 12輸出偏轉(zhuǎn)后的光L的面。
此外，電光物質(zhì)12具有形成有后述的第1 第3表面電極22a、 24a 以及26a的第1主面12c、形成有后述的第1 第3背面電極22b、 24b 以及26b的第2主面12d。以后，將與第1主面12c垂直、且從第1主面 12c向第2主面12d的方向稱作"深度方向a"。此外，在與第1主面12c 平行的面內(nèi)，將與深度方向正交的方向稱作"水平方向b"。
電光物質(zhì)12是使用可通過(guò)施加沿著深度方向的電場(chǎng)而使折射率沿 著電場(chǎng)方向線性變化的材料形成的。
在此，"線性"是指沿著電場(chǎng)方向從第1主面12c測(cè)量到的電光物質(zhì) 12中的距離和電光物質(zhì)12的折射率之間一次函數(shù)成立。
更詳細(xì)地說(shuō)，電光物質(zhì)12是使用如下材料構(gòu)成的通過(guò)伴隨電場(chǎng)施 加的電荷注入，根據(jù)克爾效應(yīng)，折射率與施加的電場(chǎng)強(qiáng)度的平方成正比 地沿著電場(chǎng)方向線性變化。在此，作為電光物質(zhì)12,優(yōu)選的是，例如可 使用KTai-xNbx03 (其中，X滿足(KXO。
在此，"克爾效應(yīng)"是指介質(zhì)(電光物質(zhì)12)的折射率與施加在該 介質(zhì)(電光物質(zhì)12)上的電場(chǎng)強(qiáng)度的平方成正比地變化的效應(yīng)。
沿著光L的傳播方向在電光物質(zhì)12中順序地、相互隔開(kāi)地設(shè)置有3 個(gè)作用區(qū)域14。這些作用區(qū)域14從光L的傳播方向的上游側(cè)起，按照第 1區(qū)域16、第2區(qū)域18以及第3區(qū)域20的順序配置。
在第1區(qū)域16中設(shè)置有第1表面電極22a和第1背面電極22b。以
下，在無(wú)需特別區(qū)分兩個(gè)電極22a和22b的情況下，稱作"第1電極對(duì) 22"。
第1表面電極22a的平面形狀是直角三角形，設(shè)置在第1主面12c 上。在此，將設(shè)置有第1表面電極22a的第1主面12c的區(qū)域稱作"第1 區(qū)域16的一個(gè)端面16a"。
第1背面電極22b的形狀與第1表面電極22a全等，設(shè)置在第2主 面12d上。g卩，第1背面電極22b被配置在與第1表面電極22a向第2 主面12d的正投影相等的區(qū)域。在此，將設(shè)置有第1背面電極22b的第2 主面12d的區(qū)域稱作"第1區(qū)域16的另一個(gè)端面16b"。
這樣，第1區(qū)域16是由第1表面電極22a和第1背面電極22b夾著 的電光物質(zhì)12的區(qū)域、即由一個(gè)端面16a和另一個(gè)端面16b之間的電光 物質(zhì)12構(gòu)成的直三棱柱狀的區(qū)域。
第1區(qū)域16具有與光L向第1區(qū)域16入射的入射界面對(duì)應(yīng)的側(cè)面 即第1面16c。第1面16c位于電光物質(zhì)12的一個(gè)端面12a側(cè)，且相對(duì) 于該端面12a平行。在該結(jié)構(gòu)例中，光L作為入射光，相對(duì)于該第1面 16c垂直地入射。
此外，第1區(qū)域16具有與光L從第1區(qū)域16出射的出射界面對(duì)應(yīng) 的側(cè)面即第2面16d。第2面16d是位于電光物質(zhì)12的另一個(gè)端面12b 側(cè)，沿著直角三角形的第l表面電極22a的斜邊形成的側(cè)面。此外，第2 面16d相對(duì)于第1面16c不平行地延伸，并且，相對(duì)于光L的傳播方向 以直角以外的角度交叉。
在第1區(qū)域16中，第1面16c和第2面16d以外的側(cè)面16e與電光 物質(zhì)12的側(cè)面平行地延伸。
在第2區(qū)域18上設(shè)置有第2表面電極24a和第2背面電極24b。以 下，在無(wú)需特別區(qū)分兩個(gè)電極24a和24b的情況下，稱作"第2電極對(duì) 24"。
第2表面電極24a的平面形狀是與第1表面電極22a全等的直角三 角形，設(shè)置在第1主面12c上。在此，將設(shè)置有第2表面電極24a的第1 主面12c的區(qū)域稱作"第2區(qū)域18的一個(gè)端面18a"。
第2背面電極24b的形狀與第2表面電極24a全等，設(shè)置在第2主 面12d上。即，第2背面電極24b被配置在與第2表面電極24a向第2 主面12d的正投影相等的區(qū)域。在此，將設(shè)置有第2背面電極24b的第2 主面12d的區(qū)域稱作"第2區(qū)域18的另一個(gè)端面18b"。
第2區(qū)域18具有與光L向第2區(qū)域18入射的入射界面對(duì)應(yīng)的側(cè)面 即第3面18c。第3面18c與第2面16d即出射界面平行地位于電光物質(zhì) 12的一個(gè)端面12a側(cè)。在該結(jié)構(gòu)例中，第3面18c是沿著直角三角形的 第2表面電極24a的斜邊形成的側(cè)面。來(lái)自第2面16d的光L作為入射 光，以直角以外的角度入射到第3面18c。
此外，第2區(qū)域18具有與光L從第2區(qū)域18出射的出射界面對(duì)應(yīng) 的側(cè)面即第4面18d。第4面18d位于電光物質(zhì)12的另一個(gè)端面12b側(cè)， 且與該端面12b平行，相對(duì)于第3面18c不平行地延伸。
在第2區(qū)域18中，第1面18c和第2面18d以外的側(cè)面18e與電光 物質(zhì)12的側(cè)面平行地延伸。
在此，說(shuō)明第1區(qū)域16和第2區(qū)域18的位置關(guān)系。這些區(qū)域16和 18各自對(duì)應(yīng)的面的形狀全等，因此，各個(gè)區(qū)域16和18是大小相等的直 三棱柱。
第1區(qū)域16的第1面16c與第2區(qū)域18的第4面18d平行地延伸。 而且，第1區(qū)域16的第2面16d和第2區(qū)域18的第3面18c相互平行 對(duì)置延伸。即，第1區(qū)域16和第2區(qū)域18配置成相互結(jié)合而實(shí)質(zhì)上形 成立方體。
在第3區(qū)域20上設(shè)置有第3表面電極26a和第3背面電極26b。以 下，在無(wú)需特別區(qū)分兩個(gè)電極26a和26b的情況下，稱作"第3電極對(duì) 26"。
第3表面電極26a的平面形狀是長(zhǎng)方形狀，設(shè)置在第1主面12c上。 在此，將設(shè)置有第3表面電極26a的第1主面12c的區(qū)域稱作"第3區(qū) 域20的一個(gè)端面20a"。
第3背面電極26b的形狀與第3表面電極26a全等，設(shè)置在第2主 面12d上。g卩，第3背面電極26b被配置在與第3表面電極26a向第2
主面12d的正投影相等的區(qū)域。在此，將設(shè)置有第3背面電極26b的第2 主面12d的區(qū)域稱作"第3區(qū)域20的另一個(gè)端面20b"。
這樣，第3區(qū)域20是由第3表面電極26a和第3背面電極26b夾著 的電光物質(zhì)12的區(qū)域、即由一個(gè)端面20a和另一個(gè)端面20b之間的電光 物質(zhì)12構(gòu)成的長(zhǎng)方體狀的區(qū)域。
第3區(qū)域20具有與光L向第3區(qū)域20入射的入射界面對(duì)應(yīng)的側(cè)面 即第5面20c。第5面20c位于電光物質(zhì)12的一個(gè)端面12a側(cè)，且與該 端面12a平行。
此外，第3區(qū)域20具有與光L從第3區(qū)域20出射的出射界面對(duì)應(yīng) 的側(cè)面即第6面20d。第6面20d位于電光物質(zhì)12的另一個(gè)端面12b側(cè)， 與該端面12b平行，且與第5面20c平行。
此外，在第3區(qū)域20中，第5面20c和第6面20d以外的側(cè)面20e 和20f與電光物質(zhì)12的側(cè)面平行地延伸。
在此，第1 第3表面電極22a、 24a以及26a和第1 第3背面電 極22b、 24b以及26b與電光物質(zhì)12歐姆接合，使得能夠?qū)Φ? 第3區(qū) 域16、 18以及20分別有效地注入電荷。作為構(gòu)成第1 第3表面電極 22a、 24a以及26a和第l 第3背面電極22b、 24b以及26b的材料，可 采用與電光物質(zhì)12之間的功函數(shù)差小的金屬，優(yōu)選的是例如Ti、 Cr等。 (動(dòng)作)
接著，參照?qǐng)D3 圖6說(shuō)明光偏轉(zhuǎn)器10的動(dòng)作。
首先，說(shuō)明對(duì)第1電極對(duì)22和第2電極對(duì)24施加了預(yù)定電場(chǎng)時(shí)的 光偏轉(zhuǎn)器10的動(dòng)作。
圖3 (A)是用于說(shuō)明光L的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的俯視圖。圖3 (B) 和圖3 (C)是從箭頭B方向觀察圖3 (A)的側(cè)視圖。
在第1電極對(duì)22中，考慮對(duì)第l表面電極22a施加正電壓、將第l 背面電極22b接地的情況。另外，在該情況下，假定在第2電極對(duì)24和 第3電極對(duì)26之間沒(méi)有施加電場(chǎng)。在通過(guò)施加電壓而被施加電場(chǎng)的作用 區(qū)域中，折射率按照以下方式變化。但是，在沒(méi)有施加電壓因而沒(méi)有產(chǎn) 生電場(chǎng)的非作用區(qū)域中，折射率恒定。
在該情況下，通過(guò)從第1背面電極22b向電光物質(zhì)12注入電子，第
1背面電極22b側(cè)的電場(chǎng)減弱。另一方面，在第l表面電極22a側(cè)，由于 注入電子的電荷，電場(chǎng)增強(qiáng)而折射率減小。其結(jié)果，如圖3 (B)所示， 由于伴隨電荷注入的克爾效應(yīng)，電光物質(zhì)12的折射率按照從第1表面電 極22a向第1背面電極22b線性增加的方式分布。
其結(jié)果，如圖3 (A)所示，第1區(qū)域16的折射率減小到比周?chē)?電光物質(zhì)12的區(qū)域小。由此，如圖3 (A)所示，從第1面16c入射到 第l區(qū)域16的光L從第2面16d出射。在光L從第2面16d出射時(shí)，由
于折射率的不連續(xù)而向圖面右側(cè)折射、即偏轉(zhuǎn)。即，在該情況下，在第l 面16c (入射界面)和第2面16d (出射界面)中的第2面16d上，光L
在水平方向上偏轉(zhuǎn)。
