JPS61215534A - Waveguide type optoacoustic correlator - Google Patents

Waveguide type optoacoustic correlator

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JPS61215534A
JPS61215534A JP5464685A JP5464685A JPS61215534A JP S61215534 A JPS61215534 A JP S61215534A JP 5464685 A JP5464685 A JP 5464685A JP 5464685 A JP5464685 A JP 5464685A JP S61215534 A JPS61215534 A JP S61215534A
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JP
Japan
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light
deflected
acoustic wave
surface acoustic
waveguide type
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JP5464685A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Nishimoto
裕 西本
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

PURPOSE:To integrate a waveguide type AO correlator by allowing undeflected light which is not deflected with a surface acoustic wave as a noise signal to the waveguide type AO correlator to enter a waveguide type spatial filter consisting of an ion exchange area with polarization dependency and then cutting off the undeflected light. CONSTITUTION:Light 19 with an angle of divergence which is guided from a light source 12 to a plane light guide 11 formed on the surface of a dielectric substrate 24 is converted by a plane lens 13 into collimated light (incidence light) 20; the incident light 20 is deflected with the surface acoustic wave 22 generated by a surface acoustic wave generating electrode 17 to have a deflected component 21 and undeflected light 23 also remains. At this time, the deflected light 21 and undeflected light 23 are propa gated containing an angle twice as large as a Brangg's angle to enter a plane lens 14. The deflected light 21 as collimated light and undeflected light 23 which enter the plane lens 14 are converged on different points, so they are separated on a plane light guide 11. The waveguide type spatial filter 16 consisting of an ion exchange area with polarization dependency is formed at the convergence point of the undeflected light 23 and then the undeflected light 23 is cut off there, so that only the deflected light 21 is detected by a photodetector 18.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は導波型光・音響(AO)コリレータに関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a waveguide optical-acoustic (AO) correlator.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

弾性表面波による光の回折を利用した導波型AOコリレ
ータは2倍号の相関を瞬時に得るものであり、相関処理
、及び、判定処理の高速化が可能である。
A waveguide type AO correlator that utilizes light diffraction by surface acoustic waves can instantaneously obtain a double correlation, and can speed up correlation processing and determination processing.

導波型AOコリレータとは、誘電体基板表面に形成され
た平面光導波路の端面より入射した拡がり角を有する光
を平面レンズによりコリメート光に交換し、このコリメ
ート光を弾性表面波により光の波長1弾性表面波の励振
周波数及び伝搬速度と平面光導波路の屈折率で決まるプ
ラグ角の2倍の角で偏向し、この偏向光を蓄積型の光検
出器を用いて相関信号として検出するものである。この
とき、弾性表面波により偏向されないコリメート光(以
後、非偏向光と呼ぶ)も平面光導波路を伝搬している。
A waveguide type AO correlator exchanges light with a divergence angle incident from the end face of a planar optical waveguide formed on the surface of a dielectric substrate into collimated light using a plane lens, and converts this collimated light into a wavelength of light using a surface acoustic wave. 1 deflects the light at an angle twice the plug angle determined by the excitation frequency and propagation speed of the surface acoustic wave and the refractive index of the planar optical waveguide, and detects this deflected light as a correlation signal using a storage type photodetector. be. At this time, collimated light that is not deflected by the surface acoustic wave (hereinafter referred to as unpolarized light) is also propagating through the planar optical waveguide.

従って、相関信号のみを検出するには、偏向光と非偏向
光を分離する必要がある。
Therefore, in order to detect only the correlation signal, it is necessary to separate polarized light and non-polarized light.

プラグ回折を用いた導波型AOコリレータにおいて偏向
光と非偏向光を分離する方法として、ソサエティ オプ
 ホオトーオプティカル インストゥルメント エンジ
ニアース(SPIE)180巻。
As a method for separating polarized light and non-polarized light in a waveguide AO correlator using plug diffraction, Society for Optical Instrument Engineering (SPIE) Volume 180.

1979年、160〜162ページの文献によれば、平
面光導波路に3個の平面レンズ、かつ、空間フィルタを
用いる方法が提案されている。
According to a document published in 1979, pages 160 to 162, a method using three planar lenses and a spatial filter in a planar optical waveguide is proposed.

