JPH04181231A - Waveguide type electrooptical device - Google Patents

Waveguide type electrooptical device

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JPH04181231A
JPH04181231A JP24747290A JP24747290A JPH04181231A JP H04181231 A JPH04181231 A JP H04181231A JP 24747290 A JP24747290 A JP 24747290A JP 24747290 A JP24747290 A JP 24747290A JP H04181231 A JPH04181231 A JP H04181231A
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JP
Japan
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optical
waveguide
light
electrode
type electro
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Application number
JP24747290A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuzo Yoshimura
徹三 吉村
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

PURPOSE:To easily form a thin film by interposing a transparent electrode and/or a buffer layer between electrodes consisting of an opaque insulating substance and acting as a function for the change of refractive index which is generated in an optical film in the case of impressing voltage on the electrode. CONSTITUTION:An organic non-linear type optical film 4 is the crystal of a light deflecting element and consists of a thin film whose thickness (d) is <=100mum. The electrodes 5 and 6 are formed on both sides of the optical film 4, and if the electrodes 5 and 6 are opaque to use light, the buffer layer consisting of the insulating substance which is transparent to the light is interposed to form the electrode. When the voltage is impressed between the electrodes 5 and 6, the refractive index of the optical film 4 is changed and light advancing straight is deflected by an angle theta. Since the organic non-linear type optical material is easily made into the thin film, the deflection angle thetais made large. Then, a scanning device is miniaturized and the device which is not provided with a movable part is realized, then the service life of the device is made longer, the assembling and the adjustment thereof are simplified.

Description

【発明の詳細な説明】 (概 要] 導波路型の電気光学デバイスに関し、 電子光学効果が大きく、かつ薄膜化が容易であるという
有機非線形光学材料の特長を生かした高性能な導波路型
電気光学デバイスを提供することを目的とし、 有機非線形光学材料を導波路として用いた電気光学デバ
イスであって、前記有機非線形光学材料が膜厚100廂
以下の有機非線形光学膜であり、該光学膜がその両側を
、用いられる光に対して透明な電極及び/又は用いられ
る光に対して透明な絶縁性バッファー層を前記光学膜の
側に有する不透明な電極ではさみこまれてサンドイッチ
構造体を構成しており、そして該デバイスが、前記両電
極間に電圧を印加した時、前記光学膜において発生せし
められる屈折率変化の機能として動作せしめられるよう
に構成する。
[Detailed Description of the Invention] (Summary) Regarding waveguide-type electro-optical devices, we have developed a high-performance waveguide-type electro-optical device that takes advantage of the features of organic nonlinear optical materials, which have a large electro-optic effect and can be easily made into thin films. The object of the present invention is to provide an electro-optical device using an organic nonlinear optical material as a waveguide, wherein the organic nonlinear optical material is an organic nonlinear optical film having a thickness of 100 cm or less, and the optical film is The sandwich structure is sandwiched on both sides by electrodes that are transparent to the light used and/or opaque electrodes that have an insulating buffer layer transparent to the light used on the side of the optical film. and the device is configured to operate as a function of the refractive index change generated in the optical film when a voltage is applied between the two electrodes.

〔産業上の利用分野] 本発明は導波路型の電気光学デバイスに関し、さらに詳
しく述べると、有機非線形光学材料を導波路として用い
た電気光学デバイスに関する。本発明は、なかんずく、
光走査などに適する導波路型の有機光偏向素子(ここで
は、「光偏向器」ともいう)、レーザダイオード(LD
) 、フォトダイオード(FD)、半導体装置(半導体
ICはか)などと複合化されている有機E○デバイス、
偏向器方式の光スイッチ、その他のEOデバイスに関す
る。なお、EOデバイスとは電気光学デバイスの意であ
る。本発明によるEOデバイスは、光通信や光コンピュ
ータの分野ばかりでなく、医療、民生、その他の分野に
おいて有利に利用することができる。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a waveguide-type electro-optic device, and more specifically, to an electro-optic device using an organic nonlinear optical material as a waveguide. The invention inter alia comprises:
Waveguide-type organic optical deflection elements (herein also referred to as "optical deflectors") suitable for optical scanning, laser diodes (LD
), photodiodes (FD), organic E○ devices that are combined with semiconductor devices (semiconductor ICs), etc.
This invention relates to deflector type optical switches and other EO devices. Note that the EO device means an electro-optical device. The EO device according to the present invention can be advantageously used not only in the fields of optical communications and optical computers, but also in medical, consumer, and other fields.

〔従来の技術] 周知の通り、非線形光学材料は、電圧印加又はレーザ光
の強電界下で2次もしくは3次の非線形光学効果を示す
材料であり、また、現象面から、光周波数変換、光スイ
ッチング、光増幅等の多くの素子機能を奏するので、光
通信や光コンピュータなどの分野において基幹素材とし
て注目されている。従来の典型的な非線形光学材料は無
機系の材料であり、KD2PO4(KDP)、 LiN
b0z、 KNbO3,LiTa0zなどの結晶が公知
である。そして、1983年ごろからは有機非線形光学
材料の開発及び研究が活発に行われている。代表的な有
機非線形光学材料は次の通りである: そして、最近に至っては、LiNb0:+ (L Nと
略称される)の10〜100倍程度の電気光学効果(ポ
ッケルス効果)を奏し、しかも薄膜化が容易である有機
非線形光学材料も出現し、業界の注目を集めている。
[Prior Art] As is well known, a nonlinear optical material is a material that exhibits a second-order or third-order nonlinear optical effect when a voltage is applied or under a strong electric field of laser light. Since it performs many element functions such as switching and optical amplification, it is attracting attention as a core material in fields such as optical communications and optical computers. Typical conventional nonlinear optical materials are inorganic materials, such as KD2PO4 (KDP) and LiN.
Crystals such as b0z, KNbO3, and LiTa0z are known. Since around 1983, development and research on organic nonlinear optical materials has been actively conducted. Typical organic nonlinear optical materials are as follows: Recently, LiNb0:+ (abbreviated as LN) has an electro-optic effect (Pockels effect) that is about 10 to 100 times stronger. Organic nonlinear optical materials that can be easily made into thin films have also emerged and are attracting industry attention.

ところで、非線形光学材料の主たる利用分野の1つに光
走査がある。例えば、レーザプリンタ装置は、ポリゴン
ミラーやホログラムディスクを回転させることで、レー
ザ光を走査して感光ドラムに潜像を形成し、この潜像を
現像した後に普通紙などに転写するようになっているけ
れども、レーザ光走査に非線形光学材料を有利に用いる
ことができる。なぜなら、上述のような機械式の光走査
装置は、可動部が有るため、寿命や組立て・調整などに
問題があり、また所定の光路長を要するため装置が大型
になる、という問題があるからである。したがって、こ
のような光記録装置の高性能化のためには、可動部の無
い非機械式の光走査装置を用いることが考えられる。ま
た、高速な光走査が可能になれば、光情報処理の分野に
おける応用範囲も拡大できる。
By the way, one of the main fields of application of nonlinear optical materials is optical scanning. For example, a laser printer device scans a laser beam to form a latent image on a photosensitive drum by rotating a polygon mirror or a hologram disk, and after developing this latent image, it is transferred onto plain paper, etc. However, nonlinear optical materials can be advantageously used for laser beam scanning. This is because the above-mentioned mechanical optical scanning device has moving parts, which poses problems in terms of lifespan, assembly, and adjustment, and also requires a predetermined optical path length, making the device large. It is. Therefore, in order to improve the performance of such an optical recording device, it is conceivable to use a non-mechanical optical scanning device without moving parts. Furthermore, if high-speed optical scanning becomes possible, the range of applications in the field of optical information processing can be expanded.

非機械式の光走査装置のため、従来は無機系の非線形光
学材料が用いられてきた。この従来の非機械式の光走査
装置は、第1図に示されるように(第1図は本発明の基
本原理を示したものであるけれども、従来の装置の基本
原理も非線形光学材料の違いを除いてこれに同じである
)、リチウムナイオベート(LiNbO:+)の単結晶
からなる無機非線形光学膜4と該光学結晶の上下両面に
形成されたプリズム状の電極5及び6とから構成された
ものである。リチウムナイオベート(LN)の単結晶4
に光が入射すると、通常は矢印a、のように直進するが
、画電極5及び6間に電圧を印加すると、プリズム状電
極5及び6間の領域の屈折率が変化するために、矢印a
2のように出射光が偏向される。このときの偏向角θは
、印加電圧の増大とともに太き(なるため、電圧を徐々
に上げることで、理論上、光走査が可能となる。
Conventionally, inorganic nonlinear optical materials have been used for non-mechanical optical scanning devices. As shown in Fig. 1, this conventional non-mechanical optical scanning device (although Fig. 1 shows the basic principle of the present invention, the basic principle of the conventional device also depends on the differences in nonlinear optical materials). It is composed of an inorganic nonlinear optical film 4 made of a single crystal of lithium niobate (LiNbO: It is something that Lithium niobate (LN) single crystal 4
When light is incident, it normally travels in a straight line as shown by arrow a, but when a voltage is applied between the picture electrodes 5 and 6, the refractive index of the area between the prismatic electrodes 5 and 6 changes.
The emitted light is deflected as shown in 2. The deflection angle θ at this time increases as the applied voltage increases (thus, by gradually increasing the voltage, optical scanning becomes theoretically possible.

ところが、上述のようにLN結晶を用いた光偏向素子(
光走査装置)では、印加電圧10kVでようやく1°程
度の偏向角θしか得られず、性能が著しく低いために、
光偏向素子としては実用性に欠ける。より具体的に説明
すると、前記のように電極間に電圧印加したときの屈折
率変化Δnは、次式(1): で表される。ここに、rは当該LN結晶の電気光学係数
、■は印加電圧、そしてdは当該素子の結晶部の厚さで
ある。ところが、LNはその電気光学係数rが30pm
/V程度と小さく、またその結晶の厚さdも1IIII
11程度までしか薄くできない。そのため、前記のよう
に偏向角θが極めて小さ(なり、光走査などを行うため
の光偏向素子としては実用性に欠ける。よって、現在、
印加電圧が低くても偏向角が大きく、かつ充分実用化が
可能な光偏向素子を実現することが望まれている。
However, as mentioned above, a light deflection element using an LN crystal (
With the optical scanning device), only a deflection angle θ of about 1° can be obtained with an applied voltage of 10 kV, and the performance is extremely low.
It lacks practicality as a light deflection element. To explain more specifically, the refractive index change Δn when a voltage is applied between the electrodes as described above is expressed by the following formula (1). Here, r is the electro-optical coefficient of the LN crystal, ■ is the applied voltage, and d is the thickness of the crystal part of the device. However, LN has an electro-optic coefficient r of 30 pm.
/V, and the crystal thickness d is also 1III.
It can only be made thinner to about 11. Therefore, as mentioned above, the deflection angle θ is extremely small, making it impractical as an optical deflection element for optical scanning.
It is desired to realize an optical deflection element that has a large deflection angle even when the applied voltage is low and can be put into practical use sufficiently.

非線形光学材料を利用した別の電気光学デバイスに光ス
イッチがある。しかし、従来のLiNb0z([、N)
を用いた方向性結合器方式の光スイッチは、温度による
特性の変動が大きい、マトリクス化する際にチャネル数
の2乗に比例して方向性結合器の数(クロスポイントの
数)を増加しなければならないので、ロス、クロストー
ク等の欠陥発生が増大し、また、駆動方法や電極の引き
出しが複雑になるといった問題をかかえている。よって
、改良された光スイッチを実現することも望まれている
Another electro-optic device that utilizes nonlinear optical materials is an optical switch. However, the conventional LiNb0z([,N)
Directional coupler type optical switches using As a result, defects such as loss and crosstalk increase, and the driving method and electrode extraction become complicated. Therefore, it is also desired to realize an improved optical switch.

また、非線形光学材料を利用した別の電気光学デバイス
に光変調器がある。このデバイスは、上記した光偏向素
子、光スイッチなどと同様、電極を設けて電圧を印加す
ることにより駆動可能であり、したがってこれら関連の
デバイスを「ポッケルス効果を利用した光回路デバイス
」と称することができる。かかる光回路デバイスは、し
かし、電極パターンが固定されてしまうためにデバイス
機能にフレキンビリティがなくなる、電極の引き出しが
煩雑である、などといった問題をかかえている。よって
、改良された光書き込み型光回路デバイスを実現するこ
とも望まれている。
Another electro-optical device using nonlinear optical materials is an optical modulator. This device, like the optical deflection element, optical switch, etc. described above, can be driven by providing an electrode and applying a voltage. Therefore, these related devices are referred to as "optical circuit devices using the Pockels effect." I can do it. Such optical circuit devices, however, have problems such as the electrode pattern being fixed, resulting in a loss of flexibility in device function, and the difficulty of drawing out the electrodes. Therefore, it is also desired to realize an improved optical writing type optical circuit device.

さらに、非線形光学材料を利用したものではないけれど
も、以下に詳述するように本発明により有機非線形光学
材料の使用が可能になり、よって予想外のすくれた効果
を得られたデバイスもあるので、これらのデバイスにつ
いても簡単に説明しておく。
Furthermore, although the present invention does not utilize nonlinear optical materials, the present invention has made it possible to use organic nonlinear optical materials, and as a result, there have been some devices that have obtained unexpected effects. We will also briefly explain these devices.

第1に、光書き込み型ライトバルブを用いた投写装置が
ある。このタイプの投写装置としては、TPT(Thi
n Film Transistor)駆動の液晶(L
C)ライトバルブを用いたものが最近でまわっている。
First, there is a projection device using an optical writing type light valve. This type of projection device is TPT (Th
n Film Transistor) driven liquid crystal (L
C) Light bulbs using light bulbs have become popular recently.

