JPH07234156A - Optical data detection device - Google Patents
Optical data detection deviceInfo
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- JPH07234156A JPH07234156A JP6099450A JP9945094A JPH07234156A JP H07234156 A JPH07234156 A JP H07234156A JP 6099450 A JP6099450 A JP 6099450A JP 9945094 A JP9945094 A JP 9945094A JP H07234156 A JPH07234156 A JP H07234156A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ダブルモードチャネル
導波路における０次モードの光と１次モードの光とのモ
ード干渉を利用してダブルモードチャネル導波路に入射
する光の光情報検出を行なう光情報検出デバイスに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention utilizes the mode interference between 0th-order mode light and 1st-order mode light in a double-mode channel waveguide to detect optical information of the light incident on the double-mode channel waveguide. The present invention relates to an optical information detection device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、様々な分野で光導波路が注目され
ている。その理由は光導波路を用いることにより光学系
の小型、軽量化を図ることが可能になり、また、光軸の
調整が不要になるという利点を有しているからである。
光導波路は、光導波路（コア部）と基板（クラッド部）
との屈折率の差、光導波路の幅または屈折率分布によっ
て、０次モードの光だけが励振されるシングルモード導
波路と、０次と１次の２つのモードの光が励振されるダ
ブルモード導波路と、０次、１次及び２次以上の３つ以
上のモードの光が励振されるマルチモード導波路とに分
類される。2. Description of the Related Art In recent years, optical waveguides have attracted attention in various fields. The reason is that the use of the optical waveguide has the advantages that the size and weight of the optical system can be reduced and the adjustment of the optical axis becomes unnecessary.
The optical waveguide consists of the optical waveguide (core part) and the substrate (clad part)
A single mode waveguide in which only the 0th mode light is excited and a double mode in which 0th and 1st mode light are excited due to the difference in the refractive index between It is classified into a waveguide and a multimode waveguide in which light of three or more modes of 0th order, 1st order and 2nd order or more is excited.
【０００３】このような光導波路を全く新しい分野へ応
用したものとしては、ダブルモードチャネル導波路にお
けるモード干渉現象を利用した光情報検出デバイスがあ
り、様々な応用分野が考えられる有用なデバイスとして
各方面の注目を集めている。その基本原理およびコンフ
ォーカルレーザ走査微分干渉顕微鏡への応用について
は、H.Ooki and J.Iwasaki,Opt.Commun. 85(1991)177-1
82および特開平4-208913号公報に詳述されている。ま
た、光ピックアップへの応用については、特開平4-2524
44号公報に詳述されている。An example of application of such an optical waveguide to a completely new field is an optical information detection device utilizing a mode interference phenomenon in a double mode channel waveguide, which is considered as a useful device in various application fields. It is attracting attention from all directions. For the basic principle and application to a confocal laser scanning differential interference microscope, see H. Ooki and J. Iwasaki, Opt.Commun. 85 (1991) 177-1.
82 and JP-A-4-208913. Regarding application to an optical pickup, Japanese Patent Laid-Open No. 4-2524
It is described in detail in Japanese Patent Publication No. 44-44.
【０００４】これらの発明に用いられている光情報検出
デバイスの基本的な構造を図９に示す。入射端面８２に
入射する光に応じて、０次モードの光と１次モードの光
とを励振するダブルモードチャネル導波路８９とダブル
モードチャネル導波路８９に接続されてダブルモードチ
ャネル導波路８９から伝播してきた光を分岐する分岐領
域８３と分岐領域８３で分岐された光を伝播する２本の
光分配用シングルモードチャネル導波路８６、８７と光
分配用シングルモードチャネル導波路８６、８７からの
出射光を検出する光検出器８４、８５とから構成されて
いる。図９ではダブルモードチャネル導波路８９を伝播
する光の強度分布を検出するために光分配用シングルモ
ードチャネル導波路８６、８７に光を分配してそれぞれ
の出射光を光検出器８４、８５で検出しているが、これ
は光分配用のシングルモードチャネル導波路を設けずに
ダブルモードチャネル導波路８９に直接、２分割の光検
出器、ＰＳＤまたはリニアセンサ等の光検出用のアレー
等を接続してダブルモードチャネル導波路８９からの出
射光を直接検出しても同様に光の強度分布を検出するこ
とができる。The basic structure of the optical information detecting device used in these inventions is shown in FIG. From the double-mode channel waveguide 89, the double-mode channel waveguide 89 and the double-mode channel waveguide 89 that excite the 0th-order mode light and the 1st-order mode light according to the light incident on the incident end face 82 are connected. From the branch region 83 for branching the propagating light and the two light distribution single mode channel waveguides 86, 87 for propagating the light branched in the branch region 83 and the light distribution single mode channel waveguides 86, 87 It is composed of photodetectors 84 and 85 for detecting emitted light. In FIG. 9, in order to detect the intensity distribution of the light propagating through the double mode channel waveguide 89, the light is distributed to the light distributing single mode channel waveguides 86 and 87, and the respective emitted lights are detected by the photodetectors 84 and 85. Although the detection is performed, a two-divided photodetector, an array for photodetection such as a PSD or a linear sensor, etc. is directly provided in the double mode channel waveguide 89 without providing a single mode channel waveguide for light distribution. Even if the light emitted from the double-mode channel waveguide 89 is directly connected and detected, the intensity distribution of the light can be similarly detected.
【０００５】このような構造の光情報検出デバイスにお
いて、ダブルモードチャネル導波路８９内の光強度分布
の非対称性をもたらすものとして、２つの要素が考えら
れる。ひとつは入射光の強度分布に非対称性がある場合
であり、もうひとつは入射光の位相分布に非対称性があ
る場合である。ダブルモード領域の長さを適当に選べ
ば、いずれの場合の非対称性も効率良く検出できる。強
度分布の非対称性は、被検物体の光の反射率の分布等を
観察することができ、位相分布の非対称性は被検物体の
傾斜、段差または高さの分布等を観察することができ
る。In the optical information detection device having such a structure, two factors are considered to cause asymmetry of the light intensity distribution in the double mode channel waveguide 89. One is the case where the intensity distribution of the incident light is asymmetric, and the other is the case where the phase distribution of the incident light is asymmetric. If the length of the double mode region is appropriately selected, the asymmetry in any case can be detected efficiently. The asymmetry of the intensity distribution can observe the distribution of light reflectance of the object to be inspected, and the asymmetry of the phase distribution can observe the inclination, step, or height distribution of the object to be inspected. .
【０００６】ダブルモード領域の長さとは、ダブルモー
ドチャネル導波路の実質的長さである。例えば、図９の
ようにダブルモードチャネル導波路８９に分岐領域８３
で２本の光分配用シングルモードチャネル導波路８６、
８７が接続されている場合、２本の光分配用シングルモ
ードチャネル導波路の間があまり離れていない領域で
は、２本の光分配用シングルモードチャネル導波路の間
で光結合が起こり、この領域では光がダブルモードで伝
播することがある。従って、ダブルモード領域の長さと
は、光が実質的にダブルモードで伝播している長さをい
う。The length of the double mode region is the substantial length of the double mode channel waveguide. For example, as shown in FIG. 9, a branch region 83 is formed in the double mode channel waveguide 89.
And two single-mode channel waveguides 86 for light distribution,
When 87 is connected, optical coupling occurs between the two optical distribution single-mode channel waveguides in a region where the two optical distribution single-mode channel waveguides are not so far apart from each other. In some cases, light may propagate in double mode. Therefore, the length of the double mode region means the length of light that propagates substantially in the double mode.
【０００７】ダブルモード領域の長さＬが、完全結合長
（０次モードの光と１次モードの光との位相差がπとな
る長さ）をＬc としたとき、When the length L of the double mode region is Lc, the full coupling length (the length at which the phase difference between the 0th-order mode light and the 1st-order mode light is π) is Lc,
【０００８】[0008]
【数１】Ｌ＝Ｌc （ｍ＋１／２） (m=0、1、2、・・・)（１） で表される長さの時は、入射端に入射した光スポット内
の位相の傾きα（位相情報）のみを検出することがで
き、また、[Formula 1] L = Lc (m + 1/2) (m = 0, 1, 2, ...) When the length is represented by (1), the slope of the phase in the light spot incident on the incident end Only α (phase information) can be detected, and
【０００９】[0009]
【数２】Ｌ＝ｍＬc (m=1、2、・・・) （２） で表される長さの時は、入射端に入射した光スポット内
の振幅の傾きａ（位相情報）のみを検出することができ
る。図９に示される２つの光検出器の一方から得られる
信号強度Ｉ0 は、ダブルモード領域の長さが（１）式の
場合と（２）式の場合でそれぞれ次のように記述され
る。[Formula 2] L = mLc (m = 1, 2, ...) When the length is represented by (2), only the amplitude gradient a (phase information) in the light spot incident on the incident end is calculated. Can be detected. The signal intensity I 0 obtained from one of the two photodetectors shown in FIG. 9 is described as follows in the case where the length of the double mode region is the expression (1) and the expression (2), respectively. .
【００１０】（１）式の場合In the case of equation (1)
【００１１】[0011]
【数３】Ｉ0 ＝Ｃ0 2＋（−１）m２αＣ0Ｃ1 （３） （２）式の場合## EQU3 ## I 0 = C 0 2 + (-1) m 2αC 0 C 1 (3) In the case of equation (2)
【００１２】[0012]
【数４】Ｉ0 ＝Ｃ0 2−（−１）m２ａＣ0Ｃ1 （４） ここで定数Ｃ0、Ｃ1は、前記ダブルモードチャネル導波
路中を励振する０次モードの光及び１次モードの光の振
幅に比例する値（励振効率）をそれぞれ表す。また、ダ
ブルモードチャネル導波路に入射する光の位相情報と振
幅情報の両者を観察したい場合は、ダブルモード領域の
長さを（１）式及び（２）式で表される長さ以外の適度
な長さにすれば良い。このとき、光検出器から得られる
信号強度Ｉ0は、ダブルモード領域の長さに応じて
（３）式と（４）式を一定の割合で足した強度となる。## EQU4 ## I 0 = C 0 2 − (− 1) m 2aC 0 C 1 (4) where constants C 0 and C 1 are 0th-order mode light excited by the double mode channel waveguide and 1 A value (excitation efficiency) proportional to the amplitude of the light of the next mode is shown. In addition, when it is desired to observe both the phase information and the amplitude information of the light incident on the double mode channel waveguide, the length of the double mode region is set to an appropriate value other than the lengths represented by the expressions (1) and (2). It should be a long length. At this time, the signal intensity I 0 obtained from the photodetector is an intensity obtained by adding the equations (3) and (4) at a constant ratio according to the length of the double mode region.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような光情報検出デバイスでは、検出しようとする位相
または振幅の傾きが小さく、これらの傾きに基づく信号
成分量が入射光量に較べて極めて小さくなるとき、光情
報検出デバイスの検出可能な位相または振幅の傾きの最
小値が大きくなってしまい、検出しようとする位相また
は振幅の傾きを精度よく検出することができないという
問題点があった。However, in the optical information detection device as described above, the inclination of the phase or amplitude to be detected is small, and the amount of signal component based on these inclinations is extremely small compared to the amount of incident light. At this time, the minimum value of the detectable phase or amplitude gradient of the optical information detection device becomes large, and the phase or amplitude gradient to be detected cannot be accurately detected.
【００１４】本発明は、検出しようとする位相または振
幅の傾きが小さくても精度よく検出することができる光
情報検出デバイスを提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide an optical information detecting device which can detect accurately even if the phase or amplitude gradient to be detected is small.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、光
を入射する入射端面を有し入射端面に入射する光に応じ
て０次モードの光と１次モードの光とを励振するダブル
モードチャネル導波路と、ダブルモードチャネル導波路
を伝播した光の強度分布を検出する光検出器とからなる
光情報検出デバイスにおいて、ダブルモードチャネル導
波路を励振する０次モードの光を選択的に取り除く第１
部材を設ける（請求項１）。Therefore, according to the present invention, a double mode is provided which has an incident end face on which light is incident and which excites 0th-order mode light and 1st-order mode light in accordance with light incident on the incident end face. In an optical information detection device including a channel waveguide and a photodetector that detects the intensity distribution of light propagating through the double-mode channel waveguide, the 0th-order mode light that excites the double-mode channel waveguide is selectively removed. First
A member is provided (Claim 1).
【００１６】また、光を入射する入射端面を有し入射端
面に入射する光に応じて０次モードの光と１次モードの
光とを励振するダブルモードチャネル導波路と、ダブル
モードチャネル導波路を伝播した光の強度分布を検出す
る光検出器とからなる光情報検出デバイスにおいて、ダ
ブルモードチャネル導波路の中央付近を伝播する光を選
択的に取り除く第２部材を設ける（請求項２）。A double-mode channel waveguide having an incident end face on which light is incident and exciting the 0th-order mode light and the 1st-order mode light in accordance with the light incident on the incident end face, and a double-mode channel waveguide. In the optical information detection device, which comprises a photodetector for detecting the intensity distribution of the light propagated through, the second member is provided to selectively remove the light propagating near the center of the double mode channel waveguide (claim 2).