第2図が、その原理を示す平面図であり、誘電体基板4
4表面に設けた平面光導波路31に、その端面より光源
32から放射された拡がり角を有する光を導波し、拡が
り角を有しながら伝搬する光39を平面レンズ33によ
りコリメート光(以後、入射光と呼ぶ)40に変換する
。入射光40が入力信号S。
FIG. 2 is a plan view showing the principle of the dielectric substrate 4.
4. Light having a divergence angle emitted from a light source 32 is guided from its end face to a plane optical waveguide 31 provided on the surface of the optical waveguide 31, and the light 39 propagating while having a divergence angle is collimated by a plane lens 33 (hereinafter referred to as 40 (referred to as incident light). The incident light 40 is the input signal S.

(1)により強度変調され、弾性表面波発生用電極37
により発生する弾性表面波42が入力信号32(t)に
より振幅変調されているとき、弾性表面波42により回
折された偏向光41は入力信号5t(t)と82(1)
の積の信号となる。このとき、偏向光41の強度は弾性
表面波42による入射光40の偏向効率で決まるため、
偏向されない非偏向光43が残る。この非偏向光43は
導波型AOコリレータにとっては不要信号であり、誤動
作等の原因となるため除去する必要がある。
The intensity is modulated by (1), and the surface acoustic wave generation electrode 37
When the surface acoustic wave 42 generated by is amplitude-modulated by the input signal 32(t), the polarized light 41 diffracted by the surface acoustic wave 42 is generated by the input signals 5t(t) and 82(1).
The signal is the product of At this time, since the intensity of the polarized light 41 is determined by the deflection efficiency of the incident light 40 by the surface acoustic wave 42,
Unpolarized light 43 remains. This unpolarized light 43 is an unnecessary signal for the waveguide type AO correlator and must be removed because it causes malfunctions and the like.

偏向光41と非偏向光43を分離するため、平面レンズ
34を用いる。すなわち、コリメート光である偏向光4
1と非偏向光43を平面レンズ34に入射させることに
よりそれぞれ集光させ、空間的に平面光導波路上で分離
する。その集光する位置において導波型空間フィルタ3
6により非偏向光43のみを遮断し、偏向光41のみを
再び平面レンズ35に入射させ、もとのコリメート光に
交換し、受光素子38に入射させることにより相関信号
のみを簡単に検出できる。従って、3個の平面レンズ3
3.34.35および導波型空間フィルタ36を用いる
ことにより、プラグ回折を利用した導波型AOコリレー
タを実現するものである。
A plane lens 34 is used to separate polarized light 41 and non-polarized light 43. In other words, polarized light 4 which is collimated light
1 and the unpolarized light 43 are made incident on the plane lens 34, and are respectively condensed and separated spatially on the plane optical waveguide. A waveguide spatial filter 3 is located at the position where the light is focused.
6, only the unpolarized light 43 is blocked, and only the polarized light 41 is made incident on the plane lens 35 again, exchanged with the original collimated light, and made incident on the light receiving element 38, thereby making it possible to easily detect only the correlation signal. Therefore, three plane lenses 3
By using 3.34.35 and the waveguide spatial filter 36, a waveguide AO correlator using plug diffraction is realized.

光源32は半導体レーザ等からなり、平面光導波路31
は誘電体基板を例えばL IN b 03とすると基板
表面にチタン(T1)を熱拡散し設けた平面光導波路等
からなり、また、平面レンズ33,34゜35は、フレ
ネルレンズ、ジオデシックレンズ等からなる。しかし導
波型空間フィルタについてはいまだ具体的な素子、及び
その実現方法は提案されておらず、3個の平面レンズ、
かつ導波型空間フィルタを用いた導波型AOコリレータ
の集積化は困難である。
The light source 32 consists of a semiconductor laser or the like, and the planar optical waveguide 31
If the dielectric substrate is, for example, LIN b 03, then it consists of a planar optical waveguide etc. provided by thermally diffusing titanium (T1) on the surface of the substrate, and the planar lenses 33, 34° 35 are made of Fresnel lenses, geodesic lenses, etc. Become. However, for the waveguide spatial filter, no specific elements or implementation methods have been proposed yet, and three planar lenses,
Moreover, it is difficult to integrate a waveguide type AO correlator using a waveguide type spatial filter.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、導波型空間フィルタとして偏光依存性
を有するイオン交換領域からなる導波型空間フィルタを
形成し、集積化を実現できる導波型AOコリレータを提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a waveguide-type AO correlator that can be integrated by forming a waveguide-type spatial filter consisting of an ion exchange region having polarization dependence as a waveguide-type spatial filter.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明は誘電体基板表面に形成された平面光導波路を伝
搬する光ビームを弾性表面波により偏向させ、偏向光を
光検出器により検出することによって光ビームの信号と
弾性表面波との相関信号を得る導波型光・音響コリレー
タにおいて、前記平面光導波路に、3個の平面レンズと
弾性表面波を発生する弾性表面波発生電極を形成し、か
つ、前記平面光導波路に、弾性表面波により偏向されな
い非偏向光を遮断せしめる偏光依存性を有するイオン交
換領域からなる導波型空間、フィルタを形成したことを
特徴としている。
The present invention deflects a light beam propagating through a planar optical waveguide formed on the surface of a dielectric substrate using a surface acoustic wave, and detects the deflected light with a photodetector, thereby producing a correlation signal between the light beam signal and the surface acoustic wave. In the waveguide type optical/acoustic correlator, three plane lenses and a surface acoustic wave generating electrode that generates a surface acoustic wave are formed in the planar optical waveguide, and the planar optical waveguide is provided with a The present invention is characterized in that a waveguide type space and a filter are formed, which are made of an ion exchange region having polarization dependence that blocks unpolarized light that is not deflected.

