JPS5919921A

JPS5919921A - 多ビ−ム音響光学変調装置

Info

Publication number: JPS5919921A
Application number: JP12965782A
Authority: JP
Inventors: Satoru Amano; 覚天野; Shigenori Horiuchi; 堀内　繁則; Takeru Shinohara; 篠原　たける
Original assignee: Hoya Corp; Hoya Electronics Corp
Current assignee: Hoya Corp; Hoya Electronics Corp
Priority date: 1982-07-27
Filing date: 1982-07-27
Publication date: 1984-02-01

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、レーザビーム変調装置に関し、特に、多ビー
ム音響光学（以下ＡＯと略称する）素子を利用した多ビ
ーム変調装置に関するものである。

従来、この種の装置として、第１図に示すように、高周
波発振器（１−１）、（１−２）、・・・、　（１−ｎ
）。

及び変調器（２−１）　、　（２−２）　、・・・、　
（２−ｎ）を備え。

これら変調器に外部から信号（Ｓｌ）、（８２）・・べ
Ｓ琥）を与える形式のものがある。この形式の装置は更
に、結合器６．高周波増幅器４．及びＡＯ媒体５を有し
、ＡＯ媒体５にはトランスジューサー６が取り付けられ
ている。ＡＯ媒体５に入射レーザビーム７が与えられる
と１人Ｏ媒体５は高周波増幅器４からトランスジューサ
ー６を介して供給される出力信号によって入射レーザビ
ーム７に変調を加え、変調された複数の出射レーザビー
ム（８−１）　、　（８−２）　、・・・、　（８−ｎ
）を出射する。

より具体的に説明すると、高周波発振器（ｉ−ｉ）。

（１−２Ｌ−、（１−ｎ）が互因に異なる周波数（ｆ＋
ン〜（ｒｎ）のｎ個のキャリアを発生する。これらのキ
ャリアはそれぞれ変調器（２−１）・・・（２−ｎ）に
おいてｎ個の信号源（図示せず）から与えられる信号（
Ｓ＋）、・・・、　（ｓｎ）によりＡＭ変調される。変
調器（２−１）　、・・・、　（２−ｎ）の出力信号は
、結合器６で混合された後、高周波増幅器４で増幅され
て、ＡＯ媒体５のトランスジューサー乙に印加される。

ＡＯ媒体５に入射したレーザビーム７は、高周波増幅器
４の出力信号に応じた方向に回折される。

この場合、上記キャリア周波数（ｆｌ）・・・（ｆｎ）
によってブラック回折角が異なるため、−次回折光は、
キャリア周波数（ｆｌ）・・・（ｆｎ）に−参６銭山≠
応じた異なる方向に回折される。したがって。

ＡＯ媒体５からは多ビーム（８−１）　、−、（８−ｎ
　）に分割された形でレーザビームが出射することにな
る。このとき、これらのビーム（８−１）　、・・・。

（８−ｎ　）は信号（Ｓｌ）・・・（ｓｎ）に応じて変
調されているから、各信号（Ｓｌ）・・・（ｓｎ）を多
方向に伝送することが可能である。

従来のレーザ光変調装置は以上のように構成されている
が、以下の如き問題がある。すなわち、−次回折光（８
−１）が信号（８１）に従って変調され、断続するが、
一般に信号（Ｓｌ）が他の信号（Ｓ４）（＋’＝Ｊ）と
独立であるとすれば、　ＡＯ変調素子から射出する一次
回折光の本数は１時間と共にランダムに変化する。−次
回折光の本数が変化すると、射出している一次回折光の
一本あたりの強度が変化する。例えば、ある瞬間にｎ本
の一次回折光が射出していたものが、別の瞬間にｍ（＜
ｎ）本の回折光になったとすると、（ｎ−ｍ）本分のレ
ーザ光量の一部が２ｍ本の一次回折光へ分配され、この
ようにして９ｍ本の一次回折光の一本あたりの強度が変
化する。従って。

ＡＯ変調素子から一本の一次回折光のみが射出している
場合、その光強度は、ｎ本の一次回折光が射出している
時の光強度に比して、数１０％も強くなることがある。

この現象を一次回折光の相互作用と呼ぶが、この作用は
、レーザビームを、フォトン・モード、あるいはヒート
・モードで記録変調するレーザ・プリンター等の装置に
は、印字ドツトに濃淡が生じ、印字品質が落ちる欠点が
あった。

