CN114868074A - 空间光调制器和发光装置 - Google Patents

空间光调制器和发光装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114868074A
CN114868074A CN202080089846.0A CN202080089846A CN114868074A CN 114868074 A CN114868074 A CN 114868074A CN 202080089846 A CN202080089846 A CN 202080089846A CN 114868074 A CN114868074 A CN 114868074A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
spatial light
light modulator
holes
conductive layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080089846.0A
Other languages
English (en)
Inventor
广瀬和义
黑坂刚孝
上野山聪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Publication of CN114868074A publication Critical patent/CN114868074A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0085—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for modulating the output, i.e. the laser beam is modulated outside the laser cavity
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/015—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
    • G02F1/0151—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction modulating the refractive index
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/015—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
    • G02F1/025—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction in an optical waveguide structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H01S5/0265—Intensity modulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/11—Comprising a photonic bandgap structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/185—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/0217—Removal of the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
    • H01S5/0237—Fixing laser chips on mounts by soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
    • H01S5/0287—Facet reflectivity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
    • H01S5/04254—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
    • H01S5/04256—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

本公开涉及具备可动态地控制光的相位分布并且像素的排列周期更小且适于高速动作的结构的空间光调制器等。该空间光调制器具备基板。基板具有：表面；背面；和多个贯通孔，其配置为一维状或二维状并且将表面与背面之间贯通。空间光调制器还具备：分别覆盖多个贯通孔的内壁的多个层叠结构。各层叠结构包括：设置在内壁上的第一导电层；电介质层，其设置在第一导电层上并且具有光透过性；和第二导电层，其设置在电介质层上并且具有光透过性。第一和第二导电层中的至少一个，对每一个由一个或一个以上贯通孔构成的组，电气分离。

Description

空间光调制器和发光装置
技术领域
本公开涉及空间光调制器和发光装置。
背景技术
在专利文献1中，公开了一种关于半导体发光元件及其制造方法的技术。该半导体发光元件具备：半导体基板、和在半导体基板上依次分别设置的第一包层、活性层、第二包层和接触(contact)层。并且，该半导体发光元件具备：位于第一包层与活性层之间或活性层与第二包层之间的相位调制层。相位调制层具有：基本层、和具有与该基本层的折射率不同的折射率的多个差异折射率区域。设定在相位调制层的与厚度方向垂直的面上的虚拟的正方格子由多个单位结构区域构成。差异折射率区域被分配到各单位结构区域，相位调制层构成为，该差异折射率区域的重心位置配置成从对应的单位结构区域的格子点偏离，并且具有与所期望的光学图像对应的、绕该格子点的旋转角度。
在非专利文献1中记载有，通过MACE(Metal-Assisted Chemical Etching，金属辅助化学蚀刻)在基板表面形成多个周期性的凹部，并通过在该凹部的侧壁层叠金属层、电介质层和透明导电层，来对入射光的相位进行调制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-198302号公报
非专利文献
非专利文献1：Junghyun Park and Soo Jin Kim,"Subwavelength-spacedtransmissive metallic slits for 360-degree phase control by using transparentconducting oxides",Applied Optics,Vol.57,No.21,6027-6031,20July 2018
非专利文献2：Appl.Opt.No.5,p.967-969(1966)
非专利文献3：Appl.Opt.No.9,p.1949(1970)
非专利文献4：Y.Kurosaka et al.,"Effects of non-lasing band in two-dimensional photonic-crystal lasers clarified using omnidirectional bandstructure,"Opt.Express 20,21773-21783(2012)
发明内容
发明所要解决的技术问题
发明人针对上述现有技术进行研究，发现了下述问题。即，一直以来，对通过空间相位调制来生成任意的光学图像的技术进行研究。在某种技术中，在半导体激光元件的活性层附近设置有包括多个差异折射率区域的相位调制层。并且，在设定于相位调制层的与厚度方向垂直的面上的虚拟的正方格子，例如，多个差异折射率区域的重心配置成从虚拟的正方格子的格子点偏离，并且绕格子点的旋转角度对每个差异折射率区域单独设定。这样的元件能够与光子晶体激光元件同样地在层叠方向上出射激光，并且能够在空间上控制激光的相位分布，使激光作为任意形状的光学图像出射。
不过，上述元件的相位调制层的多个差异折射率区域的配置是固定的，因此，仅能够出射预先设计的一种光学图像。为了使出射光学图像动态地变化，需要动态地控制出射光的相位分布。
作为能够动态地控制光的相位分布的器件(device)，存在相位调制型的空间光调制器。例如，液晶型的空间光调制器具备：沿液晶层一维状或二维状地配置有多个像素电极的结构。并且，入射于液晶层的光的相位调制量能够通过对每个像素电极单独地设定电压，来对每个像素单独地控制。通过将这样的空间光调制器与面光源(例如光子晶体激光元件)组合，能够动态地控制出射光的相位分布。
然而，液晶型的空间光调制器的像素的排列周期为10μm的程度，与之相对地，光子晶体激光元件的发光面整体的尺寸为各边长200μm～500μm。因此，即使将液晶型空间光调制器与光子晶体激光元件组合，有效像素数也极少，难以得到高画质的光学图像。并且，动作速度受液晶的响应速度限制，因此，还存在难以高速化的问题。
本公开是为了解决上述问题而做出的，其目的在于提供一种空间光调制器和具备该空间光调制器的发光装置，该空间光调制器能够动态地控制光的相位分布并且像素的排列周期更小且适于实现高速化。
用于解决问题的技术手段
本公开的一个实施方式的空间光调制器包括面波导型的空间光调制器。该空间光调制器具备：基板和多个层叠结构。基板具有：表面、与该表面相对的背面、和分别将表面与背面连通的多个贯通孔。另外，多个贯通孔的、至少在表面上定义的各开口配置为一维状或二维状。特别地，多个层叠结构分别包括：第一导电层、电介质层和第二导电层。第一导电层设置在多个贯通孔中的、对应的贯通孔的内壁上。电介质层设置在第一导电层上并且具有光透过性。第二导电层设置在电介质层上并且具有光透过性。并且，第一和第二导电层中的至少一个，对每一个由多个贯通孔中的一个或一个以上的贯通孔构成的组，电气分离。
发明效果
根据本公开，能够提供一种空间光调制器和具备该空间光调制器的发光装置，该空间光调制器能够动态地控制光的相位分布并且像素的排列周期更小且适于实现高速化。
附图说明
图1是示出第一实施方式的空间光调制器1A的外观的剖切立体图，是将空间光调制器1A的一部分放大示出的图。
图2(a)～(i)是示出从基板10的厚度方向观察的各贯通孔13的形状的例子的图。
图3是沿图1所示的III-III线的截面图，是示出空间光调制器1A的侧截面的图。
图4是图3的局部放大图。
图5是对空间光调制器1A的作用进行说明的图。
图6是概念性地示出在沿某个方向排列的多个贯通孔13，对导电层21与导电层23之间的电压的大小赋予了梯度的情况下的光L的形态的图。
图7(a)～(d)是示出制作空间光调制器1A的方法的一个例子的图。
图8(a)～(d)是示出制作空间光调制器1A的方法的一个例子的图。
图9(a)～(c)是示出制作空间光调制器1A的方法的一个例子的图。
图10(a)～(c)是示出制作空间光调制器1A的方法的一个例子的图。
图11(a)～(c)是示出在基板10形成多个贯通孔13的其他方法(MACE)的图。
图12是作为第一变形例示出空间光调制器1B的俯视图。
图13是作为第二变形例示出空间光调制器1C的俯视图。
图14是作为第二变形例示出空间光调制器1D的俯视图。
图15是作为第二变形例示出空间光调制器1E的俯视图。
图16是作为第三变形例示出空间光调制器1F的俯视图。
图17是作为第四变形例示出空间光调制器1G的结构的截面图。
图18(a)和图18(b)是示出制作空间光调制器1G的工序中形成电介质区域28的工序的图。
图19是作为第五变形例示出空间光调制器1H的结构的截面图。
图20(a)～(c)是用于说明在空间光调制器1A～1H中，用于实现相位的动态调制的基本要素和基本单元的结构的图。
