JP2666836B2 - Solid state light deflector - Google Patents

Solid state light deflector

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JP2666836B2
JP2666836B2 JP60299570A JP29957085A JP2666836B2 JP 2666836 B2 JP2666836 B2 JP 2666836B2 JP 60299570 A JP60299570 A JP 60299570A JP 29957085 A JP29957085 A JP 29957085A JP 2666836 B2 JP2666836 B2 JP 2666836B2
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和也 滝
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鈴木  誠
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は光偏向装置に関し、特に大きな偏向角が得ら
れるようにする技術に関するものである。 従来技術 レーザビームプリンタ、バーコードリーダ等の装置に
は、光を偏向させるための光偏向装置が用いられる。こ
のような光偏向装置としては、ポリゴンミラー、ホログ
ラムスキャナ等が知られているが、いずれも回転機構お
よびその駆動装置等の機械的可動部分を備えたものであ
るため、装置が複雑かつ大型となり、また、必ずしも充
分な耐久性が得られる訳ではなかった。 これに対し、電気光学効果、音響光学効果、熱光学効
果などを利用することにより光の透過路に屈折率の変化
を与えて光を偏向させる固体光偏向素子が考えられる。
このような光偏向素子によれば、機械的可動部分が存在
しないため、装置が小型となるとともに、充分な耐久性
が期待できる利点がある。 発明が解決すべき問題点 しかしながら、斯る形式の固体光偏向素子によれば、
一般に、未だ充分な偏向角が得られない欠点があった。 問題点を解決するための手段 本発明は以上の事情を背景として為されたものであ
り、その要旨とするところは、基板の一面に形成された
二次元光導波路内を一軸に沿って光源から伝播する光に
対して比較的大きな偏向角を付与する固体光偏向装置で
あって、(a)前記基板の出力側部位に設けられ、該基
板の二次元光導波路内を伝播する光を二次元光導波路の
屈折率を変更することにより偏向させる第2光偏向部
と、(b)前記基板の入力側部位に設けられ、該基板の
二次元光導波路内を伝播する光を二次元光導波路の屈折
率を変更することにより偏向させる第1光偏向部と、
(c)前記基板の一面において該第1光偏向部と前記第
2光偏向部との間に設けられ、該第1光偏向部により偏
向された光を該第1光偏向部により偏向させられた偏向
角に応じて前記一軸からの距離が大きくなる位置に導く
複数本の三次元光導波路と、(d)前記基板の一面にお
いて該三次元光導波路と前記第2光偏向部との間に設け
られ、該三次元光導波路から出された光を前記一軸から
の距離に応じて大きくなる入射角で前記第2光偏向部に
入射させるフレネルレンズと、を含むことにある。 作用および発明の効果 このようにすれば、基板の一面において第1光偏向部
および第2光偏向部との間には三次元光導波路およびフ
レネルレンズが設けられ、第1光偏向部により偏向され
た光は、三次元光導波路により偏向角に応じて一軸から
の距離が大きくなる位置に導かれるとともに、フレネル
レンズによりその一軸からの距離に応じて大きくなる入
射角で第2光偏向部に入射させられる。 従って、第2光偏向部から出射される光の偏向角は第
2光偏向部自体の偏向作用による偏向角に入射光の入射
角を加えた角度となるので、たとえ第2光偏向部自体の
偏向角が小さくても全体として大きな偏向角を得ること
ができる。 また、本発明の固体光偏向装置によれば、基板の一面
に形成された二次元光導波路上に、屈折率を変更するこ
とにより光を偏向させる第1光偏向部および第2光偏向
部、第1光偏向部により偏向させられた光を導く三次元
光導波路、および三次元光導波路により導かれた光を第
2光偏向部に入射させるフレネルレンズが設けられてい
ることから、光軸の調節が容易になるとともに、機械的
可動部分が存在せず構成が簡単かつ小型となり、充分な
耐久性を得ることが可能である。 実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に
説明する。 第1図において、電気光学材料、たとえばニオブ酸リ
チウムLiNbO3結晶からなる0.5mm厚程度の基板10の一面
には二次元光導波路12が設けられている。この光導波路
12は、基板10の他の部分よりも屈折率が大きくされて厚
み方向に光を閉じ込める特性により光が好適に導かれる
ようになっており、たとえば基板10の表面からTi(チタ
ン)を拡散させることにより数μm程度の比較的薄い層
状に形成されている。なお、基板10と光導波路12とは屈
折率が異なるのみでありしかもその屈折率は連続的に変
化するため、それらの境界は破線にて示されている。 上記基板10の一端面には半導体レーザチップ14が固設
されており、その半導体レーザチップ14からはレーザビ
ームが基板10の中心線Cに沿って発射されるようになっ
ている。このレーザビームは光導波路12内を導かれる過
程で、第1フレネルレンズ部16において平行光に収束さ
せられ、第1光偏向部18において複数の偏向角の内の所
定の偏向角に偏向させられるとともに、その偏向角に応
じて多数本容易された三次元光導波路20a、20b、20cd、
・・の内の一つにより第1光偏向部18における偏向角に
応じた距離だけ中心線Cから離隔した位置へ導かれ、第
2フレネルレンズ部22において上記中心線Cからの距離
に応じた角度で屈折させられ、第2光偏向部24において
所望の角度へ偏向させられるようになっている。 上記第1フレネルレンズ部16および第2フレネルレン
ズ部22は、チタン拡散,プロトン交換などの手法により
フレネルレンズ状に局部的に屈折率が高められることに
より構成されている。 前記第1光偏向部18は、前記基板10上に電極26、28、
30が緩衝層32を介して配設されることによって構成され
ている。この緩衝層32は、二次元光導波路12よりも屈折
率の小さい透明物質たとえばSiO2にて数μm程度の厚み
に構成されたものであり、前記電極26、28、30による光
の吸収を防止するためのものであるが、必ずしも設けら
れなくても良い。上記電極26および28は前記中心軸Cを
挟んで所定の間隔で位置させられており、電極30はそれ
ら電極26、28間において中心軸Cと斜交させられてい
る。たとえば、基板10がLiNbO3のY−カット結晶の場合
は、電極26、28間に位置する部分の屈折率の変化Δnは
次式(1)の如くとなるから、中心軸Cの直角な方向に
おける屈折率の大き Δn=(1/2)ne 3r33・E ・・・(1) 但し、neは基板10の異常光に対する屈折率、r33は基
板10の面内であって中心軸Cと直交する方向における電