更に、従来の方式であると、各キャリア周波数（ｆｌ）
・・・（’ｎ）によってブランク回折角が異なるだめ、
射出ビーム（８−１）　、　（８−２）　、・・・、　
（８−ｎ）は。

各々平行にならず、ｎ本の射出ビームを狭い面積に収束
する場合、光学系が犬がかりとなり。

装置全体が高価になる等１問題点が多々あった。

本発明の１］的は上記のような欠点を有効に除去でき、
簡単な装置を用いて、同時に多ビームを一定の光変調強
度で変調することができ、且つ、射出ビーム相互間隔を
平行にできる多ビーム音響光学変調装置を提供すること
である。

高周波を発振する高周波発振器及び変調器（２−１）　
。

（２−２）　、・・・、（２−ｎ）とを備え、各変調器
（２−１）〜（２−ｎ　）には外部信号源（図示せず）
から外部信号が与えられている。各変調器（２−１）〜
（２−ｎ’）からの出力信号は高周波増幅器（４−１）
　、　（４−２）　、・・・。

（４−ｎ）を介して、　ＡＯ媒体５に与えられている。

ここで、　ＡＯ媒体５としてはモリブデン酸鉛単結晶を
用いた。ＡＯ媒体５の一表面には例えば、ニオブ酸リチ
ウム単結晶の３６度Ｙ板から々るトランスジューサー６
が被着されており、トランスジューサー６と対向するＡ
Ｏ媒体５の面上には。

超音波吸収体（図示せず）が通常被着されている。

この実施例では、ＡＯ媒体５の入射側に１分割器を設け
、この分割器により、入射レーザビーム７を実質上平行
で且つ等しいビーム強度でＡＯ媒体５に入射させる。同
、入射レーザビーム７としては、波長４８８闘のアルゴ
ンレーザ光ヲ用いた。

図示された分割器は回折格子１０及び楕円レンズ１１と
を備え、入射レーザビーム７は回折格子１０で複数の方
向に回折された後、楕円レンズ１１で各ビーム間隔を平
行に補正され、ｎ本の出射レーザビーム（７−１）　〜
（７−ｎ）としてＡ−０媒体５の入射面に送出される。

ＡＯ媒体５のトランスジー−ザー６上には、各レーザビ
ームと対応した位置に、ｎ個の電極が設けられている。

しだがって、各電極に加えられる信号に応じて変調され
た一次回折光（８−１）　。

（８−２）　、・・・＋（ｓ−＋１）及び零次光（９−
１）　、　（９−２）　、・・・。

（９−ｎ）とに分離された形で、ＡＯ媒体５から出力光
が送出される。

ここで９図示された分割器及びＡＯ媒体５の動作をより
詳細に説明する。入射レーザビーム７を受光する回折格
子１０（詳しくは位相型回折格子と言う）は透過型で、
標準的なものである。

つまり１幅１インチ中に１２．０００のくスリット〉を
含み２回折格子間隔ｄは約２１．０ＯＯＡである。材質
は光学硝子である。回折光強度の極大は。

ｄ　ｓｉｎθ＝ｍλの関係の角度であられされるから。

入射レーザビーム７は複数本のビームに分割され、楕円
レンズにより、各ビーム間隔が平行になるように補正さ
れる。上式中２ｍは任意の整数、θは方向角、λはレー
ザビーム波長を意味する。尚７回折格子からのビームの
うち選択すべきｎ本のビームは上式の関係を利用して容
易に求めることができる。この（７−１）　、　（７−
２）　、・・・。

（７−ｎ）のｎ本のレーザビームをＡＯ媒体５に入射す
る。ＡＯ媒体５には、射出ビーム間隔２と等しいピンチ
で電極（１２−１）、（１２−２）、・・・、　（１２
−ｎ）が形成されている。高周波発振器１の周波数ｆは
それぞれ変調器（２−１）、／＜２−２）　、・・・、
　（２−ｎ）におノいてｎ個の信号（８１）（８２）　−（Ｓｎ）によりＡ
Ｍ変調され、その出力信号は、ｎ個の高周波増幅器（４
−１）　、　（４−２）　、　・（４−ｎ　）で増幅さ
れて、ＡＯ媒体５のトランスジューサー６上の各電極（
１２−１）。

