JPS6132032A - 位相変調素子 - Google Patents
位相変調素子Info
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- JPS6132032A JPS6132032A JP15348784A JP15348784A JPS6132032A JP S6132032 A JPS6132032 A JP S6132032A JP 15348784 A JP15348784 A JP 15348784A JP 15348784 A JP15348784 A JP 15348784A JP S6132032 A JPS6132032 A JP S6132032A
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- light
- phase
- refractive index
- electro
- crystal
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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】
(イ) 技 術 分 野
本発明は、光フアイバジャイロなど光を利用した計測や
光通信に於て用いられる光の位相変調器に関する。
光通信に於て用いられる光の位相変調器に関する。
光フアイバジャイロは、飛行機、船、自動車など運動体
の回転角速度を検出する装置である。これは、1つの光
線をビームスプリッタで2つの光線とし、シングルモー
ドファイバをコイル状に巻回したファイバコイルの両端
に入射させ、コイルが角速度Ωで回転している場合に生
ずる右泄り光、左廻り光のコイル通過時間の差を測定し
て、角速度Ωを知るものである。
の回転角速度を検出する装置である。これは、1つの光
線をビームスプリッタで2つの光線とし、シングルモー
ドファイバをコイル状に巻回したファイバコイルの両端
に入射させ、コイルが角速度Ωで回転している場合に生
ずる右泄り光、左廻り光のコイル通過時間の差を測定し
て、角速度Ωを知るものである。
コイル通過時間の差は、位相差Δ0となって現われるか
ら、左廻り、右廻り光を干渉させて、干渉光の強度を測
定すれば、位相差Δθを知る事ができる。
ら、左廻り、右廻り光を干渉させて、干渉光の強度を測
定すれば、位相差Δθを知る事ができる。
ところが、左廻り光、右廻り光ともに変調されていない
場合、干渉光はcos(Δθ)の形で、位相差を含み、
微少回転速度に於て、特に検出感度が悪く、又回転の方
向が分らない、という欠点があった。
場合、干渉光はcos(Δθ)の形で、位相差を含み、
微少回転速度に於て、特に検出感度が悪く、又回転の方
向が分らない、という欠点があった。
これを解決するため、一方の光の径路をπ/2だけ長く
し、sin (Δθ)の干渉光強度を直接得るようにし
たものが提゛案されている。これは、左廻り光、右廻り
光の光路が分離されている。一方の光だけを位相シフト
するのである。
し、sin (Δθ)の干渉光強度を直接得るようにし
たものが提゛案されている。これは、左廻り光、右廻り
光の光路が分離されている。一方の光だけを位相シフト
するのである。
位相シフトの他に、周波数を変調するもの、位相変調す
るものが提案されている。例えば、音響光学素子を用い
て、光の周波数をフォノンの周波数分たけ周波数変調す
る。
るものが提案されている。例えば、音響光学素子を用い
て、光の周波数をフォノンの周波数分たけ周波数変調す
る。
位相変調するものは、光路長を周期的に変化させて、光
の位相を変調する。
の位相を変調する。
(イ) 従 来 技 術
光路長を変化させるには、実際の光路を物理的に伸縮さ
せるか、又は一部の屈折率を変化させるか、いずれかが
なされなければならない。
せるか、又は一部の屈折率を変化させるか、いずれかが
なされなければならない。
従来の位相変調器は前者に属する。第5図に、圧電振動
子51に光ファイバ52を巻きつけた従来め位相変調器
を示す。
子51に光ファイバ52を巻きつけた従来め位相変調器
を示す。
圧電振動子51に電圧を掛けると、これが、半径方向、
軸方向に変形する。半径方向に膨縮すると、これに巻き
付けた光ファイバ52も、比例して膨縮する。すると、
光ファイバ52の全長が変化する。屈折率も変化する。
軸方向に変形する。半径方向に膨縮すると、これに巻き
