JPH08184863A - 光偏向走査装置 - Google Patents
光偏向走査装置Info
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- JPH08184863A JPH08184863A JP6328798A JP32879894A JPH08184863A JP H08184863 A JPH08184863 A JP H08184863A JP 6328798 A JP6328798 A JP 6328798A JP 32879894 A JP32879894 A JP 32879894A JP H08184863 A JPH08184863 A JP H08184863A
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- Japan
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- wave
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/33—Acousto-optical deflection devices
- G02F1/335—Acousto-optical deflection devices having an optical waveguide structure
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 走査領域が大きく、回折光の取り扱いが容易
な、音響光学効果を利用した光偏向走査装置を得るこ
と。 【構成】 トランスジューサ２によって単結晶ＴｅＯ2
からなる導波媒体１に弾性波を励起させる。弾性波のエ
ネルギは矢印ｂ方向（群速度方向）に進行する。入射光
Ｌ1は群速度方向ｂと対向する方向に導波媒体１に入射
され、弾性波の進行に伴って回折（偏向）される。
な、音響光学効果を利用した光偏向走査装置を得るこ
と。 【構成】 トランスジューサ２によって単結晶ＴｅＯ2
からなる導波媒体１に弾性波を励起させる。弾性波のエ
ネルギは矢印ｂ方向（群速度方向）に進行する。入射光
Ｌ1は群速度方向ｂと対向する方向に導波媒体１に入射
され、弾性波の進行に伴って回折（偏向）される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光偏向走査装置、特
に、音響光学効果を有する光偏向素子を利用した光偏向
走査装置に関する。
に、音響光学効果を有する光偏向素子を利用した光偏向
走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、音響光学効果を利用した光偏向素
子を用いた光偏向走査装置が種々提案されている。例え
ば、特開昭６３−１３６０２８号公報に記載の装置で
は、入射光を表面弾性波の進行方向に対して９０゜の角
度で相互作用（回折）させている。この装置は、ブラッ
グ回折を利用するもので、偏向角は１０゜程度で走査領
域があまり大きくなく、長いライン上を走査する必要の
あるレーザプリンタの画像書込みヘッド等として使用す
ることは困難である。
子を用いた光偏向走査装置が種々提案されている。例え
ば、特開昭６３−１３６０２８号公報に記載の装置で
は、入射光を表面弾性波の進行方向に対して９０゜の角
度で相互作用（回折）させている。この装置は、ブラッ
グ回折を利用するもので、偏向角は１０゜程度で走査領
域があまり大きくなく、長いライン上を走査する必要の
あるレーザプリンタの画像書込みヘッド等として使用す
ることは困難である。
【０００３】また、特開平４−２４９２２５号公報に
は、入射光と弾性波とを同一直線上で相互作用（回折）
させる装置が記載されている。この装置では回折光は導
波層の平面に対して傾斜した方向に進行する。しかし、
回折光が導波層の平面に対して傾斜して進行すると、導
波層を保持する基板内を通過するため、回折光の取扱い
が困難である。
は、入射光と弾性波とを同一直線上で相互作用（回折）
させる装置が記載されている。この装置では回折光は導
波層の平面に対して傾斜した方向に進行する。しかし、
回折光が導波層の平面に対して傾斜して進行すると、導
波層を保持する基板内を通過するため、回折光の取扱い
が困難である。
【０００４】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、走査領域が大
きく、回折光の取扱いが容易な光偏向走査装置を提供す
ることにある。
きく、回折光の取扱いが容易な光偏向走査装置を提供す
ることにある。
【０００５】
【発明の構成及び作用】以上の目的を達成するため、本
発明に係る光偏向走査装置は、トランスジューサと、該
トランスジューサの振動に基づいて弾性波を一方向に伝
搬させる導波媒体と、該導波媒体に弾性波の群速度方向
に対向する方向から光を入射させる光入射手段とを備
え、前記入射光と弾性波を相互作用させて入射光を弾性
波の進行に伴って前記導波媒体と同一平面内に偏向させ