【００１７】この場合（請求項１）に、第１部材は、ダ
ブルモードチャネル導波路上に配置され、ダブルモード
チャネル導波路を励振する０次モードの光の偏光方向を
選択的にＴＥ／ＴＭモード変換するＴＥ／ＴＭモード変
換器と、ＴＥ／ＴＭモード変換器と光検出器の間に配置
され、ＴＥ／ＴＭモード変換器でＴＥ／ＴＭモード変換
された０次モードの光が光検出器に到達しないようにす
る偏光分離部材とからなること（請求項３）が好まし
い。In this case (claim 1), the first member is arranged on the double mode channel waveguide, and the polarization direction of the 0th-order mode light which excites the double mode channel waveguide is selectively TE / TM. A TE / TM mode converter for mode conversion, and a 0th-order mode light TE / TM mode converted by the TE / TM mode converter arranged between the TE / TM mode converter and the photodetector. It is preferable that the light emitting element is composed of a polarization separating member that prevents the light from reaching the position (Claim 3).
【００１８】この場合（請求項３）に、ＴＥ／ＴＭモー
ド変換器は、ダブルモードチャネル導波路上に配置され
た周期構造を有する電極とすること（請求項４）が好ま
しい。この場合（請求項３）に、偏光分離部材は、光検
出器の前に設けられた偏光板とすること（請求項５）が
好ましい。In this case (claim 3), the TE / TM mode converter is preferably an electrode having a periodic structure arranged on the double mode channel waveguide (claim 4). In this case (claim 3), it is preferable that the polarization separating member is a polarizing plate provided in front of the photodetector (claim 5).
【００１９】この場合（請求項３）に、ダブルモードチ
ャネル導波路を伝播する光を分岐する分岐領域と、分岐
領域で分配された光を伝播する２本の光分配用チャネル
導波路とを有し、光検出器は２本の光分配用チャネル導
波路からそれぞれ出射する出射光を検出し、偏光分離部
材は、２本の光分配用チャネル導波路上にそれぞれ配置
された金属板とすること（請求項６）が好ましい。この
場合（請求項３）に、ダブルモードチャネル導波路を伝
播する光を分岐する分岐領域と、分岐領域で分岐された
光を伝播する２本の光分配用チャネル導波路と、２本の
光分配用チャネル導波路に接続される偏光分離部材と、
偏光分離部材を伝播する光を分岐する２つの分岐領域
と、２つの分岐領域で分岐された光をそれぞれ伝播する
４本の光分配用チャネル導波路と、を有し、偏光分離部
材を所定の長さを有する偏光分離用ダブルモードチャネ
ル導波路とし、光検出器は４本の分配用チャネル導波路
のうち１次モードの光を含む光が伝播している２本の光
分配用チャネル導波路からの出射光を検出すること（請
求項７）が好ましい。In this case (claim 3), a branch region for branching the light propagating in the double mode channel waveguide and two light distributing channel waveguides for propagating the light distributed in the branch region are provided. Then, the photodetector detects the light emitted from each of the two light distribution channel waveguides, and the polarization separation member is a metal plate arranged on each of the two light distribution channel waveguides. (Claim 6) is preferred. In this case (claim 3), a branch region for branching the light propagating in the double-mode channel waveguide, two optical distribution channel waveguides for propagating the light branched in the branch region, and two lights A polarization separation member connected to the distribution channel waveguide,
The polarization splitting member has two predetermined branching regions for splitting the light propagating through the polarization splitting member and four light splitting channel waveguides for respectively propagating the light split by the two splitting regions. A polarization splitting double-mode channel waveguide having a length, and the photodetector is two optical distribution channel waveguides in which light including primary mode light is propagated among the four distribution channel waveguides. It is preferable to detect the light emitted from (claim 7).
【００２０】この場合（請求項３）に、偏光分離部材は
ダブルモードチャネル導波路上に配置された金属板とす
ること（請求項８）が好ましい。この場合（請求項１）
に、第１部材は、ダブルモードチャネル導波路に、近接
し、かつ平行に配置され、ダブルモードチャネル導波路
を励振する０次モードの光と結合することが可能な結合
用チャネル導波路とすること（請求項９）が好ましい。In this case (claim 3), the polarization separating member is preferably a metal plate arranged on the double mode channel waveguide (claim 8). In this case (Claim 1)
The first member is a coupling channel waveguide which is arranged close to and in parallel with the double mode channel waveguide and is capable of coupling with 0th-order mode light that excites the double mode channel waveguide. (Claim 9) is preferable.
【００２１】この場合（請求項９）に、結合用チャネル
導波路を励振する光の実効屈折率はダブルモードチャネ
ル導波路を励振する０次モードの光の実効屈折率とほぼ
等しいこと（請求項１０）が好ましい。これらの場合
（請求項９、１０）に、結合用チャネル導波路は電気光
学効果を有する基板上に形成されており、結合用チャネ
ル導波路上または結合用チャネル導波路近傍に配置さ
れ、結合用チャネル導波路に電界を印加するための電極
を設けること（請求項１１）が好ましい。In this case (claim 9), the effective refractive index of the light exciting the coupling channel waveguide is substantially equal to the effective refractive index of the 0th mode light exciting the double mode channel waveguide (claim 9). 10) is preferred. In these cases (claims 9 and 10), the coupling channel waveguide is formed on a substrate having an electro-optical effect, and is disposed on the coupling channel waveguide or in the vicinity of the coupling channel waveguide for coupling. It is preferable to provide an electrode for applying an electric field to the channel waveguide (claim 11).
【００２２】この場合（請求項２）に、第２部材は、幅
がダブルモードチャネル導波路の幅より狭く、中心がダ
ブルモードチャネル導波路の中心と一致するようにダブ
ルモードチャネル導波路の表面に配置されたストライプ
形状の金属板とすること（請求項１２）が好ましい。こ
の場合（請求項２）に、第２部材は、幅がダブルモード
チャネル導波路の幅よりも狭く、中心がダブルモードチ
ャネル導波路に一致し、ダブルモードチャネル導波路に
接続された選択的除去用チャネル導波路とすること（請
求項１３）が好ましい。In this case (claim 2), the second member has a width narrower than the width of the double mode channel waveguide and a surface of the double mode channel waveguide so that its center coincides with the center of the double mode channel waveguide. It is preferable to use a strip-shaped metal plate arranged in the above (claim 12). In this case (claim 2), the second member has a width narrower than that of the double mode channel waveguide, a center thereof coincides with the double mode channel waveguide, and the selective removal connected to the double mode channel waveguide. It is preferable that the channel waveguide is for use.
【００２３】この場合（請求項１３）に、選択的除去用
チャネル導波路の幅がダブルモードチャネル導波路を伝
播する１次モードの光に対してカットオフとなる幅とす
ること（請求項１４）が好ましい。この場合（請求項１
３）に、選択的除去用チャネル導波路から出射する光を
検出する光検出器を設けること（請求項１５）が好まし
い。In this case (claim 13), the width of the selective elimination channel waveguide is set to a width such that it is cut off with respect to the light of the first mode propagating in the double mode channel waveguide (claim 14). ) Is preferred. In this case (claim 1
In 3), it is preferable to provide a photodetector for detecting light emitted from the selective elimination channel waveguide (claim 15).
【００２４】これらの場合（請求項１〜５、８〜１５）
に、ダブルモードチャネル導波路を伝播する光を分岐す
る分岐領域と、分岐領域で分配された光を伝播する２本
の光分配用チャネル導波路とを設けて、光検出器は２本
の光分配用チャネル導波路からそれぞれ出射する出射光
を検出すること（請求項１６）が好ましい。In these cases (claims 1 to 5, 8 to 15)
Is provided with a branch region for branching the light propagating through the double mode channel waveguide, and two light distribution channel waveguides for propagating the light distributed in the branch region, and the photodetector is provided with two light beams. It is preferable to detect the emitted lights respectively emitted from the distribution channel waveguides (claim 16).
【００２５】[0025]
【作用】従来の光情報検出デバイス（図９）において、
２つの光検出器８４、８５のうち一方の光検出器から検
出される位相または振幅の傾きは、（３）、（４）式に
示したように、位相の傾き（α）または振幅の傾き
（ａ）と励振された０次モードの光と１次モードの光の
振幅に比例する値を乗じた値（Ｃ0Ｃ1）とを乗じた値に
比例する成分（信号成分）と、０次モードの光の振幅の
２乗に比例する成分（Ｃ0 2：オフセット成分）との和と
して得られる。他方の光検出器からの出力は、オフセッ
ト成分は同相であり、信号成分は逆相である。従って、
この２つの光検出器からの出力の差をとれば、同相であ
るオフセット成分が抑圧された信号が得られる。このと
き、振幅または位相の傾き等の信号を検出するために
は、２つの光検出器の差をとった信号成分が光検出器で
発生する熱雑音を初めとした種々のノイズよりも大きい
ことが必要である。本発明者らは、ダブルモードチャネ
ル導波路に入射する光に応じてダブルモードチャネル導
波路で励振される光は、１次モードの光の振幅よりも０
次モードの光の振幅の方がはるかに大きいことを見出し
た。つまり、１つの光検出器からの出力信号は、非常に
大きなオフセット成分に小さな信号成分が重畳したもの
となってしまう。従って、被検物体の位相または振幅の
傾きが小さくなると信号がノイズに埋もれて検出できな
くなってしまう。そのため、光情報検出デバイスが検出
可能な最小の位相または振幅の傾きを小さくするために
は、光情報検出デバイスにおける光情報検出のＳ／Ｎ比
を高くしなければならない。In the conventional optical information detection device (Fig. 9),
The slope of the phase or amplitude detected by one of the two photodetectors 84 and 85 is the slope of the phase (α) or the slope of the amplitude, as shown in equations (3) and (4). (A) and a component (signal component) proportional to a value obtained by multiplying a value (C 0 C 1 ) obtained by multiplying the excited 0th-order mode light and a value proportional to the amplitude of the 1st-order mode light, and 0 It is obtained as a sum with a component (C 0 2 : offset component) proportional to the square of the amplitude of the light of the next mode. In the output from the other photodetector, the offset component has the same phase and the signal component has the opposite phase. Therefore,
By taking the difference between the outputs from these two photodetectors, a signal in which the offset component in phase is suppressed can be obtained. At this time, in order to detect a signal such as an amplitude or phase gradient, the signal component obtained by taking the difference between the two photodetectors must be larger than various noises such as thermal noise generated in the photodetectors. is necessary. The present inventors have found that the light excited in the double-mode channel waveguide in response to the light incident on the double-mode channel waveguide has a magnitude of 0, which is smaller than the amplitude of the light in the first-order mode.
It was found that the amplitude of the light of the next mode is much larger. That is, the output signal from one photodetector is a combination of a very large offset component and a small signal component. Therefore, when the inclination of the phase or amplitude of the object to be inspected becomes small, the signal is buried in noise and cannot be detected. Therefore, in order to reduce the minimum phase or amplitude gradient that can be detected by the optical information detection device, the S / N ratio of optical information detection in the optical information detection device must be increased.
【００２６】（３）式または（４）式から明らかなよう
に、光情報検出のＳ／Ｎ比を高めるためには、電気的信
号処理を行なう前にデバイス側で０次モードの光を抑圧
すればよい。本発明はこのような発想に基づくものであ
る。つまり、デバイス側に０次モードの光を選択的に取
り除く第１部材を設けて０次モードの光を抑圧する。例
えば、ニオブ酸リチウム基板のように電気光学効果と光
学的異方性を有する材料からなる基板上にチャネル導波
路を形成し、チャネル導波路の特定の方向に電界を印加
する。このようにすると、チャネル導波路内を伝播する
ＴＥモードの光とＴＭモードの光の間に結合を生じさせ
ることができ、チャネル導波路内に励振する光の偏光方
向をＴＥモードからＴＭモードまたはＴＭモードからＴ
Ｅモードに回転させることが可能となる。ＴＥモードと
ＴＭモードは偏光状態が直交する２つのモードである。
例えば、図１０のダブルモードチャネル導波路９２を光
が伝播する場合、電界の振幅方向が紙面の上下方向と同
一である光はＴＭモードの光であり、電界の振幅方向が
紙面の左右方向と同一である光はＴＥモードの光であ
る。このようなデバイスは、ＴＥ／ＴＭモードコンバー
タ（ＴＥ／ＴＭモード変換器）として知られており、そ
の例は、R.C.Alferness,Appl.Phys.Lett.36,(1986)513
に見られる。この論文では、Ｙ伝播ニオブ酸リチウム基
板上にＴｉ拡散プロセスによりチャネル導波路を形成
し、さらに、チャネル導波路上に周期構造を有する櫛形
電極が形成されており、電圧の印加によってニオブ酸リ
チウム基板のＹ軸方向に電界が印加されるようになって
いる。As is apparent from the equation (3) or the equation (4), in order to increase the S / N ratio of the optical information detection, the 0th mode light is suppressed on the device side before the electrical signal processing is performed. do it. The present invention is based on such an idea. That is, the first member that selectively removes the 0th-order mode light is provided on the device side to suppress the 0th-order mode light. For example, a channel waveguide is formed on a substrate made of a material having an electro-optical effect and optical anisotropy, such as a lithium niobate substrate, and an electric field is applied in a specific direction of the channel waveguide. By doing so, coupling can be generated between the TE mode light and the TM mode light propagating in the channel waveguide, and the polarization direction of the light excited in the channel waveguide is changed from the TE mode to the TM mode or TM mode to T
It becomes possible to rotate to the E mode. The TE mode and the TM mode are two modes whose polarization states are orthogonal to each other.