付けた光ファイバ52も、比例して膨縮する。すると、
光ファイバ52の全長が変化する。屈折率も変化する。
このようにして、圧電振動子51に加えた信号の周波数
と同じ周波数で、光の位相が変化する。実際には、圧電
素子を共振回路の素子として使い自励発振させる。他に
発振器を用いるのではない。
と同じ周波数で、光の位相が変化する。実際には、圧電
素子を共振回路の素子として使い自励発振させる。他に
発振器を用いるのではない。
しかしながら、圧電振動子・光フアイバ型の位相変調器
には次の難点がある。
には次の難点がある。
(1)圧電振動子の共振を利用しており、共振周波数が
安定しない。圧電素子として、通常、PZTがよく使わ
れる。PZT等は、共振周波数の温度による変化が大き
い。この為、変調度の温度依存性が大きく現われる。
安定しない。圧電素子として、通常、PZTがよく使わ
れる。PZT等は、共振周波数の温度による変化が大き
い。この為、変調度の温度依存性が大きく現われる。
(2)圧電振動子の共振を利用しているから、材質、形
状で決定されるひとつの周波数でしか変調を行う事がで
きない。
状で決定されるひとつの周波数でしか変調を行う事がで
きない。
さらに、実用的な゛形状、寸法では、高々1QQkHz
程度以下の周波数のものしか作れない。
程度以下の周波数のものしか作れない。
(3)機械的振動を使ったものであるため、寿命ズ短い
。特に、圧電振動子に巻き付けた光ノア1バの被覆が、
繰返し膨縮によって疲労する。
。特に、圧電振動子に巻き付けた光ノア1バの被覆が、
繰返し膨縮によって疲労する。
(つ) 目 的
任意の振動数で位相変調でき、さらに変調度も自在に調
整でき、しかも長寿命の位相変調素子を与えるのが、本
発明の目的である。
整でき、しかも長寿命の位相変調素子を与えるのが、本
発明の目的である。
に)) 要 約
ポッケルス効果を利用し、屈折率を変化させ゛る事によ
り、光路長を実質的に変化させる。強誘電性ペロブスカ
イト酸化物結晶のように、電気光学定数γ33を持つ素
材を用いる。
り、光路長を実質的に変化させる。強誘電性ペロブスカ
イト酸化物結晶のように、電気光学定数γ33を持つ素
材を用いる。
電界は、光の伝搬方向と直角に加える。電界の方向に、
予め光を直線偏光にしておく。γ33は、電界の方向の
屈折率を変化させる電気光学定数である。この素材の長
手方向に光を通す。位相の変化は、素材の長さeと、加
えた電界に比例する。電界は、電圧を厚みで割ったもの
であるから、厚みを減する事により、電界を大きくする
事ができる。
予め光を直線偏光にしておく。γ33は、電界の方向の
屈折率を変化させる電気光学定数である。この素材の長
手方向に光を通す。位相の変化は、素材の長さeと、加
えた電界に比例する。電界は、電圧を厚みで割ったもの
であるから、厚みを減する事により、電界を大きくする
事ができる。
ポッケルス効果を持つ結晶の前後には、平行な方向に偏
光子を置く。
光子を置く。
素材の、偏光と直角な面には電極が貼り付けてあり、2
つの電極にはリード線が接続しである。
つの電極にはリード線が接続しである。
発振器によって、任意の振動の変調電圧を印加できる。
周波数も自由に選択できる。
け) ポッケルス係数
加えられた電界の一乗に比例して、材料の屈折率が変化
する電気光学効果はポッケルス効果という。
する電気光学効果はポッケルス効果という。
ポッケルス効果を利用して、光変調器(振幅変調)、光
偏向器、光移相器が作られる。
偏向器、光移相器が作られる。
電界の方向と屈折率変化の生ずる方向の組合わせはいく
つもある。組合わせは、電気光学係数γ63、γ43、
γ22、γ33 、 ・・・などの値によって与えら
れる。ここではポッケルス係数と呼ぶ。
つもある。組合わせは、電気光学係数γ63、γ43、
γ22、γ33 、 ・・・などの値によって与えら
れる。ここではポッケルス係数と呼ぶ。
例えばKDPの場合はγ63を用いて、縦型の光変調器
を作る事ができる。細長い結晶の長手方向を2軸とする
。これが異常光屈折率noを持つ方向である。
を作る事ができる。細長い結晶の長手方向を2軸とする
。これが異常光屈折率noを持つ方向である。
光の進行方向はZ方向である。電界は2方向にかける。
電界と直角な方向のX、y平面での屈折率が変化して、
nx + ny −= nO±=no r63EZ
(1)となる。
(1)となる。
電界の方向と光の伝搬方向が同一であるから縦型という