〔実 施 例〕〔Example〕

次に図面を用いて本発明の詳細な説明する。 Next, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図は、本発明による導波型光・音響(AO)コリレ
ータの一実施例の構造及び動作原理を説明する平面図で
ある。
FIG. 1 is a plan view illustrating the structure and operating principle of an embodiment of a waveguide type optical/acoustic (AO) correlator according to the present invention.

誘電体基板24表面に形成された平面光導波路11に光
源11より導波された拡がり角を有する光19は平面レ
ンズ13によりコリメート光(以後、入射光と呼ぶ)2
0に変換され、入射光20は弾性表面波発生電極17よ
り発生する弾性表面波22により偏向され、偏向光21
が生じるとともに、偏向されない非偏向光23も残る。
Light 19 having a divergence angle guided by the light source 11 into the planar optical waveguide 11 formed on the surface of the dielectric substrate 24 is collimated by the planar lens 13 (hereinafter referred to as incident light) 2
0, the incident light 20 is deflected by the surface acoustic wave 22 generated by the surface acoustic wave generating electrode 17, and the incident light 20 is deflected by the surface acoustic wave 22 generated by the surface acoustic wave generating electrode 17,
occurs, and unpolarized light 23 that is not deflected also remains.

このとき、偏向光21と非偏向光23は、光の波長(λ
op)、弾性表面波の励振周波数(f)及び伝搬速度(
Vs)と平面光導波路の屈折率(n)で決まるプラグ角
(θB=λopf/2nVs)の2倍の角をなして伝搬
し、平面レンズ14に入射する。平面レンズ14に入射
したコリメート光である偏向光21と非偏向光23は、
異なる点で集光するため平面光導波路11上で分離され
る。
At this time, the polarized light 21 and the unpolarized light 23 have a wavelength (λ
op), the excitation frequency (f) and propagation velocity of the surface acoustic wave (
The light propagates at an angle twice the plug angle (θB=λopf/2nVs) determined by the refractive index (n) of the planar optical waveguide and enters the planar lens 14. The polarized light 21 and the non-polarized light 23, which are collimated lights, which entered the plane lens 14 are as follows.
The light is separated on the planar optical waveguide 11 in order to focus the light at different points.

非偏向光23が集光する地点に偏光依存性を有するイオ
ン交換領域からなる導波型空間フィルタ16を形成すれ
ば、非偏向光23はそれより前に伝搬せず遮断される。
If a waveguide spatial filter 16 made of an ion exchange region having polarization dependence is formed at a point where the unpolarized light 23 is focused, the unpolarized light 23 will not propagate earlier and will be blocked.

従って、偏向光21のみが平面レンズ15により再びコ
リメート光に変換され光検出器18により検出される。
Therefore, only the polarized light 21 is converted back into collimated light by the plane lens 15 and detected by the photodetector 18.

次表は、誘電体基板をL ] N b C)+基板とし
、イオン交換領域をH゛交換領域とした場合の、L+N
b()+基板の結晶軸のカット方向、光の伝搬方向、及
びH゛交換領域の偏光依存性を示すものであり、本発明
による導波型AOコリレータが用いる原理の特性表であ
る。
The following table shows L+N when the dielectric substrate is L ] N b C)+ substrate and the ion exchange region is H゛ exchange region.
b()+ It shows the cut direction of the crystal axis of the substrate, the propagation direction of light, and the polarization dependence of the H exchange region, and is a characteristic table of the principle used by the waveguide type AO correlator according to the present invention.

LiNbO3基板にXカット、光ビームの伝搬方向をZ
軸方向とした場合、または、LiNb○。
X-cut on LiNbO3 substrate, Z-cut for light beam propagation direction
In the case of axial direction, or LiNb○.

