JPS6033531A - 光導波路レンズ - Google Patents
光導波路レンズInfo
- Publication number
- JPS6033531A JPS6033531A JP58142956A JP14295683A JPS6033531A JP S6033531 A JPS6033531 A JP S6033531A JP 58142956 A JP58142956 A JP 58142956A JP 14295683 A JP14295683 A JP 14295683A JP S6033531 A JPS6033531 A JP S6033531A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical waveguide
- focal length
- thin film
- electrodes
- 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
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 59
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 33
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 13
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- BYFGZMCJNACEKR-UHFFFAOYSA-N aluminium(i) oxide Chemical compound [Al]O[Al] BYFGZMCJNACEKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 241000422842 Chamaecyparis pisifera Species 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
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
- G02F1/29—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
- G02F1/03—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
- G02F1/0147—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
- G02F1/01—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
- G02F1/055—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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (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。
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、集積光学構造体に用いる光導波路レンズに関
する。
する。
従来、光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［Ｒ，Ｋ、 Ｌｕｎｅｂｕｒｇ： Ｍａｔｈｅｍａ
ｔｉｃａｌ Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ０ｐｔｉｃｓ （Ｕ
ｎｉｖ、ｏｆ Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａ。
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［Ｒ，Ｋ、 Ｌｕｎｅｂｕｒｇ： Ｍａｔｈｅｍａ
ｔｉｃａｌ Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ０ｐｔｉｃｓ （Ｕ
ｎｉｖ、ｏｆ Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａ。
Ｂｅｒｋｅｌｅｙ、 １９６６ ） ｐ１８２ ）、凹
部を有する基板上に光導波路を作製し、導波光の光路長
を変えることによシ集束作用を生ぜしめるジオデシック
レンズ［Ｊ、 Ｂｒｏｗｎ ： Ｌｅｎｓ Ａｎｔｅｎ
