JP2553367B2 - 多重反射型表面弾性波光回折素子 - Google Patents
多重反射型表面弾性波光回折素子Info
- Publication number
- JP2553367B2 JP2553367B2 JP30297187A JP30297187A JP2553367B2 JP 2553367 B2 JP2553367 B2 JP 2553367B2 JP 30297187 A JP30297187 A JP 30297187A JP 30297187 A JP30297187 A JP 30297187A JP 2553367 B2 JP2553367 B2 JP 2553367B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- saw
- piezoelectric substrate
- surface acoustic
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光の進行方向を超音波を利用して変える
光偏向装置に係り、特に、固体表面上を伝搬する表面弾
性波を解折格子として利用し、その格子定数を変化させ
ることで光の回折の方向を調整可能とした多重反射型表
面弾性波光回折素子に関する。
光偏向装置に係り、特に、固体表面上を伝搬する表面弾
性波を解折格子として利用し、その格子定数を変化させ
ることで光の回折の方向を調整可能とした多重反射型表
面弾性波光回折素子に関する。
光を高速に偏向する従来技術としては、例えば多面鏡
を高速回転する方法、反射鏡を備えた圧電素子を高周波
信号で振動させる方法、表面弾性波（SAW:Surface Acou
stic Wave）による光の回折光を利用する方法などがあ
る。
を高速回転する方法、反射鏡を備えた圧電素子を高周波
信号で振動させる方法、表面弾性波（SAW:Surface Acou
stic Wave）による光の回折光を利用する方法などがあ
る。
このうち、前の２つの方法は機械的動作を利用して反
射鏡の回転や振動により光の入射角度を変えることで偏
向を行なっており、その動作速度の上限は現在のところ
周期的動作としては数百kHz程度である。
射鏡の回転や振動により光の入射角度を変えることで偏
向を行なっており、その動作速度の上限は現在のところ
周期的動作としては数百kHz程度である。
一方、最後のSAWによる方法は固体表面上に発生させ
たSAWを正弦波回折格子として利用しており、±１次回
折光のみが偏向するという制限はあるが、格子定数を変
えることで光の回折角度、すなわち偏向角度が制御でき
る。この格子定数は、SAWの伝搬速度とSAWを発生させる
電極へ入力する高周波信号とに依存して決定され、入力
周波数を変えることで光の任意位置への偏向や偏向させ
た任意の位置での静止が可能になり、さらに最大偏角を
得るに要する動作時間も数μｓ程度に短くできる。
たSAWを正弦波回折格子として利用しており、±１次回
折光のみが偏向するという制限はあるが、格子定数を変
えることで光の回折角度、すなわち偏向角度が制御でき
る。この格子定数は、SAWの伝搬速度とSAWを発生させる
電極へ入力する高周波信号とに依存して決定され、入力
周波数を変えることで光の任意位置への偏向や偏向させ
た任意の位置での静止が可能になり、さらに最大偏角を
得るに要する動作時間も数μｓ程度に短くできる。
このようなSAWを応用した光偏向器の一例として、例
えば同一出願人・同一発明者による発明「表面弾性波可
変回折格子」（特願昭61−73416号）がある。
えば同一出願人・同一発明者による発明「表面弾性波可
変回折格子」（特願昭61−73416号）がある。
この発明では、回折効率を増加する一手段として、大
きな高周波電力を入力し、その際、発生した不要な熱を
効率よく外気中へ放散する構造にすることで格子定数の
安定化、つまり偏向角度の安定化を実現した。
きな高周波電力を入力し、その際、発生した不要な熱を
効率よく外気中へ放散する構造にすることで格子定数の
安定化、つまり偏向角度の安定化を実現した。
