JPH0375729A - 光偏向器 - Google Patents
光偏向器Info
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- JPH0375729A JPH0375729A JP21145989A JP21145989A JPH0375729A JP H0375729 A JPH0375729 A JP H0375729A JP 21145989 A JP21145989 A JP 21145989A JP 21145989 A JP21145989 A JP 21145989A JP H0375729 A JPH0375729 A JP H0375729A
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- prism
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- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims abstract description 10
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、光の進行方向を変化させる光偏向器に関し、
特に本発明は、偏向角の大きい導波型光偏向器に関する
。
特に本発明は、偏向角の大きい導波型光偏向器に関する
。
（従来の技術及び解決しようとする課題）レーザー光を
利用した光情報処理装置は、高速で大容量情報が扱える
ことから、最近、多くの分野において実用化されている
。
利用した光情報処理装置は、高速で大容量情報が扱える
ことから、最近、多くの分野において実用化されている
。
しかして、このような装置においては、光偏向器の性能
は、装置の性能を決定する重要な要素の一つである。
は、装置の性能を決定する重要な要素の一つである。
従来より光偏向器としては、振動ガルバノメーター、ポ
リゴンミラー、ホログラムディスク等の機械式光偏向器
と、音響光学素子や電気光学素子などの非機械式光偏向
器とに大別されている。前者は、偏向角が大きく実用的
ではあるが走査速度が遅く、高速化には限界があり、し
かも、機械式可動部分を有するために装置自体が大型と
ならざるを得なかった。又、後者は、機械式可動部分が
なく、光学的もしくは電気信号によって制御できるため
、小型化及び高速化が可能であるが、その反面、偏向角
度が、極めて小さいために大きな領域を対象とした走査
ができず、余り実用的であるとは云い難い。
リゴンミラー、ホログラムディスク等の機械式光偏向器
と、音響光学素子や電気光学素子などの非機械式光偏向
器とに大別されている。前者は、偏向角が大きく実用的
ではあるが走査速度が遅く、高速化には限界があり、し
かも、機械式可動部分を有するために装置自体が大型と
ならざるを得なかった。又、後者は、機械式可動部分が
なく、光学的もしくは電気信号によって制御できるため
、小型化及び高速化が可能であるが、その反面、偏向角
度が、極めて小さいために大きな領域を対象とした走査
ができず、余り実用的であるとは云い難い。
本発明者等は、先に、光導波路に、実効屈折率を制御す
るための外部信号を与える手段と、導波光を導波光の実
効屈折率に応じた角度で取り出すプリズム結合器を組み
合わせた非機械式光偏向器を提案した。（特願平１−１
３２７４３号参照）しかし、この装置において偏向角を
１０６〜３０″と大きくするには、実効屈折率の変化を
極めて大きくしなければならず、そのため実効屈折率の
変化を大きくできる電気光学効果等の極めて大きい特殊
な薄膜材料を用いる必要があった。
るための外部信号を与える手段と、導波光を導波光の実
効屈折率に応じた角度で取り出すプリズム結合器を組み
合わせた非機械式光偏向器を提案した。（特願平１−１
３２７４３号参照）しかし、この装置において偏向角を
１０６〜３０″と大きくするには、実効屈折率の変化を
極めて大きくしなければならず、そのため実効屈折率の
変化を大きくできる電気光学効果等の極めて大きい特殊
な薄膜材料を用いる必要があった。
しかしながら、光導波路内を伝搬する導波光の実効屈折
率を電気光学効果などにより変化を与えるとともに、更
に、出力部のプリズム自身をも電気光学効果などを用い
てその屈折率を変化させることによって、導波光を取り
出す出力部において大きな偏向角θが得られることを見
出し、本願発明を完成するに至ったもので、本発明の目
的は電気光学効果等の大きい特殊な材料を必要とせず、
従来の材料を使用して大きな偏向角が得られる導波型光
偏向器を提供するにある。
率を電気光学効果などにより変化を与えるとともに、更
に、出力部のプリズム自身をも電気光学効果などを用い
てその屈折率を変化させることによって、導波光を取り
出す出力部において大きな偏向角θが得られることを見
出し、本願発明を完成するに至ったもので、本発明の目
的は電気光学効果等の大きい特殊な材料を必要とせず、
従来の材料を使用して大きな偏向角が得られる導波型光
偏向器を提供するにある。
（課題を解決するための手段）
即ち、本発明の要旨は、一方が導波路内を伝搬する光の
入力部で、他方にプリズムよりなる出力部を有する光導
波路からなる光偏向器において、前記光導波路は、光導
波路内を伝搬する導波光の実効屈折率を変化させる手段
を有するものであり、かつ前記プリズムは、その屈折率
を変化させる手段を有するものであることを特徴とする
光偏向器である。
入力部で、他方にプリズムよりなる出力部を有する光導
波路からなる光偏向器において、前記光導波路は、光導
波路内を伝搬する導波光の実効屈折率を変化させる手段
を有するものであり、かつ前記プリズムは、その屈折率
を変化させる手段を有するものであることを特徴とする
光偏向器である。
本発明について、更に詳細に述べる。
本発明の光偏向器の導波路としては、例えば、ＬｉＴａ
０．単結晶基板上にＬｉＮｂ０．薄膜を形成したもの、
ＬｉＮｂ０．単結晶基板上にＳｒ、Ｂａ、 −ｘＮｂ、
Ｏ，（ＳＢＮ）薄膜を形成したもの、表層にＳｉｎ、薄
膜を形成したＳｉ基基土上ＳＢＮ薄膜を形成したもの、
Ｇｄ、 Ｇａ、 Ｏ，、（ＧＧＧ）、Ｎｄ、Ｇａ、０゜
（ＮｄＧＧ）、Ｓｎ＋、 Ｇａ、 ０． 、 （ＳｍＧ
Ｇ）等のガーネット単結晶基板上にＳＢＮ薄膜を形成し
たもの、ＰｂＴｉ０．単結晶基板上にＢａＴｉ０．薄膜
を形成したもの、ＫＮｂＯ，単結晶基板上にＫ（Ｎｂ、
Ｔａ＋−ｙ）ｏｓ （ＫＴＮ）薄膜を形成したもの、Ｐ
ＬＺＴセラミックス基板上にＰＬＺＴ薄膜を形成したも
のなどを使用することができる。
０．単結晶基板上にＬｉＮｂ０．薄膜を形成したもの、
ＬｉＮｂ０．単結晶基板上にＳｒ、Ｂａ、 −ｘＮｂ、
Ｏ，（ＳＢＮ）薄膜を形成したもの、表層にＳｉｎ、薄
膜を形成したＳｉ基基土上ＳＢＮ薄膜を形成したもの、
Ｇｄ、 Ｇａ、 Ｏ，、（ＧＧＧ）、Ｎｄ、Ｇａ、０゜
（ＮｄＧＧ）、Ｓｎ＋、 Ｇａ、 ０． 、 （ＳｍＧ
Ｇ）等のガーネット単結晶基板上にＳＢＮ薄膜を形成し
たもの、ＰｂＴｉ０．単結晶基板上にＢａＴｉ０．薄膜
を形成したもの、ＫＮｂＯ，単結晶基板上にＫ（Ｎｂ、
Ｔａ＋−ｙ）ｏｓ （ＫＴＮ）薄膜を形成したもの、Ｐ
ＬＺＴセラミックス基板上にＰＬＺＴ薄膜を形成したも
のなどを使用することができる。
なお、導波路の導波層を形成する薄膜材料としては、光
導波路の実効屈折率を大きく変化させることのできる材
料、即ち電気光学効果、磁気光学効果、音響光学効果、
非線形光学効果、圧電効果等の係数が大きい材料が好適
であり、前述の如き薄膜材料の他に、ＬｉＴａ０．、Ｐ
ｂＴａ、 ０．、ＳｂＳ １等を適用することもできる
。
導波路の実効屈折率を大きく変化させることのできる材
料、即ち電気光学効果、磁気光学効果、音響光学効果、
非線形光学効果、圧電効果等の係数が大きい材料が好適
であり、前述の如き薄膜材料の他に、ＬｉＴａ０．、Ｐ
ｂＴａ、 ０．、ＳｂＳ １等を適用することもできる
。
前記光導波路内を伝搬する導波光の実効屈折率を変化さ
せる具体的な手段としては、電気光学効果、磁気光学効
果、音響光学効果、非線形光学効果などによる方法があ
り、例えば、音響光学効果を利用する手段として、導波
路の一部、両側に一対の５ＡＷ（表面弾性波）発振用の
交差指（＜シ形）電極を対向して設けて電圧を印加する
方法がある。
せる具体的な手段としては、電気光学効果、磁気光学効
果、音響光学効果、非線形光学効果などによる方法があ
り、例えば、音響光学効果を利用する手段として、導波
路の一部、両側に一対の５ＡＷ（表面弾性波）発振用の
交差指（＜シ形）電極を対向して設けて電圧を印加する
方法がある。
更に、本発明は、光偏向器の出力部であるプリズム結合
部において、プリズム自身の屈折率をも電気光学効果な
どを用いて変化させるのであって、具体的には、例えば
、プリズムの両側に一対の電極を対向して設けて電圧を
印加する方法がある。
部において、プリズム自身の屈折率をも電気光学効果な
どを用いて変化させるのであって、具体的には、例えば
、プリズムの両側に一対の電極を対向して設けて電圧を
印加する方法がある。
この導波路内への光の入射は、端面入射方式が好ましい
。その理由は、導波路端面を研磨することにより、簡単
に作成できるからである。
。その理由は、導波路端面を研磨することにより、簡単
に作成できるからである。
更に、この導波路は、この光偏向器によって変化される
導波光の割合を高め、偏向の効率を高める上で単一モー
ド導波路とすることが好ましい。
導波光の割合を高め、偏向の効率を高める上で単一モー
ド導波路とすることが好ましい。
次に、本発明に係る光偏向器の一実施例を示す第１図に
ついて説明する。
ついて説明する。
第１図に示すように、本発明に係る光偏向器は基板ｌ上
に薄膜導波路２を設け、その一方の端面３を入力部とし
、入力部より所定の距離りの点にプリズム４を載置して
出力部とする。入力部と出力部との間に、導波路用電極
５を設けて導波路内を伝搬する導波光の実効屈折率を変
化させる。
に薄膜導波路２を設け、その一方の端面３を入力部とし
、入力部より所定の距離りの点にプリズム４を載置して
出力部とする。入力部と出力部との間に、導波路用電極
５を設けて導波路内を伝搬する導波光の実効屈折率を変
化させる。
また、出力部のプリズム４の両側面にも電極６を設ける
。
。
このような装置において、端面３よりレーザー光は入射
し薄膜導波路２を伝搬する。入力部と出力部との間に設
けた導波路用電極５に電界を印加すると、導波光は偏向
してプリズムから出射光７として出射される。しかして
、本発明ではプリズムの両側面に設けである電極に電界
を印加すると。
し薄膜導波路２を伝搬する。入力部と出力部との間に設
けた導波路用電極５に電界を印加すると、導波光は偏向
してプリズムから出射光７として出射される。しかして
、本発明ではプリズムの両側面に設けである電極に電界
を印加すると。
プリズムからの出射光８はα０偏向される。
（作 用）
導波路中を伝搬する光ビームのプリズムを経ての出射角
θは、導波路の実効屈折率をＮ、プリズムの屈折率をｎ
ｐとすると、 θ＝ｓｉｎ−’ （ｎｐＸ ｓｉｎ［５ｉｎ−’ （Ｎ
／ｎ、）−ｘ ／４） ）であり、導波路用電極に電界
を印加し、実効屈折率ＮをＮ、 （＝Ｎ＋ΔＮ）に変化
させると、そ′の出射角は、上式にしたがってθよりθ
、に変化する。
θは、導波路の実効屈折率をＮ、プリズムの屈折率をｎ
ｐとすると、 θ＝ｓｉｎ−’ （ｎｐＸ ｓｉｎ［５ｉｎ−’ （Ｎ
／ｎ、）−ｘ ／４） ）であり、導波路用電極に電界
を印加し、実効屈折率ＮをＮ、 （＝Ｎ＋ΔＮ）に変化
させると、そ′の出射角は、上式にしたがってθよりθ
、に変化する。
そして、本発明ではプリズムの両面に更に電界を印加す
るのでプリズムの屈折率ｎ９は変化し出射角θ、は、導
波路用電極に電界を印加した場合の出射角θ、より更に
α０偏向することとなる。
るのでプリズムの屈折率ｎ９は変化し出射角θ、は、導
波路用電極に電界を印加した場合の出射角θ、より更に
α０偏向することとなる。
以下、本発明を実施例により、更に具体的に説明する。
実施例１
ＲＦスパッタ法により、１．０．基板上に、厚さ１．０
μ鳳のＬｉＮｂ０．単結晶薄膜を成長させた。定盤を使
用したラッピングにより、薄膜表面を鏡面研磨た。片側
の端面を鏡面研磨し該端面よりの光入射を可能とした。
μ鳳のＬｉＮｂ０．単結晶薄膜を成長させた。定盤を使
用したラッピングにより、薄膜表面を鏡面研磨た。片側
の端面を鏡面研磨し該端面よりの光入射を可能とした。
フォトリソグラフィー、ＲＦスパッタ法により導波路上
の導波経路の両側に、表面弾ａｄ 性液発生用の針電極を１対形成した。この電極に電界を
印加することにより、表面弾性波が発生し、それによっ
て導波光の実効屈折率が変化する。
の導波経路の両側に、表面弾ａｄ 性液発生用の針電極を１対形成した。この電極に電界を
印加することにより、表面弾性波が発生し、それによっ
て導波光の実効屈折率が変化する。
研磨した端面と反対側の導波路上に、ルチル（Ｔｉｅ、
）プリズムを装荷した。プリズムの両側面にもプリズム
の屈折率制御用の電極を形成した。
）プリズムを装荷した。プリズムの両側面にもプリズム
の屈折率制御用の電極を形成した。
二つの電極に電界を印加したところ、波長０．６３３μ
ｍのＨｅ−Ｎｅレーザーを光源としたとき出射光のプリ
ズムからの出射角は、θ１・３．４°より０１・３１．
８°と２８．４度変化し、光偏向器として充分実用的な
値を示した。
ｍのＨｅ−Ｎｅレーザーを光源としたとき出射光のプリ
ズムからの出射角は、θ１・３．４°より０１・３１．
８°と２８．４度変化し、光偏向器として充分実用的な
値を示した。
実施例２
ＲＦスパッタ法により、ＧＧＧ基板上に、厚さ１．０ｐ
ｍの５ＢＮ７５ （Ｓｒ６． ？ ５Ｂａｏ１．Ｎｂ、
ｏ、 ）単結晶薄膜を成層、針電極形成を行なった。
ｍの５ＢＮ７５ （Ｓｒ６． ？ ５Ｂａｏ１．Ｎｂ、
ｏ、 ）単結晶薄膜を成層、針電極形成を行なった。
この電極に電界を印加することにより、表面弾性波が発
生し、それによって導波光の実効屈折率が変化する。
生し、それによって導波光の実効屈折率が変化する。
研磨した端面と反対側の導波路上に、ルチル（Ｔｉｅ、
）プリズムを装荷した。プリズムの両側面にもプリズム
の屈折率制御用の電極を形成した。
）プリズムを装荷した。プリズムの両側面にもプリズム
の屈折率制御用の電極を形成した。
二つの電極に電界を印加したところ、波長０．６３３μ
厘のＨｅ−Ｎｅレーザーを光源としたとき出射光のプリ
ズムからの出射角は、θ、 −２０，１°よりθ、＝５
２．７’と３２．６度変化し、光偏向器として充分実用
的な値を示した。
厘のＨｅ−Ｎｅレーザーを光源としたとき出射光のプリ
ズムからの出射角は、θ、 −２０，１°よりθ、＝５
２．７’と３２．６度変化し、光偏向器として充分実用
的な値を示した。
（効 果）
以上述べたように、本発明は、外部信号により光導波路
内を伝搬する導波光の実効屈折率に変化を与えると共に
、出力部のプリズムの屈折率をも電気光学効果などを用
いてその屈折率を変化させるという簡単な構成で従来の
非機械式光偏向器の偏向角度に比べて極めて大きな偏向
角度を有する光偏向器を提供でき、また、先に提案した
特願平１−１３２７４３号のように作成しにくい特殊な
薄膜材料を使用すること無く、高速化、小型化が可能で
あり、又電気的な制御手段を適用できる等の特性を有す
るものであって、産業上寄与する効果は、極めて大きい
。
内を伝搬する導波光の実効屈折率に変化を与えると共に
、出力部のプリズムの屈折率をも電気光学効果などを用
いてその屈折率を変化させるという簡単な構成で従来の
非機械式光偏向器の偏向角度に比べて極めて大きな偏向
角度を有する光偏向器を提供でき、また、先に提案した
特願平１−１３２７４３号のように作成しにくい特殊な
薄膜材料を使用すること無く、高速化、小型化が可能で
あり、又電気的な制御手段を適用できる等の特性を有す
るものであって、産業上寄与する効果は、極めて大きい
。
第１図は本発明に係る光偏向器の一例の側面模式図であ
る。
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、一方が導波路内を伝搬する光の入力部で、他方にプ
リズムよりなる出力部を有する光導波路からなる光偏向
器において、前記光導波路は、光導波路内を伝搬する導
波光の実効屈折率を変化させる手段を有するものであり
、かつ前記プリズムは、その屈折率を変化させる手段を
有するものであることを特徴とする光偏向器。 ２、入力部が端面入射方式である請求項第１項記載の光
偏向器。 ３、導波路が単一モード導波路である請求項第１項記載
の光偏向器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21145989A JPH0375729A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 光偏向器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21145989A JPH0375729A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 光偏向器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0375729A true JPH0375729A (ja) | 1991-03-29 |
Family
ID=16606291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21145989A Pending JPH0375729A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 光偏向器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0375729A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5553584A (en) * | 1993-12-24 | 1996-09-10 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Valve operating device for internal combustion engine |
-
1989
- 1989-08-18 JP JP21145989A patent/JPH0375729A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5553584A (en) * | 1993-12-24 | 1996-09-10 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Valve operating device for internal combustion engine |
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