ｎａｓ、 Ａｎｔｅｎｎａ ＴｈｅｏｒｙＰａｒｔ ２
ｅｄ、 Ｒ，Ｅ、 Ｃｏ１１ｉｎ ａｎｄ Ｆ”、
Ｊ、Ｚｕｃｌｃｅｒ （Ｍｅ Ｇｒｏｗ −Ｈｌｌｌ、
Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １９６９） １）１３１ ）、光
の回折作用により導波光を集束させるフレネルレンズ［
Ｒ。
部を有する基板上に光導波路を作製し、導波光の光路長
を変えることによシ集束作用を生ぜしめるジオデシック
レンズ［Ｊ、 Ｂｒｏｗｎ ： Ｌｅｎｓ Ａｎｔｅｎ
ｎａｓ、 Ａｎｔｅｎｎａ ＴｈｅｏｒｙＰａｒｔ ２
ｅｄ、 Ｒ，Ｅ、 Ｃｏ１１ｉｎ ａｎｄ Ｆ”、
Ｊ、Ｚｕｃｌｃｅｒ （Ｍｅ Ｇｒｏｗ −Ｈｌｌｌ、
Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １９６９） １）１３１ ）、光
の回折作用により導波光を集束させるフレネルレンズ［
Ｒ。
５ｈｕｂｅｒｔ ａｎｄ Ｊ、 Ｈ，Ｈａｒｒｉｓ ：
Ｊ、 ｏｐｔ、Ｓｏｃ、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フーリエ変
換レンズＣＪ、Ｔ、 Ｂｏｙｄ ａｎｄ Ｄ、 Ｂ。
Ｊ、 ｏｐｔ、Ｓｏｃ、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フーリエ変
換レンズＣＪ、Ｔ、 Ｂｏｙｄ ａｎｄ Ｄ、 Ｂ。
Ａｎｄｅｒｓｏｎ ： ＩＥＥＥＪ、 Ｑｕａｎｔｕｍ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＱＥ−１４（１９７８）ｐ４３７
） 、集光レンズ〔松本、山口、辻、佐原：特開昭５
６−１１１８３７ ）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。
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＱＥ−１４（１９７８）ｐ４３７
） 、集光レンズ〔松本、山口、辻、佐原：特開昭５
６−１１１８３７ ）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±
ｏ、 ｏ ｏ ｓ程度である為、作製ロンド毎の屈折率
の変化にとも々って、製品間で焦点距離が異なるという
問題点を有していた。
形成される薄膜レンズの屈折率の作製精度は良くても±
ｏ、 ｏ ｏ ｓ程度である為、作製ロンド毎の屈折率
の変化にとも々って、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、他の光導波路レンズにお
いても、やけシ作製精度の面から、正確な焦点距離を１
１多ることが難かしかった。
いても、やけシ作製精度の面から、正確な焦点距離を１
１多ることが難かしかった。
また、前記集４★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
。
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。
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、焦点距離を高速に変化させる事が
可能な先導波路レンズを提供する事にある。
可能な先導波路レンズを提供する事にある。
本発明は少なくとも一方が電気光学効果を有する物質で
形成さ！１．７２二光導波路および光導波路の一部に設
けられたレンズ部と、光導波路および／又はレンズ部に
電界を印加しレンズ部の焦点距離を変化させる手段とか
ら光導波路レンズを構成することに」：つて上記目的を
達成するものである。
形成さ！１．７２二光導波路および光導波路の一部に設
けられたレンズ部と、光導波路および／又はレンズ部に
電界を印加しレンズ部の焦点距離を変化させる手段とか
ら光導波路レンズを構成することに」：つて上記目的を
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
に於いて１は基板、２および７は電極、３および６はバ
ッファ層、４は光４波路％ ５は薄膜レンズである。た
とえば、基板１としてはＳｔを用い、電極２としてマグ
ネトロン型スパッタ装置でＩｎｔＯｓ／ＳｎＯ；（Ｉ
Ｔｏ ）膜を作製する。さらに上記電極層２上に、バッ
ファ層３として５ｉ０２膜を蒸着する。上記バッファ層
３は、電極部２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ととによシ、光導波路４の材料の