しかしながら、入力する高周波電力には限界があり、
交差指型電極の間に発生する電界が大きくなると圧電性
基板に破壊を生じさせてしまう。
交差指型電極の間に発生する電界が大きくなると圧電性
基板に破壊を生じさせてしまう。
例えば、SAW素子の基板として、しばしば用いられる
ニオブ酸リチウム結晶の破壊電界は約10V/μｍであるこ
とが知られている。このように、放熱効率を改善し、入
力電力の増大による回折光量の増大を図っても、使用す
る圧電性基板の特性により上限が定まってしまう欠点が
あった。
ニオブ酸リチウム結晶の破壊電界は約10V/μｍであるこ
とが知られている。このように、放熱効率を改善し、入
力電力の増大による回折光量の増大を図っても、使用す
る圧電性基板の特性により上限が定まってしまう欠点が
あった。
また、前記発明（表面弾性波可変回折格子）での光回
折は、ラマンナース回折と呼ばれる効果を利用したもの
で、光スイッチ等によく利用されるブラッグ回折と比較
した場合、回折現象を引き起こす光の入射許容角度を大
きくとれるという長所をもつ一方、光と超音波の相互作
用時間（距離）が短く、その回折効率はブラッグ回折
（80％）の数10分の１（数％）という短所も合わせもつ
ものである。
折は、ラマンナース回折と呼ばれる効果を利用したもの
で、光スイッチ等によく利用されるブラッグ回折と比較
した場合、回折現象を引き起こす光の入射許容角度を大
きくとれるという長所をもつ一方、光と超音波の相互作
用時間（距離）が短く、その回折効率はブラッグ回折
（80％）の数10分の１（数％）という短所も合わせもつ
ものである。
この発明の目的は、上記問題点を解決し、小さな駆動
電力で安定に偏向動作が可能で、かつ、偏向光量の大き
な実用的な多重反射型表面弾性波光回折素子を実現する
ことである。
電力で安定に偏向動作が可能で、かつ、偏向光量の大き
な実用的な多重反射型表面弾性波光回折素子を実現する
ことである。
そこで、本発明では、入射した光を、超音波との相互
作用領域に長時間閉じ込める方式を採った。SAW振幅の
伝搬損失は、例えば、上記のニオブ酸リチウム結晶の場
合、−0.3dB/cm程度と小さいため、SAW伝搬方向に長い
領域にわたって光の回折を生じさせるに十分なSAWが発
生する。それゆえ、入射した光が２回以上基板表層のSA
W励振領域を通過するように、圧電性基板の表裏面に向
い合せに光反射層を設け、基板内部で光が多重反射する
構造とした。
作用領域に長時間閉じ込める方式を採った。SAW振幅の
伝搬損失は、例えば、上記のニオブ酸リチウム結晶の場
合、−0.3dB/cm程度と小さいため、SAW伝搬方向に長い
領域にわたって光の回折を生じさせるに十分なSAWが発
生する。それゆえ、入射した光が２回以上基板表層のSA
W励振領域を通過するように、圧電性基板の表裏面に向
い合せに光反射層を設け、基板内部で光が多重反射する
構造とした。
第１図に、交差指型電極１に入力する電気信号の周波
数f0と圧電性基板２のSAWの伝搬速度ｖ及びSAWの空間周
期ｄの関係を示す。
数f0と圧電性基板２のSAWの伝搬速度ｖ及びSAWの空間周
期ｄの関係を示す。
図に示すように、交差指型電極１の電極間隔がｄのと
き、この電極にインパルス状の電気信号を加えると圧電
性基板上に波長ｄのSAWが発生する。このSAWは電極を中
心として，その左右に速度ｖで伝搬して行く。よって、
時刻t0（＝d/v）後には再びSAWの位相と交差指型電極の
位置とが、前記インパルス信号を加えた時刻と同じ位置
関係になる。ここで、またインパルス状の電気信号を加
えれば、このSAWは、さらに振幅を増大させて伝搬して
行く。よって、周期t0、すなわち周波数f0（＝1/t0＝v/
d）のインパルス信号を連続的に交差指型電極に加える
と、SAWは同位相で振幅を増大させられ、強い進行波と
なって圧電性基板２上に放射される。
き、この電極にインパルス状の電気信号を加えると圧電
性基板上に波長ｄのSAWが発生する。このSAWは電極を中
心として，その左右に速度ｖで伝搬して行く。よって、
時刻t0（＝d/v）後には再びSAWの位相と交差指型電極の
