JPH0377497B2 - - Google Patents
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- JPH0377497B2 JPH0377497B2 JP2957382A JP2957382A JPH0377497B2 JP H0377497 B2 JPH0377497 B2 JP H0377497B2 JP 2957382 A JP2957382 A JP 2957382A JP 2957382 A JP2957382 A JP 2957382A JP H0377497 B2 JPH0377497 B2 JP H0377497B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/33—Acousto-optical deflection devices
- G02F1/335—Acousto-optical deflection devices having an optical waveguide structure
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F7/00—Optical analogue/digital converters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
この発明は、平行に入力する複数の光線によつ
て表わされるデジタル光データを、光パワーとい
うアナログ量に変換する光DA変換装置、さらに
詳しくは弾性表面波による光のブラツグ回折現象
を利用した光DA変換装置に関する。 近年、光応用技術の進展はめざましく、これに
ともなつて種々の光機能素子が要求されている。
光機能素子の中でも光DA変換素子は、光通信、
光デイスク、光センサなどへの応用が可能であ
り、その必要性は大きいが、まだ実現されていな
いのが現状である。 この発明は、光応用に使用可能な光DA変換装
置を提供することを目的とする。 この発明による光DA変換装置は、音響光学材
料で形成された光導波層、光導波層上に設けら
れ、光導波層表面を互いに平行に伝搬する第１お
よび第２の２つの弾性表面波をそれぞれ発生する
第１および第２の弾性表面波発生器、両弾性表面
波発生器を駆動する駆動信号を発生する駆動回
路、ならびに弾性表面波とブラツグ回折条件を満
足する角度で光導波層に入射された複数の光を、
第１の弾性表面波によつて順次回折させたのち、
第２の弾性表面波によつて順次回折させるよう、
２つの弾性表面波発生器のうちの少なくともいず
れか一方に与える駆動信号を遅延させる遅延回路
を備え、光導波層に互いに平行に入射されかつ入
射位置に応じて重みづけされた入射光によつて表
わされるデジタル量を、第１の弾性表面波によつ
て回折された光のパワーで表わされるアナログ量
に変換することを特徴する。第１の弾性表面波に
よつて回折されかつ光導波層から出射した光を集
光し、電気信号に変換したのちこれを積分するこ
とにより、アナログ量に変換された光信号を電気
信号として取出すことができる。 光導波層の光の入出力手段としては、グレーテ
イング、プリズムその他の光結合素子を用いるこ
とができる。弾性表面波発生器は、好ましくは櫛
形電極超音波振動子（インター・デジタル・トラ
ンスデユーサ、以下IDTという）である。そし
て、２つのIDTが、光導波層上において、光の伝
搬光路を挟んで対向し、かつ光の伝搬方向にずれ
た位置に配置される。 この発明による光DA変換装置においては、そ
の一部たとえば弾性表面波発生器を１つの基板上
に作製することが可能であり、しかも構造が非常
に簡単であるために容易に量産が可能となり、安
価に提供することができる。また、ワンチツプ上
に他の光機能素子と一緒に製作できるので、同一
基板上に多くの素子との集積が可能である。とく
にこの発明においては、２つの弾性表面波を発生
させるタイミングを遅延回路を用いて制御してい
るから、弾性表面波発生器の配置の自由度が大き
くとれ、かつ集積度を高めることが可能となる。 以下、図面を参照してこの発明の実施例につい
て詳述する。 第１図および第２図はこの発明の原理、すなわ
ち弾性表面波による音響光学効果を利用した光の
偏向と、２条の平行な光と弾性表面波とが交叉す
るときに、この弾性表面波によつて２条の光が偏
向される時点が、２条の光の相互間隔を弾性表面
波が伝搬するのに要する時間だけ、光の伝搬位置
に応じて異なることを示している。 第１図において、音響光学材料で形成された光
導波層に２条の光Ｐ１，Ｐ２が平行に入射してい
る。この光導波層上にはIDT１が設けられてい
る。IDT１に超音波電圧信号が印加されることに
より、光導波層表面に、平行破線で示すように、
周期的な屈折率変動である弾性表面波（以下
SAWという）が発生し、SAWはこの導波層表面
