JPS6344209B2 - - Google Patents

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JPS6344209B2
JPS6344209B2 JP56022664A JP2266481A JPS6344209B2 JP S6344209 B2 JPS6344209 B2 JP S6344209B2 JP 56022664 A JP56022664 A JP 56022664A JP 2266481 A JP2266481 A JP 2266481A JP S6344209 B2 JPS6344209 B2 JP S6344209B2
Authority
JP
Japan
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light
diffracted
guided
ultrasonic transducer
optical data
Prior art date
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Expired
Application number
JP56022664A
Other languages
English (en)
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JPS57136632A (en
Inventor
Norihiro Oota
Kazuhiko Mori
Masaharu Matano
Maki Yamashita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
Priority to JP56022664A priority Critical patent/JPS57136632A/ja
Priority to GB8204695A priority patent/GB2098347B/en
Priority to DE3205868A priority patent/DE3205868C2/de
Publication of JPS57136632A publication Critical patent/JPS57136632A/ja
Priority to US06/716,605 priority patent/US4595253A/en
Publication of JPS6344209B2 publication Critical patent/JPS6344209B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/33Acousto-optical deflection devices
    • G02F1/335Acousto-optical deflection devices having an optical waveguide structure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、パラレルに入力された光データを
シリアルな光データに変換する変換器に係り、特
に、この変換を光と弾性表波によるプラツグ回折
現象を用いて行なう変換器に関するものである。
一般に光データのパラレル・シリアル変換器に
おいては、パラレルな光データをいつたんパラレ
ルな電気信号に変換し、この電気信号をシリアル
な電気信号に変換し、更にこのシリアルな電気信
号を光データに変換して、結果としてパラレルな
光データがシリアルな光データに変換することが
行なわれている。この一例を第1図ないし第3図
を用いて説明する。第1図においてセラミツク等
の基板1表面の左端側には光データが導波される
導波層2が形成され、この導波層2にはフアイバ
ー3,32,…3nがフアイバーコネクタ41,4
,…4nを介して接続され、フアイバー31,3
,…3nに入力される光データが導波層2に導
波され光P1,P2,…Pnとなる。この導波された
光はCCD5に入力される。CCD5に入力された
光データは、電気信号に変換され、この変換され
た電気信号はパラレル・シリアル変換器6によつ
てシリアル変換され、このシリアル出力に基づい
て半導体レーザ発振器7を発振させる。この半導
体レーザ発振器7の発光側の基板1上には光導波
層8が形成され、この光導波層8の右端部には出
力取出し用のフアイバーコネクタ9を介して出力
取出し用のフアイバー10が接続されフアイバー
10から光Qを取り出せるようになつている。
したがつて、フアイバー31,32,…3nに対
応する光P1,P2…Pnが、光Qとなつて出力され
る。つまり、パラレルな光データがシリアルな光
データに変換されるものとなる。
しかしながら、このような変換器においては、
次の様な問題点がある。
(1) 入力される光データをいつたん電気信号に変
換し、更に、この変換された電気信号をシリア
ル変換し、更にシリアル変換された電気信号出
力を再度光データに変換して結果として光デー
タのパラレル・シリアル変換を行なわせている
ため、「電気・光の変換」と「光・電気の変換
を」2回行なわなければならず、これに要する
デイレイタイムが累積されパラレル・シリアル
変換の変換時間が多くかかる。
(2) 上記(1)の如く、光・電気または電気・光の変
換を行なう場合には、その変換部において必然
的に異なる物質界面において反射損失が起こ
り、変換効率が低下し、出力光強度が低下する
ため、この光を増幅する手段を付加する必要が
ある。
(3) 電気的にパラレル・シリアル変換する回路が
必要となり、これに伴なつて回路構成が複雑化
する。
(4) 基板上に、CCD5や半導体レーザ7のよう
な異種物質を第2図または第3図に示す如く取
