光偏向器
【課題】３次元方向に偏向を行うことができる光偏向器を提供する。
【解決手段】電界を印加することにより、電界の方向に沿って屈折率分布を線形に変化させることができる電気光学物質１２の領域を備え、この領域の光Ｌの入射境界面及び領域からの光の出射境界面の双方又はいずれか一方における、電界の方向に直交する面内での光の屈折と、屈折率分布に従った光の屈折とによって、光を偏向させる。
【解決手段】電界を印加することにより、電界の方向に沿って屈折率分布を線形に変化させることができる電気光学物質１２の領域を備え、この領域の光Ｌの入射境界面及び領域からの光の出射境界面の双方又はいずれか一方における、電界の方向に直交する面内での光の屈折と、屈折率分布に従った光の屈折とによって、光を偏向させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力された光を３次元的に偏向させて出力することができる光偏向器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ビームを偏向する技術は、走査型電子顕微鏡や、レーザプリンタや、バーコードスキャナや、光クロスコネクトなどの幅広い分野で使用されている。
【０００３】
光ビームを偏向させる手法としては、回転ミラーや、音響光学効果や、電気光学効果などが利用されている。例えば、光通信分野で用いられる光クロスコネクトでは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）技術を利用した微小なミラーが用いられている。この光クロスコネクトは、ミラーの角度を機械的に制御することにより、数十〜一千チャネルの回線を取り扱うことができる。
【０００４】
しかし、ＭＥＭＳ技術を利用した光偏向器は、ミラーを機械的に駆動する必要がある。そのため、偏向角の切替え時間を約１ｍ秒よりも短縮することができない。
【０００５】
その点、電気光学効果を利用した偏向素子は、原理的に高速に偏向角を切替えることが可能である（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００６】
また、近年、空間電荷を誘電体内に注入することにより、電界と同一方向の屈折率分布を誘電体内に発生させ、光ビームを偏向させる素子が開示されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【特許文献１】米国特許第６４４９０８４号明細書
【特許文献２】米国特許第６９４７６２５号明細書
【非特許文献１】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 ＫＴａ１−ＸＮｂＸＯ３」，ＡＰＰＬＩＥＤ ＰＨＹＳＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ ８９，１３１１１５（２００６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１及び２並びに非特許文献１に開示されている光偏向器は、入射光を含む平面内でしか、光を偏向させて出射させることができないという問題点があった。
【０００８】
この発明は、このような問題点に鑑みなされたものである。したがって、この発明の目的は、光偏向器への入射光を３次元的に偏向した出射光として出射することができる光偏向器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的の達成を図るために、この発明による光偏向器は、以下に説明するような構成上の特徴を有している。
【００１０】
この発明の第１の要旨による光偏向器は、電界が印加されることにより、電界の方向に沿って屈折率分布が線形に変化する、電気光学物質の作用領域を備えている。
【００１１】
作用領域の光の入射境界面及び作用領域からの光の出射境界面の双方又はいずれか一方における、電界の方向に直交する面内での光の屈折と、屈折率分布に従った光の屈折とによって、光を偏向させる。
【００１２】
この第１の要旨の光偏向器の構成によれば、電界の強さと、光の入射角及び／又は出射角を考慮して出射光の入射光に対する偏向の向きと大きさを決めることができる。
【００１３】
上述の光偏向器の実施に当り、電気光学物質は、カー効果により屈折率が変化する材料からなり、作用領域は、光の伝播方向に直列に、少なくとも第１領域、第２領域及び第３領域として設けられている。
【００１４】
第１領域は、光の入射境界面に対応する第１面、及び光の出射境界面に対応しかつ第１面に非平行な第２面を備えておいる。
【００１５】
第２領域は、光の入射境界面に対応する第３面、及び光の出射境界面に対応しかつ第３面に非平行な第４面を備えている。
【００１６】
第３領域は、光の入射境界面に対応する第５面、及び光の出射境界面に対応する第６面を備えている。
【００１７】
ここで、第１面と第４面とが互いに平行であり、かつ、第２面と第３面とが互いに平行に対向しており、かつ、第５面と第６面とが平行である。
【００１８】
この光偏向器の実施に当り、第１領域は、第１及び第２面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられていて、平面形状が互いに合同な三角形状の第１及び第２端面を有していることが好ましい。
【００１９】
また、第２領域は、第３及び第４面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられていて、平面形状が互いに合同な三角形の第３及び第４端面を有していることが好ましい。
【００２０】
そして第１及び第２領域は、第２面と第３面とが、平行に対向配置されて、両領域により相俟って底面が平行四辺形の直方体を形成していることが好ましい。
【００２１】
また、第３領域は、第５及び第６面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられている第５及び第６端面を有していて、底面が平行四辺形の直方体であることが好ましい。
【００２２】
あるいは、第３領域は、第１及び第２領域と形状が同一の２個の第１及び第２副領域を備えていてもよい。
【００２３】
また、第１領域の第１端面及び第２端面に第１表面電極及び第１裏面電極がそれぞれ設けられており、第２領域の第３端面及び第４端面に、第２表面電極及び第２裏面電極がそれぞれ設けられており、第３領域の第５端面及び第６端面に、第３表面電極及び第３裏面電極がそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００２４】
上述の光偏向器の実施に当り、電気光学物質は、前記電界の方向に沿って、電気光学係数の分布が線形となるように予め形成されていて、電界が印加された場合に、ポッケルス効果により屈折率が、電界の方向に沿って線形な屈折率分布に変化する材料からなるのがよい。
【００２５】
作用領域は、光の伝播方向に、直列に第１領域及び第２領域として設けられている。
【００２６】
第１領域は、光の入射境界面に対応する第１面、及び光の出射境界面に対応しかつ第１面に非平行な第２面を備えている。
【００２７】
第２領域は、光の入射境界面に対応する第３面、及び光の出射境界面に対応する第４面を備えている。
【００２８】
そして、第１〜第４面の間に下記のいずれかの条件が成り立つ。
【００２９】
条件１：第１面と第４面とが平行に対向し、かつ、第２面と第３面とが互いに平行に対向している。
【００３０】
条件２：第３面と第４面とが平行である。
【００３１】
また、第１領域は、第１及び第２面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられた第１及び第２端面を有しており、第２領域は、第３及び第４面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられた第３及び第４端面を有していることが好ましい。
【００３２】
そして、条件１が成り立つ場合、第１及び第２領域は、端面の平面形状が互いに合同な三角形であり、第１及び第２領域は、第２面と第３面とが、対向配置されて、両領域により相俟って端面の平面形状が平行四辺形の直方体を形成していることが好ましい。
【００３３】
この場合において、作用領域は、第１及び第２領域の形状及び配置とそれぞれ同一の形状及び配置を有する第３及び第４領域を更に備え、及び第３及び第４領域は、第１及び第２領域の直列配置に対して、光の伝播方向に、直列に、配置されていることが好ましい。
【００３４】
また、条件２が成り立つ場合、第１領域の第１及び第２端面の平面形状は、三角形であり、及び第２領域の第３及び第４端面の平面形状は、平行四辺形であることが好ましい。
【００３５】
また、上述の光偏向器の実施に当り、第１領域の第１端面及び第２端面に、第１表面電極及び第１裏面電極がそれぞれ設けられており、第２領域の第３端面及び第４端面に、第２表面電極及び第２裏面電極がそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００３６】
あるいは、第１領域の第１端面に第１表面電極が設けられており、第２領域の第３端面に第２表面電極が設けられており、第１領域の第２端面及び第２領域の第４端面は、電気光学物質の面内にあり、電気光学物質の面上に第１及び第２領域に共通する共通裏面電極が設けられていてもよい。
【００３７】
上述の光偏向器の実施に当り、電気光学物質は、電界の方向に沿った屈折率の変化が線形となるように、組成が変化していてもよい。
【００３８】
また、電気光学物質は、電界の方向に沿った屈折率の変化が線形となるように分極又は結晶格子反転領域の占める比率が変化してもよい。
【００３９】
また、この発明の光偏向器アレイは、上述の光偏向器を複数個、基板上に並列したものである。
【００４０】
また、この発明の第２の要旨による光偏向器は、電界を印加することにより、カー効果によって電界の方向に沿って屈折率分布を線形に変化させることができる電気光学物質の作用領域であって、それぞれの電界の方向が直交している第１領域及び第２領域を備えている。そして、第１領域の光の入射境界面及び出射境界面の間における屈折率分布に従った光の屈折と、第２領域の光の入射境界面及び出射境界面の間における屈折率分布に従った光の屈折とにより、光を３次元的に偏向させる。
【００４１】
この第２の要旨の光偏向器の構成によれば、電界の強さと光の入射角及び／又は出射角を考慮して出射光の入射光に対する偏向の向きと大きさとを決めることができる。
【発明の効果】
【００４２】
この発明は、上述のように構成したので、光を３次元方向に偏向可能な光偏向器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図は、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係について、この発明が理解できる程度に概略的に示したものにすぎない。また、以下、この発明の好適な構成例について説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は、以下の実施の形態に何ら限定されない。また、各図において、共通する構成要素には同符号を付し、その説明を省略することもある。
【００４４】
（発明の概要）
以下、この発明の基本的な実施形態について説明する。
【００４５】
この実施形態の光偏向器は、電気光学物質の作用領域を備えている。この作用領域は、光の入射境界面と出射境界面とを有している。また、作用領域は、入射境界面と出射境界面との間に電界が印加されることにより、この電界の方向に沿って屈折率分布が線形に変化する領域とする。この入射境界面及び出射境界面の双方又はいずれか一方における、電界方向に直交する面内での光の屈折と、屈折率分布に従った光の屈折とによって、光の入射方向に対する光の出射方向を３次元的に偏向させて光を作用領域から出射させる。
【００４６】
（実施の形態の概念）
以下、図１を参照して、この実施の形態の光偏向器の基本的な構造の一例とその動作について説明する。図１（Ａ）は、最少の構成要素、つまり１個の作用領域を備えた光偏向器（以下、「光偏向器モデル」と称する。）の斜視図である。図１（Ｂ）は、光の偏向の説明に供する図１（Ａ）の平面図である。図１（Ｃ）は、光の偏向の説明に供する図１（Ａ）の側面図である。
【００４７】
光偏向器モデル１１は、直方体状の電気光学物質１２を用いて形成されている。この光偏向器モデルの構成では、電気光学物質１２は、大きく分けて作用領域１４と非作用領域１５とに区画される。
【００４８】
作用領域１４は、電気光学物質１２中に設定されていて、外部から電圧を印加することにより、この電圧により発生する電界の方向に沿って屈折率が線形に変化する。電圧の強度が大きくなれば、それに応じて屈折率の変化率も大きくなる。作用領域１４は、電界を発生する電極の形状によって画成される。作用領域１４にこの電圧を印加するために、作用領域１４の両底面には、それぞれ互いに合同の形状を有する直角三角形状の電極１７ａ及び１７ｂが形成されている。従って、この構成例では、作用領域１４は、電気光学物質１２の第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄのそれぞれに、直角三角形状の互いに同形の両底面を有する三角柱の領域である。非作用領域１５は、電気光学物質１２において、作用領域１４を除いた残りの領域である。
【００４９】
これらの電極１７ａ及び１７ｂに所定の電圧を印加することにより、作用領域１４には、第１主面１２ｃから第２主面１２ｄに向かう方向に沿った電界が発生する。その結果、作用領域１４の屈折率が、第１主面１２ｃから第２主面１２ｄに向かう方向に沿って線形に変化する。以降、第１主面１２ｃに垂直であり、かつ第１主面１２ｃから第２主面１２ｄに向かう方向を「深さ方向」と称し、図１（Ａ）に矢印ａで示す。また、第１主面１２ｃに平行な面内において、深さ方向に直交する方向を「水平方向」と称し、図１（Ａ）に矢印ｂで示す。
【００５０】
また、作用領域１４は、光Ｌの入射境界面１９ａと出射境界面１９ｂとを備えている。光偏向器モデル１１においては、入射境界面１９ａは、光Ｌの伝播方向に対して垂直に延在している。また、出射境界面１９ｂは、光Ｌの伝播方向に対して傾斜して延在している。
【００５１】
上述のように、電圧印加によって、作用領域１４の屈折率が変化することにより、作用領域１４中の屈折率と、非作用領域１５の屈折率との間で差が生じる。その結果、光Ｌは、入射境界面１９ａ及び出射境界面１９ｂの双方又はいずれか一方において、電界の方向に直交する面内で、つまり水平方向に屈折される。なお、水平方向での光の偏向角は、作用領域１４に印加する電圧の大きさで調整することができる。
【００５２】
図１（Ｂ）に示すように、光偏向器モデル１１の場合には、入射境界面１９ａは、光Ｌの伝播方向に対して垂直に延在しているので、入射境界面１９ａでは光Ｌの屈折は生じない。一方、出射境界面１９ｂは、光Ｌの伝播方向に対して傾斜して延在しているので、出射境界面１９ｂにおいて、水平方向に光Ｌの屈折が生じる。つまり、この場合、光Ｌは、入射境界面１９ａ及び出射境界面１９ｂの内、出射境界面１９ｂで屈折される。
【００５３】
図１（Ｃ）に示すように、電極１７ａ及び１７ｂへの電圧印加により生じる電界により、作用領域１４の屈折率分布が深さ方向に線形に変化する。その結果、光Ｌは、作用領域１４を湾曲屈折光として伝播する過程で、この屈折率分布に従って、屈折率が高くなる方向へと深さ方向に曲げられて、入射光に対し偏向される。深さ方向での光の偏向角は、作用領域１４に印加する電圧の大きさ、したがって屈折率の変化の度合いで調整することができる。
【００５４】
このように、光偏向器モデル１１においては、作用領域１４に電圧を印加することにより、作用領域１４の屈折率を変化させることができる。結果として、光Ｌを水平方向及び深さ方向の両方向、つまり３次元方向に偏向することができる。
【００５５】
なお、電極１７ａ及び１７ｂに電圧を印加することにより、作用領域１４の屈折率分布を変化させるに当っては、後述のようにカー効果又はポッケルス効果を利用することが可能である。
【００５６】
これから説明を行う実施の形態１〜５は、いずれも、この光偏向器モデル１１の言わば応用例である。すなわち、実施の形態１〜５では、電気光学物質中に作用領域を複数個設けることにより、光の偏光の自由度をより高めている。
【００５７】
（実施の形態１）
以下、図２〜図６を参照して、実施の形態１の光偏向器について説明する。
【００５８】
（構造）
図２は、光偏向器の概略構成を示す斜視図である。なお、図２において、図面が煩雑となるのを防ぐために、電極は、厚みを無視して平面として描いている。
【００５９】
光偏向器１０は、電気光学物質１２と、電気光学物質１２の内部に、第１、第２及び第３領域として設けられた作用領域１４とを備えている。
【００６０】
電気光学物質１２は、両端面１２ａ及び１２ｂの平面形状が正方形状の直方体である。一方の端面１２ａは、電気光学物質１２に、伝播方向（図中矢印Ａ）に沿った光Ｌが入力される面となっている。また、一方の端面１２ａに対向する他方の端面１２ｂは、電気光学物質１２から、偏向された光Ｌが出力される面となっている。
【００６１】
また、電気光学物質１２は、後述する第１〜第３表面電極２２ａ，２４ａ及び２６ａが形成されている第１主面１２ｃと、後述する第１〜第３裏面電極２２ｂ，２４ｂ及び２６ｂが形成される第２主面１２ｄとを備えている。以降、第１主面１２ｃに垂直であり、かつ第１主面１２ｃから第２主面１２ｄに向かう方向を「深さ方向ａ」と称する。また、第１主面１２ｃに平行な面内において、深さ方向に直交する方向を「水平方向ｂ」と称する。
【００６２】
電気光学物質１２は、深さ方向に沿った電界を印加することにより、電界の方向に沿って屈折率を線形に変化させることができる材料を用いて形成されている。
【００６３】
ここで、「線形」とは、電界の方向に沿って、第１主面１２ｃから測った電気光学物質１２中における距離と、電気光学物質１２の屈折率との間に１次関数が成立することを示す。
【００６４】
より詳細には、電気光学物質１２は、電界印加に伴う電荷注入により、カー効果に基づいて、印加した電界強度の２乗に比例して屈折率が電界の方向に沿って線形に変化する材料で構成されている。ここで、電気光学物質１２としては、好ましくは、例えばＫＴａ１−ＸＮｂＸＯ３（ただしＸは、０＜Ｘ＜１である。）を用いることができる。
【００６５】
ここで、「カー効果」とは、媒質（電気光学物質１２）に印加された電界の強さの２乗に比例して、当該媒質（電気光学物質１２）の屈折率が変化する効果のことを示す。
【００６６】
作用領域１４は、光Ｌの伝播方向に沿って、電気光学物質１２中に直列に、互いに離間して３個設けられている。これらの作用領域１４は、光Ｌの伝播方向の上流側から、第１領域１６、第２領域１８及び第３領域２０の順番で配置されている。
【００６７】
第１領域１６には、第１表面電極２２ａと第１裏面電極２２ｂとが設けられている。以下、両電極２２ａ及び２２ｂを特に区別する必要がない場合には、「第１電極対２２」と称する。
【００６８】
第１表面電極２２ａは、平面形状が直角三角形であり、第１主面１２ｃに設けられている。ここで、第１表面電極２２ａが設けられている第１主面１２ｃの領域を「第１領域１６の一方の端面１６ａ」と称する。
【００６９】
第１裏面電極２２ｂは、第１表面電極２２ａと形状が合同であり、第２主面１２ｄに設けられている。つまり、第１裏面電極２２ｂは、第１表面電極２２ａの第２主面１２ｄへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、第１裏面電極２２ｂが設けられている第２主面１２ｄの領域を「第１領域１６の他方の端面１６ｂ」と称する。
【００７０】
このように、第１領域１６は、第１表面電極２２ａ及び第１裏面電極２２ｂで挟まれた電気光学物質１２の領域、つまり、一方の端面１６ａと他方の端面１６ｂとの間の電気光学物質１２で構成される直三角柱状の領域である。
【００７１】
第１領域１６は、第１領域１６への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第１面１６ｃを備えている。第１面１６ｃは、電気光学物質１２の一方の端面１２ａ側に、この端面１２ａに対して平行に位置している。この構成例では、光Ｌは、入射光として、この第１面１６ｃに対して垂直に入射する。
【００７２】
また、第１領域１６は、第１領域１６からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第２面１６ｄを備えている。第２面１６ｄは、電気光学物質１２の他方の端面１２ｂ側に位置していて、直角三角形の第１表面電極２２ａの斜辺に沿って形成される側面である。また、第２面１６ｄは、第１面１６ｃに対して非平行に延在するとともに、光Ｌの伝播方向に対して、直角以外の角度で交差している。
【００７３】
第１領域１６において、第１面１６ｃ及び第２面１６ｄ以外の側面１６ｅは、電気光学物質１２の側面と平行に延在している。
【００７４】
第２領域１８には、第２表面電極２４ａと第２裏面電極２４ｂとが設けられている。以下、両電極２４ａ及び２４ｂを特に区別する必要がない場合には、「第２電極対２４」と称する。
【００７５】
第２表面電極２４ａは、平面形状が第１表面電極２２ａと合同の直角三角形であり、第１主面１２ｃに設けられている。ここで、第２表面電極２４ａが設けられている第１主面１２ｃの領域を「第２領域１８の一方の端面１８ａ」と称する。
【００７６】
第２裏面電極２４ｂは、第２表面電極２４ａと形状が合同であり、第２主面１２ｄに設けられている。つまり、第２裏面電極２４ｂは、第２表面電極２４ａの第２主面１２ｄへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、第２裏面電極２４ｂが設けられている第２主面１２ｄの領域を「第２領域１８の他方の端面１８ｂ」と称する。
【００７７】
第２領域１８は、第２領域１８への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第３面１８ｃを備えている。第３面１８ｃは、電気光学物質１２の一方の端面１２ａ側に、第２面１６ｄすなわち出射境界面と平行に位置している。この構成例では、第３面１８ｃは、直角三角形の第２表面電極２４ａの斜辺に沿って形成される側面である。第２面１６ｄからの光Ｌが入射光として、第３面１８ｃに直角以外の角度で入射する。
【００７８】
また、第２領域１８は、第２領域１８からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第４面１８ｄを備えている。第４面１８ｄは、電気光学物質１２の他方の端面１２ｂ側に、この端面１２ｂと平行に位置していて、第３面１８ｃに対して非平行に延在する。
【００７９】
第２領域１８において、第１面１８ｃ及び第２面１８ｄ以外の側面１８ｅは、電気光学物質１２の側面と平行に延在している。
【００８０】
ここで、第１領域１６と第２領域１８との位置関係について説明する。これら領域１６及び１８は、それぞれ対応する面の形状が合同であり、従って、それぞれの領域１６及び１８は、大きさが同一の直三角柱である。
【００８１】
第１領域１６の第１面１６ｃは、第２領域１８の第４面１８ｄと平行に延在している。そして、第１領域１６の第２面１６ｄと、第２領域１８の第３面１８ｃとは互いに平行に対向して延在している。つまり、第１及び第２領域１６及び１８は、相俟って直方体を実質的に形成するように配置されている。
【００８２】
第３領域２０には、第３表面電極２６ａと第３裏面電極２６ｂとが設けられている。以下、両電極２６ａ及び２６ｂを特に区別する必要がない場合には、「第３電極対２６」と称する。
【００８３】
第３表面電極２６ａは、平面形状が長方形状であり、第１主面１２ｃに設けられている。ここで、第３表面電極２６ａが設けられている第１主面１２ｃの領域を「第３領域２０の一方の端面２０ａ」と称する。
【００８４】
第３裏面電極２６ｂは、第３表面電極２６ａと形状が合同であり、第２主面１２ｄに設けられている。つまり、第３裏面電極２６ｂは、第３表面電極２６ａの第２主面１２ｄへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、第３裏面電極２６ｂが設けられている第２主面１２ｄの領域を「第３領域２０の他方の端面２０ｂ」と称する。
【００８５】
このように、第３領域２０は、第３表面電極２６ａ及び第３裏面電極２６ｂとで挟まれた電気光学物質１２の領域、つまり、一方の端面２０ａと他方の端面２０ｂとの間の電気光学物質１２で構成される直方体状の領域である。
【００８６】
第３領域２０は、第３領域２０への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第５面２０ｃを備えている。第５面２０ｃは、電気光学物質１２の一方の端面１２ａ側に、この端面１２ａと平行に位置している。
【００８７】
また、第３領域２０は、第３領域２０からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第６面２０ｄを備えている。第６面２０ｄは、電気光学物質１２の他方の端面１２ｂ側に、この端面１２ｂに平行に位置していて、第５面２０ｃと平行である。
【００８８】
また、第３領域２０において、第５面２０ｃ及び第６面２０ｄ以外の側面２０ｅ及び２０ｆは、電気光学物質１２の側面に平行に延在している。
【００８９】
ここで、第１〜第３表面電極２２ａ，２４ａ及び２６ａと第１〜第３裏面電極２２ｂ，２４ｂ及び２６ｂは、第１〜第３領域１６，１８及び２０のそれぞれに対して、効果的に電荷を注入することができるように、電気光学物質１２とオーミック接合している。第１〜第３表面電極２２ａ，２４ａ及び２６ａと、第１〜第３裏面電極２２ｂ，２４ｂ及び２６ｂとを構成する材料としては、電気光学物質１２との間の仕事関数差の小さい金属、好ましくは、例えばＴｉやＣｒ等が好適である。
