JPS6032027A - 光導波路レンズ - Google Patents

光導波路レンズ

Info

Publication number
JPS6032027A
JPS6032027A JP58142211A JP14221183A JPS6032027A JP S6032027 A JPS6032027 A JP S6032027A JP 58142211 A JP58142211 A JP 58142211A JP 14221183 A JP14221183 A JP 14221183A JP S6032027 A JPS6032027 A JP S6032027A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
optical waveguide
thin film
waveguide
refractive index
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.)
Pending
Application number
JP58142211A
Other languages
English (en)
Inventor
Mamoru Miyawaki
守 宮脇
Shigetaro Ogura
小倉　繁太郎
Kazuya Matsumoto
和也 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP58142211A priority Critical patent/JPS6032027A/ja
Publication of JPS6032027A publication Critical patent/JPS6032027A/ja
Priority to US07/058,603 priority patent/US4856861A/en
Pending legal-status Critical Current

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 
    • G02F1/0147—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 thermo-optic effects
    • 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
    • G02F1/29—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 position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/295—Analog deflection from or in an optical waveguide structure]
    • 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 
    • G02F1/015—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 semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
    • G02F1/0151—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 semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction modulating the refractive index
    • G02F1/0154—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 semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction modulating the refractive index using electro-optic effects, e.g. linear electro optic [LEO], Pockels, quadratic electro optical [QEO] or Kerr effect
    • 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 
    • G02F1/015—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 semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
    • G02F1/025—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 semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction in an optical waveguide structure
    • 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 
    • G02F1/03—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 ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/035—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 ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure
    • 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 
    • G02F1/03—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 ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/055—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 ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect the active material being a ceramic
    • 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
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/28—Function characteristic focussing or defocussing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (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。

