JPH0778587B2

JPH0778587B2 - 光走査記録装置

Info

Publication number: JPH0778587B2
Application number: JP13001488A
Authority: JP
Inventors: 信春野崎; 正美羽鳥; 寛砂川
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1995-08-23
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: JPH02931A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は光走査記録装置、特に詳細には記録光としての
光ビームを光導波路内に導波させ、この光ビームを、光
導波路において伝播させた表面弾性波によって偏向させ
て光導波路から取り出すようにした光走査記録装置に関
するものである。

（従来の技術）光走査記録装置において光ビームを偏向させる光偏向装
置として、従来より、ガルバノメータミラーやポリゴン
ミラー等の機械式光偏向器や、EOD（電気光学光偏向
器）、AOD（音響光学光偏向器）が多く用いられてい
る。しかし機械式光偏向器においては、耐久性に難があ
る、大型化しやすいといった問題があり、一方EODやAOD
においては、光偏向角が大きく取れないのでビーム光路
が長くなり、光走査記録装置等の大型化を招くといった
問題がある。

上述のような問題を解消しうる光偏向装置として近時、
光導波路を用いる光偏向装置が注目されている。この光
偏向装置は、表面弾性波が伝播可能な材料から形成され
たスラブ状の光導波路と、この光導波路内を導波する光
ビームと交わる方向に進行して周波数が連続的に変化す
る表面弾性波を該光導波路において発生させる手段（例
えば交叉くし形電極対と、この電極対に周波数が連続的
に変化する交番電圧を印加するドライバーとから構成さ
れる）とを有するものである。この光偏向装置において
は、光導波路内を導波する光ビームが表面弾性波との音
響光学相互作用によりブラッグ回折し、そしてこの回折
角は表面弾性波周波数に応じて変化するので、表面弾性
波周波数を上述のように変えることにより、光ビームを
光導波路内において連続的に偏向させることができる。
こうして偏向させた光ビームは、例えば光導波路の表面
に形成した回折格子（グレーティングカプラ）やプリズ
ムカプラ等によって光導波路外に出射させることができ
る。この光偏向装置を用いて光走査記録装置を構成する
には、記録光としての光ビームを発生する光源と、光導
波路から出射した光ビームの照射を受ける位置に配され
た感光材料を、該光ビームに対して、その偏向の方向と
略直角な方向に相対的に移動させる副走査手段を設ける
とともに、光ビームを画像信号に基づいて変調（強度変
調やパルス変調）する変調手段を設ければよい。

なお上記のような光偏向装置については、例えば特開昭
62-77761号公報に詳しい記載がなされている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、光ビームを上述のように変調するために従来
は、記録光としての光ビームを発する半導体レーザを直
接変調したり、あるいは表面弾性波の強度を変化させて
導波光の回折効率、つまり偏向される光ビームの光量を
変えるようにしていた。なお表面弾性波を発生させる手
段としては一般に、前述したような交叉くし形電極対と
ドライバーとが用いられ、この場合には、電極対に印加
する電圧の値を変えることによって表面弾性波強度を変
化させることができる。

ところが、上記のように半導体レーザを直接変調する場
合は、光波長の変動、特にモードホッピングによる波長
のジャンプが生じやすく、そのために表面弾性波による
導波光の回折効率が変動して、記録光の光量が不安定に
なりやすいという問題がある。

また表面弾性波の強度を変化させる場合は、ある変調状
態から次の変調状態に完全に移行するのに、少なくと
も、表面弾性波が導波光を横切るのに要する時間を必要
とするから、変調周波数を高めることが困難であるとい
う問題がある。このことを以下、具体的に説明する。導
波光のビーム幅をＤ、表面弾性波の速度をｖとすると、
表面弾性波が導波光を横切るのに要する時間τは、τ＝
D/vである。上記ビーム幅Ｄは、解像点数を多くとるた
めに大きく設定されるのが一般的であり、例えばＤ＝1m
mとし、またｖ＝3500m/sとすると、τ＝0.286μｓとな
る。変調周波数f_Mは最大でもf_M＝1/τであるから、上記
の場合は最大でもf_M＝3.5MHzとかなり低くなる。このよ
うに変調周波数が低ければ、当然高速記録は難しくな
る。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであ
り、光導波路を用いて光ビームを偏向するようにした光
走査記録装置において、記録光の光量を安定化し、かつ
変調速度を高めることを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明による光走査記録装置は、先に述べたような光源
と、光導波路と、表面弾性波発生手段と、副走査手段と
を備えた光走査記録装置において、上記の光導波路を電
気光学効果を有する材料から形成するとともに、光ビー
ムを変調する光導波路として、光導波路において導波す
る前記光ビームの光路に配され、該光導波路への電界印
加状態を変えることによってこの光ビームの回折効率を
変えて、上記表面弾性波に入射する光ビームを変調する
電気光学光変調器を用いたことを特徴とするものであ
る。