基板にXカット、光ビームの伝搬方向をZ軸方向とした
場合、または、L IN b 03基板に128゜Xカ
ット、光ビームの伝搬方向をZ−38°軸方向とした場
合は、平面光導波路にどのような偏光の光ビームが伝搬
していても、非偏向光の集光する地点にH゛交換領域か
らなる導波型空間フィルタを形成すれば非偏向光は遮断
される。
If the board has an X cut and the light beam propagation direction is the Z-axis direction, or if the LIN b 03 board has a 128°X cut and the light beam propagation direction is the Z-38° axis direction, the planar light guide Regardless of the polarization of the light beam propagating along the wave path, the non-polarized light can be blocked by forming a waveguide spatial filter consisting of an H exchange region at the point where the non-polarized light is focused.

また、LiNbO3基板にXカット、光ビームの伝搬方
向をY軸方向とした場合、または、LiNbO3基板に
Xカット、光ビームの伝搬方向をX軸方向とした場合に
は、光源より平面光導波路に導波される光ビームの偏光
を1Mモードとしておけば、非偏向光の集光する地点に
H゛交換領域からなる導波型空間フィルタを形成すれは
非偏向光は、遮断される。同様にLiNbO3基板にX
カット、光ビームの伝搬方向をX軸またはY軸方向とし
た場合、または、L IN b 03基板に128゜X
カット、光ビームの伝搬方向をX軸方向とじた場合には
、光源より平面光導波路に導波される光ビームの偏光を
TEモードとしておけば、非偏向光の集光する地点にH
゛交換領域からなる導波型空間フィルタを形成すれば非
偏向光は遮断される。
In addition, if the LiNbO3 substrate has an X cut and the propagation direction of the light beam is the Y-axis direction, or if the LiNbO3 substrate has an X cut and the light beam propagation direction is the X-axis direction, the light source can be If the polarization of the guided light beam is set to 1M mode, the non-polarized light will be blocked unless a wave-guiding spatial filter consisting of an H exchange region is formed at the point where the non-polarized light is focused. Similarly, X
When cutting, when the propagation direction of the light beam is the X-axis or Y-axis direction, or when the direction of propagation of the light beam is set to
When the propagation direction of the light beam is stopped in the X-axis direction, if the polarization of the light beam guided from the light source to the planar optical waveguide is set to TE mode, the H
``If a waveguide spatial filter consisting of exchange regions is formed, non-polarized light will be blocked.

H゛交換領域を用いた非偏向光の遮断の効果は、例えば
、L I N b 03基板をXカット、光ビームの伝
搬方向をY軸方向とした場合、H゛交換領域の光ビーム
の伝搬方向の長さをl mmとすれば、30dB以上の
減衰が得られる。また、H゛交換領域の光ビームの伝搬
方向の長さを長くすれば、減衰量が増すことは簡単に類
推できる。
The effect of blocking unpolarized light using the H-exchange region is, for example, when the LIN b 03 substrate is X-cut and the propagation direction of the light beam is the Y-axis direction, the propagation of the light beam in the H-exchange region is If the length in the direction is 1 mm, an attenuation of 30 dB or more can be obtained. Furthermore, it can be easily inferred that if the length of the H exchange region in the propagation direction of the light beam is increased, the amount of attenuation increases.

平面光導波路は例えばT1を熱拡散して形成し、H゛交
換領域は、安息香酸を用いてプロトン(Hl)とリチウ
ム(Li)のイオン交換を行なうことにより形成される
。同様な効果は、誘電体基板をLiNb0:+とすれば
、LiNbO3基板表面にA g N 03を用いてA
g+交換領域を形成しても、また、TANO3を用いて
T1+交換領域を形成しても得られる。また、誘電体基
板をLiTaO3とすれば、LiTaO3基板表面に、
AgNO2を用いてAg”交換領域を形成しても同様な
効果が得られる。誘電体基板とイオン交換領域の組合わ
せは、イオン交換領域が偏光依存性を有すればどのよう
な組合わせも許される。
The planar optical waveguide is formed, for example, by thermally diffusing T1, and the H exchange region is formed by ion exchange of protons (Hl) and lithium (Li) using benzoic acid. A similar effect can be obtained by using A g N 03 on the surface of the LiNbO3 substrate if the dielectric substrate is LiNb0:+.
It can be obtained by forming a g+ exchange region or by forming a T1+ exchange region using TANO3. Moreover, if the dielectric substrate is LiTaO3, on the surface of the LiTaO3 substrate,
A similar effect can be obtained by forming an Ag" exchange region using AgNO2. Any combination of the dielectric substrate and the ion exchange region is allowed as long as the ion exchange region has polarization dependence. It will be done.

