JPS61238020A - 電界制御型光導波路レンズ - Google Patents
電界制御型光導波路レンズInfo
- Publication number
- JPS61238020A JPS61238020A JP7847685A JP7847685A JPS61238020A JP S61238020 A JPS61238020 A JP S61238020A JP 7847685 A JP7847685 A JP 7847685A JP 7847685 A JP7847685 A JP 7847685A JP S61238020 A JPS61238020 A JP S61238020A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- lens
- electric field
- focal length
- light guide
- 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
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- 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】
［技術分野］
この発明は、二次元光導波路内を伝搬する導波光に対し
て集光２発散、コリメーション等の機能を達成する導波
路レンズに関し、さらに詳しくは印加電圧によってその
焦点距離が制御される電界制御型光導波路レンズに関す
る。
て集光２発散、コリメーション等の機能を達成する導波
路レンズに関し、さらに詳しくは印加電圧によってその
焦点距離が制御される電界制御型光導波路レンズに関す
る。
［従来技術］
近年オプトエレクトロニクス技術の進展はめざましく、
その中でも、光導波エレクトロニクスに関する研究が盛
んである。光導波エレクトロニクスの分野では光平面回
路素子が光伝送系としての光導波路、光源および光検出
器とともに重要な役割を演する。光平面回路素子の中で
は光導波路しンズが広がりのある光信号の処理のために
不可欠の要素となっている。
その中でも、光導波エレクトロニクスに関する研究が盛
んである。光導波エレクトロニクスの分野では光平面回
路素子が光伝送系としての光導波路、光源および光検出
器とともに重要な役割を演する。光平面回路素子の中で
は光導波路しンズが広がりのある光信号の処理のために
不可欠の要素となっている。
従来の光導波路レンズには、屈折率の相違を利用するモ
ードΦインデックス・レンズ（ルネブルク・レンズを含
む）、フエルマの原理にしたがって曲面の測地線にそっ
て光を伝搬させるジオデシック拳レンズ、格子線での光
の回折を利用するグレーティング・レンズ等がある。
ードΦインデックス・レンズ（ルネブルク・レンズを含
む）、フエルマの原理にしたがって曲面の測地線にそっ
て光を伝搬させるジオデシック拳レンズ、格子線での光
の回折を利用するグレーティング・レンズ等がある。
これらの光導波路レンズ°はいずれも光導波路に固定的
に設けられるものであり、その焦点距離を調整する機構
を備えていないから、製作の段階できわめて高精度につ
くっておかなければならず。
に設けられるものであり、その焦点距離を調整する機構
を備えていないから、製作の段階できわめて高精度につ
くっておかなければならず。
そのために多大な労力と時間とを要していた。
［発明の目的］
この発明は、きわめて簡単に焦点距離を調整することの
できる電界制御型光導波路レンズを提供することを目的
とする。
できる電界制御型光導波路レンズを提供することを目的
とする。
〔発明の構成、効果１
この発明による電界制御型光導波路レンズは。
基板上に形成された電気光学効果を有する光導波路に形
成された光導波路レンズの近傍に、この光導波路レンズ
部分の屈折率を変化させる電界を印加するための焦点距
離調整用電極が設けられていることを特徴とする。光導
波路レンズとしては。
成された光導波路レンズの近傍に、この光導波路レンズ
部分の屈折率を変化させる電界を印加するための焦点距
離調整用電極が設けられていることを特徴とする。光導
波路レンズとしては。
後述する実施例におけるフレネル□レンズの他に上述し
たモードψインデックス・レンズ、ジオデシック・レン
ズ、グレーティング・レンズなどがある。
たモードψインデックス・レンズ、ジオデシック・レン
ズ、グレーティング・レンズなどがある。
この発明によると、電極間に電圧を印加するだけで光導
波路レンズが設けられている部分の屈折率が変わり、光
導波路レンズの焦点距離が変化する。したがりて、印加
電圧を変えることにより焦点距離の調整が可能であるか
ら、製作段階で必ずしも厳密な焦点距離のものをつくら
なくてもよく、レンズの作成が容易となる。また、必要
に応じて焦点距離を変えることができるから種々の用途
に適応できる。
波路レンズが設けられている部分の屈折率が変わり、光
導波路レンズの焦点距離が変化する。したがりて、印加
電圧を変えることにより焦点距離の調整が可能であるか
ら、製作段階で必ずしも厳密な焦点距離のものをつくら
なくてもよく、レンズの作成が容易となる。また、必要
に応じて焦点距離を変えることができるから種々の用途