ることを特徴とする。
発明に係る光偏向走査装置は、トランスジューサと、該
トランスジューサの振動に基づいて弾性波を一方向に伝
搬させる導波媒体と、該導波媒体に弾性波の群速度方向
に対向する方向から光を入射させる光入射手段とを備
え、前記入射光と弾性波を相互作用させて入射光を弾性
波の進行に伴って前記導波媒体と同一平面内に偏向させ
ることを特徴とする。
【０００６】弾性波としては、バルク波、表面弾性波
（レーリー波、漏洩波、セザワ波等）が利用できる。弾
性波としてパワーフロー角を有するものを利用すれば、
入射光はパワーフロー角に比例した角度で回折し、導波
媒体の平面と平行に偏向走査される。また、導波媒体の
一側面に表面弾性波を進行させ、その進行方向に対向し
て光を入射されると、入射光は導波媒体内部方向に回折
し、導波媒体の平面と平行に偏向走査される。走査領域
はいずれの場合であっても導波媒体の長さに略等しい。
（レーリー波、漏洩波、セザワ波等）が利用できる。弾
性波としてパワーフロー角を有するものを利用すれば、
入射光はパワーフロー角に比例した角度で回折し、導波
媒体の平面と平行に偏向走査される。また、導波媒体の
一側面に表面弾性波を進行させ、その進行方向に対向し
て光を入射されると、入射光は導波媒体内部方向に回折
し、導波媒体の平面と平行に偏向走査される。走査領域
はいずれの場合であっても導波媒体の長さに略等しい。
【０００７】
【実施例】以下、本発明に係る光偏向走査装置の実施例
について添付図面を参照して説明する。
について添付図面を参照して説明する。
【０００８】（第１実施例、図１、図２参照）この第１
実施例は、導波媒体として単結晶ＴｅＯ2からなる結晶
基板１を用いたもので、結晶軸から傾いたカット面１ａ
にはトランスジューサ２が取り付けられている。トラン
スジューサ２は圧電体の両面に電極３，３を設けたもの
で、高周波電源４から電圧を印加することにより所定の
周波数で振動する。トランスジューサ２の振動に基づい
て結晶基板１内にバルク波が励起される。このバルク波
は矢印ａで示す位相速度方向と、矢印ｂで示す群速度方
向を有し、角度θがパワーフロー角である。バルク波の
エネルギーは結晶基板１の長手方向である群速度方向ｂ
に進行する。
実施例は、導波媒体として単結晶ＴｅＯ2からなる結晶
基板１を用いたもので、結晶軸から傾いたカット面１ａ
にはトランスジューサ２が取り付けられている。トラン
スジューサ２は圧電体の両面に電極３，３を設けたもの
で、高周波電源４から電圧を印加することにより所定の
周波数で振動する。トランスジューサ２の振動に基づい
て結晶基板１内にバルク波が励起される。このバルク波
は矢印ａで示す位相速度方向と、矢印ｂで示す群速度方
向を有し、角度θがパワーフロー角である。バルク波の
エネルギーは結晶基板１の長手方向である群速度方向ｂ
に進行する。
【０００９】一方、光源を含む光入射手段７からは所定
周波数の光Ｌ1が、結晶基板１の端面からバルク波の群
速度方向ｂに対向して入射される。この入射光Ｌ1はバ
ルク波との相互作用で回折光Ｌ2として偏向する。回折
光Ｌ2はバルク波の進行に伴って結晶基板１の平面と平
行に偏向され、図示しない感光体上を直線上に走査す
る。入射光Ｌ1を画像情報に基づいて変調することによ
り、感光体上に１ラインずつ画像（静電潜像）が形成さ
れていくことになる。走査領域は結晶基板１の全長に略
等しく、長いライン上を走査できる。
周波数の光Ｌ1が、結晶基板１の端面からバルク波の群
速度方向ｂに対向して入射される。この入射光Ｌ1はバ
ルク波との相互作用で回折光Ｌ2として偏向する。回折
光Ｌ2はバルク波の進行に伴って結晶基板１の平面と平
行に偏向され、図示しない感光体上を直線上に走査す
る。入射光Ｌ1を画像情報に基づいて変調することによ
り、感光体上に１ラインずつ画像（静電潜像）が形成さ
れていくことになる。走査領域は結晶基板１の全長に略
等しく、長いライン上を走査できる。
【００１０】ところで、回折光Ｌ2の偏向角はパワーフ
ロー角θに比例する。従って、パワーフロー角θが大き
い程偏向角が大きく、回折光Ｌ2の取り扱いが容易にな
る。例えば、結晶基板１に回折格子レンズを設ければ、
回折光Ｌ2を容易に集光できる。パワーフロー角θは結
晶軸に対するカット方向で決まり、例えば単結晶ＴｅＯ
2の結晶軸（１００）や（１１０）からパワーフロー角
θが大きくなる方向にカットすればよい。
ロー角θに比例する。従って、パワーフロー角θが大き
い程偏向角が大きく、回折光Ｌ2の取り扱いが容易にな
る。例えば、結晶基板１に回折格子レンズを設ければ、
回折光Ｌ2を容易に集光できる。パワーフロー角θは結
晶軸に対するカット方向で決まり、例えば単結晶ＴｅＯ
2の結晶軸（１００）や（１１０）からパワーフロー角
θが大きくなる方向にカットすればよい。
【００１１】結晶基板１の材料としては、前記単結晶Ｔ
ｅＯ2以外に、単結晶Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7、単結晶ＬｉＴａ