。
。
振幅変調器とするため、KDPO前と後に、偏光子、検
光子を置く。両者の偏光方向は45°異なっている。
光子を置く。両者の偏光方向は45°異なっている。
これを使って、光の位相変調器を作る事もできる。光を
X1y平面での屈折率主軸(2軸ある)のいずれかに偏
光方向を合致させるのである。するとEzを高周波電界
とすれば、位相変調できる事になる。
X1y平面での屈折率主軸(2軸ある)のいずれかに偏
光方向を合致させるのである。するとEzを高周波電界
とすれば、位相変調できる事になる。
γ41を用いた振幅変調器も公知である。これは、43
mの結晶点群を持つ閃亜鉛鉱型結晶にあられれるポッケ
ルス係数である。この結晶は等軸晶系であって、異常光
屈折率はなく、三軸とも屈折率か等しい。これはX方向
に加えた電界により、712面での屈折率が変化する、
というものである。
mの結晶点群を持つ閃亜鉛鉱型結晶にあられれるポッケ
ルス係数である。この結晶は等軸晶系であって、異常光
屈折率はなく、三軸とも屈折率か等しい。これはX方向
に加えた電界により、712面での屈折率が変化する、
というものである。
光の進行方向は2方向とするから、偏光方向がX方向の
光は、 ny = no + −no r41Ex (2
)によって決まる屈折率の媒質の中を進行する事になる
。
光は、 ny = no + −no r41Ex (2
)によって決まる屈折率の媒質の中を進行する事になる
。
ペロブスカイト型酸化物強誘電体は、KTN (KTa
O3とKNbO3117)混晶)、BaTiO3、Li
NbO3、LiTaO3などがある。これは、常光屈折
率と異常光屈折率とが区別される一軸性の結晶である。
O3とKNbO3117)混晶)、BaTiO3、Li
NbO3、LiTaO3などがある。これは、常光屈折
率と異常光屈折率とが区別される一軸性の結晶である。
γ、3、γ33、γ2□などの値がある。
屈折率楕円体の方程式は、
a1□X+a2□y+a33z+2a23yz+2a3
□zX+2a1□Xy−1と書く。
□zX+2a1□Xy−1と書く。
ポッケルス係数rは、この楕円体の係数の電場による変
化分である。aを電場が存在しない時の値、aが電場の
存在する時の値とすると、この差が、電場の一乗に比例
し、係数がポッケルス係数である。
化分である。aを電場が存在しない時の値、aが電場の
存在する時の値とすると、この差が、電場の一乗に比例
し、係数がポッケルス係数である。
として定義される。γ63、γ41は(1)、(2)に
具体的な式で表わしている。ペロブスカイト酸化物の場
合、r+3、γ33、γ22があるが、γ13は、2方
向に加えた電界Ezによって、X方向の屈折率nXが変
化する、という事を示している。r、3はLiNbO3
、LiTaO3、BaTiO3ニツイテ、7〜8×10
m/v程度である。
具体的な式で表わしている。ペロブスカイト酸化物の場
合、r+3、γ33、γ22があるが、γ13は、2方
向に加えた電界Ezによって、X方向の屈折率nXが変
化する、という事を示している。r、3はLiNbO3
、LiTaO3、BaTiO3ニツイテ、7〜8×10
m/v程度である。
γ33ば、Z方向に加えた電界Ezによって、2方向の
屈折率が変化する、という事を表わしている。
屈折率が変化する、という事を表わしている。
γ33は、BaTi03f 28 X 10 m/V
、 LiNbO3、L i TaO3で30.8 X
10 m/V 、 30゜3X10m/V で
ある。
、 LiNbO3、L i TaO3で30.8 X
10 m/V 、 30゜3X10m/V で
ある。
γ22はX方向に加えた電界Eyによって、X方向の屈
折率nyが変化する、という事を表わしている。
折率nyが変化する、という事を表わしている。
BaTiO3、LiNbO3、LiTaO3に於て、コ
ノ値は82o128.20 X 10 m/V fあ
る。KTN f 4000 X’IO”’m/vである
。
ノ値は82o128.20 X 10 m/V fあ
る。KTN f 4000 X’IO”’m/vである
。
一軸性であるので、X、X方向は常光屈折率、2方向は
異常光屈折率である。
異常光屈折率である。
(力)発明の構成
γ33を使って、従来、・振幅変調器、位相変調器を構
成したものはながった。本発明は、γ33を使い位相変
調素子を構成する。LiNb03(以下LNOと略すン