気光学定数である。 さの分布、すなわち屈折率変化Δnの分布も電界Eの分
布に対応して変化し、たとえば、電極30に正電圧、電極
26および28に接地電圧を印加すると、第1光偏向部18の
A−A、B−B、C−C線上における電界Eおよび屈折
率変化Δnの分布はそれぞれ第2図、第3図、第4図に
示す如くとなる。このため、中心軸Cと平行に進行する
レーザビームは光束の各部で経験する屈折率が異なるこ
とになり、屈折率の高い方へ曲げられる。したがって、
電極30と電極26および28との間にそれぞれ印加される電
圧が段階的に変化させられると、それにともなって第1
光偏向部18を通過するレーザビームが偏向されて、多数
設けられた三次元光導波路20a、20b、20c、・・の内の
一つに入射させられる。なお、第2図乃至第4図の電界
Eは第5図の下方向を正とし、また電極26を右手に、電
極28を左手に見る方向から示したものである。 次に、三次元光導波路20a、20b、20c、・・は、光を
導くための所定の経路に沿ってTi等の拡散により中心部
ほど屈折率がさらに高められた通路であって、第5図に
示すように、その入射側端部が前記第1光偏向部18にお
いて電極26および28の出射側端縁(図中右端縁)を結ぶ
直線上に略並列させられている。これにより、第1光偏
向部18を通過するレーザビームの段階的な偏向角の変化
にともない、その段階的な偏向角の変化に対応して位置
させられた三次元光導波路20a、20b、20c、・・の端部
の一つに入射させられるのである。三次元光導波路20
a、20b、20c、・・の出射側の端部は前記中心軸Cから
所定距離離隔させた複数種類の位置にそれぞれ配設され
ており、レーザビームをその位置へ導くようになってい
る。すなわち、三次元光導波路20a、20b、20c、・・
は、第1光偏向部18における偏向角に応じて中心線Cか
らの距離が大きくなる位置に光を導くのである。なお、
理解を容易にするために図において7本の三次元光導波
路20a、20b、20c、・・が画かれているが、それよりも
多数が設けられてもよい。 三次元光導波路20a、20b、20c、・・の中心軸Cと平
行な出射側の端部から出射したレーザビームは前記第2
フレネルレンズ部22へ入射させられる。このようにして
入射させられたレーザビームは、第6図に示すように屈
折させられるので、第2光偏向部24への入射角θi(中
心線Cに対する角度)はレーザビームが導かれた三次元
光導波路20a、20b、20c、・・の出射側の端部の位置、
すなわち中心線Cからの距離に対応して異なることとな
る。すなわち、第2フレネルレンズ22は、中心線Cから
の距離が大きくなる程大きくなる入射角で第2光偏向部
24へ入射させる。 第2光偏向部24は、前記緩衝層32と同様の緩衝層34上
において中心線Cと平行な縞状に同様の抵抗値を備えて
多数(本実施例では11本)設けられた抵抗発熱素子36
a、36b、36c、・・と、その抵抗発熱素子36a、36b、36
c、・・の一端と共通に接続された共通電極38と、抵抗
発熱素子36の他端とそれぞれ接続された多数の電極40
a、40b、40c、・・とを備えている。上記共通電極38と
電極40a、40b、40c、・・との間に各抵抗発熱素子36a、
36b、36c、・・を発熱させるための異なる電圧がそれぞ
れ印加されると、各抵抗発熱素子36a、36b、36c、・・
は同様の抵抗値を備えており、それら各抵抗発熱素子36
a、36b、36c、・・にはその端から順に異なる電力が供
給されることにより順次異なるジュール熱が発生するの
で、前記二次元光導波路12の抵抗発熱素子36a、36b、36
c、・・近傍に位置する部分に、レーザビームの進行方
向と交差する方向、すなわち前記中心線Cと直角な方向
に連続的に変化する温度勾配が形成され、この温度勾配
によって形成される屈折率勾配(屈折率の連続的に変化
する状態)によって第2光偏向部24を通過するレーザビ
ームが偏向されるようになっている。すなわち、第2光
偏向部24はそれを通過するレーザビームを連続的に偏向
させるものであり、第2光偏向部24を通過するレーザビ
ームはその入射角に第2光偏向部24の偏向角を加えた偏
向角(全体値)θで基板10を出射させられるのであ
る。 なお、上記抵抗発熱素子36a、36b、36c、・・は、ニ
ッケルクロム合金、サーメットなどの抵抗材料が蒸着、
スパッタリングなどの手法を用いて膜状に形成されたも
のであり、上記電極26、28、30、38および40a、40b、40
c、・・もアルミニウムなどの導体材料が同様の手法を
用いて形成されている。また、基板10の出射側には、そ
れから出射するレーザビームを基板10の厚み方向に収束
させる補正レンズ42が配設されている。 以下、本実施例の作動を説明する。 図示しない制御駆動回路から前記電極26および28と30
との間に複数段階の電圧のうちから選択された所定の電
圧が印加され、且つ前記共通電極38と電極40a、40b、40
c、・・との間に所望の偏向制御角に対応した所定の大
きさの順次異なる電圧が印加されると、第1光偏向部18
において通過するレーザビームは複数段階の内の所定の
角度に偏向されて三次元光導波路20a、20b、20c、・・
の内の前記印加電圧に対応したものの一端部へ入射させ
られるとともに、第2フレネルレンズ部22へ導かれる。
このようにして導かれたレーザビームは、それが導かれ
た三次元光導波路に対応した入射角θで第2光偏向部
24へ入射させられるとともに、そこで形成された温度勾
配に対応した偏向を受けて偏向角θで出射させられ
る。 ここで、上記第2光偏向部24において連続的に変化さ
せられる偏向角の範囲はそれほど大きいものではない
が、その第2光偏向部24を通過するレーザビームの第2
光偏向部24に対する入射角が、前記第1偏向部18におけ
る偏向角、すなわち電極26および28と電極30との間に印
加する電圧の予め設定された複数種類の内の一つを選択
することによって変更されることにより、その第2光偏
向部24に対する入射角と第2光偏向部24における偏向角
との合成によって、全体としての偏向角θを連続的に
変化させ得る。これにより、機械的可動部分がなく且つ
制御可能範囲が大きな偏向角θを備えた光偏向装置が
得られるのである。 以上、本発明の一実施例を示す図面に基づいて説明し
たが、本発明はその他の態様においても適用される。 たとえば、前述の実施例の第2光偏向部24では熱光学
効果を利用して光が偏向されているが、それは第1光偏
向部18のように電気光学効果による光偏向方式を用いて
光を偏向させるものでもよいし、その他の方式、たとえ
ば音響光学効果を利用して光を偏向させるものでもよ
い。また、第1光偏向部18でも熱光学効果による光偏向
方式や音響光学効果による偏向方式が用いられ得る。 なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であ
り、本発明はその精神を逸脱しない範囲で種々変更が加
