JPS63303326A - 光偏向装置 - Google Patents

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、光導波路に表面弾性波を発生させ、この表面
弾性波の回折作用によって導波光を偏向させるようにし
た光偏向装置、特に詳細には導波光を２つの表面弾性波
によって２回偏向させるとともに、こうして偏向された
光ビームを複数合成することにより、広偏向角範囲か得
られるようにした光偏向装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より例えば特開開口−１８３６２６号公報に示され
るように、表面弾性波が伝播ＦｊＪ能な８料から形成さ
れた光導波路に光を入射させ、この光導波路内を進行す
る導波光と交わる方向に表面弾性波を発生させて該表ｍ
功Ｐ性波によって導波光をブラ、ソゲ回折さぜ、そして
」二記表面弾性波の周波数を連続的に変化さぜることに
より導波光の回折角（偏向角）を連続的に変化させるよ
うにした光偏向装置か公知となっている。このような光
偏向装置は、例えばガルバノメータミラーやポリゴンミ
ラー等の機械式光偏向器や、ＥＯＤ　（電気光学光偏向
器）やＡＯＤ　（音響光学光偏向器）等の光偏向素子を
用いる光偏向器に比べると、小型軽量化が可能で、また
機械的動作部分を持たないので信頼性も高い、といった
特長を有している。

（発明が解決しようとする問題点） ところが上述のような光偏向装置には、偏向角を大きく
とることか困難であるという問題かある。

つまりこの光導波路を用いた光偏向装置においては、光
偏向角は表面弾性波の周波数にほぼ比例するので、大き
な偏向角を得ようとすれば必然的に表面弾性波の周波数
を極めて高い値まで変化させることが必要きなる。また
このように表面弾性波の周波数を広い帯域に亘って変化
させるのみならす、ブラッグ条件を満たすために、表面
弾性波の進行方向を連続的に変化（ステアリング）させ
て導波光の表面弾性波への入射角を制御する必要かある
。

上記のような要求に応えるため、例えば前記特開昭６１
−１８３６２６号公報にも示されるように、互いに異な
る帯域で周波数が変化する表面弾性波を発生する複数の
交叉くし形電極対（Ｉ　ＤＴ　：　ＩｎｔｅｒＤ　１ｇ
１ｔａｌ　　Ｔ　ｒａｎｓｄｕｃｅｒ　）をそれぞれ表
面弾性波発生方向が異なるように配置し、各ＩＤＴをス
イッチング作動させるようにした光偏向装置が提案され
ている。

しかし上記構成の光偏向装置は、各ＩＤＴが発する表面
弾性波のクロスオーバー周波数を中心にして回折効率が
落ち込むので、偏向された光ビームの光量が、偏向角に
応じて変動してしまうという問題が生じる。

また上記の構成にしても、結局偏向角の高い部分を受は
持つＩＤＴは、極めて高い周波数の表面弾性波を発生し
うるように構成されなければならない。以下、この点に
ついて、具体例を挙げて説明する。表面弾性波の進行方
向に対する導波光の入射角をθとすると、表面弾性波と
導波光との音響光学相互作用による導波光の偏向角δは
、δ−２θである。そして導波光の波長、実効屈折率を
λ、Ｎｅとし、表面弾性波の波長、周波数、速度をそれ
ぞれＡ、ｆＳＶとすれば、 ２θ＝２ｓｉｎ’（λ／２Ｎｅ・Δ） −λ／Ｎｅ−Ａ ＝λ・ｆ／Ｎｅ−■・・・・・・（１）である。したが
って偏向角範囲△（２θ）は、Δ（２θ）＝Δｆ・λ／
Ｎｅ−■ となる。ここで例えばλ＝　０．７８μｍ％　Ｎｅ　＝
　２．２、ｖ　＝　３５００１７Ｌ／　ｓとして偏向角
範囲△（２θ）−１０°を得ようとすれば、表面弾性波
の周波数範囲すなわちＩＤＴに印加する高周波の周波数
帯域Δｆ　＝　１．．７２　ＧＨｚが必要となる。この
周波数帯域を、２次回折光の影響を受けないように１オ
クターブとすれば、中心周波数ｆ（、＝　２．５７　Ｇ
Ｈｚ　。

最大周波数ｆ２＝　３．４３　ＧＨｚとなる。この最大
周波数ｆ２を得るＩＤＴの周期Ａ＝　１．０２　ｔｔｍ
となり、ＩＤＴ電極指の線幅Ｗ＝Ａ／４−０．２５５μ
瓦となる。

ＩＤＴを形成する技術として一般的なフォトリソ法、電
子ビーム描画法においては、現在のところ線幅限界がそ
れぞれ０．８μｍ、０．５μｍ程度てあり、したがって
上記のように極めて小さい線幅を有するＩＤＴは実現困
難である。またこのように精細なＩＤＴが将来形成でき
たとしても、３．４３　ＧＨｚ程度の高周波を生成する
ドライバーは、製造困難でかつ極めて高価なものとなる
し、このように精細なＩＤＴには高電圧を印加すること
が難しくなる。さらに、上記のように表面弾性波の周波
数を高めれば、当然その波長が短くなるので該表面弾性
波か光導波路に吸収されやすくなり、回折効率が低下す
ることになる。