位置とが、前記インパルス信号を加えた時刻と同じ位置
関係になる。ここで、またインパルス状の電気信号を加
えれば、このSAWは、さらに振幅を増大させて伝搬して
行く。よって、周期t0、すなわち周波数f0（＝1/t0＝v/
d）のインパルス信号を連続的に交差指型電極に加える
と、SAWは同位相で振幅を増大させられ、強い進行波と
なって圧電性基板２上に放射される。
このような状態を共振状態といい、f0を共振周波数と
呼ぶ。また、インパルス状の電気信号の代りに周波数f0
の正弦波信号を使用しても同様の効果があり、通常は発
生し易い正弦波信号が用いられる。電気信号の周波数が
f0より変化して行くと、共振状態が崩れ、SAWの強度が
低下する。現状のSAW素子ではSAWの強度が10％減少する
までの範囲の周波数帯域幅は、共振周波数f0の５〜10％
程度である。
呼ぶ。また、インパルス状の電気信号の代りに周波数f0
の正弦波信号を使用しても同様の効果があり、通常は発
生し易い正弦波信号が用いられる。電気信号の周波数が
f0より変化して行くと、共振状態が崩れ、SAWの強度が
低下する。現状のSAW素子ではSAWの強度が10％減少する
までの範囲の周波数帯域幅は、共振周波数f0の５〜10％
程度である。
第２図は、SAWを位相格子として使用した場合におけ
る光の偏向が行われる様子を示す。
る光の偏向が行われる様子を示す。
周波数f0の正弦波の電気信号によって圧電性基板２の
表面に発生したSAWは、格子定数にあたる空間周期ｄを
有し、速度ｖで矢印の方向に進行する。前記圧電性基板
２は光に対し透過性を有するものであって、同図左の方
向から入射光が、この圧電性基板２を透過すると、該入
射光はSAWによる圧電性基板２の表面の正弦波状の凹凸
と圧電性基板２の表面直下の密度の変化、すなわち屈折
率の変化によって位相変調を受ける。この位相変調は、
空間周期ｄの繰返しによる周期的なものであるから、こ
れらの光は通常の位相格子を透過したものと同じく、レ
ンズ３でレンズの焦点面４に結像させると回折像を生ず
る。ここで、入射光が波長λの単色光であれば、回折像
には、格子定数ｄによって定まる±１次の回折輝点が生
ずる。この回折輝点の発生位置は、前記焦点面４上で光
軸から距離αだけ離れた位置となり、方向はSAWの伝搬
方向と等しい。距離αの値はレンズ３の焦点距離をＦと
すれば、 α＝Ｆλ/d＝f0Fλ/v ……（１） で表わされる。ここで、正弦波電気信号の周波数がf0を
中心に±Δf/2変化するものとすれば、焦点面４上での
±１次の回折輝点の変位量Δαは、 Δα＝ΔfFλ/v ……（２） となる。この式で明らかなように、SAWの伝搬速度が遅
く、レンズ３の焦点距離が長く、光の波長λが長いほど
変位量Δαは大きな値を取る。
表面に発生したSAWは、格子定数にあたる空間周期ｄを
有し、速度ｖで矢印の方向に進行する。前記圧電性基板
２は光に対し透過性を有するものであって、同図左の方
向から入射光が、この圧電性基板２を透過すると、該入
射光はSAWによる圧電性基板２の表面の正弦波状の凹凸
と圧電性基板２の表面直下の密度の変化、すなわち屈折
率の変化によって位相変調を受ける。この位相変調は、
空間周期ｄの繰返しによる周期的なものであるから、こ
れらの光は通常の位相格子を透過したものと同じく、レ
ンズ３でレンズの焦点面４に結像させると回折像を生ず
る。ここで、入射光が波長λの単色光であれば、回折像
には、格子定数ｄによって定まる±１次の回折輝点が生
ずる。この回折輝点の発生位置は、前記焦点面４上で光
軸から距離αだけ離れた位置となり、方向はSAWの伝搬
方向と等しい。距離αの値はレンズ３の焦点距離をＦと
すれば、 α＝Ｆλ/d＝f0Fλ/v ……（１） で表わされる。ここで、正弦波電気信号の周波数がf0を
中心に±Δf/2変化するものとすれば、焦点面４上での
±１次の回折輝点の変位量Δαは、 Δα＝ΔfFλ/v ……（２） となる。この式で明らかなように、SAWの伝搬速度が遅
く、レンズ３の焦点距離が長く、光の波長λが長いほど
変位量Δαは大きな値を取る。
以上、述べた内容は、入射光が１回だけSAW励振領域