Description

【発明の詳細な説明】 ズに関する。
従来、先導波路レンズとしては、光導波路上にマウンド
状の薄膜レンズを形成し、光導波路の実効屈折率分布を
変化させることにより導波光を集束させるルネブルグレ
ンズ（Ｂ４　Ｋ、　Ｌｕｎｅｂｕｒｇ　：Ｍａｔｈｅｍ
ａｔｉｃａｌ　Ｔｈｅｏｒｙ　ｏｆ　０ｐｔｉｃｓ　（
Ｕｎｉｖ、　ｏｆＣａｌｉｆｏｒｎｉａ　、　Ｂｓｒｋ
ｓｌｅｙ、　１９６６）　Ｐ　１Ｂ′２Ｊｓ四部を有す
る基板上に光導波路を作製し、導波光の光路長を変える
ことにより集束作用を生ぜしめるジオデシックレンズ（
Ｊ、　Ｂｒｏｗｎ：Ｌｅｎｓ　Ａｎｔｅｎｎａｓ　、　
ＡｎｔｅｎｎａＴｈｅｏｒｙ　Ｐａｒｔ　２　ａｄ、Ｒ
，Ｂ、Ｃｏ１１ｉｎ　ａｎｄ　Ｆ、Ｊ、Ｚｕｃｋｅｒ（
Ｍｅ　Ｇｒｃｒｗ−Ｈｌｌｌ、　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ　１
９６９　）　Ｐ　ｉ３ｉ　）　、光の回折作用により導
波光を集束させる７レネルレンズ（ＦＬ　５ｈｕｂｅｒ
ｔ　ａｎ４　Ｊ、　Ｈ，Ｈａｒｒｉｓ　：Ｊ、　Ｏｐｔ
、　８ｏａ、　Ａｍ。
６１　（１９７１）　Ｐ　１５４　）等が知られている
。これらの光導波路レンズは、集積光学構造体上で、コ
リメータレンズや７−リエ変換レンズ（Ｊ　、　Ｔ　、
　Ｂｏｙｄａｎｄ　Ｄ、　Ｂ、　Ａｎｄｅｒｓｏｎ：　
ＩＥＥＥＪ、　Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｂｌｅｏｔｒｏｎ（社
）−１４（１９７Ｂ）Ｐ　４５７　）　、集光レンズ（
松本、山口。
辻、佐藤：特開昭５６−１１１８３７　）として用いら
れる。
特にフーリエ変換レンズや集光レンズとして用いられる
場合には、軸上および軸外の導波光を所定の位置に正確
に結像することが要求される。
ところが、前記ルネプルグレンズの場合、光導波路上に
形成される薄膜レンズの屈折率の作製精度は良くても±
０．００５程度である為、作製ロンド毎の屈折率の変化
に件もなって、製品間で焦点距離が異なるという問題点
を有していた。またジオデシックレンズ等、他の先導波
路レンズにおいても、やはり作製精度の面から、正確な
焦点距離を得ることが難かしかった。
また、前記集積光学構造体を光学的情報処理装置のヘッ
ド等として用いる場合には、変動する物体面に正確に光
を集束させる必要があり、前記変動に追従して焦点距離
を変化させ得る光導波路レンズの実現が望まれていた。
本発明の目的は、導波光を所定の位置に正確に集束せし
める光導波路レンズを提供する事にある。
本発明の他の目的は、焦点距離が可変な光導波路レンズ
を提供する事にある。
本発明は光導波路と、該先導波路の一部に設けられたレ
ンズ部と、前記光導波路および／又はレンズ部の温度を
変化させ前記レンズ部の焦点距離を変化させる手段とか
ら成る光導波路レンズによって上記目的を達成するもの
である。
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明の第１実施例を示す略断面図である。第
１図において、１は基板、２は光導波路、６は薄膜セン
ス、４はバッファ層、５はヒーター用電極である。例え
ば基板１としてｙカットΔ０結晶を用い、ｙカット表面
にＴ１を熱拡散することによって光導波路２を形成する
。次に、前記光導波路２上に、Ｎｂ２０ＩＩを円錐台状
の開口を持つマスクを使用してドーム状にＲＦスパッタ
し、薄膜レンズ６を形成した。このＮｔ＋ａＯｓ膜の屈
折率は、２、２４−２．２６とＬｉＮｂＯ５結晶よりも
高イ値ヲ示ス為、光導波路２を伝播する光は、このレン
ズ部において薄膜レンズ３内に引き込まれ、収れん作用
を受ける。この薄膜レンズ６上にバッファ層４を設け、
更にヒーター用電極５としてＨＦＢｍ膜を蒸着した。
バッファ層４は、例えば８分膜の蒸着によって形成され
、ヒーター用電極５による光の吸収を防ぐ４ものである
。従って、ヒーター用電極５の光吸収が少なく、薄膜レ
ンズより低屈折率のものであれば必ずしもバッファ層４
を設ける必要はない。
上記構成の光導波路レンズにおいて、ヒーター用電極５
を用い薄膜レンズ３を加熱すると、熱光学効果によって
薄膜レンズ３の屈折率が変化し、この薄膜レンズの焦点
距離を変えることが出来る。
従って本実施例のように先導波路レンズを構成し、電極
間の電界を制御する事により、導波光を所定の位置に正
確に集束させることができ、レンズ作製時の焦点距離の
誤差を補正することが出来る。
また上記ヒーター用型８ｉｉ５を変調信号によって駆動
する事により、その変調信号に応じて焦点距離が変化す
る。従って、例えばこの光導波路レンズを光学的情報処
理装置の光ヘッドに用い、焦点ス系を構成することがで
きる。
第２図は、本発明の第２実施例を示ず略断面図である。
ここで１１は基板、１２はヒーター用電極、１３はバッ
ファ層、１４は光導波路、１５は薄膜レンズである。例
えば基板１１としてはｓｌを用い、ヒーター用電極１２
としてＨＦＢ＊膜を蒸着し、この電極１２上にバッファ
層１３としてＳｉ０ｗ膜を蒸着する。このバッファ層１
６は電極１２での光吸収を防ぐとともに、バッファ層に
低屈折率膜を用いることにより、光導波路１４の材料の
選択の可能性を広げる為に設けられるものである。
従って電極１２が光吸収が少なく、がっ光導波路１４よ
り低屈折率のものであれば、必ずしもバッファ層１６を
設ける必要はない。
更に、上記バッファ層１６上に光導波路１４としてガラ
ス薄膜（商品名：コーニング７０５９　、：Ｉ−ニング
社製）を蒸着した。この光導波路１４の伝播損失を測定
したところ、０．５ｄＢＡｍという低損失な値が得られ
た。次に、この光導波路１４上に加を円錐台状の開口を
持つマスクを使用してドｉム状にＲＦスパッタし、薄膜
レンズ１５を形成した。
本実施例においては、ヒーター用電極１２により光導波
路１４を加熱し、この先導波路の屈折率を変化させるこ
とにより、薄膜レンズ１５の焦点距離を□変化させるも
のである。このように焦点距離の変化はレンズ部と導波
路部の屈折率が相対的に変化すれば生ずる。本実施例に
おいてもヒーター用電極１２を用いて、光導波路１４の
温度を制御することにより、第１実施例と全く同様の効
果を得ることができる。また本実施例は平面型の電極構
造を有する為、第１実施例に比べ、作製が非常に容易で
あるという特徴を持つ。
本発明の光導波路レシズは、熱光学効果を用いている為
に、焦点距離の高速変更に対しては、応答が悪いという
問題がある。この場合、例えば基板或いはレンズ部等に
ヒートシンクを設け、ヒーター用電極への人力をパルス
的な信号とすることによって上記問題をかなり解消でき
る。ここでヒートシンクには、ペルチェ素子等制御の容
易な冷却手段が設けられている事が特に望ましい。
本発明は実施例のルネブルグレンズに限らず、他の光導
波路レンズにも応用が可能である。例えば、ジオデシッ
クレンズでは薄膜レンズが形成されず、光導波路の形状
変化でレンズ部が形成されるが、この場合にも熱光学効
果によって先導波路の屈折率を変化させ、レンズ部の焦
点距離を変化させることができる。また本発明はこの他
にも材料或いは電極構造等の違いにより種々の一変形が
可能である。
以上説明したように、本発明は熱光学効果を利用して光
導波路および／又はレンズ部の屈折率が調整可能な光導
波路レンズを構成したので、導波光を所定の位置に正確
に集束させることができ、ビた焦点距離を可変とするこ
とができた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す略断面図、第２図は本
発明の他の実施例を示す略断面図である。 ｉ、１ｌ−ＩＩ・基板、２．１４・・・先導波路、６．
１５０−・薄膜レンズ、４．１３−−−バッファ層、５
，１２−・・ヒーター用電極。 出願人　キャノン株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）光導波路と、該光導波路の一部に設けられたレン
    ズ部と、前記光導波路および／又はレンズ部の温度を変
    化させ前記レンズ部の焦点距離を変化させる手段とから
    成る光導波路レンズ。
JP58142211A 1983-08-03 1983-08-03 光導波路レンズ Pending JPS6032027A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58142211A JPS6032027A (ja) 1983-08-03 1983-08-03 光導波路レンズ
US07/058,603 US4856861A (en) 1983-08-03 1987-06-04 Light waveguide lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58142211A JPS6032027A (ja) 1983-08-03 1983-08-03 光導波路レンズ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6032027A true JPS6032027A (ja) 1985-02-19

