JPS59189315A - 音響光学変調装置 - Google Patents
音響光学変調装置Info
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- JPS59189315A JPS59189315A JP58064241A JP6424183A JPS59189315A JP S59189315 A JPS59189315 A JP S59189315A JP 58064241 A JP58064241 A JP 58064241A JP 6424183 A JP6424183 A JP 6424183A JP S59189315 A JPS59189315 A JP S59189315A
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- acousto
- optic
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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
- G02F1/01—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 intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/11—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 intensity, phase, polarisation or colour based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、音響光学変調駅間、特にレーザ光強度の安定
化に適した音響光学変調装置に関する。
化に適した音響光学変調装置に関する。
この秤の当費光学変調装冒は、例えば、光方式１” Ｃ
Ｍオーディオディスク記録などに利用され、レーザ光の
強度を安定化することにより、ディスク上のピッ（〜径
を正しく制御して、正規の信号を入力するのに供してい
る。そして、従来の音響光学変調駅間は、第１図に示す
にうに、先ず、レーク”光１が、後述する超音波信号の
波面に対してブラック角θ８をなして音響光学媒体２に
入射する。
Ｍオーディオディスク記録などに利用され、レーザ光の
強度を安定化することにより、ディスク上のピッ（〜径
を正しく制御して、正規の信号を入力するのに供してい
る。そして、従来の音響光学変調駅間は、第１図に示す
にうに、先ず、レーク”光１が、後述する超音波信号の
波面に対してブラック角θ８をなして音響光学媒体２に
入射する。
音響光学媒体２には、トランスジューサ３が設置されて
音響光学変調器を構成し、後述する高周波変調器１１か
らの高周波信号により、このトランスジューサ３を励振
して、媒体２内に超音波信号を伝搬していることから、
前述したレーザ光１が音響光学媒体２に入射後、直進す
る０次光をと、前記超音波信号の波面で角度２０８で偏
向された回折光５に分離して送出する。次に、０次光４
がビームスプリッタ６により主要な光■を直進する通過
光７と残余の光量をモニタとする検出光８とに分離され
、検出光８が光検出器９にて電圧変換又は電流変換され
、差動増幅器１０を通して基準電圧との差の高周波変調
器１１に入力して、この高周波変調器１１から高周波信
号を前述したようにトランスジュー＋Ｊ３に印加する。
音響光学変調器を構成し、後述する高周波変調器１１か
らの高周波信号により、このトランスジューサ３を励振
して、媒体２内に超音波信号を伝搬していることから、
前述したレーザ光１が音響光学媒体２に入射後、直進す
る０次光をと、前記超音波信号の波面で角度２０８で偏
向された回折光５に分離して送出する。次に、０次光４
がビームスプリッタ６により主要な光■を直進する通過
光７と残余の光量をモニタとする検出光８とに分離され
、検出光８が光検出器９にて電圧変換又は電流変換され
、差動増幅器１０を通して基準電圧との差の高周波変調
器１１に入力して、この高周波変調器１１から高周波信
号を前述したようにトランスジュー＋Ｊ３に印加する。
そこで、レーザ光１がリップル、ノイズ等で変動した場
合、検出光８のレーザ光量が多くなるか又は少なくなる
。例えばそのレーザ光量が多くなった場合には、高周波
変調器１１の高周波信号が大きくなることから、回折光
５の光量を増大して、０次光４の光Ｍを減少させ、逆に
レーザ光量が少なくなった場合には、前述と逆の作用を
して、回折光５の光量を減少して、０次光４の光量を増
大さゼるフィードバック回路を構成することにより、レ
ーザ光１を通過光７において光量の安定化を図っている
