JPH01130121A - Polarized light control device - Google Patents
Polarized light control deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、光通信システムや光フアイバセンナ等に利用
される偏光制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a polarization control device used in optical communication systems, optical fiber sensors, and the like.
(従来の技術)
コヒーレント光1通信システムや光フアイバセンサ等で
は、任意の入射偏光を任意の出射偏光に変換するために
偏光制御装置が必要である。(Prior Art) Coherent optical 1 communication systems, optical fiber sensors, and the like require a polarization control device to convert arbitrary incident polarized light into arbitrary output polarized light.
従来の偏光制御装置として、合弁らにより昭和59年度
電子通信学会通信部門全国大会講演論文集、1984年
、3−136ページにおいて発表されたものがある。こ
れは1/4波長板および1/2波長板を光の透過方向に
直列に並べ、それぞれの波長板をモータにより回転制御
することにより、任意の入射偏光を任意の直線偏光に変
換するものである。As a conventional polarization control device, there is one published by Joint Venture et al. in the Proceedings of the 1984 Telecommunications Division National Conference of the Institute of Electronics and Communication Engineers, pp. 3-136, 1984. This converts any incident polarized light into any linearly polarized light by arranging a 1/4 wavelength plate and a 1/2 wavelength plate in series in the light transmission direction, and controlling the rotation of each wavelength plate using a motor. be.
この偏光制御装置に第2の1/4波長板を追加して、1
/4波長板、1/2波長板、174波長板の順になるよ
うに並べ、それぞれの波長板をモータにより回転制御す
ることにより、任意の入射偏光を任意の出射偏光に変換
する偏光制御装置が構成できる。By adding a second quarter wave plate to this polarization control device,
A polarization control device that converts arbitrary incident polarized light into arbitrary output polarized light by arranging a /4 wavelength plate, a 1/2 wavelength plate, and a 174 wavelength plate in this order and controlling the rotation of each wavelength plate using a motor. Can be configured.
(発明が解決しようとする問題点)
上述の偏光制御装置で波長板を回転させるために用いる
モータは、コイルに、発車する磁力を用いたものであっ
た。このモータで生じる回転力により波長板を回転させ
るためには、モータのロータの中心軸に固定されたシャ
フトの回転をギヤまたはベルトなどの伝達系を介して波
長板に伝える必要があった。ところか、ギヤまたはベル
トなどの伝達系にはあそびかあるから、波長板の回転位
置には常に定常誤差か生じる。そこで、従来の偏光制御
装置では精度よい偏光制御を行なうことが困難であった
。また、その従来装置には伝達系が必要であり、形が大
きく重いという問題もある。(Problems to be Solved by the Invention) The motor used to rotate the wavelength plate in the above-mentioned polarization control device uses magnetic force generated in a coil. In order to rotate the wave plate using the rotational force generated by this motor, it was necessary to transmit the rotation of a shaft fixed to the central axis of the rotor of the motor to the wave plate via a transmission system such as a gear or a belt. However, since there is some play in transmission systems such as gears or belts, there is always a steady error in the rotational position of the wave plate. Therefore, it has been difficult to perform accurate polarization control with conventional polarization control devices. Further, the conventional device requires a transmission system and has the problem of being large and heavy.
(問題点を解決するための手段)
前述の問題点を解決するために本発明が提供する偏光制
御装置は、リング状のロータを有する第1、第2及び第
3の超音波モータ、並びに該第1、第2及び第3の超音
波モータのロータの内側にそれぞれ設置された第1の1
/4波長板、1/2波長板及び第2の1/4波長板を含
んでなり、該第1の1/4波長板を透過した光が該1/
2波長板に入射し、該1/2波長板を透過した光が該第
2の1/4波長板に入射する位置関係に該第1の1/4
波長板、1/2波長板及び第2の1/4波長板が配置し
てあり、前記第1、第2及び第3の超音波モータの前記
ロータの回転軸は前記第1の1/4波長板、1/2波長
板及び第2の1/4波長板の法線にそれぞれ平行である
ことを特徴とする。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, a polarization control device provided by the present invention includes first, second, and third ultrasonic motors each having a ring-shaped rotor; The first one installed inside the rotor of the first, second and third ultrasonic motor, respectively.
a quarter-wave plate, a half-wave plate, and a second quarter-wave plate, and the light transmitted through the first quarter-wave plate passes through the first quarter-wave plate.
