強誘電性液晶を用いた光アドレス型高速空間光変調器に関する研究

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光コンピュータは将来の超高速・巨大容量計算システムの一つとして最近広く関心を集めている。その基本構成要素である空間光変調器は光メモリや並列処理が可能であり、液晶ライトバルブはその代表的なものである。我々は液晶に数+μsの応答を持つ強誘電性液晶を、光感応材料に数μsの応答、高分解能、可視光域で高感度のアモルファス・シリコン(aーSi)フォトセンサを用いたライトバルブを提案、作製して来た。本年度はまず、自発分極の大きいCSー1018を用い、aーSiの膜厚制御による高耐圧化も行った結果、液晶部分のみの応答が35μsで、ライトバルブとしての応答時間は70μsの高速性を実現した。この値は液晶ライトバルブの応答時間として他に類を見ないものである。さらに配向の再現性と大面積での均一性を実現するため、PIQ配向膜を用いたラビング法の最適化を行った。これによりこれまでのシェアリング法による素子に匹敵する応答時間を維持しつつ約100mm^2での均一性を得ることが出来、アレイ化への見通しが得られた。また本素子特有の構造に着目し、新らたに透過型ライトバルブを作製した。これにより反射型では困難であったアレイ化素子での配向状態の評価が容易となっただけでなく、反射型に比べ、読み出し光の損失が70%から40%に低減出来コントラスト向上に寄与することがわかった。透過型素子についても2×2=4素子のアレイ化を行い、OR及びNOT動作、そして光双安定動作を確認した。応答時間、メモリ特性、コントラストの温度依存性及びティルト角、応答時間の電圧依存性を測定し、現在3×3=9素子のアレイの作製を行っている所である。これによって素子の空間分解能の限界評価、フォトリングラフィ技術の構築、各素子の単独、並列駆動の方法の開発といった課題に取組んでいる。近い将来にはテレビ画像を利用した動画像の演算処理が可能な空間光変調器を開発したいと考える。