を通過する場合においての作用であったが、圧電性基板
内部で光多重反射を行なわせた場合は、第２図のSAW素
子が多数重ねられた状態と等価であり、そのときのそれ
ぞれの圧電性基板で回折する回折光は、圧電性基板が十
分薄い場合には、回折光どうし分離することなく一つの
輝点として偏向する。
を通過する場合においての作用であったが、圧電性基板
内部で光多重反射を行なわせた場合は、第２図のSAW素
子が多数重ねられた状態と等価であり、そのときのそれ
ぞれの圧電性基板で回折する回折光は、圧電性基板が十
分薄い場合には、回折光どうし分離することなく一つの
輝点として偏向する。
〔第１の実施例〕 第３図（ａ）（ｂ）に、本発明に係る多重反射型表面
弾性波光回折素子の第１の実施例を示す。
弾性波光回折素子の第１の実施例を示す。
この実施例では、圧電性基板２の裏面に第１の光反射
層５を、また表面に第２の光反射層６とSAW発生用の交
差指型電極１を設け、これを熱の不良導体からなる基板
７上に置き、圧電性基板２の端面にはSAWの反射を防
ぎ、吸収して熱に変換する吸音材８と、これに放熱器９
を密着させて放熱効率を良くした構造となっている。断
面図には光の入射方法と多重反射の様子を示した。
層５を、また表面に第２の光反射層６とSAW発生用の交
差指型電極１を設け、これを熱の不良導体からなる基板
７上に置き、圧電性基板２の端面にはSAWの反射を防
ぎ、吸収して熱に変換する吸音材８と、これに放熱器９
を密着させて放熱効率を良くした構造となっている。断
面図には光の入射方法と多重反射の様子を示した。
第３図（ｂ）に示すように、圧電性基板２の表面上の
ａ点に入射した光は、第１の光反射層５→第２の光反射
層６→第１の光反射層５の順で数回反射を繰り返したの
ち、主軸光（０次回折光）10と±１次回折光11に分離し
て圧電性基板２の表面上のa'点より出射する。このと
き、出射光はａ、a'点および第２の光反射層６で反射さ
れるときに位相変調を受けることになる。ａ、a'点では
SAWによる圧電性基板２の凹凸および表面直下の媒質の
周期的な屈折率変化で光の波面が位相変調を受け、第２
の光反射層６の近傍では、圧電性基板２の凹凸および表
面直下の媒質の周期的な屈折率変化による位相変調を反
射の前後で受けることになるから、結果的に、１回透過
型の光回折素子より偏向光量がはるかに増加できること
になる。
ａ点に入射した光は、第１の光反射層５→第２の光反射
層６→第１の光反射層５の順で数回反射を繰り返したの
ち、主軸光（０次回折光）10と±１次回折光11に分離し
て圧電性基板２の表面上のa'点より出射する。このと
き、出射光はａ、a'点および第２の光反射層６で反射さ
れるときに位相変調を受けることになる。ａ、a'点では
SAWによる圧電性基板２の凹凸および表面直下の媒質の
周期的な屈折率変化で光の波面が位相変調を受け、第２
の光反射層６の近傍では、圧電性基板２の凹凸および表
面直下の媒質の周期的な屈折率変化による位相変調を反
射の前後で受けることになるから、結果的に、１回透過
型の光回折素子より偏向光量がはるかに増加できること
になる。
これらのSAW素子を構成する圧電性基板２や交差指型
電極１、第１の光反射層５、第２の光反射層６には、従
来から使用されている材料、すなわち、圧電性基板には
ニオブ酸リチウム結晶等の圧電性材料、交差指型電極、
第１および第２の光反射層にはアルミニウム、金等の電
極材料が使用できる。
電極１、第１の光反射層５、第２の光反射層６には、従
来から使用されている材料、すなわち、圧電性基板には
ニオブ酸リチウム結晶等の圧電性材料、交差指型電極、
第１および第２の光反射層にはアルミニウム、金等の電
極材料が使用できる。
また、前記交差指型電極の電極幅や交差間隔は数μｍ
〜数10μｍ程度と微細であるが、これらの加工はホトリ
ソグラフィによる微細加工技術で実現することが可能で
ある。
〜数10μｍ程度と微細であるが、これらの加工はホトリ
ソグラフィによる微細加工技術で実現することが可能で
ある。
〔第２の実施例〕 第１の実施例では、光が入射するａ点（以後、光入射
部ａという）は圧電性基板の表面が直接、空気中に露出