選択の可能性を広げるために設けるものである。したが
って、電極２および７が光吸収が少ないものでかつ光導
波路４よりも低屈折率のものであれば、必らずしもバッ
ファ層３および６を設ける必要はない。上記バッファ層
３上に、光導波路４としてガラス薄膜（商品名：コーニ
ング７０５９．コーニング社製）を蒸着した。上記光導
波路４の伝播損失を測定したところ、０．５ ｄＢ／ｃ
ｍという低損失な値が得られた。
は、本発明の第１実施例を示す略断面図である。第１図
に於いて１は基板、２および７は電極、３および６はバ
ッファ層、４は光４波路％ ５は薄膜レンズである。た
とえば、基板１としてはＳｔを用い、電極２としてマグ
ネトロン型スパッタ装置でＩｎｔＯｓ／ＳｎＯ；（Ｉ
Ｔｏ ）膜を作製する。さらに上記電極層２上に、バッ
ファ層３として５ｉ０２膜を蒸着する。上記バッファ層
３は、電極部２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ととによシ、光導波路４の材料の
選択の可能性を広げるために設けるものである。したが
って、電極２および７が光吸収が少ないものでかつ光導
波路４よりも低屈折率のものであれば、必らずしもバッ
ファ層３および６を設ける必要はない。上記バッファ層
３上に、光導波路４としてガラス薄膜（商品名：コーニ
ング７０５９．コーニング社製）を蒸着した。上記光導
波路４の伝播損失を測定したところ、０．５ ｄＢ／ｃ
ｍという低損失な値が得られた。
次に、薄膜レンズ５を作製するだめに、」―配光導波路
４上に、ＺｎＯを円錐台状の開口をもつマスクを使用し
てドーム状にＲＦスパッターヲ行なった。上記ＺｎＯ膜
の結晶方位を電子回折およびＸ線回折を用いて測定した
結果、Ｃ軸配向していることが確認できた。
４上に、ＺｎＯを円錐台状の開口をもつマスクを使用し
てドーム状にＲＦスパッターヲ行なった。上記ＺｎＯ膜
の結晶方位を電子回折およびＸ線回折を用いて測定した
結果、Ｃ軸配向していることが確認できた。
さらに、前述のバッファ層３および電極層２と同様の作
製方法により、薄膜レンズ５上にそれぞれバッファー）
白６ 、電極７を設けた０次に、上記方法により作製さ
れた本発明の可変焦点型薄膜レンズの動作実験を行なっ
た。バッファ層３のＳｉｎ、の屈折率は１．４７、光導
波路４のコーニング７０５９の屈折率は１．５７である
ため、例えば公知のプリズムカップラ（不図示）によっ
て導びかれだ導波光８は、光導波路４の中を全反射を〈
シ返しながら伝播する。一方、薄膜レンズ５のＺｎＯの
屈折率は２．０と光導波路５よりも高いため、光導波路
内の導波光８は薄膜レンズ部の所で薄膜レンズ中にひき
込まれ、導波光９の様に薄膜レンズ５内を伝播する。
製方法により、薄膜レンズ５上にそれぞれバッファー）
白６ 、電極７を設けた０次に、上記方法により作製さ
れた本発明の可変焦点型薄膜レンズの動作実験を行なっ
た。バッファ層３のＳｉｎ、の屈折率は１．４７、光導
波路４のコーニング７０５９の屈折率は１．５７である
ため、例えば公知のプリズムカップラ（不図示）によっ
て導びかれだ導波光８は、光導波路４の中を全反射を〈
シ返しながら伝播する。一方、薄膜レンズ５のＺｎＯの
屈折率は２．０と光導波路５よりも高いため、光導波路
内の導波光８は薄膜レンズ部の所で薄膜レンズ中にひき
込まれ、導波光９の様に薄膜レンズ５内を伝播する。
ここで電極２および７に電圧を印加すると、この電極間
に電界が発生し、電気光学効果によってＺｎＯから成る
薄膜レンズの屈折率が変化して、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
光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。
に電界が発生し、電気光学効果によってＺｎＯから成る
薄膜レンズの屈折率が変化して、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
光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、上記電極間に変調した信号を印加することにより
、その変調信号に応じて焦点距離が高速に変化する。従
って、例えばと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、焦点誤差信号に従った電圧を前記電
極間に印加することにより、応答性の良いオートフォー
カス系を構成することができる。
、その変調信号に応じて焦点距離が高速に変化する。従
