JPH01223361A - 導波型光・音響スペクトラムアナライザ - Google Patents
導波型光・音響スペクトラムアナライザInfo
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- JPH01223361A JPH01223361A JP5109888A JP5109888A JPH01223361A JP H01223361 A JPH01223361 A JP H01223361A JP 5109888 A JP5109888 A JP 5109888A JP 5109888 A JP5109888 A JP 5109888A JP H01223361 A JPH01223361 A JP H01223361A
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- acoustic wave
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- parallel light
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
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。
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〕
本発明は導波型光・音響スペクトラムアナライザに間し
、特に高速周波数分析を行う導波型光・音響スペクトラ
ムアナライザに関する。
、特に高速周波数分析を行う導波型光・音響スペクトラ
ムアナライザに関する。
先導波路上の弾性表面波と光の相互作用（プラグ回折）
を用いた光・音響信号処理装置は、高速処理及び小型軽
量化が可能ななめ、導波路型の光スペクトラムアナライ
ザ、光コリレータとして実現されその実用化が盛に行わ
れている。
を用いた光・音響信号処理装置は、高速処理及び小型軽
量化が可能ななめ、導波路型の光スペクトラムアナライ
ザ、光コリレータとして実現されその実用化が盛に行わ
れている。
導波型光・音響スペクトラムアナライザは未知信号の周
波数を実時間で分析する周波数解析器で、すでに米国カ
リフォルニア大学のツアイ（Ｔｓａｉ）がアイ・イー・
イー・イー・トランズアクション・オン・サーキット・
システムズ（ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ
Ｃ１ｒｃｕｉｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ）１２月号、１９７９
年、 １０７２頁にガイデッド・ウェーブ・アコ−スト
オプティック・プラグ・モジュレークズ・フォー・ワイ
ドバンド・インテグレーテッド・オプティツク・コミュ
ニケーションズ・アンド・シグナル・プロセッシング（
Ｇｕｉｄｅｄ−Ｗａｖｅ Ａｃｏｕｓｔｏｏｐｔｉｃ
Ｂｒａｇｇ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｗ
ｉｄｅ−Ｂａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ０ｐｔ
ｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｉｇｎａｌ
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓ ）の題名で発表した論文に
記載されている。
波数を実時間で分析する周波数解析器で、すでに米国カ
リフォルニア大学のツアイ（Ｔｓａｉ）がアイ・イー・
イー・イー・トランズアクション・オン・サーキット・
システムズ（ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ
Ｃ１ｒｃｕｉｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ）１２月号、１９７９
年、 １０７２頁にガイデッド・ウェーブ・アコ−スト
オプティック・プラグ・モジュレークズ・フォー・ワイ
ドバンド・インテグレーテッド・オプティツク・コミュ
ニケーションズ・アンド・シグナル・プロセッシング（
Ｇｕｉｄｅｄ−Ｗａｖｅ Ａｃｏｕｓｔｏｏｐｔｉｃ
