光波面制御システム、光波面制御装置および光波面制御方法
【課題】光学部品点数またはコストが削減される。
【解決手段】光波面制御システム１０は、入力光１１ｃを入力すると、入力光１１ｃの波面の位相を制御する波面制御信号１４ａおよび入力光１１ｃの収差の歪を制御する収差制御信号１４ｂに従って、位相および歪をそれぞれ制御して、出力光１２ａを出力する光波面制御部１５と、光波面制御部１５から出力光１２ｄを入力すると、出力光１２ｄの波面および出力光１２ｄの収差に関する光情報を検出する検出部１６と、検出部１６が検出した光情報に基づき、波面制御信号１４ａおよび収差制御信号１４ｂを光波面制御部１５に出力する制御回路部１７と、を有する光波面制御システム１０であれば、入力光１１ｃの波面の制御および収差の補正を行うために、収差を補正する光学部品を別途設置する必要がなくなる。
【解決手段】光波面制御システム１０は、入力光１１ｃを入力すると、入力光１１ｃの波面の位相を制御する波面制御信号１４ａおよび入力光１１ｃの収差の歪を制御する収差制御信号１４ｂに従って、位相および歪をそれぞれ制御して、出力光１２ａを出力する光波面制御部１５と、光波面制御部１５から出力光１２ｄを入力すると、出力光１２ｄの波面および出力光１２ｄの収差に関する光情報を検出する検出部１６と、検出部１６が検出した光情報に基づき、波面制御信号１４ａおよび収差制御信号１４ｂを光波面制御部１５に出力する制御回路部１７と、を有する光波面制御システム１０であれば、入力光１１ｃの波面の制御および収差の補正を行うために、収差を補正する光学部品を別途設置する必要がなくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光波面制御システム、光波面制御装置および光波面制御方法に関し、特に入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御システム、光波面制御装置および光波面制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信、光信号処理分野において、光波面の位相を制御する必要性が高まり、フェムト秒光パルスの整形や空間光ビーム形状の歪みの補正や光波面の位相を制御する光波面制御装置が利用されている。
【０００３】
このように光波面の制御にマイクロミラーが用いられた光波面制御装置の場合（例えば、特許文献１参照）を例に挙げて以下に説明する。
光波面制御装置が備える複数のマイクロミラーが１次元のアレイ状に並んでおり、各マイクロミラーは独立に上下への平行移動（併進動作）および時計回り・反時計回りの回転動作が可能である。
【０００４】
そして、このような光波面制御装置の光波面の位相の制御方法としては、入力光の波面の遅れや進みを、マイクロミラーの高さを変えることで調整することができる。マイクロミラーの高さが低いところでは反射により通過する光路が長くなるので、この部分の光の伝搬を遅らせ、位相を遅延させることができる。さらに、マイクロミラーの傾斜角を調整することにより、連続的な位相プロファイルを生成することが可能となる。ここで、各マイクロミラーの可変移動量が入力光の半波長以上であれば、反射による位相遅延量を２π以上とでき、任意の位相遅延を与えることが可能となる。
【０００５】
近年、制御の自由度が高い２次元型の光波面制御装置の需要が拡大している。上述の光波面制御装置は１次元での光波面制御の例であるが、この光波面制御装置のマイクロミラーを２次元に並べる、もしくは１枚の薄膜ミラー形状を２次元状に制御する（例えば、非特許文献１参照）ことにより、２次元での光波面制御が可能となる。
【０００６】
しかし、一般的に、光波面制御装置の表面は、１辺（若しくは直径）が数ｍｍから数ｃｍの正方形（若しくは円形）の大きさを有するため、集光光学系の収差の影響によって像のボケなどが発生してしまう。このため、集光光学系の収差を補正する必要があり、収差補正の非球面レンズなどの光学系を介して、入力光を光波面制御装置に入力しなくてはならなかった。
【特許文献１】米国特許第６７１３３６７号明細書
【非特許文献１】G. Vdovin and P. M. Sarro, "Flexible mirror micromachined in silicon", Applied Optics, Vol. 34, No.16, 1995, pp.2968−2972
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、光波面制御装置に入力光を入射する前に収差補正の非球面レンズなどの光学系を配置し、集光光学系の収差を補正すると、光学部品点数またはコストの増加に繋がるという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、光学部品点数またはコストが削減された光波面制御システムおよび光波面制御方法を提供することを目的とする。また、これらに用いられる光波面制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御システムが提供される。
このような光波面制御システムは、前記入力光を入力すると、前記入力光の波面の位相を制御する波面制御信号および前記入力光の収差の歪を制御する収差制御信号に従って、前記位相および前記歪をそれぞれ制御して、前記出力光を出力する光波面制御部と、前記光波面制御部から前記出力光を入力すると、前記出力光の波面および前記出力光の収差に関する光情報を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記光情報に基づき、前記波面制御信号および前記収差制御信号を前記光波面制御部に出力する制御回路部と、を有する。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御装置が提供される。
このような光波面制御装置は、額縁状の支持基板層および額縁状の中間層が順に積層してなる底面部と、前記底面部上に形成され、内壁にトーションバーを介してマイクロミラーが一体的に形成され、枠部の上面にスペーサを備えるデバイス部とを有するミラー基板と、複数の透明電極が、前記マイクロミラーの反射面に重なるように配置され、前記スペーサを介して前記ミラー基板と接合する上部ガラス基板と、高さが前記中間層の積層高さと等しく、電極が形成された突起部を備え、前記突起部が前記底面部に嵌合して、前記ミラー基板と接続する下部ガラス基板と、を有する。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御方法が提供される。
このような光波面制御方法は、光波面制御部が、前記入力光を入力すると、前記入力光の波面の位相を制御する波面制御信号および前記入力光の収差の歪を制御する収差制御信号に従って、前記位相および前記歪をそれぞれ制御して、前記出力光を出力し、検出部が、前記光波面制御部から前記出力光を入力すると、前記出力光の波面および前記出力光の収差に関する光情報を検出し、制御回路部が、前記検出部が検出した前記光情報に基づき、前記波面制御信号および前記収差制御信号を前記光波面制御部に出力する、ことが要素とされる。
【発明の効果】
【００１２】
上記の光波面制御システム、光波面制御装置および光波面制御方法では、光学部品およびコストを削減して、光波面の制御および収差の補正を行うようにした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態として、実施の形態の概要を、その後に概要を踏まえた実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１４】
まず、実施の形態の概要について図面を参照しながら説明する。
図１は、実施の形態の概要を説明する模式図である。
光波面制御システム１０は、外部からの入力光１１ａをコリメートして入力光１１ｂを出力する入力光学系１３と、光路変更部１８ａを透過した入力光１１ｃを入力して出力光１２ａを出力する光波面制御部１５と、出力光１２ａが光路変更部１８ａ，１８ｂをそれぞれ反射および透過した後の出力光１２ｄを検出する検出部１６と、制御回路部１７と、から構成されている。
【００１５】
入力光学系１３は、外部から入力された入力光１１ａを、空間をほぼ一直線に進む平行な入力光１１ｂに調整（コリメート）する。例えば、レーザ光などの光は、実際には完全な平行光線ではなく、遠方に進むにつれて拡がってしまう。そこで、この入力光学系１３を用いて、外部から入力された入力光１１ａを平行な入力光１１ｂに調整し、光波面制御部１５へ出力する。
【００１６】
光波面制御部１５は、入力光１１ｂの一部が光路変更部１８ａを透過した後の入力光１１ｃを、後に説明する制御回路部１７からの波面制御信号１４ａおよび収差制御信号１４ｂによって、入力光１１ｃの波面を制御するとともに、収差の補正を行うことができる。光波面制御部１５は、入力光１１ｃを制御して出力光１２ａを出力する。
【００１７】
検出部１６は、出力光１２ｄの波面および収差に関する光情報を検出する。そして、検出された光情報は制御回路部１７へ出力される。なお、出力光１２ｄは、出力光１２ｂの一部が光路変更部１８ｂを透過した光であって、出力光１２ｂは、入力光１２ａの一部が光路変更部１８ａを反射した光である。なお、出力光１２ｂの一部は、光路変更部１８ｂによって反射されて、出力光１２ｃとして外部へ出力される。
【００１８】
制御回路部１７は、検出部１６によって検出された光情報の検出結果に基づき、入力光１１ｃの波面を制御する必要があれば、波面を制御するための波面制御信号１４ａを、入力光１１ｃに収差の影響があれば、収差を補正するための収差制御信号１４ｂを、光波面制御部１５にそれぞれ出力する。波面の制御および収差の補正の両方が必要であれば、波面制御信号１４ａおよび収差制御信号１４ｂの両方を出力する。
【００１９】
このような構成をなす光波面制御システム１０では、光路変更部１８ａを通過した入力光１１ｃに対して光波面制御部１５が、波面の制御および収差の補正を行って、出力光１２ａを出力する。出力光１２ａの一部であって光路変更部１８ａで反射された出力光１２ｂの一部が、光路変更部１８ｂでさらに反射され、外部へ出力光１２ｃが出力される。同時に、光路変更部１８ｂで透過されて検出部１６ｃに出力光１２ｄが入力される。検出部１６ｃによって、出力光１２ｄの波面および収差に関する光情報を検出する。制御回路部１７は、検出された光情報に基づいて、波面制御信号１４ａおよび収差制御信号１４ｂを光波面制御部１５へ出力し、光波面制御部１５は、波面制御信号１４ａおよび収差制御信号１４ｂに基づいて、入力光１１ｃの波面および収差を制御する。例えば、入力光１１ａが波形Ａに示す波形であるとすれば、この処理を繰り返すことによって、ユーザの所望の出力光１２ｃの波形Ｂが得られる。したがって、光波面制御システム１０では、光波面制御部１５にて、入力光１１ｃの波面の制御および収差の補正を行うために、収差を補正する光学部品を別途設置する必要がない。このため、光波面制御システム１０は、光学部品を減らし、コストを削減した、光波面の制御および収差の補正を行うことが可能となる。
【００２０】
次に、第１の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、上述の概要を踏まえた実施の形態である。
図２は、第１の実施の形態の光波面制御システムの模式図である。
【００２１】
光波面制御システム２０は、外部から入力された入力光２７ａをコリメートするコリメート光学系２１ａと、集光して光２７ｂを出力する集光光学系２１ｂと、光２７ｅを出力する光波面制御部３０と、光２７ｆがビームスプリッタ２５ａによって反射され、さらにビームスプリッタ２５ｂを透過した後の光２７ｉを検出する波面センサ２３と、光２７ｇがビームスプリッタ２５ｂにて反射された後の光２７ｈを集光して、集光した光２７ｊを出力する集光光学系２１ｃと、光２７ｊを画像化する波面モニタ（図示を省略）と、制御回路２４とから構成されている。
【００２２】
コリメート光学系２１ａは、例えば、外部のレーザなどから入力された入力光２７ａを、空間をほぼ一直線に進む平行な光２７ｂにコリメートして、集光光学系２１ｂへ出力する。なお、入力光２７ａを出力するレーザなどとコリメート光学系２１ａとが一体となった光学部品を適用しても構わない。
【００２３】
ビームスプリッタ２５ａは、光２７ｂの一部を透過して、光２７ｃを出力する。また、ビームスプリッタ２５ａは、光２７ｆの一部を反射して、光２７ｇを出力する。
集光光学系２１ｂは、透過した光２７ｃを集光して、光波面制御部３０の受光口の大きさほどの光２７ｄを出力する。また、集光光学系２１ｂは、光２７ｅを集光して、光２７ｆを出力する。
【００２４】
光波面制御部３０は、後に説明する制御回路２４からの制御信号２４ａ，２４ｂに従って、入力された光２７ｄの波面を制御するとともに、収差の補正を行うことができる。光波面制御部３０は、光２７ｄを制御して光２７ｅを出力する。なお、光波面制御部３０の詳細については後述する。