The light incident on the two-wavelength plate and transmitted through the 1/2-wave plate is incident on the second 1/4-wave plate in a positional relationship with that of the first 1/4-wave plate.
A wavelength plate, a 1/2 wavelength plate, and a second 1/4 wavelength plate are arranged, and the rotation axes of the rotors of the first, second, and third ultrasonic motors are aligned with the first 1/4 wavelength plate. It is characterized by being parallel to the normal lines of the wave plate, the 1/2 wavelength plate, and the second 1/4 wavelength plate, respectively.
(作用)
本発明による偏光制御装置では、波長板を回転させるた
めのモータとしてリング状の超音波モータを用いる。こ
の超音波モータについては、たとえば内野研による「圧
電/電歪アクチュエータ」、森北出版、昭和61年、1
87ページから192ページに詳しく説明されている。(Function) In the polarization control device according to the present invention, a ring-shaped ultrasonic motor is used as a motor for rotating the wave plate. Regarding this ultrasonic motor, for example, "Piezoelectric/Electrostrictive Actuator" by Ken Uchino, Morikita Publishing, 1986, 1
It is explained in detail on pages 87 to 192.
ここで超音波モータについて図面を用いて簡単に説明す
る。Here, the ultrasonic motor will be briefly explained using drawings.
第2図は超音波モータの一例を示す斜視図である。この
超音波モータは、回転部分であるロータ200およびこ
れを支持する固定部分であるステータ201から構成さ
れている。ステータ201のロータ200と接する側の
面に圧電素子が設けられており、この圧電素子に正弦波
電圧が印加されると、ステータ201の円周方向に進む
進向波が発生する。FIG. 2 is a perspective view showing an example of an ultrasonic motor. This ultrasonic motor includes a rotor 200, which is a rotating part, and a stator 201, which is a fixed part that supports the rotor 200. A piezoelectric element is provided on the side of the stator 201 that is in contact with the rotor 200, and when a sinusoidal voltage is applied to this piezoelectric element, a forward wave that travels in the circumferential direction of the stator 201 is generated.
ステータ201の表面は楕円軌跡を描き、進行波の頂点
は必ず進行波の進む方向と逆方向に動く。ステータ20
1の圧電素子と接する状態で設けられたロータ200は
、ステータ211上の進行波の頂点部分と接触するから
進行波と逆方向に回転する。The surface of the stator 201 draws an elliptical locus, and the apex of the traveling wave always moves in the opposite direction to the direction in which the traveling wave travels. Stator 20
The rotor 200, which is provided in contact with the first piezoelectric element, contacts the apex portion of the traveling wave on the stator 211, and therefore rotates in the opposite direction to the traveling wave.
本発明では、以上に説明した超音波モータのロータの内
側に波長板が設置されており、ロータの回転により波長
板もいっしょに回転する。したがって、本発明の1/4
波長板および1/2波長板は、ギヤやベルトなどの伝達
系を介することなく、モータから直接に回転力を受ける
。従来の偏光制御装置ではギヤやベルト等の伝達系を介
して回転力を伝達していたから、ここで生じるあそびの
ために波長板の回転位置に定常誤差があった。これに対
し、体発明の装置では伝達系が不要であるから、定常誤
差がなく、精度のよい偏光制御が可能となる。また、本
発明の装置は、伝達系が不要であるから、小形、軽量で
ある。In the present invention, a wavelength plate is installed inside the rotor of the ultrasonic motor described above, and as the rotor rotates, the wavelength plate also rotates together. Therefore, 1/4 of the present invention
The wave plate and the half-wave plate receive rotational force directly from the motor without going through a transmission system such as a gear or a belt. In conventional polarization control devices, rotational force is transmitted through a transmission system such as gears or belts, so there is a steady error in the rotational position of the wave plate due to the play that occurs here. On the other hand, since the device of the invention does not require a transmission system, there is no steady state error and highly accurate polarization control is possible. Furthermore, since the device of the present invention does not require a transmission system, it is small and lightweight.