って、例えばと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、焦点誤差信号に従った電圧を前記電
極間に印加することにより、応答性の良いオートフォー
カス系を構成することができる。
本実施例において電極間は、通常数μｍと、非常な薄膜
である為、極めて低い印加電圧で太きな電界が発生し、
大きな電気光学効果が得られるという利点がある。
である為、極めて低い印加電圧で太きな電界が発生し、
大きな電気光学効果が得られるという利点がある。
本実施例では、光導波路としてガラス薄膜（コーニング
７０５９） 、薄膜レンズとしてＺｎＯ薄膜を用いたが
、さらに大きな電気光学効果を得るためには、光導波路
として０面Ａｌ２Ｏ，薄膜、薄膜レンズとしてＩ’ＬＺ
Ｔ［（Ｐｂ、 Ｔ、ａ）（Ｚｒ％Ｔｉ ）Ｏｓ ）薄膜
を用いれば良い。
７０５９） 、薄膜レンズとしてＺｎＯ薄膜を用いたが
、さらに大きな電気光学効果を得るためには、光導波路
として０面Ａｌ２Ｏ，薄膜、薄膜レンズとしてＩ’ＬＺ
Ｔ［（Ｐｂ、 Ｔ、ａ）（Ｚｒ％Ｔｉ ）Ｏｓ ）薄膜
を用いれば良い。
次に本発明の第２実施例について、第２図を用いて説明
する。第２図の１１は基板、１２は光導波路、１３およ
び１７は電極、１４および１６はバッファ層、１５は薄
膜レンズである。
する。第２図の１１は基板、１２は光導波路、１３およ
び１７は電極、１４および１６はバッファ層、１５は薄
膜レンズである。
たとえば、基板１１としては、ｙ −ｃｕｔ ＬｉＮｂ
Ｏ５結晶を用い、 ｙ−ｃｕｔ表面に、Ｔｉを熱拡散す
ることにより光導波路１２を形成する０次に薄膜レンズ
の作製される予定の所に、上記薄膜レンズの大きさの穴
のあいたパターンのレジストを光導波路１２上に作製し
、電極１３としてＡｔ膜、バッファ層１４としてＺｎＯ
膜をひきつづき、蒸着する。リフトオフ法によシ、レジ
ストを取り除き、電極１３、バッファ層１４が作製され
る。
Ｏ５結晶を用い、 ｙ−ｃｕｔ表面に、Ｔｉを熱拡散す
ることにより光導波路１２を形成する０次に薄膜レンズ
の作製される予定の所に、上記薄膜レンズの大きさの穴
のあいたパターンのレジストを光導波路１２上に作製し
、電極１３としてＡｔ膜、バッファ層１４としてＺｎＯ
膜をひきつづき、蒸着する。リフトオフ法によシ、レジ
ストを取り除き、電極１３、バッファ層１４が作製され
る。
薄膜レンズ１５を作製するために、上記電極１３、バッ
ファ層１４の位置に、薄膜レンズ作製用円錐台状の開口
部を有するマスクを置き、ＰＬＺＴ Ｃ（Ｐｂ、 Ｔ、
ａ ） （Ｚｒ、 ’Ｐｉ ） Ｏｓ〕薄膜をドーム状
にエピタキシャル成長させた。ＺｎＯ膜はＣ軸配向して
いるため、ＰＬＺＴ薄膜の成長面はミラー指数で（１，
１，１）であり、大きな電気光学効果が得られる。さら
に、薄膜レンズ１５上に、バッファ層１６としてＳｉｎ
、膜、電極１７としてＡｔ搗 膜を形成した。光導波路１２内を伝軛してきた導波光１
８は、薄膜レンズ部の所で導波光１９本本実側において
も、電極１３．１７間に電圧を印加する事によシ、第１
実施例と全く同様の効果を得ることができる。更に、本
実施例は、電極１３と１７との間の距離が前記第１実施
例に比べて狭くなシ、同じ電界を得るためには、よシ小
さい印加電圧で済むという効果を有する。
ファ層１４の位置に、薄膜レンズ作製用円錐台状の開口
部を有するマスクを置き、ＰＬＺＴ Ｃ（Ｐｂ、 Ｔ、
ａ ） （Ｚｒ、 ’Ｐｉ ） Ｏｓ〕薄膜をドーム状
にエピタキシャル成長させた。ＺｎＯ膜はＣ軸配向して
いるため、ＰＬＺＴ薄膜の成長面はミラー指数で（１，
１，１）であり、大きな電気光学効果が得られる。さら
に、薄膜レンズ１５上に、バッファ層１６としてＳｉｎ
、膜、電極１７としてＡｔ搗 膜を形成した。光導波路１２内を伝軛してきた導波光１
８は、薄膜レンズ部の所で導波光１９本本実側において
も、電極１３．１７間に電圧を印加する事によシ、第１
実施例と全く同様の効果を得ることができる。更に、本
実施例は、電極１３と１７との間の距離が前記第１実施
例に比べて狭くなシ、同じ電界を得るためには、よシ小
さい印加電圧で済むという効果を有する。
−また、結晶基板−にに拡散光導波路を形成する場合は
、第１実施例のように基板と光導波路間に電極を形成す
ることができないが、本実施例の構造を用いれば、どの
ようなタイプの光導波路においても本発明の光導波路レ
ンズを作製できるという利点をもっている。
、第１実施例のように基板と光導波路間に電極を形成す
ることができないが、本実施例の構造を用いれば、どの