に適応できる。
［実施例の説明］
第１図および第２図において、基板１としてたとえばＳ
ｌ結晶が用いられている。この基板１上に５ｌｏ２から
なるバッファ層４が形成されたのち。
ｌ結晶が用いられている。この基板１上に５ｌｏ２から
なるバッファ層４が形成されたのち。
ＺｎＯをスパッタすることにより光導波層２が形成され
る。光導波層２は電界を加えることにより屈折率が変化
する電気光学効果をもつ材料によりつくられる。基板１
としてニオブ酸リチウム結晶を用いてもよい。この場合
にはたとえばチタンを熱拡散することにより光導波層２
が形成される。
る。光導波層２は電界を加えることにより屈折率が変化
する電気光学効果をもつ材料によりつくられる。基板１
としてニオブ酸リチウム結晶を用いてもよい。この場合
にはたとえばチタンを熱拡散することにより光導波層２
が形成される。
光導波路レンズの例として第１図および第２図ではフレ
ネル・レンズ３が示されている。このフレネル中レンズ
３は光導波層２上に形成されている。レンズ３は光軸Ｚ
を中心として外方にいくほど巾が狭くなる２Ｍ個のゾー
ンから構成されており、各ゾーンにおいて、光軸Ｚを中
心として（すなわち原点として）光軸方向に２乗分布の
Ｉｌｌをもつ（すなわちＸ２に比例したＺ軸方向の長さ
をもつ）溝５が形成されている。溝５の深さは一定であ
り、それは光導波層２の厚さよりも浅くてもよい。この
ような構成により、第４図に示すように、実効屈折率が
複数のゾーンの各ゾーンごとに２乗分布となる屈折率分
布が生じ、フレネル・レンズとなる。この図においてｎ
はレンズ３が形成されていない部分におきる光導波路
２の屈折率である。このようなフレネル・レンズは、特
願昭５９−２３０８９２に詳述されている。
ネル・レンズ３が示されている。このフレネル中レンズ
３は光導波層２上に形成されている。レンズ３は光軸Ｚ
を中心として外方にいくほど巾が狭くなる２Ｍ個のゾー
ンから構成されており、各ゾーンにおいて、光軸Ｚを中
心として（すなわち原点として）光軸方向に２乗分布の
Ｉｌｌをもつ（すなわちＸ２に比例したＺ軸方向の長さ
をもつ）溝５が形成されている。溝５の深さは一定であ
り、それは光導波層２の厚さよりも浅くてもよい。この
ような構成により、第４図に示すように、実効屈折率が
複数のゾーンの各ゾーンごとに２乗分布となる屈折率分
布が生じ、フレネル・レンズとなる。この図においてｎ
はレンズ３が形成されていない部分におきる光導波路
２の屈折率である。このようなフレネル・レンズは、特
願昭５９−２３０８９２に詳述されている。
フレネル・レンズとしては、特願昭５９−２３０８９３
に詳述されているような、各ゾーンにおいて、光軸Ｚを
中心として光軸に垂直な方向に２乗分布の屈折率分布が
形成されるような（すなわちＸ２に比例した屈折率分布
が形成されるような）深さの分布をもつ溝が形成された
ものを用いることもできる。
に詳述されているような、各ゾーンにおいて、光軸Ｚを
中心として光軸に垂直な方向に２乗分布の屈折率分布が
形成されるような（すなわちＸ２に比例した屈折率分布
が形成されるような）深さの分布をもつ溝が形成された
ものを用いることもできる。
第１図および第２図に示されるフレネル・レンズは、た
とえば次のようにして作製される。まず、光導波層２上
に電子線レジストを塗布し、電子線描画装置でレンズ・
パターン（溝５のパターン）をレジスト上に描画する。
とえば次のようにして作製される。まず、光導波層２上
に電子線レジストを塗布し、電子線描画装置でレンズ・
パターン（溝５のパターン）をレジスト上に描画する。
次に現像したのち、ドライ・エツチングを行ない溝５を
形成する。
形成する。
このようなフレネル・レンズ３の両側に１゛対の焦点距
Ａｔ調整用電極６が形成されている。電極６の材料とし
てはたとえばＡＪが用いられ、リフトオフ法により作成
される。電極６と光導波層２との間にバッファ層を設け
ておくと、光導波層２を伝播する光の減衰を防止するこ
とができる（とくに第３図に示される構造のものの場合
）。
Ａｔ調整用電極６が形成されている。電極６の材料とし
てはたとえばＡＪが用いられ、リフトオフ法により作成
される。電極６と光導波層２との間にバッファ層を設け
ておくと、光導波層２を伝播する光の減衰を防止するこ
とができる（とくに第３図に示される構造のものの場合
）。
電極６間に電圧を印加しない場合には、フレネル・レン
ズ３に入射する平行光はレンズ３によって偏向され１点
Ｐに焦点を結ぶ。スイッチ８をオンとして電源７により
電極６間に電圧を印加すると、フレネル・レンズ３部分
の屈折率が変化し。
ズ３に入射する平行光はレンズ３によって偏向され１点
Ｐに焦点を結ぶ。スイッチ８をオンとして電源７により
電極６間に電圧を印加すると、フレネル・レンズ３部分
の屈折率が変化し。
点Ｐａで示すように焦点距離が移動する。電源７を電圧
可変なものとすれば、電極６間への印加電圧を変えるこ
とにより、焦点Ｐ、 Ｐ の位置を光軸Ｚ上で任意
に移動させることもできる。
可変なものとすれば、電極６間への印加電圧を変えるこ
とにより、焦点Ｐ、 Ｐ の位置を光軸Ｚ上で任意
に移動させることもできる。
第３図は変形例を示している。第１図に示すものと同一
物には同一符号が付けられている。ここでは、一対の電