。
合、検出光８のレーザ光量が多くなるか又は少なくなる
。例えばそのレーザ光量が多くなった場合には、高周波
変調器１１の高周波信号が大きくなることから、回折光
５の光量を増大して、０次光４の光Ｍを減少させ、逆に
レーザ光量が少なくなった場合には、前述と逆の作用を
して、回折光５の光量を減少して、０次光４の光量を増
大さゼるフィードバック回路を構成することにより、レ
ーザ光１を通過光７において光量の安定化を図っている
。
ところで、音響光学変調器の回折効率、！ｌ １．ｒわ
ち入射光強度ＩＯと偏向光強度１１との比の値は、式（
１）で示される。
ち入射光強度ＩＯと偏向光強度１１との比の値は、式（
１）で示される。
η＝Ｉｌ／■０
＝ ｓｉｎ ２（π／′λ０）μ面一１７−丁７下下
（１）ここで、π ；円周率 λ０：光の波長 Ｐａ ：入力音響パワー Ｌ ：音場の長さ Ｈ：音場の高さ 次に、ＭＯは、音響光学媒体の物狸定数より決まる定数
であり、式〈２）で定れされる。
（１）ここで、π ；円周率 λ０：光の波長 Ｐａ ：入力音響パワー Ｌ ：音場の長さ Ｈ：音場の高さ 次に、ＭＯは、音響光学媒体の物狸定数より決まる定数
であり、式〈２）で定れされる。
Ｍｅ ＝ｎ ６Ｐ／、ＱＶ”
（２）ここで、ｎ ：屈折率 Ｐ ：光弾性定数 ρ ：密度 Ｖ ：音速 音響光学媒体２は、一般に等方性でないために、その光
弾性定数Ｐや屈折率ｎが入射レーザ光１の偏波面の傾き
によって異なった値となり、Ｍｅの値が一定にならない
。これはレーザ光のような偏光した光を音響光学変調器
に入射した場合、次のような不都合なことが起こる。
（２）ここで、ｎ ：屈折率 Ｐ ：光弾性定数 ρ ：密度 Ｖ ：音速 音響光学媒体２は、一般に等方性でないために、その光
弾性定数Ｐや屈折率ｎが入射レーザ光１の偏波面の傾き
によって異なった値となり、Ｍｅの値が一定にならない
。これはレーザ光のような偏光した光を音響光学変調器
に入射した場合、次のような不都合なことが起こる。
入射レーデ光１の偏光面が、第２図（Δ〉に示すように
音響光学媒体２内の超音波進行方向に対して平行である
か、又は垂直であるかによって、同図（Ｂ）に示す電気
入力パワーに対する回折効率特性が、前記平行であると
き二面線ａ、前記垂直であるとき：曲線すで示されるよ
うに異なる。
音響光学媒体２内の超音波進行方向に対して平行である
か、又は垂直であるかによって、同図（Ｂ）に示す電気
入力パワーに対する回折効率特性が、前記平行であると
き二面線ａ、前記垂直であるとき：曲線すで示されるよ
うに異なる。
例えば、曲線ａ及び曲線すの回折効率ηは、電気入力パ
ワーが０．２ （ｗａｔｔ）のとき： ７７、＝ ０．
４６及び７７ｂ＝ ０，３Ｊ 、電気入力パワーがＯ，
（３（ｗａｔｔ ）のとき：η、＝ ０．９及びηｂ−
０，７５のように異なる。
ワーが０．２ （ｗａｔｔ）のとき： ７７、＝ ０．
４６及び７７ｂ＝ ０，３Ｊ 、電気入力パワーがＯ，
（３（ｗａｔｔ ）のとき：η、＝ ０．９及びηｂ−
０，７５のように異なる。
この現象は、電気入力パワーによって、超音波進行方向
に対する入射レーザ光１の偏光面の傾きが回折効率に依
存されることを示し、このことは同一５＝ 図（Ｃ）に示す、１：うにレーリ゛光１の偏光面が音響
光学媒体の入射面に角度αで入射すると、回折光５のレ
ーザ偏光面は前記角度αと箕なる角度γになり、また０
次光４の１ノ一ザ偏光面も前記角度αと穴なる角度βに
なる。そして、角度γとβは、電気入力パワーの伯にに
−）でも異なる。また、高周波信号をトランスジューサ
３に印加することで、その電気入力パワーのほぼ半分が
実質的に熱に変換され、その熱が音響光学媒体２に伝わ
り、熱歪を発生し、熱復屈折］′！！象どなり、レーザ
光の偏光面が音費光学媒１ホ２を通過後、回転してしま
う。
に対する入射レーザ光１の偏光面の傾きが回折効率に依
存されることを示し、このことは同一５＝ 図（Ｃ）に示す、１：うにレーリ゛光１の偏光面が音響
光学媒体の入射面に角度αで入射すると、回折光５のレ
ーザ偏光面は前記角度αと箕なる角度γになり、また０
次光４の１ノ一ザ偏光面も前記角度αと穴なる角度βに
なる。そして、角度γとβは、電気入力パワーの伯にに
−）でも異なる。また、高周波信号をトランスジューサ
３に印加することで、その電気入力パワーのほぼ半分が
実質的に熱に変換され、その熱が音響光学媒体２に伝わ
り、熱歪を発生し、熱復屈折］′！！象どなり、レーザ
光の偏光面が音費光学媒１ホ２を通過後、回転してしま
う。
これらの現象は、ビームスプリッタ６による通過光７と
検出光８の分離比に影響を及ぼし、音響光学変調装置と
しては、通過光７の出射光量にお【プる安定度を低−ト
さ１！る欠点となって現われる。
検出光８の分離比に影響を及ぼし、音響光学変調装置と
しては、通過光７の出射光量にお【プる安定度を低−ト
さ１！る欠点となって現われる。
本発明は、このような欠点を除去するためになされたも
のであり、音響光学変調器とビームスプリッタとの間に
偏光子を挿入することにより、レーザ光強度を高安定化
した音響光学媒体２内を提供することを目的としている
。
のであり、音響光学変調器とビームスプリッタとの間に
偏光子を挿入することにより、レーザ光強度を高安定化
した音響光学媒体２内を提供することを目的としている
。
６−
以下、本発明による実施例を図について説明づる。
第３図は本発明ににる音響光学変調装置の実施例を示し
、符号について第１図に記した符号と同一なものは同一
な機能部分を示す。
、符号について第１図に記した符号と同一なものは同一
な機能部分を示す。
本例では。レーザ光１は１−ｔｏ−Ｎｅレーザ光（波長
： ６３２８八）を、音響光学媒体２はモリブデン酸鉛
（ＰｌＩＭＯＯ４）単結晶を、トランスジューサ３はニ
オブ酸リチウム］−ｉ Ｎｂ ０３ ＞３６度Ｙ板を、
ビームスプリッタ６は光学硝子ＢＫ−７を、光検出器９
はシリコンフォトダイオードを、スリブ１−１２は黒塗
装したアルミニウム板にビーム径の２４６の２ｍｍφの
小孔を間【ノたものを、偏光子１３は偏光ビームスプリ
ッタをそれぞれ使用している。
： ６３２８八）を、音響光学媒体２はモリブデン酸鉛
（ＰｌＩＭＯＯ４）単結晶を、トランスジューサ３はニ
オブ酸リチウム］−ｉ Ｎｂ ０３ ＞３６度Ｙ板を、
ビームスプリッタ６は光学硝子ＢＫ−７を、光検出器９
はシリコンフォトダイオードを、スリブ１−１２は黒塗
装したアルミニウム板にビーム径の２４６の２ｍｍφの
小孔を間【ノたものを、偏光子１３は偏光ビームスプリ
ッタをそれぞれ使用している。
音響光学変調器により回折された回折レーザ光５は、ス
リット１２の黒塗装部で吸収されて遮断され、０次レー
ザ光４がスリット１２の小孔を通過して、１扁光了１３
に入射する。この偏光子１３の偏光面の向きは基準とな
る０次レーザ光の偏光面の向きと一致さ已、本例では第
４図に示ずどおりＹＩＩＩｌｈ方向にしている。
リット１２の黒塗装部で吸収されて遮断され、０次レー
ザ光４がスリット１２の小孔を通過して、１扁光了１３
に入射する。この偏光子１３の偏光面の向きは基準とな
る０次レーザ光の偏光面の向きと一致さ已、本例では第
４図に示ずどおりＹＩＩＩｌｈ方向にしている。
そこで、０次レーザ光４が変動した場合、ぞの光量１叫
の変動とレーザ光の偏光面の傾きθの変動となって現わ
れるが、この０次レーザ光４が偏光子１３に入０４する
と、第１図に示すように透過光量はｌ「１ｃｏｓθとな
って整流検波される。イして、この透過光量（ｌＥｌｃ
ｏｓ （：ｌ ）が光重変動としで、第１図に示したフ
ィードバック回路と同様、ビームスプリッタ６にて通過
光７と検出光８に分離され、その変動分を含む検出光８
が、光検出器９、増幅器１０及び高周波変調器１１を通
して、高周波信号をトランスジコー′＋ｊ３に印加中る
フィードバック回路により、常に０次レーザ光４におけ
る光量と偏光面の傾きを検出して制御される。その結果
、従来見られた第２図（Ｂ）の曲＠ａ及び１）で示した
ような入用レーリ“光の偏光面の傾きによる回折効率の
相違現象を除去することができ、例えば第２図（１’３
）の曲線Ｃで示されるように同一の回折効率特性が得Ｉ
うれる。
の変動とレーザ光の偏光面の傾きθの変動となって現わ
れるが、この０次レーザ光４が偏光子１３に入０４する
と、第１図に示すように透過光量はｌ「１ｃｏｓθとな
って整流検波される。イして、この透過光量（ｌＥｌｃ
ｏｓ （：ｌ ）が光重変動としで、第１図に示したフ
ィードバック回路と同様、ビームスプリッタ６にて通過
光７と検出光８に分離され、その変動分を含む検出光８
が、光検出器９、増幅器１０及び高周波変調器１１を通
して、高周波信号をトランスジコー′＋ｊ３に印加中る
フィードバック回路により、常に０次レーザ光４におけ
る光量と偏光面の傾きを検出して制御される。その結果
、従来見られた第２図（Ｂ）の曲＠ａ及び１）で示した
ような入用レーリ“光の偏光面の傾きによる回折効率の
相違現象を除去することができ、例えば第２図（１’３
）の曲線Ｃで示されるように同一の回折効率特性が得Ｉ
うれる。
本発明は以上の実施例に限定されず、偏光子としては、
音響光学媒体２の出射面に偏光多層膜（例えば、比較的
高い屈折率を有する薄膜（ＴｉＱ２ ’ｔ Ｔａ２０５
、ＺｒＯ２など）と比較的低い屈折率を有する薄膜（３
ｉ ０２ 、Ｍ（］ ０２など）を交互に複数積層して
成る。）を付着してもよいし、方解石を素材とするグラ
ントムソンプリズム、ロションプリズムなどの偏光プリ