此外，如圖3 (B)所示，電光物質(zhì)12在第1區(qū)域16內(nèi)部具有從第 1表面電極22a向第1背面電極22b線性增加的折射率分布。結(jié)果，光L 按照該折射率分布，在通過(guò)第1區(qū)域16時(shí)向深度方向下側(cè)折射、即偏轉(zhuǎn)。 因此，來(lái)自第1區(qū)域16的出射光在水平方向的偏振和與水平方向正交的 方向的偏振組合而成的方向上行進(jìn)。由此，出射光相對(duì)于入射光三維偏 轉(zhuǎn)。
另外，在圖3 (A)和(B)的例子中，沒(méi)有對(duì)第2電極對(duì)24和第3 電極對(duì)26施加電場(chǎng)，因此，在第2區(qū)域18和第3區(qū)域20中，光L直線 前進(jìn)而不偏轉(zhuǎn)，在從另一個(gè)端面12b出射時(shí)發(fā)生折射。
至此，說(shuō)明了將第1表面電極22a取為正極、將第1背面電極22b 接地的情況。圖3 (C)表示對(duì)于深度方向施加與上述相反方向的電場(chǎng)的 情況，即將第1背面電極22b取為正極、將第1表面電極22a接地時(shí)的 光L的偏轉(zhuǎn)情況。
在該情況下，如圖3 (C)所示，電光物質(zhì)12的折射率按照從第1 表面電極22a向第1背面電極22b線性減小的方式分布。
其結(jié)果，光L在水平方向上的偏轉(zhuǎn)與圖3 (A)相同，而光L在深度 方向上的偏轉(zhuǎn)與圖3 (B)相反。g卩，光L按照第1區(qū)域16的折射率分 布而向深度方向上側(cè)偏轉(zhuǎn)。
接著，參照?qǐng)D4 (A)和(B)說(shuō)明僅對(duì)第2電極對(duì)24施加電場(chǎng)的情 況。圖4(A)是用于說(shuō)明光L的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的俯視圖。圖4(B) 是從箭頭C方向觀察圖4 (A)的側(cè)視圖。另夕卜，在圖4 (A)和(B)中， 假定沒(méi)有對(duì)第1電極對(duì)22和第3電極對(duì)26施加電場(chǎng)。在通過(guò)施加電壓 而被施加電場(chǎng)的作用區(qū)域中，折射率按照以下方式變化。但是，在沒(méi)有 施加電壓因而沒(méi)有產(chǎn)生電場(chǎng)的非作用區(qū)域中，折射率恒定。
即使在對(duì)第2電極對(duì)24施加了電場(chǎng)的情況下，也與第1電極對(duì)22 的情況相同。更詳細(xì)地說(shuō)，將第2表面電極24a取為正極、將第2背面 電極24b接地時(shí)在第2區(qū)域18產(chǎn)生的折射率分布與第1區(qū)域16相同。 即，由于伴隨電荷注入的克爾效應(yīng)，電光物質(zhì)12的折射率按照從第2表 面電極24a向第2背面電極24b線性增加的方式分布。并且，第2區(qū)域 18的折射率減小到比周?chē)碾姽馕镔|(zhì)12小。
其結(jié)果，如圖4 (A)所示，對(duì)于水平方向，從第3面18c入射到第 2區(qū)域18的光L在第3面18c上向圖面左側(cè)折射、即偏轉(zhuǎn)，在第2區(qū)域 18中直線前進(jìn)。而且，在從第4面18d出射時(shí)，進(jìn)一步向圖面左側(cè)偏轉(zhuǎn)。 即，在該情況下，在第3面18c (入射界面)和第4面18d (出射界面) 的雙方，光L在水平方向上偏轉(zhuǎn)。
此外，如圖4 (B)所示，對(duì)于深度方向，在第2區(qū)域18中傳播的 光L與第1區(qū)域相同，按照第2區(qū)域18的折射率分布，在通過(guò)第2區(qū)域 時(shí)向深度方向下側(cè)折射、即偏轉(zhuǎn)。
此外，雖然沒(méi)有圖示，但在使電場(chǎng)方向相反的情況下、即將第2表 面電極24a接地、將第2背面電極24b取為正極的情況下，也與第1區(qū) 域16相同。即，水平方向上的偏轉(zhuǎn)方向與圖4 (A)相同，但在深度方 向上偏轉(zhuǎn)方向成為與圖4 (B)相反的方向，光L向深度方向上側(cè)偏轉(zhuǎn)。
接著，參照?qǐng)D5 (A)和(B)說(shuō)明對(duì)第1電極對(duì)22和第2電極對(duì) 24同時(shí)施加相同方向且相同大小的電場(chǎng)的情況。另外，在該情況下，假 定沒(méi)有對(duì)第3電極對(duì)26施加電場(chǎng)。在通過(guò)施加電壓而被施加電場(chǎng)的作用 區(qū)域中，折射率按照以下方式變化。但是，在沒(méi)有施加電壓因而沒(méi)有產(chǎn) 生電場(chǎng)的非作用區(qū)域中，折射率恒定。圖5 (A)是用于說(shuō)明光L的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器10的俯視圖，圖
5 (B)是表示沿著圖5 (A)中的線D的剖面切口的圖。
在此，考慮將第1表面電極22a和第2表面電極24a取為正極、將 第1背面電極22b和第2背面電極24b接地的情況。
此時(shí)，如圖5 (A)所示，在水平方向上觀察時(shí)，可以說(shuō)，由于第l 區(qū)域16和第2區(qū)域18合并，三角棱鏡形狀消失。即，形成具有光L垂 直入射的第1面16c和第4面18d的、平面形狀為長(zhǎng)方形狀的四棱柱形 的合并區(qū)域。其結(jié)果，在該合并區(qū)域中光L不會(huì)偏轉(zhuǎn)。
如圖5 (B)所示，關(guān)于深度方向，光L在第1區(qū)域16和第2區(qū)域 18的雙方向深度方向下側(cè)偏轉(zhuǎn)。由此，光L與第1區(qū)域16或者第2區(qū)域 18單獨(dú)的情況相比，以更大的偏轉(zhuǎn)角向深度方向下側(cè)偏轉(zhuǎn)。
另外，雖然沒(méi)有圖示，但在使電場(chǎng)方向相反的情況下、即將第1表 面電極22a和第2表面電極24a接地、將第1背面電極22b和第2背面 電極24b取為正極的情況下，光L在深度方向上的偏轉(zhuǎn)方向與圖5 (B) 相反。即，在該情況下，光L不在水平方向上偏轉(zhuǎn)，但在深度方向上， 與第1區(qū)域16或者第2區(qū)域18單獨(dú)的情況相比，以更大的偏轉(zhuǎn)角向深 度方向上側(cè)偏轉(zhuǎn)。
接著，參照?qǐng)D6 (A) (C)說(shuō)明對(duì)第1電極對(duì)22和第3電極對(duì) 26施加預(yù)定電場(chǎng)時(shí)的光偏轉(zhuǎn)器10的動(dòng)作。
圖6 (A)是用于說(shuō)明光L的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器10的俯視圖，圖
6 (B)和圖6 (C)是從箭頭B方向觀察圖6 (A)的側(cè)視圖。
如圖6 (A)所示，在第3區(qū)域20中，與光L的入射界面對(duì)應(yīng)的側(cè) 面即第5面20c和與光L的出射界面對(duì)應(yīng)的側(cè)面即第6面20d平行延伸。 因此，在第3區(qū)域20中，光L不在水平方向上偏轉(zhuǎn)。即，第3區(qū)域20 僅在深度方向上將光L偏轉(zhuǎn)。
圖6 (B)表示對(duì)第3電極對(duì)26施加的施加電場(chǎng)和對(duì)第1電極對(duì)22 施加的施加電場(chǎng)相同方向且相同大小的情況。更詳細(xì)地說(shuō)，在圖6 (B) 中，將第1表面電極22a取為正極，將第1背面電極22b接地，并且， 將第3表面電極26a取為正極，將第3背面電極26b接地。
在該情況下，如圖6 (A)所示，光L通過(guò)第1區(qū)域16向圖面右側(cè)
偏轉(zhuǎn)而入射到第3區(qū)域20。而且，入射到第3區(qū)域20的光L在該區(qū)域 20中不在水平方向偏轉(zhuǎn)而直線前進(jìn)。但是，光L在第3區(qū)域20中在深度 方向偏轉(zhuǎn)。即，第3區(qū)域20和第1區(qū)域16的深度方向的折射率分布相 同，分別具有從第l主面12c向第2主面12d增加的分布。由此，在第l 區(qū)域16中，向深度方向下側(cè)偏轉(zhuǎn)的光L入射到第3區(qū)域20，進(jìn)一步向深
度方向下側(cè)偏轉(zhuǎn)并出射。
圖6 (C)表示對(duì)第3電極對(duì)26施加的施加電場(chǎng)和對(duì)第1電極對(duì)22 施加的施加電場(chǎng)相反方向且相同大小的情況。更詳細(xì)地說(shuō)，在圖6 (C) 中，將第1表面電極22a取為正極，將第1背面電極22b接地，并且， 將第3表面電極26a接地，將第3背面電極26b取為正極。
在該情況下，在第3區(qū)域20和第1區(qū)域16中，折射率分布相反。 由此，在第1區(qū)域16中向下偏轉(zhuǎn)的光L在第3區(qū)域20中向上偏轉(zhuǎn)，結(jié) 果，光L以不在深度方向偏轉(zhuǎn)的狀態(tài)出射。 (效果)
這樣，本實(shí)施方式的光偏轉(zhuǎn)器10能夠利用在電光物質(zhì)12的第1主 面12c和第2主面12d設(shè)置電極這樣的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，將光L在三維方向(水 平方向和深度方向的雙方)偏轉(zhuǎn)。
此外，本實(shí)施方式的光偏轉(zhuǎn)器10僅在電光物質(zhì)12的第1主面12c 和第2主面12d設(shè)置有電極。其結(jié)果，能夠直接利用光刻技術(shù)等半導(dǎo)體 器件的制造方法來(lái)制作光偏轉(zhuǎn)器10。結(jié)果，光偏轉(zhuǎn)器的量產(chǎn)性提高。 (設(shè)計(jì)條件等)
另外，當(dāng)存在于第1主面12c的第1~第3表面電極22a、 24a以及 26a相互接近時(shí)，施加的電場(chǎng)彼此可能產(chǎn)生干擾。這一點(diǎn)在存在于第2主 面12d的第1 第3背面電極22b、 24b以及26b中也同樣。
為了避免該電場(chǎng)的干擾，優(yōu)選的是，第1 第3表面電極22a、 24a 以及26a分別隔開(kāi)電光物質(zhì)的厚度(深度方向的長(zhǎng)度)以上地配置。這 一點(diǎn)在第1 第3背面電極22b、 24b以及26b中也同樣。
此外，在由于尺寸上的問(wèn)題而無(wú)法隔開(kāi)配置第l 第3表面電極22a、
24a以及26a (第1 第3背面電極22b、 24b以及26b)的情況下，也可 以在這些電極之間設(shè)置槽。通過(guò)這樣地構(gòu)成，也能夠防止各電極22a、 24a 以及26a (22b、 24b以及26b)之間的電場(chǎng)干擾。另外，能夠應(yīng)用在半導(dǎo) 體器件制造中使用的、以往公知的刻?；蛘吒煽痰燃夹g(shù)，簡(jiǎn)單地制作該 槽。