【００９０】
（動作）
次に、図３〜図６を参照して、光偏向器１０の動作について説明する。
【００９１】
まず、第１電極対２２及び第２電極対２４に所定の電界を印加した場合における光偏向器１０の動作について説明する。
【００９２】
図３（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図３（Ｂ）及び（Ｃ）は、図３（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【００９３】
第１電極対２２において、第１表面電極２２ａに正の電圧を印加し、第１裏面電極２２ｂを接地した場合を考える。なお、この場合、第２及び第３電極対２４及び２６間には電界が印加されていないものとする。電圧の印加により電界が印加される作用領域では、以下のように屈折率が変化する。しかし、電圧が印加されないため電界が発生しない非作用領域では、屈折率は一定である。
【００９４】
この場合、第１裏面電極２２ｂから電子が電気光学物質１２に注入されることで、第１裏面電極２２ｂ側の電界は減少する。一方、第１表面電極２２ａ側では注入電子の電荷により電界が増大して屈折率が減少する。その結果、図３（Ｂ）に示すように、電荷注入に伴うカー効果により、電気光学物質１２の屈折率は、第１表面電極２２ａから第１裏面電極２２ｂにかけて線形に増加するように分布する。
【００９５】
その結果、図３（Ａ）に示すように、第１領域１６の屈折率が、周囲の電気光学物質１２の領域よりも減少する。よって、図３（Ａ）に示すように、第１面１６ｃから第１領域１６へと入射した光Ｌは、第２面１６ｄから出射される。光Ｌが第２面１６ｄから出射する際に、屈折率の不連続に基づいて図面右側に屈折、つまり偏向される。つまり、この場合には、第１面１６ｃ（入射境界面）及び第２面１６ｄ（出射境界面）の内、第２面１６ｄにおいて光Ｌが水平方向に偏向される。
【００９６】
また、図３（Ｂ）に示すように、電気光学物質１２は第１領域１６内部において、第１表面電極２２ａから第１裏面電極２２ｂにかけて線形に増加する屈折率分布を有する。その結果、光Ｌは、この屈折率分布に従って、第１領域１６を通過する際に深さ方向下側へと屈折、つまり偏向される。従って、第１領域１６からの出射光は、水平方向の偏光と、水平方法に直交する方向の偏光とが組み合わされた方向に進行する。よって、出射光は入射光に対して３次元的に偏向されている。
【００９７】
なお、図３（Ａ）及び（Ｂ）の例では、第２及び第３電極対２４及び２６には電界が印加されていないので、第２及び第３領域１８及び２０では、光Ｌは偏向されずに直進し、他方の端面１２ｂから出射するときに屈折される。
【００９８】
これまでは、第１表面電極２２ａを正極とし、及び第１裏面電極２２ｂを接地した場合について説明した。図３（Ｃ）は、深さ方向に関して、上述とは逆方向の電界を印加した場合、つまり、第１裏面電極２２ｂを正極とし、及び第１表面電極２２ａを接地した場合の光Ｌの偏向の様子を示している。
【００９９】
この場合、図３（Ｃ）に示すように、電気光学物質１２の屈折率は、第１表面電極２２ａから第１裏面電極２２ｂにかけて線形に減少するように分布する。
【０１００】
その結果、水平方向における光Ｌの偏向は、図３（Ａ）と同様であるが、深さ方向における光Ｌの偏向は、図３（Ｂ）と逆になる。つまり、光Ｌは、第１領域１６の屈折率分布に従って深さ方向上側へと偏向される。
【０１０１】
次に、図４（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、第２電極対２４のみに電界を印加した場合について説明する。図４（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）を矢印Ｃ方向から見た側面図である。なお、図４（Ａ）及び（Ｂ）においては、第１及び第３電極対２２及び２６には電界が印加されていないものとする。電圧の印加により電界が印加される作用領域では、以下のように屈折率が変化する。しかし、電圧が印加されないため電界が発生しない非作用領域では、屈折率は一定である。
【０１０２】
第２電極対２４に対して電界を印加した場合も、第１電極対２２の場合と同様である。より詳細には、第２表面電極２４ａを正極とし、及び第２裏面電極２４ｂを接地した場合に第２領域１８に生じる屈折率分布は、第１領域１６と同様となる。つまり、電荷注入に伴うカー効果により、電気光学物質１２の屈折率は、第２表面電極２４ａから第２裏面電極２４ｂにかけて線形に増加するように分布する。さらに、第２領域１８の屈折率が周囲の電気光学物質１２よりも減少する。
【０１０３】
その結果、図４（Ａ）に示すように、水平方向に関しては、第３面１８ｃから第２領域１８に入射した光Ｌは、第３面１８ｃで図面左側に屈折つまり偏向され、第２領域１８を直進する。そして、第４面１８ｄから出射される際に、さらに図面左側に偏向される。つまり、この場合には、第３面１８ｃ（入射境界面）及び第４面１８ｄ（出射境界面）の双方において、光Ｌが水平方向に偏向される。
【０１０４】
また、図４（Ｂ）に示すように、深さ方向に関しては、第２領域１８を伝播する光Ｌは、第１領域と同様に、第２領域１８の屈折率分布に従って、第２領域を通過する際に深さ方向下側へと屈折、つまり偏向される。
【０１０５】
また、図示はしないが、電界の方向を逆にした場合、つまり、第２表面電極２４ａを接地し、及び第２裏面電極２４ｂを正極とした場合も第１領域１６と同様である。すなわち、水平方向での偏向方向は、図４（Ａ）と同様であるが、深さ方向では偏向方向が図４（Ｂ）とは逆方向になり、光Ｌは深さ方向上側へと偏向される。
【０１０６】
次に、図５（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、第１及び第２電極対２２及び２４に、同方向、かつ同じ大きさ電界を同時に印加した場合について説明する。なお、この場合、第３電極対２６には、電界が印加されていないものとする。電圧の印加により電界が印加される作用領域では、以下のように屈折率が変化する。しかし、電圧が印加されないため電界が発生しない非作用領域では、屈折率は一定である。
【０１０７】
図５（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器１０の平面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）におけるＤ線に沿った断面切り口を示す図である。
【０１０８】
ここで、第１及び第２表面電極２２ａ及び２４ａを正極とし、第１及び第２裏面電極２２ｂ及び２４ｂを接地した場合について考える。
【０１０９】
このとき、図５（Ａ）に示すように、水平方向で見た場合、言わば、第１及び第２領域１６及び１８が合体することにより、三角プリズム形状が消失する。つまり、光Ｌが垂直に入射する第１面１６ｃと第４面１８ｄとを備えた、平面形状が長方形状の四角柱形の合体領域が形成される。その結果、この合体領域で、光Ｌは偏向されることがない。
【０１１０】
図５（Ｂ）に示すように、深さ方向に関しては、光Ｌは、第１及び第２領域１６及び１８の双方で、深さ方向下側へと偏向される。よって、光Ｌは、第１領域１６又は第２領域１８単独の場合よりも、より大きな偏向角で深さ方向下側へと偏向される。
【０１１１】
なお、図示はしないが、電界の方向を逆にした場合、つまり、第１及び第２表面電極２２ａ及び２４ａを接地し、第１及び第２裏面電極２２ｂ及び２４ｂを正極とした場合には、深さ方向における光Ｌの偏向方向は、図５（Ｂ）とは逆になる。つまり、この場合には、水平方向では光Ｌは偏向されないが、深さ方向では、第１領域１６又は第２領域１８単独の場合よりも、より大きな偏向角で、深さ方向上側へと偏向される。
【０１１２】
次に、図６（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、第１及び第３電極対２２及び２６に対して所定の電界を印加した場合における光偏向器１０の動作について説明する。
【０１１３】
図６（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器１０の平面図である。図６（Ｂ）及び（Ｃ）は、図６（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【０１１４】
図６（Ａ）に示すように、第３領域２０は、光Ｌの入射境界面に対応する側面である第５面２０ｃと、光Ｌの出射境界面に対応する側面である第６面２０ｄとが平行に延在している。そのため、第３領域２０においては、光Ｌは、水平方向には偏向されない。つまり、第３領域２０は、深さ方向にのみ光Ｌを偏向する。
【０１１５】
図６（Ｂ）は、第３電極対２６への印加電界と、第１電極対２２への印加電界とが同方向かつ同じ大きさの場合を示している。より詳細には、図６（Ｂ）においては、第１表面電極２２ａを正極として、及び第１裏面電極２２ｂを接地し、並びに、第３表面電極２６ａを正極とし、及び第３裏面電極２６ｂを接地している。
【０１１６】
この場合、図６（Ａ）に示すように、光Ｌは、第１領域１６により図面右側に偏向されて第３領域２０に入射する。そして、第３領域２０に入射した光Ｌは、この領域２０では水平方向には偏向されずに直進する。しかし、光Ｌは、第３領域２０において、深さ方向に偏向される。つまり、第３領域２０と第１領域１６の深さ方向の屈折率分布は共通となり、それぞれ第１主面１２ｃから第２主面１２ｄにかけて増加する分布を持つ。よって、第１領域１６において、深さ方向下側に偏向された光Ｌは、第３領域２０に入射して、さらに深さ方向下側に偏向されて出射される。
【０１１７】
図６（Ｃ）は、第３電極対２６への印加電界と、第１電極対２２への印加電界が逆方向かつ同じ大きさの場合を示している。より詳細には、図６（Ｃ）においては、第１表面電極２２ａを正極として、及び第１裏面電極２２ｂを接地し、並びに、第３表面電極２６ａを接地し、及び第３裏面電極２６ｂを正極としている。
【０１１８】
この場合、第３領域２０と第１領域１６とで、屈折率分布は逆となる。よって、第１領域１６で下方向に偏向された光Ｌが、第３領域２０において、上方向に偏向され、結果として光Ｌは、深さ方向で偏向されない状態で出射される。
【０１１９】
（効果）
このように、この実施の形態の光偏向器１０は、電気光学物質１２の第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄに電極を設けるという簡単な構成で、光Ｌを３次元方向（水平方向と深さ方向の双方）に偏向することができる。
【０１２０】
また、この実施の形態の光偏向器１０は、電気光学物質１２の第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄにのみ電極が設けられている。その結果、光偏向器１０をフォトリソグラフィ技術等の半導体装置の製造法をそのまま利用して作成することができる。結果として、光偏向器の量産性が向上する。
【０１２１】
（設計条件等）
なお、第１主面１２ｃに存在する第１〜第３表面電極２２ａ，２４ａ及び２６ａが、互いに近接して存在していると、印加する電界同士が干渉してしまうおそれがある。これは、第２主面１２ｄに存在する第１〜第３裏面電極２２ｂ，２４ｂ及び２６ｂでも同様である。
【０１２２】
この電界の干渉を避けるためには、第１〜第３表面電極２２ａ，２４ａ及び２６ａは、それぞれ電気光学物質の厚み（深さ方向の長さ）以上に離間して配置することが好ましい。これは、第１〜第３裏面電極２２ｂ，２４ｂ及び２６ｂでも同様である。
【０１２３】
また、サイズ的な問題により、第１〜第３表面電極２２ａ，２４ａ及び２６ａ（第１〜第３裏面電極２２ｂ，２４ｂ及び２６ｂ）を離間して配置できない場合には、これらの電極の間に溝を設けても良い。このように構成することによっても、各電極２２ａ，２４ａ及び２６ａ（２２ｂ，２４ｂ及び２６ｂ）の間の電界の干渉を防止することができる。なお、この溝は、半導体装置の製造で用いられる、従来周知のダイシング又はドライエッチング等の技術を応用することにより簡単に作成することができる。
【０１２４】
また、この実施の形態では、光偏向器１０に電極対２２，２４及び２６が３個設けられている場合について説明した。しかし、電極対の個数は３個には限定されない。設計に応じて、任意好適な個数とすることができる。
【０１２５】
また、第３領域２０において、第１又は第２領域１６又は１８と同程度の深さ方向の偏向を生じさせるためには、第３電極対２６の光伝播方向に沿った長さを、第１及び第２電極対２２及び２４の全長よりも短くすることができる。具体的には、第３電極対２６の光伝播方向に沿った長さを、第１又は第２領域１６又は１８中を光Ｌが実際に伝播する長さと同程度、好ましくは、例えば第１及び第２領域１６及び１８の１／２程度とすることができる。
【０１２６】
（応用例）
次に、図７を参照して、光偏向器１０の応用例である光偏向器アレイについて説明する。
【０１２７】
図７は、光偏向器アレイの構成を概略的に示す斜視図である。
【０１２８】
図７を参照すると、光偏向器アレイ２８は、基板上に配置された大面積の平行平板である電気光学物質１３に、実施の形態１の光偏向器１０（図２）が複数個、並列して作り込まれている。これは、光偏向器１０においては、電極が電気光学素子１２の第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄにのみ設けられていることにより可能となったものである。つまり、光偏向器１０においては、第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄ以外の側面に電極等の構造体が存在しないことにより、複数個の光偏向器１０を共通の電気光学物質１３に作り込むことが可能となっている。
【０１２９】
このように、光偏向器１０は、第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄ以外の側面に電極等を有していないので、簡単に集積化することができる。また、光偏向器アレイ２８は、製造に当っても、半導体装置で用いられるフォトリソグラフィ技術をそのまま応用できるので、コスト性に優れている。
【０１３０】
（実施の形態２）
図８〜１０を参照して、実施の形態２の光偏向器について説明する。
【０１３１】
（構造）
図８は、光偏向器の概略構成を示す斜視図である。なお、図８において、図面が煩雑となるのを防ぐために、電極は、厚みを無視して平面として描いている。
【０１３２】
この実施の形態の光偏向器３２は、電気光学物質１２中に形成された領域の形状及び配置が異なっている以外は、実施の形態１の光偏向器１０と同様に構成されている。そこで、以降、主にこれらの相違点について説明する。
【０１３３】
光偏向器３２は、電気光学物質１２と、電気光学物質１２の内部に設けられた３個の作用領域３４とを備えている。
【０１３４】
３個の作用領域３４は、光Ｌの伝播方向に沿って、電気光学物質１２中に直列して設けられている。これらの作用領域３４は、光の伝播方向の上流側から、第１領域３６、第２領域３８、及び第３領域４０の順番で配置されている。
【０１３５】
第３領域４０は、さらに、２個のサブ領域４２及び４３に分割されている。これらのサブ領域を第１サブ領域４２及び第２サブ領域４３とそれぞれ称する。詳細は後述するが、第１及び第２サブ領域４２及び４３は、互いにその形状が合同であり、かつ、それぞれ第１及び第２領域３６及び３８とも形状が合同である。なお、第１及び第２サブ領域４２及び４３が、上述した「第３副領域」に対応する。
【０１３６】
第１領域３６には、第１表面電極４４ａと第１裏面電極４４ｂとが設けられている。以下、両電極４４ａ及び４４ｂを特に区別する必要がない場合には、「第１電極対４４」と称する。
【０１３７】
第１表面電極４４ａは、平面形状が二等辺三角形であり、その底辺を光Ｌの伝播方向と平行にして、第１主面１２ｃに設けられている。ここで、第１表面電極４４ａが設けられている第１主面１２ｃの領域を「第１領域３６の一方の端面３６ａ」と称する。
【０１３８】
第１裏面電極４４ｂは、第１表面電極４４ａと形状が合同であり、第２主面１２ｄに設けられている。つまり、第１裏面電極４４ｂは、第１表面電極４４ａの第２主面１２ｄへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、第１裏面電極４４ｂが設けられている第２主面１２ｄの領域を「第１領域３６の他方の端面３６ｂ」と称する。
【０１３９】
このように、第１領域３６は、第１表面電極４４ａ及び第１裏面電極４４ｂとで挟まれた電気光学物質１２の領域、つまり、一方の端面３６ａと他方の端面３６ｂとの間の電気光学物質１２で構成される直三角柱状の領域である。
【０１４０】
第１領域３６は、第１領域３６への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第１面３６ｃを備えている。第１面３６ｃは、電気光学物質１２の一方の端面１２ａ側に位置していて、光Ｌが直角以外の角度で入射する。
【０１４１】
また、第１領域３６は、第１領域３６からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第２面３６ｄを備えている。第２面３６ｄは、電気光学物質１２の他方の端面１２ｂ側に位置している。この構成例では、第２面３６ｄは、第１面３６ｃに対して非平行に延在する側面である。第２面３６ｄは、第１面３６ｃからの光Ｌが直角以外の角度で出射する。
【０１４２】
また、第１領域３６において、第１面３６ｃ及び第２面３６ｄ以外の側面３６ｅは、電気光学物質１２の側面と平行に延在している。
【０１４３】
第２領域３８には、第２表面電極４６ａと第２裏面電極４６ｂとが設けられている。以下、両電極４６ａ及び４６ｂを特に区別する必要がない場合には、「第２電極対４６」と称する。
【０１４４】
第２表面電極４６ａは、平面形状が第１表面電極４４ａと合同の二等辺三角形であり、底辺を光Ｌの伝播方向と平行にして、第１主面１２ｃに設けられている。ここで、第２表面電極４６ａが設けられている第１主面１２ｃの領域を「第２領域３８の一方の端面３８ａ」と称する。
【０１４５】
第２裏面電極４６ｂは、第２表面電極４６ａと形状が合同であり、第２主面１２ｄに設けられている。つまり、第２裏面電極４６ｂは、第２表面電極４６ａの第２主面１２ｄへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、第２裏面電極４６ｂが設けられている第２主面１２ｄの領域を「第２領域３８の他方の端面３８ｂ」と称する。
【０１４６】
このように、第２領域３８は、第２表面電極４６ａ及び第２裏面電極４６ｂとで挟まれた電気光学物質１２の領域、つまり、一方の端面３８ａと他方の端面３８ｂとの間の電気光学物質１２で構成される直三角柱状の領域である。
【０１４７】
第２領域３８は、第２領域３８への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第３面３８ｃを備えている。第３面３８ｃは、電気光学物質１２の一方の端面１２ａ側に位置していて、光Ｌが直角以外の角度で入射する。
【０１４８】
また、第２領域３８は、第２領域３８からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第４面３８ｄを備えている。第４面３８ｄは、電気光学物質１２の他方の端面１２ｂ側に位置している。この構成例では、第４面３８ｄは、第３面３８ｃに対して非平行に延在する。第４面３８ｄは、第３面３８ｃからの光Ｌが直角以外の角度で出射する。
【０１４９】
また、第２領域３８において、第１面３８ｃ及び第２面３８ｄ以外の側面３８ｅは、電気光学物質１２の側面と平行に延在している。
【０１５０】
第３領域４０は、第１サブ領域４２及び第２サブ領域４３を含んでいる。
【０１５１】
第１サブ領域４２には、第１領域３６と合同な立体形状を有していて、第１領域３６を光Ｌの伝播方向に平行移動した位置に設けられている。
【０１５２】
第１サブ領域４２は、第１サブ表面電極４８ａと第１サブ裏面電極４８ｂとが設けられている。以下、両電極４８ａ及び４８ｂを特に区別する必要がない場合には、「第１サブ電極対４８」と称する。
【０１５３】
第１サブ表面電極４８ａは、平面形状が第１表面電極４４ａと合同の二等辺三角形であり、底辺を光Ｌの伝播方向と平行にして、第１主面１２ｃに設けられている。ここで、第１サブ表面電極４８ａが設けられている第１主面１２ｃの領域を「第１サブ領域４２の一方の端面４２ａ」と称する。
【０１５４】
第１サブ裏面電極４８ｂは、第１サブ表面電極４８ａと形状が合同であり、第２主面１２ｄに設けられている。つまり、第１サブ裏面電極４８ｂは、第１サブ表面電極４８ａの第２主面１２ｄへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、第１サブ裏面電極４８ｂが設けられている第２主面１２ｄの領域を「第１サブ領域４２の他方の端面４２ｂ」と称する。
【０１５５】
このように、第１サブ領域４２は、第１サブ表面電極４８ａ及び第１サブ裏面電極４８ｂとで挟まれた電気光学物質１２の領域、つまり、一方の端面４２ａと他方の端面４２ｂとの間の電気光学物質１２で構成される直三角柱状の領域である。
【０１５６】
第１サブ領域４２は、第１サブ領域４２への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第１サブ面４２ｃを備えている。第１サブ面４２ｃは、電気光学物質１２の一方の端面１２ａ側に位置していて、光Ｌが直角以外の角度で入射する。なお、ここで、第１サブ面４２ｃが、上述した「第３領域４０の第５面」に対応する。
【０１５７】
また、第１サブ領域４２は、第１サブ領域４２からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第２サブ面４２ｄを備えている。第２サブ面４２ｄは、電気光学物質１２の他方の端面１２ｂ側に位置している。この構成例では、第２サブ面４２ｄは、第１サブ面４２ｃに対して非平行に延在する。第２サブ面４２ｄは、第１サブ面４２ｃからの光Ｌが直角以外の角度で出射する。
【０１５８】
また、第１サブ領域４２において、第１サブ面４２ｃ及び第２サブ面及び４２ｄ以外の側面４２ｅは、電気光学物質１２の側面と平行に延在している。
【０１５９】
第２サブ領域４３には、第２領域３８と合同な立体形状を有していて、第２領域３８を光Ｌの伝播方向に平行移動した位置に設けられている。
【０１６０】
第２サブ領域４３には、第２サブ表面電極５０ａと第２サブ裏面電極５０ｂとが設けられている。以下、両電極５０ａ及び５０ｂを特に区別する必要がない場合には、「第２サブ電極対５０」と称する。
【０１６１】
第２サブ表面電極５０ａは、平面形状が第２表面電極４６ａと合同の二等辺三角形であり、底辺を光Ｌの伝播方向と平行にして、第１主面１２ｃに設けられている。ここで、第２サブ表面電極５０ａが設けられている第１主面１２ｃの領域を「第２サブ領域４３の一方の端面４３ａ」と称する。
【０１６２】
第２サブ裏面電極５０ｂは、第２サブ表面電極５０ａと形状が合同であり、第２主面１２ｄに設けられている。つまり、第２サブ裏面電極５０ｂは、第２サブ表面電極５０ａの第２主面１２ｄへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、第２サブ裏面電極５０ｂが設けられている第２主面１２ｄの領域を「第２サブ領域４３の他方の端面４３ｂ」と称する。
【０１６３】
このように、第２サブ領域４３は、第２サブ表面電極５０ａ及び第２サブ裏面電極５０ｂとで挟まれた電気光学物質１２の領域、つまり、一方の端面４３ａと他方の端面４３ｂとの間の電気光学物質１２で構成される直三角柱状の領域である。
【０１６４】
第２サブ領域４３は、第２サブ領域４３への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第３サブ面４３ｃを備えている。第３サブ面４３ｃは、電気光学物質１２の一方の端面１２ａ側に位置していて、光Ｌが直角以外の角度で入射する。
【０１６５】
また、第２サブ領域４３は、第１サブ領域４３からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第４サブ面４３ｄを備えている。第４サブ面４３ｄは、電気光学物質１２の他方の端面１２ｂ側に位置している。この構成例では、第４サブ面４３ｄは、第３サブ面４３ｃに対して非平行に延在する。また、第４サブ面４３ｄは、第３サブ面４３ｃからの光Ｌのが直角以外の角度で出射する。なお、ここで、第４サブ面４３ｄが、上述した「第３領域４０の第６面」に対応する。
【０１６６】
また、第２サブ領域４３において、第３サブ面４３ｃ及び第４サブ面及び４３ｄ以外の側面４３ｅは、電気光学物質１２の側面と平行に延在している。
【０１６７】
（動作）
次に、図９を参照して、光偏向器３２の動作について説明する。
【０１６８】
図９（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【０１６９】
図９（Ａ）は、第１電極対４４の第１表面電極４４ａに正の電圧を印加し、及び第１裏面電極４４ｂを接地し、かつ、第１サブ表面電極４８ａを接地し、及び第１サブ裏面電極４８ｂに正の電圧を印加した場合を示している。
【０１７０】
この場合、（実施の形態１）と同様の理由により、第１領域３６では、電気光学物質１２の屈折率が、深さ方向に線形、つまり第１表面電極４４ａから第１裏面電極４４ｂにかけて増加するように分布する。逆に、第１サブ領域４２では、電気光学物質１２の屈折率が、深さ方向に線形、つまり第１サブ表面電極４８ａから第１サブ裏面電極４８ｂにかけて減少するように分布する。
【０１７１】
これらの結果、第１領域３６及び第１サブ領域４２の屈折率が周囲の電気光学物質１２よりも減少する。
【０１７２】