えられ得るものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical deflecting device, and more particularly to a technique for obtaining a large deflection angle. 2. Description of the Related Art Light deflection devices for deflecting light are used in devices such as laser beam printers and bar code readers. As such a light deflecting device, a polygon mirror, a hologram scanner, and the like are known. However, since each device has a mechanically movable portion such as a rotating mechanism and a driving device thereof, the device becomes complicated and large. Also, sufficient durability was not always obtained. On the other hand, a solid-state light deflecting element that deflects light by giving a change in the refractive index to a light transmission path by utilizing an electro-optic effect, an acousto-optic effect, a thermo-optic effect, or the like is conceivable.
According to such an optical deflecting element, there is an advantage that the device can be reduced in size and sufficient durability can be expected because there is no mechanically movable portion. However, according to the solid-state light deflecting element of this type,
Generally, there is a disadvantage that a sufficient deflection angle cannot be obtained yet. Means for Solving the Problems The present invention has been made in view of the above circumstances, and the gist of the present invention is to provide a two-dimensional optical waveguide formed on one surface of a substrate from a light source along one axis. A solid-state light deflecting device for imparting a relatively large deflection angle to propagating light, comprising: (a) provided at an output side portion of the substrate, for transmitting light propagating in a two-dimensional optical waveguide of the substrate; A second light deflecting unit that deflects by changing the refractive index of the optical waveguide, and (b) a light deflecting unit that is provided at the input side of the substrate and transmits light propagating in the two-dimensional optical waveguide of the substrate. A first light deflecting unit that deflects by changing a refractive index;
(C) provided on one surface of the substrate between the first light deflecting unit and the second light deflecting unit, wherein the light deflected by the first light deflecting unit is deflected by the first light deflecting unit. A plurality of three-dimensional optical waveguides leading to a position at which the distance from the one axis increases in accordance with the deflection angle, and (d) between the three-dimensional optical waveguide and the second optical deflector on one surface of the substrate. A Fresnel lens provided to make the light emitted from the three-dimensional optical waveguide incident on the second light deflection unit at an incident angle that increases according to the distance from the one axis. In this way, a three-dimensional optical waveguide and a Fresnel lens are provided between the first light deflecting unit and the second light deflecting unit on one surface of the substrate, and the light is deflected by the first light deflecting unit. The reflected light is guided by the three-dimensional optical waveguide to a position where the distance from one axis is increased according to the deflection