For example, when light propagates through the double mode channel waveguide 92 in FIG. 10, the light whose amplitude direction of the electric field is the same as the vertical direction of the paper is TM mode light, and the amplitude direction of the electric field is the horizontal direction of the paper. The same light is TE mode light. Such a device is known as a TE / TM mode converter (TE / TM mode converter), an example of which is RCAlferness, Appl. Phys. Lett. 36, (1986) 513.
Seen in. In this paper, a channel waveguide is formed on a Y-propagation lithium niobate substrate by a Ti diffusion process, and a comb-shaped electrode having a periodic structure is further formed on the channel waveguide. By applying a voltage, a lithium niobate substrate is formed. An electric field is applied in the Y-axis direction.
【００２７】このような構造のＴＥ／ＴＭモードコンバ
ータでは、ＴＥモードとＴＭモード間の実効屈折率差｜
ＮＴＭ−ＮＴＥ｜と（ＮＴＭ：ＴＭモードの実効屈折
率、ＮＴＥ：ＴＥモードの実効屈折率）、櫛形電極の周
期間隔Λの間に次の関係があるとき、ＴＥモード光とＴ
Ｍモード光の間の位相整合条件が得られ両モード間のモ
ード変換が起きる。In the TE / TM mode converter having such a structure, the effective refractive index difference between TE mode and TM mode |
When NTM-NTE | and (NTM: effective refractive index of TM mode, NTE: effective refractive index of TE mode) and the periodic interval Λ of the comb-shaped electrodes have the following relationship, TE mode light and T
A phase matching condition between M-mode lights is obtained, and mode conversion between both modes occurs.
【００２８】[0028]
【数５】 ２π｜ＮＴＭ−ＮＴＥ｜／Λ= ２π／λ （５） ここで、λは導波路を励振する光の波長である。 ところで、ダブルモード導波路を励振する０次モードの
光と１モードの光は同じ偏光であっても、その実効屈折
率は異なる。従って、櫛形電極の形状を、０次モードに
ついてのみ（５）式が満たされるように設計することは
可能であり、その場合、０次モードについてのみＴＥ／
ＴＭモード変換を行うことができる。一方、ＴＥモード
の光とＴＭモードの光の分離は、一般的な偏光分離であ
り、偏光板を設けて不必要な光（例えば、ＴＭモードの
光）を遮断し、必要な光（例えば、ＴＥモードの光）を
透過させることをはじめとして様々な部材（偏光分離部
材）を設けることで容易にＴＥモードの光とＴＭモード
の光の分離を行うことが可能である。2π | NTM-NTE | / Λ = 2π / λ (5) where λ is the wavelength of the light that excites the waveguide. By the way, even if the 0th-order mode light and the 1st-mode light that excite the double-mode waveguide have the same polarization, their effective refractive indices are different. Therefore, it is possible to design the shape of the comb-shaped electrode so that the expression (5) is satisfied only for the 0th-order mode, and in that case, TE /
TM mode conversion can be performed. On the other hand, the separation of the TE mode light and the TM mode light is a general polarization separation, and a polarizing plate is provided to block unnecessary light (for example, TM mode light) and necessary light (for example, It is possible to easily separate the TE-mode light and the TM-mode light by providing various members (polarization separating member) such as transmitting the TE-mode light).
【００２９】本発明は、上述した０次モードと１次モー
ドの光のうち、０次モードの光のみを選択的にＴＥ／Ｔ
Ｍモード変換するＴＥ／ＴＭ変換技術と、ＴＥ及びＴＭ
モードの光を分離してＴＥ／ＴＭモード変換された０次
モードの光を抑圧する偏光分離技術を組み合わせること
によって、ダブルモードチャネル導波路における０次モ
ードの光の抑圧という新たな機能を実現するものであ
る。すなわち、０次モードの光を選択的に取り除く第１
部材として、ＴＥ／ＴＭモード変換器と偏光分離部材を
設ける。その結果、ダブルモードチャネル導波路で励振
される０次モードの光についてのみ偏光方向を回転さ
せ、その後、ＴＥ／ＴＭモード変換された０次モードの
光のみを偏光分離部材によって光検出器に到達させない
ようにすることによって、０次モードの光を抑圧し、Ｓ
／Ｎ比を向上させるものである。In the present invention, of the 0th-order mode light and the 1st-order mode light described above, only the 0th-order mode light is selectively TE / T.
TE / TM conversion technology for M mode conversion and TE and TM
A new function of suppressing 0th-order mode light in a double-mode channel waveguide is realized by combining polarization separation technology that separates mode light and suppresses TE / TM mode converted 0th-order light. It is a thing. That is, the first to selectively remove the 0th mode light
A TE / TM mode converter and a polarization separation member are provided as members. As a result, the polarization direction is rotated only for the 0th-order mode light excited in the double-mode channel waveguide, and then only the 0th-order mode light converted to the TE / TM mode reaches the photodetector by the polarization separation member. Suppressing the 0th-order mode light by
It improves the / N ratio.
【００３０】また、本発明者らは鋭意研究の結果、０次
モードの光のみを選択的に取り除く第１部材として、上
記とは異なる方法によっても達成できることを見出し
た。一般に、近接している光導波路間は光導波路を励振
するモード間の結合によって、一方の光導波路からもう
一方の光導波路に光のパワーが移行することは良く知ら
れており、これを応用したデバイスは方向性結合器とし
て知られている。光のパワーの移行は、結合しているそ
れぞれの光導波路を励振するモードの等価屈折率の差、
間隔、および結合している領域の長さによって支配され
る。一方、ダブルモードチャネル導波路中を励振する０
次モードの光と１次モードの光はその等価屈折率が異な
っている。従って、ダブルモードチャネル導波路近傍に
結合用チャネル導波路を設けて、（１）結合用チャネル
導波路の等価屈折率、（２）結合用チャネル導波路とダ
ブルモードチャネル導波路との間隔、（３）結合用チャ
ネル導波路の長さ、を適当に選ぶと、０次モードの光の
みを選択的に結合用チャネル導波路にパワー移行させる
ことができる。好ましくは、結合用チャネル導波路の等
価屈折率を０次モードの光の等価屈折率と同程度にする
ことによって、ダブルモードチャネル導波路と結合用チ
ャネル導波路との光の結合は、０次モードの光の方が１
次モードの光よりも強いものとなる。従って、０次モー
ドの光は１次モードの光に比べてより短い距離でパワー
移行することになる。このパワー移行の概念図を図５に
示す。図５では、ダブルモードチャネル導波路５８を励
振してきた０次モードの光と１次モードの光のパワーの
分布の重心が、それぞれ破線５９と実線６０で表現され
ている。両モードの光とも図５の左から右へ励振してい
る。ダブルモードチャネル導波路５８が単独で存在して
いる領域では、０次モードの光と１次モードの光のパワ
ーの重心はいずれもダブルモードチャネル導波路５８の
中央にあり、重なっている。しかし、結合用チャネル導
波路６１が近傍に現われると０次モード及び１次モード
の光は結合用チャネル導波路６１と結合し、パワー移行
が始まる。しかし、結合用チャネル導波路６１の等価屈
折率を１次モードの光の等価屈折率よりも０次モードの
光の等価屈折率に近付けておくと、０次モードの光は、
１次モードの光よりも短い周期でパワー移行する。従っ
て、この結合している長さを０次モードの光が十分パワ
ー移行し、１次モードの光が殆どパワー移行しない長さ
にすると、ダブルモードチャネル導波路５８からは、０
次モードの光のみが選択的に結合用チャネル導波路６１
にパワー移行し、取り除かれることになる。従って、第
１部材として光情報検出デバイスにおけるダブルモード
チャネル導波路に近接し、かつ、平行に結合用チャネル
導波路を設けることによって、ダブルモードチャネル導
波路中を励振する０次モードの光を選択的に除去するこ
とが可能となり、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
厳密には、図５では２本の導波路（チャネル導波路６１
とダブルモードチャネル導波路５８）よりなるスーパー
モードを考慮して議論しなければならないが、A.Kumar
et al.,Appl.Opt.,31(1992)5092によれば、上記のよう
に単純化して考えてよいとされている。As a result of earnest research, the present inventors have found that the first member that selectively removes only the 0th-order mode light can be achieved by a method different from the above. In general, it is well known that the optical power is moved from one optical waveguide to the other optical waveguide due to coupling between modes that excite the optical waveguides between adjacent optical waveguides. The device is known as a directional coupler. The power shift of the light is caused by the difference in the equivalent refractive index of the modes exciting the respective coupled optical waveguides,
It is governed by the spacing, and the length of the joining regions. On the other hand, 0 which excites in the double mode channel waveguide
The light of the second mode and the light of the first mode have different equivalent refractive indices. Therefore, by providing a coupling channel waveguide near the double mode channel waveguide, (1) the equivalent refractive index of the coupling channel waveguide, (2) the distance between the coupling channel waveguide and the double mode channel waveguide, ( 3) By appropriately selecting the length of the coupling channel waveguide, only the 0th mode light can be selectively transferred to the coupling channel waveguide. Preferably, by setting the equivalent refractive index of the coupling channel waveguide to be approximately the same as the equivalent refractive index of the 0th-order mode light, the coupling of light between the double mode channel waveguide and the coupling channel waveguide is 0th order. Mode light is 1
It is stronger than the light of the next mode. Therefore, the 0th-order mode light makes a power transition in a shorter distance than the 1st-order mode light. A conceptual diagram of this power transfer is shown in FIG. In FIG. 5, the centroids of the power distributions of the 0th-order mode light and the 1st-order mode light excited in the double-mode channel waveguide 58 are represented by a broken line 59 and a solid line 60, respectively. Both modes of light are excited from left to right in FIG. In the region where the double-mode channel waveguide 58 exists independently, the centers of gravity of the powers of the 0th-order mode light and the 1st-order mode light are both in the center of the double-mode channel waveguide 58 and overlap each other. However, when the coupling channel waveguide 61 appears in the vicinity, the 0th-order mode light and the 1st-order mode light are coupled to the coupling channel waveguide 61, and the power transfer starts. However, if the equivalent refractive index of the coupling channel waveguide 61 is brought closer to the equivalent refractive index of the 0th-order mode light than the equivalent refractive index of the 1st-order mode light, the 0th-order mode light becomes
The power is shifted in a cycle shorter than that of the light of the first mode. Therefore, if the length of the coupling is set to a length such that the 0th-order mode light has a sufficient power transfer and the 1st-order mode light has almost no power transfer, the double-mode channel waveguide 58 has 0
Only the second mode light is selectively coupled to the channel waveguide 61.
Power will be transferred to and removed. Therefore, by providing the coupling channel waveguide as a first member in parallel with and in parallel with the double mode channel waveguide in the optical information detection device, the 0th-order mode light excited in the double mode channel waveguide is selected. It is possible to remove it effectively, and the S / N ratio can be improved.
Strictly speaking, in FIG. 5, two waveguides (channel waveguide 61
And the double mode channel waveguide 58), we have to consider the supermode.
According to et al., Appl. Opt., 31 (1992) 5092, it may be simplified as described above.