よって、図９（Ａ）に示すように、水平方向においては、第１領域３６に入射した光Ｌは、まず第１面３６ｃ及び第２面３６ｄを通過するたびに、図面左側に屈折される。つまり、この場合には、第１面３６ｃ（入射境界面）及び第２面３６ｄ（出射境界面）の双方において、光Ｌが水平方向に偏向される。
【０１７３】
第１領域３６から出射された光は、偏向されずに第２領域３８を直進し、第１サブ領域４２に入射する。第１サブ領域４２も、上述のように屈折率が周囲の電気光学物質１２よりも減少しているので、光Ｌは、第１サブ面４２ｃ及び第２サブ面４２ｄにおいて、図面左側に屈折されて、出射される。つまり、この場合には、第１サブ面４２ｃ（入射境界面）及び第２サブ面４２ｄ（出射境界面）の双方において、光Ｌが水平方向に偏向される。
【０１７４】
これらの結果、水平方向においては、光Ｌは、第１領域３６及び第１サブ領域４２で同じ方向（図面左側）に偏向される。
【０１７５】
一方、図９（Ｂ）に示すように、深さ方向では、第１領域３６においては、光Ｌは、深さ方向に線形に増加する屈折率分布に従い、深さ方向下側に屈折されて、第１領域３６から出射される。そして、偏向されずに第２領域３８を直進して、第１サブ領域４２へと入射する。ところで、第１サブ領域４２の深さ方向における屈折率分布は、第１領域３６とは逆に、深さ方向に線形に減少している。よって、第１サブ領域４２において、光Ｌは、深さ方向上側に屈折される。つまり、光Ｌは、第１領域３６で受けた深さ方向下側への偏向とは逆方向の偏向を第１サブ領域４２で受ける。結果として、光Ｌは、深さ方向で偏向されることなく、光偏向器３２から出射される。
【０１７６】
次に、図１０を参照して、第１領域３６と第２領域３８とに、同方向の電界を印加し、かつ第１及び第２サブ領域４２及び４３に電界を印加しない場合について説明する。
【０１７７】
図１０（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【０１７８】
図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１及び第２表面電極４４ａ及び４６ａに正の電圧を印加し、かつ第１及び第２裏面電極４４ｂ及び４６ｂを接地し、さらに第１及び第２サブ領域４２及び４３に電界を印加しない場合、光Ｌは、水平方向には偏向されることなく、深さ方向下側へのみ大きく偏向される。
【０１７９】
図示はしないが、上述とは逆に電界を印加した場合、つまり、第１及び第２表面電極４４ａ及び４６ａを接地し、かつ第１及び第２裏面電極４４ｂ及び４６ｂに正の電圧を印加し、さらに第１及び第２サブ領域４２及び４３に電界を印加しない場合、光Ｌは、水平方向には偏向されることなく、深さ方向上側へのみ大きく偏向される。
【０１８０】
次に図１１を参照して、第２領域３８と第２サブ領域４３とに同方向の電界を印加し、第１領域３６と第１サブ領域４２とに電界を印加しない場合について説明する。
【０１８１】
図１１（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【０１８２】
図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第２表面電極４６ａ及び第２サブ表面電極５０ａを接地し、かつ第２裏面電極４６ｂ及び第２サブ裏面電極５０ｂに正の電圧を印加し、さらに第１及び第１サブ領域３６及び４２に電界を印加しない場合、光Ｌを水平方向右側かつ深さ方向上側に偏向させることができる。
【０１８３】
図示はしないが、上述とは逆に電界を印加した場合、つまり、第２表面電極４６ａ及び第２サブ表面電極５０ａに正の電圧を印加し、かつ第２裏面電極４６ｂ及び第２サブ裏面電極５０ｂを接地し、さらに第１及び第１サブ領域３６及び４２に電界を印加しない場合、光Ｌを水平方向左側かつ深さ方向下側に偏向させることができる。
【０１８４】
（効果、設計条件及び応用例）
このように構成されている光偏向器３２は、実施の形態１の光偏向器１０と同様の効果を奏する。
【０１８５】
また、光偏向器３２では、光偏向器１０の場合と同様に、電極の電界の干渉を防ぐために、各電極を電気光学物質１２の厚み以上に離間させるか、又は各電極の間に溝を設けることが好ましい。
【０１８６】
また、光偏向器１０の場合と同様、光偏向器３２に設ける電極対４４，４６，４８及び５０は、４対には限定されない。設計に応じて、任意好適な個数とすることができる。例えば、電極対４４，４６，４８及び５０の組を、光Ｌの伝播方向に沿って、電気光学物質１２に直列に２組以上設けてもよい。
【０１８７】
また、光偏向器３２は、光偏向器１０の場合と同様に、アレイ化することが可能である。
【０１８８】
（実施の形態３）
以下、図１２〜図１６を参照して、実施の形態３の光偏向器について説明する。
【０１８９】
実施の形態３の光偏向器は、ポッケルス効果を用いて、光の偏向を行う点が実施の形態１及び２の光偏向器と異なっている。
【０１９０】
ここで、「ポッケルス効果」とは、媒質に印加された電界の強さの１乗に比例して、当該媒質の屈折率が変化する効果のことを示す。
【０１９１】
図１２は、光偏向器の概略構成を示す斜視図である。なお、図１２において、図面が煩雑となるのを防ぐために、電極は、厚みを無視して平面として描いている。
【０１９２】
図１２を参照すると、光偏向器５２は、電気光学物質５４と、電気光学物質５４の内部に設けられた２個以上の作用領域５６とを備えている。
【０１９３】
光偏向器５２は、以下に列記する点を除いて、実施の形態１の光偏向器１０と同様の構造を有している。
（１）電気光学物質５４として、予め電気光学係数が深さ方向に線形に分布しているものを用いている。
（２）裏面電極６６が各表面電極６２ａ及び６４ａに対して共通に１個のみ設けられている。
（３）光偏向器１０で設けられていた第３領域２０が存在しない。
（４）各表面電極６２ａ及び６４ａと裏面電極６６はオーミック電極でない。あるいは、キャリア注入に対して逆バイアスとする。
【０１９４】
そこで、以降、主にこれらの相違点について説明する。
【０１９５】
電気光学物質５４は、両端面５４ａ及び５４ｂの平面形状が正方形状の四角柱である。端面５４ａは、電気光学物質５４に、伝播方向（図中矢印Ａ）に沿った光Ｌが入力される面となっている。以降、端面５４ａを「一方の端面５４ａ」とも称する。また、端面５４ｂは、電気光学物質５４から光Ｌが出力される面となっている。以降、端面５４ｂを「他方の端面５４ｂ」とも称する。
【０１９６】
また、電気光学物質５４は、後述する第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ａが形成されている第１主面５４ｃと、後述する裏面電極６６が形成される第２主面５４ｄとを備えている。以降、第１主面５４ｃから第２主面５４ｄに向かう方向を「深さ方向」と称し、及び第１主面５４ｃの面内において、深さ方向に直交する方向を「水平方向」と称する。
【０１９７】
電気光学物質５４は、深さ方向に沿って電気光学係数の分布が線形となるように予め形成されている点が、実施の形態１及び２の電気光学物質１２と異なっている。
【０１９８】
より詳細には、電気光学物質５４は、深さ方向に組成等を変えることにより、予め深さ方向の電気光学係数の分布を線形に増加させている。このような材料としては、好ましくは、例えばＫＴａ１−ＸＮｂＸＯ３（ただしＸは、０＜Ｘ＜１である。）において、Ｘの値を深さ方向に線形に増加させたものを用いることができる。
【０１９９】
このような電気光学物質５４に電界を印加すると、ポッケルス効果により、印加電界の正負（プラス又はマイナス）により、屈折率の変化の方向を制御することができる。つまり、印加電界の正負によって、電気光学物質の屈折率分布を深さ方向に線形に増加（印加電圧：プラス）させることも、逆に線形に減少（印加電圧：マイナス）させることもできる。
【０２００】
なお、このように深さ方向に電気光学係数を予め線形に変化させた電気光学物質５４としては、上述したＫＴａ１−ＸＮｂＸＯ３の他に、組成を深さ方向に線形に変化させた、ＩｎＧａＡｓＰ等の化合物半導体を用いることができる。また、電気光学物質５４としては、分極又は結晶格子反転領域の占める比率が深さ方向に線形に変化しているＬｉＮｂＯ３等の材料を用いることができる。
【０２０１】
作用領域５６は、光Ｌの伝播方向に沿って、電気光学物質５４中に直列して２個設けられている。これらの作用領域５６は、光の伝播方向の上流側から、第１領域５８及び第２領域６０の順番で配置されている。
【０２０２】
第１領域５８に設けられた第１表面電極６２ａは、平面形状が直角三角形であり、第１主面５４ｃに設けられている。ここで、第１表面電極６２ａが設けられている第１主面５４ｃの領域を「第１領域５８の一方の端面５８ａ」と称する。また、第１表面電極６２ａの第２主面５４ｄへの正射影で与えられる領域を「第１領域５８の他方の端面５８ｂ」と称する。
【０２０３】
第１領域５８は、一方の端面５８ａと他方の端面５８ｂとの間の電気光学物質５４で構成される直三角柱状の領域である。
【０２０４】
第１領域５８は、第１領域５８への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第１面５８ｃを備えている。第１面５８ｃは、電気光学物質５４の一方の端面５４ａ側に位置していて、光Ｌが垂直に入射する。
【０２０５】
また、第１領域５８は、第１領域５８からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第２面５８ｄを備えている。第２面５８ｄは、電気光学物質５４の他方の端面５４ｂ側に位置している。この構成例では、第２面５８ｄは、直角三角形の第１表面電極６２ａの斜辺に沿って形成される側面である。また、第２面５８ｄは、第１面５８ｃに対して非平行に延在する。第２面５８ｄは、第１面５８ｃからの光Ｌが直角以外の角度で出射する。
【０２０６】
また、第１領域５８において、第１面５８ｃ及び第２面５８ｄ以外の側面５８ｅは、電気光学物質５４の側面と平行に延在している。
【０２０７】
第２領域６０に設けられた第２表面電極６４ａは、第１表面電極６２ａと平面形状が合同の直角三角形であり、第１主面５４ｃに設けられている。ここで、第２表面電極６４ａが設けられている第１主面５４ｃの領域を「第２領域６０の一方の端面６０ａ」と称する。また、第２表面電極６４ａの第２主面５４ｄへの正射影で与えられる領域を「第２領域６０の他方の端面６０ｂ」と称する。
【０２０８】
第２領域６０は、一方の端面６０ａと他方の端面６０ｂとの間の電気光学物質５４で構成される直三角柱状の領域である。
【０２０９】
第２領域６０は、第２領域６０への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第３面６０ｃを備えている。第３面６０ｃは、電気光学物質５４の一方の端面５４ａ側に位置していて、第２表面電極６４ａの斜辺に沿って形成される側面であり、第４面６０ｄに対して非平行に延在するとともに、光Ｌが直角以外の角度で入射する。
【０２１０】
また、第２領域６０は、第２領域６０からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第４面６０ｄを備えている。この構成例では、第４面６０ｄは、電気光学物質５４の他方の端面５４ｂ側に位置している。第４面６０ｄは、第３面６０ｃからの光Ｌが垂直に出射する。
【０２１１】
また、第２領域６０において、第３面６０ｃ及び第４面６０ｄ以外の側面６０ｅは、電気光学物質５４の側面と平行に延在している。
【０２１２】
ここで、第１領域５８と第２領域６０との位置関係について説明する。これら領域５８及び６０は、それぞれ対応する面の形状が合同であり、従って、それぞれの領域５８及び６０は、大きさが同一の直三角柱である。
【０２１３】
第１領域５８の第１面５８ｃは、第２領域６０の第４面６０ｄと平行に延在している。そして、第１領域５８の第２面５８ｄと、第２領域６０の第３面６０ｃとは互いに平行に対向して延在している。つまり、第１及び第２領域５８及び６０は、相俟って直方体を実質的に形成するように配置されている。
【０２１４】
裏面電極６６は、電気光学物質５４の第２主面５４ｄの全面に設けられている。この裏面電極６６は、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ａに対して、共通電極とされている。
【０２１５】
また、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ｂと裏面電極６６とは、より効果的にポッケルス効果を生じさせるために、電気光学物質５４とのオーミック接触性が悪くなるように形成されている。より詳細には、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ｂと裏面電極６６の材料としては、好ましくは、例えばＰｔ、Ａｕ等の金属が好適である。そして、これらの金属を、好ましくは、例えばフォトリソグラフィーを用いて、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ｂと裏面電極６６として作成することがよい。
【０２１６】
（動作）
以下、図１３〜図１６を参照して、光偏向器５２の動作について説明する。
【０２１７】
まず、図１３を参照して、第１表面電極６２ａに正の電圧を印加し、裏面電極６６を接地した場合について説明する。
【０２１８】
図１３（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【０２１９】
第１表面電極６２ａに正の電圧を印加した場合、電気光学物質５４の電気光学係数は、深さ方向、つまり、第１表面電極６２ａから裏面電極６６に向かう方向に線形に増加している。よって、電界の印加で生じるポッケルス効果により、第１領域５８の屈折率分布は、深さ方向に線形に増加する分布に変化する。
【０２２０】
その結果、第１領域５８の屈折率が周囲の電気光学物質５４よりも大きくなる。よって、図１３（Ａ）に示すように、水平方向においては、光Ｌは、第２面５８ｄで図面左側に屈折、つまり偏向される。この場合には、第１面５８ｃ（入射境界面）及び第２面５８ｄ（出射境界面）の内、第２面５８ｄにおいて光Ｌが水平方向に偏向される。
【０２２１】
図１３（Ｂ）に示すように、深さ方向においては、第１領域５８の屈折率が深さとともに線形に増加するので、光Ｌは、第１領域５８を通過する過程で、深さ方向下側に屈折、つまり偏向される。
【０２２２】
次に、図１４を参照して、第１表面電極６２ａに負の電圧を印加し、裏面電極６６を接地した場合について説明する。
【０２２３】
図１４（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図１４（Ｂ）は、図１３（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【０２２４】
この場合、ポッケルス効果により、第１領域５８の屈折率分布は、深さ方向、つまり、第１表面電極６２ａから裏面電極６６に向かう方向に線形に減少する分布に変化する。
【０２２５】
その結果、第１領域５８の屈折率が周囲の電気光学物質５４よりも小さくなる。よって、図１４（Ａ）に示すように、水平方向においては、光Ｌは、第２面５８ｄで図面右側に屈折、つまり偏向される。この場合には、第１面５８ｃ（入射境界面）及び第２面５８ｄ（出射境界面）の内、第２面５８ｄにおいて光Ｌが水平方向に偏向される。
【０２２６】
図１４（Ｂ）に示すように、深さ方向においては、第１領域５８の屈折率が深さとともに線形に減少するので、光Ｌは、第１領域５８を通過する過程で、深さ方向上側に屈折、つまり偏向される。
【０２２７】
次に、図１５を参照して、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ａを組み合わせて用いた場合について説明する。
【０２２８】
図１５（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【０２２９】
第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ａに符合が正で、大きさの等しい電界を印加した場合について考える。この場合、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ａは協働して、言わば、単一の長方形の電極と同等の作用を奏する。
【０２３０】
よって、図１５（Ａ）に示すように、光Ｌは、水平方向には偏向されないで直進する。それに対し、図１５（Ｂ）に示すように、深さ方向においては、第１及び第２領域５８及び６０の屈折率分布は、互いに等しく、深さとともに増加する。つまり、第１及び第２領域５８及び６０において、屈折率が第１主面５４ｃから第２主面５４ｄに向かって増加する。その結果、光Ｌは、第１領域５８と第２領域６０との両領域でそれぞれ深さ方向下側に偏向される。よって、深さ方向における偏向の程度が、図１３（Ｂ）の場合よりも大きくなる。
【０２３１】
図示はしないが、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ａに符合が負で、大きさの等しい電界を印加した場合も同様であり、光Ｌは、水平方向には偏向されず、深さ方向上側に大きく偏向される。
【０２３２】
次に、図１６を参照して、第１表面電極６２ａに正の電圧を印加し、かつ、第２表面電極６４ａに、第１表面電極６２ａに印加したと同じ大きさで、符合が負の電圧を印加した場合について説明する。
【０２３３】
図１６（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【０２３４】
この場合、図１６（Ｂ）に示すように、深さ方向においては、第１領域５８の屈折率分布と第２領域６０の屈折率分布とが、相殺し合う。その結果、深さ方向では、光Ｌの偏向は生じない。
【０２３５】
それに対し、水平方向においては、図１６（Ａ）に示すように、第１領域５８の屈折率が周囲の電気光学物質５４よりも大きくなる。その結果、光Ｌは、第１領域５８の第２面５８ｄで図面左側に偏向される。さらに、第２領域６０の屈折率が周囲の電気光学物質５４よりも小さいので、光Ｌは、第３面６０ｃ及び第４面６０ｄでさらに図面左側に偏向される。
【０２３６】
結果として、この場合には、光Ｌは、深さ方向には偏向されず、水平方向には、図面左側に大きく偏向される。
【０２３７】
図示はしないが、第１表面電極６２ａに負の電圧を印加し、かつ、第２表面電極６４ａに、第１表面電極６２ａに印加したと同じ大きさで、符合が正の電圧を印加した場合も上述と同様である。つまり、光Ｌは、深さ方向には偏向されず、水平方向には、図面右側に大きく偏向される。
【０２３８】
（効果、設計条件及び応用例）
この実施の形態の光偏向器５２は、実施の形態１の光偏向器１０と同様の効果を奏する。
【０２３９】
さらに、ポッケルス効果を利用して光Ｌを偏向させる光偏向器５２は、カー効果を用いる光偏向器１０及び３２よりも少ない電極数で、光Ｌを同程度の角度範囲で偏向させることができる。
【０２４０】
光偏向器５２では、光偏向器１０の場合と同様に、電極の電界の干渉を防ぐために、各電極を電気光学物質５４の厚み以上に離間させるか、又は各電極の間に溝を設けることが好ましい。
【０２４１】
また、光偏向器１０の場合と同様、光偏向器５２に設ける第１表面電極６２ａ及び第２表面電極６４ａは、２個には限定されない。設計に応じて、任意好適な個数とすることができる。例えば、電極６２ａ及び６４ａからなる電極対を、光Ｌの伝播方向に沿って、電気光学物質１２に直列に２組設けてもよい。また、例えば、実施の形態２の光偏向器３２のような二等辺三角形状の表面電極を互い違いに直列してもよい。
【０２４２】
また、光偏向器５２は、光偏向器１０の場合と同様に、アレイ化することが可能である。
【０２４３】
また、この実施の形態においては、裏面電極６６を、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ａに対する共通電極とし、第２主面５４ｄの全面に設けた場合について説明した。しかし、裏面電極６６は、実施の形態１及び２で示したように、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ａごとに、それぞれ１個ずつ設けてもよい。このように構成することによっても、光偏向器５２は上述したような効果を奏する。
【０２４４】
（実施の形態４）
以下、図１７〜図２１を参照して、実施の形態４の光偏向器について説明する。
【０２４５】
図１７は、光偏向器の概略構成を示す斜視図である。なお、図１７において、図面が煩雑となるのを防ぐために、電極は、厚みを無視して平面として描いている。
【０２４６】
実施の形態４の光偏向器７０は、電気光学物質５４中に設けられた第１及び第２領域７２及び７４の形状が異なっている以外は、実施の形態３の光偏向器５２と同様である。従って、以降、主にこの相違点について説明する。
【０２４７】
図１７を参照すると、光偏向器７０において、第１及び第２領域７２及び７４は、光Ｌの伝播方向に沿って、電気光学物質５４中に直列して２個設けられている。これらの領域７２及び７４は、光の伝播方向の上流側から、第１領域７２及び第２領域７４の順番で配置されている。
【０２４８】
第１領域７２には、第１表面電極７６ａが設けられている。第１表面電極７６ａは、平面形状が二等辺三角形であり、その底辺を光Ｌの伝播方向と平行にして、第１主面５４ｃに設けられている。
【０２４９】
ここで、第１表面電極７６ａが設けられている第１主面５４ｃの領域を「第１領域７２の一方の端面７２ａ」と称する。また、第１表面電極７６ａの第２主面５４ｄへの正射影で与えられる領域を「第１領域７２の他方の端面７２ｂ」と称する。
【０２５０】
第１領域７２は、一方の端面７２ａと他方の端面７２ｂとの間の電気光学物質５４で構成される直三角柱状の領域である。
【０２５１】
第１領域７２は、第１領域７２への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第１面７２ｃを備えている。第１面７２ｃは、電気光学物質５４の一方の端面５４ａ側に位置していて、第２面７２ｄに対して非平行に延在するとともに、光Ｌが直角以外の角度で入射する。
【０２５２】
また、第１領域７２は、第１領域７２からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第２面７２ｄを備えている。この構成例では、第２面７２ｄは、電気光学物質５４の他方の端面５４ｂ側に位置している。第２面７２ｄは、第１面７２ｃからの光Ｌが直角以外の角度で出射する。
【０２５３】
また、第１領域７２において、第１面７２ｃ及び第２面７２ｄ以外の側面７２ｅは、電気光学物質５４の側面と平行に延在している。
【０２５４】
第２領域７４には、第２表面電極７８ａが設けられている。第２表面電極７８ａは、平面形状が長方形であり、互いに対向する２辺を光Ｌの伝播方向に垂直に交差させて、第１主面５４ｃに設けられている。
【０２５５】
ここで、第２表面電極７８ａが設けられている第１主面５４ｃの領域を「第２領域７４の一方の端面７４ａ」と称する。また、第２表面電極７８ａの第２主面５４ｄへの正射影で与えられる領域を「第２領域７４の他方の端面７４ｂ」と称する。
【０２５６】
第２領域７４は、一方の端面７４ａと他方の端面７４ｂとの間の電気光学物質５４で構成される直方体状の領域である。
【０２５７】
第２領域７４は、第２領域７４への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第３面７４ｃを備えている。第３面７４ｃは、電気光学物質５４の一方の端面５４ａ側に位置していて、第４面７４ｄに対して平行に延在するとともに、光Ｌが直角に入射する。
【０２５８】
また、第２領域７４は、第２領域７４からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第４面７４ｄを備えている。この構成例では、第４面７４ｄは、電気光学物質５４の他方の端面５４ｂ側に位置している。第４面７４ｄは、第３面７４ｃからの光Ｌが直角に出射する。
【０２５９】
また、第２領域７４において、第１面７４ｃ及び第２面７４ｄ以外の側面７４ｅ及び７４ｆは、電気光学物質５４の側面と平行に延在している。
【０２６０】
ここで、第１領域７２と第２領域７４との位置関係について説明する。
【０２６１】
第１領域７２の第１面７２ｃと第２面７２ｄとは、互いに非平行に延在している。また、第２領域７４の第３面７４ｃと第４面７４ｄとは、互いに平行に延在している。
【０２６２】
（動作）
以下、図１８〜図２１を参照して、光偏向器７０の動作について説明する。
【０２６３】
まず、図１８を参照して、第１表面電極７６ａに正の電圧を印加した場合について説明する。
【０２６４】
図１８（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【０２６５】
この場合、電気光学物質５４の電気光学係数が深さ方向に線形に増加しているので、ポッケルス効果により、第１領域７２の屈折率分布は、深さ方向、つまり第１表面電極７６ａから裏面電極６６に向かう方向に線形に増加する分布に変化する。
【０２６６】
その結果、第１領域７２の屈折率が周囲の電気光学物質５４よりも大きくなる。よって、図１８（Ａ）に示すように、水平方向においては、光Ｌは、第１及び第２面７２ｃ及び７２ｄを通過するたびに図面左側に屈折、つまり偏向される。つまり、この場合には、第１面７２ｃ（入射境界面）及び第２面７２ｄ（出射境界面）の双方において、光Ｌが水平方向に偏向される。
【０２６７】
図１８（Ｂ）に示すように、深さ方向においては、第１領域７２の屈折率が深さとともに線形に増加するので、光Ｌは、第１領域７２を通過する過程で、深さ方向下側に屈折、つまり偏向される。
【０２６８】
次に、図１９を参照して、第１表面電極７６ａに負の電圧を印加した場合について説明する。
【０２６９】
図１９（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【０２７０】
