JP2750903B2 - Orthogonal polarization type optical frequency shifter - Google Patents

Orthogonal polarization type optical frequency shifter

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JP2750903B2 JP16369789A JP16369789A JP2750903B2 JP 2750903 B2 JP2750903 B2 JP 2750903B2 JP 16369789 A JP16369789 A JP 16369789A JP 16369789 A JP16369789 A JP 16369789A JP 2750903 B2 JP2750903 B2 JP 2750903B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光ヘテロダイン計測に用いられる直交偏波
型光周波数シフタに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an orthogonal polarization type optical frequency shifter used for optical heterodyne measurement.

[従来の技術] 従来、この種の直交偏波型光周波数シフトとして、特
開昭61−169820号公報に開示されているような、第5図
に示されるものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this kind of orthogonal polarization type optical frequency shift, one shown in FIG. 5 as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-169820 is known.

第5図を参照して、従来の直交偏波型光周波数シフタ
は、周波数がf0で、紙面に対して45度の電界成分を有す
る直線偏光であるレーザ光102を出射するHe−Neガスレ
ーザ101を有する。このHe−Neガスレーザ101から出射さ
れたレーザ光102は、第1の偏光ビームスプリッタ103に
入射レーザ光として入射し、ここで、紙面に水平な電界
成分を有する直線偏光(以下、P偏光と略称する。)で
ある透過レーザ光104と、紙面に垂直な電界成分を有す
る直線偏光(以下、S偏光と略称する。)である反射レ
ーザ光105とに分離される。すなわち、、第1の偏光ビ
ームスプリッタ103は、入射レーザ光と透過レーザ光104
と反射レーザ光105とに分離する光分離器として働く。
透過レーザ光104は第1の音響光学素子106にブラッグ条
件に適合する角度(ブラッグ角)θで入射する。この
第1の音響光学素子106には、第1のトランスジューサ1
08が取り付けられ、この第1のトランスジューサ108は
第1の駆動回路107からの、例えば、中心周波数80MHzを
もつ第1の高周波信号によって励振されている。これに
より、第1の音響光学素子106の媒体本体には、透過レ
ーザ光104の直進方向に対してブラッグ角θをなす波
面をもつ第1の超音波信号が伝搬する。第1の超音波信
号が伝搬している第1の音響光学素子106に入射する透
過レーザ光104は、ここで直進する0次回折光と第1の
超音波信号の波面に対してブラッグ角θで回折する1
次回折光110とに分かれ、第1の音響光学素子106から出
射される。ここでは、1次回折光110を利用する。この
1次回折光110は、第1の音響光学素子106を伝搬する第
1の超音波信号の中心周波数である80MHzだけ、その周
波数f0がシフトアップされた周波数をもつので、その周
波数はf0+80MHzとなる。従って、この1次回折光110
は、ここでは、第1のシフトアップされたレーザ光と呼
ばれる。この第1のシフトアップされたレーザ光110
は、第1のミラー111により反射されて、その軌道が90
度変化されたのち、第2の偏光ビームスプリッタ112に
入射する。第2の偏光ビームスプリッタ112は、P偏光
を透過し、S偏光を反射する性質をもつ。前述したよう
に、第1のシフトアップされたレーザ光110は、P偏光
であるので、第2の偏光ビームスプリッタ112を透過す
る。
Referring to FIG. 5, a conventional orthogonal polarization type optical frequency shifter is a He-Ne gas laser which emits a laser beam 102 which is a linearly polarized light having a frequency f 0 and an electric field component of 45 degrees with respect to the paper surface. It has 101. The laser light 102 emitted from the He-Ne gas laser 101 enters the first polarizing beam splitter 103 as incident laser light, where it is linearly polarized light having a horizontal electric field component (hereinafter abbreviated as P-polarized light). ) And reflected laser light 105 which is linearly polarized light (hereinafter abbreviated as S-polarized light) having an electric field component perpendicular to the plane of the drawing. That is, the first polarization beam splitter 103 includes the incident laser light and the transmitted laser light 104
And a reflected laser beam 105.
Transmitted laser beam 104 is incident in a compatible angle (Bragg angle) theta B to the Bragg condition to the first acousto-optic device 106. The first transducer 1 includes a first transducer 1
The first transducer 108 is excited by a first high frequency signal from the first drive circuit 107, for example, having a center frequency of 80 MHz. Thus, the medium body of the first acousto-optic device 106, the first ultrasonic signal having a wavefront forming the Bragg angle theta B with respect to the rectilinear direction of the transmitted laser beam 104 propagates. The transmitted laser light 104 incident on the first acousto-optical element 106, in which the first ultrasonic signal propagates, has a Bragg angle θ B with respect to the 0th-order diffracted light that goes straight here and the wavefront of the first ultrasonic signal. Diffracted by 1
The light is split into the next order diffracted light 110 and emitted from the first acousto-optic element 106. Here, the first-order diffracted light 110 is used. Since the first-order diffracted light 110 has a frequency f 0 shifted up by 80 MHz which is the center frequency of the first ultrasonic signal propagating through the first acousto-optic element 106, the frequency is f 0 +80 MHz. Therefore, this first-order diffracted light 110
Is referred to herein as the first shifted up laser light. The first shifted laser light 110
Is reflected by the first mirror 111 and its trajectory is 90
After being changed by degrees, the light enters the second polarization beam splitter 112. The second polarization beam splitter 112 has a property of transmitting P-polarized light and reflecting S-polarized light. As described above, the first shifted-up laser beam 110 is P-polarized, and therefore transmits through the second polarization beam splitter 112.

一方、第1の偏光ビームスプリッタ103で反射された
反射レーザ光105は、第2のミラー113で反射され、その
軌道が90度変化されたのち、第2の音響光学素子114に
ブラッグ条件に適合する角度(ブラッグ角)θで入射
する。この第2の音響光学素子114には、第2のトラン
スジューサ116が取り付けられ、この第2のトランスジ
ューサ116は第2の駆動回路115からの、第1の高周波信
号より1MHz低い、例えば、中心周波数79MHzをもつ第2
の高周波信号によって励振されている。これにより、第
2の音響光学素子114の媒体本体には、前述した第1の
音響光学素子106の場合と同様に、反射レーザ光105の直
進方向に対してブラッグ角θをなす波面をもつ第2の
超音波信号が伝搬する。第2の超音波信号が伝搬してい
る第2の音響光学素子114に入射する反射レーザ光105
は、前述したのと同様に、ここで直進する0次回折光と
第2の超音波信号の波面に対してブラッグ角θで回折
する1次回折光117に分かれ、第2の音響光学素子114か
ら出射される。ここでは、1次回折光117を利用する。
この1次回折光117は、第2の音響光学素子114を伝搬す
る第2の超音波信号の中心周波数である79MHzだけ、そ
の周波数f0がシフトアップされた周波数をもつので、そ
の周波数はf0+79MHzとなる。従って、この1次回折光1
17は、ここでは、第2のシフトアップされたレーザ光と
呼ばれる。この第2のシフトアップされたレーザ光110
は、第2の偏光ビームスプリッタ112に入射するが、前
述したように、S偏光であるので、第2の偏光ビームス
プリッタ112で反射される。この第2の偏光ビームスプ
リッタ112で反射された第2のシフトアップされたレー
ザ光110は、第2の偏光ビームスプリッタ112を透過する
第1のシフトアップされたレーザ光110と共に、同一の
光路上を、第2の偏光ビームスプリッタ112から出射す
る。即ち、第2の偏光ビームスプリッタ112は、互いに
偏光面が直交し、かつ周波数差が1MHzの直交2周波レー
ザ光を、出射レーザ光として出射する。換言すれば、第
2の偏光ビームスプリッタ112は、第1のシフトアップ
されたレーザ光110と第2のシフトアップされたレーザ
光110とを結合する光結合器として作用する。
On the other hand, the reflected laser beam 105 reflected by the first polarizing beam splitter 103 is reflected by the second mirror 113, and its trajectory is changed by 90 degrees, and then the second acousto-optic element 114 meets the Bragg condition. angle (Bragg angle) incident at theta B. A second transducer 116 is attached to the second acousto-optic element 114, and the second transducer 116 is 1 MHz lower than the first high-frequency signal from the second drive circuit 115, for example, a center frequency of 79 MHz. The second with
Is excited by the high-frequency signal. Thus, the medium body of the second acousto-optic device 114, as in the case of the first acoustooptic device 106 described above, with a wavefront forming the Bragg angle theta B with respect to the rectilinear direction of the reflected laser beam 105 A second ultrasonic signal propagates. The reflected laser beam 105 incident on the second acousto-optic element 114 in which the second ultrasonic signal propagates
, Similar to that described above, wherein divided into first-order diffracted light 117 is diffracted at the Bragg angle theta B relative to the wavefront of the zero-order diffracted light and the second ultrasonic signal travels straight, the second acousto-optic device 114 Is emitted. Here, the first-order diffracted light 117 is used.
This first-order diffracted light 117 has a frequency f 0 shifted up by 79 MHz, which is the center frequency of the second ultrasonic signal propagating through the second acousto-optic element 114, so that the frequency is f 0 +79 MHz. Therefore, this first-order diffracted light 1
17 is referred to herein as the second shifted up laser light. This second shifted laser light 110
Is incident on the second polarizing beam splitter 112, but is S-polarized as described above, and is reflected by the second polarizing beam splitter 112. The second shifted laser beam 110 reflected by the second polarization beam splitter 112 is transmitted along the first shifted laser beam 110 passing through the second polarization beam splitter 112 on the same optical path. From the second polarizing beam splitter 112. That is, the second polarization beam splitter 112 emits orthogonal two-frequency laser light having polarization planes orthogonal to each other and a frequency difference of 1 MHz as emission laser light. In other words, the second polarization beam splitter 112 acts as an optical coupler that combines the first shifted up laser light 110 and the second shifted up laser light 110.

[発明が解決しようとする課題] 光ヘテロダイン計測用の直交2周波光源では、直交2
周波レーザ光の光軸のずれが測定精度に影響するので、
光軸の平行度を120マイクロ・ラジアン(24秒)以内に
する必要がある。しかしながら、従来の直交偏波型光周
波数シフタでは、光学要素がそれぞれ別々の光学部品で
構成されているので、直交2周波レーザ光を精度良く同
一の光路上に合成するために、各光学部品の位置を微妙
に調整することが必要である。そして、この位置調整機
構を光学部品の各々に設けなければならないので、装置
が大型になるという欠点がある。さらに、従来の直交偏
波型光周波数シフタでは、偏光ビームスプリッタや、音
響光学素子、ミラーなどの多数の光学部品を組み合わせ
て構成されているので、高価になるとともに、各光学部
品の入出射端面での表面反射のために出射される直交2
周波レーザ光の損失が大きいという欠点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] In an orthogonal dual-frequency light source for optical heterodyne measurement, an orthogonal 2
Since the deviation of the optical axis of the high-frequency laser light affects the measurement accuracy,
The parallelism of the optical axis must be within 120 micro radians (24 seconds). However, in the conventional orthogonal polarization type optical frequency shifter, since each optical element is composed of a separate optical component, in order to accurately combine orthogonal two-frequency laser light on the same optical path, each optical component is It is necessary to fine-tune the position. Since this position adjusting mechanism must be provided for each of the optical components, there is a disadvantage that the apparatus becomes large. Furthermore, since the conventional orthogonal polarization type optical frequency shifter is configured by combining a number of optical components such as a polarization beam splitter, an acousto-optic device, and a mirror, the cost becomes high and the input / output end face of each optical component is increased. Orthogonal 2 emitted for surface reflection at
There is a disadvantage that the loss of the high frequency laser light is large.

従って、本発明の目的は、直交2周波レーザ光を同一
の光路上に合成するための位置調整を必要としない、小
型の直交偏波型光周波数シフタを提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a small orthogonal polarization type optical frequency shifter which does not require position adjustment for combining orthogonal two-frequency laser beams on the same optical path.

本発明の他の目的は、構成部品の少ない安価な直交偏
波型光周波数シフタを提供することにある。
It is another object of the present invention to provide an inexpensive orthogonal polarization type optical frequency shifter with few components.

本発明のさらに他の目的は、端面での表面反射が少な
く、低損失の直交2周波レーザ光を得ることが出来る直
交偏波型光周波数シフタを提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide an orthogonal polarization type optical frequency shifter capable of obtaining low-loss orthogonal two-frequency laser light with little surface reflection at an end face.

[課題を解決するための手段] 本発明が適用される直交偏波型光周波数シフタは、所
定の入射周波数をもち、かつ互いに直交する電界成分を
有する第1及び第2の直線偏光を含む入射レーザ光を受
け、前記入射周波数より互いに所定の周波数差のある第
1及び第2の周波数だけシフトされた周波数をもつ出射
レーザ光を出射する直交偏波型光周波数シフタである。
本発明によれば、直交偏波型光周波数シフタは、それぞ
れ、底面と、上面と、2つの側面とをもち、前記底面同
士が互いに対向しかつ近接して配置された第1及び第2
の音響光学媒体を有する。前記第2の音響光学媒体の前
記底面近傍の前記2つの側面には、それぞれ、前記入射
レーザ光を入射するための入射面と前記出射レーザ光を
出射するための出射面とが設けられている。本発明によ
る直交偏波型光周波数シフタは、前記第1及び第2の音
響光学媒体の前記底面の間に該底面に接した状態で、か
つ前記入射面の近傍に設けられた、前記入射面を介して
入射した前記入射レーザ光のうち、前記第1の直線偏光
を透過レーザ光として透過し、前記第2の直線偏光を反
射レーザ光として反射する光分離手段と、前記透過レー
ザ光が前記第1の音響光学媒体の前記2つの側面の一方
に沿って進み、前記第1の音響光学媒体の前記上面で反
射され、前記第1の音響光学媒体の前記2つの側面の他
方に沿って進む間に、前記透過レーザ光の前記入射周波
数を前記第1の周波数シフトとして、第1のシフトされ
たレーザ光を出力する第1のシフト手段と、前記反射レ
ーザ光が前記第2の音響光学媒体の前記2つの側面の一
方に沿って進み、前記第2の音響光学媒体の前記上面で
反射され、前記第2の音響光学媒体の前記2つの側面の
他方に沿って進む間に、前記反射レーザ光の前記入射周
波数を前記第2の周波数シフトして、第2のシフトされ
たレーザ光を出力する第2のシフト手段と、前記第1及
び第2の音響光学媒体の前記底面の間に該底面に接した
状態で、かつ前記出射面の近傍に設けられ、前記第1及
び前記第2のシフトされたレーザ光を結合し、該結合さ
れたレーザ光を前記出射面より前記出射レーザ光として
出射させる光結合手段とを有する。
[Means for Solving the Problems] An orthogonal polarization type optical frequency shifter to which the present invention is applied includes an incident light having a predetermined incident frequency and including first and second linearly polarized light having electric field components orthogonal to each other. An orthogonal polarization type optical frequency shifter that receives laser light and emits outgoing laser light having frequencies shifted by first and second frequencies having a predetermined frequency difference from the incident frequency.
According to the present invention, the orthogonal polarization type optical frequency shifter has a bottom surface, a top surface, and two side surfaces, respectively, and the first and second bottom surfaces are opposed to each other and arranged close to each other.
Acousto-optic medium. The two side surfaces near the bottom surface of the second acousto-optic medium are provided with an incident surface for receiving the incident laser light and an emission surface for emitting the emitted laser light, respectively. . The orthogonal polarization type optical frequency shifter according to the present invention, wherein the incident surface is provided between the bottom surfaces of the first and second acousto-optic media in contact with the bottom surface and near the incident surface. A light separating unit that transmits the first linearly polarized light as transmitted laser light and reflects the second linearly polarized light as reflected laser light, and the transmitted laser light is Proceeding along one of the two side surfaces of the first acousto-optic medium, being reflected at the top surface of the first acousto-optic medium and traveling along the other of the two side surfaces of the first acousto-optic medium A first shift unit that outputs a first shifted laser beam with the incident frequency of the transmitted laser beam being the first frequency shift, and the reflected laser beam is a second acousto-optic medium. Along one of the two sides While traveling along the other of the two side surfaces of the second acousto-optic medium while being reflected at the upper surface of the second acousto-optic medium, changing the incident frequency of the reflected laser light to the second A second shift means for outputting a second shifted laser beam by shifting the frequency of the first and second acousto-optic media, in a state in contact with the bottom surface, and And an optical coupling means provided near the emission surface for coupling the first and second shifted laser lights and emitting the combined laser light as the emission laser light from the emission surface.

[作 用] 本発明による直交偏波型光周波数シフタは、第1及び
第2の音響光学媒体を有し、その底面間に光分離手段と
光結合手段とを挟み、第1及び第2の音響光学媒体の上
面を反射手段とした、一体構成の直交偏波型光周波数シ
フタであるので、そこから出射される直交2周波レーザ
光を同一の光路上に合成するための位置調整が不要で、
小型で、構成部品が少なく、安価で、端面での表面反射
が少なく、低損失の直交2周波レーザ光を得ることが出
来る。
[Operation] The orthogonal polarization type optical frequency shifter according to the present invention has first and second acousto-optic media, and has a first and a second acousto-optic medium sandwiched between a bottom surface thereof and an optical separation unit and an optical coupling unit. Since the orthogonal polarization type optical frequency shifter has an integral structure using the upper surface of the acousto-optic medium as a reflection means, there is no need for position adjustment for combining orthogonal two-frequency laser light emitted therefrom on the same optical path. ,
It is possible to obtain a quadrature two-frequency laser beam that is small, has few components, is inexpensive, has little surface reflection at the end face, and has low loss.

[実施例] 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に
説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例による直交偏波型光周波
数シフタを示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an orthogonal polarization type optical frequency shifter according to one embodiment of the present invention.

図示された実施例の直交偏波型光周波数シフタは、He
−Neガスレーザ13から出射された所定の入射周波数f0
もち、かつ互いに直交する電界成分を有する第1及び第
2の直線偏光を含むレーザ光を入射レーザ光14として受
け、入射周波数f0より互いに所定の周波数差Δfのある
第1及び第2の周波数f1,f2だけシフトされた周波数を
もつ出射レーザ光を出射するものである。ここでは、第
1の直線偏光は、紙面に水平な電界成分を有する直線偏
光(P偏光)であるとし、第2の直線偏光は、紙面に垂
直な電界成分を有する直線偏光(S偏光)であるとす
る。
The orthogonal polarization type optical frequency shifter of the illustrated embodiment includes He.
Has a predetermined incident frequency f 0 which is emitted from -Ne gas laser 13 and the laser beam receiving the incident laser beam 14 comprising first and second linearly polarized light having an electric field components perpendicular to each other, than the incident frequency f 0 The emitted laser beam has a frequency shifted by the first and second frequencies f 1 and f 2 having a predetermined frequency difference Δf from each other. Here, it is assumed that the first linearly polarized light is linearly polarized light (P-polarized light) having an electric field component horizontal to the paper surface, and the second linearly polarized light is linearly polarized light (S-polarized light) having an electric field component perpendicular to the paper surface. Suppose there is.

直交偏波型光周波数シフタは、底面29と、上面7と、
2つの斜面30,31をもつ断面台形形状の第1の音響光学
媒体1と、同様に、底面32と、上面8と、2つの斜面3
3,34をもつ断面台形形状の第2の音響光学媒体2とを有
し、これらは、底面29,33同士が互いに対向しかつ近接
して配置されている。
The orthogonal polarization type optical frequency shifter has a bottom surface 29, a top surface 7,
A first acousto-optic medium 1 having a trapezoidal cross section having two slopes 30 and 31, similarly a bottom surface 32, a top surface 8, and two slopes 3
And a second acousto-optic medium 2 having a trapezoidal cross section having 3,34, and these are arranged with their bottom surfaces 29,33 facing each other and close to each other.

第2の音響光学媒体の底面32の近傍の2つの斜面33,3
4には、それぞれ、入射レーザ光14を入射するための入
射面11と出射レーザ光を出射するための出射面12とが設
けられている。入射面11と出射面12の各々は、誘電体多
層膜からなる無反射膜である。
Two slopes 33, 3 near the bottom surface 32 of the second acousto-optic medium
4 is provided with an incident surface 11 for entering the incident laser light 14 and an emission surface 12 for emitting the emitted laser light, respectively. Each of the entrance surface 11 and the exit surface 12 is a non-reflective film made of a dielectric multilayer film.

第1及び第2の音響光学媒体1,2の底面29,32の間に底
面29,32に接した状態で、かつ入射面11の近傍には、第
1の偏光膜である光分離器9が挟まれて設けられてい
る。この光分離器9は、入射面11を介して入射した入射
レーザ光14のうち、第1の直線偏光(P偏光)を透過レ
ーザ光15として透過し、第2の直線偏光(S偏光)を反
射レーザ光16として反射する。
Between the bottom surfaces 29 and 32 of the first and second acousto-optical media 1 and 2 and in contact with the bottom surfaces 29 and 32, and near the incident surface 11, an optical separator 9 as a first polarizing film is provided. Is provided. The light separator 9 transmits the first linearly polarized light (P-polarized light) as the transmitted laser light 15 and converts the second linearly polarized light (S-polarized light) out of the incident laser light 14 incident through the incident surface 11. It is reflected as reflected laser light 16.

透過レーザ光15は、第1の音響光学媒体1の2つの斜
面の一方の30に沿って進み、第1の音響光学媒体1の上
面7で全反射され、第1の音響光学媒体1の2つの斜面
の他方31に沿って進むが、この間に、後述する第1の周
波数シフト器によって、透過レーザ光15の入射周波数f0
が第1の周波数f1だけシフトされる。この第1の周波数
シフト器は、入射周波数f0に対して第1の周波数f1シフ
トされた周波数をもつ第1のシフトされたレーザ光を出
力する。本実施例の第1の周波数シフト器は、斜面30に
取り付けられた第1のトランスジューサ3と、この第1
のトランスジューサ3に第1の周波数f1の第1の高周波
信号を供給するための第1の駆動回路5と、第1の音響
光学媒体1との組み合わせによって構成される。
The transmitted laser light 15 travels along one of the two slopes 30 of the first acousto-optic medium 1, is totally reflected by the upper surface 7 of the first acousto-optic medium 1, and While traveling along the other 31 of the two slopes, during this time, the incident frequency f 0 of the transmitted laser light 15 is changed by a first frequency shifter described later.
Are shifted by a first frequency f 1 . The first frequency shifter outputs a first shifted laser beam having a first frequency f 1 shifted frequency to the incident frequency f 0. The first frequency shifter of the present embodiment includes a first transducer 3 mounted on a slope 30 and
And a first acousto-optic medium 1 for supplying a first high-frequency signal of a first frequency f 1 to the transducer 3.

一方、反射レーザ光16は、第2の音響光学媒体2の2
つの斜面の一方33に沿って進み、第2の音響光学媒体2
の上面8で全反射され、第2の音響光学媒体2の2つの
斜面の他方34に沿って進むが、この間に、後述する第2
の周波数シフト器によって、反射レーザ光16の入射周波
数f0が第2の周波数f2だけシフトされる。この第2の周
波数シフト器は、入射周波数f0に対して第2の周波数f2
シフトされた周波数をもつ第2のシフトされたレーザ光
を出力する。本実施例の第2の周波数シフト器は、斜面
33に取り付けられた第2のトランスジューサ4と、この
第2のトランスジューサ4に第1の周波数f1とは所定の
周波数差だけ異なる第2の周波数f2の第2の高周波信号
を供給するための第2の駆動回路6と、第2の音響光学
媒体2との組み合わせによって構成される。
On the other hand, the reflected laser light 16
Traveling along one of the two slopes 33, the second acousto-optic medium 2
Is totally reflected by the upper surface 8 of the second acousto-optic medium 2 and travels along the other of the two slopes 34 of the second acousto-optic medium 2.
The incident frequency f 0 of the reflected laser light 16 is shifted by the second frequency f 2 by the frequency shifter of (1). This second frequency shifter has a second frequency f 2 with respect to the incident frequency f 0 .
And outputting a second shifted laser beam having the shifted frequency. The second frequency shifter of the present embodiment has a slope
A second transducer 4 attached to 33, for supplying a first of the second high-frequency signal having a predetermined frequency difference by different second frequency f 2 to the frequency f 1 to the second transducer 4 It is constituted by a combination of the second drive circuit 6 and the second acousto-optic medium 2.

第1及び第2の音響光学媒体1,2の底面29,32の間に底
面29,32に接した状態で、かつ出射面12の近傍には、第
2の偏光膜である光結合器10が挟まれて設けられてい
る。この光結合器10は、第1及び第2のシフトされたレ
ーザ光18,20を結合して、この結合されたレーザ光18′,
20′を出射面12より出射レーザ光として出射させる。
Between the bottom surfaces 29 and 32 of the first and second acousto-optic media 1 and 2 and in contact with the bottom surfaces 29 and 32 and near the exit surface 12, an optical coupler 10 serving as a second polarizing film is provided. Is provided. The optical coupler 10 combines the first and second shifted laser lights 18 and 20 to form the combined laser lights 18 ′ and 18 ′.
20 'is emitted from the emission surface 12 as emission laser light.

第1の音響光学媒体1の底面29の中央部には、底面29
に対し、例えば5度傾いた、非平行な面を有し、第1の
トランスジューサ3によって励振され、第1の音響光学
媒体1内を伝搬した第1の超音波を吸収するための第1
の凹部35が形成されている。同様に、第2の音響光学媒
体2の底面32の中央部には、底面32に対し、例えば5度
傾いた、非平行な面を有し、第2のトランスジューサ4
によって励振され、第2の音響光学媒体2内を伝搬した
第2の超音波を吸収するための第2の凹部36が形成され
ている。この凹部35,36間に、熱伝導性の接着剤又は金
属板(図示せず)を配設することにより、放熱効果を得
ることができる。
At the center of the bottom surface 29 of the first acousto-optic medium 1, the bottom surface 29
Has a nonparallel surface inclined at, for example, 5 degrees, and is excited by the first transducer 3 to absorb the first ultrasonic wave transmitted through the first acousto-optic medium 1.
Recess 35 is formed. Similarly, the central portion of the bottom surface 32 of the second acousto-optic medium 2 has a non-parallel surface inclined at, for example, 5 degrees with respect to the bottom surface 32, and the second transducer 4
The second concave portion 36 for absorbing the second ultrasonic wave excited by the second acoustic wave medium 2 and propagated in the second acousto-optic medium 2 is formed. By disposing a heat conductive adhesive or a metal plate (not shown) between the concave portions 35 and 36, a heat radiation effect can be obtained.

次に、第2図を参照して、第1図に示された直交偏波
型光周波数シフトの更に詳しい構成と製造方法について
説明する。
Next, a more detailed configuration and manufacturing method of the orthogonal polarization type optical frequency shift shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.

第1及び第2の音響光学媒体1及び2の各々は、例え
ば、テトラルガラスからなる音響光学媒体の台形プリズ
ムである。第1及び第2の音響光学媒体1及び2の底面
29,32を対称面とした場合、第1の音響光学媒体1の上
面7と第2の音響光学媒体2の上面8とが面対称となっ
ている。即ち、第1の音響光学媒体1の底面29と上面7
との間の距離h1と、第2の音響光学媒体2の底面32と上
面8との間の距離h2とは互いに等しい。また、第1の音
響光学媒体1の第1のトランスジューサ3を取付けた斜
面30と、第2の音響光学媒体2の第2のトランスジュー
サ4を取付けた斜面33も面対称な関係を有する。即ち、
第1の音響光学媒体1の底面29と斜面30とのなす角度α
と、第2の音響光学媒体2の底面32と斜面33とのなす
角度αとは互いに等しい。本実施例では、角度α
αを45度に選択する。
Each of the first and second acousto-optic media 1 and 2 is, for example, a trapezoidal prism of an acousto-optic medium made of tetral glass. Bottom surfaces of first and second acousto-optic media 1 and 2
When the surfaces 29 and 32 are symmetrical, the upper surface 7 of the first acousto-optic medium 1 and the upper surface 8 of the second acousto-optic medium 2 are plane-symmetric. That is, the bottom surface 29 and the top surface 7 of the first acousto-optic medium 1
Distance h 1, are equal to each other the distance h 2 between the second bottom surface 32 and the top surface 8 of the acoustooptic medium 2 between. Further, the slope 30 of the first acousto-optic medium 1 on which the first transducer 3 is mounted and the slope 33 of the second acousto-optic medium 2 on which the second transducer 4 is mounted also have a plane-symmetric relationship. That is,
Angle α between bottom surface 29 and slope 30 of first acousto-optic medium 1
1, are equal to each other an angle alpha 2 of the second bottom surface 32 and inclined surface 33 of the acoustic-optic medium 2. In the present embodiment, the angles α 1 and α 2 are selected to be 45 degrees.

第1の音響光学媒体1と第2の音響光学媒体2とを個
別に製作した場合、上述した条件を満足することが難し
いが、次のように製造することによって、所定の形状の
音響光学媒体を得ることができる。
When the first acousto-optic medium 1 and the second acousto-optic medium 2 are separately manufactured, it is difficult to satisfy the above-described conditions, but by manufacturing as follows, the acousto-optic medium having a predetermined shape is manufactured. Can be obtained.

即ち、第3図(a)に示されるように、2n(nは自然
数)倍の厚さの台形プリズム39を研磨することにより所
定の形状に仕上げた後、第3図(b)に示されるよう
に、所定の厚さに切断することにより、第1図及び第2
図に示された第1及び第2の音響光学媒体1及び2のよ
うな、所定の音響光学媒体40,41,42等を、容易に製造す
ることが出来る。
That is, as shown in FIG. 3 (a), a trapezoidal prism 39 having a thickness of 2n (n is a natural number) is polished to a predetermined shape by polishing, and then shown in FIG. 3 (b). 1 and 2 by cutting to a predetermined thickness.
Predetermined acousto-optic media 40, 41, 42 and the like, such as the first and second acousto-optic media 1 and 2 shown in the figure, can be easily manufactured.

次に、第2の音響光学媒体2の斜面33,34の底面32寄
りに、それぞれ、誘電体多層膜からなる無反射膜11,12
を形成する。第1の音響光学媒体1の斜面30に、例えば
錫からなる下部電極23と、例えばニオブ酸リチウムから
なる圧電素子24と、例えば金からなる上部電極25とから
構成される第1のトランスジューサ3を取付ける。同様
に、第2の音響光学媒体2の斜面33に、下部電極26と、
圧電素子27と、上部電極28とから構成される第2のトラ
ンスジューサ4を取付ける。第2の音響光学媒体2の底
面32の無反射膜11,12と対応する位置に、それぞれ、誘
電体多層膜からなる第1及び第2の偏光膜9,10を、例え
ば、真空蒸着法により形成する。次に、このように形成
された第1の音響光学媒体1の底面29と、第2の音響光
学媒体2の底面32同士を、トランスジューサ3,4を取付
けた斜面30,33同士が隣り合うように、光学接着剤を用
いて接着することにより、第1図に示されたような、第
1及び第2の偏光膜9,10と、第1及び第2の音響光学媒
体1及び2とを一体化した、直交偏波型光周波数シフタ
が製造される。
Next, near the bottom surface 32 of the slopes 33, 34 of the second acousto-optic medium 2, anti-reflection films 11, 12 made of a dielectric multilayer film are provided, respectively.
To form On a slope 30 of the first acousto-optic medium 1, a first transducer 3 including a lower electrode 23 made of, for example, tin, a piezoelectric element 24 made of, for example, lithium niobate, and an upper electrode 25 made of, for example, gold is provided. Attach. Similarly, on the inclined surface 33 of the second acousto-optic medium 2, the lower electrode 26,
The second transducer 4 including the piezoelectric element 27 and the upper electrode 28 is mounted. First and second polarizing films 9 and 10 made of a dielectric multilayer film are respectively provided at positions corresponding to the anti-reflection films 11 and 12 on the bottom surface 32 of the second acousto-optic medium 2 by, for example, a vacuum evaporation method. Form. Next, the bottom surface 29 of the first acousto-optic medium 1 thus formed and the bottom surface 32 of the second acousto-optic medium 2 are placed so that the slopes 30 and 33 to which the transducers 3 and 4 are attached are adjacent to each other. Then, by bonding using an optical adhesive, the first and second polarizing films 9, 10 and the first and second acousto-optical media 1, 2 as shown in FIG. An integrated, orthogonally polarized optical frequency shifter is manufactured.

次に、第1図を参照して、本実施例による直交偏波型
光周波数シフタの動作について説明する。
Next, the operation of the orthogonal polarization type optical frequency shifter according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

He−Neガスレーザ13から出射されたレーザ光14は、波
長が633ナノメータで、入射周波数f0が474THzをもち、
紙面に対して45度の方位を有する直線偏光である。この
レーザ光14は、無反射膜の入射面11と第2の音響光学媒
体2を通過して、第1及び第2の音響光学媒体1及び2
の接合面(底面29,32)間に設けられた偏光分離機能を
有する第1の偏光膜9に、入射レーザ光として入射す
る。第1の偏光膜(光分離器)9は、この入射レーザ光
のうち、P偏光を透過レーザ光15として透過し、S偏光
を反射レーザ光16として反射して、2本のレーザ光に分
離する。
Laser beam 14 emitted from the He-Ne gas laser 13, the wavelength is 633 nanometers, incident frequency f 0 is has 474THz,
This is linearly polarized light having an azimuth of 45 degrees with respect to the paper surface. This laser light 14 passes through the incident surface 11 of the anti-reflection film and the second acousto-optic medium 2, and the first and second acousto-optic media 1 and 2
Incident on the first polarizing film 9 provided between the bonding surfaces (bottom surfaces 29, 32) and having a polarization separation function. The first polarizing film (light separator) 9 transmits the P-polarized light as the transmitted laser light 15 and reflects the S-polarized light as the reflected laser light 16 of the incident laser light to separate the incident laser light into two laser lights. I do.

このとき、透過レーザ光15(入射レーザ光14のP偏
光)が、第1の駆動回路5からの、例えば、第1の周波
数f1が80MHzの第1の高周波信号によって励振された第
1のトランスジューサ3によって、第1の音響光学媒体
1中を伝搬している第1の超音波信号37の波面に対し
て、ブラッグ角θB1をなして入射するように、He−Neガ
スレーザ13からレーザ光14を第2の音響光学媒体2に入
射させる。これにより、透過レーザ光(P偏光)15は、
第1の音響光学媒体1中を伝搬している第1の超音波信
号37の波面でブラック回折され、直進する0次回折光17
と、透過レーザ光15に対して角度2θB1で反射される1
次回折光18とに分離される。本実施では、1次回折光18
を利用する。この1次回折光18は、第1の音響光学媒体
1の駆動周波数である第1の周波数f1(=80MHz)だ
け、透過レーザ光15の入射周波数f0をシフトアップした
周波数、即ち、f0+80MHzをもつ。従って、この1次回
折光18は、第1のシフトアップされたレーザ光と呼ばれ
る。この第1のシフトアップされたレーザ光18は、この
レーザ光18に対して約45度の面をもつ第1の音響光学媒
体1の上面7によって全反射されたのち、第1及び第2
の音響光学媒体1及び2の接合面(底面29,32)間に設
けられた第2の偏光膜(光結合器)10を透過し、第2の
音響光学媒体2及び第2の無反射膜である出射面12を透
過して、第1の出射レーザ光(P偏光)18′として出射
される。
In this case, the transmitted laser beam 15 (P-polarized light of the incident laser beam 14), from the first driving circuit 5, for example, first the first frequency f 1 is excited by the first high-frequency signal of 80MHz The laser beam is emitted from the He-Ne gas laser 13 by the transducer 3 so as to enter the wavefront of the first ultrasonic signal 37 propagating in the first acousto-optic medium 1 at a Bragg angle θ B1. 14 enter the second acousto-optic medium 2. Thereby, the transmitted laser light (P-polarized light) 15
Zero-order diffracted light 17 that is black-diffractive at the wavefront of the first ultrasonic signal 37 propagating in the first acousto-optic medium 1 and travels straight
And 1 which is reflected at an angle 2θ B1 with respect to the transmitted laser light 15
It is separated into the next diffraction light 18. In this embodiment, the first-order diffracted light 18
Use The first-order diffracted light 18 has a frequency obtained by shifting up the incident frequency f 0 of the transmitted laser light 15 by the first frequency f 1 (= 80 MHz) which is the driving frequency of the first acousto-optic medium 1, that is, f 0. Has + 80MHz. Therefore, the first-order diffracted light 18 is called the first shifted laser light. The first shifted laser light 18 is totally reflected by the upper surface 7 of the first acousto-optic medium 1 having a surface of about 45 degrees with respect to the
Through the second polarizing film (optical coupler) 10 provided between the bonding surfaces (bottom surfaces 29, 32) of the acousto-optic media 1 and 2 and the second acousto-optic medium 2 and the second anti-reflection film And is emitted as a first emission laser light (P-polarized light) 18 '.

一方、第1の偏光膜(光分離器)9で反射された反射
レーザ光(レーザ光14のS偏光)16は、第2のトランス
ジューサ4に第2の駆動回路6から、例えば、第2の周
波数f2が79.9MHzの第2の高周波信号を供給することに
よって第2の音響光学媒体2内を伝搬する第2の超音波
信号38の波面に対してブラック角θB1で入射する。この
とき、反射レーザ光16は第2の超音波信号38に対して厳
密にブラッグ条件を満足しているわけではないが、第1
の周波数f1と第2の周波数f2とが近似しているため、実
用上、ほぼブラッグ条件を満足していると見なすことが
できる。反射レーザ光(S偏光)16は、この第2の音響
光学媒体2内を伝搬する第2の超音波信号38の波面でブ
ラック回折され、0次回折光19と反射レーザ光16に対し
て角度2θB2で反射される1次回折光20とに分離され
る。本実施例では、1次回折光20を利用する。ここで、
1次回折光20は、第2の音響光学媒体2の駆動周波数で
ある第2の周波数f2(=79.9MHz)だけ、反射レーザ光
(S偏光)16の入射周波数f0をシフトアップした周波
数、即ち、f0+79.9MHzをもつ。従って、この1次回折
光20は、第2のシフトアップされたレーザ光と呼ばれ
る。この第2のシフトアップされたレーザ光20は、この
レーザ光20に対して約45度の第2の音響光学媒体2の上
面8によって全反射された後、第2の偏光膜(光結合
器)10で反射され、第2の音響光学媒体2及び第2の無
反射膜である出射面12を通過して、第2の出射レーザ光
(S偏光)20′として出射される。この第2の出射レー
ザ光20′と上記第1の出射レーザ光18′とは、ほぼ同一
光路上に合成され、周波数差が0.1MHzの直交2周波レー
ザ光として出射される。
On the other hand, the reflected laser light (S-polarized light of the laser light 14) 16 reflected by the first polarizing film (light separator) 9 is transmitted to the second transducer 4 from the second drive circuit 6, for example, by the second driving circuit 6. frequency f 2 is incident at the Bragg angle theta B1 against the wavefront of the second ultrasonic signal 38 that propagates through the second acousto-optic medium within 2 by supplying the second high-frequency signal of 79.9MHz. At this time, although the reflected laser beam 16 does not strictly satisfy the Bragg condition for the second ultrasonic signal 38,
Since the frequency f 1 and the second frequency f 2 are similar, practically, it can be considered to be satisfied almost Bragg condition. The reflected laser light (S-polarized light) 16 is black-diffractive at the wavefront of the second ultrasonic signal 38 propagating in the second acousto-optic medium 2, and has an angle 2θ with respect to the zero-order diffracted light 19 and the reflected laser light 16. The light is separated into first-order diffracted light 20 reflected by B2 . In this embodiment, the first-order diffracted light 20 is used. here,
The first-order diffracted light 20 has a frequency obtained by shifting up the incident frequency f 0 of the reflected laser light (S-polarized light) 16 by the second frequency f 2 (= 79.9 MHz) which is the driving frequency of the second acousto-optic medium 2. That is, it has f 0 +79.9 MHz. Therefore, the first-order diffracted light 20 is called a second shifted up laser light. The second shifted laser light 20 is totally reflected by the upper surface 8 of the second acousto-optic medium 2 at an angle of about 45 degrees with respect to the laser light 20, and then the second polarizing film (optical coupler) 10), passes through the second acousto-optic medium 2 and the exit surface 12, which is a second non-reflective film, and exits as a second exit laser beam (S-polarized) 20 '. The second outgoing laser light 20 'and the first outgoing laser light 18' are combined on substantially the same optical path and emitted as orthogonal two-frequency laser light having a frequency difference of 0.1 MHz.

ここで、出射される直交2周波レーザ光の第1の出射
レーザ光(P偏光)18′と第2の出射レーザ光(S偏
光)20′とのなす角Δθは、次の式で与えられる。
Here, the angle Δθ between the first outgoing laser beam (P-polarized) 18 ′ and the second outgoing laser beam (S-polarized) 20 ′ of the outgoing two-frequency laser beam is given by the following equation. .

Δθ=2(θB1−θB2) これは、前述したように、第1の音響光学媒体1と第
2の音響光学媒体2のそれぞれの第1及び第2のトラン
スジューサ3,4を取り付けてある斜面30,33、及び上面7,
8が、それぞれ、第1及び第2の音響光学媒体1及び2
の接合面(底面29,32)に対して、面対称となってお
り、第1の出射レーザ光(P偏光)18′と第2の出射レ
ーザ光(S偏光)20′とは同一平面にあり、両者のなす
角Δθは、第1の音響光学媒体1のブラック角θB1と第
2の音響光学媒体2のブラック角θB2の差の2倍に等し
いからである。従って、第1の出射レーザ光(P偏光)
18′と第2の出射レーザ光(S偏光)20′とは、厳密に
は同一光路上を伝搬しない。しがしながら、He−Neガス
レーザ13から出射されるレーザ光14の波長が633ナノメ
ータで、第1及び第2の音響光学媒体1及び2の各々
に、例えば、ホーヤ株式会社製のテルライトガラスAOT
−5を使用した場合、駆動周波数とブラック角との関係
は、おおむね、182マイクロ・ラジアン/MHzであるた
め、周波数差Δf=0.1MHzでは、Δθ=18.2マイクロ・
ラジアン(約4秒)と小さく、この値は、実用上無視で
きる値である。
Δθ = 2 (θ B1 −θ B2 ) As described above, the first and second transducers 3 and 4 of the first acousto-optic medium 1 and the second acousto-optic medium 2 are attached thereto. Slope 30, 33, and upper surface 7,
8 are the first and second acousto-optic media 1 and 2 respectively.
Are symmetrical with respect to the bonding surface (bottom surfaces 29, 32) of the first and second emission laser beams (P-polarized light) 18 'and the second emitted laser light (S-polarized light) 20' on the same plane. There, both the angle Δθ of is equal to the twice of the difference between the first acousto-optic medium 1 of the black angle theta B1 and second Bragg angle theta B2 of the acoustooptic medium 2. Therefore, the first emission laser light (P-polarized light)
Strictly speaking, 18 'and the second emitted laser beam (S-polarized light) 20' do not propagate on the same optical path. However, the wavelength of the laser beam 14 emitted from the He-Ne gas laser 13 is 633 nanometers, and each of the first and second acousto-optical media 1 and 2 is, for example, tellurite glass manufactured by Hoya Corporation. AOT
When -5 is used, the relationship between the driving frequency and the black angle is approximately 182 micro radians / MHz, so that when the frequency difference Δf = 0.1 MHz, Δθ = 18.2 μm.
Radian (about 4 seconds), which is practically negligible.

光周波数シフタの直交2周波レーザ光の重ね合わせの
評価方法として、直交2周波レーザ光に対し45度の方位
に設定した偏光子で2周波成分を合成することによって
得られる光ビートの変調度による評価がある。これによ
ると、一般には、95%以上の変調度があれば十分である
ことが分かっている。
As a method of evaluating the superposition of the orthogonal two-frequency laser light by the optical frequency shifter, the degree of modulation of the optical beat obtained by synthesizing the two frequency components with the polarizer set at an azimuth of 45 degrees with respect to the orthogonal two-frequency laser light is used. There is evaluation. According to this, it is generally found that a modulation degree of 95% or more is sufficient.

第4図を参照すると、使用するレーザ光のビーム径が
1mm以下の場合、Δθと変調度γとの間には、第4図に
示されるような関係があるため、Δθ=130マイクロ・
ラジアン、即ち、周波差がΔf=0.71MHz程度の周波数
差まで、実用上問題ない。
Referring to FIG. 4, the beam diameter of the laser light used is
In the case of 1 mm or less, there is a relationship between Δθ and the modulation factor γ as shown in FIG.
There is no practical problem up to a radian, that is, a frequency difference of about Δf = 0.71 MHz.

本実施例では、レーザ光源として、He−Neガスレーザ
を用いたが、He−Neガスレーザ以外のガスレーザ、半導
体レーザ、色素レーザ、固体レーザ等を用いても良い。
また、音響光学媒体は、テルライトガラスに限らず、他
のガラスでも良く、光学結晶の場合でも、結晶軸の方向
を適切に設定することによって、使用できる。音響光学
媒体の駆動周波数は、80MHzと79.9MHzに限らず、例え
ば、60MHzと60.1MHzであっても良い。また、音響光学媒
体の製造方法は、上記した研磨による方法に限らず、例
えば、ガラスモールドによる方法などで製造しても良
い。また、第1の音響光学媒体1の上面7と第2の音響
光学媒体2の上面8とは必ずしも面対称である必要はな
い。更に、第1及び第2のトランスジューサ3,4は、そ
れぞれ、第1及び第2の音響光学媒体1及び2の斜面3
1,34に設けてもよい。尚、実施例に於いては、第1及び
第2の音響光学媒体1,2を同一形状としたため、出射光1
8′,20′の僅かな光軸上のズレが生じたり、各々の媒体
に伝搬する超音波信号に対する入射角にズレが生じた
が、同一形状に限らなければ、トランスジューサを配設
した斜面、或いは上面の傾斜角を適宜選択することによ
り、上述したズレを解消できる。また、上記実施例で
は、第1及び第2の音響光学媒体として、それぞれ、底
面と、上面と、2つの斜面とをもつ断面台形形状のもの
を使用したが、斜面の代わりに、任意の曲面を有する側
面としても良い。
In this embodiment, a He-Ne gas laser is used as the laser light source, but a gas laser other than the He-Ne gas laser, a semiconductor laser, a dye laser, a solid-state laser, or the like may be used.
Further, the acousto-optic medium is not limited to tellurite glass, but may be another glass. Even in the case of an optical crystal, it can be used by appropriately setting the direction of the crystal axis. The drive frequency of the acousto-optic medium is not limited to 80 MHz and 79.9 MHz, but may be, for example, 60 MHz and 60.1 MHz. The method for manufacturing the acousto-optic medium is not limited to the above-described method using polishing, but may be, for example, a method using a glass mold. Also, the upper surface 7 of the first acousto-optic medium 1 and the upper surface 8 of the second acousto-optic medium 2 need not necessarily be plane-symmetric. Further, the first and second transducers 3 and 4 are provided on the slopes 3 of the first and second acousto-optic media 1 and 2, respectively.
1, 34 may be provided. In the embodiment, since the first and second acousto-optical media 1 and 2 have the same shape, the outgoing light 1
Slight displacement on the optical axis of 8 ', 20' or displacement of the incident angle with respect to the ultrasonic signal propagating to each medium occurred, but if not limited to the same shape, the slope on which the transducer was disposed, Alternatively, the above-described deviation can be resolved by appropriately selecting the inclination angle of the upper surface. In the above-described embodiment, the first and second acousto-optic media have a trapezoidal cross section having a bottom surface, a top surface, and two slopes, respectively. May be provided.

[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、従
来、個別に設けられていた偏光ビームスプリッタとミラ
ーを不要にできるので、直交2周波レーザ光を同一光路
上に合成するための位置調整機構を必要とせず、安価で
小型で低損失の直交2周波レーザ光を得ることが出来る
直交偏波型光周波数シフタを提供することができる。
[Effects of the Invention] As is apparent from the above description, according to the present invention, the polarization beam splitter and the mirror, which are conventionally provided separately, can be eliminated, and the orthogonal two-frequency laser light is combined on the same optical path. Therefore, it is possible to provide an orthogonal polarization type optical frequency shifter that does not require a position adjustment mechanism for obtaining a low-cost, small-size, low-loss orthogonal two-frequency laser light.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例による直交偏波型光周波数シ
フタを示す断面図、第2図は第1図の直交偏波型光周波
数シフタの詳しい構成及び製造方法を説明するための断
面図、第3図は本発明の直交偏波型光周波数シフタで使
用される音響光学媒体の製造方法を説明するための斜視
図、第4図は直交偏波型光周波数シフタから出射される
直交2周波レーザ光のなす角Δθと変調度γの関係を示
す図、第5図は従来の直交偏波型光周波数シフタを示す
断面図である。 1,2……音響光学媒体、3,4……トランスジューサ、5,6
……駆動回路、7,8……音響光学媒体の上面(全反射
面)、9,10……偏光膜。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an orthogonal polarization type optical frequency shifter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross section for explaining a detailed configuration and a manufacturing method of the orthogonal polarization type optical frequency shifter of FIG. FIG. 3 is a perspective view for explaining a method for manufacturing an acousto-optic medium used in the orthogonal polarization type optical frequency shifter of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view showing orthogonal light emitted from the orthogonal polarization type optical frequency shifter. FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an angle Δθ formed by a two-frequency laser beam and a modulation factor γ, and FIG. 5 is a sectional view showing a conventional orthogonal polarization type optical frequency shifter. 1,2: acousto-optic medium, 3,4: transducer, 5,6
...... Drive circuit, 7,8 ... Top surface (total reflection surface) of acousto-optic medium, 9,10 ... Polarizing film.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】所定の入射周波数をもち、かつ互いに直交
する電界成分を有する第1及び第2の直線偏光を含む入
射レーザ光を受け、前記入射周波数より互いに所定の周
波数差のある第1及び第2の周波数だけシフトされた周
波数をもつ出射レーザ光を出射する直交偏波型光周波数
シフタに於いて、 それぞれ、底面と、上面と、2つの側面とをもち、前記
底面同士が互いに対向しかつ近接して配置された第1及
び第2の音響光学媒体と、 前記第2の音響光学媒体の前記底面近傍の前記2つの側
面には、それぞれ、、前記入射レーザ光を入射するため
の入射面と前記出射レーザ光を出射するための出射面と
が設けられ、 前記第1及び第2の音響光学媒体の前記底面の間に該底
面に接した状態で、かつ前記入射面の近傍に設けられ、
前記入射面を介して入射した前記入射レーザ光のうち、
前記第1の直線偏光を透過レーザ光として透過し、前記
第2の直線偏光を反射レーザ光として反射する光分離手
段と、 前記透過レーザ光が前記第1の音響光学媒体の前記2つ
の側面の一方に沿って進み、前記第1の音響光学媒体の
前記上面で反射され、前記第1の音響光学媒体の前記2
つの側面の他方に沿って進む間に、前記透過レーザ光の
前記入射周波数を前記第1の周波数シフトして、第1の
シフトされたレーザ光を出力する第1のシフト手段と、 前記反射レーザ光が前記第2の音響光学媒体の前記2つ
の側面の一方に沿って進み、前記第2の音響光学媒体の
前記上面で反射され、前記第2の音響光学媒体の前記2
つの側面の他方に沿って進む間に、前記反射レーザ光の
前記入射周波数を前記第2の周波数シフトして、第2の
シフトされたレーザ光を出力する第2のシフト手段と、 前記第1及び第2の音響光学媒体の前記底面の間に該底
面に接した状態で、かつ前記出射面の近傍に設けられ、
前記第1及び前記第2のシフトされたレーザ光を結合
し、該結合されたレーザ光を前記出射面より前記出射レ
ーザ光として出射させる光結合手段と を有する直交偏波型光周波数シフタ。
An incident laser beam having a predetermined incident frequency and including first and second linearly polarized lights having electric field components orthogonal to each other is received, and first and second laser beams having a predetermined frequency difference from the incident frequency are received. An orthogonal polarization type optical frequency shifter that emits outgoing laser light having a frequency shifted by a second frequency has a bottom surface, a top surface, and two side surfaces, respectively, wherein the bottom surfaces face each other. And first and second acousto-optic media disposed in close proximity to each other, and incident on the two side surfaces near the bottom surface of the second acousto-optic medium, respectively, for injecting the incident laser light. A surface and an emission surface for emitting the emitted laser light, provided between the bottom surfaces of the first and second acousto-optic media in contact with the bottom surface and near the incident surface. And
Of the incident laser light incident through the incident surface,
A light separating unit that transmits the first linearly polarized light as transmitted laser light and reflects the second linearly polarized light as reflected laser light, wherein the transmitted laser light is applied to the two side surfaces of the first acousto-optic medium. Traveling along one side, reflected at the upper surface of the first acousto-optic medium,
A first shift means for shifting the incident frequency of the transmitted laser light by the first frequency and outputting a first shifted laser light while traveling along the other of the two side surfaces; Light travels along one of the two sides of the second acousto-optic medium, is reflected at the top surface of the second acousto-optic medium, and is coupled to the second acousto-optic medium.
A second shift unit that shifts the incident frequency of the reflected laser light by the second frequency and outputs a second shifted laser light while traveling along the other of the two side surfaces; And in a state in contact with the bottom surface between the bottom surface of the second acousto-optic medium and near the exit surface,
An optical coupling unit that combines the first and second shifted laser lights and emits the combined laser light from the emission surface as the emission laser light.
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