を音の伝搬速度で伝搬していく。SAWの波面は
光に対して回折格子として作用するので、SAW
の波面に小さい角度θで入射した光Ｐ１，Ｐ２
は、次の条件を満足するときにSAWによつて完
全に反射され、その進行方向が2θだけ変わる。 sinθ＝λ／２・１／Λ ……(1) ここで、 λ；光の波長 Λ；SAWの周期 これが、SAWを利用したブラツグ回折による
光の偏向である。 IDT１に超音波信号を印加する時点をt0とす
る。光Ｐ２は光Ｐ１よりもIDT１に近い位置に入
射している。SAWの伝搬速度をVS、IDT１の先
端から、光Ｐ１，Ｐ２がSAWによつて偏向され
る位置（回折点）までの距離をそれぞれl1，l2と
する。光Ｐ２は、時点ｔ０からl2／VSの時間が
経過した時点ｔ２でSAWによつて偏向され始め
る。光Ｐ１は、これよりも遅い、時点ｔ０から
l1／VSの時間が経過した時点ｔ１でSAWによつ
て偏向され始める。光Ｐ１とＰ２は、これらの光
のSAWの伝搬方向にとつた相互間隔ｌ１−ｌ２
に比例した時間ｔ１−ｔ２だけ偏向され始める時
点がずれることになる。この様子が第２図に示さ
れている。 第３図から第５図はこの発明の実施例を示して
いる。第３図において、音響光学結晶であるニオ
ブ酸リチウム（LiNbO3）単結晶１１の表面に、
チタン（Ti）を温度約1000℃で熱拡散すること
により、屈折率が結晶基板１１よりも３〜５×
10-3程度高く厚さが数μｍ程度の光導波層１２が
形成されている。この光導波層１２の両端部に、
光結合部２３，２４がそれぞれ形成され、８条の
平行な光Ｐ０〜Ｐ７が光結合部２３から光導波層
１２内に導入され、光導波層１２を伝搬する過程
で後述するようにSAW１（特許請求の範囲にお
ける第１の弾性表面波に相当）によつて偏光され
かつSAW２（特許請求の範囲における第２の弾
性表面波に相当）によつて偏向されていない光の
みが光結合部２４から出射される。光結合部２４
から出射された光は、レンズ２５で集光され、光
検知器２６に入力する。光検知器２６の出力は積
分器２７に送られ、ここで積分される。光結合部
２３，２４は、グレーテイング結合器またはプリ
ズム結合器などにより構成される。 光導波層１２内を伝搬する光Ｐ０〜Ｐ７に第(1)
式を満足する角度θで波面が交叉するSAW１を
発生するIDT２１と、SAW１に平行でかつ伝搬
方向が逆であるSAW２を発生するIDT２２とが、
光Ｐ０〜Ｐ７の光路を挟んで対向するように、光
導波層１２上に設けられている。SAW１とSAW
２とは平行であるから、SAW１によつて偏向さ
れた光は、SAW２との間でも第(1)式を満足する。
IDT２１とIDT２２は光の伝搬方向に適当な距離
だけずれている。これらのIDT２１，２２には、
超音波信号発生器２８によつて、超音波電圧信号
が印加される。IDT２２への超音波電圧信号は、
遅延回路２９によつて時間Tdだけ遅延されるの
で、SAW２はSAW１よりも時間Tdだけ遅れて
発生する。遅延回路２９としては超音波信号その
ものを遅延させる回路の他に、たとえばこれをゲ
ート回路としそのゲートを開く時間を時間Tdだ
け遅らせるものも含まれる。 SAW１による光Ｐ０，Ｐ１…Ｐ６，Ｐ７の回
折点とIDT２１の先端との間の距離をそれぞれ
la0、la1、…、la6、la7とする。la0＞la1＞…＞
la6＞la7である。またSAW１によつて偏向され
た光Ｐ０，Ｐ１…Ｐ６，Ｐ７がSAW２によつて
偏向される回折点とIDT２２の先端との間の距離
を、それぞれlb0、lb1、…lb6、lb7とする。lb0＜
lb1＜…＜lb6＜lb7である。lb0は非常に短い長さ
に設定されており、後述するように０とすること
も可能である。 SAW１および２が存在しない場合には、光結
合部２３から入射したＰ０〜Ｐ７は(A)で示すよう
に直進する。この状態で、時点ｔ０において発生
器２８から超音波信号が発生し、この超音波信号
がIDT２１に印加されると、まず時点ｔ０から
la7／VSの時間が経過したときに光Ｐ７がSAW
１によつて偏向される。SAW２はこの時点では
まだ発生していないから、SAW１によつて偏向
された光Ｐ７は(B)で示すように直進して光結合部
材２４に入射する。次に、時点ｔ０からla6／VS
の時間が経過したときに光Ｐ６はSAW１によつ
て偏向され、光結合部２４に達する。。同様にし
て光Ｐ５…Ｐ１が順次SAW１によつて偏向され、
最後に光Ｐ０が時点ｔ０からla0／VSが経過した
ときにSAW１によつて偏向されて光結合部２４
に達する。 第４図を参照して、遅延回路２９の遅延時間
Tdは、Td＝la0／VS＋Δtに設定されているもの
とする。ここでΔtは、SAWが距離lb0を進むのに
要する時間であり、Δt＝lb0／VSとする。光Ｐ０
がSAW１によつて偏向されてからΔtの時間が経
過したとき、すなわち時間ｔ０から時間Tdが経
過したときにIDT２２からSAW２が発生する。