しかし、かかるLCライトバルブの場合、その画素数ハ
高k 600 X 400 程度”?: アリ、HD(
High Defi−nition)TVあるいはスラ
イドプロジェクタの解像度に及ばない。他方において、
フォトコンダクタ/LC積層タイプのLCライトバルブ
では、その解像度はHDTV仕様のものに近いものであ
り(画素数で、1000 X 1000) 、原理的に
は50A /mm (6cmX6cuのサイズで300
0 x 3000の解像度に相当)程度まで解像可能で
ある。しカルながら、レーザ光で書き込みを行う際の走
査速度が、従来用いられているポリゴンミラー、ガルパ
ンミラーのような機械的光走査手段では限界があり、動
画像表示が不可能であった。
However, in the case of such an LC light valve, the number of pixels is about 600 x 400"?: Ali, HD (
(High Definition) The resolution is lower than that of a TV or slide projector. On the other hand,
The resolution of the photoconductor/LC laminated type LC light valve is close to that of HDTV specifications (1000 x 1000 pixels), and in principle 50A/mm (300
It is possible to resolve up to a resolution of 0x3000). However, the scanning speed when writing with a laser beam is limited by conventionally used mechanical optical scanning means such as polygon mirrors and gal-pan mirrors, making it impossible to display moving images.

第2に、輝尽発光を利用したX線画像読み取り装置があ
る。この装置は、被写体を透過したX線(なお、本願明
細書でrX線」と記した場合、それは放射線全般を意味
する)あるいは被写体から発せられたX線を輝尽性螢光
体に吸収させ、そののちにこの螢光体を可視光線、赤外
線などの電磁波(励起光)で時系列的に励起することに
より、螢光体中に蓄積されているχ線エネルギーを螢光
(輝尽発光)として放出させ、この螢光を光電的に読み
取って電気信号を得、この電気信号を画像化するシステ
ムにおいて用いられるものであるが、感度や階調性にす
ぐれているので、レントゲン装置に代り得るものとして
期待されている。しかし、かかるX線画像読み取り装置
は読み取り光学系が大きすぎるという問題をかがえてい
る。
Second, there is an X-ray image reading device that uses stimulated luminescence. This device uses a stimulable phosphor to absorb X-rays that have passed through an object (r-X-rays in this specification refers to radiation in general) or X-rays emitted from an object. Then, by exciting this phosphor in a time-series manner with electromagnetic waves (excitation light) such as visible light and infrared rays, the chi-ray energy accumulated in the phosphor is released into fluorescence (photostimulated luminescence). It is used in a system that emits this fluorescent light photoelectrically to obtain an electrical signal and converts this electrical signal into an image.It has excellent sensitivity and gradation, so it can replace an X-ray device. It is expected as such. However, such an X-ray image reading device presents the problem that the reading optical system is too large.

第3に、光ディスク装置において半導体レーザの光を走
査するための光ヘッドがある。従来、光ヘッドで情報の
書き込み及び/又は読み取りを行う場合、ディスクの回
転とともに光ヘンドの移動が必要であり、書き込み、読
み取りのスピードが律速されていた。なお、光ヘッドは
、レーザ光源や該光源からの光をディスク表面に集束さ
せるための光学系を装備しており、付属のモータで駆動
可能である。
Thirdly, there is an optical head for scanning light from a semiconductor laser in an optical disk device. Conventionally, when writing and/or reading information using an optical head, it was necessary to move the optical head as the disk rotated, which limited the speed of writing and reading. The optical head is equipped with a laser light source and an optical system for focusing light from the light source on the disk surface, and can be driven by an attached motor.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明の目的は、電気光学効果が大きく、かつ薄膜化が
容易であるという有機非線形光学材料の特長を生かした
高性能な導波路型電気光学デバイスを提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a high-performance waveguide-type electro-optic device that takes advantage of the characteristics of organic nonlinear optical materials, such as having a large electro-optic effect and being easily made into a thin film.

本発明のもう1つの目的は、印加電圧が低くても偏向角
が大きく、充分実用化が可能な光偏向素子を提供するこ
とにある。
Another object of the present invention is to provide an optical deflection element that has a large deflection angle even when applied voltage is low and can be put to practical use.

本発明のさらにもう1つの目的は、従来の方向性結合器
方式の光スイッチの欠点を有しない光スイッチを提供す
ることにある。
Yet another object of the present invention is to provide an optical switch that does not have the drawbacks of conventional directional coupler type optical switches.

本発明のさらにもう1つの目的は、従来のTPT駆動の
LCライトパルプ又はフォトコンダクタ/LC積層タイ
プのLCライトバルブを用いた投写装置の欠点を有しな
い投写装置を提供することにある。
Yet another object of the present invention is to provide a projection device that does not have the drawbacks of conventional projection devices using TPT driven LC light pulp or photoconductor/LC lamination type LC light valves.

また、本発明のもう1つの目的は、電極の引き出しが単
純に可能で、機能面でのフレキシビリティが高い光回路
デバイスを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an optical circuit device in which electrodes can be simply drawn out and has high functional flexibility.

さらにまた、本発明のもう1つの目的は、読み取り光学
系が縮小せしめられ、かつ読み取り速度が高速化せしめ
られたX線画像読み取り装置を提供することにある。
Furthermore, another object of the present invention is to provide an X-ray image reading device in which the reading optical system is reduced in size and the reading speed is increased.

さらにまた、本発明のもう1つの目的は、情報の書き込
み、読み取りを高速で行い得る光ディスク装置を提供す
ることにある。
Furthermore, another object of the present invention is to provide an optical disc device that can write and read information at high speed.

本発明にはその他にもいろいろな目的があるけれども、
これらの目的は以下の詳細な説明から容易に理解するこ
とができるであろう。
Although the present invention has various other purposes,
These objectives will be readily understood from the detailed description below.

〔課題を解決するための手段] 本発明者は、上記したいろいろな目的を達成すべく鋭意
研究の結果、有機非線形光学材料を導波路として用いた
電気光学デバイスであって、前記有機非線形光学材料が
膜厚100ina以下の有機非線形光学膜であり、該光
学膜がその両側を、用いられる光に対して透明な電極及
び/又は用いられる光に対して透明な絶縁性バッファー
層を前記光学膜の側に有する不透明な電極ではさみこま
れてサンドイッチ構造体を構成しており、そして該デバ
イスが、前記両電極間に電圧を印加した時、前記光学膜
において発生せしめられる屈折率変化の機能として動作
せしめられることを特徴とする導波路型電気光学デバイ
スによって所期の目的をことごとく達成し得るというこ
とを見い出した。
[Means for Solving the Problems] As a result of intensive research to achieve the various objects described above, the present inventors have discovered an electro-optical device using an organic non-linear optical material as a waveguide, which is an electro-optical device using an organic non-linear optical material as a waveguide. is an organic nonlinear optical film having a film thickness of 100 ina or less, and the optical film has an electrode transparent to the light used and/or an insulating buffer layer transparent to the light used, on both sides of the optical film. The device is sandwiched between opaque electrodes on the sides to form a sandwich structure, and the device operates as a function of the refractive index change caused in the optical film when a voltage is applied between the electrodes. It has been discovered that all of the desired objectives can be achieved by a waveguide type electro-optic device characterized by the following characteristics.

本発明による導波路型電気光学デバイスは、その1つの
面において、光偏向素子(あるいは光偏向器)の形をと
ることができ、また、その際、該光偏向素子に入射した
光は、電圧印加時、を機非線形光学膜における屈折率変
化によって光偏向せしめられる。この本発明の光偏向素
子は、好ましくは、次のような態様を有することができ
る:(1)対向せる電極の少なくとも一方がプリズム形
状をしていること。
In one aspect, the waveguide type electro-optic device according to the present invention can take the form of an optical deflection element (or optical deflector), and in this case, the light incident on the optical deflection element is When applied, light is deflected by the refractive index change in the nonlinear optical film. The optical deflection element of the present invention can preferably have the following aspects: (1) At least one of the opposing electrodes has a prism shape.

(2)有機非線形光学膜がプリズム形状をしていること
(2) The organic nonlinear optical film has a prism shape.

(3)プリズム形に形成された電極またはプリズム形に
形成された有機非線形光学膜と、光入射及び/又は光出
射部分との間に、導波路レンズが形成されでいること。
(3) A waveguide lens is formed between the prism-shaped electrode or the prism-shaped organic nonlinear optical film and the light input and/or light output portion.

(4)上記(3)において、導波路レンズ自体も非線形
光学材料で形成され、その両面に配設された電極間に電
圧印加する構成となっていること。
(4) In (3) above, the waveguide lens itself is also formed of a nonlinear optical material, and is configured to apply a voltage between electrodes disposed on both surfaces of the waveguide lens.

(5)光偏向素子の光出射端面がなだらかな曲面になっ
ていること。
(5) The light emitting end face of the light deflection element is a gently curved surface.

(6)光偏向素子の光出射端面に沿ってシリンドリカル
レンズが形成されていること。
(6) A cylindrical lens is formed along the light output end face of the optical deflection element.

(7)メイン導波路と該導波路から分岐した複数本の分
岐導波路とを有しており、そしてメイン導波路と各分岐
導波路との間に、光スィッチまたは導波路回折格子が配
設され、それぞれの分岐導波路の先に前記の光偏向素子
が接続されていること。
(7) It has a main waveguide and a plurality of branch waveguides branched from the waveguide, and an optical switch or a waveguide diffraction grating is arranged between the main waveguide and each branch waveguide. and the optical deflection element described above is connected to the tip of each branch waveguide.

(8)上記(7)において、光スイッチおよび光偏向素
子の部分のみが非線形光学材料で形成され、その他の部
分は線形光学材料で形成されていること。
(8) In (7) above, only the optical switch and the optical deflection element are formed of a nonlinear optical material, and the other parts are formed of a linear optical material.

本発明による導波路型電気光学デバイスは、そのもう1
つの面において、対向セる電極のうちの少なくとも一方
がレンズ型、プリズム形、グレーティング型、ストライ
プ状など任意の形状にパターン化されており、かつさら
にこれらの電極パタ−ンが複数個の小電極に分割されて
いるデバイス(EOデバイス)の形をとることができる
。この本発明のEOデバイスは、好ましくは、次のよう
な態様を有することができる二 (1)電極のパターン化及び電極パターンの分割が有機
非線形光学膜の下側(すなわち、基板側)の電極におい
てなされていること。
Another waveguide type electro-optic device according to the present invention is
On one surface, at least one of the opposing electrodes is patterned into an arbitrary shape such as a lens shape, a prism shape, a grating shape, or a stripe shape, and these electrode patterns are further formed into a plurality of small electrodes. It can take the form of a device (EO device) that is divided into The EO device of the present invention preferably has two (1) electrode patterns and divisions of the electrode pattern, which can have the following aspects: what is being done in

(2)導波路の一部が有機非線形材料で形成され、その
他の部分は他の物質で形成されていること。
(2) A part of the waveguide is formed of an organic nonlinear material, and the other part is formed of another material.

(3)上記(2)において、前記有機非線形光学膜は前
記電極パターンが下地にない部分の少なくとも一部分に
限定して形成されており、電極パターンが下地にある部
分は他の物質で形成されていること。
(3) In (2) above, the organic nonlinear optical film is formed only in at least a portion of the area where the electrode pattern is not on the base, and the area where the electrode pattern is on the base is formed of another material. To be there.

(4)有機非線形光学材料が基板に関して垂直またはな
なめに配向していること。
(4) The organic nonlinear optical material is oriented perpendicularly or diagonally with respect to the substrate.

(5)デバイスがLD(レーザダイオード)、PD(フ
ォトダイオード)、半導体ICなどの素子と複合化され
ていること。
(5) The device is combined with elements such as LDs (laser diodes), PDs (photodiodes), and semiconductor ICs.

(6)有機非線形導波路がパターン化されており、それ
以外の導波路部分は他の材料で形成されていること。
(6) The organic nonlinear waveguide is patterned, and other waveguide parts are formed of other materials.

かかるデバイスの具体例は、以下の実施例においても一
例を説明するが、光偏向器、偏向器方式光スイッチ、た
て型光スイッチ、半導体IC上のEOデバイスなどがあ
る。
Specific examples of such devices include an optical deflector, a deflector-type optical switch, a vertical optical switch, and an EO device on a semiconductor IC, although one example will be explained in the following embodiments.

本発明による導波路型電気光学デバイスは、そのもう1
つの面において、複数個の光偏向素子から構成された光
スイッチの形をとることができる。
Another waveguide type electro-optic device according to the present invention is
In one aspect, it can take the form of an optical switch composed of a plurality of optical deflection elements.

この光スイッチによれば、有機非線形光学膜を用いた導
波路型固体光偏向器により有利に光路を切り換えること
ができる。
According to this optical switch, the optical path can be advantageously switched using a waveguide type solid state optical deflector using an organic nonlinear optical film.

本発明による導波路型電気光学デバイスは、そのもう1
つの面において、光書き込み型ライトバルブを用いた投
写装置に書き込みを行うための固体光偏向素子(あるい
は固体光偏向器)の形をとることができる。この光偏向
素子と回転ミラーによるレーザ光走査により、書き込み
を行うことができる。
Another waveguide type electro-optic device according to the present invention is
In one aspect, it can take the form of a solid-state optical deflection element (or solid-state optical deflector) for writing on a projection device using an optically written light valve. Writing can be performed by laser beam scanning using the optical deflection element and the rotating mirror.

上記のような投写装置において、投写光の色別に複数個
のライトバルブを配置し、かつそれぞれのライトバルブ
に対応して固体光偏向素子を複数個配置するのが好まし
い。
In the projection device as described above, it is preferable to arrange a plurality of light valves for each color of projection light, and to arrange a plurality of solid-state light deflection elements corresponding to each light valve.

