JPH04162022A - 光偏向素子 - Google Patents
光偏向素子Info
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- JPH04162022A JPH04162022A JP2287007A JP28700790A JPH04162022A JP H04162022 A JPH04162022 A JP H04162022A JP 2287007 A JP2287007 A JP 2287007A JP 28700790 A JP28700790 A JP 28700790A JP H04162022 A JPH04162022 A JP H04162022A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
-
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0267—Integrated focusing lens
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
［産業上の利用分野］
本発明は光ディスクやＣＤ、ビデオディスクなどの光ピ
ツクアップ、あるいは光スペクトルアナライザーに用い
られる、光偏向素子、およびその製造方法に関する。
ツクアップ、あるいは光スペクトルアナライザーに用い
られる、光偏向素子、およびその製造方法に関する。
【従来の技術］
従来、ジオデシックレンズを用いた光源一体型Ｓ Ａ
Ｗ光偏向素子では、朝倉書店刊、日本応用物理学会光学
懇話会編「光集積回路ｊ ｐ２２８に記載のように、Ｓ
ＡＷを励振させるために、たとえばＬＪＮｂ○３のよう
な圧電効果を有する誘電体結晶材料を光導波路層として
用いていた。またそのとき素子の小型化のために、光導
波路端面に半導体レーザを接合し、半導体レーザからの
光をコリメートするための光導波路レンズを導波路上に
設けている。さらに光導波路レンズにはいくつかの種類
があるが、半導体レーザの波長変動による色収差の低減
のため、原理的に色収差のないジオデシックレンズを用
いられている。 したがってこの素子の加工に際しては、まず基板結晶材
料にジオデシックレンズをダイヤモンドハイＩ〜により
精密回転切削加工を行い、さらに切削によって生しる結
晶材料特有の表面粗さを曲面ポリレンズによって改善す
る。しかるのちにチタン熱拡散やプロトン交換なとで光
導波層を作製し。 さらにＳＡＷ励振のための電極をパターニングし、高周
波発振回路を接続し、さらにその後半導体レーザを光導
波路端面に接合することによって、光源一体形表面弾性
波光偏向素子をつくっていた。 ［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術てはダイヤモンドバイトによるジオデシッ
クレンズの切削加工およびポリレンズ加工に各々数時間
の加工時間を要するため、生産性が悪いという欠点があ
った。加工時間を短縮する有力な方法としてはモールド
加工がある。しかしモールド加工できる材料はガラスや
プラスチックなどのアモルファス材料に限られるので、
表面弾性波励振に必要な圧電効果を持つ結晶のモールド
による成形は不可能である。したがって表面弾性波光偏
向素子用の光導波路材料に対して、ジオデシックレンズ
のモールド加工を行うことはできなかった。 本発明の目的は上記の問題に対し、ジオデシックレンズ
をガラスなどのアモルファス材料にモールド加工したう
えで、表面弾性波を励振させえる光導波路を形成した表
面弾性波光偏向素子を提供することにある。 またモールド加工は通常、ガラスなどを熱溶融状態にし
て行うため、高温が必要とされ、冷却固化に時間を要す
る上、加工に危険も伴う。 そこで本発明の他の目的はジオデシックレンズのモール
ド加工において、ガラスなどの熱溶融状態のような高温
を必要としない方法によってつくられた表面弾性波光偏
向素子を提供することにある。 さらにジオデシックレンズモールド加工に紫外線効果樹
脂を用いる際に、平面基板と凸状雄型との間に樹脂を充
填して固化させる方法では、たとえば１．２ｍｍの深さ
のジオデシックレンズを作るためには、場所による樹脂
の厚さの違いも１゜２ｍｍとなる。紫外線硬化樹脂の体
積収縮率はおよそ１０％程度であるので、１次元方向の
長さはおよそ９７％になる。したがって形状変化は場所