この場合、ポッケルス効果により、第１領域７２の屈折率分布は、深さ方向に線形に減少する分布に変化する。
【０２７１】
その結果、第１領域７２の屈折率が周囲の電気光学物質５４よりも小さくなる。よって、図１９（Ａ）に示すように、水平方向においては、光Ｌは、第１及び第２面７２ｃ及び７２ｄを通過するたびに、図面右側に屈折、つまり偏向される。つまり、この場合には、第１面７２ｃ（入射境界面）及び第２面７２ｄ（出射境界面）の双方において、光Ｌが水平方向に偏向される。
【０２７２】
図１９（Ｂ）に示すように、深さ方向においては、第１領域７２の屈折率が深さとともに線形に減少するので、光Ｌは、第１領域７２を通過する過程で、深さ方向上側に屈折、つまり偏向される。
【０２７３】
次に、図２０及び図２１を参照して、第１及び第２表面電極７６ａ及び７８ａに所定の電極を印加した場合について説明する。
【０２７４】
まず始めに、図２０（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、第１及び第２表面電極７６ａ及び７８ａに同符号の電界を印加した場合について説明する。
【０２７５】
図２０（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器７０の平面図である。図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。なお、これらの図においては、第１及び第２表面電極７６ａ及び７８ａの双方ともに正の電圧を印加した場合を想定している。
【０２７６】
この場合、第１領域７２においては、図１８（Ａ）で示したように、光Ｌは、水平方向に関して図面左側に、かつ深さ方向に関して下側に屈曲されて第２領域７４へと出射される。
【０２７７】
ところで、第２領域７４の第３面７４ｃと第４面７４ｄとは平行に延在している。よって、図２０（Ａ）に示すように、第２領域７４の屈折率の大小に関わりなく、第１領域７２から第２領域７４へと入射された光Ｌは、水平方向には偏向されない。
【０２７８】
一方、第２領域７４は、深さ方向に関しては、第１領域７２と同様の屈折率分布を有する。すなわち、第２領域７４の屈折率は、深さとともに線形に増加する。従って、図２０（Ｂ）に示すように、光Ｌは、第２領域７４の屈折率分布に従い、深さ方向に関しては下側へと偏向される。
【０２７９】
以上をまとめると、この場合には、光Ｌは、水平方向に関しては、第１表面電極７６ａのみに電界を印加した場合と同様に偏向され、及び深さ方向に関しては、第１表面電極の７６ａのみに電界を印加した場合よりも、より大きく偏向される。
【０２８０】
次に、図２１（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、第１及び第２表面電極７６ａ及び７８ａに異なった符号の電界を印加した場合について説明する。
【０２８１】
図２１（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器７０の平面図である。図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。なお、これらの図においては、第１表面電極にプラスの電界を印加し、かつ第２表面電極にマイナスの電界を印加した場合を想定している。
【０２８２】
この場合、第１領域７２においては、図１９（Ａ）で示したように、光Ｌは、水平方向に関して図面左側に、かつ深さ方向に関して下側に屈曲されて第２領域７４へと出射される。
【０２８３】
ところで、第２領域７４の第３面７４ｃと第４面７４ｄとは平行に延在している。よって、図２１（Ａ）に示すように、第２領域７４の屈折率の大小に関わりなく、第１領域７２から第２領域７４へと入射された光Ｌは、水平方向には偏向されない。
【０２８４】
一方、第２領域７４は、深さ方向に関しては、第１領域７２と逆の屈折率分布を有する。すなわち、第２領域７４の屈折率は、深さとともに線形に減少する。従って、図２１（Ｂ）に示すように、光Ｌは、第２領域７４の屈折率分布に従い、深さ方向に関しては上側へと偏向される。よって、第１領域７２の偏向方向と第２領域７４の偏向方向とが相殺し合い、深さ方向に関しては、光Ｌは偏向されない。
【０２８５】
以上をまとめると、この場合には、光Ｌは、水平方向に関しては、第１表面電極７６ａのみに電界を印加した場合と同様に偏向され、及び深さ方向に関しては偏向されない。
【０２８６】
（効果、設計条件及び応用例）
この実施の形態の光偏向器７０は、実施の形態１の光偏向器１０と同様の効果を奏する。
【０２８７】
さらに、ポッケルス効果を利用して光Ｌを偏向させる光偏向器７０は、カー効果を用いる光偏向器１０及び３２よりも少ない電極数で、光Ｌを同程度の角度範囲で偏向させることができる。
【０２８８】
光偏向器７０では、光偏向器１０の場合と同様に、電極の電界の干渉を防ぐために、各電極を電気光学物質５４の厚み以上に離間させるか、又は各電極の間に溝を設けることが好ましい。
【０２８９】
また、光偏向器１０の場合と同様、光偏向器７０に設ける第１及び第２表面電極７６ａ及び７８ａは、２個には限定されない。設計に応じて、任意好適な個数とすることができる。
【０２９０】
また、光偏向器７０は、光偏向器１０の場合と同様に、アレイ化することが可能である。
【０２９１】
また、裏面電極を、実施の形態１及び２で示したように、第１及び第２表面電極７６ａ及び７８ａごとに、それぞれ１個ずつ設けてもよい。
【０２９２】
（実施の形態５）
以下、図２２〜図２４を参照して、実施の形態５の光偏向器について説明する。
【０２９３】
（構造）
図２２は、この実施の形態の光偏向器の概略構成を示す斜視図である。なお、図２２において、図面が煩雑となるのを防ぐために、電極は、厚みを無視して平面として描いている。
【０２９４】
実施の形態５の光偏向器８０は、電極を第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄのみでなく、電気光学物質１２の両側面にも設けた点が、今まで説明した光偏向器とは異なっている。
【０２９５】
図２２を参照すると、光偏向器８０は、電気光学物質１２と、電気光学物質１２の内部に設けられた２個以上の領域８２とを備えている。
【０２９６】
電気光学物質１２は、実施の形態１及び２と説明したものと同様である。ただし、この実施の形態における電気光学物質では、第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄに直交する左及び右側面１２ｅ及び１２ｆにも、後述する電極８８ａ及び８８ｂが設けられている。
【０２９７】
領域８２は、第１領域８４と第２領域８６とを備える。これらの領域８４及び８６は、光Ｌの伝播方向に沿って、直列に配置されている。詳しくは後述するが、第１領域８４及び第２領域８６とは、それぞれの電界の方向が直交している。
【０２９８】
第１領域８４には、左側面電極８８ａと右側面電極８８ｂとが設けられている。以下、両電極８８ａ及び８８ｂを特に区別する必要がない場合には、「側面電極対８８」と称する。
【０２９９】
左側面電極８８ａは、平面形状が長方形であり、左側面１２ｅに設けられている。ここで、左側面電極８８ａが設けられている左側面１２ｅの領域を「第１領域８４の一方の端面８４ａ」と称する。
【０３００】
右側面電極８８ｂは、左側面電極８８ａと形状が合同であり、右側面１２ｆに設けられている。つまり、右側面電極８８ｂは、左側面電極８８ａの右側面１２ｆへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、右側面電極８８ｂが設けられている右側面１２ｆの領域を「第１領域８４の他方の端面８４ｂ」と称する。
【０３０１】
このように、第１領域８４は、左側面電極８８ａ及び右側面電極８８ｂで挟まれた電気光学物質１２の領域、つまり、一方の端面８４ａと他方の端面８４ｂとの間の電気光学物質１２で構成される直方体の領域である。
【０３０２】
左側面電極８８ａ及び右側面電極８８ｂに所定の電圧を印加することにより、電気光学物質１２の第１領域８４には、水平方向の電界が形成される。
【０３０３】
つまり、側面電極対８８に電界を印加することにより、電気光学物質１２の屈折率分布を水平方向に沿って線形に変化させることができる。これにより、第１領域８４では、光Ｌを水平方向に沿って偏向させることができる。
【０３０４】
第２領域８６には、表面電極９０ａと裏面電極９０ｂとが設けられている。以下、両電極９０ａ及び９０ｂを特に区別する必要がない場合には、「主面電極対９０」と称する。
【０３０５】
表面電極９０ａは、平面形状が長方形であり、第１主面１２ｃに設けられている。ここで、表面電極９０ａが設けられている第１主面１２ｃの領域を「第２領域８６の一方の端面８６ａ」と称する。
【０３０６】
裏面電極９０ｂは、表面電極９０ａと形状が合同であり、第２主面１２ｄに設けられている。つまり、裏面電極９０ｂは、表面電極９０ａの第２主面１２ｄへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、裏面電極９０ｂが設けられている第２主面１２ｄの領域を「第２領域８６の他方の端面８６ｂ」と称する。
【０３０７】
このように、第２領域８６は、表面電極９０ａ及び裏面電極９０ｂで挟まれた電気光学物質１２の領域、つまり、一方の端面８６ａと他方の端面８６ｂとの間の電気光学物質１２で構成される直方体の領域である。
【０３０８】
表面電極９０ａ及び裏面電極９０ｂに所定の電界を印加することにより、電気光学物質の第２領域８６には、深さ方向の電界が形成される。
【０３０９】
つまり、主面電極対９０に電界を印加することにより、電気光学物質１２の屈折率分布を深さ方向に沿って線形に変化させることができる。これにより、第２領域８６では、光Ｌを深さ方向に沿って偏向させることができる。
【０３１０】
（動作）
次に、図２３及び図２４を参照して、光偏向器８０の動作について説明する。
【０３１１】
まず、図２３（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、左側面電極８８ａに正の電圧を印加しかつ右側面電極８８ｂを接地し、及び表面電極９０ａに正の電圧を印加しかつ裏面電極９０ｂを接地した場合について説明する。
【０３１２】
ここで、図２３（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器８０の平面図である。図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【０３１３】
この場合、実施の形態１で説明したと同様の理由により、第１領域８４においては、屈折率分布は、左側面電極８８ａから右側面電極８８ｂにかけて線形に増加するように分布する。よって、図２３（Ａ）に示すように、第１領域８４において、光Ｌは、深さ方向には偏向されず、水平方向においてのみ図面右側に偏向される。
【０３１４】
また、第２領域８６においては、屈折率分布は、表面電極９０ａから裏面電極９０ｂにかけて線形に増加するように分布する。よって、図２３（Ｂ）に示すように、第１領域８４を経て第２領域８６に入射した光Ｌは、第２領域８６において、水平方向には偏向されず、深さ方向下側にのみ偏向される。
【０３１５】
つまり、この場合、光Ｌは、水平方向右側に、かつ深さ方向下側に偏向される。
【０３１６】
次に、図２４（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、左側面電極８８ａを接地しかつ右側面電極８８ｂに正の電圧を印加し、及び表面電極９０ａを接地しかつ裏面電極９０ｂに正の電圧を印加した場合について説明する。
【０３１７】
ここで、図２４（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器８０の平面図である。図２４（Ｂ）は、図２４（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【０３１８】
この場合、第１領域８４においては、屈折率分布は、左側面電極８８ａから右側面電極８８ｂにかけて線形に減少するように分布する。よって、図２４（Ａ）に示すように、第１領域８４において、光Ｌは、深さ方向には偏向されず、水平方向においてのみ図面左側に偏向される。
【０３１９】
また、第２領域８６においては、屈折率分布は、表面電極９０ａから裏面電極９０ｂにかけて線形に減少するように分布する。よって、図２４（Ｂ）に示すように、第１領域８４を経て第２領域８６に入射した光Ｌは、第２領域８６において、水平方向には偏向されず、深さ方向上側にのみ偏向される。
【０３２０】
つまり、この場合、光Ｌは、水平方向左側に、かつ深さ方向上側に偏向される。
【０３２１】
（効果）
このように、この実施の形態の光偏向器８０においては、電気光学物質１２の第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄと、左及び右側面１２ｅ及び１２ｆに電極を設けるという簡単な構成で、光Ｌを３次元方向に偏向することができる。
【図面の簡単な説明】
【０３２２】
【図１】実施の形態の波長変換素子の概略構成を示す図である。（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は側面図である。
【図２】実施の形態１の光偏向器の概略構成を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）及び（Ｃ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図４】実施の形態１において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｃ方向から見た側面図である。
【図５】実施の形態１において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）におけるＤ線に沿った断面切り口を示す図である。
【図６】実施の形態１において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）及び（Ｃ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図７】光偏向器アレイの構成を概略的に示す斜視図である。
【図８】実施の形態２の光偏向器の概略構成を示す斜視図である。
【図９】実施の形態２において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、図８（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【図１０】実施の形態２において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【図１１】実施の形態２において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【図１２】実施の形態３の光偏向器の概略構成を示す斜視図である。
【図１３】実施の形態３において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図１４】実施の形態３において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図１５】実施の形態３において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【図１６】実施の形態３において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【図１７】実施の形態４の光偏向器の概略構成を示す斜視図である。
【図１８】実施の形態４において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図１９】実施の形態４において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図２０】実施の形態４において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図２１】実施の形態４において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図２２】実施の形態５の光偏向器の概略構成を示す斜視図である。
【図２３】実施の形態５において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図２４】実施の形態５において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【符号の説明】
【０３２３】
１０，３２，５２，７０，８０ 光偏向器
１１ 光偏向器モデル
１２，１３，５４ 電気光学物質
１２ａ，５４ａ 一方の端面
１２ｂ，５４ｂ 他方の端面
１２ｃ，５４ｃ 第１主面
１２ｄ，５４ｄ 第２主面
１２ｅ 右側面
１２ｆ 左側面
１４，３４，５６，８２ 作用領域
１５ 非作用領域
１６，３６，５８，７２，８４ 第１領域
１６ａ，３６ａ，５８ａ，７２ａ，８４ａ 第１領域の一方の端面
１６ｂ，３６ｂ，５８ｂ，７２ｂ，８４ｂ 第１領域の他方の端面
１６ｃ，３６ｃ，５８ｃ，７２ｃ 第１面
１６ｄ，３６ｄ，５８ｄ，７２ｄ 第２面
１６ｅ，３６ｅ，５８ｅ，７２ｅ 側面
１７ａ，１７ｂ 電極
１８，３８，６０，７４，８６ 第２領域
１８ａ，３８ａ，６０ａ，７４ａ，８６ａ 第２領域の一方の端面
１８ｂ，３８ｂ，６０ｂ，７４ｂ，８６ｂ 第２領域の他方の端面
１８ｃ，３８ｃ，６０ｃ，７４ｃ 第３面
１８ｄ，３８ｄ，６０ｄ，７４ｄ 第４面
１８ｅ，３８ｅ，６０ｅ，７４ｅ，７４ｆ 側面
１９ａ 入射境界面
１９ｂ 出射境界面
２０，４０ 第３領域
２０ａ 第３領域の一方の端面
２０ｂ 第３領域の他方の端面
２０ｃ 第５面
２０ｄ 第６面
２０ｅ 側面
２０ｆ 側面
２２，４４ 第１電極対
２２ａ，４４ａ，６２ａ，７６ａ 第１表面電極
２２ｂ，４４ｂ 第１裏面電極
２４，４６ 第２電極対
２４ａ，４６ａ，６４ａ，７８ａ 第２表面電極
２４ｂ，４６ｂ 第２裏面電極
２６ 第３電極対
２６ａ 第３表面電極
２６ｂ 第３裏面電極
２８ 光偏向器アレイ
４２ 第１サブ領域
４２ａ 第１サブ領域の一方の端面
４２ｂ 第１サブ領域の他方の端面
４２ｃ 第１サブ面
４２ｄ 第２サブ面
４３ 第２サブ領域
４３ａ 第２サブ領域の一方の端面
４３ｂ 第２サブ領域の他方の端面
４３ｃ 第３サブ面
４３ｄ 第４サブ面
４８ 第１サブ電極対
４８ａ 第１サブ表面電極
４８ｂ 第１サブ裏面電極
５０ 第２サブ電極対
５０ａ 第２サブ表面電極
５０ｂ 第２サブ裏面電極
６６ 裏面電極
８８ 側面電極対
８８ａ 左側面電極
８８ｂ 右側面電極
９０ 主面電極対
９０ａ 表面電極
９０ｂ 裏面電極
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力された光を３次元的に偏向させて出力することができる光偏向器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ビームを偏向する技術は、走査型電子顕微鏡や、レーザプリンタや、バーコードスキャナや、光クロスコネクトなどの幅広い分野で使用されている。
【０００３】
光ビームを偏向させる手法としては、回転ミラーや、音響光学効果や、電気光学効果などが利用されている。例えば、光通信分野で用いられる光クロスコネクトでは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）技術を利用した微小なミラーが用いられている。この光クロスコネクトは、ミラーの角度を機械的に制御することにより、数十〜一千チャネルの回線を取り扱うことができる。
【０００４】
しかし、ＭＥＭＳ技術を利用した光偏向器は、ミラーを機械的に駆動する必要がある。そのため、偏向角の切替え時間を約１ｍ秒よりも短縮することができない。
【０００５】
その点、電気光学効果を利用した偏向素子は、原理的に高速に偏向角を切替えることが可能である（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００６】
また、近年、空間電荷を誘電体内に注入することにより、電界と同一方向の屈折率分布を誘電体内に発生させ、光ビームを偏向させる素子が開示されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【特許文献１】米国特許第６４４９０８４号明細書
【特許文献２】米国特許第６９４７６２５号明細書
【非特許文献１】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 ＫＴａ１−ＸＮｂＸＯ３」，ＡＰＰＬＩＥＤ ＰＨＹＳＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ ８９，１３１１１５（２００６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１及び２並びに非特許文献１に開示されている光偏向器は、入射光を含む平面内でしか、光を偏向させて出射させることができないという問題点があった。
【０００８】
この発明は、このような問題点に鑑みなされたものである。したがって、この発明の目的は、光偏向器への入射光を３次元的に偏向した出射光として出射することができる光偏向器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的の達成を図るために、この発明による光偏向器は、以下に説明するような構成上の特徴を有している。
【００１０】
この発明の第１の要旨による光偏向器は、電界が印加されることにより、電界の方向に沿って屈折率分布が線形に変化する、電気光学物質の作用領域を備えている。
【００１１】
作用領域の光の入射境界面及び作用領域からの光の出射境界面の双方又はいずれか一方における、電界の方向に直交する面内での光の屈折と、屈折率分布に従った光の屈折とによって、光を偏向させる。
【００１２】
この第１の要旨の光偏向器の構成によれば、電界の強さと、光の入射角及び／又は出射角を考慮して出射光の入射光に対する偏向の向きと大きさを決めることができる。
【００１３】
上述の光偏向器の実施に当り、電気光学物質は、カー効果により屈折率が変化する材料からなり、作用領域は、光の伝播方向に直列に、少なくとも第１領域、第２領域及び第３領域として設けられている。
【００１４】
第１領域は、光の入射境界面に対応する第１面、及び光の出射境界面に対応しかつ第１面に非平行な第２面を備えておいる。
【００１５】
第２領域は、光の入射境界面に対応する第３面、及び光の出射境界面に対応しかつ第３面に非平行な第４面を備えている。
【００１６】
第３領域は、光の入射境界面に対応する第５面、及び光の出射境界面に対応する第６面を備えている。
【００１７】
ここで、第１面と第４面とが互いに平行であり、かつ、第２面と第３面とが互いに平行に対向しており、かつ、第５面と第６面とが平行である。
【００１８】
この光偏向器の実施に当り、第１領域は、第１及び第２面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられていて、平面形状が互いに合同な三角形状の第１及び第２端面を有していることが好ましい。
【００１９】
また、第２領域は、第３及び第４面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられていて、平面形状が互いに合同な三角形の第３及び第４端面を有していることが好ましい。
【００２０】
そして第１及び第２領域は、第２面と第３面とが、平行に対向配置されて、両領域により相俟って底面が平行四辺形の直方体を形成していることが好ましい。
【００２１】
また、第３領域は、第５及び第６面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられている第５及び第６端面を有していて、底面が平行四辺形の直方体であることが好ましい。
【００２２】
あるいは、第３領域は、第１及び第２領域と形状が同一の２個の第１及び第２副領域を備えていてもよい。
【００２３】
また、第１領域の第１端面及び第２端面に第１表面電極及び第１裏面電極がそれぞれ設けられており、第２領域の第３端面及び第４端面に、第２表面電極及び第２裏面電極がそれぞれ設けられており、第３領域の第５端面及び第６端面に、第３表面電極及び第３裏面電極がそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００２４】
上述の光偏向器の実施に当り、電気光学物質は、前記電界の方向に沿って、電気光学係数の分布が線形となるように予め形成されていて、電界が印加された場合に、ポッケルス効果により屈折率が、電界の方向に沿って線形な屈折率分布に変化する材料からなるのがよい。
【００２５】
作用領域は、光の伝播方向に、直列に第１領域及び第２領域として設けられている。
【００２６】
第１領域は、光の入射境界面に対応する第１面、及び光の出射境界面に対応しかつ第１面に非平行な第２面を備えている。
【００２７】
第２領域は、光の入射境界面に対応する第３面、及び光の出射境界面に対応する第４面を備えている。
【００２８】
そして、第１〜第４面の間に下記のいずれかの条件が成り立つ。
【００２９】
条件１：第１面と第４面とが平行に対向し、かつ、第２面と第３面とが互いに平行に対向している。
【００３０】
条件２：第３面と第４面とが平行である。
【００３１】
また、第１領域は、第１及び第２面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられた第１及び第２端面を有しており、第２領域は、第３及び第４面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられた第３及び第４端面を有していることが好ましい。