ようなタイプの光導波路においても本発明の光導波路レ
ンズを作製できるという利点をもっている。
次に本発明の第３実施例について第３図を用いて説明す
る。第３図の３１．３６はＡｔ電極、３２ Ｂ Ｌｉ
Ｔａｇｓ結晶基板、３３はＬ ｉ ＮｂｘＴ ａｌ−ｘ
Ｏｓ光導波路層、３４けＬｉＮｂｙＴａｌ−ｙ０３レン
ズ層、３５はＳｉｎ、バッファ層である。
る。第３図の３１．３６はＡｔ電極、３２ Ｂ Ｌｉ
Ｔａｇｓ結晶基板、３３はＬ ｉ ＮｂｘＴ ａｌ−ｘ
Ｏｓ光導波路層、３４けＬｉＮｂｙＴａｌ−ｙ０３レン
ズ層、３５はＳｉｎ、バッファ層である。
以下、第３実施例の作製方法を説明する。表面が研摩さ
れたＬｉＴａ０＝基板３２上に液層もしくは気層成長法
によシエビタキャル■、ｉＮｂ、Ｔａ１−８０３導波路
３３を作製する。次に、シャドウマスクを用いて歯膜を
マウンド状に形成し、１１００°Ｃで歯膜を拡散する。
れたＬｉＴａ０＝基板３２上に液層もしくは気層成長法
によシエビタキャル■、ｉＮｂ、Ｔａ１−８０３導波路
３３を作製する。次に、シャドウマスクを用いて歯膜を
マウンド状に形成し、１１００°Ｃで歯膜を拡散する。
上記熱処理によシ
ＬｉＮｂｘＴａｌ−ｘｏｓ導波路内部に歯が拡散し隅の
組成比が増し、屈折率の高い層が形成される。この拡散
層からなるレンズ層３４の上にｓｉｏ、バッファ層３５
をつけ、さらに基板の裏面と上記バッファ層上にＡｔ電
極３１．３６をそれぞれ形成する。
組成比が増し、屈折率の高い層が形成される。この拡散
層からなるレンズ層３４の上にｓｉｏ、バッファ層３５
をつけ、さらに基板の裏面と上記バッファ層上にＡｔ電
極３１．３６をそれぞれ形成する。
本実施例においても、電極３１および３６間に電界を印
加する事によシ、電気光学効果によってレンズ層３４の
屈折率を変え、焦点距離を変化させることができる。尚
ことで、Ａｔ電極３１は基板の裏面の全面に形成されて
もよいが、レンズ層に効率良く電界を印加する為には、
本実施例のようにレンズ部の下面のみに形成される事が
望ましい。
加する事によシ、電気光学効果によってレンズ層３４の
屈折率を変え、焦点距離を変化させることができる。尚
ことで、Ａｔ電極３１は基板の裏面の全面に形成されて
もよいが、レンズ層に効率良く電界を印加する為には、
本実施例のようにレンズ部の下面のみに形成される事が
望ましい。
次に、本発明の第４実施例について、第４図を用いて説
明する。第４図において、４１．４７は電極、４２はｎ
＋−ＧａＡｓ基板（厚さ２００ ｐｍ）、４３はｒｉ＋
−ＡｔｘＧａｌ−ｘＡｓ （ｘ＝＝０．０６ ）バッフ
ァ層、４４はｎ−ＡｊｙＧａｌ−ｙＡｓ （ｙ＝ｏ、ｏ
３ ）光導波路、４５はｎ−ＧａＡａ薄膜レンズ、４
６はｐ＋−Ａｔ２Ｇａ１−２Ａｓ （ｚ ＝０．０６）
バッファ層である。上記ｐｎ接合型ダブルへテロ構造に
対して、逆方向電圧を印加すると、薄膜レンズ４５中に
空乏層が発生し、電気光学効果にょシ屈折率が増大する
。従って、この屈折率変化を利用して、前述の実施例と
同様に焦点距離を変化させることができる。本第４実施
例は、ＱａＡｓ基板上に形成してお夛、レーザー光源も
しくは変調器と一体化して形成できるばかシでなく 、
ＧａＡｓが大きな電気光学効果をもっているため焦点位
置の調整範囲が広いという利点をもっている。
明する。第４図において、４１．４７は電極、４２はｎ
＋−ＧａＡｓ基板（厚さ２００ ｐｍ）、４３はｒｉ＋
−ＡｔｘＧａｌ−ｘＡｓ （ｘ＝＝０．０６ ）バッフ
ァ層、４４はｎ−ＡｊｙＧａｌ−ｙＡｓ （ｙ＝ｏ、ｏ
３ ）光導波路、４５はｎ−ＧａＡａ薄膜レンズ、４
６はｐ＋−Ａｔ２Ｇａ１−２Ａｓ （ｚ ＝０．０６）
バッファ層である。上記ｐｎ接合型ダブルへテロ構造に
対して、逆方向電圧を印加すると、薄膜レンズ４５中に
空乏層が発生し、電気光学効果にょシ屈折率が増大する
。従って、この屈折率変化を利用して、前述の実施例と
同様に焦点距離を変化させることができる。本第４実施
例は、ＱａＡｓ基板上に形成してお夛、レーザー光源も
しくは変調器と一体化して形成できるばかシでなく 、
ＧａＡｓが大きな電気光学効果をもっているため焦点位
置の調整範囲が広いという利点をもっている。
本発明は前述の実施例に限らず、種々の変形が可能であ
る。例えば、薄膜レンズではなく、光導波路を電気光学
効果を有する物質で形成し、との光導波路の屈ＪＪｃ率
を変化させることによってレンズ部の焦点距離を変化さ
せるように構成してもよい。また電界の印加によって相
対的な屈折率変化が生じれば、光導波路およびレンズ部
を両方共、電気光学効果を有する物質としてもかまわな
