JPS6126051B2 - - Google Patents

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JPS6126051B2
JPS6126051B2 JP54009763A JP976379A JPS6126051B2 JP S6126051 B2 JPS6126051 B2 JP S6126051B2 JP 54009763 A JP54009763 A JP 54009763A JP 976379 A JP976379 A JP 976379A JP S6126051 B2 JPS6126051 B2 JP S6126051B2
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JP
Japan
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flat surface
gap
prism
light
optical
Prior art date
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JP54009763A
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English (en)
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JPS54128752A (en
Inventor
Guroobaa Goodon Sekando Josefu
Tabaania Shinsaabotsukusu Guren
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
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Publication of JPS54128752A publication Critical patent/JPS54128752A/ja
Publication of JPS6126051B2 publication Critical patent/JPS6126051B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学装置特に光線の振幅を変調する装
置に関するものである。
本発明の主目的は改良された光変調器を提供す
ることである。
本発明の他の目的は単色光線の振幅を変調する
改良された装置を提供することである。
さらに本発明の他の目的は応答時間が速く適度
の断面積を持つた光線の振幅を変調する装置を提
供することである。
また本発明の他の目的は比較的低い電圧を用い
て単色光線の振幅を変調する装置を提供すること
である。
そして本発明の他の目的は可変光減衰器として
働く装置を提供することである。
光線を変調する今日の方法には機械的に動作す
るシヤツタ、電気光学装置及び音響光学装置があ
る。機械的な変調器は機械的な部分がミリメータ
程度の距離の移動を必要とするので本質的に遅
い。電気光学装置は入射光線の偏光状態を回転さ
せる手段を含む。これは本質的に数千ボルト程度
の高電圧操作であり、電子工学的に複雑になり、
また遅い応答を生じる。
光学的に透明な物質に入射される光の屈折率を
音波により周期的に変化させ回折により入射光線
を偏光させる動作を音響光学変調器はする。音波
の有限な速度により装置が速い応答時間を持つた
めには小さな断面積が光線に必要なので、これら
は本質的に小さな口径の装置である。
特公昭45−15479には光変調器として用いられ
るスイツチ可能な内部全反射形の光偏光器が述べ
られている。この偏光器はプリズムに密接して設
置されたガラス板の表面が曲がるように用いられ
る圧電結晶を持つている。ガラス板とプリズムの
間隔がλ／50より狭いすなわち100Å程度である
時は、光線は内部全反射をせずに通過る。これは
互いに十分接触していることを意味する。プリズ
ムとガラス板の間の引力ははく離する程度の大き
さである。この引力はガラス表面の冷間溶接によ
り行なわれる。またこの結果数百万サイクルの
後、この装置は使えなくなる。ガラス板はプリズ
ムと光学的に接触したり離れたりするので、偏向
器の寿命は界面のはく離により制限される。
本発明の目的と効果をさらによく理解するため
に、以下の詳細な説明及び図面が用いられる。ま
た本発明の種々の新規な特徴が特許請求の範囲に
詳しく明らかにされている。
適度の断面積及び速い応答時間を持つたコリメ
ート光線の使用に適していて、且つ比較的低電圧
で動作する光変調器は、例えばギヤツプの調節に
より離されたガラスプリズムと滑かな金属表面を
含む。ギヤツプはプリズムよりも低い屈折率を持
つた媒体、例えば空気で満たされる。ガラス・プ
リズムとギヤツプの界面で内部全反射が起こるよ
うに、単色光線は特定の入射角でプリズムに入射
される。ギヤツプ間隔のほぼ１μｍの変化で、反
射率は95％より大きい値から本質的に０％まで十
分変化する。ギヤツプの大きさは機械的に調節さ
れ、またこの機械的な装置は光変調の周波数応答
を決める。
まず初めに本発明による光変調器の構造につい
て述べる。第１図より本発明による光変調器１０
はプリズム１２と滑かな表面１４を持つた基板１
３を含む。プリズム１２は少なくとも１つの平ら
な表面を持つていれば、光学的に透明な物質で且
つ平らなあるいは曲がつた表面を持つていても良
い。例えばプリズム１２は第１図に示されている
ように３角形の形をしているが、半円筒や台形の
形等も可能である。プリズム１２のふさわしい材
料としてはガラスやプラスチツクや天然あるいは
人造の水晶等である。プリズム１２の底部表面は
ギヤツプ１８により滑かな表面１４から離れてい
る。空気は媒体１９のふさわしい例である。誘電
率の必要条件が満されさえすれば、媒体１９はい
かなる気体や液体あるいは圧縮性の固体でも良
い。
基板１３の材料は反射光線２４のエネルギーが
