JPH02171728A - 光制御装置 - Google Patents
光制御装置Info
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- JPH02171728A JPH02171728A JP32590988A JP32590988A JPH02171728A JP H02171728 A JPH02171728 A JP H02171728A JP 32590988 A JP32590988 A JP 32590988A JP 32590988 A JP32590988 A JP 32590988A JP H02171728 A JPH02171728 A JP H02171728A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (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、光を用いて、電気的増幅装置等を介キ4゛、
直接他の光を制御する装置に関する。更に、詳しくは、
小型化、薄層化のできる光制御装置に関する。
直接他の光を制御する装置に関する。更に、詳しくは、
小型化、薄層化のできる光制御装置に関する。
[従来の技術]
従来の光制御装置は、例えば、°87年春季物理学会学
術講演会を稿集の27a−LJ−7(80頁)“全光制
御電気光学素子の試作”及び”EffcCt of l
l11purity Doping on Photo
striction 1nFerroelectric
Ceraa+1c−by M、Tan1醜ura a
nd にUchino、5ensors and Ma
terials l、46(198g)に提案されるよ
うに、印加電圧によって物質の屈折率が変化するという
″電気光学効果”と、圧電性結晶に光(例えば紫色光)
を照射すると、バンドギャップをはるかに超す起電力を
生ずるバルク光起電力光とを組合わせて、光の照射によ
って起電力を通じて光シヤツターを駆動し、光(赤色光
)を制御することができる電気回路を持たない全光制御
型素子がある。これは、第1図に示すもので、スライド
ガラスを基板6とし、その上に2個の受光セラミ/ラス
素子1と、1個のセラミックス光シヤツター2が配置さ
れているものである。その動作原理は、受光素子1に水
銀ランプ3の光が当ると起電力が発生し、その起電力に
よって光ンヤメター素子2を駆動するというものである
。
術講演会を稿集の27a−LJ−7(80頁)“全光制
御電気光学素子の試作”及び”EffcCt of l
l11purity Doping on Photo
striction 1nFerroelectric
Ceraa+1c−by M、Tan1醜ura a
nd にUchino、5ensors and Ma
terials l、46(198g)に提案されるよ
うに、印加電圧によって物質の屈折率が変化するという
″電気光学効果”と、圧電性結晶に光(例えば紫色光)
を照射すると、バンドギャップをはるかに超す起電力を
生ずるバルク光起電力光とを組合わせて、光の照射によ
って起電力を通じて光シヤツターを駆動し、光(赤色光
)を制御することができる電気回路を持たない全光制御
型素子がある。これは、第1図に示すもので、スライド
ガラスを基板6とし、その上に2個の受光セラミ/ラス
素子1と、1個のセラミックス光シヤツター2が配置さ
れているものである。その動作原理は、受光素子1に水
銀ランプ3の光が当ると起電力が発生し、その起電力に
よって光ンヤメター素子2を駆動するというものである
。
2つの駆動素子A、Bは、互いに逆の起M、1!圧を生
4”るように、光シヤツター素子に電気的に接続され、
A、Bに交互に水銀ランプ光を照射すると、光シャノタ
ーを透過するHe−Neレーザの赤色光は、第2図に示
すように、0.2Hzで変調され、S/N比は、約2d
Bである。その受光素子3.4の材質は、P L Z
T (3152/48)、光シヤツター2の材質は、P
L Z T (9/65/35 ) テある。また、
光照射による光起電力効果をWO3添加のP LZTに
ついて、調査した結果から、1゜5原子%までは、無添
加のものに比べ、光起電力が増加している。
4”るように、光シヤツター素子に電気的に接続され、
A、Bに交互に水銀ランプ光を照射すると、光シャノタ
ーを透過するHe−Neレーザの赤色光は、第2図に示
すように、0.2Hzで変調され、S/N比は、約2d
Bである。その受光素子3.4の材質は、P L Z
T (3152/48)、光シヤツター2の材質は、P
L Z T (9/65/35 ) テある。また、
光照射による光起電力効果をWO3添加のP LZTに
ついて、調査した結果から、1゜5原子%までは、無添