Ｂｒａｇｇ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｗ
ｉｄｅ−Ｂａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ０ｐｔ
ｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｉｇｎａｌ
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓ ）の題名で発表した論文に
記載されている。
第２図は従来の導波型光・音響スペクトラムアナライザ
の一例を示す斜視図である。
の一例を示す斜視図である。
第２図の導波型光・音響スペクトラムアナライザは上述
の論文に基づくもので、ニオブ酸リチウム（Ｌ ｉ Ｎ
ｂＯ３） 、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａ０３）など
の強誘電体、シリコン（Ｓｉ）。
の論文に基づくもので、ニオブ酸リチウム（Ｌ ｉ Ｎ
ｂＯ３） 、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａ０３）など
の強誘電体、シリコン（Ｓｉ）。
ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）などの半導体あるいはガラス
から成る基板１′を備え、この基板１′上に各々の基板
材質に対応した光導波路２′を形成し、さらに第１の平
面レンズ４．第２の平面レンズ６と弾性表面波発生用電
極５を設けている。平面レンズ４，６には、通常、基板
１′上に凹状のくぼみをつけて形成したジオデシックレ
ンズが用いられ、この他、非周期格子を用いたチャープ
グレーディングレンズなどがある。
から成る基板１′を備え、この基板１′上に各々の基板
材質に対応した光導波路２′を形成し、さらに第１の平
面レンズ４．第２の平面レンズ６と弾性表面波発生用電
極５を設けている。平面レンズ４，６には、通常、基板
１′上に凹状のくぼみをつけて形成したジオデシックレ
ンズが用いられ、この他、非周期格子を用いたチャープ
グレーディングレンズなどがある。
基板１′の端面に接続された光源（通常、半導体レーザ
が用いられる）３から放射された光は、光導波路２′を
伝搬し、第１の平面レンズ４により平行光に変換される
。この平行光は弾性表面波発生用型ｆｉ５から放射され
た弾性表面波１１により変更され、第２の平面レンズ６
で集光され、アレー状に構成した光検出器７へ投影され
て電気信号に変換される。
が用いられる）３から放射された光は、光導波路２′を
伝搬し、第１の平面レンズ４により平行光に変換される
。この平行光は弾性表面波発生用型ｆｉ５から放射され
た弾性表面波１１により変更され、第２の平面レンズ６
で集光され、アレー状に構成した光検出器７へ投影され
て電気信号に変換される。
この場合、弾性表面波発生用型［！５に印加される電気
信号の周波数の値に対応して平行光の変更角度が変化す
るため、平面レンズ６による集束光は周波数の値に対し
ては光検出器７に結ぶ集束点の位置の変化をもたらす。
信号の周波数の値に対応して平行光の変更角度が変化す
るため、平面レンズ６による集束光は周波数の値に対し
ては光検出器７に結ぶ集束点の位置の変化をもたらす。
従って、光検出器７を基板１′の光源３に対向する端面
に設けることにより、電気信号の周波数成分を実時間で
読みとることが出来る。
に設けることにより、電気信号の周波数成分を実時間で
読みとることが出来る。
上述した従来の導波型光・音響スペクトラムアナライザ
は、周波数による回折角の違いを集光レンズを用いて位
置の変化に直し、アレイ構成の光検出器で周波数を直読
しようとするものである。
は、周波数による回折角の違いを集光レンズを用いて位
置の変化に直し、アレイ構成の光検出器で周波数を直読
しようとするものである。
そのため、光検出器のアレー上における光ビームの集光
状態は周波数分解能を決める上で極めて重要となる。
状態は周波数分解能を決める上で極めて重要となる。
即ち、第２図での平行光ビーム幅をＷ、弾性表面波の伝
搬速度をＶとすると、周波数分解能δｆは（１）式のよ
うに示される。
搬速度をＶとすると、周波数分解能δｆは（１）式のよ
うに示される。