2Ｏ5、単結晶ＬｉＮｂＯ3等が使用でき、これらの結晶
はいずれもパワーフロー角θを大きくとれるカット方向
を有している。
ｅＯ2以外に、単結晶Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7、単結晶ＬｉＴａ
2Ｏ5、単結晶ＬｉＮｂＯ3等が使用でき、これらの結晶
はいずれもパワーフロー角θを大きくとれるカット方向
を有している。
【００１２】一方、バルク波をチャープ波としてもよ
い。チャープ波を用いることで、図２に示すように、パ
ルス位置によって光の回折角が変わりレンズ効果を持た
せることができ、回折光Ｌ2が点Ｐに集光する。従って
集光レンズが不要となる。
い。チャープ波を用いることで、図２に示すように、パ
ルス位置によって光の回折角が変わりレンズ効果を持た
せることができ、回折光Ｌ2が点Ｐに集光する。従って
集光レンズが不要となる。
【００１３】（第２実施例、図３参照）この第２実施例
は、基板１０上に導波層１１を形成し、インターデジタ
ル電極１３を有するトランスジューサ１２を設置したも
のである。高周波電源１４でトランスジューサ１２を振
動させることで導波層１１内に所定周波数の表面弾性波
が励起される。この表面弾性波は位相速度方向ａ及び群
速度方向ｂ、パワーフロー角θを有している。
は、基板１０上に導波層１１を形成し、インターデジタ
ル電極１３を有するトランスジューサ１２を設置したも
のである。高周波電源１４でトランスジューサ１２を振
動させることで導波層１１内に所定周波数の表面弾性波
が励起される。この表面弾性波は位相速度方向ａ及び群
速度方向ｂ、パワーフロー角θを有している。
【００１４】一方、光源を含む光入射手段１７からは所
定の周波数の光Ｌ1が表面弾性波の群速度方向ｂに対向
して導波層１１へ入射される。この入射光Ｌ1は前記第
１実施例と同様に回折光Ｌ2として偏向し、図示しない
感光体上を直線状に走査する。走査領域は導波層１１の
全長に略等しく、長いライン上を走査できる。また、回
折光Ｌ2は導波層１１の平面と平行に偏向して導波層１
１から出射するため、その取り扱いが容易である。
定の周波数の光Ｌ1が表面弾性波の群速度方向ｂに対向
して導波層１１へ入射される。この入射光Ｌ1は前記第
１実施例と同様に回折光Ｌ2として偏向し、図示しない
感光体上を直線状に走査する。走査領域は導波層１１の
全長に略等しく、長いライン上を走査できる。また、回
折光Ｌ2は導波層１１の平面と平行に偏向して導波層１
１から出射するため、その取り扱いが容易である。
【００１５】導波層１１の材料は、Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7、Ｌｉ
Ｔａ2Ｏ5、ＬｉＮｂＯ3等を使用でき、これらの材料を
基板１０上に、パワーフロー角θが大きくなる方向に、
レーザアブレーション、ＥＣＲスパッタ又はＲＦマグネ
トロンスパッタ等の手段で成膜する。また、表面弾性波
はレーリー波、漏洩波、セザワ波等が使用される。この
表面弾性波をチャープ波とすれば、図２に示したように
回折光Ｌ2を集光させることができる。
Ｔａ2Ｏ5、ＬｉＮｂＯ3等を使用でき、これらの材料を
基板１０上に、パワーフロー角θが大きくなる方向に、
レーザアブレーション、ＥＣＲスパッタ又はＲＦマグネ
トロンスパッタ等の手段で成膜する。また、表面弾性波
はレーリー波、漏洩波、セザワ波等が使用される。この
表面弾性波をチャープ波とすれば、図２に示したように
回折光Ｌ2を集光させることができる。
【００１６】一例として、導波層１１をＬｉ2Ｂ4Ｏ7で
成膜し、漏洩表面弾性波の波長を１．３μｍ、パワーフ
ロー角を４９．８゜、入力高周波を２ＧＨｚまで、音速
３７００ｍ／ｓｅｃとしたとき、２次回折角４０．２゜
の回折光が得られた。
成膜し、漏洩表面弾性波の波長を１．３μｍ、パワーフ
ロー角を４９．８゜、入力高周波を２ＧＨｚまで、音速
３７００ｍ／ｓｅｃとしたとき、２次回折角４０．２゜
の回折光が得られた。
【００１７】（第３実施例、図４）この第３実施例は、
基板２０上に導波層２１を形成し、くさび形トランスジ
ューサ２２を導波層２１の一側面２１ａに設置したもの
である。高周波電源２４でトランスジューサ２２を振動
させることで導波層２１の一側面２１ａに所定周波数の
表面弾性波が励起される。この表面弾性波は位相速度方
向と群速度方向が同方向（矢印ｃ）に進行する。
基板２０上に導波層２１を形成し、くさび形トランスジ
ューサ２２を導波層２１の一側面２１ａに設置したもの
である。高周波電源２４でトランスジューサ２２を振動
させることで導波層２１の一側面２１ａに所定周波数の
表面弾性波が励起される。この表面弾性波は位相速度方
向と群速度方向が同方向（矢印ｃ）に進行する。
【００１８】一方、光源を含む光入射手段２７からは所
定の周波数の光Ｌ1が表面弾性波の進行方向に対向して
導波層２１へ入射される。光の回折現像は、通常、屈折
率の差の小さい方へ回折する。この第３実施例にあって
は導波層２１の一側面２１ａに回折格子ができていると
考えられ、一側面２１ａと導波層２１内部との屈折率差