加のものに比べ、光起電力が増加している。
然し乍ら、この公知の装置では、第1に、受光f:子が
コマの上に截っており、デバイスの小型化、薄層化がで
きないこと、第2に、リード線を用いており、デバイス
として組立てコストが高くなること、第3に、赤色の信
号光(スイッチングされる尤)と、駆動する水fMラン
プ光が同じ方向からデバイスに入射するため、駆動光が
信号光に混信しないような[夫が必要となること、第4
に、信号光が基板を透過する方向に入射しているため、
信号光が基板の影響を受けることになり、即ち、基板に
不透明な材質が使用できず、また、光透過率の低い基板
では光信号のS/N比が低くなる、更に、基板の材質の
選択に制約を受けることなどの問題があった。
コマの上に截っており、デバイスの小型化、薄層化がで
きないこと、第2に、リード線を用いており、デバイス
として組立てコストが高くなること、第3に、赤色の信
号光(スイッチングされる尤)と、駆動する水fMラン
プ光が同じ方向からデバイスに入射するため、駆動光が
信号光に混信しないような[夫が必要となること、第4
に、信号光が基板を透過する方向に入射しているため、
信号光が基板の影響を受けることになり、即ち、基板に
不透明な材質が使用できず、また、光透過率の低い基板
では光信号のS/N比が低くなる、更に、基板の材質の
選択に制約を受けることなどの問題があった。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明は、上記のような欠点を解消するため、バルク光
起電力効果を有する圧電材料、例えば、P L Z T
(3152/48 ) ヲ受光素子トシ、光を照射し
た際に、発生する電圧で、゛電気光学効果“を利用した
光変調素子を駆動する、光により光を制御する装置を提
供することを目的にする。即ち、本発明は、前記のよう
な、(1)小型化、?1層化の困難性、■構造に依る高
い組立てコスト、(3)基板材質の制約などの問題点を
除去し、(1)小型化、薄層化を容易にし、(り基板の
材質を自由に選択できるようにすること(こより、(3
):1ストパフオーマンスを向l:させ、(4) S
/ N比が高く、信頼性が高い動作特性を有する全制御
型光学デバイスを提供−ることを目的とする。
起電力効果を有する圧電材料、例えば、P L Z T
(3152/48 ) ヲ受光素子トシ、光を照射し
た際に、発生する電圧で、゛電気光学効果“を利用した
光変調素子を駆動する、光により光を制御する装置を提
供することを目的にする。即ち、本発明は、前記のよう
な、(1)小型化、?1層化の困難性、■構造に依る高
い組立てコスト、(3)基板材質の制約などの問題点を
除去し、(1)小型化、薄層化を容易にし、(り基板の
材質を自由に選択できるようにすること(こより、(3
):1ストパフオーマンスを向l:させ、(4) S
/ N比が高く、信頼性が高い動作特性を有する全制御
型光学デバイスを提供−ることを目的とする。
[問題点を解決するための手段]
本発明は、透明な電気光学効果を有゛4る誘電体に電極
を設け、信号光の入射面と出射面には、各々の偏光方向
が互いに直交し、また、印加電界の方向に互いに451
をなすように2つの偏光子が取り付けられた光変調素子
と:駆動源として、自発分極の方向を揃えた、光起電力
効果を有する少なくとも1つの誘電体受光素子よりなり
、上記の2種の素子を導体配線で電気的に接続して構成
される、光により光を制御する装置において、前記2種
の機能素子は、回路基板の回路上に設置され、光変調素
子を通過する信号光が、この回路基板而を通過せず、更
に受光素子を駆動する駆動光が信号光と異なる方向から
入射するように配置されたことを特徴と1−る光制御装
置である。そして、光度副索Y−を通過する信号光が、
この回路基板面を通過せず、受光素子を駆動−゛る駆動
光が信号光と異なる方向から入射するように配置するた
め、光変調素子−の信号光の入射面、及び出射面が、こ
の回路基板而と垂直であること、ルっ受光素T・の受光
面が回路基板と平行であることが好適である。また、受
光素子が2個の受光素rからなり、それらの自発分極の
方向が、直列でループ状に接続され、光度副索Tの各々
のN、極が、前記の各々の接続回路に接続されたものが
好適である。
を設け、信号光の入射面と出射面には、各々の偏光方向
が互いに直交し、また、印加電界の方向に互いに451
をなすように2つの偏光子が取り付けられた光変調素子
と:駆動源として、自発分極の方向を揃えた、光起電力
効果を有する少なくとも1つの誘電体受光素子よりなり
、上記の2種の素子を導体配線で電気的に接続して構成
される、光により光を制御する装置において、前記2種
の機能素子は、回路基板の回路上に設置され、光変調素
子を通過する信号光が、この回路基板而を通過せず、更