さくすることができる。しかしながら一方、入力電気信
号がパルスの場合、パルス幅の最小可能検出幅τｍＩｎ
は（２）式により定まる。
号がパルスの場合、パルス幅の最小可能検出幅τｍＩｎ
は（２）式により定まる。
伝搬する走行時間で制限され、最小可能検出幅τ１アよ
り短いパルスを印加しても入力信号の受信可能パルスの
幅は常にτ１ｏとなる。
り短いパルスを印加しても入力信号の受信可能パルスの
幅は常にτ１ｏとなる。
このため、最小可能検出幅τ１ｆｉをより狭くするため
にビーム幅Ｗを狭くするど分解能δｆを小さくするため
にビーム幅Ｗを広げると、最小可能検出幅τｍｌａが広
くなり、実用上いずれの場合も特性を劣化させるという
欠点がある。
にビーム幅Ｗを狭くするど分解能δｆを小さくするため
にビーム幅Ｗを広げると、最小可能検出幅τｍｌａが広
くなり、実用上いずれの場合も特性を劣化させるという
欠点がある。
本発明の目的は上述した欠点を除去し、分解能を劣化す
ることなく最小検出可能パルス幅を十分狭くすることが
できる導波型光・音響スペクトラムアナライザを提供す
ることにある。
ることなく最小検出可能パルス幅を十分狭くすることが
できる導波型光・音響スペクトラムアナライザを提供す
ることにある。
本発明の導波路型光・音響スペクトラムアナライザは、
基板と、該基板上に設ける平面光導波路と、該平面光導
波路に光を放射する光源と、前記平面光導波路内を伝搬
する前記光を平行光に変換する第１の平面レンズと、前
記平行光内部にほぼ等間隔で配置され入力電気信号の周
波数と対応して前記平行光を変更させる少なくとも２個
の弾性表面波発生用電極と、該弾性表面波発生用電極の
それぞれから放射される不要な弾性表面波を吸収する少
なくとも１個の吸収部材と、前記弾性表面波発生用電極
による変更光を集光する第２の平面レンズ１と、該第２
の平面レンズで集光された光を検出するアレイ構成の光
検出器とを備えて構成される。
基板と、該基板上に設ける平面光導波路と、該平面光導
波路に光を放射する光源と、前記平面光導波路内を伝搬
する前記光を平行光に変換する第１の平面レンズと、前
記平行光内部にほぼ等間隔で配置され入力電気信号の周
波数と対応して前記平行光を変更させる少なくとも２個
の弾性表面波発生用電極と、該弾性表面波発生用電極の
それぞれから放射される不要な弾性表面波を吸収する少
なくとも１個の吸収部材と、前記弾性表面波発生用電極
による変更光を集光する第２の平面レンズ１と、該第２
の平面レンズで集光された光を検出するアレイ構成の光
検出器とを備えて構成される。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の斜視図である。第１図に示
すように、本実施例は、基板１と、基板１上に設ける光
導波路２と、半導体レーザなどの光源３と、第１の平面
レンズ４及び第２の平面レンズ６と、光偏向手段として
の弾性表面波発生用電極８，９．１０と、アレー構成の
光検出器７とを含む。
すように、本実施例は、基板１と、基板１上に設ける光
導波路２と、半導体レーザなどの光源３と、第１の平面
レンズ４及び第２の平面レンズ６と、光偏向手段として
の弾性表面波発生用電極８，９．１０と、アレー構成の
光検出器７とを含む。
前述した従来例と同様の強誘電体、半導体あるいはガラ
スなどから成る基板１上に、これら各基板材質に対応し
た光導波路２、例えば、基板１をニオブ酸リチウムとす
れば、チタン（Ｔｉ）を拡散した光導波路２を形成する
。
スなどから成る基板１上に、これら各基板材質に対応し
た光導波路２、例えば、基板１をニオブ酸リチウムとす
れば、チタン（Ｔｉ）を拡散した光導波路２を形成する
。
次に、この光導波路２上に、基板１上に凹状のくぼみを
設けて作ったジオデシックレンズから成る２個の平面レ
ンズ、すなわち第１の平面レンズ４、第２の平面レンズ
６を設ける。
設けて作ったジオデシックレンズから成る２個の平面レ
ンズ、すなわち第１の平面レンズ４、第２の平面レンズ
６を設ける。
更に、弾性表面波発生用電極８，９．１０が、光源４か
ら導波路２内に放射され平面レンズ４によって形成され
た平行光の中にほぼｆｆ１＝Ｗ／３の間隔になるように
ほぼ等間隔に配置される。又、これら弾性表面波発生用
電極から放射される不要な弾性表面波は、吸収部材１４
〜１７により吸収される。
ら導波路２内に放射され平面レンズ４によって形成され