している構成であった。しかし、一般的に圧電性媒質は
高屈折率をもち、例えば、ニオブ酸リチウム結晶では波
長0.633μｍの光に対して、常光線屈折率n0は2.286、異
常光線屈折率neは2.2であり、垂直入射時の反射率はn0
に対しては約15％である。
部ａという）は圧電性基板の表面が直接、空気中に露出
している構成であった。しかし、一般的に圧電性媒質は
高屈折率をもち、例えば、ニオブ酸リチウム結晶では波
長0.633μｍの光に対して、常光線屈折率n0は2.286、異
常光線屈折率neは2.2であり、垂直入射時の反射率はn0
に対しては約15％である。
このため、第１の実施例を装置内へ使用した場合、光
入射部ａでの反射光を遮へい板等を用いて遮る必要が生
じる。そこで、光入射部ａの領域に，例えば酸化シリコ
ンのようなSAWの伝搬に影響を与えることが少ない材料
で光反射防止膜を施せば、不要反射光の発生を抑えて光
の大部分を圧電性基板内部に入射でき、さらに偏向光量
を増加させることができる。もちろん、光が出射するa'
点の領域にも光反射防止膜をつけることで、より一層の
偏向光量の増加が期待できる。
入射部ａでの反射光を遮へい板等を用いて遮る必要が生
じる。そこで、光入射部ａの領域に，例えば酸化シリコ
ンのようなSAWの伝搬に影響を与えることが少ない材料
で光反射防止膜を施せば、不要反射光の発生を抑えて光
の大部分を圧電性基板内部に入射でき、さらに偏向光量
を増加させることができる。もちろん、光が出射するa'
点の領域にも光反射防止膜をつけることで、より一層の
偏向光量の増加が期待できる。
〔第３の実施例〕 第４図に第３図に示す第１の実施例における回折光量
とSAW周波数の関係の測定結果を示す。
とSAW周波数の関係の測定結果を示す。
図において、縦軸は回折光量（μＷ）を、横軸はSAW
周波数（MHz）を示す。光入射角度は、（ａ）図が25
゜、（ｂ）図が30゜、（ｃ）図が35゜、（ｄ）図が40゜
である。実線は第１の実施例（MRT:Multiple Reflectio
n Type）の回折光量を示し、点線は第１の実施例で第２
の光反射層６を設けず、第１の光反射層５により１回だ
け光を反射させた場合（SRT:Single Reflection Type）
の回折光量を示す。
周波数（MHz）を示す。光入射角度は、（ａ）図が25
゜、（ｂ）図が30゜、（ｃ）図が35゜、（ｄ）図が40゜
である。実線は第１の実施例（MRT:Multiple Reflectio
n Type）の回折光量を示し、点線は第１の実施例で第２
の光反射層６を設けず、第１の光反射層５により１回だ
け光を反射させた場合（SRT:Single Reflection Type）
の回折光量を示す。
第４図から明らかなように、MRTはSRTに対し各光入射
角度で５〜10倍の回折光量が得られている。しかし、MR
Tでは回折光量の増大するSAW周波数帯域が狭いので、光
を偏向させて空間の広い領域を連続的に掃引することが
困難である（第４図より、回折光量が極大値をとる周波
数が複数回現れるので、それらの周波数を切り換えるこ
とにより、空間の離散的な数点へ光を偏向させることは
可能である）。
角度で５〜10倍の回折光量が得られている。しかし、MR
Tでは回折光量の増大するSAW周波数帯域が狭いので、光
を偏向させて空間の広い領域を連続的に掃引することが
困難である（第４図より、回折光量が極大値をとる周波
数が複数回現れるので、それらの周波数を切り換えるこ
とにより、空間の離散的な数点へ光を偏向させることは
可能である）。
そこで、第３の実施例は、SAWの２次元伝搬を用い
て、広いSAW周波数帯域で高い偏向効率を得るようにし
た。ここで、SAWの２次元伝搬とは、SAW周波数（波長）
によりSAW伝搬方向が異なることを言う。
て、広いSAW周波数帯域で高い偏向効率を得るようにし
た。ここで、SAWの２次元伝搬とは、SAW周波数（波長）
によりSAW伝搬方向が異なることを言う。
SAWを２次元伝搬させる方法は、すでに様々なものが
提案されているが、第３の実施例では第５図に示すよう
に曲線状の交差指型電極12を用いる。この交差指型電極