此外，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了在光偏轉(zhuǎn)器10設(shè)置有3個(gè)電極對(duì) 22、 24以及26的情況。但是，電極對(duì)的個(gè)數(shù)不限于3個(gè)。可根據(jù)設(shè)計(jì)取 任意適當(dāng)?shù)膫€(gè)數(shù)。
此外，為了在第3區(qū)域20中產(chǎn)生與第1區(qū)域16或者第2區(qū)域18相 同程度的深度方向的偏轉(zhuǎn)，可使第3電極對(duì)26沿著光傳播方向的長(zhǎng)度比 第1電極對(duì)22和第2電極對(duì)24的全長(zhǎng)短。具體地說(shuō)，可使第3電極對(duì) 26沿著光傳播方向的長(zhǎng)度與光L在第1區(qū)域16或者第2區(qū)域18中實(shí)際 傳播的長(zhǎng)度相同程度，優(yōu)選的是，例如第1區(qū)域16和第2區(qū)域18的1/2 左右。
(應(yīng)用例)
接著，參照?qǐng)D7說(shuō)明作為光偏轉(zhuǎn)器10的應(yīng)用例的光偏轉(zhuǎn)器陣列。
圖7是概略地表示光偏轉(zhuǎn)器陣列的結(jié)構(gòu)的立體圖。
參照?qǐng)D7，光偏轉(zhuǎn)器陣列28是在配置于基板上的作為大面積平行平 板的電光物質(zhì)13上并列裝入多個(gè)實(shí)施方式1的光偏轉(zhuǎn)器10 (圖2)而成 的。這可通過(guò)在光偏轉(zhuǎn)器10中僅在電光元件12的第1主面12c和第2 主面12d設(shè)置電極來(lái)實(shí)現(xiàn)。g口，在光偏轉(zhuǎn)器10中，由于在第l主面12c 和第2主面12d以外的側(cè)面不存在電極等構(gòu)造體，從而可在公共的電光 物質(zhì)13上裝入多個(gè)光偏轉(zhuǎn)器10。 ，
這樣，光偏轉(zhuǎn)器10在第1主面12c和第2主面12d以外的側(cè)面不具 有電極等，因此能夠簡(jiǎn)單地集成化。此外，光偏轉(zhuǎn)器陣列28在制造時(shí)能 夠直接應(yīng)用在半導(dǎo)體器件中使用的光刻技術(shù)，因此在成本方面優(yōu)良。 (實(shí)施方式2)
參照?qǐng)D8 10說(shuō)明實(shí)施方式2的光偏轉(zhuǎn)器。 (構(gòu)造)
圖8是表示光偏轉(zhuǎn)器的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。另外，在圖8中，為了 防止附圖變得繁雜，電極忽略厚度而描繪成平面。
本實(shí)施方式的光偏轉(zhuǎn)器32除了電光物質(zhì)12中形成的區(qū)域的形狀和 配置不同以外，與實(shí)施方式1的光偏轉(zhuǎn)器10同樣地構(gòu)成。因此，以下主 要說(shuō)明它們的不同點(diǎn)。
光偏轉(zhuǎn)器32具有電光物質(zhì)12、和設(shè)置在電光物質(zhì)12內(nèi)部的3個(gè)作 用區(qū)域34。
3個(gè)作用區(qū)域34沿著光L的傳播方向在電光物質(zhì)12中順序設(shè)置。 這些作用區(qū)域34從光的傳播方向的上游側(cè)起，按照第l區(qū)域36、第2區(qū) 域38以及第3區(qū)域40的順序配置。
第3區(qū)域40進(jìn)一步被分割成2個(gè)子區(qū)域42和43。將這些子區(qū)域分 別稱作第1子區(qū)域42和第2子區(qū)域43。詳情將在后面說(shuō)明，第1子區(qū)域 42和第2子區(qū)域43的形狀相互全等，并且，各自的第1區(qū)域36和第2 區(qū)域38的形狀也全等。另外，第1子區(qū)域42和第2子區(qū)域43對(duì)應(yīng)于上 述"第3區(qū)域"。
在第1區(qū)域36上設(shè)置有第1表面電極44a和第1背面電極44b。以 下，在無(wú)需特別區(qū)分兩個(gè)電極44a和44b的情況下，稱作"第1電極對(duì) 44"。
第1表面電極44a的平面形狀是等腰三角形，使其底邊與光L的傳 播方向平行，設(shè)置在第1主面12c上。在此，將設(shè)置有第1表面電極44a 的第1主面12c的區(qū)域稱作"第1區(qū)域36的一個(gè)端面36a"。
第1背面電極44b的形狀與第1表面電極44a全等，設(shè)置在第2主 面12d上。g卩，第1背面電極44b被配置在與第1表面電極44a向第2 主面12d的正投影相等的區(qū)域。在此，將設(shè)置有第1背面電極44b的第2 主面12d的區(qū)域稱作"第1區(qū)域36的另一個(gè)端面36b"。
這樣，第1區(qū)域36是由第1表面電極44a和第1背面電極44b夾著 的電光物質(zhì)12的區(qū)域、即由一個(gè)端面36a和另一個(gè)端面36b之間的電光 物質(zhì)12構(gòu)成的直三棱柱狀的區(qū)域。
第1區(qū)域36具有與光L向第1區(qū)域36入射的入射界面對(duì)應(yīng)的側(cè)面
即第l面36c。第1面36c位于電光物質(zhì)12的一個(gè)端面12a側(cè)，光L以 直角以外的角度入射。
此外，第1區(qū)域36具有與光L從第1區(qū)域36出射的出射界面對(duì)應(yīng) 的側(cè)面即第2面36d。第2面36d位于電光物質(zhì)12的另一個(gè)端面12b偵ij。 在該結(jié)構(gòu)例中，第2面36d是相對(duì)于第1面36c不平行地延伸的側(cè)面。 來(lái)自第1面36c的光L在第2面36d以直角以外的角度出射。
此外，在第1區(qū)域36中，第1面36c和第2面36d以外的側(cè)面36e 與電光物質(zhì)12的側(cè)面平行地延伸。
在第2區(qū)域38上設(shè)置有第2表面電極46a和第2背面電極46b。以 下，在無(wú)需特別區(qū)分兩個(gè)電極46a和46b的情況下，稱作"第2電極對(duì) 46"。
第2表面電極46a的平面形狀是與第1表面電極44a全等的等腰三 角形，使其底邊與光L的傳播方向平行，設(shè)置在第l主面12c上。在此， 將設(shè)置有第2表面電極46a的第1主面12c的區(qū)域稱作"第2區(qū)域38的 一個(gè)端面38a"。
第2背面電極46b的形狀與第2表面電極46a全等，設(shè)置在第2主 面12d上。即，第2背面電極46b被配置在與第2表面電極46a向第2 主面12d的正投影相等的區(qū)域。在此，將設(shè)置有第2背面電極46b的第2 主面12d的區(qū)域稱作"第2區(qū)域38的另一個(gè)端面38b"。
這樣，第2區(qū)域38是由第2表面電極46a和第2背面電極46b夾著 的電光物質(zhì)12的區(qū)域、即由一個(gè)端面38a和另一個(gè)端面38b之間的電光 物質(zhì)12構(gòu)成的直三棱柱狀的區(qū)域。
第2區(qū)域38具有與光L向第2區(qū)域38入射的入射界面對(duì)應(yīng)的側(cè)面 即第3面38c。第3面38c位于電光物質(zhì)12的一個(gè)端面12a側(cè)，光L以
直角以外的角度入射。
此外，第2區(qū)域38具有與光L從第2區(qū)域38出射的出射界面對(duì)應(yīng) 的側(cè)面即第4面38d。第4面38d位于電光物質(zhì)12的另一個(gè)端面12b側(cè)。 在該結(jié)構(gòu)例中，第4面38d相對(duì)于第3面38c不平行地延伸。來(lái)自第3 面38c的光L在第4面38d以直角以外的角度出射。
此外，在第2區(qū)域38中，第1面38c和第2面38d以外的側(cè)面38e 與電光物質(zhì)12的側(cè)面平行地延伸。
第3區(qū)域40包括第1子區(qū)域42和第2子區(qū)域43 。
第1子區(qū)域42具有與第1區(qū)域36全等的立體形狀，設(shè)置在將第1 區(qū)域36在光L的傳播方向上平行移動(dòng)的位置。
在第1子區(qū)域42上設(shè)置有第1子表面電極48a和第1子背面電極 48b。以下，在無(wú)需特別區(qū)分兩個(gè)電極48a和48b的情況下，稱作"第1 子電極對(duì)48"。
第1子表面電極48a的平面形狀是與第1表面電極44a全等的等腰 三角形，使其底邊與光L的傳播方向平行，設(shè)置在第l主面12c上。在 此，將設(shè)置有第1子表面電極48a的第1主面12c的區(qū)域稱作"第1子 區(qū)域42的一個(gè)端面42a"。
第1子背面電極48b的形狀與第1子表面電極48a全等，設(shè)置在第2 主面12d上。即，第1子背面電極48b被配置在與第1子表面電極48a 向第2主面12d的正投影相等的區(qū)域。在此，將設(shè)置有第1子背面電極 48b的第2主面12d的區(qū)域稱作"第1子區(qū)域42的另一個(gè)端面42b"。
這樣，第1子區(qū)域42是由第1子表面電極48a和第1子背面電極48b 夾著的電光物質(zhì)12的區(qū)域、即由一個(gè)端面42a和另一個(gè)端面42b之間的 電光物質(zhì)12構(gòu)成的直三棱柱狀的區(qū)域。
第1子區(qū)域42具有與光L向第1子區(qū)域42入射的入射界面對(duì)應(yīng)的 側(cè)面即第1子面42c。第1子面42c位于電光物質(zhì)12的一個(gè)端面12a側(cè)， 光L以直角以外的角度入射。另外，在此第1子面42c對(duì)應(yīng)于上述"第3 區(qū)域40的第5面"。
此外，第1子區(qū)域42具有與光L從第1子區(qū)域42出射的出射界面 對(duì)應(yīng)的側(cè)面即第2子面42d。第2子面42d位于電光物質(zhì)12的另一個(gè)端 面12b側(cè)。在該結(jié)構(gòu)例中，第2子面42d相對(duì)于第1子面42c不平行地 延伸。在第2子面42d中，來(lái)自第1子面42c的光L以直角以外的角度 出射。
此外，在第1子區(qū)域42中，第l子面42c和第2子面42d以外的側(cè)
面42e與電光物質(zhì)12的側(cè)面平行地延伸。
第2子區(qū)域43具有與第2區(qū)域38全等的立體形狀，設(shè)置在將第2 區(qū)域38在光L的傳播方向上平行移動(dòng)的位置。
在第2子區(qū)域43上設(shè)置有第2子表面電極50a和第2子背面電極 50b。以下，在無(wú)需特別區(qū)分兩個(gè)電極50a和50b的情況下，稱作"第2 子電極對(duì)50"。
