JP2697038B2 - 音響光学効果タイプ導波型周波数シフタ - Google Patents
音響光学効果タイプ導波型周波数シフタInfo
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- JP2697038B2 JP2697038B2 JP63308184A JP30818488A JP2697038B2 JP 2697038 B2 JP2697038 B2 JP 2697038B2 JP 63308184 A JP63308184 A JP 63308184A JP 30818488 A JP30818488 A JP 30818488A JP 2697038 B2 JP2697038 B2 JP 2697038B2
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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
- G02F1/11—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 acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
- G02F1/125—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 acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves in an optical waveguide structure
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、導波型周波数シフタに関する。
（従来の技術および発明が解決しようとする問題点） この種の導波型周波数シフタは計測系などで用いられ
るものであって、光の周波数をシフトさせるものであ
る。そして、このような導波型周波数シフタとしては大
きく分類して電気光学効果タイプと音響光学効果タイプ
との２種類がある。
るものであって、光の周波数をシフトさせるものであ
る。そして、このような導波型周波数シフタとしては大
きく分類して電気光学効果タイプと音響光学効果タイプ
との２種類がある。
第４図は電気光学効果タイプの導波型周波数シフタの
概略構成を示す図である。第４図に示される導波型周波
数シフタ２は光導波路４の両側に一対の電極6,6を設け
るとともに、電圧源８でもって両電極6,6間に電界を印
加するように構成されている。
概略構成を示す図である。第４図に示される導波型周波
数シフタ２は光導波路４の両側に一対の電極6,6を設け
るとともに、電圧源８でもって両電極6,6間に電界を印
加するように構成されている。
このような電気光学効果タイプの導波型周波数シフタ
２では電圧源８から出力される出力電圧Ｖの波形を第５
図（縦軸は出力電圧Ｖ、横軸は時間ｔをあらわす。）に
示すような鋸歯状に変化させて電極6,6間に電界を印加
するようになっている。
２では電圧源８から出力される出力電圧Ｖの波形を第５
図（縦軸は出力電圧Ｖ、横軸は時間ｔをあらわす。）に
示すような鋸歯状に変化させて電極6,6間に電界を印加
するようになっている。
そして、上記構成の導波型周波数シフタ２にあって
は、光導波路４の図で左側となる一方側から図で右側と
なる他方側へかけて光波を伝搬させるとともに、両電極
6,6間に電界を印加することで光導波路４の一方側から
入って他方側へ透過した光の周波数をシフトさせるよう
になっている。
は、光導波路４の図で左側となる一方側から図で右側と
なる他方側へかけて光波を伝搬させるとともに、両電極
6,6間に電界を印加することで光導波路４の一方側から
入って他方側へ透過した光の周波数をシフトさせるよう
になっている。
ところで、このような導波型周波数シフタ２において
は、光の周波数のシフト量を高くするには鋸歯状出力電
圧Ｖを急峻に繰り返し変化させることが必要となるが、
容量成分とか抵抗成分などの影響を受けてその急峻な変
化には限界が生じてしまって周波数シフト量としては最
大、数10MHz程度しかならなかった。
は、光の周波数のシフト量を高くするには鋸歯状出力電
圧Ｖを急峻に繰り返し変化させることが必要となるが、
容量成分とか抵抗成分などの影響を受けてその急峻な変
化には限界が生じてしまって周波数シフト量としては最
大、数10MHz程度しかならなかった。
第６図は音響光学効果タイプの導波周波数シフタの概
略構成を示す図である。この導波型周波数シフタ10は光
導波路12の途中部に一対の櫛形電極14,14を配置した構
成となっていて、その一対の櫛形電極14,14間に高周波
電圧を印加することでその櫛形電極14,14の配置箇所か
ら一方側（図で右側方向）における光導波路12上に弾性
表面波16を伝搬させるようになっている。光導波路12を
伝搬する弾性表面波16は、周期構造を有していてその周
期に応じた大きさの格子ベクトルを持つ回折格子とみな
されるものとなる。
略構成を示す図である。この導波型周波数シフタ10は光
導波路12の途中部に一対の櫛形電極14,14を配置した構
成となっていて、その一対の櫛形電極14,14間に高周波
電圧を印加することでその櫛形電極14,14の配置箇所か
ら一方側（図で右側方向）における光導波路12上に弾性
表面波16を伝搬させるようになっている。光導波路12を
伝搬する弾性表面波16は、周期構造を有していてその周
期に応じた大きさの格子ベクトルを持つ回折格子とみな
されるものとなる。
したがって、このような導波型周波数シフタ10にあっ
ては、弾性表面波16と光導波路12を伝搬する光とが相互
作用することにより、光が周波数シフトされる。
ては、弾性表面波16と光導波路12を伝搬する光とが相互
作用することにより、光が周波数シフトされる。
ところで、この音響光学効果タイプの導波型周波数シ
フタ10は、第７図に示すように伝搬ベクトルβ１を持つ
モード１の光が光導波路12の一方側から入って他方側へ
透過すると、伝搬ベクトルβ１に格子ベクトルｋを加え
てなる伝搬ベクトルβ２のモード２の光に変換されてし
まうことになる。
フタ10は、第７図に示すように伝搬ベクトルβ１を持つ
モード１の光が光導波路12の一方側から入って他方側へ
透過すると、伝搬ベクトルβ１に格子ベクトルｋを加え
てなる伝搬ベクトルβ２のモード２の光に変換されてし
まうことになる。
したがって、音響光学効果タイプの導波型周波数シフ
タ10では光がモード変換されてしまうので、光を元のモ
ードに変換するモード変換素子が必要となるが、かかる
モード変換素子は導波型周波数シフタの物理的サイズを
大形化するとともに、コスト的にも高くつくといった問
題があった。
タ10では光がモード変換されてしまうので、光を元のモ
ードに変換するモード変換素子が必要となるが、かかる
モード変換素子は導波型周波数シフタの物理的サイズを
大形化するとともに、コスト的にも高くつくといった問
題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、
光の周波数シフト量を十分にとることができ、かつ、モ
ード変換素子の不要な、つまり物理的サイズも小形化し
コスト的にも安価となる導波型周波数シフタを提供する
ことを目的としている。
光の周波数シフト量を十分にとることができ、かつ、モ
ード変換素子の不要な、つまり物理的サイズも小形化し
コスト的にも安価となる導波型周波数シフタを提供する
ことを目的としている。
（課題を解決するための手段） このような目的を達成するために、本発明の導波型周
波数シフタにおいては、光導波路の途中部に設けられた
一対の櫛形電極の両側のそれぞれから前記光導波路の各
端部方向に弾性表面波を伝搬させる構造を有し、前記一
対の櫛形電極から一方側にある光導波路の一端部から入
射した光を前記弾性表面波で少なくとも２回モード変換
させて他方側にある光導波路の他端部から出射すること
を特徴としている。
波数シフタにおいては、光導波路の途中部に設けられた
一対の櫛形電極の両側のそれぞれから前記光導波路の各
端部方向に弾性表面波を伝搬させる構造を有し、前記一
対の櫛形電極から一方側にある光導波路の一端部から入
射した光を前記弾性表面波で少なくとも２回モード変換
させて他方側にある光導波路の他端部から出射すること
を特徴としている。
（作用） 光導波路の途中部に設けられた一対の櫛形電極の両側
のそれぞれから前記光導波路の各端部方向に弾性表面波
を伝搬させる構造を有していることから、一対の櫛形電
極から一方側にある光導波路の一端部から入射した光は
前記弾性表面波で少なくとも２回モード変換させられて
他方側にある光導波路の他端部から出射することとな
り、結局、音響光学効果タイプとしてその周波数シフト
量を高くすることができるとともに、従来のそのタイプ
で必要とされているモード変換素子が不要化される。
のそれぞれから前記光導波路の各端部方向に弾性表面波
を伝搬させる構造を有していることから、一対の櫛形電
極から一方側にある光導波路の一端部から入射した光は
前記弾性表面波で少なくとも２回モード変換させられて
他方側にある光導波路の他端部から出射することとな
り、結局、音響光学効果タイプとしてその周波数シフト
量を高くすることができるとともに、従来のそのタイプ
で必要とされているモード変換素子が不要化される。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。第１図は本発明の実施例に係る導波型周波数シフタ
の概略構成図である。本実施例の導波型周波数シフタは
音響光学効果タイプのものに適用される。第１図におい
て、第６図の従来例と対応する部分には同一の符号を付
している。すなわち、第１図に示される本実施例の導波
型周波数シフタ18において、12は光導波路、14,14は一
対の櫛形電極、16は櫛形電極14,14の配置箇所から図で
右側方向の光導波路12を伝搬する弾性表面波である。
る。第１図は本発明の実施例に係る導波型周波数シフタ
の概略構成図である。本実施例の導波型周波数シフタは
音響光学効果タイプのものに適用される。第１図におい
て、第６図の従来例と対応する部分には同一の符号を付
している。すなわち、第１図に示される本実施例の導波
型周波数シフタ18において、12は光導波路、14,14は一
対の櫛形電極、16は櫛形電極14,14の配置箇所から図で
右側方向の光導波路12を伝搬する弾性表面波である。
本実施例の導波型周波数シフタ18において特徴とする
構成は次の通りである。すなわち、本実施例の導波型周
波数シフタ18は、櫛形電極14,14の配置箇所から右側方
向の弾性表面波16を伝搬させるのみならず、図に左側方
向の光導波路12にも弾性表面波20を伝搬させることに特
徴を有している。
構成は次の通りである。すなわち、本実施例の導波型周
波数シフタ18は、櫛形電極14,14の配置箇所から右側方
向の弾性表面波16を伝搬させるのみならず、図に左側方
向の光導波路12にも弾性表面波20を伝搬させることに特
徴を有している。
櫛形電極14,14の配置箇所からこのように左右両方向
に弾性が表面波16,20を伝搬させた場合、右側方向の光
導波路12を伝搬する光のモードは従来例で説明したよう
にモード１からモード２に変換される。そして、左側方
向の光導波路12を伝搬する光のモードはモード２からモ
ード１に変換されることになる。したがて、図で左側か
ら右側へ伝搬する光は、一方の弾性表面波20で一旦モー
ド変換されたのち、他方の弾性表面波16で元のモードに
変換されることになる。
に弾性が表面波16,20を伝搬させた場合、右側方向の光
導波路12を伝搬する光のモードは従来例で説明したよう
にモード１からモード２に変換される。そして、左側方
向の光導波路12を伝搬する光のモードはモード２からモ
ード１に変換されることになる。したがて、図で左側か
ら右側へ伝搬する光は、一方の弾性表面波20で一旦モー
ド変換されたのち、他方の弾性表面波16で元のモードに
変換されることになる。
このことから、本実施例の導波型周波数シフタ18では
モード変換素子が不要となる。
モード変換素子が不要となる。
第２図はTMモードの光波に対応した導波型周波数シフ
タの具体的な構成を斜視図である。第２図に示される導
波型周波数シフタは、Ｙカットニオブ酸リチウム（Li N
b O3）を素材とする基板22の両端にまたがって光導波路
12が形成され、その光導波路12の中央部に一対の櫛形電
極14,14が設けられるとともに、その櫛形電極14,14を間
にして光導波路12の両側途中部に弾性表面波吸収層24,2
4が設けられた構成となっている。
タの具体的な構成を斜視図である。第２図に示される導
波型周波数シフタは、Ｙカットニオブ酸リチウム（Li N
b O3）を素材とする基板22の両端にまたがって光導波路
12が形成され、その光導波路12の中央部に一対の櫛形電
極14,14が設けられるとともに、その櫛形電極14,14を間
にして光導波路12の両側途中部に弾性表面波吸収層24,2
4が設けられた構成となっている。
第２図の導波周波数シフタでは光導波路12の図で左側
端部からTMモードの入射光26が入射されると、その入射
光26は弾性表面波20でTEモード光に変換され、ついで弾
性表面波16で再び元のTMモード光に変換されて出射光28
として光導波路12の図で右側端部から出射されることと
なる。このとき、その出射光28の周波数は入射光26のそ
れの２倍の周波数シフトを受ける。
端部からTMモードの入射光26が入射されると、その入射
光26は弾性表面波20でTEモード光に変換され、ついで弾
性表面波16で再び元のTMモード光に変換されて出射光28
として光導波路12の図で右側端部から出射されることと
なる。このとき、その出射光28の周波数は入射光26のそ
れの２倍の周波数シフトを受ける。
第３図はTEモードの光波に対応した導波型周波数シフ
タの具体的な構成を示す斜視図である。第３図に示され
る導波型周波数シフタは、基本的には第２図と同構成で
あるため、対応する部分には同一の符号を付している。
そして、第３図の導波型周波数シフタでは、弾性表面波
吸収層24,24の間に位置している光導波路12の部分12aの
径が太く構成されたマルチモードタイプとなっている。
タの具体的な構成を示す斜視図である。第３図に示され
る導波型周波数シフタは、基本的には第２図と同構成で
あるため、対応する部分には同一の符号を付している。
そして、第３図の導波型周波数シフタでは、弾性表面波
吸収層24,24の間に位置している光導波路12の部分12aの
径が太く構成されたマルチモードタイプとなっている。
すなわち、第３図の導波型周波数シフタでは光導波路
12の図で左側端部からTEモードの入射光30が入射される
と、その入射光30は弾性表面波16,20のところで複数の
モード光に変換されるようになっている。
12の図で左側端部からTEモードの入射光30が入射される
と、その入射光30は弾性表面波16,20のところで複数の
モード光に変換されるようになっている。
つまり、弾性表面波の周波数を変えることで入射光30
はその周波数に応じたモード光、例えば入射光30がTE0
次モード光であれば、TM0次モード、TE1次モード、TM1
次モード、TE2次モード、TM2次モード…というように各
種のモード光に変換されたのち、出射光32はTE0次モー
ドとして出射されることになる。
はその周波数に応じたモード光、例えば入射光30がTE0
次モード光であれば、TM0次モード、TE1次モード、TM1
次モード、TE2次モード、TM2次モード…というように各
種のモード光に変換されたのち、出射光32はTE0次モー
ドとして出射されることになる。
そのとき、その出射光32の周波数は入射光30のそれに
対して様々な周波数シフトを受ける。
対して様々な周波数シフトを受ける。
（発明の効果） 以上説明したことから明らかなように本発明によれ
ば、音響光学効果タイプとして光の周波数シフト量を十
分にとることができるのみならず、音響光学効果タイプ
の欠点とされているモード変換素子が不要となって、物
理的なサイズの小形化とコスト的にも安価に済む導波型
周波数シフタを提供することができる。
ば、音響光学効果タイプとして光の周波数シフト量を十
分にとることができるのみならず、音響光学効果タイプ
の欠点とされているモード変換素子が不要となって、物
理的なサイズの小形化とコスト的にも安価に済む導波型
周波数シフタを提供することができる。
第１図ないし第３図は本発明の実施例に係り、第１図は
同実施例に係る導波型周波数シフタの概略構成図、第２
図は入射光がTMモードである場合の同実施例に係る導波
型周波数シフタの具体的構成図、第３図は入射光がTEモ
ードである場合の同実施例に係る導波型周波数シフタの
具体的構成図である。 第４図ないし第７図は従来例に係り、第４図は電気光学
効果タイプの導波型周波数シフタの概略構成図、第５図
は同従来例に係る導波型周波数シフタの作用説明に供す
る図、第６図は音響光学効果タイプの導波型周波数シフ
タの概略構成図、第７図は同従来例に係る導波型周波数
シフタの作用説明に供する図である。 12……光導波路、14……櫛形電極、16,20……弾性表面
波。
同実施例に係る導波型周波数シフタの概略構成図、第２
図は入射光がTMモードである場合の同実施例に係る導波
型周波数シフタの具体的構成図、第３図は入射光がTEモ
ードである場合の同実施例に係る導波型周波数シフタの
具体的構成図である。 第４図ないし第７図は従来例に係り、第４図は電気光学
効果タイプの導波型周波数シフタの概略構成図、第５図
は同従来例に係る導波型周波数シフタの作用説明に供す
る図、第６図は音響光学効果タイプの導波型周波数シフ
タの概略構成図、第７図は同従来例に係る導波型周波数
シフタの作用説明に供する図である。 12……光導波路、14……櫛形電極、16,20……弾性表面
波。
Claims (1)
- 【請求項１】光導波路の途中部に設けられた一対の櫛形
電極の両側のそれぞれから前記光導波路の各端部方向に
弾性表面波を伝搬させる構造を有し、前記一対の櫛形電
極から一方側にある光導波路の一端部から入射した光を
前記弾性表面波で少なくとも２回モード変換させて他方
側にある光導波路の他端部から出射することを特徴とす
る音響光学効果タイプ導波型周波数シフタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63308184A JP2697038B2 (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 音響光学効果タイプ導波型周波数シフタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63308184A JP2697038B2 (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 音響光学効果タイプ導波型周波数シフタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02153329A JPH02153329A (ja) | 1990-06-13 |
| JP2697038B2 true JP2697038B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=17977921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63308184A Expired - Lifetime JP2697038B2 (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 音響光学効果タイプ導波型周波数シフタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2697038B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2880770B2 (ja) * | 1990-06-19 | 1999-04-12 | 日本電気株式会社 | 光波長フィルタ |
| US5191624A (en) * | 1990-09-19 | 1993-03-02 | Hitachi, Ltd. | Optical information storing apparatus and method for production of optical deflector |
-
1988
- 1988-12-06 JP JP63308184A patent/JP2697038B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02153329A (ja) | 1990-06-13 |
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