り付けなければならないため。基板全体がハイ
ブリツト化し、製造工程が多くなるとともに、
CCD5や半導体レーザ7と導波層2,8を間
隙なく接着する技術が非常に困難となり、これ
らの光軸合せ手段が複雑化し、これらの製造が
非常に困難となる。
この発明は、上記のような種々の問題点を解消
するためになされたものであつて、この発明の目
的は、パラレルに入力される光データをいつたん
電気信号に変換することなしに直接にシリアルな
光データに変換するパラレル・シリアル変換器を
提供させることにある。
この発明の目的は、弾性表面波を発生させる第
1及び第2の超音波振動子を備え、複数の導波光
を上記第1の超音波振動子の伝搬ビームにブラツ
グ角をもつて交差する如く導入し、この導入光の
回折光が上記第2の超音波振動子の伝搬ビームに
ブラツグ角をもつて交差する如く導入し、上記複
数の導波光のうち最初の導波光が上記第1超音波
振動子によつて最初に回折される時点より後の時
点に、上記最初の導波光の回折光が上記第2超音
波振動子の伝搬ビームによつて回折されるように
上記第1及び上記第2超音波振動子によつて回折
される複数の回折光を1個所に集光させることを
特徴とするパラレル・シリアル変換器によつて達
成される。
以下、この発明の実施例を第4図ないし第7図
を参照して詳説する。
先ず、この発明に係る変換器に用いられている
ブラツグ回折現像を第4図を参照して説明する。
第4図において、セラミツク板等の圧電体基板の
表面に、数ミクロン程度の膜厚で一様に形成され
た表面導波層上に形成された櫛型電極超音波発振
子(以下「IDT」とする)から波長Aなる弾性表
面波(以下「SAW」とする)が伝搬され、この
SAWの波面は、光導波層に入射される光とθな
る角度でもつて交差している。そして、SAWの
波長をA、光Pの波長をλ、猫射角をθとした場
合 θ=Arc sin(λ/2A) なる関係が成り立つた場合には光PはSAWの
波面において回折され光Qとなる。これをブラツ
グ回折現象という。なお、上式を満足しない場合
には光PはSAWの波面によつて回折されないた
め、そのまま直進する光Rとなる。
次に、この発明の一実施例を第5図を参照して
説明する。図において、セラミツク等の圧電性を
有する材質で製された基板1の表面には光が導波
される導波層2が一様に形成され、この導波層2
の中央部には2個のIDT11,12がdoなる寸
法差をもつて形成され、IDT10の伝搬ビーム1
2と、IDT11の伝搬ビーム13との両ビームが
交わらない様に並行にSAWが伝搬するようにな
つている。この伝搬ビーム12,13の終端側の
端部には伝搬ビーム12,13の反射等を防ぐた
めに吸音部材14が形成されている。一方、導波
層2の左端部には光データが入力されるフアイバ
ー等が接続されるフアイバーコネクタ15〜18
が形成され、このフアイバーコネクタ15〜18
から導波層2に導入される光P1,P2,P3P4は上
記伝搬ビーム12の波面に対してブラツグ角をも
つてそれぞれ交差している。そして、この光P1
P2,P3,P4のそれぞれは伝搬ビーム12との回
折が行なわれた場の回折光Q1〜Q4が、再度伝搬
ビーム13とブラツグ回折が行なえるように、ブ
ラツグ角をもつて伝搬ビーム13と交差するよう
になつている。そして光Q1〜Q4が伝搬ビーム1
3によつてブラツグ回折された回折光は光R1
R4となる様になつており、光Q1〜Q4を集光させ
るためのグレーテイングレンズ19が形成され、
このグレーテイングレンズ19によつて集光され
た光は更にグレーテイングレンズ20によつて拡
大され、この拡大された光は導波層2の右端面側
に設けられた光データの出力データの出力取出し
用のフアイバーコネクタ21に導びかれるように
なつている。
一方、IDT10の電極端子には駆動回路22が
接続されている。この駆動回路22は、超音波を
発振させるための発振器25の出力が制御器26
を介して接続されている。一方、IDT11に接続
される駆動回路24には、上記制御器26及び遅
延回路24を介して接続されている。
次に、以上のように構成された変帰器のフアイ
バーコネクタ15〜18に入力されるパラレルな
光データが、どのようにしてフアイバーコネクタ
21からシリアルな光データとして取り出される
かの動作を第6図の波形図、及び第7図の波形図
を用いて説明する。
先ず、発振器25をIDT10,11を発振させ
るための周波数に発振させ、この信号を制御器2
6を介し、駆動回路22及び、遅延回路24と駆
動回路23を介してそれぞれのIDT10,11を
発振させると、それぞれの伝搬ビーム12,13
が発生するものとなる。そして、IDT10,11
から最初の回折点の距離をそれぞれd1、光P1
Pnのビーム幅をd、光P1〜Pnのビーム間距離を
d2、それらの距離に対応した時間をそれぞれt1
t,t2とし、IDT11をIDT10より遅延回24
の設定時間Dだけ遅れて駆動させると、IDT10
からの伝搬ビーム12の波面に光P1が交差する
時点、すなわち、IDT10の駆動開始時点よりt1
時間後に光P1が回折を始める(第7図α点参
照)。更に、t時間経過すると、光P1はすべて回
折され、この回折された光の光強度が最大となる
(第7図β参照)。そして、IDT10の伝搬ビーム
12によつて回折された光Q1はIDT10の駆動
開始時点より時間D遅れて伝搬してくる伝搬ビー
ム13で再度回折が行なわれる(第7図γ点参
照)。そして時間t後には完全に回折されるため
光Q1は消失し、光R1となる(第7図δ点参照)。
以下光P2から光Pnにおいても上記同様の動作
が行なわれる。したがつて、P1〜Pnに入力され
ているパラレルな光データが順次IDT11の伝搬
ビーム13によつて1個のみ取り出され、この取
出される光Q1〜Qnはグレーテイングレンズ19,