(実施例)
以下に本発明について、図面を参照して一層詳しく説明
する。(Example) The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例の偏光制御装置を示す斜視図
である。モータ支持台100上に第1、第2、第3の超
音波モータ101a、101b、101cが設置されて
いる。第1、第2、第3の超音波モータ101a、10
1b、、101cは皆リング状のものであり、それぞれ
第1のロータ102aおよび第1のステータ103a、
第2のロータ102bおよび第2のステータ103b、
第3のロータ102Cおよび第3のステータ103Cか
ら構成されている。第1、第2、第3のステータ103
a、103b、103cはそれぞれモータ支持台100
に固定されており第1、第2、第3のロータ102a、
102b、102cが回転する。第1、第2、第3のロ
ータ102a、102b、102cの回転中心は互いに
ほぼ一致している。FIG. 1 is a perspective view showing a polarization control device according to an embodiment of the present invention. First, second, and third ultrasonic motors 101a, 101b, and 101c are installed on a motor support stand 100. First, second, and third ultrasonic motors 101a, 10
1b, 101c are all ring-shaped, and are a first rotor 102a, a first stator 103a, and a first stator 103a, respectively.
a second rotor 102b and a second stator 103b,
It is composed of a third rotor 102C and a third stator 103C. First, second, third stator 103
a, 103b, and 103c are motor support stands 100, respectively.
are fixed to the first, second, and third rotors 102a,
102b and 102c rotate. The rotation centers of the first, second, and third rotors 102a, 102b, and 102c substantially coincide with each other.
第1、第2、第3のロータ102a、102b、102
Cの内側にそれぞれ順番に第1の1/4波長板104a
、1/2波長板105、第2の1/4波長板104bが
固定されており、各ロータと各波長板はいっしょに回転
する。第1、第2、第3のステータ103a、103b
、 103cにそれぞれ第1、第2、第3の電源106
a、106b、106cから適当な正弦波電圧が供給さ
れることにより、第1、第2、第3のロータ102a、
102b、102cの回転位置かそれぞれ制御される。First, second, third rotors 102a, 102b, 102
First 1/4 wavelength plates 104a are arranged in order inside C.
, the 1/2 wavelength plate 105, and the second 1/4 wavelength plate 104b are fixed, and each rotor and each wavelength plate rotate together. First, second, and third stators 103a, 103b
, 103c are connected to the first, second, and third power supplies 106, respectively.
By supplying appropriate sinusoidal voltages from a, 106b, and 106c, the first, second, and third rotors 102a,
The rotational positions of 102b and 102c are controlled respectively.
第1の1/4波長板104aに垂直に入射した任意の偏
光状態の入射光107は、任意の偏光状態の出射光10
8に変換される。すなわち、第1の1/4波長板104
aを適当な回転位置に設定することにより、入射光10
7は直線偏光に変換される。The incident light 107 in an arbitrary polarization state that is perpendicularly incident on the first quarter-wave plate 104a is the output light 10 in an arbitrary polarization state.
Converted to 8. That is, the first quarter wavelength plate 104
By setting a to an appropriate rotational position, the incident light 10
7 is converted into linearly polarized light.
続いてこの直線偏光の1a光方向は、1/2波長板10
5を適当な回転位置に設定することにより、任意の方向
に変換される。最後にこの直線偏光は、第2の1/4波
長板104bを適当な回転位置に設定することにより、
任意の偏光に変換される。Next, the light direction 1a of this linearly polarized light is changed to a 1/2 wavelength plate 10.
5 to an appropriate rotational position, it can be converted to any direction. Finally, this linearly polarized light is obtained by setting the second quarter-wave plate 104b at an appropriate rotational position.
Converts to any polarization.
第1.第2、第3のロータ102a、102 b、10
2cの回転位置の分解能は5分であった。した □がっ
て、第1、第2の1/4波長板104a、104bおよ
び1/2波長は105の回転位置を同様の分解能で設定
することができるから、きわめて精度のよい偏光制御を
行なうことができる。また、本偏光制御装置の大きさは
、高さ3an、幅3an、長さ6cmと小形であり、電
源を除いた重さは180gと軽量である。1st. Second and third rotors 102a, 102b, 10
The resolution of the rotational position of 2c was 5 minutes. □ Therefore, since the rotational position of the first and second quarter-wave plates 104a, 104b and half-wavelength plates 105 can be set with the same resolution, extremely accurate polarization control can be performed. be able to. Furthermore, the present polarization control device has a small size of 3 ann in height, 3 ann in width, and 6 cm in length, and is lightweight at 180 g excluding the power source.