極６がフレネル・レンズ３の前後に設けられている。基
板材料、結晶方位その他に応じて、印加すべき電界の方
向を電極配置によって任意に設定することが可能である
。
物には同一符号が付けられている。ここでは、一対の電
極６がフレネル・レンズ３の前後に設けられている。基
板材料、結晶方位その他に応じて、印加すべき電界の方
向を電極配置によって任意に設定することが可能である
。
場合によっては、第３図にハツチングで示すようにフレ
ネル・レンズ３上に一方の電極を形成し、基板を他方の
電極としてこれらの電極間に電圧を加えてもよい。
ネル・レンズ３上に一方の電極を形成し、基板を他方の
電極としてこれらの電極間に電圧を加えてもよい。
第１図はこの発明の実施例を示す斜視図、第２図は第１
図の■−■線にそう拡大断面図、第３図は他の実施例を
示す斜視図、第４図は光導波路に発生する屈折率分布を
示すグラフである。 １・・・基板、２・・・光導波層、３・・・フレネル・
レンズ。 ６・・・電極。 以 上
図の■−■線にそう拡大断面図、第３図は他の実施例を
示す斜視図、第４図は光導波路に発生する屈折率分布を
示すグラフである。 １・・・基板、２・・・光導波層、３・・・フレネル・
レンズ。 ６・・・電極。 以 上
Claims (3)
- （１）基板上に形成された電気光学効果を有する光導波
路に形成された光導波路レンズの近傍に、この光導波路
レンズ部分の屈折率を変化させる電界を印加するための
焦点距離調整用電極が設けられていることを特徴とする
電界制御型光導波路レンズ。 - （２）上記光導波路レンズが、光導波路上に形成され、
光軸を中心として外方にいくほど巾が狭くなる複数のゾ
ーンをもつフレネル・レンズであって、各ゾーンごとに
、光軸を中心として光軸方向に２乗分布の巾をもつ溝ま
たは空間が形成されているものであることを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項に記載の電界制御型光導波路
レンズ。 - （３）上記光導波路レンズが、光導波路上に形成され、
光軸を中心として外方にいくほど巾が狭くなる複数のゾ
ーンをもつフレネル・レンズであって、各ゾーンごとに
、光軸を中心として光軸に垂直な方向に２乗分布の屈折
率分布が形成されるような深さ分布をもつ溝または空間
が形成されているものであることを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項に記載の電界制御型光導波型レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7847685A JPS61238020A (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | 電界制御型光導波路レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7847685A JPS61238020A (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | 電界制御型光導波路レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61238020A true JPS61238020A (ja) | 1986-10-23 |
Family
ID=13663063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7847685A Pending JPS61238020A (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | 電界制御型光導波路レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61238020A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57138621A (en) * | 1981-02-20 | 1982-08-27 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Fresnel optical scanner |
| JPS5918931A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光偏向素子 |
-
1985
- 1985-04-15 JP JP7847685A patent/JPS61238020A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57138621A (en) * | 1981-02-20 | 1982-08-27 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Fresnel optical scanner |
| JPS5918931A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光偏向素子 |
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