い。更に１本発明は前述したようなレンズに限らず、種
々の光導波路レンズに応用が可能である。例えば、ジオ
デシックレンズでは薄膜レンズは作製されず、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、
光導波路を電気光学効果を有する物質で形成し、この先
導波路に電界を印加する事によってレンズ部の焦点距離
を変化させるようにすれば良い。
る。例えば、薄膜レンズではなく、光導波路を電気光学
効果を有する物質で形成し、との光導波路の屈ＪＪｃ率
を変化させることによってレンズ部の焦点距離を変化さ
せるように構成してもよい。また電界の印加によって相
対的な屈折率変化が生じれば、光導波路およびレンズ部
を両方共、電気光学効果を有する物質としてもかまわな
い。更に１本発明は前述したようなレンズに限らず、種
々の光導波路レンズに応用が可能である。例えば、ジオ
デシックレンズでは薄膜レンズは作製されず、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、
光導波路を電気光学効果を有する物質で形成し、この先
導波路に電界を印加する事によってレンズ部の焦点距離
を変化させるようにすれば良い。
以上説明したように、本発明は電気光学効果を利用して
焦点距離が可変な先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、また焦
点距離を高速変更することができるようになった。
焦点距離が可変な先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、また焦
点距離を高速変更することができるようになった。
第１図は本発明の一実施例を示す略断面図、第２図、第
３図、第４図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す略断
面図である。 １．１１．３２．４２・・・・・・基板、２．７．１３
．１７．３１．３６．４１．４７・・・・・・電極、３
．５．１４．１６．３５．４３．４６−゛″′″゛′″
゛バ２フフ層５．４５・・・・・・薄膜レンズ、８．９
．１８．１９・・・・・・導波光、３４・・・・・・レ
ンズ層。
３図、第４図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す略断
面図である。 １．１１．３２．４２・・・・・・基板、２．７．１３
．１７．３１．３６．４１．４７・・・・・・電極、３
．５．１４．１６．３５．４３．４６−゛″′″゛′″
゛バ２フフ層５．４５・・・・・・薄膜レンズ、８．９
．１８．１９・・・・・・導波光、３４・・・・・・レ
ンズ層。
Claims (1)
- （１）少なくとも一方が電気光学効果を有する物質で形
成され走光導波路および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／又はレンズ部に電界
を印加し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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58142956A JPS6033531A (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP58142956A JPS6033531A (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 光導波路レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033531A true JPS6033531A (ja) | 1985-02-20 |
Family
ID=15327562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58142956A Pending JPS6033531A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-04 | 光導波路レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033531A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6279841A (ja) * | 1985-10-02 | 1987-04-13 | Teikoku Kako Kk | 無機球状体の製造方法 |
