JPH05204001A - 光偏向装置 - Google Patents

光偏向装置

Info

Publication number
JPH05204001A
JPH05204001A JP4011597A JP1159792A JPH05204001A JP H05204001 A JPH05204001 A JP H05204001A JP 4011597 A JP4011597 A JP 4011597A JP 1159792 A JP1159792 A JP 1159792A JP H05204001 A JPH05204001 A JP H05204001A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
signal light
polarization
liquid crystal
deflecting device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP4011597A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiko Oka
正彦 岡
Akio Okamoto
章雄 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP4011597A priority Critical patent/JPH05204001A/ja
Publication of JPH05204001A publication Critical patent/JPH05204001A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低電圧で駆動でき2次元化,小型化が可能な
光偏向装置を提供する。 【構成】 制御信号に応じて、直線偏光である入力信号
光12の偏光を90°回転させうる偏光回転装置13
と、その偏光状態に応じて信号光の出力方向を切り替え
る偏向装置14から構成されており、且つ上記偏向装置
14は、一対の透明基板15,16から構成され、一方
の入力信号光12の入力側の透明基板15には鋸歯状格
子17が形成されていると共に、上記透明基板15,1
6間には刻線に並行にホモジニアス配向された複屈折性
を有する液晶18が保持されており、偏光回転装置13
の制御信号に応じて入力信号光12の偏光方向を変化さ
せ、出力信号21の光路の変更を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光交換等に適用する光
の空間接続において、信号光の光路を切り替える光偏向
装置に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】光の
非干渉性、並列性を利用して非の空間接続を実現する非
情報処理、非交換においては、光のスイッチングは、重
要な基本技術の一つである。
【0003】この光スイッチングに要求される機能とし
ては、信号光の透過、遮断を制御するシャッタ機能とと
もに、光の進行方向を制御する光偏向技術、即ち光路変
換機能が挙げられる。ここで、光偏向技術としては、音
響光学的手段によるもの、電気光学効果によるものなど
がある。
【0004】例えば音響光学偏向は、超音波ひずみによ
る物質の屈折率変化を用いた効果を利用したものであ
る。一例を示すと、LiNbO3 などの超音波媒体に超
音波トランスデューサを接着あるいは作り付け、該超音
波媒体に超音波を伝搬させ、この超音波による歪を介し
て媒体の屈折率が媒体中で周期的に起こり、一種の回折
格子が形成されることにより、入力光が回折され出射光
の出力角が制御できる。
【0005】一方、音響光学偏向は、高い偏向効果、比
較的速い偏向速度が得られるという利点を有する反面、
偏向角が大きく取れない,高い駆動電圧が必要,2次元
化が困難でマトリクス駆動が難しい等の欠点があった。
【0006】また、電気光学偏向は、電気光学スイッチ
と複屈折プリズム、あるいはミラー等を組み合わせるこ
とにより実現される。ここで電気光学スイッチとは、液
晶、あるいはセラミックなどを用いて、電気入力によ
り、光の強度、角度、偏光方向などを変調するデバイス
であり、いわゆる空間光変調器なども含まれる。電気光
学偏向では、この電気光学スイッチにより信号光の偏光
方向を変化させる。
【0007】一方、複屈折プリズムではその複屈折作用
により入力光を常光、異常光を分離させることができ、
この常光、異常光は、リタデーション値できまる量だけ
光路がずれることになる。そこで、直線偏光である信号
光の偏光面を複屈折プリズムに対する常光、あるいは異
常光に対応させ、電気光学スイッチにおいて信号光の偏
光方向をπ/2回転させて常光、異常光を切り替えるこ
とで、光路シフト、即ち光路変換が可能となる。
【0008】このように、電気光学偏向とは、例えば方
解石などの複屈折性の材料を用いることにより、複屈折
分だけ光路シフトする方式である。この方式は、原理的
に高速偏向が可能であるが、光路のシフト量は、得られ
る材料のリタデーションの値によって決定される。一般
的に光学材料の複屈折性は小さく、大きな光路シフト量
を得るためには厚い複屈折材料が必要になるため、実装
体積が大きくなる、材料費が高価になる等の欠点があっ
た。
【0009】また、デバイス中に反射ミラーなどを形成
し、このミラーを回転させることにより、信号光の出射
