JPS6286334A

JPS6286334A - 光走査装置

Info

Publication number: JPS6286334A
Application number: JP22605985A
Authority: JP
Inventors: Yoji Okazaki; 洋二岡崎; Toshio Iijima; 飯島　俊雄
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1985-10-11
Filing date: 1985-10-11
Publication date: 1987-04-20

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】（発明の分野）本発明は光走査装置、特に詳細には光導波路に光を入射
させ、この光を該光導波路内の導波光光路に治った方向
に順次出射位置を変えて導波路外に出射させるようにし
た光走査装置に関するものである。

（従来の技術）周知の通り従来より、光走査式の記録装置グや、読取装
置が種々提供されでいる。このような装置において記録
光おるいは読取光を１次元的に走査する光走査装置とし
て従来より、 ■例えばガルバノメータミラーやポリゴンミラー（回転
多面鏡）等の機械式光偏向器により光ビームを偏向走査
させるもの、 ■ＦＯＤ　（電気光学光偏向器）ヤ）ＡＯＤ　（音響光
学光偏向器）など固体光偏向素子を用いた光偏向器によ
り光ビームを偏向走査させるもの、■液晶素子アレイや
Ｐｌ　７Ｔアレイ等のシセッタアレイと線光源とを組み
合わせ、シ＼・ツクアレイの各シャッタ素子に個別的に
駆動回路を接続し、画像信号に応じて、０Ｎ１０ＦＦを
選択して同時に聞くことにより線順次走査をさせるもの
、ざらには ■１−ＦＤ等の発光素子を多数−列に並設し、各発光素
子に個別的に駆動回路を接続し、画像信号に応じて０Ｎ
１０ＦＦを選択して同時に発光させることにより線順次
走査させるもの等が知られている。

ところか上記■の機械式光偏向器は振動に対して弱く、
また機械的耐久性も低く、その上調整か面倒であるとい
う欠点を有している。さらに光ビームを振って偏向さゼ
るために光学系か犬ぎくなり、記録装置や読取装置の大
型化を招くという問題もある。

また■のＥＯＤやＡＯＤを用いる光走査装置に必っても
、上記と同様に光ビームを撮って偏向さゼるために、装
置が大型になりやすいという問題かめる。特に上記ＥＯ
ＤやＡＯＤは光偏向角か大きくとれないので、■の機械
式光偏向器を用いる場合よりもさらに光学系が大きくな
りかちである。

一方■のシャッタアレイを用いる光走査装置に必っては
、偏光板を２枚使用する必要かあることから、光源の光
利用効率か非常に低いという問題かある。

また■の発光素子を多数並設して用いる光走査装置にあ
っては、各発光素子の発光強度にバラツキが生じるため
、精密走査には不向きであるという問題がある。

上記のような事情に鑑み本出願人は、耐久性、耐振動性
に優れ、調整が容易で、光利用効率が高く、精密走査か
可能で、しかも小型に形成されうる、光導波路（層）を
用いる光走査装置を２つ提案した（特願昭６０−７４０
６１号および同６０−７４０６４号）。

上記特願昭６０−７４０６１号の光走査装置は、少なく
とも一方がエネルキー付加により光屈折率を変える材料
からなり、互いに密着された光導波層と通常は該光導波
層よりも小さい光屈折率を示す隣接層との積層体と、上記光導波層および／または隣接層に、光導波層内を進
む導波光の光路に沿って設けられた複数のエネルギー付
加手段と、上記隣接層の上部の、少なくとも上記エネルギー付加手
段によるエネルギー付加箇所に対応する部分にそれぞれ
設けられた回折格子と、上記複数のエネルギー付加手段
を順次択一的に所定のエネルギー付加箇所に設定し、そ
のエネルギー付加箇所において導波光が前記回折格子と
の相互作用により前記積層体の外に出射するように光導
波層および／または隣接層の光屈折率を変化さゼる駆動
回路とからなるものである。

一方上記特願昭６０−７４０６４号の光走査装置は、表面弾性波が伝播可能な材料から形成された光導波路と
、この光導波路内に入射された光の光路に沿って進行する
表面弾性波を該光導波路において発生させる手段と、この表面弾性波発生手段に周期的にパルス状の電圧を印
加する駆動回路とからなり、前記光導波路内を進む光が表面弾性波の存在箇所におい
て、該表面弾性波により作られる回折格子と導波光との
結合作用により光導波路外に出射されるようになってい
ることを特徴とするものである。