一方文献Ｉ　Ｅ　Ｅ　Ｅ　　Ｔ　ｒａｎｓａｃｔｊｏｎ
ｓ　ｏｎ　　Ｃ１ｒｃｕｉｔｓ　　ａｎｄ　　Ｓｙｓｔ
ｅｍｓ、　ｖｏｌ　、　　ＣＡＳ　−２６，Ｎｏ。

１２、　　ｐ１０７２　［Ｇｕｉｄｅｄ　−Ｗａｖｅ　
　ＡｃｏｕｓｔｏｏｐｔｊｃＢｒａｇｇ　　　Ｍｏｄｕ
ｌａｔｏｒｓ　　ｒｏｒ　　Ｗｉｄｅ−Ｂａｎｄ　　　
Ｉ　　ｎｔｅｇｒａＬｅｄ　０ｐｔｉｃ　　Ｃｏｍｍｕ
ｎｉｃａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒ。

ｃｅｓｓｉｎｇ　］　ｂｙ　　Ｃ，Ｓ、　Ｔ　ＳＡ　Ｉ
には、前述のように複数のＩＤＴをスイッチング作動さ
せず、１つのＩＤＴを電極指線幅が連続的に変化しかつ
各電極指が円弧状をなす湾曲指チャープＩＤＴとして構
成し、この１つのＩＤＴによって表面弾性波の周波数お
よび進行方向を広範囲に亘って連続的に変化させるよう
にした光偏向装置が示されている。このような構成にお
いては、前述のように光ビームの光量が偏向角に応じて
変動してしまうという問題は解消できるが、表面弾性波
の周波数を極めて高く設定しなければならない点はその
ままであり、それにより前述と全く同様の問題が生じる
。

そこで本発明者らは先に、以上述べた光ビームの光量変
動を招かず、また表面弾性波の周波数を著しく高く設定
しなくても広偏向角範囲が得られる光偏向装置を提案し
た（特願昭６１−２８３６４６号）。

この光偏向装置は、前述のように表面弾性波が伝播可能
な材料から形成された光導波路内に導波光を進行させ、
この導波光を表面弾性波によって回折、偏向させるよう
にした光偏向装置において、上記導波光の光路に交わる
方向に進行して該導波光を回折、偏向させる第１の表面
弾性波を光導波路において発生させる第１の表面弾性波
発生手段と、 上記のように回折された導波光の光路に交わる方向に進
行して該導波光を、上記回折による偏向をさらに増幅さ
せる方向に回折、偏向させる第２の表面弾性波を光導波
路において発生させる第２の表面弾性波発生手段とを設
け、 そしてこれら第１、第２の表面弾性波発生手段を、第１
の表面弾性波によって回折される前、後の導波光の波数
ベクトルをそれぞれＩｋｌ、ｌｋｚ、第２の表面弾性波
によって回折された導波光の波数ベクトルを１に３、第
１、第２の表面弾性波の波数ベクトルをＩＫｌ、ＩＫｚ
としたとき、ｌｋ１＋ｌＫｌ　　−ハ（２ ｌｋｚ　＋ＩＫ２　＝Ｉｋ３ なる条件を満たしながらそれぞれ第１、第２の表面弾性
波の周波数および進行方向を連続的に変化させるように
形成したことを特徴とするものである。

上記のような第１、第２の表面弾性波発生手段は、例え
ば電極指間隔か段階的に変化しかつ各電極指の向きが段
階的に変化する傾斜指チャープ交叉くし形電極対（Ｔ　
ｆｉｔｅｄ　−Ｆ　Ｉｎｇａｒ　　ＣｈｊｒｐｅｄＩＤ
Ｔ）と、この電極対に周波数が連続的に変化する交番電
圧を印加するドライバーとの組合せ等によって形成する
ことかできる。

上記の構成においては、第１の表面弾性波によって偏向
された導波光か第２の表面弾性波よって再度偏向される
から、第１、第２の表面弾性波それぞれの周波数帯域を
さほど広く設定しなくても、全体として広偏向角範囲か
得られるようになる。

本発明は、上記のような特長を有する特願昭６１−２８
３６４８号の光偏向装置をさらに発展させて、より広い
偏向角範囲を得ることができる光偏向装置を提供するこ
とを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の光偏向装置は特願昭ｆｉｌ　−２８３６４Ｇ号
の光偏向装置、すなわち前述したような光導波路と、第
１の表面弾性波発生手段と、第２の表面弾性波発生手段
とからなる光偏向装置を複数台備えてなり、各光偏向装
置の光導波路が、それぞれから出射した光ビームか所定
の面上を互いに一線に並んで走査し、かつそれぞれの走
査端が相隣接するように配置されたことを特徴とするも
のである。