に受光素子を駆動する駆動光が信号光と異なる方向から
入射するように配置されたことを特徴と1−る光制御装
置である。そして、光度副索Y−を通過する信号光が、
この回路基板面を通過せず、受光素子を駆動−゛る駆動
光が信号光と異なる方向から入射するように配置するた
め、光変調素子−の信号光の入射面、及び出射面が、こ
の回路基板而と垂直であること、ルっ受光素T・の受光
面が回路基板と平行であることが好適である。また、受
光素子が2個の受光素rからなり、それらの自発分極の
方向が、直列でループ状に接続され、光度副索Tの各々
のN、極が、前記の各々の接続回路に接続されたものが
好適である。
そして、その受光素子が2個の受光素子からなり、それ
らの自発分極方向が、並列でループ状に接続され、光変
調素子の各々の電極が、前記の各々の接続回路に接続さ
れたものが好適である。
らの自発分極方向が、並列でループ状に接続され、光変
調素子の各々の電極が、前記の各々の接続回路に接続さ
れたものが好適である。
また、その受光素子が圧電セラミックスで、バルク光起
電力効果を有するランタン添加チタン酸ジル−lン酷鉛
で、Laを3モル%添加した、PLZT (3152/
48)、即ち、P b a、ey L a s、am(
Z r *、**T i *、am>*、****Om
及びこれにWOsを0〜2゜0原Y−%添加り、 タP
L Z T(3152/48)からなり、透明なスイ
ッチング素子は、ランタン添加チク2階ジルコン階鉛P
L Z T (9/65/35 )即ち、Pb。
電力効果を有するランタン添加チタン酸ジル−lン酷鉛
で、Laを3モル%添加した、PLZT (3152/
48)、即ち、P b a、ey L a s、am(
Z r *、**T i *、am>*、****Om
及びこれにWOsを0〜2゜0原Y−%添加り、 タP
L Z T(3152/48)からなり、透明なスイ
ッチング素子は、ランタン添加チク2階ジルコン階鉛P
L Z T (9/65/35 )即ち、Pb。
*IL a s、**(Z r *、*4 i *、*
*>*、*tviOsからなる構成が好適である。
*>*、*tviOsからなる構成が好適である。
このような構成について、本発明によると、バルク光起
電力効果を有する受光素子を駆動源とし、2次光学効果
の大きなPLZTをスイッチング素子として、回路基板
上に、駆動光の方向と信号光の方向が重ならないように
、これらの素子を配置して、組合わせることにより、 (1)何らかの増幅回路を用いることなく、駆動光の入
力により、他の信号光の出力を直接コントロルすること
ができる。
電力効果を有する受光素子を駆動源とし、2次光学効果
の大きなPLZTをスイッチング素子として、回路基板
上に、駆動光の方向と信号光の方向が重ならないように
、これらの素子を配置して、組合わせることにより、 (1)何らかの増幅回路を用いることなく、駆動光の入
力により、他の信号光の出力を直接コントロルすること
ができる。
(2小型化、薄層化を容易にすることができる。
(3)信号光が基板と平行に入射するため、基板は、不
透明なものでも使用でさ、材質を自由に選択することが
できる。
透明なものでも使用でさ、材質を自由に選択することが
できる。
(4)基板の材質が選択できるため、回路を形成した基
板が、使用できるので、配線の工程を簡略化でき、また
、信頼性の高い光スイツチング装置を、より安価に製造
4−ることかできる等の効果が期待できる。
板が、使用できるので、配線の工程を簡略化でき、また
、信頼性の高い光スイツチング装置を、より安価に製造
4−ることかできる等の効果が期待できる。
史に、受光素rに、WO8を添加したPLZTを用いる
ことにより、より大きなバルク光起電力効果を得ること
が可能となった。
ことにより、より大きなバルク光起電力効果を得ること
が可能となった。
本発明は、光により光を制御する装置において、電気的
回路を形成した基板の上に、1個或いは2個のバルク光
起電力硬化を有する受光素子を、互いの自発分極の方向
が、直列、或いは並列に電気回路りにハンダ等で接続し
、電気光学効果を有する光スイツチ素子を、その信号光
の透過方向が、基板の而に平行になるように、配置し、
信号光に平行になるように設けられた1対の電極が各々
の受光素子の各々の電極に配線接続されるようにしたも
のである。
回路を形成した基板の上に、1個或いは2個のバルク光
起電力硬化を有する受光素子を、互いの自発分極の方向
が、直列、或いは並列に電気回路りにハンダ等で接続し
、電気光学効果を有する光スイツチ素子を、その信号光
の透過方向が、基板の而に平行になるように、配置し、
信号光に平行になるように設けられた1対の電極が各々
の受光素子の各々の電極に配線接続されるようにしたも
のである。
また、受光素子の材料として、従来から用いられている