【００３１】また、本発明者らは、０次モードの光と１
次モードの光のモード形状が大きく異なることに着目
し、これを利用して０次モードの光を抑圧するという全
く新しい発想を得た。図１０は、０次モードの光と１次
モードの光の励振方向に垂直な断面から見た強度分布を
ダブルモードチャネル導波路の断面と共に同じ縮尺で模
式的に図示したものである。尚、図１０では便宜上０次
モードの光と１次モードの光の振幅をほぼ同程度にし
た。図１０から明らかなように、０次モードの光の強度
分布９３は、基板９１上に形成されたダブルモードチャ
ネル導波路９２の幅の中央付近で大きくなっている。一
方、１次モードの光の強度分布９４は、ダブルモードチ
ャネル導波路９２の幅の中央付近では、逆に小さくなっ
ている。従って、光情報検出デバイスにおいて、ダブル
モードチャネル導波路の中央付近の光を選択的に取り除
けば、主に０次モードの光のみが取り除かれることが明
らかである。光導波路を伝搬する光は、吸収、分岐、散
乱、放射モードあるいは別の光導波路の導波モードとの
結合により光導波路から取り除かれることは広く知られ
ている。本発明においては、これらの知見を活用しダブ
ルモードチャネル導波路の幅の中央付近の光を選択的に
取り除く第２部材を設ける。In addition, the inventors of the present invention used the 0th-order mode light and 1
Paying attention to the fact that the mode shape of the light of the next mode is greatly different, we obtained a completely new idea of suppressing the light of the 0th mode by utilizing this. FIG. 10 schematically shows the intensity distribution of the 0th-order mode light and the 1st-order mode light seen from a cross section perpendicular to the excitation direction, together with the cross section of the double-mode channel waveguide, at the same scale. In FIG. 10, the amplitudes of the 0th-order mode light and the 1st-order mode light are approximately the same for convenience. As is apparent from FIG. 10, the intensity distribution 93 of the 0th-order mode light is large near the center of the width of the double-mode channel waveguide 92 formed on the substrate 91. On the other hand, the intensity distribution 94 of the light of the first-order mode is conversely small near the center of the width of the double-mode channel waveguide 92. Therefore, in the optical information detection device, it is clear that if the light near the center of the double mode channel waveguide is selectively removed, only the 0th-order mode light is removed. It is widely known that light propagating in an optical waveguide is removed from the optical waveguide by absorption, branching, scattering, emission modes or coupling with the waveguide mode of another optical waveguide. In the present invention, by utilizing these findings, a second member for selectively removing light near the center of the width of the double mode channel waveguide is provided.
【００３２】本発明者らは、さらに、研究を進め、第２
部材として、ダブルモードチャネル導波路の表面の中央
にダブルモードチャネル導波路の幅より狭い金属板を配
置することによって、ダブルモードチャネル導波路の中
央付近の光を選択的に吸収することができることを見出
した。光導波路上に金属板を配置することによって、光
導波路を励振する光が金属板に吸収される吸収特性は、
例えば、Y.Suematsu et al, Appl.Phys.Lett., vol21,
No.6(1972)でＴＥ／ＴＭモードコンバータを実現するた
めに利用されているように偏光依存性を持っている。Ｔ
Ｍモードの光の方がＴＥモードの光よりも効率よく吸収
されるが、ＴＥモードの光においても金属板の長さを長
くすることによって、所望の振幅に抑圧することは原理
的には可能である。The inventors further proceeded with the research and
As a member, by disposing a metal plate narrower than the width of the double mode channel waveguide in the center of the surface of the double mode channel waveguide, it is possible to selectively absorb light near the center of the double mode channel waveguide. I found it. By arranging a metal plate on the optical waveguide, the absorption characteristics that the light exciting the optical waveguide is absorbed by the metal plate are:
For example, Y. Suematsu et al, Appl.Phys.Lett., Vol21,
It has polarization dependence as used in realizing the TE / TM mode converter in No. 6 (1972). T
Although the M-mode light is absorbed more efficiently than the TE-mode light, it is theoretically possible to suppress the TE-mode light to a desired amplitude by increasing the length of the metal plate. Is.
【００３３】また、第２部材として、幅がダブルモード
チャネル導波路の幅よりも狭く、中心がダブルモードチ
ャネル導波路に一致した選択的除去用チャネル導波路を
ダブルモードチャネル導波路に接続することによって、
ダブルモードチャネル導波路の中央付近を励振する光の
みを選択的除去用チャネル導波路に励振させることがで
きることを見出した。従って、この方法によってもダブ
ルモードチャネル導波路の中央付近を励振する光を選択
的に取り除くことができる。As the second member, the selective removal channel waveguide whose width is narrower than that of the double mode channel waveguide and whose center coincides with that of the double mode channel waveguide is connected to the double mode channel waveguide. By
It has been found that only the light that excites the vicinity of the center of the double-mode channel waveguide can be excited in the channel waveguide for selective removal. Therefore, also by this method, the light exciting near the center of the double mode channel waveguide can be selectively removed.
【００３４】本発明は、光情報検出デバイスを上記のよ
うな構成にすることによって、検出しようとする位相ま
たは振幅の傾きが小さくても精度よく検出することが可
能となる。According to the present invention, the optical information detection device having the above-described structure enables accurate detection even if the phase or amplitude gradient to be detected is small.
【００３５】[0035]
【実施例】以下、実施例により本発明をより具体的に説
明するが、本発明はこれに限るものではない。図１は、
本発明の第１の実施例による光情報検出デバイスをコン
フォーカルレーザ走査微分干渉顕微鏡に用いた概略構成
図である。コンフォーカルレーザ走査微分干渉顕微鏡に
ついては特開平4-208913号公報に詳細に開示されてい
る。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto. Figure 1
FIG. 3 is a schematic configuration diagram in which the optical information detection device according to the first embodiment of the present invention is used in a confocal laser scanning differential interference microscope. The confocal laser scanning differential interference microscope is disclosed in detail in JP-A-4-208913.
【００３６】コンフォーカルレーザ走査微分干渉顕微鏡
では、直線偏光レーザ光源１から出射した光はハーフミ
ラー２で反射され、ＸＹ走査手段３、レンズ４を通り、
被検物体５の表面上に集光される。被検物体５の表面で
反射された光は再びレンズ４、ＸＹ走査手段３、ハーフ
ミラー２を通り、ダブルモードチャネル導波路７の入射
端面に入射する。ダブルモードチャネル導波路７及び光
分配用シングルモードチャネル導波路１０、１１はニオ
ブ酸リチウム基板６上にチタンを熱拡散させることによ
って形成した。ダブルモードチャネル導波路７に入射し
た光は、被検物体５に集光したスポット内での段差また
は反射率の変化に応じて、０次モードおよび１次モード
の光を励振する。また、基板内に励振される光はＴＥモ
ードの光となるようにレーザ光源１を配置した。第１の
実施例に用いた基板６は、ＸカットＹ伝搬のニオブ酸リ
チウム基板であり、光学的異方性ならびに電気光学効果
を有している。従って、ダブルモードチャネル導波路７
上に酸化硅素のバッファ層を介して配置した周期構造を
有する櫛形電極８に電圧を印加し、ダブルモードチャネ
ル導波路７に電界を印加すると、櫛形電極８（周期構造
を有する電極）はＴＥ／ＴＭモード変換器として働く。
櫛形電極８（周期構造を有する電極）の形状は、ダブル
モードチャネル導波路７内を励振する０次モードの光の
みを選択的にＴＥ／ＴＭモード変換する形状にしてあ
る。第１の実施例においては、レーザ光源１として光の
波長が632.8ｎｍのものを用いて、ＴＥモード及びＴＭ
モードの光の実効屈折率はそれぞれNTE=2.20670、NTM=
2.29663としたため、櫛形電極８（周期構造を有する電
極）の周期Λは7.04μｍにした。In the confocal laser scanning differential interference microscope, the light emitted from the linearly polarized laser light source 1 is reflected by the half mirror 2, passes through the XY scanning means 3 and the lens 4,
It is focused on the surface of the object 5 to be inspected. The light reflected on the surface of the object 5 to be inspected again passes through the lens 4, the XY scanning means 3, and the half mirror 2 and is incident on the incident end face of the double mode channel waveguide 7. The double mode channel waveguide 7 and the light distribution single mode channel waveguides 10 and 11 were formed by thermally diffusing titanium on the lithium niobate substrate 6. The light incident on the double-mode channel waveguide 7 excites the 0th-order mode light and the 1st-order mode light in accordance with a step difference in the spot condensed on the object 5 to be inspected or a change in reflectance. Further, the laser light source 1 is arranged so that the light excited in the substrate becomes the TE mode light. The substrate 6 used in the first embodiment is an X-cut Y-propagation lithium niobate substrate and has optical anisotropy and electro-optical effect. Therefore, the double mode channel waveguide 7
When a voltage is applied to the comb-shaped electrode 8 having a periodic structure disposed above the buffer layer of silicon oxide and an electric field is applied to the double mode channel waveguide 7, the comb-shaped electrode 8 (electrode having a periodic structure) is TE / Acts as a TM mode converter.
The shape of the comb-shaped electrode 8 (electrode having a periodic structure) is such that only the 0th-order mode light excited in the double-mode channel waveguide 7 is selectively converted into TE / TM mode. In the first embodiment, a laser light source 1 having a light wavelength of 632.8 nm is used, and TE mode and TM are used.
The effective refractive index of the mode light is NTE = 2.20670, NTM =
Since it is 2.29663, the period Λ of the comb-shaped electrode 8 (electrode having a periodic structure) is set to 7.04 μm.
【００３７】櫛形電極８によってＴＥモードからＴＭモ
ードにＴＥ／ＴＭモード変換された０次モードの光とＴ
Ｅ／ＴＭモード変換されなかった１次モード光は共に導
波路分岐領域９で、２本の光分配用チャネル導波路１
０、１１に分岐される。２本の光分配用シングルモード
チャネル導波路１０、１１の出射端には、ＴＥモードの
光を選択的に透過する偏光板１２、１３を介して、光検
出器１４、１５が取付けられている。そのため、ＴＭモ
ードに変換された０次モードの光は、光検出器１４、１
５には到達しない。その結果、減算回路１６の出力は、
オフセット成分が抑圧され、高いＳ／Ｎ比を示すように
なる。The 0th-order mode light converted from TE mode to TM mode by the comb-shaped electrode 8 and T mode and T mode
Both the primary mode light that has not been E / TM mode converted is in the waveguide branch region 9 and two optical distribution channel waveguides 1 are provided.
It is branched into 0 and 11. Photodetectors 14 and 15 are attached to the emission ends of the two optical distribution single mode channel waveguides 10 and 11 via polarizing plates 12 and 13 that selectively transmit TE mode light. . Therefore, the 0th-order mode light converted to the TM mode is detected by the photodetectors 14 and 1.
5 is not reached. As a result, the output of the subtraction circuit 16 is
The offset component is suppressed and a high S / N ratio comes to be exhibited.
【００３８】尚、第１の実施例においては、Ｙ伝播ニオ
ブ酸リチウム基板を用いたが、Ｘ伝播ニオブ酸リチウム
基板の場合も周期構造電極によって同様の効果を得るこ
とが可能である。Ｚ伝播ニオブ酸リチウム基板を用いた
ＴＥ／ＴＭモードコンバータは、例えば、M.Haruna,J.S
hinoda and H.Nishihara,"An efficient TE-TM modecon
verter using a z-propagation LiNbO3 waveguide",Tra
ns.IEEE,E69,4(1986)418に提案されている。Ｚ伝播基板
においては、ＴＥモードとＴＭモードはほぼ縮退してい
るため、これらのＴＥ／ＴＭモードコンバータでは、
Ｘ、Ｙ伝播の基板に用いられた周期構造電極を用いてい
ない。そのため、比較的広い波長範囲で動作することを
特徴とするが、本発明に適用しようとする場合、０次モ
ード若しくは１次モードのいずれかひとつのモードにつ
いてのみＴＥ／ＴＭモード変換を行うことが困難であ
る。従って、基板としては、Ｘ伝播またはＹ伝播を用い
ることが好ましい。Although the Y-propagation lithium niobate substrate is used in the first embodiment, the same effect can be obtained by the periodic structure electrode also in the case of the X-propagation lithium niobate substrate. A TE / TM mode converter using a Z-propagation lithium niobate substrate is disclosed in, for example, M. Haruna, JS.
hinoda and H. Nishihara, "An efficient TE-TM modecon
verter using a z-propagation LiNbO 3 waveguide ", Tra
ns.IEEE, E69,4 (1986) 418. Since the TE mode and the TM mode are almost degenerate in the Z propagation substrate, these TE / TM mode converters have
The periodic structure electrode used for the X and Y propagation substrate is not used. Therefore, it is characterized in that it operates in a relatively wide wavelength range. However, when the present invention is applied, TE / TM mode conversion can be performed only for one of the 0th-order mode and the 1st-order mode. Have difficulty. Therefore, it is preferable to use X propagation or Y propagation as the substrate.
【００３９】尚、第１の実施例では、０次モードの光に
ついてＴＥ／ＴＭモード変換を行ったが、逆に１次モー
ドの光についてＴＥ／ＴＭモード変換を行っても良い。
しかし、この場合は、０次モードの光を抑圧した後に、
再度、０次モードの光と１次モードの光の偏光方向を合
わせる必要がある。図２は、本発明の第２の実施例によ
る光情報検出デバイスを用いた光ピックアップ装置を示
す概略構成図である。光ピックアップ装置については特
開平4-252444号広報に詳細に開示されている。尚、第１
の実施例と同様なものについては同じ符号を付して説明
を省く。In the first embodiment, the TE / TM mode conversion is performed for the 0th-order mode light, but conversely, the TE / TM mode conversion may be performed for the 1st-order mode light.
