JPS63188122A - 直交偏波型光周波数シフタ - Google Patents

直交偏波型光周波数シフタ

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JPS63188122A
JPS63188122A JP2098887A JP2098887A JPS63188122A JP S63188122 A JPS63188122 A JP S63188122A JP 2098887 A JP2098887 A JP 2098887A JP 2098887 A JP2098887 A JP 2098887A JP S63188122 A JPS63188122 A JP S63188122A
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Satoru Amano
覚 天野
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野) 本発明は、音響光学素子内の進行超音波の波面で入射レ
ーザ光を回折し、ドツプラー効果によりレーザ光の周波
数をシフトする効果を利用して、検出したい光信号に対
して一定の周波数差を有する光を発生する装置に関する
。特に、成る光周波数を有するレーザ光を光周波数の異
なる、互いに直交した2つの直線偏波成分を有するレー
ザ光に変換する装置に関し、この装置を直交偏波型光周
波数シフタという。ここで直交した2つの直線偏波成分
のうち、何れか一方を検出したい光信号とし、他方を局
部発振出力の光信号として利用する。
なお、光周波数差を検出するには、例えば、直交偏波型
光周波数シックの出射光ビームを45ffltの偏光子
に透過させて一光検出を通して行なわれる。
最近、光の性質を利用して高精度、非接触の光応用計測
が注目され、光波の干渉における縞端数(干渉縞の位相
情報)の測定分解能を高め、かつこれを自動測定するた
めに、光ヘテロゲイン検波法が利用されている。この光
ヘテロゲイン検波法は、ラジオのヘテロゲイン受信と同
様、検出したい信号に局部発振出力信号を混合して差の
周波数を有する中門波信号(ビート信号)を発生して、
信号処理を行う方法である。電気通信では局部発振出力
信号を得るために、完全に独立した発振器を使用するが
、光波干渉測定の場合には、中間波信号の周波数がゆる
さのない程度に安定した独立の光発振器を製作すること
は困雌である。そのため、検出したい光信号に対して一
定の周波数差を有するレーザ光を発生させ、参照用の光
路を通して受信端に送り、これを局部発振出力信号とし
て利用する。
〔従来の技術) 従来、直交偏波型光周波数シフタとして、第2図に示す
ような構成のものがあり、He−N eガスレーザ1(
波長λ= 632.8rv、光周波数fo=474、I
T H7)から出射されたレーザ光2は、紙面に対して
平行な偏波面を有する直線偏光(、P偏光)であり、こ
れが偏光分離機能を有する第1偏光ビームスプリツタ3
に入射して、透過光としてP偏光のレーザ光ビーム4と
、反射光としてS偏光のレーザ光ビーム5とにそれぞれ
分離する。このうちP偏光のレーザ光ビーム4は、音響
光学素子6の媒体内にトランスジューサ7の励振により
伝搬する縦波の超音波信号の波面に対してブラッグ角θ
、をなして入射する。なお、i i n bQ336度
Y板からなるトランスデユーサ7は、駆動回路8から高
周波信号f 1= 80M )12が供給されて励振す
る。その結果、入射したレーザ光ビーム4は直進する0
次光(図示せず)と前記超音波信号の波面に対して角度
θBで回折する回折光9とに分かれて送出し、ここでは
回折光9を利用する。この回折光9゛は、音響光学索子
6の中心周波数f1MllZだけ先の光信号の周波数f
Oをシフトしたもの、即ち、光周波数が(fo +f1
)MIIZとなる。次に、この回折光9は偏光結合機能
を有する第2偏光ビームスプリツタ10に入射し、P偏
光であることからそのまま透過する。他方、S偏光のレ
ーザ光ビーム5は反射1’i 11,12により反射し
て前述した第2偏光ビームスプリツタ10に入射し、S
偏光であることから反射して送出される。
この結果、第2偏光ビームスプリツタ10の出射光ビー
ム13は、回折光9のPgA光(光周波数:(fo +
’rl ) MB2)と反射光5のS偏光(光周波数:
foMH2)とを互いに直交して同一の光路上で合成し
たものになり、相互の周波数差がfIMH2となる2本
の光ビームが得られる。
〔発明が解決しようとする問□題点〕
従来の直交偏波型光周波数シフタの構成では、複数個の
偏光ビームスプリッタと反射鏡が必要であることから、
組立工程においては、光軸調整を煩雑にし、また光ビー
ムの特性においては、外乱等の機械的振動の影響による
特性の劣化を招き、更に装置の小型化にf、II約を与
えていた。
本発明は、このような問題点を解決するためになされた
ものであり、その目的は、直交する偏波面と、異なる周
波数とを有する2本の光ビームを得るために偏光ビーム
スプリッタと反射鏡の必要構成数を減らし小型化を図る
ことである。
〔問題を解決する手段〕
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであ
り、直線偏光である入射光とそれぞれ同一の偏波面と光
周波数を有する透過光と、入射光の偏波面に対して90
度の角度をなす偏波面を有し、かつ入射光の光周波数を
シフトした回折光とに入射光をそれぞれ分離して出射す
る音響光学素子と、前記音響光学素子から出射した回折
光をビームスプリッタに送出する反射鏡と、音響光学素
子か・ら出射した透過光を入射して、その透過光と前記
反射光を同一の光路上に結合した光ビームを出射する偏
光ビームスプリッタとを配置する。
(作用) 直線偏光である入射光を、横波の超音波を伝搬する音響
光学索子に入射することで、偏波面がそれぞれ直交し、
光周波数が音響光学素子の中心周波数だけ異なる光ビー
ムを、回折光と透過光として得られるので、構成要素で
ある偏光ビームスプリッタと反射鏡の数を減らすことが
できる。
〔実施例〕
第1図は、本発明による直交偏波型光周波数シフタの実
施例を示す構成図である。同図において第2図と同じ構
成要素は、同一の符号により示しである。14はTeO
2の単結晶からなる音響光学素子である。15は1−i
nbQ3のX板からなる圧電板の側止表面に、電極を形
成して、音響光学素子14の媒体内に横波の超音波信号
を伝搬するトランスデユーサである。22は中心周波数
f1が40MH7である高周波信号を前記トランスジュ
ーサー5に供給する駆動回路である。19は反射鏡、2
0は偏光ビームスプリッタである。
上記のような構成において、I−1e −N eガスレ
ーザ1(波長λ= 632.8nm、光周波数fo=4
74、IT H2)から出射された、紙面上光軸に対し
て平行な方位を有する直線偏光からなるレーザ光16は
、音響光学素子14に伝搬する超音波の波面に対してブ
ラッグ角をなして音響光学素子14に入射する。この音
響光学素子14には、駆動回路22から供給される高周
波信号により、トランスジューサ15が励振して、横波
の超音波信号が伝搬されているので、光弾性効果によっ
て光の伝搬方向により屈折率の変化が生じる。・実施例
の音響光学素子14は結晶構造が正方品系であるTeO
2なので、屈折率の変化mのテンソル△(1/n・)は
、光弾性定数テンソルをP・・ 歪テンンルをsl、と
すると、J (1)式で表わすことができる。
本実施例では、レーザ光16は<ooi>の方向で音響
光学素子14に入射し、また音響光学素子14に伝搬す
る横波の超音波の方向は<100>であり、その超音波
の横波の偏波方向は<010>であるので、音響°光学
素子14には(1)式におGJる歪テンソルSiのうち
歪成分としてs6のみ生じる。また(1)式に基づき結
晶の方向による屈折率の変化の様子を表わす屈折率楕円
体は、その主軸がZ軸<ooi>のまわりに45度回転
して得られ、その一般式は(2)式で示される。更に回
転した時に得られるX゛軸、y+軸における主屈折率n
x、nン、 nxは(3)式で示される。
” 70%>  ”” l”1s6X”ゾ2+(1/ 
no)  V”+  (1/n二)2!2・・1・・・
(2) (2)式及び(3)式において、nQは常光の屈折率、
n6 は異常光の屈折率である。超音波が印加されてい
る音響光学索子14の屈折率は(3)式に示す通り、X
°軸方向では減少し、y°軸方向では増加しているため
、前記音響光学索子14に入射したレーザ光16は、超
音波波面で反射すると伝搬速度の異なったX°軸 y 