P LZTの他、バルク光起電力効果が大きくなるよう
にWO3を2,0原Y%まで添加しりP L Z T
(3152/4g)を用イタ。
P LZTの他、バルク光起電力効果が大きくなるよう
にWO3を2,0原Y%まで添加しりP L Z T
(3152/4g)を用イタ。
次に、添付図面により本発明を更に説明−る。
第3図は、本発明の装置の一例を示す寮面図である。即
ち、本発明の光学装置の例示の構造図であり、6は11
面基板であり、7は基板上に形成された電気回路で、2
個のバルク光起電力効果を有する受光素子A、B、即ち
各々8と9は、自発分極の向きが直列になるように配列
され、前記の回路に接続されている。
ち、本発明の光学装置の例示の構造図であり、6は11
面基板であり、7は基板上に形成された電気回路で、2
個のバルク光起電力効果を有する受光素子A、B、即ち
各々8と9は、自発分極の向きが直列になるように配列
され、前記の回路に接続されている。
電気光学効果を有する光スイツチ素子1oは、信号光1
1が基板6の面に平行に透過するように、配置され、電
極12は、透過光に垂直方向に、電界を印加するように
、透明な誘電体10の両側面に形成され、各々の端子は
、受光素子8゜9の各々の端子を結合する回路7に接続
されている。
1が基板6の面に平行に透過するように、配置され、電
極12は、透過光に垂直方向に、電界を印加するように
、透明な誘電体10の両側面に形成され、各々の端子は
、受光素子8゜9の各々の端子を結合する回路7に接続
されている。
第3図において、更に、光スィッチ10は、信号光11
の入射面と出射面の両面に、偏光子13.14を設けた
。偏光子の偏光方向は、電界の印加力向と45°をなし
、11つまた、2つの偏光f・の偏光方向が互いに直交
Vるように設置した。
の入射面と出射面の両面に、偏光子13.14を設けた
。偏光子の偏光方向は、電界の印加力向と45°をなし
、11つまた、2つの偏光f・の偏光方向が互いに直交
Vるように設置した。
駆動光15は、例えば水銀灯等により、基板面にIK直
にIK(射される。
にIK(射される。
次に、第4図に示[光制御装置は、本発明の光制御装置
の動作特性を測定し、確認するための測定方法を示[,
16は、信号光11を発生するHe−Neレー自ダグ光
示し、17は、光検知装置で、18は1ンビユータであ
り、検知された光強度等の測定データを記ufるもので
ある。!9は、水銀ランプで、15の駆動光を発生する
。また、駆動光15は、受光素子8.9のどちらか一方
或いはその両Jjに照射できるものである。
の動作特性を測定し、確認するための測定方法を示[,
16は、信号光11を発生するHe−Neレー自ダグ光
示し、17は、光検知装置で、18は1ンビユータであ
り、検知された光強度等の測定データを記ufるもので
ある。!9は、水銀ランプで、15の駆動光を発生する
。また、駆動光15は、受光素子8.9のどちらか一方
或いはその両Jjに照射できるものである。
次に第5図は、本発明の光制御装置の他の例であり、光
スイツチ素子10を受光素子8.9の作る回路のループ
の外側に配置した例である。2つの受光素子が隣接して
いるために、制御光15をあまり振らなくても、光制御
装置を制御できるものである。
スイツチ素子10を受光素子8.9の作る回路のループ
の外側に配置した例である。2つの受光素子が隣接して
いるために、制御光15をあまり振らなくても、光制御
装置を制御できるものである。
また、第6図は、2個のバルク起電力効果を有4°る受
光素子8.9の自発分極の向きが並列になるように配置
され、回路が接続されている。従って、2倍の早さで制
御できる装置が得られる。
光素子8.9の自発分極の向きが並列になるように配置
され、回路が接続されている。従って、2倍の早さで制
御できる装置が得られる。
[作用]
本発明の光制御装置の動作原理を第4図の測定装置を示
4図面を取り、説明4“る。
4図面を取り、説明4“る。
電界が印加される前の光シヤツターに信号光が入射しで
も、偏光子が直交している状態になるため、原理的に出
射光は、得られない。
も、偏光子が直交している状態になるため、原理的に出
射光は、得られない。
次Iこ、受光素子8に、水銀ランプ19により光15を
照射すると、バルク光起電力効果により発生した電圧+
Vが、光シャ/ター素子10に印加される。入射側の偏
光子13で直線偏光を受けた信号光11は、電圧が印加
された光シャ/ター素子10を通過するが、このとき、
電気光学効果のため、入射光11のうち、出射光側の偏
光子14を通過できる成分の光が生じ、出射光が得られ
る。
照射すると、バルク光起電力効果により発生した電圧+
Vが、光シャ/ター素子10に印加される。入射側の偏
光子13で直線偏光を受けた信号光11は、電圧が印加
された光シャ/ター素子10を通過するが、このとき、
電気光学効果のため、入射光11のうち、出射光側の偏
光子14を通過できる成分の光が生じ、出射光が得られ
る。
始めの信号光11が遮蔽された状態をオフ状態、信号光
11が透過した状態をオン状態と1−れば、光による人
力により尤の信号が、制o4.!!れることになる。
11が透過した状態をオン状態と1−れば、光による人
力により尤の信号が、制o4.!!れることになる。
次に、水銀ランプの光15の光路を切り替えて、もう1
つの受光素T−9に照射すると、はじめの受光素F8と
自発分極Psの向きが反対なので、はじめに印加した場
合とは、逆の起電力−■が発生する。従って、オン状態
の光シャッター素−r12は、逆の電圧−Vが印加され
ることにより、オフ状態を誘導される。このように駆動
光15の光路を切り替えて、照射する受光素′T−8或
いは9に替えることにより、光の信号11を制御するこ
とができる。即ち、以上のように電気的な駆動回路を用
いることなく、光、例えば、15によって、他の光例え
ば、11をコントロールすることができるものである。
つの受光素T−9に照射すると、はじめの受光素F8と
自発分極Psの向きが反対なので、はじめに印加した場
合とは、逆の起電力−■が発生する。従って、オン状態
の光シャッター素−r12は、逆の電圧−Vが印加され
ることにより、オフ状態を誘導される。このように駆動
光15の光路を切り替えて、照射する受光素′T−8或
いは9に替えることにより、光の信号11を制御するこ
とができる。即ち、以上のように電気的な駆動回路を用
いることなく、光、例えば、15によって、他の光例え
ば、11をコントロールすることができるものである。
次に、本発明の光制御装置について、次の実施例により
、説明するが、本発明は、次の実施例に限定されるもの
ではない。
、説明するが、本発明は、次の実施例に限定されるもの
ではない。
[実施例1]
[オン 才)制御]
7×9c鵬の而=を法のアルミナ基板上に、第3図に示
すような回路7を、銀−パラジウムペーストを印刷し、
焼き付けることにより形成した。
すような回路7を、銀−パラジウムペーストを印刷し、
焼き付けることにより形成した。
方、3原f・%のL a c′P bサイトを置換し、
Z「とTiの比率が52748であるチタン酸ジル:1
ン酸鉛、即ち、 P b *、*v L a *、ea(Z r *、s
41 *、as)a、s*mao n[以ド略してP
L Z T (,3152/48 )と称する]の組成
の面寸法20X5+wで厚さ0.3111の2枚のトラ
ミックス平板8.9の各々の5111X0.31+11
の両面に銀ペーストを塗布焼き付けて、電極を形成し、
2kV/aの直流電界を印加して、分極処理を施し、受
光素子8.9とした。
Z「とTiの比率が52748であるチタン酸ジル:1
ン酸鉛、即ち、 P b *、*v L a *、ea(Z r *、s
41 *、as)a、s*mao n[以ド略してP
L Z T (,3152/48 )と称する]の組成
の面寸法20X5+wで厚さ0.3111の2枚のトラ
ミックス平板8.9の各々の5111X0.31+11
の両面に銀ペーストを塗布焼き付けて、電極を形成し、
2kV/aの直流電界を印加して、分極処理を施し、受
光素子8.9とした。
また、9原子%のLaでPbサイトを置換し、ZrとT
iの比率が65:35であるチタン階ジルコン階鉛、即
ち、 P b *、*+ L a *、a*(Z r *、s
4 i o、+a)*、5tyiO*[以下略り、−’
r、P L Z T (9/65/35 )と称する]
の組成物体の2.5X2.5X2.5mmの寸法の透明
なセラミックス10の1対の両面に、m電極を焼き付け
、この1対の電極に直交し、互いに、平行な1対の而を
、鏡面研摩し、信号光の散乱が、起、−り難いようにし
た。
iの比率が65:35であるチタン階ジルコン階鉛、即
ち、 P b *、*+ L a *、a*(Z r *、s
4 i o、+a)*、5tyiO*[以下略り、−’
r、P L Z T (9/65/35 )と称する]
の組成物体の2.5X2.5X2.5mmの寸法の透明
なセラミックス10の1対の両面に、m電極を焼き付け
、この1対の電極に直交し、互いに、平行な1対の而を
、鏡面研摩し、信号光の散乱が、起、−り難いようにし
た。
この鏡面研摩した而に、偏光f−13,14として、ポ
ジ【Iイド(登録+Tfi標)板を接着剤で貼り付けた
。ボラ[1イド(登録商標)板は、偏光方向が電界の印
加力向と45°をなし、また、2つの偏光方向が互いに
直交4゛るように設定した。接着剤は、信号光の光路に
かからないように、塗布、硬化させて、スイッチング素
子とした。受光素T−8,9は、分極方向が互いに反平
行になるように、直列に回路にハンダ付けした。スイッ