| JPH02501247A (ja) * | 1987-06-15 | 1990-04-26 | イーストマン・コダック・カンパニー | 一体化された光学読み取り／記録ヘッド及び同ヘッドに組み合わされる装置 |
| JPH05504905A (ja) * | 1989-10-12 | 1993-07-29 | インダストリアル プログレス、インク | 単複成分集合性ピグメント製品の製造方法 |
| JP2021045748A (ja) * | 2020-11-30 | 2021-03-25 | 富士電機株式会社 | 水分吸着材 |
| EP3977229A4 (en) * | 2019-06-03 | 2023-01-18 | SRI International | PHOTONIC NEURAL NETWORK |
-
1983
- 1983-08-04 JP JP58142956A patent/JPS6033531A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6279841A (ja) * | 1985-10-02 | 1987-04-13 | Teikoku Kako Kk | 無機球状体の製造方法 |
| JPH02501247A (ja) * | 1987-06-15 | 1990-04-26 | イーストマン・コダック・カンパニー | 一体化された光学読み取り／記録ヘッド及び同ヘッドに組み合わされる装置 |
| JPH05504905A (ja) * | 1989-10-12 | 1993-07-29 | インダストリアル プログレス、インク | 単複成分集合性ピグメント製品の製造方法 |
| EP3977229A4 (en) * | 2019-06-03 | 2023-01-18 | SRI International | PHOTONIC NEURAL NETWORK |
| JP2021045748A (ja) * | 2020-11-30 | 2021-03-25 | 富士電機株式会社 | 水分吸着材 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6317554B1 (en) | Self-waveguide optical circuit | |
| US6278548B1 (en) | Polarizing diffraction grating and magneto-optical head made by using the same | |
| JPS6353729A (ja) | 集積化光ヘツド | |
| EP0377988B1 (en) | Wavelength converting optical device | |
| JPS6033531A (ja) | 光導波路レンズ | |
| US4856861A (en) | Light waveguide lens | |
| JPH02179626A (ja) | 光波長変換装置 | |
| JPS63106605A (ja) | 薄膜導波路型光回折素子 | |
| JPH02234108A (ja) | 光分岐・合波回路 | |
| JPH0680444B2 (ja) | ルネブルグレンズの作製方法 | |
| US4792201A (en) | Optical deflector device | |
| US8871411B2 (en) | Method for manufacturing waveguide lens | |
| JPH04168427A (ja) | 光偏向素子 | |
| JPH02287441A (ja) | 光偏向素子 | |
| JPS59147322A (ja) | 光変調素子 | |
| JPS5821211A (ja) | 集積光学構造体の薄膜レンズ | |
| JPH0315831A (ja) | 光偏向素子 | |
| JPS6039206B2 (ja) | 分岐路形光変調器 | |
| JPH05323404A (ja) | 光波長変換素子 | |
| JPS58136006A (ja) | 薄膜レンズ | |
| JPH04218003A (ja) | 集積化光学装置の動作特性の調整方法 | |
| JPS5993431A (ja) | 光スイツチ | |
| JPS6033532A (ja) | 可変焦点光素子 | |
| JPS59198432A (ja) | 導波路型光スイツチ | |
| JPS60112024A (ja) | 光波長変換装置 |