JPS5815774B2 - オンキヨウコウガクヒカリヘンチヨウソシ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はＱスイッチレーザーのＱスイッチ用等に用い
られる音響光学光変調素子の改良に関するものである。

音響光学光変調器の用途としては、光通信、記録、レー
ザーキャビィティ中に設置して用いるＱスイッチや、キ
ャビィティダンピングなどがある。

例として第１図のＱスイッチの場合について説明すると
、１１はレーザー媒体、１２，１３はミラーであり、音
響光学光変調器１４は第１図の点線で囲まれた部分のよ
うな構造を持ち、超音波変換素子１５とそれより発せら
れた超音波を伝搬する超音波伝搬媒体１６より成り立っ
ている。

１７は高周波発生源である。

とのＱスイッチにおける音響光学光変調器の動作はキャ
ビィティのＱを適当に電子時に制御し、レーザーのＱス
イッチを行なうものである。

ところでこの変調素子の能率は回折光の強さ で表わされる。

上式においては回折はラマンナス散乱を仮定し、近似式
はＰｓが小さい場合に成立する。

これ以外の場合においても回折光強度は解析的に求める
ことができる。

上式で１０，１１はそれぞれ０次光と回折された光の強
さ、Ｗ、ｈは超音波変換素子より発せられた音波の幅と
高さ、Ｐｓは音波入力、λ０は真空中伝搬中における光
の波長、Ｍｅは超音波伝搬媒体の光偏向性能指数である
。

ところで、能率の良いＱスイッチあるいは光変調を行な
うためには１式でもわかるようにＭｅが大きく、かつ光
学的によい材料が望ましい。

スイッチにおける素子としては、溶融石英かＹＡＧが一
般的な素子用媒体として用いられている。

ところで変調すべきレーザー光の偏光を考えると、媒体
中での音波の進行方向と、入射レーザー光の偏光方向が
平行の場合と垂直の場合が生する。

このとき、一般に入射光の偏光方向と音波の進行方向が
平行である場合上垂直である場合とで、光偏向性能指数
Ｍｅが異なる。

特に溶融石英のような場合には、光の偏光方向が平行で
ある場合の偏向性能指数Ｍ１ と、垂直である場合の偏
向性能指数Ｍｅ“は Ｍｅｌ ＝ １．５１ Ｘ ］、 ０−１８ｓｅｅ３／
？、Ｍｄ’ ＝ ０．４６７ Ｘ １０ ”’ Ｂ
ｅｃ３．／ ｆ！であり、平行な場合の性能指数Ｍｅ“
が垂直な場合の指数Ｍｅ １ の約１／３倍である。

そこで光偏向性能を高め音波入力を節約するという観点
から言えば垂直の場合の方がよいが、超音波変換を行な
う場合は垂直に行うことが多く、また入射光線に応じて
音波面が平行になるように光変調素子の構成、設置方法
を変化させることも困難である。

そのため十分なＱスイッチができるために、音波人力Ｐ
ｓを太きくしなければならず、そのため素子の発熱を生
じ水冷などを施こすようになり、そのため、素子が大型
化するという大きな問題をかかえていた。

そこで本発明は、そのような偏光の入射光が入射しても
常に平行方向の超音波を利用できるような構成とした新
しい音響光学変調素子を提供しようとするものである。

本発明は、超音波変換素子により発せられ、媒体中を進
行する超音波が媒体中に設けられた、複数個の音波反射
面によって反射され、互いに直交して進行する超音波を
得るような構造を持ち、この音波直交部に入射光を照射
し、それぞれの超音波による音響光学効果によって、光
変調を得ることを目的とする音響光学光変調素子である
。

第２図に本発明にもとづく音響光学光変調素子の一実施
例を示す。

第２図においで、１は高周波信号源、２は超音波変換素
子、３は超音波伝搬媒体、４は超音波変換素子より発せ
られた音波、５および５′は本発明に係る超音波の反射
面である。

６は音波吸収体であり、７は音波直交部である。

なお、光は紙面に垂直な方向に進行する。

次に本発明における動作および効果についで説明する。

第２図においで、超音波変換素子２より発せられた音波
４は、超音波伝搬媒体３中を図中の矢印方向に進行する
が、本発明に特徴的な複数個の反射面５，５′により音
波４を反射させ音波直交部７において音波を直交させる
ことができる。

このようにして音波直交部７においては、お互いに直交
して進行する音波を同時に得ることができるので、光を
音波の直交した音波直交部７に照射することにより、あ
る特定の光の偏光方向に対し、平行に進行する音波と垂
直に進行する音波の両者を利用でき、能率よく光の変調
、偏向ができる。

すなわち、偏向性能指数は入射光の偏光方向に対し平行
に進行する音波による光偏向性能指数Ｍｅ１と垂直に進
行する音波による光偏向性能指数Ｍｅ“の和となり、偏
向効率が大きく向上する。

また、音波直交領域を１つの超音波変換素子により形成
できるので消費電力も小さい。

この場合、音波直交部においては垂直な音波と平行な音
波とで位相のずれがあるが、レーザーなどのＱスイッチ
用に用いる場合には、この影響はほとんど問題にならな
い。

本発明の一実施例として第２図に本発明の素子の具体的
構造を示したが、本発明の主旨は、入射光の偏光方向に
対し、音波の進行方向が平行および垂直である音板直交
部を有する音響光学変調素子であって、この目的を達す
るように音波反射面を構成すればよくその形状は第２図
の形状にはとられない。

以上のように本発明は、超音波変換素子により発せられ
、超音波媒体中を進行する超音波が反射され、互いに直
交して進行する超音波となるような形状に複数個の音波
反射面を有することも特徴とする音響光学光変調素子で
あり、このような構成とすることにより、 （１）直交して進行する音波を同時に得、この両者を利
用できるので非常に能率的である。

（２）また変調、偏向能率がよくなるので、音波入力を
少なくすることができる。

（３）反射面の角度を変えることによって、あらゆる偏
光を有する入射光にも対応できる。

などの大きな効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、音響光学効果を利用した光変調器によるＱス
イッチレーザーの構成を示す断面図、第２図は、本発明
の一実施例における音響光学光変調素子の構成を示す断
面図である。 １・・・・・・高周波信号源、２・・・・・・超音波変
換素子、３……超音波伝搬媒体、４……超音波、５，５
’……超音波反射面、６……音波吸収体、７……音波直
交部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 超音波媒体に複数個の音波反射面および１つの超音
   波変換素子を設け、上記超音波変換素子により発生され
   上記超音波媒体中を進行する超音波を上記音波反射面で
   反射させて超音波が互いに直交して進行する音波直交領
   域を形成し、上記音波直交領域に音波の進行方向にほぼ
   直角に入射光を作用させることを特徴とする音響光学光
   変調素子。