【００２５】
ビームスプリッタ２５ｂは、ビームスプリッタ２５ａで光２７ｆが反射された後の光２７ｇの一部を透過させて光２７ｉを出力する。なお、ビームスプリッタ２５ｂは、光２７ｇの一部を反射して光２７ｈを出力する。
【００２６】
波面センサ２３は、ビームスプリッタ２５ｂを透過した光２７ｉを検出する。波面センサ２３によって、制御された光２７ｉの波面と収差について検出されて、この検出結果が制御回路２４へ出力される。
【００２７】
制御回路２４は、波面センサ２３の検出結果に基づき、光２７ｄの波面を制御する必要があれば、波面を制御するための制御信号２４ａを、光２７ｄに収差の影響があれば、収差を補正するための制御信号２４ｂを、光波面制御部３０にそれぞれ出力する。なお、収差を補正するための制御信号２４ｂとしては、例えば、ゼルニケ多項式に基づいた信号が用いられる。
【００２８】
集光光学系２１ｃは、ビームスプリッタ２５ｂに反射された光２７ｈの一部を、波面モニタ（図示を省略）の受光口の大きさほどに集光し、光２７ｊを出力する。
波面モニタは、入力された光２７ｊを２次元的に画像化して表示する。
【００２９】
なお、上述の各光の光路を変更させるために、ビームスプリッタ２５ａ，２５ｂを用いているが、その他に、ハーフミラーまたはサーキュレータでも構わない。
さらに、光波面制御システム２０を構成する光波面制御部３０について説明する。
【００３０】
図３は、第１の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の斜視模式図である。
光波面制御部３０は、上部ガラス基板３１と、ミラー基板３２と、下部ガラス基板３３とで構成されている。なお、図３では、それぞれ分離させて図示しているが、実際は上部ガラス基板３１と、ミラー基板３２と、下部ガラス基板３３とが組み合わさって光波面制御部３０を構成する。また、組み合わせる際は、（図３に示す場合）上部ガラス基板３１を裏返してスペーサ貼付位置３１ｄがミラー基板３２のスペーサ３２ｆと接合するようにする。
【００３１】
上部ガラス基板３１は、ガラス基板３１ａに、電極パッド３１ｂ、インジウム錫酸化膜（ＩＴＯ）電極３１ｃ、スペーサ貼付位置３１ｄ、マイクロミラー電位用配線３１ｅおよびフレキシブル基板３１ｆにより構成されている。
【００３２】
このような上部ガラス基板３１は、ガラス基板３１ａに、透明電極のパターンを利用して、ＩＴＯを塗布して、マスク露光およびエッチングにより容易にＩＴＯ電極３１ｃを形成することができる。そして、ＩＴＯ電極３１ｃは電極パッド３１ｂと配線（図示を省略）により接続されており、また、電極パッド３１ｂに、外部の制御回路２４から制御信号２４ａが入力されるフレキシブル基板３１ｆが、貫通電極３１ｂａを介して実装されている。さらに、電極パッド３１ｂの間を電気的に接続するマイクロミラー電位用配線３１ｅが形成されている。また、マイクロミラー電位用配線３１ｅ上に、ミラー基板３２との電気的接続を行うためのスペーサ３２ｆが貼り付けられるスペーサ貼付位置３１ｄが印されている。したがって、外部の制御回路２４からの制御による電圧を、フレキシブル基板３１ｆを介して電極パッド３１ｂ、そして、ＩＴＯ電極３１ｃに印加することができる。なお、上部ガラス基板３１のサイズは、例えば、縦の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、横の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、厚さを、１００μｍから１ｍｍとする。
【００３３】
下部ガラス基板３３は、上部ガラス基板３１と同様に、ガラス基板３３ａに、電極パッド３３ｂ、マイクロミラー電位用配線３３ｅおよびフレキシブル基板３３ｆにより構成されている。なお、上部ガラス基板３１と同様に、フレキシブル基板３３ｆは貫通電極３３ｂａと接触するように実装されている。さらに、下部ガラス基板３３は、上部ガラス基板３１と異なり、上面に同心円状の電極３３ｃが配置された突起部３３ａａが形成されている。
【００３４】
このような下部ガラス基板３３は、突起部３３ａａの面上の電極３３ｃが電極パッド３３ｂと配線（図示を省略）により接続されており、また、電極パッド３３ｂに、外部の制御回路２４から制御信号２４ｂが入力されるフレキシブル基板３３ｆが貫通電極３３ｂａを介して実装されている。さらに、電極パッド３３ｂの間を電気的に接続するマイクロミラー電位用配線３３ｅが形成されている。したがって、上部ガラス基板３１と同様に、外部の制御回路２４からの制御による電圧がフレキシブル基板３３ｆを介して電極パッド３３ｂ、そして、電極３３ｃに電圧を印加することができる。なお、下部ガラス基板３３のサイズも、例えば、縦の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、横の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、厚さを、１００μｍから２０００μｍ、突起部３３ａａのサイズは、例えば、縦の長さを、１００μｍから５ｍｍ、横の長さを、１００μｍから５ｍｍ、高さを、１０μｍから1ｍｍとする。なお、突起部３３ａａの高さは、ミラー基板３２の酸化シリコン（ＳｉＯ2）層３２ｂの積層高さと等しくする。
【００３５】
ミラー基板３２は、デバイス層としてシリコン（Ｓｉ）基板３２ａ、中間層としてＳｉＯ2層３２ｂおよび支持基板層としてＳｉ層３２ｃにより構成されるＳＯＩ（Silicon On Insulator）構造をなしており、さらに、Ｓｉ基板３２ａの内壁に一体的に形成されたトーションバー３２ｅを介してマイクロミラー３２ｄが形成されている。なお、ＳｉＯ2層３２ｂおよびＳｉ層３２ｃは額縁状をなしている。また、マイクロミラー３２ｄの反射率を高めたい場合、マイクロミラー３２ｄの表面に金属膜を形成することができる。さらに、Ｓｉ基板３２ａの枠部の面上に、スペーサ３２ｆが形成されている。スペーサ３２ｆは、既述の通り、上部ガラス基板３１とミラー基板３２との間のスペーサとして、上部ガラス基板３１のマイクロミラー電位用配線３１ｅ上のスペーサ貼付位置３１ｄに接合される。そして、スペーサ３２ｆは、金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）系などのハンダバンプにより構成されており、電極パッド３１ｂと接続されたマイクロミラー電位用配線３１ｅからマイクロミラー３２ｄへの電位をＳｉ基板３２ａに印加するための配線としての機能も兼ねている。なお、ミラー基板３２のサイズは、例えば、縦の長さを、１００μｍから３０００μｍ、横の長さを、１００μｍから３０００μｍ、厚さを、１０μｍから３０００μｍとして、マイクロミラー３２ｄのサイズは、例えば、縦および横の長さを、０．１μｍから１００μｍ、厚さを、０．１μｍから５００μｍとする。
【００３６】
さらに、ミラー基板３２の製造方法について説明する。
図４は、第１の実施の形態の光波面制御システムを構成する光波面制御部のミラー基板の製造工程の要部断面模式図である。なお、図４は、図３における破線Ａ−Ａ’における断面図である。
【００３７】
まず、Ｓｉ層３２ｃ、ＳｉＯ2層３２ｂおよびＳｉ基板３２ａにより順に構成されるＳＯＩ構造を形成する（図４（Ａ））。
続いて、このＳＯＩ構造のＳｉ基板３２ａの表面にＡｕ／クロム（Ｃｒ）にて、メタライズを行って、金属膜３４を形成する（図４（Ｂ））。
【００３８】
続いて、メタライズを行ったＳＯＩ構造に対し、マイクロミラー３２ｄの形成用のパターンのマスクを用いて露光し、ＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）を行うことにより金属膜３４の一部を除去する（図４（Ｃ））。
【００３９】
続いて、さらに、金属膜３４をマスクとして、Ｓｉ基板３２ａをエッチングして、マイクロミラー３２ｄおよびトーションバー３２ｅが形成される。（図４（Ｄ））。
続いて、Ｓｉ基板３２ａのエッチング後、例えば、フッ化水素（ＨＦ）を用いて、ＳｉＯ2層３２ｂを溶解する。そして、Ｓｉ層３２ｃの内部をエッチングする（図４（Ｅ））。
【００４０】
そして、Ｓｉ基板３２ａの枠部の面上にスペーサ３２ｆを形成することで、ミラー基板３２が作製される。
したがって、このようなミラー基板３２にスペーサ３２ｆを介して、上部ガラス基板３１を接合し、ミラー基板３２に下側から、突起部３３ａａを嵌合させて、下部ガラス基板３３を接続することで、光波面制御部３０を形成することができる。
【００４１】
このようにして構成される光波面制御部３０について説明する。
図５は、第１の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の断面模式図である。なお、図５も、図３における破線Ａ−Ａ’における断面図である。また、各構成については、既に説明しているために、説明を省略する。
【００４２】
光波面制御部３０は、上部ガラス基板３１が、スペーサ３２ｆを介してミラー基板３２と接続され、下部ガラス基板３３が、ミラー基板３２に突起部３３ａａを嵌合させて接合されている。なお、図５に示すマイクロミラー３２ｄ上には、金属膜３４を形成した場合を示している。
【００４３】
それでは、このような光波面制御部３０による光の波面の制御および収差の補正について説明する。
図６は、第１の実施の形態における光波面制御部の動作原理を説明する断面模式図である。なお、図６では、ミラー基板３２については、マイクロミラー３２ｄのみを記載しており、スペーサ３２ｆ、スペーサ３２ｆが形成されているＳｉ基板３２ａの枠部、ＳｉＯ2層３２ｂ、Ｓｉ層３２ｃおよびトーションバー３２ｅの記載は省略している。
【００４４】
まず、図６（Ａ）に示すように、光波面制御部３０に電圧を印加しない場合は、既述の通り、マイクロミラー３２ｄが、上部ガラス基板３１のガラス基板３１ａに形成されたＩＴＯ電極３１ｃと、下部ガラス基板３３のガラス基板３３ａ上に形成された突起部３３ａａの面上に形成された電極３３ｃとで挟まれる。
【００４５】
次に、図６（Ｂ）を参照しながら説明する。例えば、上部ガラス基板３１にて、左から２つ目のＩＴＯ電極３１ｃに電圧Ｖを印加する。すると、マイクロミラー３２ｄの、電圧Ｖが印加されたＩＴＯ電極３１ｃの直下付近の領域が引力を受けて、上方へ引かれるように歪む。
【００４６】
次に、図６（Ｃ）を参照しながら説明する。例えば、下部ガラス基板３３の電極３３ｃに電圧Ｖを印加すると、マイクロミラー３２ｄは、トーションバー３２ｅを支点として作用し、引力を受けて、下方へ引かれるように歪む。
【００４７】
このようにして、上部ガラス基板３１のＩＴＯ電極３１ｃおよび／または下部ガラス基板３３の電極３３ｃに電圧Ｖを印加することによって、マイクロミラー３２ｄが引力を受けて上方や下方へ歪む。特に、上部ガラス基板３１のＩＴＯ電極３１ｃによりマイクロミラー３２ｄを制御することによって、入力された光２７ｄの位相に遅延を生じさせることができて、光２７ｄの波面を制御することができる。例えば、図２に示すように、入力光２７ａとして２次元的に示された光２６ａを、光波面制御システム２０に入力すると、上述のような制御が行われて、波面モニタにより、出力波として２次元的に示された光２６ｂを得ることをできる。また、下部ガラス基板３３の電極３３ｃによりマイクロミラー３２ｄを制御することによって、収差の補正を行うことができる。したがって、光波面制御部３０は、光２７ｄの波面の制御と収差の補正とを行うことができる。さらに、第１の実施の形態では、上部ガラス基板３１には格子状に複数のＩＴＯ電極３１ｃを形成しているために、マイクロミラー３２ｄの制御を高精度に行うことができる。
【００４８】
このような構成からなる光波面制御システム２０では、外部から入力された入力光２７ａがコリメート光学系２１ａ、ビームスプリッタ２５ａおよび集光光学系２１ｂを経た光２７ｄについて、光波面制御部３０によって光の波面の制御および収差の補正が行われる。そして、光波面制御部３０によって制御された光２７ｅが、集光光学系２１ｂ、ビームスプリッタ２５ａ，２５ｂを経た光２７ｉの光情報が波面センサ２３によって検出される。波面センサ２３の検出結果に基づいて、光２７ｄの波面を制御するための制御信号２４ａと光２７ｄの収差を補正するための制御信号２４ｂとを、制御回路２４から光波面制御部３０の上部ガラス基板３１および下部ガラス基板３３にそれぞれ出力する。このような光の制御を繰り返すことにより、所望の光を得ることができる。この結果、光波面制御システム２０は、光学部品を減らし、コストを削減した、光波面の制御および収差の補正を行うことが可能となる。
【００４９】
次に、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態では、光波面制御部の下部ガラス基板の電極の形状を、第１の実施の形態と異なり、格子状に配列させた場合を例に挙げて説明する。
【００５０】
