JPS6086528A - 光偏向装置 - Google Patents

光偏向装置

Info

Publication number
JPS6086528A
JPS6086528A JP19425583A JP19425583A JPS6086528A JP S6086528 A JPS6086528 A JP S6086528A JP 19425583 A JP19425583 A JP 19425583A JP 19425583 A JP19425583 A JP 19425583A JP S6086528 A JPS6086528 A JP S6086528A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
incident
laser light
optical deflector
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
JP19425583A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiji Kataoka
慶二 片岡
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP19425583A priority Critical patent/JPS6086528A/ja
Publication of JPS6086528A publication Critical patent/JPS6086528A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/29Devices 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
    • G02F1/295Analog deflection from or in an optical waveguide structure]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (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】 〔発明の利用分野〕 本発明は光導波路を用いてレーリ′光を偏向する光偏向
装置に関するものである。
〔発明の背景〕
第1図で従来の光導波路を用いた光偏向器の動作原理を
説明する。この光偏向器は電気光学的表面プリズム光偏
向器と称される。結晶1は電気光学効果を持つ結晶であ
シ、結晶の表面には第1図(a)に示すような電極パタ
ーンが作成されている。
電極端子A、B間に電圧を印加すると結晶の表面には主
にZ方向の電界Exが生じる。第1図(b)に示すよう
に結晶の表面には1−1に示すような屈折率が他よシも
大きい光導波層が設けられておシ、片側の端面から入射
したレーデ光は光導波層を導波され他端から出射する。
レーデ光は光導波層を導波する時、電極によシ生じた電
界と電気光学効果による相互作用を受け、出射したレー
ザ光は入射レーデ光と異なる位相パターンをもつ。
結晶1として#X−カットLiNbos 結晶を用いた
場合、出射したレーデ光の位相パターンη(Z)は次式
で与えられる。
v(Z)=−(πn:rzs/)<)f Ez(z*y
)dy −・・−・(1)ここで、noは屈折率、γ3
3は電気光学定数、λ0は真空での光の波長。
式(1)は近似的に次式のように計算できる。
η(Z)=2ηo(1−2Z/w)=a++kz −−
(2)ただし、ηo = 20”a rss Vt/(
λoW)、ここでVは印加電圧。
式(2)で示されているように、出射レーデ光の位相は
第1図(C)2で示すように比例定数kをもつ直線状の
位相パターンとなる。出射レーザ光が式(2)で示され
た位相勾配をもっているとき、出射レーデ光の偏向角θ
は次式で表わされる。
θ=2λ0ηo / (πW) ・・・・・・・・・(
3)この光偏向器の解像点数Nは次式で表わされる。
ただし、αは入射ビームの断面形状に関係するパラメー
タ、Vm*xは印加電圧の最大値、0m11xはV m
ixにおける光偏向角。
t=1m、 λo=0,633μm、W=30μm。
V max =500 (v)とすると解像点数は11
点となる。
ただし、LiNb0i 結晶の場合n @ =2.2゜
ri3=30X10−”m/vである。またα=1とし
た。
ところで、光偏向器をたとえばレーグプリンタに適用す
る場合、解像点数は1000点から5000点のものが
要求されている。したがって、第1図の光偏向器におい
て、上記の算出した解像点数11点ははるかに要求仕様
を下まわるものである。
第2図は従来の光偏向器3を示す。これは電気光学的表
面プリズムアレイ(ESP)型光偏向器と称する。第1
図の電極パターンを一次元γレイ状に配置したものであ
る。この場合、電極パターンに電圧を印加すると出射レ
ーデ光の位相パターンE (Z)は第2図(b)4に示
すものどなる。E (Z)は次式で表わせる。
ただし、γレイ数はN個、 g (Z) = exp(
iη(Z))である。
η(Z)は第1図(C)に示すごとく、η(Z)= k
Z+ a によらない定数。第3図に示すごとく焦点距@fのレン
ズ5で出射レーザ光をスクリーン上に絞りこむ場合を考
える。偏向器上での座標を21スクリーン上での座標を
Zとする。出射レーデ光のスクリーン上での回折パター
ンGは次式で計算できる。
IG(0月2=1/−E (Z)exp(−iζZ)d
ZI2 −(6まただし、ζ=2πZ/(λof)。
式+61 を計算すると次式となる。
1G(ζ) l”:azQs−GM ・・・・・・・・
・(7)ただし1 、・2Wζ a2は定数 ここで、kは式(2)よシ に=−4ηo / W ・・・・・・・・・(8)ただ
し、ηo = 20 a” r ss VL/ (λO
W)式(7)を第4図にグラフで示す。印加電圧が零の
場合、すなわちに=:0の場合、Gsは実線6となりG
s −Ggは図中7となる。電圧が印加され、k=2π
/WとなるとGmは図中8となF)Gy ・Gmは図中
9となる。すなわち、この光偏向器3による光偏向はス
クリーン上で連続した元スヂットが得られないこと、し
たがって印加する電圧に対して得られる解像点数も少な
い欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明は上記した従来の光偏向器の欠点を解消するため
になされたもので、解像点数が多く〜かつスクリーン上
で空間的に連続的な光偏向を可能とする。
〔発明の概要〕
本発明では上記の目的を達成するため電気光学的表面プ
リズムアレイ(ESPと略す。)を用い、図を用いて説
明する。
ESPIOKレーデ光11が第■の光偏向器によシ入射
角度ψをもって入射する。この時、ESP上(座標2)
に入射する入射光の位相りは次式で与えられる。
すなわち2に線形な位相となる。以下、h−CZ (C