角を変化させる機械的な方法も検討されているが、微小
ミラー作成の困難さ、回転駆動部の信頼性等の点で問題
がある。
【0010】本発明は上述の問題点を解決するためにな
されたもので、低電圧で駆動でき、2次元化、小型化が
可能な光偏向装置を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る光偏向装置の構成は、入射した信号光の偏光方
向を回転させる偏光回転装置と、該偏光回転装置からの
入力光をその偏光方向に応じて偏向して出力させる偏向
装置とを具備し、且つ当該偏向装置は液晶を保持した一
対の透明基板を有すると共に信号光入力側の透明基板は
液晶保持側に鋸歯状格子を有し、当該液晶は鋸歯状格子
の刻線方向にホモジニアス配向すると共に該液晶は複屈
折性を有し、その長軸あるいは短軸のいずれかの屈折率
が前記鋸歯状格子を形成する材料の屈折率と一致するこ
とを特徴とする。
【0012】
【作用】前記構成の光偏向装置においては、入力信号の
偏光状態を制御することにより、信号光の出力方向を切
り替えることが出来る。
【0013】
【実施例】以下、本発明の好適な一実施例を図面を参照
して説明する。図1は本実施例にかかる光偏向装置の概
略図、図2は図1の要部拡大を示し、鋸歯状格子での信
号光の偏向状態を示す動作図である。
【0014】これらの図に示すように、本実施例に係る
光偏向装置11は、制御信号に応じて、直線偏光である
入力信号光12の偏光を90°回転させうる偏光回転装
置13と、その偏光状態に応じて信号光の出力方向を切
り替える偏向装置14から構成されている。上記偏向装
置14は、一対の透明基板15,16から構成され、一
方の入力信号光12の入力側に設けられた透明基板15
には鋸歯状格子17が形成されている。また、上記透明
基板15,16間には複屈折性を有する液晶18が保持
されている。
【0015】図1においては、鋸歯状格子17は紙面に
垂直方向に刻まれており、基板間に保持された複屈折性
を有する液晶18はこの刻線に並行にホモジニアス配向
されている。この液晶18の配向方向は鋸歯状格子17
の刻線方向と同じであり、入力信号光12の偏光方向と
同じとなるように偏向装置14を配置するようにしてい
る。
【0016】図2は、図1における偏向装置14の鋸歯
状格子17の一部分を示している。また、図3は、液晶
分子18aが鋸歯状格子17と並行に配向している様子
を示している。
【0017】以下、図2を用いて本発明による光偏向装
置の動作を説明する。鋸歯状格子17に入射した入力信
号光12は、鋸歯状格子のテーパによって、一般的に下
記(1)式で表される条件で液晶18中に屈折する。 n1 ・sinθ1 =n2 ・sinθ2 …… (1)
【0018】ここで(1)式において、n1 は鋸歯状格
子17を形成する材料の屈折率であり、n2 は液晶18
の実効的な屈折率である。また、θ1 は鋸歯状格子17
に対する入力信号光12の入射角度であり、これは鋸歯
状格子17のテーパ角度と等しい。
【0019】θ2 は鋸歯状格子のテーパ垂線に対する入
力信号光12の出射角度であり、偏向装置14からの出
力角度θ0 はθ0 =θ2 −θ1 で与えられる。本発明に
よる光偏向装置の目的は、制御信号に応じて信号光の光
路を偏光することにあり、その切り替えは入力信号光1
2の偏光状態を換えるか(90°回転)、変えないかに
より与えられる。
【0020】まず、偏光回転装置13により入力信号光
12の偏光状態を変化させない場合を考える。この場合
には前述したように信号光12の偏光方向と液晶18の
配向は一致するため、信号光12の感ずる液晶18の屈
折率は、当該液晶18の長軸方向の屈折率n‖となる。
【0021】ここで、液晶18の長軸方向の屈折率n‖
と鋸歯状格子17の屈折率とは一致するように液晶18
を設定しているため、この場合にはn1 =n2 となり、
あたかも鋸歯状格子17が無いと同じことになるため、
信号光は直進した直進信号光19になる。
【0022】一方、偏光回転装置により入力信号光の偏
光状態を回転させた場合には、入力信号12の偏光方向
は液晶18の短軸方向と並行になるため、鋸歯状格子1
7と液晶18との境界において入力信号光12の感ずる
屈折率は液晶18の短軸方向の屈折率n⊥になる。
【0023】液晶18は屈折率異方性を有しているた
め、n‖≠n⊥、即ち、n1 ≠n2 となり、この場合に
は、短軸方向の屈折率n⊥で決まる角度θ2 (≠θ1
に偏向された偏向信号光20が出力されることになる。
このように、偏光回転装置13により制御信号に応じて
入力信号光12の偏光方向を回転させることにより、入
力信号光12の出力角度を変化させることが可能にな
り、出力信号光21の光路の変更が可能となる。
【0024】出力方向θ0 はテーパ角度θ1 と液晶18
の屈折率n‖、n⊥(ne 、n0 )とで決定され、出力
方向の要求値に合わせて各々を選定すれば良い。しか
し、鋸歯状格子17の形状寸法が小さい場合には解析効
果が顕著になり、いわゆる高次光が発生するために、解
析効果の低下、クロストークの発生等が問題となる。
【0025】そこで、特定方向に入力信号光12をブレ
ーズドするために、形成する鋸歯状格子をブレーズド回
折格子とするとよい。このブレーズド回折格子のブレー
ズド条件は下記(2)式で表される。 d・sin(θ2 −θ1 )=m・λ (m=1、2……) ……(2)