第2子表面電極50a的平面形狀是與第2表面電極46a全等的等腰 三角形，使其底邊與光L的傳播方向平行，設(shè)置在第1主面12c上。在 此，將設(shè)置有第2子表面電極50a的第1主面12c的區(qū)域稱作"第2子 區(qū)域43的一個(gè)端面43a"。
第2子背面電極50b的形狀與第2子表面電極50a全等，設(shè)置在第2 主面12d上。即，第2子背面電極50b被配置在與第2子表面電極50a 向第2主面12d的正投影相等的區(qū)域。在此，將設(shè)置有第2子背面電極 50b的第2主面12d的區(qū)域稱作"第2子區(qū)域43的另一個(gè)端面43b"。
這樣，第2子區(qū)域43是由第2子表面電極50a和第2子背面電極50b 夾著的電光物質(zhì)12的區(qū)域、即由一個(gè)端面43a和另一個(gè)端面43b之間的 電光物質(zhì)12構(gòu)成的直三棱柱狀的區(qū)域。
第2子區(qū)域43具有與光L向第2子區(qū)域43入射的入射界面對(duì)應(yīng)的 側(cè)面即第3子面43c。第3子面43c位于電光物質(zhì)12的一個(gè)端面12a頂ij， 光L以直角以外的角度入射。
此外，第2子區(qū)域43具有與光L從第1子區(qū)域43出射的出射界面 對(duì)應(yīng)的側(cè)面即第4子面43d。第4子面43d位于電光物質(zhì)12的另一個(gè)端 面12b側(cè)。在該結(jié)構(gòu)例中，第4子面43d相對(duì)于第3子面43c不平行地 延伸。此外，在第4子面43d中，來(lái)自第3子面43c的光L以直角以外 的角度出射。另外，在此第4子面43d對(duì)應(yīng)于上述"第3區(qū)域40的第6 面"。
此外，在第2子區(qū)域43中，第3子面43c和第4子面43d以外的側(cè) 面43e與電光物質(zhì)12的側(cè)面平行地延伸。 (動(dòng)作) 接著，參照?qǐng)D9說(shuō)明光偏轉(zhuǎn)器32的動(dòng)作。
圖9 (A)是用于說(shuō)明光L的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的俯視圖。圖9 (B) 是表示沿著圖9 (A)的線D的剖面切口的圖。
圖9 (A)表示對(duì)第1電極對(duì)44的第1表面電極44a施加正電壓， 將第1背面電極44b接地，并且，將第1子表面電極48a接地，對(duì)第1 子背面電極48b施加正電壓的情況。
在該情況下，基于與實(shí)施方式l相同的理由，在第1區(qū)域36中，電 光物質(zhì)12的折射率在深度方向線性分布，即按照從第1表面電極44a向 第l背面電極44b增加的方式分布。相反地，在第1子區(qū)域42中，電光 物質(zhì)12的折射率在深度方向線性分布，即按照從第1子表面電極48a向 第1子背面電極48b減小的方式分布。
綜上所述，第1區(qū)域36和第1子區(qū)域42的折射率減小到比周?chē)?電光物質(zhì)12小。
由此，如圖9(A)所示，在水平方向上，入射到第1區(qū)域36的光L 首先每當(dāng)通過(guò)第1面36c和第2面36d時(shí)向圖面左側(cè)折射。g卩，在該情 況下，在第l面36c (入射界面)和第2面36d (出射界面)的雙方，光 L在水平方向偏轉(zhuǎn)。
從第1區(qū)域36出射的光不偏轉(zhuǎn)地在第2區(qū)域38中直線前進(jìn)，入射 到第1子區(qū)域42。如上所述，第1子區(qū)域42的折射率也減小到比周?chē)?電光物質(zhì)12小，因此，光L在第l子面42c和第2子面42d中向圖面左 側(cè)折射、出射。S卩，在該情況下，在第l子面42c (入射界面)和第2子 面42d (出射界面)的雙方，光L在水平方向偏轉(zhuǎn)。
綜上所述，在水平方向上，光L在第1區(qū)域36和第1子區(qū)域42向 相同方向(圖面左側(cè))偏轉(zhuǎn)。
另一方面，如圖9 (B)所示，在深度方向上，在第1區(qū)域36中， 光L按照在深度方向線性增加的折射率分布，向深度方向下側(cè)折射，從 第1區(qū)域36出射。而且，不偏轉(zhuǎn)地在第2區(qū)域38中直線前進(jìn)，入射到 第1子區(qū)域42。不過(guò)，第1子區(qū)域42在深度方向上的折射率分布與第1 區(qū)域36相反，在深度方向線性減小。由此，在第1子區(qū)域42中，光L
向深度方向上側(cè)折射。即，光L在第1子區(qū)域42受到與在第1區(qū)域36
受到的向深度方向下側(cè)的偏轉(zhuǎn)相反方向的偏轉(zhuǎn)。結(jié)果，光L不在深度方 向偏轉(zhuǎn)地從光偏轉(zhuǎn)器32出射。
接著，參照?qǐng)DIO說(shuō)明對(duì)第1區(qū)域36和第2區(qū)域38施加相同方向的 電場(chǎng)、且不對(duì)第1子區(qū)域42和第2子區(qū)域43施加電場(chǎng)的情況。
圖10 (A)是用于說(shuō)明光L的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的俯視圖。圖10 (B)是表示沿著圖IO (A)的線D的剖面切口的圖。
如圖10 (A)和(B)所示，在對(duì)第l表面電極44a和第2表面電極 46a施加正電壓、將第1背面電極44b和第2背面電極46b接地、且不對(duì) 第1子區(qū)域42和第2子區(qū)域43施加電場(chǎng)的情況下，光L不在水平方向 偏轉(zhuǎn)而僅向深度方向下側(cè)大幅偏轉(zhuǎn)。
雖然沒(méi)有圖示，但在與上述相反地施加電場(chǎng)的情況下，即，在將第 1表面電極44a和第2表面電極46a接地、對(duì)第1背面電極44b和第2背 面電極46b施加正電壓、且不對(duì)第1子區(qū)域42和第2子區(qū)域43施加電 場(chǎng)的情況下，光L不在水平方向偏轉(zhuǎn)而僅向深度方向上側(cè)大幅偏轉(zhuǎn)。.
接著，參照?qǐng)D11說(shuō)明對(duì)第2區(qū)域38和第2子區(qū)域43施加相同方向 的電場(chǎng)、且不對(duì)第1區(qū)域36和第1子區(qū)域42施加電場(chǎng)的情況。
圖ll (A)是用于說(shuō)明光L的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的俯視圖。圖ll (B)是表示沿著圖ll (A)的線D的剖面切口的圖。
如圖11 (A)和圖11 (B)所示，在將第2表面電極46a和第2子 表面電極50a接地、對(duì)第2背面電極46b和第2子背面電極50b施加正 電壓、且不對(duì)第1區(qū)域36和第1子區(qū)域42施加電場(chǎng)的情況下，可使光L 向水平方向右側(cè)且深度方向上側(cè)偏轉(zhuǎn)。 '
雖然沒(méi)有圖示，但在與上述相反地施加電場(chǎng)的情況下，即，在對(duì)第 2表面電極46a和第2子表面電極50a施加正電壓、將第2背面電極46b 和第2子背面電極50b接地、且不對(duì)第1區(qū)域36和第1子區(qū)域42施加 電場(chǎng)的情況下,可使光L向水平方向左側(cè)且深度方向下側(cè)偏轉(zhuǎn)。 (效果、設(shè)計(jì)條件以及應(yīng)用例)
這樣構(gòu)成的光偏轉(zhuǎn)器32具有與實(shí)施方式1的光偏轉(zhuǎn)器10相同的效
果。
此外，在光偏轉(zhuǎn)器32中，與光偏轉(zhuǎn)器10的情況相同，為了防止電 極的電場(chǎng)干擾，優(yōu)選的是，使各電極隔開(kāi)電光物質(zhì)12的厚度以上，或者 在各電極之間設(shè)置槽。
此外，與光偏轉(zhuǎn)器10的情況相同，設(shè)置于光偏轉(zhuǎn)器32的電極對(duì)44、 46、 48以及50不限于4對(duì)?？筛鶕?jù)設(shè)計(jì)取任意適當(dāng)?shù)膫€(gè)數(shù)。例如，可以 將電極對(duì)44、 46、 48以及50的組沿著光L的傳播方向在電光物質(zhì)12上 順序設(shè)置2組以上。
此外，光偏轉(zhuǎn)器32與光偏轉(zhuǎn)器10的情況相同，可進(jìn)行陣列化。 (實(shí)施方式3)
以下，參照?qǐng)D12 圖16說(shuō)明實(shí)施方式3的光偏轉(zhuǎn)器。
實(shí)施方式3的光偏轉(zhuǎn)器在利用普克爾效應(yīng)進(jìn)行光偏轉(zhuǎn)這一點(diǎn)上不同 于實(shí)施方式1和2的光偏轉(zhuǎn)器。
在此，"普克爾效應(yīng)"是指介質(zhì)的折射率與施加在該介質(zhì)上的電場(chǎng)的 強(qiáng)度成正比地變化的效應(yīng)。
圖12是表示光偏轉(zhuǎn)器的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。另外，在圖12中，為 了防止附圖變得繁雜，電極忽略厚度而描繪成平面。
參照?qǐng)D12，光偏轉(zhuǎn)器52具有電光物質(zhì)54、和設(shè)置在電光物質(zhì)54內(nèi) 部的2個(gè)以上的作用區(qū)域56。
光偏轉(zhuǎn)器52除了以下列出的點(diǎn)之外，具有與實(shí)施方式1的光偏轉(zhuǎn)器 IO相同的構(gòu)造。
(1) 作為電光物質(zhì)54，使用電光系數(shù)在深度方向上線性分布的電 光物質(zhì)。
(2) 相對(duì)于各表面電極62a和64a，僅公共設(shè)置1個(gè)背面電極66。
(3) 不存在光偏轉(zhuǎn)器10中設(shè)置的第3區(qū)域20。
(4) 各表面電極62a、 64a和背面電極66不是歐姆電極。或者，相 對(duì)于載流子注入為相反偏置。
因此，以下主要說(shuō)明它們的不同點(diǎn)。
電光物質(zhì)54是兩個(gè)端面54a和54b的平面形狀為正方形狀的四棱柱。
端面54a成為向電光物質(zhì)54輸入沿著傳播方向(圖中箭頭A)的光L的 面。以下，將端面54a也稱作"一個(gè)端面54a"。此外，端面54b成為從 電光物質(zhì)54輸出光L的面。以下，將端面54b稱作"另一個(gè)端面54b"。
此外，電光物質(zhì)54具有形成有后述的第l表面電極62a和第2表面 電極64a的第1主面54c、形成有后述的背面電極66的第2主面54d。 以后，將從第l主面54c向第2主面54d的方向稱作"深度方向"，在第 l主面54c的面內(nèi)，將與深度方向正交的方向稱作"水平方向"。