図７は、第２の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の下部ガラス基板の斜視模式図である。なお、図７では、下部ガラス基板４３のみを記載してあるが、光波面制御部を構成する際は、下部ガラス基板４３に対して、第１の実施の形態の上部ガラス基板３１およびミラー基板３２を利用するものとする。
【００５１】
下部ガラス基板４３は、ガラス基板４３ａに、電極パッド４３ｂ、マイクロミラー電位用配線４３ｅおよびフレキシブル基板４３ｆにより構成されている。なお、フレキシブル基板４３ｆは貫通電極４３ｂａと接触するように実装されている。そして、下部ガラス基板４３は、突起部４３ａａが形成されており、突起部４３ａａの面上には、電極４３ｃが、上部ガラス基板３１のＩＴＯ電極３１ｃと同様に、格子状に複数形成されている。なお、下部ガラス基板４３のサイズは、例えば、縦の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、横の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、厚さを、１００μｍから２０００μｍ、突起部４３ａａのサイズは、例えば、縦の長さを、１００μｍから５ｍｍ、横の長さを、１００μｍから５ｍｍ、高さを、１０μｍから１ｍｍとする。なお、突起部４３ａａの高さは、ミラー基板３２のＳｉＯ2層３２ｂの積層高さと等しくする。
【００５２】
このような構成をなす下部ガラス基板４３を備える光波面制御部による光の波面の制御および収差の補正の原理について以下に説明する。
図８は、第２の実施の形態における光波面制御部の動作原理を説明する断面模式図である。なお、図８でも、ミラー基板３２については、マイクロミラー３２ｄのみを記載しており、スペーサ３２ｆ、スペーサ３２ｆが形成されているＳｉ基板３２ａの枠部、ＳｉＯ2層３２ｂ、Ｓｉ層３２ｃおよびトーションバー３２ｅの記載は省略している。
【００５３】
まず、図８（Ａ）を参照しながら説明する。例えば、上部ガラス基板３１のガラス基板３１ａにて、真ん中の２つのＩＴＯ電極３１ｃに電圧Ｖを印加すると、マイクロミラー３２ｄの、電圧Ｖが印加されたＩＴＯ電極３１ｃの直下付近の領域が引力を受けて上方へ引かれるように歪む。
【００５４】
次に、図８（Ｂ）を参照しながら説明する。例えば、ガラス基板３１ａの右から２番目のＩＴＯ電極３１ｃと、ガラス基板４３ａの突起部４３ａａの面上の左から２番目の電極４３ｃに電圧Ｖを印加すると、マイクロミラー３２ｄは、電圧Ｖが印加されたＩＴＯ電極３１ｃおよび電極４３ｃからの引力を受けて、上方および下方へ引かれるように歪む。
【００５５】
このようにして、既述のように、上部ガラス基板３１のＩＴＯ電極３１ｃおよび／または下部ガラス基板４３の電極４３ｃに電圧Ｖを印加することによって、マイクロミラー３２ｄが引力を受けて上方や下方へ引かれるように歪む。特に、第２の実施の形態では、下部ガラス基板４３には電極４３ｃを格子状に複数配列させているために、第１の実施の形態よりもより高精度にマイクロミラー３２ｄを制御することができる。このため、光波面の制御および収差の補正を高精度に行うことが可能となる。
【００５６】
次に、第３の実施の形態について説明する。
第１および第２の実施の形態では、ミラー基板に上部ガラス基板および下部ガラス基板を組み合わせて光波面制御部を構成する場合を例に挙げて説明した。第３の実施の形態では、ミラー基板に上部ガラス基板のみを組み合わせる場合を例に挙げて説明する。
【００５７】
図９は、第３の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の斜視模式図である。
光波面制御部５０は、図３で示した上部ガラス基板３１と、ミラー基板５２とで構成されている。なお、図９では、それぞれ分離させて図示しているが、実際は上部ガラス基板３１とミラー基板５２とが組み合わさることで光波面制御部５０を構成する。また、組み合わせる際は、上部ガラス基板３１を裏返してスペーサ貼付位置３１ｄがミラー基板５２のスペーサ５２ｆと接合するようにする。
【００５８】
上部ガラス基板３１は、既述の通り、ガラス基板３１ａに、電極パッド３１ｂ、ＩＴＯ電極３１ｃ、スペーサ貼付位置３１ｄ、マイクロミラー電位用配線３１ｅおよび貫通電極３１ｂａを介したフレキシブル基板３１ｆにより構成されている。
【００５９】
ミラー基板５２は、Ｓｉ基板５２ａ、ＳｉＯ2層５２ｂおよびＳｉ層５２ｃにより構成されるＳＯＩ構造をなしており、さらに、Ｓｉ基板５２ａの内壁に一体的に形成されたトーションバー５２ｅを介してマイクロミラー５２ｄが形成されている。そして、ミラー基板５２では、Ｓｉ層５２ｃは、図３のＳｉ層３２ｃと異なり、内部が除去された額縁状ではなく、層状をなしている。また、既述の通り、マイクロミラー５２ｄの反射率を高めたい場合、マイクロミラー５２ｄの表面に金属膜を形成することができる。さらに、Ｓｉ基板５２ａの枠部の面上に、スペーサ５２ｆが形成されている。スペーサ５２ｆは、既述の通り、上部ガラス基板３１とミラー基板５２との間のスペーサとして、上部ガラス基板３１のマイクロミラー電位用配線３１ｅ上のスペーサ貼付位置３１ｄに接合される。そして、スペーサ５２ｆは、Ａｕ−Ｓｎ系などのハンダバンプにより構成されており、電極パッド３１ｂと接続されたマイクロミラー電位用配線３１ｅからマイクロミラー５２ｄへの電位をＳｉ基板５２ａに印加するための配線としての機能も兼ねている。なお、ミラー基板５２のサイズは、例えば、縦の長さを、１００μｍから３０００μｍ、横の長さを、１００μｍから３０００μｍ、厚さを、１０μｍから３０００μｍとして、マイクロミラー５２ｄのサイズは、例えば、縦および横の長さを、０．１μｍから１００μｍ、厚さを、０．１μｍから５００μｍとする。
【００６０】
このような構成をなす光波面制御部５０による光の波面の制御および収差の補正の原理について以下に説明する。
図１０は、第３の実施の形態における光波面制御部の動作原理を説明する断面模式図である。なお、図１０でも、ミラー基板５２については、マイクロミラー５２ｄのみを記載しており、スペーサ５２ｆ、スペーサ５２ｆが形成されているＳｉ基板５２ａの枠部、ＳｉＯ2層５２ｂおよびトーションバー５２ｅの記載は省略している。
【００６１】
まず、図１０（Ａ）を参照しながら説明する。例えば、上部ガラス基板３１のガラス基板３１ａにて、真ん中の２つのＩＴＯ電極３１ｃに電圧Ｖを印加すると、既述の通り、マイクロミラー３２ｄの、電圧Ｖが印加されたＩＴＯ電極３１ｃの直下付近の領域が引力を受けて上方へ引かれるように歪む。
【００６２】
次に、図１０（Ｂ）を参照しながら説明する。例えば、ミラー基板５２のＳｉ層５２ｃに電圧Ｖを印加すると、マイクロミラー５２ｄは、電圧Ｖが印加されたＳｉ層５２ｃからの引力を受けて下方へ引かれるように歪む。
【００６３】
したがって、ミラー基板５２のＳｉ層５２ｃを層状の形状にして、Ｓｉ層５２ｃに電圧Ｖを印加するようにして、マイクロミラー５２ｄを制御することができる。このような構成にすることにより、光波面制御部５０の構成要素を減らすことができて、作製のためのコストを削減して、光波面の制御および収差の補正を高精度に行うことが可能となる。
【００６４】
次に、第４の実施の形態について説明する。
第１、第２および第３の実施の形態では、光波面制御部のミラー基板の形状が略正方形の場合を例に挙げて説明した。一方、第４の実施の形態では、ミラー基板のマイクロミラーを円形にした場合を例に挙げて説明する。
【００６５】
図１１は、第４の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部のミラー基板の平面模式図である。
ミラー基板６２は、上述のミラー基板３２と同様に、Ｓｉ基板６２ａ、ＳｉＯ2層（図示を省略）およびＳｉ層（図示を省略）により構成されるＳＯＩ構造をなしている。また、Ｓｉ基板６２ａの枠部の面上に、スペーサ６２ｆが形成されている。スペーサ６２ｆは、既述のスペーサ３２ｆと同じ構成および機能を有する。さらに、ミラー基板６２では、Ｓｉ基板６２ａの内壁に一体的に形成されたトーションバー６２ｅを介して円形のマイクロミラー６２ｄが形成されている。また、既述の通り、マイクロミラー６２ｄの反射率を高めたい場合、マイクロミラー６２ｄの表面に金属膜を形成することができる。なお、ミラー基板６２のサイズは、例えば、縦の長さを、１００μｍから３０００μｍ、横の長さを、１００μｍから３０００μｍ、厚さを、１０μｍから３０００μｍとして、マイクロミラー６２ｄのサイズは、例えば、直径を、０．１μｍから５ｍｍ、厚さを、０．１μｍから５００μｍとする。
【００６６】
そして、ミラー基板６２と組み合わせる上部ガラス基板および下部ガラス基板は、例えば、次のような構成にすることができる。
図１２は、第４の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の、（Ａ）は上部ガラス基板の、（Ｂ）は下部ガラス基板の平面模式図である。
【００６７】
上部ガラス基板６１は、既述の上部ガラス基板３１と同様に、ガラス基板６１ａに、電極パッド６１ｂ、ＩＴＯ電極６１ｃ、スペーサ貼付位置６１ｄ、マイクロミラー電位用配線６１ｅおよびフレキシブル基板（図示を省略）により構成されている。但し、ミラー基板６２の円形のマイクロミラー６２ｄに重なるように、ＩＴＯ電極６１ｃの形状を、例えば、六角形にして、略円形となるように配置している。また、フレキシブル基板は貫通電極６１ｂａと接触するように実装されている。なお、上部ガラス基板６１のサイズは、例えば、縦の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、横の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、厚さを、１００μｍから１ｍｍとする。
【００６８】
なお、上部ガラス基板６１のＩＴＯ電極６１ｃに代わって以下のようなＩＴＯ電極を用いても構わない。
図１３は、第４の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の上部ガラス基板の別の平面模式図である。
【００６９】
図１３に示す上部ガラス基板７１は、上部ガラス基板６１と同様に、ガラス基板７１ａに、電極パッド７１ｂ、ＩＴＯ電極７１ｃ、スペーサ貼付位置７１ｄ、マイクロミラー電位用配線７１ｅおよびフレキシブル基板（図示を省略）により構成されている。なお、フレキシブル基板は貫通電極７１ｂａと接触するように実装されている。但し、ミラー基板６２の円形のマイクロミラー６２ｄに重なるように、同心円状のＩＴＯ電極７１ｃを配置している。なお、上部ガラス基板７１のサイズは、例えば、縦の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、横の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、厚さを、１００μｍから１ｍｍとする。
【００７０】
一方、図１２に示すように、下部ガラス基板６３も、既述の下部ガラス基板３３と同様に、ガラス基板６３ａに、電極パッド６３ｂ、マイクロミラー電位用配線６３ｅおよびフレキシブル基板（図示を省略）により構成されている。そして、フレキシブル基板は貫通電極６３ｂａと接触するように実装されている。また、下部ガラス基板６３は、突起部６３ａａが形成されているが、突起部６３ａａの面上には、上部ガラス基板６１と同様に、六角形の電極６３ｃを略円形になるように配置している。なお、下部ガラス基板６３のサイズは、例えば、縦の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、横の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、厚さを、１００μｍから２０００μｍ、突起部６３ａａのサイズは、例えば、縦の長さを、１００μｍから５ｍｍ、横の長さを、１００μｍから５ｍｍ、高さを、１０μｍから１ｍｍとする。なお、突起部６３ａａの高さは、上部ガラス基板６１のＳｉＯ2層の積層高さと等しくする。
【００７１】
このような上部ガラス基板６１および下部ガラス基板６３が組み合わされた光波面制御部（図示を省略）によって、上部ガラス基板６１のＩＴＯ電極６１ｃおよび／または下部ガラス基板６３の電極６３ｃに電圧Ｖを印加することによって、マイクロミラー６２ｄが引力を受けて上方や下方へ引かれるように歪む。このようにして、マイクロミラー６２ｄの制御を高精度に行うことができる。したがって、このような構成の光波面制御部により構成される光波面制御システムでも、光学部品を減らし、コストを削減した、光波面の制御および収差の補正を行うことが可能となる。なお、第３の実施の形態の光波面制御部にて、第４の実施の形態で触れた円形のマイクロミラーを適用させても構わない。
【００７２】
