JP5249008B2 - Light modulator - Google Patents

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本発明は、入射する光を変調する光変調器に関する。   The present invention relates to an optical modulator that modulates incident light.

従来より、リチウムナイオベート(LiNbO)等の電界により屈折率が変化する材料を用いて光変調を行う手法が知られている。例えば、特許文献1では、厚い板状の電気光学基板の一方の主面に複数の電極要素が一の方向に配列形成された光変調器が開示されており、この光変調器では、互いに隣接する電極要素間に電圧を印加して基板の内部に電界を生じさせることにより、電気光学基板の内部を進行する光を回折させることが可能とされる。 Conventionally, a method of performing light modulation using a material whose refractive index changes by an electric field such as lithium niobate (LiNbO 3 ) is known. For example, Patent Document 1 discloses an optical modulator in which a plurality of electrode elements are arranged in one direction on one main surface of a thick plate-like electro-optic substrate. By applying a voltage between the electrode elements to generate an electric field inside the substrate, it is possible to diffract the light traveling inside the electro-optic substrate.

実際には、電気光学基板の内部において、屈折率が変化する範囲(厚さ方向の範囲)は電極要素間に印加される電圧に依存する。そこで、特許文献1の光変調器では、電極要素を光の進行方向に長くするとともに、電気光学基板の一方の端面から入射して内部を進行する光が、電極要素が形成される主面に対して小さい角度にて(大きな入射角にて)入射して当該主面にて全反射するようにされ、光を回折させるのに必要な位相差を生じさせることが実現されている。このとき、電極要素間には、60V〜100Vという比較的大きな電圧を印加することが必要とされている。   Actually, the range in which the refractive index changes (range in the thickness direction) inside the electro-optic substrate depends on the voltage applied between the electrode elements. Therefore, in the optical modulator of Patent Document 1, the electrode element is elongated in the light traveling direction, and light that is incident from one end surface of the electro-optic substrate and travels inside the main surface is formed on the electrode element. On the other hand, the light is incident at a small angle (at a large incident angle) and totally reflected by the main surface, thereby realizing a phase difference necessary for diffracting light. At this time, it is necessary to apply a relatively large voltage of 60 V to 100 V between the electrode elements.

非特許文献1では、偏光器において、周期分極反転構造が形成されたリチウムナイオベートの基板の上面および下面にそれぞれ一の電極を設け、上面の電極と下面の電極との間に印加する電圧を変化させることにより、基板に入射した光を0次回折光として出射したり、ブラッグ回折による(±1)次回折光として出射する技術が開示されている。   In Non-Patent Document 1, in a polarizer, one electrode is provided on each of the upper and lower surfaces of a lithium niobate substrate on which a periodically poled structure is formed, and a voltage applied between the upper electrode and the lower electrode is set. A technique is disclosed in which light incident on the substrate is emitted as 0th-order diffracted light by changing, or is emitted as (± 1) -order diffracted light by Bragg diffraction.

一方、特許文献2では、基板上に固定リボンと可撓リボンとを交互に形成し、可撓リボンを固定リボンに対して撓ませることにより回折格子の深さを変更することができる回折格子型の光変調素子が開示されている。特許文献2の光変調素子では、隣接する1つの固定リボンと1つの可撓リボンとを1つの格子要素とし、各格子要素を反射状態と回折状態との間で独立して遷移可能とすることにより、感光材料への描画におけるアドレス分解能を、感光材料上における照射領域の1つの格子要素の幅に対応する大きさとする技術が開示されている。
特開2000−313141号公報 特開2007−121881号公報 Harald Gnewuch, Christopher N. Pannell, Graeme W. Ross, Peter G. R. Smith, and Harald Geiger, "Nanosecond Response of Bragg Deflectors in Periodically Poled LiNbO3", IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, DECEMBER 1998, VOL. 10, NO. 12, p. 1730-1732
On the other hand, in Patent Document 2, a diffraction grating type in which a fixed ribbon and a flexible ribbon are alternately formed on a substrate and the depth of the diffraction grating can be changed by bending the flexible ribbon with respect to the fixed ribbon. The light modulation element is disclosed. In the light modulation element of Patent Document 2, one adjacent fixed ribbon and one flexible ribbon are used as one grating element, and each grating element can be independently shifted between a reflection state and a diffraction state. Accordingly, a technique is disclosed in which the address resolution in drawing on the photosensitive material is set to a size corresponding to the width of one lattice element of the irradiation region on the photosensitive material.
JP 2000-313141 A JP 2007-121881 A Harald Gnewuch, Christopher N. Pannell, Graeme W. Ross, Peter GR Smith, and Harald Geiger, "Nanosecond Response of Bragg Deflectors in Periodically Poled LiNbO3", IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, DECEMBER 1998, VOL. 10, NO. 12, p .1730-1732

ところで、光変調器において高速な変調を実現しようとすると、電極要素間に印加される電圧を低くする必要がある。また、このような光変調器が、記録材料に光を照射して記録材料上に画像を記録する画像記録装置に利用される場合、画像の高精細化に対応して電極要素間の距離を短くする必要があり、この場合も電極要素間に印加される電圧を低くする必要がある。しかしながら、特許文献1では、入射する光において回折に必要な位相差を生じさせるために電極要素間に比較的大きな電圧(例えば、100V)を印加する必要があり、電極要素間の電圧を低減することができない。また、電極要素間の放電(リーク)の発生を防止するために、電極要素間の距離を短くすることもできない。   By the way, in order to realize high-speed modulation in the optical modulator, it is necessary to reduce the voltage applied between the electrode elements. In addition, when such an optical modulator is used in an image recording apparatus that records an image on a recording material by irradiating the recording material with light, the distance between the electrode elements is increased in correspondence with higher definition of the image. In this case, it is necessary to shorten the voltage applied between the electrode elements. However, in Patent Document 1, it is necessary to apply a relatively large voltage (for example, 100 V) between the electrode elements in order to cause a phase difference necessary for diffraction in incident light, thereby reducing the voltage between the electrode elements. I can't. In addition, the distance between the electrode elements cannot be shortened in order to prevent the occurrence of discharge (leakage) between the electrode elements.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、光変調器において電極間に印加される電圧を低くするとともに、制御ピッチを縮小することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and aims to reduce the voltage applied between electrodes in an optical modulator and reduce the control pitch.

請求項1に記載の発明は、光変調器であって、電界により屈折率が変化する材料にて形成される板状の部材であり、電界が付与された際に発生する分極の向きが反対である第1分極部と第2分極部とが所定の分極部配列方向に交互に配列された周期分極反転構造を有し、一の端面から内部に入射する前記分極部配列方向に伸びる線状光を前記分極部配列方向に垂直な方向である、または、前記分極部配列方向に垂直な前記方向に対して所定角度にて傾斜する方向である進行方向に沿って導き、前記周期分極反転構造を通過させて前記一の端面とは反対側の他の端面へと導くベース部と、前記周期分極反転構造を挟んで前記ベース部の一方の主面および他方の主面にそれぞれ設けられる第1電極部および第2電極部を有し、前記第1電極部と前記第2電極部との間に電圧を印加することにより、前記周期分極反転構造において前記分極部配列方向における周期的な屈折率の変化を生じさせて前記ベース部内に入射する光を回折させる変調部とを備え、前記第1電極部が、前記分極部配列方向に平行な方向である、または、前記進行方向に垂直な方向である電極配列方向に配列される複数の第1電極を備え、前記複数の第1電極の各第1電極が、前記分極部配列方向にて連続する4以下の所定数の第1分極部および第2分極部である分極部群上に配置されることにより、前記複数の第1電極が複数の分極部群に対応し、前記ベース部において、前記各第1電極と前記第2電極部との間に電圧が付与されていない状態では、前記各第1電極に対応する前記分極部群から0次回折光が出射され、前記各第1電極と前記第2電極部との間に電圧が付与されている状態では、前記各第1電極に対応する前記分極部群が位相回折格子として機能し、前記各第1電極に対応する前記分極部群から回折光が出射され、前記複数の第1電極と前記第2電極部とのそれぞれの間への電圧の付与が独立して制御されることにより、前記複数の第1電極に対応する前記複数の分極部群を通過して前記他の端面から出射される光が個別に変調され、2つ以上の第1電極と前記第2電極部との間に電圧が付与されている状態では、前記2つ以上の第1電極と前記第2電極部とのそれぞれの間に付与される電圧が等しいThe invention described in claim 1 is an optical modulator, which is a plate-like member formed of a material whose refractive index changes by an electric field, and the direction of polarization generated when an electric field is applied is opposite A first polarization part and a second polarization part, which have a periodically poled structure in which the first polarization part and the second polarization part are alternately arranged in a predetermined polarization part arrangement direction, and extend in the polarization part arrangement direction that enters the inside from one end face The light is guided along a traveling direction which is a direction perpendicular to the polarization portion arrangement direction or is inclined at a predetermined angle with respect to the direction perpendicular to the polarization portion arrangement direction, and the periodic polarization inversion structure And a first base portion provided on one main surface and the other main surface of the base portion with the periodic polarization reversal structure interposed therebetween, respectively, and a base portion that leads to the other end surface opposite to the one end surface. An electrode portion and a second electrode portion, the first electrode portion and the front A modulation unit that diffracts light incident on the base unit by applying a voltage between the second electrode unit and causing a periodic refractive index change in the polarization unit arrangement direction in the periodic domain-inverted structure. And the first electrode portion includes a plurality of first electrodes arranged in an electrode arrangement direction that is a direction parallel to the polarization portion arrangement direction or a direction perpendicular to the traveling direction, a plurality of first electrodes each first electrode is the Rukoto disposed in the polarized portion arranged first polarized portion of the 4 following a predetermined number of consecutive in the direction and the polarized portion on group as a second polarization unit, the a plurality of first electrodes corresponding to the plurality of polarized portion group, before Symbol base portion, in the state where voltage is not applied between the second electrode portion and the first electrode, wherein the first electrode Zero-order diffracted light is emitted from the polarized portion group corresponding to In a state where a voltage is applied between each first electrode and the second electrode portion, the polarization unit group corresponding to each first electrode functions as a phase diffraction grating, and each first electrode from the polarized portion groups corresponding to the diffracted light is emitted, application of voltage between each of the said and the plurality of first electrode the second electrode portion by being controlled by independent, said plurality of light emitted from the other end face through said plurality of polarized portion group corresponding to the first electrode is individually modulated, the two or more first electrode voltage between the second electrode portion In the applied state, the voltages applied between the two or more first electrodes and the second electrode portion are equal .

本発明では、光変調器において電極間に印加される電圧を低くすることができる。   In the present invention, the voltage applied between the electrodes in the optical modulator can be lowered.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る画像記録装置1の構成を示す図である。画像記録装置1は図1中のY方向(光学ヘッド2の光軸J1に平行な方向)に沿って描画用の光を出射する光学ヘッド2、画像が記録される記録材料9を外側面に保持する保持部である保持ドラム70、並びに、画像記録装置1の全体制御を担う制御部4を備える。記録材料9には光学ヘッド2からの描画用の光が走査されつつ照射されることにより、画像が記録される(すなわち、光の照射により画像が描画される)。記録材料9としては、例えば、刷版、刷版形成用のフィルム等の感光材料が用いられる。保持ドラム70として無版印刷用の感光ドラムが用いられてもよく、この場合、記録材料9は感光ドラムの表面に相当し、保持ドラム70が記録材料9を一体的に保持していると捉えることができる。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image recording apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. The image recording apparatus 1 has an optical head 2 that emits drawing light along the Y direction in FIG. 1 (a direction parallel to the optical axis J1 of the optical head 2), and a recording material 9 on which an image is recorded. A holding drum 70 that is a holding unit to hold, and a control unit 4 that performs overall control of the image recording apparatus 1 are provided. The recording material 9 is irradiated with drawing light from the optical head 2 while being scanned, whereby an image is recorded (that is, an image is drawn by light irradiation). As the recording material 9, for example, a photosensitive material such as a printing plate and a plate forming film is used. A photosensitive drum for plateless printing may be used as the holding drum 70. In this case, the recording material 9 corresponds to the surface of the photosensitive drum, and the holding drum 70 is regarded as holding the recording material 9 integrally. be able to.

保持ドラム70は円筒面の中心軸を中心にモータ81により回転し、これにより、光学ヘッド2が記録材料9に対して主走査方向(すなわち、保持ドラム70の回転軸に垂直な方向)に相対的に一定の速度で移動する。また、光学ヘッド2はモータ82およびボールねじ83により保持ドラム70の回転軸に平行な副走査方向(すなわち、主走査方向に垂直な図1中のX方向)に移動可能とされ、光学ヘッド2の位置はエンコーダ84により検出される。このように、モータ81,82、ボールねじ83を含む走査機構により、光学ヘッド2からの光の記録材料9上における照射位置が、記録材料9に対して一定の速度で主走査方向に相対的に移動するとともに主走査方向に交差する副走査方向にも相対的に移動する。   The holding drum 70 is rotated by the motor 81 about the central axis of the cylindrical surface, so that the optical head 2 is relative to the recording material 9 in the main scanning direction (that is, the direction perpendicular to the rotation axis of the holding drum 70). Move at a constant speed. The optical head 2 can be moved by a motor 82 and a ball screw 83 in a sub-scanning direction parallel to the rotation axis of the holding drum 70 (that is, the X direction in FIG. 1 perpendicular to the main scanning direction). Is detected by the encoder 84. In this manner, the scanning mechanism including the motors 81 and 82 and the ball screw 83 causes the irradiation position on the recording material 9 of the light from the optical head 2 to be relative to the recording material 9 in the main scanning direction at a constant speed. And move relatively in the sub-scanning direction intersecting the main scanning direction.

図2および図3は光学ヘッド2の内部構成を簡略化して示す図である。図2は、図1中の光学ヘッド2の光軸J1および副走査方向に垂直な方向(図1中のX方向およびY方向に垂直なZ方向)に沿って光学ヘッド2を上方(すなわち、図1中の(+Z)側)から見た場合の光学ヘッド2の内部構成を示し、図3は副走査方向に沿って図1のモータ82とは反対側から光学ヘッド2側を見た場合(すなわち、光学ヘッド2の(−X)側から(+X)方向を向いて見た場合)の光学ヘッド2の内部構成を示している。   2 and 3 are diagrams showing the internal configuration of the optical head 2 in a simplified manner. 2 shows the optical head 2 upward (ie, the Z direction perpendicular to the X direction and the Y direction in FIG. 1) perpendicular to the optical axis J1 and the sub-scanning direction of the optical head 2 in FIG. 1 shows the internal configuration of the optical head 2 when viewed from the (+ Z) side in FIG. 1, and FIG. 3 shows the optical head 2 side viewed from the side opposite to the motor 82 in FIG. 1 along the sub-scanning direction. 2 shows the internal configuration of the optical head 2 (when viewed from the (−X) side of the optical head 2 toward the (+ X) direction).

図2および図3に示す光学ヘッド2は、所定の波長(例えば、830、635、405、あるいは、355ナノメートル(nm))の光ビームを出射するレーザ(複数の半導体レーザが配列された半導体レーザアレイ、あるいは、ランプ等の他の種類の発光素子であってもよい。)を有する光源部21、および、光源部21からの光ビームが入射する光変調器3を備える。光変調器3は、電界により屈折率が変化する材料である電気光学結晶にて形成された薄板状の(スラブ状の)部材であるベース部31、および、ベース部31内に入射する光を回折させる変調部32を備える。   The optical head 2 shown in FIGS. 2 and 3 is a laser that emits a light beam having a predetermined wavelength (for example, 830, 635, 405, or 355 nanometers (nm)) (a semiconductor in which a plurality of semiconductor lasers are arranged). A light source unit 21 having a laser array or another type of light emitting element such as a lamp) and a light modulator 3 on which a light beam from the light source unit 21 is incident. The optical modulator 3 is a thin plate-like (slab-like) member formed of an electro-optic crystal that is a material whose refractive index changes with an electric field, and light that enters the base portion 31. A modulation unit 32 for diffraction is provided.

本実施の形態では、ベース部31はリチウムナイオベート(LiNbO)(すなわち、ニオブ酸リチウムであり、LNと略称される。)の単結晶にて形成される。なお、ベース部31はリチウムタンタレート(LiTaO)(すなわち、タンタル酸リチウムであり、LTと略称される。)の単結晶等、電界により結晶内に分極が発生して屈折率が変化する他の材料にて形成されてもよい。 In the present embodiment, base portion 31 is formed of a single crystal of lithium niobate (LiNbO 3 ) (that is, lithium niobate, abbreviated as LN). The base portion 31 is a single crystal of lithium tantalate (LiTaO 3 ) (that is, lithium tantalate, abbreviated as LT), etc. It may be formed of the material.

変調部32は、図2および図3に示すように、ベース部31の(+Z)側の主面311(以下、「上面311」という。)上に設けられる第1電極部33を備え、図3に示すように、ベース部31の(−Z)側の主面312(以下、「下面312」という。)上に設けられる第2電極部34を備える。図2に示すように、第1電極部33は、所定の電極配列方向(すなわち、図2および図3中のX方向)に配列されるとともにそれぞれが光軸J1方向(すなわち、光の進行方向)であるY方向に伸びる帯状の複数の第1電極331を備え、複数の第1電極331は制御部4の電位付与部41にそれぞれ個別に接続される。本実施の形態では、第1電極部33が15個の第1電極331を備えるものとして説明するが、実際には、より多数の第1電極331がベース部31の上面311上に設けられる。図3に示す第2電極部34は、第1電極部33の複数の第1電極331とベース部31を挟んで対向する単一の第2電極341(すなわち、共通電極)を備え、接地電位を付与する接地部5に接続される。   2 and 3, the modulation unit 32 includes a first electrode unit 33 provided on a main surface 311 on the (+ Z) side of the base unit 31 (hereinafter referred to as an “upper surface 311”). 3, the second electrode portion 34 is provided on the (−Z) side main surface 312 (hereinafter referred to as “lower surface 312”) of the base portion 31. As shown in FIG. 2, the first electrode portions 33 are arranged in a predetermined electrode arrangement direction (that is, the X direction in FIGS. 2 and 3) and each is in the optical axis J1 direction (that is, the light traveling direction). ) And extending in the Y direction, and the plurality of first electrodes 331 are individually connected to the potential applying unit 41 of the control unit 4. In the present embodiment, the first electrode portion 33 is described as including 15 first electrodes 331, but actually, a larger number of first electrodes 331 are provided on the upper surface 311 of the base portion 31. The second electrode portion 34 shown in FIG. 3 includes a single second electrode 341 (that is, a common electrode) that faces the plurality of first electrodes 331 of the first electrode portion 33 with the base portion 31 interposed therebetween, and has a ground potential. Is connected to the grounding portion 5 for providing

図4は、図2中のA−Aの位置における光変調器3の断面図であり、図4では、ベース部31の断面の平行斜線の図示を省略している(図11においても同様)。図4に示すように、ベース部31は、複数の第1分極部3111と複数の第2分極部3112とが所定の分極部配列方向(すなわち、図4中のX方向であり、上述の電極配列方向に平行な方向)に交互に配列された周期分極反転構造310を有する。複数の第1分極部3111および複数の第2分極部3112は、分極部配列方向に垂直なY方向に伸びる帯状の部位であり、第1分極部3111と第2分極部3112とでは、結晶軸の向きが反対であるため、周期分極反転構造310にZ方向の電界が付与された際に発生する分極の向きが反対となる。なお、ベース部31の周期分極反転構造310の周囲の部位における結晶軸の向きは第2分極部3112と同様である。ベース部31の周期分極反転構造310は、周期分極反転構造310が形成される前のベース部31の第1分極部3111となる予定の部位に、非常に高いZ方向の電圧を印加して第1分極部3111となる予定の部位の分極の向きを反転させることにより形成される。   4 is a cross-sectional view of the optical modulator 3 at the position AA in FIG. 2. In FIG. 4, illustration of parallel oblique lines in the cross section of the base portion 31 is omitted (the same applies to FIG. 11). . As shown in FIG. 4, the base portion 31 includes a plurality of first polarization portions 3111 and a plurality of second polarization portions 3112 in a predetermined polarization portion arrangement direction (that is, the X direction in FIG. 4). The periodic polarization inversion structures 310 are alternately arranged in a direction parallel to the arrangement direction. The plurality of first polarization units 3111 and the plurality of second polarization units 3112 are band-shaped portions extending in the Y direction perpendicular to the polarization unit arrangement direction. In the first polarization unit 3111 and the second polarization unit 3112, the crystal axis Therefore, the direction of polarization generated when an electric field in the Z direction is applied to the periodically poled structure 310 is reversed. In addition, the orientation of the crystal axis in the portion around the periodically poled structure 310 of the base portion 31 is the same as that of the second polarization portion 3112. The periodic polarization reversal structure 310 of the base portion 31 applies a very high voltage in the Z direction to a site to be the first polarization portion 3111 of the base portion 31 before the periodic polarization reversal structure 310 is formed. It is formed by reversing the direction of polarization at a site that is to become the one polarization portion 3111.

本実施の形態では、周期分極反転構造310における各第1分極部3111および各第2分極部3112の分極部配列方向(X方向)の幅がそれぞれ1.25μm〜5μm(本実施の形態では、第1分極部3111および第2分極部3112共に5μmとされる。)とされ、複数の第1分極部3111の分極部配列方向におけるピッチ、および、複数の第2分極部3112の分極部配列方向におけるピッチがそれぞれ2.5μm〜10μmとされる。以下の説明では、分極部配列方向にて隣接する一の第1分極部3111および一の第2分極部3112をまとめて一の分極対3110と呼び、複数の分極対3110の分極部配列方向におけるピッチ(本実施の形態では、10μmとされる。)を分極対ピッチという。 In the present embodiment, the widths in the polarization portion arrangement direction (X direction) of each first polarization portion 3111 and each second polarization portion 3112 in the periodically poled structure 310 are 1.25 μm to 5 μm (in this embodiment, The first polarization part 3111 and the second polarization part 3112 are both set to 5 μm.), The pitch of the plurality of first polarization parts 3111 in the polarization part arrangement direction, and the polarization part arrangement direction of the plurality of second polarization parts 3112 The pitch in each is 2.5 to 10 μm. In the following description, one first polarization portion 3111 and one second polarization portion 3112 adjacent in the polarization portion arrangement direction are collectively referred to as one polarization pair 3110, and a plurality of polarization pairs 3110 in the polarization portion arrangement direction. The pitch (in this embodiment, 10 μm) is called polarization versus pitch.

第1電極部33および第2電極部34は、ベース部31の周期分極反転構造310を挟んで配置され、第1電極部33の各第1電極331は、分極部配列方向にて連続する2つの第1分極部3111および第2分極部3112(すなわち、一の分極対3110)である分極部群上に配置される。   The first electrode part 33 and the second electrode part 34 are arranged with the periodic polarization reversal structure 310 of the base part 31 interposed therebetween, and each first electrode 331 of the first electrode part 33 is continuous 2 in the polarization part arrangement direction. The first polarization unit 3111 and the second polarization unit 3112 (that is, one polarization pair 3110) are arranged on a polarization unit group.

光変調器3では、電位付与部41から第1電極部33の第1電極331にプラス(+)の電位(例えば、2V〜25V)が付与される(すなわち、第1電極部33と第2電極部34との間にZ方向の電圧が印加される)ことにより、第1電極331に対応する分極部群において第1分極部3111の分極の向きが(−Z)方向となり、第2分極部3112の分極の向きが(+Z)方向となる。図4では、各分極部の分極の向きを矢印にて示す。   In the optical modulator 3, a plus (+) potential (for example, 2 V to 25 V) is applied from the potential applying unit 41 to the first electrode 331 of the first electrode unit 33 (that is, the first electrode unit 33 and the second electrode 3). By applying a voltage in the Z direction between the electrode part 34), in the polarization part group corresponding to the first electrode 331, the polarization direction of the first polarization part 3111 becomes the (−Z) direction, and the second polarization The polarization direction of the portion 3112 is the (+ Z) direction. In FIG. 4, the direction of polarization of each polarization part is indicated by an arrow.

内部に電界が生じていない状態におけるベース部31の屈折率をnとすると、上述のように、第1電極331に電位が付与されることにより、第1電極331と第2電極341との間においてベース部31の内部に電界が生じ、第1分極部3111の分極の向きが(−Z)方向となることにより、第1分極部3111の屈折率がΔnだけ減少してn−Δnとなる。また、第2分極部3112の分極の向きが(+Z)方向となることにより、第2分極部3112の屈折率がΔnだけ増加してn+Δnとなる。これにより、第1電極331と第2電極341との間において、図5に示すように、分極部配列方向における周期的な屈折率の変化が生じる。図5では、横軸がX方向の位置を示し、縦軸が屈折率を示す。また、上部に横軸のX方向の位置に配置される第1分極部3111および第2分極部3112を示す。光変調器3では、第1電極部33の複数の第1電極331に電位が付与されることにより、周期分極反転構造310において分極部配列方向における周期的な屈折率の変化が生じる。   Assuming that the refractive index of the base portion 31 in a state where no electric field is generated therein is n, as described above, a potential is applied to the first electrode 331, thereby causing a gap between the first electrode 331 and the second electrode 341. In FIG. 2, an electric field is generated inside the base portion 31 and the direction of polarization of the first polarization portion 3111 becomes the (−Z) direction, whereby the refractive index of the first polarization portion 3111 decreases by Δn to become n−Δn. . Further, when the polarization direction of the second polarization part 3112 becomes the (+ Z) direction, the refractive index of the second polarization part 3112 increases by Δn to become n + Δn. Thereby, between the 1st electrode 331 and the 2nd electrode 341, as shown in FIG. 5, the change of the periodic refractive index in a polarization part arrangement | sequence direction arises. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the position in the X direction, and the vertical axis indicates the refractive index. In addition, a first polarization unit 3111 and a second polarization unit 3112 arranged at the position in the X direction on the horizontal axis are shown in the upper part. In the optical modulator 3, when a potential is applied to the plurality of first electrodes 331 of the first electrode portion 33, a periodic refractive index change in the polarization portion arrangement direction occurs in the periodic polarization inversion structure 310.

図2および図3に示す光源部21はコリメータレンズ(図示省略)を有しており、レーザから出射される光ビームはコリメータレンズを介して平行光とされてシリンドリカルレンズ221に入射する。シリンドリカルレンズ221を通過した光は光軸J1に垂直な光束断面が円形から次第にX方向に長い楕円形へと変化する。すなわち、シリンドリカルレンズ221はX方向にのみ負のパワーを有し、光軸J1およびX方向に垂直なZ方向に関して、シリンドリカルレンズ221を通過した光の光束断面の幅は(ほぼ)一定とされる。   The light source unit 21 shown in FIGS. 2 and 3 has a collimator lens (not shown), and the light beam emitted from the laser is converted into parallel light through the collimator lens and enters the cylindrical lens 221. The light that has passed through the cylindrical lens 221 changes from a circular cross section perpendicular to the optical axis J1 to an ellipse that is long in the X direction. That is, the cylindrical lens 221 has a negative power only in the X direction, and the width of the light beam cross section of the light passing through the cylindrical lens 221 is (almost) constant with respect to the optical axis J1 and the Z direction perpendicular to the X direction. .

シリンドリカルレンズ221からの光はX方向にのみ正のパワーを有するシリンドリカルレンズ222へと入射し、シリンドリカルレンズ222を通過した光は光束断面がX方向に長い一定の大きさの楕円形とされてシリンドリカルレンズ223へと入射する。シリンドリカルレンズ223は、Z方向にのみ正のパワーを有し、Z方向のみに着目した場合には、図3に示すシリンドリカルレンズ223を通過した光は集光しつつ光変調器3のベース部31の(−Y)側の端面(以下、「入射面」という。)313へと入射する。また、X方向に関しては、図2に示すシリンドリカルレンズ223からの光は平行光として光変調器3に入射する。このように、光学ヘッド2では、シリンドリカルレンズ221〜223により照明光学系22が構築され、照明光学系22により、光源部21からの光がX方向(すなわち、分極部配列方向)に伸びる線状光とされた上で、光変調器3のベース部31の入射面313からベース部31の内部へと入射する。   The light from the cylindrical lens 221 is incident on the cylindrical lens 222 having a positive power only in the X direction, and the light that has passed through the cylindrical lens 222 is formed into an elliptical shape having a constant cross-section with a long beam cross section in the X direction. The light enters the lens 223. The cylindrical lens 223 has a positive power only in the Z direction, and when attention is paid only to the Z direction, the light passing through the cylindrical lens 223 shown in FIG. (−Y) side end surface (hereinafter referred to as “incident surface”) 313. For the X direction, light from the cylindrical lens 223 shown in FIG. 2 enters the light modulator 3 as parallel light. As described above, in the optical head 2, the illumination optical system 22 is constructed by the cylindrical lenses 221 to 223, and the light from the light source unit 21 extends in the X direction (that is, the polarization unit arrangement direction) by the illumination optical system 22. After being converted to light, the light enters the base portion 31 from the incident surface 313 of the base portion 31 of the optical modulator 3.

ベース部31の内部へと入射した線状光は、ベース部31の互いに平行な上面311および下面312(すなわち、法線がZ方向に平行な主面311,312)にて多重反射しつつ光軸J1に沿って進行し(すなわち、分極部配列方向に垂直な方向である進行方向に沿って導かれ)、周期分極反転構造310を通過する。光変調器3では、電極配列方向において連続する3つの第1電極331(以下、「第1電極群」という。)毎に等しい電位が付与されるように制御が行われる。ここで、第1分極部3111の一の第1電極群(すなわち、連続する3つの第1電極331)に注目すると、当該第1電極群に電位付与部41からの電位が付与されていない状態(すなわち、第1電極群の3つの第1電極331の電位が接地電位とされる状態)では、X方向に平行な上記線状光のうち第1電極群と第2電極341との間(すなわち、第1電極群に対応する3つの分極部群(分極対3110))を通過する光は、X方向に関して平行な状態のままでベース部31の内部を進行し、ベース部31の(+Y)側の端面(すなわち、入射面313とは反対側の他の端面であり、以下、「出射面」という。)314へと導かれて出射面314から0次回折光として出射される。   The linear light incident on the inside of the base portion 31 is reflected while being multiple-reflected by the upper surface 311 and the lower surface 312 (that is, the main surfaces 311 and 312 whose normal lines are parallel to the Z direction) of the base portion 31. It travels along the axis J1 (that is, guided along the traveling direction that is perpendicular to the polarization portion arrangement direction) and passes through the periodic polarization reversal structure 310. In the optical modulator 3, control is performed so that an equal potential is applied to each of the three first electrodes 331 (hereinafter referred to as “first electrode group”) that are continuous in the electrode arrangement direction. Here, when attention is paid to one first electrode group (that is, three consecutive first electrodes 331) of the first polarization unit 3111, the potential from the potential applying unit 41 is not applied to the first electrode group. (In other words, in the state where the potentials of the three first electrodes 331 of the first electrode group are set to the ground potential), between the first electrode group and the second electrode 341 in the linear light parallel to the X direction ( That is, the light passing through the three polarization unit groups (polarization pair 3110) corresponding to the first electrode group travels inside the base unit 31 while being in a parallel state with respect to the X direction, and (+ Y ) Side end face (that is, the other end face opposite to the incident face 313, hereinafter referred to as “exit face”) 314 and is emitted from the exit face 314 as zero-order diffracted light.

また、一の第1電極群に電位付与部41からの電位が付与されている状態では、第1電極群と第2電極341との間において電気光学効果により分極部配列方向に周期的な屈折率の変化が生じており、X方向に平行な上記線状光のうち第1電極群に対応する3つの分極部群を通過する光に周期的な位相差が生じて回折が生じる。すなわち、周期分極反転構造310の第1電極群と第2電極341との間の部位が、位相回折格子として機能する。これにより、X方向に平行な上記線状光のうち第1電極群と第2電極341との間を通過する光が、光軸J1に沿って(+Y)方向に進むに従ってX方向に関して光軸J1から離れる(±1)次回折光(もちろん、高次の回折光も出射される。)として出射面314から出射される。本実施の形態では、周期分極反転構造310はラマンナス回折を生じさせる回折格子として機能する。   Further, in a state where the potential from the potential applying unit 41 is applied to one first electrode group, periodic refraction in the polarization unit arrangement direction due to the electro-optic effect between the first electrode group and the second electrode 341. A change in the rate occurs, and among the linear light parallel to the X direction, light that passes through the three polarization unit groups corresponding to the first electrode group has a periodic phase difference, and diffraction occurs. That is, the portion between the first electrode group and the second electrode 341 of the periodic polarization reversal structure 310 functions as a phase diffraction grating. As a result, the light passing through between the first electrode group and the second electrode 341 among the linear light parallel to the X direction travels in the (+ Y) direction along the optical axis J1 with respect to the X direction. The light is emitted from the emission surface 314 as (± 1) -order diffracted light (of course, higher-order diffracted light is also emitted) away from J1. In the present embodiment, the periodically poled structure 310 functions as a diffraction grating that causes Ramanus diffraction.

このように、光変調器3では、上記線状光のうち第1電極群と第2電極341との間を通過して出射面314から出射される光が、0次回折光と(±1)次回折光との間で遷移可能とされる。上述のように、光学ヘッド2では、制御部4により電位付与部41が制御されることにより、第1電極部33の複数(本実施の形態では、5つ)の第1電極群に対して個別に電位が付与される。これにより、各第1電極群に対応する3つの分極部群を通過する光が、他の第1電極群に対応する3つの分極部群を通過する光から独立して制御され、0次回折光または(±1)次回折光とされる。このように、本実施の形態に係る光変調器3は、マルチチャンネルの光変調器となっている。   As described above, in the optical modulator 3, the light that passes through between the first electrode group and the second electrode 341 among the linear light and is emitted from the emission surface 314 is expressed as zero-order diffracted light (± 1). Transition to the next diffracted light is possible. As described above, in the optical head 2, the potential applying unit 41 is controlled by the control unit 4, so that a plurality of (in the present embodiment, five) first electrode groups of the first electrode unit 33 are used. A potential is applied individually. Thereby, the light passing through the three polarization unit groups corresponding to the first electrode groups is controlled independently from the light passing through the three polarization unit groups corresponding to the other first electrode groups, and the 0th-order diffracted light Or (± 1) order diffracted light. Thus, the optical modulator 3 according to the present embodiment is a multi-channel optical modulator.

光変調器3からの0次回折光は、図3中にて細い実線にて外形を示すように、Y方向にのみ正のパワーを有するシリンドリカルレンズ231にてY方向に関してほぼ平行な光とされ、正のパワーを有するレンズ232に入射する。ここで、レンズ232の前側焦点は第1電極331の(+Y)側の端部近傍におけるベース部31内の位置とされ、レンズ232の後側焦点にはアパーチャ板233の開口が配置される。したがって、ベース部31の出射面314から出射された0次回折光は、図3中に細い実線にて外形を示すように、レンズ232を介してアパーチャ板233に集光され、アパーチャ板233の開口を介してレンズ234に入射する。   The zero-order diffracted light from the optical modulator 3 is made substantially parallel to the Y direction by a cylindrical lens 231 having a positive power only in the Y direction, as shown by a thin solid line in FIG. The light enters a lens 232 having a positive power. Here, the front focal point of the lens 232 is a position in the base 31 near the (+ Y) side end of the first electrode 331, and the aperture of the aperture plate 233 is disposed at the rear focal point of the lens 232. Therefore, the 0th-order diffracted light emitted from the emission surface 314 of the base portion 31 is condensed on the aperture plate 233 via the lens 232 as shown by the thin solid line in FIG. Through the lens 234.

レンズ234は、前側焦点がアパーチャ板233の近傍に位置し、後側焦点が保持ドラム70(図1参照)の記録材料9上となるように配置されており、0次回折光はレンズ234を介して光軸J1と露光面である記録材料9とが交差する位置にZ方向に関して集光しつつ、記録材料9上に照射される。   The lens 234 is disposed so that the front focal point is located in the vicinity of the aperture plate 233 and the rear focal point is on the recording material 9 of the holding drum 70 (see FIG. 1), and the 0th-order diffracted light passes through the lens 234. Then, the light is irradiated onto the recording material 9 while condensing in the Z direction at a position where the optical axis J1 and the recording material 9 as the exposure surface intersect.

また、5つの第1電極群と第2電極341との間を通過した0次回折光は、図2に示すように、シリンドリカルレンズ231、レンズ232およびアパーチャ板233の開口を介してレンズ234に入射し、レンズ234を介して光軸J1に平行に記録材料9上に照射される。図2では、ベース部31よりも(−Y)側においては光源部21からの光の外形を描き、ベース部31よりも(+Y)側においては、各第1電極群と第2電極341との間を通過した0次回折光の光束断面の中心線J2を描いている。   Further, the 0th-order diffracted light that has passed between the five first electrode groups and the second electrode 341 enters the lens 234 through the openings of the cylindrical lens 231, the lens 232, and the aperture plate 233, as shown in FIG. The recording material 9 is irradiated through the lens 234 in parallel with the optical axis J1. In FIG. 2, the outer shape of the light from the light source unit 21 is drawn on the (−Y) side of the base unit 31, and the first electrode group and the second electrode 341 are drawn on the (+ Y) side of the base unit 31. A center line J2 of the light beam cross section of the 0th-order diffracted light passing between the two is drawn.

一方、各第1電極群と第2電極341との間を通過した(±1)次回折光は、ベース部31から離れるに従って各中心線J2から離れるように広がり、アパーチャ板233にて遮られるため、記録材料9には照射されない。光学ヘッド2では、シリンドリカルレンズ231、アパーチャ板233、並びに、レンズ232,234により投影光学系23(両側テレセントリックとなるシュリーレン光学系と捉えることもできる。)が構築される。   On the other hand, the (± 1) -order diffracted light that has passed between each first electrode group and the second electrode 341 spreads away from each center line J2 as it moves away from the base portion 31, and is blocked by the aperture plate 233. The recording material 9 is not irradiated. In the optical head 2, a projection optical system 23 (which can be regarded as a schlieren optical system that is telecentric on both sides) is constructed by the cylindrical lens 231, the aperture plate 233, and the lenses 232 and 234.

画像記録装置1では、例えば、第1電極部33の5つの第1電極群のうち、(+X)側から1番目、3番目および5番目の第1電極群に電位が付与されず、(+X)側から2番目および4番目の第1電極群に所定の電位が付与される場合、記録材料9上には、図6に示すように、(+X)側から1番目、3番目および5番目の第1電極群と第2電極341との間を通過した光に対応する3つの照射領域91が形成される。光変調器3では、各第1電極群に対応する3つの分極部群(分極対3110)により0次回折光を得る際に、各第1電極群に付与される電位が等しくされる(本実施の形態では、0Vとされる。)。また、(±1)次回折光を得る際に各第1電極群に付与される電位も等しくされる。   In the image recording apparatus 1, for example, among the five first electrode groups of the first electrode unit 33, no potential is applied to the first, third, and fifth first electrode groups from the (+ X) side, and (+ X ) When a predetermined potential is applied to the second and fourth first electrode groups from the side, as shown in FIG. 6, the first, third, and fifth from the (+ X) side on the recording material 9 Three irradiation regions 91 corresponding to the light passing between the first electrode group and the second electrode 341 are formed. In the optical modulator 3, when the zero-order diffracted light is obtained by the three polarization unit groups (polarization pairs 3110) corresponding to the first electrode groups, the potentials applied to the first electrode groups are equalized (this embodiment) In this form, it is 0 V.) Also, the potential applied to each first electrode group when obtaining the (± 1) -order diffracted light is made equal.

図7は画像記録装置1が記録材料9上に画像を記録する動作の流れを示す図である。画像記録の際には、まず、光源部21からの光の出射が開始され(ステップS11)、続いて、保持ドラム70が回転することにより光学ヘッド2が主走査方向に一定の速度で記録材料9に対して相対的に移動し、さらに、保持ドラム70の回転に同期して光学ヘッド2が副走査方向に移動する(ステップS12)。制御部4では、記録材料9上の光の照射位置(すなわち、光変調器3からの光が常に記録材料9へと導かれると仮定した場合の照射位置)の記録材料9に対する相対移動に同期して、光変調器3のベース部31からの光(すなわち、0次回折光)が記録材料9に導かれるON状態と、光が導かれないOFF状態とを、第1電極部33の5つの第1電極群のそれぞれについて切り替えるON/OFF制御が行われ(ステップS13)、記録材料9上に画像が記録される。このようにして、光学ヘッド2からの光の照射位置をラスター走査しつつ記録材料9全体に画像が記録されると、保持ドラム70の回転、光学ヘッド2の副走査方向への移動、および、光源部21からの光の出射が停止され(ステップS14,S15)、画像記録装置1において画像を記録する動作が終了する。   FIG. 7 is a diagram showing a flow of operations in which the image recording apparatus 1 records an image on the recording material 9. When recording an image, first, emission of light from the light source unit 21 is started (step S11). Subsequently, the holding drum 70 is rotated so that the optical head 2 is recorded at a constant speed in the main scanning direction. The optical head 2 moves in the sub-scanning direction in synchronization with the rotation of the holding drum 70 (step S12). In the control unit 4, the light irradiation position on the recording material 9 (that is, the irradiation position on the assumption that the light from the light modulator 3 is always guided to the recording material 9) is synchronized with the relative movement with respect to the recording material 9. Then, the ON state in which the light (that is, the 0th-order diffracted light) from the base portion 31 of the optical modulator 3 is guided to the recording material 9 and the OFF state in which the light is not guided are classified into five states of the first electrode portion 33. An ON / OFF control for switching each of the first electrode groups is performed (step S13), and an image is recorded on the recording material 9. In this way, when an image is recorded on the entire recording material 9 while raster-scanning the light irradiation position from the optical head 2, the holding drum 70 is rotated, the optical head 2 is moved in the sub-scanning direction, and The emission of light from the light source unit 21 is stopped (steps S14 and S15), and the operation of recording an image in the image recording apparatus 1 is completed.

以上に説明したように、光変調器3では、周期分極反転構造310が設けられたベース部31の上面311に第1電極部33を設けるとともに下面312に第2電極部34を設け、第1電極部33と第2電極部34との間に電圧を印加することにより、周期分極反転構造310において分極部配列方向における周期的な屈折率の変化を生じさせてベース部31に入射する光を回折させる。このようにベース部31を挟んで設けられた第1電極部33および第2電極部34の間に電圧が印加されることにより、特許文献1のように、ベース部の上面上の複数の電極において隣接する電極間に電圧を印加することによりベース部内に周期的な屈折率の変化を生じさせる構造と異なり、第1電極部33と第2電極部34との間に印加される電圧を低減しつつ周期分極反転構造310の内部にZ方向の所望の電界を形成することができる。そして、第1電極部33と第2電極部34との間に印加される電圧を低減することにより、光変調器3による光の変調速度を向上することができる。光変調器3では、周期分極反転構造310の内部に所望の電界を形成するためには、ベース部31の厚さは50μm以下(より好ましくは、30μm以下)とされることが好ましい。   As described above, in the optical modulator 3, the first electrode portion 33 is provided on the upper surface 311 of the base portion 31 provided with the periodically poled structure 310, and the second electrode portion 34 is provided on the lower surface 312. By applying a voltage between the electrode part 33 and the second electrode part 34, the periodic polarization inversion structure 310 causes a periodic refractive index change in the polarization part arrangement direction, and the light incident on the base part 31 is generated. Diffraction. Thus, by applying a voltage between the first electrode part 33 and the second electrode part 34 provided with the base part 31 in between, a plurality of electrodes on the upper surface of the base part as in Patent Document 1 Unlike the structure in which a periodic refractive index change is caused in the base portion by applying a voltage between adjacent electrodes in FIG. 1, the voltage applied between the first electrode portion 33 and the second electrode portion 34 is reduced. However, a desired electric field in the Z direction can be formed inside the periodically poled structure 310. Then, by reducing the voltage applied between the first electrode portion 33 and the second electrode portion 34, the light modulation speed by the light modulator 3 can be improved. In the optical modulator 3, in order to form a desired electric field inside the periodically poled structure 310, the thickness of the base portion 31 is preferably 50 μm or less (more preferably 30 μm or less).

光変調器3では、また、第1電極部33の各第1電極群に対応する周期分極反転構造310の3つの分極部群(すなわち、連続する3つの分極対3110)に印加される電圧を、他の第1電極群に対応する3つの分極部群に印加される電圧から独立して制御することにより、線状光である入射光から複数の出射光を取り出し、各出射光のON/OFFを個別に制御することができる。   In the optical modulator 3, voltages applied to three polarization unit groups (that is, three consecutive polarization pairs 3110) of the periodically poled structure 310 corresponding to the first electrode groups of the first electrode unit 33 are also determined. By independently controlling the voltages applied to the three polarization unit groups corresponding to the other first electrode groups, a plurality of outgoing lights are extracted from the incident light that is linear light, and each of the outgoing lights is turned on / off. OFF can be individually controlled.

画像記録装置1では、複数の第1電極群と第2電極341との間を通過した複数の出射光の記録材料9上におけるピッチ(すなわち、複数の出射光の光束断面の記録材料9上における中心軸間距離であり、以下、「記録光ピッチ」という。)は、周期分極反転構造310の分極対ピッチに基づいて決定される。したがって、記録光ピッチを小さくするためには分極対ピッチを小さくする必要があり、これに伴い、複数の第1電極331のピッチも小さくなる。   In the image recording apparatus 1, the pitches of the plurality of emitted lights that have passed between the plurality of first electrode groups and the second electrode 341 on the recording material 9 (that is, the recording material 9 having a cross section of the plurality of emitted light beams on the recording material 9). The distance between the central axes, hereinafter referred to as “recording light pitch”) is determined based on the polarization pair pitch of the periodic polarization reversal structure 310. Therefore, in order to reduce the recording light pitch, it is necessary to reduce the polarization pair pitch, and accordingly, the pitch of the plurality of first electrodes 331 is also reduced.

ここで、特許文献1のような、ベース部の上面上の複数の電極において隣接する電極間に電圧を印加することによりベース部内に電界を生じさせる構造を想定すると、このような構造では、電極のピッチを小さくすると隣接する電極間において放電が生じてしまい、ベース部内に所望の電界を形成することが困難である。   Here, assuming a structure in which an electric field is generated in a base portion by applying a voltage between adjacent electrodes in a plurality of electrodes on the upper surface of the base portion as in Patent Document 1, in such a structure, If the pitch is reduced, discharge occurs between adjacent electrodes, and it is difficult to form a desired electric field in the base portion.

これに対し、本実施の形態に係る光変調器3では、ベース部31の上面311に複数の第1電極331を設け、ベース部31の下面312に第2電極341を設け、複数の第1電極331と第2電極341との間に印加される電圧を個別に制御するとともに、ベース部31内に入射する光から各第1電極群に対応する分極部群により0次回折光、または、(±1)次回折光を得る際に第1電極群に付与される電位が等しくされる。これにより、隣接する第1電極群間における放電を防止しつつ第1電極群間の距離を小さくする(すなわち、第1電極331のピッチを小さくする)ことができ、その結果、記録光ピッチの縮小(すなわち、画像の高精細化)を実現することができる。   On the other hand, in the optical modulator 3 according to the present embodiment, a plurality of first electrodes 331 are provided on the upper surface 311 of the base portion 31, and a second electrode 341 is provided on the lower surface 312 of the base portion 31. The voltage applied between the electrode 331 and the second electrode 341 is individually controlled, and the zero-order diffracted light from the light incident into the base portion 31 by the polarization portion group corresponding to each first electrode group, or ( ± 1) The potential applied to the first electrode group when obtaining the diffracted light is made equal. This makes it possible to reduce the distance between the first electrode groups while preventing discharge between adjacent first electrode groups (that is, to reduce the pitch of the first electrodes 331). As a result, the recording light pitch can be reduced. Reduction (that is, higher definition of an image) can be realized.

このように、光変調器3では、第1電極部33の複数の第1電極331のピッチを小さくすることができるため、光変調器3の構造は、高精細化が求められる画像記録装置1において光源からの光を変調する光変調器に特に適している。また、画像記録装置1の高精細化という観点からは、分極対ピッチが10μm以下とされることが好ましい。   As described above, in the optical modulator 3, the pitch of the plurality of first electrodes 331 of the first electrode portion 33 can be reduced. Therefore, the structure of the optical modulator 3 is an image recording apparatus 1 that requires high definition. Is particularly suitable for an optical modulator that modulates light from a light source. Further, from the viewpoint of high definition of the image recording apparatus 1, the polarization pair pitch is preferably 10 μm or less.

光変調器3では、ベース部31において入射面313から内部に入射する光が、上面311および下面312にて繰り返し全反射しつつ上面311および下面312に平行な進行方向へと導かれる。これにより、入射面313からベース部31に入射した光のエネルギー損失を抑制しつつ出射面314へと導くことができる。   In the light modulator 3, the light incident on the inside from the incident surface 313 in the base portion 31 is guided in the traveling direction parallel to the upper surface 311 and the lower surface 312 while being repeatedly totally reflected by the upper surface 311 and the lower surface 312. Thereby, it can guide | induce to the output surface 314, suppressing the energy loss of the light which injected into the base part 31 from the incident surface 313. FIG.

光変調器3では、上述のように、それぞれが一の分極対3110上に設けられる複数の第1電極331が電位付与部41と個別に接続されており、複数の第1電極331に個別に電位を付与することができる(すなわち、各第1電極331に付与される電位を他の第1電極331に付与される電位とは独立して制御することができる)構造とされる。このため、制御部4による電位付与部41の制御を変更することにより、電極配列方向において連続するとともに常に等しい電位が付与される第1電極331の個数(すなわち、一の第1電極群に含まれる第1電極331の個数)を容易に変更することができる。   In the optical modulator 3, as described above, a plurality of first electrodes 331 each provided on one polarization pair 3110 are individually connected to the potential applying unit 41, and are individually connected to the plurality of first electrodes 331. The structure is such that a potential can be applied (that is, the potential applied to each first electrode 331 can be controlled independently of the potential applied to the other first electrode 331). For this reason, by changing the control of the potential applying unit 41 by the control unit 4, the number of first electrodes 331 that are continuous in the electrode arrangement direction and always applied with the same potential (that is, included in one first electrode group). The number of first electrodes 331 to be changed) can be easily changed.

例えば、電極配列方向において連続する4つの第1電極331により一の第1電極群が構成されるような制御が行われると、当該第1電極群と第2電極341との間を通過して記録材料9へと導かれる光の記録材料9上における照射領域のX方向の長さを、第1電極群が3つの第1電極331により構成される場合に比べておよそ4/3倍に増大させることができる。また、電極配列方向において連続する5つの第1電極331により一の第1電極群が構成されるような制御が行われると、記録材料9上における照射領域のX方向の長さは、第1電極群が3つの第1電極331により構成される場合に比べておよそ5/3倍となる。   For example, when control is performed such that one first electrode group is configured by four first electrodes 331 that are continuous in the electrode arrangement direction, the first electrode group and the second electrode 341 pass between the first electrode group and the second electrode 341. The length in the X direction of the irradiation region on the recording material 9 of the light guided to the recording material 9 is increased by about 4/3 times compared to the case where the first electrode group is composed of three first electrodes 331. Can be made. Further, when control is performed such that one first electrode group is configured by five first electrodes 331 that are continuous in the electrode arrangement direction, the length in the X direction of the irradiation region on the recording material 9 is the first Compared to the case where the electrode group is composed of three first electrodes 331, the number is about 5/3 times.

ここで、第1電極群に含まれる第1電極の個数を変更することができない構造を有する光変調器を想定すると、このような光変調器では、記録材料9上の照射領域のX方向の長さを増大しようとすると、隣接する2つの第1電極群に対応する出射光をON状態とする(すなわち、2つの第1電極群に含まれる6つの第1電極331に電位を付与しない)必要があり、記録材料9上の照射領域のX方向の長さは、一の第1電極群に対応する出射光をON状態とする場合のおよそ2倍となる。   Here, assuming an optical modulator having a structure in which the number of first electrodes included in the first electrode group cannot be changed, in such an optical modulator, an X-direction of an irradiation region on the recording material 9 is assumed. When the length is increased, the emitted light corresponding to two adjacent first electrode groups is turned on (that is, no potential is applied to the six first electrodes 331 included in the two first electrode groups). The length of the irradiation region on the recording material 9 in the X direction is approximately twice as long as the emission light corresponding to one first electrode group is turned on.

これに対し、本実施の形態に係る光変調器3では、上述のように、第1電極群に含まれる第1電極331の個数を容易に変更することができるため、記録材料9上の照射領域のX方向の長さの変更単位を小さくする(すなわち、アドレス分解能を向上する)ことができる。換言すれば、光変調器3の制御ピッチを縮小することができる。   On the other hand, in the optical modulator 3 according to the present embodiment, as described above, the number of the first electrodes 331 included in the first electrode group can be easily changed. The unit for changing the length of the region in the X direction can be reduced (that is, the address resolution is improved). In other words, the control pitch of the optical modulator 3 can be reduced.

図8は、光変調器の他の例を示す側面図である。図8に示す光変調器3aでは、ベース部31aの厚さが図3に示すベース部31よりも薄くされ(例えば、5μmとされ)、入射面313からベース部31aの内部に入射する光はシングルモードにて図8中のY方向へと導かれる。そして、上述の光変調器3と同様に、上面311上の第1電極群に電位が付与されると、当該第1電極群の3つの第1電極部33に対応する3つの分極部群から(±1)次回折光が出射され、第1電極群に電位が付与されない場合は、0次回折光が出射される。光変調器3aでは、ベース部31aにおいて光をシングルモードにて導くことにより、出射面314から出射される光の主光線に垂直な方向の強度分布を安定して好ましい状態(ガウス分布)とすることが可能となる。   FIG. 8 is a side view showing another example of the optical modulator. In the optical modulator 3a shown in FIG. 8, the thickness of the base part 31a is made thinner than the base part 31 shown in FIG. 3 (for example, 5 μm), and the light incident on the inside of the base part 31a from the incident surface 313 is In the single mode, the light is guided in the Y direction in FIG. Similarly to the optical modulator 3 described above, when a potential is applied to the first electrode group on the upper surface 311, the three polarization unit groups corresponding to the three first electrode units 33 of the first electrode group are used. When (± 1) -order diffracted light is emitted and no potential is applied to the first electrode group, zero-order diffracted light is emitted. In the optical modulator 3a, the intensity distribution in the direction perpendicular to the principal ray of the light emitted from the emission surface 314 is stably brought into a preferable state (Gaussian distribution) by guiding the light in the single mode in the base portion 31a. It becomes possible.

また、光変調器3aでは、第1電極部33と第2電極部34とのZ方向の距離が、図3に示す光変調器3に比べてより小さくされるため、第1電極部33と第2電極部34でとの間に形成される電界の強度を維持しつつ、第1電極部33に付与される電位(すなわち、第1電極部33と第2電極部34との間に印加される電圧)をより低減することができる。一方、図3に示す光変調器3では、ベース部31において光がマルチモードにて導かれることにより、多くの光エネルギーを伝播させることができる。   Further, in the optical modulator 3a, the distance in the Z direction between the first electrode portion 33 and the second electrode portion 34 is made smaller than that of the optical modulator 3 shown in FIG. The potential applied to the first electrode part 33 (that is, applied between the first electrode part 33 and the second electrode part 34 while maintaining the strength of the electric field formed between the second electrode part 34 and the second electrode part 34). Voltage) can be further reduced. On the other hand, in the optical modulator 3 shown in FIG. 3, a large amount of light energy can be propagated by guiding light in the multimode in the base portion 31.

図9および図10はそれぞれ、光変調器のさらに他の例を示す側面図である。図9に示す光変調器3bでは、ベース部31bの上面311近傍にアニールプロトン法によりスラブ導波路315が形成されている。光変調器3bでは、入射面313からベース部31bの内部に入射した光が、ベース部31bよりも厚さ(すなわち、Z方向の大きさ)が小さいスラブ導波路315のみを通過して出射面314から出射されるため、図3に示すベース部31に比べて、ベース部31bを通過する際の光のエネルギー損失をより抑制することができる。   9 and 10 are side views showing still other examples of the optical modulator, respectively. In the optical modulator 3b shown in FIG. 9, a slab waveguide 315 is formed in the vicinity of the upper surface 311 of the base portion 31b by the annealing proton method. In the optical modulator 3b, the light incident on the inside of the base portion 31b from the incident surface 313 passes only through the slab waveguide 315 whose thickness (that is, the size in the Z direction) is smaller than that of the base portion 31b, and is an exit surface. Since it is radiate | emitted from 314, compared with the base part 31 shown in FIG. 3, the energy loss of the light at the time of passing through the base part 31b can be suppressed more.

図10に示す光変調器3cでは、ベース部31cのZ方向(厚さ方向)の中央近傍にスラブ導波路315aが形成される。スラブ導波路315aを有するベース部31cは、ベース部31cの半分の厚さの電気光学結晶の一方の主面近傍にアニールプロトン法によりスラブ導波路を形成し、当該電気光学結晶および同様の構造のもう1つの電気光学結晶を、スラブ導波路が形成された主面を当接させるように重ね合わせることにより形成される。光変調器3cでは、図9に示す光変調器3bと同様に、ベース部31cの内部に入射した光がスラブ導波路315aのみを通過して出射面314から出射されるため、ベース部31cを通過する際の光のエネルギー損失をより抑制することができる。また、スラブ導波路315aがベース部31cのZ方向の中央近傍に設けられることにより、図9に示す光変調器3bに比べて、スラブ導波路315aを伝播する光の波形がZ方向において対称(スラブ導波路315aの中心線に対して上下対称)となるため、ベース部31cを通過する際の光のエネルギー損失をさらに抑制することができる。   In the optical modulator 3c shown in FIG. 10, a slab waveguide 315a is formed near the center of the base portion 31c in the Z direction (thickness direction). The base portion 31c having the slab waveguide 315a forms a slab waveguide by the annealing proton method in the vicinity of one main surface of the electro-optic crystal half as thick as the base portion 31c. Another electro-optic crystal is formed by overlapping so that the main surface on which the slab waveguide is formed is brought into contact. In the optical modulator 3c, similarly to the optical modulator 3b shown in FIG. 9, the light incident on the inside of the base portion 31c passes through only the slab waveguide 315a and is emitted from the emission surface 314. Energy loss of light when passing can be further suppressed. Further, since the slab waveguide 315a is provided in the vicinity of the center of the base portion 31c in the Z direction, the waveform of light propagating through the slab waveguide 315a is symmetric in the Z direction as compared to the optical modulator 3b shown in FIG. Therefore, the energy loss of light when passing through the base portion 31c can be further suppressed.

次に、本発明の第2の実施の形態に係る光変調器について説明する。図11は、第2の実施の形態に係る光変調器3dをY方向に垂直な断面を示す図であり、第1の実施の形態に係る光変調器3の断面図である図4に対応する。図11に示すように、光変調器3dでは、第1電極部33の第1電極331の形状および配置が図4に示す光変調器3と異なる点を除き、図1ないし図4に示す光変調器3と同様の構造を有する。以下の説明では、光変調器3dの光変調器3と対応する構成に同符号を付す。   Next, an optical modulator according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a diagram illustrating a cross section perpendicular to the Y direction of the optical modulator 3d according to the second embodiment, and corresponds to FIG. 4 that is a cross-sectional view of the optical modulator 3 according to the first embodiment. To do. As shown in FIG. 11, in the optical modulator 3d, the light shown in FIGS. 1 to 4 is different from the optical modulator 3 shown in FIG. 4 except that the shape and arrangement of the first electrode 331 of the first electrode portion 33 are different from those of the optical modulator 3 shown in FIG. It has the same structure as the modulator 3. In the following description, components corresponding to the optical modulator 3 of the optical modulator 3d are denoted by the same reference numerals.

図11に示す光変調器3dの第1電極部33では、Y方向に伸びる帯状の30個の第1電極331が電極配列方向であるX方向に配列されており、各第1電極331は、一の第1分極部3111または第2分極部3112上に配置される。複数の第1電極331は制御部4の電位付与部41(図2および図3参照)にそれぞれ個別に接続される。光変調器3dでは、電極配列方向において連続する6つの第1電極331が、常に電位が等しくなるように制御される第1電極群とされる。   In the first electrode portion 33 of the optical modulator 3d shown in FIG. 11, 30 strip-shaped first electrodes 331 extending in the Y direction are arranged in the X direction, which is the electrode arrangement direction, and each first electrode 331 is It is arranged on one first polarization part 3111 or second polarization part 3112. The plurality of first electrodes 331 are individually connected to the potential applying unit 41 (see FIGS. 2 and 3) of the control unit 4. In the optical modulator 3d, the six first electrodes 331 that are continuous in the electrode arrangement direction form a first electrode group that is controlled so that the potentials are always equal.

光変調器3dでは、第1の実施の形態と同様に、第1電極部33と第2電極部34との間に印加される電圧を低減しつつ周期分極反転構造310の内部にZ方向の所望の電界を形成することができる。また、第1電極部33の各第1電極群に対応する周期分極反転構造310の6つの分極部(すなわち、連続する3つの分極対3110)に印加される電圧を、他の第1電極群に対応する6つの分極部に印加される電圧から独立して制御することにより、線状光である入射光から複数の出射光を取り出し、各出射光のON/OFFを個別に制御することができる。さらに、ベース部31内に入射する光から各第1電極群に対応する分極部により0次回折光、または、(±1)次回折光を得る際に第1電極群に付与される電位が等しくされることにより、隣接する第1電極群間における放電を防止しつつ第1電極群間の距離を小さくする(すなわち、第1電極331のピッチを小さくする)ことができ、その結果、記録光ピッチの縮小(すなわち、高精細化)を実現することができる。   In the optical modulator 3d, as in the first embodiment, the voltage applied between the first electrode portion 33 and the second electrode portion 34 is reduced, and the Z-direction inside the periodic polarization inversion structure 310 is reduced. A desired electric field can be formed. In addition, the voltages applied to the six polarization portions (that is, three consecutive polarization pairs 3110) of the periodic polarization reversal structure 310 corresponding to the first electrode groups of the first electrode portion 33 are set to the other first electrode groups. By independently controlling the voltages applied to the six polarization sections corresponding to the above, it is possible to extract a plurality of outgoing lights from the incident light that is linear light, and to individually control the ON / OFF of each outgoing light it can. Furthermore, the potential applied to the first electrode group when the 0th-order diffracted light or (± 1) th-order diffracted light is obtained from the light incident into the base portion 31 by the polarization unit corresponding to each first electrode group is equalized. Accordingly, it is possible to reduce the distance between the first electrode groups (that is, to reduce the pitch of the first electrodes 331) while preventing discharge between the adjacent first electrode groups, and as a result, the recording light pitch. Reduction (that is, higher definition) can be realized.

光変調器3dでは、上述のように、それぞれが一の分極部上に設けられる複数の第1電極331が電位付与部41と個別に接続されており、複数の第1電極331に個別に電位を付与することができる(すなわち、各第1電極331に付与される電位を他の第1電極331に付与される電位とは独立して制御することができる)構造とされる。このため、制御部4による電位付与部41の制御を変更することにより、電極配列方向において連続するとともに常に等しい電位が付与される第1電極331の個数(すなわち、一の第1電極群に含まれる第1電極331の個数)を容易に変更することができる。   In the optical modulator 3d, as described above, the plurality of first electrodes 331, each provided on one polarization unit, are individually connected to the potential applying unit 41, and potentials are individually applied to the plurality of first electrodes 331. (That is, the potential applied to each first electrode 331 can be controlled independently of the potential applied to the other first electrode 331). For this reason, by changing the control of the potential applying unit 41 by the control unit 4, the number of first electrodes 331 that are continuous in the electrode arrangement direction and always applied with the same potential (that is, included in one first electrode group). The number of first electrodes 331 to be changed) can be easily changed.

例えば、電極配列方向において連続する7つの第1電極331により一の第1電極群が構成されるような制御が行われると、当該第1電極群と第2電極341との間を通過して記録材料9へと導かれる光の記録材料9上における照射領域のX方向の長さを、第1電極群が6つの第1電極331により構成される場合に比べておよそ7/6倍に増大させることができる。また、電極配列方向において連続する8つの第1電極331により一の第1電極群が構成されるような制御が行われると、記録材料9上における照射領域のX方向の長さは、第1電極群が6つの第1電極331により構成される場合に比べておよそ4/3倍となる。このように、光変調器3dでは、記録材料9上の照射領域のX方向の長さの変更単位を小さくする(すなわち、アドレス分解能を向上する)ことができる。換言すれば、光変調器3dの制御ピッチを縮小することができる。   For example, when control is performed such that one first electrode group is configured by seven first electrodes 331 that are continuous in the electrode arrangement direction, the first electrode group and the second electrode 341 pass between the first electrode group and the second electrode 341. The length in the X direction of the irradiation region on the recording material 9 of the light guided to the recording material 9 is increased by about 7/6 times compared to the case where the first electrode group is composed of six first electrodes 331. Can be made. When control is performed such that one first electrode group is configured by eight first electrodes 331 that are continuous in the electrode arrangement direction, the length of the irradiation region on the recording material 9 in the X direction is set to the first length. Compared to the case where the electrode group is composed of the six first electrodes 331, the number is about 4/3 times. As described above, in the optical modulator 3d, the unit for changing the length in the X direction of the irradiation region on the recording material 9 can be reduced (that is, the address resolution can be improved). In other words, the control pitch of the optical modulator 3d can be reduced.

光変調器3dでは、第1の実施の形態に係る光変調器3と同様に、ベース部31の周期分極反転構造310は、周期分極反転構造310が形成される前のベース部31の第1分極部3111となる予定の部位に、非常に高いZ方向の電圧を印加して第1分極部3111となる予定の部位の分極の向きを反転させることにより形成される。光変調器3dにおいて周期分極反転構造310が形成される際には、第1分極部3111となる予定の部位上に設けられた第1電極331(すなわち、電極配列方向に配列された複数の第1電極331のうち、1つおきの第1電極331)を利用して上記高電圧が印加されるため、光変調器3dを容易に製造することができる。   In the optical modulator 3d, as in the optical modulator 3 according to the first embodiment, the periodic polarization inversion structure 310 of the base portion 31 is the first of the base portion 31 before the periodic polarization inversion structure 310 is formed. It is formed by applying a very high voltage in the Z direction to a part to be the polarization part 3111 and inverting the polarization direction of the part to be the first polarization part 3111. When the periodic polarization reversal structure 310 is formed in the optical modulator 3d, the first electrode 331 (that is, a plurality of first electrodes arranged in the electrode arrangement direction) provided on a site to be the first polarization part 3111 is formed. Since the high voltage is applied using every other first electrode 331 of the one electrode 331, the optical modulator 3d can be easily manufactured.

光変調器3dでは、ベース部31に代えて、図8ないし図10に示すベース部31a〜31cが設けられてもよい。   In the optical modulator 3d, instead of the base portion 31, base portions 31a to 31c shown in FIGS. 8 to 10 may be provided.

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible.

例えば、第1の実施の形態に係る光変調器3では、第1電極部33の一の第1電極331は、分極部配列方向にて連続する3または4の分極部上に設けられてもよい。すなわち、第1電極331は、分極部配列方向にて連続する4以下の所定数の第1分極部3111および第2分極部3112である分極部群(第2の実施の形態に係る光変調器3dのように、1つの分極部(第1分極部3111または第2分極部3112)が分極部群となる場合も含む。)上に配置される。また、第2電極部34では、共通電極である第2電極341に代えて、複数の第1電極331にベース部31を挟んでそれぞれ対向する複数の第2電極が設けられ、互いに対向する複数組の第1電極331と第2電極341との間に個別に電圧が印加されてもよい。   For example, in the optical modulator 3 according to the first embodiment, the first electrode 331 of the first electrode portion 33 may be provided on three or four polarization portions that are continuous in the polarization portion arrangement direction. Good. That is, the first electrode 331 is a polarization unit group (the optical modulator according to the second embodiment) that is a predetermined number of four or less first polarization units 3111 and second polarization units 3112 that are continuous in the polarization unit arrangement direction. Like 3d, it is arranged on one polarization part (including the case where the first polarization part 3111 or the second polarization part 3112 is a polarization part group). Further, in the second electrode portion 34, instead of the second electrode 341 that is a common electrode, a plurality of second electrodes that are opposed to each other with the base portion 31 sandwiched between the plurality of first electrodes 331 are provided. A voltage may be individually applied between the first electrode 331 and the second electrode 341 of the set.

上述の光変調器3,3a〜3dでは、ベース部の厚さは適宜変更されてよい。ただし、ベース部を通過する際の光のエネルギー損失を抑制するという観点では、ベース部の厚さは3μm以上とされることが好ましい。また、光変調器3b,3cのスラブ導波路315,315aは、アニールプロトン法以外の手法により形成されてもよい。   In the above-described optical modulators 3, 3a to 3d, the thickness of the base portion may be changed as appropriate. However, from the viewpoint of suppressing the energy loss of light when passing through the base portion, the thickness of the base portion is preferably 3 μm or more. The slab waveguides 315 and 315a of the optical modulators 3b and 3c may be formed by a method other than the annealing proton method.

光変調器3,3a〜3dでは、ベース部の周期分極反転構造に電圧が印加されることにより、周期分極反転構造がブラッグ回折を生じさせる回折格子として機能してもよい。この場合、周期分極反転構造310に入射する光の進行方向が、分極部配列方向に垂直な方向に対してブラッグ条件を満たす所定角度にて傾斜する方向とされる。複数の第1電極331が配列される電極配列方向は、分極部配列方向に平行とされてもよく、あるいは、上記光の進行方向に垂直な方向とされてもよい。   In the optical modulators 3, 3a to 3d, the periodic polarization inversion structure may function as a diffraction grating that causes Bragg diffraction by applying a voltage to the periodic polarization inversion structure of the base portion. In this case, the traveling direction of the light incident on the periodically poled structure 310 is a direction inclined at a predetermined angle that satisfies the Bragg condition with respect to the direction perpendicular to the polarization portion arrangement direction. The electrode arrangement direction in which the plurality of first electrodes 331 are arranged may be parallel to the polarization portion arrangement direction, or may be a direction perpendicular to the light traveling direction.

光変調器3,3a〜3dでは、記録材料9上の光の照射位置に対する光の照射のON/OFF制御が行われるが、光変調器3,3a〜3dでは、第1電極部33と第2電極部34との間に付与する電圧を調整することにより、多階調の光の照射制御が行われてもよい。   In the optical modulators 3, 3a to 3d, ON / OFF control of light irradiation with respect to the irradiation position of the light on the recording material 9 is performed. In the optical modulators 3, 3a to 3d, the first electrode unit 33 and the first light source 33 Multi-tone light irradiation control may be performed by adjusting a voltage applied between the two electrode portions 34.

画像記録装置1では、投影光学系23により光変調器3,3a〜3dからの0次回折光のみが記録材料9上へと導かれるが、画像記録装置の設計によっては、光変調器3,3a〜3dからの0次回折光が遮蔽され、(±1)次回折光が記録材料上へと導かれてもよい。すなわち、光源部21からの光が入射する光変調器3,3a〜3dからの0次回折光および(±1)次回折光の一方が投影光学系23により記録材料9上へと導かれることにより、画像記録装置において光変調器3,3a〜3dの変調制御による画像の記録が可能となる。   In the image recording apparatus 1, only the 0th-order diffracted light from the light modulators 3, 3a to 3d is guided onto the recording material 9 by the projection optical system 23. Depending on the design of the image recording apparatus, the light modulators 3, 3a The 0th order diffracted light from ˜3d may be shielded, and the (± 1) order diffracted light may be guided onto the recording material. That is, one of the 0th-order diffracted light and the (± 1) th-order diffracted light from the light modulators 3, 3 a to 3 d to which the light from the light source unit 21 is incident is guided onto the recording material 9 by the projection optical system 23. In the image recording apparatus, it is possible to record an image by modulation control of the optical modulators 3, 3a to 3d.

光変調器3,3a〜3dが設けられる画像記録装置は、ステージ上に載置された板状の記録材料に対して光学ヘッドを記録材料に沿って相対的に移動する走査機構により、記録材料上における光変調器3,3a〜3dからの光の照射位置を記録材料に対して相対的に移動しつつ光変調器3,3a〜3dを制御して画像を記録するものであってもよい。また、図1の画像記録装置1において、光学ヘッドにポリゴンミラーが設けられることにより、記録材料9上における光の照射位置がX方向に移動してもよい。   The image recording apparatus provided with the optical modulators 3, 3a to 3d includes a recording material by a scanning mechanism that moves the optical head relative to the plate-shaped recording material placed on the stage along the recording material. An image may be recorded by controlling the light modulators 3, 3 a to 3 d while moving the irradiation positions of the light from the light modulators 3, 3 a to 3 d above relative to the recording material. . In the image recording apparatus 1 of FIG. 1, the light irradiation position on the recording material 9 may move in the X direction by providing a polygon mirror in the optical head.

画像の情報を保持する記録材料は、プリント配線基板や半導体基板等の感光性材料が塗布された、あるいは、感光性を有する他の材料であってもよく、光の照射による熱に反応する材料であってもよい。また、光変調器3,3a〜3dは画像記録以外の用途に用いられてもよく、この場合、光の照射の対象物も記録材料以外であってもよい。   The recording material that holds the image information may be a photosensitive material such as a printed wiring board or a semiconductor substrate, or may be another photosensitive material, and is a material that reacts to heat due to light irradiation. It may be. The light modulators 3, 3a to 3d may be used for purposes other than image recording. In this case, the object to be irradiated with light may be other than the recording material.

第1の実施の形態に係る画像記録装置の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of an image recording apparatus according to a first embodiment. 光学ヘッドの内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of an optical head. 光学ヘッドの内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of an optical head. 光変調器の断面図である。It is sectional drawing of an optical modulator. 屈折率の分布を示す図である。It is a figure which shows distribution of a refractive index. 記録材料上の光照射領域を示す図である。It is a figure which shows the light irradiation area | region on a recording material. 記録材料上に画像を記録する動作の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the operation | movement which records an image on a recording material. 光変調器の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of an optical modulator. 光変調器の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of an optical modulator. 光変調器の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of an optical modulator. 第2の実施の形態に係る光変調器の断面図である。It is sectional drawing of the optical modulator which concerns on 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

3,3a〜3d 光変調器
31,31a〜31c ベース部
32 変調部
33 第1電極部
34 第2電極部
310 周期分極反転構造
311 上面
312 下面
313 入射面
314 出射面
315,315a スラブ導波路
331 第1電極
341 第2電極
3110 分極対
3111 第1分極部
3112 第2分極部
J1 光軸
3, 3 a to 3 d Optical modulator 31, 31 a to 31 c Base part 32 Modulating part 33 First electrode part 34 Second electrode part 310 Periodic polarization inversion structure 311 Upper surface 312 Lower surface 313 Incident surface 314 Output surface 315, 315a Slab waveguide 331 1st electrode 341 2nd electrode 3110 Polarization pair 3111 1st polarization part 3112 2nd polarization part J1 Optical axis

Claims (1)

光変調器であって、
電界により屈折率が変化する材料にて形成される板状の部材であり、電界が付与された際に発生する分極の向きが反対である第1分極部と第2分極部とが所定の分極部配列方向に交互に配列された周期分極反転構造を有し、一の端面から内部に入射する前記分極部配列方向に伸びる線状光を前記分極部配列方向に垂直な方向である、または、前記分極部配列方向に垂直な前記方向に対して所定角度にて傾斜する方向である進行方向に沿って導き、前記周期分極反転構造を通過させて前記一の端面とは反対側の他の端面へと導くベース部と、
前記周期分極反転構造を挟んで前記ベース部の一方の主面および他方の主面にそれぞれ設けられる第1電極部および第2電極部を有し、前記第1電極部と前記第2電極部との間に電圧を印加することにより、前記周期分極反転構造において前記分極部配列方向における周期的な屈折率の変化を生じさせて前記ベース部内に入射する光を回折させる変調部と、
を備え、
前記第1電極部が、前記分極部配列方向に平行な方向である、または、前記進行方向に垂直な方向である電極配列方向に配列される複数の第1電極を備え、
前記複数の第1電極の各第1電極が、前記分極部配列方向にて連続する4以下の所定数の第1分極部および第2分極部である分極部群上に配置されることにより、前記複数の第1電極が複数の分極部群に対応し、
記ベース部において、
前記各第1電極と前記第2電極部との間に電圧が付与されていない状態では、前記各第1電極に対応する前記分極部群から0次回折光が出射され、
前記各第1電極と前記第2電極部との間に電圧が付与されている状態では、前記各第1電極に対応する前記分極部群が位相回折格子として機能し、前記各第1電極に対応する前記分極部群から回折光が出射され、
前記複数の第1電極と前記第2電極部とのそれぞれの間への電圧の付与が独立して制御されることにより、前記複数の第1電極に対応する前記複数の分極部群を通過して前記他の端面から出射される光が個別に変調され
2つ以上の第1電極と前記第2電極部との間に電圧が付与されている状態では、前記2つ以上の第1電極と前記第2電極部とのそれぞれの間に付与される電圧が等しいことを特徴とする光変調器。
An optical modulator,
A plate-like member made of a material whose refractive index changes with an electric field, and a first polarization part and a second polarization part having opposite directions of polarization generated when an electric field is applied are predetermined polarizations. Having a periodically poled structure alternately arranged in the partial arrangement direction, and linear light extending in the polarization part arrangement direction that is incident on the inside from one end face is a direction perpendicular to the polarizing part arrangement direction, or Another end face that is guided along a traveling direction that is inclined at a predetermined angle with respect to the direction perpendicular to the polarization section arrangement direction, passes through the periodic polarization reversal structure, and is opposite to the one end face. A base that leads to
A first electrode portion and a second electrode portion provided respectively on one main surface and the other main surface of the base portion with the periodic polarization reversal structure interposed therebetween; the first electrode portion and the second electrode portion; A modulation unit that diffracts light incident into the base unit by causing a periodic refractive index change in the polarization unit arrangement direction in the periodic polarization inversion structure by applying a voltage between
With
The first electrode unit includes a plurality of first electrodes arranged in an electrode arrangement direction which is a direction parallel to the polarization part arrangement direction or a direction perpendicular to the traveling direction,
Wherein each of the first electrodes of the plurality of first electrodes, the Rukoto disposed in the polarized portion first polarized portion of the 4 following a predetermined number of contiguous in the array direction and polarized portion on group as a second polarization unit, The plurality of first electrodes correspond to a plurality of polarization unit groups,
In the previous Symbol base portion,
In a state where no voltage is applied between each first electrode and the second electrode portion, zero-order diffracted light is emitted from the polarization portion group corresponding to each first electrode,
In a state in which a voltage is applied between each first electrode and the second electrode portion, the polarization unit group corresponding to each first electrode functions as a phase diffraction grating, and each first electrode has Diffracted light is emitted from the corresponding polarized portion group,
By application of voltage between each of the said and the plurality of first electrode the second electrode portion is controlled by independent, passes through the plurality of polarized portion groups corresponding to the plurality of first electrode The light emitted from the other end face is individually modulated ,
In a state where a voltage is applied between two or more first electrodes and the second electrode part, a voltage applied between each of the two or more first electrodes and the second electrode part. An optical modulator characterized by equality .
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