チ椿ング素−P12は、信号光の光路の配置を取り、接
着固定し、室温近傍で硬化する銀ペーストを用いて、回
路パターンと導通を形成させた。
ジ【Iイド(登録+Tfi標)板を接着剤で貼り付けた
。ボラ[1イド(登録商標)板は、偏光方向が電界の印
加力向と45°をなし、また、2つの偏光方向が互いに
直交4゛るように設定した。接着剤は、信号光の光路に
かからないように、塗布、硬化させて、スイッチング素
子とした。受光素T−8,9は、分極方向が互いに反平
行になるように、直列に回路にハンダ付けした。スイッ
チ椿ング素−P12は、信号光の光路の配置を取り、接
着固定し、室温近傍で硬化する銀ペーストを用いて、回
路パターンと導通を形成させた。
得られた第3図の素子回路の動作特性を、第4図に示す
方法で測定した。測定用信号光としては、赤色He−N
eレーザ16を用いた。光スィッチを透過した赤色光の
光量は、光検知装置i¥17で測定し、そのデータをコ
ンピュータ1Bで記録した。
方法で測定した。測定用信号光としては、赤色He−N
eレーザ16を用いた。光スィッチを透過した赤色光の
光量は、光検知装置i¥17で測定し、そのデータをコ
ンピュータ1Bで記録した。
P L Z T (3152/48 ) ノ受光素T−
AとB、即ら、8.9に、水銀ランプ光を交互に5秒間
ずつ照射しながら、光スイッチ素r・の応答特性を測定
しr−0その結果を第7図に示した。
AとB、即ら、8.9に、水銀ランプ光を交互に5秒間
ずつ照射しながら、光スイッチ素r・の応答特性を測定
しr−0その結果を第7図に示した。
また、駆動光をAに照射−すると、オン状態で駆動され
、Bに照射するとオフ状態で駆動され、信号光(7)S
/N比は、4.5〜5dBt’あった。
、Bに照射するとオフ状態で駆動され、信号光(7)S
/N比は、4.5〜5dBt’あった。
従来技術による結果では、約2dBのS/N比が得られ
ており、これより2dB以上S/N比が高くなった。
ており、これより2dB以上S/N比が高くなった。
このように性能が向トされる理由としては、(1)信号
光が、ガラス等でできた基板を透過しない構造にしたた
め、ノイズレベルが低下したこと、(り回路が、電気抵
抗の小さい銀−パラジウムで形成され、またムダな長さ
の配線が省略できたため、回路の抵抗による光起電力の
損失が低下したこと、 (3)駆動光が信号光に垂直な方向から入射する構造と
したので、駆動光が信号光に混信することが極めて少な
いこと等が、挙げられる。
光が、ガラス等でできた基板を透過しない構造にしたた
め、ノイズレベルが低下したこと、(り回路が、電気抵
抗の小さい銀−パラジウムで形成され、またムダな長さ
の配線が省略できたため、回路の抵抗による光起電力の
損失が低下したこと、 (3)駆動光が信号光に垂直な方向から入射する構造と
したので、駆動光が信号光に混信することが極めて少な
いこと等が、挙げられる。
尚、本実施例では、偏光f・13.14を、誘電体t=
5 ミツ/スPLZT(9/65/35) 101m直
接貼り付けたが、誘電体ヒラミックスから距離をおいて
、設置しても、所用特性を得られることが明らかである
。
5 ミツ/スPLZT(9/65/35) 101m直
接貼り付けたが、誘電体ヒラミックスから距離をおいて
、設置しても、所用特性を得られることが明らかである
。
[実施例2]
一ト述の実施例1において、受光素子の材質をPL Z
T (3152/48 )に代エテ、WO,を0.5
原子%添加したP L Z T (3152/48 )
を用いた場合の実施例を示す。
T (3152/48 )に代エテ、WO,を0.5
原子%添加したP L Z T (3152/48 )
を用いた場合の実施例を示す。
受光素子8.90寸法は、実施例1のものと同様で、2
0X5X0.3−であり、第3図のモ面図に示すような
構成のものであり、電極の形状、分極条件及び光スイツ
チ回路の構成は、実施例1に帛じたものである。また、
形成された素子回路の動作特性を実施例1と同様に測定
した。その結果を、第8図に示す。
0X5X0.3−であり、第3図のモ面図に示すような
構成のものであり、電極の形状、分極条件及び光スイツ
チ回路の構成は、実施例1に帛じたものである。また、
形成された素子回路の動作特性を実施例1と同様に測定
した。その結果を、第8図に示す。
得られたS/N比は、6〜7dBであった。
実施例1に比べ1.5〜2.5dBの向上がh−>た、
これは、P L Z T (3152/48 )に、W
Osを添加した効果である。尚、WOIを、1.0、!
、5.2.0.2.5原子%に増加さけで、添加した材
料で受光素子−を形成させたところ、!。
これは、P L Z T (3152/48 )に、W
Osを添加した効果である。尚、WOIを、1.0、!