そして、この時点からΔt＝lb0／VSの時間が経過
したときに、SAW２は光Ｐ０の回折点に達する
ので、光Ｐ０は(C)で示すようにSAW２によつて
回折されることになる。光Ｐ０が光結合部２４に
入射している時間は、Td＋lb0／VS−la0／VS
である。同様にしてSAW１によつて偏向された
(B)で示す光Ｐ１…Ｐ５，Ｐ６が順次SAW２によ
つて偏向され、最後に光Ｐ７が、SAW２の発生
時点からlb7／VSの時間が経過したときに、
SAW２によつて偏向される。光Ｐ１（ｉ＝０〜
７）がSAW２によつて偏向されると、これらの
光はもはや光結合部２４には入射しない。 光PiがSAW１によつて偏向されてからSAW２
によつて偏向されるまでの時間Ｔは、Ｔ＝Td＋
lbi／VS−lai／VSで表わされる。ここで（lbi＋
lai）／VS＝一定＝Tdと仮定すると、Ｔ＝２・
lbi／VSとなり、この式より光の入射位置すなわ
ち距離lbi（lai）を変化させることによつて時間Ｔ
を変化させることができることがわかる。光Piの
パワーPdが時間に関して一定ならば、光の入射
位置を変えることによつて、時間Ｔを制御し、光
結合部２４を経て光検知器２６に入力する光のパ
ワーPd・Ｔを制御することができる。 このように距離la（laiをlaで総称する、lbiにつ
いても同様）が大きくなりかつ距離lbが小さくな
るにつれて検知器２６によつて検出される光のパ
ワーは単調に減少する。そこで、距離laの最も大
きい光Ｐ０を、最下位ビツトLSBとして20の重み
をつけ、距離laの最も小さい光Ｐ７を最上位ビツ
トMSBとして27の重みをつける。他の光Piにも
同様に2iの重みをつける。この重みづけは、LSB
の光Ｐ０についての距離２・lb0を適当な単位と
なる距離をl0として20・l0で表わした場合に、各
光Piについての距離２・lbiを次式で表わされる
距離とすることにより実現できる。 ２・lbi＝2i・l0 ……(2) これより、 lbi＝１／２（2i・l0） ……(3) （lbi＋lai）／VS＝Tdを用いて、 lai＝Td・VS−lbi ……(4) と設定すればよいことが分る。 たとえば、Td・VSを500μｍ、l0を20μｍとし
た場合の各距離は次の表のようになる。
て表わされるデジタル光データを、光パワーとい
うアナログ量に変換する光DA変換装置、さらに
詳しくは弾性表面波による光のブラツグ回折現象
を利用した光DA変換装置に関する。 近年、光応用技術の進展はめざましく、これに
ともなつて種々の光機能素子が要求されている。
光機能素子の中でも光DA変換素子は、光通信、
光デイスク、光センサなどへの応用が可能であ
り、その必要性は大きいが、まだ実現されていな
いのが現状である。 この発明は、光応用に使用可能な光DA変換装
置を提供することを目的とする。 この発明による光DA変換装置は、音響光学材
料で形成された光導波層、光導波層上に設けら
れ、光導波層表面を互いに平行に伝搬する第１お
よび第２の２つの弾性表面波をそれぞれ発生する
第１および第２の弾性表面波発生器、両弾性表面
波発生器を駆動する駆動信号を発生する駆動回
路、ならびに弾性表面波とブラツグ回折条件を満
足する角度で光導波層に入射された複数の光を、
第１の弾性表面波によつて順次回折させたのち、
第２の弾性表面波によつて順次回折させるよう、
２つの弾性表面波発生器のうちの少なくともいず
れか一方に与える駆動信号を遅延させる遅延回路
を備え、光導波層に互いに平行に入射されかつ入
射位置に応じて重みづけされた入射光によつて表
わされるデジタル量を、第１の弾性表面波によつ
て回折された光のパワーで表わされるアナログ量
に変換することを特徴する。第１の弾性表面波に
よつて回折されかつ光導波層から出射した光を集
光し、電気信号に変換したのちこれを積分するこ
とにより、アナログ量に変換された光信号を電気
信号として取出すことができる。 光導波層の光の入出力手段としては、グレーテ
イング、プリズムその他の光結合素子を用いるこ
とができる。弾性表面波発生器は、好ましくは櫛
形電極超音波振動子（インター・デジタル・トラ
ンスデユーサ、以下IDTという）である。そし
て、２つのIDTが、光導波層上において、光の伝
搬光路を挟んで対向し、かつ光の伝搬方向にずれ
た位置に配置される。 この発明による光DA変換装置においては、そ
の一部たとえば弾性表面波発生器を１つの基板上
に作製することが可能であり、しかも構造が非常
に簡単であるために容易に量産が可能となり、安
価に提供することができる。また、ワンチツプ上
に他の光機能素子と一緒に製作できるので、同一
基板上に多くの素子との集積が可能である。とく
にこの発明においては、２つの弾性表面波を発生
させるタイミングを遅延回路を用いて制御してい
るから、弾性表面波発生器の配置の自由度が大き
くとれ、かつ集積度を高めることが可能となる。 以下、図面を参照してこの発明の実施例につい