图21(a)是示出第二实施方式的发光装置2的结构的截面图。图21(b)是将光子晶体层65A放大示出的截面图。
图22是光子晶体层65A的俯视图。
图23是示出第二实施方式的发光装置2的一个变形例的截面图。
图24是示出金属电极膜66和接合部51的平面形状的例子的图。
图25是示出从图23所示的结构中去除了半导体基板53的情况下的结构的截面图。
图26是S-iPM激光器所具备的相位调制层65B的俯视图。
图27是示出X-Y平面内的差异折射率区域的形状的其他例子的俯视图。
图28是用于说明面发光激光元件50的输出光束图案成像得到的光学图像与在相位调制层65B的旋转角度分布
Figure BDA0003710799760000051
之间的关系的图。
图29是用于说明从球面坐标(r,θrot,θtilt)向XYZ正交坐标系下的坐标(ξ,η,ζ)的坐标变换的图。
图30(a)和图30(b)是用于说明在确定各差异折射率区域65b的配置时，使用通常的离散傅立叶变换(或高速傅立叶变换)进行计算的情况下的注意要点的图。
图31是概念性地示出旋转角度分布
Figure BDA0003710799760000052
的一个例子的图。
图32是S-iPM激光器所具备的相位调制层65C的俯视图。
图33是示出在相位调制层65C的差异折射率区域65b的位置关系的图。
具体实施方式
[本公开的实施方式的说明]
首先，对本公开的实施方式的内容分别单独举例进行说明。
(1)本公开的空间光调制器包括面波导型的空间光调制器。该空间光调制器，作为一种方式，具备基板和多个层叠结构。基板具有：表面、与该表面相对的背面、和分别将表面与背面连通的多个贯通孔。另外，多个贯通孔的、至少在表面上定义的各个开口配置为一维状或二维状。特别的，多个层叠结构分别包括：第一导电层、电介质层、和第二导电层。第一导电层设置在多个贯通孔中的、对应的贯通孔的内壁上。电介质层设置在第一导电层上并且具有光透过性。第二导电层设置在电介质层上并且具有光透过性。并且，第一和第二导电层中的至少一个，对每一个由多个贯通孔中的一个或一个以上的贯通孔构成的组，电气分离。
当光相对于该空间光调制器从表面侧或背面侧对入射时，光在多个贯通孔内通过。此时，各贯通孔内的光一边在各层叠结构的第一导电层与电介质层的界面反射一边行进，穿过各贯通孔。当在第一导电层与第二导电层之间施加电压时，根据蓄积在第二导电层的载流子的密度，第二导电层的折射率发生变化，另外，通过第一导电层与第二导电层之间的电场，电介质层的折射率发生变化，另外，第一导电层与电介质层的界面的反射前后的相移量发生变化。因而，从各贯通孔出射的光的相位根据第一导电层与第二导电层之间的电压的大小而发生变化。并且，第一和第二导电层中的至少一个，对每一个由一个或一个以上的贯通孔构成的组，电气分离。因此，能够对每一个或两个以上的贯通孔单独地设定电压。通过以上的作用，根据该空间光调制器，能够动态地控制光的相位分布。
另外，由于贯通孔例如能够通过半导体的蚀刻工艺或金属辅助化学蚀刻(MACE)等形成，因此，能够容易地使贯通孔的排列周期比液晶型的空间光调制器的像素的排列周期小。因此，根据该空间光调制器，能够相比现有技术缩小像素的排列周期。其结果是，通过将该空间光调制器与例如光子晶体激光元件这样的面光源组合，能够增加有效像素数并且得到高画质的光学图像。另外，由于该空间光调制器不使用液晶，因此，不受到液晶的反应速度的限制，适于高速化。
(2)作为本公开的一种方式，优选的是，在表面上定义的、多个贯通孔各自的开口形状具有旋转对称性或镜像对称性。另外，作为本公开的一种方式，也可以是，在表面上定义的、多个贯通孔各自的开口形状彼此一致。
(3)作为本公开的一种方式，优选的是，在表面和背面的至少一个，多个贯通孔各自的开口重心位于正方格子或三角格子的格子点。在该情况下，在与基板的厚度方向垂直的面上，多个贯通孔有规则地排列，因此，能够容易地设计光学图像。
(4)作为本公开的一种方式，也可以是，在表面上定义的、多个贯通孔各自的开口形状为呈线状延伸的形状。此时，多个贯通孔也可以在与贯通孔各自的延伸方向交叉的方向上排列。
(5)作为本公开的一种方式，也可以是，多个贯通孔各自的所述开口形状包括直线状或圆弧状的形状。
(6)作为本公开的一种方式，优选的是，在多个贯通孔各自的开口形状包括：在以原点为中心的极坐标中，跨小于360°的角度范围延伸的圆弧状的形状的情况下，在表面上，多个贯通孔沿矢径方向等间隔地排列。
(7)作为本公开的一种方式，也可以是，该空间光调制器，在多个贯通孔各个，还具备：电介质区域，其设置在多个层叠结构中的对应的层叠结构上并且具有光透过性。在该情况下，通过贯通孔内的光的光程变长，在第一导电层与电介质层的界面反射的次数增加。因此，能够增大各贯通孔的相位调制量。或者，能够减小为了实现规定的相位调制量所需的基板的厚度。
(8)作为本公开的一种方式，优选的是，电介质区域在被对应的层叠结构包围的空间中，至少填充沿着从表面朝向背面的厚度方向定义的规定区间。在该情况下，通过贯通孔内的光的光程进一步变长，在第一导电层与电介质层的界面的光反射次数进一步增加。
(9)作为本公开的一种方式，该空间光调制器，在多个贯通孔各个，也可以还具备：平滑层，其设置在内壁上并且具有平滑的表面，多个层叠结构中的对应的层叠结构也可以设置在平滑层的表面上。在该情况下，由于即使在贯通孔的内壁存在凹凸的情况下，第一导电层的表面也是平滑的，因此，能够抑制光的漫反射。另外，在平滑层由绝缘性的电介质构成的情况下，第一导电层与基板能够彼此电气分离，因此，能够抑制电流向基板的不必要的泄露(leak)。
(10)作为本公开的一种方式，也可以是，平滑层包括：金属和电介质中的至少一个。该情况下，能够适当地实现平滑层。
(11)作为本公开的一种方式，也可以是，第一和第二导电层中的一个，与对应于多个贯通孔中各个而设置在基板的表面上的一个或一个以上的第一电极电连接。通过例如这样的结构，能够对第一和第二导电层，按每一个贯通孔单独地施加电压。另外，作为本公开的一种方式，优选的是，第一和第二导电层中的另一个，与对多个贯通孔共通的、设置在基板的背面上的第二电极电连接。通过例如这样的结构，能够对第一或第二导电层容易地设定作为基准的电位。
(12)作为本公开的一种方式，优选的是，第二电极在基板的表面或背面覆盖多个贯通孔之间的区域。在该情况下，由于能够抑制光通过除贯通孔以外的基板部分，因此，出射光能够仅由通过贯通孔而进行调制的光构成。另外，通过在基板的表面和背面中的、光入射侧的面设置这样的第二电极，能够抑制除贯通孔以外的基板部分的光吸收以及抑制基板温度的上升。
(13)作为本公开的一种方式，也可以是，具有上述结构的空间光调制器具备：利用施加电压(在第一导电层与第二导电层之间施加的电压)的强度调制来实现入射光相位的动态调制的结构。具体而言，基板由多个基本要素构成，多个基本要素分别，分配有多个贯通孔中的一个贯通孔，并且在表面上沿彼此交叉的第一方向和第二方向分别定义的最大宽度均被设定为比入射光的波长短。在该情况下，多个基本要素中的、沿第一方向和第二方向中的至少任一方向连续的3个以上的基本要素，构成为调制控制单位的基本单元。另外，在构成该基本单元的3个以上的基本要素中，第一和第二导电层中的一个与共通电极连接。此外，该共通电极包括设置在基板的背面上的第二电极。
(14)作为本公开的一种方式，优选的是，基板主要包括半导体材料。在该情况下，能够容易地将半导体蚀刻工艺或MACE用于贯通孔的形成。因此，能够容易地缩小贯通孔的排列周期。
(15)作为本公开的一种方式，也可以是，半导体材料包括Si、Ge、GaAs、InP和GaN中的至少一种。在该情况下，能够将公知的蚀刻工艺用于贯通孔的形成，贯通孔的形成变得容易。
(16)作为本公开的一种方式，也可以是，第一导电层是金属层。在该情况下，在第一导电层与电介质层的界面能够充分地反射光。
(17)作为本公开的一种方式，也可以是，第一导电层包括Pt。在该情况下，能够通过使用例如原子层沉积法(ALD)，在内径小而贯通方向长(即深宽比较大)的贯通孔内容易地形成第一导电层。
(18)作为本公开的一种方式，也可以是，电介质层包括氧化铝、氧化铪、氧化硅和氮化硅中的至少一种。在该情况下，能够适当地实现具有光透过性的电介质层。
(19)作为本公开的一种方式，也可以是，第二导电层包括ITO、氧化锌系导电体、氮化钛和氧化镉中的至少一种。在该情况下，能够适当地实现具有光透过性的第二导电层。
(20)本公开的发光装置，作为其一种方式，也可以是，具备：具有上述结构的空间光调制器，和面光源，其与该空间光调制器的表面或背面光学耦合。根据该发光装置，由于具备上述任一空间光调制器而能够增加有效像素数，从而，能够得到高画质的动态的光学图像。
(21)作为本公开的一种方式，优选的是，面光源包括光子晶体面发光激光元件。根据例如这样的结构，地面光源的实现变得容易。
(22)作为本公开的一种方式，优选的是，面光源包括：面发光激光元件，其具有活性层和相位调制层，相位调制层包括：基本层、和多个差异折射率区域，其具有与该基本层的折射率不同的折射率，并且在与该相位调制层的厚度方向垂直的面内呈二维状地分布。在这样的结构中，多个差异折射率区域各自的重心位置，优选的是：(1)其重心，以从在相位调制层的面上设定的虚拟的正方格子的对应的格子点偏离的状态配置，并且由连接重心和对应的格子点之间的线段与正方格子所成的角度定义的、以对应的格子点为中心的旋转角度被单独地设定；或者，(2)其重心，在通过对应的格子点且相对于正方格子倾斜的直线上配置，并且到对应的格子点的距离被被单独地设定。例如为这样的结构，也能够实现面光源。
以上，该“本申请发明的实施方式的说明”部分列举的各方式能够应用于其余的所有方式中的各个，或这些其余方式的所有组合。
[本申请发明的实施方式的详情]
以下，参照附图，对本实施方式的空间光调制器和发光装置的具体结构进行详细说明。此外，本发明并不限定于这些示例而是旨在包括由权利要求的范围表示、与权利要求的范围等同的含义和范围内的所有变更。另外，在附图的说明中对于相同要素标注相同标记并省略重复的说明。
(第一实施方式)
图1是示出本公开的第一实施方式的空间光调制器1A的外观的剖切立体图，并将空间光调制器1A的一部分放大示出。该空间光调制器1A是面波导型的空间光调制器，具备基板10。
基板10呈具有表面11和背面12的平板状。表面11和背面12各自平坦且彼此平行。基板10的厚度(表面11与背面12的距离)例如为0.05mm以上、1.0mm以下。此外，在基板10的厚度例如为0.1mm以下的情况下，空间光调制器1A的强度变低(耐冲击性变弱)。因此，例如，也可以通过在空间光调制器1A的表面和/或背面粘贴光透过性的其他的支撑基板，来提高该空间光调制器1A的强度。换言之，通过在空间光调制器1A的表面和/或背面粘贴光透过性的其他的支撑基板，能够减小基板10的厚度。基板10主要包括半导体，在一个例子中仅由半导体构成。构成基板10的半导体包括例如Si、Ge、GaAs、InP和GaN中的至少一个。在一个例子中，基板10是Si基板、Ge基板、GaAs基板、InP基板或GaN基板。基板10也可以是单晶基板，也可以是多晶基板。作为基板10的平面形状，能够采用圆形、正方形、长方形等各种形状。基板10的直径(或长边的长度)例如为5mm以上且450mm以下。
基板10具有多个贯通孔13。多个贯通孔13将表面11与背面12之间贯通。在基板10的与厚度方向垂直的平面(换言之，与表面11和背面12平行的平面)，多个贯通孔13配置成一维状或二维状。一维状是指，多个对象沿某一方向并排排列。二维状是指，具有某一规则性地平面状地并排排列(例如多个对象沿正交的2个方向分别并排排列等)。本实施方式中，在表面11和背面12中的至少一个，多个贯通孔13的平面形状的重心(在平面形状为圆形的状态下，是该圆形的中心)位于正方格子的格子点。
