強誘電性液晶を用いた光アドレス型高速空間光変調器に関する研究

• Project/Area Number: 02650041
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 応用物理学一般(含航海学)
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 栗田 正一 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (50051074)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 信一 慶應義塾大学, 理工学部, 専任講師 (10146722)
• Project Period (FY): 1990
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1990)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1990: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 光コンピュ-タ / 強誘電性液晶 / 空間光変調器 / アモルファス・シリコン / 光論理演算

Research Abstract

光コンピュ-タは各種の情報を光学的に並列同時処理できるものとして,将来の情報処理装置としての期待が大きい。従来から液晶空間光変調器がその基本的構成要素である素子として画像の投影や情報処理に応用されてきた。我々はこういった光情報処理素子の開発を目指し,強誘電性液晶とアモルファス・シリコンを用いた液晶空間光変調器を作製してきた。平成2年度は前年度に新らたに開発した高周波駆動により任意時間の光書き込み・読み出しが可能である高周波駆動型強誘電性液晶空間光変調器の解像度,メモリ性,応答時間の改善を目標に研究を進めた。強誘電性液晶は自発分極によって高速応答性を有するが,この分極によって生じる内部反電界の存在によって応答速度やコントラスト比,メモリ性を劣化させるという自己矛盾を持っている。これを改善するために反電界を緩和させる電荷移動錯体の添加を試みた。その結果,ZLIー3654液晶に1.0wt%の電荷移動錯体LOCーIを添加することによって応答時間を185μsと大幅に改善できた。またバイアスを加えずに1週間以上画像をメモリすることができた。解像度はUSAFテストタ-ゲットを画像パタ-ンとして素子に入力し,出力画像をスクリ-ンに投影して測定した。それによると11.3lp/mmとなり,素子の有効面積15×15mm^2から画素数約3万画素と当初の目標に近い値が得られた。この値は測定光学系の精度にも依存しており,実際はさらに高い解像度が得られていると考えられる。コントラスト比はZLIー3654を用いて22:1,CSー1024を用いて88:1が得られた。最後に作製した光変調器を用いて画像の光論理演算(AND,OR,NOT)をおこない,2値2変数の16関数動作が可能であることを確認した。これにより,本素子が画像処理などの光情報処理素子として応用できることがわかった。今後の課題は消費エネルギ-の低減である。