angle, and is incident on the second light deflector by the Fresnel lens at an incident angle that is increased according to the distance from the one axis. Let me do. Accordingly, the deflection angle of the light emitted from the second light deflecting unit is an angle obtained by adding the incident angle of the incident light to the deflection angle due to the deflecting action of the second light deflecting unit itself. Even if the deflection angle is small, a large deflection angle can be obtained as a whole. According to the solid-state light deflecting device of the present invention, the first light deflecting unit and the second light deflecting unit that deflect light by changing the refractive index on the two-dimensional optical waveguide formed on one surface of the substrate; Since a three-dimensional optical waveguide for guiding the light deflected by the first optical deflector and a Fresnel lens for causing the light guided by the three-dimensional optical waveguide to enter the second optical deflector are provided, Adjustment is facilitated, and there is no mechanically movable part, so that the configuration is simple and small, and sufficient durability can be obtained. Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, a two-dimensional optical waveguide 12 is provided on one surface of a substrate 10 made of an electro-optical material, for example, lithium niobate LiNbO 3 crystal and having a thickness of about 0.5 mm. This optical waveguide
Numeral 12 has a higher refractive index than other portions of the substrate 10 so that the light is preferably guided by the property of confining the light in the thickness direction, and for example, diffuses Ti (titanium) from the surface of the substrate 10. As a result, it is formed in a relatively thin layer of about several μm. Note that, since only the refractive index of the substrate 10 differs from that of the optical waveguide 12 and the refractive index changes continuously, the boundary between them is indicated by a broken line. A semiconductor laser chip 14 is fixed to one end surface of the substrate 10, and a laser beam is emitted from the semiconductor laser chip 14 along the center line C of the substrate 10. This laser beam is converged to parallel light in the first Fresnel lens unit 16 while being guided in the optical waveguide 12, and is deflected to a predetermined deflection angle among a plurality of deflection angles in the first light deflection unit 18. Along with the deflection angle, a large number of three-dimensional optical waveguides 20a, 20b, 20cd,
Is guided to a position separated from the center line C by a distance corresponding to the deflection angle of the first light deflector 18 according to one of the above, and according to the distance from the center line C in the second Fresnel lens unit 22 The light is refracted at an angle and is deflected to a desired angle in the second light deflection unit 24. The first Fresnel lens portion 16 and the second Fresnel lens portion 22 are formed by locally increasing the refractive index in a Fresnel lens shape by a technique such as titanium diffusion or proton exchange. The first light deflection unit 18 includes electrodes 26 and 28 on the substrate 10.