は比例定数)とおく。
ただし、 ESPはレーザ光に第2図(b)で示した位相E■を与
えるので、結局、第5図のESFを出射後の光の位相q
 (z)は第5図(b)の12となシ次式で与えられる
・・・・・・・・・aυ ただし、 a3は定数 出射レーデ光のスクリーン上での回折パターン−Gは次
式で計算できる。
1()((’)l”=14−expiq(Z)exp(
−iζZ)dZ12・・・・・・・・・αま ただし、ζ=2πZ/(λof) 弐〇zを計算すると次式となる。
1G(ζ) I”= a40g−(h −・−、・、、
α濁ただし、 a4は定数 式(I31.(11α最を第6図にグラフで示す。
第6図に示すように、関数Gs、、GMの両方とも、パ
ラメータC1およびkのために座標軸上を移動する。第
6図(a)に示すごとく、k=0の場合、すなわちES
Pの印加電圧が零の場合、Cをζ;Oから2π/Wまで
連続的に変化させることによシスクリーン上での回折パ
ターン13はζ=Oから2π/Wまで連続的に変化する
。つぎに、第6図(b)に示すとと<、k=2π/Wに
設定する。Cを(a)の場合と同様にOから2π/Wt
で連続的に変化させると回折パターン14は2π/Wか
ら4π/Wまで移動する。
以上の説明でわかるように、#!7図(a)の15に示
すととくkは2π/Wを変化幅とし、階段状に変化させ
Cは第7図(b)の16に示すように0から2π/Wま
でをくシ返し、鋸歯状波的に変化させるとスクリーン上
で連続的に光スポットt−走査させることが可能となる
〔発明の実施例〕
以下本発明の実施例を述べる。
第8図は本発明の光偏向装置を示している。
第8図(a)においてlはXカットL j N b O
s 結晶を示す。結晶表面には第1図で説明したごと〈
導波路層が形成されておシ、この導波層中をレーザ光が
通過する。
17は第■の光偏向器である。入射レーデ光20が館■
の光偏向器17を通過するとレーザ光の位相はZ座標に
線形なものとなる。さらに導波路レンズis、19でビ
ーム拡大を行ないESF3に入射する。
E8P3を出射したレーデ光は第8図(b) 23の位
相をもっている。
第9図は入射レーデ光および出射レーデ光を本発明の光
偏向器と結合させる方法としてルチル結晶24を用いた
場合を示す。
第10図は本発明の光偏向装置をレーザプリンタに応用
した例を示す。
半導体レーザ25から出射したレーザ光はカップリング
レンズ26によシ平行光に変換される。
カップリングレンズを出射した元は円筒レンズ27によ
シ本発明の光偏向器28に導ひく。光偏向器28を出射
したレーデ光は円筒レンズ29によシ平行光に変換し、
結像レンズ30に導く。結像レンズ30を出射したレー
デ光は感光ドラム35上へ絞シとまれる。円筒レンズ3
1がない場合、感光ドラムへ絞シとまれるスポットは楕
円形状となるが円筒し/ズ31は円形スポットに絞シこ
む機能をもつ。感光ドラム35は矢印のように回転して
おシ、感光ドラム上全面を光走査することが可能となる
半導体レーデ25にはパターン発生器33からの信号が
印加され、半導体レーザから出射するレーデ光を変調し
、感光ドラム上にパターンを光記録する。
34は光偏向器の駆動回路である。34−1は第■の光
偏向器を第7図16に示した信号でもって印加するため
の信号線、34−2はESPを第7図15で示した信号
で印加するための信号線を示す。34−3は駆動回路3
4の同期信号をパターン発生器33に与える信号線であ
る。
第11図は第■の光偏向器として弾性表面波を発生する
ものを用いた場合を示す。弾性表面波は電極36によ多
発生し、入射レーデ光20を偏向させる。偏向したレー
ザ光は円筒レンズ37によシESP3に導かれている。
第12図は第■の光偏向器とESPを一枚の基盤上に集
積して実装した場合を示す。基盤40はLiNbO5結
晶でYカット板を用いる。光は結晶のX軸方向から入射
させる。弾性表面波41は結晶の2軸方向に伝播させる
。入射レーザ光20は弾性表面波によ)偏向されジオデ
シックレンズ38.39を介してESP3に入射する。
21は出射レーザ光を示す。
〔発明の効果〕
本発明によれば、解像点数が多く、かつスクリーン上で
空間的に連続的な光測光を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はl素子からなる従来の電気光学的表面プリズム
光偏向器を示す図、第2図は従来の電気光学的表面プリ
ズムrレイ型元偏向器を示す図、第3図は第2図の光偏
向器を光学系に配置した従来装置の説明図、第4図は第
2図に示した従来の光偏向器の偏向特性を説明する図、
第5図は本発明の光偏向装置の原理を説明するための図
、第6図は本発明の光偏向装置の偏向特性を説明する図
、第7図は本発明の光偏向装置の動作を説明するための
図、第8図、第9図は本発明の光偏向装置を示す図、第
10図は本発明の光偏向装置をレーザプリンタに応用し
た例を示す図、第11図、第12図は本発明の光偏向装
置を示す図。 l・・・L I N b Os結晶、1−1・・・光導
波層、3・・・光偏向器、5・・・レンズ、10・・・
ESP、11・・・レーデ光、13.14・・・回折パ
ターン、17・・・第■光偏向器、18.19・・・導
波路レンズ、2o・・・入射レーデ、24・・・ルチル
結晶、25・・・半導体レーデ、26・・・カップリン
グレンズ、27・・・円筒レンズ、28・・・光偏向器
、29・・・円筒レンズ、30・−・結像レンズ、31
・・・円筒レンズ、33・・・パターン発生器、34・
・・駆動回路、35・・・感光ドラム、36・・・電極
、37・・・円筒レンズ、40・・・基盤、41・・・
弾性表面波。 ′!;2図 竿4g = 、。茅5区 (b) 、2. 等4図 竿9図 z6 茅to口 411 口 茅12図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、電気光学的表面プリズムアレイ(ESPと略す。)
    を用いた光偏向装置において、光源と前記ESPとの間
    に電気光学効果あるいは音響光学効果を利用する光偏向
    器を用いることによシ
JP19425583A 1983-10-19 1983-10-19 光偏向装置 Pending JPS6086528A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19425583A JPS6086528A (ja) 1983-10-19 1983-10-19 光偏向装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19425583A JPS6086528A (ja) 1983-10-19 1983-10-19 光偏向装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6086528A true JPS6086528A (ja) 1985-05-16