12は、電極間隔が連続的に変化することが特徴であり、
電極に加えられる周波数に応じて、電極間隔が共振の条
件に適った電極の一部が共振する。したがって、その部
分の法線方向に、加えられた周波数を持ったSAWが伝搬
する。
提案されているが、第３の実施例では第５図に示すよう
に曲線状の交差指型電極12を用いる。この交差指型電極
12は、電極間隔が連続的に変化することが特徴であり、
電極に加えられる周波数に応じて、電極間隔が共振の条
件に適った電極の一部が共振する。したがって、その部
分の法線方向に、加えられた周波数を持ったSAWが伝搬
する。
さて、MRTで回折光量が増大するのは、第１の実施例
でも述べたように、SAWの領域を多数回光が通過するご
とに回折光が生じ、それらが重ね合わせられるからであ
る。しかし、この効果が生じるためには、各々の回折光
がその位相を揃えて重ね合わせられることが必要で、第
４図に示す第１の実施例で回折光量が極大値をとるSAW
周波数では、この条件が満たされている。また、回折光
量が極大値をとる周波数とつぎに回折光量が極大値をと
る周波数との間の光量が極小値をとる周波数では、各々
の回折光が逆位相で重ね合わせられている。
でも述べたように、SAWの領域を多数回光が通過するご
とに回折光が生じ、それらが重ね合わせられるからであ
る。しかし、この効果が生じるためには、各々の回折光
がその位相を揃えて重ね合わせられることが必要で、第
４図に示す第１の実施例で回折光量が極大値をとるSAW
周波数では、この条件が満たされている。また、回折光
量が極大値をとる周波数とつぎに回折光量が極大値をと
る周波数との間の光量が極小値をとる周波数では、各々
の回折光が逆位相で重ね合わせられている。
例えば、第１の実施例では回折光量が極小値をとるSA
W周波数でも回折光量を増大させるためには、各々の回
折光が同位相で重ね合わせられるように、回折光が圧電
性基板内でたどる光路を、第１の実施例の場合とは変え
る必要がある。なぜなら、各回折光の間の位相差は、回
折光が圧電性基板内でたどる光路長の差により決定され
るからである。
W周波数でも回折光量を増大させるためには、各々の回
折光が同位相で重ね合わせられるように、回折光が圧電
性基板内でたどる光路を、第１の実施例の場合とは変え
る必要がある。なぜなら、各回折光の間の位相差は、回
折光が圧電性基板内でたどる光路長の差により決定され
るからである。
回折光の生じる方向は、主軸光の波数ベクトルをベク
トルK0、±１次回折光の波数ベクトルをベクトルＫ、SA
Wの波数ベクトルをベクトルKSAWとして、 ベクトルＫ＝ベクトルK0±ベクトルKSAW ……（３） で決定される。
トルK0、±１次回折光の波数ベクトルをベクトルＫ、SA
Wの波数ベクトルをベクトルKSAWとして、 ベクトルＫ＝ベクトルK0±ベクトルKSAW ……（３） で決定される。
したがって、SAWの周波数に応じてSAWの波数ベクト
ル、すなわちSAW伝搬方向を、上記（３）式で決まる方
向に生じる各々の回折光がその位相を揃えて重ね合わせ
られるように設定しておけば、広いSAW周波数帯域で高
い偏向効率が得られる。
ル、すなわちSAW伝搬方向を、上記（３）式で決まる方
向に生じる各々の回折光がその位相を揃えて重ね合わせ
られるように設定しておけば、広いSAW周波数帯域で高
い偏向効率が得られる。
なお、第３の実施例により、高偏向効率の広帯域化が
図れることの実証例として、第１の実施例で第３図の吸
音材８を塗布しない場合、圧電性基板２の端面から、交
差指型電極１から放射されるSAW（これをS0と呼ぶ）と
は非平行な方向に伝搬するSAW（これをS1と呼ぶ）がS0
の反射により生じるが、このS0、S1は回折輝点が異なる
回折光を生じ、２つの回折光の光量は、異なるSAWの周
波数で極大値をとることが観測されている。
図れることの実証例として、第１の実施例で第３図の吸
音材８を塗布しない場合、圧電性基板２の端面から、交
差指型電極１から放射されるSAW（これをS0と呼ぶ）と
は非平行な方向に伝搬するSAW（これをS1と呼ぶ）がS0