另外，在基板10的表面11上，设置有分别分配到多个贯通孔13的的配线电极32。此外，这些配线电极32(第一电极)也可以由多个电极构成。并且，在基板10的背面12上，设置有将多个贯通孔13之间的区域覆盖的、作为共通电极的配线电极31(第二电极)。
图2(a)～(i)是示出从基板10的厚度方向观察的各贯通孔13的形状的例子的图。作为贯通孔13的形状，图2(a)示出圆形，图2(b)示出正方形，图2(c)示出正三角形，图2(d)示出正五边形，图2(e)示出正六边形。这些圆形或正多边形是具有旋转对称性的形状的示例。另外，图2(f)示出椭圆形，图2(g)示出长方形，图2(h)示出等腰三角形，图2(i)示出梯形。这些是具有镜像对称性(轴对称性)的形状的示例。
沿基板10的厚度方向观察的多个贯通孔13的形状(例如在基板10的表面11上定义的形状)也可以全部相同，也可以包括彼此不同的形状。然而，形状相同并不旨在严格意义上的相同，可以允许制造上的误差。各贯通孔13的内径例如为0.1μm以上、10μm以下。此外，在以下说明中，贯通孔13的深宽比是指，贯通孔13的内径Z1与贯通方向上的贯通孔13的长度Z2之间的比(Z2/Z1)。
图3是沿图1所示的III-III线的截面图，示出空间光调制器1A的纵截面。如图3所示，各贯通孔13在基板10的厚度方向(换言之，与表面11和背面12垂直的方向)上笔直地延伸。另外，如图3所示，空间光调制器1A还具备多个层叠结构20。多个层叠结构20分别覆盖多个贯通孔13各自的内壁13a。
图4是图3的局部放大图。层叠结构20包括：导电层21(第一导电层)、电介质层22和导电层23(第二导电层)。导电层21设置在贯通孔13的内壁13a上。图3和图4所示的导电层21在贯通孔13的内壁13a上从表面11一直设置至背面12，但并不限于该方式，也可以例如从背面12设置至贯通孔13的途中(即，未到达表面11)。导电层21例如是金属层。在该情况下，导电层21例如包括Pt。在一个例子中，导电层21是Pt层。此外，导电层21也可以包括Pt以外的金属，也可以由Pt以外的金属构成。导电层21的厚度t1例如为10nm以上且1000nm以下。导电层21的表面21a是凹凸少的平滑面。
电介质层22设置在导电层21上，使导电层21与导电层23相互绝缘。本实施方式的电介质层22包括：设置在导电层21上的第一层221、和设置在第一层221上的第二层222。图3和图4所示的电介质层22在贯通孔13的内壁13a上从表面11一直设置至背面12，但并不限于该方式，如果使导电层21与导电层23相互绝缘，也可以仅在内壁13a上的一部分设置(例如，从表面11和背面12中的一个设置至贯通孔13的途中)。电介质层22和第一层221和第二层222主要包括具有光透过性的无机电介质，在一个例子中仅由无机电介质构成。例如，电介质层22的第一层221和第二层222包括氧化铝(Al2O3)、氧化铪(HfO2)、氧化硅(SiO2)和氮化硅(SiN)中的至少一个，也可以是将它们中的至少两个混合的层。在一个例子中，第一层221和第二层222是Al2O3层、HfO2层、SiO2或SiN层。此外，第一层221和第二层222的构成材料也可以彼此相同，也可以彼此不同。在本实施方式的说明中，具有光透过性是指，入射于空间光调制器1A的光的波长(例如包括在可见光域或近红外域)的吸光系数为0.1cm-1以下的性能。此时，即使透过厚度1mm的层，光强度的降低量也为10％以下。此外，如果具有光透过性，第一层221和第二层222中的至少一个也可以包括除Al2O3、HfO2、SiO2和SiN之外的其他电介质，也可以由除Al2O3、HfO2、SiO2和SiN之外的其他电介质构成。电介质层22的厚度t2例如为1nm以上且20nm以下。电介质层22的与导电层21接触的面是凹凸少的平滑面。此外，在仅通过第一层221和第二层222中的一个能够充分地使导电层21与导电层23绝缘的情况下，也可以不设置第一层221和第二层222中的另一个。
导电层23设置在电介质层22上。换言之，导电层23将电介质层22夹持于中间地设置在导电层21上。图3和图4所示的导电层23在贯通孔13的内壁13a上从表面11一直设置至背面12，但并不限于该方式，也可以例如从表面11设置至贯通孔13的途中(即，未到达背面12)。导电层23主要包括具有光透过性的导电体，例如仅由具有光透过性的导电体构成。在一个例子中，导电层23包括氧化铟锡(Indium Tin Oxide：ITO)和氧化锌系导电体(例如镓氧化锌(Gallium doped Zinc Oxide：GZO)、掺铝氧化锌(Aluminum doped Zinc Oxide：AZO)等)中的至少一个，在一个例子中导电层23是ITO层或AZO层。此外，导电层23也可以包括除ITO和AZO以外的光透过性导电体，也可以由除ITO和AZO以外的光透过性导电体构成。导电层23的厚度t3例如为1nm以上且20nm以下。
在背面12上的整个面设置有导电层24。导电层24是与导电层21同时形成的层，其构成材料与导电层21相同。在一个例子中，导电层24与背面12接触。各贯通孔13内的导电层21与导电层24相连。在导电层24上设置有配线电极31(第二电极)。配线电极31，与导电层24接触，并经由导电层24与各贯通孔13内的导电层21电连接。即，配线电极31对多个贯通孔13共通地设置。配线电极31例如是Au膜这样的金属膜。此外，该金属膜的材料不仅限于Au，例如为了提高附着性也可以为Cr/Au、Ti/Au、Ti/Pt/Au等材料。图3和图4所示的配线电极31在导电层24的整个面上设置，并在背面12上将多个贯通孔13之间的区域全部覆盖。此外，在背面12中的、未形成贯通孔13的区域，也可以将导电层24和配线电极31去除。由此，能够消除从晶圆出割器件时的金属的剥离，并且抑制难以去除的金属杂质的附着。
在表面11上的整个面设置有电介质层25。电介质层25是与电介质层22的第一层221或第二层222(在图3和图4的例子中是第二层222)同时形成的层，其构成材料与同时形成的第一层221或第二层222相同。在一个例子中，电介质层25与表面11接触。各贯通孔13内的第一层221或第二层222与电介质层25相连。
在电介质层25上设置有导电层26。导电层26是与导电层23同时形成的层，其构成材料与导电层23相同。在一个例子中，导电层26与电介质层25接触。并且，在导电层26上设置有配线电极32(第一电极)。配线电极32与导电层26接触，并且经由导电层26与各贯通孔13内的导电层23电连接。导电层26和配线电极32对每一个或一个以上贯通孔13(在图3和图4的例子中对每一个贯通孔13)设置在独立的区域，对每个区域(即，对每一个或一个以上贯通孔13)电分离(绝缘)。在图1中示出导电层26和配线电极32的平面形状为正方形的情况，但导电层26和配线电极32的平面形状不限于此，例如也可以是圆形这样的其他形状。配线电极32也可以具有包括与导电层26接触的第一膜(例如Cr膜或Ti膜)和设置在第一膜上的第二膜(例如Au膜)的层叠结构。另外，配线电极32也可以具有例如Ti/Pt/Au这样的3层以上的层叠结构。
对上述空间光调制器1A的作用进行说明。如图5所示，当光L从基板10的背面12一侧入射时，光L通过多个贯通孔13内。此时入射的光L优选是相位在空间上统一的空间相干光。入射于各贯通孔13内的光L一边在各层叠结构20的导电层21与电介质层22的界面反射一边行进，穿过各贯通孔13。在此，若在某贯通孔13内的导电层21与导电层23之间施加电压，则该层叠结构20中产生下述三个现象。
(1)与蓄积在导电层23的载流子的密度相应的、导电层23的折射率的变化
由于导电层21和导电层23以夹持电介质层22的状态设置，因此它们构成电容器。因此，当在导电层21与导电层23之间施加有电压时，在导电层21的与电介质层22的界面附近蓄积有电子和空穴中的一种载流子，在导电层23的与电介质层22的界面附近蓄积有电子和空穴中的另一种载流子。在导电层23主要包括ITO或AZO等无机导电体的情况下，载流子的蓄积导致导电层23的该界面附近的部分金属化，该部分的折射率发生变化。折射率的变化量随载流子蓄积得越多(即，施加电压越大)而变得越大。透过该部分的光L的光程随之发生变化。伴随载流子蓄积的折射率的变化例如能够使用德鲁德(Drude)模型等进行估计。在德鲁德模型中，共振波长附近的介电常数的实部趋于0，是被称作ENZ(Epsilon Near Zero)区域的、折射率的变化大的区域。因此，通过将光的波长设定于ENZ区域，能够实现大的相位调制量。
(2)因导电层21与导电层23之间的电场而引起的电介质层22的折射率的变化
由于电介质层22夹持于导电层21与导电层23之间，因此，当在导电层21与导电层23之间施加了电压时，产生通过电介质层22的电场。由于该电场引起的电光效应，电介质层22的折射率发生变化。折射率的变化量随电场越强(即，施加电压越大)而变得越大。透过该电介质层22的光L的光程随之发生变化。
(3)导电层21与电介质层22的界面的反射前后的相移量的变化
在层叠结构20，透过导电层23和电介质层22的光L在导电层21反射，再次透过电介质层22和导电层23并最终输出。在电介质层22的厚度比光L的波长足够小的情况下，当在导电层21与导电层23之间施加有电压时，在导电层21和导电层23分别产生被称作间隙表面等离子体模式(gap surface plasmon mode)的彼此反向的感应电流电磁场。其结果，在电介质层22内产生强烈的磁共振(等离子体共振)。由于该磁共振，导电层21与电介质层22的界面的反射前后的相移量发生变化。此时的相位变化量取决于施加在导电层21与导电层23之间的电压的大小。另外，在层叠结构20全反射的情况下，还存在被称作古斯-汉欣位移的相移。因此，通过改变施加电压来使折射率变化，还能够控制该相移量。
由于上述现象(1)～现象(3)，从各贯通孔13出射的光L的相位根据导电层21与导电层23之间的电压的大小而变化。并且，本实施方式的导电层23对每一个由一个或更多贯通孔13构成的组电气分离。其结果，能够对每一个或更多贯通孔13单独地设定导电层21与导电层23之间的电压的大小。此外，导电层21与导电层23之间的电压从空间光调制器1A的外部通过背面12上的配线电极31和表面11上的配线电极32施加。通过以上的作用，根据该空间光调制器1A，能够在空间上动态地控制光L的相位分布。
图6是概念性地示出在沿某个方向排列的多个贯通孔13，对导电层21与导电层23之间的电压的大小赋予了梯度的情况下的光L的形态的图。图6所示的光L的箭头的长度表示相位变化量。在对电压的大小赋予了梯度的情况下，如图6所示，从各贯通孔13出射的光L的相位也具有某种梯度地进行分布。并且，将这些光L合成的、来自空间光调制器1A的出射光Lout沿着该梯度的法线方向出射。此外，在本实施方式中，导电层21与导电层23之间的电压的大小根据期望的光学图像而计算，并对每一个贯通孔13任意地确定。
在此，对制作本实施方式的空间光调制器1A的方法进行说明。图7的(a)～图10的(c)是示出制作空间光调制器1A的方法的一个例子的图。首先，如图7(a)所示，准备具有平坦且彼此平行的表面11和背面12的基板10。接下来，如图7(b)所示，在背面12(或者也可以是表面11)上涂布抗蚀剂，对该抗蚀剂进行曝光(或电子射线照射)和显影，从而形成抗蚀剂掩模M1。抗蚀剂掩模M1具有与多个贯通孔13(参照图1)对应的多个开口MA。
接着，如图7(c)所示，通过抗蚀剂掩模M1的开口对基板10进行蚀刻。该蚀刻例如是干法蚀刻，在一个例子中是通过博世工艺(bosch process)进行的电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma：ICP)蚀刻。之后，如图7(d)所示，通过有机清洗来去除抗蚀剂掩模M1。此外，在蚀刻基板10时，在抗蚀剂掩模M1与基板10的蚀刻选择比不充分的情况下，在涂布抗蚀剂前，在背面12上(或表面11上)成膜SiN或SiO2这样的硅化合物膜。也可以在该硅化合物上形成抗蚀剂掩模M1之后，将开口MA转印至硅化合物膜。并且，也可以以该硅化合物膜作为蚀刻掩模对基板10进行蚀刻。此外，蚀刻掩模不限于硅化合物膜，还能够利用Al2O3或HfO2这样的其他的无机电介质。