【0026】ここで、dはブレーズド回折格子のピッチ
であり、λは信号光の波長、mは次数である。入力信号
光12の波長λに対して(1)式、(2)式を満足する
ことで、所望の出力方向θ0 (=θ2 −θ1 )にブレー
ズドされた光が出力されることになる。
【0027】このように、前記テーパ角度θ1 と液晶の
屈折率n‖、n⊥(ne 、n0 )に加え、格子ピッチd
をも最適化することで、回折効率の高く、クロストーク
の無い出力光を得ることが可能になる。
【0028】尚、液晶18としては、液晶ディスプレイ
などに用いられる例えばネマティツク液晶などがその代
表的であるが、複屈折性を示し、ホモジニアス配向が可
能ならばその種類は問わず、例えば強誘電性液晶などを
用いても良い。このようなネマティック液晶を用いた構
成では、低電圧、低電力化が可能である。また、液晶と
して強誘電性液晶を用いても偏光面の回転機能を実現で
き、特にこの場合にはメモリ性があるために常時電圧を
印加しつづける必要がないという利点をもつ。
【0029】又、一方液晶に限らず、複屈折性を有する
材料で1軸配向構造で鋸歯状格子、ブレーズド格子上に
形成できるならばその種類は問わない。
【0030】また、偏光回転装置13としては、制御信
号に応じて、入力信号光12の偏光を90°回転させる
機能を有すればよくその構成は問わないが、例えば構成
例として、90°ツイストさせたTN型液晶セルを用い
た構成がある。この場合には、電圧の無印加時には入力
信号の偏光面が90°回転し、電圧印加時に偏光面が回
転せず、所望の偏光回転装置が構成できる。
【0031】次に本発明に係る光偏向装置を並列構成と
した他の一実施例を説明する。図4は本実施例による光
偏向装置の並列構成の例である。偏光回転装置23は並
列入力する入力信号光22に対応して独立して動作する
ように設けるが、偏向装置24は単純な構成で特に分割
する必要はない。偏光回転装置23を出た入力信号光2
2が入力する部分の鋸歯状格子27により偏向動作を行
うことが可能である。この結果、出力信号光31を直進
信号光29又は偏向信号光30に切換えることが容易に
できる。
【0032】また、上述したと同様に偏光回転装置23
も市販の液晶ディスプレイと同様な並列構成で実現でき
るため、特に構成上の難しさなしで実現が可能である。
【0033】このように本発明による光偏向装置は、構
成が簡単で、並列化、小型化、低電圧化、低電力化が可
能となる。
【0034】図4では1次元の並列構成の例を示した
が、2次元構成にも展開できるのはいうまでもない。ま
た、鋸歯状格子27として、ブレーズド回折格子を用い
ることも同様に可能である。
【0035】なお、図1において、鋸歯状格子17は透
明基板15と別構成に示してあるが、透明基板を直接鋸
歯状に加工しても良く、また、酸化シリコン等を積層し
た後に鋸歯状に加工する、あるいは、鋸歯状に加工した
板を重ねても良い。また、市販のいわゆる回折格子を用
いても良い。これは図4においても同様である。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
偏向装置に特に電気的あるいは機械的な可動部分を設け
ることなしに簡単な構成で出力信号光の出力方向を偏向
することが可能になり、光スイッチの2次元化,小型化
が可能となる。また、偏光回転装置に液晶装置を用いる
ことにより全体の低電圧化が可能となり、光スイッチ実
現においてその効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る光偏向装置の概略図である。
【図2】鋸歯状格子部での信号光の偏向状態を示す動作
図である。
【図3】鋸歯状格子と液晶分子との配向状態図である。
【図4】他の実施例に係る光偏向装置の並列構成概略図
である。
【符号の説明】
11 光偏向装置 12,22 入力信号光 13,23 偏光回転装置 14,24 偏向装置 15,16 透明基板 17,27 鋸歯状格子 18 液晶 18a 液晶分子 19,29 直進信号光 20,30 偏向信号光 21,31 出力信号光

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入射した信号光の偏光方向を回転させる
    偏光回転装置と、該偏光回転装置からの入力光をその偏
    光方向に応じて偏向して出力させる偏向装置とを具備
    し、且つ当該偏向装置は液晶を保持した一対の透明基板
    を有すると共に信号光入力側の透明基板は液晶保持側に
    鋸歯状格子を有し、当該液晶は鋸歯状格子の刻線方向に
    ホモジニアス配向すると共に該液晶は複屈折性を有し、
    その長軸あるいは短軸のいずれかの屈折率が前記鋸歯状
    格子を形成する材料の屈折率と一致することを特徴とす
    る光偏向装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の光偏向装置において、上
    記鋸歯状格子がブレーズド回折格子であることを特徴と
    する光偏向装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の光偏向装置におい
    て、複数の信号光に対して並列に上記偏光回転装置を配
    置すると共に、当該偏光回転装置は各々の信号光に対し
    て独立に駆動でき且つ前記偏光回転装置は単一の構成で