However, in this case, after suppressing the 0th-order mode light,
Again, it is necessary to match the polarization directions of the 0th-order mode light and the 1st-order mode light. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an optical pickup device using an optical information detecting device according to the second embodiment of the present invention. The optical pickup device is disclosed in detail in JP-A-4-252444. The first
The same components as those in the embodiment are given the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００４０】第２の実施例の構成は、第１の実施例とほ
ぼ同じであるが、第２の実施例では被検物体は光ディス
ク２３であり、ダブルモードチャネル導波路７の長さ
は、（１）式を満たす長さに作製されている。第２の実
施例においては、レーザ光源１を出射したレーザ光は、
ハーフミラー２で反射してコリメータレンズ２１で平行
ビームになった後、対物レンズ２２によって、光ディス
ク２３上に回折限界サイズのレーザスポットを形成す
る。光ディスク２３で反射した光は再び対物レンズ２２
及びコリメータレンズ２１を通り、ハーフミラー２を透
過して基板３３上に形成されたダブルモードチャネル導
波路３４の入射端２４に集光され、ここに再びレーザス
ポットを結像する。このレーザスポットによりダブルモ
ードチャネル導波路３４中に励振された０次及び１次の
両モードの光は、干渉しながらダブルモードチャネル導
波路３４中を伝搬する。第２の実施例において用いた基
板３３は、第１の実施例に用いた基板と同じものであ
り、また、ダブルモードチャネル導波路３４上には酸化
硅素のバッファ層を介して配置した周期構造を有する櫛
形電極２５が形成されており、櫛形電極２５は、ＴＥ／
ＴＭモードコンバータとして働く。この後は、第１の実
施例と同様にして、ＴＥモードで励振している０次モー
ドの光が選択的にＴＭモードに偏光方向が回転され、２
本の光分配用チャネル導波路２６、２７中を偏光されな
かったＴＥモードの０次モードの光とＴＭモードの０次
モードの光とＴＥモードの１次モードの光が励振する。
この２本の光分配用チャネル導波路２６、２７の表面に
はアルミの矩形パタン２８、２９（金属板）がバッファ
層を介さずに配置されている。この金属板による偏光子
はよく知られたものであり、光導波路上の金属板によっ
て光導波路を伝播する光のうちＴＭモードの光が選択的
に吸収される。従って、ＴＭモードに偏光された０次モ
ードの光はここで減衰する。一方、ＴＥモードのままの
０次モードの光と１次モードの光はここで殆ど減衰され
ることなく、光検出器３０、３１に到達する。尚、アル
ミの矩形パタン２８、２９はシングルモードチャネル導
波路上に設けずに分岐領域９と櫛形電極２５との間のダ
ブルモードチャネル導波路３４上に設けても良い。The structure of the second embodiment is almost the same as that of the first embodiment, but in the second embodiment, the object to be inspected is the optical disk 23, and the length of the double mode channel waveguide 7 is It is manufactured to a length that satisfies the formula (1). In the second embodiment, the laser light emitted from the laser light source 1 is
After being reflected by the half mirror 2 and made into a parallel beam by the collimator lens 21, a laser spot having a diffraction limit size is formed on the optical disc 23 by the objective lens 22. The light reflected by the optical disc 23 is again reflected by the objective lens 22.
Then, the light passes through the collimator lens 21, passes through the half mirror 2, and is condensed at the incident end 24 of the double mode channel waveguide 34 formed on the substrate 33, and the laser spot is imaged again there. The zero-order and first-order mode lights excited in the double-mode channel waveguide 34 by this laser spot propagate in the double-mode channel waveguide 34 while interfering with each other. The substrate 33 used in the second embodiment is the same as the substrate used in the first embodiment, and the periodic structure is arranged on the double mode channel waveguide 34 with a buffer layer of silicon oxide interposed therebetween. Is formed, and the comb-shaped electrode 25 has TE /
Acts as a TM mode converter. After that, as in the first embodiment, the 0th-order mode light excited in the TE mode is selectively rotated in the polarization direction to the TM mode, and
Unpolarized TE mode zero-order mode light, TM mode zero-order mode light, and TE mode first-order mode light are excited in the optical distribution channel waveguides 26 and 27.
Aluminum rectangular patterns 28 and 29 (metal plates) are arranged on the surfaces of the two optical distribution channel waveguides 26 and 27 without a buffer layer. The polarizer made of this metal plate is well known, and the TM mode light of the light propagating through the optical waveguide is selectively absorbed by the metal plate on the optical waveguide. Therefore, the 0th-order mode light polarized in the TM mode is attenuated here. On the other hand, the 0th-order mode light and the 1st-order mode light that remain in the TE mode reach the photodetectors 30 and 31 with almost no attenuation here. The aluminum rectangular patterns 28 and 29 may be provided on the double mode channel waveguide 34 between the branch region 9 and the comb-shaped electrode 25 instead of being provided on the single mode channel waveguide.
【００４１】このようにして、減算回路３２の出力は、
オフセット成分が抑圧され、高いＳ／Ｎ比を示すように
なる。尚、第２の実施例では０次モードの光のみＴＥ／
ＴＭモード変換を行ったが、第１の実施例と同様にして
１次モードの光のみＴＥ／ＴＭモード変換を行っても良
い。In this way, the output of the subtraction circuit 32 is
The offset component is suppressed and a high S / N ratio comes to be exhibited. In the second embodiment, only the 0th-order mode light TE /
Although the TM mode conversion is performed, the TE / TM mode conversion may be performed only for the light of the primary mode as in the first embodiment.
【００４２】図３は、本発明の第３の実施例による光情
報検出デバイスを示す概略構成図である。第３の実施例
においては第２の実施例における光情報検出デバイスと
は偏光分離部材のみが異なり、その他は同じである。従
って、偏光分離部材についてのみ説明する。尚、第１、
第２の実施例と同様なものについては同じ符号を付して
説明を省く。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an optical information detecting device according to a third embodiment of the present invention. The third embodiment is different from the optical information detection device in the second embodiment only in the polarization splitting member, and is otherwise the same. Therefore, only the polarized light separating member will be described. The first,
The same parts as those in the second embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００４３】櫛形電極２５によって偏光がＴＥモードか
らＴＭモードに変換された０次モードの光とＴＭモード
の０次モードの光とＴＥモードのままの１次モードの光
は、分岐領域３４で２つの光分配用シングルモードチャ
ネル導波路３５、３６に分配される。それぞれの光分配
用シングルモードチャネル導波路３５、３６は、ＴＥ／
ＴＭモード分離用ダブルモードチャネル導波路３７、３
８（偏光分離用ダブルモードチャネル導波路）を有して
いる。この偏光分離用ダブルモードチャネル導波路３
７、３８は、出射側に分岐領域３９、４０を有してお
り、更に、各々の分岐領域は２本ずつの光分配用シング
ルモードチャネル導波路４１、４２、４３、４４を有し
ている。これら４本の光分配用シングルモードチャネル
導波路４１、４２、４３、４４のうち内側の２本の光分
配用シングルモードチャネル導波路４２、４３の出力端
には光検出器４５、４６が設けられている。The 0th-order mode light whose polarization is converted from the TE mode to the TM mode by the comb-shaped electrode 25, the 0th-order mode light of the TM mode, and the 1st-order mode light of the TE mode remain in the branch region 34. The light is distributed to two light distribution single mode channel waveguides 35 and 36. Each of the single-mode channel waveguides 35 and 36 for optical distribution is TE /
Double mode channel waveguide 37, 3 for TM mode separation
8 (double-mode channel waveguide for polarization separation). This polarization separation double mode channel waveguide 3
7, 38 have branch regions 39, 40 on the exit side, and each branch region has two single-mode channel waveguides 41, 42, 43, 44 for light distribution. . Photodetectors 45 and 46 are provided at the output ends of the inner two light distribution single-mode channel waveguides 42 and 43 among these four light-distribution single-mode channel waveguides 41, 42, 43, and 44. Has been.
【００４４】偏光分離用ダブルモードチャネル導波路３
７、３８の長さは、分岐領域３９、４０でＴＥモードの
みが内側のシングルモードチャネル導波路４２、４３を
伝播するような長さになっている。このような構造はＴ
Ｅ／ＴＭモードスプリッタとして広く知られたものであ
る。このような構造になっているため、光検出器４５、
４６にはＴＥモードの光、すなわちダブルモードチャネ
ル導波路４７内で励振されるＴＥモードの０次モードの
光と１次モードの光が選択的に到達することになる。Double mode channel waveguide 3 for polarization separation
The lengths of 7 and 38 are such that only the TE mode propagates through the inner single mode channel waveguides 42 and 43 in the branch regions 39 and 40. Such a structure is T
It is widely known as an E / TM mode splitter. With such a structure, the photodetector 45,
TE-mode light, that is, TE-mode zero-order mode light and TE-mode light excited in the double-mode channel waveguide 47, selectively reaches 46.
【００４５】尚、第３の実施例においても第１及び第２
の実施例と同様に１次モードの光についてＴＥ／ＴＭモ
ード変換を行っても良い。本発明においては、０次モー
ドの光を抑圧してＳ／Ｎ比を向上させているが、
（３）、（４）式に示すように、信号成分も０次モード
に比例しているので、完全に０次モードの光を抑圧する
と信号成分も得られなくなる。最もＳ／Ｎ比が向上する
のは、図１０において０次モードの光の強度分布曲線９
３と１次モード光の強度分布曲線９４の重なっている部
分の面積が最も大きくなるときである。従って、０次モ
ードの光は所望の程度に抑圧する必要がある。そのた
め、第１、２、３の実施例では、いずれも周期構造を有
する櫛形電極８、２５への印加電圧を変化させることに
よって、０次モードの光の抑圧の程度を調節した。図４
は、本発明の第４の実施例による光情報検出デバイスを
コンフォーカルレーザ走査微分干渉顕微鏡に用いた概略
構成図である。コンフォーカルレーザ走査微分干渉顕微
鏡については特開平4-208913号公報に詳細に開示されて
いる。尚、第１の実施例と同様なものについては同じ符
号を付して説明を省く。In the third embodiment as well, the first and second
Similar to the embodiment described above, TE / TM mode conversion may be performed for light of the primary mode. In the present invention, the 0th-order mode light is suppressed to improve the S / N ratio.
As shown in equations (3) and (4), the signal component is also proportional to the 0th-order mode, so that if the 0th-order mode light is completely suppressed, the signal component cannot be obtained either. The S / N ratio is most improved in FIG. 10 by the intensity distribution curve 9 of the 0th-order mode light.
This is when the area of the overlapping portion of the intensity distribution curves 94 of the 3rd and 1st mode light becomes the largest. Therefore, it is necessary to suppress the 0th-order mode light to a desired degree. Therefore, in the first, second, and third embodiments, the degree of suppression of the 0th-order mode light is adjusted by changing the voltage applied to the comb electrodes 8 and 25 each having a periodic structure. Figure 4
FIG. 9 is a schematic configuration diagram in which an optical information detection device according to a fourth embodiment of the present invention is used in a confocal laser scanning differential interference microscope. The confocal laser scanning differential interference microscope is disclosed in detail in JP-A-4-208913. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００４６】コンフォーカルレーザ走査微分干渉顕微鏡
では、直線偏光レーザ光源１から出射した光はハーフミ
ラー２で反射され、ＸＹ走査手段３、レンズ４を通り、
被検物体５の表面上に集光される。被検物体５の表面で
反射された光は再びレンズ４、ＸＹ走査手段３、ハーフ
ミラー２を通り、ダブルモードチャネル導波路７の入射
端面に入射する。ダブルモードチャネル導波路７及び光
分配用シングルモードチャネル導波路１０、１１はニオ
ブ酸リチウム基板１０上にチタンを熱拡散することによ
って形成した。ダブルモードチャネル導波路７に入射し
た光は、被検物体５上に集光したスポット内での段差ま
たは反射率の変化に応じて、０次モードの光及び１次モ
ードの光を励振する。ダブルモードチャネル導波路７に
近接して、結合用チャネル導波路５５が配置されてい
る。従って、ダブルモードチャネル導波路７を励振して
きた０次モードの光と１次モードの光はこの結合用チャ
ネル導波路５５がある領域で、それぞれが結合用チャネ
ル導波路５５に結合し、パワー移行が始まる。結合用チ
ャネル導波路５５には、酸化硅素よりなるバッファ層を
介して電極５６および５７が設けられている。結合用チ
ャネル導波路５５の等価屈折率は、ダブルモードチャネ
ル導波路７を励振する０次モードの光の等価屈折率にほ
ぼ等しく、結合用チャネル導波路５５の実効的な長さ
は、１次モードの光が殆どパワー移行せず、０次モード
の光が所望の程度パワー移行する長さにしてある。従っ
て、ダブルモード導波路７を励振する光のうち０次モー
ドの光は、選択的に結合用チャネル導波路５５にパワー
移行する。In the confocal laser scanning differential interference microscope, the light emitted from the linearly polarized laser light source 1 is reflected by the half mirror 2, passes through the XY scanning means 3 and the lens 4,
It is focused on the surface of the object 5 to be inspected. The light reflected on the surface of the object 5 to be inspected again passes through the lens 4, the XY scanning means 3, and the half mirror 2 and is incident on the incident end face of the double mode channel waveguide 7. The double mode channel waveguide 7 and the light distribution single mode channel waveguides 10 and 11 were formed by thermally diffusing titanium on the lithium niobate substrate 10. The light incident on the double-mode channel waveguide 7 excites the 0th-order mode light and the 1st-order mode light in accordance with a step difference in the spot condensed on the object 5 to be inspected or a change in reflectance. A coupling channel waveguide 55 is arranged close to the double mode channel waveguide 7. Therefore, the 0th-order mode light and the 1st-order mode light that have excited the double-mode channel waveguide 7 are coupled to the coupling channel waveguide 55 in the region where the coupling channel waveguide 55 exists, and the power is transferred. Begins. The coupling channel waveguide 55 is provided with electrodes 56 and 57 via a buffer layer made of silicon oxide. The equivalent refractive index of the coupling channel waveguide 55 is substantially equal to the equivalent refractive index of the 0th-order mode light that excites the double-mode channel waveguide 7, and the effective length of the coupling channel waveguide 55 is the first order. The length of the mode light is such that the power of the mode light hardly shifts and the power of the 0th mode light shifts to a desired degree. Therefore, the 0th-order mode light of the light that excites the double-mode waveguide 7 is selectively transferred to the coupling channel waveguide 55.