によって約３６μｍ変動することになる。これによって
ジオデシックレンズ形状が変形するという問題が生じる
。これに対する本発明のさらに他の目的は紫外線硬化樹
脂の固化における変形などの影響を低減させたジオデシ
ックレンズを用いた表面弾性波光偏向素子を提供するこ
とにある。 ［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、熱溶融ガラスや熱溶融プラ
スチックを必要とされるジオデシックレンズ凹形状と嵌
合する凸形状を有する雄型に流し込み、冷却固化させて
ジオデシックレンズ形状を成形し、しかるのちにニオブ
酸リチウムまたは酸化亜鉛のような、電気機械結合係数
０．５％以上、音響光学良度指数］、、０Ｘ１０−］８
ｓ３／ｇ以上の材料を、スパッタまたはＭＢＥまたはＣ
ＶＤまたはＶＰＥによりジブシックレンズ部および周辺
の平面部分に連続的に結晶成長またはＣ軸配向成長させ
ることによって光導波層を形成する７ 酸化亜鉛はスパッタによりガラス上にＣ軸配向成長させ
た例が報告されており、光導波損失は５ｄ Ｂ ／ ｃ
ｍ、さらにＣＯ２レーザによるアニールを併用するこ
とで５ｉ０２基板では０．５ｄＢ／ｃｍの値が報告され
ている。 雄型はモールド加工における被熱溶融材料の融売以上の
融点をもつ材料に、ジオデシックレンズを裏返した凸形
状をダイアモンドバイトによる切削加工などで加工する
。光導波層を形成したのちは、表面弾性波励振用電極を
アルミニウムなどで形成し、該電極に高周波電圧を印加
するための高周波回路および線路を配設する。さらに半
導体レーザを表面弾性波に対してブラッグ条件を満たす
光導波路端面位置に接合し、表面弾性波光偏向素子を形
成する。 上記他の目的を達成するためには、上記手段のうちジオ
デシックレンズのモールドにおいて、ガラスなどの基板
に紫外線硬化樹脂を塗布し、必要とされるジオデシック
レンズ凹形状と嵌合する凸形状を有する雄型を密着させ
たのち、紫外線を照射して樹脂を固化させる。紫外線硬
化樹脂を用いる場合には雄型は高融点材料である必要は
なく、切削加工のしやすい軟質金属などに凸形状を加工
すればよい。あるいはジオデシックレンズ形状そのもの
を一度紫外線硬化樹脂で凸状雄型に転写しておき、これ
を雄型としても良い。以下は上記と同様に、圧電材料を
レンズ部および平面部に連続的に結晶成長あるいはＣ軸
配向成長させ、さらに表面弾性波励振電極、高周波発振
回路、半導体レーザを装着することによって、表面弾性
波光偏向素子を形成する。 さらに上記他の目的を達成するためには、紫外線硬化樹
脂によるモールド加工に先立ち、基板に最終的に加工す
るジオデシックレンズ形状に近い球面などの粗形状を超
音波加工法、あるいはモールド加工法などで加工する。 しかるのちにジオデシックレンズの凹形状に嵌合する凸
状雄型を紫外線硬化樹脂をはさんで密着させ、紫外線を
当てて樹脂を硬化させる。以下上記同様に、圧電材料を
レンズ部および平面部に連続的に結晶成長あるいはＣ軸
配向成長させて光導波層をつくり、さらに表面弾性波励
振電極、高周波発振回路、半導体レーザを装着すること
によって、表面弾性波光偏向素子を形成する。 ［作用） ジオデシックレンズをモールド加工したのち、圧電効果
をもつ誘電体結晶を結晶成長、あるいはＣ軸配向成長さ
せることによって、従来よりも加工時間を短縮すること
が可能となり生産性は大幅に向上する。 またモールド加工に紫外線硬化樹脂を導入すれば、高温
を必要とせず、安全性に優れ、生産コストも削減するこ
とができる。さらにガラスモールドなどの加工方法で冷
却固化に要していた時間も短縮でき、量産性をさらに向
上させることができる。 また紫外線硬化樹脂によるモールド加工において、あら
かじめ基板に最終的に加工するジオデシックレンズ形状
に近い球面などの粗形状を加工しておくことによって、
樹脂の固化に伴う変形の影響を軽減させることができる ジオデシックレンズをモールド加工したのち、光導波層
を形成し、表面弾性波励振電極、半導体レーザを装着し
て光偏向素子を作製する。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図を用いて詳細に説明する。 第１図は本発明の一実施例になる光源一体形表面弾性波
光偏向素子の基本構成図である。光導波層３の端面に接
合された半導体レーザ１からの光はジオデシックレンズ