（作用）上記のような光変調器を用いれば、記録光源としての半
導体レーザを直接変調することは不要となり、また該光
変調器への電圧印加状態を変えれば光ビームの変調状態
は瞬時に変化するから、変調速度を高めることができ
る。

（実施例）以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。

第１図および第２図は、本発明の一実施例による光走査
記録装置を示すものである。光偏向器10は透明な基板16
上に形成されたスラブ状光導波路11と、この光導波路11
の側端部に設けられた交叉くし形電極対（Inter Digita
l Transducer、以下IDTと称する）15と、電気光学光変
調器としての電気光学グレーティング（Electrooptic G
rating、以下EOGと称する）14と、この光導波路11の表
面において互いに離して設けられた光入射用線状回折格
子（Linear Grating Coupler:以下LGCと称する）20およ
び光出射用LGC21とを有している。また基板16の光導波
路11と反対側の表面16a上には、光入射用プリズム30
と、光出射用プリズム31が取り付けられている。光入射
用プリズム30は断面三角形状にもので、第１の光通過面
30aと第２の光通過面30bを有し、上記第１の光通過面30
aが基板表面16aに強く押圧されることにより、あるいは
高屈折率の接着剤を用いる等により、該表面16aに密着
固定されている。光出射用プリズム31も上記光入射用プ
ラズム30と同様の形状とされ、第１の光通過面31a、第
２の光通過面31bを有し、上述と同様にして基板16aに固
定されている。

本実施例においては一例として、基板16にLiNbO₃ウェハ
を用い、このウェハの表面にTi拡散膜を設けることによ
り光導波路11を形成している。なお基板16としてその他
サファイア、Si等からなる結晶性基板が用いられてもよ
い。また光導波路11も上記のTi拡散に限らず、基板16上
にその他の材料をスパッタ、蒸着する等して形成するこ
ともできる。なお光導波路については、例えばティー
タミール（T.Tamir）編「インテグレイテッドオプテ
ィクス（Integrated Optics）」（トピックスイン
アプライドフィジックス（Topics in Applied Physic
s）第７巻）スプリンガーフェアラーグ（Springer-Ve
rlag）刊（1975）；西原、春名、栖原共著「光集積回
路」オーム社刊（1985）等の成著に詳細な記述があり、
本発明では光導波路11としてこれら公知の光導波路のい
ずれをも使用できる。ただしこの光導波路11は、上記Ti
拡散膜等、後述する表面弾性波が伝播可能で、かつ電気
光学効果を示す材料から形成される。また光導波路は２
層以上の積層構造を有していてもよい。

記録光を発する半導体レーザ18は、光入射用プリズム30
の第２の光通過面30bに向けて垂直に光ビーム（レーザ
ビーム）13を射出するように配置されている。発散ビー
ムであるこの光ビーム13は、コリメーターレンズ27によ
って平行ビームとされた上で上記第２の光通過面30bか
ら光入射用プリズム30内に入射し、その第１の光通過面
30aを通過して基板16内に入射し、光導波路11を透過し
て、その表面に形成された前記LGC20の部分に入射す
る。それにより光ビーム13はこのLGC20で回折して光導
波路11内に入射し、該光導波路11内を導波モードで矢印
Ａ方向に進行する。

画像記録を行なう際には、例えばエンドレスベルト等の
移送手段22上に感光体23がセットされる。そして半導体
レーザ18はレーザ駆動回路19により、レーザビーム13を
射出するように駆動され、それとともにIDT15には、駆
動回路17から連続的に周波数が変化する交番電圧が印加
される。一方導波光（平行ビーム）13の光路に配された
EOG14には、駆動回路24から電圧Ｖが印加される。この
電圧Ｖの値は、画像信号Ｓを受ける変調回路25により、
該信号Ｓに応じて変化するように（つまり光ビーム13を
強度変調する場合は連続的に変化するように、ON-OFF変
調する場合は２値のうちの一方を選択的にとるように）
制御される。

上記のEOG14は回折格子を形成するものであり、このEOG
14により導波光13が回折し、回折光13′は第１図の実線
表示の方向に、また０次光13″は破線表示の方向に進行
する。そしてこのEOG14によって光導波路11に電界印加
がなされると、電気光学効果により光導波路11の屈折率
が変化し、上記回折の効率が変化する。この回折効率の
変化率は、EOG14に印加される電圧Ｖの値に応じて変化
するので、結局上記回折光13′は画像信号Ｓに応じて変
調されることになる。