本発明による導波路型電気光学デバイスは、そのもう1
つの面において、ポッケルス効果を有する光導波路層(
有機非線形光学膜)と、フォトコンダクタ、フォトダイ
オード、フォトトランジスタなどとして働く光感受層と
を含む積層構造をもつ光書き込み型光回路デバイスの形
をとることができる。
Another waveguide type electro-optic device according to the present invention is
In one aspect, an optical waveguide layer with Pockels effect (
It can take the form of an optical writing type optical circuit device having a laminated structure including an organic nonlinear optical film) and a photosensitive layer that functions as a photoconductor, photodiode, phototransistor, etc.

この本発明の光回路デバイスは、好ましくは、次のよう
な態様を有することができる:(1)積層構造の上面及
び下面にそれぞれ設けられた電極に電圧を印加し、光感
受層への光入射により光導波路層への印加電圧を変化さ
せることにより導波光を制御すること。
The optical circuit device of the present invention can preferably have the following aspects: (1) A voltage is applied to the electrodes provided on the upper and lower surfaces of the laminated structure, and light is applied to the photosensitive layer. Controlling guided light by changing the voltage applied to the optical waveguide layer depending on the incidence.

(2)光導波路層の少な(とも一部がを機非線形光学材
料からなること。
(2) A small portion of the optical waveguide layer is made of a nonlinear optical material.

(3)上記(1)において、光書き込みをレーザビーム
走査あるいはパターン照射で行うこと。
(3) In (1) above, optical writing is performed by laser beam scanning or pattern irradiation.

本発明による導波路型電気光学デバイスは、そのもう1
つの面において、輝尽発光を利用したX線画像読み取り
装置において半導体レーザの光を走査し、読み取りを行
うための固体光偏向素子(あるいは固体光偏向器)の形
をとることができる。
Another waveguide type electro-optic device according to the present invention is
In one aspect, it can take the form of a solid-state optical deflection element (or solid-state optical deflector) for scanning and reading light from a semiconductor laser in an X-ray image reading device using stimulated luminescence.

この本発明の固体光偏向素子は、好ましくは、次のよう
な態様を有することができる:(1)X線画像読み取り
装置における光スキャン(光走査)を、固体光偏向素子
により偏向した光を複数個の光導波路を通し、X線画像
変換プレートまで導くこと。
The solid-state optical deflection element of the present invention can preferably have the following aspects: (1) Optical scanning in an X-ray image reading device is performed using light deflected by the solid-state optical deflection element. Guide the X-ray image to the X-ray image conversion plate through multiple optical waveguides.

(2)半導体レーザ(LD)と固体光偏向素子をそれぞ
れ複数個配置して並列的に読み取ること。
(2) Arranging a plurality of semiconductor lasers (LDs) and solid-state optical deflection elements and reading them in parallel.

(3)光出射層(LD士固体光偏向素子からの光を導く
層)と集光層(フォトダイオードまで光を導く層)を積
層すること。
(3) Laminating a light emitting layer (a layer that guides light from the LD solid-state optical deflection element) and a light collecting layer (a layer that guides light to the photodiode).

(4)上記(3)において、集光層の端面に読み取り光
カットフィルタを設けること。
(4) In (3) above, a reading light cut filter is provided on the end face of the light collecting layer.

(5)上記(3)において、読み取り光に対する吸収係
数が輝尽光に対する吸収係数よりも大きい物質を導波路
(層)に添加すること。
(5) In (3) above, a substance having a larger absorption coefficient for reading light than for stimulated light is added to the waveguide (layer).

(6)上記(3)において、端面にマイクロレンズアレ
イを設けること。
(6) In (3) above, a microlens array is provided on the end face.

本発明による導波路型電気光学デバイスは、そのもう1
つの面において、光ディスク装置において半導体レーザ
の光を走査するための光ヘッド用固体光偏向素子(ある
いは固体光偏向器)の形をとることができる。この本発
明の固体光偏向素子を用いると、半導体レーザ(LD)
と固体光偏向素子とをアレイ状に配置し、各LD光を偏
向させ、光ディスク上に光を照射して情報の書き込み又
は読み取りを行う。また、その際、フォトダイオードも
同じくアレイ状に配置して読み取りを並列化すること、
あるいは、上記したX線画像読み取り装置用固体光偏向
素子の場合と同様、光出射層(LD士固体光偏向素子か
らの光を導く層)と集光層(フォトダイオード又はフォ
トマルチプライヤまで光を導く層)を積層することが好
ましい。
Another waveguide type electro-optic device according to the present invention is
In one aspect, it can take the form of a solid-state optical deflection element (or solid-state optical deflector) for an optical head for scanning light from a semiconductor laser in an optical disc device. When the solid-state optical deflection element of the present invention is used, a semiconductor laser (LD)
and a solid-state optical deflection element are arranged in an array, each LD light is deflected, and the light is irradiated onto the optical disk to write or read information. In addition, at that time, the photodiodes should also be arranged in an array to parallelize the reading.
Alternatively, as in the case of the solid-state light deflection element for an X-ray image reading device described above, a light emitting layer (a layer that guides light from the LD solid-state light deflection element) and a light collection layer (a layer that guides light from the LD solid-state light deflection element) to a photodiode or photomultiplier may be used. It is preferable to laminate the conductive layer).

本発明による導波路型電気光学デバイスは、そのもう1
つの面において、有機非線形光学材料からなる導波路か
もしくは一部が有機非線形光学材料からなる導波路を半
導体素子、半導体IC1その他の半導体装置上に複合せ
しめてなるデバイスの形をとることができる。かかるデ
バイスの好ましい一例として、光スインチを半導体装置
上に作り込んでなるデバイスをあげることができる。
Another waveguide type electro-optic device according to the present invention is
In one aspect, it can take the form of a device in which a waveguide made of an organic nonlinear optical material or a waveguide partially made of an organic nonlinear optical material is composited on a semiconductor element, semiconductor IC 1, or other semiconductor device. A preferred example of such a device is a device in which an optical switch is built on a semiconductor device.

本発明の実施において、この技術分野において知られて
いるいろいろな有機非線形光学材料を広く導波路の形成
に用いることができる。例えば、従来の技術の項で示し
たようなMNA、 DAN、 MNMA。
In practicing the present invention, a wide variety of organic nonlinear optical materials known in the art can be used to form waveguides. For example, MNA, DAN, MNMA as shown in the prior art section.

NPPなとはその一例であり、また、ペンダント付加型
ポリマーも一例である。しかし、より好ましくは、例え
ば本発明者らが先に発明を完成した、分子内に共役主鎖
を有していてその共役主鎖上に複数個のドナー基り及び
アクセプタ基Aが付加されてなる有機非線形光学材料(
ジアセチレン型、ポリエン型、グラファイト型、ポリフ
ェニル型、ポリアセン型などのポリマー)を有利に用い
ることができる。なお、かかる有機非線形光学材料につ
いて、より詳しくは、例えば特開平1−16352号公
報、特願平1−66048号明細書(平成1年3月20
日出願)、特願平1−66046号明細書(平成1年3
月20日出願)、そして特願平2−8459号明細書(
平成2年1月19日出願)などを参照されたい。
NPP is one example, and pendant addition type polymer is another example. However, it is more preferable, for example, to have a conjugated main chain in the molecule, and a plurality of donor groups and acceptor groups A are added to the conjugated main chain, for example, as previously completed by the present inventors. organic nonlinear optical material (
Polymers of diacetylene type, polyene type, graphite type, polyphenyl type, polyacene type, etc.) can be advantageously used. For more details about such organic nonlinear optical materials, see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-16352 and Japanese Patent Application No. 1-66048 (March 20, 1999).
Patent Application No. 1-66046 (filed in March 1999)
(filed on April 20th), and the specification of Japanese Patent Application No. 2-8459 (
(filed on January 19, 1990), etc.

その他の有用な有機非線形光学材料としては、例えば特
開昭63−113429号公報に記載されているような
4′−二トロペンジリデン−3−アセチルアミノ−4−
メトキシアニリン(?!NBA)、4′−二トロペンジ
リデン−3−ブロモアセチルアミノ−4−メトキシアニ
リン(MNBA−Br) 、4 ’ −−1−トロベン
ジリデン−3−クロル−4−ヒドロキシアニリン(HN
BC)などをあげることができる。
Other useful organic nonlinear optical materials include 4'-nitropenzylidene-3-acetylamino-4-
Methoxyaniline (?!NBA), 4'-nitropenzylidene-3-bromoacetylamino-4-methoxyaniline (MNBA-Br), 4'--1-trobenzylidene-3-chloro-4-hydroxyaniline (HN
BC) etc.

さらに、もしも、成膜時、構成分子がその長さ方向に関
して基板に垂直又は斜めに配向するのが望ましいならば
、本発明者による別の出願(平成2年り月/P日出願)
に開示されるように、芳香族環及び/又は複素環が共役
鎖を介して結合せしめられた分子構造を有しており、か
つ1個もしくはそれ以上の水素結合を形成し得る基を含
有しており、そして該水素結合形成性基の少くとも1個
が分子の長さ方向の中心もしくはその付近で連結共役鎖
に付加されている化合物からなることを特徴とする有機
非線形光学材料を使用することが推奨される。かかる材
料の好ましいものとして、例えば次のものをあげること
ができる: 上式において、 水素結合形成性基R,R’及びRrrは同一もしくは異
なっていてもよく、例えば−NO□、 −NH2゜−O
−Me(Me=メチル基;以下同様)、カルボキシル基
、−NHCOCH3、水酸基含有基、その他であり、そ
して ドナー基り及びアクセプタ基Aは、それぞれ、次の第1
表に列挙するもの、その他である。また、エポキシモノ
マーと、アミノ基を有する非線形光学分子とを重合させ
てなるポリマーを用いることもできる。
Furthermore, if it is desirable that the constituent molecules be oriented perpendicularly or obliquely to the substrate in the length direction during film formation, another application by the present inventor (filed on March/P., 1990)
As disclosed in and at least one of the hydrogen bond-forming groups is attached to a connecting conjugated chain at or near the longitudinal center of the molecule. It is recommended that Preferred examples of such materials include the following: In the above formula, hydrogen bond forming groups R, R' and Rrr may be the same or different, for example -NO□, -NH2゜- O
-Me (Me=methyl group; the same applies hereinafter), carboxyl group, -NHCOCH3, hydroxyl group-containing group, etc., and the donor group and acceptor group A are the following first groups, respectively.
Those listed in the table and others. Furthermore, a polymer obtained by polymerizing an epoxy monomer and a nonlinear optical molecule having an amino group can also be used.

以丁余自 筆上表 本発明の電気光学デバイスにおいて導波路として用いら
れる有機非線形光学膜は、上記したようなを微罪線形光
学材料から、いろいろな技法を用いて、基板あるいはそ
の他の下地上に成膜することができる。適当な成膜法と
して、例えば、ラングミュア・プロジェット(LB)法
、真空蒸着法、エピタキシャル成長法などをあげること
ができる。
The organic nonlinear optical film used as a waveguide in the electro-optic device of the present invention can be formed on a substrate or other substrate using various techniques from the above-mentioned nonlinear optical materials. It can be membraned. Suitable film forming methods include, for example, the Langmuir-Prodgett (LB) method, vacuum evaporation method, and epitaxial growth method.

−例を示すと、有機非線形光学材料が共役ポリマーから
なる場合、有機非線形光学膜はそのような共役ポリマー
を形成し得るモノマーを基板上に被着させかつ光の照射
により前記七ツマ−を重合させることを含んでなる方法
によって作製することができる。この成膜プロセスは、
好ましくは、電場によりモノマーを配向させ重合させる
ことを含んでなる。この成膜プロセスは、いろいろな条
件の下において実施することができ、なかんずく次のよ
うな条件下で実施することが好ましい。
- For example, when the organic nonlinear optical material is made of a conjugated polymer, the organic nonlinear optical film is prepared by depositing a monomer capable of forming such a conjugated polymer on a substrate and polymerizing the seven polymers by irradiating light. It can be produced by a method comprising: This film formation process is
Preferably, the method includes orienting and polymerizing monomers using an electric field. This film forming process can be carried out under various conditions, and is preferably carried out under the following conditions.

(1)真空を適用し、例えばMBE (llolecu
larbeaIIlepitaxy)又はMBD(mo
lecular beam deposi−tion)
により成膜を行うこと。
(1) Apply a vacuum, e.g. MBE (llolecu
larbea IIlepitaxy) or MBD (mo
regular beam deposition)
Film formation shall be performed by

(2)出発モノマーをガス状で基板上に飛来させて基板
上に被着させ、そのWmいるガス状のモノマーは、反応
室内に配置されたにセル(クヌーセンセル)内の原料粉
末に由来するものであるかもしくは反応室外から導入し
たものであること。
(2) The starting monomer is caused to fly onto the substrate in a gaseous state and is deposited on the substrate, and the gaseous monomer in the Wm is derived from the raw material powder in a cell (Knudsen cell) placed in the reaction chamber. or introduced from outside the reaction chamber.

(3)基板上に被着せしめられたモノマーをポリマーに
変えるために照射される光が可視光又は紫外線光である
こと。
(3) The light irradiated to convert the monomer deposited on the substrate into a polymer is visible light or ultraviolet light.

(4)光照射を、ガス状モノマーの飛来と同時に行うか
、間欠的に行うか、さもなければ光照射及びモノマー飛
来を交互に行うこと。
(4) Light irradiation should be carried out simultaneously with the flying gaseous monomer, or intermittently, or alternatively, light irradiation and monomer flying should be carried out alternately.