また、第１から第４の実施の形態の光波面制御部を用いた光波面制御システムを、様々な光学装置に組み込んで利用することができる。光通信システム分野を例に挙げると、例えば、ＶＩＰＡ（Virtually Imaged Phase Array）型の分散補償器によって、分散される光ごとに、上述の光波面制御システムを設置することによって、光波面が制御され、収差が補正された光を出力することが可能となる。その他、様々な光学部品とともに利用することができる。
【００７３】
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
【００７４】
（付記１） 入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御システムにおいて、
前記入力光を入力すると、前記入力光の波面の位相を制御する波面制御信号および前記入力光の収差の歪を制御する収差制御信号に従って、前記位相および前記歪をそれぞれ制御して、前記出力光を出力する光波面制御部と、
前記光波面制御部から前記出力光を入力すると、前記出力光の波面および前記出力光の収差に関する光情報を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記光情報に基づき、前記波面制御信号および前記収差制御信号を前記光波面制御部に出力する制御回路部と、
を有することを特徴とする光波面制御システム。
【００７５】
（付記２） 前記入力光をコリメートして、前記光波面制御部に入力する入力光学系をさらに有することを特徴とする付記１記載の光波面制御システム。
（付記３） 光路変更部をさらに有し、
前記光路変更部を介して、前記光波面制御部からの前記出力光を前記検出部へ入力させることを特徴とする付記１または２に記載の光波面制御システム。
【００７６】
（付記４） 別の光路変更部をさらに有し、
前記別の光路変更部を介して、前記光路変更部からの前記出力光を前記検出部へ入力させるとともに、外部へ出力させることを特徴とする付記３記載の光波面制御システム。
【００７７】
（付記５） 前記光路変更部は、ハーフミラー、スプリッタまたはサーキュレータであることを特徴とする付記３または４に記載の光波面制御システム。
（付記６） 前記収差制御信号は、ゼルニケ多項式に基づいた信号であることを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載の光波面制御システム。
【００７８】
（付記７） 前記出力光を検知して、２次元的に画像表示化する波面モニタをさらに有することを特徴とする付記１乃至６のいずれか１項に記載の光波面制御システム。
（付記８） 前記光波面制御部は、
額縁状の支持基板層および額縁状の中間層が順に積層してなる底面部と、前記底面部上に形成され、内壁にトーションバーを介してマイクロミラーが一体的に形成され、枠部の上面にスペーサを備えるデバイス部とを有するミラー基板と、
複数の透明電極が、前記マイクロミラーの反射面に重なるように形成され、前記スペーサを介して前記ミラー基板と接続し、前記波面制御信号が入力される上部ガラス基板と、
高さが前記中間層の積層高さと等しく、電極が形成された突起部を備え、前記突起部が前記底面部に嵌合して、前記ミラー基板と接続し、前記収差制御信号が入力される下部ガラス基板と、
を備えることを特徴とする付記１乃至７のいずれか１項に記載の光波面制御システム。
【００７９】
（付記９） 前記ミラー基板は、前記支持基板層および前記デバイス部がシリコン、前記中間層が酸化シリコンによって構成されるＳＯＩ構造であることを特徴とする付記８記載の光波面制御システム。
【００８０】
（付記１０） 前記透明電極は、酸化インジウム錫で構成されることを特徴とする付記８または９に記載の光波面制御システム。
（付記１１） 前記マイクロミラーの形状は、円形または方形であることを特徴とする付記８乃至１０のいずれか１項に記載の光波面制御システム。
【００８１】
（付記１２） 前記電極は、前記透明電極とそれぞれ対向することを特徴とする付記８乃至１１のいずれか１項に記載の光波面制御システム。
（付記１３） 前記下部ガラス基板および前記支持基板層に代わって、電圧が印加される下部基板層を前記中間層の下に備えることを特徴とする付記８乃至１１のいずれか１項に記載の光波面制御システム。
【００８２】
（付記１４） 入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御装置において、
額縁状の支持基板層および額縁状の中間層が順に積層してなる底面部と、前記底面部上に形成され、内壁にトーションバーを介してマイクロミラーが一体的に形成され、枠部の上面にスペーサを備えるデバイス部とを有するミラー基板と、
複数の透明電極が、前記マイクロミラーの反射面に重なるように配置され、前記スペーサを介して前記ミラー基板と接合する上部ガラス基板と、
高さが前記中間層の積層高さと等しく、電極が形成された突起部を備え、前記突起部が前記底面部に嵌合して、前記ミラー基板と接続する下部ガラス基板と、
を有することを特徴とする光波面制御装置。
【００８３】
（付記１５） 前記ミラー基板は、前記支持基板層および前記デバイス部がシリコン、前記中間層が酸化シリコンによって構成されるＳＯＩ構造であることを特徴とする付記１４記載の光波面制御装置。
【００８４】
（付記１６） 前記透明電極は、酸化インジウム錫で構成されることを特徴とする付記１４または１５に記載の光波面制御装置。
（付記１７） 前記マイクロミラーの形状は、円形または方形であることを特徴とする付記１４乃至１６のいずれか１項に記載の光波面制御装置。
【００８５】
（付記１８） 前記電極は、前記透明電極とそれぞれ対向することを特徴とする付記１４乃至１７のいずれか１項に記載の光波面制御装置。
（付記１９） 前記下部ガラス基板および前記支持基板層に代わって、電圧が印加される下部基板層を前記中間層の下に備えることを特徴とする付記１４乃至１７のいずれか１項に記載の光波面制御装置。
【００８６】
（付記２０） 入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御方法において、
光波面制御部が、前記入力光を入力すると、前記入力光の波面の位相を制御する波面制御信号および前記入力光の収差の歪を制御する収差制御信号に従って、前記位相および前記歪をそれぞれ制御して、前記出力光を出力し、
検出部が、前記光波面制御部から前記出力光を入力すると、前記出力光の波面および前記出力光の収差に関する光情報を検出し、
制御回路部が、前記検出部が検出した前記光情報に基づき、前記波面制御信号および前記収差制御信号を前記光波面制御部に出力する、
ことを特徴とする光波面制御方法。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】実施の形態の概要を説明する模式図である。
【図２】第１の実施の形態の光波面制御システムの模式図である。
【図３】第１の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の斜視模式図である。
【図４】第１の実施の形態の光波面制御システムを構成する光波面制御部のミラー基板の製造工程の要部断面模式図である。
【図５】第１の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の断面模式図である。
【図６】第１の実施の形態における光波面制御部の動作原理を説明する断面模式図である。
【図７】第２の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の下部ガラス基板の斜視模式図である。
【図８】第２の実施の形態における光波面制御部の動作原理を説明する断面模式図である。
【図９】第３の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の斜視模式図である。
【図１０】第３の実施の形態における光波面制御部の動作原理を説明する断面模式図である。
【図１１】第４の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部のミラー基板の平面模式図である。
【図１２】第４の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の、（Ａ）は上部ガラス基板の、（Ｂ）は下部ガラス基板の平面模式図である。
【図１３】第４の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の上部ガラス基板の別の平面模式図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０ 光波面制御システム
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 入力光
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 出力光
１３ 入力光学系
１４ａ 波面制御信号
１４ｂ 収差制御信号
１５ 光波面制御部
１６ 検出部
１７ 制御回路部
１８ａ，１８ｂ 光路変更部
Ａ，Ｂ 波形
【技術分野】
【０００１】
本発明は光波面制御システム、光波面制御装置および光波面制御方法に関し、特に入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御システム、光波面制御装置および光波面制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信、光信号処理分野において、光波面の位相を制御する必要性が高まり、フェムト秒光パルスの整形や空間光ビーム形状の歪みの補正や光波面の位相を制御する光波面制御装置が利用されている。
【０００３】
このように光波面の制御にマイクロミラーが用いられた光波面制御装置の場合（例えば、特許文献１参照）を例に挙げて以下に説明する。
光波面制御装置が備える複数のマイクロミラーが１次元のアレイ状に並んでおり、各マイクロミラーは独立に上下への平行移動（併進動作）および時計回り・反時計回りの回転動作が可能である。
【０００４】
そして、このような光波面制御装置の光波面の位相の制御方法としては、入力光の波面の遅れや進みを、マイクロミラーの高さを変えることで調整することができる。マイクロミラーの高さが低いところでは反射により通過する光路が長くなるので、この部分の光の伝搬を遅らせ、位相を遅延させることができる。さらに、マイクロミラーの傾斜角を調整することにより、連続的な位相プロファイルを生成することが可能となる。ここで、各マイクロミラーの可変移動量が入力光の半波長以上であれば、反射による位相遅延量を２π以上とでき、任意の位相遅延を与えることが可能となる。
【０００５】
近年、制御の自由度が高い２次元型の光波面制御装置の需要が拡大している。上述の光波面制御装置は１次元での光波面制御の例であるが、この光波面制御装置のマイクロミラーを２次元に並べる、もしくは１枚の薄膜ミラー形状を２次元状に制御する（例えば、非特許文献１参照）ことにより、２次元での光波面制御が可能となる。
【０００６】
しかし、一般的に、光波面制御装置の表面は、１辺（若しくは直径）が数ｍｍから数ｃｍの正方形（若しくは円形）の大きさを有するため、集光光学系の収差の影響によって像のボケなどが発生してしまう。このため、集光光学系の収差を補正する必要があり、収差補正の非球面レンズなどの光学系を介して、入力光を光波面制御装置に入力しなくてはならなかった。
【特許文献１】米国特許第６７１３３６７号明細書
【非特許文献１】G. Vdovin and P. M. Sarro, "Flexible mirror micromachined in silicon", Applied Optics, Vol. 34, No.16, 1995, pp.2968−2972
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、光波面制御装置に入力光を入射する前に収差補正の非球面レンズなどの光学系を配置し、集光光学系の収差を補正すると、光学部品点数またはコストの増加に繋がるという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、光学部品点数またはコストが削減された光波面制御システムおよび光波面制御方法を提供することを目的とする。また、これらに用いられる光波面制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御システムが提供される。
このような光波面制御システムは、前記入力光を入力すると、前記入力光の波面の位相を制御する波面制御信号および前記入力光の収差の歪を制御する収差制御信号に従って、前記位相および前記歪をそれぞれ制御して、前記出力光を出力する光波面制御部と、前記光波面制御部から前記出力光を入力すると、前記出力光の波面および前記出力光の収差に関する光情報を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記光情報に基づき、前記波面制御信号および前記収差制御信号を前記光波面制御部に出力する制御回路部と、を有する。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御装置が提供される。