【００４７】その結果、ダブルモードチャネル導波路７
を励振する０次モードの光は選択的に抑制される。０次
モードの光が選択的に抑制された光は、分岐領域９で２
本の光分配用シングルモードチャネル導波路１０と１１
に分配される。２本の光分配用シングルモードチャネル
導波路１０と１１に接続されている２つの光検出器１４
と１５にはオフセット成分が小さく信号成分が大きい光
が入射する。その結果、減算回路１６の出力は、大きな
Ｓ／Ｎ比を有するものとなる。As a result, the double mode channel waveguide 7
The 0th-order mode light that excites is selectively suppressed. The light in which the 0th-order mode light is selectively suppressed is
Book light distribution single mode channel waveguides 10 and 11
Will be distributed to. Two photodetectors 14 connected to the two optical distribution single mode channel waveguides 10 and 11.
Light having a small offset component and a large signal component is incident on and 15. As a result, the output of the subtraction circuit 16 has a large S / N ratio.
【００４８】以上のようにして、０次モードの光を抑圧
してＳ／Ｎ比を向上させることができた。尚、第４の実
施例においても、０次モードの光を完全に抑圧させない
ため、０次モードの光の抑圧の程度を制御した。そのた
めには、結合用チャネル導波路の等価屈折率、結合用チ
ャネル導波路とダブルモードチャネル導波路との間隔、
結合用チャネル導波路の長さを制御すればよい。また、
第４の実施例のように基板として電気光学効果を持つ材
料を用いた場合は、図４のように電極５６および５７を
設けて、電極５６及び電極５７間に印加する電圧を変え
ることによって、結合用チャネル導波路の実効屈折率お
よび実効的な長さを変えて０次モードの光を所望の程度
に抑圧することが好ましい。As described above, it was possible to suppress the 0th-order mode light and improve the S / N ratio. In the fourth embodiment as well, the degree of suppression of the 0th-order mode light was controlled in order not to completely suppress the 0th-order mode light. For that purpose, the equivalent refractive index of the coupling channel waveguide, the distance between the coupling channel waveguide and the double mode channel waveguide,
The length of the coupling channel waveguide may be controlled. Also,
When a material having an electro-optical effect is used as the substrate as in the fourth embodiment, electrodes 56 and 57 are provided as shown in FIG. 4 and the voltage applied between the electrodes 56 and 57 is changed, It is preferable to suppress the 0th-order mode light to a desired degree by changing the effective refractive index and the effective length of the coupling channel waveguide.
【００４９】尚、第４の実施例においては、ダブルモー
ドチャネル導波路７の幅は８μｍであり、結合用チャネ
ル導波路５５の幅は３μｍである。また、これら２つの
光導波路の間隔は２．５μｍである。図６は、本発明の
第５の実施例による光情報検出デバイスを用いたコンフ
ォーカルレーザ走査微分干渉顕微鏡を示す概略構成図で
ある。図６に示すコンフォーカルレーザ走査微分干渉顕
微鏡については、特開平4-208913号公報に開示されてい
る。尚、第１の実施例と同様なものについては同じ符号
を付して説明を省く。In the fourth embodiment, the width of the double mode channel waveguide 7 is 8 μm and the width of the coupling channel waveguide 55 is 3 μm. The distance between these two optical waveguides is 2.5 μm. FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a confocal laser scanning differential interference microscope using the optical information detection device according to the fifth embodiment of the present invention. The confocal laser scanning differential interference microscope shown in FIG. 6 is disclosed in JP-A-4-208913. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００５０】コンフォーカルレーザ走査微分干渉顕微鏡
では、直線偏光レーザ光源１から出射した光はハーフミ
ラー２で反射され、ＸＹ走査手段３、レンズ４を通り、
被検物体５の表面上に集光される。被検物体５の表面で
反射された光は再びレンズ４、ＸＹ走査手段３、ハーフ
ミラー２を通り、Ｘカットのニオブ酸リチウム基板６上
にＴｉの熱拡散によって形成されたダブルモードチャネ
ル導波路７の入射端面に入射する。入射した光は、被検
物体５に集光したスポット内での段差または反射率の変
化に応じて、０次モードの光および１次モードの光を励
振する。In the confocal laser scanning differential interference microscope, the light emitted from the linearly polarized laser light source 1 is reflected by the half mirror 2, passes through the XY scanning means 3 and the lens 4,
It is focused on the surface of the object 5 to be inspected. The light reflected on the surface of the object to be inspected 5 again passes through the lens 4, the XY scanning means 3 and the half mirror 2, and is formed on the X-cut lithium niobate substrate 6 by a double mode channel waveguide formed by thermal diffusion of Ti. It is incident on the incident end face of No. 7. The incident light excites the 0th-order mode light and the 1st-order mode light in accordance with a step difference in the spot condensed on the object 5 to be inspected or a change in reflectance.
【００５１】ダブルモードチャネル導波路７には、アル
ミ（金属板）によるストライプ状のパタン４８が形成さ
れている。アルミによるストライプ状のパタン４８の幅
は、ダブルモードチャネル導波路７の幅の約１／３の幅
で２．５μｍであり、長さは５ｍｍである。ダブルモー
ドチャネル導波路７を励振する０次モードの光と１次モ
ードの光は干渉しながら励振し、このストライプ状のパ
タン４８のある領域で、ダブルモードチャネル導波路７
の中央付近を伝播する光は、金属板中に浸透し減衰す
る。この際、０次モードの光は、その強度の大きい領域
がストライプ状のパタン４８のある領域と重なっている
ため強く減衰する。一方、強度の大きい領域がストライ
プ上のパタン４８のある領域と殆ど重ならない１次モー
ドの光は殆ど減衰しない。In the double mode channel waveguide 7, a striped pattern 48 made of aluminum (metal plate) is formed. The width of the striped pattern 48 made of aluminum is 2.5 μm, which is about 1/3 of the width of the double mode channel waveguide 7, and the length thereof is 5 mm. The 0th-order mode light and the 1st-order mode light that excite the double-mode channel waveguide 7 are excited while interfering with each other.
The light propagating in the vicinity of the center penetrates into the metal plate and is attenuated. At this time, the 0th-order mode light is strongly attenuated because the region of high intensity overlaps the region having the stripe pattern 48. On the other hand, the light of the primary mode in which the high intensity region hardly overlaps the region on the stripe where the pattern 48 is present is hardly attenuated.
【００５２】その結果、０次モードの光は選択的に抑制
される。０次モードの光が選択的に抑制された光は、分
岐領域９で２本の光分配用シングルモードチャネル導波
路１０と１１に分岐する。２本の光分配用シングルモー
ドチャネル導波路１０と１１に接続されている２つの光
検出器１４と１５にはオフセット成分が小さく信号成分
が大きい光が入射する。その結果、減算回路１６の出力
は、大きなＳ／Ｎ比を有するものとなった。As a result, the 0th mode light is selectively suppressed. The light in which the 0th-order mode light is selectively suppressed is branched into two single-mode channel waveguides 10 and 11 for light distribution in the branch region 9. Light having a small offset component and a large signal component is incident on the two photodetectors 14 and 15 connected to the two single-mode channel waveguides 10 and 11 for light distribution. As a result, the output of the subtraction circuit 16 has a large S / N ratio.
【００５３】第５の実施例においては、レーザ光源１の
偏光の方向を基板６内でＴＭモードを励振するように配
置しているため、ストライプ状のパタン８は比較的短く
することができた。また、特開平4-208913号公報に開示
されているように光分配用シングルモードチャネル導波
路１０と１１の間にシングルモードチャネル導波路を設
けてその端面にレーザ光源を設けて光を出射してもよ
い。その場合には、光情報検出デバイスと被検物体５と
の間に偏光制御部材を設けて、ダブルモードチャネル導
波路７を伝播する光を往路の光はＴＥモードとなり、復
路の光はＴＭモードとなる構成にすることが好ましい。In the fifth embodiment, since the polarization direction of the laser light source 1 is arranged so as to excite the TM mode in the substrate 6, the stripe pattern 8 can be made relatively short. . Further, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-208913, a single mode channel waveguide is provided between the light distribution single mode channel waveguides 10 and 11, and a laser light source is provided at the end face to emit light. May be. In that case, a polarization control member is provided between the optical information detecting device and the object 5 to be inspected, and the light propagating through the double mode channel waveguide 7 becomes TE mode in the forward path and TM mode in the return path. It is preferable that the structure be as follows.
【００５４】尚、第５の実施例においても、０次モード
の光を完全に抑圧させないため、０次モードの光の抑圧
の程度を制御した。そのためには、ストライプ状パタン
４８の幅と長さを変えれば良い。図７は、本発明の第６
の実施例による光情報検出デバイスを用いたコンフォー
カルレーザ走査微分干渉顕微鏡を示す概略構成図であ
る。In the fifth embodiment as well, the degree of suppression of the 0th-order mode light is controlled in order not to completely suppress the 0th-order mode light. For that purpose, the width and length of the stripe pattern 48 may be changed. FIG. 7 shows a sixth embodiment of the present invention.
6 is a schematic configuration diagram showing a confocal laser scanning differential interference microscope using the optical information detection device according to the example of FIG.
【００５５】第６の実施例の構成は、図６に示した第５
の実施例とほぼ同じであり、同様なものについては同じ
符号を付して説明を省く。第６の実施例においては、レ
ーザ光源１を出射したレーザ光は、ハーフミラー２で反
射してされ、ＸＹ走査手段３、レンズ４を通り、被検物
体５の表面上に集光される。被検物体５の表面で反射さ
れた光は再びレンズ４、ＸＹ走査手段３、ハーフミラー
２を通り、ダブルモードチャネル導波路３４の入射端面
２４に入射する。ダブルモードチャネル導波路３４に入
射した光は、被検物体５上に集光した光のスポット内で
の段差または反射率の変化に応じて、０次モードの光及
び１次モードの光を励振する。ダブルモードチャネル導
波路３４中に励振された０次モードの光と１次モードの
光は、干渉しながら伝搬し分岐領域４９に達する。この
分岐領域４９には光検出素子５１ａ、５１ｂに接続され
た２本の光分配用シングルモードチャネル導波路２６、
２７と、その中心がダブルモードチャネル導波路３４の
中心と一致しており、幅がダブルモードチャネル導波路
３４の約１／３である選択的除去用チャネル導波路５０
とが接続されている。この幅では１次モード光は選択的
除去用チャネル導波路５０ではカットオフとなる（励振
しない）。ダブルモードチャネル導波路３４を伝搬する
光のうち０次モードの光はその強度の大きい領域が、選
択的除去用チャネル導波路５０の幅内にあるため、０次
モードの光の殆どは、選択的除去用チャネル導波路５０
を伝搬し、光分配用シングルモードチャネル導波路２
６、２７には僅しか伝搬しない。一方１次モードの光
は、選択的除去用チャネル導波路２８ではカットオフと
なるため伝搬せず、光分配用シングルモードチャネル導
波路２６、２７中を伝搬する。The configuration of the sixth embodiment is similar to that of the fifth embodiment shown in FIG.