前述の如く、本発明による非偏向光の遮断に偏光依存性
を有するイオン交換領域からなる導波型空間フィルタを
設けた導波型AOコリレータ、の構成を用いれば、困難
であった導波型AOコリレータの集積化を簡単に実現で
きる。
As mentioned above, if the configuration of the waveguide type AO correlator provided with the waveguide type spatial filter made of the ion exchange region having polarization dependence is used to block unpolarized light according to the present invention, the waveguide type, which was difficult to block, can be used. Integration of AO correlators can be easily realized.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上説明したように、導波型AOコリレータに
とってノイズ信号である弾性表面波によって偏向されな
い非偏向光を、偏光依存性を有するイオン交換領域から
なる導波型空間フィルタに入射させ遮断することにより
、困難であった導波型AOコリレータの集積化を実現で
きる。
As explained above, the present invention allows unpolarized light that is not deflected by surface acoustic waves, which is a noise signal for a waveguide type AO correlator, to enter a waveguide type spatial filter made of an ion exchange region having polarization dependence and is blocked. This makes it possible to integrate waveguide-type AO correlators, which has been difficult.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第り図は、本発明の一実施例の平面図、第2図は、従来
例における導波型AOコリレータの平面図である。 11、31・・・・・・平面光導波路 12、32・・・・・・光源 13、14.15.33.34.35・・・・・・平面
レンズ36・・・・・・導波型空間フィルタ 17、37・・・・・・弾性表面波発生電極18、38
・・・・・・光検出器 19、39・・・・・・拡がり角を有しながら伝搬する
光20、40・・・・・・コリメート光(入射光)21
、41・・・・・・偏向光 22、42・・・・・・弾性表面波 23、43・・・・・・非偏向光 24、44・・・・・・誘電体基板 16・・・・・・イオン交換領域からなる導波型空間フ
ィルタ 代理人 弁理士 岩 佐 義 幸 73、14.1g: 平面レンズ゛ 16: イオン交41!411j婚がミなS着涙型墾藺
フィルタ2g=偏向光 23:4P傷向光 24Si*電#墨11一式i 第1図 33、j4.35 :平面しンス゛ 36−45皮型空藺フィルり 4I:*内光 +3 : $偏向光 第2図
FIG. 2 is a plan view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a conventional waveguide type AO correlator. 11, 31... Planar optical waveguide 12, 32... Light source 13, 14.15.33.34.35... Planar lens 36... Wave guide Type space filters 17, 37...Surface acoustic wave generating electrodes 18, 38
. . . Photodetectors 19, 39 . . . Light propagating with divergence angles 20, 40 . . . Collimated light (incident light) 21
, 41...Polarized light 22, 42...Surface acoustic waves 23, 43...Non-polarized light 24, 44...Dielectric substrate 16... ...Waveguide type spatial filter agent consisting of ion exchange region Patent attorney Yoshiyuki Iwasa 73, 14.1g: Flat lens ゛16: Ion exchange 41! Deflected light 23: 4P scratched light 24Si*electronic black 11 set i Fig. 1 33, j4.35: Plane lens 36-45 skin type blank filter 4I: *Internal light +3: $ Deflected light Fig. 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)誘電体基板表面に形成された平面光導波路を伝搬
する光ビームを弾性表面波により偏向させ、偏向光を光
検出器により検出することによって光ビームの信号と弾
性表面波との相関信号を得る導波型光・音響コリレータ
において、前記平面光導波路に、3個の平面レンズと弾
性表面波を発生する弾性表面波発生電極を形成し、かつ
、前記平面光導波路に、弾性表面波により偏向されない
非偏向光を遮断せしめる偏光依存性を有するイオン交換
領域からなる導波型空間フィルタを形成したことを特徴
とする導波型光・音響コリレータ。
(1) A light beam propagating through a planar optical waveguide formed on the surface of a dielectric substrate is deflected by a surface acoustic wave, and the deflected light is detected by a photodetector to generate a correlation signal between the light beam signal and the surface acoustic wave. In the waveguide type optical/acoustic correlator, three plane lenses and a surface acoustic wave generating electrode that generates a surface acoustic wave are formed in the planar optical waveguide, and the planar optical waveguide is provided with a A waveguide type optical/acoustic correlator characterized by forming a waveguide type spatial filter consisting of an ion exchange region having polarization dependence that blocks unpolarized light that is not deflected.
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