ズムを使用してもよい。
音響光学媒体２の出射面に偏光多層膜（例えば、比較的
高い屈折率を有する薄膜（ＴｉＱ２ ’ｔ Ｔａ２０５
、ＺｒＯ２など）と比較的低い屈折率を有する薄膜（３
ｉ ０２ 、Ｍ（］ ０２など）を交互に複数積層して
成る。）を付着してもよいし、方解石を素材とするグラ
ントムソンプリズム、ロションプリズムなどの偏光プリ
ズムを使用してもよい。
また、レーザ光としては、偏光面の傾きが時間的に変化
するランダムレーザ光を使用してもよい。
するランダムレーザ光を使用してもよい。
偏光子の偏光面の傾きは通常０次光の基準どなる偏光面
の傾きに実質的に等しく選定されるが、特定の傾きに選
定して、出射レーザ光の偏光面を選択してもよい。
の傾きに実質的に等しく選定されるが、特定の傾きに選
定して、出射レーザ光の偏光面を選択してもよい。
ビームスプリッタは、主要光１（例：９６％）を透過し
、残余の光量をモニタとして検出する光学検出機能を有
する手段であることから、各種プリズムに変えてもよい
。
、残余の光量をモニタとして検出する光学検出機能を有
する手段であることから、各種プリズムに変えてもよい
。
以」−のとおり、本発明によれば、レーザ光の光−〇−
吊とその偏光面の傾きを総合的に検出して制御すること
から、より高いノイズリグクションを１９で、光強度を
安定化させた音響光学変調装置を実現覆ることができる
。
から、より高いノイズリグクションを１９で、光強度を
安定化させた音響光学変調装置を実現覆ることができる
。
第１図は従来の音響光学変調装置を示す図である。第２
図は従来の音響光学変調装置の作用を示し、同図（△）
は音響光学変調器における入用レーザ光と超音波信号の
進行方向を示し、同図（Ｂ）は入射レーザ光の偏光面の
傾ぎをパラメータにしたときの電気入力パワーに対する
回折効率特性図を示し、同図（Ｃ）は入射シー１ア先の
偏光面の傾きと出射後の０次光と回折光の偏光面の傾き
を示す。第３図は本発明による７′￥菅光学変調装置の
実施例を示す図である。第４図は本発明による偏光子の
作用を示１図である。 １・・・入射レーザ光、２・・・音響光学媒体、３・・
・トランスジユーザ、４・・・０次光、５・・・回折光
、７・・・透過光、８・・・検出光、１０− ９・・・光検出器、１０・・・増幅器、１１・・・高音
波変調器、１２・・・スリット、１３・・・偏光子１１
− 第２図 （Ａ） （Ｂ）８２− 第３図
図は従来の音響光学変調装置の作用を示し、同図（△）
は音響光学変調器における入用レーザ光と超音波信号の
進行方向を示し、同図（Ｂ）は入射レーザ光の偏光面の
傾ぎをパラメータにしたときの電気入力パワーに対する
回折効率特性図を示し、同図（Ｃ）は入射シー１ア先の
偏光面の傾きと出射後の０次光と回折光の偏光面の傾き
を示す。第３図は本発明による７′￥菅光学変調装置の
実施例を示す図である。第４図は本発明による偏光子の
作用を示１図である。 １・・・入射レーザ光、２・・・音響光学媒体、３・・
・トランスジユーザ、４・・・０次光、５・・・回折光
、７・・・透過光、８・・・検出光、１０− ９・・・光検出器、１０・・・増幅器、１１・・・高音
波変調器、１２・・・スリット、１３・・・偏光子１１
− 第２図 （Ａ） （Ｂ）８２− 第３図
Claims (3)
- （１） 音響光学媒体にトランスジューサを設置し、前
記トランスジューサに高周波変調器より高周波信号を印
加して、前記音響光学媒体に超音波信号を伝搬し、前記
超音波信号の波面に対して実質的にブラック角をなして
レーザ光を前記音響光学媒体に入射させて、０次光と回
折光を送出する音響光学変調器と、前記０次光を透過光
と検出光に分離する光学検出手段と、前記検出光が光検
出器、増幅器及び前記高周波変調器から成るフィードバ
ック回路により制御される音響光学変調装置において、
前記０次光の基準となる偏光面の傾きと実質的に等しい
偏光面の傾きを有する偏光子を前記音響光学変調器と前
記光学検出手段との間に挿入していることを特徴とする
音響光学変調装置。 - （２） 偏光子が偏光ビー１１スプリツタであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の音響光学変調駅
間。 - （３） 偏光子が偏光酵躾から成り、音響光学媒体の出