２によってコリメートされたのち、高周波電圧６を印加
された表面弾性波励振用電極５より発生する表面弾性波
によってブラッグ回折され、光導波層より出射する。回
折光は高周波電圧６の周波数の高低に応じて回折角が可
変にできる。このとき基板４はあらかしめジオデシック
レンズ２の形状をモールド加工したガラスあるいはプラ
スチックを用いる。光導波層３は酸化亜鉛、ニオブ酸リ
チウムなどの結晶成長、あるいはＣ軸配向成長薄膜であ
る。 第２図は紫外線硬化樹脂層７を用いてジオデシックレン
ズ２の形状をモールド加工して形成した表面弾性波光偏
向素子である。平面状の基板４に直接樹脂でモールド成
形する方法と、紫外線硬化樹脂によるモールド成形に伴
い、あらかじめレンズ形状に近い粗形状を形成しておく
方法がある。 第３図はガラスあるいはプラスチックによるジオデシッ
クレンズのモールド成形を行う、素子の形成プロセスを
示す。容器ｉｏに入れた熱溶融状態の、ガラスあるいは
プラスチックに、ジオデシックレンズ形状に嵌合する凸
形状を有する雄型８の形状を転写し、冷却同化後、たと
えばスパッタで酸化亜鉛などの分子ビーム９を基板に照
射し、ＣＭＩ配向膜の光導波層３を形成する。このあと
必要に応し、そして半導体レーザ１及び表面弾性波励振
電極５を装着する。 第４図に紫外線硬化樹脂によるジオデシックレンズのモ
ールド成形を行う、素子の作製プロセスを示す。基板４
と雄型８の間に紫外線硬化樹脂７を充填し、紫外線１］
を照射して樹脂を固化させる。そののち分子ビーム９を
照射して、表面弾性波を励振可能な光導波層３を形成し
、半導体レーザ１と表面弾性波励振用電極５を装着する
。 第５図に紫外線硬化樹脂によるジオデシックレンズのモ
ール１〜成形において、あらかしめレンズ形状に近い粗
形状を形成しておく場合の、素子の作製プロセスを示す
。あらかしめ球面などの粗形状をモールド加工あるいは
超音波加工なとで形成した基板４と雄型８の間に紫外線
硬化樹脂７を充填し、紫外線１１を照射して固化させ、
ジオデシックレンズ形状を形成する。しかるのちに圧電
効果をもつ誘電体光通波層３をスパッタなとの方法で形
成し、半導体レーザ１、表面弾性波励振用電極５を装着
する。 第６図に本発明による光源一体形表面弾性波光偏向素子
を光デイスクピックアップに応用した実施例を示す。表
面弾性波によって偏向されたのち光導波層３を出射した
光はシリンダレンズ１２によってコリメートされ、トラ
ッキング信号を得るためのサブスポットをつくる回折格
子１３、ビームスプリッタ１４、ミラーＩＳ、集光レン
ズ１６を経て、光デイスク上に集光される。ここで集光
レンズ１６は光軸方向に可動なアクチュエータに搭載さ
れている。 ディスクからの反射光は集光レンズ１６、ミラー１５を
経てビームスプリッタ１４で反射されて、集光レンズ１
６を通って、ビームスプリンタ１４を透過、及び反射の
各々でホトディテクタ１７上に集光される。このとき両
ディテクタはそれぞれ領域分割されたディテクタを用い
、その出力からトラッキング誤差信号、フォーカス誤差
信号、再生信号を得る。トラッキング誤差信号は、それ
がＯになるよに表面弾性波励振用の高周波電圧の周波数
にフィードバックされる。フォーカス誤差信号は、やは
りそれが０になるように集光レンズ１６を光軸方向に動
かすアクチュエータにフィードバックされる。 第７図
に本発明による光源一体形表面弾性波光偏向素子をスペ
クトルアナライザーに応用した実施例を示す。先導波Ｍ
３の端面に接合された半導体レーザ１からの光はコリメ
ート用のジオデシックレンズ２によって平行光とされた
のち、表面弾性波励振用電極５から発生する表面弾性波
によってブラッグ回折される。このとき電極に印加され
る高周波電圧に周波数スペクトルを調べたい信号を入力
すると、光の回折角はそのときの周波数に比例する。回
折された光は集光用のジオデシックレンズによってディ
テクタアレイ１９上に集光される。この集光位置が表面
弾性波による光の回折角に対応しているため、信号のス
ペクトルを知ることができる。 【発明の効果】 ジオデシックレンズをモールド加工したのち、圧電効果
をもつ誘電体結晶を結晶成長、あるいはＣ軸配向成長さ
せることによって、従来よりも加工時間を短縮すること
が可能となる。たとえば従来ジオデシックレンズの切削
加工に約２時開栓度、ボリシングでも約２時開栓度を要
している。これがたとえばガラスモールド加工を行うこ
