JPS59198425A - 超音波光変調器 - Google Patents
超音波光変調器Info
- Publication number
- JPS59198425A JPS59198425A JP7431083A JP7431083A JPS59198425A JP S59198425 A JPS59198425 A JP S59198425A JP 7431083 A JP7431083 A JP 7431083A JP 7431083 A JP7431083 A JP 7431083A JP S59198425 A JPS59198425 A JP S59198425A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- polarization
- ultrasonic
- diffracted
- crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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)
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】
この発明は、伝搬する超音波によって屈折率が変化し、
光ビームを回折する超音波伝搬媒体を用いて、元ビーム
を変調する超音波光変調器に関するものであるつ 第１図は従来の超音波光変調器の一例を示す説明図であ
り、図において（１）は超音波伝搬媒体となる結晶、（
２）は変調入力信号、（３）は変調入力信号（２）によ
り超音波を発生するトランスデユーサ、（４１は結晶（
１）中を伝搬する超音波の波面、（５）は入射光、（６
）ハ回折光、（７）は非回折光である。
光ビームを回折する超音波伝搬媒体を用いて、元ビーム
を変調する超音波光変調器に関するものであるつ 第１図は従来の超音波光変調器の一例を示す説明図であ
り、図において（１）は超音波伝搬媒体となる結晶、（
２）は変調入力信号、（３）は変調入力信号（２）によ
り超音波を発生するトランスデユーサ、（４１は結晶（
１）中を伝搬する超音波の波面、（５）は入射光、（６
）ハ回折光、（７）は非回折光である。
次に動作について説明する。
変調入力信号（２）はトランスデユーサ（３）において
超音波に変換され、結晶（１）に供給される。結晶（１
）中を伝搬する超音波は、その波長により決まる周期的
な屈折率変化を結晶（１］中に発生させる。この屈折率
変化は、入射光＋５１に対して位相格子とじて働くっ格
子ピッチＡは、結晶（１）中の超音波速度をＶ、変調入
力信号（２１の周波数をｆとすればＡ＝各で表わされろ
う 次ニ、結晶（１）に光ビームをブラッグ条件を満足する
角度で入射すると、入射光（５）の一部は上記のように
位相格子の働きをする屈折率変化によって回折され、回
折光（６）として送り出され、一部は回折濱れないｉｔ
、非回折光（７）として送り出される。
超音波に変換され、結晶（１）に供給される。結晶（１
）中を伝搬する超音波は、その波長により決まる周期的
な屈折率変化を結晶（１］中に発生させる。この屈折率
変化は、入射光＋５１に対して位相格子とじて働くっ格
子ピッチＡは、結晶（１）中の超音波速度をＶ、変調入
力信号（２１の周波数をｆとすればＡ＝各で表わされろ
う 次ニ、結晶（１）に光ビームをブラッグ条件を満足する
角度で入射すると、入射光（５）の一部は上記のように
位相格子の働きをする屈折率変化によって回折され、回
折光（６）として送り出され、一部は回折濱れないｉｔ
、非回折光（７）として送り出される。
ブラッグ榮件は、回折角をθとすると、ｓｉｎθ＝λ／
２Ａ＝λＰ／２ｖ（λ：入射光の波長）で表わされるっ
したがって、変調入力信号（２）により回折光（６）ヲ
ＯＮ 、 ＯＦＦ でき、入射光１５）を変調できる。
２Ａ＝λＰ／２ｖ（λ：入射光の波長）で表わされるっ
したがって、変調入力信号（２）により回折光（６）ヲ
ＯＮ 、 ＯＦＦ でき、入射光１５）を変調できる。
このとき、変調効率ηは、変調入力信号（２）の電圧を
■とすると次式で表わされる。
■とすると次式で表わされる。
η＝ ｓｉｎ （ｋＶ） （ｋ：：定数） ・−
・・−（１１従来の超音波光変調器は以上のように構成
されているので、入射光の波長、超音波伝搬媒体の物質
