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光変調素子及び光変調方法 UPDATE 新技術説明会

国内特許コード P200017205
整理番号 T2020-010
掲載日 2020年9月18日
出願番号 特願2020-109950
公開番号 特開2021-005085
出願日 令和2年6月25日(2020.6.25)
公開日 令和3年1月14日(2021.1.14)
優先権データ
  • 特願2019-116939 (2019.6.25) JP
発明者
  • 徳永 英司
  • 羽山 大介
  • 瀬戸 啓介
出願人
  • 学校法人東京理科大学
発明の名称 光変調素子及び光変調方法 UPDATE 新技術説明会
発明の概要 【課題】バルクの性質としてはポッケルス効果を示さない物質の界面において発現するポッケルス効果を利用して、効率的に光を変調する。
【解決手段】光変調素子10は、バルクの性質としてはポッケルス効果を示さない物質に対して光が照射された際に、当該物質の界面において発現するポッケルス効果を利用することにより、照射された光を変調させ、当該光に対する変調光を得る。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

従来、屈折率可変物質の一例であるLiNbO3に信号を与えることにより、入射光について、導光部材とLiNbO3との界面で全反射しない範囲内で屈折率変化を生じせしめ、光路を切り替える技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。この技術で用いられているLiNbO3は、ポッケルス効果を示すことが知られている(特許文献1の段落[0040])。

産業上の利用分野

本発明の技術は、光変調素子及び光変調方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
バルクの性質としてはポッケルス効果を示さない物質に対して光が照射された際に、前記物質の界面において発現するポッケルス効果を利用することにより、照射された前記光を変調させ、前記光に対する変調光を得る、
光変調素子。

【請求項2】
前記界面において全反射されるような角度で前記界面に対して前記光が照射され、前記光に対する変調光を得る、
請求項1に記載の光変調素子。

【請求項3】
液体が充填されている第1部分と、
固体、気体、又は前記第1部分に充填されている液体とは異なる液体によって形成されている第2部分と、
電場を印加する電場印加手段と、を備え、
前記電場印加手段によって前記第1部分と前記第2部分との間の界面に電場が印加されているときに、前記第1部分又は前記第2部分から、前記界面において全反射されるような角度で前記界面に対して光が照射され、該光の照射によって前記界面において発現するポッケルス効果によって変調された、前記光に対する変調光を得る、
請求項2に記載の光変調素子。

【請求項4】
前記第1部分又は前記第2部分から、前記界面において全反射されるように前記界面に対して光が照射されることにより、照射された前記光に対して前記電場に応じた位相変化が引き起こされる、
請求項3に記載の光変調素子。

【請求項5】
前記第1部分に充填されている前記液体は、水、極性有機溶媒、又はイオン液体である、
請求項3又は請求項4に記載の光変調素子。

【請求項6】
前記第2部分は、ガラス、金属、半導体、ナノカーボン材料(カーボンナノチューブ又はグラフェンを含む)、ダイアモンド電極、ポリマー、有機導電性材料、酸化物、窒化物、単原子層材料、遷移金属カルコゲナイド、トポロジカル絶縁体、フォトニック結晶、イオン伝導体、又はメタマテリアルによって形成されている、
請求項3~請求項5の何れか1項に記載の光変調素子。

【請求項7】
前記第2部分は、変調される光に対して透明な酸化物透明電極によって形成されている、
請求項3~請求項6の何れか1項に記載の光変調素子。

【請求項8】
前記電場印加手段によって印加される前記電場を制御することにより、前記変調光の強度、偏光、進行方向、及び発散角の少なくとも1つが制御される、
請求項3~請求項7の何れか1項に記載の光変調素子。

【請求項9】
前記電場印加手段による前記電場の印加によって、電気二重層又は空間電荷層が前記界面に形成される、
請求項3~請求項8の何れか1項に記載の光変調素子。

【請求項10】
前記界面に対して光を照射する光照射手段と、
前記光に対する変調光を受光する受光手段と、
を更に備える、請求項3~請求項9の何れか1項に記載の光変調素子。

【請求項11】
バルクの性質としてはポッケルス効果を示さない物質に対して光が照射された際に、前記物質の界面において発現するポッケルス効果を利用することにより、照射された前記光を変調させ、前記光に対する変調光を得る、
光変調方法。

【請求項12】
前記界面において全反射されるような角度で前記界面に対して光が照射され、前記光に対する変調光を得る、
請求項11に記載の光変調方法。

【請求項13】
液体が充填されている第1部分と、固体、気体、又は前記第1部分に充填されている液体とは異なる液体によって形成されている第2部分と、の間の界面に電場が印加されているときに、前記第1部分又は前記第2部分から、前記界面において全反射されるような角度で前記界面に対して光を照射し、該光の照射によって前記界面において発現するポッケルス効果によって変調された、前記光に対する変調光を得る、
請求項12に記載の光変調方法。

【請求項14】
前記界面における金属反射によって、前記光に対する変調光を得る、
請求項1に記載の光変調素子。

【請求項15】
金属である第1部分と、
半導体である第2部分と、
電場を印加する電場印加手段と、を備え、
前記電場印加手段によって前記第1部分と前記第2部分との間の界面に電場が印加されているときに、前記第1部分又は前記第2部分から前記界面に対して光が照射され、該光の照射によって前記界面において発現するポッケルス効果によって変調された、前記光に対する変調光を得る、
請求項14に記載の光変調素子。

【請求項16】
前記第1部分と前記第2部分との間に配置された絶縁体を更に含む、
請求項15に記載の光変調素子。

【請求項17】
前記界面における金属反射によって、前記光に対する変調光を得る、
請求項11に記載の光変調方法。

【請求項18】
金属である第1部分と、半導体である第2部分との間の界面に電場が印加されているときに、前記第1部分又は前記第2部分から、前記界面に対して光を照射し、該光の照射によって前記界面において発現するポッケルス効果によって変調された、前記光に対する変調光を得る、
請求項17に記載の光変調方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
  • 2K102AA22
  • 2K102BA02
  • 2K102BA07
  • 2K102BB04
  • 2K102BB05
  • 2K102BC04
  • 2K102CA00
  • 2K102DB08
  • 2K102DD10
  • 2K102EA02
  • 2K102EA14
  • 2K102EA21
  • 2K102EB20
  • 2K102EB22
画像

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JP2020109950thum.jpg
出願権利状態 公開
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