JPS60103330A - 光フイルタ− - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明は、特定波長の光のみを通過させる光フィルター
に関するものである。

（背景技術） 従来の光フィルターは、回折格子、プリズム。

誘電体多層膜のように、その通過波長特性を任意に変化
させて用いることの不可能な素子により構成されていた
ため、任意の波長の光を特定の箇所から取り出すために
は、光フィルターと、特定箇所の間に伺らかのスイッチ
を必要とするという欠点があった。

（発明の課題） 本発明の目的は、加える電圧を変化させることで通過波
長域を変化させることである。

このような目的を達成するために、本発明は、電気光学
結晶の電気的に誘起される複屈折現象により、直線偏光
が結晶からの出射面上でだ円偏光となり、その偏光特性
が印加電圧と波長に依存することを利用し、複数の偏光
子と電気光学結晶の組合わせにより通過波長特性を改善
したものである。以下図面について詳細に説明する。

（発明の構成および作用） 第１図は本発明の実施例であって、Ｃ，、Ｃ２は電気光
学効果を有する結晶、１．　、１２は各結晶の光の進行
方向の長さ、ｄ、、ｄ２は各結晶に加わる電界方向の厚
さ、Ｅ、　＋　１２２は各結晶に電界、を加えるための
電極、Ｉｉは第１の結晶（Ｃ１）への入射光の強さ、■
。

は最後の偏光子（偏光子２）から出射光の強さである。

各偏光子の偏光軸は図中の矢印に示す方向を向いており
、互いに直交または平行であり、各偏光子を通過する光
は偏光軸方向の光パワーは保存され、偏光軸と直交する
成分の光パワーは失われる。各結晶の方向は後で説明す
る。

以下本装置の動作を述べる。ｙ′方向に伝搬する光は偏
光子Ｏを通過した後筒１の結晶ＣＩに図に示。

す偏光方向の直線偏光光として入射する（強度■１）。

結晶Ｃ１は電極Ｅ１によりｚ　、／方向に加えられた電
圧■１により内部に電界葬）が生じ、電気光ψ史ヤリ１ ２′方向とｙ方向に屈折率差Δｎ＋（Ｍ）が生じ、複屈
折となる。したがって０１から出射した波長λの光はだ
円偏光となり　ｚ／偏光成分とｙ′偏光成分の位相差φ
１は　７ｘ−Ａｎ、（Ｖ、）４　となる。したがって入
射λ 光の偏光方向（−偏光子０の偏光軸方向）と直交する偏
光子１を通過後の強度■ζは、 Ｊ、’　−Ｉ　１　ｓｚｎ’　（勾Ｊｓｉ♂（些模％）
’　ｄ＋　）２　λ となる。

結晶Ｃ２には、電極偽により２′方向に電圧■２（電界
Δｔ）が加えられ、電気光学効果により２・２ 方向とｙ′方向に屈折率差Δｎ２（Ｖ２　）が生じる。

したしたがって０２への入射光の偏光方向（＝偏光子１
の偏光軸方向）と平行な偏光子２を通過後の強度１／は □’、−Ｉ４ｃｏｓ、（町判。。３．−象匹為ヒ仏）２
　λ ＝■１５□ｎ２（竪灰（’＋１’　） λ 。ｏｓ２　（二凸バナム） λ となる。第１図の例は結晶の数が２なので偏光子２の出
力が最終出力（強度１゜）となり、透過率Ｔ（””　Ｉ
ｏ／　Ｉ　ｉ　）は ’Ｉ’−１゜／Ｉ　１＝　ｋ／１１＝ｓｉ＃（””””
　’　”　）λ ｃｏｓ２（−へ錫と包） λ トナル。こコテ五ジもぶりニムー二 λ　２　＋ π・Δ１１２（Ｖ２）・’ｖ−ｒｃ　−ｏ＋λａ となるように■１と■２を決める（ｖＦＩｖ２）とＴは
π　λａ Ｔ＝ｓ＋ｎ２（−・−）−ｃｏｓ２（ｒｔ・−）　−（
２１２λ　λ となり、λ＝λａ　でＴ−１となる。

第２図は（２）式のグラフであって、横軸は波長式、縦
軸は透過率Ｔである。第２図に示すように、第付近を阻
止域とするフィルターとなる。λａに対仏する電圧（ｖ
Ｆ、ｖＦ）を変えることで通過波長域を変える、可変フ
ィルターとなる。

以下でＶＦ　、　ｖ、を試算する。

成書［光エレクトロニクスの基礎ｊ　（ＡＩｎｎｏｎＹ
ａｒｉｖ著、丸善）によれば立方晶系；３ｍ結晶の立方
格子の対角線方向（１１１）方向に電界ｉｉ１を加える
学係数テンソルの４１要素であり、１］は結晶の屈折率
である。したがって第１図のＣＩ　＋　Ｃ２を立方晶系
Ｗ３ｍ結晶とし、２′方向を結晶の（］　］　Ｊ）方向
とすればΔ１１１（ＶＩ）とΔｎｚ（ｖ２）は７丁 Δ１１、（ＶＩ）　＝　’　＋１”　ｌ−４１・（ＶＬ
）２　ｄ。

Δｎ２（Ｖ２）　＝　’　”’１−４１　’　（”Ｌ）
２　ｄ。

となる。透過波長λａ　””　０．８μｎＬ　＋　ｄ、
　＝：　］　Ｑ　μ７ｎ、　。

Ａ、　＝　５ｍｍ　、　４　＝　１０ｍｍとし、結晶と
してＣｄ’Ｊ、’ｅ（ｒ、ｕ＝６．８Ｘ１０−１２ｍ／
Ｖ、ｎ＝＝２．６）を用いるとｙ、ａ　＝Ｖ２”＝７．
７Ｖとなる。

（発明の効果） 以上説明したように本丸フィルターはＥ、　＋　１ｇ、
に加える電圧を変化させることで通過波長域を変化させ
ることができ、従来の回折格子、プリズム。

誘電体多層膜等の素子を用いる時に必要なスイッチが不
要になり、また偏光子、結晶の組合せを変えることでフ
ィルターの通過特性を変えることができるという利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光フィルターの一実施例である。 第２図は実施例の透過率の波長依存特性の計算例である
。 Ｃ，、Ｃ２・・・・・・・・・電気光学結晶ｌＩ、１２
・・・・・・・・・各結晶の光の進行方向の長さｄ、、
ｄ２・・・・・・・・各結晶に加わる電界方向の厚さＥ
、、　Ｅ２・・・・・・・・・各結晶に電界を加えるた
めの電極■１・・・・・・・・・・・・・・第１の結晶
（Ｃ１）への入射光の強さ １ｏ・・・・・・・・・・・・・・・最後の偏光子から
の出射光の強さλ　・・・・・・・・・・・・・・・入
力光の波長λａ・・・・・・・・・・・・・・・通過域
の中心波長Ｔ・・・・・・・・・・・・・・・透過率（
Ｉｏ／Ｉｌ）第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一定の偏光成分のみを透過させる複数の偏光子と、電界
   に、より複屈折が生じ、直線偏光で入射した光が出射面
   上ではだ円偏光となる電気光学効果を有する複数の結晶
   と、これらの結晶に電界を加えるための電極から成り、
   各結晶と各偏光子を光の進行方向に対し交互に直列に配
   置し、結晶の向きは電気的に誘起された複屈折の作用を
   光が受けるような方向とし、偏光子の偏光軸を入射光の
   偏光方向に対し直交または平行になるような方向とし、
   通過させたい光の波長に対応した電圧を各結晶に加え、
   通過波長域を制御することを特徴とする光フイルタ−。