    複数の信号光を単独で偏向できることを特徴とする光偏
    向装置。
JP4011597A 1992-01-27 1992-01-27 光偏向装置 Withdrawn JPH05204001A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4011597A JPH05204001A (ja) 1992-01-27 1992-01-27 光偏向装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4011597A JPH05204001A (ja) 1992-01-27 1992-01-27 光偏向装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05204001A true JPH05204001A (ja) 1993-08-13

Family

ID=11782318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4011597A Withdrawn JPH05204001A (ja) 1992-01-27 1992-01-27 光偏向装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05204001A (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5648859A (en) * 1993-07-28 1997-07-15 Nippon Telephone & Telegraph Corp. Liquid crystal microprism array, free-space optical interconnector, and optical switch
WO2001026255A1 (en) * 1999-10-01 2001-04-12 Eci Telecom Ltd. Method and apparatus for aligning optical interconnections between printed circuit boards
US7038835B2 (en) 2002-05-28 2006-05-02 Ricoh Company, Ltd. Optical deflection device and optical deflection method that control occurrence of alignment defect
EP2196035A1 (en) * 2007-10-02 2010-06-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Auto-stereoscopic display device
JP4622072B2 (ja) * 2000-09-26 2011-02-02 凸版印刷株式会社 表示装置
JP2012042806A (ja) * 2010-08-20 2012-03-01 Stanley Electric Co Ltd 液晶シャッター素子
JP2012181550A (ja) * 2012-05-28 2012-09-20 Dainippon Printing Co Ltd カラー立体表示装置
WO2019159462A1 (ja) * 2018-02-16 2019-08-22 凸版印刷株式会社 照明装置
JP2022548254A (ja) * 2019-09-11 2022-11-17 キョンブク ナショナル ユニヴァーシティ インダストリー-アカデミック コオペレーション ファウンデーション 画角及びコヒーレンス能動制御ランダム屈折素子及びその製造方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5648859A (en) * 1993-07-28 1997-07-15 Nippon Telephone & Telegraph Corp. Liquid crystal microprism array, free-space optical interconnector, and optical switch
WO2001026255A1 (en) * 1999-10-01 2001-04-12 Eci Telecom Ltd. Method and apparatus for aligning optical interconnections between printed circuit boards
US6583904B1 (en) 1999-10-01 2003-06-24 Eci Telecom Ltd. Method and apparatus for aligning optical interconnections between printed circuit boards
JP4622072B2 (ja) * 2000-09-26 2011-02-02 凸版印刷株式会社 表示装置
US7038835B2 (en) 2002-05-28 2006-05-02 Ricoh Company, Ltd. Optical deflection device and optical deflection method that control occurrence of alignment defect