定数、トランスデユーサの形状、入力信号の周部数等が
与えられると定数ｋが決定され、変調効率ηは上記（１
）式で表わされる値以上に高くできないという欠点があ
った。
・・−（１１従来の超音波光変調器は以上のように構成
されているので、入射光の波長、超音波伝搬媒体の物質
定数、トランスデユーサの形状、入力信号の周部数等が
与えられると定数ｋが決定され、変調効率ηは上記（１
）式で表わされる値以上に高くできないという欠点があ
った。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、超音波伝搬媒体（１）において
回折されないまま送り出された前回折元（７）ヲ再利用
することにより、一定の電圧の変調入力信号で変調効率
を実効的に高くできる超音波光変調器を提供することを
目的としている。
ためになされたもので、超音波伝搬媒体（１）において
回折されないまま送り出された前回折元（７）ヲ再利用
することにより、一定の電圧の変調入力信号で変調効率
を実効的に高くできる超音波光変調器を提供することを
目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第２
図はこの発明の一実施例を示す説明図であり、図におい
てｉｌｌ 、 ｔ２＋ 、 ｉ３＋ 、 （４＋ 、
（５＋ 、 ｔ６１ 、 （７１は第１図の同一符号と
同−葦たけ相当する部分を示し、（８）に入射光（５）
の偏光方向が紙面に平行な光は透過し、紙面に垂直な光
は反射するように設置された偏光ビームスプリッタ−１
（９）は差波長板（以後λ／２板という）、口■、Ｕυ
は平面ミラーである。
図はこの発明の一実施例を示す説明図であり、図におい
てｉｌｌ 、 ｔ２＋ 、 ｉ３＋ 、 （４＋ 、
（５＋ 、 ｔ６１ 、 （７１は第１図の同一符号と
同−葦たけ相当する部分を示し、（８）に入射光（５）
の偏光方向が紙面に平行な光は透過し、紙面に垂直な光
は反射するように設置された偏光ビームスプリッタ−１
（９）は差波長板（以後λ／２板という）、口■、Ｕυ
は平面ミラーである。
次に動作について説明する。
偏光方向が紙面に平行な直線偏光の光ビームを偏光ビー
ムスプリッタ−（８）を透過させて、ブラッグ榮件を満
足する角度で超音波伝搬媒体となる結晶（１）に入射す
る。入射した光ビームの一部は回折されて回折光（６）
として送シ出され、一部は回折されない−１：１、非回
折光（７）として送り出されるう次に、非回折光（７）
を、λ／２板（９）を透過し、偏光方向を９０度回転さ
せ、紙面に垂直な直線偏光にして、平面ミラー１１０１
、■で反射させ、偏光ビームスプリッタ−（８１に再
び入射するう直線偏光は平面ミラー！１０１ 、旧）で
偏光方向の、方向を保持したまま反射されるので、偏光
ビームスプリッタ−＋ｓ＋ Ｋ 入射する元ビームは、
偏光方向が紙面に垂直で、偏光ビームスブリック−（８
）で反射される５次に、反射された光ビームを光軸を入
射光（５）の光軸と一致させて、再び結晶ｔｌ＋に入射
させる。結晶（１）に入射した光ビーム灯、上記と同様
に回折され、回折光（６）の量が増力口する。このとき
、１回目と２回目に回折された光は、その偏光方向が直
交しているので、干渉することなく、強度的に加算され
る。また、２回目の回折効率は、偏光方向によるブラッ
グ条件の変化の少ない結晶を選択することにより、１回
目と同程度の効率が得られる。
ムスプリッタ−（８）を透過させて、ブラッグ榮件を満
足する角度で超音波伝搬媒体となる結晶（１）に入射す
る。入射した光ビームの一部は回折されて回折光（６）
として送シ出され、一部は回折されない−１：１、非回
折光（７）として送り出されるう次に、非回折光（７）
を、λ／２板（９）を透過し、偏光方向を９０度回転さ
せ、紙面に垂直な直線偏光にして、平面ミラー１１０１
、■で反射させ、偏光ビームスプリッタ−（８１に再
び入射するう直線偏光は平面ミラー！１０１ 、旧）で
偏光方向の、方向を保持したまま反射されるので、偏光
ビームスプリッタ−＋ｓ＋ Ｋ 入射する元ビームは、
偏光方向が紙面に垂直で、偏光ビームスブリック−（８
）で反射される５次に、反射された光ビームを光軸を入
射光（５）の光軸と一致させて、再び結晶ｔｌ＋に入射
させる。結晶（１）に入射した光ビーム灯、上記と同様