l軸方向の速度成分に分離され、更に音響光学索子14
を出射する時には、<010>の方向にX°軸 、I軸
のそれぞれの成分を合成した位相差成分を右り゛る回折
光11′となる。このようにレーザ光1Gは、その入射
光に対して90度の角度をなす偏波面と、かつ音響光学
素子14の中心周波数f1だけシフトした(f□ 十f
1)である光周波数とを有する回折光17と、0次光と
して透過する光周波数f、のP偏光である透過光18と
に分離して送出する。この時、回折光17と透過光18
との光量がほぼ等しくなるように回折効率を、駆動回路
22からトランデューサ15に供給する電圧によりm節
することが望ましい。
前記回折光1Tは、反射光19によって反射して偏光ビ
ームスプリッタ20に入射し、この光はS偏光であるの
で、反射して送出する。他方透過光18は、P偏光であ
るので、前記偏光ビームスプリッタ2゜を透過する。こ
のようにして偏光ビームスプリッタ20の出射光21は
、成分として光周波数(f□+fy)のS偏光と、光周
波数t’oのPI光を同一の光路上に結合して送出する
。そして相互の周波数差がf 1−40M H7となる
2本の光ビームが得られる。
本実施例では、光が伝搬する方向を<001>。
超音波の進行する方向を<ioo>、超音波の横波の方
向を<oio>としたが、異方ブラッグ角である方向、
即ち光の伝搬する方向が<ooi>。
超音波の進行する方向が<110>、超音波の偏波方向
が<110>であっても、音響光学素子の屈折率楕円体
の主軸が45度回転することにより、入射光の偏波面を
90度回転させて回折することができるので、同じ効果
が得られる。
〔発明の効果〕
偏光ビームスプリッタと反射鏡の必要個数を減らすこと
により、組立工程における光軸調整が容易になる。また
、より小型の直交偏波型光周波数シフタが得られる。更
に外乱等による振動の影響も少なくなるので、直交した
偏波面と、異なる周波数とを有する光ビームの特性を向
上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による直交偏波型光周波数シフタの実施
例を示す構成図、第2図は従来の直交偏波型光周波数シ
フタの構成図である。 1・・・レーザ発振器、6.14・・・音響光学素子、
7・・・トランスデユーサ(LiNb0336度Y板)
、15・・・トランスデユーサ(LiNbO3X板)、
3・・・第1偏光ビームスプリツタ、10・・・第2偏
光ビームスプリツタ、20・・・偏光ビームスプリッタ
、  11.12・・・反射鏡

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 直線偏光である入射光とそれぞれ同一の偏波面と光周波
    数を有する透過光と、入射光の偏波面に対して90度の
    角度をなす偏波面を有し、かつ入射光の光周波数をシフ
    トした回折光とに入射光をそれぞれ分離して出射する音
    響光学素子と、 前記音響光学素子から出射した回折光をビームスプリッ
    タに送出する反射鏡と、 前記音響光学素子から出射した透過光を入射して、その
    透過光と前記反射光を同一の光路上に結合した光ビーム
    を出射する偏光ビームスプリッタとを具備することを特
    徴とする直交偏波型光周波数シフタ。
JP62020988A 1987-01-30 1987-01-30 直交偏波型光周波数シフタ Expired - Fee Related JPH0711648B2 (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5694853A (en) * 1979-12-27 1981-07-31 Toshiba Corp Optical communication system
JPS6146936A (ja) * 1984-08-13 1986-03-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光通信方法

Patent Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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