(5)ガス状モノマーを基板上に飛来させるに当って、
単独の七ツマ−のガスを飛来させるかもしくは複数種類
のモノマーのガスを同時に又は交互に飛来させること。
(5) In making the gaseous monomer fly onto the substrate,
A single monomer gas or multiple types of monomer gases may be made to come in at the same time or alternately.

(6)モノマーにより膜を形成した後、光反応により重
合反応をおこさせること。
(6) After forming a film with monomers, a polymerization reaction is caused by a photoreaction.

〔作 用〕[For production]

本発明による導波路型電気光学デバイスの作用は、第1
図に示した本発明の導波路型有機光偏向素子の基本原理
を参照することによって、十分に理解できるであろう。
The action of the waveguide type electro-optic device according to the present invention is as follows.
The invention can be fully understood by referring to the basic principle of the waveguide type organic optical deflection element of the present invention shown in the figures.

第1図に示したデバイスの斜視図において、参照番号4
は光偏向素子の結晶であり、有機非線形光学膜からなっ
ている。この有機非線形光学膜4は、厚さdが10(b
m以下の薄い膜からなっている。
In the perspective view of the device shown in FIG.
is a crystal of a light deflection element and is made of an organic nonlinear optical film. This organic nonlinear optical film 4 has a thickness d of 10 (b
It consists of a thin film of less than m.

この有機非線形光学膜4の両面に、電極5,6が形成さ
れている。電極5,6は、使用する光に対して透明であ
れば、を微罪線形光学膜4の両面に直接に電極形成して
もよいが、電極5,6が、使用する光に対して不透明で
あれば、使用する光に対して透明な絶縁体から成るバッ
ファー層(図示せず)を介して電極形成される。
Electrodes 5 and 6 are formed on both sides of this organic nonlinear optical film 4. The electrodes 5 and 6 may be formed directly on both sides of the linear optical film 4 as long as they are transparent to the light used, but if the electrodes 5 and 6 are opaque to the light used. If present, electrodes are formed through a buffer layer (not shown) made of an insulator that is transparent to the light used.

両電極5.6間に電圧を印加しない場合は、図示のデバ
イスに光を入射しても、矢印a1のように、直進して出
射するが、画電極5,6間に電圧を印加すると、両電極
5.6間におけるを微罪線形光学膜4の屈折率が変化す
るために、矢印a2方向に光偏向される。
When no voltage is applied between the two electrodes 5 and 6, even if light enters the illustrated device, the light travels straight and exits as shown by the arrow a1, but when a voltage is applied between the picture electrodes 5 and 6, Since the refractive index of the linear optical film 4 between the two electrodes 5 and 6 changes, the light is deflected in the direction of the arrow a2.

有機非線形光学材料は、結晶の薄膜化が容易で、膜厚d
がLooI!WI以下の薄い膜に形成できるため、前記
式(1)から明らかなように、偏向角θを大きくできる
。しかも、有機非線形光学材料は、LiNb0:+の1
0〜100倍のポッケルス効果を有しているため、前記
の電気光学係数rが大きく、この点からも偏向角θを格
段に拡大できる。
Organic nonlinear optical materials can easily be made into thin crystal films, and the film thickness d
is LooI! Since the film can be formed as thin as WI or less, the deflection angle θ can be increased, as is clear from the above equation (1). Moreover, the organic nonlinear optical material is LiNb0:+1
Since it has a Pockels effect of 0 to 100 times, the electro-optic coefficient r mentioned above is large, and from this point as well, the deflection angle θ can be greatly expanded.

〔実施例] 添付の図面は、本発明による導波路型電気光学デバイス
の好ましい例を示した略示図である。なお、本発明はこ
れらの例にのみ限定されるものでないことを予め理解さ
れたい。また、各図中、参照番号が同一のものは同一の
部材等を指す。
[Example] The accompanying drawings are schematic diagrams showing preferred examples of waveguide type electro-optic devices according to the present invention. Note that it should be understood in advance that the present invention is not limited only to these examples. Furthermore, in each figure, the same reference numbers refer to the same members.

先ず、本発明による導波路型有機光偏向素子が実際上ど
のように具体化されるがを以下の第一〜第五の実施例で
説明する。第2図は本発明の第一実施例を示す斜視図で
ある。7は石英またはSiウェハーであり、その上に、
電極6.5IXNyOz+TtOX、 Ta205+ 
Mac、 Yz03+ 510xなどから成る誘電体バ
ッファー層8、有機非線形光学膜4、前記バッファー層
8と同じ組成のバッファー層9、電極5の順に成膜する
。電極5.6としてはAj!、Tiなどがある。またI
TOなどの透明電極を用いれば、バッファー層8.9は
省略しても、電圧が有効に有機非線形導波路4に印加で
きる。
First, how the waveguide type organic optical deflection element according to the present invention is actually implemented will be explained using the following first to fifth embodiments. FIG. 2 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention. 7 is a quartz or Si wafer, on which
Electrode 6.5IXNyOz+TtOX, Ta205+
A dielectric buffer layer 8 made of Mac, Yz03+510x, etc., an organic nonlinear optical film 4, a buffer layer 9 having the same composition as the buffer layer 8, and an electrode 5 are formed in this order. As electrode 5.6, Aj! , Ti, etc. Also I
If a transparent electrode such as TO is used, a voltage can be effectively applied to the organic nonlinear waveguide 4 even if the buffer layer 8.9 is omitted.

この実施例のように、少なくとも片方(本例では上側)
の電極5を、2つのプリズムを対向させたようなパター
ン51 、52とし、一方に+■〔■〕、他方に−V 
(V)を、対向電極6に対して加える。
As in this example, at least one side (upper side in this example)
The electrodes 5 are patterned 51 and 52 like two prisms facing each other, with +■ [■] on one side and -V on the other.
(V) is applied to the counter electrode 6.

すると、片方の電極52例の屈折率は+Δn、他方の電
極51例の屈折率は−Δnとなり、両電極51゜52の
界面付近における屈折率が2倍となる。そのため、第1
図のような単一の素子より大きな偏向角θが得られる。
Then, the refractive index of the 52 electrodes on one side becomes +Δn, and the refractive index of the 51 electrodes on the other side becomes -Δn, and the refractive index near the interface between the electrodes 51 and 52 is doubled. Therefore, the first
A larger deflection angle θ can be obtained than with a single element as shown in the figure.

ここで電極のパターン化は、図示のように上側の電極5
のみとし、下側の電極6は共通にしてもよいが、上下両
方とも分割パターンとし、各電極に独立に電圧を印加す
ることもできる。
Here, the patterning of the electrodes is as shown in the upper electrode 5.
The lower electrode 6 may be used in common, but it is also possible to use a divided pattern for both the upper and lower electrodes and apply a voltage to each electrode independently.

また、プリズム形状電極は、2つに限られず、第1図の
ように1つでも良い。あるいは3つ以上のカスケードに
してもよい。すなわち、第2図の導波路型有機光偏向素
子を直列に何段にも配列することで、段数に比例した、
大きな偏向角が得られる。
Furthermore, the number of prism-shaped electrodes is not limited to two, and may be one as shown in FIG. Alternatively, three or more cascades may be used. That is, by arranging the waveguide-type organic optical deflection elements shown in FIG. 2 in series in multiple stages, the
A large deflection angle can be obtained.

なお、電極51,52.6を設ける代わりに、非線型導
波路4自体をプリズム形状にしても、同様の効果が得ら
れる。
Note that the same effect can be obtained even if the nonlinear waveguide 4 itself is formed into a prism shape instead of providing the electrodes 51, 52.6.

第3図は本発明の第二の実施例を示す平面図であり、断
面構造は第2図の例と同様である。すなわち、4はプリ
ズム状の有機非線形導波路であり、バッファー層を介し
て、上下に電極が形成されている。そして、この有機非
線形導波路4の前段に、同しく有機非線形導波路からな
る導波路レンズ10が配設されている。そのため、入射
光は、該導波路レンズ10によってコリメートされた後
、有機非線形導波路4に入射し、該有機非線形導波路4
に両面から電圧印加することで、出射光は角度θだけ偏
向する。
FIG. 3 is a plan view showing a second embodiment of the present invention, and the cross-sectional structure is the same as that of the example shown in FIG. That is, 4 is a prism-shaped organic nonlinear waveguide, and electrodes are formed above and below with a buffer layer in between. A waveguide lens 10 also made of an organic nonlinear waveguide is disposed in front of the organic nonlinear waveguide 4. Therefore, the incident light enters the organic nonlinear waveguide 4 after being collimated by the waveguide lens 10.
By applying a voltage to both sides of the beam, the emitted light is deflected by an angle θ.

製造に際しては、導波路レンズ10の周囲P1は5iO
zなどの線形材料を積層し、導波路レンズ10としては
、SiO□などより屈折率の大きいTiO2を積層する
。有機非線形導波路4の出射側の領域P2では、Ti、
Si、O,などのような、有機非線形導波路4に近い屈
折率の材料を用いる。なお、導波路レンズ10の領域は
、凹レンズ状のパターンにすれば、その周囲の領域P1
より屈折率の小さい材料を用いてもよい。
During manufacturing, the circumference P1 of the waveguide lens 10 is 5iO.
A linear material such as Z is laminated, and as the waveguide lens 10, TiO2 having a higher refractive index than SiO□ or the like is laminated. In the region P2 on the output side of the organic nonlinear waveguide 4, Ti,
A material having a refractive index close to that of the organic nonlinear waveguide 4, such as Si, O, etc., is used. Note that if the area of the waveguide lens 10 is formed into a concave lens pattern, the surrounding area P1
A material with a smaller refractive index may also be used.

導波路レンズ10の材料は、線形でも非線形でもよいが
、非線形性を持たせた場合、電圧印加により焦点距離を
変えられるため、光路の微調整が可能となる。
The material of the waveguide lens 10 may be linear or nonlinear; however, if it is made nonlinear, the focal length can be changed by applying a voltage, making it possible to finely adjust the optical path.

なお、この実施例では、プリズム部分4とレンズ部10
だけが有機非線形光学材料であり、他は線形導波路(例
えば前記の誘電体導波路)を用いている。
In addition, in this embodiment, the prism portion 4 and the lens portion 10
Only one uses an organic nonlinear optical material, and the others use a linear waveguide (eg, the dielectric waveguide mentioned above).

第4図(A)及び(B)は第三の実施例であり、第3図
の場合と異なって、非線形導波路4が一面に形成され、
その上下両面にプリズム状電極5(6)と長円電極11
が形成されている。そして、上下の電極間に電圧を印加
すれば、電極形状により、プリズム(偏向素子)と可変
焦点レンズが形成される。このような構成では、プリズ
ムあるいはレンズ部と他の領域との屈折率差による光散
乱、全反射などが避けられ、良好なデバイスが実現でき
る。
FIGS. 4(A) and 4(B) show a third embodiment, in which, unlike the case of FIG. 3, a nonlinear waveguide 4 is formed on one surface,
Prism-like electrodes 5 (6) and oval electrodes 11 on both the upper and lower surfaces
is formed. Then, by applying a voltage between the upper and lower electrodes, a prism (deflection element) and a variable focus lens are formed depending on the shape of the electrodes. With such a configuration, light scattering and total reflection due to the difference in refractive index between the prism or lens portion and other regions can be avoided, and a good device can be realized.

さらに、出射端面12を曲面にすることにより、出射ビ
ームの質を均一化できる。すなわち、第3図のような構
成では、出射端面の角部や斜面において、出射光が散乱
したりして、無秩序に出射する。これに対し、参照番号
12で示すような、なだらかな曲面とすることにより、
出射方向を一定に制御することができる。
Furthermore, by forming the output end face 12 into a curved surface, the quality of the output beam can be made uniform. That is, in the configuration as shown in FIG. 3, the emitted light is scattered at the corners and slopes of the emitting end face, and is emitted randomly. In contrast, by creating a gently curved surface as shown by reference number 12,
The emission direction can be controlled to be constant.

さらに、第4図(A)で線分IVB−IVBからみた第
4図(B)に示すように、端面に沿ってシリンドリカル
レンズ13を形成し、出射光をコリメートすることによ
り、面と垂直方向への光ビームの拡散を抑制できる。こ
のシリンドリカルレンズ13は、ポリマーマイクロレン
ズを用いたり、端面の微細加工などにより実現できる。
Furthermore, as shown in FIG. 4 (B) when viewed from the line segment IVB-IVB in FIG. It is possible to suppress the diffusion of the light beam to. This cylindrical lens 13 can be realized by using a polymer microlens or by micromachining the end face.

第5図は第四の実施例を示す斜視図であり、第2図のプ
リズム対向型と第4図の電極によるレンズを組み合わせ
た構成になっている。すなわち、第4図の実施例と同様
に、有機非線形導波路4を一面に形成し、その上下両面
に、プリズム状電極51 、52と対向電極6、長円電
極11が形成されている。この実施例では、第2図の場
合と同様に、2つのプリズムを対向させたような電極パ
ターン51゜52ノうち、一方に+vCV]、他方ニー
V (V)を、対向電極6に対して加えると、画電極5
1 、52の界面付近における屈折率が2倍となるため
、偏向角θが倍増する。そして、導波路レンズの電極1
1への印加電圧を制御することで、焦点距離を調節でき
る。
FIG. 5 is a perspective view showing a fourth embodiment, which has a configuration in which the prism facing type shown in FIG. 2 and the electrode lens shown in FIG. 4 are combined. That is, as in the embodiment shown in FIG. 4, an organic nonlinear waveguide 4 is formed on one surface, and prismatic electrodes 51 and 52, a counter electrode 6, and an oval electrode 11 are formed on both upper and lower surfaces thereof. In this embodiment, as in the case of FIG. In addition, the picture electrode 5
Since the refractive index near the interface between 1 and 52 is doubled, the deflection angle θ is doubled. Then, the electrode 1 of the waveguide lens
By controlling the voltage applied to 1, the focal length can be adjusted.