とにより。 １個あたり数分で加工できる。これによって生産性は大
幅に向上する。 またモールド加工に紫外線硬化樹脂を導入すれば、高温
を必要とせず、安全性に優れ、生産コストも削減するこ
とができる。さらに紫外線の照射時間はほぼ３０秒程度
であるため、ガラスモールドなどの加工方法で冷却同化
に要していた時間も短縮でき、量産性をさらに向上させ
ることができる。 また紫外線硬化樹脂によるモールド加工において、あら
かじめ基板に最終的に加工するジオデシックレンズ形状
に近い球面などの粗形状を加工しておくことによって、
樹脂の固化に伴う変形の影響を軽減させることができる
。 第８図に、光導波路中でのジオデシックレンズの焦点距
離がたとえば２１．５ｍｍの場合でのジオデシックレン
ズ形状２０とそれに最も近い球面形状２１との関係を示
す。ここで、レンズの深さは１．．２ｍｍ、レンズ形状
と最近接球面どの誤差は１１０μｍ程度である。したが
って紫外線硬化樹脂層厚を最低１０μｍとすれば、粗形
状を加工しない場合には樹脂層厚さ分布は１０μｒｎか
ら１゜２ｍｍ、加工した場合には１０μｍから１２０μ
ｍ程度にすることができるので、固化に伴う形状変化を
１０分の１にすることができる。つまり紫外線硬化樹脂
の体積収縮率を１０％としたときには形状変化を３６μ
ｍから３．６μｍにおさえることができる。
Ｗ光偏向素子では、朝倉書店刊、日本応用物理学会光学
懇話会編「光集積回路ｊ ｐ２２８に記載のように、Ｓ
ＡＷを励振させるために、たとえばＬＪＮｂ○３のよう
な圧電効果を有する誘電体結晶材料を光導波路層として
用いていた。またそのとき素子の小型化のために、光導
波路端面に半導体レーザを接合し、半導体レーザからの
光をコリメートするための光導波路レンズを導波路上に
設けている。さらに光導波路レンズにはいくつかの種類
があるが、半導体レーザの波長変動による色収差の低減
のため、原理的に色収差のないジオデシックレンズを用
いられている。 したがってこの素子の加工に際しては、まず基板結晶材
料にジオデシックレンズをダイヤモンドハイＩ〜により
精密回転切削加工を行い、さらに切削によって生しる結
晶材料特有の表面粗さを曲面ポリレンズによって改善す
る。しかるのちにチタン熱拡散やプロトン交換なとで光
導波層を作製し。 さらにＳＡＷ励振のための電極をパターニングし、高周
波発振回路を接続し、さらにその後半導体レーザを光導
波路端面に接合することによって、光源一体形表面弾性
波光偏向素子をつくっていた。 ［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術てはダイヤモンドバイトによるジオデシッ
クレンズの切削加工およびポリレンズ加工に各々数時間
の加工時間を要するため、生産性が悪いという欠点があ
った。加工時間を短縮する有力な方法としてはモールド
加工がある。しかしモールド加工できる材料はガラスや
プラスチックなどのアモルファス材料に限られるので、
表面弾性波励振に必要な圧電効果を持つ結晶のモールド
による成形は不可能である。したがって表面弾性波光偏
向素子用の光導波路材料に対して、ジオデシックレンズ
のモールド加工を行うことはできなかった。 本発明の目的は上記の問題に対し、ジオデシックレンズ
をガラスなどのアモルファス材料にモールド加工したう
えで、表面弾性波を励振させえる光導波路を形成した表
面弾性波光偏向素子を提供することにある。 またモールド加工は通常、ガラスなどを熱溶融状態にし
て行うため、高温が必要とされ、冷却固化に時間を要す
る上、加工に危険も伴う。 そこで本発明の他の目的はジオデシックレンズのモール
ド加工において、ガラスなどの熱溶融状態のような高温
を必要としない方法によってつくられた表面弾性波光偏
向素子を提供することにある。 さらにジオデシックレンズモールド加工に紫外線効果樹
脂を用いる際に、平面基板と凸状雄型との間に樹脂を充
填して固化させる方法では、たとえば１．２ｍｍの深さ
のジオデシックレンズを作るためには、場所による樹脂
の厚さの違いも１゜２ｍｍとなる。紫外線硬化樹脂の体
積収縮率はおよそ１０％程度であるので、１次元方向の
長さはおよそ９７％になる。したがって形状変化は場所
によって約３６μｍ変動することになる。これによって
ジオデシックレンズ形状が変形するという問題が生じる
。これに対する本発明のさらに他の目的は紫外線硬化樹
脂の固化における変形などの影響を低減させたジオデシ
