JP2007333985A - 電気光学素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明によれば、ミラーを用いて光を反転させることによって、電気光学結晶に入射する光の偏向を補正することができる。本発明の一実施形態による電気光学素子は、入射する光と出射する光のなす角度を一定に保持するミラーと、この入射する光と出射する光が通過する電気光学結晶とを備える。電気光学素子の電極を通じて、結晶を通過する光に対して電界を加えると、結晶内部における電界の非一様性により、通過する光が偏向する。本発明による電気光学素子では、ミラーに入射する光とミラーから出射する光の角度が一定に保たれることによって、入射する光が被った偏向がミラーからの出射する光の角度において補正されるので、結晶内で生じた光の偏向の影響を低減することができる。
【選択図】図4
Description
(1) ΔΦ=2π×Δn×L/λ
また、Δnは、導波路に印加された電界をEとし、一次の電気光学係数をrとし、屈折率をnとすると、次式のように表される。
(2) Δn=−0.5n3rE
(3) Δn=−0.5n3×sE2
(4) dE/dx=ρ/ε
また、電荷ρが一様な負の定数である場合を仮定すると、電界は、次式に示すように不均一となる。
(5) E(x)=Ex0+ρ(x−x0)/ε
ここで、Exoはx=x0での電界である。電気光学効果による屈折率の変化は、光線の中心が位置x=x0の位置を通っているとすると、式(3)を用いて次式のように書ける。
(6) Δn(x)=−0.5n3×s{Ex0+ρ(x−x0)/ε}2
また、屈折率のx=x0近傍でのx軸方向の勾配は、次式のようになる。
(7) dΔn/dx[x=x0]=−n3sEx0ρ/ε
(8) dΔn(x)/dx=α
(9) Δx’=Δx/cosβ≒Δx
(10) Δx”=Δx’/cosβ≒Δx’≒Δx
(11) ΔnP−Q×L≒nΔL2cosβ
ΔnP−Qは、光路間の差Δxを使って、式(8)より以下のように書ける。
(12) ΔnP−Q=αΔx
式(12)を式(11)に代入し、cosβ≒1を用いると、次式が得られる。
(13) αΔxL≒nΔL2
(14) nΔL2=ΔL1
ここで、図3からわかるように、ΔL1は以下のように表される。
(15) ΔL1=Δx”sinθ≒Δxθ
従って、
(16) nΔL2≒Δxθ
式(16)および(13)から、nΔL2を消去してθを求めると、次式のように、偏向の角度が小さい場合、偏向角は屈折率の勾配αから近似的に求めることができる。
(17) θ≒αL
また、これによって、垂直偏光(s>0、α>0)の場合、光は結晶内においてx軸の正の方向に屈曲することが示された。
(18) γ=a+d
(19) (π/2−c+d)+(π/2−b+a)=b+c
これを変形すると、次式が得られる。
(20) a+d=2b+2c−π
したがって、式(19)を用いて次式が導出される。
(21) γ=a+d=2b+2c−π
(22) d’=γ−a’
=γ−(a+δ)
=γ−a−δ
結晶に再度入射した光は、結晶内部で入射光とほぼ同じ位置で同じ長さを通るものとすれば、この光が受ける陰極側への偏向角度は、光の進行方向とは関係ないので、同じ値δとなる。その結果、結晶からの出射角dは、次式のようになる。
(23) d=(γ−a−δ)+δ
=γ−a
となる。つまり、偏向角度δに依存せず、出射角はほぼ一定の値を取ることになる。
11 導波路
12a,22a,42a 陽極
12b,22b,42b 陰極
20,41 KTN結晶
43a,43b,53a,53b ミラー
Claims (5)
- 電気光学結晶を用いた電気光学素子であって、
入射する光と出射する光のなす角度を一定にして折り返す折り返し手段と、
前記入射する光と前記出射する光が通過する電気光学結晶と、
前記光が通過する電気光学結晶に対して電界を加える電極と
を備えたことを特徴とする電気光学素子。 - 請求項1に記載の電気光学素子であって、
前記折り返し手段は、ミラーであることを特徴とする電気光学素子。 - 請求項1または2に記載の電気光学素子であって、
前記電気光学結晶は、KTa1−xNbxO3(0<x<1)であることを特徴とする電気光学素子。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の電気光学素子であって、
前記電気光学結晶は、K1−yLiyTa1−xNbxO3(0<x<1,0<y<0.1)であることを特徴とする電気光学素子。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の電気光学素子であって、
前記電気光学結晶は、常誘電相にあることを特徴とする電気光学素子。
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