なお、上記実施例におけるEOG14は、電極指線幅が3.75
μｍ、電極指周期が15μｍ、電極指の有効長が1.3mm、
電極指対数が100対のものであり、最大回折効率η＝93
％、変調周波数f_M＝25MHzを実現できた。このようなEOG
14は、公知のフォトリソ法等によって形成可能である。

一方IDT15に前述のような電圧印加がなされることによ
り、光導波路11の表面を表面弾性波12が第１図の矢印Ｂ
方向に進行する。IDT15は、この表面弾性波12が導波光
（前記回折光）13′の光路に交わる方向に進行するよう
に配設されている。したがって導波光13′は、表面弾性
波12を横切るように進行するが、その際該導波光13′は
表面弾性波12との音響光学相互作用によりブラッグ（Br
agg）回折する。周知の通り、この回折による導波光1
3′の偏向角は、表面弾性波12の周波数にほぼ比例す
る。前述の通り駆動回路17はIDT15に、周波数が連続的
に変化する交番電圧を印加するので、表面弾性波12の周
波数が連続的に変化し、上記偏向角が連続的に変化する
ようになる。したがってこの導波光13′は矢印Ｃで示す
通り、回折角が連続的に変化するように回折、偏向す
る。このようにして偏向した導波光13′は、LGC21によ
り回折して光導波路11から基板16側に出射する。こうし
て光導波路11から出射して外部光となった光ビーム13′
は、光出射用プリズム31の第１の光通過面31aを通過し
て該プリズム31内に入射し、第２の光通過面31bを垂直
に通過してプリズム外に出射する。

上述のようにして光偏向器40外に出射した光ビーム13′
は、例えばｆθレンズからなる走査レンズ26を通過して
小さなビームスポットＱに絞られ、感光体23上を矢印ｕ
方向に走査（主走査）する。それとともに感光体23が、
移送手段22により上記主走査の方向と略直角な矢印ｖ方
向に移送されて副走査がなされるので、感光体23は光ビ
ーム13′により２次元的に走査される。前述したように
この光ビーム13′は画像信号Ｓに基づいて変調されてい
るので、感光体23上にはこの画像信号Ｓが担う画像が記
録される。

なお１主走査ライン分の画像信号Ｓと光ビーム13′の主
走査との同期をとるためには、この画像信号Ｓに含まれ
るブランキング信号Sbをトリガ信号として用いて、IDT1
5への電圧印加タイミングを制御すればよい。またこの
ブランキング信号Sbにより移送手段22の駆動タイミング
を制御することにより、上記主走査と副走査との同期を
とることができる。

（発明の効果）以上詳細に説明した通り本発明の光走査記録装置におい
ては、光導波路内を導波する光ビームを電気光学光変調
器によって変調するようにしているので、記録光源とし
ての半導体レーザを直接変調することに起因する記録光
の波長変動を防止でき、よってこの波長変動による記録
光の光量変動を防止して、高画質、高精細の画像を記録
可能となる。また上述の電気光学光変調器を用いれば、
表面弾性波の強度を制御することによって光変調を行な
う場合に比べて変調速度を著しく高めることができるの
で、本装置によれば高速記録が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図はそれぞれ、本発明の一実施例による光
走査記録装置を示す斜視図と側面図である。 10……光偏向器、11……光導波路 12……表面弾性波、13……光ビーム 13′……光変調器で回折した導波光 14……光変調用EOG、15……光偏向用IDT 16……基板、17,24……IDT駆動回路 18……半導体レーザ、20……光入射用回折格子 20……光出射用回折格子、22……移送手段 23……感光体、25……変調回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面弾性波が伝播可能でかつ電気光学効果
を示す材料から形成されたスラブ状の光導波路と、記録光としての光ビームを発生する光源と、前記光導波路内に入射されて該光導波路内を導波する光
ビームと交わる方向に進行して、周波数が連続的に変化
する表面弾性波を該光導波路において発生させる手段
と、前記表面弾性波により回折、偏向した後に光導波路から
出射した光ビームの照射を受ける位置に配された感光材
料を、該光ビームに対して、その偏向の方向と略直角な
方向に相対的に移動させる副走査手段と、前記光導波路において導波する前記光ビームの光路に配
され、該光導波路への電界印加状態を変えることによっ
てこの光ビームの回折効率を変えて、前記表面弾性波に
入射する光ビームを変調する電気光学光変調器とからな
る光走査記録装置。