の反射により生じるが、このS0、S1は回折輝点が異なる
回折光を生じ、２つの回折光の光量は、異なるSAWの周
波数で極大値をとることが観測されている。
以上述べたように、本発明では圧電性基板の表裏面
に、それぞれ光の反射層を設け、入射光をこの間に導き
多重反射をさせることで、光とSAWの相互作用回数を増
大させ、この結果、偏向光として使用する±１次回折光
の光量を大幅に増加させることが可能となった。
に、それぞれ光の反射層を設け、入射光をこの間に導き
多重反射をさせることで、光とSAWの相互作用回数を増
大させ、この結果、偏向光として使用する±１次回折光
の光量を大幅に増加させることが可能となった。
このため、入力電力を従来の素子の場合より小さくし
ても、同等以上の偏向光量が得られることより、小さな
駆動電力で安定に偏向動作が可能で、かつ、偏向光量の
大きな実用的な多重反射型表面弾性波光回折素子が実現
可能となった。
ても、同等以上の偏向光量が得られることより、小さな
駆動電力で安定に偏向動作が可能で、かつ、偏向光量の
大きな実用的な多重反射型表面弾性波光回折素子が実現
可能となった。
第１図は電気信号の周波数f0と圧電置性基板のSAW伝搬
速度ｖおよびSAWの空間周期ｄの関係を示す。第２図はS
AWを位相格子として使用した場合における光の偏向が行
われる様子を示す。第３図は本発明に係る多重反射型表
面弾性波光回折素子の第１の実施例における構成を示
す。第４図は第３図に示す第１の実施例における回折光
量とSAW周波数の関係を調べた実験結果を示す。第５図
は本発明に係る多重反射型表面弾性波光回折素子の第３
の実施例の構成を示す。 図において、１は交差指型電極、２は圧電性基板、３は
レンズ、４は焦点面、５は第１の光反射層、６は第２の
光反射層、７は基板、８は吸音材、９は放熱器、10は０
次回折光（主軸光）、11は±１次回折光、12は曲線状の
交差指型電極をそれぞれ示す。
速度ｖおよびSAWの空間周期ｄの関係を示す。第２図はS
AWを位相格子として使用した場合における光の偏向が行
われる様子を示す。第３図は本発明に係る多重反射型表
面弾性波光回折素子の第１の実施例における構成を示
す。第４図は第３図に示す第１の実施例における回折光
量とSAW周波数の関係を調べた実験結果を示す。第５図
は本発明に係る多重反射型表面弾性波光回折素子の第３
の実施例の構成を示す。 図において、１は交差指型電極、２は圧電性基板、３は
レンズ、４は焦点面、５は第１の光反射層、６は第２の
光反射層、７は基板、８は吸音材、９は放熱器、10は０
次回折光（主軸光）、11は±１次回折光、12は曲線状の
交差指型電極をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 【請求項１】光透過性を有する圧電性基板（２）と、該
圧電性基板の第１の面に備えられた第１の光反射層
（５）と、前記圧電性基板の表面に備えられ、その面に
光回折格子を形成する表面弾性波を発生させる少なくと
も１つの交差指型電極（１）と、前記圧電性基板の第２
の面に備えられ、前記第１の光反射層との間で光の多重
反射空間を形成する第２の光反射層（６）と、前記交差
指型電極によって発生し前記圧電性基板の表面を伝搬し
てきた表面弾性波を吸収し、かつ、これを熱に変換する
吸音材（８）と、該吸音材に密接し、該吸音材内に生じ
た熱を外気に放散するための熱の良導体で成る放熱器
（９）とを備えた多重反射型表面弾性波光回折素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30297187A JP2553367B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 多重反射型表面弾性波光回折素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30297187A JP2553367B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 多重反射型表面弾性波光回折素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01144024A JPH01144024A (ja) | 1989-06-06 |