接着，如图8(a)所示，形成导电层21和24。在该工序中，使用原子层沉积法(AtomicLayer Deposition：ALD)。通过ALD，能够使导电层21、24的材料各向同性地、薄且均匀地沉积在各贯通孔13的内壁13a上和基板10的背面12上。此外，一般而言，ALD适于高深宽比的孔内部的成膜，但不限于ALD，也可以通过例如电镀技术、蒸镀、溅射等其他方法形成导电层21、24。接着，如图8(b)所示，形成电介质层22的第一层221。在该工序中，与导电层21、24同样地使用ALD，将第一层221的材料薄且均匀地沉积在各贯通孔13的内壁13a上。此时，在基板10的背面12上形成由与第一层221相同材料构成的电介质层27。在该工序中也不限于ALD，也可以通过溅射等其他方法形成第一层221。
接着，如图8(c)所示，通过去除电介质层27来使其下方的导电层24露出。在该工序中，例如，能够通过使用了氢氟酸系溶剂的湿法蚀刻，或使用了氢氟酸系气体的干法蚀刻来去除电介质层27。接着，如图8(d)所示，在露出的导电层24上形成配线电极31。在该工序中，例如使用电镀技术或蒸镀等形成配线电极31。
接着，如图9(a)所示，通过将基板10翻过来，从而使表面11面朝向上方。然后，形成电介质层22的第二层222和电介质层25。在该工序中，与第一层221同样地使用ALD，将第二层222和电介质层25的材料薄且均匀地沉积在各贯通孔13的内壁13a上和基板10的表面11上。在该工序中也不限于ALD，也可以使用溅射等其他方法来形成第二层222和电介质层25。
接着，如图9(b)所示，形成导电层23和导电层26。在该工序中，与导电层21、24同样地使用ALD，将导电层23、26的材料薄且均匀地沉积在各贯通孔13的内壁13a上和基板10的表面11上。在该工序中也不限于ALD，也可以使用例如溅射等其他方法形成导电层23、26。
接着，如图9(c)所示，在导电层26上涂布了抗蚀剂后，对该抗蚀剂进行曝光(或电子射线照射)和显影，从而形成抗蚀剂掩模M2。抗蚀剂掩模M2具有：将多个贯通孔13按每一个或一个以上贯通孔13包围的格子状的开口MB。然后，如图10(a)所示，通过抗蚀剂掩模M2的开口MB对导电层26进行蚀刻。在该工序中，例如，通过使用了氢氟酸系溶剂的湿法蚀刻，或使用了氢氟酸系气体的干法蚀刻，来蚀刻导电层26。通过该工序，导电层23和26对每一个由一个或更多贯通孔13构成的组电气分离。之后，如图10(b)所示，通过有机清洗来去除抗蚀剂掩模M2。接着，如图10(c)所示，在导电层26上形成配线电极32。在该工序中，例如使用电镀技术形成配线电极32。经过以上工序，可制作本实施方式的空间光调制器1A。
图11(a)～(c)是示出在基板10上形成多个贯通孔13的其他方法(MACE)的图。首先，如图11(a)所示，在表面11上(或背面12上)形成与多个贯通孔13分别对应的多个催化剂金属膜41。催化剂金属膜41例如包括：与基板10接触的Ti层、和形成在Ti层上的Au层。此外，也可以使用除此之外的金属膜(例如，Ag、Pt、Pd或Cu等贵金属膜)作为催化剂金属膜41。然后，将基板10浸渍在蚀刻液中。作为蚀刻液，能够利用例如氢氟酸与过氧化氢水溶液的混合液。此时，如图11(b)所示，在催化剂金属膜41与基板10的接触部位，反应被局部地促进，催化剂金属膜41下的基板10被选择性地蚀刻。催化剂金属膜41一边下降一边推进该蚀刻。由此，在基板10形成有高深宽比的多个凹部42。通过使该蚀刻推进(通过多个凹部42贯通基板10)，能够形成高深宽比的多个贯通孔13。或者，之后也可以如图11(c)所示，通过在形成有催化剂金属膜41的面的相反侧的面进行蚀刻或研磨(或两者)，从而相对于基板10使凹部42贯通并且去除催化剂金属膜41。在该情况下，也能够在基板10形成高深宽比的多个贯通孔13。此外，在进行蚀刻或研磨时，通过提高表面11与背面12的平行度，能够统一多个贯通孔13的贯通方向上的长度，抑制相位变化量的偏差。以后的工序与图8(a)～图10(c)所示的工序相同。
对通过以上说明的本实施方式的空间光调制器1A得到的效果进行说明。如上所述，本实施方式的空间光调制器1A能够在空间上动态地控制光的相位分布。除此之外，由于贯通孔13例如能够通过半导体的蚀刻工艺或MACE这样的方法形成，因此，能够容易地使贯通孔13的排列周期比液晶型的空间光调制器的像素的排列周期小。因此，空间光调制器1A能够相比现有技术缩小贯通孔13即像素的排列周期。其结果，通过将空间光调制器1A与例如光子晶体激光元件这样的面光源组合，能够增加有效像素数并得到高画质的光学图像。
另外，与上述非专利文献1记载的结构相比，本实施方式的空间光调制器1A具有下述优点。即，在上述非专利文献1记载的结构中，为了使光通过形成于基板的表面的凹部，需要使光通过存在于该凹部的底面下的基板部分。因此，只能限定于难以被基板吸收的波段的光。另外，上述非专利文献1中，使用MACE作为形成凹部的方法，但如果在形成有底的凹部的情况下使用MACE，则催化剂金属膜残留在凹部的底部，因该催化剂金属膜而导致光发生散射。针对这些问题，在本实施方式的空间光调制器1A中，由于光L在贯通基板10的表面11与背面12之间的贯通孔13内通过，因此，光L无需通过基板10内。因此，与上述非专利文献1记载的结构相比，根据本实施方式，能够扩大可用的波段。另外，即使在将MACE用于贯通孔13的形成的情况下，也能够容易地去除催化剂金属膜41，因此，也不存在因催化剂金属膜41而导致的光的散射。因此，根据本实施方式的空间光调制器1A，与非专利文献1记载的结构相比，能够得到高画质的光学图像。
如本实施方式那样，从基板10的厚度方向观察的各贯通孔13的形状也可以具有旋转对称性或镜像对称性。在该情况下，能够抑制来自各贯通孔13的光的出射方向的偏倚。
如本实施方式那样，从基板10的厚度方向观察的多个贯通孔13的形状也可以彼此相同。在该情况下，能够对每一个贯通孔13使出射光的条件(光强度等)均一，并且能够容易地形成高画质的光学图像。
如本实施方式那样，在基板10的表面11和背面12中的至少一个，多个贯通孔13的重心也可以位于正方格子或三角格子的格子点。在该情况下，在与基板10的厚度方向垂直的面上，多个贯通孔13有规则地排列(变得可容易地设计光学图像)。
如本实施方式那样，导电层23也可以与对每一个贯通孔13设置的基板10上的配线电极32电连接。例如通过该结构，能够对导电层23按每一个贯通孔13单独地施加电压。另外，导电层21也可以与对多个贯通孔13共通地设置的、基板10上的配线电极31电连接。例如通过该结构，能够容易地对导电层21设定作为基准的电位。
如本实施方式那样，配线电极31也可以在基板10的背面12覆盖多个贯通孔13之间的区域。在该情况下，由于能够抑制光L通过贯通孔13以外的基板部分，因此，出射光Lout能够仅由通过贯通孔13并调制的光L构成。另外，通过在作为光入射侧的面的背面12设置这样的配线电极31，能够抑制在贯通孔13以外的基板部分的光L的吸收，以及基板10的温度上升。
如本实施方式那样，基板10也可以主要包括半导体。在该情况下，能够将半导体蚀刻工艺或MACE用于贯通孔13的形成。因此，变得容易形成高深宽比的精细的贯通孔13，并且变得容易缩短贯通孔13的排列周期。
如本实施方式那样，基板10的半导体也可以包括Si、Ge、GaAs、InP和GaN中的至少一个。在该情况下，能够将公知的蚀刻工艺用于贯通孔13的形成，并且贯通孔13的形成变得容易。
如本实施方式那样，导电层21也可以是金属层。在该情况下，在导电层21与电介质层22的界面能够使光L充分地反射。
如本实施方式那样，导电层21也可以包括Pt。在该情况下，例如通过使用ALD，内径较小而贯通方向较长(即，深宽比大)的贯通孔13内的导电层21的形成变得容易。
如本实施方式那样，电介质层22也可以包括Al2O3、HfO2、SiO2和SiN中的至少一个。在该情况下，能够适当地实现具有光透过性的电介质层22的形成。
如本实施方式那样，导电层23也可以包括ITO、氧化锌系导电体(GZO、AZO等)、氮化钛和氧化镉中的至少一个。在该情况下，能够适当地实现具有光透过性的导电层23的形成。
(第一变形例)
图12是作为上述实施方式的第一变形例示出空间光调制器1B的俯视图。在该空间光调制器1B中，多个贯通孔13的平面形状(在表面11上定义的形状)的重心不是上述实施方式那样的正方格子的格子点，而是位于三角格子的格子点。在该情况下也为，在与基板10的厚度方向垂直的面上，多个贯通孔13有规则地排列，因此，能够光学图像的设计变得容易。此外，作为多个贯通孔13的排列，不限于上述实施方式和本变形例，能够应用其他的各种排列。
(第二变形例)
图13～图15是作为上述实施方式的第二变形例分别示出空间光调制器1C～1E的俯视图。在图13所示的空间光调制器1C中，基板10具有沿某个方向A1直线状地延伸的多个贯通孔13。这些贯通孔13沿着与方向A1交叉(例如正交)的方向A2隔开一定的间隔排列。配线电极32以包围各贯通孔13的周围的方式呈长方形的框状地延伸。另外，在图14所示的空间光调制器1D中，基板10具有绕某个中心点C呈圆弧状地延伸的多个(图中为3个)贯通孔13。并且，这些贯通孔13在以中心点C(原点)为中心的极坐标下，跨小于360°的角度范围延伸，并且在矢径方向上等间隔排列。配线电极32沿各贯通孔13的两侧的边缘延伸。另外，在图15所示的空间光调制器1E中，基板10也具有绕某个中心点C呈圆弧状地延伸的多个贯通孔13。然而，在该例中，在绕中心点C的圆上，2个以上的贯通孔13在周向上隔开间隔排列，并且多个这样的圆呈同心圆状地等间隔地配置。
在这些空间光调制器1C～1E中，从基板10的厚度方向观察的各贯通孔13的形状呈线状地延伸，并且多个贯通孔13在与各贯通孔13的延伸方向交叉的方向上排列。在贯通孔13具有这种形状的的情况下，也能够实现与上述实施方式同样的作用效果。另外，在贯通孔13像这样延伸的情况下，在蚀刻变得容易的同时，能够通过提高相位调制部的开口率，并且能够更高效率、更高精细的相位控制。进而，孔内部的光在延伸方向上的光束缚弱，能够抑制传播损耗。
(第三变形例)
图16是作为上述实施方式的第三变形例示出空间光调制器1F的俯视图。在空间光调制器1F中，基板10具有图13所示形状的多个贯通孔13。并且，对每一个贯通孔13设置有多个(图示例中为3个)配线电极32。在图1、图12、图13所示的例子中，对每一个贯通孔13设置有一个配线电极32，但也可以像本变形例那样，对每一个贯通孔13设置有多个配线电极32。该情况下，也能够对导电层23按每一个贯通孔13单独地施加电压。另外，由于与多个配线电极32中的任何一个连接配线就够了，因此，配线的自由度提高。
(第四变形例)
图17是作为上述实施方式的第四变形例示出空间光调制器1G的结构的截面图。空间光调制器1G除上述实施方式的空间光调制器1A的结构之外，还具备电介质区域28。电介质区域28在各贯通孔13内设置于各层叠结构20上，由具有光透过性的电介质构成。电介质区域28的构成材料例如包括Al2O3、HfO2、SiO2和SiN中的至少一个，也可以是将它们中的至少两个混合的区域。在一个例子中，电介质区域28仅由Al2O3、HfO2、SiO2或SiN构成。此外，电介质区域28和电介质层22的构成材料也可以彼此相同，也可以彼此不同。在图17的例子中，电介质区域28在被层叠结构20包围的贯通孔13内的空间中，填充各贯通孔13的贯通方向上的全部空间。不限于此例，电介质区域28也可以填充各贯通孔13的贯通方向上的一部分空间。另外，如图17所示，电介质区域28的表面11一侧的端面也可以到达配线电极32，电介质区域28也可以进一步填充相邻的配线电极32之间的间隙。