なお、導波路レンズの電極11を凹レンズ状に形成する
とともに、印加電圧を逆転して屈折率を小さくしても、
同様な作用が得られる。
Note that even if the electrode 11 of the waveguide lens is formed into a concave lens shape and the applied voltage is reversed to reduce the refractive index,
A similar effect can be obtained.

また、レンズ部は出射部とプリズムの間にも設けてもよ
い。この場合、出射ビームの結合距離を制御することが
できる。
Further, the lens section may also be provided between the emission section and the prism. In this case, the coupling distance of the output beam can be controlled.

第6図は第五の実施例で、偏向用の有機非線形導波路か
らなる光偏向素子Di、D2.D3・・・を並列に設け
た例である。14はメイン導波路であり、該メイン導波
路14から複数の導波路15a 、 15b 。
FIG. 6 shows a fifth embodiment, in which optical deflection elements Di, D2. This is an example in which D3... are provided in parallel. 14 is a main waveguide, and a plurality of waveguides 15a and 15b are connected to the main waveguide 14.

15c・・・が分岐し、各分岐部に光スイッチ16a。15c... are branched, and each branch is provided with an optical switch 16a.

16b、16c・・・が配設されている。そして、各分
岐導波路15a 、 15b 、 15c・・・の先端
に、光偏向素子DI、D2.D3・・・を存し、アレイ
になっている。
16b, 16c, . . . are arranged. At the tip of each branch waveguide 15a, 15b, 15c..., optical deflection elements DI, D2... D3... exists, and is arranged in an array.

なお、メイン導波路14および分岐導波路15a。Note that the main waveguide 14 and the branch waveguide 15a.

15b、15c・・・も、有機非線形導波路で構成され
ており、分岐部の上下両面に短冊状の電極を形成し、電
圧を印加して有機非線形導波路の屈折率を変化させるこ
とで、光路をスイッチングできる。
15b, 15c... are also composed of organic nonlinear waveguides, and by forming strip-shaped electrodes on both the upper and lower surfaces of the branch part and applying a voltage to change the refractive index of the organic nonlinear waveguide, Optical path can be switched.

各光偏向素子D1.D2.D3・・・の前に感光ドラム
17を配設することで、レーザプリンタを実現できる。
Each optical deflection element D1. D2. By arranging the photosensitive drum 17 in front of D3..., a laser printer can be realized.

例えば、光スイッチ16aを駆動して、入射ビームを最
初の光偏向素子DIに導き、該光偏向素子D1で、はじ
めの50ドツトを走査する。次に光スイッチ16bを駆
動して、入射ビームを2番目の光偏向素子D2に導き、
該光偏向素子D2で、51ドツト目から100ドツト目
までを走査する。次いで、光スイッチ16cを駆動して
、入射ビームを3番目の光偏向素子D3に導き、該光偏
向素子D3で101ドツト目から150ドント目までを
走査する。このようにして、それぞれの光偏向素子D1
.D2.D3・・・で、走査範囲を分担することで、光
偏向素子D1.D2.D3・・・の個数に比例して、走
査範囲を拡大できる。また、各光偏向素子Di、D2.
D3・・・と感光ドラム17との間隔を短くできるので
、装着を著しく小型化できる。すなわち、第2図のプリ
ズム対向型の光偏向素子を何段にも配列して偏向角を拡
大したとしても、最終段の光偏向素子と感光ドラムとの
間は、出射ビームが感光ドラムの一端から他端まで走査
できるように、間隔を設けなければならない。そのため
に、非常に大きな装置となるが、第6図の実施例では、
各光偏向素子Di、D2.D3・・・の間隔を小さくす
ることで、各光偏向素子Di、D2゜D3・・・を感光
ドラム17に接近して配設し、小型化できる。
For example, the optical switch 16a is driven to direct the incident beam to the first optical deflection element DI, and the first 50 dots are scanned by the optical deflection element D1. Next, drive the optical switch 16b to guide the incident beam to the second optical deflection element D2,
The light deflection element D2 scans from the 51st dot to the 100th dot. Next, the optical switch 16c is driven to guide the incident beam to the third optical deflection element D3, and the optical deflection element D3 scans from the 101st dot to the 150th dot. In this way, each optical deflection element D1
.. D2. By sharing the scanning range with D3..., the optical deflection elements D1. D2. The scanning range can be expanded in proportion to the number of D3.... Moreover, each optical deflection element Di, D2.
Since the distance between D3 . . . and the photosensitive drum 17 can be shortened, the mounting can be significantly downsized. In other words, even if the deflection angle is expanded by arranging the prism-opposed optical deflection elements in multiple stages as shown in Fig. 2, the output beam will not reach one end of the photosensitive drum between the final stage optical deflection element and the photosensitive drum. A gap must be provided so that scanning can be performed from one end to the other end. Therefore, the device becomes very large, but in the embodiment shown in FIG.
Each optical deflection element Di, D2. By reducing the distance between D3, . . ., each of the optical deflection elements Di, D2, D3, .

この実施例においても、第3図の実施例と同様に、非線
形光学特性の必要なスイッチ部分16a。
In this embodiment, as in the embodiment of FIG. 3, the switch portion 16a requires nonlinear optical characteristics.

16b 、 16c −・・と偏向素子部分D I 、
 D2 、 D3・・・のみを有機非線形導波路にして
おき、その他は普通の線形導波路にしてもよい。
16b, 16c -... and deflection element portion DI,
Only D2, D3, . . . may be made of organic nonlinear waveguides, and the others may be made of ordinary linear waveguides.

また光スイッチとして、グレーティング型電極によって
導波路回折格子を形成することで、ブラッグ反射を利用
するスイッチング素子でもよい。
Further, the optical switch may be a switching element that utilizes Bragg reflection by forming a waveguide diffraction grating using grating type electrodes.

以上の各実施例において、光偏向素子の出射側にも導波
路レンズを設け、出射光を絞ることができる。
In each of the above embodiments, a waveguide lens is also provided on the output side of the optical deflection element to narrow down the output light.

また各実施例における導波路は、有機非線形導波路の膜
厚を制御したり、有機非線形導波路と該有機非線形導波
路を挟むバッファー層との屈折率差を選択することで、
シングルモード導波路とすることが、動作効率の観点か
ら望ましい。有機非線形導波路の屈折率をnr、その両
側のクラッド層の屈折率をn、とすると、 n t   n c ≦0.01 でほぼシングルモード導波路となる。
In addition, the waveguide in each example can be constructed by controlling the film thickness of the organic nonlinear waveguide or selecting the refractive index difference between the organic nonlinear waveguide and the buffer layer sandwiching the organic nonlinear waveguide.
A single mode waveguide is desirable from the viewpoint of operational efficiency. Assuming that the refractive index of the organic nonlinear waveguide is nr and the refractive index of the cladding layers on both sides thereof is n, it becomes a substantially single mode waveguide with n t n c ≦0.01.

次に、すでに説明した有機非線形導波路の材料につき追
加説明する。非線形光学材料としては、特開昭63−1
13429号公報に記載のMNBA (4’ −二トロ
ヘンジリデンー3−アセチルアミノ−4−メトキシアニ
リン)に代表される有機の低分子単結晶か有効で、LN
に比べて電気光学係数rを10倍程度大きくできる。
Next, additional explanation will be given regarding the material of the organic nonlinear waveguide which has already been explained. As a nonlinear optical material, JP-A-63-1
LN
The electro-optic coefficient r can be increased by about 10 times compared to .

また、ポーリング処理を施したペンダント付加型ポリマ
ーでも10倍程度、さらには特願平l−16352号明
細書などに記載のドナー・アクセプタ基を付加した共役
ポリマー(例えばポリジアセチレン)などを用いれば、
rを100倍程変電で増大できる。
In addition, even a pendant addition type polymer subjected to poling treatment can be increased by about 10 times, and furthermore, if a conjugated polymer (for example, polydiacetylene) to which donor/acceptor groups are added as described in Japanese Patent Application No. 1-16352 is used,
r can be increased by about 100 times by substation.

第7図は、上記のMNBAあるいはドナー・アクセプタ
基を付加した共役ポリマー(例えばポリジアセチレン)
を用いて、結晶膜厚が5−の導波路型有機光偏向素子を
構成した場合の偏向角を実測した例である。従来のLN
の電気光学係数rが30pm/Vであるのに対し、本発
明によるドナー・アクセプタ基を付加した共役ポリマー
の場合は、rを300〜3000まで増大できる。
Figure 7 shows the above MNBA or a conjugated polymer with donor/acceptor groups added (e.g. polydiacetylene).
This is an example in which the deflection angle was actually measured when a waveguide-type organic optical deflection element with a crystal film thickness of 5 mm was constructed using the above. Conventional LN
The electro-optic coefficient r is 30 pm/V, whereas in the case of the conjugated polymer with donor-acceptor groups added according to the present invention, r can be increased to 300-3000.

この図から明らかなように、従来のLNでは、印加電圧
1 (kV)で1°程度の偏向角しか得られないのに対
し、本発明の結晶を用いた場合は、印加電圧10(V)
で10°近い偏向角が得られる。
As is clear from this figure, in the conventional LN, a deflection angle of only about 1° can be obtained with an applied voltage of 1 (kV), whereas when using the crystal of the present invention, an applied voltage of 10 (V)
A deflection angle of nearly 10° can be obtained.

以上のように、電気光学効果が大きく、かつ薄膜化でき
るという有機非線形光学材料の特長を生かすことにより
、数10°の偏向角が100V以下で可能となる導波路
型有機光偏向素子を実現することができる。
As described above, by taking advantage of the characteristics of organic nonlinear optical materials, such as having a large electro-optic effect and being able to be made into a thin film, we will realize a waveguide-type organic optical deflection element that can achieve a deflection angle of several tens of degrees at 100 V or less. be able to.

第8図は、本発明による導波路型電気光学アノNイスの
一例である導波路型固体光偏向器を例示したものである
。この固体光偏向器は、理解されるように、第5図に示
した光偏向器にさらにレンズ状電極21及びシリンドリ
カルレンズ13を付加したものである。すなわち、この
デバイスは、基板7、対向電極6(基板7を導電性のあ
るシリコンなどから構成すれば、それが対向電極となり
得る)、バッファー層8、非線形光学導波路4、ノ\・
ノファー層9、そして電極11.5及び21を積層した
ちのである。電極材料としてはA7!、Tiなどがあり
、また、電極材料として透明なITOなどを用いれば、
バッファー層を省略できる。電極11及び21はレンズ
状に、電極5 (51,52)はプリズム状に、それぞ
れパターン化されている。電極をパターン化し、それに
電圧を印加すると、その電極の形状に応した屈折率変化
Δnを得ることができる。これにより、導波路上でレン
ズ効果、プリズム効果を電気的に制御できる。また、電
極をパターニングすることの代りに、導波路内で非線形
光学材料からなる部分をパターニングしてもよい。なお
、電極のパターンは、例示したレンズ、プリズムの他、
グレーティング、ストライブなどであってもよい。
FIG. 8 illustrates a waveguide type solid-state optical deflector which is an example of a waveguide type electro-optic annular chair according to the present invention. As can be understood, this solid-state optical deflector is the optical deflector shown in FIG. 5 with a lens-shaped electrode 21 and a cylindrical lens 13 added thereto. That is, this device includes a substrate 7, a counter electrode 6 (if the substrate 7 is made of conductive silicon or the like, it can serve as a counter electrode), a buffer layer 8, a nonlinear optical waveguide 4,
Nofer layer 9 and electrodes 11.5 and 21 are laminated. A7 as an electrode material! , Ti, etc., and if transparent ITO etc. are used as the electrode material,
Buffer layer can be omitted. The electrodes 11 and 21 are patterned into a lens shape, and the electrode 5 (51, 52) is patterned into a prism shape. By patterning an electrode and applying a voltage to it, a refractive index change Δn corresponding to the shape of the electrode can be obtained. This allows the lens effect and prism effect to be electrically controlled on the waveguide. Furthermore, instead of patterning the electrodes, a portion made of a nonlinear optical material within the waveguide may be patterned. In addition to the exemplified lenses and prisms, the electrode pattern can be
It may be a grating, a stripe, etc.

本発明の電気光学デバイスにおいて、電圧印加のために
用いられる電極は、パターン化されたうえに分割されて
いてもよくかつ分割したほうが好ましい場合もある。第
9図及び第10図はそれぞれ電極パターンの分割例であ
る。第9図はプリズム型電極5を分割してストライブ状
の小電極群としたもの、第1O図はレンズ型電極5を分
割してストライプ状の小電極群としたものである。これ
らの分割された小電極は互いに接続して同時に電圧印加
ができるように構成してもよく、さもなければ、互いに
独立に電圧印加ができるように構成してもよい。小電極
の形状は、ストライプに限定されるものではなく、ドツ
ト状、アイランド状など、任意に選択することができる
。また、第9図及び第10図では上側電極のみを分割し
た例を示したが、必要に応じて、下側電極のみあるいは
上側及び下側の画電極を分割してもよい。
In the electro-optical device of the present invention, the electrode used for voltage application may be patterned and divided, and it may be preferable to divide the electrode. FIG. 9 and FIG. 10 each show an example of dividing the electrode pattern. FIG. 9 shows a prism-shaped electrode 5 divided into small stripe-shaped electrode groups, and FIG. 1O shows a lens-shaped electrode 5 divided into striped small electrode groups. These divided small electrodes may be connected to each other so that voltages can be applied simultaneously, or they may be configured so that voltages can be applied independently to each other. The shape of the small electrode is not limited to a stripe, but can be arbitrarily selected such as a dot shape or an island shape. Further, although FIGS. 9 and 10 show an example in which only the upper electrode is divided, only the lower electrode or the upper and lower picture electrodes may be divided, if necessary.