Family

ID=15309979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58142211A Pending JPS6032027A (ja) 1983-08-03 1983-08-03 光導波路レンズ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6032027A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016173524A (ja) * 2015-03-18 2016-09-29 日本電信電話株式会社 光集積素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016173524A (ja) * 2015-03-18 2016-09-29 日本電信電話株式会社 光集積素子

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4729641A (en) Functional optical element having a non-flat planar interface with variable-index medium
US6285504B1 (en) Variable optical filter
US4900112A (en) Integrated optical device and method for manufacturing thereof
US10976542B2 (en) Aberration correction of optical phased arrays
US5638468A (en) Optical modulation system
JPH04234005A (ja) イオン交換法による光導波管の製造方法
JPS5919324B2 (ja) 自動焦点投光装置および読取装置
JPS6353729A (ja) 集積化光ヘツド
KR960005284B1 (ko) 집적광학장치와 이 집적광학장치에 통합된 조정 가능 수동 마하-젠더 간섭계를 조정하기 위한 방법
US4856861A (en) Light waveguide lens
JPS6032027A (ja) 光導波路レンズ
US7515804B2 (en) Optical waveguide device
US4369202A (en) Method of adjusting a Luneburg lens
US4907850A (en) Apparatus for periodically generating second harmonic
JPS6033531A (ja) 光導波路レンズ
JPH0434505A (ja) 光導波路型デバイスとその製造方法
US4455063A (en) Luneburg lens for waveguide with graded index profile
JPS6024515A (ja) 光制御素子
JP2999199B2 (ja) 光導波素子
JPS5893036A (ja) 光分岐デバイス
JPS60257423A (ja) 導波路型焦点可変レンズ
JPH04113302A (ja) 導波型光回路およびその製造方法
JPH04223408A (ja) 光導波路光学装置および電圧センサ
JPH04204523A (ja) 光導波路装置
CN105511028A (zh) 光波导透镜