射面に付着していることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の音響光学変調装置。 （／Ｉ） 偏光子が偏光プリズムであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の音響光学変調装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58064241A JPS59189315A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | 音響光学変調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58064241A JPS59189315A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | 音響光学変調装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59189315A true JPS59189315A (ja) | 1984-10-26 |
| JPH0358090B2 JPH0358090B2 (ja) | 1991-09-04 |
Family
ID=13252445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58064241A Granted JPS59189315A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | 音響光学変調装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59189315A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6395337A (ja) * | 1986-10-10 | 1988-04-26 | Fujikura Ltd | 高開口数光ファイバ母材の屈折率分布測定装置 |
| JPH04119264U (ja) * | 1991-04-05 | 1992-10-26 | 川崎重工業株式会社 | 車両の天井構造 |
| US6130403A (en) * | 1997-07-30 | 2000-10-10 | Nec Corporation | Laser beam machining apparatus, control method therefor, and recording medium for recording a control program therefor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50130461A (ja) * | 1974-02-22 | 1975-10-15 | ||
| JPS5390957A (en) * | 1977-01-20 | 1978-08-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photo signal generator |
-
1983
- 1983-04-12 JP JP58064241A patent/JPS59189315A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50130461A (ja) * | 1974-02-22 | 1975-10-15 | ||
| JPS5390957A (en) * | 1977-01-20 | 1978-08-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photo signal generator |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6395337A (ja) * | 1986-10-10 | 1988-04-26 | Fujikura Ltd | 高開口数光ファイバ母材の屈折率分布測定装置 |
| JPH0364817B2 (ja) * | 1986-10-10 | 1991-10-08 | Fujikura Ltd | |
| JPH04119264U (ja) * | 1991-04-05 | 1992-10-26 | 川崎重工業株式会社 | 車両の天井構造 |
| US6130403A (en) * | 1997-07-30 | 2000-10-10 | Nec Corporation | Laser beam machining apparatus, control method therefor, and recording medium for recording a control program therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0358090B2 (ja) | 1991-09-04 |
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