て詳述する。 第１図および第２図はこの発明の原理、すなわ
ち弾性表面波による音響光学効果を利用した光の
偏向と、２条の平行な光と弾性表面波とが交叉す
るときに、この弾性表面波によつて２条の光が偏
向される時点が、２条の光の相互間隔を弾性表面
波が伝搬するのに要する時間だけ、光の伝搬位置
に応じて異なることを示している。 第１図において、音響光学材料で形成された光
導波層に２条の光Ｐ１，Ｐ２が平行に入射してい
る。この光導波層上にはIDT１が設けられてい
る。IDT１に超音波電圧信号が印加されることに
より、光導波層表面に、平行破線で示すように、
周期的な屈折率変動である弾性表面波（以下
SAWという）が発生し、SAWはこの導波層表面
を音の伝搬速度で伝搬していく。SAWの波面は
光に対して回折格子として作用するので、SAW
の波面に小さい角度θで入射した光Ｐ１，Ｐ２
は、次の条件を満足するときにSAWによつて完
全に反射され、その進行方向が2θだけ変わる。 sinθ＝λ／２・１／Λ ……(1) ここで、 λ；光の波長 Λ；SAWの周期 これが、SAWを利用したブラツグ回折による
光の偏向である。 IDT１に超音波信号を印加する時点をt0とす
る。光Ｐ２は光Ｐ１よりもIDT１に近い位置に入
射している。SAWの伝搬速度をVS、IDT１の先
端から、光Ｐ１，Ｐ２がSAWによつて偏向され
る位置（回折点）までの距離をそれぞれl1，l2と
する。光Ｐ２は、時点ｔ０からl2／VSの時間が
経過した時点ｔ２でSAWによつて偏向され始め
る。光Ｐ１は、これよりも遅い、時点ｔ０から
l1／VSの時間が経過した時点ｔ１でSAWによつ
て偏向され始める。光Ｐ１とＰ２は、これらの光
のSAWの伝搬方向にとつた相互間隔ｌ１−ｌ２
に比例した時間ｔ１−ｔ２だけ偏向され始める時
点がずれることになる。この様子が第２図に示さ
れている。 第３図から第５図はこの発明の実施例を示して
いる。第３図において、音響光学結晶であるニオ
ブ酸リチウム（LiNbO3）単結晶１１の表面に、
チタン（Ti）を温度約1000℃で熱拡散すること
により、屈折率が結晶基板１１よりも３〜５×
10-3程度高く厚さが数μｍ程度の光導波層１２が
形成されている。この光導波層１２の両端部に、
光結合部２３，２４がそれぞれ形成され、８条の
平行な光Ｐ０〜Ｐ７が光結合部２３から光導波層
１２内に導入され、光導波層１２を伝搬する過程
で後述するようにSAW１（特許請求の範囲にお
ける第１の弾性表面波に相当）によつて偏光され
かつSAW２（特許請求の範囲における第２の弾
性表面波に相当）によつて偏向されていない光の
みが光結合部２４から出射される。光結合部２４
から出射された光は、レンズ２５で集光され、光
検知器２６に入力する。光検知器２６の出力は積
分器２７に送られ、ここで積分される。光結合部
２３，２４は、グレーテイング結合器またはプリ
ズム結合器などにより構成される。 光導波層１２内を伝搬する光Ｐ０〜Ｐ７に第(1)
式を満足する角度θで波面が交叉するSAW１を
発生するIDT２１と、SAW１に平行でかつ伝搬
方向が逆であるSAW２を発生するIDT２２とが、
光Ｐ０〜Ｐ７の光路を挟んで対向するように、光
導波層１２上に設けられている。SAW１とSAW
２とは平行であるから、SAW１によつて偏向さ
れた光は、SAW２との間でも第(1)式を満足する。
IDT２１とIDT２２は光の伝搬方向に適当な距離
だけずれている。これらのIDT２１，２２には、
超音波信号発生器２８によつて、超音波電圧信号
が印加される。IDT２２への超音波電圧信号は、
遅延回路２９によつて時間Tdだけ遅延されるの
で、SAW２はSAW１よりも時間Tdだけ遅れて
発生する。遅延回路２９としては超音波信号その
ものを遅延させる回路の他に、たとえばこれをゲ
ート回路としそのゲートを開く時間を時間Tdだ
け遅らせるものも含まれる。 SAW１による光Ｐ０，Ｐ１…Ｐ６，Ｐ７の回
折点とIDT２１の先端との間の距離をそれぞれ
la0、la1、…、la6、la7とする。la0＞la1＞…＞
la6＞la7である。またSAW１によつて偏向され
た光Ｐ０，Ｐ１…Ｐ６，Ｐ７がSAW２によつて
偏向される回折点とIDT２２の先端との間の距離
を、それぞれlb0、lb1、…lb6、lb7とする。lb0＜
lb1＜…＜lb6＜lb7である。lb0は非常に短い長さ
に設定されており、後述するように０とすること
も可能である。 SAW１および２が存在しない場合には、光結
合部２３から入射したＰ０〜Ｐ７は(A)で示すよう
に直進する。この状態で、時点ｔ０において発生
器２８から超音波信号が発生し、この超音波信号
がIDT２１に印加されると、まず時点ｔ０から
la7／VSの時間が経過したときに光Ｐ７がSAW
１によつて偏向される。SAW２はこの時点では
まだ発生していないから、SAW１によつて偏向