た平行光の中にほぼｆｆ１＝Ｗ／３の間隔になるように
ほぼ等間隔に配置される。又、これら弾性表面波発生用
電極から放射される不要な弾性表面波は、吸収部材１４
〜１７により吸収される。
次に本実施例の動作について説明する。
第１の平面レンズ４によって平行光に変換された平行光
ビームは、光ビーム内にほぼ等間隔に設けられた３個の
弾性表面波発生用電極８，９．１０によって放射される
弾性表面波１１，１２．１３によって偏向され、そのあ
と第２の平面レンズ６により集光されて光検出器７に到
達する。
ビームは、光ビーム内にほぼ等間隔に設けられた３個の
弾性表面波発生用電極８，９．１０によって放射される
弾性表面波１１，１２．１３によって偏向され、そのあ
と第２の平面レンズ６により集光されて光検出器７に到
達する。
３個の弾性表面波発生用電極８，９．１０は、配置間隔
１がほぼ平行光ビーム幅Ｗの１／３に等しくなる用配置
されており、吸収部材１４，１５゜１６．１７を適当に
設けることにより平行光ビームの片端付近は弾性表面波
１１が、また中心部は同じく弾性表面波１２、さらに反
対側の端付近は同じく弾性表面・波１３が常に存在する
状態となる。
１がほぼ平行光ビーム幅Ｗの１／３に等しくなる用配置
されており、吸収部材１４，１５゜１６．１７を適当に
設けることにより平行光ビームの片端付近は弾性表面波
１１が、また中心部は同じく弾性表面波１２、さらに反
対側の端付近は同じく弾性表面・波１３が常に存在する
状態となる。
すなわち、弾性表面波発生用電極８を、平行光ビームの
一端から中央部へ向って約Ｗ／３の付近に設け、吸収部
材１４を平行光ビームの中心部側に設けると、この弾性
表面波発生用電極に印加された電気信号ＲＦｉｎにより
励振される弾性表面波１１は、常に平行光ビームの一端
からほぼＷ／３の部分に存在する。
一端から中央部へ向って約Ｗ／３の付近に設け、吸収部
材１４を平行光ビームの中心部側に設けると、この弾性
表面波発生用電極に印加された電気信号ＲＦｉｎにより
励振される弾性表面波１１は、常に平行光ビームの一端
からほぼＷ／３の部分に存在する。
次に、平行光ビームの一端から２Ｗ／３、他端からのＷ
／３の付近に弾性表面波発生用電極９を設け、吸収部材
１６を平行光ビームの一端からＷ／３の付近、吸収部材
１５を弾性表面波発生用電極９の平行光ビームの他端側
に設けると、この弾性表面波発生用電極に印加された電
気信号ＲＦｉｎにより励振される弾性表面波１２は、常
に弾性表面波発生用電極９と吸収部材１６との間に存在
する。
／３の付近に弾性表面波発生用電極９を設け、吸収部材
１６を平行光ビームの一端からＷ／３の付近、吸収部材
１５を弾性表面波発生用電極９の平行光ビームの他端側
に設けると、この弾性表面波発生用電極に印加された電
気信号ＲＦｉｎにより励振される弾性表面波１２は、常
に弾性表面波発生用電極９と吸収部材１６との間に存在
する。
さらに、平行光ビームの他端付近に弾性表面波発生用型
＠１０を設け、吸収部材１７を平行光ビームの他端から
Ｗ／３付近におくと、弾性表面波発生用型［，１０から
放射された弾性表面波１３は平行光ビームの他端付近Ｗ
／３幅で存在する。
＠１０を設け、吸収部材１７を平行光ビームの他端から
Ｗ／３付近におくと、弾性表面波発生用型［，１０から
放射された弾性表面波１３は平行光ビームの他端付近Ｗ
／３幅で存在する。
以上のようにして、平行光ビーム内には各々異なった弾
性表面波電極から放射される弾性表面波が互いに重なる
ことなく伝搬長Ｗ／３づつ存在することになる。したが
って、これらの弾性表面波により偏向された光ビームは
幅Ｗとなり、第２の平面レンズ６で集光され、光検出器
７へ到達した時の周波数分解能は、前述の（１）式と同
様になる。
性表面波電極から放射される弾性表面波が互いに重なる
ことなく伝搬長Ｗ／３づつ存在することになる。したが
って、これらの弾性表面波により偏向された光ビームは
幅Ｗとなり、第２の平面レンズ６で集光され、光検出器
７へ到達した時の周波数分解能は、前述の（１）式と同
様になる。
この場合のパルス幅の最小検出可能幅τ′、Ｉ、は、そ
れぞれの弾性表面波の伝搬長がＷ／３のため（３）式の
ように与えられる。
れぞれの弾性表面波の伝搬長がＷ／３のため（３）式の
ように与えられる。
の最小検出可能幅τ１ｎの１／３である。したがって周
波数分解能を同じにしてかつ最小検出可能幅を１／３に
することが可能となる。
波数分解能を同じにしてかつ最小検出可能幅を１／３に
することが可能となる。
なお、本発明の実施令では、弾性表面波電極３個、吸収
部材４個の場合について述べたが、弾性表面波電極が２
個以上、吸収部材１個以上のすべての場合を含むことは
言うまでもない。
部材４個の場合について述べたが、弾性表面波電極が２
個以上、吸収部材１個以上のすべての場合を含むことは
言うまでもない。
以上説明したように本発明の導波型光・音響スペクトラ
ムアナライザは、弾性表面波発生用の光偏向手段として
の弾性表面波電極を複数個平行光ビームの中央部に設け
ることにより、周波数の分解能を劣化することなく最小
検出パルス福を従来の半分にすることができるという効
果がある。
ムアナライザは、弾性表面波発生用の光偏向手段として
の弾性表面波電極を複数個平行光ビームの中央部に設け
ることにより、周波数の分解能を劣化することなく最小
検出パルス福を従来の半分にすることができるという効
果がある。
第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は従来の導
波型光・音響スペクトラムアナライザの一例の斜視図で
ある。 １．１′・・・基板、２．２′・・・光導波路、３・・
・光源、４．・・・第１の平面レンズ、５．８．９．１
０・・・弾性表面波発生用電極、６・・・第２の平面レ
ンズ、７・・・光検出器、１１．１２．１３・・・弾性
表面波、１４．１５．１６．１７・・・吸収部材。
波型光・音響スペクトラムアナライザの一例の斜視図で
ある。 １．１′・・・基板、２．２′・・・光導波路、３・・
・光源、４．・・・第１の平面レンズ、５．８．９．１
０・・・弾性表面波発生用電極、６・・・第２の平面レ
ンズ、７・・・光検出器、１１．１２．１３・・・弾性
表面波、１４．１５．１６．１７・・・吸収部材。
Claims (1)
- 基板と、該基板上に設ける平面光導波路と、該平面光導
波路に光を放射する光源と、前記平面光導波路内を伝搬
する前記光を平行光に変換する第１の平面レンズと、前
記平行光内部にほぼ等間隔で配置され入力電気信号の周
波数と対応して前記平行光を変更させる少なくとも２個
の弾性表面波発生用電極と、該弾性表面波発生用電極の
それぞれから放射される不要な弾性表面波を吸収する少
なくとも１個の吸収部材と、前記弾性表面波発生用電極
による変更光を集光する第２の平面レンズと、該第２の
平面レンズで集光された光を検出するアレイ構成の光検
出器とを備えて成ることを特徴とする導波型光・音響ス
ペクトラムアナライザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5109888A JPH01223361A (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 導波型光・音響スペクトラムアナライザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5109888A JPH01223361A (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 導波型光・音響スペクトラムアナライザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01223361A true JPH01223361A (ja) | 1989-09-06 |
Family
ID=12877336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5109888A Pending JPH01223361A (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 導波型光・音響スペクトラムアナライザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01223361A (ja) |
-
1988
- 1988-03-03 JP JP5109888A patent/JPH01223361A/ja active Pending
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