JP5319720B2 - 光強度変調器 - Google Patents
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Description
(電気光学結晶の材料)
ビームの偏向を効率的に大きく、および位相変調を効率よく行うためには、1次の電気光学定数であるポッケルス定数rij、または2次の電気光学定数であるカー定数sijが大きい電気光学結晶を用いることが望ましい。そのような電気光学定数の大きい電気光学結晶としては、例えば、大きなポッケルス定数rijを有する強誘電相のKLTN結晶、大きなカー定数sijを有する常誘電相のKLTN結晶が挙げられる。KLTN結晶とは、K1-yLiyTa1-xNbxO3(0<x<1、0<y<1)なる結晶である。
以下に、電圧の印加によって電界の傾斜が発生する原理について説明する。電気光学結晶に電圧を印加すると、結晶の高電界電気伝導に伴う空間電荷が発生する。ここでいう高電界電気伝導とは、電圧と電流の関係がオームの法則からはずれ、電流が電圧に対して非線形に増大する空間電荷制限状態にある領域における電気伝導をいう。この空間電荷制限状態にある領域では、電極から注入される電流に対して結晶内のバルク電流が小さい場合、結晶内に空間電荷が形成される。
図8に、x0と電界Eの空間分布との関係を示す図である。また、図9に、カー効果による屈折率変化Δnの分布を示す。KLTN結晶からなる屈折率2.2の電気光学結晶を用いて、正負電極間の距離0.5mm、電極長さ5.0mmとした。印加電圧は、100Vであり、2次の電気光学定数sijは、2.85×1015m2/V2である。x0=0のとき、屈折率の傾斜が最も大きくなることがわかる。x0=0とは、図8のx=0のとき、負極において電界が0であることからも分かるように、電極と電気光学結晶とが理想的なオーミック接触であればよい。
KLTN結晶からなる電気光学結晶を、縦6mm×横5mm×厚さ0.5mmに切り出し、縦5mm×横4mmの電極を対向する面に取り付ける。電極材料は、Crとする。図12に、電気光学結晶の比誘電率と偏向角との関係を示す。正負電極間に200V/mmの電界を印加したとき、縦方向に進行する光の偏向角度を測定する。このとき、電気光学結晶の温度を変化させて、誘電率を変化させながら測定した結果を示す。
Claims (4)
- K1-yLiyTa1-xNbxO3(0<x<1、0≦y<1)からなり、電気光学効果を有する電気光学結晶と、
該電気光学結晶の入射側の光軸上に配置された偏光子と、
前記電気光学結晶の出射側の光軸上に配置された検光子と、
前記電気光学結晶の内部に電界を発生させる、正極と負極とからなる電極対であって、前記電気光学結晶の電気伝導に寄与するキャリアが電子のとき、前記電極対の材料は、仕事関数が5.0eV以上であり、前記電気光学結晶の電気伝導に寄与するキャリアが正孔のとき、前記電極対の材料は、仕事関数が5.0eV未満である電極対と
を備えたことを特徴とする光強度変調器。 - 前記仕事関数が5.0eV以上の前記電極対の材料は、Co、Ge、Au、Pd、Ni、Ir、Pt、Seのいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の光強度変調器。
- 前記仕事関数が5.0eV未満の前記電極対の材料は、Ti、Hf、Zr、Mn、In、Ta、Ag、Al、V、Nb、Zn、Sn、B、Cr、Si、W、Mo、Cu、Feのいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の光強度変調器。
- 前記仕事関数が5.0eV未満の前記電極対の材料は、ITO、ZnOのいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の光強度変調器。
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