JPH04155310A

JPH04155310A - 音響光学素子

Info

Publication number: JPH04155310A
Application number: JP28117590A
Authority: JP
Inventors: Fumio Tanaka; 文雄田中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1990-10-18
Publication date: 1992-05-28

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。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は音響光学効果を用いてレーザ光の変調用に使用
される音響光学素子に関するものであり、さらにその中
の高速の変調を行う素子に関するものである。

従来の技術従来のこの種の音響光学素子は、第３図に示すような動
作原理であり、第４図に示すような基本構造がある。ま
た、その改良型には、例えば第５図に示すような特開昭
６３−１１８７１１号公報で開示された構造などがある
。以下、図面を参照しながら従来の音響光学素子につい
て説明する。なお、各図における同一部分は同一記号で
示している。

第３図及び第４図において、１は音響光学媒体で、Ｔ　
ｅ　Ｏ＊などの単結晶が用いられる。２は圧電素子で、
ＬｉＮｂＯ５などの単結晶が用いられ、第１の電極３を
兼ねた！ｎなどの金属により音響光学媒体１に接着され
ている。上記圧電素子２の背面には、第２の電極４が設
けられている。

そして、高周波電源５からの信号は、リード線６．７、
接続部８．９を介して、第１及び第２の電極３．４に印
加される。この印加された電気信号は、圧電素子２によ
り同じ周波数の超音波信号となって音響光学媒体１内に
放射され伝搬する。

このとき、一定の角度で入射したレーザ光■は回折され
、回折光Ｉｔ　と非回折光（透過光）■、が発生する。

この角度２θは次の近位式で表わさする。

２θ＝λ・ｆ／ｖ　　・・・（１）ここで、λは光波長、ｆは超音波の周波数、ｖ１音響光
光学体の音速である。一方、回折光の強１は電気信号の
振幅に依存し、また高い回折効；は、Ｋｌｅｉｎの定数
Ｑが、Ｑ　＝　２　ｘ　Ｌ　＋　　λｆ”／ｎｖ”≧４　ｔ　
　川（２）の条件下で得られる。ここで、Ｌ、は圧電素
子（電極の長さ、ｎは音響光学媒体の屈折率である。

また、最大回折効率を得るための電気人力Ｐｔは、Ｌｌ
に垂直な方向の圧電素子の電極の高さ（Ｈとすると、Ｈ
／Ｌｌ　に比例する。例えば、光控長６３２．８ｎ−周
波数２００ＭＨｚの音響光学素子では、Ｌ、が３閣、Ｈ
が０．４ｍ、Ｐπが０．６−程度となる発明が解決しよ
うとする課題上記例にも示すように、このような音響光学」子を高速
の光変調用に使用する場合は、周波党が高くなるととも
に、圧電素子の電極の大きさＬ＋ｘＨもかなり小さなも
のとなる。この圧電譚ｈ　　　子の電極へのリード線の
接続部には金属または金属粒子を含む樹脂が用いられる
ため、圧電素子により励振された超音波が接続部の金属
にも伝搬し・よ　　　吸収され、音響光学媒体への超音
波の放射の妨げ虻　　　となり、不均一な超音波エネル
ギーの放射になり斡　　　易い欠点があった。これを防
ぐために、接続部を小さくすると、接続強度が小さくな
り、信転性に欠けることになり、実用的ではなかった。

）　　　　この欠点を解決する一例が、第５図に示すよ
うな構造である。第５回において、圧電素子２の背面内
で、光ビームの方向と交差する方向に電極リード接続部
８ａと、上記電極リード接続部８ａと１　　　超音波放
射を行う電極４とを電気的に接続する配線パターン４ａ
を設け、上記電極リード配線部８ａに金属または金属粒
子含有樹脂でリード線６を接続するようにしたものであ
る。しかしながら、このように工夫しても、電極の高さ
Ｈに対しζ　　　光ビームの径が十分小さければよいが
、Ｈに近い光ビーム径になると配線パターン４ａの部分
によ“　　　る超音波の放射の影響が無視できなくなり
、やはり不均一な超音波エネルギーの放射になる欠点は
残っていた。

本発明は、このような課題を解決するものであり、均一
な超音波エネルギーの放射が得られ、高速の光変調を行
うときにも光ビームへの影響が少なく、しかも信転性の
高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。