（１２−２）、・・・、　（１２−ｎ）に印加される。

この印加信号により、平行で、光強度の等しいｎ本のレ
ーザビーム（７−１）　、　（７−２）　、・・・、　
（７−ｎ）は等しいブラック角で一次回折光（８−１）
　、　（８−２）、・・・、　（８−ｎ）と零次光（９
−１）　、　（９−２）　、・・・、　（９−ｎ）に分
離される。

同、　　（７−１＞、（７−２）、・・・、（７−ｎ）
のレーザビームの光強度に相異があってもＡＯ媒体５に
加わるＢＰ’パワーを調整することで、容易に等しくで
き。

実用上側等問題は生じない。

なお上記実施例では９回折格子１ａを透過型にしたが反
射型でもよい。また、楕円レンズの代りに球面レンズを
用いてもよい。ＡＯ媒体５は。

二酸化テルル単結晶や光学硝子１例えば５Ｆ−６゜ＡＯ
Ｔ−５、ＡＯ’ｌ’−４４Ｂ（（株）保谷硝子商品名）
等。

音響光学の性能指数の高い材料外らどれでもよい。

更に９本実施例では、乙のトランスジューサーを１枚に
したが、ｎ個に分割してもよい。

第６図を参照すると２本発明の他の実施例に係る多ビー
ムＡＯ変調装置はＡＯ媒体５の入射側及び出射側に、シ
リンダーレンズ、ｉ円１／７．（あるいは球面レンズ等
のレンズ系１．Ｉｓ、１７を設けている。ＡＯ媒体５の
入射側に上述したようなレンズ系を挿入することにより
、各レーザビームの直径を絞り、変調帯域幅２幅を広く
することができる。具体的に言えば、変調帯域幅Δｆｍ
はΔ幅＝　０．５４　Ｖ／ｗａ　　　　　　　　　（２
＞（但し、■は超音波音速及びＷ。はレーザビーム径で
ある）であられされ、レーザビーム径Ｗ。

に逆比例しているから、レーザビームｗｏヲ小さくする
ことにより、変調帯域幅Δｆｍを大きくできる。尚、Ａ
Ｏ媒体５の出射側のレンズ系は出射ビーム径を一定にす
ると共に、出射ビームを平行にする機能を有している。

以上のように１本発明によれば９回折格子を用いて一本
のレーザビームをｎ本にし、楕円レンズで補正して各ビ
ームを等間隔の平行にし。

各ビームを変調することで、変調された一次回折光は平
行、且つ、光強度の等しくなる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の多ビーム変調装置のブロック図、第２図
は本発明の〜実施例による多ビーム変調装置のブロック
図、及び第６図は本発明の他の実施例に係るビーム変調
装置のブロック図である。以下余白記号の説明１　高周波発振器；　（ｉ−１）、（１−２Ｌ・・・、
（１−ｎ）それぞれ周波数の異なる高周波発振器；　（
２−１）。（２−２）、・・・、（２−ｎ）　　変調器：３　結合
器；　（４）。（４−１）　、　（４−２）　、・・・、　（４−ｎ）
　　高周波増幅器：５　音響光学媒体、６　トランスジ
ユーザー；７　入射レーザ光；　（７−１＞、（７−２
）、・・、（７−ｎ）等分割光；　（８−１）、（８−
２）、・・・、（８−口）−次回折光；　（９−１）、
（９−２）、＝・、　（９−ｎ）　　零次光；１０　　
回折格子、１１１着円レンズ；　（１２−１）、（１２
−２）、・・・。（１２−ｎ）　　電極

Claims

【特許請求の範囲】１、一本の入射レーザビームを受け、該入射レーザビー
ムを複数のレーザビームに分割する分割器と、前記複数
のレーザビームを受け、各レーザビームに超音波による
変調を加える音響光学媒体とを有する多ビーム音響光学
変調装置において、前記分割器は前記入射レーザビーム
を受け、複数の方向に回折させる回折格子と、該回折格
子によって回折された回折光を実質上方いに平行で、且
つ、実質上相互に等しいビーム強度を持つ前記複数のレ
ーザビームにするレンズ系とによって構成されているこ
とを特徴とする多ビーム音響光学変調装置。以下余白