、5.2.0.2.5原子%に増加さけで、添加した材
料で受光素子−を形成させたところ、!。
0原t%及び1.5原子%の場合では、S/N比が、無
添加のPLzTを用いた場合のS/N比よ’) 4>
大fi、 <、マタ、2.OJl;(7−%添加(7)
PLZTで、無添加のPLZTを用いた場合のS/N比
と同じで、2.5JIX子%添加のPLZTではやや劣
っていた。
添加のPLzTを用いた場合のS/N比よ’) 4>
大fi、 <、マタ、2.OJl;(7−%添加(7)
PLZTで、無添加のPLZTを用いた場合のS/N比
と同じで、2.5JIX子%添加のPLZTではやや劣
っていた。
従って、WOlの0〜2.0原子%添加量の範囲が、最
もS/N比の向ト効果が見られた。
もS/N比の向ト効果が見られた。
[実施例3]
[光スイツチ素子を4光素子回路の外側に設置]第5図
に示4゛ように、光スイップ素子10を、2個の受光素
子8.9を構成するループ状回路の外側に配置した構造
の光−光スイツチ素子を作製した。
に示4゛ように、光スイップ素子10を、2個の受光素
子8.9を構成するループ状回路の外側に配置した構造
の光−光スイツチ素子を作製した。
この構造の利点は、受光f:FB、9が隣接しているの
で、駆動光のビーl、の切り替え幅を小さくできるとい
う点である。
で、駆動光のビーl、の切り替え幅を小さくできるとい
う点である。
、tた、受光素子・の材質は、実施@2と同じようにW
o、1&加の材料を使用したところ、S/N比は、実施
例2と同様に、6dBであった。
o、1&加の材料を使用したところ、S/N比は、実施
例2と同様に、6dBであった。
[実施例4]
[+行分極の受光素子−構成]
本実施例Cは、第6図に示す配置のものを使用し、受光
素子8.9の分極方向が互いに7行になるように並列に
接続した。
素子8.9の分極方向が互いに7行になるように並列に
接続した。
その動作特性を、第4図に示す方法で測定した、即ら、
2個の受光素子に同時に駆動光15を照射することによ
り測定した。
2個の受光素子に同時に駆動光15を照射することによ
り測定した。
受光素子の材質は、実施例2のものと同じで、WO,0
,5原子%添加(7) P L ’Z T (3152
/4g ) −1’ある。
,5原子%添加(7) P L ’Z T (3152
/4g ) −1’ある。
駆動光オフ状態から光照射を始めて、透過光の強瓜が6
dBになるまでの時間は、2〜2.5秒間であり、これ
は、実施f42の場合のように、ノjの駆動I/f丁−
に駆動光を照射した場合に比べて、約1/2の時間であ
る。
dBになるまでの時間は、2〜2.5秒間であり、これ
は、実施f42の場合のように、ノjの駆動I/f丁−
に駆動光を照射した場合に比べて、約1/2の時間であ
る。
、−のように、光の照射を検出するためには、自発分極
の向きを並ターにした構造を用いることにより、よりI
+4.い光シャッタの開状態を実現できることが確認さ
れた。
の向きを並ターにした構造を用いることにより、よりI
+4.い光シャッタの開状態を実現できることが確認さ
れた。
第7図は、逆方向に分極した2つの受光素子A、Hに交
t7に光を照射したときの本発明の光制御装置の光応答
特性を示すグラフである。
t7に光を照射したときの本発明の光制御装置の光応答
特性を示すグラフである。
第8図は、WO1添加の材質を用いたときの同様な本発
明の光制卿装殻の光応答特性を示すグラフである。
明の光制卿装殻の光応答特性を示すグラフである。
[発明の効果]
本発明によると、バルク光起電力効果を有する受光素r
−を駆動源とし、2次光学効果の大きなPLZTをスイ
ッチング素子として、回路基板上に、駆動光の方向と信
号光の方向が重ならないように、これらのll:fを配
置して、組合わせることにより、 (1)何らかの増幅回路を用いることなく、駆動光の人
力により、他の信号光の出力を直接コント〔1−ルする
ことができる。
−を駆動源とし、2次光学効果の大きなPLZTをスイ
ッチング素子として、回路基板上に、駆動光の方向と信
号光の方向が重ならないように、これらのll:fを配
置して、組合わせることにより、 (1)何らかの増幅回路を用いることなく、駆動光の人
力により、他の信号光の出力を直接コント〔1−ルする
ことができる。
(り小型化、薄層化を容易に4ることかできる。
(3)信号光が基板と)V行に入射するため基板は、不
透明なものでも使用でき、材質を自由に選択(る、−と
ができる。
透明なものでも使用でき、材質を自由に選択(る、−と
ができる。
(4)材質が選択できるため、回路を形成した基板が、
使用できるので、配線のし程を簡略化でき、また、信頼
性の高い光スイyブン/f装置を、より安価に製造する
、二とができる等の効果が期待できる。
使用できるので、配線のし程を簡略化でき、また、信頼
性の高い光スイyブン/f装置を、より安価に製造する
、二とができる等の効果が期待できる。
更に、受光素子に、WOlを添加したPLZTを用いる
ことにより、より大きなバルク光起電力効果を得ること
が可能となった。
ことにより、より大きなバルク光起電力効果を得ること
が可能となった。
史に、本発明の光制御装置は、
(1)光による光のトンシングができること、(ZIX
;演算装置の基礎ユニット等に応用することができ、ま
た、それに有効である装置を提供することができたもの
である。
;演算装置の基礎ユニット等に応用することができ、ま
た、それに有効である装置を提供することができたもの
である。
4.1fflQ’−な図面の説明
第1図は、従来の光制御装にの構造を模式的−二ノド−
′斜視図である。
′斜視図である。
第2図は、従来の全九制御型電気尤学Igfで得られた
動作特性を示す、レーザー出力変化と経過時間でブ【1
)卜したグラフである。
動作特性を示す、レーザー出力変化と経過時間でブ【1
)卜したグラフである。
第3図は、本発明による光制御装置の構成を示−41例
の平面回路を示す平面図である。
の平面回路を示す平面図である。
第4図は、本発明による他の例の光制御装置の構成を示
す模式図fある。
す模式図fある。
第5図は、本発明による他の例の光制御装置の構成を示