【００３２】
そして、条件１が成り立つ場合、第１及び第２領域は、端面の平面形状が互いに合同な三角形であり、第１及び第２領域は、第２面と第３面とが、対向配置されて、両領域により相俟って端面の平面形状が平行四辺形の直方体を形成していることが好ましい。
【００３３】
この場合において、作用領域は、第１及び第２領域の形状及び配置とそれぞれ同一の形状及び配置を有する第３及び第４領域を更に備え、及び第３及び第４領域は、第１及び第２領域の直列配置に対して、光の伝播方向に、直列に、配置されていることが好ましい。
【００３４】
また、条件２が成り立つ場合、第１領域の第１及び第２端面の平面形状は、三角形であり、及び第２領域の第３及び第４端面の平面形状は、平行四辺形であることが好ましい。
【００３５】
また、上述の光偏向器の実施に当り、第１領域の第１端面及び第２端面に、第１表面電極及び第１裏面電極がそれぞれ設けられており、第２領域の第３端面及び第４端面に、第２表面電極及び第２裏面電極がそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００３６】
あるいは、第１領域の第１端面に第１表面電極が設けられており、第２領域の第３端面に第２表面電極が設けられており、第１領域の第２端面及び第２領域の第４端面は、電気光学物質の面内にあり、電気光学物質の面上に第１及び第２領域に共通する共通裏面電極が設けられていてもよい。
【００３７】
上述の光偏向器の実施に当り、電気光学物質は、電界の方向に沿った屈折率の変化が線形となるように、組成が変化していてもよい。
【００３８】
また、電気光学物質は、電界の方向に沿った屈折率の変化が線形となるように分極又は結晶格子反転領域の占める比率が変化してもよい。
【００３９】
また、この発明の光偏向器アレイは、上述の光偏向器を複数個、基板上に並列したものである。
【００４０】
また、この発明の第２の要旨による光偏向器は、電界を印加することにより、カー効果によって電界の方向に沿って屈折率分布を線形に変化させることができる電気光学物質の作用領域であって、それぞれの電界の方向が直交している第１領域及び第２領域を備えている。そして、第１領域の光の入射境界面及び出射境界面の間における屈折率分布に従った光の屈折と、第２領域の光の入射境界面及び出射境界面の間における屈折率分布に従った光の屈折とにより、光を３次元的に偏向させる。
【００４１】
この第２の要旨の光偏向器の構成によれば、電界の強さと光の入射角及び／又は出射角を考慮して出射光の入射光に対する偏向の向きと大きさとを決めることができる。
【発明の効果】
【００４２】
この発明は、上述のように構成したので、光を３次元方向に偏向可能な光偏向器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図は、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係について、この発明が理解できる程度に概略的に示したものにすぎない。また、以下、この発明の好適な構成例について説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は、以下の実施の形態に何ら限定されない。また、各図において、共通する構成要素には同符号を付し、その説明を省略することもある。
【００４４】
（発明の概要）
以下、この発明の基本的な実施形態について説明する。
【００４５】
この実施形態の光偏向器は、電気光学物質の作用領域を備えている。この作用領域は、光の入射境界面と出射境界面とを有している。また、作用領域は、入射境界面と出射境界面との間に電界が印加されることにより、この電界の方向に沿って屈折率分布が線形に変化する領域とする。この入射境界面及び出射境界面の双方又はいずれか一方における、電界方向に直交する面内での光の屈折と、屈折率分布に従った光の屈折とによって、光の入射方向に対する光の出射方向を３次元的に偏向させて光を作用領域から出射させる。
【００４６】
（実施の形態の概念）
以下、図１を参照して、この実施の形態の光偏向器の基本的な構造の一例とその動作について説明する。図１（Ａ）は、最少の構成要素、つまり１個の作用領域を備えた光偏向器（以下、「光偏向器モデル」と称する。）の斜視図である。図１（Ｂ）は、光の偏向の説明に供する図１（Ａ）の平面図である。図１（Ｃ）は、光の偏向の説明に供する図１（Ａ）の側面図である。
【００４７】
光偏向器モデル１１は、直方体状の電気光学物質１２を用いて形成されている。この光偏向器モデルの構成では、電気光学物質１２は、大きく分けて作用領域１４と非作用領域１５とに区画される。
【００４８】
作用領域１４は、電気光学物質１２中に設定されていて、外部から電圧を印加することにより、この電圧により発生する電界の方向に沿って屈折率が線形に変化する。電圧の強度が大きくなれば、それに応じて屈折率の変化率も大きくなる。作用領域１４は、電界を発生する電極の形状によって画成される。作用領域１４にこの電圧を印加するために、作用領域１４の両底面には、それぞれ互いに合同の形状を有する直角三角形状の電極１７ａ及び１７ｂが形成されている。従って、この構成例では、作用領域１４は、電気光学物質１２の第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄのそれぞれに、直角三角形状の互いに同形の両底面を有する三角柱の領域である。非作用領域１５は、電気光学物質１２において、作用領域１４を除いた残りの領域である。
【００４９】
これらの電極１７ａ及び１７ｂに所定の電圧を印加することにより、作用領域１４には、第１主面１２ｃから第２主面１２ｄに向かう方向に沿った電界が発生する。その結果、作用領域１４の屈折率が、第１主面１２ｃから第２主面１２ｄに向かう方向に沿って線形に変化する。以降、第１主面１２ｃに垂直であり、かつ第１主面１２ｃから第２主面１２ｄに向かう方向を「深さ方向」と称し、図１（Ａ）に矢印ａで示す。また、第１主面１２ｃに平行な面内において、深さ方向に直交する方向を「水平方向」と称し、図１（Ａ）に矢印ｂで示す。
【００５０】
また、作用領域１４は、光Ｌの入射境界面１９ａと出射境界面１９ｂとを備えている。光偏向器モデル１１においては、入射境界面１９ａは、光Ｌの伝播方向に対して垂直に延在している。また、出射境界面１９ｂは、光Ｌの伝播方向に対して傾斜して延在している。
【００５１】
上述のように、電圧印加によって、作用領域１４の屈折率が変化することにより、作用領域１４中の屈折率と、非作用領域１５の屈折率との間で差が生じる。その結果、光Ｌは、入射境界面１９ａ及び出射境界面１９ｂの双方又はいずれか一方において、電界の方向に直交する面内で、つまり水平方向に屈折される。なお、水平方向での光の偏向角は、作用領域１４に印加する電圧の大きさで調整することができる。
【００５２】
図１（Ｂ）に示すように、光偏向器モデル１１の場合には、入射境界面１９ａは、光Ｌの伝播方向に対して垂直に延在しているので、入射境界面１９ａでは光Ｌの屈折は生じない。一方、出射境界面１９ｂは、光Ｌの伝播方向に対して傾斜して延在しているので、出射境界面１９ｂにおいて、水平方向に光Ｌの屈折が生じる。つまり、この場合、光Ｌは、入射境界面１９ａ及び出射境界面１９ｂの内、出射境界面１９ｂで屈折される。
【００５３】
図１（Ｃ）に示すように、電極１７ａ及び１７ｂへの電圧印加により生じる電界により、作用領域１４の屈折率分布が深さ方向に線形に変化する。その結果、光Ｌは、作用領域１４を湾曲屈折光として伝播する過程で、この屈折率分布に従って、屈折率が高くなる方向へと深さ方向に曲げられて、入射光に対し偏向される。深さ方向での光の偏向角は、作用領域１４に印加する電圧の大きさ、したがって屈折率の変化の度合いで調整することができる。
【００５４】
このように、光偏向器モデル１１においては、作用領域１４に電圧を印加することにより、作用領域１４の屈折率を変化させることができる。結果として、光Ｌを水平方向及び深さ方向の両方向、つまり３次元方向に偏向することができる。
【００５５】
なお、電極１７ａ及び１７ｂに電圧を印加することにより、作用領域１４の屈折率分布を変化させるに当っては、後述のようにカー効果又はポッケルス効果を利用することが可能である。
【００５６】
これから説明を行う実施の形態１〜５は、いずれも、この光偏向器モデル１１の言わば応用例である。すなわち、実施の形態１〜５では、電気光学物質中に作用領域を複数個設けることにより、光の偏光の自由度をより高めている。
【００５７】
（実施の形態１）
以下、図２〜図６を参照して、実施の形態１の光偏向器について説明する。
【００５８】
（構造）
図２は、光偏向器の概略構成を示す斜視図である。なお、図２において、図面が煩雑となるのを防ぐために、電極は、厚みを無視して平面として描いている。
【００５９】
光偏向器１０は、電気光学物質１２と、電気光学物質１２の内部に、第１、第２及び第３領域として設けられた作用領域１４とを備えている。
【００６０】
電気光学物質１２は、両端面１２ａ及び１２ｂの平面形状が正方形状の直方体である。一方の端面１２ａは、電気光学物質１２に、伝播方向（図中矢印Ａ）に沿った光Ｌが入力される面となっている。また、一方の端面１２ａに対向する他方の端面１２ｂは、電気光学物質１２から、偏向された光Ｌが出力される面となっている。
【００６１】
また、電気光学物質１２は、後述する第１〜第３表面電極２２ａ，２４ａ及び２６ａが形成されている第１主面１２ｃと、後述する第１〜第３裏面電極２２ｂ，２４ｂ及び２６ｂが形成される第２主面１２ｄとを備えている。以降、第１主面１２ｃに垂直であり、かつ第１主面１２ｃから第２主面１２ｄに向かう方向を「深さ方向ａ」と称する。また、第１主面１２ｃに平行な面内において、深さ方向に直交する方向を「水平方向ｂ」と称する。
【００６２】
電気光学物質１２は、深さ方向に沿った電界を印加することにより、電界の方向に沿って屈折率を線形に変化させることができる材料を用いて形成されている。
【００６３】
ここで、「線形」とは、電界の方向に沿って、第１主面１２ｃから測った電気光学物質１２中における距離と、電気光学物質１２の屈折率との間に１次関数が成立することを示す。
【００６４】
より詳細には、電気光学物質１２は、電界印加に伴う電荷注入により、カー効果に基づいて、印加した電界強度の２乗に比例して屈折率が電界の方向に沿って線形に変化する材料で構成されている。ここで、電気光学物質１２としては、好ましくは、例えばＫＴａ１−ＸＮｂＸＯ３（ただしＸは、０＜Ｘ＜１である。）を用いることができる。
【００６５】
ここで、「カー効果」とは、媒質（電気光学物質１２）に印加された電界の強さの２乗に比例して、当該媒質（電気光学物質１２）の屈折率が変化する効果のことを示す。
【００６６】
作用領域１４は、光Ｌの伝播方向に沿って、電気光学物質１２中に直列に、互いに離間して３個設けられている。これらの作用領域１４は、光Ｌの伝播方向の上流側から、第１領域１６、第２領域１８及び第３領域２０の順番で配置されている。
【００６７】
第１領域１６には、第１表面電極２２ａと第１裏面電極２２ｂとが設けられている。以下、両電極２２ａ及び２２ｂを特に区別する必要がない場合には、「第１電極対２２」と称する。
【００６８】
第１表面電極２２ａは、平面形状が直角三角形であり、第１主面１２ｃに設けられている。ここで、第１表面電極２２ａが設けられている第１主面１２ｃの領域を「第１領域１６の一方の端面１６ａ」と称する。
【００６９】
第１裏面電極２２ｂは、第１表面電極２２ａと形状が合同であり、第２主面１２ｄに設けられている。つまり、第１裏面電極２２ｂは、第１表面電極２２ａの第２主面１２ｄへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、第１裏面電極２２ｂが設けられている第２主面１２ｄの領域を「第１領域１６の他方の端面１６ｂ」と称する。
【００７０】
このように、第１領域１６は、第１表面電極２２ａ及び第１裏面電極２２ｂで挟まれた電気光学物質１２の領域、つまり、一方の端面１６ａと他方の端面１６ｂとの間の電気光学物質１２で構成される直三角柱状の領域である。
【００７１】
第１領域１６は、第１領域１６への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第１面１６ｃを備えている。第１面１６ｃは、電気光学物質１２の一方の端面１２ａ側に、この端面１２ａに対して平行に位置している。この構成例では、光Ｌは、入射光として、この第１面１６ｃに対して垂直に入射する。
【００７２】
また、第１領域１６は、第１領域１６からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第２面１６ｄを備えている。第２面１６ｄは、電気光学物質１２の他方の端面１２ｂ側に位置していて、直角三角形の第１表面電極２２ａの斜辺に沿って形成される側面である。また、第２面１６ｄは、第１面１６ｃに対して非平行に延在するとともに、光Ｌの伝播方向に対して、直角以外の角度で交差している。
【００７３】
第１領域１６において、第１面１６ｃ及び第２面１６ｄ以外の側面１６ｅは、電気光学物質１２の側面と平行に延在している。
【００７４】
第２領域１８には、第２表面電極２４ａと第２裏面電極２４ｂとが設けられている。以下、両電極２４ａ及び２４ｂを特に区別する必要がない場合には、「第２電極対２４」と称する。
【００７５】
第２表面電極２４ａは、平面形状が第１表面電極２２ａと合同の直角三角形であり、第１主面１２ｃに設けられている。ここで、第２表面電極２４ａが設けられている第１主面１２ｃの領域を「第２領域１８の一方の端面１８ａ」と称する。
【００７６】
第２裏面電極２４ｂは、第２表面電極２４ａと形状が合同であり、第２主面１２ｄに設けられている。つまり、第２裏面電極２４ｂは、第２表面電極２４ａの第２主面１２ｄへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、第２裏面電極２４ｂが設けられている第２主面１２ｄの領域を「第２領域１８の他方の端面１８ｂ」と称する。
【００７７】
第２領域１８は、第２領域１８への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第３面１８ｃを備えている。第３面１８ｃは、電気光学物質１２の一方の端面１２ａ側に、第２面１６ｄすなわち出射境界面と平行に位置している。この構成例では、第３面１８ｃは、直角三角形の第２表面電極２４ａの斜辺に沿って形成される側面である。第２面１６ｄからの光Ｌが入射光として、第３面１８ｃに直角以外の角度で入射する。
【００７８】
また、第２領域１８は、第２領域１８からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第４面１８ｄを備えている。第４面１８ｄは、電気光学物質１２の他方の端面１２ｂ側に、この端面１２ｂと平行に位置していて、第３面１８ｃに対して非平行に延在する。
【００７９】
第２領域１８において、第１面１８ｃ及び第２面１８ｄ以外の側面１８ｅは、電気光学物質１２の側面と平行に延在している。
【００８０】
ここで、第１領域１６と第２領域１８との位置関係について説明する。これら領域１６及び１８は、それぞれ対応する面の形状が合同であり、従って、それぞれの領域１６及び１８は、大きさが同一の直三角柱である。
【００８１】
第１領域１６の第１面１６ｃは、第２領域１８の第４面１８ｄと平行に延在している。そして、第１領域１６の第２面１６ｄと、第２領域１８の第３面１８ｃとは互いに平行に対向して延在している。つまり、第１及び第２領域１６及び１８は、相俟って直方体を実質的に形成するように配置されている。
【００８２】
第３領域２０には、第３表面電極２６ａと第３裏面電極２６ｂとが設けられている。以下、両電極２６ａ及び２６ｂを特に区別する必要がない場合には、「第３電極対２６」と称する。
【００８３】
第３表面電極２６ａは、平面形状が長方形状であり、第１主面１２ｃに設けられている。ここで、第３表面電極２６ａが設けられている第１主面１２ｃの領域を「第３領域２０の一方の端面２０ａ」と称する。
【００８４】
第３裏面電極２６ｂは、第３表面電極２６ａと形状が合同であり、第２主面１２ｄに設けられている。つまり、第３裏面電極２６ｂは、第３表面電極２６ａの第２主面１２ｄへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、第３裏面電極２６ｂが設けられている第２主面１２ｄの領域を「第３領域２０の他方の端面２０ｂ」と称する。
【００８５】
このように、第３領域２０は、第３表面電極２６ａ及び第３裏面電極２６ｂとで挟まれた電気光学物質１２の領域、つまり、一方の端面２０ａと他方の端面２０ｂとの間の電気光学物質１２で構成される直方体状の領域である。
【００８６】
第３領域２０は、第３領域２０への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第５面２０ｃを備えている。第５面２０ｃは、電気光学物質１２の一方の端面１２ａ側に、この端面１２ａと平行に位置している。
【００８７】
また、第３領域２０は、第３領域２０からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第６面２０ｄを備えている。第６面２０ｄは、電気光学物質１２の他方の端面１２ｂ側に、この端面１２ｂに平行に位置していて、第５面２０ｃと平行である。
【００８８】
また、第３領域２０において、第５面２０ｃ及び第６面２０ｄ以外の側面２０ｅ及び２０ｆは、電気光学物質１２の側面に平行に延在している。
【００８９】
ここで、第１〜第３表面電極２２ａ，２４ａ及び２６ａと第１〜第３裏面電極２２ｂ，２４ｂ及び２６ｂは、第１〜第３領域１６，１８及び２０のそれぞれに対して、効果的に電荷を注入することができるように、電気光学物質１２とオーミック接合している。第１〜第３表面電極２２ａ，２４ａ及び２６ａと、第１〜第３裏面電極２２ｂ，２４ｂ及び２６ｂとを構成する材料としては、電気光学物質１２との間の仕事関数差の小さい金属、好ましくは、例えばＴｉやＣｒ等が好適である。
【００９０】
（動作）
次に、図３〜図６を参照して、光偏向器１０の動作について説明する。
【００９１】
まず、第１電極対２２及び第２電極対２４に所定の電界を印加した場合における光偏向器１０の動作について説明する。
【００９２】
図３（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図３（Ｂ）及び（Ｃ）は、図３（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【００９３】
第１電極対２２において、第１表面電極２２ａに正の電圧を印加し、第１裏面電極２２ｂを接地した場合を考える。なお、この場合、第２及び第３電極対２４及び２６間には電界が印加されていないものとする。電圧の印加により電界が印加される作用領域では、以下のように屈折率が変化する。しかし、電圧が印加されないため電界が発生しない非作用領域では、屈折率は一定である。
【００９４】
この場合、第１裏面電極２２ｂから電子が電気光学物質１２に注入されることで、第１裏面電極２２ｂ側の電界は減少する。一方、第１表面電極２２ａ側では注入電子の電荷により電界が増大して屈折率が減少する。その結果、図３（Ｂ）に示すように、電荷注入に伴うカー効果により、電気光学物質１２の屈折率は、第１表面電極２２ａから第１裏面電極２２ｂにかけて線形に増加するように分布する。
【００９５】
その結果、図３（Ａ）に示すように、第１領域１６の屈折率が、周囲の電気光学物質１２の領域よりも減少する。よって、図３（Ａ）に示すように、第１面１６ｃから第１領域１６へと入射した光Ｌは、第２面１６ｄから出射される。光Ｌが第２面１６ｄから出射する際に、屈折率の不連続に基づいて図面右側に屈折、つまり偏向される。つまり、この場合には、第１面１６ｃ（入射境界面）及び第２面１６ｄ（出射境界面）の内、第２面１６ｄにおいて光Ｌが水平方向に偏向される。
【００９６】
また、図３（Ｂ）に示すように、電気光学物質１２は第１領域１６内部において、第１表面電極２２ａから第１裏面電極２２ｂにかけて線形に増加する屈折率分布を有する。その結果、光Ｌは、この屈折率分布に従って、第１領域１６を通過する際に深さ方向下側へと屈折、つまり偏向される。従って、第１領域１６からの出射光は、水平方向の偏光と、水平方法に直交する方向の偏光とが組み合わされた方向に進行する。よって、出射光は入射光に対して３次元的に偏向されている。
【００９７】
なお、図３（Ａ）及び（Ｂ）の例では、第２及び第３電極対２４及び２６には電界が印加されていないので、第２及び第３領域１８及び２０では、光Ｌは偏向されずに直進し、他方の端面１２ｂから出射するときに屈折される。
【００９８】
これまでは、第１表面電極２２ａを正極とし、及び第１裏面電極２２ｂを接地した場合について説明した。図３（Ｃ）は、深さ方向に関して、上述とは逆方向の電界を印加した場合、つまり、第１裏面電極２２ｂを正極とし、及び第１表面電極２２ａを接地した場合の光Ｌの偏向の様子を示している。
【００９９】
この場合、図３（Ｃ）に示すように、電気光学物質１２の屈折率は、第１表面電極２２ａから第１裏面電極２２ｂにかけて線形に減少するように分布する。
【０１００】
その結果、水平方向における光Ｌの偏向は、図３（Ａ）と同様であるが、深さ方向における光Ｌの偏向は、図３（Ｂ）と逆になる。つまり、光Ｌは、第１領域１６の屈折率分布に従って深さ方向上側へと偏向される。
【０１０１】
次に、図４（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、第２電極対２４のみに電界を印加した場合について説明する。図４（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）を矢印Ｃ方向から見た側面図である。なお、図４（Ａ）及び（Ｂ）においては、第１及び第３電極対２２及び２６には電界が印加されていないものとする。電圧の印加により電界が印加される作用領域では、以下のように屈折率が変化する。しかし、電圧が印加されないため電界が発生しない非作用領域では、屈折率は一定である。
【０１０２】
第２電極対２４に対して電界を印加した場合も、第１電極対２２の場合と同様である。より詳細には、第２表面電極２４ａを正極とし、及び第２裏面電極２４ｂを接地した場合に第２領域１８に生じる屈折率分布は、第１領域１６と同様となる。つまり、電荷注入に伴うカー効果により、電気光学物質１２の屈折率は、第２表面電極２４ａから第２裏面電極２４ｂにかけて線形に増加するように分布する。さらに、第２領域１８の屈折率が周囲の電気光学物質１２よりも減少する。
【０１０３】
その結果、図４（Ａ）に示すように、水平方向に関しては、第３面１８ｃから第２領域１８に入射した光Ｌは、第３面１８ｃで図面左側に屈折つまり偏向され、第２領域１８を直進する。そして、第４面１８ｄから出射される際に、さらに図面左側に偏向される。つまり、この場合には、第３面１８ｃ（入射境界面）及び第４面１８ｄ（出射境界面）の双方において、光Ｌが水平方向に偏向される。
【０１０４】
また、図４（Ｂ）に示すように、深さ方向に関しては、第２領域１８を伝播する光Ｌは、第１領域と同様に、第２領域１８の屈折率分布に従って、第２領域を通過する際に深さ方向下側へと屈折、つまり偏向される。
【０１０５】
また、図示はしないが、電界の方向を逆にした場合、つまり、第２表面電極２４ａを接地し、及び第２裏面電極２４ｂを正極とした場合も第１領域１６と同様である。すなわち、水平方向での偏向方向は、図４（Ａ）と同様であるが、深さ方向では偏向方向が図４（Ｂ）とは逆方向になり、光Ｌは深さ方向上側へと偏向される。
【０１０６】
次に、図５（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、第１及び第２電極対２２及び２４に、同方向、かつ同じ大きさ電界を同時に印加した場合について説明する。なお、この場合、第３電極対２６には、電界が印加されていないものとする。電圧の印加により電界が印加される作用領域では、以下のように屈折率が変化する。しかし、電圧が印加されないため電界が発生しない非作用領域では、屈折率は一定である。
【０１０７】
図５（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器１０の平面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）におけるＤ線に沿った断面切り口を示す図である。
【０１０８】
ここで、第１及び第２表面電極２２ａ及び２４ａを正極とし、第１及び第２裏面電極２２ｂ及び２４ｂを接地した場合について考える。
【０１０９】
このとき、図５（Ａ）に示すように、水平方向で見た場合、言わば、第１及び第２領域１６及び１８が合体することにより、三角プリズム形状が消失する。つまり、光Ｌが垂直に入射する第１面１６ｃと第４面１８ｄとを備えた、平面形状が長方形状の四角柱形の合体領域が形成される。その結果、この合体領域で、光Ｌは偏向されることがない。
【０１１０】
図５（Ｂ）に示すように、深さ方向に関しては、光Ｌは、第１及び第２領域１６及び１８の双方で、深さ方向下側へと偏向される。よって、光Ｌは、第１領域１６又は第２領域１８単独の場合よりも、より大きな偏向角で深さ方向下側へと偏向される。
【０１１１】
なお、図示はしないが、電界の方向を逆にした場合、つまり、第１及び第２表面電極２２ａ及び２４ａを接地し、第１及び第２裏面電極２２ｂ及び２４ｂを正極とした場合には、深さ方向における光Ｌの偏向方向は、図５（Ｂ）とは逆になる。つまり、この場合には、水平方向では光Ｌは偏向されないが、深さ方向では、第１領域１６又は第２領域１８単独の場合よりも、より大きな偏向角で、深さ方向上側へと偏向される。
【０１１２】