第11図(A)は、下側電極のみをパターン化し、電極
のない部分の全部又は一部に有機非線形光学材料を配置
したデバイスの例である。第11図(B)は第11図(
A)の線分XIB−XrBにそった断面図であり、有機
非線形光学膜4が有機非線形光学材料41とそれ以外の
材料42とからなることを示している。ここで、非線形
光学材料のβ軸(ポッケルス効果が大きい結晶軸)を基
板に対して垂直又は斜め方向に配向した場合、電極の垂
直成分又はβ軸に平行な斜め方向成分を利用してデバイ
スを動作させることができる。
FIG. 11(A) is an example of a device in which only the lower electrode is patterned and an organic nonlinear optical material is placed in all or part of the part without the electrode. Figure 11 (B) is shown in Figure 11 (
It is a sectional view taken along the line XIB-XrB in A), and shows that the organic nonlinear optical film 4 is made of an organic nonlinear optical material 41 and a material 42 other than that. Here, when the β-axis (crystal axis with a large Pockels effect) of the nonlinear optical material is oriented perpendicularly or obliquely to the substrate, the device can be fabricated using the vertical component of the electrode or the obliquely component parallel to the β-axis. It can be made to work.

第12図(A)及び(B)は、第11図に図示のような
デバイスにおいて、上側電極5をもパターニングした例
である。この例の場合、膜のβ軸が水平配向であるとし
ても、上側電極5が非対称に形成しであるため、下側電
極6と上側電極5との電位差により非対称な屈折率変化
を生しさせることができる。電極をこのように構成した
結果、垂直配向膜において大面積にわたってプリズム状
電極があるのと等価的な作用を引き出すことができる。
FIGS. 12(A) and 12(B) are examples in which the upper electrode 5 is also patterned in the device shown in FIG. 11. In this example, even if the β-axis of the film is horizontally oriented, the upper electrode 5 is formed asymmetrically, so the potential difference between the lower electrode 6 and the upper electrode 5 causes an asymmetrical change in the refractive index. be able to. As a result of configuring the electrode in this manner, it is possible to derive an effect equivalent to that of a prismatic electrode having a large area in a vertical alignment film.

さらに、このデバイスをLD 、 PD 、 ICなど
の半導体デバイスと複合化すると、より高度な機能を具
えたデバイスを提供することができる。
Furthermore, by combining this device with a semiconductor device such as an LD, PD, or IC, a device with more advanced functions can be provided.

本発明の導波路型電気光学デバイスにおいて、その導波
路は、シングルモード導波路であることが、動作効率の
観点から望ましい。また、非線形光学材料としては、前
記したMNBAに代表される有機の低分子単結晶、ポー
リング処理したペンダント付加型ポリマー、さらにはド
ナー基D、アクセブタ基Aを付加した共役ポリマー(例
えばポリジアセチレン)などを有利に用いることができ
る。
In the waveguide type electro-optic device of the present invention, it is desirable that the waveguide be a single mode waveguide from the viewpoint of operating efficiency. Examples of nonlinear optical materials include organic low-molecular single crystals typified by MNBA mentioned above, pendant addition type polymers subjected to poling treatment, and conjugated polymers with donor groups D and acceptor groups A added (e.g. polydiacetylene). can be used advantageously.

以上のように、電気光学効果が大きく、かつ薄膜化がで
きる有機非線形光学材料の特長を生かすことにより、よ
り高性能な有機導波路型電気光学デバイスを提供するこ
とができる。
As described above, by taking advantage of the features of organic nonlinear optical materials that have a large electro-optic effect and can be made into thin films, it is possible to provide organic waveguide-type electro-optic devices with higher performance.

第13図、第14図及び第15図は、それぞれ、本発明
による偏向器方式光スイッチの例である。光路の切り換
えに用いる導波路型光偏向器としては、例えば、第5図
及び第8図に示した構成の固体光偏向器を有利に用いる
ことができる。
FIG. 13, FIG. 14, and FIG. 15 are examples of deflector type optical switches according to the present invention, respectively. As the waveguide type optical deflector used for switching the optical path, for example, a solid state optical deflector having the configuration shown in FIGS. 5 and 8 can be advantageously used.

NXNマトリクス光スイッチでは、第13図に示される
ように、光偏向器をN個(図では6個)ずつアレイ状に
両サイドに並置する。光ファイバーなどからの入射光を
偏向器への電圧印加により所望の方向へ偏向させ、他端
の光ファイバーに振り分ける。この方式では、マトリク
ススイッチのチャネル数の1乗に比例して素子数が増加
するので、2乗に比例して増加する従来の光スイッチに
較べると、駆動方法及び電極の引き出しが単純化される
。また、従来の光スイッチにおけるような導波路間のク
ロスポイントがないために、クコストークやロスが改善
される。ビームの集光を行うために導波路レンズが配置
される。また、光出射側の偏向器を動作させることによ
り、光ファイバーへの光入射角を調整することができ、
結合ロスを低下させることができる。さらに、導波路レ
ンスヘの印加電圧の調整を行うことにより、結合特性の
改善も可能である。
In the NXN matrix optical switch, as shown in FIG. 13, N (six in the figure) optical deflectors are arranged in an array on both sides. Incoming light from an optical fiber or the like is deflected in a desired direction by applying a voltage to a deflector, and distributed to the optical fiber at the other end. In this method, the number of elements increases in proportion to the first power of the number of channels in the matrix switch, which simplifies the driving method and electrode extraction compared to conventional optical switches, which increase in proportion to the square of the number of channels. . Furthermore, since there are no cross points between waveguides unlike in conventional optical switches, cocoon talk and loss are improved. A waveguide lens is arranged to focus the beam. In addition, by operating the deflector on the light output side, the angle of light incidence on the optical fiber can be adjusted.
Coupling loss can be reduced. Furthermore, the coupling characteristics can be improved by adjusting the voltage applied to the waveguide lens.

同様にして、第14図に示されるようなIXNバイパス
・分岐光スイッチも構成することができる。
Similarly, an IXN bypass/branch optical switch as shown in FIG. 14 can also be constructed.

また、図示の光スイッチの入射側、出射側には必ずしも
光ファイバーが接続される必要はなく、半導体レーザ(
LD)、フォトダイオード(PD)などが設けられても
よい。その−例が第15図の送受信切り替えモジュール
である。図中、22はLD、そして23はPDである。
In addition, it is not necessary to connect optical fibers to the input and output sides of the optical switch shown in the figure, and a semiconductor laser (
LD), photodiode (PD), etc. may be provided. An example of this is the transmission/reception switching module shown in FIG. In the figure, 22 is an LD, and 23 is a PD.

また、光偏向器が第13図に示されるようにデバイスの
両側にある場合には、双方向の光切り替えも可能である
。換言すると、単一方向のみの光切り替えでは必ずしも
デバイスの両側に光偏向器を設ける必要はない。
Bidirectional optical switching is also possible if the optical deflectors are on both sides of the device as shown in FIG. In other words, for optical switching in only one direction, it is not necessarily necessary to provide optical deflectors on both sides of the device.

本発明の光スイッチにおいて用いられる偏向器は、すで
に他の実施例のところでも説明しているけれども、MN
A 、 MNBAなどの有機結晶膜、ポーリング処理し
たポリマー膜、さらにドナー基D、アクセプタ基Aを付
加したポリジアセチレン膜などを用い、これに適当な形
状の電極を組み合わせることによって、作製することが
できる。特に、膜が垂直配向していること、すなわち、
ポッケルス効果が大きい電場方向β軸が基板に対してた
った状態あること、が望ましい。この場合の偏向器は、
第8図のようにプリズム型の電極と対向電極とで非線形
光学膜をサンドイッチすることで、作製できる。導波路
レンズは、凹レンズ又は凸レンズの形に導波路をエツチ
ングするか、もしくは他の物質を凹レンズ又は凸レンズ
の形に積層することにより得ることができる。さもなけ
れば、フォトリソグラフィにより、導波路の一部を凹レ
ンズ又は凸レンズの形に他の物質で置きかえてもよい。
Although the deflector used in the optical switch of the present invention has already been explained in other embodiments, MN
A, it can be produced by using an organic crystal film such as MNBA, a poling-treated polymer film, a polydiacetylene film to which donor groups D and acceptor groups A are added, and combining it with an electrode of an appropriate shape. . In particular, the membrane is vertically oriented, i.e.
It is desirable that the electric field direction β-axis, where the Pockels effect is large, be in a state where it is only with respect to the substrate. The deflector in this case is
It can be produced by sandwiching a nonlinear optical film between a prism-shaped electrode and a counter electrode as shown in FIG. Waveguide lenses can be obtained by etching waveguides in the form of concave or convex lenses or by laminating other materials in the form of concave or convex lenses. Otherwise, a portion of the waveguide may be replaced by another material in the form of a concave or convex lens by photolithography.

このようにして得られた導波路レンズの上に電極を形成
すれば、レンズの焦点距離を電圧印加でコントロールで
きるようになる。
By forming electrodes on the waveguide lens thus obtained, the focal length of the lens can be controlled by applying a voltage.

また、本発明の光スイッチでは、その導波路の全部が非
線形光学膜である必要はなく、アクティブな部分を非線
形光学膜とし、また、他の一部分をガラス、ポリマーな
どからなるパンシブ導波路としてもよい。
In addition, in the optical switch of the present invention, the entire waveguide does not need to be made of a nonlinear optical film, and the active part may be made of a nonlinear optical film, and the other part may be a pensive waveguide made of glass, polymer, etc. good.

以上のように、本発明によれば、低ロス及び低クロスト
ークで、かつ電極構成及び駆動方法が単純な光スイッチ
を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical switch with low loss and low crosstalk, and with a simple electrode configuration and driving method.

第16図は、本発明による固体光偏向器を投写装置に用
いた例であり、投写装置は、図示される通り、光書き込
み型LCライトバルブである。LCライトバルブ40は
、aSi : Hフォトコンダクタ47、誘電体反射鏡
46及びLC(液晶)45の積層体を2つの透明電極(
図示せず)ではさんだサンドイッチ構造を有し、そのサ
イズは、図示の例の場合、6 am X 18C1! 
(縦×横)である。R(赤)、G(緑)及びB(青)の
画像に対応してライトバルブを3領域に分け、光書き込
みを行うように構成されている。たて操作は、12面鏡
30を用いてそれを3000rprrlで回転させるこ
とにより、可能である。ここで、もしも3000 X 
3000画素の動画像表示を行うならば、横走査は図示
されるように180kHzの周波数(振幅ニア0V)で
行う必要がある。なお、このようなスピードは従来から
の機械的スキャナでは達成困難であるので、先にも説明
した本発明による固体光偏向器20を有利に用いること
ができる。固体光偏向器20は、図示の例の場合、R,
G及びBに対応して3個並置されており、そしてその構
造は基本的に第8図に図示した導波路型固体光偏向器に
同じである。なお、第16図の固体光偏向器20はそれ
ぞれLD22 (変調: 540MHz)を入射側端面
に有している。また、シリンドリカルレンズ13が出射
側に設けられているが、これは、導波路面と垂直方向の
光のしぼり込みを行うためである。以上のようなデバイ
ス構成により、高解像度で動画像を表示可能な投射型デ
イスプレィ装置(投写装置)提供することができる。
FIG. 16 is an example in which the solid-state optical deflector according to the present invention is used in a projection device, and the projection device is, as shown, an optical writing type LC light valve. The LC light valve 40 includes a stack of an aSi:H photoconductor 47, a dielectric reflector 46, and an LC (liquid crystal) 45, and two transparent electrodes (
(not shown), the size of which, in the example shown, is 6 am x 18C1!
(length x width). The light valve is divided into three areas corresponding to R (red), G (green), and B (blue) images, and is configured to perform optical writing. Vertical operation is possible by using the 12-sided mirror 30 and rotating it at 3000 rprrl. Here, if 3000
If a moving image of 3000 pixels is to be displayed, horizontal scanning must be performed at a frequency of 180 kHz (amplitude near 0 V) as shown in the figure. It should be noted that since such speeds are difficult to achieve with conventional mechanical scanners, the solid state optical deflector 20 of the present invention as previously described can be used to advantage. In the illustrated example, the solid state optical deflector 20 has R,
Three of them are arranged in parallel corresponding to G and B, and their structure is basically the same as the waveguide type solid state optical deflector shown in FIG. The solid-state optical deflectors 20 in FIG. 16 each have an LD 22 (modulation: 540 MHz) on the incident side end surface. Further, a cylindrical lens 13 is provided on the output side, and this is for narrowing down the light in a direction perpendicular to the waveguide surface. With the device configuration described above, it is possible to provide a projection display device (projection device) that can display moving images with high resolution.

第17図は、本発明による光書き込み型光回路デバイス
の一例を示した斜視図(A)及び断面図(B)である。
FIG. 17 is a perspective view (A) and a cross-sectional view (B) showing an example of an optical writing type optical circuit device according to the present invention.