在預(yù)先按照沿著深度方向使得電光系數(shù)的分布成為線性的方式形成 這一點(diǎn)上，電光物質(zhì)54不同于實(shí)施方式1和2的電光物質(zhì)12。
更詳細(xì)地說(shuō)，電光物質(zhì)54通過(guò)在深度方向改變組成等，預(yù)先使深度 方向上的電光系數(shù)的分布線性增加。作為這樣的材料，優(yōu)選的是，例如 可使用在KTa!.xNbx03 (其中，X滿足(KX〈1)中使X的值在深度方向上 線性增加而成的材料。
在對(duì)這樣的電光物質(zhì)54施加電場(chǎng)時(shí)，根據(jù)普科爾效應(yīng)，可利用施加 電場(chǎng)的正負(fù)來(lái)控制折射率變化的方向。即，利用施加電場(chǎng)的正負(fù)，既可 使電光物質(zhì)的折射率分布在深度方向上線性增加(施加電壓正)，也可 相反地使其線性減小(施加電壓負(fù))。
另外，作為這樣預(yù)先使電光系數(shù)在深度方向上線性變化而成的電光 物質(zhì)54，除了上述K丁a^Nbx03以夕卜，可使用使組成在深度方向上線性變 化而成的、InGaAsP等化合物半導(dǎo)體。此外，作為電光物質(zhì)54，可使用 極化或者晶格反轉(zhuǎn)區(qū)域占的比例在深度方向上線性變化的LiNb03等材 料。
作用區(qū)域56沿著光L的傳播方向在電光物質(zhì)54中順序設(shè)置有2個(gè)。 這些作用區(qū)域56從光的傳播方向的上游側(cè)起，按照第1區(qū)域58、第2區(qū) 域60的順序配置。
設(shè)置在第1區(qū)域58上的第1表面電極62a的平面形狀是直角三角形， 設(shè)置于第1主面54c上。在此，將設(shè)置有第1表面電極62a的第1主面 54c的區(qū)域稱作"第1區(qū)域58的一個(gè)端面58a"。此外，將由第1表面電 極62a向第2主面54d的正投影給出的區(qū)域稱作"第1區(qū)域58的另一個(gè)端面58b"。
第1區(qū)域58是由一個(gè)端面58a和另一個(gè)端面58b之間的電光物質(zhì)54 構(gòu)成的直三棱柱狀的區(qū)域。
第1區(qū)域58具有與光L向第1區(qū)域58入射的入射界面對(duì)應(yīng)的側(cè)面 即第l面58c。第l面58c位于電光物質(zhì)54的一個(gè)端面54a側(cè)，光L垂 直入射。
此外，第1區(qū)域58具有與光L從第1區(qū)域58出射的出射界面對(duì)應(yīng) 的側(cè)面即第2面58d。第2面58d位于電光物質(zhì)54的另一個(gè)端面54b側(cè)。 在該結(jié)構(gòu)例中，第2面58d是沿著直角三角形的第1表面電極62a的斜 邊形成的側(cè)面。此外，第2面58d相對(duì)于第1面58c不平行地延伸。在 第2面58d中，來(lái)自第1面58c的光L以直角以外的角度出射。
此外，在第1區(qū)域58中，第l面58c和第2面58d以外的側(cè)面58e 與電光物質(zhì)54的側(cè)面平行地延伸。
設(shè)置在第2區(qū)域60上的第2表面電極64a是平面形狀與第1表面電 極62a全等的直角三角形，設(shè)置于第l主面54c上。在此，將設(shè)置有第2 表面電極64a的第1主面54c的區(qū)域稱作"第2區(qū)域60的一個(gè)端面60a"。 此外，將由第2表面電極64a向第2主面54d的正投影給出的區(qū)域稱作 "第2區(qū)域60的另一個(gè)端面60b"。
第2區(qū)域60是由一個(gè)端面60a和另一個(gè)端面60b之間的電光物質(zhì)54 構(gòu)成的直三棱柱狀的區(qū)域。
第2區(qū)域60具有與光L向第2區(qū)域60入射的入射界面對(duì)應(yīng)的側(cè)面 即第3面60c。第3面60c位于電光物質(zhì)54的一個(gè)端面54a側(cè)，是沿著 第2表面電極64a的斜邊形成的側(cè)面，相對(duì)于第4面60d不平行地延伸， 并且，光L以直角以外的角度入射。
此外，第2區(qū)域60具有與光L從第2區(qū)域60出射的出射界面對(duì)應(yīng) 的側(cè)面即第4面60d。在該結(jié)構(gòu)例中，第4面60d位于電光物質(zhì)54的另 一個(gè)端面54b側(cè)。在第4面60d中，來(lái)自第3面60c的光L垂直出射。
此外，在第2區(qū)域60中，第3面60c和第4面60d以外的側(cè)面60e 與電光物質(zhì)54的側(cè)面平行地延伸。
在此，說(shuō)明第l區(qū)域58和第2區(qū)域60的位置關(guān)系。這些區(qū)域58和 60各自對(duì)應(yīng)的面的形狀全等，因此，各個(gè)區(qū)域58和60是大小相等的直
三棱柱。
第1區(qū)域58的第1面58c與第2區(qū)域60的第4面60d平行地延伸。 而且，第1區(qū)域58的第2面58d和第2區(qū)域60的第3面60c相互平行 對(duì)置延伸。即，第1區(qū)域58和第2區(qū)域60配置成相互結(jié)合而實(shí)質(zhì)上形 成立方體。
背面電極66設(shè)置在電光物質(zhì)54的第2主面54d的整個(gè)面上。該背 面電極66相對(duì)于第1表面電極62a和第2表面電極64a而成為公共電極。
此外，為了更有效地產(chǎn)生普克爾效應(yīng)，第l表面電極62a、第2表面 電極64a和背面電極66按照與電光物質(zhì)54的歐姆接觸性變差的方式形 成。更詳細(xì)地說(shuō)，作為第l表面電極62a、第2表面電極64a和背面電極 66的材料，優(yōu)選的是，例如Pt、 Au等金屬。而且，優(yōu)選的是，例如采用 光刻法將這些金屬制作成第1表面電極62a、第2表面電極64a和背面電 極66。
(動(dòng)作)
以下，參照?qǐng)D13 圖16說(shuō)明光偏轉(zhuǎn)器52的動(dòng)作。 首先，參照?qǐng)D13說(shuō)明對(duì)第l表面電極62a施加正電壓、將背面電極 66接地的情況。
圖13 (A)是用于說(shuō)明光L的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的俯視圖。圖13 (B)是從箭頭B方向觀察圖13 (A)的側(cè)視圖。
在對(duì)第1表面電極62a施加正電壓的情況下，電光物質(zhì)54的電光系 數(shù)在深度方向、即從第1表面電極62a向背面電極66的方向線性增加。 由此，根據(jù)由施加電場(chǎng)產(chǎn)生的普克爾效應(yīng)，第1區(qū)域58的折射率分布變 化成在深度方向線性增加的分布。
結(jié)果，第1區(qū)域58的折射率大于周?chē)碾姽馕镔|(zhì)54。由此，如圖 13 (A)所示，在水平方向上，光L在第2面58d向圖面左側(cè)折射、即偏 轉(zhuǎn)。在該情況下，在第l面58c (入射界面)和第2面58d (出射界面) 中的第2面58d，光L在水平方向偏轉(zhuǎn)。如圖13 (B)所示，在深度方向上，第1區(qū)域58的折射率隨著深度
而線性增加，因此，光L在通過(guò)第1區(qū)域58的過(guò)程中，向深度方向下側(cè) 折射、即偏轉(zhuǎn)。
接著，參照?qǐng)D14說(shuō)明對(duì)第l表面電極62a施加負(fù)電壓、將背面電極 66接地的情況。
圖14 (A)是用于說(shuō)明光L的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的俯視圖。圖14 (B)是從箭頭B方向觀察圖14 (A)的側(cè)視圖。
在該情況下，根據(jù)普克爾效應(yīng)，第1區(qū)域58的折射率分布變化成在 深度方向、即從第1表面電極62a向背面電極66的方向線性減小的分布。
其結(jié)果，第1區(qū)域58的折射率小于周?chē)碾姽馕镔|(zhì)54。由此，如 圖14 (A)所示，在水平方向上，光L在第2面58d向圖面右側(cè)折射、 即偏轉(zhuǎn)。在該情況下，在第l面58c (入射界面)和第2面58d (出射界 面)中的第2面58d，光L在水平方向偏轉(zhuǎn)。
如圖14 (B)所示，在深度方向上，第1區(qū)域58的折射率隨著深度 加深而線性減小，因此，光L在通過(guò)第1區(qū)域58的過(guò)程中，向深度方向 上側(cè)折射、即偏轉(zhuǎn)。
接著，參照?qǐng)D15說(shuō)明組合使用第1表面電極62a和第2表面電極64a 的情況。
圖15 (A)是用于說(shuō)明光L的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的俯視圖。圖15 (B)是表示沿著圖15 (A)的線D的剖面切口的圖。
考慮對(duì)第1表面電極62a和第2表面電極64a施加符號(hào)為正、大小 相等的電場(chǎng)的情況。在該情況下，第1表面電極62a和第2表面電極64a 協(xié)同工作，可以說(shuō)，起到與單一的長(zhǎng)方形電極等同的作用。 '
由此，如圖15 (A)所示，光L在水平方向不偏轉(zhuǎn)地直線前進(jìn)。與 此相對(duì)，如圖15 (B)所示，在深度方向上，第1區(qū)域58和第2區(qū)域60 的折射率分布相互相等并且隨著深度而增加。即，在第1區(qū)域58和第2 區(qū)域60中，折射率從第l主面54c向第2主面54d增加。其結(jié)果，光L 在第1區(qū)域58和第2區(qū)域60的兩個(gè)區(qū)域分別向深度方向下側(cè)偏轉(zhuǎn)。由 此，深度方向上的偏轉(zhuǎn)程度大于圖13 (B)的情況。 雖然沒(méi)有圖示，但對(duì)第1表面電極62a和第2表面電極64a施加符 號(hào)為負(fù)、大小相等的電場(chǎng)的情況也相同，光L不在水平方向偏轉(zhuǎn)而向深 度方向上側(cè)大幅偏轉(zhuǎn)。
接著，參照?qǐng)D16說(shuō)明對(duì)第l表面電極62a施加正電壓、且對(duì)第2表 面電極64a施加大小與對(duì)第1表面電極62a施加的電壓相同但符號(hào)為負(fù) 的電壓的情況。
圖16 (A)是用于說(shuō)明光L的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的俯視圖，圖16 (B)是表示沿著圖16 (A)的線D的剖面切口的圖。
在該情況下，如圖16 (B)所示，在深度方向上，第1區(qū)域58的折 射率分布和第2區(qū)域60的折射率分布相互抵消。其結(jié)果，在深度方向上， 不產(chǎn)生光L的偏轉(zhuǎn)。