このような光波面制御装置は、額縁状の支持基板層および額縁状の中間層が順に積層してなる底面部と、前記底面部上に形成され、内壁にトーションバーを介してマイクロミラーが一体的に形成され、枠部の上面にスペーサを備えるデバイス部とを有するミラー基板と、複数の透明電極が、前記マイクロミラーの反射面に重なるように配置され、前記スペーサを介して前記ミラー基板と接合する上部ガラス基板と、高さが前記中間層の積層高さと等しく、電極が形成された突起部を備え、前記突起部が前記底面部に嵌合して、前記ミラー基板と接続する下部ガラス基板と、を有する。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御方法が提供される。
このような光波面制御方法は、光波面制御部が、前記入力光を入力すると、前記入力光の波面の位相を制御する波面制御信号および前記入力光の収差の歪を制御する収差制御信号に従って、前記位相および前記歪をそれぞれ制御して、前記出力光を出力し、検出部が、前記光波面制御部から前記出力光を入力すると、前記出力光の波面および前記出力光の収差に関する光情報を検出し、制御回路部が、前記検出部が検出した前記光情報に基づき、前記波面制御信号および前記収差制御信号を前記光波面制御部に出力する、ことが要素とされる。
【発明の効果】
【００１２】
上記の光波面制御システム、光波面制御装置および光波面制御方法では、光学部品およびコストを削減して、光波面の制御および収差の補正を行うようにした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態として、実施の形態の概要を、その後に概要を踏まえた実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１４】
まず、実施の形態の概要について図面を参照しながら説明する。
図１は、実施の形態の概要を説明する模式図である。
光波面制御システム１０は、外部からの入力光１１ａをコリメートして入力光１１ｂを出力する入力光学系１３と、光路変更部１８ａを透過した入力光１１ｃを入力して出力光１２ａを出力する光波面制御部１５と、出力光１２ａが光路変更部１８ａ，１８ｂをそれぞれ反射および透過した後の出力光１２ｄを検出する検出部１６と、制御回路部１７と、から構成されている。
【００１５】
入力光学系１３は、外部から入力された入力光１１ａを、空間をほぼ一直線に進む平行な入力光１１ｂに調整（コリメート）する。例えば、レーザ光などの光は、実際には完全な平行光線ではなく、遠方に進むにつれて拡がってしまう。そこで、この入力光学系１３を用いて、外部から入力された入力光１１ａを平行な入力光１１ｂに調整し、光波面制御部１５へ出力する。
【００１６】
光波面制御部１５は、入力光１１ｂの一部が光路変更部１８ａを透過した後の入力光１１ｃを、後に説明する制御回路部１７からの波面制御信号１４ａおよび収差制御信号１４ｂによって、入力光１１ｃの波面を制御するとともに、収差の補正を行うことができる。光波面制御部１５は、入力光１１ｃを制御して出力光１２ａを出力する。
【００１７】
検出部１６は、出力光１２ｄの波面および収差に関する光情報を検出する。そして、検出された光情報は制御回路部１７へ出力される。なお、出力光１２ｄは、出力光１２ｂの一部が光路変更部１８ｂを透過した光であって、出力光１２ｂは、入力光１２ａの一部が光路変更部１８ａを反射した光である。なお、出力光１２ｂの一部は、光路変更部１８ｂによって反射されて、出力光１２ｃとして外部へ出力される。
【００１８】
制御回路部１７は、検出部１６によって検出された光情報の検出結果に基づき、入力光１１ｃの波面を制御する必要があれば、波面を制御するための波面制御信号１４ａを、入力光１１ｃに収差の影響があれば、収差を補正するための収差制御信号１４ｂを、光波面制御部１５にそれぞれ出力する。波面の制御および収差の補正の両方が必要であれば、波面制御信号１４ａおよび収差制御信号１４ｂの両方を出力する。
【００１９】
このような構成をなす光波面制御システム１０では、光路変更部１８ａを通過した入力光１１ｃに対して光波面制御部１５が、波面の制御および収差の補正を行って、出力光１２ａを出力する。出力光１２ａの一部であって光路変更部１８ａで反射された出力光１２ｂの一部が、光路変更部１８ｂでさらに反射され、外部へ出力光１２ｃが出力される。同時に、光路変更部１８ｂで透過されて検出部１６ｃに出力光１２ｄが入力される。検出部１６ｃによって、出力光１２ｄの波面および収差に関する光情報を検出する。制御回路部１７は、検出された光情報に基づいて、波面制御信号１４ａおよび収差制御信号１４ｂを光波面制御部１５へ出力し、光波面制御部１５は、波面制御信号１４ａおよび収差制御信号１４ｂに基づいて、入力光１１ｃの波面および収差を制御する。例えば、入力光１１ａが波形Ａに示す波形であるとすれば、この処理を繰り返すことによって、ユーザの所望の出力光１２ｃの波形Ｂが得られる。したがって、光波面制御システム１０では、光波面制御部１５にて、入力光１１ｃの波面の制御および収差の補正を行うために、収差を補正する光学部品を別途設置する必要がない。このため、光波面制御システム１０は、光学部品を減らし、コストを削減した、光波面の制御および収差の補正を行うことが可能となる。
【００２０】
次に、第１の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、上述の概要を踏まえた実施の形態である。
図２は、第１の実施の形態の光波面制御システムの模式図である。
【００２１】
光波面制御システム２０は、外部から入力された入力光２７ａをコリメートするコリメート光学系２１ａと、集光して光２７ｂを出力する集光光学系２１ｂと、光２７ｅを出力する光波面制御部３０と、光２７ｆがビームスプリッタ２５ａによって反射され、さらにビームスプリッタ２５ｂを透過した後の光２７ｉを検出する波面センサ２３と、光２７ｇがビームスプリッタ２５ｂにて反射された後の光２７ｈを集光して、集光した光２７ｊを出力する集光光学系２１ｃと、光２７ｊを画像化する波面モニタ（図示を省略）と、制御回路２４とから構成されている。
【００２２】
コリメート光学系２１ａは、例えば、外部のレーザなどから入力された入力光２７ａを、空間をほぼ一直線に進む平行な光２７ｂにコリメートして、集光光学系２１ｂへ出力する。なお、入力光２７ａを出力するレーザなどとコリメート光学系２１ａとが一体となった光学部品を適用しても構わない。
【００２３】
ビームスプリッタ２５ａは、光２７ｂの一部を透過して、光２７ｃを出力する。また、ビームスプリッタ２５ａは、光２７ｆの一部を反射して、光２７ｇを出力する。
集光光学系２１ｂは、透過した光２７ｃを集光して、光波面制御部３０の受光口の大きさほどの光２７ｄを出力する。また、集光光学系２１ｂは、光２７ｅを集光して、光２７ｆを出力する。
【００２４】
光波面制御部３０は、後に説明する制御回路２４からの制御信号２４ａ，２４ｂに従って、入力された光２７ｄの波面を制御するとともに、収差の補正を行うことができる。光波面制御部３０は、光２７ｄを制御して光２７ｅを出力する。なお、光波面制御部３０の詳細については後述する。
【００２５】
ビームスプリッタ２５ｂは、ビームスプリッタ２５ａで光２７ｆが反射された後の光２７ｇの一部を透過させて光２７ｉを出力する。なお、ビームスプリッタ２５ｂは、光２７ｇの一部を反射して光２７ｈを出力する。
【００２６】
波面センサ２３は、ビームスプリッタ２５ｂを透過した光２７ｉを検出する。波面センサ２３によって、制御された光２７ｉの波面と収差について検出されて、この検出結果が制御回路２４へ出力される。
【００２７】
制御回路２４は、波面センサ２３の検出結果に基づき、光２７ｄの波面を制御する必要があれば、波面を制御するための制御信号２４ａを、光２７ｄに収差の影響があれば、収差を補正するための制御信号２４ｂを、光波面制御部３０にそれぞれ出力する。なお、収差を補正するための制御信号２４ｂとしては、例えば、ゼルニケ多項式に基づいた信号が用いられる。
【００２８】
集光光学系２１ｃは、ビームスプリッタ２５ｂに反射された光２７ｈの一部を、波面モニタ（図示を省略）の受光口の大きさほどに集光し、光２７ｊを出力する。
波面モニタは、入力された光２７ｊを２次元的に画像化して表示する。
【００２９】
なお、上述の各光の光路を変更させるために、ビームスプリッタ２５ａ，２５ｂを用いているが、その他に、ハーフミラーまたはサーキュレータでも構わない。
さらに、光波面制御システム２０を構成する光波面制御部３０について説明する。
【００３０】
図３は、第１の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の斜視模式図である。
光波面制御部３０は、上部ガラス基板３１と、ミラー基板３２と、下部ガラス基板３３とで構成されている。なお、図３では、それぞれ分離させて図示しているが、実際は上部ガラス基板３１と、ミラー基板３２と、下部ガラス基板３３とが組み合わさって光波面制御部３０を構成する。また、組み合わせる際は、（図３に示す場合）上部ガラス基板３１を裏返してスペーサ貼付位置３１ｄがミラー基板３２のスペーサ３２ｆと接合するようにする。
【００３１】
上部ガラス基板３１は、ガラス基板３１ａに、電極パッド３１ｂ、インジウム錫酸化膜（ＩＴＯ）電極３１ｃ、スペーサ貼付位置３１ｄ、マイクロミラー電位用配線３１ｅおよびフレキシブル基板３１ｆにより構成されている。
【００３２】
このような上部ガラス基板３１は、ガラス基板３１ａに、透明電極のパターンを利用して、ＩＴＯを塗布して、マスク露光およびエッチングにより容易にＩＴＯ電極３１ｃを形成することができる。そして、ＩＴＯ電極３１ｃは電極パッド３１ｂと配線（図示を省略）により接続されており、また、電極パッド３１ｂに、外部の制御回路２４から制御信号２４ａが入力されるフレキシブル基板３１ｆが、貫通電極３１ｂａを介して実装されている。さらに、電極パッド３１ｂの間を電気的に接続するマイクロミラー電位用配線３１ｅが形成されている。また、マイクロミラー電位用配線３１ｅ上に、ミラー基板３２との電気的接続を行うためのスペーサ３２ｆが貼り付けられるスペーサ貼付位置３１ｄが印されている。したがって、外部の制御回路２４からの制御による電圧を、フレキシブル基板３１ｆを介して電極パッド３１ｂ、そして、ＩＴＯ電極３１ｃに印加することができる。なお、上部ガラス基板３１のサイズは、例えば、縦の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、横の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、厚さを、１００μｍから１ｍｍとする。
【００３３】
下部ガラス基板３３は、上部ガラス基板３１と同様に、ガラス基板３３ａに、電極パッド３３ｂ、マイクロミラー電位用配線３３ｅおよびフレキシブル基板３３ｆにより構成されている。なお、上部ガラス基板３１と同様に、フレキシブル基板３３ｆは貫通電極３３ｂａと接触するように実装されている。さらに、下部ガラス基板３３は、上部ガラス基板３１と異なり、上面に同心円状の電極３３ｃが配置された突起部３３ａａが形成されている。
【００３４】
このような下部ガラス基板３３は、突起部３３ａａの面上の電極３３ｃが電極パッド３３ｂと配線（図示を省略）により接続されており、また、電極パッド３３ｂに、外部の制御回路２４から制御信号２４ｂが入力されるフレキシブル基板３３ｆが貫通電極３３ｂａを介して実装されている。さらに、電極パッド３３ｂの間を電気的に接続するマイクロミラー電位用配線３３ｅが形成されている。したがって、上部ガラス基板３１と同様に、外部の制御回路２４からの制御による電圧がフレキシブル基板３３ｆを介して電極パッド３３ｂ、そして、電極３３ｃに電圧を印加することができる。なお、下部ガラス基板３３のサイズも、例えば、縦の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、横の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、厚さを、１００μｍから２０００μｍ、突起部３３ａａのサイズは、例えば、縦の長さを、１００μｍから５ｍｍ、横の長さを、１００μｍから５ｍｍ、高さを、１０μｍから1ｍｍとする。なお、突起部３３ａａの高さは、ミラー基板３２の酸化シリコン（ＳｉＯ2）層３２ｂの積層高さと等しくする。
【００３５】
ミラー基板３２は、デバイス層としてシリコン（Ｓｉ）基板３２ａ、中間層としてＳｉＯ2層３２ｂおよび支持基板層としてＳｉ層３２ｃにより構成されるＳＯＩ（Silicon On Insulator）構造をなしており、さらに、Ｓｉ基板３２ａの内壁に一体的に形成されたトーションバー３２ｅを介してマイクロミラー３２ｄが形成されている。なお、ＳｉＯ2層３２ｂおよびＳｉ層３２ｃは額縁状をなしている。また、マイクロミラー３２ｄの反射率を高めたい場合、マイクロミラー３２ｄの表面に金属膜を形成することができる。さらに、Ｓｉ基板３２ａの枠部の面上に、スペーサ３２ｆが形成されている。スペーサ３２ｆは、既述の通り、上部ガラス基板３１とミラー基板３２との間のスペーサとして、上部ガラス基板３１のマイクロミラー電位用配線３１ｅ上のスペーサ貼付位置３１ｄに接合される。そして、スペーサ３２ｆは、金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）系などのハンダバンプにより構成されており、電極パッド３１ｂと接続されたマイクロミラー電位用配線３１ｅからマイクロミラー３２ｄへの電位をＳｉ基板３２ａに印加するための配線としての機能も兼ねている。なお、ミラー基板３２のサイズは、例えば、縦の長さを、１００μｍから３０００μｍ、横の長さを、１００μｍから３０００μｍ、厚さを、１０μｍから３０００μｍとして、マイクロミラー３２ｄのサイズは、例えば、縦および横の長さを、０．１μｍから１００μｍ、厚さを、０．１μｍから５００μｍとする。
【００３６】
さらに、ミラー基板３２の製造方法について説明する。
図４は、第１の実施の形態の光波面制御システムを構成する光波面制御部のミラー基板の製造工程の要部断面模式図である。なお、図４は、図３における破線Ａ−Ａ’における断面図である。
【００３７】
まず、Ｓｉ層３２ｃ、ＳｉＯ2層３２ｂおよびＳｉ基板３２ａにより順に構成されるＳＯＩ構造を形成する（図４（Ａ））。
続いて、このＳＯＩ構造のＳｉ基板３２ａの表面にＡｕ／クロム（Ｃｒ）にて、メタライズを行って、金属膜３４を形成する（図４（Ｂ））。
【００３８】
続いて、メタライズを行ったＳＯＩ構造に対し、マイクロミラー３２ｄの形成用のパターンのマスクを用いて露光し、ＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）を行うことにより金属膜３４の一部を除去する（図４（Ｃ））。
【００３９】
続いて、さらに、金属膜３４をマスクとして、Ｓｉ基板３２ａをエッチングして、マイクロミラー３２ｄおよびトーションバー３２ｅが形成される。（図４（Ｄ））。
続いて、Ｓｉ基板３２ａのエッチング後、例えば、フッ化水素（ＨＦ）を用いて、ＳｉＯ2層３２ｂを溶解する。そして、Ｓｉ層３２ｃの内部をエッチングする（図４（Ｅ））。
【００４０】
そして、Ｓｉ基板３２ａの枠部の面上にスペーサ３２ｆを形成することで、ミラー基板３２が作製される。
したがって、このようなミラー基板３２にスペーサ３２ｆを介して、上部ガラス基板３１を接合し、ミラー基板３２に下側から、突起部３３ａａを嵌合させて、下部ガラス基板３３を接続することで、光波面制御部３０を形成することができる。
【００４１】
このようにして構成される光波面制御部３０について説明する。
図５は、第１の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の断面模式図である。なお、図５も、図３における破線Ａ−Ａ’における断面図である。また、各構成については、既に説明しているために、説明を省略する。
【００４２】
光波面制御部３０は、上部ガラス基板３１が、スペーサ３２ｆを介してミラー基板３２と接続され、下部ガラス基板３３が、ミラー基板３２に突起部３３ａａを嵌合させて接合されている。なお、図５に示すマイクロミラー３２ｄ上には、金属膜３４を形成した場合を示している。
【００４３】
それでは、このような光波面制御部３０による光の波面の制御および収差の補正について説明する。
図６は、第１の実施の形態における光波面制御部の動作原理を説明する断面模式図である。なお、図６では、ミラー基板３２については、マイクロミラー３２ｄのみを記載しており、スペーサ３２ｆ、スペーサ３２ｆが形成されているＳｉ基板３２ａの枠部、ＳｉＯ2層３２ｂ、Ｓｉ層３２ｃおよびトーションバー３２ｅの記載は省略している。
【００４４】
まず、図６（Ａ）に示すように、光波面制御部３０に電圧を印加しない場合は、既述の通り、マイクロミラー３２ｄが、上部ガラス基板３１のガラス基板３１ａに形成されたＩＴＯ電極３１ｃと、下部ガラス基板３３のガラス基板３３ａ上に形成された突起部３３ａａの面上に形成された電極３３ｃとで挟まれる。
【００４５】
次に、図６（Ｂ）を参照しながら説明する。例えば、上部ガラス基板３１にて、左から２つ目のＩＴＯ電極３１ｃに電圧Ｖを印加する。すると、マイクロミラー３２ｄの、電圧Ｖが印加されたＩＴＯ電極３１ｃの直下付近の領域が引力を受けて、上方へ引かれるように歪む。
【００４６】
次に、図６（Ｃ）を参照しながら説明する。例えば、下部ガラス基板３３の電極３３ｃに電圧Ｖを印加すると、マイクロミラー３２ｄは、トーションバー３２ｅを支点として作用し、引力を受けて、下方へ引かれるように歪む。
【００４７】
このようにして、上部ガラス基板３１のＩＴＯ電極３１ｃおよび／または下部ガラス基板３３の電極３３ｃに電圧Ｖを印加することによって、マイクロミラー３２ｄが引力を受けて上方や下方へ歪む。特に、上部ガラス基板３１のＩＴＯ電極３１ｃによりマイクロミラー３２ｄを制御することによって、入力された光２７ｄの位相に遅延を生じさせることができて、光２７ｄの波面を制御することができる。例えば、図２に示すように、入力光２７ａとして２次元的に示された光２６ａを、光波面制御システム２０に入力すると、上述のような制御が行われて、波面モニタにより、出力波として２次元的に示された光２６ｂを得ることをできる。また、下部ガラス基板３３の電極３３ｃによりマイクロミラー３２ｄを制御することによって、収差の補正を行うことができる。したがって、光波面制御部３０は、光２７ｄの波面の制御と収差の補正とを行うことができる。さらに、第１の実施の形態では、上部ガラス基板３１には格子状に複数のＩＴＯ電極３１ｃを形成しているために、マイクロミラー３２ｄの制御を高精度に行うことができる。
【００４８】
このような構成からなる光波面制御システム２０では、外部から入力された入力光２７ａがコリメート光学系２１ａ、ビームスプリッタ２５ａおよび集光光学系２１ｂを経た光２７ｄについて、光波面制御部３０によって光の波面の制御および収差の補正が行われる。そして、光波面制御部３０によって制御された光２７ｅが、集光光学系２１ｂ、ビームスプリッタ２５ａ，２５ｂを経た光２７ｉの光情報が波面センサ２３によって検出される。波面センサ２３の検出結果に基づいて、光２７ｄの波面を制御するための制御信号２４ａと光２７ｄの収差を補正するための制御信号２４ｂとを、制御回路２４から光波面制御部３０の上部ガラス基板３１および下部ガラス基板３３にそれぞれ出力する。このような光の制御を繰り返すことにより、所望の光を得ることができる。この結果、光波面制御システム２０は、光学部品を減らし、コストを削減した、光波面の制御および収差の補正を行うことが可能となる。
【００４９】
次に、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態では、光波面制御部の下部ガラス基板の電極の形状を、第１の実施の形態と異なり、格子状に配列させた場合を例に挙げて説明する。
【００５０】
図７は、第２の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の下部ガラス基板の斜視模式図である。なお、図７では、下部ガラス基板４３のみを記載してあるが、光波面制御部を構成する際は、下部ガラス基板４３に対して、第１の実施の形態の上部ガラス基板３１およびミラー基板３２を利用するものとする。
【００５１】
下部ガラス基板４３は、ガラス基板４３ａに、電極パッド４３ｂ、マイクロミラー電位用配線４３ｅおよびフレキシブル基板４３ｆにより構成されている。なお、フレキシブル基板４３ｆは貫通電極４３ｂａと接触するように実装されている。そして、下部ガラス基板４３は、突起部４３ａａが形成されており、突起部４３ａａの面上には、電極４３ｃが、上部ガラス基板３１のＩＴＯ電極３１ｃと同様に、格子状に複数形成されている。なお、下部ガラス基板４３のサイズは、例えば、縦の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、横の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、厚さを、１００μｍから２０００μｍ、突起部４３ａａのサイズは、例えば、縦の長さを、１００μｍから５ｍｍ、横の長さを、１００μｍから５ｍｍ、高さを、１０μｍから１ｍｍとする。なお、突起部４３ａａの高さは、ミラー基板３２のＳｉＯ2層３２ｂの積層高さと等しくする。
【００５２】
このような構成をなす下部ガラス基板４３を備える光波面制御部による光の波面の制御および収差の補正の原理について以下に説明する。
図８は、第２の実施の形態における光波面制御部の動作原理を説明する断面模式図である。なお、図８でも、ミラー基板３２については、マイクロミラー３２ｄのみを記載しており、スペーサ３２ｆ、スペーサ３２ｆが形成されているＳｉ基板３２ａの枠部、ＳｉＯ2層３２ｂ、Ｓｉ層３２ｃおよびトーションバー３２ｅの記載は省略している。
【００５３】
まず、図８（Ａ）を参照しながら説明する。例えば、上部ガラス基板３１のガラス基板３１ａにて、真ん中の２つのＩＴＯ電極３１ｃに電圧Ｖを印加すると、マイクロミラー３２ｄの、電圧Ｖが印加されたＩＴＯ電極３１ｃの直下付近の領域が引力を受けて上方へ引かれるように歪む。
【００５４】
次に、図８（Ｂ）を参照しながら説明する。例えば、ガラス基板３１ａの右から２番目のＩＴＯ電極３１ｃと、ガラス基板４３ａの突起部４３ａａの面上の左から２番目の電極４３ｃに電圧Ｖを印加すると、マイクロミラー３２ｄは、電圧Ｖが印加されたＩＴＯ電極３１ｃおよび電極４３ｃからの引力を受けて、上方および下方へ引かれるように歪む。
【００５５】
このようにして、既述のように、上部ガラス基板３１のＩＴＯ電極３１ｃおよび／または下部ガラス基板４３の電極４３ｃに電圧Ｖを印加することによって、マイクロミラー３２ｄが引力を受けて上方や下方へ引かれるように歪む。特に、第２の実施の形態では、下部ガラス基板４３には電極４３ｃを格子状に複数配列させているために、第１の実施の形態よりもより高精度にマイクロミラー３２ｄを制御することができる。このため、光波面の制御および収差の補正を高精度に行うことが可能となる。
【００５６】
次に、第３の実施の形態について説明する。
第１および第２の実施の形態では、ミラー基板に上部ガラス基板および下部ガラス基板を組み合わせて光波面制御部を構成する場合を例に挙げて説明した。第３の実施の形態では、ミラー基板に上部ガラス基板のみを組み合わせる場合を例に挙げて説明する。
【００５７】
図９は、第３の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の斜視模式図である。
光波面制御部５０は、図３で示した上部ガラス基板３１と、ミラー基板５２とで構成されている。なお、図９では、それぞれ分離させて図示しているが、実際は上部ガラス基板３１とミラー基板５２とが組み合わさることで光波面制御部５０を構成する。また、組み合わせる際は、上部ガラス基板３１を裏返してスペーサ貼付位置３１ｄがミラー基板５２のスペーサ５２ｆと接合するようにする。
【００５８】
上部ガラス基板３１は、既述の通り、ガラス基板３１ａに、電極パッド３１ｂ、ＩＴＯ電極３１ｃ、スペーサ貼付位置３１ｄ、マイクロミラー電位用配線３１ｅおよび貫通電極３１ｂａを介したフレキシブル基板３１ｆにより構成されている。
【００５９】
ミラー基板５２は、Ｓｉ基板５２ａ、ＳｉＯ2層５２ｂおよびＳｉ層５２ｃにより構成されるＳＯＩ構造をなしており、さらに、Ｓｉ基板５２ａの内壁に一体的に形成されたトーションバー５２ｅを介してマイクロミラー５２ｄが形成されている。そして、ミラー基板５２では、Ｓｉ層５２ｃは、図３のＳｉ層３２ｃと異なり、内部が除去された額縁状ではなく、層状をなしている。また、既述の通り、マイクロミラー５２ｄの反射率を高めたい場合、マイクロミラー５２ｄの表面に金属膜を形成することができる。さらに、Ｓｉ基板５２ａの枠部の面上に、スペーサ５２ｆが形成されている。スペーサ５２ｆは、既述の通り、上部ガラス基板３１とミラー基板５２との間のスペーサとして、上部ガラス基板３１のマイクロミラー電位用配線３１ｅ上のスペーサ貼付位置３１ｄに接合される。そして、スペーサ５２ｆは、Ａｕ−Ｓｎ系などのハンダバンプにより構成されており、電極パッド３１ｂと接続されたマイクロミラー電位用配線３１ｅからマイクロミラー５２ｄへの電位をＳｉ基板５２ａに印加するための配線としての機能も兼ねている。なお、ミラー基板５２のサイズは、例えば、縦の長さを、１００μｍから３０００μｍ、横の長さを、１００μｍから３０００μｍ、厚さを、１０μｍから３０００μｍとして、マイクロミラー５２ｄのサイズは、例えば、縦および横の長さを、０．１μｍから１００μｍ、厚さを、０．１μｍから５００μｍとする。
【００６０】
このような構成をなす光波面制御部５０による光の波面の制御および収差の補正の原理について以下に説明する。
図１０は、第３の実施の形態における光波面制御部の動作原理を説明する断面模式図である。なお、図１０でも、ミラー基板５２については、マイクロミラー５２ｄのみを記載しており、スペーサ５２ｆ、スペーサ５２ｆが形成されているＳｉ基板５２ａの枠部、ＳｉＯ2層５２ｂおよびトーションバー５２ｅの記載は省略している。
【００６１】
まず、図１０（Ａ）を参照しながら説明する。例えば、上部ガラス基板３１のガラス基板３１ａにて、真ん中の２つのＩＴＯ電極３１ｃに電圧Ｖを印加すると、既述の通り、マイクロミラー３２ｄの、電圧Ｖが印加されたＩＴＯ電極３１ｃの直下付近の領域が引力を受けて上方へ引かれるように歪む。
【００６２】
次に、図１０（Ｂ）を参照しながら説明する。例えば、ミラー基板５２のＳｉ層５２ｃに電圧Ｖを印加すると、マイクロミラー５２ｄは、電圧Ｖが印加されたＳｉ層５２ｃからの引力を受けて下方へ引かれるように歪む。
【００６３】
したがって、ミラー基板５２のＳｉ層５２ｃを層状の形状にして、Ｓｉ層５２ｃに電圧Ｖを印加するようにして、マイクロミラー５２ｄを制御することができる。このような構成にすることにより、光波面制御部５０の構成要素を減らすことができて、作製のためのコストを削減して、光波面の制御および収差の補正を高精度に行うことが可能となる。
【００６４】
次に、第４の実施の形態について説明する。
第１、第２および第３の実施の形態では、光波面制御部のミラー基板の形状が略正方形の場合を例に挙げて説明した。一方、第４の実施の形態では、ミラー基板のマイクロミラーを円形にした場合を例に挙げて説明する。
【００６５】
図１１は、第４の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部のミラー基板の平面模式図である。
ミラー基板６２は、上述のミラー基板３２と同様に、Ｓｉ基板６２ａ、ＳｉＯ2層（図示を省略）およびＳｉ層（図示を省略）により構成されるＳＯＩ構造をなしている。また、Ｓｉ基板６２ａの枠部の面上に、スペーサ６２ｆが形成されている。スペーサ６２ｆは、既述のスペーサ３２ｆと同じ構成および機能を有する。さらに、ミラー基板６２では、Ｓｉ基板６２ａの内壁に一体的に形成されたトーションバー６２ｅを介して円形のマイクロミラー６２ｄが形成されている。また、既述の通り、マイクロミラー６２ｄの反射率を高めたい場合、マイクロミラー６２ｄの表面に金属膜を形成することができる。なお、ミラー基板６２のサイズは、例えば、縦の長さを、１００μｍから３０００μｍ、横の長さを、１００μｍから３０００μｍ、厚さを、１０μｍから３０００μｍとして、マイクロミラー６２ｄのサイズは、例えば、直径を、０．１μｍから５ｍｍ、厚さを、０．１μｍから５００μｍとする。
【００６６】
そして、ミラー基板６２と組み合わせる上部ガラス基板および下部ガラス基板は、例えば、次のような構成にすることができる。
図１２は、第４の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の、（Ａ）は上部ガラス基板の、（Ｂ）は下部ガラス基板の平面模式図である。
【００６７】
上部ガラス基板６１は、既述の上部ガラス基板３１と同様に、ガラス基板６１ａに、電極パッド６１ｂ、ＩＴＯ電極６１ｃ、スペーサ貼付位置６１ｄ、マイクロミラー電位用配線６１ｅおよびフレキシブル基板（図示を省略）により構成されている。但し、ミラー基板６２の円形のマイクロミラー６２ｄに重なるように、ＩＴＯ電極６１ｃの形状を、例えば、六角形にして、略円形となるように配置している。また、フレキシブル基板は貫通電極６１ｂａと接触するように実装されている。なお、上部ガラス基板６１のサイズは、例えば、縦の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、横の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、厚さを、１００μｍから１ｍｍとする。
【００６８】
なお、上部ガラス基板６１のＩＴＯ電極６１ｃに代わって以下のようなＩＴＯ電極を用いても構わない。
図１３は、第４の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の上部ガラス基板の別の平面模式図である。
【００６９】
図１３に示す上部ガラス基板７１は、上部ガラス基板６１と同様に、ガラス基板７１ａに、電極パッド７１ｂ、ＩＴＯ電極７１ｃ、スペーサ貼付位置７１ｄ、マイクロミラー電位用配線７１ｅおよびフレキシブル基板（図示を省略）により構成されている。なお、フレキシブル基板は貫通電極７１ｂａと接触するように実装されている。但し、ミラー基板６２の円形のマイクロミラー６２ｄに重なるように、同心円状のＩＴＯ電極７１ｃを配置している。なお、上部ガラス基板７１のサイズは、例えば、縦の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、横の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、厚さを、１００μｍから１ｍｍとする。
【００７０】
一方、図１２に示すように、下部ガラス基板６３も、既述の下部ガラス基板３３と同様に、ガラス基板６３ａに、電極パッド６３ｂ、マイクロミラー電位用配線６３ｅおよびフレキシブル基板（図示を省略）により構成されている。そして、フレキシブル基板は貫通電極６３ｂａと接触するように実装されている。また、下部ガラス基板６３は、突起部６３ａａが形成されているが、突起部６３ａａの面上には、上部ガラス基板６１と同様に、六角形の電極６３ｃを略円形になるように配置している。なお、下部ガラス基板６３のサイズは、例えば、縦の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、横の長さを、５ｍｍから５０ｍｍ、厚さを、１００μｍから２０００μｍ、突起部６３ａａのサイズは、例えば、縦の長さを、１００μｍから５ｍｍ、横の長さを、１００μｍから５ｍｍ、高さを、１０μｍから１ｍｍとする。なお、突起部６３ａａの高さは、上部ガラス基板６１のＳｉＯ2層の積層高さと等しくする。
【００７１】
このような上部ガラス基板６１および下部ガラス基板６３が組み合わされた光波面制御部（図示を省略）によって、上部ガラス基板６１のＩＴＯ電極６１ｃおよび／または下部ガラス基板６３の電極６３ｃに電圧Ｖを印加することによって、マイクロミラー６２ｄが引力を受けて上方や下方へ引かれるように歪む。このようにして、マイクロミラー６２ｄの制御を高精度に行うことができる。したがって、このような構成の光波面制御部により構成される光波面制御システムでも、光学部品を減らし、コストを削減した、光波面の制御および収差の補正を行うことが可能となる。なお、第３の実施の形態の光波面制御部にて、第４の実施の形態で触れた円形のマイクロミラーを適用させても構わない。
【００７２】
また、第１から第４の実施の形態の光波面制御部を用いた光波面制御システムを、様々な光学装置に組み込んで利用することができる。光通信システム分野を例に挙げると、例えば、ＶＩＰＡ（Virtually Imaged Phase Array）型の分散補償器によって、分散される光ごとに、上述の光波面制御システムを設置することによって、光波面が制御され、収差が補正された光を出力することが可能となる。その他、様々な光学部品とともに利用することができる。
【００７３】
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
【００７４】
（付記１） 入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御システムにおいて、
前記入力光を入力すると、前記入力光の波面の位相を制御する波面制御信号および前記入力光の収差の歪を制御する収差制御信号に従って、前記位相および前記歪をそれぞれ制御して、前記出力光を出力する光波面制御部と、
前記光波面制御部から前記出力光を入力すると、前記出力光の波面および前記出力光の収差に関する光情報を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記光情報に基づき、前記波面制御信号および前記収差制御信号を前記光波面制御部に出力する制御回路部と、
を有することを特徴とする光波面制御システム。
【００７５】
（付記２） 前記入力光をコリメートして、前記光波面制御部に入力する入力光学系をさらに有することを特徴とする付記１記載の光波面制御システム。
（付記３） 光路変更部をさらに有し、
前記光路変更部を介して、前記光波面制御部からの前記出力光を前記検出部へ入力させることを特徴とする付記１または２に記載の光波面制御システム。
【００７６】
（付記４） 別の光路変更部をさらに有し、
前記別の光路変更部を介して、前記光路変更部からの前記出力光を前記検出部へ入力させるとともに、外部へ出力させることを特徴とする付記３記載の光波面制御システム。
【００７７】
（付記５） 前記光路変更部は、ハーフミラー、スプリッタまたはサーキュレータであることを特徴とする付記３または４に記載の光波面制御システム。
（付記６） 前記収差制御信号は、ゼルニケ多項式に基づいた信号であることを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載の光波面制御システム。
【００７８】
（付記７） 前記出力光を検知して、２次元的に画像表示化する波面モニタをさらに有することを特徴とする付記１乃至６のいずれか１項に記載の光波面制御システム。
（付記８） 前記光波面制御部は、
額縁状の支持基板層および額縁状の中間層が順に積層してなる底面部と、前記底面部上に形成され、内壁にトーションバーを介してマイクロミラーが一体的に形成され、枠部の上面にスペーサを備えるデバイス部とを有するミラー基板と、
複数の透明電極が、前記マイクロミラーの反射面に重なるように形成され、前記スペーサを介して前記ミラー基板と接続し、前記波面制御信号が入力される上部ガラス基板と、
高さが前記中間層の積層高さと等しく、電極が形成された突起部を備え、前記突起部が前記底面部に嵌合して、前記ミラー基板と接続し、前記収差制御信号が入力される下部ガラス基板と、
を備えることを特徴とする付記１乃至７のいずれか１項に記載の光波面制御システム。
【００７９】
（付記９） 前記ミラー基板は、前記支持基板層および前記デバイス部がシリコン、前記中間層が酸化シリコンによって構成されるＳＯＩ構造であることを特徴とする付記８記載の光波面制御システム。
【００８０】
（付記１０） 前記透明電極は、酸化インジウム錫で構成されることを特徴とする付記８または９に記載の光波面制御システム。
（付記１１） 前記マイクロミラーの形状は、円形または方形であることを特徴とする付記８乃至１０のいずれか１項に記載の光波面制御システム。
【００８１】
（付記１２） 前記電極は、前記透明電極とそれぞれ対向することを特徴とする付記８乃至１１のいずれか１項に記載の光波面制御システム。
（付記１３） 前記下部ガラス基板および前記支持基板層に代わって、電圧が印加される下部基板層を前記中間層の下に備えることを特徴とする付記８乃至１１のいずれか１項に記載の光波面制御システム。
【００８２】
（付記１４） 入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御装置において、
額縁状の支持基板層および額縁状の中間層が順に積層してなる底面部と、前記底面部上に形成され、内壁にトーションバーを介してマイクロミラーが一体的に形成され、枠部の上面にスペーサを備えるデバイス部とを有するミラー基板と、
複数の透明電極が、前記マイクロミラーの反射面に重なるように配置され、前記スペーサを介して前記ミラー基板と接合する上部ガラス基板と、
高さが前記中間層の積層高さと等しく、電極が形成された突起部を備え、前記突起部が前記底面部に嵌合して、前記ミラー基板と接続する下部ガラス基板と、
を有することを特徴とする光波面制御装置。
【００８３】
（付記１５） 前記ミラー基板は、前記支持基板層および前記デバイス部がシリコン、前記中間層が酸化シリコンによって構成されるＳＯＩ構造であることを特徴とする付記１４記載の光波面制御装置。
【００８４】
（付記１６） 前記透明電極は、酸化インジウム錫で構成されることを特徴とする付記１４または１５に記載の光波面制御装置。
（付記１７） 前記マイクロミラーの形状は、円形または方形であることを特徴とする付記１４乃至１６のいずれか１項に記載の光波面制御装置。
【００８５】
（付記１８） 前記電極は、前記透明電極とそれぞれ対向することを特徴とする付記１４乃至１７のいずれか１項に記載の光波面制御装置。
