JPH0138287B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0138287B2 JPH0138287B2 JP58178560A JP17856083A JPH0138287B2 JP H0138287 B2 JPH0138287 B2 JP H0138287B2 JP 58178560 A JP58178560 A JP 58178560A JP 17856083 A JP17856083 A JP 17856083A JP H0138287 B2 JPH0138287 B2 JP H0138287B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- prism
- light
- prisms
- optical modulator
- same
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/12—Reflex reflectors
- G02B5/122—Reflex reflectors cube corner, trihedral or triple reflector type
- G02B5/124—Reflex reflectors cube corner, trihedral or triple reflector type plural reflecting elements forming part of a unitary plate or sheet
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/04—Prisms
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、赤外線等の光を断続する光変調器に
関するものである。
関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来の全反射型光変調器の構成は、第１図に示
すとおりで、２枚のプリズム１及び２が光の波長
より狭い間隔で重ねられ、プリズム角θは全反射
現象が生ずる臨界角以上になつている。この間隔
を変動させることができるよう、積層圧電素子
３，４を介して固定台５，６に固定されている。
間隔が非常に微小なので、熱膨脹による影響を受
けないような構造になつており、積層圧電素子
３，４は同一材料、同一厚さとして互に熱膨脹あ
るいは、熱収縮分を補償している。プリズム自体
の熱膨脹あるいは熱収縮は同様の方法で補償スペ
ーサ７で補償している。すなわち、このスペーサ
７はプリズム材と同じ熱膨脹係数の材料を選定
し、厚さも等しくしてある。第１図によるとプリ
ズムの間隔分だけ厚さが違うが、この差は非常に
わずかなので変調器の温度特性にはほとんど影響
を与えない。
すとおりで、２枚のプリズム１及び２が光の波長
より狭い間隔で重ねられ、プリズム角θは全反射
現象が生ずる臨界角以上になつている。この間隔
を変動させることができるよう、積層圧電素子
３，４を介して固定台５，６に固定されている。
間隔が非常に微小なので、熱膨脹による影響を受
けないような構造になつており、積層圧電素子
３，４は同一材料、同一厚さとして互に熱膨脹あ
るいは、熱収縮分を補償している。プリズム自体
の熱膨脹あるいは熱収縮は同様の方法で補償スペ
ーサ７で補償している。すなわち、このスペーサ
７はプリズム材と同じ熱膨脹係数の材料を選定
し、厚さも等しくしてある。第１図によるとプリ
ズムの間隔分だけ厚さが違うが、この差は非常に
わずかなので変調器の温度特性にはほとんど影響
を与えない。
プリズム角は、次式で与えられる。
θ≧sin-1（１／ｎ） ………(1)
ここで、θはプリズム角で、全反射臨界角と等
しいか、それより大きくなければならない。ｎは
プリズムの屈折率である。
しいか、それより大きくなければならない。ｎは
プリズムの屈折率である。
プリズムが、ｎ＝1.6のガラスであれば、θは
39゜以上でなければならない。
39゜以上でなければならない。
そこで、有効径20mmの変調器を構成するには最
低17mm程度の厚さが必要になる。有効径を大きく
するほど、プリズムが厚くなり、薄型軽量の変調
器を作製することが不可能になる。
低17mm程度の厚さが必要になる。有効径を大きく
するほど、プリズムが厚くなり、薄型軽量の変調
器を作製することが不可能になる。
また、遠赤外線変調器の場合、使用できるプリ
ズム材が限定されるので、実施的な機械強度及び
耐湿性に重点を置くと若干吸収係数の大きい材料
を使わざるをえないことがある。例えば、ゲルマ
ニウムは15μｍでは、吸収係数が0.4cm-1である。
ｎ＝４なので、θ≧15゜であるが、変調率を高く
するという観点からθ＝23゜とすると、有効径20
mmφの場合、厚さは約８mm以上になる。従つて、