與此相對(duì)，如圖16 (A)所示，在水平方向上，第1區(qū)域58的折射 率大于周?chē)碾姽馕镔|(zhì)54。其結(jié)果，光L在第1區(qū)域58的第2面58d 向圖面左側(cè)偏轉(zhuǎn)。并且，第2區(qū)域60的折射率小于周?chē)碾姽馕镔|(zhì)54， 因此，光L在第3面60c和第4面60d進(jìn)一步向圖面左側(cè)偏轉(zhuǎn)。
結(jié)果，在該情況下，光L不在深度方向偏轉(zhuǎn)而在水平方向向圖面左 側(cè)大幅偏轉(zhuǎn)。
雖然沒(méi)有圖示，但對(duì)第1表面電極62a施加負(fù)電壓、且對(duì)第2表面 電極64a施加大小與對(duì)第1表面電極62a施加的電壓相同但符號(hào)為正的 電壓的情況也與上述相同。即，光L不在深度方向偏轉(zhuǎn)而在水平方向向 圖面右側(cè)大幅偏轉(zhuǎn)。
(效果、設(shè)計(jì)條件以及應(yīng)用例)
該實(shí)施方式的光偏轉(zhuǎn)器52具有與實(shí)施方式1的光偏轉(zhuǎn)器10相同的 效果。
并且，利用普克爾效應(yīng)使光L偏轉(zhuǎn)的光偏轉(zhuǎn)器52，能夠以少于利用 克爾效應(yīng)的光偏轉(zhuǎn)器10和32的電極數(shù)使光L在相同程度的角度范圍內(nèi) 偏轉(zhuǎn)。
在光偏轉(zhuǎn)器52中，與光偏轉(zhuǎn)器10的情況相同，為了防止電極的電 場(chǎng)干擾，優(yōu)選的是，使各電極隔開(kāi)電光物質(zhì)54的厚度以上，或者在各電
極之間設(shè)置槽。
此外，與光偏轉(zhuǎn)器10的情況相同，設(shè)置于光偏轉(zhuǎn)器52的第1表面
電極62a和第2表面電極64a不限于2個(gè)?？筛鶕?jù)設(shè)計(jì)取任意適當(dāng)?shù)膫€(gè) 數(shù)。例如，可以將電極62a和64a組成的電極對(duì)沿著光L的傳播方向在 電光物質(zhì)12上順序設(shè)置2組。此外，例如也可以交錯(cuò)地順序排列實(shí)施方 式2的光偏轉(zhuǎn)器32那樣的等腰三角形狀的表面電極。
此外，光偏轉(zhuǎn)器52與光偏轉(zhuǎn)器10的情況相同，可進(jìn)行陣列化。 此外，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了將背面電極66設(shè)為相對(duì)于第1表面 電極62a和第2表面電極64a的公共電極而設(shè)置在第2主面54d的整個(gè) 面上的情況。但是，如實(shí)施方式1和2所示，背面電極66可以針對(duì)第1 表面電極62a和第2表面電極64a分別設(shè)置1個(gè)。通過(guò)這樣地構(gòu)成，光 偏轉(zhuǎn)器52也可起到上述效果。 (實(shí)施方式4)
以下，參照?qǐng)D17 圖21說(shuō)明實(shí)施方式4的光偏轉(zhuǎn)器。
圖17是表示光偏轉(zhuǎn)器的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。另外，在圖17中，為 了防止附圖變得繁雜，電極忽略厚度而描繪成平面。
實(shí)施方式4的光偏轉(zhuǎn)器70除了電光物質(zhì)54中設(shè)置的第1區(qū)域72和 第2區(qū)域74的形狀不同以外，與實(shí)施方式3的光偏轉(zhuǎn)器52相同。因此， 以下主要說(shuō)明該不同點(diǎn)。
參照?qǐng)D17，在光偏轉(zhuǎn)器70中，第l區(qū)域72和第2區(qū)域74沿著光L 的傳播方向在電光物質(zhì)54中順序設(shè)置有2個(gè)。這些區(qū)域72和74從光的 傳播方向的上游側(cè)起，按照第1區(qū)域72和第2區(qū)域74的順序配置。
在第1區(qū)域72中設(shè)置有第1表面電極76a。第1表面電極76a的平 面形狀是等腰三角形，使其底邊與光L的傳播方向平行，設(shè)置于第1主 面54c上。
在此，將設(shè)置有第1表面電極76a的第1主面54c的區(qū)域稱作"第1 區(qū)域72的一個(gè)端面72a"。此外，將由第l表面電極76a向第2主面54d 的正投影給出的區(qū)域稱作"第1區(qū)域72的另一個(gè)端面72b"。
第1區(qū)域72是由一個(gè)端面72a和另一個(gè)端面72b之間的電光物質(zhì)54
構(gòu)成的直三棱柱狀的區(qū)域。
第1區(qū)域72具有與光L向第1區(qū)域72入射的入射界面對(duì)應(yīng)的側(cè)面
即第1面72c。第1面72c位于電光物質(zhì)54的一個(gè)端面54a側(cè)，相對(duì)于 第2面72d不平行地延伸，并且，光L以直角以外的角度入射。
此外，第1區(qū)域72具有與光L從第1區(qū)域72出射的出射界面對(duì)應(yīng) 的側(cè)面即第2面72d。在該結(jié)構(gòu)例中，第2面72d位于電光物質(zhì)54的另 一個(gè)端面54b頂ij。來(lái)自第1面72c的光L在第2面72d以直角以外的角 度出射。
此外，在第1區(qū)域72中，第1面72c和第2面72d以外的側(cè)面72e 與電光物質(zhì)54的側(cè)面平行地延伸。
在第2區(qū)域74中設(shè)置有第2表面電極78a。第2表面電極78a的平 面形狀是長(zhǎng)方形，使相互對(duì)置的2條邊與光L的傳播方向垂直交叉，設(shè) 置于第1主面54c上。
在此，將設(shè)置有第2表面電極78a的第1主面54c的區(qū)域稱作"第2 區(qū)域74的一個(gè)端面74a"。此外，將由第2表面電極78a向第2主面54d 的正投影給出的區(qū)域稱作"第2區(qū)域74的另一個(gè)端面74b"。
第2區(qū)域74是由一個(gè)端面74a和另一個(gè)端面74b之間的電光物質(zhì)54 構(gòu)成的長(zhǎng)方體狀的區(qū)域。
第2區(qū)域74具有與光L向第2區(qū)域74入射的入射界面對(duì)應(yīng)的側(cè)面 即第3面74c。第3面74c位于電光物質(zhì)54的一個(gè)端面54a側(cè)，相對(duì)于 第4面74d平行地延伸，并且，光L以直角入射。
此外，第2區(qū)域74具有與光L從第2區(qū)域74出射的出射界面對(duì)應(yīng) 的側(cè)面即第4面74d。在該結(jié)構(gòu)例中，第4面74d位于電光物質(zhì)54的另 一個(gè)端面54b側(cè)。在第4面74d中，來(lái)自第3面74c的光L以直角出射。
此外，在第2區(qū)域74中，第l面74c和第2面74d以外的側(cè)面74e 和74f與電光物質(zhì)54的側(cè)面平行地延伸。
在此，說(shuō)明第1區(qū)域72和第2區(qū)域74的位置關(guān)系。
第1區(qū)域72的第1面72c和第2面72d相互不平行地延伸。此外， 第2區(qū)域74的第3面74c和第4面74d相互平行地延伸。(動(dòng)作)
以下，參照?qǐng)D18 圖21說(shuō)明光偏轉(zhuǎn)器70的動(dòng)作。 首先，參照?qǐng)D18說(shuō)明對(duì)第l表面電極76a施加正電壓的情況。 圖18 (A)是用于說(shuō)明光L的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的俯視圖。圖18 (B)是從箭頭B方向觀察圖18 (A)的側(cè)視圖。
在該情況下，電光物質(zhì)54的電光系數(shù)在深度方向上線性增加，因此， 根據(jù)普克爾效應(yīng)，第l區(qū)域72的折射率分布變化成在深度方向、即從第 1表面電極76a向背面電極66的方向上線性增加的分布。
其結(jié)果，第1區(qū)域72的折射率大于周?chē)碾姽馕镔|(zhì)54。由此，如 圖18 (A)所示，在水平方向上，光L每當(dāng)通過(guò)第1面72c和第2面72d 時(shí)向圖面左側(cè)折射、即偏轉(zhuǎn)。即，在該情況下，在第1面72c (入射界面) 和第2面72d (出射界面)的雙方，光L在水平方向偏轉(zhuǎn)。
如圖18 (B)所示，在深度方向上，第1區(qū)域72的折射率隨著深度 而線性增加，因此，光L在通過(guò)第1區(qū)域72的過(guò)程中，向深度方向下側(cè) 折射、即偏轉(zhuǎn)。
接著，參照?qǐng)D19說(shuō)明對(duì)第1表面電極76a施加負(fù)電壓的情況。
圖19 (A)是用于說(shuō)明光L的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器的俯視圖。圖19 (B)是從箭頭B方向觀察圖19 (A)的側(cè)視圖。
在該情況下，根據(jù)普克爾效應(yīng)，第1區(qū)域72的折射率分布變化成在 深度方向上線性減小的分布。
其結(jié)果，第1區(qū)域72的折射率小于周?chē)碾姽馕镔|(zhì)54。由此，如 圖19 (A)所示，在水平方向上，光L每當(dāng)通過(guò)第1面72c和第2面72d 時(shí)向圖面右側(cè)折射、即偏轉(zhuǎn)。即，在該情況下，在第1面72c (入射界面) 和第2面72d (出射界面)的雙方，光L在水平方向偏轉(zhuǎn)。
如圖19 (B)所示，在深度方向上，第1區(qū)域72的折射率隨著深度 而線性減小，因此，光L在通過(guò)第1區(qū)域72的過(guò)程中，向深度方向上側(cè) 折射、即偏轉(zhuǎn)。
接著，參照?qǐng)D20和圖21說(shuō)明對(duì)第1表面電極76a和第2表面電極 78a施加預(yù)定電場(chǎng)的情況。 首先，參照?qǐng)D20 (A)禾卩(B)，說(shuō)明對(duì)第1表面電極76a和第2表 面電極78a施加符號(hào)相同的電場(chǎng)的情況。
圖20 (A)是用于說(shuō)明光L的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器70的俯視圖。圖 20 (B)是從箭頭B方向觀察圖20 (A)的側(cè)視圖。另夕卜，在這些附圖中， 假定對(duì)第1表面電極76a和第2表面電極78a雙方都施加正電壓的情況。
在該情況下，在第l區(qū)域72中，如圖18 (A)所示，光L在水平方 向上向圖面左側(cè)且在深度方向上向下側(cè)折射，向第2區(qū)域74出射。