に回折され、回折光（６）の量が増力口する。このとき
、１回目と２回目に回折された光は、その偏光方向が直
交しているので、干渉することなく、強度的に加算され
る。また、２回目の回折効率は、偏光方向によるブラッ
グ条件の変化の少ない結晶を選択することにより、１回
目と同程度の効率が得られる。
なお、２回目の非回折光（７）は、λ／２板（９）によ
り偏光方向が９０度回転されて紙面と平行となシ、平面
ミラーｆｌｏｌ 、 （［］Ｊでの反射においても偏光
方向が保持されるので、３回目に偏光ビームスプリッタ
−（８）に入射したときは、はとんど透過し、結晶（１
）に入射されない。
り偏光方向が９０度回転されて紙面と平行となシ、平面
ミラーｆｌｏｌ 、 （［］Ｊでの反射においても偏光
方向が保持されるので、３回目に偏光ビームスプリッタ
−（８）に入射したときは、はとんど透過し、結晶（１
）に入射されない。
見、上のように、非回折光（７）ヲ再び回折に寄与させ
ることにより、回折光（６）の出力を増加でき、等測的
に効率を向上できろう 次に、この場合の効率ηは、偏光ビームスブリック−（
８）の透過率ｆ：ｔ、１回の回折による効率全η。、λ
／２板（９）の透過率、平面ミラー［０１、１１１およ
び偏光ビームスプリンター（８）の反射率を含めた損失
をδとすれば、近似的に次式で表わされる。ただし、結
晶ｔｌ＋の損失は無視する。
ることにより、回折光（６）の出力を増加でき、等測的
に効率を向上できろう 次に、この場合の効率ηは、偏光ビームスブリック−（
８）の透過率ｆ：ｔ、１回の回折による効率全η。、λ
／２板（９）の透過率、平面ミラー［０１、１１１およ
び偏光ビームスプリンター（８）の反射率を含めた損失
をδとすれば、近似的に次式で表わされる。ただし、結
晶ｔｌ＋の損失は無視する。
η埃ｔ〔（１＋δ〕η０−δη０〕 ・・・（２）上式
で、ｔ、δとしては、ｔ ＝ ０．９５ 、δ＝ ０．
８５程度に選ぶことは容易である。したがって、例えば
、ηｏ＝ ０．５ のとき、η＝ ０．６８となり、効
率を約４０％向上することができる。（２１式から明ら
かように、この効果は、η。が小さい領域でよシ大きく
なる。
で、ｔ、δとしては、ｔ ＝ ０．９５ 、δ＝ ０．
８５程度に選ぶことは容易である。したがって、例えば
、ηｏ＝ ０．５ のとき、η＝ ０．６８となり、効
率を約４０％向上することができる。（２１式から明ら
かように、この効果は、η。が小さい領域でよシ大きく
なる。
なお、上記実施例では、入射光（５）が紙面に平行な偏
光方向を持つ場合について説明したが、紙面に垂直な偏
光方向を持つ場合も、偏光ビームスプリ７ り−＋８１
、λ／２板（９）、ミラー （１０１、（１１）を適宜
に配置することにより、上記実施例と同様の効果ヲあげ
ることができる。
光方向を持つ場合について説明したが、紙面に垂直な偏
光方向を持つ場合も、偏光ビームスプリ７ り−＋８１
、λ／２板（９）、ミラー （１０１、（１１）を適宜
に配置することにより、上記実施例と同様の効果ヲあげ
ることができる。
以上のよりに、この発明によれば、回折しないまま送り
出された非回折光が、再度結晶（１）に入射されて回折
されるように構成されているので、低電圧で高い変調効
率が得られる効果がある。特に、超音波光変調器を多周
波駆動するとき、すなわち高次の回折光間に干渉がおこ
り、混変調が問題となり、低効率で使用しなければなら
ない場合、大きな効果があるっ
出された非回折光が、再度結晶（１）に入射されて回折
されるように構成されているので、低電圧で高い変調効
率が得られる効果がある。特に、超音波光変調器を多周
波駆動するとき、すなわち高次の回折光間に干渉がおこ
り、混変調が問題となり、低効率で使用しなければなら
ない場合、大きな効果があるっ
第１図は従来の超音波光変調器の一例を示す説明図、第
２図はこの発明の一実施例を示す説明図であるっ 図において（１）は超音波伝搬媒体、（２１は変調入力
信号、（３）はトランスデユーサ、（４）は超音波の波
面、（５）は入射光、（６）は回折光、（７）は非回折
光、（８）は偏光ビームスプリンター、（９）は差波長
板、［１０１、（１υは平面ミラーであろう なお、各図中同一符号は同一また鉱相当する部分を示す
ものとするっ 代理人 大 岩 増 雄