（作　　用） 上記構成の光偏向装置で光ビームを偏向させると、個々
の光導波路から出射した光ビームの所定面上（すなわち
被走査面上）における軌跡は、１本につながったものと
なるから、走査幅については、より広偏向角範囲の光偏
向装置によって１本の光ビームを走査させるのと同じこ
とになる。

（実　施　例） 以下、図面に示す実施例に基ついて本発明の詳細な説明
する。

第１図は本発明の一実施例による光偏向装置を示すもの
である。この光偏向装置は、光偏向装置１０、およびこ
の光偏向装置１０と並べて配置された同様の光偏向装置
１０°から構成されている。まず一方の光偏向装置１０
について説明する。この光偏向装置１０は、基板１１上
に形成された光導波路］２と、この光導波路１２上に形
成された光ビーム入射用集光性回折格子（Ｆ　ｏｃｕｓ
ｔｉｇ　　Ｇ　ｒａｔｉｎｇＣｏｕｐｌｅｒｓ以下ＦＣ
Ｃと称する）１３と、光ビーム出射用ＦＧＣ］４と、こ
れらのＦＧＣ］３．１４の間を進行する導波光の光路に
交わる方向に進行する表面弾性波１５．１６をそれぞれ
発生させる第１、第２の傾斜指チャープ交叉くし形電極
対（Ｔ　１ｌｔｅｄ　−Ｆ　ｊｎｇｅｒ　　Ｃｈ４ｒｐ
ｃｄ　　Ｉｎｔｅｒ　　Ｄｉｇｉｔａｌ　　Ｔｒａｎｓ
ｄｕｃｅｒ、以下傾斜指チャーブＩＤＴと称する）１７
．１８と、上記表面弾性波１５．１６を発生させるため
にこれらの傾斜指チャープＩＤＴ１７．１８に高周波の
交番電圧を印加する高周波アンプ１９と、上記電圧の周
波数を連続的に変化（掃引）させるスィーパ−２０とを
有している。

本実施例においては一例として、基板１１にＬｉＮｂＯ
３ウェハを用い、このウェハの表面にＴｉ拡散膜を設け
ることにより光導波路１２を形成している。なお基板１
１としてその他サファイア、８１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Ｔ１拡
散に限らす、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（Ｔ、　Ｔａｍ１ｒ）
編［インチグレイチット　　オプティクス（Ｉ　ｎｔｅ
ｇｒａｔｅｄ　　０ｐｔｉｃｓ　）　Ｊ　　Ｄピックス
　イン　アプライド　フィジックス（Ｔｏｐｉｃｓ　　
ｉｎ　　Ａｐｐｌｉｅｄ　　Ｐｈｙｓｉｃｓ）第７巻）
スプリンガー　フェアラーグ（Ｓ　ｐｒｉ　ｎｇｅｒ　
−Ｖｅｒｌａｇ　）刊（＋９７５）　　、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、本発明ては光導波路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。

たたし、この光導波路１２は、」二記Ｔｉ拡散膜等、後
述する表面弾性波が伝播可能な祠料から形成されなけれ
ばならない。また光導波路は２層以上の積層構造を有し
ていてもよい。

傾斜指チャーブＩＤＴｌ７．１８は、例えば光導波路１
２の表面にポジ型電子線レジストを塗布し、さらにその
上にＡｕ導電用薄膜を蒸着し、電極パターンを電子線描
画し、Ａｕ薄膜を剥離後現像を行ない、次いてＣｒ薄膜
、Ａ１薄膜を蒸着後、有機溶媒中でリフトオフを行なう
ことによって形成することができる。なお傾斜指チャー
プＩＤＴＬ７、−１５＝ １８は、基板Ｉ＋や光導波路１２が圧電性を有する祠料
からなる場合には、直接光導波路１２内あるいは基板１
１上に設置しても表面弾性波１５、］６を発生させるこ
とかできるが、そうでない場合には基板１１あるいは光
導波路１２の一部に例えばＺｎＯ等からなる圧電性薄膜
を蒸着、スパッタ等によって形成し、そこにＩＤＴｉ７
．１８を設置すればよい。

偏向される光ビームＬは、例えば半導体レーザ等の光源
２１から、ＦＧＣ１３に向けて射出される。

この光ビームＬ（発散ビーム）は、ＦＧＣＬ３によって
平行ビームとされた上で光導波路］２内に取り込まれ、
該光導波路】２内を導波する。この導波光Ｌ１は、第１
の傾斜指チャープＩＤＴ１７から発せられた第１の表面
弾性波１５との音響光学相互作用により、図示のように
回折（Ｂ　ｒａｇｇ回折）する。

こうして回折、偏向した導波光Ｌ２は、第２の傾斜指チ
ャープＩＤＴ１ｇから発せられた第２の表面弾性波１６
との音響光学相互作用により、上記偏向をさらに増幅さ
せる方向に回折する。そして前述のように、第１の傾斜
指チャープＩＤＴ１７に印加される交番電圧の周波数か
連続的に変化するので、第１の表面弾性波１５の周波数
か連続的に変化する。