次に、図６（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、第１及び第３電極対２２及び２６に対して所定の電界を印加した場合における光偏向器１０の動作について説明する。
【０１１３】
図６（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器１０の平面図である。図６（Ｂ）及び（Ｃ）は、図６（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【０１１４】
図６（Ａ）に示すように、第３領域２０は、光Ｌの入射境界面に対応する側面である第５面２０ｃと、光Ｌの出射境界面に対応する側面である第６面２０ｄとが平行に延在している。そのため、第３領域２０においては、光Ｌは、水平方向には偏向されない。つまり、第３領域２０は、深さ方向にのみ光Ｌを偏向する。
【０１１５】
図６（Ｂ）は、第３電極対２６への印加電界と、第１電極対２２への印加電界とが同方向かつ同じ大きさの場合を示している。より詳細には、図６（Ｂ）においては、第１表面電極２２ａを正極として、及び第１裏面電極２２ｂを接地し、並びに、第３表面電極２６ａを正極とし、及び第３裏面電極２６ｂを接地している。
【０１１６】
この場合、図６（Ａ）に示すように、光Ｌは、第１領域１６により図面右側に偏向されて第３領域２０に入射する。そして、第３領域２０に入射した光Ｌは、この領域２０では水平方向には偏向されずに直進する。しかし、光Ｌは、第３領域２０において、深さ方向に偏向される。つまり、第３領域２０と第１領域１６の深さ方向の屈折率分布は共通となり、それぞれ第１主面１２ｃから第２主面１２ｄにかけて増加する分布を持つ。よって、第１領域１６において、深さ方向下側に偏向された光Ｌは、第３領域２０に入射して、さらに深さ方向下側に偏向されて出射される。
【０１１７】
図６（Ｃ）は、第３電極対２６への印加電界と、第１電極対２２への印加電界が逆方向かつ同じ大きさの場合を示している。より詳細には、図６（Ｃ）においては、第１表面電極２２ａを正極として、及び第１裏面電極２２ｂを接地し、並びに、第３表面電極２６ａを接地し、及び第３裏面電極２６ｂを正極としている。
【０１１８】
この場合、第３領域２０と第１領域１６とで、屈折率分布は逆となる。よって、第１領域１６で下方向に偏向された光Ｌが、第３領域２０において、上方向に偏向され、結果として光Ｌは、深さ方向で偏向されない状態で出射される。
【０１１９】
（効果）
このように、この実施の形態の光偏向器１０は、電気光学物質１２の第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄに電極を設けるという簡単な構成で、光Ｌを３次元方向（水平方向と深さ方向の双方）に偏向することができる。
【０１２０】
また、この実施の形態の光偏向器１０は、電気光学物質１２の第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄにのみ電極が設けられている。その結果、光偏向器１０をフォトリソグラフィ技術等の半導体装置の製造法をそのまま利用して作成することができる。結果として、光偏向器の量産性が向上する。
【０１２１】
（設計条件等）
なお、第１主面１２ｃに存在する第１〜第３表面電極２２ａ，２４ａ及び２６ａが、互いに近接して存在していると、印加する電界同士が干渉してしまうおそれがある。これは、第２主面１２ｄに存在する第１〜第３裏面電極２２ｂ，２４ｂ及び２６ｂでも同様である。
【０１２２】
この電界の干渉を避けるためには、第１〜第３表面電極２２ａ，２４ａ及び２６ａは、それぞれ電気光学物質の厚み（深さ方向の長さ）以上に離間して配置することが好ましい。これは、第１〜第３裏面電極２２ｂ，２４ｂ及び２６ｂでも同様である。
【０１２３】
また、サイズ的な問題により、第１〜第３表面電極２２ａ，２４ａ及び２６ａ（第１〜第３裏面電極２２ｂ，２４ｂ及び２６ｂ）を離間して配置できない場合には、これらの電極の間に溝を設けても良い。このように構成することによっても、各電極２２ａ，２４ａ及び２６ａ（２２ｂ，２４ｂ及び２６ｂ）の間の電界の干渉を防止することができる。なお、この溝は、半導体装置の製造で用いられる、従来周知のダイシング又はドライエッチング等の技術を応用することにより簡単に作成することができる。
【０１２４】
また、この実施の形態では、光偏向器１０に電極対２２，２４及び２６が３個設けられている場合について説明した。しかし、電極対の個数は３個には限定されない。設計に応じて、任意好適な個数とすることができる。
【０１２５】
また、第３領域２０において、第１又は第２領域１６又は１８と同程度の深さ方向の偏向を生じさせるためには、第３電極対２６の光伝播方向に沿った長さを、第１及び第２電極対２２及び２４の全長よりも短くすることができる。具体的には、第３電極対２６の光伝播方向に沿った長さを、第１又は第２領域１６又は１８中を光Ｌが実際に伝播する長さと同程度、好ましくは、例えば第１及び第２領域１６及び１８の１／２程度とすることができる。
【０１２６】
（応用例）
次に、図７を参照して、光偏向器１０の応用例である光偏向器アレイについて説明する。
【０１２７】
図７は、光偏向器アレイの構成を概略的に示す斜視図である。
【０１２８】
図７を参照すると、光偏向器アレイ２８は、基板上に配置された大面積の平行平板である電気光学物質１３に、実施の形態１の光偏向器１０（図２）が複数個、並列して作り込まれている。これは、光偏向器１０においては、電極が電気光学素子１２の第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄにのみ設けられていることにより可能となったものである。つまり、光偏向器１０においては、第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄ以外の側面に電極等の構造体が存在しないことにより、複数個の光偏向器１０を共通の電気光学物質１３に作り込むことが可能となっている。
【０１２９】
このように、光偏向器１０は、第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄ以外の側面に電極等を有していないので、簡単に集積化することができる。また、光偏向器アレイ２８は、製造に当っても、半導体装置で用いられるフォトリソグラフィ技術をそのまま応用できるので、コスト性に優れている。
【０１３０】
（実施の形態２）
図８〜１０を参照して、実施の形態２の光偏向器について説明する。
【０１３１】
（構造）
図８は、光偏向器の概略構成を示す斜視図である。なお、図８において、図面が煩雑となるのを防ぐために、電極は、厚みを無視して平面として描いている。
【０１３２】
この実施の形態の光偏向器３２は、電気光学物質１２中に形成された領域の形状及び配置が異なっている以外は、実施の形態１の光偏向器１０と同様に構成されている。そこで、以降、主にこれらの相違点について説明する。
【０１３３】
光偏向器３２は、電気光学物質１２と、電気光学物質１２の内部に設けられた３個の作用領域３４とを備えている。
【０１３４】
３個の作用領域３４は、光Ｌの伝播方向に沿って、電気光学物質１２中に直列して設けられている。これらの作用領域３４は、光の伝播方向の上流側から、第１領域３６、第２領域３８、及び第３領域４０の順番で配置されている。
【０１３５】
第３領域４０は、さらに、２個のサブ領域４２及び４３に分割されている。これらのサブ領域を第１サブ領域４２及び第２サブ領域４３とそれぞれ称する。詳細は後述するが、第１及び第２サブ領域４２及び４３は、互いにその形状が合同であり、かつ、それぞれ第１及び第２領域３６及び３８とも形状が合同である。なお、第１及び第２サブ領域４２及び４３が、上述した「第３副領域」に対応する。
【０１３６】
第１領域３６には、第１表面電極４４ａと第１裏面電極４４ｂとが設けられている。以下、両電極４４ａ及び４４ｂを特に区別する必要がない場合には、「第１電極対４４」と称する。
【０１３７】
第１表面電極４４ａは、平面形状が二等辺三角形であり、その底辺を光Ｌの伝播方向と平行にして、第１主面１２ｃに設けられている。ここで、第１表面電極４４ａが設けられている第１主面１２ｃの領域を「第１領域３６の一方の端面３６ａ」と称する。
【０１３８】
第１裏面電極４４ｂは、第１表面電極４４ａと形状が合同であり、第２主面１２ｄに設けられている。つまり、第１裏面電極４４ｂは、第１表面電極４４ａの第２主面１２ｄへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、第１裏面電極４４ｂが設けられている第２主面１２ｄの領域を「第１領域３６の他方の端面３６ｂ」と称する。
【０１３９】
このように、第１領域３６は、第１表面電極４４ａ及び第１裏面電極４４ｂとで挟まれた電気光学物質１２の領域、つまり、一方の端面３６ａと他方の端面３６ｂとの間の電気光学物質１２で構成される直三角柱状の領域である。
【０１４０】
第１領域３６は、第１領域３６への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第１面３６ｃを備えている。第１面３６ｃは、電気光学物質１２の一方の端面１２ａ側に位置していて、光Ｌが直角以外の角度で入射する。
【０１４１】
また、第１領域３６は、第１領域３６からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第２面３６ｄを備えている。第２面３６ｄは、電気光学物質１２の他方の端面１２ｂ側に位置している。この構成例では、第２面３６ｄは、第１面３６ｃに対して非平行に延在する側面である。第２面３６ｄは、第１面３６ｃからの光Ｌが直角以外の角度で出射する。
【０１４２】
また、第１領域３６において、第１面３６ｃ及び第２面３６ｄ以外の側面３６ｅは、電気光学物質１２の側面と平行に延在している。
【０１４３】
第２領域３８には、第２表面電極４６ａと第２裏面電極４６ｂとが設けられている。以下、両電極４６ａ及び４６ｂを特に区別する必要がない場合には、「第２電極対４６」と称する。
【０１４４】
第２表面電極４６ａは、平面形状が第１表面電極４４ａと合同の二等辺三角形であり、底辺を光Ｌの伝播方向と平行にして、第１主面１２ｃに設けられている。ここで、第２表面電極４６ａが設けられている第１主面１２ｃの領域を「第２領域３８の一方の端面３８ａ」と称する。
【０１４５】
第２裏面電極４６ｂは、第２表面電極４６ａと形状が合同であり、第２主面１２ｄに設けられている。つまり、第２裏面電極４６ｂは、第２表面電極４６ａの第２主面１２ｄへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、第２裏面電極４６ｂが設けられている第２主面１２ｄの領域を「第２領域３８の他方の端面３８ｂ」と称する。
【０１４６】
このように、第２領域３８は、第２表面電極４６ａ及び第２裏面電極４６ｂとで挟まれた電気光学物質１２の領域、つまり、一方の端面３８ａと他方の端面３８ｂとの間の電気光学物質１２で構成される直三角柱状の領域である。
【０１４７】
第２領域３８は、第２領域３８への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第３面３８ｃを備えている。第３面３８ｃは、電気光学物質１２の一方の端面１２ａ側に位置していて、光Ｌが直角以外の角度で入射する。
【０１４８】
また、第２領域３８は、第２領域３８からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第４面３８ｄを備えている。第４面３８ｄは、電気光学物質１２の他方の端面１２ｂ側に位置している。この構成例では、第４面３８ｄは、第３面３８ｃに対して非平行に延在する。第４面３８ｄは、第３面３８ｃからの光Ｌが直角以外の角度で出射する。
【０１４９】
また、第２領域３８において、第１面３８ｃ及び第２面３８ｄ以外の側面３８ｅは、電気光学物質１２の側面と平行に延在している。
【０１５０】
第３領域４０は、第１サブ領域４２及び第２サブ領域４３を含んでいる。
【０１５１】
第１サブ領域４２には、第１領域３６と合同な立体形状を有していて、第１領域３６を光Ｌの伝播方向に平行移動した位置に設けられている。
【０１５２】
第１サブ領域４２は、第１サブ表面電極４８ａと第１サブ裏面電極４８ｂとが設けられている。以下、両電極４８ａ及び４８ｂを特に区別する必要がない場合には、「第１サブ電極対４８」と称する。
【０１５３】
第１サブ表面電極４８ａは、平面形状が第１表面電極４４ａと合同の二等辺三角形であり、底辺を光Ｌの伝播方向と平行にして、第１主面１２ｃに設けられている。ここで、第１サブ表面電極４８ａが設けられている第１主面１２ｃの領域を「第１サブ領域４２の一方の端面４２ａ」と称する。
【０１５４】
第１サブ裏面電極４８ｂは、第１サブ表面電極４８ａと形状が合同であり、第２主面１２ｄに設けられている。つまり、第１サブ裏面電極４８ｂは、第１サブ表面電極４８ａの第２主面１２ｄへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、第１サブ裏面電極４８ｂが設けられている第２主面１２ｄの領域を「第１サブ領域４２の他方の端面４２ｂ」と称する。
【０１５５】
このように、第１サブ領域４２は、第１サブ表面電極４８ａ及び第１サブ裏面電極４８ｂとで挟まれた電気光学物質１２の領域、つまり、一方の端面４２ａと他方の端面４２ｂとの間の電気光学物質１２で構成される直三角柱状の領域である。
【０１５６】
第１サブ領域４２は、第１サブ領域４２への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第１サブ面４２ｃを備えている。第１サブ面４２ｃは、電気光学物質１２の一方の端面１２ａ側に位置していて、光Ｌが直角以外の角度で入射する。なお、ここで、第１サブ面４２ｃが、上述した「第３領域４０の第５面」に対応する。
【０１５７】
また、第１サブ領域４２は、第１サブ領域４２からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第２サブ面４２ｄを備えている。第２サブ面４２ｄは、電気光学物質１２の他方の端面１２ｂ側に位置している。この構成例では、第２サブ面４２ｄは、第１サブ面４２ｃに対して非平行に延在する。第２サブ面４２ｄは、第１サブ面４２ｃからの光Ｌが直角以外の角度で出射する。
【０１５８】
また、第１サブ領域４２において、第１サブ面４２ｃ及び第２サブ面及び４２ｄ以外の側面４２ｅは、電気光学物質１２の側面と平行に延在している。
【０１５９】
第２サブ領域４３には、第２領域３８と合同な立体形状を有していて、第２領域３８を光Ｌの伝播方向に平行移動した位置に設けられている。
【０１６０】
第２サブ領域４３には、第２サブ表面電極５０ａと第２サブ裏面電極５０ｂとが設けられている。以下、両電極５０ａ及び５０ｂを特に区別する必要がない場合には、「第２サブ電極対５０」と称する。
【０１６１】
第２サブ表面電極５０ａは、平面形状が第２表面電極４６ａと合同の二等辺三角形であり、底辺を光Ｌの伝播方向と平行にして、第１主面１２ｃに設けられている。ここで、第２サブ表面電極５０ａが設けられている第１主面１２ｃの領域を「第２サブ領域４３の一方の端面４３ａ」と称する。
【０１６２】
第２サブ裏面電極５０ｂは、第２サブ表面電極５０ａと形状が合同であり、第２主面１２ｄに設けられている。つまり、第２サブ裏面電極５０ｂは、第２サブ表面電極５０ａの第２主面１２ｄへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、第２サブ裏面電極５０ｂが設けられている第２主面１２ｄの領域を「第２サブ領域４３の他方の端面４３ｂ」と称する。
【０１６３】
このように、第２サブ領域４３は、第２サブ表面電極５０ａ及び第２サブ裏面電極５０ｂとで挟まれた電気光学物質１２の領域、つまり、一方の端面４３ａと他方の端面４３ｂとの間の電気光学物質１２で構成される直三角柱状の領域である。
【０１６４】
第２サブ領域４３は、第２サブ領域４３への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第３サブ面４３ｃを備えている。第３サブ面４３ｃは、電気光学物質１２の一方の端面１２ａ側に位置していて、光Ｌが直角以外の角度で入射する。
【０１６５】
また、第２サブ領域４３は、第１サブ領域４３からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第４サブ面４３ｄを備えている。第４サブ面４３ｄは、電気光学物質１２の他方の端面１２ｂ側に位置している。この構成例では、第４サブ面４３ｄは、第３サブ面４３ｃに対して非平行に延在する。また、第４サブ面４３ｄは、第３サブ面４３ｃからの光Ｌのが直角以外の角度で出射する。なお、ここで、第４サブ面４３ｄが、上述した「第３領域４０の第６面」に対応する。
【０１６６】
また、第２サブ領域４３において、第３サブ面４３ｃ及び第４サブ面及び４３ｄ以外の側面４３ｅは、電気光学物質１２の側面と平行に延在している。
【０１６７】
（動作）
次に、図９を参照して、光偏向器３２の動作について説明する。
【０１６８】
図９（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【０１６９】
図９（Ａ）は、第１電極対４４の第１表面電極４４ａに正の電圧を印加し、及び第１裏面電極４４ｂを接地し、かつ、第１サブ表面電極４８ａを接地し、及び第１サブ裏面電極４８ｂに正の電圧を印加した場合を示している。
【０１７０】
この場合、（実施の形態１）と同様の理由により、第１領域３６では、電気光学物質１２の屈折率が、深さ方向に線形、つまり第１表面電極４４ａから第１裏面電極４４ｂにかけて増加するように分布する。逆に、第１サブ領域４２では、電気光学物質１２の屈折率が、深さ方向に線形、つまり第１サブ表面電極４８ａから第１サブ裏面電極４８ｂにかけて減少するように分布する。
【０１７１】
これらの結果、第１領域３６及び第１サブ領域４２の屈折率が周囲の電気光学物質１２よりも減少する。
【０１７２】
よって、図９（Ａ）に示すように、水平方向においては、第１領域３６に入射した光Ｌは、まず第１面３６ｃ及び第２面３６ｄを通過するたびに、図面左側に屈折される。つまり、この場合には、第１面３６ｃ（入射境界面）及び第２面３６ｄ（出射境界面）の双方において、光Ｌが水平方向に偏向される。
【０１７３】
第１領域３６から出射された光は、偏向されずに第２領域３８を直進し、第１サブ領域４２に入射する。第１サブ領域４２も、上述のように屈折率が周囲の電気光学物質１２よりも減少しているので、光Ｌは、第１サブ面４２ｃ及び第２サブ面４２ｄにおいて、図面左側に屈折されて、出射される。つまり、この場合には、第１サブ面４２ｃ（入射境界面）及び第２サブ面４２ｄ（出射境界面）の双方において、光Ｌが水平方向に偏向される。
【０１７４】
これらの結果、水平方向においては、光Ｌは、第１領域３６及び第１サブ領域４２で同じ方向（図面左側）に偏向される。
【０１７５】
一方、図９（Ｂ）に示すように、深さ方向では、第１領域３６においては、光Ｌは、深さ方向に線形に増加する屈折率分布に従い、深さ方向下側に屈折されて、第１領域３６から出射される。そして、偏向されずに第２領域３８を直進して、第１サブ領域４２へと入射する。ところで、第１サブ領域４２の深さ方向における屈折率分布は、第１領域３６とは逆に、深さ方向に線形に減少している。よって、第１サブ領域４２において、光Ｌは、深さ方向上側に屈折される。つまり、光Ｌは、第１領域３６で受けた深さ方向下側への偏向とは逆方向の偏向を第１サブ領域４２で受ける。結果として、光Ｌは、深さ方向で偏向されることなく、光偏向器３２から出射される。
【０１７６】
次に、図１０を参照して、第１領域３６と第２領域３８とに、同方向の電界を印加し、かつ第１及び第２サブ領域４２及び４３に電界を印加しない場合について説明する。
【０１７７】
図１０（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【０１７８】
図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１及び第２表面電極４４ａ及び４６ａに正の電圧を印加し、かつ第１及び第２裏面電極４４ｂ及び４６ｂを接地し、さらに第１及び第２サブ領域４２及び４３に電界を印加しない場合、光Ｌは、水平方向には偏向されることなく、深さ方向下側へのみ大きく偏向される。
【０１７９】
図示はしないが、上述とは逆に電界を印加した場合、つまり、第１及び第２表面電極４４ａ及び４６ａを接地し、かつ第１及び第２裏面電極４４ｂ及び４６ｂに正の電圧を印加し、さらに第１及び第２サブ領域４２及び４３に電界を印加しない場合、光Ｌは、水平方向には偏向されることなく、深さ方向上側へのみ大きく偏向される。
【０１８０】
次に図１１を参照して、第２領域３８と第２サブ領域４３とに同方向の電界を印加し、第１領域３６と第１サブ領域４２とに電界を印加しない場合について説明する。
【０１８１】
図１１（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【０１８２】
図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第２表面電極４６ａ及び第２サブ表面電極５０ａを接地し、かつ第２裏面電極４６ｂ及び第２サブ裏面電極５０ｂに正の電圧を印加し、さらに第１及び第１サブ領域３６及び４２に電界を印加しない場合、光Ｌを水平方向右側かつ深さ方向上側に偏向させることができる。
【０１８３】
図示はしないが、上述とは逆に電界を印加した場合、つまり、第２表面電極４６ａ及び第２サブ表面電極５０ａに正の電圧を印加し、かつ第２裏面電極４６ｂ及び第２サブ裏面電極５０ｂを接地し、さらに第１及び第１サブ領域３６及び４２に電界を印加しない場合、光Ｌを水平方向左側かつ深さ方向下側に偏向させることができる。
【０１８４】
（効果、設計条件及び応用例）
このように構成されている光偏向器３２は、実施の形態１の光偏向器１０と同様の効果を奏する。
【０１８５】
また、光偏向器３２では、光偏向器１０の場合と同様に、電極の電界の干渉を防ぐために、各電極を電気光学物質１２の厚み以上に離間させるか、又は各電極の間に溝を設けることが好ましい。
【０１８６】
また、光偏向器１０の場合と同様、光偏向器３２に設ける電極対４４，４６，４８及び５０は、４対には限定されない。設計に応じて、任意好適な個数とすることができる。例えば、電極対４４，４６，４８及び５０の組を、光Ｌの伝播方向に沿って、電気光学物質１２に直列に２組以上設けてもよい。
【０１８７】
また、光偏向器３２は、光偏向器１０の場合と同様に、アレイ化することが可能である。
【０１８８】
（実施の形態３）
以下、図１２〜図１６を参照して、実施の形態３の光偏向器について説明する。
【０１８９】
実施の形態３の光偏向器は、ポッケルス効果を用いて、光の偏向を行う点が実施の形態１及び２の光偏向器と異なっている。
【０１９０】
ここで、「ポッケルス効果」とは、媒質に印加された電界の強さの１乗に比例して、当該媒質の屈折率が変化する効果のことを示す。
【０１９１】
図１２は、光偏向器の概略構成を示す斜視図である。なお、図１２において、図面が煩雑となるのを防ぐために、電極は、厚みを無視して平面として描いている。
【０１９２】
図１２を参照すると、光偏向器５２は、電気光学物質５４と、電気光学物質５４の内部に設けられた２個以上の作用領域５６とを備えている。
【０１９３】
光偏向器５２は、以下に列記する点を除いて、実施の形態１の光偏向器１０と同様の構造を有している。
（１）電気光学物質５４として、予め電気光学係数が深さ方向に線形に分布しているものを用いている。
（２）裏面電極６６が各表面電極６２ａ及び６４ａに対して共通に１個のみ設けられている。
（３）光偏向器１０で設けられていた第３領域２０が存在しない。
（４）各表面電極６２ａ及び６４ａと裏面電極６６はオーミック電極でない。あるいは、キャリア注入に対して逆バイアスとする。
【０１９４】
そこで、以降、主にこれらの相違点について説明する。
【０１９５】
電気光学物質５４は、両端面５４ａ及び５４ｂの平面形状が正方形状の四角柱である。端面５４ａは、電気光学物質５４に、伝播方向（図中矢印Ａ）に沿った光Ｌが入力される面となっている。以降、端面５４ａを「一方の端面５４ａ」とも称する。また、端面５４ｂは、電気光学物質５４から光Ｌが出力される面となっている。以降、端面５４ｂを「他方の端面５４ｂ」とも称する。
【０１９６】
また、電気光学物質５４は、後述する第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ａが形成されている第１主面５４ｃと、後述する裏面電極６６が形成される第２主面５４ｄとを備えている。以降、第１主面５４ｃから第２主面５４ｄに向かう方向を「深さ方向」と称し、及び第１主面５４ｃの面内において、深さ方向に直交する方向を「水平方向」と称する。
【０１９７】
電気光学物質５４は、深さ方向に沿って電気光学係数の分布が線形となるように予め形成されている点が、実施の形態１及び２の電気光学物質１２と異なっている。
【０１９８】
より詳細には、電気光学物質５４は、深さ方向に組成等を変えることにより、予め深さ方向の電気光学係数の分布を線形に増加させている。このような材料としては、好ましくは、例えばＫＴａ１−ＸＮｂＸＯ３（ただしＸは、０＜Ｘ＜１である。）において、Ｘの値を深さ方向に線形に増加させたものを用いることができる。
【０１９９】
このような電気光学物質５４に電界を印加すると、ポッケルス効果により、印加電界の正負（プラス又はマイナス）により、屈折率の変化の方向を制御することができる。つまり、印加電界の正負によって、電気光学物質の屈折率分布を深さ方向に線形に増加（印加電圧：プラス）させることも、逆に線形に減少（印加電圧：マイナス）させることもできる。
【０２００】