ックレンズを用いた表面弾性波光偏向素子を提供するこ
とにある。 ［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、熱溶融ガラスや熱溶融プラ
スチックを必要とされるジオデシックレンズ凹形状と嵌
合する凸形状を有する雄型に流し込み、冷却固化させて
ジオデシックレンズ形状を成形し、しかるのちにニオブ
酸リチウムまたは酸化亜鉛のような、電気機械結合係数
０．５％以上、音響光学良度指数］、、０Ｘ１０−］８
ｓ３／ｇ以上の材料を、スパッタまたはＭＢＥまたはＣ
ＶＤまたはＶＰＥによりジブシックレンズ部および周辺
の平面部分に連続的に結晶成長またはＣ軸配向成長させ
ることによって光導波層を形成する７ 酸化亜鉛はスパッタによりガラス上にＣ軸配向成長させ
た例が報告されており、光導波損失は５ｄ Ｂ ／ ｃ
ｍ、さらにＣＯ２レーザによるアニールを併用するこ
とで５ｉ０２基板では０．５ｄＢ／ｃｍの値が報告され
ている。 雄型はモールド加工における被熱溶融材料の融売以上の
融点をもつ材料に、ジオデシックレンズを裏返した凸形
状をダイアモンドバイトによる切削加工などで加工する
。光導波層を形成したのちは、表面弾性波励振用電極を
アルミニウムなどで形成し、該電極に高周波電圧を印加
するための高周波回路および線路を配設する。さらに半
導体レーザを表面弾性波に対してブラッグ条件を満たす
光導波路端面位置に接合し、表面弾性波光偏向素子を形
成する。 上記他の目的を達成するためには、上記手段のうちジオ
デシックレンズのモールドにおいて、ガラスなどの基板
に紫外線硬化樹脂を塗布し、必要とされるジオデシック
レンズ凹形状と嵌合する凸形状を有する雄型を密着させ
たのち、紫外線を照射して樹脂を固化させる。紫外線硬
化樹脂を用いる場合には雄型は高融点材料である必要は
なく、切削加工のしやすい軟質金属などに凸形状を加工
すればよい。あるいはジオデシックレンズ形状そのもの
を一度紫外線硬化樹脂で凸状雄型に転写しておき、これ
を雄型としても良い。以下は上記と同様に、圧電材料を
レンズ部および平面部に連続的に結晶成長あるいはＣ軸
配向成長させ、さらに表面弾性波励振電極、高周波発振
回路、半導体レーザを装着することによって、表面弾性
波光偏向素子を形成する。 さらに上記他の目的を達成するためには、紫外線硬化樹
脂によるモールド加工に先立ち、基板に最終的に加工す
るジオデシックレンズ形状に近い球面などの粗形状を超
音波加工法、あるいはモールド加工法などで加工する。 しかるのちにジオデシックレンズの凹形状に嵌合する凸
状雄型を紫外線硬化樹脂をはさんで密着させ、紫外線を
当てて樹脂を硬化させる。以下上記同様に、圧電材料を
レンズ部および平面部に連続的に結晶成長あるいはＣ軸
配向成長させて光導波層をつくり、さらに表面弾性波励
振電極、高周波発振回路、半導体レーザを装着すること
によって、表面弾性波光偏向素子を形成する。 ［作用） ジオデシックレンズをモールド加工したのち、圧電効果
をもつ誘電体結晶を結晶成長、あるいはＣ軸配向成長さ
せることによって、従来よりも加工時間を短縮すること
が可能となり生産性は大幅に向上する。 またモールド加工に紫外線硬化樹脂を導入すれば、高温
を必要とせず、安全性に優れ、生産コストも削減するこ
とができる。さらにガラスモールドなどの加工方法で冷
却固化に要していた時間も短縮でき、量産性をさらに向
上させることができる。 また紫外線硬化樹脂によるモールド加工において、あら
かじめ基板に最終的に加工するジオデシックレンズ形状
に近い球面などの粗形状を加工しておくことによって、
樹脂の固化に伴う変形の影響を軽減させることができる ジオデシックレンズをモールド加工したのち、光導波層
を形成し、表面弾性波励振電極、半導体レーザを装着し
て光偏向素子を作製する。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図を用いて詳細に説明する。 第１図は本発明の一実施例になる光源一体形表面弾性波
光偏向素子の基本構成図である。光導波層３の端面に接
合された半導体レーザ１からの光はジオデシックレンズ
２によってコリメートされたのち、高周波電圧６を印加
された表面弾性波励振用電極５より発生する表面弾性波
によってブラッグ回折され、光導波層より出射する。回
折光は高周波電圧６の周波数の高低に応じて回折角が可