の場合、γ33が最も大きい。LiTa03(L T
Oと略す)の場合も、γ33が最も大きい。
成したものはながった。本発明は、γ33を使い位相変
調素子を構成する。LiNb03(以下LNOと略すン
の場合、γ33が最も大きい。LiTa03(L T
Oと略す)の場合も、γ33が最も大きい。
屈折率楕円体に於て、2方向の屈折率nzは、となり、
a3s−+ r33Ez (6)
n 、2
であるから、
である。屈折率変化分は、負号を簡単のため除くと、
■
Δn−7’53ne” Ez (8)である
。第1図は本発明の位相変調素子の概念図を示す。1は
電気光学結晶で、γ33がOでないものである。X方向
に長く、X方向に光が通過するようになっている。これ
に直角なyz面が、光の入射し、出射する端面5.5に
なっている。
。第1図は本発明の位相変調素子の概念図を示す。1は
電気光学結晶で、γ33がOでないものである。X方向
に長く、X方向に光が通過するようになっている。これ
に直角なyz面が、光の入射し、出射する端面5.5に
なっている。
電気光学結晶は直方体であるから、長手方向に第1側面
6.6と、第2側面7.7とが存在する。
6.6と、第2側面7.7とが存在する。
第1側面6はy軸を法線とするzx面である。第2側面
7はy軸を法線とするxy面である。
7はy軸を法線とするxy面である。
図に於て、光の伝搬方向がy軸で、上向きにy軸、横方
向に2軸がとっである。
向に2軸がとっである。
電気光学結晶1はX1y方向について常光屈折率n。、
2方向について異常光屈折率neを持っている。結晶1
のX方向の長さを4、X方向の幅をW、2方向の厚みを
tとする。
2方向について異常光屈折率neを持っている。結晶1
のX方向の長さを4、X方向の幅をW、2方向の厚みを
tとする。
第2側面7の両面には、金属電極8.8が蒸着、印刷な
どにより設けである。電界は2方向に生ずる。
どにより設けである。電界は2方向に生ずる。
電気光学結晶1の前後には、偏光子2、検光子3が、軸
線上に設けである。偏光子2は、入射光を2偏光にする
ものである。電気光学結晶1の端面5に入る光は、2方
向に偏光している直線偏光である。
線上に設けである。偏光子2は、入射光を2偏光にする
ものである。電気光学結晶1の端面5に入る光は、2方
向に偏光している直線偏光である。
2方向の電界Ezにより、(7)、(8)に示すように
、2偏光に対する屈折率が変化する。屈折率が変化する
から、電気光学結晶1を通り抜けた時の位相が変化する
。位相の変化分Δφは、 2π Δφ −−Δn6 (9) λ である。ここでλは真空中での光の波長である。
、2偏光に対する屈折率が変化する。屈折率が変化する
から、電気光学結晶1を通り抜けた時の位相が変化する
。位相の変化分Δφは、 2π Δφ −−Δn6 (9) λ である。ここでλは真空中での光の波長である。
検光子3は、2方向に偏光した光だけを通すものである
。偏光子2で、2偏光になっており、電気光学結晶で、
偏波面か回転しないので、検光子3は省いても良い。
。偏光子2で、2偏光になっており、電気光学結晶で、
偏波面か回転しないので、検光子3は省いても良い。
Z方向の電界Ezは、電極間の電圧を■とすると、Ez
= v/l (10)によって与え
られる。
= v/l (10)によって与え
られる。
位相変化Δφは、
である。これはラジアン単位であるから、角度表示に直
すと、 光がHe−Neレーザのコヒーレント光(λ= 632
8人)で、電気光学結晶がLNOであるとすると、no
: ’2.286 (13)である
から、これらの値を代入し、 Δφ = 0.105 − (deg ) (1
5)である。lが大きく、tが小さければ、同じ電圧で
あっても位相変化が大きくなる。
すと、 光がHe−Neレーザのコヒーレント光(λ= 632
8人)で、電気光学結晶がLNOであるとすると、no
: ’2.286 (13)である
から、これらの値を代入し、 Δφ = 0.105 − (deg ) (1
5)である。lが大きく、tが小さければ、同じ電圧で
あっても位相変化が大きくなる。
位相変化・電圧比を2.0以上にするためには、−>
19.0 (16) とする必要がある。
19.0 (16) とする必要がある。
電気光学結晶の厚さルは、無限に薄くする事ができない
。通過する光のビーム径により制限される。有効ビーム
径を211IIRとするためには、厚みtはこれ以上な