US7310181B2 (en) 2002-05-28 2007-12-18 Ricoh Company, Ltd. Optical deflection device and optical deflection method that control occurrence of alignment defect
US9807377B2 (en) 2007-10-02 2017-10-31 Koninklijke Philips N.V. Auto-stereoscopic display device
EP2196035A1 (en) * 2007-10-02 2010-06-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Auto-stereoscopic display device
JP2011502271A (ja) * 2007-10-02 2011-01-20 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 自動立体視表示装置
JP2012042806A (ja) * 2010-08-20 2012-03-01 Stanley Electric Co Ltd 液晶シャッター素子
JP2012181550A (ja) * 2012-05-28 2012-09-20 Dainippon Printing Co Ltd カラー立体表示装置
WO2019159462A1 (ja) * 2018-02-16 2019-08-22 凸版印刷株式会社 照明装置
US11079095B2 (en) 2018-02-16 2021-08-03 Toppan Printing Co., Ltd. Lighting apparatus
EP3754247A4 (en) * 2018-02-16 2021-11-03 Toppan Printing Co., Ltd. LIGHTING DEVICE
JP2022548254A (ja) * 2019-09-11 2022-11-17 キョンブク ナショナル ユニヴァーシティ インダストリー-アカデミック コオペレーション ファウンデーション 画角及びコヒーレンス能動制御ランダム屈折素子及びその製造方法
US11733571B2 (en) 2019-09-11 2023-08-22 Kungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation Field of view and coherence active control random refraction device and manufacturing method therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6084626A (en) Grating modulator array
US5892612A (en) Tunable optical filter with white state
US5329397A (en) Acousto-optic tunable filter
US6137619A (en) High-speed electro-optic modulator
KR100186777B1 (ko) 복굴절 필름을 갖는 액정 디스플레이 장치
US5576880A (en) Acousto-optic bragg cell
US3944335A (en) Acousto-optic filter
US4243300A (en) Large aperture phased element modulator/antenna
JP2006201472A (ja) 光制御装置
JPH05204001A (ja) 光偏向装置
JP6719763B2 (ja) 高速光スイッチングエンジン
US5909304A (en) Acousto-optic tunable filter based on isotropic acousto-optic diffraction using phased array transducers
US3626511A (en) Digital light deflector using electro-optic grating
JPH09133904A (ja) 光偏向スイッチ
JPH05216075A (ja) 光偏向装置
US4113352A (en) Electro-optic matrix display
US3658409A (en) Digital light deflector
JPH0618940A (ja) 光ビームシフタ
JPH05216076A (ja) 光偏向装置
JPH05323265A (ja) 偏波無依存型波長可変フィルタ
US6441875B1 (en) Device for enhancing the linear polarization intensity of light which passes through a polarizer
JPH0750284B2 (ja) 光路切換器
JP2004004194A (ja) 90度分極界面を利用した光偏向素子
JPH09133931A (ja) 光偏向装置
JPS59139017A (ja) 光ゲ−ト素子

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990408