この場合、ゲルマニウムプリズムによる赤外線吸
収損失は、 １−e-0.8×0.4＝0.27 となる。即ち、27％の吸収損失となり、無視でき
ない。
ズム材が限定されるので、実施的な機械強度及び
耐湿性に重点を置くと若干吸収係数の大きい材料
を使わざるをえないことがある。例えば、ゲルマ
ニウムは15μｍでは、吸収係数が0.4cm-1である。
ｎ＝４なので、θ≧15゜であるが、変調率を高く
するという観点からθ＝23゜とすると、有効径20
mmφの場合、厚さは約８mm以上になる。従つて、
この場合、ゲルマニウムプリズムによる赤外線吸
収損失は、 １−e-0.8×0.4＝0.27 となる。即ち、27％の吸収損失となり、無視でき
ない。
以上のように、従来の全反射型光変調器は次の
ような欠点がある。
ような欠点がある。
薄型・軽量な構造でない。
光吸収係数が無視し得ない材質では、プリズ
ムによる光の吸収損失が大きくて、実用的には
使えない。
ムによる光の吸収損失が大きくて、実用的には
使えない。
発明の目的
本発明は、薄型・軽量で、かつ光の吸収損失を
低く抑えることができる全反射型光変調器を提供
することを目的とする。
低く抑えることができる全反射型光変調器を提供
することを目的とする。
発明の構成
本発明は２枚のプリズムを変調すべき光の波長
より狭い間隔で配し、各プリズムの対向面と反対
側の面を階段状又は鋸歯状に形成し、入射光に対
するプリズムの光路長を全入射位置に対して等し
くした全反射型光変調器である。
より狭い間隔で配し、各プリズムの対向面と反対
側の面を階段状又は鋸歯状に形成し、入射光に対
するプリズムの光路長を全入射位置に対して等し
くした全反射型光変調器である。
実施例の説明
以下本発明を実施例にもとづいて詳細に説明す
る。
る。
第２図は本発明による全反射型光変調器の実施
例で、断面が鋸歯状のプリズム１１，１２を組合
せる。外側の鋸歯状横断面を形成する各平面は、
互に平行で段差を形成する面とは垂直であり、光
はその段差面にほぼ平行に入射する。段差を形成
する面は、第１プリズムおよび第２プリズム共に
同一間隔であり、かつ対応する一対の段差平面が
同一平面上にあるように配置される。
例で、断面が鋸歯状のプリズム１１，１２を組合
せる。外側の鋸歯状横断面を形成する各平面は、
互に平行で段差を形成する面とは垂直であり、光
はその段差面にほぼ平行に入射する。段差を形成
する面は、第１プリズムおよび第２プリズム共に
同一間隔であり、かつ対応する一対の段差平面が
同一平面上にあるように配置される。
鋸歯状部の各平面には反射防止膜２１が形成さ
れる。その他の各部は第１図の各部と同一である
ので同一符号を付して説明を省略する。
れる。その他の各部は第１図の各部と同一である
ので同一符号を付して説明を省略する。
これにより、光は鋸歯状横断面を形成する平面
にほゞ垂直に入射し、プリズム１１，１２の重ね
合される平面でプリズム角に等しい入射角で、入
出射することになり、薄型プリズムの全反射型光
変調器が実現できる。この構成によれば、断面の
鋸歯の数をｍとすると、プリズムの傾斜部分の厚
さが１／ｍに低減する。
にほゞ垂直に入射し、プリズム１１，１２の重ね
合される平面でプリズム角に等しい入射角で、入
出射することになり、薄型プリズムの全反射型光
変調器が実現できる。この構成によれば、断面の
鋸歯の数をｍとすると、プリズムの傾斜部分の厚
さが１／ｍに低減する。
次に具体的実施例を説明する。
ゲルマニウムプリズム２枚を第２図のように組
合せて、全反射型赤外線変調器を製作した。
合せて、全反射型赤外線変調器を製作した。
有効径20mmφ、プリズム寸法は30mmφで、鋸歯
状斜面は、有効径部分に第２図に示すように階段
状に形成した。プリズム角23゜、歯数４枚、５mm
間隔、プリズム板平均厚２mmである。外側平面に
は反射防止膜２１（中心波長15μｍ）を蒸着し、
２枚を第２図の様に組合せると、プリズムの組合
せ厚さは４mmである。
状斜面は、有効径部分に第２図に示すように階段
状に形成した。プリズム角23゜、歯数４枚、５mm
間隔、プリズム板平均厚２mmである。外側平面に
は反射防止膜２１（中心波長15μｍ）を蒸着し、
２枚を第２図の様に組合せると、プリズムの組合
せ厚さは４mmである。
積層圧電素子３，４はチタン酸鉛系セラミツク
材を用い、0.1mm厚の素子を20枚重ね、印加電圧
200Vで、プリズム間隔を2μｍ変動できる。固定
台５，６は熱膨脹係数の少ないインバーを用い
た。スペーサ７は、プリズム材と同じゲルマニウ
ムとした。このような構成でプリズム間隔を0.3μ
ｍに設定し、圧電素子３，４により2μｍ広げる
方向に、すなわち0.3μｍ〜2.3μｍの間隔で変動さ
せたところ、波長15μｍの赤外光で59％の変調率
が得られた。従来の光変調器においては、最大赤
外変調率は高々48％であつたが、本発明によれ
ば、赤外光に対して若干吸収係数の大きい材料を