The embodiment is substantially the same as that of the embodiment of FIG. In the sixth embodiment, the laser light emitted from the laser light source 1 is reflected by the half mirror 2, passes through the XY scanning means 3 and the lens 4, and is focused on the surface of the object 5 to be inspected. The light reflected on the surface of the object 5 to be inspected again passes through the lens 4, the XY scanning means 3 and the half mirror 2 and is incident on the incident end face 24 of the double mode channel waveguide 34. The light incident on the double-mode channel waveguide 34 excites the 0th-order mode light and the 1st-order mode light in accordance with a step difference in the spot of the light condensed on the object 5 to be inspected or a change in reflectance. To do. The 0th-order mode light and the 1st-order mode light excited in the double-mode channel waveguide 34 propagate while interfering and reach the branch region 49. In the branch region 49, two light distribution single mode channel waveguides 26 connected to the photodetectors 51a and 51b,
27, and the selective elimination channel waveguide 50 whose center coincides with the center of the double mode channel waveguide 34 and whose width is about 1/3 of that of the double mode channel waveguide 34.
And are connected. With this width, the first-order mode light is cut off (not excited) in the selective removal channel waveguide 50. Of the light propagating through the double-mode channel waveguide 34, the 0th-order mode light has a high intensity region within the width of the selective elimination channel waveguide 50, so that most of the 0th-order mode light is selected. Removal channel waveguide 50
Single-mode channel waveguide 2 for optical distribution
It propagates only slightly to 6 and 27. On the other hand, the first-order mode light does not propagate because it is cut off in the selective elimination channel waveguide 28, but propagates in the single-mode channel waveguides 26 and 27 for optical distribution.
【００５６】その結果、光分配用シングルモードチャネ
ル導波路２６、２７を伝播する光は、オフセット成分が
小さく信号成分が大きく含まれた光となる。従って、光
分配用シングルモードチャネル導波路２６と２７に接続
された光検出器５１ａ、５１ｂの信号を減算する減算回
路５４の出力は大きなＳ／Ｎ比を示すようになる。ま
た、第６の実施例の構成では、選択的除去用チャネル導
波路５０によって取り除かれた０次モードの光は、光検
出器５２によって検出され、加算回路５３で光検出器５
１ａ及び５１ｂの出力と加算される。これによって第６
の実施例のコンフォーカルレーザ走査微分干渉顕微鏡に
おいては、明視野像観察の際に光量を減らすことなく、
微分像観察時のＳ／Ｎ比を向上させることができた。As a result, the light propagating through the optical distribution single mode channel waveguides 26 and 27 is light having a small offset component and a large signal component. Therefore, the output of the subtraction circuit 54 for subtracting the signals of the photodetectors 51a and 51b connected to the optical distribution single mode channel waveguides 26 and 27 exhibits a large S / N ratio. Further, in the configuration of the sixth embodiment, the 0th-order mode light removed by the selective removal channel waveguide 50 is detected by the photodetector 52 and is added by the adder circuit 53.
It is added to the outputs of 1a and 51b. This makes the sixth
In the confocal laser scanning differential interference microscope of the example of, without reducing the light amount during bright field image observation,
The S / N ratio during observation of the differential image could be improved.
【００５７】以上のようにして０次モードの光を抑圧
し、大きなＳ／Ｎ比を得ることができた。尚、第６の実
施例においても、０次モードの光を完全に抑圧させない
ため、０次モードの光の抑圧の程度を制御した。そのた
めには、チャネル導波路５０の幅を変えれば良い。As described above, the 0th-order mode light was suppressed and a large S / N ratio could be obtained. In the sixth embodiment as well, the degree of suppression of the 0th-order mode light is controlled in order not to completely suppress the 0th-order mode light. For that purpose, the width of the channel waveguide 50 may be changed.
【００５８】尚、第１〜６の実施例において、ダブルモ
ードチャネル導波路７、３４の実質的な長さ（ダブルモ
ード領域の長さ）Ｌは、位相情報のみを観察したい場合
には（１）式で表される長さにし、振幅情報のみを観察
したい場合には（２）式で表される長さにし、位相情報
と振幅情報の両者を観察したい場合には（１）式、
（２）式で表される長さ以外の長さにする。In the first to sixth embodiments, the substantial length L of the double mode channel waveguides 7 and 34 (length of the double mode region) L is (1) when it is desired to observe only phase information. ), If you want to observe only the amplitude information, use the length represented by equation (2), and if you want to observe both phase information and amplitude information, equation (1),
The length is other than the length represented by the formula (2).
【００５９】また、ダブルモードチャネル導波路７、３
４に電界を印加するための電極を設けて、ダブルモード
チャネル導波路７に電界を印加することによって、ダブ
ルモード領域の長さを変化させてもよい。このようにす
るとダブルモード領域の長さが、ダブルモードチャネル
導波路に入射する光の情報を測定したい長さからずれて
いても補正することができる。Further, the double mode channel waveguides 7, 3
The length of the double mode region may be changed by providing an electrode for applying an electric field in 4 and applying an electric field to the double mode channel waveguide 7. By doing so, it is possible to correct the length of the double mode region even if the length of the information incident on the double mode channel waveguide deviates from the desired length.
【００６０】また、図１、４、６、７には図示していな
いが、減算回路１６からの出力を画像制御手段に入力し
て、この画像入力手段によって被検物体５上の光の反射
分布または段差等をモニタに映像化してもよい。また、
ＸＹ走査手段３を用いて、レンズ４によって被検物体５
上に集光される光スポットをＸＹ方向に走査する時、光
スポットの位置を不図示の画像制御手段に記憶させてお
き、同時に光スポットの位置に対応する減算回路１６か
らの信号も画像制御手段に入力しておき、光スポットの
位置に対応する被検物体５上の光の反射分布または段差
等をモニタに映像化することで、被検物体の全体の像を
得ることができる。また、第６の実施例では、更に、加
算回路５３の出力も不図示のモニタに映すことができ
る。Although not shown in FIGS. 1, 4, 6, and 7, the output from the subtraction circuit 16 is input to the image control means, and the image input means reflects the light on the object 5. The distribution, steps, etc. may be visualized on a monitor. Also,
Using the XY scanning means 3, the object 4 to be inspected by the lens 4
When the light spot focused on the upper side is scanned in the XY directions, the position of the light spot is stored in an image control means (not shown), and at the same time, the signal from the subtraction circuit 16 corresponding to the position of the light spot is also image-controlled. The whole image of the object to be inspected can be obtained by inputting it to the means and imaging the reflection distribution or the step of the light on the object to be inspected 5 corresponding to the position of the light spot on the monitor. In addition, in the sixth embodiment, the output of the adder circuit 53 can also be displayed on a monitor (not shown).
【００６１】また、第１〜６の実施例では光分配用シン
グルモードチャネル導波路１０、１１、２６、２７、４
１、４２、４３、４４で光を分配しているが、これはシ
ングルモードの導波路である必要は無く、ダブルモード
やマルチモードのチャネル導波路であってもよい。ま
た、第１、４、５の実施例や第２の実施例においてアル
ミの矩形パタンをダブルモードチャネル導波路上に配置
するような場合には、従来の光情報検出デバイスと同様
に光分配用シングルモードチャネル導波路を設けずに、
ダブルモードチャネル導波路からの出射光を光検出器等
で観察してもよい。図８に第１の実施例において光分配
用シングルモードチャネル導波路を設けずにダブルモー
ドチャネル導波路からの出射光を光検出器で検出する別
例を示す。図８では第１の実施例と同様にダブルモード
チャネル導波路７上に櫛形電極８が配置されている。ダ
ブルモードチャネル導波路の出射端には第１の実施例と
同様にＴＥモードの光を選択的に透過する偏光板６２が
設けられている。そして、偏光板６２を透過したＴＥモ
ードの光はレンズ６３によって２分割の光検出器６４に
集光され検出される。尚、光検出器はダブルモードチャ
ネル導波路内を伝播した光の強度分布を検出できるもの
であれば良く、ＰＳＤやリニアセンサ等でもよい。ま
た、図８では偏光板６２を透過したダブルモードチャネ
ル導波路７からの出射光をレンズ６３によって２分割の
光検出器６４に集光させているが、レンズ６３を設けず
に偏光板６２に直接２分割の光検出器を接続することも
できる。このような構成にしても第１の実施例と同様に
光情報のＳ／Ｎ比を飛躍的に向上させることができた。
また、第４、５の実施例や第２の実施例においてアルミ
の矩形パタンをダブルモードチャネル導波路状に配置す
るような場合においても同様にしてダブルモードチャネ
ル導波路からの出射光を直接光検出器で検出することが
できる。In the first to sixth embodiments, the light distribution single mode channel waveguides 10, 11, 26, 27 and 4 are used.
Although light is distributed by 1, 42, 43, and 44, this does not need to be a single mode waveguide, and may be a double mode or multimode channel waveguide. Further, in the case where the aluminum rectangular pattern is arranged on the double mode channel waveguide in the first, fourth and fifth embodiments or the second embodiment, it is used for optical distribution like the conventional optical information detecting device. Without providing a single mode channel waveguide,
The light emitted from the double mode channel waveguide may be observed with a photodetector or the like. FIG. 8 shows another example in which the light emitted from the double mode channel waveguide is detected by the photodetector without providing the single mode channel waveguide for light distribution in the first embodiment. In FIG. 8, as in the first embodiment, the comb-shaped electrode 8 is arranged on the double mode channel waveguide 7. A polarizing plate 62 that selectively transmits TE mode light is provided at the exit end of the double mode channel waveguide as in the first embodiment. Then, the TE mode light transmitted through the polarizing plate 62 is condensed and detected by the lens 63 on the photodetector 64 divided into two parts. The photodetector may be any one that can detect the intensity distribution of the light propagating in the double mode channel waveguide, and may be a PSD, a linear sensor, or the like. In FIG. 8, the light emitted from the double mode channel waveguide 7 that has passed through the polarizing plate 62 is condensed by the lens 63 on the photodetector 64 divided into two parts. It is also possible to directly connect a two-divided photodetector. Even with such a configuration, the S / N ratio of the optical information could be dramatically improved as in the first embodiment.
Further, in the case where the aluminum rectangular patterns are arranged in the double mode channel waveguide shape in the fourth and fifth embodiments and the second embodiment, the light emitted from the double mode channel waveguide is directly emitted in the same manner. It can be detected by a detector.
【００６２】以上、実施例を取り上げ本発明について述
べたが、本発明の範囲はこれに限られるものではなく、
光情報検出デバイスのダブルモードチャネル導波路の中
央付近を励振する光を選択的に取り除く、または、ダブ
ルモードチャネル導波路における０次モードの光を選択
的に取り除く方法であれば、いかなる方法を用いてもよ
いことは言うまでも無い。Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the scope of the present invention is not limited to this.
Any method can be used as long as it selectively removes light that excites the vicinity of the center of the double-mode channel waveguide of the optical information detection device or selectively removes zero-order mode light in the double-mode channel waveguide. It goes without saying that it is okay.
【００６３】[0063]
【発明の効果】本発明によれば、ダブルモードチャネル
導波路を伝播する０次モードの光と１次モードの光の２
つのモードの光のうち０次モードの光を選択的に除去す
る、または、ダブルモードチャネル導波路を伝播する光
のうちダブルモードチャネル導波路の中心付近の光を選
択的に除去するため、光導波路特有のモード干渉現象を
利用した光情報検デバイスにおける光情報のＳ／Ｎ比を
飛躍的に向上させることができ、検出しようとする位相
または振幅の傾きが小さくても精度よく検出することが
できる。According to the present invention, there are two types of light, the 0th-order mode light and the 1st-order mode light propagating in the double-mode channel waveguide.
In order to selectively remove the 0th-order mode light of the two modes, or to selectively remove the light near the center of the double-mode channel waveguide among the lights propagating in the double-mode channel waveguide, It is possible to dramatically improve the S / N ratio of optical information in an optical information detection device utilizing a mode interference phenomenon peculiar to a waveguide, and to detect accurately even if the phase or amplitude gradient to be detected is small. it can.