20を介してフアイバーコネクタ21から第7図
のQなるシリアル信号として取出すことができ
る。また、シリアル信号の振幅を大きく、かつ、
波形が重ならないようにするためには、(t<D
<t2)の条件を満足すれば良い。また、IDT10
とIDT11との遅延時間を設定する手段としては
遅延回路24を用いずに、両方のIDT10,11
を同時に駆動させ、かつ、IDT10,11の位置
を上記(t<D<t2)を満足するようにずらせて
設定しても良い。
そして、光P1〜Pnがシリアル変換されて1サ
イクルが終了し、次回のサイクルに移行する際に
は、IDT10,11から発生する伝搬ビーム1
2,13が完全に消滅するTなる時間(崩壊時
間)IDT10,11の駆動を停止させた後に所定
の動作が開始するようにすれば良い。
なお、上記の実施例における光P1〜Pnに導入
される光データとしては、アナログの光データデ
イジタルの光データのいずれであつても良く、例
えば光P1〜Pnの所定チヤンネルにデイジタルの
光データを対応させ、他のチヤンネルにアナログ
の光データを対応させても良い。
また、グレーテイングレンズ19,20を2段
階に介在させずに1段もしくは2段以上介在させ
ても良い。この段数は入力される光データのチヤ
ンネル数、出力取出し用のフアイバーコネクタ2
1のフアイバー素子の直径等によつて決定づけら
れるものとなつている。
更に、光P1〜Pnと伝搬ビーム12との交差形
態は、伝搬ビーム12の波面の進行方向に対して
斜め上方側からブラツグ角をもつて交差してある
が、伝搬ビーム12の波面の進行方向に対して斜
め下方よりブラツグ角をもつて交差させても良
い。
また、超音波の吸収部材14を設けるかどうか
の選択は設計の自由に任されるものとなつてい
る。
以上詳細に説明したように、この発明によれば
次のような利点がある。
圧電体基板表面に形成された導波層上にIDTを
2個並行して設け、このIDTとパラレルな光デー
タとにブラツグ回折を行なわせてパラレル・シリ
アル変換を行なわせているので、この変換に要す
る時間が非常に高速化される利点があり、各種の
ノイズに対して強いという利点がある。
また、パラレルに入力される光データを電気信
号に変換することなしに、直接にシリアルな光デ
ータに変換されるため、この変換の基板がハイブ
リツドすることなく、簡素化され、光損失が少な
くなるとともに量産に適するものとなる利点もあ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来例を示す平面図、第2図及び第
3図は、第1図の側断面図、第4図は、ブラツグ
回折現象を説明するための図、第5図は、この発
明の一実施例を示す概略図、第6図は、第5図の
動作を説明するための原理図、第7図は、第5図
の動作を説明するためのタイムチヤートである。 1……基板、2……導波層、10,11……
IDT、12,13……伝搬ビーム、15〜18,
21……フアイバーコネクタ、19,20……グ
レーテイングレンズ、22,23……駆動回路、
24……遅延回路、25……発振器、26……制
御器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 同一面上を弾性表面波及び被導波光表面波を
    伝搬させ、これらを相互に結合させて導波光をブ
    ラツグ回折させる変換器であつて、上記弾性表面
    波を発生させる第1及び第2の超音波振動子を備
    え、並行する複数の導波光を上記第1の超音波振
    動子の伝搬ビームにブラツグ角をもつて交差する
    如く導入し、この導入光の回折光が上記第2の超
    音波振動子の伝搬ビームにブラツグ角をもつて交
    差する如く導入し、上記複数の導波光のうち最初
    の導波光が上記第1の超音波振動子によつて最初
    に回折される時点より後の時点で、かつ、上記導
    波光の2番目の導波光が上記第1の伝搬ビームに
    よつて回折される時点より前の時点で上記最初の
    導波光の回折光が上記第2の超音波振動子の伝搬
    ビームによつて回折されるように上記第1の超音
    波振動子及び上記第2の超音波振動子を制御し、
    かつ、上記第2超音波振動子によつて回折される
    複数の回折光を1個所に集光させ、この集光され
    た光をシリアル出力とすることを特徴とする光デ
    ータのパラレル・シリアル変換器。
JP56022664A 1981-02-18 1981-02-18 Parallel to serial converter for optical data Granted JPS57136632A (en)

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DE3205868A DE3205868C2 (de) 1981-02-18 1982-02-18 Umsetzer für optische Daten mit Dünnschichtwellenleiter und akustischem Oberflächenwellenerzeuger
US06/716,605 US4595253A (en) 1981-02-18 1985-03-27 Parallel-to-serial conversion of optical data using acousto-optical diffraction

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JPH08648Y2 (ja) * 1986-11-19 1996-01-10 旭硝子株式会社 音響光学光スイツチ

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