此外，第2區(qū)域74的第3面74c和第4面74d平行延伸。由此，如 圖20 (A)所示，與第2區(qū)域74的折射率的大小無(wú)關(guān)地，從第1區(qū)域72 入射到第2區(qū)域74的光L不在水平方向偏轉(zhuǎn)。
另一方面，第2區(qū)域74在深度方向上具有與第1區(qū)域72相同的折 射率分布。目卩，第2區(qū)域74的折射率隨著深度而線性增加。因此，如圖
20 (B)所示，光L按照第2區(qū)域74的折射率分布在深度方向上向下惻 偏轉(zhuǎn)。
綜上所述，在該情況下，在水平方向上光L與僅對(duì)第1表面電極76a 施加電場(chǎng)時(shí)同樣地偏轉(zhuǎn)，在深度方向上光L比僅對(duì)第1表面電極76a施 加電場(chǎng)時(shí)更大幅度地偏轉(zhuǎn)。
接著，參照?qǐng)D21 (A)禾P (B)，說(shuō)明對(duì)第1表面電極76a和第2表 面電極78a施加符號(hào)不同的電場(chǎng)的情況。
圖21 (A)是用于說(shuō)明光L的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器70的俯視圖。圖
21 (B)是從箭頭B方向觀察圖21 (A)的側(cè)視圖。另夕卜，在這些附圖中， 假定對(duì)第1表面電極施加正電場(chǎng)、且對(duì)第2表面電極施加負(fù)電場(chǎng)的情況。
在該情況下，在第1區(qū)域72中，如圖19 (A)所示，光L在水平方 向上向圖面左側(cè)且在深度方向上向下側(cè)折射，向第2區(qū)域74出射。
此外，第2區(qū)域74的第3面74c和第4面74d平行延伸。由此，如 圖21 (A)所示，與第2區(qū)域74的折射率的大小無(wú)關(guān)地，從第1區(qū)域72 入射到第2區(qū)域74的光L不在水平方向偏轉(zhuǎn)。
另一方面，第2區(qū)域74在深度方向上具有與第1區(qū)域72相反的折 射率分布。即，第2區(qū)域74的折射率隨著深度變深而線性減小。因此，
如圖21 (B)所示，光L按照第2區(qū)域74的折射率分布在深度方向上向 上側(cè)偏轉(zhuǎn)。由此，第1區(qū)域72的偏轉(zhuǎn)方向和第2區(qū)域74的偏轉(zhuǎn)方向相 互抵消，在深度方向上光L不偏轉(zhuǎn)。
綜上所述，在該情況下，光L在水平方向上與僅對(duì)第1表面電極76a 施加電場(chǎng)時(shí)同樣地偏轉(zhuǎn)，且在深度方向上不偏轉(zhuǎn)。 (效果、設(shè)計(jì)條件以及應(yīng)用例)
該實(shí)施方式的光偏轉(zhuǎn)器70具有與實(shí)施方式1的光偏轉(zhuǎn)器10相同的 效果。
并且，利用普克爾效應(yīng)使光L偏轉(zhuǎn)的光偏轉(zhuǎn)器70，能夠以比利用克 爾效應(yīng)的光偏轉(zhuǎn)器10和32少的電極數(shù)使光L在相同程度的角度范圍內(nèi) 偏轉(zhuǎn)。
在光偏轉(zhuǎn)器70中，與光偏轉(zhuǎn)器10的情況相同，為了防止電極的電 場(chǎng)干擾，優(yōu)選的是，使各電極隔開(kāi)電光物質(zhì)54的厚度以上，或者在各電 極之間設(shè)置槽。
此外，與光偏轉(zhuǎn)器10的情況相同，設(shè)置于光偏轉(zhuǎn)器70的第1表面 電極76a和第2表面電極78a不限于2個(gè)?？筛鶕?jù)設(shè)計(jì)取任意適當(dāng)?shù)膫€(gè) 數(shù)。
此外，光偏轉(zhuǎn)器70與光偏轉(zhuǎn)器10的情況相同，可進(jìn)行陣列化。 此外，背面電極可以如實(shí)施方式1和2所示，針對(duì)第1表面電極76a 和第2表面電極78a分別設(shè)置1個(gè)。 (實(shí)施方式5)
以下，參照?qǐng)D22 圖24說(shuō)明實(shí)施方式5的光偏轉(zhuǎn)器。 (構(gòu)造)
圖22是表示本實(shí)施方式的光偏轉(zhuǎn)器的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。另外，在 圖22中，為了防止附圖變得繁雜，電極忽略厚度而描繪成平面。
在不僅在第1主面12c和第2主面12d上設(shè)置電極而且還在電光物 質(zhì)12的兩個(gè)側(cè)面設(shè)置電極這一點(diǎn)上，實(shí)施方式5的光偏轉(zhuǎn)器80不同于 此前說(shuō)明的光偏轉(zhuǎn)器。
參照?qǐng)D22，光偏轉(zhuǎn)器80具有電光物質(zhì)12、和設(shè)置在電光物質(zhì)12內(nèi)
部的2個(gè)以上的區(qū)域82。
電光物質(zhì)12與實(shí)施方式1和2中說(shuō)明的相同。不過(guò)，在本實(shí)施方式 的電光物質(zhì)中，還在與第1主面12c和第2主面12d正交的左側(cè)面12e 和右側(cè)面12f設(shè)置有后述的電極88a和88b。
區(qū)域82具有第1區(qū)域84和第2區(qū)域86。這些區(qū)域84和86沿著光 L的傳播方向順序配置。詳情將在后面說(shuō)明，第1區(qū)域84和第2區(qū)域86 各自的電場(chǎng)方向正交。
在第1區(qū)域84中設(shè)置有左側(cè)面電極88a和右側(cè)面電極88b。以下， 在無(wú)需特別區(qū)分兩個(gè)電極88a和88b的情況下，稱作"側(cè)面電極對(duì)88"。
左側(cè)面電極88a的平面形狀是長(zhǎng)方形，設(shè)置在左側(cè)面12e上。在此， 將設(shè)置有左側(cè)面電極88a的左側(cè)面12e的區(qū)域稱作"第1區(qū)域84的一個(gè) 端面84a"。
右側(cè)面電極88b的形狀與左側(cè)面電極88a全等，設(shè)置在右側(cè)面12f 上。即，右側(cè)面電極88b被配置在與左側(cè)面電極88a向右側(cè)面12f的正投 影相等的區(qū)域。在此，將設(shè)置有右側(cè)面電極88b的右側(cè)面12f的區(qū)域稱作 "第1區(qū)域84的另一個(gè)端面84b"。
這樣，第1區(qū)域84是由左側(cè)面電極88a和右側(cè)面電極88b夾著的電 光物質(zhì)12的區(qū)域、即由一個(gè)端面84a和另一個(gè)端面84b之間的電光物質(zhì) 12構(gòu)成的長(zhǎng)方體的區(qū)域。
通過(guò)對(duì)左側(cè)面電極88a和右側(cè)面電極88b施加預(yù)定的電壓，在電光 物質(zhì)12的第1區(qū)域84形成水平方向的電場(chǎng)。
艮口，通過(guò)對(duì)側(cè)面電極對(duì)88施加電場(chǎng)，能夠使電光物質(zhì)12的折射率 分布沿著水平方向線性變化。由此，在第1區(qū)域84中，能夠使光L沿著 水平方向偏轉(zhuǎn)。
在第2區(qū)域86中設(shè)置有表面電極90a和背面電極90b。以下，在無(wú) 需特別區(qū)分兩個(gè)電極90a和90b的情況下，稱作"主面電極對(duì)卯"。
表面電極90a的平面形狀是長(zhǎng)方形，設(shè)置在第l主面12c上。在此， 將設(shè)置有表面電極卯a(chǎn)的第1主面12c的區(qū)域稱作"第2區(qū)域86的一個(gè) 端面86a"。背面電極90b的形狀與表面電極90a全等，設(shè)置在第2主面12d上。 即，背面電極90b被配置在與表面電極90a向第2主面12d的正投影相 等的區(qū)域。在此，將設(shè)置有背面電極90b的第2主面12d的區(qū)域稱作"第 2區(qū)域86的另一個(gè)端面86b"。
這樣，第2區(qū)域86是由表面電極90a和背面電極90b夾著的電光物 質(zhì)12的區(qū)域、即由一個(gè)端面86a和另一個(gè)端面86b之間的電光物質(zhì)12 構(gòu)成的長(zhǎng)方體的區(qū)域。
通過(guò)對(duì)表面電極90a和背面電極90b施加預(yù)定的電壓，在電光物質(zhì) 的第2區(qū)域86形成深度方向的電場(chǎng)。
艮P，通過(guò)對(duì)主面電極對(duì)卯施加電場(chǎng)，能夠使電光物質(zhì)12的折射率 分布沿著深度方向線性變化。由此，在第2區(qū)域86中，能夠使光L沿著 深度方向偏轉(zhuǎn)。 (動(dòng)作)
接著，參照?qǐng)D23和圖24說(shuō)明光偏轉(zhuǎn)器80的動(dòng)作。
首先，參照?qǐng)D23 (A)和(B)，說(shuō)明對(duì)左側(cè)面電極88a施加正電壓
且將右側(cè)面電極88b接地、對(duì)表面電極90a施加正電壓且將背面電極90b
接地的情況。
在此，圖23 (A)是用于說(shuō)明光L的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器80的俯視 圖。圖23 (B)是從箭頭B方向觀察圖23 (A)的側(cè)視圖。
在該情況下，基于與實(shí)施方式1中說(shuō)明的相同的理由，在第1區(qū)域 84中，折射率分布按照從左側(cè)面電極88a向右側(cè)面電極88b線性增加的 方式分布。由此，如圖23 (A)所示，在第1區(qū)域84中，光L不在深度 方向偏轉(zhuǎn)而僅在水平方向向圖面右側(cè)偏轉(zhuǎn)。
此外，在第2區(qū)域86中，折射率分布按照從表面電極90a向背面電 極90b線性增加的方式分布。由此，如圖23 (B)所示，在第2區(qū)域86 中，經(jīng)過(guò)第1區(qū)域84入射到第2區(qū)域86的光L不在水平方向偏轉(zhuǎn)而僅 向深度方向下側(cè)偏轉(zhuǎn)。
艮口，在該情況下，光L向水平方向右側(cè)且深度方向下側(cè)偏轉(zhuǎn)。
接著，參照?qǐng)D24 (A)和(B)，說(shuō)明將左側(cè)面電極88a接地且對(duì)右
側(cè)面電極88b施加正電壓、將表面電極90a接地且對(duì)背面電極90b施加 正電壓的情況。
在此，圖24 (A)是用于說(shuō)明光L的傳播路徑的光偏轉(zhuǎn)器80的俯視 圖。圖24 (B)是從箭頭B方向觀察圖24 (A)的側(cè)視圖。
在該情況下，在第1區(qū)域84中，折射率分布按照從左側(cè)面電極88a 向右側(cè)面電極88b線性減小的方式分布。由此，如圖24 (A)所示，在 第1區(qū)域84中，光L不在深度方向偏轉(zhuǎn)而僅在水平方向向圖面左側(cè)偏轉(zhuǎn)。