す模式図である。
す模式図である。
第6図は、本発明による他の例の光制御装置の構成を示
を模式図である。
を模式図である。
第7図は、本発明による光制御装置で測定された特性を
示すグラフである。
示すグラフである。
第8図は、本発明の光制御装置による測定光応答特性を
示すグラフである。
示すグラフである。
Claims (5)
- (1)透明な“電気光学効果”を有する誘電体に電極を
設け、信号光の入射面と出射面は、各々の偏光方向を互
いに直交させ、また、印加電界の方向が互いに45°を
なすように2つの偏光子が取り付けられた光変調素子と
; その駆動源として、自発分極の方向を揃えた、光起電力
効果を有する少なくとも1つの誘電体受光素子を有し、 前記の2種の即ち光変調素子と受光素子の2種の機能素
子を1個の回路基板上に載置し、構成される、光により
光を制御する装置において、前記2種の機能素子は、該
回路基板の光路上に設置され、前記光変調素子を通過す
る信号光が、該回路基板面を通過せずに、前記受光素子
を駆動する駆動光が前記の信号光と異なる方向から入射
するように配置されたことを特徴とする光制御装置。 - (2)前記光変調素子を通過する信号光が、この回路基
板面を通過せず、該受光素子を駆動する駆動光が、該信
号光と異なる方向から入射するように配置されているた
め、該光変調素子の信号光の入射面及び出射面が、この
回路基板面に垂直であること、且つ該受光素子の受光面
が、該回路基板と平均であることを特徴とする請求項第
1項記載の光制御装置。 - (3)前記受光素子が2個の受光素子からなり、それら
の自発分極の方向が、直列でループ状に接続され、前記
光変調素子の各々の電極が、前記の各々の接続回路に接
続されたことを特徴とする請求項第1項記載の光制御装
置。 - (4)前記受光素子が2個の受光素子からなり、それら
の自発分極方向が、並列でループ状に接続され、前記光
変調素子の各々の電極が、前記の各々の接続回路に接続
されたことを特徴とする請求項第1項記載の光制御装置
。 - (5)前記受光素子が圧電セラミックス体で、バルク光
起電力効果を有するランタン添加チタン酸ジルコン酸鉛
で、Laを3モル%添加した、PLZT(3/52/4
8)、即ち、 ▲数式、化学式、表等があります▼焼結体及びこれにW O_2を0〜2.0原子%添加したPLZT(3/52
/48)焼結体からなり、透明なスイッチング素子は、
ランタン添加チタン酸ジルコン酸鉛:PL2T(9/6
5/35)即ち、 ▲数式、化学式、表等があります▼焼結体からなる請求
項 第1項記載の光制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32590988A JPH02171728A (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | 光制御装置 |
| US07/456,970 US5050969A (en) | 1988-12-26 | 1989-12-26 | Photo-driven switching apparatus |
| FR8917171A FR2646525B1 (fr) | 1988-12-26 | 1989-12-26 | Appareil de commutation a commande photonique |
| DE3943041A DE3943041A1 (de) | 1988-12-26 | 1989-12-27 | Durch licht betriebene schaltvorrichtung |
| GB8929205A GB2229543B (en) | 1988-12-26 | 1989-12-27 | Photo-driven switching or modulating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32590988A JPH02171728A (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | 光制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02171728A true JPH02171728A (ja) | 1990-07-03 |
Family
ID=18181948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32590988A Pending JPH02171728A (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | 光制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02171728A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58171024A (ja) * | 1982-04-01 | 1983-10-07 | Agency Of Ind Science & Technol | 光制御型光スイツチ |
| JPS63131125A (ja) * | 1986-11-20 | 1988-06-03 | Ricoh Co Ltd | 光駆動による光スイツチング装置 |
-
1988
- 1988-12-26 JP JP32590988A patent/JPH02171728A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58171024A (ja) * | 1982-04-01 | 1983-10-07 | Agency Of Ind Science & Technol | 光制御型光スイツチ |
| JPS63131125A (ja) * | 1986-11-20 | 1988-06-03 | Ricoh Co Ltd | 光駆動による光スイツチング装置 |
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