ｌ［題を解決するための手段この課題を解決するために本発明は、圧電素子の背面に
設けた電極を、光ビームの方向に線対称な形状とし、そ
の一端部を残して有機系材料を主成分とするソルダーレ
ジスト膜で覆うとともに、上記端部でハンダによりリー
ド線を接続するようにしたものである。

作用この構成により、放射される超音波の高さＨ方向の対称
性が得られるとともに、高周波領域でもほとんど吸音作
用のない有機系材料を主成分とするソルダーレジスト膜
により上記（２）式で示される長さし、を決定し、逆に
、高周波領域で良好に吸音作用のあるハンダにより音響
光学素子への超音波の放射を抑えて、かつ、信転性の高
いリード線への接続ができることになる。そして、ハン
ダによる吸音作用が不完全であっても、電極の対称性と
上記（２）式からも明らかなように、長さに対する下限
の制限へは影響がないため、音響光学素子へは実効的に
均一な超音波エネルギーの放射が得られることになる。

実施例以下、本発明の一実施例を図面によって説明する。第１
図は本発明の一実施例を示す動作原理を説明するための
図であり、第２図はその基本構造を示す図であり、従来
例と同一箇所には同一符号が付しである。

第１図および第２図において、圧電素子２の背面には軸
Ａを対称軸とする第２の電極４ｂが設けられている。そ
の長さはＬＺ、高さはＨである。

この電極４ｂの上には、電極４ｂの一端部より長さＬ　
ｔ　　Ｌ　、を残してエポキシ系などの有機系材料を主
成分とするソルダーレジスト膜１０が印刷などの方法で
設けられ、電極４ｂを覆っている。また、リード線６は
上記電極４ｂの露出部においてハンダにより接続部８ｂ
に接続されている。もう一方の接続部９は、ハンダでも
金属粒子を含む権脂でもよい。

このように構成した本発明による音響光学素子に高周波
電源５からの電気信号を印加すると、圧電素子２により
Ｌｚ　ＸＨの範囲で超音波信号が発生するが、上述のよ
うに接続部８ｂで超音波信号が吸収され、音響光学媒体
１へはＬ＋　ｘＨの範囲から放射されることになる。ま
た、音響光学媒体１内の動作は従来の技術で説明した通
りである。

そして、接続部８ｂを適度な大きさにすれば、ハンダの
表面張力などにより超音波の吸収をＡ軸に対称にしかも
十分な量だけ設けることができる。

したがって、音響光学媒体１へは均一な超音波エネルギ
ーの放射が得られることになる。また、リード線６の接
続の信軌性も同時に確保できる。

発明の効果このような構成により、本発明の音響光学素子は、均一
な超音波エネルギーの放射が得られ、高速の光変調を行
うときにも光ビームへの影響が少なく、しかも信転性の
高いものを提供できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による音響光学素子の動作原理を説明す
るための図、第２図はその基本構造を示す図、第３図は
従来の音響光学素子の動作原理を説明するための図、第
４図はその基本構造を示す図、第５図は従来の音響光学
素子の改良型の構造を示す図である。１・・・・・・音響光学媒体、２・・・・・・圧電素子
、３・・・・・・第１の電極、４ｂ・・・・・・第２の
電極、６．７・・・・・・リード線、８ｂ、９・・・・
・・接続部、１０・・・・・・ソルダーレジスト膜。代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ほか２名１−　音
Ｖｔ　学　縛悴２−−−　ａ　ｔ　＊　子３−−−　＊　ｆのｔｆ！勘−凛２の電源６．７−−−リード緯ＩＯ−ツルターレジスト順第１図嬉　２Ｉ！Ｉ

Claims

【特許請求の範囲】

音響光学媒体に圧電素子を接着し、上記圧電素子の接着
面と、これに対向する背面に、それぞれ電圧を印加して
超音波放射を行う第１及び第２の電極を設け、かつ上記
圧電素子の背面に設けた第２の電極を、光ビームの方向
に線対称な形状とし、その一端部を残して有機系材料を
主成分とするソルダーレジスト膜で覆うとともに、上記
端部でハンダによりリード線を接続したことを特徴とす
る音響光学素子。