30 is provided via a buffer layer 32. The buffer layer 32 is made of a transparent material having a smaller refractive index than the two-dimensional optical waveguide 12, such as SiO 2, and has a thickness of about several μm, and prevents absorption of light by the electrodes 26, 28, and 30. It is not necessarily provided. The electrodes 26 and 28 are located at a predetermined interval with the center axis C interposed therebetween, and the electrode 30 is oblique to the center axis C between the electrodes 26 and 28. For example, when the substrate 10 is a Y-cut crystal of LiNbO 3 , the change Δn in the refractive index of the portion located between the electrodes 26 and 28 is given by the following equation (1). Δn = (1/2) ne 3 r 33 · E (1) where ne is the refractive index of the substrate 10 for extraordinary light, and r 33 is in the plane of the substrate 10. It is an electro-optic constant in a direction orthogonal to the central axis C. The distribution of the refractive index, that is, the distribution of the refractive index change Δn also changes according to the distribution of the electric field E.
When a ground voltage is applied to 26 and 28, the distribution of the electric field E and the change in the refractive index Δn on the lines AA, BB, and CC of the first optical deflection unit 18 are respectively shown in FIGS. As shown in FIG. For this reason, the laser beam traveling parallel to the central axis C has a different refractive index experienced by each part of the light beam, and is bent toward a higher refractive index. Therefore,
When the voltage applied between the electrode 30 and the electrodes 26 and 28 is changed stepwise, the first
The laser beam passing through the light deflecting unit 18 is deflected and made incident on one of the three-dimensional optical waveguides 20a, 20b, 20c,. The electric field E in FIGS. 2 to 4 is shown in a direction in which the downward direction in FIG. 5 is positive and the electrode 26 is on the right and the electrode 28 is on the left. Next, the three-dimensional optical waveguides 20a, 20b, 20c,... Are paths whose refractive index is further increased toward the center by diffusion of Ti or the like along a predetermined path for guiding light. As shown in the figure, the incident-side end is substantially parallel to a straight line connecting the output-side edges (right edges in the figure) of the electrodes 26 and 28 in the first light deflector 18. Thus, with the stepwise change in the deflection angle of the laser beam passing through the first light deflection unit 18, the three-dimensional optical waveguides 20a, 20b, and 20c positioned corresponding to the stepwise change in the deflection angle. , .. is incident on one of the ends. 3D optical waveguide 20
The end portions on the emission side of a, 20b, 20c,... are respectively disposed at a plurality of types of positions separated by a predetermined distance from the central axis C so as to guide the laser beam to the positions. That is, the three-dimensional optical waveguides 20a, 20b, 20c,.