Family

ID=16321573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19425583A Pending JPS6086528A (ja) 1983-10-19 1983-10-19 光偏向装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6086528A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61282825A (ja) * 1985-06-08 1986-12-13 Brother Ind Ltd レ−ザプリンタ
EP0230726A2 (en) * 1985-11-20 1987-08-05 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Optical deflector device
JP2003084319A (ja) * 2001-09-13 2003-03-19 Fujitsu Ltd 光学装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61282825A (ja) * 1985-06-08 1986-12-13 Brother Ind Ltd レ−ザプリンタ
JP2629170B2 (ja) * 1985-06-08 1997-07-09 ブラザー工業株式会社 レーザプリンタ
EP0230726A2 (en) * 1985-11-20 1987-08-05 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Optical deflector device
JP2003084319A (ja) * 2001-09-13 2003-03-19 Fujitsu Ltd 光学装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2477069B1 (en) Optical device, exposure apparatus and laser apparatus
JPS61256321A (ja) 液晶投射型表示装置
EP0288970B1 (en) Optical system for flyingspot scanning system
JPH01237513A (ja) 光ビーム偏向走査装置
JPH05142490A (ja) 非線形周波数特性を有するレーザ走査光学系
JP2629170B2 (ja) レーザプリンタ
JP3359679B2 (ja) 光ビームの音響−光学的偏向エラーの補正方法及び装置
JPH0343707A (ja) 走査光学装置
JPS6086528A (ja) 光偏向装置
JP2005084565A5 (ja)
JPH01107213A (ja) 光導波路素子
GB2135472A (en) Beam spot scanning device
JPS59212822A (ja) 音響光学装置
JP3781545B2 (ja) 光ビーム偏向装置および描画装置
JPH0459621B2 (ja)
JPH0643505A (ja) 光ビーム偏向装置
JP3522444B2 (ja) 光ビーム変調装置
JPS62178933A (ja) 偏向式光ビ−ム走査方法
GB2069167A (en) Acousto-optic deflector
JPS5924823A (ja) 光フアイバ出力光のスペツクルの影響を消去する装置
JPH0453931A (ja) 光走査装置
JP2553367B2 (ja) 多重反射型表面弾性波光回折素子
JPS60107828A (ja) レ−ザビ−ム偏向装置
JPH0234011B2 (ja)
JPS5930521A (ja) 光走査装置