光回路デバイスは、第17図(A)に示されるように、
基板7上に順次、下側電極6、ノ\・ソファ−層8、有
機非線形光学導波路4、ノλ・ンファー層9、フォトコ
ンダクタ層24、そして上側電極5を形成した積層構造
を有する。上側電極5及び下側電極6間に電圧を印加し
た後、このデR4スに種々のパターンで光を照射すると
(図示の例では、レンズ型光パターンLl、プリズム型
光)くターンL2、グレーティング型光パターンL3、
及び導波路型曲線光パターンL、)、それに応じて有機
非線形光学導波路4への電圧が変化し、したがって屈折
率が変化する。かかる屈折率の変化の結果として、光の
集束、発散、スイッチングなどを光ノ々ターンに応じて
自由に実行することが可能になる。
The optical circuit device, as shown in FIG. 17(A),
It has a laminated structure in which a lower electrode 6, a sofa layer 8, an organic nonlinear optical waveguide 4, a layer 9, a photoconductor layer 24, and an upper electrode 5 are sequentially formed on a substrate 7. After applying a voltage between the upper electrode 5 and the lower electrode 6, when light is irradiated to this device R4 in various patterns (in the illustrated example, a lens-type light pattern Ll, a prism-type light), a turn L2, a grating pattern light pattern L3,
and waveguide-type curved light pattern L,), the voltage to the organic nonlinear optical waveguide 4 changes accordingly, and the refractive index changes accordingly. As a result of such changes in the refractive index, it becomes possible to freely perform focusing, divergence, switching, etc. of light depending on the number of turns of light.

第17図(B)では、非線形光学導波路を3次元導波路
として、マトリクス交叉部に光照射することにより光の
スイッチングを行う例が示されている。図中のしは光パ
ターンを指す。
FIG. 17(B) shows an example in which a nonlinear optical waveguide is used as a three-dimensional waveguide and light is switched by irradiating light onto matrix intersections. The number in the figure indicates the light pattern.

本発明による光回路デバイスでは、図示して説明しなか
ったけれども、パターン化された固定電極を共存させる
こともできる。また、電極がITOなどのように透明で
ある場合には、バッファー層を省略することも可能であ
る。さらにまた、光感受層はフォトコンダクタに限定さ
れるものではなく、フォトダイオードなどを用いてもよ
い。有機非線形光学導波路を構成する有機非線形光学材
料は、すでに繰り返し述べているように、種々のタイプ
の材料、例えばMNA、 MNBA、 DAN、ペンタ
フト付加型ポリマー、共役ポリマーなどを包含する。
In the optical circuit device according to the present invention, although not shown and described, patterned fixed electrodes can also be used together. Further, if the electrode is transparent such as ITO, the buffer layer can be omitted. Furthermore, the photosensitive layer is not limited to a photoconductor, and a photodiode or the like may be used. The organic nonlinear optical materials constituting the organic nonlinear optical waveguide include various types of materials, such as MNA, MNBA, DAN, pentufted polymers, conjugated polymers, etc., as has already been stated repeatedly.

有機非線形光学材料としては、好ましくは、β軸(ポッ
ケルス効果が大きい電場方向)が基板面に垂直であるほ
うがよく、また、非線形導波路は必ずしもデバイスの全
面にある必要はなく、デバイスの構成に必須な部分のみ
にあればよい。
For organic nonlinear optical materials, it is preferable that the β axis (the direction of the electric field where the Pockels effect is large) is perpendicular to the substrate surface, and the nonlinear waveguide does not necessarily have to be on the entire surface of the device, depending on the configuration of the device. It only needs to be included in the essential parts.

また、用いられる各種の光パターンはいろいろろな露光
源からいろいろな手法を用いて書き込むことができ、そ
の−例としてレーザビーム走査をあげることができる。
Additionally, the various light patterns used can be written from a variety of exposure sources and using a variety of techniques, an example of which is laser beam scanning.

パターンの消去は、電圧を逆転させるかもしくは上側電
極、下側電極をショートさせて光照射を行うことで可能
である。
The pattern can be erased by reversing the voltage or shorting the upper and lower electrodes and irradiating the pattern with light.

以上のように、本発明によれば、電極の引き出しが単純
で、フレキシビリティの高い光回路デバイスを提供する
ことができる。
As described above, according to the present invention, an optical circuit device with simple electrode extraction and high flexibility can be provided.

第18図は、本発明によるX線画像読み取り装置の一例
を示した斜視図である。このX線画像読み取り装置の光
出射層35には固体光偏向器20が設けられており、L
D22からの光を電圧の調節により偏向させ、導波路3
3に振り分ける。振り分けられた光は、導波路33を介
してX線画像変換プレート31まで導かれ、輝尽発光を
生じさせる。輝尽発光は、光出射層35に積層された集
光層34に入射し、フォトダイオード(PD)やフォト
マルチプライヤなどの光検知器23(図示の例ではPD
を使用)まで導かれる。ここで、読み取り光をカットし
て輝尽発光のみを取り出すために、集光層34の端面に
読み取り光カットフィルタ32を設ける。また、この読
み取り光カットフィルタの使用に代えて、集光層34内
に、読み取り光に対する吸収係数が輝尽発光に対する吸
収係数よりも大きい物質、例えば色素を添加してもよい
。さらにまた、読み取り光のしぼり込みや集光効率の向
上のため、光出射層及び集光層の端面にマイクロレンズ
又はシリンドリカルレンズを設けることもできる。さら
にまた、読み取り速度の高速化のため、LD十固体光偏
向器と光検知器の組合せを複数セント配置してもよい。
FIG. 18 is a perspective view showing an example of an X-ray image reading device according to the present invention. A solid-state optical deflector 20 is provided in the light output layer 35 of this X-ray image reading device, and the L
The light from D22 is deflected by adjusting the voltage, and the light from the waveguide 3
Divide into 3. The distributed light is guided to the X-ray image conversion plate 31 via the waveguide 33 and causes stimulated luminescence. The stimulated luminescence enters the light collecting layer 34 laminated on the light emitting layer 35, and is detected by a photodetector 23 such as a photodiode (PD) or a photomultiplier (PD in the illustrated example).
). Here, in order to cut off the reading light and extract only stimulated luminescence, a reading light cutting filter 32 is provided on the end face of the light collecting layer 34. Further, instead of using this reading light cut filter, a substance, for example, a dye, may be added to the light condensing layer 34, the absorption coefficient of which is larger for the reading light than the absorption coefficient for stimulated luminescence. Furthermore, microlenses or cylindrical lenses can be provided on the end faces of the light emitting layer and the light collecting layer in order to narrow down the reading light and improve light collection efficiency. Furthermore, in order to increase the reading speed, a plurality of combinations of LDs, solid-state optical deflectors, and photodetectors may be arranged.

本発明のX線画像読み取り装置において、固体光偏向器
及び導波路レンズは、それぞれ、他の例を参照してすで
に説明したものと同じであることができ、また、導波路
は、例えばガラス導波路、ポリマー導波路であることが
できる。本発明の実施において、用いられる導波路はシ
ングルモードである必要はないので、光の閉じ込めを強
めて導波路の曲がりの曲率半径を大きくできるというメ
リントもある。
In the X-ray image reading device of the invention, the solid state optical deflector and the waveguide lens can each be the same as those already described with reference to other examples, and the waveguide can be, for example, a glass guide. It can be a waveguide, a polymer waveguide. In carrying out the present invention, the waveguide used does not need to be single-mode, so there is also the advantage that the confinement of light can be strengthened and the radius of curvature of the bend of the waveguide can be increased.

以上のように、本発明によれば、光走査光学系が縮小さ
れ、かつ読み取り速度が増大せしめられた小型のX線画
像読み取り装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a compact X-ray image reading device in which the light scanning optical system is reduced in size and the reading speed is increased.

第19図は、本発明による光ディスク用光ヘットの好ま
しい一例を示したものである。この光ヘッドは、図示の
ように、LD22と固体光偏向器の組み合せを複数セッ
ト並列で有している。すなわち、各LDから出た光はそ
れぞれ対応する光偏向器でスキャンされるように設計さ
れている。この光ヘッドを第20図に示されているよう
に光ディスク60上に配置して情報の書き込み、読み取
りを行う。
FIG. 19 shows a preferred example of the optical head for an optical disc according to the present invention. As shown in the figure, this optical head has a plurality of sets of combinations of an LD 22 and a solid-state optical deflector arranged in parallel. That is, the design is such that the light emitted from each LD is scanned by a corresponding optical deflector. This optical head is placed on the optical disk 60 as shown in FIG. 20 to write and read information.

なお、本発明の光ヘッドは好ましくは第20図に示され
る光出射層35と集光層34の積層構造を有し、また、
光出射層35の端面にはLD22が、集光層34の端面
には光検知器23(図示の例ではPDを使用)が、それ
ぞれ設けられる。また、書き込み光のしぼり込み、読み
取り光の集光を行うために、デバイス端面にシリンドリ
カルレンズを付設することが望ましい。−例として、光
ヘッドの集光層34の端面にシリンドリカルレンズ13
を設けた例が第21図に示されている。
The optical head of the present invention preferably has a laminated structure of a light emitting layer 35 and a light collecting layer 34 as shown in FIG.
An LD 22 is provided on the end surface of the light emitting layer 35, and a photodetector 23 (PD is used in the illustrated example) is provided on the end surface of the light collecting layer 34. Further, it is desirable to attach a cylindrical lens to the end face of the device in order to narrow down the writing light and condense the reading light. - As an example, a cylindrical lens 13 is attached to the end surface of the condensing layer 34 of the optical head.
An example in which this is provided is shown in FIG.

本発明の光ディスク用光ヘンドにおいて、固体光偏向器
は、いろいろな本発明例を参照してすでに詳述したもの
と同様であることができる。例えば、光偏向器は、MN
A 、 MNBAなどの有機結晶膜、ポーリング処理し
たポリマー膜、さらにはドナーiD、アクセプタ基Aを
付加したポリジアセチレン膜などを非線形光学膜として
用い、この光学膜をプリズム型電極と対向電極とではさ
むことによって得ることができる。特に、有機非線形光
学膜はそれが垂直配向していること(ポッケルス効果が
大きい電場方向β軸が基板に対してたっていること)が
望ましい。導波路レンズは、凹レンズ又は凸レンズの形
に導波路をエツチングするがもしくはそのような形とな
るように他の物質を積層することにより得ることができ
る。場合によっては、フォトリソグラフィにより、導波
路の一部をして凹レンズ形又は凸レンズ形に他の物質で
置き換えてもよい。このようにして得られた導波路レン
ズの上に電極を形成すれば、レンズの焦点距離を電圧で
補正できるようになり、よって、光ヘッドとしての機能
を得ることができる。ここで、光へノドの導波路が全部
非線形光学膜である必要はなく、アクティブな部分を非
線形光学膜で、他の一部分をガラス、ポリマーなとのパ
ッシブ導波路としてもよい。
In the optical end for an optical disc of the invention, the solid state optical deflector can be similar to that already detailed with reference to various embodiments of the invention. For example, the optical deflector is MN
A, An organic crystal film such as MNBA, a polymer film subjected to poling treatment, or a polydiacetylene film to which donor iD and acceptor groups A are added is used as a nonlinear optical film, and this optical film is sandwiched between a prism-shaped electrode and a counter electrode. This can be obtained by In particular, it is desirable that the organic nonlinear optical film be vertically aligned (the β-axis in the electric field direction, where the Pockels effect is large, is oriented with respect to the substrate). Waveguide lenses can be obtained by etching a waveguide in the shape of a concave or convex lens, or by laminating other materials into such a shape. In some cases, a part of the waveguide may be replaced by another material into a concave lens shape or a convex lens shape by photolithography. By forming an electrode on the waveguide lens obtained in this manner, the focal length of the lens can be corrected with a voltage, and thus the function as an optical head can be obtained. Here, the waveguide leading to the light does not need to be entirely made of a nonlinear optical film; the active part may be made of a nonlinear optical film, and the other part may be a passive waveguide made of glass or polymer.

第20図に図示するような光ヘッドを用いてかっ、その
際、デバイス長を5cm、LD−固体光偏向器の並列度
を25とした場合、1つのLD−偏向器が解像点数20
00の性能を保有すれば固定光ヘッドの光ディスク装置
を実現できる。この場合、情報の読み取り速度、書き込
み速度は従来の光ディスク装置を用いた場合のそれの約
25倍となり、HD T V対応の動画像のリアルタイ
ム転送が可能となる。また、固体光偏向器を並列化する
ことにより、単位ビット当りの光パワーを高くできるた
め、相変化型光ディスク、フォトクロミック型光ディス
クなどにおける安定な情報の書き込み、読み取りが可能
となる。
If an optical head as shown in FIG. 20 is used, and the device length is 5 cm and the degree of parallelism of the LD-solid-state optical deflectors is 25, one LD-deflector has a resolution of 20 points.
If the performance is 0.00, an optical disk device with a fixed optical head can be realized. In this case, the information reading and writing speeds are about 25 times that of the conventional optical disk device, and real-time transfer of moving images compatible with HD TV becomes possible. Further, by parallelizing the solid-state optical deflectors, the optical power per unit bit can be increased, so it becomes possible to stably write and read information on phase-change optical disks, photochromic optical disks, and the like.

以上のように、本発明によれば、LDを並列に配置し、
各LDからの光を同じく並列に配置した固体光偏向器で
スキャンし、書き込み読み取りの並列化及び光ヘッドの
固定化を行うことにより、光ディスク装置の高速化をは
かることができる。
As described above, according to the present invention, LDs are arranged in parallel,
By scanning the light from each LD with solid-state optical deflectors arranged in parallel, parallelizing writing and reading, and fixing the optical head, it is possible to increase the speed of the optical disk device.

第22図は本発明による光スイッチの好ましい一例を示
したものである。さらに詳しく述べると、第22図(A
)は、半導体IC中のスイッチング素子の出力端子を下
側電極として、かつ導波路交叉部に電圧を印加できるよ
うに構成した光スイ・7チの例であり、そして第22図
(B)は第22図(A)の光スインチの断面図である。
FIG. 22 shows a preferred example of the optical switch according to the present invention. To explain in more detail, Figure 22 (A
) is an example of an optical switch configured so that the output terminal of the switching element in the semiconductor IC is used as the lower electrode and voltage can be applied to the waveguide intersection, and FIG. 22 (B) is FIG. 22 is a cross-sectional view of the optical sinch of FIG. 22(A).