ければならない。t = 2.1 amとすれば、 1 > 39.9朋 (17) という事になる。例えばl=4011Mでも良い。
。通過する光のビーム径により制限される。有効ビーム
径を211IIRとするためには、厚みtはこれ以上な
ければならない。t = 2.1 amとすれば、 1 > 39.9朋 (17) という事になる。例えばl=4011Mでも良い。
電極8を付ける第2側面(xy面)の幅Wは任意である
が5〜10朋で良い。
が5〜10朋で良い。
電気光学結晶1の前後に設ける偏光子、検光子は、ここ
では、偏光ビームスプリッタを用いている。
では、偏光ビームスプリッタを用いている。
ブリュースター角だけ傾いた誘電体多層膜よりなる。S
成分は全て反射し、p成分だけを通すビームスプリッタ
である。例えば、5 tmn角の立方体で、消光比は3
0 dB以上のもめを用いる。
成分は全て反射し、p成分だけを通すビームスプリッタ
である。例えば、5 tmn角の立方体で、消光比は3
0 dB以上のもめを用いる。
第2図は電気光学結晶1、偏光ビームスプリッタなどを
ケース内に組込んだ位相変調素子の透視斜視図である。
ケース内に組込んだ位相変調素子の透視斜視図である。
ケースはケース本体9とケースカバー10よりなる。又
、ケースから電極につながるリードm11が取出されて
いる。ケース本体9の両端に光の出入穴13が開口して
いる。側面にリード取出穴14がある。
、ケースから電極につながるリードm11が取出されて
いる。ケース本体9の両端に光の出入穴13が開口して
いる。側面にリード取出穴14がある。
ケース内部の部品は、光軸調整後、エポキシ系接着剤に
よって接着している。偏光ビームスプリッタ、電気光学
結晶の光の入出射面はARコートしである。部品の間隙
には、なにも充填していない。
よって接着している。偏光ビームスプリッタ、電気光学
結晶の光の入出射面はARコートしである。部品の間隙
には、なにも充填していない。
位相変調素子は、電圧Vに比例した位相差を生ずる。こ
の素子を通る光の角周波数ωとすると、光の位相は、Q
tで表わされるが、位相変調器を間に入れると、光の位
相は cut →ωt+asinQt (18)と
いうふうになる。aを位相変調深さという。
の素子を通る光の角周波数ωとすると、光の位相は、Q
tで表わされるが、位相変調器を間に入れると、光の位
相は cut →ωt+asinQt (18)と
いうふうになる。aを位相変調深さという。
もしも(11)式が成立するならば、
V = Vosin、Qt (19
)として(Ωは変調角周波数)、 である。
)として(Ωは変調角周波数)、 である。
(1)位相変調素子の評価
本発明の位相変調素子を、第3図に示すマツハ・ツエン
ダ−干渉計の一方の光路に挿入し、干渉光の強度のスペ
クトルを測定し、位相変調素子を評価する。スペクトル
の内fo酸成分、2fo成分の強度を調べる。
ダ−干渉計の一方の光路に挿入し、干渉光の強度のスペ
クトルを測定し、位相変調素子を評価する。スペクトル
の内fo酸成分、2fo成分の強度を調べる。
He −Neレーザ20から出射されたコヒーレントな
光は、ハーフミラ−21で2つの光束に分けられる。2
光束はレンズ22.23で絞られて、変調器用光ファイ
バ24、参照光用光ファイバ25に入射する。位相変調
器26は、変調器用光ファイバ24の途中に挿入され、
評価できるようになっている。
光は、ハーフミラ−21で2つの光束に分けられる。2
光束はレンズ22.23で絞られて、変調器用光ファイ
バ24、参照光用光ファイバ25に入射する。位相変調
器26は、変調器用光ファイバ24の途中に挿入され、
評価できるようになっている。
変調器用光ファイバ24、参照光用光ファイバ25を通
過した光は、レンズ27.28によって平行光に変換さ
れハーフミラ−29で合体し、干渉波となる。これをフ
ォトダイオード30によって強度を検出する。
過した光は、レンズ27.28によって平行光に変換さ
れハーフミラ−29で合体し、干渉波となる。これをフ
ォトダイオード30によって強度を検出する。
位相変調器26は、foで発振する発振器32の出力を
トランス33を介して適当な電圧とし、電極間に与える
ようになっている。電圧V。は、電圧計34によって測
定される。
トランス33を介して適当な電圧とし、電極間に与える
ようになっている。電圧V。は、電圧計34によって測
定される。
フォトダイオード30で測定した出力の中には、基本波