Guides light to a position where the distance from the center line C increases in accordance with the deflection angle of the first light deflection unit 18. In addition,
In the figure, seven three-dimensional optical waveguides 20a, 20b, 20c,... Are drawn for easy understanding, but a larger number may be provided. The laser beam emitted from the end of the three-dimensional optical waveguide 20a, 20b, 20c,.
The light enters the Fresnel lens unit 22. The laser beam incident in this manner is refracted as shown in FIG. 6, so that the incident angle θi (the angle with respect to the center line C) on the second light deflection unit 24 is the tertiary Position of the end on the emission side of the original optical waveguides 20a, 20b, 20c,...
That is, it differs according to the distance from the center line C. That is, the second Fresnel lens 22 has a second light deflector with an incident angle that increases as the distance from the center line C increases.
Inject into 24. The second light deflecting unit 24 includes a large number (11 in this embodiment) of resistive heating elements provided on the same buffer layer 34 as the buffer layer 32 and having a similar resistance value in a stripe shape parallel to the center line C. Element 36
a, 36b, 36c, ... and their resistance heating elements 36a, 36b, 36
c, a common electrode 38 connected in common with one end of each of the plurality of electrodes 40 connected to the other end of the resistive heating element 36, respectively.
a, 40b, 40c,... Each resistance heating element 36a between the common electrode 38 and the electrodes 40a, 40b, 40c,.
When different voltages for generating heat are applied to the respective resistance heating elements 36a, 36b, 36c,.
Have similar resistance values, and each of these resistance heating elements 36
Since a, 36b, 36c,... are sequentially supplied with different powers from the ends thereof, different Joule heats are sequentially generated, so that the resistance heating elements 36a, 36b, 36 of the two-dimensional optical waveguide 12 are generated.
c, a temperature gradient which continuously changes in a direction intersecting with the traveling direction of the laser beam, that is, a direction perpendicular to the center line C, is formed in a portion located in the vicinity, and the refraction formed by this temperature gradient The laser beam passing through the second light deflecting unit 24 is deflected by an index gradient (a state in which the refractive index changes continuously). That is, the second light deflecting unit 24 continuously deflects the laser beam passing therethrough, and the laser beam passing through the second light deflecting unit 24 has the incident angle of the deflection angle of the second light deflecting unit 24. The substrate 10 can be emitted at a deflection angle (overall value) θ H to which the sum is added. The resistance heating elements 36a, 36b, 36c,... Are formed by depositing a resistance material such as a nickel-chromium alloy or a cermet.
It is formed into a film using a method such as sputtering, the electrodes 26, 28, 30, 38 and 40a, 40b, 40
c, a conductive material such as aluminum is formed by the same method. On the emission side of the substrate 10, a correction lens 42 for converging the laser beam emitted from the substrate 10 in the thickness direction of the substrate 10 is provided. Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described. The electrodes 26 and 28 and 30 are supplied from a control drive circuit (not shown).
A predetermined voltage selected from a plurality of levels of voltages is applied between the common electrode 38 and the electrodes 40a, 40b, 40
When sequentially different voltages of a predetermined magnitude corresponding to a desired deflection control angle are applied between c,.
The laser beam passing therethrough is deflected to a predetermined angle out of a plurality of stages, and the three-dimensional optical waveguides 20a, 20b, 20c,.
Are applied to one end of the one corresponding to the applied voltage and guided to the second Fresnel lens unit 22.
The laser beam guided in this manner is applied to the second optical deflection unit at an incident angle θ i corresponding to the three-dimensional optical waveguide from which the laser beam is guided.
Together they are caused to enter the 24 where it receives a deflection corresponding to forming temperature gradient is caused to exit by a deflection angle theta H. Here, the range of the deflection angle that can be continuously changed in the second light deflector 24 is not so large, but the second angle of the laser beam passing through the second light deflector 24 is small.