使つても大きい変調率が得られる。
材を用い、0.1mm厚の素子を20枚重ね、印加電圧
200Vで、プリズム間隔を2μｍ変動できる。固定
台５，６は熱膨脹係数の少ないインバーを用い
た。スペーサ７は、プリズム材と同じゲルマニウ
ムとした。このような構成でプリズム間隔を0.3μ
ｍに設定し、圧電素子３，４により2μｍ広げる
方向に、すなわち0.3μｍ〜2.3μｍの間隔で変動さ
せたところ、波長15μｍの赤外光で59％の変調率
が得られた。従来の光変調器においては、最大赤
外変調率は高々48％であつたが、本発明によれ
ば、赤外光に対して若干吸収係数の大きい材料を
使つても大きい変調率が得られる。
第３図は他の実施例を示す。図中第２図と同一
部分には同一符号を付す。この実施例は積層圧電
素子３，４を同一平面に配し、変調器に対しては
光の入出射方向を斜方向とした例である。段差を
形成する面は第１プリズム１１と第２プリズム共
に同一間隔であり、かつ対応する一対の段差平面
が同一平面ｃ−c′上にあるよう配置されている。
各プリズム１１，１２を前記実施例と同様の条件
のゲルマニウムプリズムとし、プリズム間隔を
0.3μｍ〜2.3μｍで変動させたところ、15μｍの波
長の赤外光に対して59％の変調率が得られた。こ
の実施例では光の入出射方向が固定台に対して斜
めなので、固定台によるケラれで、若干有効口径
が減少するが実用上は差支えない。
部分には同一符号を付す。この実施例は積層圧電
素子３，４を同一平面に配し、変調器に対しては
光の入出射方向を斜方向とした例である。段差を
形成する面は第１プリズム１１と第２プリズム共
に同一間隔であり、かつ対応する一対の段差平面
が同一平面ｃ−c′上にあるよう配置されている。
各プリズム１１，１２を前記実施例と同様の条件
のゲルマニウムプリズムとし、プリズム間隔を
0.3μｍ〜2.3μｍで変動させたところ、15μｍの波
長の赤外光に対して59％の変調率が得られた。こ
の実施例では光の入出射方向が固定台に対して斜
めなので、固定台によるケラれで、若干有効口径
が減少するが実用上は差支えない。
発明の効果
以上のように、本発明は２枚のプリズムの間隔
を光の波長より狭く配し、対向面と反対側の面を
鋸歯状とし、間隔を微小変動させるようにした全
反射型光変調器で、薄型軽量な全反射型光変調器
を得ることができ、従来の1/3の厚さのプリズム
により、変調器の厚さを40〜50％低減することが
でき、重量は従来の2/5にすることができる。段
差平面の数を増せば、更に薄型、軽量にすること
が可能である。
を光の波長より狭く配し、対向面と反対側の面を
鋸歯状とし、間隔を微小変動させるようにした全
反射型光変調器で、薄型軽量な全反射型光変調器
を得ることができ、従来の1/3の厚さのプリズム
により、変調器の厚さを40〜50％低減することが
でき、重量は従来の2/5にすることができる。段
差平面の数を増せば、更に薄型、軽量にすること
が可能である。
また、赤外線変調器としては、プリズムを薄く
することにより、赤外吸収損失を減少することが
でき、従来の構造では有効口径20mmを確保するた
めには、プリズム厚は、10mm程度必要で、最大赤
外変調率は反射損失10％を考慮に入れて、48％し
か達成できなかつたが、本発明では、反射損失10
％も含めて、変調率は59％であり、変調率を1.23
倍にすることができる。
することにより、赤外吸収損失を減少することが
でき、従来の構造では有効口径20mmを確保するた
めには、プリズム厚は、10mm程度必要で、最大赤
外変調率は反射損失10％を考慮に入れて、48％し
か達成できなかつたが、本発明では、反射損失10
％も含めて、変調率は59％であり、変調率を1.23
倍にすることができる。
第１図は従来の全反射型光変調器の断面構造
図、第２図および第３図は各々本発明による全反
射型光変調器の実施例を示す断面構造図である。 １，２……プリズム、３，４……積層圧電素
子、５，６……固定台、７……補償スペーサ、１
１，１２……鋸歯状型プリズム、２１……反射防
止膜。
図、第２図および第３図は各々本発明による全反
射型光変調器の実施例を示す断面構造図である。 １，２……プリズム、３，４……積層圧電素
子、５，６……固定台、７……補償スペーサ、１
１，１２……鋸歯状型プリズム、２１……反射防
止膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ２枚のプリズムが光の波長より狭い間隔で対
向配置され、前記２枚のプリズムの外側の面が、
横断面が鋸歯状でかつ一方のプリズムの鋸歯状部
の面が他方のプリズムの鋸歯状部の面に平行であ
るように形成され、前記鋸歯状部の段差を形成す
る面が各プリズムについて同一間隔で形成される
とともに対応する一対の段差平面が同一平面上に
配されており、前記段差平面に平行に光が入射さ
れ、前記各プリズム間の間隔を微小変動させるこ