f。と、高調波とが含まれている。スペクトラムアナラ
イザ31によって、フォトダイオード出力の内、foと
2foの周波数成分の振幅を測定する。
f。と、高調波とが含まれている。スペクトラムアナラ
イザ31によって、フォトダイオード出力の内、foと
2foの周波数成分の振幅を測定する。
測定結果から、位相変調度Kを求める事ができる。ここ
でKは、単位電圧を加えた時にも、たらされる位相差(
度)のことで、 ■ によって定義される。
でKは、単位電圧を加えた時にも、たらされる位相差(
度)のことで、 ■ によって定義される。
第3図の評価系に於て、参照光用光ファイバを通過した
光は、 P = Elsin(ωを十θO) (22)
で表わされる。ωは光の角振動数、θ0は両光の検出器
に於ける位相差、Elは振幅である。
光は、 P = Elsin(ωを十θO) (22)
で表わされる。ωは光の角振動数、θ0は両光の検出器
に於ける位相差、Elは振幅である。
位相変調器を通過した光は
Q ==: E2 ”” (Qt 十a”Q t) (
23)で表わされる。aは変調深さ、Ωは変調角周波数
である。
23)で表わされる。aは変調深さ、Ωは変調角周波数
である。
P、〈が同一の偏波面を持つので、検出器で干渉する。
干渉光強度工は、
■ −IP+Q12 (24)である。
ここで1 1の2乗は、光の振動の周期の程度の短い時
間での平均を意味する。つまりω、2ωで振動する項は
消える。
間での平均を意味する。つまりω、2ωで振動する項は
消える。
1 = =(El + C2)+Et C2CO3(θ
(、−a sin Q t )Ωのある部分はベッセル
函数を使って展開できる。
(、−a sin Q t )Ωのある部分はベッセル
函数を使って展開できる。
ベッセル函数の母函数展開は
n= −o。
である。
z = a (28)
t −。Ω“ (29)
と置く。nを正の整数とすると、
J (z) −(−) Jn(Z) I’lO
)である。
)である。
これから、
sin (’ aSin Q t ) = 2Σ J
(a)sin(2n+ 1)Ωt (32)n=
=Q 2n+1 となる。(25)、(26)、(3I)、(32)から
、■の内のΩ成分、2Ω成分は振幅強度 (Ω成分) →2 EI C2J 1(a ) smθ
。(33)(2Ω成分) −> 2E1E、、 J2(
a )cosθ。(34)である。つまりΩ成分ばJ、
(a )に、2Ω成分はJ2(a)に比例する。
(a)sin(2n+ 1)Ωt (32)n=
=Q 2n+1 となる。(25)、(26)、(3I)、(32)から
、■の内のΩ成分、2Ω成分は振幅強度 (Ω成分) →2 EI C2J 1(a ) smθ
。(33)(2Ω成分) −> 2E1E、、 J2(
a )cosθ。(34)である。つまりΩ成分ばJ、
(a )に、2Ω成分はJ2(a)に比例する。
汐)位相変調度の計算
位相変調深さaは、位相変化Δφ(度)を使って次のよ
うに表わされる。
うに表わされる。
には位相変調度である。
第4図は、第3図の評価系に於て、fo、2f’、
のスペクトルの相対出力を測定した結果を示す。ここで
f。は70 KHz である。又2πfo−Ωである。
のスペクトルの相対出力を測定した結果を示す。ここで
f。は70 KHz である。又2πfo−Ωである。
横軸は印加電圧(ピークからピークまでの半分)であり
、縦軸は相対強度である。337■でf。は最大になり
、485vでf。と2foの出力が一致している。
、縦軸は相対強度である。337■でf。は最大になり
、485vでf。と2foの出力が一致している。
Kをふたとおりの方法で求める。
(1) ベッセル函数J+(a)はa=1.84で最
大になる事が分っている。foの曲線から、これが33
7vに対応する。
大になる事が分っている。foの曲線から、これが33
7vに対応する。
位相変調度には、a=1.84、V = 337を代入
し、(35)式から K ニー (36) ■ C2) fITと2foの出力は、485vで一致し
ている。
し、(35)式から K ニー (36) ■ C2) fITと2foの出力は、485vで一致し
ている。
Jl(a)−J2(a)となるのはa = 2.68の
時である。
時である。
従って(36)式にこれらの値を入れて■
を得る。この結果はLNOについて、(16) 、(1
7)式によりKを2.0以上にするため、t = 2.