変にできる。このとき基板４はあらかしめジオデシック
レンズ２の形状をモールド加工したガラスあるいはプラ
スチックを用いる。光導波層３は酸化亜鉛、ニオブ酸リ
チウムなどの結晶成長、あるいはＣ軸配向成長薄膜であ
る。 第２図は紫外線硬化樹脂層７を用いてジオデシックレン
ズ２の形状をモールド加工して形成した表面弾性波光偏
向素子である。平面状の基板４に直接樹脂でモールド成
形する方法と、紫外線硬化樹脂によるモールド成形に伴
い、あらかじめレンズ形状に近い粗形状を形成しておく
方法がある。 第３図はガラスあるいはプラスチックによるジオデシッ
クレンズのモールド成形を行う、素子の形成プロセスを
示す。容器ｉｏに入れた熱溶融状態の、ガラスあるいは
プラスチックに、ジオデシックレンズ形状に嵌合する凸
形状を有する雄型８の形状を転写し、冷却同化後、たと
えばスパッタで酸化亜鉛などの分子ビーム９を基板に照
射し、ＣＭＩ配向膜の光導波層３を形成する。このあと
必要に応し、そして半導体レーザ１及び表面弾性波励振
電極５を装着する。 第４図に紫外線硬化樹脂によるジオデシックレンズのモ
ールド成形を行う、素子の作製プロセスを示す。基板４
と雄型８の間に紫外線硬化樹脂７を充填し、紫外線１］
を照射して樹脂を固化させる。そののち分子ビーム９を
照射して、表面弾性波を励振可能な光導波層３を形成し
、半導体レーザ１と表面弾性波励振用電極５を装着する
。 第５図に紫外線硬化樹脂によるジオデシックレンズのモ
ール１〜成形において、あらかしめレンズ形状に近い粗
形状を形成しておく場合の、素子の作製プロセスを示す
。あらかしめ球面などの粗形状をモールド加工あるいは
超音波加工なとで形成した基板４と雄型８の間に紫外線
硬化樹脂７を充填し、紫外線１１を照射して固化させ、
ジオデシックレンズ形状を形成する。しかるのちに圧電
効果をもつ誘電体光通波層３をスパッタなとの方法で形
成し、半導体レーザ１、表面弾性波励振用電極５を装着
する。 第６図に本発明による光源一体形表面弾性波光偏向素子
を光デイスクピックアップに応用した実施例を示す。表
面弾性波によって偏向されたのち光導波層３を出射した
光はシリンダレンズ１２によってコリメートされ、トラ
ッキング信号を得るためのサブスポットをつくる回折格
子１３、ビームスプリッタ１４、ミラーＩＳ、集光レン
ズ１６を経て、光デイスク上に集光される。ここで集光
レンズ１６は光軸方向に可動なアクチュエータに搭載さ
れている。 ディスクからの反射光は集光レンズ１６、ミラー１５を
経てビームスプリッタ１４で反射されて、集光レンズ１
６を通って、ビームスプリンタ１４を透過、及び反射の
各々でホトディテクタ１７上に集光される。このとき両
ディテクタはそれぞれ領域分割されたディテクタを用い
、その出力からトラッキング誤差信号、フォーカス誤差
信号、再生信号を得る。トラッキング誤差信号は、それ
がＯになるよに表面弾性波励振用の高周波電圧の周波数
にフィードバックされる。フォーカス誤差信号は、やは
りそれが０になるように集光レンズ１６を光軸方向に動
かすアクチュエータにフィードバックされる。 第７図
に本発明による光源一体形表面弾性波光偏向素子をスペ
クトルアナライザーに応用した実施例を示す。先導波Ｍ
３の端面に接合された半導体レーザ１からの光はコリメ
ート用のジオデシックレンズ２によって平行光とされた
のち、表面弾性波励振用電極５から発生する表面弾性波
によってブラッグ回折される。このとき電極に印加され
る高周波電圧に周波数スペクトルを調べたい信号を入力
すると、光の回折角はそのときの周波数に比例する。回
折された光は集光用のジオデシックレンズによってディ
テクタアレイ１９上に集光される。この集光位置が表面
弾性波による光の回折角に対応しているため、信号のス
ペクトルを知ることができる。 【発明の効果】 ジオデシックレンズをモールド加工したのち、圧電効果
をもつ誘電体結晶を結晶成長、あるいはＣ軸配向成長さ
せることによって、従来よりも加工時間を短縮すること
が可能となる。たとえば従来ジオデシックレンズの切削
加工に約２時開栓度、ボリシングでも約２時開栓度を要
している。これがたとえばガラスモールド加工を行うこ
とにより。 １個あたり数分で加工できる。これによって生産性は大
幅に向上する。 またモールド加工に紫外線硬化樹脂を導入すれば、高温
を必要とせず、安全性に優れ、生産コストも削減するこ
とができる。さらに紫外線の照射時間はほぼ３０秒程度