なお、このように深さ方向に電気光学係数を予め線形に変化させた電気光学物質５４としては、上述したＫＴａ１−ＸＮｂＸＯ３の他に、組成を深さ方向に線形に変化させた、ＩｎＧａＡｓＰ等の化合物半導体を用いることができる。また、電気光学物質５４としては、分極又は結晶格子反転領域の占める比率が深さ方向に線形に変化しているＬｉＮｂＯ３等の材料を用いることができる。
【０２０１】
作用領域５６は、光Ｌの伝播方向に沿って、電気光学物質５４中に直列して２個設けられている。これらの作用領域５６は、光の伝播方向の上流側から、第１領域５８及び第２領域６０の順番で配置されている。
【０２０２】
第１領域５８に設けられた第１表面電極６２ａは、平面形状が直角三角形であり、第１主面５４ｃに設けられている。ここで、第１表面電極６２ａが設けられている第１主面５４ｃの領域を「第１領域５８の一方の端面５８ａ」と称する。また、第１表面電極６２ａの第２主面５４ｄへの正射影で与えられる領域を「第１領域５８の他方の端面５８ｂ」と称する。
【０２０３】
第１領域５８は、一方の端面５８ａと他方の端面５８ｂとの間の電気光学物質５４で構成される直三角柱状の領域である。
【０２０４】
第１領域５８は、第１領域５８への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第１面５８ｃを備えている。第１面５８ｃは、電気光学物質５４の一方の端面５４ａ側に位置していて、光Ｌが垂直に入射する。
【０２０５】
また、第１領域５８は、第１領域５８からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第２面５８ｄを備えている。第２面５８ｄは、電気光学物質５４の他方の端面５４ｂ側に位置している。この構成例では、第２面５８ｄは、直角三角形の第１表面電極６２ａの斜辺に沿って形成される側面である。また、第２面５８ｄは、第１面５８ｃに対して非平行に延在する。第２面５８ｄは、第１面５８ｃからの光Ｌが直角以外の角度で出射する。
【０２０６】
また、第１領域５８において、第１面５８ｃ及び第２面５８ｄ以外の側面５８ｅは、電気光学物質５４の側面と平行に延在している。
【０２０７】
第２領域６０に設けられた第２表面電極６４ａは、第１表面電極６２ａと平面形状が合同の直角三角形であり、第１主面５４ｃに設けられている。ここで、第２表面電極６４ａが設けられている第１主面５４ｃの領域を「第２領域６０の一方の端面６０ａ」と称する。また、第２表面電極６４ａの第２主面５４ｄへの正射影で与えられる領域を「第２領域６０の他方の端面６０ｂ」と称する。
【０２０８】
第２領域６０は、一方の端面６０ａと他方の端面６０ｂとの間の電気光学物質５４で構成される直三角柱状の領域である。
【０２０９】
第２領域６０は、第２領域６０への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第３面６０ｃを備えている。第３面６０ｃは、電気光学物質５４の一方の端面５４ａ側に位置していて、第２表面電極６４ａの斜辺に沿って形成される側面であり、第４面６０ｄに対して非平行に延在するとともに、光Ｌが直角以外の角度で入射する。
【０２１０】
また、第２領域６０は、第２領域６０からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第４面６０ｄを備えている。この構成例では、第４面６０ｄは、電気光学物質５４の他方の端面５４ｂ側に位置している。第４面６０ｄは、第３面６０ｃからの光Ｌが垂直に出射する。
【０２１１】
また、第２領域６０において、第３面６０ｃ及び第４面６０ｄ以外の側面６０ｅは、電気光学物質５４の側面と平行に延在している。
【０２１２】
ここで、第１領域５８と第２領域６０との位置関係について説明する。これら領域５８及び６０は、それぞれ対応する面の形状が合同であり、従って、それぞれの領域５８及び６０は、大きさが同一の直三角柱である。
【０２１３】
第１領域５８の第１面５８ｃは、第２領域６０の第４面６０ｄと平行に延在している。そして、第１領域５８の第２面５８ｄと、第２領域６０の第３面６０ｃとは互いに平行に対向して延在している。つまり、第１及び第２領域５８及び６０は、相俟って直方体を実質的に形成するように配置されている。
【０２１４】
裏面電極６６は、電気光学物質５４の第２主面５４ｄの全面に設けられている。この裏面電極６６は、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ａに対して、共通電極とされている。
【０２１５】
また、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ｂと裏面電極６６とは、より効果的にポッケルス効果を生じさせるために、電気光学物質５４とのオーミック接触性が悪くなるように形成されている。より詳細には、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ｂと裏面電極６６の材料としては、好ましくは、例えばＰｔ、Ａｕ等の金属が好適である。そして、これらの金属を、好ましくは、例えばフォトリソグラフィーを用いて、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ｂと裏面電極６６として作成することがよい。
【０２１６】
（動作）
以下、図１３〜図１６を参照して、光偏向器５２の動作について説明する。
【０２１７】
まず、図１３を参照して、第１表面電極６２ａに正の電圧を印加し、裏面電極６６を接地した場合について説明する。
【０２１８】
図１３（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【０２１９】
第１表面電極６２ａに正の電圧を印加した場合、電気光学物質５４の電気光学係数は、深さ方向、つまり、第１表面電極６２ａから裏面電極６６に向かう方向に線形に増加している。よって、電界の印加で生じるポッケルス効果により、第１領域５８の屈折率分布は、深さ方向に線形に増加する分布に変化する。
【０２２０】
その結果、第１領域５８の屈折率が周囲の電気光学物質５４よりも大きくなる。よって、図１３（Ａ）に示すように、水平方向においては、光Ｌは、第２面５８ｄで図面左側に屈折、つまり偏向される。この場合には、第１面５８ｃ（入射境界面）及び第２面５８ｄ（出射境界面）の内、第２面５８ｄにおいて光Ｌが水平方向に偏向される。
【０２２１】
図１３（Ｂ）に示すように、深さ方向においては、第１領域５８の屈折率が深さとともに線形に増加するので、光Ｌは、第１領域５８を通過する過程で、深さ方向下側に屈折、つまり偏向される。
【０２２２】
次に、図１４を参照して、第１表面電極６２ａに負の電圧を印加し、裏面電極６６を接地した場合について説明する。
【０２２３】
図１４（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図１４（Ｂ）は、図１３（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【０２２４】
この場合、ポッケルス効果により、第１領域５８の屈折率分布は、深さ方向、つまり、第１表面電極６２ａから裏面電極６６に向かう方向に線形に減少する分布に変化する。
【０２２５】
その結果、第１領域５８の屈折率が周囲の電気光学物質５４よりも小さくなる。よって、図１４（Ａ）に示すように、水平方向においては、光Ｌは、第２面５８ｄで図面右側に屈折、つまり偏向される。この場合には、第１面５８ｃ（入射境界面）及び第２面５８ｄ（出射境界面）の内、第２面５８ｄにおいて光Ｌが水平方向に偏向される。
【０２２６】
図１４（Ｂ）に示すように、深さ方向においては、第１領域５８の屈折率が深さとともに線形に減少するので、光Ｌは、第１領域５８を通過する過程で、深さ方向上側に屈折、つまり偏向される。
【０２２７】
次に、図１５を参照して、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ａを組み合わせて用いた場合について説明する。
【０２２８】
図１５（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【０２２９】
第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ａに符合が正で、大きさの等しい電界を印加した場合について考える。この場合、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ａは協働して、言わば、単一の長方形の電極と同等の作用を奏する。
【０２３０】
よって、図１５（Ａ）に示すように、光Ｌは、水平方向には偏向されないで直進する。それに対し、図１５（Ｂ）に示すように、深さ方向においては、第１及び第２領域５８及び６０の屈折率分布は、互いに等しく、深さとともに増加する。つまり、第１及び第２領域５８及び６０において、屈折率が第１主面５４ｃから第２主面５４ｄに向かって増加する。その結果、光Ｌは、第１領域５８と第２領域６０との両領域でそれぞれ深さ方向下側に偏向される。よって、深さ方向における偏向の程度が、図１３（Ｂ）の場合よりも大きくなる。
【０２３１】
図示はしないが、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ａに符合が負で、大きさの等しい電界を印加した場合も同様であり、光Ｌは、水平方向には偏向されず、深さ方向上側に大きく偏向される。
【０２３２】
次に、図１６を参照して、第１表面電極６２ａに正の電圧を印加し、かつ、第２表面電極６４ａに、第１表面電極６２ａに印加したと同じ大きさで、符合が負の電圧を印加した場合について説明する。
【０２３３】
図１６（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【０２３４】
この場合、図１６（Ｂ）に示すように、深さ方向においては、第１領域５８の屈折率分布と第２領域６０の屈折率分布とが、相殺し合う。その結果、深さ方向では、光Ｌの偏向は生じない。
【０２３５】
それに対し、水平方向においては、図１６（Ａ）に示すように、第１領域５８の屈折率が周囲の電気光学物質５４よりも大きくなる。その結果、光Ｌは、第１領域５８の第２面５８ｄで図面左側に偏向される。さらに、第２領域６０の屈折率が周囲の電気光学物質５４よりも小さいので、光Ｌは、第３面６０ｃ及び第４面６０ｄでさらに図面左側に偏向される。
【０２３６】
結果として、この場合には、光Ｌは、深さ方向には偏向されず、水平方向には、図面左側に大きく偏向される。
【０２３７】
図示はしないが、第１表面電極６２ａに負の電圧を印加し、かつ、第２表面電極６４ａに、第１表面電極６２ａに印加したと同じ大きさで、符合が正の電圧を印加した場合も上述と同様である。つまり、光Ｌは、深さ方向には偏向されず、水平方向には、図面右側に大きく偏向される。
【０２３８】
（効果、設計条件及び応用例）
この実施の形態の光偏向器５２は、実施の形態１の光偏向器１０と同様の効果を奏する。
【０２３９】
さらに、ポッケルス効果を利用して光Ｌを偏向させる光偏向器５２は、カー効果を用いる光偏向器１０及び３２よりも少ない電極数で、光Ｌを同程度の角度範囲で偏向させることができる。
【０２４０】
光偏向器５２では、光偏向器１０の場合と同様に、電極の電界の干渉を防ぐために、各電極を電気光学物質５４の厚み以上に離間させるか、又は各電極の間に溝を設けることが好ましい。
【０２４１】
また、光偏向器１０の場合と同様、光偏向器５２に設ける第１表面電極６２ａ及び第２表面電極６４ａは、２個には限定されない。設計に応じて、任意好適な個数とすることができる。例えば、電極６２ａ及び６４ａからなる電極対を、光Ｌの伝播方向に沿って、電気光学物質１２に直列に２組設けてもよい。また、例えば、実施の形態２の光偏向器３２のような二等辺三角形状の表面電極を互い違いに直列してもよい。
【０２４２】
また、光偏向器５２は、光偏向器１０の場合と同様に、アレイ化することが可能である。
【０２４３】
また、この実施の形態においては、裏面電極６６を、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ａに対する共通電極とし、第２主面５４ｄの全面に設けた場合について説明した。しかし、裏面電極６６は、実施の形態１及び２で示したように、第１及び第２表面電極６２ａ及び６４ａごとに、それぞれ１個ずつ設けてもよい。このように構成することによっても、光偏向器５２は上述したような効果を奏する。
【０２４４】
（実施の形態４）
以下、図１７〜図２１を参照して、実施の形態４の光偏向器について説明する。
【０２４５】
図１７は、光偏向器の概略構成を示す斜視図である。なお、図１７において、図面が煩雑となるのを防ぐために、電極は、厚みを無視して平面として描いている。
【０２４６】
実施の形態４の光偏向器７０は、電気光学物質５４中に設けられた第１及び第２領域７２及び７４の形状が異なっている以外は、実施の形態３の光偏向器５２と同様である。従って、以降、主にこの相違点について説明する。
【０２４７】
図１７を参照すると、光偏向器７０において、第１及び第２領域７２及び７４は、光Ｌの伝播方向に沿って、電気光学物質５４中に直列して２個設けられている。これらの領域７２及び７４は、光の伝播方向の上流側から、第１領域７２及び第２領域７４の順番で配置されている。
【０２４８】
第１領域７２には、第１表面電極７６ａが設けられている。第１表面電極７６ａは、平面形状が二等辺三角形であり、その底辺を光Ｌの伝播方向と平行にして、第１主面５４ｃに設けられている。
【０２４９】
ここで、第１表面電極７６ａが設けられている第１主面５４ｃの領域を「第１領域７２の一方の端面７２ａ」と称する。また、第１表面電極７６ａの第２主面５４ｄへの正射影で与えられる領域を「第１領域７２の他方の端面７２ｂ」と称する。
【０２５０】
第１領域７２は、一方の端面７２ａと他方の端面７２ｂとの間の電気光学物質５４で構成される直三角柱状の領域である。
【０２５１】
第１領域７２は、第１領域７２への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第１面７２ｃを備えている。第１面７２ｃは、電気光学物質５４の一方の端面５４ａ側に位置していて、第２面７２ｄに対して非平行に延在するとともに、光Ｌが直角以外の角度で入射する。
【０２５２】
また、第１領域７２は、第１領域７２からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第２面７２ｄを備えている。この構成例では、第２面７２ｄは、電気光学物質５４の他方の端面５４ｂ側に位置している。第２面７２ｄは、第１面７２ｃからの光Ｌが直角以外の角度で出射する。
【０２５３】
また、第１領域７２において、第１面７２ｃ及び第２面７２ｄ以外の側面７２ｅは、電気光学物質５４の側面と平行に延在している。
【０２５４】
第２領域７４には、第２表面電極７８ａが設けられている。第２表面電極７８ａは、平面形状が長方形であり、互いに対向する２辺を光Ｌの伝播方向に垂直に交差させて、第１主面５４ｃに設けられている。
【０２５５】
ここで、第２表面電極７８ａが設けられている第１主面５４ｃの領域を「第２領域７４の一方の端面７４ａ」と称する。また、第２表面電極７８ａの第２主面５４ｄへの正射影で与えられる領域を「第２領域７４の他方の端面７４ｂ」と称する。
【０２５６】
第２領域７４は、一方の端面７４ａと他方の端面７４ｂとの間の電気光学物質５４で構成される直方体状の領域である。
【０２５７】
第２領域７４は、第２領域７４への光Ｌの入射境界面に対応する側面である第３面７４ｃを備えている。第３面７４ｃは、電気光学物質５４の一方の端面５４ａ側に位置していて、第４面７４ｄに対して平行に延在するとともに、光Ｌが直角に入射する。
【０２５８】
また、第２領域７４は、第２領域７４からの光Ｌの出射境界面に対応する側面である第４面７４ｄを備えている。この構成例では、第４面７４ｄは、電気光学物質５４の他方の端面５４ｂ側に位置している。第４面７４ｄは、第３面７４ｃからの光Ｌが直角に出射する。
【０２５９】
また、第２領域７４において、第１面７４ｃ及び第２面７４ｄ以外の側面７４ｅ及び７４ｆは、電気光学物質５４の側面と平行に延在している。
【０２６０】
ここで、第１領域７２と第２領域７４との位置関係について説明する。
【０２６１】
第１領域７２の第１面７２ｃと第２面７２ｄとは、互いに非平行に延在している。また、第２領域７４の第３面７４ｃと第４面７４ｄとは、互いに平行に延在している。
【０２６２】
（動作）
以下、図１８〜図２１を参照して、光偏向器７０の動作について説明する。
【０２６３】
まず、図１８を参照して、第１表面電極７６ａに正の電圧を印加した場合について説明する。
【０２６４】
図１８（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【０２６５】
この場合、電気光学物質５４の電気光学係数が深さ方向に線形に増加しているので、ポッケルス効果により、第１領域７２の屈折率分布は、深さ方向、つまり第１表面電極７６ａから裏面電極６６に向かう方向に線形に増加する分布に変化する。
【０２６６】
その結果、第１領域７２の屈折率が周囲の電気光学物質５４よりも大きくなる。よって、図１８（Ａ）に示すように、水平方向においては、光Ｌは、第１及び第２面７２ｃ及び７２ｄを通過するたびに図面左側に屈折、つまり偏向される。つまり、この場合には、第１面７２ｃ（入射境界面）及び第２面７２ｄ（出射境界面）の双方において、光Ｌが水平方向に偏向される。
【０２６７】
図１８（Ｂ）に示すように、深さ方向においては、第１領域７２の屈折率が深さとともに線形に増加するので、光Ｌは、第１領域７２を通過する過程で、深さ方向下側に屈折、つまり偏向される。
【０２６８】
次に、図１９を参照して、第１表面電極７６ａに負の電圧を印加した場合について説明する。
【０２６９】
図１９（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【０２７０】
この場合、ポッケルス効果により、第１領域７２の屈折率分布は、深さ方向に線形に減少する分布に変化する。
【０２７１】
その結果、第１領域７２の屈折率が周囲の電気光学物質５４よりも小さくなる。よって、図１９（Ａ）に示すように、水平方向においては、光Ｌは、第１及び第２面７２ｃ及び７２ｄを通過するたびに、図面右側に屈折、つまり偏向される。つまり、この場合には、第１面７２ｃ（入射境界面）及び第２面７２ｄ（出射境界面）の双方において、光Ｌが水平方向に偏向される。
【０２７２】
図１９（Ｂ）に示すように、深さ方向においては、第１領域７２の屈折率が深さとともに線形に減少するので、光Ｌは、第１領域７２を通過する過程で、深さ方向上側に屈折、つまり偏向される。
【０２７３】
次に、図２０及び図２１を参照して、第１及び第２表面電極７６ａ及び７８ａに所定の電極を印加した場合について説明する。
【０２７４】
まず始めに、図２０（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、第１及び第２表面電極７６ａ及び７８ａに同符号の電界を印加した場合について説明する。
【０２７５】
図２０（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器７０の平面図である。図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。なお、これらの図においては、第１及び第２表面電極７６ａ及び７８ａの双方ともに正の電圧を印加した場合を想定している。
【０２７６】
この場合、第１領域７２においては、図１８（Ａ）で示したように、光Ｌは、水平方向に関して図面左側に、かつ深さ方向に関して下側に屈曲されて第２領域７４へと出射される。
【０２７７】
ところで、第２領域７４の第３面７４ｃと第４面７４ｄとは平行に延在している。よって、図２０（Ａ）に示すように、第２領域７４の屈折率の大小に関わりなく、第１領域７２から第２領域７４へと入射された光Ｌは、水平方向には偏向されない。
【０２７８】
一方、第２領域７４は、深さ方向に関しては、第１領域７２と同様の屈折率分布を有する。すなわち、第２領域７４の屈折率は、深さとともに線形に増加する。従って、図２０（Ｂ）に示すように、光Ｌは、第２領域７４の屈折率分布に従い、深さ方向に関しては下側へと偏向される。
【０２７９】
以上をまとめると、この場合には、光Ｌは、水平方向に関しては、第１表面電極７６ａのみに電界を印加した場合と同様に偏向され、及び深さ方向に関しては、第１表面電極の７６ａのみに電界を印加した場合よりも、より大きく偏向される。
【０２８０】
次に、図２１（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、第１及び第２表面電極７６ａ及び７８ａに異なった符号の電界を印加した場合について説明する。
【０２８１】
図２１（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器７０の平面図である。図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。なお、これらの図においては、第１表面電極にプラスの電界を印加し、かつ第２表面電極にマイナスの電界を印加した場合を想定している。
【０２８２】
この場合、第１領域７２においては、図１９（Ａ）で示したように、光Ｌは、水平方向に関して図面左側に、かつ深さ方向に関して下側に屈曲されて第２領域７４へと出射される。
【０２８３】
ところで、第２領域７４の第３面７４ｃと第４面７４ｄとは平行に延在している。よって、図２１（Ａ）に示すように、第２領域７４の屈折率の大小に関わりなく、第１領域７２から第２領域７４へと入射された光Ｌは、水平方向には偏向されない。
【０２８４】
一方、第２領域７４は、深さ方向に関しては、第１領域７２と逆の屈折率分布を有する。すなわち、第２領域７４の屈折率は、深さとともに線形に減少する。従って、図２１（Ｂ）に示すように、光Ｌは、第２領域７４の屈折率分布に従い、深さ方向に関しては上側へと偏向される。よって、第１領域７２の偏向方向と第２領域７４の偏向方向とが相殺し合い、深さ方向に関しては、光Ｌは偏向されない。
【０２８５】
以上をまとめると、この場合には、光Ｌは、水平方向に関しては、第１表面電極７６ａのみに電界を印加した場合と同様に偏向され、及び深さ方向に関しては偏向されない。
【０２８６】
（効果、設計条件及び応用例）
この実施の形態の光偏向器７０は、実施の形態１の光偏向器１０と同様の効果を奏する。
【０２８７】
さらに、ポッケルス効果を利用して光Ｌを偏向させる光偏向器７０は、カー効果を用いる光偏向器１０及び３２よりも少ない電極数で、光Ｌを同程度の角度範囲で偏向させることができる。
【０２８８】
光偏向器７０では、光偏向器１０の場合と同様に、電極の電界の干渉を防ぐために、各電極を電気光学物質５４の厚み以上に離間させるか、又は各電極の間に溝を設けることが好ましい。
【０２８９】
また、光偏向器１０の場合と同様、光偏向器７０に設ける第１及び第２表面電極７６ａ及び７８ａは、２個には限定されない。設計に応じて、任意好適な個数とすることができる。
【０２９０】
また、光偏向器７０は、光偏向器１０の場合と同様に、アレイ化することが可能である。
【０２９１】
また、裏面電極を、実施の形態１及び２で示したように、第１及び第２表面電極７６ａ及び７８ａごとに、それぞれ１個ずつ設けてもよい。
【０２９２】
（実施の形態５）
以下、図２２〜図２４を参照して、実施の形態５の光偏向器について説明する。
【０２９３】
（構造）
図２２は、この実施の形態の光偏向器の概略構成を示す斜視図である。なお、図２２において、図面が煩雑となるのを防ぐために、電極は、厚みを無視して平面として描いている。
【０２９４】
実施の形態５の光偏向器８０は、電極を第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄのみでなく、電気光学物質１２の両側面にも設けた点が、今まで説明した光偏向器とは異なっている。
【０２９５】
図２２を参照すると、光偏向器８０は、電気光学物質１２と、電気光学物質１２の内部に設けられた２個以上の領域８２とを備えている。
【０２９６】
電気光学物質１２は、実施の形態１及び２と説明したものと同様である。ただし、この実施の形態における電気光学物質では、第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄに直交する左及び右側面１２ｅ及び１２ｆにも、後述する電極８８ａ及び８８ｂが設けられている。
【０２９７】
領域８２は、第１領域８４と第２領域８６とを備える。これらの領域８４及び８６は、光Ｌの伝播方向に沿って、直列に配置されている。詳しくは後述するが、第１領域８４及び第２領域８６とは、それぞれの電界の方向が直交している。
【０２９８】
第１領域８４には、左側面電極８８ａと右側面電極８８ｂとが設けられている。以下、両電極８８ａ及び８８ｂを特に区別する必要がない場合には、「側面電極対８８」と称する。
【０２９９】
左側面電極８８ａは、平面形状が長方形であり、左側面１２ｅに設けられている。ここで、左側面電極８８ａが設けられている左側面１２ｅの領域を「第１領域８４の一方の端面８４ａ」と称する。
【０３００】
右側面電極８８ｂは、左側面電極８８ａと形状が合同であり、右側面１２ｆに設けられている。つまり、右側面電極８８ｂは、左側面電極８８ａの右側面１２ｆへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、右側面電極８８ｂが設けられている右側面１２ｆの領域を「第１領域８４の他方の端面８４ｂ」と称する。
【０３０１】
このように、第１領域８４は、左側面電極８８ａ及び右側面電極８８ｂで挟まれた電気光学物質１２の領域、つまり、一方の端面８４ａと他方の端面８４ｂとの間の電気光学物質１２で構成される直方体の領域である。
【０３０２】
左側面電極８８ａ及び右側面電極８８ｂに所定の電圧を印加することにより、電気光学物質１２の第１領域８４には、水平方向の電界が形成される。