２図はこの発明の一実施例を示す説明図であるっ 図において（１）は超音波伝搬媒体、（２１は変調入力
信号、（３）はトランスデユーサ、（４）は超音波の波
面、（５）は入射光、（６）は回折光、（７）は非回折
光、（８）は偏光ビームスプリンター、（９）は差波長
板、［１０１、（１υは平面ミラーであろう なお、各図中同一符号は同一また鉱相当する部分を示す
ものとするっ 代理人 大 岩 増 雄
Claims (1)
- 伝搬する超音波によって屈折率が変化し、光ビームを回
折する超音波伝搬媒体を用いて、元ビームを変調する超
音波光変調器において、変調入力信号を超音波に変換す
るトランスデユーサ、上記トランスデユーサからの超音
波によって屈折率が変化し光ビームを回折する超音波伝
搬媒体、この超音波伝搬媒体に入射する光のうち所定の
偏光面を有する直線偏光の元ビームを透過し上記直線偏
光の光ビームと偏光方向が９０度累々る直線偏光の元ビ
ームを反射する偏光ビームスプリンター、上記超音波伝
搬媒体で回折されなかった光ビームの偏光方向を９０度
可回転る差波長板、この強波長板によって偏光方向が９
０度可回転た光ビームを反射誘導して上記偏光ピームヌ
プリツターに入射しそノ偏光ビームスプリッタ−で反射
させ、上記超音波伝搬媒体に入射する上記直線偏光の元
ビームと同じ光軸をもって上記超音波伝搬媒体に入射さ
せる複数個のミラーを備えたことを特徴とする超音波光
変調器つ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7431083A JPS59198425A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 超音波光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7431083A JPS59198425A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 超音波光変調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59198425A true JPS59198425A (ja) | 1984-11-10 |
| JPH0446406B2 JPH0446406B2 (ja) | 1992-07-29 |
Family
ID=13543422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7431083A Granted JPS59198425A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 超音波光変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59198425A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62104227U (ja) * | 1985-12-19 | 1987-07-03 | ||
| JPS63245029A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-12 | Nec Corp | 自動利得制御回路 |
-
1983
- 1983-04-26 JP JP7431083A patent/JPS59198425A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62104227U (ja) * | 1985-12-19 | 1987-07-03 | ||
| JPH0224102Y2 (ja) * | 1985-12-19 | 1990-07-02 | ||
| JPS63245029A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-12 | Nec Corp | 自動利得制御回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0446406B2 (ja) | 1992-07-29 |
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