双上述べた２つの光走査装置はいずれも、光導波路に光
を入射させ、この光を該光導波路内の導波光光路に沿っ
た方向に順次出射位置を変えて導波路外に出射させるよ
うにしたものであるが、単一の光源を使用するものであ
るから、前記１−［Ｄアレイ等にみられる光源の発光強
度バラツキの問題か無く、精密走査か可能となり、光源
の光利用効率も高められる。またこれらの光走査装置は
、機械的作動部分を備えないから耐久性、耐振動性に優
れて調整も容易であり、さらに光ビームを大きく振らず
に走査可能であるから、これらの装置によれば、光走査
系の大型化を回避し、光走査記録装置あるいは読取装置
を小型に形成することができる。

ところかこのような光導波路を用いる光走査装置にあっ
ては、光導波路の端面において導波光か反射していわゆ
る戻り光か生じ、その結果導波光の多重反射が起き、光
導波路から出射された走査光にノイズか含まれるという
問題があった。特に光導波路に光を入射させる光源とし
て半導体レーザか用いられているような場合には、上記
多重反射によってノイズが生じるのに加えて戻り光によ
ってレーザ光のノイズか生じるために、光導波路から出
ｑ４された走査光に（よ特にノイズか含まれやすいとい
う問題かあり、また半導体レーザが戻り光の入射によっ
てダメージを受け、そのために寿命か短くなるという問
題もあった。

（発明の目的）そこＣ本発明は、を述の光導波路から出射される走査光
に含まれるノイズを低減することができる光走査装置を
提供することを目的とするものでおる。

また本発明は、光導波路に光を入射させる光源として半
導体レーザを用いる場合、その半導体し一ザの長寿命化
を計ることのできる光走査装置を提供することを目的と
するものである。

（発明の構成）本発明の光走査装置は、前述したように光導波路に光を
入射させ、この光を該光導波路内の導波光光路に沿った
方向に順次出射位置を変えて導波路外に出射させるよう
にした光走査装置において、光導波路の導波光に対向す
る端面に、戻り光発生防止加工が施されたことを特徴と
するものである。

上記の戻り光発生防止加工として具体的には、例えば上
記端面を導波光光路に対して斜めにカットする加工や、
この端面に光吸収材を被着する加工、この端面を粗面（
光散乱面）化する加工、さらにはこの端面に光反則防止
層を層成する加工等が挙げられる。

（作　　用）以上述ぺたような加工か施されていると戻り光が低減し
、その結果前述の多重反射ヤレーザ光ノイズの発生が抑
えられ、走査光のノイズが低減される。また光導波路に
光を入射させる光源として半導体レーザが用いられる場
合には、上記戻り光の低減により半導体レーザの長寿命
化を計ることができる。

（実施態様〉以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明の詳細な説
明する。

第１図は本発明の第１実施態様による光走査装置を示す
ものである。図示されるようにこの光走査装置１０は、
細長い基板１１と、この基板１１上に形成された光導波
路１２と、この光導波路１２内の一端部に設けられた交
叉くし形電極対（ＩＤ丁：■ｎｔｅｒ　　ｌ）ｉｇｉｔ
ａｌ　　１ｒａｎｓｄｕｃｅｒ）１３と、この電極対１
３に電圧を印加する駆動回路１４と、上記光導波路１２
０図中上方に配置されたシリンドリカルレンズ１５とか
ら構成されている。本実施態様においては一例として、
基板１１にｌ１ＮｂＯ３ウエハを用い、このウェハの表
面にＴｉ拡散膜を設εブることにより光導波路１２を形
成している。