これらの図から、半導体IC70上に、下側電極6、バ
ッファー層8、有機非線形光学導波路41又はクラッド
層43、バッファー層9、そして上側電極5が順次形成
されていることが理解されるであろう。半導体IC上に
このように光スイッチを作り込むことによって、マトリ
クス光スイッチの駆動及び電極の配線を単純化すること
ができる。
From these figures, it can be understood that the lower electrode 6, buffer layer 8, organic nonlinear optical waveguide 41 or cladding layer 43, buffer layer 9, and upper electrode 5 are formed in this order on the semiconductor IC 70. Probably. By building the optical switch on the semiconductor IC in this way, driving the matrix optical switch and wiring the electrodes can be simplified.

第23図は、光半導体のLDとマンハツェンダー型光変
調器を集積化した例を示したものである。
FIG. 23 shows an example in which an optical semiconductor LD and a Mann-Zehnder optical modulator are integrated.

図中、80は■−V族半導体基板、84は導波路層、8
5は上側電極、87は有機非線形導波路、88及び89
はバッファー層、そして22はLDである。ここで、下
側電極は光半導体そのものであってもよく、あるいはそ
の上に形成された電極であってもよい。
In the figure, 80 is a ■-V group semiconductor substrate, 84 is a waveguide layer, and 8
5 is an upper electrode, 87 is an organic nonlinear waveguide, 88 and 89
is a buffer layer, and 22 is an LD. Here, the lower electrode may be the optical semiconductor itself, or may be an electrode formed thereon.

また、上側電極は、マツハツエンダ−の両アーム上に配
設することができる。
Further, the upper electrode can be disposed on both arms of the Matsuhatsu ender.

〔発明の効果] 本発明によれば、従来の電気光学デバイスでは得ること
のできなかったいろいろな効果を得ることができる。例
えば、本発明によれば、膜厚を薄く形成でき、しかも電
気光学係数の大きな有機非線形光学材料を用いて、導波
路型有機光偏向素子を構成することにより、大きな偏向
角を得ることができる。その結果、走査装置を小型化で
き、しかも可動部を有しない非機械式の走査装置を実現
でき、装置の長寿命化、組立て・調整の節易化が可能と
なる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, various effects that could not be obtained with conventional electro-optical devices can be obtained. For example, according to the present invention, a large deflection angle can be obtained by constructing a waveguide type organic optical deflection element using an organic nonlinear optical material that can be formed thin and has a large electro-optic coefficient. . As a result, the scanning device can be miniaturized, and a non-mechanical scanning device having no moving parts can be realized, which makes it possible to extend the life of the device and simplify assembly and adjustment.

本発明のその他の効果は、上記した「実施例」及びその
他の項の記載から容易に理解することができるであろう
Other effects of the present invention will be easily understood from the description of the above-mentioned "Examples" and other sections.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明による導波路型有機光偏向素子の基本
原理を示した斜視図、 第2図〜第6図は、それぞれ、本発明による光偏向素子
の好ましい例を示した略示図、第7図は、本発明におい
て用いられる有機非線形光学材料の偏向角特性を示した
グラフ、第8図は、本発明による導波路型固体光偏向器
の一例を示した斜視図、 第9図及び第10図は、それぞれ、本発明による電極の
パターン化及び分割を示した略示図、第11図は、本発
明による導波路型電気光学デバイスの一例を示した略示
図、 第12図は、本発明による有機非線形光学材料の膜内分
布を示した断面図、 第13図〜第15図は、それぞれ、本発明による光スイ
ッチの好ましい例を示した略示図、第16図は、本発明
による固体光偏向器を用いた投写装置の略示図、 第17図は、本発明による光回路デバイスの一例を示し
た略示図、 第18図は、本発明によるX線画像読み取り装置の一例
を示した斜視図、 第19図は、本発明による光ディスク装置用光へ・ノド
の一例を示した略示図、 第20図は、本発明による光ヘッドの一使用例を示した
略示図、 第21図は、本発明による光ヘッドの一変形例を示した
略示図、 第22図は、本発明による光スイッチの一例を示した略
示図、そして 第23図は、本発明による光変調器の一例を示した略示
図である。 図において、4は有機非線形光学膜、5,51゜52.
6は電極、7は石英またはSiの基板、8゜9はバッフ
ァー層、10は導波路レンズ、11は導波路レンズの電
極、12は曲面、13はシリンドリカルレンズ、14は
メイン導波路、15a 、 15b 、 15c ・・
・は分岐導波路、16a 、 16b 、 16c・・
・は光スイッチ、DI、D2.D3・・・は光偏向素子
をそれぞれ示す。
FIG. 1 is a perspective view showing the basic principle of a waveguide type organic light deflection element according to the present invention, and FIGS. 2 to 6 are schematic diagrams showing preferred examples of the light deflection element according to the present invention. , FIG. 7 is a graph showing the deflection angle characteristics of the organic nonlinear optical material used in the present invention, FIG. 8 is a perspective view showing an example of a waveguide type solid-state optical deflector according to the present invention, and FIG. 9 and FIG. 10 are schematic diagrams showing patterning and division of electrodes according to the present invention, and FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of a waveguide type electro-optic device according to the present invention. 13 is a cross-sectional view showing the distribution of the organic nonlinear optical material in the film according to the present invention, FIGS. 13 to 15 are schematic diagrams showing preferred examples of the optical switch according to the present invention, and FIG. FIG. 17 is a schematic diagram showing an example of an optical circuit device according to the present invention; FIG. 18 is an X-ray image reading device according to the present invention. FIG. 19 is a perspective view showing an example of the optical head for an optical disk device according to the present invention; FIG. 20 is a schematic view showing an example of the use of the optical head according to the present invention. 21 is a schematic diagram showing a modified example of the optical head according to the present invention, FIG. 22 is a schematic diagram showing an example of an optical switch according to the present invention, and FIG. 23 is a schematic diagram showing an example of an optical switch according to the present invention. 1 is a schematic diagram showing an example of an optical modulator according to the invention; FIG. In the figure, 4 is an organic nonlinear optical film, 5,51°52.
6 is an electrode, 7 is a quartz or Si substrate, 8°9 is a buffer layer, 10 is a waveguide lens, 11 is an electrode of the waveguide lens, 12 is a curved surface, 13 is a cylindrical lens, 14 is a main waveguide, 15a, 15b, 15c...
- Branch waveguides, 16a, 16b, 16c...
- Optical switch, DI, D2. D3... each indicates a light deflection element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、有機非線形光学材料を導波路として用いた電気光学
デバイスであって、前記有機非線形光学材料が膜厚10
0μm以下の有機非線形光学膜であり、該光学膜がその
両側を、用いられる光に対して透明な電極及び/又は用
いられる光に対して透明な絶縁性バッファー層を前記光
学膜の側に有する不透明な電極ではさみこまれてサンド
イッチ構造体を構成しており、そして該デバイスが、前
記両電極間に電圧を印加した時、前記光学膜において発
生せしめられる屈折率変化の機能として動作せしめられ
ることを特徴とする導波路型電気光学デバイス。 2、光偏向素子であり、そして該素子に入射した光が、
電圧印加時、有機非線形光学膜における屈折率変化によ
って光偏向せしめられることを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載の導波路型電気光学デバイス。 3、前記の対向せる電極の少なくとも一方がプリズム形
状をしていることを特徴とする特許請求の範囲第2項に
記載の導波路型電気光学デバイス。 4、前記の有機非線形光学膜をプリズム形状にしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の導波路型電
気光学デバイス。 5、プリズム形に形成された電極またはプリズム形に形
成された有機非線形光学膜と、光入射及び/又は光出射
部分との間に、導波路レンズを形成してなることを特徴
とする特許請求の範囲第2項に記載の導波路型電気光学
デバイス。 6、前記の導波路レンズ自体も非線形光学材料で形成さ
れ、その両面に配設された電極間に電圧印加する構成と
したことを特徴とする特許請求の範囲第5項に記載の導
波路型電気光学デバイス。 7、前記の光偏向素子の光出射端面がなだらかな曲面に
なっていることを特徴とする特許請求の範囲第2項に記
載の導波路型電気光学デバイス。 8、前記の光偏向素子の光出射端面に沿ってシリンドリ
カルレンズが形成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第2項に記載の導波路型電気光学デバイス。 9、メイン導波路と該導波路から分岐した複数本の分岐
導波路とを有しており、そしてメイン導波路と各分岐導
波路との間に、光スイッチまたは導波路回折格子が配設
され、それぞれの分岐導波路の先に前記の光偏向素子が
接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第2項
に記載の導波路型電気光学デバイス。 10、前記の光スイッチおよび光偏向素子の部分のみが
非線形光学材料で構成され、その他の部分は線形光学材
料で構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
9項に記載の導波路型電気光学デバイス。 11、前記の対向せる電極の少なくとも一方が所定の形
状にパターン化されており、かつさらに該電極パターン
が複数個の小電極に分割されていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載の導波路型電気光学デバイス
。 12、前記の電極のパターン化及び電極パターンの分割
が前記有機非線形光学膜の下側の電極においてなされて
いることを特徴とする特許請求の範囲第11項に記載の
導波路型電気光学デバイス。 13、前記有機非線形光学膜は前記電極パターンが下地
にない部分の少なくとも一部分に限定して形成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第12項に記載の導
波路型電気光学デバイス。 14、複数個の光偏向素子から構成された光スイッチで
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の導
波路型電気光学デバイス。 15、光書き込み型ライトバルブを用いた投写装置に書
き込みを行うための固体光偏向素子であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載の導波路型電気光学デ
バイス。 16、有機非線形光学膜と光感受層とを含む積層構造の
光書き込み型光回路デバイスであることを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載の導波路型電気光学デバイス
。 17、輝尽発光を利用したX線画像読み取り装置におい
て半導体レーザの光を走査するための固体光偏向素子で
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の導
波路型電気光学デバイス。 18、光ディスク装置において半導体レーザの光を走査
するための光ヘッド用固体光偏向素子であることを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の導波路型電気光学
デバイス。 19、半導体装置上に作り込まれた光スイッチであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の導波路型
電気光学デバイス。
[Scope of Claims] 1. An electro-optical device using an organic nonlinear optical material as a waveguide, wherein the organic nonlinear optical material has a film thickness of 10
An organic nonlinear optical film with a diameter of 0 μm or less, the optical film having an electrode transparent to the light used and/or an insulating buffer layer transparent to the light used on both sides of the optical film. opaque electrodes are sandwiched to form a sandwich structure, and the device is operated as a function of the refractive index change produced in the optical film when a voltage is applied between the electrodes. A waveguide-type electro-optical device featuring: 2. A light deflection element, and the light incident on the element is
2. The waveguide type electro-optical device according to claim 1, wherein light is deflected by a change in refractive index in an organic nonlinear optical film when a voltage is applied. 3. The waveguide type electro-optical device according to claim 2, wherein at least one of the opposing electrodes has a prism shape. 4. The waveguide type electro-optical device according to claim 2, wherein the organic nonlinear optical film has a prism shape. 5. A patent claim characterized in that a waveguide lens is formed between an electrode formed in a prism shape or an organic nonlinear optical film formed in a prism shape and a light input and/or light output portion. The waveguide type electro-optical device according to item 2. 6. The waveguide type according to claim 5, wherein the waveguide lens itself is also formed of a nonlinear optical material, and a voltage is applied between electrodes arranged on both surfaces of the waveguide lens. Electro-optical device. 7. The waveguide type electro-optical device according to claim 2, wherein the light emitting end face of the optical deflection element is a gently curved surface. 8. The waveguide type electro-optical device according to claim 2, wherein a cylindrical lens is formed along the light output end face of the optical deflection element. 9. It has a main waveguide and a plurality of branch waveguides branched from the waveguide, and an optical switch or a waveguide diffraction grating is disposed between the main waveguide and each branch waveguide. 3. The waveguide type electro-optical device according to claim 2, wherein the optical deflection element is connected to the tip of each branch waveguide. 10. The waveguide according to claim 9, wherein only the optical switch and the optical deflection element are made of a nonlinear optical material, and the other parts are made of a linear optical material. Type electro-optic device. 11. Claim 1, wherein at least one of the opposing electrodes is patterned into a predetermined shape, and the electrode pattern is further divided into a plurality of small electrodes. The waveguide type electro-optic device described above. 12. The waveguide type electro-optical device according to claim 11, wherein the electrode patterning and the division of the electrode pattern are performed on the lower electrode of the organic nonlinear optical film. 13. The waveguide type electro-optical device according to claim 12, wherein the organic nonlinear optical film is formed only in at least a portion of the area where the electrode pattern is not an underlying layer. 14. The waveguide type electro-optical device according to claim 1, which is an optical switch composed of a plurality of optical deflection elements. 15. The waveguide type electro-optical device according to claim 1, which is a solid-state optical deflection element for writing in a projection device using an optical writing type light valve. 16. The waveguide type electro-optical device according to claim 1, which is an optical writing type optical circuit device having a laminated structure including an organic nonlinear optical film and a photosensitive layer. 17. The waveguide-type electro-optical device according to claim 1, which is a solid-state optical deflection element for scanning light from a semiconductor laser in an X-ray image reading device using stimulated luminescence. . 18. The waveguide type electro-optic device according to claim 1, which is a solid-state optical deflection element for an optical head for scanning light from a semiconductor laser in an optical disk device. 19. The waveguide type electro-optical device according to claim 1, which is an optical switch built on a semiconductor device.
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