前述の第（１）式から明らかなように、表面弾性波１５
によって回折した導波光Ｌ２の偏向角は表面弾性波１５
の周波数にほぼ比例するので、上記のように表面弾性波
１５の周波数か変化することにより、導波光Ｌ２は矢印
Ａで示すように連続的に偏向する。

この導波光Ｌ２は次に第２の表面弾性波１６によって偏
向されるが、この第２の表面弾性波１６も第１の表面弾
性波１５と同様に周波数か連続的に変化するので、第２
の表面弾性波１６を通過した後の導波光Ｌ３は、矢印Ｂ
で示すように連続的に偏向する。

この導波光Ｌ３はＦＧＣ］４によって光導波路１２外に
出射せしめられ、またその集光作用によって１点に集束
される。

次に、光導波路１２から出射する光ビームＬ４の偏向角
範囲（すなわち導波光Ｌ３の偏向角範囲）△δについて
、第２図を参照して説明する。この第２図は、第１の傾
斜指チャープＩＤＴ１７および第２の傾斜指チャープＩ
ＤＴ１８の詳細な形状と配置状態を示している。図示さ
れるように第１の傾斜指チャープＩＤＴ１７および第２
の傾斜指チャープＩＤＴｌ８はそれぞれ、電極指の間隔
が変化率一定で段階的に変化するとともに、各電極指の
向きも変化率一定で段階的に変化するように形成されて
いる。第１の傾斜指チャープＩＤＴｌ７および第２の傾
斜指チャープＩＤＴ１．８とも電極指の間隔か狭い方か
ぐ図中」二端部）が導波光側に位置するように配置され
、前述のように印加電圧か掃引されることにより、それ
ぞれこの上端部か最大周波数ｆ２−２ＧＨ７、そして下
端部か最小周波数ｆ１＝ＩＧＨｚの表面弾性波１５．１
６を発生するようになっている。そして第１の傾斜指チ
ャーブＩＤＴ１７は、上端部と下端部の電極指か互いに
３°傾いた形状とされ、導波光Ｌ１の進行方向に対して
上端部の電極指か６°の角度をなし、下端部の電極指が
３°の角度をなすように配置されている。一方第２の傾
斜指チャープＩＤＴ１．８は、上端部と上端部の電極指
か互いに９°傾いた形状とされ、導波光Ｌ１の進行方向
に対して上端部の電極指か１８０の角度をなし、下端部
の電極指が９°の角度をなすように配置されている。な
お、両傾斜指チャープＩＤＴ１７．１８のアース電極は
互いに一体化されてもよい。また以上述べたような傾斜
指チャープＩＤＴについては、例えば前述のＣ，Ｓ、　
ＴＳＡｌによる文献において詳しい説明がなされている
。

第１の傾斜指チャープＩＤＴｌ７、第２の傾斜指チャー
プＩＤＴ］８からそれぞれ２ＧＨｚの表面弾性波１５．
１Ｂか発せられたときの光ビームの回折状態は第２図の
■で示す状態となる。つまりこの場合は、２ＧＨｚの表
面弾性波１５に対して導波光Ｌ１が入射角６°で入射し
、この角度はブラッグ条件を満足している。すなわち導
波光Ｌ１、回折後の導波光Ｌ２の波数ベクトルをそれぞ
れｌｋｌ　、Ｉｋ２、表面弾性波１５の波数ベクトルを
ＩＫ　１　とすると、第３図（１）に示すように ｌｋｌ　　＋　ｕ（ｓ　　＝　Ｄ（２ となっている。つまり回折された導波光Ｌ２の進行方向
は、ベクトルｌｋｚの向きとなる（偏向角δ一２θ−Ｊ
２°）。またこのとき、２ＧＨｚの表面弾性波１６は第
２の傾斜指チャープＩＤＴ１ｇの第２図中上端部の電極
指（第１の傾斜指チャープＩＤＴｌ７の上端部と１２°
の角度をなす）によって励振され該電極指と直角な向き
に進行するから、この表面弾性波１６に対する導波光Ｌ
２の入射角も６゜となり、そして表面弾性波】６は表面
弾性波１５と同波長であるから、ブラッグ条件を満足す
る。すなイつち表面弾性波１６による回折後の導波光Ｌ
３の波数ベクトルを１に３、表面弾性波１６の波数ベク
トルをＩＫ２　とすると、第３図（１）に示すようにｌ
ｋ　２　＋　ＩＫ　２　＝　Ｉｋ　３となっている。