された光Ｐ７は(B)で示すように直進して光結合部
材２４に入射する。次に、時点ｔ０からla6／VS
の時間が経過したときに光Ｐ６はSAW１によつ
て偏向され、光結合部２４に達する。。同様にし
て光Ｐ５…Ｐ１が順次SAW１によつて偏向され、
最後に光Ｐ０が時点ｔ０からla0／VSが経過した
ときにSAW１によつて偏向されて光結合部２４
に達する。 第４図を参照して、遅延回路２９の遅延時間
Tdは、Td＝la0／VS＋Δtに設定されているもの
とする。ここでΔtは、SAWが距離lb0を進むのに
要する時間であり、Δt＝lb0／VSとする。光Ｐ０
がSAW１によつて偏向されてからΔtの時間が経
過したとき、すなわち時間ｔ０から時間Tdが経
過したときにIDT２２からSAW２が発生する。
そして、この時点からΔt＝lb0／VSの時間が経過
したときに、SAW２は光Ｐ０の回折点に達する
ので、光Ｐ０は(C)で示すようにSAW２によつて
回折されることになる。光Ｐ０が光結合部２４に
入射している時間は、Td＋lb0／VS−la0／VS
である。同様にしてSAW１によつて偏向された
(B)で示す光Ｐ１…Ｐ５，Ｐ６が順次SAW２によ
つて偏向され、最後に光Ｐ７が、SAW２の発生
時点からlb7／VSの時間が経過したときに、
SAW２によつて偏向される。光Ｐ１（ｉ＝０〜
７）がSAW２によつて偏向されると、これらの
光はもはや光結合部２４には入射しない。 光PiがSAW１によつて偏向されてからSAW２
によつて偏向されるまでの時間Ｔは、Ｔ＝Td＋
lbi／VS−lai／VSで表わされる。ここで（lbi＋
lai）／VS＝一定＝Tdと仮定すると、Ｔ＝２・
lbi／VSとなり、この式より光の入射位置すなわ
ち距離lbi（lai）を変化させることによつて時間Ｔ
を変化させることができることがわかる。光Piの
パワーPdが時間に関して一定ならば、光の入射
位置を変えることによつて、時間Ｔを制御し、光
結合部２４を経て光検知器２６に入力する光のパ
ワーPd・Ｔを制御することができる。 このように距離la（laiをlaで総称する、lbiにつ
いても同様）が大きくなりかつ距離lbが小さくな
るにつれて検知器２６によつて検出される光のパ
ワーは単調に減少する。そこで、距離laの最も大
きい光Ｐ０を、最下位ビツトLSBとして20の重み
をつけ、距離laの最も小さい光Ｐ７を最上位ビツ
トMSBとして27の重みをつける。他の光Piにも
同様に2iの重みをつける。この重みづけは、LSB
の光Ｐ０についての距離２・lb0を適当な単位と
なる距離をl0として20・l0で表わした場合に、各
光Piについての距離２・lbiを次式で表わされる
距離とすることにより実現できる。 ２・lbi＝2i・l0 ……(2) これより、 lbi＝１／２（2i・l0） ……(3) （lbi＋lai）／VS＝Tdを用いて、 lai＝Td・VS−lbi ……(4) と設定すればよいことが分る。 たとえば、Td・VSを500μｍ、l0を20μｍとし
た場合の各距離は次の表のようになる。
【表】
以上のことにより、光Ｐ０をLSB、光Ｐ７を
MSBとして８ビツト２進数で表わされる光Ｐ０
〜Ｐ７によるデジタル量が、光結合部２４を経て
光検知器２６により検知される光パワーというア
ナログ量に変換されることが理解されるであろ
う。第５図は、２進数10110101を表わす光Ｐ０〜
Ｐ７が入力したときの光検知器２６の出力信号波
形を示しており、この出力信号が積分器２７で積
分されることにより、最終的なアナログ電気信号
が得られる。ここで１は光有、０は光無である。 上記実施例において、遅延回路２９の遅延時間
をTd＋Δtと設定することにより、IDT２２を光
路に近づけlb0＝０とすることができることも容
易に理解されよう。また、la7＝０とすることも
できる。 また上記実施例では、光信号Ｐ０〜Ｐ７を２進
数によつて重みづけしているが、光の入射位置に
応じて任意の重みづけができるのは言うまでもな
い。また、光導波路はLiNbO3にTiを熱拡散する
ことにより形成されているが、他の音響光学材料
および他の方法によつて実現することもできる。
さらに、IDT２１と２２とは反対方向に伝搬する
SAWを発生するように配置されているが、同方
向に伝搬するSAWを発生するように配置するこ
ともできる。SAWの発生器としてはIDTの他に
ガン・ダイオードその他の素子を用いることがで
きる。 さらに上記実施例においては、IDT２１の
SAW１によつて偏向された光を光結合部２４に
入力させ、SAW２による偏向によつて光結合部
２４への光の入力を禁止させているが、IDT２１
と２２の機能を逆にすることもできる。この場合
には、第３図におけるIDT２１，２２の配置また
はIDT２１，２２を光路により接近させた配置に
おいて、光Ｐ０〜Ｐ７をSAW２とブラツグ角θ
で交叉するように入射させ、これらの光をまず
