JPS6357768B2 - - Google Patents

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JPS6357768B2
JPS6357768B2 JP57192594A JP19259482A JPS6357768B2 JP S6357768 B2 JPS6357768 B2 JP S6357768B2 JP 57192594 A JP57192594 A JP 57192594A JP 19259482 A JP19259482 A JP 19259482A JP S6357768 B2 JPS6357768 B2 JP S6357768B2
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JP
Japan
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optical
frequency
light
optical filter
diffraction
Prior art date
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Application number
JP57192594A
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English (en)
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JPS58140717A (ja
Inventor
Suchuaato Hiikusu Jon
Deibitsudo Jakuson Jon
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.)
International Standard Electric Corp
Original Assignee
International Standard Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by International Standard Electric Corp filed Critical International Standard Electric Corp
Publication of JPS58140717A publication Critical patent/JPS58140717A/ja
Publication of JPS6357768B2 publication Critical patent/JPS6357768B2/ja
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    • 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
    • G02F1/01Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/11Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour  based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
    • G02F1/125Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour  based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves in an optical waveguide structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0064Anti-reflection devices, e.g. optical isolaters

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学的伝送システム又は光学的検出
システムに用いられる音響・光学的(acousto−
optic)アイソレータ装置、および使用方法に関
する。
半導体ダイオードレーザは出力負荷の変化に対
して敏感であり、それゆえ、該半導体レーザを、
該システムから反射される光学的パワーから保護
することが望ましい。そこで、単一方向性の光学
的アイソレータの或る種類のものに対する需要が
生じた。伝統的には、光通路において非可逆的作
用を確立するためにはフアラデー回転のような磁
気的効果が偏光フイルタと連携して使用されてき
たが、この機構は、通常使用される光伝導媒体に
おいては、特には効率的なものではない。さら
に、この技術を用いた統合された光学構成はうま
く行きそうもない。
本発明によれば、単色光光源の光出力通路に設
けられた音響・光学的回折装置、および、該単色
光光源の光学的周波数に同調させられた光学的フ
イルタであつて該回折装置と該単色光光源の間に
設けられたものを組合せて具備する、単色光光源
用の音響・光学的アイソレータ装置が提供され
る。
また、本発明によれば、半導体光源を出力負荷
の変化から隔離するための方法としての、音響・
光学的アイソレータ装置を使用する方法であつ
て、該方法は、ダイオードの光出力を該ダイオー
ドの出力周波数に同調させられた光学的フイルタ
を通して進行させる段階、および、該段階にひき
つづき波されたダイオード光出力を音響・光学