此外，在第2區(qū)域86中，折射率分布按照從表面電極90a向背面電 極90b線性減小的方式分布。由此，如圖24 (B)所示，在第2區(qū)域86 中，經(jīng)過(guò)第1區(qū)域84入射到第2區(qū)域86的光L不在水平方向偏轉(zhuǎn)而僅 向深度方向上側(cè)偏轉(zhuǎn)。
艮P，在該情況下，光L向水平方向左側(cè)且深度方向上側(cè)偏轉(zhuǎn)。 (效果)
這樣，在本實(shí)施方式的光偏轉(zhuǎn)器80中，能夠利用在電光物質(zhì)12的 第1主面12c和第2主面12d、左側(cè)面12e和右側(cè)面12f上設(shè)置電極這樣 的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，使光L在三維方向偏轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，該光偏轉(zhuǎn)器具有電光物質(zhì)的作用區(qū)域，該作用區(qū)域的折射率分布隨著被施加電場(chǎng)而沿著該電場(chǎng)的方向線性變化，通過(guò)在該作用區(qū)域的光的入射界面和光從該作用區(qū)域出射的出射界面的雙方或者任意一方的、與上述電場(chǎng)的方向正交的面內(nèi)的上述光的折射和上述光按照上述折射率分布的折射，使上述光偏轉(zhuǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，上述電光物質(zhì)是上述折射率根據(jù)克爾效應(yīng)而變化的材料， 上述作用區(qū)域在上述光的傳播方向順序地至少設(shè)置成第1區(qū)域、第2區(qū)域以及第3區(qū)域，上述第1區(qū)域具有與上述光的入射界面對(duì)應(yīng)的第1面、和與上述光 的出射界面對(duì)應(yīng)且與該第1面不平行的第2面，上述第2區(qū)域具有與上述光的入射界面對(duì)應(yīng)的第3面、和與上述光 的出射界面對(duì)應(yīng)且與該第3面不平行的第4面，上述第3區(qū)域具有與上述光的入射界面對(duì)應(yīng)的第5面、和與上述光 的出射界面對(duì)應(yīng)的第6面，上述第1面和上述第4面相互平行，并且，上述第2面和上述第3 面相互平行對(duì)置，并且，上述第5面和上述第6面平行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，上述第1區(qū)域具有平面形狀相互全等的三角形狀的第1端面和第2 端面，該第1端面和第2端面與上述第1面和第2面正交且相互平行地 隔開(kāi)設(shè)置，上述第2區(qū)域具有平面形狀相互全等的三角形的第3端面和第4端 面，該第3端面和第4端面與上述第3面和第4面正交且相互平行地隔 開(kāi)設(shè)置，在上述第1區(qū)域和第2區(qū)域中，上述第2面和上述第3面平行對(duì)置 配置，由兩個(gè)區(qū)域相互結(jié)合而形成底面為平行四邊形的長(zhǎng)方體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，上述第3區(qū)域具有與上述第5面和第6面正交且相互平行地隔開(kāi)設(shè) 置的第5端面和第6端面，上述第3區(qū)域是底面為平行四邊形的長(zhǎng)方體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，上述第3區(qū)域具有形狀與上述第1區(qū)域和第2區(qū)域相同的第1副區(qū) 域和第2副區(qū)域這2個(gè)區(qū)域。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2 5中的任意一項(xiàng)所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于， 在上述第1區(qū)域的第1端面和第2端面上分別設(shè)置有第1表面電極和第1背面電極，在上述第2區(qū)域的第3端面和第4端面上分別設(shè)置有第2表面電極 和第2背面電極，在上述第3區(qū)域的第5端面和第6端面上分別設(shè)置有第3表面電極 和第3背面電極。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于， 上述電光物質(zhì)按照電光系數(shù)的分布沿著上述電場(chǎng)的方向成為線性的方式預(yù)先形成，上述電光物質(zhì)由在被施加上述電場(chǎng)時(shí)，根據(jù)普克爾效應(yīng)，折射率沿著上述電場(chǎng)的方向線性變化的材料構(gòu)成，上述作用區(qū)域在上述光的傳播方向順序設(shè)置成第1區(qū)域和第2區(qū)域， 上述第1區(qū)域具有與上述光的入射界面對(duì)應(yīng)的第1面、和與上述光的出射界面對(duì)應(yīng)且與該第1面不平行的第2面，上述第2區(qū)域具有與上述光的入射界面對(duì)應(yīng)的第3面、和與上述光的出射界面對(duì)應(yīng)的第4面，在上述第1 第4面之間，以下任意一個(gè)條件成立，條件1:上述第1面和上述第4面平行對(duì)置，并且，上述第2面和上述第3面相互平行對(duì)置；條件2:上述第3面和上述第4面平行。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，上述第1區(qū)域具有與上述第1面和第2面正交且相互平行地隔開(kāi)設(shè) 置的第1端面和第2端面，上述第2區(qū)域具有與上述第3面和第4面正 交且相互平行地隔開(kāi)設(shè)置的第3端面和第4端面，在上述條件1成立時(shí)，上述第1區(qū)域和第2區(qū)域是端面的平面形狀相互全等的三角形，在上述第1區(qū)域和第2區(qū)域中，上述第2面和上述第3面對(duì)置配置， 由兩個(gè)區(qū)域相互結(jié)合而形成端面的平面形狀為平行四邊形的長(zhǎng)方體。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于， 上述作用區(qū)域還具有第3區(qū)域和第4區(qū)域，該第3區(qū)域和第4區(qū)域具有與上述第1區(qū)域和第2區(qū)域的形狀和配置分別相同的形狀和配置，該第3區(qū)域和第4區(qū)域相對(duì)于上述第1區(qū)域和第2區(qū)域的順序配置， 在上述光的傳播方向順序配置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于， 在上述條件2成立時(shí)，上述第1區(qū)域的第1端面和第2端面的平面形狀是三角形，上述第2區(qū)域的第3端面和第4端面的平面形狀是平行 四邊形。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7 10中的任意一項(xiàng)所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，在上述第1區(qū)域的第1端面和第2端面上分別設(shè)置有第1表面電極 和第1背面電極，在上述第2區(qū)域的第3端面和第4端面上分別設(shè)置有第2表面電極 和第2背面電極。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7 10中的任意一項(xiàng)所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，在上述第1區(qū)域的第1端面設(shè)置有第1表面電極，在上述第2區(qū)域 的第3端面設(shè)置有第2表面電極，上述第1區(qū)域的第2端面和上述第2區(qū)域的第4端面位于上述電光 物質(zhì)的面內(nèi)，在該電光物質(zhì)的面上設(shè)置有上述第1區(qū)域和第2區(qū)域公共的公共背 面電極。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7 12中的任意一項(xiàng)所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在 于，上述電光物質(zhì)的組成按照折射率沿著上述電場(chǎng)方向的變化成為線性 的方式變化。
14. 根據(jù)權(quán)利要求7 12中的任意一項(xiàng)所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，上述電光物質(zhì)的極化或者晶格反轉(zhuǎn)區(qū)域占的比例，按照折射率沿著 上述電場(chǎng)方向的變化成為線性的方式變化。
15. —種光偏轉(zhuǎn)器陣列，其特征在于，該光偏轉(zhuǎn)器陣列是由在基板 上排列多個(gè)權(quán)利要求1 14中的任意一項(xiàng)所述的光偏轉(zhuǎn)器而成的。
16. —種光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，該光偏轉(zhuǎn)器具有根據(jù)克爾效應(yīng)能夠通過(guò)施加電場(chǎng)使折射率分布沿著 該電場(chǎng)的方向線性變化的電光物質(zhì)的作用區(qū)域、即各自的上述電場(chǎng)的方 向正交的第1區(qū)域和第2區(qū)域，通過(guò)按照上述第1區(qū)域的光的入射界面和出射界面之間的上述折射 率分布的上述光的折射、和按照上述第2區(qū)域的光的入射界面和出射界 面之間的上述折射率分布的上述光的折射，使上述光三維偏轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠使光在三維方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的光偏轉(zhuǎn)器。該光偏轉(zhuǎn)器具有通過(guò)施加電場(chǎng)能夠使折射率沿著電場(chǎng)的方向線性變化的電光物質(zhì)(12)的區(qū)域，通過(guò)該區(qū)域的光L的入射界面和光從區(qū)域出射的出射界面的雙方或者任意一方上的、光在與電場(chǎng)的方向正交的面內(nèi)的折射和光按照折射率分布的折射，使光偏轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)G02F1/295GK101344699SQ200810125678
公開(kāi)日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者岡山秀彰 申請(qǐng)人:沖電氣工業(yè)株式會(huì)社