光変調デバイス

技研では、自然な3次元映像を楽しめる空間像再生型3次元テレビの研究に取り組んでいます。空間像再生方式のひとつである「ホログラフィー」は、光の回折と干渉を利用し、被写体からの光の情報を干渉縞として記録・再生する技術です。2次元の縞模様からなる干渉縞に、位相のそろった光を照射すると、記録された光の情報が忠実に再現され、同じ位置に被写体の3次元映像を再生することができます。

ホログラフィーによる3次元映像の実現には、光の波長程度の微細な干渉縞を表示するだけでなく、それを高速に切り替えて表示できる光変調デバイスが必要です。技研では、磁石を用いた独自のスピン注入型空間光変調器（スピンSLM^*）を提案し、開発を進めています。

図1は、スピンSLMの1画素の断面構造です。光変調デバイスは、トランジスターに接続された下部電極と上部の透明電極の間に形成されており、磁化の向きが変化しない磁化固定層、磁性を持たない中間層、磁化の向きが変化する光変調層で構成されています。素子面に垂直な方向へ電流を流すと、電子の磁気的な性質であるスピンがそろって光変調層に注入され、磁化の向きが反転します。再生時は、素子に偏光（フィルターなどで振動面をそろえた光）を照射すると、光変調層で反射した光が磁化の向きに応じて偏光方向が回転するため（磁気光学カー効果）、偏光フィルター越しに見える光の明暗を制御することができます。スピンSLMに上向きと下向きの磁化方向で干渉縞を表示して高速に切り替えることで、ホログラフィーによる3次元映像を表示することが可能となります（図2）。これまでに、世界最小の画素ピッチ2µm、画素数1K×1KのスピンSLMを開発し、2次元画像の表示に成功しています（図3）。

今後も、材料や構造などの改善を図り、ホログラフィー表示に必要な要素技術の研究開発を進めていきます。

* SLM (Spatial Light Modulator):空間光変調器