图18(a)和(b)是示出制作空间光调制器1G的工序中形成电介质区域28的工序的图。首先，经过上述实施方式的图7(a)～图10(c)所示的工序，制作图1所示的空间光调制器1A。然后，如图18(a)所示，从表面11一侧例如通过ALD沉积电介质区域28的材料。此时，在贯通孔13的贯通方向的一部分或全部埋入有电介质区域28。之后，如图18(b)所示，通过从表面11侧蚀刻电介质区域28来减薄电介质区域28，从而配线电极32从电介质区域28露出。由此，制作本变形例的空间光调制器1G。此外，在通过局部地减薄电介质区域28来使配线电极32露出的情况下，也可以，首先，在电介质区域28上形成在配线电极32上具有开口的抗蚀剂掩模，经由该抗蚀剂掩模对电介质区域28进行蚀刻(使配线电极32露出)，之后，通过有机清洗来去除抗蚀剂掩模。
像本变形例那样，空间光调制器1G也可以具备：设置在各层叠结构20上的、具有光透过性的电介质区域28。在该情况下，由于贯通孔13的折射率大于1，并且通过的光L的光程变长，因此，在导电层21与电介质层22的界面反射的次数增加。因此，能够增大各贯通孔13的相位调制量。或者，能够减小为了实现规定的相位调制量所需的基板10的厚度。另外，在该情况下，电介质区域28也可以在被层叠结构20包围的空间之中的、各贯通孔13的贯通方向上的至少一部分(沿贯通方向的一部分区间)。由此，通过贯通孔13内的光L的光程进一步变长，在导电层21与电介质层22的界面反射的次数进一步增加。
(第五变形例)
图19是作为上述实施方式的第五变形例示出空间光调制器1H的结构的截面图。空间光调制器1H除上述实施方式的空间光调制器1A的结构之外，还具备平滑层29。平滑层29设置在各贯通孔13的内壁13a上，具有平滑的表面29a。并且，层叠结构20设置在平滑层29的表面29a上。在一个例子中，层叠结构20的导电层21紧贴平滑层29的表面29a。平滑层29包括金属和电介质中的至少一个。在一个例子中，平滑层29是金属层或电介质层。作为一例，能够使用Al2O3、HfO2、SiO2、SiN等电介质层或Pt等金属层作为平滑层29，例如，能够通过ALD将这些层成膜，来形成平滑的膜。
根据本变形例，即使在贯通孔13的内壁13a存在加工时的凹凸的情况下，导电层21的表面也是平滑的。因此，能够有效地抑制在导电层21与电介质层22的界面的光L的漫反射。另外，由于例如平滑层29包括金属和电介质的至少一个，能够与内壁13a的凹凸无关地实现平滑的表面29a。另外，在平滑层29由绝缘性的电介质构成的情况下，由于导电层21与基板10能够彼此电气分离，因此，能够有效地抑制从导电层21向基板10的电流泄露(leak)。由此，能够高精度地进行对导电层21的施加电压的控制。
(相位的动态调制)
图20(a)～(c)是用于说明在空间光调制器1A～1H中，用于利用施加电压的强度调制来实现相位的动态调制的基本要素和基本单元的结构的图。
在上述各空间光调制器1A～1H中，能够将基板10分别视作多个基本要素100的集合体，基本要素100分配有一个贯通孔13。在图20(a)中，示出1个基本要素100的一个例子。各基本要素100由包括对应的贯通孔13的基板10的一部分、设置在表面11上的配线电极32和设置在背面12上的配线电极31构成。在图20(a)所示的例子中，在表面11上沿彼此交叉的2个方向(例如正交的2个方向)分别定义的、基本要素100的最大宽度W，均设定得比入射光的波长短。
上述空间光调制器1A～1H分别由作为调制控制单位的基本单元构成。例如，在图20(b)中，示出由沿1个方向连续的3个基本要素100构成的基本单元200A的例子。另外，在图20(c)中，示出由沿彼此正交的2个方向分别连续的9个(3×3)基本要素100构成的基本单元200B的例子。
在图20(b)所示的基本单元200A中，对每一个分配给3个基本要素100的贯通孔13，在表面11上设置有配线电极32，另一方面，作为3个基本要素100的共通电极，在背面12上设置有配线电极31。可知，在这样构成的基本单元200A中，在动态地调制各基本要素100的透过强度(或反射强度)时，能够得到使该基本单元200A的出射区域300(图20(b)中斜线所示的区域)的位置等效地偏移的效果(动态相位调制)。此外，这样的相位调制利用上述非专利文献2公开的迂回位相(detour phase)全息(hologram)的原理，由多个基本单元构成空间光调制器例如被上述非专利文献3公开。
另外，在图20(c)所示的基本单元200B中，对每一个分配给9个基本要素100的贯通孔13，在表面11上设置有配线电极32，另一方面，作为9个基本要素100的共通电极，在背面12上设置有配线电极31。在该基本单元200B中，在动态地调制各基本要素100透过强度(或反射强度)时，能够得到使该基本单元200A的出射区域300(图20(c)中斜线所示的区域)的位置等效地偏移的效果。
如上所述，在由多个基本单元200A构成空间光调制器1A～1H的情况下，能够一维的相位调制，在通过多个基本单元200B构成空间光调制器1A～1H的情况下，能够二维的相位调制。此外，空间光调制器1A～1H也可以如该基本单元200A与200B的组合那样，由不同结构的多种基本单元构成。
(第二实施方式)
图21(a)是示出本公开的第二实施方式的发光装置2的结构的截面图。该发光装置2具备：上述实施方式的空间光调制器1A和面发光激光元件50。面发光激光元件50是本实施方式的面光源，是所谓的光子晶体面发光激光元件(Photonic Crystal Surface EmittingLASER：PCSEL)。面发光激光元件50与空间光调制器1A的表面11或背面12(图示例中为背面12)光学耦合。在一个例子中，面发光激光元件50经由接合部51与空间光调制器1A的背面12接合。接合部51例如是焊料等导电性接合材料。接合部51的材料也可以不是导电性的。
在此，定义以通过面发光激光元件50的中心且在面发光激光元件50的厚度方向上延伸的轴为Z轴的XYZ正交坐标系。面发光激光元件50沿在X-Y平面上定义的方向形成驻波，在与半导体基板53的主面53a垂直的方向(Z方向)上输出激光L。此外，Z方向与空间光调制器1A的基板10的厚度方向(换言之，贯通孔13的贯通方向)一致。
面发光激光元件50具有：半导体基板53、和设置在半导体基板53的主面53a上的半导体层叠60。半导体层叠60具有：设置在主面53a上的包层61、设置在包层61上的活性层62、设置在活性层62上的包层63、和设置在包层63上的接触层64。另外，半导体层叠60具有光子晶体层65A。在图21(a)的例子中，光子晶体层65A设置在活性层62与包层63之间，但光子晶体层65A也可以设置在包层61与活性层62之间。激光从半导体基板53的背面53b输出，作为图5所示的光L提供给空间光调制器1A。
包层61和包层63的能带隙(energy band gap)比活性层62的能带隙宽。半导体基板53、包层61和63、活性层62、接触层64、光子晶体层65A的厚度方向与Z轴方向一致。
光子晶体层(衍射光栅层)65A是形成共振模式的层。图21(b)是将光子晶体层65A放大示出的截面图。光子晶体层65A构成为包括基本层65a和多个差异折射率区域65b。基本层65a是由第一折射率介质构成的半导体层。多个差异折射率区域65b由折射率与第一折射率介质不同的第二折射率介质构成，存在于基本层65a内。差异折射率区域65b也可以是空孔，也可以在空孔埋入化合物半导体而构成。多个差异折射率区域65b在与光子晶体层65A的厚度方向垂直的面(与X-Y平面平行的面)二维状地且周期性地排列。在将等效折射率设为n的情况下，光子晶体层65A所选择的波长λ0(＝a×n，a是光栅间距)包括在活性层62的发光波长范围内。光子晶体层65A能够选择活性层62的发光波长中的波长λ0并输出到外部。
图22是光子晶体层65A的俯视图。在光子晶体层65A，设定有X-Y平面的虚拟的正方格子。如图22所示，将平行于Y轴的线x0～x3与平行于X轴的线y0～y2的交点设定为格子点O，将以该格子点O为中心的正方区域设定为单位结构区域R(0,0)～R(3,2)。因此，作为正方格子的各单位结构区域R(x,y)的一边与X轴平行，另一边与Y轴平行。此时，各差异折射率区域65b的重心G与正方格子的各格子点O(即，单位结构区域R(x,y)的中心)一致。差异折射率区域65b的平面形状例如为圆形状，存在于由通过连接相邻格子点的线段的中点且与所述线段正交的线段所包围的单位结构区域R(第一布里渊区(brillouin zone))内。此外，多个差异折射率区域65b的平面形状不限于圆形，例如也可以是多边形、闭合曲线、由2个以上闭合曲线构成等各种形状。另外，多个差异折射率区域65b的周期结构不限于此，例如也可以代替正方格子而设定三角格子。
再次参照图21。面发光激光元件50还具有：设置在接触层64上的金属电极膜66、和设置在半导体基板53的背面53b上的金属电极膜67。金属电极膜66与接触层64欧姆接触，金属电极膜67与半导体基板53欧姆接触。金属电极膜67呈包围激光的输出区域的框状(环状)的平面形状，具有开口67a。此外，金属电极膜67的平面形状也可以为矩形框状、圆环状等各种形状。金属电极膜67也可以经由导电性的接合部51与空间光调制器1A的配线电极31接合，与配线电极31等电位。特别地，在接合部51为金属的情况下，在面发光激光元件50产生的热量能够通过基板10释放。半导体基板53的背面53b中的、开口67a内的部分被防反射膜68覆盖。作为该防反射膜68的构成材料，能够应用作为光透过性的电介质的SiN或SiO2。或者，作为防反射膜68的构成材料，也能够应用ITO、AZO、TiN或CdO等透明导电膜。在该情况下，从金属电极膜67注入的电流在与厚度方向垂直的面上大范围扩散。因此，能够应用更薄的半导体基板53。或者，也可以代替半导体基板53在半导体层叠60贴合光透过性的支撑基板。通过使半导体基板53更薄或去除该半导体基板53，能够使用比半导体基板53的带边波长(band edge wavelength)短的波段的光。金属电极膜66设置在半导体层叠60的中央区域，即，从Z方向观察与开口67a重合的区域。
当向金属电极膜66与金属电极膜67之间供给驱动电流时，在活性层62内发生电子与空穴的复合(活性层62内的发光)。有助于该发光的电子和空穴以及所产生的光在包层61与包层63之间高效地分布。由于从活性层62输出的光分布在包层61与包层63之间，因此，该光在进入光子晶体层65A的内部后，根据光子晶体层65A内部的格子结构，在沿半导体基板53的主面53a的方向上形成共振模式。并且，光以与多个差异折射率区域65b的排列周期对应的波长振荡，生成激光。从光子晶体层65A出射的激光的一部分在与半导体基板53的主面53a垂直的方向上行进，直接从背面53b通过开口67a朝向空间光调制器1A输出。另外，从光子晶体层65A出射的激光的剩余部分在金属电极膜66反射后，从背面53b通过开口67a朝向空间光调制器1A输出。
在某个例子中，半导体基板53是GaAs基板，包层61、活性层62、光子晶体层65A、包层63和接触层64由GaAs系半导体构成。在另一个例子中，包层61是AlGaAs层，活性层62具有多重量子阱结构(势垒层：AlGaAs/量子阱层：InGaAs，阱层的层数例如是3个)，光子晶体层65A的基本层65a是AlGaAs层或GaAs层，差异折射率区域65b是空孔，包层63是AlGaAs层，接触层64是GaAs层。
对包层61赋予与半导体基板53相同的导电类型，对包层63和接触层64赋予与半导体基板53相反的导电类型。在一个例子中，半导体基板53和包层61为n型，包层63和接触层64为p型。光子晶体层65A，在设置于活性层62与包层61之间的情况下，具有与半导体基板53相同的导电类型，在设置于活性层62与包层63之间的情况下，具有与半导体基板53相反的导电类型。此外，杂质浓度为例如1×1016～1×1021/cm3。在未刻意掺入任何杂质的本征(i型)中，该杂质浓度为1×1016/cm3以下。活性层62不限于本征(i型)半导体，也可以掺杂(dope)。此外，作为光子晶体层65A的杂质浓度，在需要抑制因经由杂质能级的光吸收导致的损耗的影响等情况下，也可以为本征(i型)。
以上说明的本实施方式的发光装置2具备：空间光调制器1A、和与空间光调制器1A的表面11或背面12光学耦合的面光源(面发光激光元件50)。该发光装置2通过具备第一实施方式的空间光调制器1A，能够增加有效像素数，并且能够得到高画质的动态的光学图像。另外，通过面发光激光元件50，实现向空间光调制器1A提供相干光的面光源变得容易。此外，发光装置2也可以代替空间光调制器1A而具备上述各变形例的空间光调制器1B～1H中的任一个。在该情况下也能够实现同样的作用效果。
此外，在图21中，例示了面发光激光元件50从半导体基板53的背面53b侧出射光的情况，也可以如图23所示，面发光激光元件50从半导体基板53的主面53a侧(即，半导体层叠60的与半导体基板53为相反侧的表面)出射光。在该情况下，金属电极膜66具有与多个贯通孔13分别相对的多个开口66a。金属电极膜66的开口66a以外的区域经由导电性的接合部51与空间光调制器1A的配线电极31整面地接合。另外，金属电极膜67设置在背面53b上的整个面。由此，能够在与半导体层叠60的厚度方向垂直的面内均匀地注入电流。另外，特别是在接合部51为焊料等金属的情况下，空间光调制器1A能够使在半导体层叠60产生的热量通过并高效地释放。在该情况下，金属电极膜66与配线电极31等电位。半导体层叠60的表面中的、金属电极膜66的开口66a内的部分被防反射膜68覆盖。根据图23所示的结构，没有使用导电率不太高的透明导电膜，就能够向空间光调制器1A提供比半导体基板53的带边波长短的波段的光。因此，在发光装置2输出比半导体基板53的带边波长短的波段的光的情况下，该发光装置2的高效率变得可能。
图24是示出金属电极膜66和接合部51的平面形状的例子的图。为容易理解，将接合部51存在的区域用剖面线表示。金属电极膜66的各开口的平面形状也可以与贯通孔13的平面形状相同，也可以不同。作为一例，在图24中，示出具有平面形状为正方形的多个开口66a的金属电极膜66。另外，如图24所示，接合部51也可以设置在位于多个开口66a之间的整个区域。另外，在金属电极膜66的周缘部也可以不设置接合部51。
图25是示出从图23所示的结构中去除了半导体基板53的情况下的结构的截面图。如图25所示，通过从图23的面发光激光元件50留下半导体层叠60并去除半导体基板53，能够得到减薄的面发光激光元件50A。在该情况下，能够避免半导体基板53吸收比半导体基板53的带边波长短的波段的光，能够实现更高的效率。此外，在面发光激光元件50A中，金属电极膜67设置在半导体层叠60的背面上。
(第六变形例)
在上述第二实施方式中，对发光装置2具备PCSEL即面发光激光元件50作为面光源的情况进行了说明。然而，作为面光源不限于PCSEL，也可以采用各种面发光激光元件。例如，正在研究：通过控制从二维状地排列的多个发光点出射的光的相位谱和强度谱来输出任意的光学图像的面发光激光元件。这种面发光激光元件被称作S-iPM(Static-integrable Phase Modulating)激光器，能够输出包括与半导体基板的主面垂直的方向和相对于其倾斜的方向的二维的任意形状的光学图像。
图26是S-iPM激光器所具备的相位调制层65B的俯视图。第二实施方式的面发光激光元件50也可以代替光子晶体层65A(参照图22)而具备图26所示的相位调制层65B。在图26的例子中，也将平行于Y轴的线x0～x3与平行于X轴的线y0～y2的交点设定为格子点O，将以该格子点O为中心的正方区域(正方格子)设定为单位结构区域R(0,0)～R(3,2)。由此，面发光激光元件50作为S-iPM激光器发挥功能。相位调制层65B是本变形例中的共振模式形成层。此外，在本变形例的面发光激光元件50中，除相位调制层65B外的其他结构与第二实施方式相同，因此，省略详细的说明。
相位调制层65B包括：由第一折射率介质构成的基本层65a、和由折射率与第一折射率介质不同的第二折射率介质构成的差异折射率区域65b。在此，在相位调制层65B，设定X-Y平面的虚拟的正方格子。作为正方格子的各单位结构区域R(x,y)的一边与X轴平行，另一边与Y轴平行。此时，以格子点O为中心的正方形状的单位结构区域R能够遍及沿X轴的多列和沿Y轴的多行而设定成二维状。多个差异折射率区域65b，在各单位结构区域R内逐一设置。差异折射率区域65b的平面形状例如为圆形状，但不限于此，例如也可以是多边形、闭合曲线、由2个以上闭合曲线构成等各种形状。在各单位结构区域R(x,y)内，差异折射率区域65b的重心G与其最近的格子点O分开配置。
如图27所示，单位结构区域R(x,y)内的位置由在对应的格子点O处正交的s轴(与X轴平行)和t轴(与Y轴平行)给出。在单位结构区域R(x,y)中，将从格子点O朝向重心G的方向与s轴所成的角度设为
Figure BDA0003710799760000291
分量x表示X轴上的第x个格子点O的位置，分量y表示Y轴上的第y个格子点O的位置。在旋转角度
Figure BDA0003710799760000293
为0°的情况下，连接格子点O与重心G的矢量的方向与X轴的正向一致。另外，将连接格子点O与重心G的矢量的长度设为r(x,y)。在一个例子中，r(x,y)与x、y无关(遍布相位调制层65B整体)而为恒定。
如图26所示，在相位调制层65B中，差异折射率区域65b的重心G绕格子点O的旋转角度
Figure BDA0003710799760000294
根据所期望的光学图像，对每一个单位结构区域R独立地分别设定。旋转角度分布
Figure BDA0003710799760000295
对每一个由分量x和分量y的值确定的位置具有特定的值，但不限于一定由特定的函数表示。即，旋转角度分布
Figure BDA0003710799760000292
由在将所期望的光学图像进行傅立叶逆变换而得到的复振幅分布中提取相位分布来确定。此外，在根据所期望的光学图像求取复振幅分布时，通过应用在全息图生成的计算时通常使用的Gerchberg-Saxton(GS)法那样的迭代算法，光束图案的再现性提高。
图28是用于说明面发光激光元件50的输出光束图案成像得到的光学图像与在相位调制层65B的旋转角度分布φ(x,y)之间的关系的图。此外，输出光束图案(波数空间)的中心Q不限定于位于与半导体基板53的主面53a垂直的轴线上，也可以配置在垂直的轴线上。此处为了说明，将中心Q设定为处于与主面53a垂直的轴线上。在图28中，示出将中心Q作为原点的4个象限。在图28中，作为示例示出可在第一象限和第三象限得到光学图像的情况，但也能够在第二象限和第四象限或者所有象限得到光学图像。在本变形例中，如图28所示，能够得到关于原点点对称的光学图像。图28作为示例示出分别在第三象限得到文字“A”、在第一象限得到将文字“A”旋转180度的图案的情况。此外，在旋转对称的光学图像(例如，十字、圆圈、双圆圈等)的情况下，重合并作为一个光学图像来观察。
面发光激光元件50的输出光束图案的光学图像包括：点(spot)、直线、十字形、线图、格子图案、照片、条纹图案、CG(计算机图形)和文字中的至少一种。在此，为了得到所期望的光学图像，通过以下方法来确定相位调制层65B的差异折射率区域65b的旋转角度分布
Figure BDA0003710799760000301
Figure BDA0003710799760000303
在本变形例中，能够通过按照以下方法确定旋转角度分布
Figure BDA0003710799760000302
从而得到所期望的光学图像。首先，作为第一前提条件，在由Z轴和X-Y平面规定的XYZ正交坐标系中，在该X-Y平面上，设定由各自具有正方形形状的M1(1以上的整数)×N1(1以上的整数)个单位结构区域R构成的、虚拟的正方格子，其中，Z轴与法线方向一致，X-Y平面与包括多个差异折射率区域65b的相位调制层65B的一个面一致且具有彼此正交的X轴和Y轴。
作为第二前提条件，如图29所示，在XYZ正交坐标系的坐标(ξ,η,ζ)，相对于由矢径长度r、从Z轴的倾角θtilt和在X-Y平面上确定的从X轴的旋转角θrot规定的球面坐标(r,θrot,θtilt)满足以下的式(1)～式(3)所示的关系。此外，图29是用于说明从球面坐标(r,θrot,θtilt)向XYZ正交坐标系下的坐标(ξ,η,ζ)的坐标变换的图，通过坐标(ξ,η,ζ)，表示在作为实空间XYZ正交坐标系设定的规定平面上的设计上的光学图像。在将从面发光激光元件输出的相当于光学图像的光束图案设为朝向由角度θtilt和θrot规定的方向的亮点的集合时，角度θtilt和θrot可换算成：由下式(4)规定的归一化波数即对应于X轴的Kx轴上的坐标值kx，和由下式(5)规定的归一化波数即对应于Y轴且正交于Kx轴的Ky轴上的坐标值ky。归一化波数是指，将相当于虚拟的正方格子的格子间距的波数2π/a设为1.0而归一化的波数。此时，在由Kx轴和Ky轴规定的波数空间中，包括相当于光学图像的光束图案的特定的波数范围分别由正方形状的M2(1以上的整数)×N2(1以上的整数)个图像区域FR构成。此外，整数M2不必与整数M1一致。同样地，整数N2也不必与整数N1一致。另外，式(4)和式(5)例如在上述非专利文献4中公开。
ξ＝r sin θtilt cosθrot…(1)
η＝r sin θtilt Sinθrot…(2)
ζ＝r cosθtilt…(3)
Figure BDA0003710799760000311
Figure BDA0003710799760000312
a：虚拟的正方格子的格子常数
λ：面发光激光元件50的振荡波长
作为第三前提条件，在波数空间，通过将由Kx轴方向的坐标分量kx(0以上且M2-1以下的整数)和Ky轴方向的坐标分量ky(0以上且N2-1以下的整数)确定的图像区域FR(kx,ky)分别在由X轴方向的坐标分量x(0以上且M1-1以下的整数)和Y轴方向的坐标分量y(0以上且N1-1以下的整数)指定的X-Y平面上的单位结构区域R(x,y)中进行二维离散傅里叶逆变换而获得的复振幅F(x,y)，以j为虚部，由以下的式(6)给出。另外，该复振幅F(x,y)，在将振幅项设为A(x,y)并且将相位项设为P(x,y)时，由以下的式(7)规定。另外，作为第四前提条件，单位结构区域R(x,y)由与X轴和Y轴分别平行且在单位结构区域R(x,y)的中心的格子点O(x,y)正交的s轴和t轴规定。
Figure BDA0003710799760000313
F(x，y)＝A(x，y)×exp[jP(x，y)]…(7)
在上述第一～第四前提条件下，相位调制层65B构成为满足以下的第一和第二条件。即，第一条件是，在单位结构区域R(x,y)内，重心G以从格子点O(x,y)偏离的状态进行配置。第二条件是，从格子点O(x,y)到对应的重心G的线段长r2(x,y)在M1个×N1个单位结构区域R各个设定为共同的值的状态下，连接格子点O(x,y)和对应的重心G的线段与s轴所成的角度
Figure BDA0003710799760000314
以满足以下关系的方式，将对应的差异折射率区域65b配置在单位结构区域R(x,y)内。
Figure BDA0003710799760000315
C：比例常数，例如180°/π
B：任意的常数，例如0。
作为从通过傅立叶逆变换得到的复振幅分布来求得强度分布和相位分布的方法，例如，对强度分布I(x,y)，能够通过使用MathWorks公司的数值分析软件“MATLAB”的abs函数来计算，对相位分布P(x,y)，能够通过使用MATLAB的angle函数来计算。
在此，说明从光学图像的傅立叶逆变换结果求取旋转角度分布
Figure BDA0003710799760000321
Figure BDA0003710799760000323
并且在确定各差异折射率区域65b的配置时，使用通常的离散傅立叶变换(或高速傅立叶变换)进行计算的情况下的注意要点。在将傅立叶变换前的光学图像如图30(a)那样分割成A1、A2、A3和A4这四个象限时，得到的光束图案为图30(b)那样。即，在光束图案的第一象限，出现将图30(a)的第一象限180度旋转的图案与图30(a)的第三象限的图案重叠的图案。在光束图案的第二象限，出现将图30(a)的第二象限180度旋转的图案与图30(a)的第四象限的图案重叠的图案。在光束图案的第三象限，出现将图30(a)的第三象限180度旋转的图案与图30(a)的第一象限的图案重叠的图案。在光束图案的第四象限，出现将图30(a)的第四象限180度旋转的图案与图30(a)的第二象限的图案重叠的图案。
因此，在作为傅立叶逆变换前的光学图像(原光学图像)使用了仅在第一象限具有值的图案的情况下，在得到的光束图案的第三象限出现原光学图像的第一象限的图案，在得到的光束图案的第一象限出现将原光学图像的第一象限180度旋转的图案。
如上所述，在面发光激光元件50中，能够通过相位调制波前来得到所期望的光束图案。该光束图案不仅是一对单峰光束(光斑)，也可以如前文所述为文字形状、2个以上相同形状的点组，或相位、强度分布在空间上不均一的矢量光束等。
在本变形例中，从活性层62输出的激光，束缚于包层61与包层63之间并且进入相位调制层65B的内部，形成与相位调制层65B内部的格子结构对应的规定模式。在相位调制层65B内散射而出射的激光，从半导体基板53的背面53b向外部输出。此时，0次光向与主面53a垂直的方向出射。相对于此，+1次光和-1次光向包括与主面53a垂直的方向和对此倾斜的方向的二维的任意方向出射。
此外，在本变形例的上述说明中，对波长λ0设为λ0＝a×n(a为格子间距)，利用正方格子的被称作Γ2点的带边(band edge)。另一方面，格子间距a也可以设定为λ0＝(21/2)a×n。这对应于正方格子的被称作M点的带边。在该情况下，对与设计光束图案对应的相位角度分布
Figure BDA0003710799760000322
Figure BDA00037107997600003311
将追加的相位角度分布
Figure BDA0003710799760000331
的相位设为重叠的相位角度分布
Figure BDA0003710799760000332
图31是概念性地示出旋转角度分布
Figure BDA0003710799760000333
的一个例子的图。如图31所示，在该例子中，第一相位值
Figure BDA0003710799760000335
和与第一相位值
Figure BDA0003710799760000336
不同的值的第二相位值
Figure BDA0003710799760000334
以方格图案排列。在一个例子中，相位值
Figure BDA0003710799760000337
为0(rad)，相位值
Figure BDA0003710799760000338
为π(rad)。即，第一相位值
Figure BDA0003710799760000339
和第二相位值
Figure BDA00037107997600003310
以π变化。在该情况下，能够在面垂直方向上取出设计光束图案，能够在面垂直方向上不出现0次光，仅出射由±1次光(±1order light)构成的设计光束图案。0次光(zero-order light)是没有相位调制的波面，±1次光是相位调制的波面。因此，能够有效地控制向空间光调制器1A入射的光的空间相位分布，例如，能够通过使光集中到贯通孔13，来高效率化。
如本变形例那样，面发光激光元件50也可以具有相位调制层65B作为共振模式形成层。在该情况下，在相位调制层65B产生的激光的一部分(+1次光和-1次光的一部分以及0级光)在与半导体基板53的主面53a垂直的方向上衍射，在金属电极膜66反射后(或者直接)到达半导体基板53的背面53b，从背面53b朝向空间光调制器1A出射。因此，能够实现与第二实施方式相同的效果。另外，如上所述，通过控制S-iPM激光器的出射光束的±1次光的空间相位(例如，使光向贯通孔13集中等)，能够进一步高效率化。
(第七变形例)
S-iPM激光器不限于上述第六变形例的结构。例如，即使为本变形例的相位调制层的结构，也能够适当地实现S-iPM激光器。图32是S-iPM激光器所具备的相位调制层65C的俯视图。图33是示出在相位调制层65C的差异折射率区域65b的位置关系的图。相位调制层65C是本变形例的共振模式形成层。此外，如图32所示，将平行于Y轴的线x0～x3与平行于X轴的线y0～y2的交点设定为格子点O，将以该格子点O为中心的正方区域设定为单位结构区域R(0,0)～R(3,2)。另外，各单位结构区域R(x,y)内的位置由在对应的格子点O正交的s轴(与X轴平行)和t轴(与Y轴平行)给出。如图32和图33所示，在相位调制层65C中，各差异折射率区域65b的重心G配置在直线D上。直线D是通过各单位结构区域R的对应的格子点O且相对于正方格子的各边倾斜的直线。换言之，直线D是相对于X轴(s轴)和Y轴(t轴)双方倾斜的直线。直线D相对于与X轴平行的s轴的倾斜角为θ。倾斜角θ在相位调制层65C内是恒定的。倾斜角θ满足0°＜θ＜90°，在一个例子中为θ＝45°。或者，倾斜角θ满足180°＜θ＜270°，在一个例子中为θ＝225°。在倾斜角θ满足0°＜θ＜90°或180°＜θ＜270°的情况下，直线D从由X轴和Y轴规定的坐标平面的第一象限延伸至第三象限。或者，倾斜角θ满足90°＜θ＜180°，在一个例子中为θ＝135°。或者，倾斜角θ满足270°＜θ＜360°，在一个例子中为θ＝315°。在倾斜角θ满足90°＜θ＜180°或270°＜θ＜360°的情况下，直线D从由X轴和Y轴规定的坐标平面的第二象限延伸至第四象限。如上所述，倾斜角θ是除0°、90°、180°和270°之外的角度。通过设定这样的倾斜角θ，在光输出光束，能够有助于在X轴方向行进的光波和在Y轴方向行进的光波双方。在此，将格子点O与重心G的距离设为r(x,y)。x表示X轴上的第x个格子点的位置，y表示Y轴上的第y个格子点的位置。在距离r(x,y)为正值的情况下，重心G位于第一象限(或第二象限)。在距离r(x,y)为负值的情况下，重心G位于第三象限(或第四象限)。在距离r(x,y)为0的情况下，格子点O与重心G彼此一致。
图32所示的各差异折射率区域65b的重心G与各单位结构区域R的对应的格子点O之间的距离r(x,y)，根据所期望的光学图像对每一个差异折射率区域65b单独设定。距离r(x,y)的分布对每一个由x，y的值确定的位置具有特定的值，但不限于必须用特定的函数表示。距离r(x,y)的分布由在将所期望的光学图像进行傅立叶逆变换而得到的复振幅分布中提取相位分布来确定。即，在图33所示的、在单位结构区域R(x,y)的相位P(x,y)为P0的情况下，将距离r(x,y)设定为0，在相位P(x,y)为π+P0的情况下，将距离r(x,y)设定为最大值r0，在相位P(x,y)为-π+P0的情况下，将距离r(x,y)设定为最小值-r0。并且，对于其中间的相位P(x,y)，距离r(x,y)设定为r(x,y)＝{P(x,y)-P0}×r0/π。在此，初始相位P0能够任意地设定。在将正方格子的格子间距设为a时，r(x,y)的最大值r0例如处于以下的式(8)的范围内。
Figure BDA0003710799760000341
如本变形例那样，面发光激光元件50也可以具有相位调制层65C作为共振模式形成层。在该情况下，在相位调制层65C产生的激光的一部分(+1次光和-1次光的一部分以及0次光)在与半导体基板53的主面53a垂直的方向上衍射，在金属电极膜66反射后(或者直接)到达半导体基板53的背面53b，从背面53b朝向空间光调制器1A出射。因此，能够实现与第二实施方式相同的效果。另外，通过控制S-iPM激光器的出射光束的±1次光的空间相位(例如，使光向贯通孔13集中等)，能够进一步高效率化。
本公开的空间光调制器和发光装置不限于上述的实施方式，能够有其他各种变形。例如，在上述实施方式和各变形例的空间光调制器中，对每一个贯通孔13设置的一个或一个以上的配线电极32与导电层23电连接，对多个贯通孔13共通地设置的配线电极31与导电层21电连接。本公开的空间光调制器不限于该方式，例如，也可以是，对每一个贯通孔13设置的一个或一个以上的配线电极32与导电层21电连接，对多个贯通孔13共通地设置的配线电极31与导电层23电连接。
另外，在上述实施方式和各变形例的空间光调制器中，对每一个贯通孔13设置的一个或一个以上的配线电极32设置在表面11上，对多个贯通孔13共通地设置的配线电极31设置在背面12上。本公开的空间光调制器不限于该方式，例如，也可以是，对每一个贯通孔13设置的一个或一个以上的配线电极32设置在背面12上，对多个贯通孔13共通地设置的配线电极31设置在表面11上。在该情况下，与导电层21相连的导电层24对每一个或一个以上的贯通孔13分离，与导电层23相连的导电层26对多个贯通孔13共通地设置。此外，在该情况下，配线电极31也可以在表面11上全部覆盖多个贯通孔13之间的区域。
另外，在上述实施方式和各变形例中，光L从背面12侧入射于空间光调制器并从表面11侧出射，光L也可以从表面11侧入射于空间光调制器并从背面12侧出射。
附图标记的说明
1A～1H……空间光调制器，2……发光装置，10……基板，11……表面，12……背面，13……贯通孔，13a……内壁，20……层叠结构，21、24……导电层，21a……表面，22、25、27……电介质层，23、26……导电层，28……电介质区域，29……平滑层，29a……表面，31、32……配线电极，41……催化剂金属膜，42……凹部，50……面发光激光元件，51……接合部，53……半导体基板，53a……主面，53b……背面，60……半导体层叠，61……包层，62……活性层，63……包层，64……接触层，65A……光子晶体层，65B、65C……相位调制层，65a……基本层，65b……差异折射率区域，66、67……金属电极膜，67a……开口，68……防反射膜，100……基本要素，200A、200B……基本单元，221……第一层，222……第二层，300……出射区域，A1、A2……方向，C……中心点，D……直线，G……重心，L……光，Lout……出射光，M1、M2……抗蚀剂掩模，MA、MB……开口，O……格子点，R……单位结构区域，θ……倾斜角，
Figure BDA0003710799760000361
……旋转角度。

Claims (24)

1.一种空间光调制器，其中，
是面波导型的空间光调制器，
具备：
基板，其具有：表面、与所述表面相对的背面、和多个贯通孔，多个所述贯通孔分别将所述表面与所述背面连通，至少在所述表面上定义的各个开口配置为一维状或二维状；和
多个层叠结构，其分别覆盖所述多个贯通孔的内壁，
所述多个层叠结构分别包括：
第一导电层，其设置在所述多个贯通孔中的、对应的贯通孔的所述内壁上；
电介质层，其设置在所述第一导电层上并且具有光透过性；和
第二导电层，其设置在所述电介质层上并且具有光透过性，
所述第一和第二导电层中的至少一个，对每一个由所述多个贯通孔中的、一个或一个以上的贯通孔构成的组，电气分离。
2.根据权利要求1所述的空间光调制器，其中，
在所述表面上定义的、所述多个贯通孔各自的开口形状具有旋转对称性或镜像对称性。
