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圧電体によって発生する応力と磁気光学膜の逆磁歪効果で駆動する多階調変調光マイクロデバイスの研究を行った。本デバイスは圧電体に電圧を加え定常状態になった後では、リーク電流以外の電流を必要とせず応力状態を保てるため低消費電力駆動ができる。従来は2階調変調であったが、本方式を用いれば低消費電力で中間の階調を保持するための応力を印加出来、容易に中間の階調を得ることが出来る。
上記デバイスを実現するには応力の観点から構造設計の指針を得ることが重要である。特に多階調デバイスは特定の部分にのみ均一の応力を加えなくてはならない。3次元有限要素法を用いて構造変化による磁気光学膜に働く応力分布を求めた。結果として平均応力は電極構造および磁気光学膜と圧電膜の間の距離に依存し、隣接する画素への影響は画素間距離と掘り込み深さが影響することが分かった。以上を踏まえた新構造では、従来の構造において変調に起因する面内圧縮応力の体積割合が69%に対し、99%まで向上でき、より均一性が高い応力を磁気光学膜に加えることが出来た。続いてデバイスを評価するために多階調変調状態を2次元で定量的に評価できる装置の設計および開発を行った。特に偏光顕微鏡と直交偏光子法を用いて磁気光学膜の任意の点の多階調変調状態を評価することができるようになった。
以上により多階調変調光デバイスの理論設計および評価装置が作製できた。これら結果から多階調磁気光学デバイスの開発指針が得られた。
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