The angle of incidence with respect to the light deflecting unit 24 is to select one of a plurality of preset angles of the voltage applied between the electrodes 26 and 28 and the electrode 30, that is, the deflection angle in the first deflecting unit 18. The deflection angle θ H as a whole can be continuously changed by combining the incident angle with the second light deflection unit 24 and the deflection angle in the second light deflection unit 24. Accordingly, it is the optical deflecting device and controllable range without mechanically moving parts with a large deflection angle theta H is obtained. As described above, the present invention has been described with reference to the drawings showing one embodiment, but the present invention can be applied to other aspects. For example, the light is deflected by the thermo-optic effect in the second light deflecting unit 24 of the above-described embodiment, but the light is deflected by the light deflecting method by the electro-optic effect like the first light deflecting unit 18. May be deflected, or light may be deflected by another method, for example, utilizing an acousto-optic effect. Also, the first light deflecting unit 18 may use a light deflecting method using a thermo-optic effect or a deflecting method using an acousto-optic effect. The above is merely an embodiment of the present invention, and the present invention can be variously modified without departing from the spirit thereof.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例の構成を説明する斜視図であ
る。第2図、第3図、および第4図は第1図の第1光偏
向部における電界分布および屈折率分布を示す図であ
る。第5図は第1図の第1光偏向部と三次元光導波路と
の関係を示す図である。第6図は第1図の三次元光導波
路と第2フレネルレンズとの関係を示す図である。 10:基板 12:二次元光導波路 14:半導体レーザチップ(光源) 18:第1光偏向部 20a,20b,20c:三次元光導波路 22:第2フレネルレンズ(フレネルレンズ) 24:第2光偏向部
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view illustrating the configuration of an embodiment of the present invention. FIGS. 2, 3, and 4 are views showing the electric field distribution and the refractive index distribution in the first light deflection unit in FIG. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the first light deflecting unit of FIG. 1 and the three-dimensional optical waveguide. FIG. 6 is a diagram showing a relationship between the three-dimensional optical waveguide of FIG. 1 and a second Fresnel lens. 10: substrate 12: two-dimensional optical waveguide 14: semiconductor laser chip (light source) 18: first optical deflector 20a, 20b, 20c: three-dimensional optical waveguide 22: second Fresnel lens (Fresnel lens) 24: second optical deflection Department

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 合議体 審判長 岡田 幸夫 審判官 川上 義行 審判官 吉野 公夫 (56)参考文献 実公 昭51−32471(JP,Y2)   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page        Panel     Referee Yukio Okada     Judge Yoshiyuki Kawakami     Judge Kimio Yoshino                (56) References Jikken Sho 51-32471 (JP, Y2)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.基板の一面に形成された二次元光導波路内を一軸に
沿って光源から伝播する光に対して比較的大きな偏向角
を付与する固体光偏向装置であって、 前記基板の出力側部位に設けられ、該基板の二次元光導
波路内を伝播する光を二次元光導波路の屈折率を変更す
ることにより偏向させる第2光偏向部と、 前記基板の入力側部位に設けられ、該基板の二次元光導
波路内を伝播する光を二次元光導波路の屈折率を変更す
ることにより偏向させる第1光偏向部と、 前記基板の一面において該第1光偏向部と前記第2光偏
向部との間に設けられ、該第1光偏向部により偏向され
た光を該第1光偏向部により偏向させられた偏向角に応
じて前記一軸からの距離が大きくなる位置に導く複数本
の三次元光導波路と、 前記基板の一面において該三次元光導波路と前記第2光
偏向部との間に設けられ、該三次元光導波路から出され
た光を前記一軸からの距離に応じて大きくなる入射角で
前記第2光偏向部に入射させるフレネルレンズと を、含むことを特徴とする固体光偏向装置。
(57) [Claims] A solid-state light deflecting device that imparts a relatively large deflection angle to light propagating from a light source along one axis in a two-dimensional optical waveguide formed on one surface of a substrate, provided at an output side portion of the substrate. A second light deflecting unit that deflects light propagating in the two-dimensional optical waveguide of the substrate by changing a refractive index of the two-dimensional optical waveguide; A first light deflecting unit that deflects light propagating in the optical waveguide by changing a refractive index of the two-dimensional optical waveguide; and between the first light deflecting unit and the second light deflecting unit on one surface of the substrate. And a plurality of three-dimensional optical waveguides that guide the light deflected by the first light deflector to a position where the distance from the one axis increases according to the deflection angle deflected by the first light deflector. And the three-dimensional optical waveguide on one surface of the substrate And a Fresnel lens provided between the three-dimensional optical waveguide and the second light deflector, and configured to make the light emitted from the three-dimensional optical waveguide incident on the second light deflector at an incident angle that increases according to a distance from the one axis. And a solid-state light deflecting device.
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