（付記１９） 前記下部ガラス基板および前記支持基板層に代わって、電圧が印加される下部基板層を前記中間層の下に備えることを特徴とする付記１４乃至１７のいずれか１項に記載の光波面制御装置。
【００８６】
（付記２０） 入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御方法において、
光波面制御部が、前記入力光を入力すると、前記入力光の波面の位相を制御する波面制御信号および前記入力光の収差の歪を制御する収差制御信号に従って、前記位相および前記歪をそれぞれ制御して、前記出力光を出力し、
検出部が、前記光波面制御部から前記出力光を入力すると、前記出力光の波面および前記出力光の収差に関する光情報を検出し、
制御回路部が、前記検出部が検出した前記光情報に基づき、前記波面制御信号および前記収差制御信号を前記光波面制御部に出力する、
ことを特徴とする光波面制御方法。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】実施の形態の概要を説明する模式図である。
【図２】第１の実施の形態の光波面制御システムの模式図である。
【図３】第１の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の斜視模式図である。
【図４】第１の実施の形態の光波面制御システムを構成する光波面制御部のミラー基板の製造工程の要部断面模式図である。
【図５】第１の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の断面模式図である。
【図６】第１の実施の形態における光波面制御部の動作原理を説明する断面模式図である。
【図７】第２の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の下部ガラス基板の斜視模式図である。
【図８】第２の実施の形態における光波面制御部の動作原理を説明する断面模式図である。
【図９】第３の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の斜視模式図である。
【図１０】第３の実施の形態における光波面制御部の動作原理を説明する断面模式図である。
【図１１】第４の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部のミラー基板の平面模式図である。
【図１２】第４の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の、（Ａ）は上部ガラス基板の、（Ｂ）は下部ガラス基板の平面模式図である。
【図１３】第４の実施の形態における光波面制御システムを構成する光波面制御部の上部ガラス基板の別の平面模式図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０ 光波面制御システム
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 入力光
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 出力光
１３ 入力光学系
１４ａ 波面制御信号
１４ｂ 収差制御信号
１５ 光波面制御部
１６ 検出部
１７ 制御回路部
１８ａ，１８ｂ 光路変更部
Ａ，Ｂ 波形
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御システムにおいて、
前記入力光を入力すると、前記入力光の波面の位相を制御する波面制御信号および前記入力光の収差の歪を制御する収差制御信号に従って、前記位相および前記歪をそれぞれ制御して、前記出力光を出力する光波面制御部と、
前記光波面制御部から前記出力光を入力すると、前記出力光の波面および前記出力光の収差に関する光情報を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記光情報に基づき、前記波面制御信号および前記収差制御信号を前記光波面制御部に出力する制御回路部と、
を有することを特徴とする光波面制御システム。
【請求項２】
前記入力光をコリメートして、前記光波面制御部に入力する入力光学系をさらに有することを特徴とする請求項１記載の光波面制御システム。
【請求項３】
光路変更部をさらに有し、
前記光路変更部を介して、前記光波面制御部からの前記出力光を前記検出部へ入力させることを特徴とする請求項１または２に記載の光波面制御システム。
【請求項４】
前記収差制御信号は、ゼルニケ多項式に基づいた信号であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光波面制御システム。
【請求項５】
前記光波面制御部は、
額縁状の支持基板層および額縁状の中間層が順に積層してなる底面部と、前記底面部上に形成され、内壁にトーションバーを介してマイクロミラーが一体的に形成され、枠部の上面にスペーサを備えるデバイス部とを有するミラー基板と、
複数の透明電極が、前記マイクロミラーの反射面に重なるように形成され、前記スペーサを介して前記ミラー基板と接続し、前記波面制御信号が入力される上部ガラス基板と、
高さが前記中間層の積層高さと等しく、電極が形成された突起部を備え、前記突起部が前記底面部に嵌合して、前記ミラー基板と接続し、前記収差制御信号が入力される下部ガラス基板と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光波面制御システム。
【請求項６】
入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御装置において、
額縁状の支持基板層および額縁状の中間層が順に積層してなる底面部と、前記底面部上に形成され、内壁にトーションバーを介してマイクロミラーが一体的に形成され、枠部の上面にスペーサを備えるデバイス部とを有するミラー基板と、
複数の透明電極が、前記マイクロミラーの反射面に重なるように配置され、前記スペーサを介して前記ミラー基板と接合する上部ガラス基板と、
高さが前記中間層の積層高さと等しく、電極が形成された突起部を備え、前記突起部が前記底面部に嵌合して、前記ミラー基板と接続する下部ガラス基板と、
を有することを特徴とする光波面制御装置。
【請求項７】
前記ミラー基板は、前記支持基板層および前記デバイス部がシリコン、前記中間層が酸化シリコンによって構成されるＳＯＩ構造であることを特徴とする請求項６記載の光波面制御装置。
【請求項８】
前記透明電極は、酸化インジウム錫で構成されることを特徴とする請求項６または７に記載の光波面制御装置。
【請求項９】
前記下部ガラス基板および前記支持基板層に代わって、電圧が印加される下部基板層を前記中間層の下に備えることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の光波面制御装置。
【請求項１０】
入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御方法において、
光波面制御部が、前記入力光を入力すると、前記入力光の波面の位相を制御する波面制御信号および前記入力光の収差の歪を制御する収差制御信号に従って、前記位相および前記歪をそれぞれ制御して、前記出力光を出力し、
検出部が、前記光波面制御部から前記出力光を入力すると、前記出力光の波面および前記出力光の収差に関する光情報を検出し、
制御回路部が、前記検出部が検出した前記光情報に基づき、前記波面制御信号および前記収差制御信号を前記光波面制御部に出力する、
ことを特徴とする光波面制御方法。
【請求項１】
入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御システムにおいて、
前記入力光を入力すると、前記入力光の波面の位相を制御する波面制御信号および前記入力光の収差の歪を制御する収差制御信号に従って、前記位相および前記歪をそれぞれ制御して、前記出力光を出力する光波面制御部と、
前記光波面制御部から前記出力光を入力すると、前記出力光の波面および前記出力光の収差に関する光情報を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記光情報に基づき、前記波面制御信号および前記収差制御信号を前記光波面制御部に出力する制御回路部と、
を有することを特徴とする光波面制御システム。
【請求項２】
前記入力光をコリメートして、前記光波面制御部に入力する入力光学系をさらに有することを特徴とする請求項１記載の光波面制御システム。
【請求項３】
光路変更部をさらに有し、
前記光路変更部を介して、前記光波面制御部からの前記出力光を前記検出部へ入力させることを特徴とする請求項１または２に記載の光波面制御システム。
【請求項４】
前記収差制御信号は、ゼルニケ多項式に基づいた信号であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光波面制御システム。
【請求項５】
前記光波面制御部は、
額縁状の支持基板層および額縁状の中間層が順に積層してなる底面部と、前記底面部上に形成され、内壁にトーションバーを介してマイクロミラーが一体的に形成され、枠部の上面にスペーサを備えるデバイス部とを有するミラー基板と、
複数の透明電極が、前記マイクロミラーの反射面に重なるように形成され、前記スペーサを介して前記ミラー基板と接続し、前記波面制御信号が入力される上部ガラス基板と、
高さが前記中間層の積層高さと等しく、電極が形成された突起部を備え、前記突起部が前記底面部に嵌合して、前記ミラー基板と接続し、前記収差制御信号が入力される下部ガラス基板と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光波面制御システム。
【請求項６】
入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御装置において、
額縁状の支持基板層および額縁状の中間層が順に積層してなる底面部と、前記底面部上に形成され、内壁にトーションバーを介してマイクロミラーが一体的に形成され、枠部の上面にスペーサを備えるデバイス部とを有するミラー基板と、
複数の透明電極が、前記マイクロミラーの反射面に重なるように配置され、前記スペーサを介して前記ミラー基板と接合する上部ガラス基板と、
高さが前記中間層の積層高さと等しく、電極が形成された突起部を備え、前記突起部が前記底面部に嵌合して、前記ミラー基板と接続する下部ガラス基板と、
を有することを特徴とする光波面制御装置。
【請求項７】
前記ミラー基板は、前記支持基板層および前記デバイス部がシリコン、前記中間層が酸化シリコンによって構成されるＳＯＩ構造であることを特徴とする請求項６記載の光波面制御装置。
【請求項８】
前記透明電極は、酸化インジウム錫で構成されることを特徴とする請求項６または７に記載の光波面制御装置。
【請求項９】
前記下部ガラス基板および前記支持基板層に代わって、電圧が印加される下部基板層を前記中間層の下に備えることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の光波面制御装置。
【請求項１０】
入力光の波面を制御して、波面整形された出力光を出力する光波面制御方法において、
光波面制御部が、前記入力光を入力すると、前記入力光の波面の位相を制御する波面制御信号および前記入力光の収差の歪を制御する収差制御信号に従って、前記位相および前記歪をそれぞれ制御して、前記出力光を出力し、
検出部が、前記光波面制御部から前記出力光を入力すると、前記出力光の波面および前記出力光の収差に関する光情報を検出し、
制御回路部が、前記検出部が検出した前記光情報に基づき、前記波面制御信号および前記収差制御信号を前記光波面制御部に出力する、
ことを特徴とする光波面制御方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２５１２５４（Ｐ２００９−２５１２５４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９８８９２（Ｐ２００８−９８８９２）
【出願日】平成２０年４月７日（２００８．４．７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【出願人】（５０４１３７９１２）国立大学法人 東京大学 (1,942)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月７日（２００８．４．７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【出願人】（５０４１３７９１２）国立大学法人 東京大学 (1,942)
【Ｆターム（参考）】
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