ギヤツプ１８の距離の関数であるように選ばれ
る。この効果はよく知られたフレネルの方程式に
より表わされ、また大きさが媒体１９より大きい
負の誘電率を表面１４が持つ時に起きる。これら
の条件は大低ほとんどの金属が満たす。あるスペ
クトル領域では、半導体や有機物の固体のような
非金属物質もこれらの必要条件を満たす。試験さ
れまた研究された金属としては銅、銀、金、アル
ミニウム及びロジウムを含む。
ギヤツプの距離は機械的な装置２０例えば圧電
変換で換えられる。変換器は70V乃至80Vの駆動
電圧の印加により１μｍの変位を生じるように利
用できる。直線偏向された単色コリメート光線２
２は、プリズム内で入射角φを形成するようにプ
リズム１２に入射され光線２４を形成するように
反射される。
次に本発明の一実施例を示す。ギヤツプの距離
dg（μｍ）に対する反射率Ｒ（％）の典型的な
変化が第２図に曲線３０として示されている。こ
れは誘電率がガラス・プリズムで2.297、空気を
含むギヤツプで1.0、銀の表面で−16.4の場合で
ある。入射光線の波長は632.8nmであり、また入
射角φは47.13゜である。第２図から明らかなよ
うに、ほぼ100％から０％まで反射率を変えるの
に空気の存在するギヤツプの距離は１μｍの変化
で十分である。第２図に示されている曲線３１は
米国特許第354183号明細書に述べられている先行
技術のスイツチ可能な内部全反射形の光偏向器に
よる反射率を表わしている。先行技術の装置は内
部全反射をせずに光線を通過させるためには接触
すなわちギヤツプを十分零にする必要があること
は注意すべきである。これに比べ曲線３０により
示されているが、ガラス・プリズムと空気のギヤ
ツプと銀の基板を使つた本実施例の光変調器は有
限の距離すなわち約１μｍで最小の反射率を示
す。
本発明による光変調器の利点は光線の大きさは
重要でなく反射表面の大きさにより全く限定され
ることである。光線はただコリメートされること
が必要である。他の利点は本発明による装置が光
の周波数の広い範囲にわたり利用できることであ
る。ただ適当な誘電機能を持つた物質を選ぶこと
が必要である。さらに他の利点は比較的低い駆動
電圧、すなわち先行技術の電気光学装置より十分
低い電圧で使用できることである。
光変調器あるいは光減衰装置として用いる場
合、本発明による光変調器はほとんどの応用に利
用できる。例えばこれらはビーム・アドレス・メ
モリあるいはデイスプレイ、光通信、光プリン
タ、スペクトル光度計及び光度計に用いることが
できる。
光変調器の他の実施例としては第１図のプリズ
ム１２の代りに多重反射成分を用いることであ
る。多数の相互作用により変調成分として要求さ
れる物理的な距離を減少させ、そしてこれにより
周波数の上限を上げ且つ与えられる変調振幅に対
する励振必要条件を弱める。
さらに他の実施例としては、いくつかの周波数
であるいはいくつかの独立な信号源により同時の
変調を可能にするために、多数の独立なギヤツプ
変調成分と共に述べた多重反射成分を用いること
である。
【図面の簡単な説明】
第１図は一部分断面図で示された本発明の光学
変調器の部分図である。第２図は先行技術の装置
と本発明の光学変調器との反射率の変化を示す。 １０……光変調器、１２……プリズム、１３…
…基板、１４……滑かな表面、１６……界面、１
８……ギヤツプ、１９……媒体、２０……機械的
な装置、２２……入射光、２４……反射光。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の平坦な表面を持つ光学的に透明な第１
    の物質と、 上記第１の平坦な表面と対面する負の誘電率を
    呈する第２の平坦な表面を持つ第２の物質と、 上記第１の平坦な表面に於いて内部全反射が呈
    せられる様に直線偏光された光を指向する手段
    と、 上記第１及び第２の平坦な表面の間のギヤツプ
    を満たす、上記第１の平坦な表面の誘電率より小
    さい誘電率を呈する媒体と、 上記ギヤツプの厚さを変える手段とよりなる光
    学装置。 ２ 第２の平坦な表面が金属である特許請求の範
    囲第１項に記載の光学装置。 ３ 第２の平坦な表面が銅、銀、金、アルミニウ
    ム及びロジウムよりなる群から選択された金属で
    ある特許請求の範囲第１項記載の光学装置。
JP976379A 1978-03-27 1979-02-01 Optical device Granted JPS54128752A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/890,171 US4165155A (en) 1978-03-27 1978-03-27 Amplitude modulation of light beam

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS54128752A JPS54128752A (en) 1979-10-05
JPS6126051B2 true JPS6126051B2 (ja) 1986-06-18

Family

ID=25396350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP976379A Granted JPS54128752A (en) 1978-03-27 1979-02-01 Optical device

Country Status (6)

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US (1) US4165155A (ja)
EP (1) EP0004411B1 (ja)
JP (1) JPS54128752A (ja)
CA (1) CA1081836A (ja)
DE (1) DE2960545D1 (ja)
IT (1) IT1165000B (ja)

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