なお基板１１としてその他ザファイア、Ｓ：等からなる
結晶性基板が用いられてもよい。また光導波路１２も上
記のＴｉ拡散に限らず、基板１１上にその他の材料をス
パッタ、蒸着する等して形成することもできる。なお光
導波路については、例えばティー　タミール（丁、Ｔａ
ｍ１ｒ）編［インチグレイテッド　オプテイクス（Ｊ　
ｎ　ｔ　ｅ　ｇ　ｒ　ａ　ｔ　ｅｄ　　０ｐｔｉｃｓ）
Ｊ　　（トピックス　イン　アプライド　フィジックス
（Ｔｏｐｉｃｓ　　ｉｎ　　Ａｐｐｌｉｅｄ　　Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ）第７巻）スプリンｔｊ’−７エ７７−グ（Ｓ
ｐｒ　ｉ　ｎｇｅｒ−Ｖｅｒ　ｌ　ａｇ）刊（１９７５
）：西原、春名、栖原共著「光集積回路」オーム社刊（
１９８５）等の成著に詳細な記述があり、本発明では光
導波路１２としてこれら公知の光導波路のいずれをも使
用できる。（Ｂｂ、この光導波路１２は、上記丁１拡散
膜等、後述する表面弾性波か伝播可能な材料から形成さ
れなければならない。光導波路は２層以上の積層構造を
有していてもよい。

上記電極対１３が設けられた側の光導波路１？の一端面
は光入剣端面１２ａとされ、この光入射端面１２ａには
、該光導波路１２内に向けてレーザビーム１８′を射出
する半導体レーザ１６が直接結合されている。

この半導体レーザ１６に近接して対向する位置において
、光導波路１２には導波路レンズ１７が設【プられてあ
り、半導体レーザ１６から射出されたレーザビーム１８
′はこの導波路レンズ１７により平行ビーム１８とされ
る。この平行ビーム１８【は光導波路１２内において導
波モードで図中矢印へ方向に進行する。

なお半導体レーザ１６を上記のように光入射端面１２ａ
に直接結合せずに、レンズやカプラープリズム、グレー
ティングカプラ（回折格子）等を介して、光導波路１２
内にビームを入射させるようにしてもよい。また走査光
を発生ずる光源も上述の半導体レーザ１６に限らず、そ
の他例えばガスレーザや固体レーザ等が用いられてもよ
い。

光走査を行なう際、半導体レーザ１６が駆動回路１９に
より駆動される。一方、電極対１３には、駆動回路１４
により周期的に所定のパルス状の電圧か印加される。電
極対１３にパルス状電圧か印加されると、光導波路１２
には一群の表面弾性波３０か生じ、この表面弾性波３０
は光導波路１２の表面を伝播して矢印Ａ方向、つまりビ
ーム１８と平行に進行する。

このような表面弾性波３０か生じると、該表面弾性波３
０の光弾性効果、空気層と接する光導波路１２表面の幾
可学的変形あるいは圧電効果で派生づ−る電気光学効果
またはこれらの複合により回折格子が得られ、光導波路
１２内を進むビーム１８はこの回折格子との結合作用に
より、該表面弾性波３０の部分から光導波路１２外に出
射する。本実施態様において駆動回路１４は電極対１３
に、表面弾性波３０の導波が次々と周波数を変え、いわ
ゆるチャープ周期の一群の表面弾性波３０が得られるよ
うに電圧を印加する。このようなチャープ周期の一群の
表面弾性波３０から出射するビーム１８は、表面弾性波
３０の進行方向前後側に集束する。このように集束した
ビーム１８はさらにシリンドリカルレンズ１５により、
上記集束の方向と直角な方向に集束され、結局１つのス
ポットＰに集束する。この集束ビーム１８の光導波路１
２からの出射位置は、当然ながら表面弾性波３０の進行
にともなって移動するので、該ビーム１８の集束スポッ
トＰも表面弾性波３０の進行方向Ａと平行な矢印Ｘ方向
に移動し、被走査体２１を１次元的に走査（主走査）す
る。その後、被走査体２１を矢印Ｙ方向に移送（副走査
）して、前記の操作を繰り返せば、被走査体２１は２次
元的に走査される。

ここで本実施態様の光走査装置の特徴部分として、光導
波路１２の光入射端面１２ａに対向する他端面１２ｂは
、図示のように斜めにカットされている。

この他端面１２ｂか斜めにカットされていると、第２図
に示すように光導波路１２内を進行して来た平行ビーム
（導波光）１８は、該他端面１２ｂにおいて下向きに反
射し、基板１１に対して比較的小さな入射角で入射し、
そして該基板１１から外部に抜は出る。つまり光導波路
１２と基板１１との境界面において全反射が生じないの
で、上記他端面１２ｂにおいて反射した平行ビーム１８
が、光導波路１２内を光入射端面１２ａ側に戻ることが
ない。

したがって、半導体レーザ１６から射出されて光導波路
１２内を進む導波光と戻り光との間で多重反射が生じる
ことがなくなり、光導波路１２外に出射する前記ビーム
（走査光）１８に該多重反射によるノイズが生じること
が防止される。また本実施態様におけるように光源とし
て半導体レーザ１６が用いられる場合、上述の戻り光が
発生するとこの戻り光を受けて半導体レーザ１６がノイ
ズを生じることがあるが、本実施態様においては当然こ
のようなノイズの発生も防止され、また戻り光の入射に
より半導体レーザがダメージを受けることも防止されて
半導体レーザの長寿命化が可能になる。

なお光導波路１２と基板１１との境界面における全反射
条件は、光導波路１２の構成（屈折率や厚み）、基板１
１の屈折率、ざらには導波光のモード次数等によって変
わるので、光導波路他端面１２ｂの斜めカット角度θ（
第２図参照）は−概に何度が適当であるとは言えないが
、一般には４５°程度にすればよい。

また第３図に示すように、上記実施態様におけるのとは
反対の向きに光導波路他端面１２ｂを斜めカットしても
よい。この場合、光導波路他端面１２ｂにおいて反射し
た光は、走査光か取り出される側に光導波路１２から抜
（プ出るので、この抜は出た光か被走査体２１に入射し
ないように斜めカッ！〜角度θを設定したり、あるいは
被走査体２１と光導波路１２との間に遮光部材を配置し
たりする必要かある。

以上説明した２つの実施態様においては、光導波路他端
面１２ｂを斜めカットすることにより、光源側への戻り
光が生じないようにしているか、戻り光発生を防止する
ためにはその他、第４図に示すように光導波路他端面１
２ｂに光吸収材５０を被着したり、またこの光吸収材５
０に代えて光反射防止層を］−ティングしたり、さらに
は第５図に示すように該他端面１２ｂを粗面加工してこ
の他端面１２ｂにおいて導波光を散乱させるようにして
もよい。

また第１図に示された光走査装置は、光導波路１２の表
面において表面弾性波を伝播させ、それにより導波光を
光導波路１２外に出射させるようにしたものであるか、
本発明は前述の特願昭６０−７４０６１号に示される光
走査装置、すなわち光導波路（＠）と隣接層とからなる
積層体を有し、エネルギー付加手段によって上記光導波
路および／または隣接層の光層折率を変化させることに
より、導波光を光導波路外に出射させるようにした光走
査装置に対しても適用可能である。

〈発明の効果）以上詳細に説明した通り本発明の光走査装置は、光導波
路の光入射端面とそれに対向する端面との間で導波光の
多重反射が生じることを防止可能で、また光源として半
導体レーザが用いられる場合には該半導体レーザが戻り
光を受りてノイズを生じることも防止できるので、走査
光のノイズを確実に低減可能で、精密な画像記録や読取
りに用いられうるちのとなる。また光源として半導体レ
ーザか用いられる場合には、該半導体レーザが戻り光の
入射によりダメージを受【プることを防止でき半導体レ
ーザの長寿命化を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施態様装置を示す斜視図、第２図は上記実施態様装置の要部を示す側面図、第３．
４および５図はそれぞれ、本発明の第２．３および４実
施態様装置の要部を示す側面図である。１０・・・光走査装置　　　　　１１・・・基板１２・
・・光導波路　　　１２ａ・・・光導波路の光入射端面
１２ｂ・・・光導波路の他端面　１３・・・電極対１４
・・・駆動回路　　　　　　１６・・・半導体レーザ１
８・・・光ビーム　　　　　　３０・・・表面弾性波５
０・・・光吸収材第２図第４図第３　図第５１”、？１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光導波路に光を入射させ、この光を該光導波路内
の導波光光路に沿った方向に順次出射位置を変えて導波
路外に出射させるようにした光走査装置において、前記光導波路の導波光に対向する端面に、戻り光発生防
止加工が施されたことを特徴とする光走査装置。
（２）前記戻り光発生防止加工として、前記端面が前記
導波光光路に対して斜めに形成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の光走査装置。