の方が導波層２１と空気の屈折率差よりも小さいため、
回折光Ｌ2は導波層２１の内部方向に偏向される。この
回折光Ｌ2による走査領域も前記第１、第２実施例と同
様に導波層２１の全長に略等しい。また、回折光Ｌ2は
導波層２１の平面と平行に偏向して導波層２１から出射
するため、その取り扱いが容易である。
定の周波数の光Ｌ1が表面弾性波の進行方向に対向して
導波層２１へ入射される。光の回折現像は、通常、屈折
率の差の小さい方へ回折する。この第３実施例にあって
は導波層２１の一側面２１ａに回折格子ができていると
考えられ、一側面２１ａと導波層２１内部との屈折率差
の方が導波層２１と空気の屈折率差よりも小さいため、
回折光Ｌ2は導波層２１の内部方向に偏向される。この
回折光Ｌ2による走査領域も前記第１、第２実施例と同
様に導波層２１の全長に略等しい。また、回折光Ｌ2は
導波層２１の平面と平行に偏向して導波層２１から出射
するため、その取り扱いが容易である。
【００１９】導波層２１の材料や表面弾性波の種類は前
記第２実施例と同様であり、チャープ波とすればレンズ
を使用することなく集光できることも同様である。
記第２実施例と同様であり、チャープ波とすればレンズ
を使用することなく集光できることも同様である。
【００２０】（他の実施例）なお、本発明に係る光偏向
走査装置は前記実施例に限定するものではなく、その要
旨の範囲内で種々に変更可能である。用途としては、電
子写真用感光体や銀鉛フィルムの画像書き込み用、イメ
ージリーダの光源用、ディスプレー装置の画像投影用等
幅広く用いることができる。
走査装置は前記実施例に限定するものではなく、その要
旨の範囲内で種々に変更可能である。用途としては、電
子写真用感光体や銀鉛フィルムの画像書き込み用、イメ
ージリーダの光源用、ディスプレー装置の画像投影用等
幅広く用いることができる。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、入射光と弾性波を導波媒体内で相対的方向に相
互作用させ、入射光を弾性波の進行に伴って導波媒体と
同一平面内に偏向させたため、導波媒体の長さに略等し
い長さで走査でき、走査領域を大きく取ることができ
る。さらに、入射光は導波媒体内部方向に回折して導波
媒体から出射されるため、回折（出射）光の取り扱いが
容易である。また、ポリゴンミラー等のメカニカルな光
偏向手段に比べて信頼性や静粛性が良好であることは勿
論である。
よれば、入射光と弾性波を導波媒体内で相対的方向に相
互作用させ、入射光を弾性波の進行に伴って導波媒体と
同一平面内に偏向させたため、導波媒体の長さに略等し
い長さで走査でき、走査領域を大きく取ることができ
る。さらに、入射光は導波媒体内部方向に回折して導波
媒体から出射されるため、回折（出射）光の取り扱いが
容易である。また、ポリゴンミラー等のメカニカルな光
偏向手段に比べて信頼性や静粛性が良好であることは勿
論である。
【図１】本発明の第１実施例を示す概略平面図。
【図２】チャープ波による集光状態を示す説明図。
【図３】本発明の第２実施例の概略を示し、（Ａ）は平
面図、（Ｂ）は正面図である。
面図、（Ｂ）は正面図である。
【図４】本発明の第３実施例の概略を示し、（Ａ）は平
面図、（Ｂ）は正面図である。
面図、（Ｂ）は正面図である。
１…結晶基板 １１，２１…導波層 ２，１２，２２…トランスジューサ ７，１７，２７…光入射手段 Ｌ1…入射光 Ｌ2…回折光
Claims (1)
- 【請求項１】 トランスジューサと、該トランスジュー
サの振動に基づいて弾性波を一方向に伝搬させる導波媒
体と、該導波媒体に弾性波の群速度方向に対向する方向
から光を入射させる光入射手段とを備え、 前記入射光と弾性波を相互作用させて入射光を弾性波の
進行に伴って前記導波媒体と同一平面内に偏向させるこ
と、 を特徴とする光偏向走査装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6328798A JPH08184863A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 光偏向走査装置 |
| US08/580,293 US5706370A (en) | 1994-12-28 | 1995-12-28 | Optical deflection scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6328798A JPH08184863A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 光偏向走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08184863A true JPH08184863A (ja) | 1996-07-16 |
Family