3.根据权利要求1或2所述的空间光调制器，其中，
在所述表面上定义的、所述多个贯通孔各自的开口形状彼此一致。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的空间光调制器，其中，
在所述表面和所述背面中的至少一个，所述多个贯通孔各自的开口重心位于正方格子或三角格子的格子点。
5.根据权利要求1所述的空间光调制器，其中，
在所述表面定义上的、所述多个贯通孔各自的开口形状为呈线状地延伸的形状。
6.根据权利要求5所述的空间光调制器，其中，
所述多个贯通孔各自的所述开口形状包括直线状或圆弧状的形状。
7.根据权利要求6所述的空间光调制器，其中，
所述多个贯通孔各自的所述开口形状包括：在以原点为中心的极坐标中，跨小于360°的角度范围而延伸的所述圆弧状的形状，
在所述表面上，所述多个贯通孔沿矢径方向等间隔地排列。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的空间光调制器，其中，
在所述多个贯通孔各个，还具备：电介质区域，其设置在所述多个层叠结构中的对应的层叠结构上并且具有光透过性。
9.根据权利要求8所述的空间光调制器，其中，
所述电介质区域，在被对应的所述层叠结构包围的空间中，至少填充沿着从所述表面朝向所述背面的厚度方向定义的规定区间。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的空间光调制器，其中，
在所述多个贯通孔各个，还具备：平滑层，其设置在所述内壁上并且具有平滑的表面，
在所述多个贯通孔各个，所述多个层叠结构中的对应的层叠结构设置在所述平滑层的所述表面上。
11.根据权利要求10所述的空间光调制器，其中，
所述平滑层包括：金属和电介质中的至少一个。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的空间光调制器，其中，
所述第一和第二导电层中的一个，与对应于所述多个贯通孔各个而设置在所述基板的所述表面上的一个或一个以上的第一电极电连接。
13.根据权利要求12所述的空间光调制器，其中，
所述第一和第二导电层中的另一个，与对所述多个贯通孔共通的、设置在所述基板的所述背面上的第二电极电连接。
14.根据权利要求13所述的空间光调制器，其中，
所述第二电极，在所述基板的所述表面或所述背面，覆盖所述多个贯通孔之间的区域。
15.根据权利要求1～11中任一项所述的空间光调制器，其中，
所述基板由多个基本要素构成，多个所述基本要素分别，分配有所述多个贯通孔中的一个贯通孔，并且在所述表面上沿彼此交叉的第一方向和第二方向分别定义的最大宽度均设定为比入射光的波长短，
所述多个基本要素中的、沿所述第一方向和所述第二方向中的至少任一方向连续的3个以上的基本要素，构成为调制控制单位的基本单元，
在构成所述基本单元的所述3个以上的基本要素中，所述第一和第二导电层中的一个，与设置在构成所述基板的所述背面的一部分的面上的共通电极电连接。
16.根据权利要求1～15中任一项所述的空间光调制器，其中，
所述基板主要包括半导体材料。
17.根据权利要求16所述的空间光调制器，其中，
所述半导体材料包括Si、Ge、GaAs、InP和GaN中的至少一种。
18.根据权利要求1～17中任一项所述的空间光调制器，其中，
所述第一导电层是金属层。
19.根据权利要求18所述的空间光调制器，其中，
所述第一导电层包括Pt。
20.根据权利要求1～19中任一项所述的空间光调制器，其中，
所述电介质层包括氧化铝、氧化铪、氧化硅和氮化硅中的至少一种。
21.根据权利要求1～20中任一项所述的空间光调制器，其中，
所述第二导电层包括ITO、氧化锌系导电体、氮化钛和氧化镉中的至少一种。
22.一种发光装置，其中，
具备：
权利要求1～21中任一项所述的空间光调制器；和
面光源，其与所述空间光调制器的所述表面或所述背面光学耦合。
23.根据权利要求22所述的发光装置，其中，
所述面光源包括：光子晶体面发光激光元件。
24.根据权利要求22所述的发光装置，其中，
所述面光源包括：面发光激光元件，其具有活性层和相位调制层，
所述相位调制层包括：基本层、和多个差异折射率区域，其具有与所述基本层的折射率不同的折射率，并且在与该相位调制层的厚度方向垂直的面内呈二维状地分布，
对于所述多个差异折射率区域各自的重心位置：
其重心，以从在所述相位调制层的所述面上设定的虚拟的正方格子的对应的格子点偏离的状态配置，并且由连接所述重心和对应的所述格子点间的线段与所述正方格子所成的角度定义的、以对应的所述格子点为中心的旋转角度被单独地设定，或者，
其重心，配置在通过对应的所述格子点且相对于所述正方格子倾斜的直线上，并且到对应的所述格子点的距离被单独地设定。
CN202080089846.0A 2019-12-27 2020-12-23 空间光调制器和发光装置 Pending CN114868074A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019238392 2019-12-27
JP2019-238392 2019-12-27
PCT/JP2020/048241 WO2021132374A1 (ja) 2019-12-27 2020-12-23 空間光変調器および発光装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114868074A true CN114868074A (zh) 2022-08-05

Family

ID=76574241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080089846.0A Pending CN114868074A (zh) 2019-12-27 2020-12-23 空间光调制器和发光装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230035423A1 (zh)
JP (1) JP7488836B2 (zh)
CN (1) CN114868074A (zh)
DE (1) DE112020006372T5 (zh)
WO (1) WO2021132374A1 (zh)

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7349452B2 (en) * 2004-12-13 2008-03-25 Raydiance, Inc. Bragg fibers in systems for the generation of high peak power light
KR100890286B1 (ko) * 2005-11-03 2009-03-26 삼성전기주식회사 회절형 도파 공간 광변조기
JP4927411B2 (ja) * 2006-02-03 2012-05-09 古河電気工業株式会社 ２次元フォトニック結晶面発光レーザ
JP5303221B2 (ja) * 2008-08-29 2013-10-02 独立行政法人科学技術振興機構 ２次元フォトニック結晶レーザ
JP5549011B2 (ja) * 2010-07-30 2014-07-16 浜松ホトニクス株式会社 半導体面発光素子及びその製造方法
WO2013172078A1 (ja) * 2012-05-16 2013-11-21 浜松ホトニクス株式会社 光学素子及び光検出器
US10666017B2 (en) * 2013-02-20 2020-05-26 Vertically Integrated (Vi) Systems Gmbh Optoelectronic device based on a surface-trapped optical mode
JP6276750B2 (ja) * 2013-03-07 2018-02-07 浜松ホトニクス株式会社 レーザ装置
US9991669B2 (en) 2016-07-25 2018-06-05 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor light-emitting device and manufacturing method for the same
US11646546B2 (en) * 2017-03-27 2023-05-09 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor light emitting array with phase modulation regions for generating beam projection patterns
US11637409B2 (en) * 2017-03-27 2023-04-25 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor light-emitting module and control method therefor
JP6959042B2 (ja) * 2017-06-15 2021-11-02 浜松ホトニクス株式会社 発光装置
JP6951890B2 (ja) * 2017-07-10 2021-10-20 浜松ホトニクス株式会社 半導体レーザ素子
JP7226993B2 (ja) * 2018-12-28 2023-02-21 浜松ホトニクス株式会社 光変調器及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021132374A1 (ja) 2021-07-01
DE112020006372T5 (de) 2022-10-06
JPWO2021132374A1 (zh) 2021-07-01
JP7488836B2 (ja) 2024-05-22
US20230035423A1 (en) 2023-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112119548B (zh) 发光器件
US9748737B2 (en) Laser element and laser device
CN112335145B (zh) 发光元件
CN111448725B (zh) 发光装置及其制造方法
CN113196598B (zh) 发光元件、发光元件的制作方法、及相位调制层设计方法
WO2021241701A1 (ja) 光学デバイスおよび発光デバイス
WO2020085397A1 (ja) 発光素子および発光装置
CN110546564B (zh) 发光装置
US20230102430A1 (en) Light source module
CN110574247B (zh) 半导体发光元件和相位调制层设计方法
WO2019077997A1 (ja) 半導体発光素子
US10714898B2 (en) Semiconductor light emitting element
JP7103817B2 (ja) 半導体発光素子
CN112262508B (zh) 发光装置
CN114868074A (zh) 空间光调制器和发光装置
WO2021149620A1 (ja) 光源モジュール
US11309687B2 (en) Light-emitting device and production method for same
JP6925249B2 (ja) 発光装置
JPH07231138A (ja) 面発光半導体レーザ
JP7445437B2 (ja) 光源モジュール及び光変調モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination