JPS59197015A - 音響光学変調装置 - Google Patents
音響光学変調装置Info
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- JPS59197015A JPS59197015A JP58071081A JP7108183A JPS59197015A JP S59197015 A JPS59197015 A JP S59197015A JP 58071081 A JP58071081 A JP 58071081A JP 7108183 A JP7108183 A JP 7108183A JP S59197015 A JPS59197015 A JP S59197015A
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- Japan
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- light
- acousto
- optic
- modulator
- polarizer
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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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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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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、音響光学変調装置、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。
この種の音響光学変調装置は、例えば、光方式ＰＣＭ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、ディスク上のビット径を正し
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装置は、第１図に示すように
、先ず、レーザ光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
。
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、ディスク上のビット径を正し
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装置は、第１図に示すように
、先ず、レーザ光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がら、
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４と、前記超音波化−号の波面で角度２θ８で
偏向された回折光５に分離して送出する。次に、回折光
５がビームスプリッタ６により主要な光量を直進する通
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にて電圧又は電流に光電変換
され、差動増幅器１ｏを通して基準電圧との差の電圧が
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サ３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がら、
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４と、前記超音波化−号の波面で角度２θ８で
偏向された回折光５に分離して送出する。次に、回折光
５がビームスプリッタ６により主要な光量を直進する通
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にて電圧又は電流に光電変換
され、差動増幅器１ｏを通して基準電圧との差の電圧が
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サ３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が又は少なくなる
。例えばそのレーザ光量が多くなった場合には、０次光
４の光量を増大するように高周波変調器１１の高周波信
号を小さくすることがら、回折光５の光量を減少させ、
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、大させるフィードバック回路を構成すること
ににす、１ノーザ光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が又は少なくなる
。例えばそのレーザ光量が多くなった場合には、０次光
４の光量を増大するように高周波変調器１１の高周波信
号を小さくすることがら、回折光５の光量を減少させ、
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、大させるフィードバック回路を構成すること
ににす、１ノーザ光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、リーなわら入射
光強度［０と偏向光強度■１との比の値は、式（１）で
示される。
光強度［０と偏向光強度■１との比の値は、式（１）で
示される。
η−１＋ ／ Ｉ ０
＝ｓｉｎ２（π／ｚＬ） Ｍｅ ＋ ｐａ ＋ ｌ−／
２１−１ （１）ここで、π ：円周率 λＯ：光の波長 Ｐａ ：入力音響パワー Ｌ 二音場の長さ Ｈ：＠場の高さ 次に、Ｍｅは、音響光学媒体の物理定数より決まる定数
であり、式（２）で定義される。
２１−１ （１）ここで、π ：円周率 λＯ：光の波長 Ｐａ ：入力音響パワー Ｌ 二音場の長さ Ｈ：＠場の高さ 次に、Ｍｅは、音響光学媒体の物理定数より決まる定数
であり、式（２）で定義される。
Ｍｅ ＝ｎ ６ ｐシρｖ３ （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。
）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。
入射レーザ光１の偏光面が、第２図（Ａ）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：ηａ＝ ０．４６
及びη、＝０．３５、電気入力パワーがｏ、ｅ （ｗａ
ｔｔ）のとき：ηａ＝ ０．９及びη、−０．７５のよ
うに異なる。
ワーが０．２ （ｗａｔｔ＞のとき：ηａ＝ ０．４６
及びη、＝０．３５、電気入力パワーがｏ、ｅ （ｗａ
ｔｔ）のとき：ηａ＝ ０．９及びη、−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、このことは同図（Ｃ＞に示すよう
にレーザ光１の偏光面が音響光学媒体２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
と異なる角度γになり、また○次光４のレーザ偏光面も
前記角度αと異なる角度βになる。そして、角度γとβ
は、電気入力パワーの値によっても異なる。また、高周
波信号を１〜ランスジユーサ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、熱複屈
折現象となり、レーザ光の偏光面が音響光学媒体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、このことは同図（Ｃ＞に示すよう
にレーザ光１の偏光面が音響光学媒体２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
と異なる角度γになり、また○次光４のレーザ偏光面も
前記角度αと異なる角度βになる。そして、角度γとβ
は、電気入力パワーの値によっても異なる。また、高周
波信号を１〜ランスジユーサ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、熱複屈
折現象となり、レーザ光の偏光面が音響光学媒体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の出射光量におりる安定度を低下させ
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の出射光量におりる安定度を低下させ
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
した音響光学変調装置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
した音響光学変調装置を提供することを目的としている
。
以下、本発明による実施例を図について説明する。
第３図は本発明によ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Ｈｅ−Ｎｅレーザ光（波長＋
６３２８人）を、音響光学媒体２はモリブデン酸鉛（Ｐ
ｂ Ｍｏ、０４ ）単結晶を、トランスジユーザ３はニ
オブ酸リチウム（Ｌｉ 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、スリット１２は黒塗装
したアルミニウム板にビーム径の２倍の２ｍｍφの小孔
を開けたものを、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人）を、音響光学媒体２はモリブデン酸鉛（Ｐ
ｂ Ｍｏ、０４ ）単結晶を、トランスジユーザ３はニ
オブ酸リチウム（Ｌｉ 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、スリット１２は黒塗装
したアルミニウム板にビーム径の２倍の２ｍｍφの小孔
を開けたものを、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直進する０次光４は、スリット１
２の黒塗装部で吸収されて遮断され、回折光５がスリッ
ト１２の小孔を通過して、偏光子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回折レーザ光５
の偏光面の向きと一致させ、本例では第４図に示すとお
りＹ軸方向にしている。
２の黒塗装部で吸収されて遮断され、回折光５がスリッ
ト１２の小孔を通過して、偏光子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回折レーザ光５
の偏光面の向きと一致させ、本例では第４図に示すとお
りＹ軸方向にしている。
そこで、回折レーザ光５が変動した場合、その光量１０
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、この回折レーザ光５が偏光子１３に入射すると
、第４図に示すように透過光量は旧１ｃｏｓθとなって
整流検波される。そして、この透過光量（１０ＣＯＳθ
）が光量変動として、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
号をトランスジューサ３に印加するフィードバック回路
により、常に、回折レーザ光５における光量と偏光面の
傾きとを検出して制御される。その結果、従来見られた
第２図（Ｂ）の曲線ａ及びｂで示したような入射レーザ
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（Ｂ）の曲線Ｃで示されるよ
うに同一の回折効率特性が得られる。
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、この回折レーザ光５が偏光子１３に入射すると
、第４図に示すように透過光量は旧１ｃｏｓθとなって
整流検波される。そして、この透過光量（１０ＣＯＳθ
）が光量変動として、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
号をトランスジューサ３に印加するフィードバック回路
により、常に、回折レーザ光５における光量と偏光面の
傾きとを検出して制御される。その結果、従来見られた
第２図（Ｂ）の曲線ａ及びｂで示したような入射レーザ
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（Ｂ）の曲線Ｃで示されるよ
うに同一の回折効率特性が得られる。
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（Ｔｉ０２ 、Ｔ ａｚｏｇ、
ＺｒＯ２など）と比較的低い屈折率を有する薄膜（Ｓ
ｉ Ｏ２、Ｍ ｇＯ２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（Ｔｉ０２ 、Ｔ ａｚｏｇ、
ＺｒＯ２など）と比較的低い屈折率を有する薄膜（Ｓ
ｉ Ｏ２、Ｍ ｇＯ２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回折光の基準となる偏光面
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、主要光量（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
。
以上のとおり、本発明によれば、レーザ光の光量とその
偏光面の傾きを総合的に検出して制御することから、よ
り高いノイズリダクションを得て、光強度を安定化させ
た音響光学変調装置を実現することができる。
偏光面の傾きを総合的に検出して制御することから、よ
り高いノイズリダクションを得て、光強度を安定化させ
た音響光学変調装置を実現することができる。
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（Ａ）
は音響光学変調器における入射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
傾き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）は入射レーザ光の偏
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図は本発明による音響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
を示す図である。 １・・・入射レーザ光、２・・・音響光学媒体、３・・
・トランスジューサ、４・・・０次光、５・・・回折光
、７・・・透過光、８・・・検出光、９・・・光検出器
、１０・・・増幅器、１１・・・高音波変調器、１２・
・・スリット、１３・・・偏光子第１図 第２図 （Ａ） （Ｂ） （Ｃ） 第３図 ワ
図は従来の音響光学変調装置の作用を示し、同図（Ａ）
は音響光学変調器における入射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
傾き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）は入射レーザ光の偏
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図は本発明による音響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
を示す図である。 １・・・入射レーザ光、２・・・音響光学媒体、３・・
・トランスジューサ、４・・・０次光、５・・・回折光
、７・・・透過光、８・・・検出光、９・・・光検出器
、１０・・・増幅器、１１・・・高音波変調器、１２・
・・スリット、１３・・・偏光子第１図 第２図 （Ａ） （Ｂ） （Ｃ） 第３図 ワ
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、前記回折光を透過光
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、
前記回折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） 偏光子が偏光ビームスプリッタであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の音響光学変調装置
。 - （３） 偏光子が偏光薄膜から成り、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。 （４〉 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 |
|---|---|---|---|
| JP58071081A JPS59197015A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 音響光学変調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58071081A JPS59197015A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 音響光学変調装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59197015A true JPS59197015A (ja) | 1984-11-08 |
| JPH0358091B2 JPH0358091B2 (ja) | 1991-09-04 |
Family
ID=13450215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58071081A Granted JPS59197015A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 音響光学変調装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59197015A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62215917A (ja) * | 1986-03-18 | 1987-09-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 光パルス列に同期した電気信号発生装置 |
| JP2008502010A (ja) * | 2004-06-07 | 2008-01-24 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | レーザシステム性能を改善するためのａｏｍ変調技術 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50130461A (ja) * | 1974-02-22 | 1975-10-15 | ||
| JPS5468653A (en) * | 1977-11-11 | 1979-06-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Light signal generator |
-
1983
- 1983-04-22 JP JP58071081A patent/JPS59197015A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50130461A (ja) * | 1974-02-22 | 1975-10-15 | ||
| JPS5468653A (en) * | 1977-11-11 | 1979-06-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Light signal generator |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62215917A (ja) * | 1986-03-18 | 1987-09-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 光パルス列に同期した電気信号発生装置 |
| JP2008502010A (ja) * | 2004-06-07 | 2008-01-24 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | レーザシステム性能を改善するためのａｏｍ変調技術 |
| JP4791457B2 (ja) * | 2004-06-07 | 2011-10-12 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | レーザシステム性能を改善するためのａｏｍ変調技術 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0358091B2 (ja) | 1991-09-04 |
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