SAW２によつて偏向させ、偏向された光を結合
部２４によつて受ける。そして、IDT２１からの
SAW１の発生を遅延回路によつて若干遅らせ、
その後入射光をSAW１によつて偏向させて、
SAW２によつて偏向された光が結合部２４に入
射するのを禁止する。 この場合にはSAW２が特許請求の範囲におけ
る第１の弾性表面波に、SAW１が第２の弾性表
面波にそれぞれ相当する。 第６図は他の実施例を示している。ここでは、
１つの光DA変換装置に、上述の光Ｐ０〜Ｐ７か
ら構成される光群PAに加えて、同様に位置に応
じて重みづけされかつ互いに平行な光Ｐ１０〜Ｐ
１７から構成される光群PBが入射し、それぞれ
光DA変換される。光群PAと光群PBの光DA変
換時点は異なつている。光群PAの光DA変換に
おいては、切換スイツチ３０が(a)側に接続され、
SAW２がSAW１よりも若干遅れて発生すること
により、第３図に示す光群PAと全く同じように
光DA変換される。 光群PBは、SAW１による光群PAの偏向点と
同一点でSAW１によつて偏向されるように、か
つ入射角が光群PAと2θだけ異なる角度で光導波
層１２に入射される。光Ｐ１０のSAW１による
回折点とIDT２１の先端との距離をla、SAW１
によつて偏向された光Ｐ１０のSAW２による回
折点とIDT２２の先端との間の距離をlbとする
と、lbはlaよりもほんの少し（2Δt・VS）大きく
設定されている。したがつて、光群PBの光DA
変換にさいしては、SAW１と２とを同時に発生
させることができ、切替スイツチ３０は(b)側に接
続される。この光群PBの光もまた、まずSAW１
によつて順次偏向され、光結合部２４、レンズ２
５を経て光検知器３６に入力し、その後SAW２
によつて順次偏向され検知器３６に入力するのが
禁止される。検知器３６の出力は積分器３７によ
つて積分される。 光群PAとPBのいずれを先に光DA変換しても
よいが、一方の光群の光DA交換終了後、一旦
SAWの発生が停止される。そして、他方の光群
の伝搬経路上にSAWが存在しなくなつたのちに
他方の光群の光DA変換が行なわれる。 この実施例において、両光結合部２３，２４を
結ぶ光の伝搬方向を軸として両群軸PA，PBが対
象になるように、かつSAW１の伝搬経路上で交
叉するように両光群PA，PBが入射しているか
ら、SAW１によつて偏向された光群PA，PBは、
互いに遠ざかる方向に出射する。したがつて、光
DA変換後の両光群を互いに分離することが容易
であり、かつ集光レンズ２５の位置調整も容易で
ある、という利点をもつている。 第６図において、IDT２１が光路により接近し
て配置され、laがlbよりもはるに小さい場合に
は、光群PBの光DA変換のさいにSAW１はSAW
２よりも若干遅れて発生するように制御される。
逆にlaがlbよりも大きい場合には、光群PBの光
DA変換のさいに、SAW２がSAW１よりも遅れ
て発生するように制御される。 １つの光DA変換装置に２群以上の光群を入射
させる仕方には、第６図に示すもの以外に種々あ
る。いずれにしても、２群以上の光群の入射位
置、入射方向、および入射時点の少なくともいず
かこ１つを異ならせるようにすればよい。 この発明による光DA変換装置は、種々の応用
が可能である。第７図は、カードの穿孔読取り装
置の例である。カード４１には、所定の原則によ
つて重みづけされ、かつデータを表わす孔４２が
あけられている。レーザ・アレイ４３からの光Ｐ
はカード４１の孔４２を通つてバンドル・フアイ
バ４４によつて受けられ、光コネクタ４６を経て
光DA変換装置１０に入力する。ここでDA変換
された光信号は光フアイバ４５から出力される。 第８図は、オーデイオ・デイスクの読取りおよ
び処理装置の例である。オーデイオ・デイスク５
１から読取られたシリアルな光信号は、光電OE
変換装置５２で電気信号に変換され、かつパラレ
ルなデータに変換されてシフト・レジスタに記憶
される。シフト・レジスタに記憶されたデータに
もとづいてレーザ・アレイ５３から入射位置に応
じて重みづけされたレーザ光が発光され、光DA
変換装置１０に入射される。DA変換された光信
号は、光フアイバ４５から出力される。
MSBとして８ビツト２進数で表わされる光Ｐ０
〜Ｐ７によるデジタル量が、光結合部２４を経て
光検知器２６により検知される光パワーというア
ナログ量に変換されることが理解されるであろ
う。第５図は、２進数10110101を表わす光Ｐ０〜
Ｐ７が入力したときの光検知器２６の出力信号波
形を示しており、この出力信号が積分器２７で積
分されることにより、最終的なアナログ電気信号
が得られる。ここで１は光有、０は光無である。 上記実施例において、遅延回路２９の遅延時間
をTd＋Δtと設定することにより、IDT２２を光
路に近づけlb0＝０とすることができることも容
易に理解されよう。また、la7＝０とすることも
できる。 また上記実施例では、光信号Ｐ０〜Ｐ７を２進