| JP2553367B2 true JP2553367B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=17915368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30297187A Expired - Fee Related JP2553367B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 多重反射型表面弾性波光回折素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2553367B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008292315A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Olympus Corp | 攪拌装置及び自動分析装置 |
-
1987
- 1987-11-30 JP JP30297187A patent/JP2553367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01144024A (ja) | 1989-06-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0015685B1 (en) | Acousto-optical modulator | |
| US4346965A (en) | Light modulator/deflector using acoustic surface waves | |
| US20090284826A1 (en) | Acousto-Optic Devices | |
| JP2553367B2 (ja) | 多重反射型表面弾性波光回折素子 | |
| US4591241A (en) | Acousto-optical spectrum analyzer | |
| JP3633045B2 (ja) | 波長フィルタ | |
| JP2829411B2 (ja) | 表面弾性波高速光偏向素子 | |
| JPS6150291B2 (ja) | ||
| JPS6294831A (ja) | 表面弾性波を利用した光の回折装置 | |
| JPS6210411B2 (ja) | ||
| JPH08184863A (ja) | 光偏向走査装置 | |
| US3502391A (en) | Optical beam deflector using diverging or converging beams | |
| US3637292A (en) | Acousto-optical display device | |
| JPS63239425A (ja) | 表面弾性波可変回折格子 | |
| JPS60136719A (ja) | 音響光学装置 | |
| JPS6343728B2 (ja) | ||
| JP2844007B2 (ja) | 光スイッチ、及びそれを用いた単色光束の偏向方法 | |
| JPS60133432A (ja) | 薄膜型光偏向装置 | |
| JPH01134432A (ja) | ２次元可変偏向回折素子 | |
| JP2678456B2 (ja) | 光変調方法及び該光変調方法を用いた裏面反射型表面弾性波光変調装置 | |
| JPS6232458B2 (ja) | ||
| JPH06100740B2 (ja) | 進行波形表面弾性波光変調装置 | |
| JPH0778586B2 (ja) | 光偏向装置 | |
| JPS6212489B2 (ja) | ||
| JPH09304798A (ja) | 光偏向器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |