JPH01133029A - Acoustooptic element - Google Patents
Acoustooptic elementInfo
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- JPH01133029A JPH01133029A JP29120087A JP29120087A JPH01133029A JP H01133029 A JPH01133029 A JP H01133029A JP 29120087 A JP29120087 A JP 29120087A JP 29120087 A JP29120087 A JP 29120087A JP H01133029 A JPH01133029 A JP H01133029A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、超音波と光波との相互作用を利用するいわゆ
る音響光学素子に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a so-called acousto-optic device that utilizes the interaction between ultrasonic waves and light waves.
従来の技術
従来、この種の音響光学素子は第2図に示すような構成
であった。第2図において、1は音響光学媒体、2は音
響光学媒体1の主面に設けた超音波トランスジューサ、
3は超音波トランスジューサから放射される模式的に表
わした超音波束、4は入射光、5は回折光、6は透過光
であり、超音波トランスジューサ2を励振することによ
り、音響光学媒体1中に放射される超音波束3が音響光
学媒体1の内部に回折格子を形成し、そのため、適当な
方向から入射した入射光4は上記回折格子により回折さ
せられ、回折光5を発生する。また、超音波トランスジ
ューサ2の励振を止めると、回折光5が消光し、透過光
6のみとなる。このような回折光強度の制御効果を応用
し、この種の音響光学素子はガスレーザなどの外部変調
器として用いられ、たとえばレーザプリンタなどに実用
化されている。BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, this type of acousto-optic device has had a configuration as shown in FIG. In FIG. 2, 1 is an acousto-optic medium, 2 is an ultrasonic transducer provided on the main surface of the acousto-optic medium 1,
3 is a schematic representation of an ultrasonic bundle emitted from an ultrasonic transducer, 4 is an incident light, 5 is a diffracted light, and 6 is a transmitted light. The ultrasonic beam 3 emitted from the acousto-optic medium 1 forms a diffraction grating inside the acousto-optic medium 1, so that the incident light 4 incident from a suitable direction is diffracted by the diffraction grating to generate diffracted light 5. Further, when the excitation of the ultrasonic transducer 2 is stopped, the diffracted light 5 is extinguished and only the transmitted light 6 remains. Applying such a control effect on the intensity of diffracted light, this type of acousto-optic element is used as an external modulator for gas lasers, etc., and has been put into practical use, for example, in laser printers.
また別の方式として、第3図に示すよう一6構成の光導
波路型音響光学素子も提案されている。第3図において
、11は基板、12は基板11の表面に形成した光導波
路、13は光導波路12上に形成されたくし形電極より
なる超音波トランスジューサ、14は超音波トランスジ
ューサから放射される模式的に表わした超音波束、15
は入射光、16は回折光、17は透過光である。超音波
トランスジューサ13は、光導波路12の材料を圧電性
を有する材料として、くし形電極により電圧を印加し、
超音波(弾性波)を励振するものである。動作としては
、超音波トランスジューサ13から放射された超音波束
14が基板11上に設けた上記光導波路12内に回折格
子を形成し、そのため適当な方向から入射光15を照射
すると回折光16が発生する。また超音波トランスジュ
ーサ14の励振を止めると、回折光16が消光し、透過
光17のみとなる。As another method, an optical waveguide type acousto-optic element having 16 configurations as shown in FIG. 3 has been proposed. In FIG. 3, 11 is a substrate, 12 is an optical waveguide formed on the surface of the substrate 11, 13 is an ultrasonic transducer consisting of comb-shaped electrodes formed on the optical waveguide 12, and 14 is a schematic diagram of radiation emitted from the ultrasonic transducer. The ultrasonic flux expressed in 15
is incident light, 16 is diffracted light, and 17 is transmitted light. The ultrasonic transducer 13 uses a piezoelectric material as the material of the optical waveguide 12 and applies a voltage using a comb-shaped electrode.
It excites ultrasonic waves (elastic waves). In operation, the ultrasonic beam 14 emitted from the ultrasonic transducer 13 forms a diffraction grating in the optical waveguide 12 provided on the substrate 11, so that when incident light 15 is irradiated from an appropriate direction, diffracted light 16 is generated. Occur. Furthermore, when the excitation of the ultrasonic transducer 14 is stopped, the diffracted light 16 is extinguished and only the transmitted light 17 remains.
発明が解決しようとする問題点
このような従来の構成では、たとえば第2図に示す例で
は、9間伝播光については使い易いが、近年開発の進ん
でいる半導体レーザを集積化した光集積回路のようなデ
バイスの中に組み入れることは困難である。また第3図
に示す例では、超音波トランスジューサとして光導波路
表面に設けたくし形電極で圧電材料表面に電界を印加す
ることにより超音波を励振するものであり、光導波路材
料が圧電性を有する必要があるため、材料構成上の制限
が存在するという問題があった。Problems to be Solved by the Invention Such a conventional configuration, for example the example shown in FIG. It is difficult to incorporate it into devices such as Furthermore, in the example shown in Fig. 3, ultrasonic waves are excited by applying an electric field to the surface of a piezoelectric material using interdigitated electrodes provided on the surface of an optical waveguide as an ultrasonic transducer, and the optical waveguide material must have piezoelectricity. Therefore, there was a problem in that there were limitations in terms of material composition.
本発明はこのような問題点を解決するもので、光導波路
形光集積化デバイスに容易に適用でき、基板または光導
波路材料の選択制限のない音響光学素子を提供すること
を目的とするものである。The present invention solves these problems, and aims to provide an acousto-optic element that can be easily applied to an optical waveguide type integrated optical device and has no restrictions on the selection of substrates or optical waveguide materials. be.
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明は、2次元または3
次元の光導波路を設けた主面を有し、上記主面に対して
垂直方向の厚み変化が上記主面の方向に部分的または全
体的に分布する基板と、上記基板の主面と交差プる面に
設けた超音波トランスジューサを備えたものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides two-dimensional or three-dimensional
A substrate having a main surface provided with a three-dimensional optical waveguide, and a thickness variation in the direction perpendicular to the main surface is partially or entirely distributed in the direction of the main surface, and a substrate intersecting the main surface of the substrate. The device is equipped with an ultrasonic transducer mounted on the surface of the device.
作用
上記構成により、光導波路中を伝播する光波に対して作
用させる超音波束を、くし形電極によらず、上記光導波
路を主面に有する基板の該主面と交差する面に設けた超
音波トランスジューサにより発生させるため、励振する
超音波周波数の実用範囲を広くとることが可能となる。Effect With the above configuration, the ultrasonic flux that acts on the light waves propagating in the optical waveguide can be applied not by the comb-shaped electrode but by the ultrasonic beam provided on the surface intersecting the main surface of the substrate having the optical waveguide as the main surface. Since it is generated by a sonic transducer, it is possible to widen the practical range of ultrasonic frequencies to be excited.
また上記基板の主面に対して垂直方向の厚み変化が上記
主面の方向に部分的または全体的にわたって分布するこ
とにより、上記超音波トランスジューサより励振された
超音波束を上記基板主面に設けた光導波路内に伝播させ
ることが可能となり、上記光導波路中で光波と超音波の
相互作用が実現できる。Further, by distributing the thickness change in the direction perpendicular to the main surface of the substrate partially or entirely in the direction of the main surface, the ultrasonic flux excited by the ultrasonic transducer is provided on the main surface of the substrate. This makes it possible to propagate the ultrasonic wave into the optical waveguide, and interaction between the optical wave and the ultrasonic wave can be realized within the optical waveguide.
実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。Example An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示す音響光学素子の斜視図
である。第1図において、21は基板、22は基板21
の主面に設けた2次元または3次元の光導波路で、基板
21は主面に対して垂直方向の厚み変化が上記主面の方
向に部分的または全体的にわたって分布している。23
は基板21の主面と交差する面に設けた超音波トランス
ジューサ、24は超音波トランスジューサ23から放射
される模式的に表わした超音波束で、主面に対して垂直
方向の厚み変化が主面の方向に分布している基板22上
に光導波路22が設けられていることから、上記超音波
束24はこの2次元または3次元の光導波路22内に形
成される。25は入射光、26は回折光、27は透過光
である。FIG. 1 is a perspective view of an acousto-optic device showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 21 is a substrate, 22 is a substrate 21
The substrate 21 is a two-dimensional or three-dimensional optical waveguide provided on the main surface, and the thickness variation in the direction perpendicular to the main surface is partially or entirely distributed in the direction of the main surface. 23
is an ultrasonic transducer provided on a surface intersecting the main surface of the substrate 21, and 24 is a schematic representation of an ultrasonic flux emitted from the ultrasonic transducer 23, where the thickness change in the direction perpendicular to the main surface is the main surface. Since the optical waveguide 22 is provided on the substrate 22 distributed in the direction of , the ultrasonic beam 24 is formed within this two-dimensional or three-dimensional optical waveguide 22 . 25 is incident light, 26 is diffracted light, and 27 is transmitted light.
このように構成された音響光学素子について、以下そめ
動作を説明する。基板21の主面には光導波路22が設
けてあり、光が上記光導波路の中22に閉じ込められた
形で伝播するようになっている。The closing operation of the acousto-optic element configured as described above will be described below. An optical waveguide 22 is provided on the main surface of the substrate 21, and light propagates while being confined within the optical waveguide 22.
また、基板21は光導波路22を設けた主面と交差する
而に超音波トランスジューサ23を設けているので、超
音波束24を基板21の主面の方向に放射できるように
なっており、かつ基板21の厚み変化が基板21の主面
の方向に第1図ではテーパ状になるように分布させであ
るので、超音波トランスジューサ23から放射される超
音波束24は光導波路22内を伝播することとなる。し
たがフて、光導波路22の中を伝播する超音波束24に
より光導波路22中に回折格子が形成されることとなる
。したがって、適当な方向から入射する入射光25は超
音波束24により回折され、回折光26を発生する。ま
た、超音波トランスジューサ23の励振を停止すれば、
回折光26が消光し、透過光27のみとなる。以上の動
作を応用し、光導波路22の中を伝播する光波の制罪が
可能となる。Further, since the substrate 21 is provided with an ultrasonic transducer 23 intersecting with the main surface on which the optical waveguide 22 is provided, the ultrasonic beam 24 can be emitted in the direction of the main surface of the substrate 21, and Since the thickness of the substrate 21 is distributed in a tapered manner in the direction of the principal surface of the substrate 21 in FIG. That will happen. Therefore, a diffraction grating is formed in the optical waveguide 22 by the ultrasonic beam 24 propagating in the optical waveguide 22. Therefore, the incident light 25 entering from a suitable direction is diffracted by the ultrasonic beam 24 and generates diffracted light 26. Moreover, if the excitation of the ultrasonic transducer 23 is stopped,
The diffracted light 26 is extinguished and only the transmitted light 27 remains. By applying the above operation, it becomes possible to suppress light waves propagating inside the optical waveguide 22.
発明の効果
以上のように本光明によれば、2次元または3次元の光
4波路を設けた主面を有し、上記主面に対して垂直方向
の厚み変化が上記主面の方向に部分的または全体的にわ
たって分布する基板と、上記基板の主面と交差する面に
設けた超音波トランスジューサを備えたことにより、光
導波路型光デバイス中を伝播する光波に対し制御を行う
音響光学素子として、使用する超音波周波数の励振範囲
を広くでき、しかも低周波でも動作できるため駆動回路
を安価に構成することができるだけではなく、従来の構
成に見られるくし形電極による超音波トランスジューサ
のように光導波路面に圧電性材料を使用しなければいけ
ないという制約を除去できるという効果が得られる。Effects of the Invention As described above, the present invention has a main surface provided with four two-dimensional or three-dimensional optical wave paths, and the thickness change in the direction perpendicular to the main surface partially extends in the direction of the main surface. By having a substrate distributed over the entire surface of the substrate and an ultrasonic transducer provided on a surface intersecting the main surface of the substrate, it can be used as an acousto-optic element that controls light waves propagating in an optical waveguide type optical device. , the excitation range of the ultrasonic frequency used can be widened, and it can also operate at low frequencies, so the drive circuit can be constructed at low cost. This has the effect of eliminating the restriction that a piezoelectric material must be used for the wave path surface.
第7図は本発明の一実施例の音響光学、素子を示す斜視
図、第2図および第3図はそれぞれ従来の音響光学素子
を示す斜視図である。
21・・・基板、22・・・光導波路、23・・・超音
波トランスジューサ、24・・・超音波束、25・・・
入射光、26・・・回折光、27・・・透過光。
代理人 森 本 残 弘
第1図
21・・・縁
n−・丸木り絡
2ヨ − atシ皮トラシ人 シー−す24 −、超者
9り2東
ガー・2\角γ六−
2乙 −一 区]竹メ一
27−・・ 9(ツ(光」
第2図
第3図−FIG. 7 is a perspective view showing an acousto-optic device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are perspective views showing conventional acousto-optic devices, respectively. 21... Substrate, 22... Optical waveguide, 23... Ultrasonic transducer, 24... Ultrasonic bundle, 25...
Incident light, 26... Diffracted light, 27... Transmitted light. Agent Morimoto Zan Hiroshi 1st figure 21...en n-・Maruki rika 2 yo-atshi skin torashi person shi-su 24-, super person 9ri 2 east gar 2\kaku γ6- 2 ot -1 ward] Takemeichi 27-... 9 (tsu (light) Figure 2 Figure 3-
Claims (1)
、上記主面に対して垂直方向の厚み変化が上記主面の方
向に部分的または全体的にわたつて分布する基板と、上
記基板の主面と交差する面に設けた超音波トランスジュ
ーサを備えた音響光学素子。A substrate having a main surface provided with a one-, two-dimensional, or three-dimensional optical waveguide, and a thickness variation in a direction perpendicular to the main surface is partially or entirely distributed in the direction of the main surface; An acousto-optic element comprising an ultrasonic transducer provided on a surface intersecting the main surface of the substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29120087A JPH01133029A (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Acoustooptic element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29120087A JPH01133029A (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Acoustooptic element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01133029A true JPH01133029A (en) | 1989-05-25 |
Family
ID=17765754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29120087A Pending JPH01133029A (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Acoustooptic element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01133029A (en) |
-
1987
- 1987-11-18 JP JP29120087A patent/JPH01133029A/en active Pending
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