上記の状態から表面弾性波１．５．　］、［ｉの周波数
か１ＧＨｚまで次第に下げられる。表面弾性波１５．１
６の各波数ベクトルｌＫ１　、ＩＫ２の大きさＩＩＫＩ
Ｉ、１１に２１は、その波長を八とすると２π／Ａであ
るから、結局表面弾性波１５．１６の周波数に比例する
。したかって、表面弾性波１５．１８の周波数か１ＧＨ
ｚのとき、表面弾性波１５．１６の波数ベクトルＩＫｌ
、ＩＫ　２の大きさは、周波数か２ＧＨ２のときの１／
２となる。またこの場合の表面弾性波１５、表面弾性波
１６の進行方向つまり波数ベクトルｌＫ１、ＩＫ２の向
きは、１ＧＨｚの表面弾性波］−５，１８を励振する第
１の傾斜指チャープＩＤＴ］７、第２の傾斜指チャーブ
ＩＤＴ１．８の電極指部分か前述のように２ＧＨｚの表
面弾性波１５．１６を励振する電極指部分に対してそれ
ぞれ３°、９°傾いているから、２ＧＨｚの表面弾性波
＋５．１．６の波数ベクトルＩＫ、、ＩＫ２の向きがら
各々３°１９°変化する。また、第３図（１）において
ａΣｂであるから結局、表面弾性波１５．　Ｉ８の周波
数か１ＧＨｚ場合の波数ベクトルＩＫＩ、ｌＫｚは、第
３図（２）に示すものとなる。

以上説明した通り、表面弾性波１．５．１．６の周波数
が１ＧＨ７である場合も、前述の ｌｋ　１−１−　ＩＫ　１＝　ｌｋ　ｚ＋に２　　→−
■ぐ。　−１ｋ　３ の関係か成立している。

そして波数ベクトルｌｋｔの大きさ１ｌｋｘｌは、導波
光Ｌ１の波長をλとするとｎ・２π／λ（ｎは屈折率）
で、この波長は導波光Ｌ２、Ｌ３についても同しである
から、結局常に ！［ｌｃｌ　　１−１１に２　１　＝　１１に３　１で
あり、−刃表面弾性波１５の波数ベクトルＩＫ１はその
波長をＡとすると２π／Δで、この波長は常に表面弾性
波１６の波長と等しいから １１ＫＩ　　　ｌ　　−１１１（２１ である。また波数ベクトルＩＫｌ、ＩＫ２の向きは、先
に説明したように表面弾性波１５．１６の周波数が２Ｇ
Ｈｚから１ＧＨ２に変化する際に、それぞれ固有の一定
変化率で変化する。したがって、表面弾性波１．５．１
．６の周波数が上記のように２ＧＨｚがらＩＧＨｚに変
化する間、常に前述の ｌｋ　１　＋　ＩＫ　１　＝　Ｉｋ　２１ｋ　２　＋　
ＩＫ　２　＝　ｌｋ　３の関係か成り立ち、導波光Ｌ１
と表面弾性波］５とのブラッグ条件、導波光Ｌ２と表面
弾性波１６とのブラッグ条件か常に満たされる。

以上の説明から明らかなように、表面弾性波１５．１６
の周波数か２ＧＨｚ、］、ＧＨｚのとき、２回回折した
導波光Ｌ３の進行方向はそれぞれ第３図（１）のベクト
ル１に３、第３図（２）のベクトルＩｋ３の向き（第２
図に■、■゛で示す向き）であり、その差は２４−１．
２＝１．２°である。つまり本装置においては、１２°
の広偏向角範囲か得られる。ちなみに、周波数か１ＧＨ
ｚから２ＧＨｚまで変化する（２次回折光の影響を受け
ないように周波数帯域を１オクターブとする）１つの表
面弾性波のみて光ビーム偏向を行なう場合には、偏向角
範囲は６°となる。

なお表面弾性波１５．１６の周波数をＩＧＨｚよりもさ
らに低くすれば、導波光Ｌ３は第３図（２）に■′で示
した位置よりもさらに大きく偏向する。しかしこの位置
には、上記周波数か２ＧＨｚのとき作かであるが１回回
折の導波光Ｌ２が出射するので、本実施例におけるよう
に第３図（２）の■〜■°の範囲を光ビーム偏向範囲と
して利用するのか好ましい。

第１図に示されるもう一方の光偏向装置１０′　は、以
上説明した光偏向装置１０と基本的に同じ構成のもので
あり、ＩＤＴなとの各素子の配置は、両光偏向装置］０
．１０”の間で左右対称となっている。

したがって第１図においては、光偏向装置１０°の各要
素で既述の各要素と同等のものには同番号に「°」を付
して示し、それらについての説明は特に必要の無い限り
省略する。この光偏向装置１０′の第１および第２の傾
斜指チャープＩＤＴ］７′、１８”　に印加される交番
電圧の周波数は、既述の光偏向装置１０におけるのと同
様に設定される。したがって、この光偏向装置１０′　
の光導波路１２′　から出射した光ビームＬ４”　も、
△δ′−１２°の広偏向角範囲で偏向する。

光偏向装置１０と１０′　は、それぞれの光導波路Ｉ２
．１２′　から出射した光ビームＬ４、Ｌ４°が、第５
図に詳しく示すように被走査面２５」二で互いに一線に
並び、しかも各ビームＬ４、Ｌ４“の走査始端Ｌｓ　、
　Ｌｓ　’　か相隣接する状態に配置されている。

