JP2002513167A - トランスバース電気光学変調器 - Google Patents

トランスバース電気光学変調器

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JP2002513167A
JP2002513167A JP2000546270A JP2000546270A JP2002513167A JP 2002513167 A JP2002513167 A JP 2002513167A JP 2000546270 A JP2000546270 A JP 2000546270A JP 2000546270 A JP2000546270 A JP 2000546270A JP 2002513167 A JP2002513167 A JP 2002513167A
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laser beam
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JP2000546270A
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ディードリッヒ・フランク
ライシュマン・フランク
Original Assignee
リノス・フォトニクス・ゲー・エム・ベー・ハー
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    • 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 
    • G02F1/03—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 ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/0305—Constructional arrangements
    • G02F1/0311—Structural association of optical elements, e.g. lenses, polarizers, phase plates, with the crystal

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 この発明は、平均波長ラムダのレーザービーム(３)の光波を変調する、トランスバース電気光学変調器(１０)に関する。これは、電気増幅器(８)により制御可能で、複屈折性の単結晶で作られた所定の材料からなり、所定長(Ｌ)を有する少なくとも一個の変調素子と、単結晶で作られた同じ材料からなり、同じ長さを有する少なくとも一個の補償素子(９)とを、補償システム内に有する。この発明は、いかなる厚みと所定長に対しても、少なくとも一個の変調素子の厚み(Ｄ３)が、補償素子の高さと幅(Ｄ４)のいずれよりも小さいことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 この発明は、主請求項の前文の、所定の波長ラムダのレーザービームの光波を
変調するトランスバース電気光学変調器(ＥＯＭ)に関する。
【０００２】 テレビ画像の形成に、レーザー放射源を使用することが知られている(ＤＥ−
ＰＳ４３０６７９７)。
【０００３】 同様に、複屈折補償の変調器を、スライドフィルムや複写フィルムのような写
真感光材料を感光させるのに使用することも知られている。しかし、１００ＭＨ
ｚ程度の変調幅を有し、必ずしも狭帯域でないスペクトルのレーザー光源に使用
できる、可視光、特にグリーンやブルーのための変調器を、小型にかつ安価に製
造するのは難しい。
【０００４】 従って、この発明の課題は、１００ＭＨｚ程度の変調幅を有し、必ずしも狭帯
域でないスペクトルのレーザー光源に使用できる、可視光、特にグリーンやブル
ーのためのトランスバース電気光学変調器(ＥＯＭ)を、小型にかつ安価に製造す
ることである。
【０００５】 主請求項の前文のトランスバース電気光学変調器ＥＯＭは、前文に基づく特徴
事項を介して、この発明により達成される。
【０００６】 この発明のアイデアは、変調素子の光学的複屈折を、同材料の単結晶補償素子
で補償することからなる。この補償素子は、変調素子より厚みがかなり大きく、
長さが等しい。変調素子で、レーザービームの厚みの一部が無視されると、残存
する光学的効率は約１５％となる。補償素子の幅と厚みは、追加の幾何学的に生
じる光学的損失が(変調器に関して)著しくならないように選ぶ。この量は、感光
材料の感光に用いるのに十分であり、この発明によって、高い変調幅が安価に得
られる。この理由は、１００ｍＷパワーまでのレーザービームの放射源が使用で
きるが、実際の応用では多くてこのパワーの１／１０が必要なだけだからである
。レーザービームの絞られた放射線が、変調素子の近傍に入射されることのみが
要求される。好ましくは、前記絞られた放射線を変調素子の入射面に入射する。
変調素子の厚みを小さくすることで、駆動電圧を５０Ｖより少なくできる。これ
により、製造が簡単な、または市販の、５０Ｖより少ない出力電圧を有する増幅
器、たとえばビデオ出力増幅チップ(以下ビデオチップと記す)を使用でき、一つ
のチップで変調素子を駆動できる。
【０００７】 補償配列を選んで、たとえば、全配列を通過する放射光の光路長が、偏向条件
と無関係になるようにする。
【０００８】 この発明の追加の有効な実施例と、さらなる展開を従属請求項に示す。
【０００９】 以下に、この発明の一つの実施例を、図を参照してさらに詳しく説明する。
【００１０】 図１は、トランスバース電気光学変調器と駆動回路の模式的斜視図である。 所定波長のレーザービーム３の光波が、光学集束レンズ１として設計された光
学素子に入射する。コリメーターレンズ２として設計された光学素子が、伝搬方
向でのトランスバース電気光学変調器ＥＯＭ１０の後方に設けられ、その光学素
子から４で示すレーザービームが出射する。
【００１１】 ＥＯＭ１０は、２個の相前後して配置されたエレメント、すなわち、第一に伝
搬方向に変調素子５，そして前記素子の後方に補償素子９を有し、それらの単結
晶はいずれも同じ材料からなる。ただし、伝搬方向３，４に垂直な変調素子５の
光軸は、伝搬方向３，４に垂直な平面内にある補償素子９の光軸に関して直角、
すなわちレーザービームに関して９０゜回転している。伝搬方向３，４での両結
晶の長さＬは等しい。
【００１２】 補償素子９の断面は一辺の長さがＤ４の正方形で、この長さは変調素子９の出