であるため、ガラスモールドなどの加工方法で冷却同化
に要していた時間も短縮でき、量産性をさらに向上させ
ることができる。 また紫外線硬化樹脂によるモールド加工において、あら
かじめ基板に最終的に加工するジオデシックレンズ形状
に近い球面などの粗形状を加工しておくことによって、
樹脂の固化に伴う変形の影響を軽減させることができる
。 第８図に、光導波路中でのジオデシックレンズの焦点距
離がたとえば２１．５ｍｍの場合でのジオデシックレン
ズ形状２０とそれに最も近い球面形状２１との関係を示
す。ここで、レンズの深さは１．．２ｍｍ、レンズ形状
と最近接球面どの誤差は１１０μｍ程度である。したが
って紫外線硬化樹脂層厚を最低１０μｍとすれば、粗形
状を加工しない場合には樹脂層厚さ分布は１０μｒｎか
ら１゜２ｍｍ、加工した場合には１０μｍから１２０μ
ｍ程度にすることができるので、固化に伴う形状変化を
１０分の１にすることができる。つまり紫外線硬化樹脂
の体積収縮率を１０％としたときには形状変化を３６μ
ｍから３．６μｍにおさえることができる。
第１図はガラスあるいはプラスチックモールド加工によ
る実施例の表面弾性波光偏向素子の斜視図、第２図は紫
外線硬化樹脂による実施例の表面弾性波光偏向素子の斜
視図、第３図ないし第５図は、それぞれ本発明の実施例
によるモールド加工のプロセスを示す断面図、第６図は
本発明による光デイスクピックアップの実施例を示す模
式図、第７図は本発明による光スペクトルアナライザー
の実施例を示す斜視図、第８図は焦点距離２１゜５ｍｍ
のジオデシックレンズの形状とそれに最も近い球面形状
の関係を示す図である。 符号の説明
る実施例の表面弾性波光偏向素子の斜視図、第２図は紫
外線硬化樹脂による実施例の表面弾性波光偏向素子の斜
視図、第３図ないし第５図は、それぞれ本発明の実施例
によるモールド加工のプロセスを示す断面図、第６図は
本発明による光デイスクピックアップの実施例を示す模
式図、第７図は本発明による光スペクトルアナライザー
の実施例を示す斜視図、第８図は焦点距離２１゜５ｍｍ
のジオデシックレンズの形状とそれに最も近い球面形状
の関係を示す図である。 符号の説明
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ガラスあるいはプラスチックよりなる光導波路基板
と該基板上にくぼみを設けることによってなるジオデシ
ックレンズと該ジオデシックレンズを含む該基板上に設
けられたニオブ酸リチウムまたは酸化亜鉛のような表面
弾性波を励振せしめることのできる材料よりなる光導波
層と該光導波層の端面に接合された半導体レーザと該半
導体レーザとはジオデシックレンズをはさんで反対側の
光導波路上に設けられた表面弾性波を励振せしめる櫛形
電極とによってなる表面弾性波光偏向素子であって、該
ジオデシックレンズが基板上に該ジオデシックレンズの
凹形状と嵌合する凸状雄型に熱溶融状態の基板材料を流
し込んだのち、固化させることによってモールド加工さ
れたレンズであり、かつ該光導波層が該ジオデシックレ
ンズをモールド加工したのちに、ジオデシックレンズ表
面および周辺の平面部分にスパッタまたはＭＢＥまたは
ＣＶＤまたはＶＰＥにより結晶成長またはＣ軸配向成長
させることによってつくられた表面弾性波を励振可能な
圧電効果のある光導波層であることを特徴とする光偏向
素子。 ２、特許請求の範囲第１項記載の光偏向素子であって、
モールドによるジオデシックレンズを含む光導波路基板
作製時において平面基板に紫外線硬化樹脂を用いて該ジ
オデシックレンズ形状を形成することを特徴とする光偏
向素子。 ３、特許請求の範囲第２項記載の光偏向素子であって、
紫外線硬化樹脂によるジオデシックレンズモールド加工
に際して、基板上にあらかじめ該ジオデシックレンズ形
状に近い粗加工形状を形成したのち、該紫外線硬化樹脂
によってジオデシックレンズ形状を形成することを特徴
とする光偏向素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2287007A JPH04162022A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 光偏向素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2287007A JPH04162022A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 光偏向素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04162022A true JPH04162022A (ja) | 1992-06-05 |