したがって、被走査面２５」二においては、光ビームＬ
４とＬ４°　とによって１本の主走査ラインか形成され
ることになる。前述したように光偏向装置１０および１
０′　による光ビームｔ、、　、Ｌ４′の偏向−２４＝ 角範囲△δ、△δ°はそれぞれ１２°であるから、光偏
向装置１０あるいは１０°のみで光ビームを走査させる
場合に比へれば、２倍の走査幅を得ることかできる。つ
まり、光偏向装置ｊＯあるいは１０゛　と比べれば、あ
たかも２倍の偏向角範囲を有するような光偏向装置が実
現されることになる。

以上説明した実施例においては、第５図にも示されてい
るように、被走査面２５上で光ビームＬ４、Ｌ４′の走
査始端Ｌｓ　、　Ｌｓ　’　か相隣接するようにしてい
るが、各光偏向装置１０および１０′におけるＩＤＴの
配置およびそれらに印加させる交番電圧の掃引の仕方次
第で、第６図に示すように光ビームＬ４、Ｌ４°の走査
終端を相隣接させたり、あるいは第７図に示すように光
ビームＬ４、Ｌ４’の一方の走査始端と他方の走査終端
とを相隣接させることも可能である。

また光ビームＬ４、Ｌ４°の偏向のタイミングは、相隣
接する走査端か時間的にも相前後して被走査面２５上に
存在するように設定してもよいし、あるいはそのように
ならないように設定しても構わない。すなわぢ例えば第
７図に示した例で説明すれば、光ビームＬ４の走査始端
か光ビームＬ４“の走査終端と時間的に連続して被走査
面２５」−にあるように両ビームＬ４、Ｌ４°の偏向タ
イミングを設定すれば、あたかも１本の光ビームか被走
査面２５上を走査しているような状態となるが、その他
例えば、両ビームＬ４、Ｌ、’　の走査開始タイミング
か一致するように偏向タイミングを設定してもよい。

次に光偏向装置１０あるいは１０゛　のそれぞれにおい
てなされうる構成の変更について説明する。以下の説明
は、一方の光偏向装置】０を例に挙げて行なうが、同様
の変更は当然なから、他方の光偏向装置１０゛　におい
てもなされうるものである。まず以上の説明では、表面
弾性波１５．１６の周波数を２ＧＨｚからＩＧＨｚに連
続的に変化させるようにしているが、この反対に１ＧＨ
ｚから２ＧＨｚまで変化させるようにしてもよい。この
場合は光ビームＬ４の偏向の方向か逆になるたけである
。また上記周波数を２−＝１−２−Ｉ　ＧＨｚとなるよ
うに変化させれば、光ビームＬ４か往復て偏向するよう
になり、光ビームの往復走査か可能となる。

また以上説明の実施例では、周波数２ＧＨ７の表面弾性
波１５に対する導波光Ｌ１の入射角（つまり第１の傾斜
指チャープＩＤＴｌ７の２ＧＨｚを励振する電極指と導
波光Ｌ１の進行方向かなす角度）を６°とし、第１の傾
斜指チャープＩＤＴ１７の１ＧＨｚを励振する電極指か
」１記導波光Ｌ１の進行方向となす角を３°、一方第２
の傾斜指チャープＩＤＴ１．８の２ＧＨｚ、１−ＧＨｚ
を励振する電極指か」１記進行方向となす角をそれぞれ
１８°、９°としているが、一般に表面弾性波１５．１
６の最小、最大周波数をｆｌ　、ｆｚ　　（Ｔ２　＝２
ｆ１　）とする場合には、上記の例において６°、３°
、１８°、９０と設定された各角度を各々θ、θ／２．
３θ、３θ／２とずれば、いかなる場合も常に前述のブ
ラッグ条件を満足させることか可能となる。このことは
、第３図（１）、（２）を参照すれば自明であろう。

なお傾斜指チャープＩＤＴｌ７．１８の形状を上記θて
規定される形状とする場合においても、表面弾性波１５
．１６の最小、最大周波数ｆｌ、ｆ’ｚをｆ２＝２ｒ、
となるように設定することは必すしも８冴ではなく、例
えば最大周波数ｆ２を２ｆｌなる値よりもやや小さめに
設定しても構わない。しかし上記のような形状に傾斜指
チャープＩＤＴ１．７．１８を形成する以上はこのＩＤ
Ｔ形状を最大限活かして、最小周波数ｆ１のとき発生す
る２次回折光が偏向角範囲に入り込まないで最大偏向角
範囲か得られるようになるｒｌからｆ２＝２ｆ、の間で
表面弾性波周波数を変化させるのが好ましい。

さらに本発明においては、表面弾性波１５．１６の最小
、最大周波数ｆｌＳ　Ｔ２をｆ２＝２ｆ、となるように
設定し、また表面弾性波１５．１６の周波数を常に互い
か等しくなるように変化させることは必すしも必要では
なく、表面弾性波１５．１６の周波数および進行方向を
個別に変化させても、第１、第２の傾斜指チャープＩＤ
Ｔｌ７．１８の形状および配置状態によって前述の １ｋｌ　＋ＩＫ１−１ｋ２ Ｉｋ　２　＋　ＩＩＩ’：２　＝　ｌｋ　３の関係を満
たすことが可能である。