【図１】本発明の第１の実施例による光情報検出デバイ
スを用いたコンフォーカルレーザ走査微分干渉顕微鏡を
示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a confocal laser scanning differential interference microscope using an optical information detection device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施例による光情報検出デバイ
スを用いた光ピックアップ装置を示す概略構成図であ
る。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an optical pickup device using an optical information detection device according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施例による光情報検出デバイ
スを示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an optical information detection device according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第４の実施例による光情報検出デバイ
スを用いたコンフォーカルレーザ走査微分干渉顕微鏡を
示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a confocal laser scanning differential interference microscope using an optical information detection device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第４の実施例によるチャネル導波路間
のパワー移行の概念を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the concept of power transfer between channel waveguides according to a fourth embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第５の実施例による光情報検出デバイ
スを用いたコンフォーカルレーザ走査微分干渉顕微鏡を
示す概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a confocal laser scanning differential interference microscope using an optical information detection device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第６の実施例による光情報検出デバイ
スを用いたコンフォーカルレーザ走査微分干渉顕微鏡を
示す概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a confocal laser scanning differential interference microscope using an optical information detection device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第１の実施例による光情報検出デバイ
スの別例を示す概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing another example of the optical information detection device according to the first embodiment of the present invention.
【図９】従来の光情報検出デバイスを示す概略構成図で
ある。FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a conventional optical information detection device.
【図１０】ダブルモードチャネル導波路を励振する０次
モードと１次モードの強度分布を示す概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram showing intensity distributions of a 0th-order mode and a 1st-order mode that excite a double-mode channel waveguide.
１・・・レーザ光源 ２・・・ハーフミラー ３・・・ＸＹ走査手段 ４、６３・・・レンズ ５・・・被検物体 ６・・・ニオブ酸リチウム基板 ７、３４、３７、３８、５８、８９・・・ダブルモード
チャネル導波路 ８、２５・・・櫛形電極 ９、３９、４０、４９・・・分岐領域 １０、１１、２６、２７、３５、３６、４１、４２、４
３、４４・・・光分配用 シングルモードチャネル導波路 １２、１３・・・偏光板 １４、１５、３０、３１、４５、４６、５１ａ、５１
ｂ、５２・・・光検出器 １６、３２、５４・・・減算回路 ２１・・・コリメータレンズ ２２・・・対物レンズ ２３・・・光ディスク ２８、２９・・・アルミ矩形パタン ４８・・・アルミのストライプパターン ５０・・・選択的除去用チャネル導波路 ５３・・・加算回路 ５５、６１・・・結合用チャネル導波路 ５６、５７・・・電極 ６４・・・２分割の光検出器DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser light source 2 ... Half mirror 3 ... XY scanning means 4, 63 ... Lens 5 ... Test object 6 ... Lithium niobate substrate 7, 34, 37, 38, 58 , 89 ... Double-mode channel waveguides 8, 25 ... Comb-shaped electrodes 9, 39, 40, 49 ... Branching regions 10, 11, 26, 27, 35, 36, 41, 42, 4
3, 44 ... Single-mode channel waveguide for light distribution 12, 13 ... Polarizing plate 14, 15, 30, 31, 45, 46, 51a, 51
b, 52 ... Photodetector 16, 32, 54 ... Subtraction circuit 21 ... Collimator lens 22 ... Objective lens 23 ... Optical disk 28, 29 ... Aluminum rectangular pattern 48 ... Aluminum Stripe pattern 50 ... Selective removal channel waveguide 53 ... Addition circuit 55, 61 ... Coupling channel waveguide 56, 57 ... Electrode 64 ... Two-divided photodetector
Claims (16)
入射する光に応じて０次モードの光と１次モードの光と
を励振するダブルモードチャネル導波路と、該ダブルモ
ードチャネル導波路を伝播した光の強度分布を検出する
光検出器とからなる光情報検出デバイスにおいて、 前記ダブルモードチャネル導波路を励振する０次モード
の光を選択的に取り除く第１部材を設けたことを特徴と
する光情報検出デバイス。1. A double-mode channel waveguide which has an incident end face on which light is incident and which excites 0th-order mode light and 1st-order mode light in response to light incident on the incident end face, and the double-mode channel. An optical information detection device comprising a photodetector for detecting the intensity distribution of light propagating through a waveguide, wherein a first member for selectively removing the 0th mode light exciting the double mode channel waveguide is provided. An optical information detection device characterized by:
入射する光に応じて０次モードの光と１次モードの光と
を励振するダブルモードチャネル導波路と、該ダブルモ
ードチャネル導波路を伝播した光の強度分布を検出する
光検出器とからなる光情報検出デバイスにおいて、 前記ダブルモードチャネル導波路の中央付近を伝播する
光を選択的に取り除く第２部材を設けたことを特徴とす
る光情報検出デバイス。2. A double-mode channel waveguide which has an incident end face on which light is incident and which excites zero-order mode light and first-order mode light in response to the incident light on the incident end face, and the double-mode channel. An optical information detection device comprising a photodetector for detecting the intensity distribution of light propagating through a waveguide, wherein a second member for selectively removing light propagating near the center of the double mode channel waveguide is provided. The characteristic optical information detection device.
ル導波路上に配置され、前記ダブルモードチャネル導波
路を励振する０次モードの光の偏光方向を選択的にＴＥ
／ＴＭモード変換するＴＥ／ＴＭモード変換器と、 前記ＴＥ／ＴＭモード変換器と前記光検出器の間に配置
され、前記ＴＥ／ＴＭモード変換器でＴＥ／ＴＭモード
変換された０次モードの光が前記光検出器に到達しない
ようにする偏光分離部材とからなることを特徴とする請
求項１に記載の光情報検出デバイス。3. The first member is disposed on the double mode channel waveguide, and selectively polarizes a polarization direction of 0th-order mode light which excites the double mode channel waveguide.
TE / TM mode converter for converting / TM mode, and a zero-order mode TE / TM mode converter which is arranged between the TE / TM mode converter and the photodetector and which is TE / TM mode converted by the TE / TM mode converter. The optical information detection device according to claim 1, further comprising a polarization separating member that prevents light from reaching the photodetector.
ルモードチャネル導波路上に配置された周期構造を有す
る電極であることを特徴とする請求項３に記載の光情報
検出デバイス。4. The optical information detection device according to claim 3, wherein the TE / TM mode converter is an electrode having a periodic structure arranged on the double mode channel waveguide.
設けられた偏光板であることを特徴とする請求項３に記
載の光情報検出デバイス。5. The optical information detection device according to claim 3, wherein the polarization separation member is a polarizing plate provided in front of the photodetector.
る光を分岐する分岐領域と、該分岐領域で分配された光
を伝播する２本の光分配用チャネル導波路とを有し、前
記光検出器は前記２本の光分配用チャネル導波路からそ
れぞれ出射する出射光を検出し、前記偏光分離部材は、
前記２本の光分配用チャネル導波路上にそれぞれ配置さ
れた金属板であることを特徴とする請求項３に記載の光
情報検出デバイス。6. A photodetection device comprising: a branch region for branching light propagating through the double mode channel waveguide, and two light distribution channel waveguides for propagating light distributed in the branch region. The detector detects emitted light emitted from each of the two light distribution channel waveguides, and the polarization separation member is
The optical information detection device according to claim 3, wherein the optical information detection device is a metal plate disposed on each of the two optical distribution channel waveguides.
する光を分岐する分岐領域と、該分岐領域で分岐された
光を伝播する２本の光分配用チャネル導波路と、前記２
本の光分配用チャネル導波路に接続される前記偏光分離
部材と、前記偏光分離部材を伝播する光を分岐する２つ
の分岐領域と、前記２つの分岐領域で分岐された光をそ
れぞれ伝播する４本の光分配用チャネル導波路と、を有
し、前記偏光分離部材を所定の長さを有する偏光分離用
ダブルモードチャネル導波路とし、前記光検出器は前記
４本の分配用チャネル導波路のうち１次モードの光を含
む光が伝播している２本の光分配用チャネル導波路から
の出射光を検出することを特徴とする請求項３に記載の
光情報検出デバイス。7. A branch region for branching the light propagating through the double mode channel waveguide, two optical distribution channel waveguides for propagating the light branched in the branch region, and 2.
The polarization splitting member connected to the optical waveguide channel for light distribution, two branching regions for splitting light propagating through the polarization splitting member, and 4 for propagating the light split by the two splitting regions, respectively. Light splitting channel waveguides, and the polarization splitting member is a polarization splitting double-mode channel waveguide having a predetermined length, and the photodetector is one of the four splitting channel waveguides. 4. The optical information detection device according to claim 3, wherein the emitted light from the two optical distribution channel waveguides in which the light including the first-order mode light is propagated is detected.
ネル導波路上に配置された金属板であることを特徴とす
る請求項３に記載の光情報検出デバイス。8. The optical information detection device according to claim 3, wherein the polarization separation member is a metal plate arranged on the double mode channel waveguide.
ル導波路に、近接し、かつ平行に配置され、前記ダブル
モードチャネル導波路を励振する前記０次モードの光と
結合することが可能な結合用チャネル導波路であること
を特徴とする請求項１に記載の光情報検出デバイス。9. The first member is disposed close to and in parallel with the double mode channel waveguide, and is capable of coupling with the 0th mode light that excites the double mode channel waveguide. The optical information detection device according to claim 1, wherein the optical information detection device is a coupling channel waveguide.
の実効屈折率は前記ダブルモードチャネル導波路を励振
する０次モードの光の実効屈折率とほぼ等しいことを特
徴とする請求項９に記載の光情報検出デバイス。10. The effective refractive index of the light exciting the coupling channel waveguide is substantially equal to the effective refractive index of the zero-order mode light exciting the double mode channel waveguide. The optical information detection device described.
果を有する基板上に形成されており、 前記結合用チャネル導波路上または該結合用チャネル導
波路近傍に配置され、該結合用チャネル導波路に電界を
印加するための電極を設けたことを特徴とする請求項９
または１０に記載の光情報検出デバイス。11. The coupling channel waveguide is formed on a substrate having an electro-optical effect, and is arranged on the coupling channel waveguide or in the vicinity of the coupling channel waveguide, and the coupling channel waveguide. 10. An electrode for applying an electric field is provided on the electrode.
Or the optical information detection device described in 10.
チャネル導波路の幅より狭く、中心が該ダブルモードチ
ャネル導波路の中心と一致するように前記ダブルモード
チャネル導波路の表面に配置されたストライプ形状の金
属板であることを特徴とする請求項２に記載の光情報検
出デバイス。12. The second member is arranged on the surface of the double mode channel waveguide so that its width is narrower than that of the double mode channel waveguide and its center coincides with the center of the double mode channel waveguide. The optical information detection device according to claim 2, wherein the optical information detection device is a striped metal plate.
チャネル導波路の幅よりも狭く、中心がダブルモードチ
ャネル導波路に一致し、前記ダブルモードチャネル導波
路に接続された選択的除去用チャネル導波路であること
を特徴とする請求項２に記載の光情報検出デバイス。13. The selective removing member, wherein the second member has a width narrower than a width of the double mode channel waveguide, a center thereof coincides with the double mode channel waveguide, and is connected to the double mode channel waveguide. The optical information detection device according to claim 2, wherein the optical information detection device is a channel waveguide.
前記ダブルモードチャネル導波路を伝播する１次モード
の光に対してカットオフとなる幅であることを特徴とす
る請求項１３に記載の光情報検出デバイス。14. The width of the selective elimination channel waveguide is a width that becomes a cutoff for light of a first-order mode propagating in the double mode channel waveguide. Optical information detection device.
射する光を検出する光検出器を設けることを特徴とする
請求項１３に記載の光情報検出デバイス。15. The optical information detecting device according to claim 13, further comprising a photodetector for detecting light emitted from the selective removal channel waveguide.
する光を分岐する分岐領域と、 前記分岐領域で分配された光を伝播する２本の光分配用
チャネル導波路とを設けて、 前記光検出器は前記２本の光分配用チャネル導波路から
それぞれ出射する出射光を検出することを特徴とする請
求項１〜５及び８〜１５のうちいずれか一つに記載の光
情報検出デバイス。16. A photodetection device, comprising: a branch region for branching light propagating through the double mode channel waveguide; and two light distribution channel waveguides for propagating light distributed in the branch region. 16. The optical information detection device according to claim 1, wherein the detector detects emitted light emitted from each of the two optical distribution channel waveguides.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6099450A JPH07234156A (en) | 1993-12-28 | 1994-05-13 | Optical data detection device |
| EP94309792A EP0661562A3 (en) | 1993-12-28 | 1994-12-23 | Optical information detection device. |
| US08/364,709 US5581345A (en) | 1990-12-03 | 1994-12-28 | Confocal laser scanning mode interference contrast microscope, and method of measuring minute step height and apparatus with said microscope |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33567293 | 1993-12-28 | ||
| JP5-335672 | 1993-12-28 | ||
| JP5-335673 | 1993-12-28 | ||
| JP33567393 | 1993-12-28 | ||
| JP6099450A JPH07234156A (en) | 1993-12-28 | 1994-05-13 | Optical data detection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07234156A true JPH07234156A (en) | 1995-09-05 |
Family
ID=27308965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6099450A Pending JPH07234156A (en) | 1990-12-03 | 1994-05-13 | Optical data detection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07234156A (en) |
-
1994
- 1994-05-13 JP JP6099450A patent/JPH07234156A/en active Pending
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