1 mm、(1=4011Mとしたものに対応している
・。
7)式によりKを2.0以上にするため、t = 2.
1 mm、(1=4011Mとしたものに対応している
・。
(ケ) 効 果。
(1)位相変調度には
によって与えられるが、この値の温度依存性は小さい。
温度によって変調度が変動しない。
(2)変調周波数f。は、外部の発振器から与えられる
ものである。安定な発振器を用いればf。が変動しない
。
ものである。安定な発振器を用いればf。が変動しない
。
さらに、foを低域から高域まで任意に選ぶ事ができる
。
。
(3) 可動部がない。このため疲労する部分がなく
、特性は安定し、長寿命である。
、特性は安定し、長寿命である。
第1図は本発明の位相変調器の概略構成図。
第2図は位相変調器のケースに入った状態の透視斜視図
。 第3図は位相変調素子の評価系の光学系構成図。 第4図はマツハ・ツエンダ干渉計で干渉させた光の出力
の内、fo12fo成分のスペクトラムアナライザ出力
を、変調電圧Vを変えながら測定した結果を示すグラフ
。 第5図は従来の圧電振動子を用いた位相変調素子の斜視
図。 1 ・・・・・・・ 電気光学結晶 2 ・ ・・ ・・ 偏 光 子3 ・・・
・・・ 検 光 子5 ・ ・・・
端 面6 ・・・・・・・・・ 第1側面 7 ・・・・・・ 第2側面
。 第3図は位相変調素子の評価系の光学系構成図。 第4図はマツハ・ツエンダ干渉計で干渉させた光の出力
の内、fo12fo成分のスペクトラムアナライザ出力
を、変調電圧Vを変えながら測定した結果を示すグラフ
。 第5図は従来の圧電振動子を用いた位相変調素子の斜視
図。 1 ・・・・・・・ 電気光学結晶 2 ・ ・・ ・・ 偏 光 子3 ・・・
・・・ 検 光 子5 ・ ・・・
端 面6 ・・・・・・・・・ 第1側面 7 ・・・・・・ 第2側面
Claims (4)
- (1)電気光学係数γ_3_3が0でない電気光学結晶
のxy面に、対向する2つの電極を設け、x軸又はy軸
方向を長手方向とし、長手方向の軸線上に、z軸方向に
偏光方向を有する偏光子、検光子を設け、電極間に電圧
を印加する事により、長手方向に通過する光の位相を変
化させる事を特徴とする位相変調素子。 - (2)電気光学結晶がLiNbO_3、LiTaO_3
、BaTiO_3の内のいずれかである特許請求の範囲
第(1)項記載の位相変調素子。 - (3)位相変調度Δφ/Vが2以上である特許請求の範
囲第(2)項記載の位相変調素子。 - (4)偏光子、検光子が偏光ビームスプリッタである特
許請求の範囲第(1)項又は第(2)項記載の位相変調
素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15348784A JPS6132032A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 位相変調素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15348784A JPS6132032A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 位相変調素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6132032A true JPS6132032A (ja) | 1986-02-14 |
Family
ID=15563641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15348784A Pending JPS6132032A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 位相変調素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6132032A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0690332A3 (en) * | 1994-06-27 | 1998-03-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical device and displacement information measurement apparatus using the same |
CN102033334A (zh) * | 2010-12-14 | 2011-04-27 | 江汉大学 | 一种基于γ51的电光调制器及实现方法 |
-
1984
- 1984-07-24 JP JP15348784A patent/JPS6132032A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0690332A3 (en) * | 1994-06-27 | 1998-03-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical device and displacement information measurement apparatus using the same |
CN102033334A (zh) * | 2010-12-14 | 2011-04-27 | 江汉大学 | 一种基于γ51的电光调制器及实现方法 |
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