的回折手段を通して進行させる段階を具備し、そ
れにより、負荷に印加される回折光の周波数は変
化させられ、該負荷から反射させられた任意の光
は、その周波数を、該回折手段により、ダイオー
ドへの到達が該光学的フイルタにより阻止される
ように、変化させる。音響・光学的アイソレータ
装置を使用する方法が提供される。
本発明は適切な材料で作られた光学的導波領域
内を伝播する光波は該領域内における一時的な物
理的擾乱、例えば、同一領域内を伝播する音響波
パターンと相互作用することができるという事実
に基礎をおいている。表面音響波パターンが誘起
されることができるが、該パターンは回折格子と
機能的に等価なものである。それゆえ、該パター
ンと相互作用する光波は回折効果に従う。音響・
光学的回折を行いつつある光波は、光波周波数を
音普周波数により変化させる。その理由は、該パ
ターン又は格子は静止的なものではなく、光路と
交差する方向に運転するものであるからである。
この現象は、第1図において説明されるが、第1
図においては、周波数faの音響波ACS Wに或る
角度で衝突した周波数fpの光波OPT Wがその光
周波数を変化させられる様子が示される。第1図
に示されるように、光波が音響波に「向つて
(against)」進行するときは、光周波数fpはfp+fa
へ変化させられる。第1のオーダーのモードのみ
が有効な出力を発生させるに足りる大きさをもつ
ており、実際に入力信号のすべてが単一の出力へ
と回折させられるような装置を設計することが可
能である。もし該回折させられた光出力が反射さ
せられ、該音響・光学的回折装置を通つて再び進
行させられるならば、光波は周波数をさらに変化
させられ、周波数fp+2faとなる。
第2図に示される音響・光学的アイソレータ
は、この周波数の2回変化を利用する。半導体ダ
イオードレーザDからの光はフアブリー・ペロー
共振器Rを通つて進行し、該共振器はレーザーの
光周波数fpに同調させられている。該フアブリ
ー・ペロー共振器の次に電気・光学的変換器Tを
組込んだ音響・光学的ブラツグ式回折装置が配置
されるが、該変換器Tは該共振器からの光通路に
対し或る角度をなすように設置される。変換器T
は周波数faの電気信号により付勢され、それによ
り、回折パターンが光通路と角度をもつて交差す
るように設定される。該回折機構により周波数fp
+faの光出力が得られ、結果として得られる光通
路は当初の光通路から発散的となる。回折させら
れた光波は、出力Oを通つてレーザダイオード光
出力が供給される任意のシステムへの引続きの進
行のために、レンズにより集束されるのが便宜で
ある。該システムにおいて反射させられた任意の
光は光通路を通つて該回折装置へと復帰進行し、
該回折装置において光は周波数fp+2faへと第2回
の変化をさせられる。この周波数になつた光は、
周波数fpに同調させられたフアブリー・ペロー共
振器により排斥され、それによりダイオードは反
射光から隔離される。
フアブリー・ペロー共振器、ブラツグ式回折装
置、およびレンズは、第2図に示されるように1
つの統合形光学装置として構成されるのが便宜で
ある。ニオブ酸リチウムのブロツクBは一つの表
面領域へ拡散させられた光学的導波構造Gを有
し、該光学的導波構造は同じ表面領域に構成され
たフアブリー・ペロー共振器Rへと導びかれる。
該共振器の次に、櫛歯状の表面音響波変換器Tが
該ブロツクの表面に被着されている。該変換装置
の次に、レンズLが拡散工程により構成されてい
る。次いで、レーザダイオードDが、ブロツクの
端部に導波構造Gと一直線状になるように取付け
られる。
しかし、レーザダイオード周波数自身が、印加
される変調faに比べて有意の量だけ変化しないこ
とを確実化するためには、ダイオードは同じフア
ブリー・ペロー共振器に対して安定化させられね
ばならぬ。このことを達成するために、光検出用
ダイオードPが当初の光通路上に配置され、帰還
制御ループFによりレーザダイオード駆動回路に
接続される。この形態において、変調されない信
号の一部が光検出用ダイオードPに射突すること
ができるように、光信号がすべては回折されるこ
とのないように、配置されているのは、配慮され
た事柄である。この光通路に沿うて進行する光
は、フアブリー・ペロー共振器の周波数弁別特性
が付与させられ、それゆえ、光検出装置および帰
還制御により、レーザダイオードは、その周波数
fpが共振器の自然共振周波数へと引き入れられる
ように安定化させられる。
本発明による装置の実用性を説明するには、下
記の事実を指摘することが役立つ。
(i) 周波数150MHz、同調幅3dBのフアブリー・
ペロー共振器セルを用いたところ、半導体ダイ
オードレーザは、3MHzのライン幅をもち、
10MHzにおいて長期間にわたり安定化された。
公称単一(ライン)周波数の出力をもつ半導
体ダイオードレーザは、公称周波数を中心とし
て±1.5MHzの周波数範囲をカバーする出力す
なわち、3MHzのライン幅をもつ出力を、実際
に発生し、また、出力の安定度は、出力におけ
るジツタ又はドリフトが公称周波数に関し±
5MHz範囲を超過しない程度のものである。ラ
イン周波数は±5MHz範囲内に維持される。
(ii) 前記のフアブリー・ペロー共振器セルの応答
については、鏡面反射係数0.97が適切であつ
た。
(iii) 周波数500MHzの音響駆動信号を用いたとこ
ろ、反射光波は1000MHzだけ変位させられ、こ
のことは前記のフアブリー・ペロー共振器にお
いて20dBを超えるアイソレーシヨンをもたら
すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明において用いられる音響・光学
的ブラツグ式回折機構を説明する図、第2図は本
発明の一実施例としての音響・光学的アイソレー
タを示す図である。 OPT W……光波、ACS W……音響波、B…
…ブロツク、D……ダイオードレーザ、G……光
学的導波構造、R……フアブリー・ペロー共振
器、T……電気・光学的変換器、L……レンズ、
P……光検出用ダイオード、O……出力部、F…
…帰還制御ループ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 単色光光源の光出力通路に設けられた音響・
    光学的回折装置、および、該単色光光源の光学的
    周波数に同調させられた光学的フイルタであつて
    該回折装置と該単色光光源の間に設けられたも
    の、を組合せて具備する単色光光源用の音響・光
    学的アイソレータ装置。 2 該光学的フイルタはフアブリー・ペロー共振
    器である、特許請求の範囲第1項記載の装置。 3 該回折装置は、光学的に透明な圧電性物体の
    表面に形成された表面音響波構造を具備する、特
    許請求の範囲第1項記載の装置。 4 該光学的フイルタと該回折装置は、ともに、
    ニオブ酸リチウム物体内における統合形光学構造
    として構成されている、特許請求の範囲第1項記
    載の装置。 5 ニオブ酸リチウム物体内における集束レンズ
    構造をさらに具備し、該集束レンズ構造は該光学
    的フイルタおよび回折装置を通過した光のための
    ものである、特許請求の範囲第4項記載の装置。 6 光学的フイルタからの非回折の光を検出する
    手段および該光学的フイルタに関して光源周波数
    を安定化するための光源に対する帰還制御手段を
    さらに具備する、特許請求の範囲第1項記載の装
    置。 7 半導体光源を出力負荷の変化から隔離するた
    めの方法としての、音響・光学的アイソレータ装
    置を使用する方法であつて、該方法は、ダイオー
    ドの光出力を該ダイオードの出力周波数に同調さ
    せられた光学的フイルタを通して進行させる段
    階、および、該段階にひきつづき波されたダイ
    オード光出力を音響・光学的回折手段を通して進
    行させる段階を具備し、それにより、負荷に印加
    される回折光の周波数は変化させられ、該負荷か
    ら反射させられた任意の光は、その周波数を、該
    回折手段により、ダイオードへの到達が該光学的
    フイルタにより阻止されるように変化させる、音
    響・光学的アイソレータ装置を使用する方法。
JP57192594A 1981-11-03 1982-11-04 音響・光学的アイソレ−タ装置 Granted JPS58140717A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB08133054A GB2109122B (en) 1981-11-03 1981-11-03 Acousto optic isolator
GB8133054 1981-11-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58140717A JPS58140717A (ja) 1983-08-20
JPS6357768B2 true JPS6357768B2 (ja) 1988-11-14

Family

ID=10525583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57192594A Granted JPS58140717A (ja) 1981-11-03 1982-11-04 音響・光学的アイソレ−タ装置

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPS58140717A (ja)
AU (1) AU553871B2 (ja)
DE (1) DE3239312A1 (ja)
GB (1) GB2109122B (ja)
IT (1) IT1237333B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0390274U (ja) * 1989-12-28 1991-09-13
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JPS60163425U (ja) * 1984-04-10 1985-10-30 日本電気株式会社 光周波数変調器
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Publication number Publication date
DE3239312A1 (de) 1983-05-11
AU553871B2 (en) 1986-07-31
AU8985282A (en) 1983-05-12
IT8224032A0 (it) 1982-11-03
IT1237333B (it) 1993-05-31
JPS58140717A (ja) 1983-08-20
GB2109122B (en) 1985-05-15
GB2109122A (en) 1983-05-25

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