JP3368340B2 - 光変調器 - Google Patents

光変調器

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    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
    • 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
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光信号によりコヒーレント光ビームを変調
することができる光変調器に関する。
光信号を電気信号例えばポッケルスセルによって、又
は機械信号例えば絞り又は回転ミラーによって変調する
ことができることは、知られている。光は電気通信及び
データ処理の分野においてその重要性が増大しているの
で、光信号を他の光信号によって変調することができる
方法が必要とされている。しかしながら、実験室の規模
で光屈折結晶により得られた結果は、更に、実際に確か
めなければならない。
本発明の目的は、光信号を他の光信号により変調する
ことができる光変調器を提供することにある。この目的
は、本発明によれば、次に述べるような光変調器、すな
わち、光信号によりコヒーレント光ビームを変調する光
変調器において、各々三次元干渉格子を担持する２枚の
向き合ったガラス基板から成る光共振器（オプティカル
キャビティ）を包含し、前記コヒーレント光ビームは前
記光共振器の第１の表面に向けられるとともに、前記光
変調信号は前記光共振器の第１の表面又はその反対側の
第２の表面に向けられ、光変調器の出力信号は前記光共
振器で反射した後の前記ビームにより構成されることを
特徴とする光変調器、により達成される。
また、本発明の好適な実施例にれば、前記２つの三次
元干渉格子は同一であって、各ガラス基板の関連する表
面上の写真乳剤に記録され、一方のガラス基板の写真乳
剤は他方のガラス基板に対面する表面に施されていると
ともに、他方のガラス基板の写真乳剤は前記一方の基板
に対面する表面と反対側の表面に施されていることを特
徴とする。そして、各三次元干渉格子はホログラフィッ
クレンズにより構成されていることを特徴とする。ま
た、前記光共振器で反射したビームはダイオード又は光
電子増倍管に受けられることを特徴とする。
以下図１〜図３を参照して、本発明について詳細に説
明する。
図１は、本発明による光変調器を構成する要素の配置
を示す斜視図である。
図２は、図１に示される光変調器に使用される光共振
器の２つの基板を示す図である。
図３は、どのようにして三次元干渉格子が光共振器の
基板に記録されるかを図式的に示す図である。
図１に示される光変調器はレーザ発振器１を包含し、
このレーザ発振器１は非常に縮小した幅のコヒーレント
光ビーム２を光共振器３に向って放射する。この光共振
器３の詳細な構成については、図２を参照して後述す
る。光共振器３の、ビーム２が当たる側の表面と反対側
となる表面は、変調源４によって照射されるようになっ
ている。この変調源４は、白色光源又はコヒーレント光
源によって構成される。
図２に見ることができるように、光共振器３は２枚の
ホログラフィック板８及び９を包含する。各ホログラフ
ィック板8,9は、一方の表面で写真乳剤を担持すると共
に、この写真乳剤には三次元干渉格子が前もって記録さ
れているガラス基板、例えばホログラフィックレンズと
呼ばれているようなガラス基板によって構成されてい
る。これら２つの三次元干渉格子の記録は同一である。
一方、すなわち第１のホログラフィック板８のための写
真乳剤は他方、すなわち第２のホログラフィック板９に
対面する側の表面に施され、これに対して、第２のホロ
グラフィック板９のための写真乳剤は第１のホログラフ
ィック板８と反対側の表面に施されている。これら２つ
のホログラフィック板8,9は約１〜4mmの厚さと、長方形
又は正方形の外形とを有し、この外形の一側辺の長さは
10〜40cmとされている。図２において、２枚のホログラ
フィック板８と９は写真乳剤の配置を明瞭に示すために
それらの間に大きな距離を置いて示されているが、しか
し、実際には、これらのホログラフィック板はそれらの
間に非常に少量の空気のみを残して互いに近接されてい
るものである。そして、この少量の空気が２枚のホログ
ラフィック板と共に真の光共振器を構成する。
図３は、どのようにしてホログラフィックレングが写
真乳剤を担持する基板15に記録されるのかを図式的に示
す。レーザ11は、コヒーレントビームを例えばミラー12
を介して、半反射ミラーにより構成されているビームセ
パレータ13に送る。このビームセパレータ13で分離され
た一方のビームは、空間フィルタ14を通して基板15上に
直接向けられる。これに対して、ビームセパレータ13で
分離された他方のビームは、前記一方のビームとは異な
る入射角で基板15に到達するようにするために、第２の
ミラー12′によって反射されて第２の空間フィルタ14′
に向けられる。そして、発散ビーム16及び16′の球面波
は、協同して、基板15上の写真乳剤に三次元格子を作
る。基板15は、それから、現像されて定着される。図２
に示される２枚のホログラフィック板８及び９は、同じ
方法で製作され、それから、図１に示される光共振器３
を構成するために組立てられる。
再び図１において、ビーム２が光共振器３に送られる
と、干渉縞の微小格子が光共振器３を構成する２枚のホ
ログラフィック板８と９（図２を参照）との間に存在す
る空気層に局部的に作られ、これら干渉縞は光共振器３
でレーザ光２が反射することによって表示スクリーン７
上に表示される。それから、コヒーレント光源又は白色
光源の形の変調源４からの変調信号を光共振器３の背面
側に当てることにより、２枚のホログラフィック板8,9
は微小に動き始め（これは放射線の存在の効果又は光−
熱効果若しくはその両者の効果による）、これにより２
枚のホログラフィック板８と９との間の空気フィルムの
厚さが変化する。これは屈折率の変化に相当し、したが
って干渉ストリップが動き始める。変調源４からの光が
ない場合に存在するスクリーン７上の縞５を独立して考
えると、一定の光強さが変調源４によってスクリーン７
に加えられたときに、この縞５は変形し、スポット６に
向って動く。
変調源４の光信号の強さが安定させられるたびに、干
渉縞は新しい一定の形状に変わり、もし変調源４が完全
に除去された場合には、干渉縞は初めの形状に戻る。
以上述べた光変調器の感度は、光共振器の直線寸法と
ともに増加する。この結果は、一側辺の寸法が10〜40cm
である複数の長方形のガラス基板を用いた実験により実
証されている。
なお、変形例として、変調源４の変調光をビーム２が
当てられる光共振器３の同じ表面に向けることができ
る。更に、本発明による光変調器は幾つかの、例えば７
つのビームを同時に受けることができて、これらのビー
ムはそれから同時に変調されるが、しかし、これらの変
調は任意の位相関係で行われる。
そして、光共振器の大きな寸法にかかわらず、光変調
器は非常に高速であり、例えば12ナノ秒の持続時間を有
する変調源４から放出されたパルスに反応することがで
きる。
また、光変調器において、スクリーン７は、このスク
リーン上の縞の分布に依存して、光共振器により反射さ
れた光を受ける又は受けない小さな幾何学的広さを有す
る受光要素に置換することができる。この場合には、光
変調器はバイナリー変調器である（双安定ケース）。し
かし、変調源４の光強さを連続的に変えることにより、
スクリーンに当たる強さの全体範囲を利用することがで
きる（多安定ケース）。
最後に、本発明による光変調器は、バイナリー又は多
安定スイッチとして光コンピュータの分野及び信号を処
理するために光通信の分野において使用することができ
る。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/21

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光信号（４）によりコヒーレント光ビーム
    （２）を変調する光変調器において、各々三次元干渉格
    子を担持する２枚の向き合ったガラス基板（8,9）から
    成る光共振器（３）を包含し、前記コヒーレント光ビー
    ム（２）は前記光共振器（３）の第１の表面に向けられ
    るとともに、前記光変調信号（４）は前記光共振器
    （３）の第１の表面又はその反対側の第２の表面に向け
    られ、光変調器の出力信号は前記光共振器（３）で反射
    した後の前記ビーム（２）により構成されることを特徴
    とする光変調器。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の光変調器において、前記
    ２つの三次元干渉格子は同一であって、各ガラス基板
    （8,9）の関連する表面上の写真乳剤に記録され、一方
    のガラス基板の写真乳剤は他方のガラス基板に対面する
    表面に施されているとともに、他方のガラス基板の写真
    乳剤は前記一方の基板に対面する表面と反対側の表面に
    施されていることを特徴とする光変調器。
  3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の光変調器におい
    て、各三次元干渉格子はホログラフィックレンズにより
    構成されていることを特徴とする光変調器。
  4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか一項に記載の光変
    調器において、前記光共振器（３）で反射したビーム
    （２）はダイオード又は光電子増倍管に受けられること
    を特徴とする光変調器。
JP51068094A 1992-10-28 1993-10-27 光変調器 Expired - Fee Related JP3368340B2 (ja)

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ES (1) ES2102689T3 (ja)
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