しかし、上記実施例におけるように、表面弾性波１５．
１６の周波数を同じように変化させれば、２つの傾斜指
チャープＩＤＴを共通のドライバーで駆動可能となり、
高価なトライバが１つで済むので好都合である。

また本発明装置においては、以」二説明した傾斜指チャ
ープＩＤＴ］７．１８に代えて、電極指間隔か段階的に
変化しかつ各電極指か円弧状をなすいわゆる湾曲指チャ
ープＩＤＴを使用して、第１、第２の表［ｆＪ］　’ｒ
ｌ性波の周波数および進行方向を連続的に変化させるよ
うにしてもよい。第４図はこの湾曲指チャープＩＤＴの
配置例を示している。この例においては第１の湾曲指チ
ャープＩＤＴ１１７も、第２の湾曲指チャープＩＤＴ１
１８も図中右端の電極指部分か最大周波数ｒ２の表面弾
性波１５．１６を発生し、左端の電極指部分か最小周波
数ｆ１の表面弾性波１５．１６（図中破線で示す）を発
生するように（１４成されている。この場合もｆ２＝２
１’ｌ　とするのであれば、最大周波数ｆ２の第１の表
面弾性波１５に対する導波光し１の入射角をθとして、
第１の湾曲指チャープＩＤＴ１１７の左端の電極指部分
が上記導波光Ｌｌの進行方向に対してθ／２の角度をな
し一方第２の湾曲指チャープＩＤＴ　１１８の右端、左
端の電極指部分か上記導波光Ｌ１の進行方向に対してそ
れぞれ３θ、３θ／２の角度をなすように両ＩＤＴ＋＋
７．１１８を作成、配置すればよい。

また光導波路］２を前述のＴ１拡散ＬｉＮｂＯ３に代え
てＺｎＯからなる光導波路にした場合には、−例として
表面弾性波１５．１６の最大、最小周波数を１．０ＧＨ
ｚ　、　　０．５ＧＨｚすると、△δ＝８°程度の偏向
角範囲か得られる。

さらに、光ビームを光導波路１２内に入射させ、またそ
こから外部に出射させるためには、前述のＦ　Ｇ　Ｃ１
３，１４の他、カプラープリズム等を用いてもよいし、
あるいは光導波路１２の端面から直接光ビームを入射、
出射させるようにしてもよい。また発散ビームである光
ビームＬを平行ビーム化したり、光導波路１２から出射
する光ビームＬ４を集束させるためには、導波路レンス
や通常の外部レンズを用いることもできる。

また本発明においては、１つの光導波路Ｉ２あるいは１
２゛　に′３つ以上の表面り１性波を伝播させ、これら
の表面弾性波によって導波光を３回以上回折、偏向させ
るようにしてもよい。この装置においても、隣り合う２
つの表面弾性波により以上述べた通りの作用効果が得ら
れる訳であるから、このような光偏向装置も本発明の装
置に含まれるものとする。さらに本発明においては、３
つ以上の光導波路を設けることにより、偏向した３本島
」二の光ビームを合成して、さらに大きな走査幅を１４
ることも可能である。

また本発明においては第８図に示すように、］つの光導
波路２１２に２本の光ビームＬ、Ｌを人射さぜ、それぞ
れをＩ　ＤＴ２１７．２１ｇによって２回（あるいは′
３回以上）回折させるとともに、光導波路からｉ（Ｉ射
した２本の光ビームＬ４、Ｌ、か互いに被走査面２５」
二を一線に並んで走査するように光偏向装置２１０を形
成した上で、この光偏向装置−３１＝ ２１０をそれと同様の光偏向装置２１０′　と並設して
、光ビームＬ４、Ｌ４と光ビームＬＡ　’　、Ｌ４′が
被走査面２５」二で一線に並びかつそれぞれの走査端か
相隣接するようにして、より一層大きな走査幅を得るこ
ともできる。なおこの第８図において、２１３．２１３
′　は光ビーム入ＵＪＪＴＪ　Ｌ　Ｇ　Ｃ（線状回折格
子）、２１４．２１４“　は光ビーム出射用ＬＧＣ。

２１．５．２１．５°は第１の表面弾性波、２１６．２
１６゜は第２の表面弾性波、２］７　’　、２１８°は
上記ＩＤＴ２１７．２１８と同様のＩＤＴ、２２］、　
２２１°　は光源である。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の光偏向装置においては
、表面弾性波によって一度偏向させた光ビームをさらに
別の表面弾性波によって偏向させるとともに、こうして
偏向された光ビームを複数合成して広偏向角範囲を得る
ようにしているので、複数のＩＤＴをスイッチング作動
させる場合のように偏向された光ビームの光量か偏向角
に応して変動してしまうことがない。したがって不発明
装置によれば精密な光ビーム走査記録あるいは読取りか
ｊ４Ｊ能となり、また上記のようにして極めて広い偏向
角範囲か得られるから、光偏向装置から被走査面までの
距離を短くして、光走査記録装置や読取装置の小型化を
達成することかできる。