Family
ID=17711824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2287007A Pending JPH04162022A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 光偏向素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04162022A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994006052A1 (en) * | 1992-09-10 | 1994-03-17 | Fujitsu Limited | Optical circuit system and its constituents |
| JPH06289346A (ja) * | 1992-09-01 | 1994-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 誘電体光導波路素子およびその製造方法 |
| US6693736B1 (en) | 1992-09-10 | 2004-02-17 | Fujitsu Limited | Optical circuit system and components of same |
| WO2009041568A1 (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | 光素子 |
-
1990
- 1990-10-26 JP JP2287007A patent/JPH04162022A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06289346A (ja) * | 1992-09-01 | 1994-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 誘電体光導波路素子およびその製造方法 |
| WO1994006052A1 (en) * | 1992-09-10 | 1994-03-17 | Fujitsu Limited | Optical circuit system and its constituents |
| US5757989A (en) * | 1992-09-10 | 1998-05-26 | Fujitsu Limited | Optical circuit system capable of producing optical signal having a small fluctuation and components of same |
| US6215585B1 (en) | 1992-09-10 | 2001-04-10 | Fujitsu Limited | Optical circuit system and components of same technical field |
| US6693736B1 (en) | 1992-09-10 | 2004-02-17 | Fujitsu Limited | Optical circuit system and components of same |
| WO2009041568A1 (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | 光素子 |
| JP2009086335A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光素子 |
| US8315496B2 (en) | 2007-09-28 | 2012-11-20 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical element |
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