【０３０３】
つまり、側面電極対８８に電界を印加することにより、電気光学物質１２の屈折率分布を水平方向に沿って線形に変化させることができる。これにより、第１領域８４では、光Ｌを水平方向に沿って偏向させることができる。
【０３０４】
第２領域８６には、表面電極９０ａと裏面電極９０ｂとが設けられている。以下、両電極９０ａ及び９０ｂを特に区別する必要がない場合には、「主面電極対９０」と称する。
【０３０５】
表面電極９０ａは、平面形状が長方形であり、第１主面１２ｃに設けられている。ここで、表面電極９０ａが設けられている第１主面１２ｃの領域を「第２領域８６の一方の端面８６ａ」と称する。
【０３０６】
裏面電極９０ｂは、表面電極９０ａと形状が合同であり、第２主面１２ｄに設けられている。つまり、裏面電極９０ｂは、表面電極９０ａの第２主面１２ｄへの正射影に等しい領域に配置されている。ここで、裏面電極９０ｂが設けられている第２主面１２ｄの領域を「第２領域８６の他方の端面８６ｂ」と称する。
【０３０７】
このように、第２領域８６は、表面電極９０ａ及び裏面電極９０ｂで挟まれた電気光学物質１２の領域、つまり、一方の端面８６ａと他方の端面８６ｂとの間の電気光学物質１２で構成される直方体の領域である。
【０３０８】
表面電極９０ａ及び裏面電極９０ｂに所定の電界を印加することにより、電気光学物質の第２領域８６には、深さ方向の電界が形成される。
【０３０９】
つまり、主面電極対９０に電界を印加することにより、電気光学物質１２の屈折率分布を深さ方向に沿って線形に変化させることができる。これにより、第２領域８６では、光Ｌを深さ方向に沿って偏向させることができる。
【０３１０】
（動作）
次に、図２３及び図２４を参照して、光偏向器８０の動作について説明する。
【０３１１】
まず、図２３（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、左側面電極８８ａに正の電圧を印加しかつ右側面電極８８ｂを接地し、及び表面電極９０ａに正の電圧を印加しかつ裏面電極９０ｂを接地した場合について説明する。
【０３１２】
ここで、図２３（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器８０の平面図である。図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【０３１３】
この場合、実施の形態１で説明したと同様の理由により、第１領域８４においては、屈折率分布は、左側面電極８８ａから右側面電極８８ｂにかけて線形に増加するように分布する。よって、図２３（Ａ）に示すように、第１領域８４において、光Ｌは、深さ方向には偏向されず、水平方向においてのみ図面右側に偏向される。
【０３１４】
また、第２領域８６においては、屈折率分布は、表面電極９０ａから裏面電極９０ｂにかけて線形に増加するように分布する。よって、図２３（Ｂ）に示すように、第１領域８４を経て第２領域８６に入射した光Ｌは、第２領域８６において、水平方向には偏向されず、深さ方向下側にのみ偏向される。
【０３１５】
つまり、この場合、光Ｌは、水平方向右側に、かつ深さ方向下側に偏向される。
【０３１６】
次に、図２４（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、左側面電極８８ａを接地しかつ右側面電極８８ｂに正の電圧を印加し、及び表面電極９０ａを接地しかつ裏面電極９０ｂに正の電圧を印加した場合について説明する。
【０３１７】
ここで、図２４（Ａ）は、光Ｌの伝播径路の説明に供する光偏向器８０の平面図である。図２４（Ｂ）は、図２４（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【０３１８】
この場合、第１領域８４においては、屈折率分布は、左側面電極８８ａから右側面電極８８ｂにかけて線形に減少するように分布する。よって、図２４（Ａ）に示すように、第１領域８４において、光Ｌは、深さ方向には偏向されず、水平方向においてのみ図面左側に偏向される。
【０３１９】
また、第２領域８６においては、屈折率分布は、表面電極９０ａから裏面電極９０ｂにかけて線形に減少するように分布する。よって、図２４（Ｂ）に示すように、第１領域８４を経て第２領域８６に入射した光Ｌは、第２領域８６において、水平方向には偏向されず、深さ方向上側にのみ偏向される。
【０３２０】
つまり、この場合、光Ｌは、水平方向左側に、かつ深さ方向上側に偏向される。
【０３２１】
（効果）
このように、この実施の形態の光偏向器８０においては、電気光学物質１２の第１及び第２主面１２ｃ及び１２ｄと、左及び右側面１２ｅ及び１２ｆに電極を設けるという簡単な構成で、光Ｌを３次元方向に偏向することができる。
【図面の簡単な説明】
【０３２２】
【図１】実施の形態の波長変換素子の概略構成を示す図である。（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は側面図である。
【図２】実施の形態１の光偏向器の概略構成を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）及び（Ｃ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図４】実施の形態１において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｃ方向から見た側面図である。
【図５】実施の形態１において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）におけるＤ線に沿った断面切り口を示す図である。
【図６】実施の形態１において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）及び（Ｃ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図７】光偏向器アレイの構成を概略的に示す斜視図である。
【図８】実施の形態２の光偏向器の概略構成を示す斜視図である。
【図９】実施の形態２において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、図８（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【図１０】実施の形態２において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【図１１】実施の形態２において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【図１２】実施の形態３の光偏向器の概略構成を示す斜視図である。
【図１３】実施の形態３において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図１４】実施の形態３において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図１５】実施の形態３において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【図１６】実施の形態３において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の線Ｄに沿った断面切り口を示す図である。
【図１７】実施の形態４の光偏向器の概略構成を示す斜視図である。
【図１８】実施の形態４において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図１９】実施の形態４において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図２０】実施の形態４において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図２１】実施の形態４において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図２２】実施の形態５の光偏向器の概略構成を示す斜視図である。
【図２３】実施の形態５において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【図２４】実施の形態５において、（Ａ）は、光の伝播径路の説明に供する光偏向器の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【符号の説明】
【０３２３】
１０，３２，５２，７０，８０ 光偏向器
１１ 光偏向器モデル
１２，１３，５４ 電気光学物質
１２ａ，５４ａ 一方の端面
１２ｂ，５４ｂ 他方の端面
１２ｃ，５４ｃ 第１主面
１２ｄ，５４ｄ 第２主面
１２ｅ 右側面
１２ｆ 左側面
１４，３４，５６，８２ 作用領域
１５ 非作用領域
１６，３６，５８，７２，８４ 第１領域
１６ａ，３６ａ，５８ａ，７２ａ，８４ａ 第１領域の一方の端面
１６ｂ，３６ｂ，５８ｂ，７２ｂ，８４ｂ 第１領域の他方の端面
１６ｃ，３６ｃ，５８ｃ，７２ｃ 第１面
１６ｄ，３６ｄ，５８ｄ，７２ｄ 第２面
１６ｅ，３６ｅ，５８ｅ，７２ｅ 側面
１７ａ，１７ｂ 電極
１８，３８，６０，７４，８６ 第２領域
１８ａ，３８ａ，６０ａ，７４ａ，８６ａ 第２領域の一方の端面
１８ｂ，３８ｂ，６０ｂ，７４ｂ，８６ｂ 第２領域の他方の端面
１８ｃ，３８ｃ，６０ｃ，７４ｃ 第３面
１８ｄ，３８ｄ，６０ｄ，７４ｄ 第４面
１８ｅ，３８ｅ，６０ｅ，７４ｅ，７４ｆ 側面
１９ａ 入射境界面
１９ｂ 出射境界面
２０，４０ 第３領域
２０ａ 第３領域の一方の端面
２０ｂ 第３領域の他方の端面
２０ｃ 第５面
２０ｄ 第６面
２０ｅ 側面
２０ｆ 側面
２２，４４ 第１電極対
２２ａ，４４ａ，６２ａ，７６ａ 第１表面電極
２２ｂ，４４ｂ 第１裏面電極
２４，４６ 第２電極対
２４ａ，４６ａ，６４ａ，７８ａ 第２表面電極
２４ｂ，４６ｂ 第２裏面電極
２６ 第３電極対
２６ａ 第３表面電極
２６ｂ 第３裏面電極
２８ 光偏向器アレイ
４２ 第１サブ領域
４２ａ 第１サブ領域の一方の端面
４２ｂ 第１サブ領域の他方の端面
４２ｃ 第１サブ面
４２ｄ 第２サブ面
４３ 第２サブ領域
４３ａ 第２サブ領域の一方の端面
４３ｂ 第２サブ領域の他方の端面
４３ｃ 第３サブ面
４３ｄ 第４サブ面
４８ 第１サブ電極対
４８ａ 第１サブ表面電極
４８ｂ 第１サブ裏面電極
５０ 第２サブ電極対
５０ａ 第２サブ表面電極
５０ｂ 第２サブ裏面電極
６６ 裏面電極
８８ 側面電極対
８８ａ 左側面電極
８８ｂ 右側面電極
９０ 主面電極対
９０ａ 表面電極
９０ｂ 裏面電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界が印加されることにより、該電界の方向に沿って屈折率分布が線形に変化する、電気光学物質の作用領域を備え、
該作用領域の光の入射境界面及び該作用領域からの光の出射境界面の双方又はいずれか一方における、前記電界の方向に直交する面内での前記光の屈折と、前記屈折率分布に従った前記光の屈折とによって、前記光を偏向させることを特徴とする光偏向器。
【請求項２】
前記電気光学物質は、カー効果により前記屈折率が変化する材料とし、
前記作用領域は、前記光の伝播方向に直列に、少なくとも第１領域、第２領域及び第３領域として設けられており、
前記第１領域は、前記光の入射境界面に対応する第１面、及び前記光の出射境界面に対応しかつ該第１面に非平行な第２面を備えており、
前記第２領域は、前記光の入射境界面に対応する第３面、及び前記光の出射境界面に対応しかつ該第３面に非平行な第４面を備えており、
前記第３領域は、前記光の入射境界面に対応する第５面、及び前記光の出射境界面に対応する第６面を備えており、
前記第１面と前記第４面とが互いに平行であり、かつ、前記第２面と前記第３面とが互いに平行に対向しており、かつ、前記第５面と前記第６面とが平行であることを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
【請求項３】
前記第１領域は、前記第１及び第２面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられていて、平面形状が互いに合同な三角形状の第１及び第２端面を有しており、
前記第２領域は、前記第３及び第４面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられていて、平面形状が互いに合同な三角形の第３及び第４端面を有しており、
前記第１及び第２領域は、前記第２面と前記第３面とが、平行に対向配置されて、両領域により相俟って底面が平行四辺形の直方体を形成していることを特徴とする請求項２に記載の光偏向器。
【請求項４】
前記第３領域は、前記第５及び第６面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられている第５及び第６端面を有していて、底面が平行四辺形の直方体であることを特徴とする請求項２又は３に記載の光偏向器。
【請求項５】
前記第３領域は、前記第１及び第２領域と形状が同一の２個の第１及び第２副領域を備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載の光偏向器。
【請求項６】
前記第１領域の第１端面及び第２端面に第１表面電極及び第１裏面電極がそれぞれ設けられており、
前記第２領域の第３端面及び第４端面に、第２表面電極及び第２裏面電極がそれぞれ設けられており、
前記第３領域の第５端面及び第６端面に、第３表面電極及び第３裏面電極がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の光偏向器。
【請求項７】
前記電気光学物質は、前記電界の方向に沿って、電気光学係数の分布が線形となるように予め形成されていて、前記電界が印加された場合に、ポッケルス効果により屈折率が、前記電界の方向に沿って線形に変化する材料からなり、
前記作用領域は、前記光の伝播方向に、直列に第１領域及び第２領域として設けられており、
前記第１領域は、前記光の入射境界面に対応する第１面、及び前記光の出射境界面に対応しかつ該第１面に非平行な第２面を備えており、
前記第２領域は、前記光の入射境界面に対応する第３面、及び前記光の出射境界面に対応する第４面を備えており、
前記第１〜第４面の間に下記のいずれかの条件が成り立つことを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
条件１：前記第１面と前記第４面とが平行に対向し、かつ、前記第２面と前記第３面とが互いに平行に対向している。
条件２：前記第３面と前記第４面とが平行である。
【請求項８】
前記第１領域は、前記第１及び第２面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられた第１及び第２端面を有しており、前記第２領域は、前記第３及び第４面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられた第３及び第４端面を有しており、
前記条件１が成り立つ場合、前記第１及び第２領域は、端面の平面形状が互いに合同な三角形であり、
前記第１及び第２領域は、前記第２面と前記第３面とが、対向配置されて、両領域により相俟って端面の平面形状が平行四辺形の直方体を形成していることを特徴とする請求項７に記載の光偏向器。
【請求項９】
前記作用領域は、前記第１及び第２領域の形状及び配置とそれぞれ同一の形状及び配置を有する第３及び第４領域を更に備え、及び
該第３及び第４領域は、前記第１及び第２領域の直列配置に対して、前記光の伝播方向に、直列に、配置されていることを特徴とする請求項８に記載の光偏向器。
【請求項１０】
前記条件２が成り立つ場合、前記第１領域の第１及び第２端面の平面形状は、三角形であり、及び前記第２領域の第３及び第４端面の平面形状は、平行四辺形であることを特徴とする請求項７に記載の光偏向器。
【請求項１１】
前記第１領域の第１端面及び第２端面に、第１表面電極及び第１裏面電極がそれぞれ設けられており、
前記第２領域の第３端面及び第４端面に、第２表面電極及び第２裏面電極がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の光偏向器。
【請求項１２】
前記第１領域の第１端面に第１表面電極が設けられており、前記第２領域の第３端面に第２表面電極が設けられており、
前記第１領域の第２端面及び前記第２領域の第４端面は、前記電気光学物質の面内にあり、
該電気光学物質の面上に前記第１及び第２領域に共通する共通裏面電極が設けられていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の光偏向器。
【請求項１３】
前記電気光学物質は、前記電界の方向に沿った屈折率の変化が線形となるように、組成が変化していることを特徴とする請求項７〜１２のいずれか一項に記載の光偏向器。
【請求項１４】
前記電気光学物質は、前記電界の方向に沿った屈折率の変化が線形となるように分極又は結晶格子反転領域の占める比率が変化していることを特徴とする請求項７〜１２のいずれか一項に記載の光偏向器。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光偏向器を複数個、基板上に並列してなる光偏向器アレイ。
【請求項１６】
電界を印加することにより、カー効果によって該電界の方向に沿って屈折率分布を線形に変化させることができる電気光学物質の作用領域であって、それぞれの前記電界の方向が直交している第１領域及び第２領域を備え、
前記第１領域の光の入射境界面及び出射境界面の間における前記屈折率分布に従った前記光の屈折と、前記第２領域の光の入射境界面及び出射境界面の間における前記屈折率分布に従った前記光の屈折とにより、前記光を３次元的に偏向させることを特徴とする光偏向器。
【請求項１】
電界が印加されることにより、該電界の方向に沿って屈折率分布が線形に変化する、電気光学物質の作用領域を備え、
該作用領域の光の入射境界面及び該作用領域からの光の出射境界面の双方又はいずれか一方における、前記電界の方向に直交する面内での前記光の屈折と、前記屈折率分布に従った前記光の屈折とによって、前記光を偏向させることを特徴とする光偏向器。
【請求項２】
前記電気光学物質は、カー効果により前記屈折率が変化する材料とし、
前記作用領域は、前記光の伝播方向に直列に、少なくとも第１領域、第２領域及び第３領域として設けられており、
前記第１領域は、前記光の入射境界面に対応する第１面、及び前記光の出射境界面に対応しかつ該第１面に非平行な第２面を備えており、
前記第２領域は、前記光の入射境界面に対応する第３面、及び前記光の出射境界面に対応しかつ該第３面に非平行な第４面を備えており、
前記第３領域は、前記光の入射境界面に対応する第５面、及び前記光の出射境界面に対応する第６面を備えており、
前記第１面と前記第４面とが互いに平行であり、かつ、前記第２面と前記第３面とが互いに平行に対向しており、かつ、前記第５面と前記第６面とが平行であることを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
【請求項３】
前記第１領域は、前記第１及び第２面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられていて、平面形状が互いに合同な三角形状の第１及び第２端面を有しており、
前記第２領域は、前記第３及び第４面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられていて、平面形状が互いに合同な三角形の第３及び第４端面を有しており、
前記第１及び第２領域は、前記第２面と前記第３面とが、平行に対向配置されて、両領域により相俟って底面が平行四辺形の直方体を形成していることを特徴とする請求項２に記載の光偏向器。
【請求項４】
前記第３領域は、前記第５及び第６面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられている第５及び第６端面を有していて、底面が平行四辺形の直方体であることを特徴とする請求項２又は３に記載の光偏向器。
【請求項５】
前記第３領域は、前記第１及び第２領域と形状が同一の２個の第１及び第２副領域を備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載の光偏向器。
【請求項６】
前記第１領域の第１端面及び第２端面に第１表面電極及び第１裏面電極がそれぞれ設けられており、
前記第２領域の第３端面及び第４端面に、第２表面電極及び第２裏面電極がそれぞれ設けられており、
前記第３領域の第５端面及び第６端面に、第３表面電極及び第３裏面電極がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の光偏向器。
【請求項７】
前記電気光学物質は、前記電界の方向に沿って、電気光学係数の分布が線形となるように予め形成されていて、前記電界が印加された場合に、ポッケルス効果により屈折率が、前記電界の方向に沿って線形に変化する材料からなり、
前記作用領域は、前記光の伝播方向に、直列に第１領域及び第２領域として設けられており、
前記第１領域は、前記光の入射境界面に対応する第１面、及び前記光の出射境界面に対応しかつ該第１面に非平行な第２面を備えており、
前記第２領域は、前記光の入射境界面に対応する第３面、及び前記光の出射境界面に対応する第４面を備えており、
前記第１〜第４面の間に下記のいずれかの条件が成り立つことを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
条件１：前記第１面と前記第４面とが平行に対向し、かつ、前記第２面と前記第３面とが互いに平行に対向している。
条件２：前記第３面と前記第４面とが平行である。
【請求項８】
前記第１領域は、前記第１及び第２面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられた第１及び第２端面を有しており、前記第２領域は、前記第３及び第４面に直交しかつ互いに平行に離間して設けられた第３及び第４端面を有しており、
前記条件１が成り立つ場合、前記第１及び第２領域は、端面の平面形状が互いに合同な三角形であり、
前記第１及び第２領域は、前記第２面と前記第３面とが、対向配置されて、両領域により相俟って端面の平面形状が平行四辺形の直方体を形成していることを特徴とする請求項７に記載の光偏向器。
【請求項９】
前記作用領域は、前記第１及び第２領域の形状及び配置とそれぞれ同一の形状及び配置を有する第３及び第４領域を更に備え、及び
該第３及び第４領域は、前記第１及び第２領域の直列配置に対して、前記光の伝播方向に、直列に、配置されていることを特徴とする請求項８に記載の光偏向器。
【請求項１０】
前記条件２が成り立つ場合、前記第１領域の第１及び第２端面の平面形状は、三角形であり、及び前記第２領域の第３及び第４端面の平面形状は、平行四辺形であることを特徴とする請求項７に記載の光偏向器。
【請求項１１】
前記第１領域の第１端面及び第２端面に、第１表面電極及び第１裏面電極がそれぞれ設けられており、
前記第２領域の第３端面及び第４端面に、第２表面電極及び第２裏面電極がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の光偏向器。
【請求項１２】
前記第１領域の第１端面に第１表面電極が設けられており、前記第２領域の第３端面に第２表面電極が設けられており、
前記第１領域の第２端面及び前記第２領域の第４端面は、前記電気光学物質の面内にあり、
該電気光学物質の面上に前記第１及び第２領域に共通する共通裏面電極が設けられていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の光偏向器。
【請求項１３】
前記電気光学物質は、前記電界の方向に沿った屈折率の変化が線形となるように、組成が変化していることを特徴とする請求項７〜１２のいずれか一項に記載の光偏向器。
【請求項１４】
前記電気光学物質は、前記電界の方向に沿った屈折率の変化が線形となるように分極又は結晶格子反転領域の占める比率が変化していることを特徴とする請求項７〜１２のいずれか一項に記載の光偏向器。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光偏向器を複数個、基板上に並列してなる光偏向器アレイ。
【請求項１６】
電界を印加することにより、カー効果によって該電界の方向に沿って屈折率分布を線形に変化させることができる電気光学物質の作用領域であって、それぞれの前記電界の方向が直交している第１領域及び第２領域を備え、
前記第１領域の光の入射境界面及び出射境界面の間における前記屈折率分布に従った前記光の屈折と、前記第２領域の光の入射境界面及び出射境界面の間における前記屈折率分布に従った前記光の屈折とにより、前記光を３次元的に偏向させることを特徴とする光偏向器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００９−２０４４２（Ｐ２００９−２０４４２Ａ）
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８４６２８（Ｐ２００７−１８４６２８）
【出願日】平成１９年７月１３日（２００７．７．１３）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１３日（２００７．７．１３）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【Ｆターム（参考）】
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