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公開番号2024170945
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-11
出願番号2023087733
出願日2023-05-29
発明の名称磁壁移動型空間光変調器
出願人日本放送協会
代理人個人,個人
主分類G02F 1/09 20060101AFI20241204BHJP(光学)
要約【課題】簡易なプロセスで、磁壁移動型空間光変調素子の駆動電流を大きくせずに、磁壁移動型空間光変調素子の開口率を大きくすることが可能な磁壁移動型空間光変調器を提供する。
【解決手段】磁壁移動型空間光変調器は、入射した光の偏光の向きを変化させて出射する光変調部31と、光変調部31の両端部に互いに平行に延びて配置されており、保磁力が異なる第1磁化固定部32および第2磁化固定部33と、を有する磁壁移動型空間光変調素子30を備える。第1磁化固定部32および第2磁化固定部33は、それぞれ、光変調部31の側から、第1強磁性層、非磁性層および第2強磁性層が順次積層されている合成反強磁性体である。第1磁化固定部32および第2磁化固定部33は、それぞれ、第1強磁性層の厚さと飽和磁化との積が第2強磁性層の厚さと飽和磁化との積よりも大きい。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
入射した光の偏光の向きを変化させて出射する光変調部と、光変調部の両端部に互いに平行に延びて配置されており、保磁力が異なる第１磁化固定部および第２磁化固定部と、を有する磁壁移動型空間光変調素子を備え、
前記第１磁化固定部および前記第２磁化固定部は、それぞれ、前記光変調部の側から、第１強磁性層、非磁性層および第２強磁性層が順次積層されている合成反強磁性体であり、
前記第１磁化固定部および前記第２磁化固定部は、それぞれ、前記第１強磁性層の厚さと飽和磁化との積が前記第２強磁性層の厚さと飽和磁化との積よりも大きい、磁壁移動型空間光変調器。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
前記第１磁化固定部および前記第２磁化固定部は、それぞれ、前記第２強磁性層の厚さと飽和磁化との積に対する前記第１強磁性層の厚さと飽和磁化との積の比が１．２以上１．５以下である、請求項１に記載の磁壁移動型空間光変調器。
【請求項３】
前記第１磁化固定部および前記第２磁化固定部は、それぞれ、前記第２強磁性層の厚さに対する前記第１強磁性層の厚さの比が１．２以上１．５以下である、請求項２に記載の磁壁移動型空間光変調器。
【請求項４】
前記第１磁化固定部および前記第２磁化固定部は、それぞれ、スピンフロップ磁界が、前記第１強磁性層の保磁力および前記第２強磁性層の保磁力よりも大きい、請求項１または２に記載の磁壁移動型空間光変調器。
【請求項５】
前記第１磁化固定部を構成する前記第１強磁性層の保磁力は、前記第２磁化固定部を構成する前記第１強磁性層の保磁力よりも小さく、
前記第１磁化固定部を構成する前記第２強磁性層の保磁力は、前記第２磁化固定部を構成する前記第２強磁性層の保磁力よりも小さい、請求項１または２に記載の磁壁移動型空間光変調器。
【請求項６】
前記第１磁化固定部を構成する前記第１強磁性層の保磁力は、前記第１磁化固定部を構成する前記第２強磁性層の保磁力以上であり、
前記第２磁化固定部を構成する前記第１強磁性層の保磁力は、前記第２磁化固定部を構成する前記第２強磁性層の保磁力以上である、請求項１または２に記載の磁壁移動型空間光変調器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁壁移動型空間光変調器に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
立体ホログラフィを実現するためには、実用上、３０°以上の視域が求められる。そのため、表示装置である空間光変調器の画素ピッチを１μｍ以下にする必要がある。液晶、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等の既存の空間光変調器の画素ピッチは、それぞれ５μｍ程度、３．５μｍ程度であり、これ以上微細化するのは困難である。
【０００３】
一方、磁化の向きに応じた光の偏光面の回転（磁気光学効果）を明暗に割り当てる磁気光学式空間光変調器は、画素の書き換えにスピン注入や磁壁移動を用いることで、１μｍ以下の画素ピッチを実現することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
磁壁移動型空間光変調器は、入射した光の偏光の向きを変化させて出射する光変調部と、光変調部の両端部に互いに平行に延びて配置されており、保磁力が異なる第１磁化固定部および第２磁化固定部と、を有する磁壁移動型空間光変調素子を備え、光変調部に流す電流の向きにより、磁区の拡大および縮小を制御することができる（例えば、特許文献２参照）。磁壁移動型空間光変調素子は、スピン注入型空間光変調素子に比べて、消費電力が低くなることが期待されるが、１μｍ以下の画素ピッチを実現するためには、高度なデバイス設計が必要となる。
【０００５】
特許文献３では、第１磁化固定部および第２磁化固定部の保磁力差を設計する際に、第１磁化固定部および第２磁化固定部を一度のプロセスで形成することで、高精度な位置合わせの回数を省略する方法が記載されている。これにより、簡易なプロセスで磁壁移動型空間光変調素子を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１２－１４１４０２号公報
特開２０１８－２０６９００号公報
特開２０１９－２２０５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、磁壁移動型空間光変調素子では、外部磁界を印加する初期動作により、光変調部の両端部において、互いに反平行な磁化を実現すると、第１磁化固定部からの漏れ磁界によって、光変調部の第１磁化固定部の側の端部に初期磁区が形成される。また、光変調部にパルス電流を注入することにより、磁壁を駆動すると、第２磁化固定部からの漏れ磁界によって、光変調部の第２磁化固定部の側の端部に第２磁区が形成される。このため、磁壁移動型空間光変調素子の開口率は、初期磁区および第２磁区を含まない光変調領域で決定される。このとき、光変調部の磁気特性に応じて、初期磁区のサイズが変化し、その結果、磁壁移動型空間光変調素子の開口率が変化する。一方、磁壁移動型空間光変調素子の駆動電流を小さくするためには、光変調部の磁化を低くすることが有効であるが、その場合には、初期磁区のサイズが大きくなるため、磁壁移動型空間光変調素子の開口率が小さくなる。このため、磁壁移動型空間光変調素子の駆動電流を大きくせずに、磁壁移動型空間光変調素子の開口率を大きくすることが望まれている。
【０００８】
本発明は、簡易なプロセスで、磁壁移動型空間光変調素子の駆動電流を大きくせずに、磁壁移動型空間光変調素子の開口率を大きくすることが可能な磁壁移動型空間光変調器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】
（１）入射した光の偏光の向きを変化させて出射する光変調部と、光変調部の両端部に互いに平行に延びて配置されており、保磁力が異なる第１磁化固定部および第２磁化固定部と、を有する磁壁移動型空間光変調素子を備え、前記第１磁化固定部および前記第２磁化固定部は、それぞれ、前記光変調部の側から、第１強磁性層、非磁性層および第２強磁性層が順次積層されている合成反強磁性体であり、前記第１磁化固定部および前記第２磁化固定部は、それぞれ、前記第１強磁性層の厚さと飽和磁化との積が前記第２強磁性層の厚さと飽和磁化との積よりも大きい、磁壁移動型空間光変調器。
【００１０】
（２）前記第１磁化固定部および前記第２磁化固定部は、それぞれ、前記第２強磁性層の厚さと飽和磁化との積に対する前記第１強磁性層の厚さと飽和磁化との積の比が１．２以上１．５以下である、（１）に記載の磁壁移動型空間光変調器。
（【００１１】以降は省略されています）

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