数によつて重みづけしているが、光の入射位置に
応じて任意の重みづけができるのは言うまでもな
い。また、光導波路はLiNbO3にTiを熱拡散する
ことにより形成されているが、他の音響光学材料
および他の方法によつて実現することもできる。
さらに、IDT２１と２２とは反対方向に伝搬する
SAWを発生するように配置されているが、同方
向に伝搬するSAWを発生するように配置するこ
ともできる。SAWの発生器としてはIDTの他に
ガン・ダイオードその他の素子を用いることがで
きる。 さらに上記実施例においては、IDT２１の
SAW１によつて偏向された光を光結合部２４に
入力させ、SAW２による偏向によつて光結合部
２４への光の入力を禁止させているが、IDT２１
と２２の機能を逆にすることもできる。この場合
には、第３図におけるIDT２１，２２の配置また
はIDT２１，２２を光路により接近させた配置に
おいて、光Ｐ０〜Ｐ７をSAW２とブラツグ角θ
で交叉するように入射させ、これらの光をまず
SAW２によつて偏向させ、偏向された光を結合
部２４によつて受ける。そして、IDT２１からの
SAW１の発生を遅延回路によつて若干遅らせ、
その後入射光をSAW１によつて偏向させて、
SAW２によつて偏向された光が結合部２４に入
射するのを禁止する。 この場合にはSAW２が特許請求の範囲におけ
る第１の弾性表面波に、SAW１が第２の弾性表
面波にそれぞれ相当する。 第６図は他の実施例を示している。ここでは、
１つの光DA変換装置に、上述の光Ｐ０〜Ｐ７か
ら構成される光群PAに加えて、同様に位置に応
じて重みづけされかつ互いに平行な光Ｐ１０〜Ｐ
１７から構成される光群PBが入射し、それぞれ
光DA変換される。光群PAと光群PBの光DA変
換時点は異なつている。光群PAの光DA変換に
おいては、切換スイツチ３０が(a)側に接続され、
SAW２がSAW１よりも若干遅れて発生すること
により、第３図に示す光群PAと全く同じように
光DA変換される。 光群PBは、SAW１による光群PAの偏向点と
同一点でSAW１によつて偏向されるように、か
つ入射角が光群PAと2θだけ異なる角度で光導波
層１２に入射される。光Ｐ１０のSAW１による
回折点とIDT２１の先端との距離をla、SAW１
によつて偏向された光Ｐ１０のSAW２による回
折点とIDT２２の先端との間の距離をlbとする
と、lbはlaよりもほんの少し（2Δt・VS）大きく
設定されている。したがつて、光群PBの光DA
変換にさいしては、SAW１と２とを同時に発生
させることができ、切替スイツチ３０は(b)側に接
続される。この光群PBの光もまた、まずSAW１
によつて順次偏向され、光結合部２４、レンズ２
５を経て光検知器３６に入力し、その後SAW２
によつて順次偏向され検知器３６に入力するのが
禁止される。検知器３６の出力は積分器３７によ
つて積分される。 光群PAとPBのいずれを先に光DA変換しても
よいが、一方の光群の光DA交換終了後、一旦
SAWの発生が停止される。そして、他方の光群
の伝搬経路上にSAWが存在しなくなつたのちに
他方の光群の光DA変換が行なわれる。 この実施例において、両光結合部２３，２４を
結ぶ光の伝搬方向を軸として両群軸PA，PBが対
象になるように、かつSAW１の伝搬経路上で交
叉するように両光群PA，PBが入射しているか
ら、SAW１によつて偏向された光群PA，PBは、
互いに遠ざかる方向に出射する。したがつて、光
DA変換後の両光群を互いに分離することが容易
であり、かつ集光レンズ２５の位置調整も容易で
ある、という利点をもつている。 第６図において、IDT２１が光路により接近し
て配置され、laがlbよりもはるに小さい場合に
は、光群PBの光DA変換のさいにSAW１はSAW
２よりも若干遅れて発生するように制御される。
逆にlaがlbよりも大きい場合には、光群PBの光
DA変換のさいに、SAW２がSAW１よりも遅れ
て発生するように制御される。 １つの光DA変換装置に２群以上の光群を入射
させる仕方には、第６図に示すもの以外に種々あ
る。いずれにしても、２群以上の光群の入射位
置、入射方向、および入射時点の少なくともいず
かこ１つを異ならせるようにすればよい。 この発明による光DA変換装置は、種々の応用
が可能である。第７図は、カードの穿孔読取り装
置の例である。カード４１には、所定の原則によ
つて重みづけされ、かつデータを表わす孔４２が
あけられている。レーザ・アレイ４３からの光Ｐ
はカード４１の孔４２を通つてバンドル・フアイ
バ４４によつて受けられ、光コネクタ４６を経て
光DA変換装置１０に入力する。ここでDA変換
された光信号は光フアイバ４５から出力される。 第８図は、オーデイオ・デイスクの読取りおよ
び処理装置の例である。オーデイオ・デイスク５
１から読取られたシリアルな光信号は、光電OE
変換装置５２で電気信号に変換され、かつパラレ
ルなデータに変換されてシフト・レジスタに記憶
される。シフト・レジスタに記憶されたデータに
もとづいてレーザ・アレイ５３から入射位置に応
じて重みづけされたレーザ光が発光され、光DA
変換装置１０に入射される。DA変換された光信
号は、光フアイバ４５から出力される。
第１図および第２図はこの発明の原理を示すた
めのものであつて、第１図は光の偏向の様子を示
す説明図、第２図は光が偏向されるタイミングを
示すタイム・チヤート、第３図はこの発明の実施
例を示すものであつて、光DA変換装置の斜視
図、第４図は光DA変換装置から出力される光信
号を示すタイム・チヤート、第５図は光検知器の
出力信号を示す波形図、第６図はこの発明の他の
実施例を示す斜視図、第７図および第８図は光
DA変換装置の応用例を示す構成図である。 １，２１，２２……櫛形電極超音波振動子
（IDT）、１１……LiNbO3基板、１２……光導波
層、２３，２４……光結合部、２５……レンズ、
２６，３６……光検知器、２７，３７……積分
器、２９……遅延回路、PO〜Ｐ７，Ｐ１０〜Ｐ
１７……光、PA，PB……光群。
めのものであつて、第１図は光の偏向の様子を示
す説明図、第２図は光が偏向されるタイミングを
示すタイム・チヤート、第３図はこの発明の実施
例を示すものであつて、光DA変換装置の斜視
図、第４図は光DA変換装置から出力される光信
号を示すタイム・チヤート、第５図は光検知器の
出力信号を示す波形図、第６図はこの発明の他の
実施例を示す斜視図、第７図および第８図は光
DA変換装置の応用例を示す構成図である。 １，２１，２２……櫛形電極超音波振動子
（IDT）、１１……LiNbO3基板、１２……光導波
層、２３，２４……光結合部、２５……レンズ、
２６，３６……光検知器、２７，３７……積分
器、２９……遅延回路、PO〜Ｐ７，Ｐ１０〜Ｐ
１７……光、PA，PB……光群。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 音響光学材料で形成された光導波層、 光導波層上に設けられ、光導波層表面を互いに
平行に伝搬する第１および第２の２つの弾性表面
波をそれぞれ発生する第１および第２の弾性表面
波発生器、 上記両弾性表面波発生器を駆動する駆動信号を
発生する駆動回路、ならびに 弾性表面波とブラツグ回折条件を満足する角度
で光導波層に入射された複数の光を、上記第１の
弾性表面波によつて順次回折させたのち、上記第
２の弾性表面波によつて順次回折させるよう、上
記第１および第２の２つの弾性表面波発生器のう
ちの少なくともいずれか一方に与える駆動信号を
遅延させる遅延回路を備え、 光導波層に互いに平行に入射されかつ入射位置
に応じて重みづけされた入射光によつて表わされ
るデジタル量を、上記第１の弾性表面波によつて
回折された光のパワーで表わされるアナログ量に
変換する光DA変換装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2957382A JPS58145923A (ja) | 1982-02-24 | 1982-02-24 | 光ｄａ変換装置 |
| US06/452,807 US4568911A (en) | 1981-12-29 | 1982-12-23 | Method and device for optical D-A conversion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2957382A JPS58145923A (ja) | 1982-02-24 | 1982-02-24 | 光ｄａ変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58145923A JPS58145923A (ja) | 1983-08-31 |
| JPH0377497B2 true JPH0377497B2 (ja) | 1991-12-10 |
Family
ID=12279851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2957382A Granted JPS58145923A (ja) | 1981-12-29 | 1982-02-24 | 光ｄａ変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58145923A (ja) |
-
1982
- 1982-02-24 JP JP2957382A patent/JPS58145923A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58145923A (ja) | 1983-08-31 |
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