口面１１から出射するレーザービームの直径Ｄ２より大きいので、その結果、追
加のロスはほとんどない。
【００１３】 変調素子５は厚みＤ３を有し、その厚みは変調素子の入射面１２の面内でのレ
ーザービームの直径Ｄ１より小さい。
【００１４】 レーザービーム３の直径Ｄ１の基準(Vorgabe)のために、または変調素子５を
通過しないレーザービームやそのすぐ近くを通過するレーザービームの処分のた
めに、伝搬方向３，４の変調素子５の前方に、そして同様にそれの後方と補償素
子９の前方に、それぞれ遮光装置(Blende)を設けてもよい。
【００１５】 図１に模式的に示すように、出力８１，８２が変調素子５の電極６に接続する
、２個の入力７を有する電気増幅器８をさらに設ける。
【００１６】 変調素子５の高さＤ３を、平均波長ラムダと変調素子５または補償素子９の長
さとの積をパイで割ったものの平方根に２を掛けたものより小さくする。断面が
正方形の補償素子９の高さまたは幅Ｄ４を、変調素子５の高さＤ３の２.５倍よ
り大きくする。
【図面の簡単な説明】
【図１】トランスバース電気光学変調器と駆動回路の模式的斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】補償配列中に、電気増幅器(８)で駆動できる所定の長さ(Ｌ)の
    変調素子(５)を少なくとも１個備え、前記変調素子がそれ自体複屈折性の単結晶
    からなる所定の材料からなり、かつ同じ単結晶材料からなり等しい長さ(Ｌ)を有
    する補償素子(９)を少なくとも一個備える、平均波長ラムダのレーザービーム(
    ３)の光波を変調するトランスバース電気光学変調器において、 少なくとも一個の変調素子(５)の幅と所定の長さ(Ｌ)，厚み(Ｄ３)が、常に補
    償素子(９)の高さと幅(Ｄ４)とのいずれよりも小さいことを特徴とする、トラン
    スバース電気光学変調器(ＥＯＭ)。
  2. 【請求項２】厚み(Ｄ３)が、補償素子(９)の高さまたは幅(Ｄ４)に比べて、
    １５分の１よりも小さく、好ましくは４０分の１よりも小さいことを特徴とする
    、請求項１のＥＯＭ。
  3. 【請求項３】変調素子(５)の幅が、補償素子(９)の高さまたは幅(Ｄ４)とほ
    ぼ等しいことを特徴とする、請求項１または請求項２のＥＯＭ。
  4. 【請求項４】補償素子(９)が、高さ(Ｄ４)とほぼ等しい幅を有することを特
    徴とする、請求項１から３のいずれかのＥＯＭ。
  5. 【請求項５】補償素子(９)の高さ(Ｄ４)が、２mmから４mm、好ましくは３mm
    であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかのＥＯＭ。
  6. 【請求項６】変調素子の高さ(Ｄ３)が、０.２mmから０.０２mm、好ましくは
    ０.０７mmであることを特徴とする、請求項１から５のいずれかのＥＯＭ。
  7. 【請求項７】レーザービームの直径を、放射されるパワーの少なくとも９９
    ％を含む最小の直径として定め、変調素子(５)の高さ(Ｄ３)が、変調素子(５)の
    入射面(１２)の面内のレーザービーム(３)の直径よりも小さいことを特徴とする
    、請求項１から６のいずれかのＥＯＭ。
  8. 【請求項８】レーザービームの伝搬方向(３，４)で、変調器(１０)の前後に
    光学素子を配置することを特徴とする、請求項１から７のいずれかのＥＯＭ。
  9. 【請求項９】変調器(１０)の前方に配置される光学素子が、集束レンズ(１)
    として設計されることを特徴とする、請求項８のＥＯＭ。
  10. 【請求項１０】変調器(１０)の後方に配置される光学素子が、コリメーター
    レンズ(２)として設計されることを特徴とする、請求項８のＥＯＭ。
  11. 【請求項１１】偏向素子を、伝搬方向(３，４)で変調器(１０)の前後に配置
    することを特徴とする、請求項１から１０のいずれかのＥＯＭ。
  12. 【請求項１２】レーザービームの断面整形用の遮光装置(Blendeneinrichtun
    g)を、変調素子(５)の前後に配置することを特徴とする、請求項１から１１のい
    ずれかのＥＯＭ。
  13. 【請求項１３】変調素子(１１)が、ＡＤＰ，ＡＤ＊Ｐ，ＫＤＰ，ＫＤ＊Ｐ，
    ＫＴＰ，ＫＴＡ，ＲＴＡ，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リチウム，ＢＢＯ，及
    びニオブ酸カリウムの一つからなる単結晶を材料とすることを特徴とする、請求
    項１から１２のいずれかのＥＯＭ。
  14. 【請求項１４】制御信号の電界方向の広がり、すなわち変調素子(１１)の厚
    みが０.０２５mmから０.２５mmの範囲で、電気容量が５ｐＦと２０ｐＦとの間で
    、かつＥＯＭの長さが５mmと３０mmとの間にあることを特徴とする、請求項１か
    ら１３のいずれかのＥＯＭ。
  15. 【請求項１５】変調素子(１１)が基体上に配置された単結晶を有し、その単
    結晶の長さと厚みが、電気光学変調の有効断面であるほぼ正方形の断面の幅より
    大きいことを特徴とする、請求項１から１４のいずれかのＥＯＭ。
  16. 【請求項１６】電気増幅器として、公知のテレビ機器用のビデオ出力増幅チ
    ップを用いることを特徴とする、請求項１から１５のいずれかのＥＯＭ。
JP2000546270A 1998-04-23 1999-04-22 トランスバース電気光学変調器 Pending JP2002513167A (ja)

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DE19818275 1998-04-23
DE19820202.4 1998-05-06
DE1998120202 DE19820202C2 (de) 1998-05-06 1998-05-06 Transversaler elektrooptischer Modulator (EOM)
DE19818275.9 1998-05-06
PCT/EP1999/002725 WO1999056168A1 (de) 1998-04-23 1999-04-22 Transversaler elektrooptischer modulator

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EP (1) EP1073930B1 (ja)
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