とを特徴とする全反射型光変調器。 ２ プリズムがゲルマニウムプリズムである特許
請求の範囲第１項記載の全反射型光変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58178560A JPS6069623A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 全反射型光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58178560A JPS6069623A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 全反射型光変調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6069623A JPS6069623A (ja) | 1985-04-20 |
| JPH0138287B2 true JPH0138287B2 (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=16050615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58178560A Granted JPS6069623A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 全反射型光変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6069623A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6440880B2 (en) | 1993-10-29 | 2002-08-27 | 3M Innovative Properties Company | Pressure-sensitive adhesives having microstructured surfaces |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5211938A (en) * | 1975-07-18 | 1977-01-29 | Hitachi Ltd | Prism |
| JPS5397455A (en) * | 1977-02-04 | 1978-08-25 | Nec Corp | Photo switch |
-
1983
- 1983-09-27 JP JP58178560A patent/JPS6069623A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6069623A (ja) | 1985-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2009025811A5 (ja) | ||
| JPS58153902A (ja) | フアブリペロ型光学変調器 | |
| US5185842A (en) | Optical waveguide type wavelength filter | |
| JPH0138287B2 (ja) | ||
| JPH05196811A (ja) | 偏光解消板 | |
| JPH11264904A (ja) | プリズム型光学素子 | |
| JPS6069622A (ja) | 全反射型光変調器 | |
| JPS6060619A (ja) | 全反射型光変調器 | |
| JP2661968B2 (ja) | 光スイッチ | |
| JP2837511B2 (ja) | 光スイッチアレイ | |
| JPH0535362Y2 (ja) | ||
| JP2538126B2 (ja) | 短波長レ―ザ光源 | |
| JPS60112023A (ja) | 光波長変換素子 | |
| JP2502615Y2 (ja) | 波長変換素子 | |
| JPH04172329A (ja) | 波長変換方法及び装置 | |
| JPH0756200A (ja) | 安定化高調波発生装置 | |
| JPH01101421A (ja) | 可変干渉装置 | |
| JP2834844B2 (ja) | 光スイッチアレイ | |
| JPS599041B2 (ja) | 薄膜ミラ− | |
| JPH0363050B2 (ja) | ||
| JPS6170513A (ja) | 光分波器 | |
| JPS60140325A (ja) | 表面弾性波音響光学装置 | |
| JPH0850267A (ja) | 音響光学フィルタ | |
| JPS6088907A (ja) | 光合波・分波器 | |
| JPH0365931A (ja) | 高効率エタロンパラメトリツク素子及び高効率パラメトリツクミキシング装置 |