以上で述べた偏光制御装置において、出射光108の偏
光状態を検出して、その信号により第1、第2の1/4
波長板104a、104bおよび1/2波長板105に
それぞれ必−要な駆動電圧を印加するフィードバック制
御系を備えることにより、入射光1(17の自動偏光制
御が可能となる。このようなフィードバック制御につい
ては、前述した今回らの論文に詳しい。In the polarization control device described above, the polarization state of the emitted light 108 is detected, and the first and second 1/4
By providing a feedback control system that applies necessary drive voltages to the wave plates 104a, 104b and the half-wave plate 105, automatic polarization control of the incident light 1 (17) becomes possible.Such feedback control For more details, see these papers mentioned above.
(発明の効果)
本発明による偏光制御装置では、リング状のロータを有
する超音波モータのロータの内側に波長板が設五されて
いるから、ロータの回転により波長板もいっしょに回転
する。したがって、従来装置にあったギヤやベルトなど
の伝達系が不要となり、その従来装置で伝達系において
生じていたあそびがないから、本発明装置では波長板の
回転位置の定常誤差がなくなり、精度のよい偏光制御が
可能となる。また、本発明の装置は、伝達系が不要であ
るから、従来装置に比べて小形、軽量である。(Effects of the Invention) In the polarization control device according to the present invention, since the wavelength plate is provided inside the rotor of the ultrasonic motor having a ring-shaped rotor, the wavelength plate rotates together with the rotation of the rotor. Therefore, there is no need for transmission systems such as gears and belts that were present in conventional devices, and since there is no play that occurs in the transmission system in conventional devices, the device of the present invention eliminates steady errors in the rotational position of the wave plate and improves accuracy. Good polarization control becomes possible. Furthermore, since the device of the present invention does not require a transmission system, it is smaller and lighter than conventional devices.
第1図は本発明の一実施例の偏光制御装置を示す斜視図
、第2図は超音波モータの斜視図である。
i o o−・・モータ支持台、101a、101b、
101c・・・超音波モータ、102a、102b、1
02c、20011.ロータ、103a、103b、1
03c、201−ステータ、104a、104b・−1
/4波長板、105−・・1/2波長板、106a、1
06b、 106c・・−電源、107・・・入射光、
108・・・出射光。FIG. 1 is a perspective view showing a polarization control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of an ultrasonic motor. i o o-...Motor support stand, 101a, 101b,
101c...Ultrasonic motor, 102a, 102b, 1
02c, 20011. Rotor, 103a, 103b, 1
03c, 201-stator, 104a, 104b・-1
/4 wavelength plate, 105-...1/2 wavelength plate, 106a, 1
06b, 106c...-power supply, 107... incident light,
108... Outgoing light.
Claims (1)
モータ、並びに該第1、第2及び第3の超音波モータの
ロータの内側にそれぞれ設置された第1の1/4波長板
、1/2波長板及び第2の1/4波長板を含んでなり、
該第1の1/4波長板を透過した光が該1/2波長板に
入射し、該1/2波長板を透過した光が該第2の1/4
波長板に入射する位置関係に該第1の1/4波長板、1
/2波長板及び第2の1/4波長板が配置してあり、前
記第1、第2及び第3の超音波モータの前記ロータの回
転軸は前記第1の1/4波長板、1/2波長板及び第2
の1/4波長板の法線にそれぞれ平行であることを特徴
とする偏光制御装置。First, second, and third ultrasonic motors having ring-shaped rotors, and first quarter-wave plates installed inside the rotors of the first, second, and third ultrasonic motors, respectively. , a half-wave plate and a second quarter-wave plate,
The light transmitted through the first 1/4 wavelength plate enters the 1/2 wavelength plate, and the light transmitted through the 1/2 wavelength plate enters the second 1/4 wavelength plate.
The first 1/4 wavelength plate, 1
A /2 wavelength plate and a second 1/4 wavelength plate are arranged, and the rotation axes of the rotors of the first, second and third ultrasonic motors are arranged so that the rotors of the first, second and third ultrasonic motors /2 wavelength plate and second
A polarization control device characterized in that the polarization control device is parallel to the normal line of the quarter-wave plate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62290212A JPH01130121A (en) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | Polarized light control device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP62290212A JPH01130121A (en) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | Polarized light control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH01130121A true JPH01130121A (en) | 1989-05-23 |
Family
ID=17753200
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH01130121A (en) |
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