そして本発明装置においては、個々の表面弾性波の周波
数を杵しく高く設定しなくても上述のように広偏向角範
囲か得られるようになっているから、表面弾性波発生手
段としてＩＤＴを用いる場合にはその線幅を極端に小さ
く設定する必要がなく、このＩＤＴを現在確立されてい
る技術によって容易に製造可能となる。また上記の通り
であるから、ＩＤＴに印加する交番電圧の周波数も著し
く高く設定する必要かなくなり、したがってＩＤＴのド
ライバーか容易かつ安価に形成可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置を示す概略斜視図、 第２図は上記実施例装置の一部を拡大して示す平面図、 第３図は本発明における光ビーム偏向の仕組みを説明す
る説明図、 第４図は本発明において用いられる表面弾性波発生手段
の他の例を示す平面図、 第５．６および７図は、本発明装置における複数の光ビ
ームの偏向方向の例を示す説明図、第８図は本発明の別
の実施例装置を示す概略平面図である。 １０．１０°、２１０　、２１．０°　・・・光偏向装
置】１．１１′・・基　板 １２．１２°、２１２．２］２°・・光導波路１３．１
３°、２１３．２］３　’　・・・光ビーム入射用ＦＧ
Ｃ１４，１４’　、２］４．２］４　’　　・光ビーム
出射用ＦＧＣ１５，１５′、２］５．２］５　’　・・
第１の表面弾性波１６．１６’　、２１Ｇ　、２１６°
・・第２の表面弾性波１７．１７’　、２１７．２＋７
°・・・第１の傾斜指チャープＤＴ １８、＋８’　、２＋８．２１８°・・・第２の傾斜指
チャーブＤＴ １９．１９′　・高周波アンプ ２０．２０′　　・・スィーパ− ２１，２１°、２２１．２２１　’・・・光　　源２５
・・・被走査面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）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、 この光導波路内を進行する導波光の光路に交わる方向に
   進行して該導波光を回折、偏向させる第１の表面弾性波
   を前記光導波路において発生させる第１の表面弾性波発
   生手段と、 回折された前記導波光の光路に交わる方向に進行して該
   導波光を、前記回折による偏向をさらに増幅させる方向
   に回折、偏向させる第２の表面弾性波を前記光導波路に
   おいて発生させる第２の表面弾性波発生手段とを有し、 前記第１および第２の表面弾性波発生手段が、前記第１
   の表面弾性波によって回折される前、後の導波光の波数
   ベクトルをそれぞれ■＿１、■＿２、第２の表面弾性波
   によって回折された導波光の波数ベクトルを■＿３、第
   １、第２の表面弾性波の波数ベクトルを■＿１、■＿２
   としたとき、 ■＿１＋■＿１＝■＿２ ■＿２＋■＿２＝■＿３ なる条件を満たしながらそれぞれ第１、第２の表面弾性
   波の周波数および進行方向を連続的に変化させるように
   形成された光偏向装置複数台からなり、 各光偏向装置の光導波路が、それぞれから出射した光ビ
   ームが所定の面上を互いに一線に並んで走査し、かつそ
   れぞれの走査端が相隣接するように配置されていること
   を特徴とする光偏向装置。
2. （２）前記第１、第２の表面弾性波発生手段がそれぞれ
   、電極指間隔が段階的に変化しかつ各電極指の向きが段
   階的に変化する傾斜指チャープ交叉くし形電極対と、該
   電極一対に周波数が連続的に変化する交番電圧を印加す
   るドライバーとからなることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の光偏向装置。
3. （３）前記第１、第２の表面弾性波発生手段がそれぞれ
   、電極指間隔が段階的に変化しかつ各電極指が円弧状を
   なす湾曲指チャープ交叉くし形電極対と、該電極対に周
   波数が連続的に変化する交番電圧を印加するドライバー
   とからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の光偏向装置。
4. （４）前記第１、第２の表面弾性波発生手段がともに、
   周波数ｆ＿１〜ｆ＿２（ｆ＿２≧２ｆ＿１）の間で互い
   に同じ値をとりながら周波数が変化する表面弾性波を発
   生するように構成され、 周波数ｆ＿２の第１の表面弾性波に入射する導波光Ｌ＿
   １の入射角をθとすると、第１の表面弾性波発生手段を
   構成する前記チャープ交叉くし形電極対が、周波数ｆ＿
   １の第１の表面弾性波を発生する部分の電極指が前記導
   波光Ｌ＿１の進行方向に対してθ／２の角度をなし、 第２の表面弾性波発生手段を構成する前記チャープ交叉
   くし形電極対が、周波数ｆ＿２、ｆ＿１の表面弾性波を
   発生する部分の電極指がそれぞれ前記導波光Ｌｉの進行
   方向に対して３θ、３θ／２の角度をなすように形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第２項または
   第３項記載の光偏向装置。
5. （５）前記第１、第２の表面弾性波発生手段を構成する
   各チャープ交叉くし形電極対が、共通のドライバーによ
   って駆動されることを特徴とする特許請求の範囲第４項
   記載の光偏向装置。