ID=18214230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6328798A Pending JPH08184863A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 光偏向走査装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5706370A (ja) |
| JP (1) | JPH08184863A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998033093A1 (de) * | 1997-01-24 | 1998-07-30 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und vorrichtung zum richten eines strahls auf unterschiedliche positionen einer fläche sowie verwendung der vorrichtung |
| WO2024029061A1 (ja) * | 2022-08-05 | 2024-02-08 | 日本電信電話株式会社 | 音響共振器、変調器、および音響光学変調器 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6793194B2 (ja) * | 2016-07-07 | 2020-12-02 | 日本碍子株式会社 | 光走査素子 |
| WO2018140938A1 (en) | 2017-01-30 | 2018-08-02 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Saw modulators and light steering methods |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4735476A (en) * | 1985-09-18 | 1988-04-05 | Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Acousto-optic bragg cell |
| US4973121A (en) * | 1989-08-09 | 1990-11-27 | Eastman Kodak Company | Scanner |
| JP2645755B2 (ja) * | 1989-12-08 | 1997-08-25 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 光偏向素子 |
| EP0490013A1 (en) * | 1990-12-14 | 1992-06-17 | International Business Machines Corporation | Electro-optical scanner |
| US5329397A (en) * | 1992-08-04 | 1994-07-12 | Chang I Cheng | Acousto-optic tunable filter |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP6328798A patent/JPH08184863A/ja active Pending
-
1995
- 1995-12-28 US US08/580,293 patent/US5706370A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998033093A1 (de) * | 1997-01-24 | 1998-07-30 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und vorrichtung zum richten eines strahls auf unterschiedliche positionen einer fläche sowie verwendung der vorrichtung |
| WO2024029061A1 (ja) * | 2022-08-05 | 2024-02-08 | 日本電信電話株式会社 | 音響共振器、変調器、および音響光学変調器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5706370A (en) | 1998-01-06 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050218 |
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| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20061017 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |