JPH02222931A

JPH02222931A - 光偏向器

Info

Publication number: JPH02222931A
Application number: JP4385689A
Authority: JP
Inventors: Masami Hatori; 正美羽鳥
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1989-02-23
Filing date: 1989-02-23
Publication date: 1990-09-05

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光導波路に表面弾性波を発生させ、この表面
弾性波の回折作用によって導波光を偏向させるようにし
た光偏向器に関するものである。

（従来の技術）従来より例えば特開昭８１−１８３８２８号公報に示さ
れるように、表面弾性波が伝播可能な材料から形成され
た光導波路に光を入射させ、この先導波路内を進行する
導波光と交わる方向に表面弾性波を発生させて該表面弾
性波によって導波光をブラッグ回折させ、そして上記表
面弾性波の周波数を連続的に変化させることにより導波
光の回折角（偏向角）を連続的に変化させるようにした
光偏向装置が公知となっている。

一方、例えば特開平１−２５０１５号公報に示されるよ
うに、上述の光偏向装置と同様に先導波路において連続
的に周波数が変化する表面弾性波を進行させて、光ビー
ムの波長を測定する光スペクトラムアナライザーも提案
されている。この先スベクドラムアナライザーは、先導
波路を導波する光ビームが表面弾性波によって回折する
際、その回折角が前述のように表面弾性波周波数に応じ
て変化するとともに該光ビームの波長にも応じて変化す
ることを利用し、光ビームが所定角度回折したときの表
面弾性波周波数に基づいて該光ビームの波長を求めるよ
うに構成されたものである。

以上述べたように光ビームを連続的に偏向させる光偏向
装置や光スペクトラムアナライザーを構成する光偏向器
において、表面弾性波発生手段は通常、電極指間隔が変
化する交叉くし形電極対（Ｉ　ｎｔｅｒ　−Ｄ　１ｇ１
ｔａｌ　　Ｔ　ｒａｎｓｄｕｃｅｒ　、以下ＩＤＴと称
する）と、該ＩＤＴに周波数が連続的に変化する高周波
の交番電圧を印加するドライバーとから構成される。Ｉ
ＤＴとしてより詳しくは、電極指間隔が段階的に変化し
かつ各電極指の向きが段階的に変化する傾斜指チャープ
Ｉ　ＤＴ　（Ｔｉｌｔｅｄ−Ｆｂ＋ｇｅｒ　　Ｃｈｉｒ
ｐｅｄ　　Ｉ　ＤＴ）や、電極指間隔が連続的に変化し
かつ各電極指が円弧状をなすいわゆる湾曲指ＥＤＴや、
さらには電極指間隔が相異なる複数のＩＤＴが互いに異
なる傾きに配置されてなるマルチプル・ティルテッドＩ
ＤＴ（Ｍｕｌｔｆｐｌｅ　Ｔｉ１ｔｅｄ　Ｉ　ＤＴ）等
が用いられる。また上述のドラ・イバーは一般に、高周
波アンプと周波数掃引用スィーパ−等から構成される。

（発明が解決しようとする課題）ところで、以上述べたようなＩＤＴやドライバーを用い
る場合には、発生した表面弾性波に周期的な強度変動（
ゆらぎ）が発生しやすいことが認められている。すなわ
ち上述の目的で使用されるＩＤＴや高周波アンプは、高
帯域に設計されるので、インピーダンスが通常の高周波
系のインピーダンス（５０Ω）から大きくずれることが
ある。そこで高周波ケーブルとＩＤＴの間で高周波信号
の反射が生じ、反射波が高周波アンプに戻るようになる
。このアンプも上記の通り高帯域設計のものであるから
、数％〜数十％の高周波信号が反射し、再度ＥＤＴ側へ
伝播するようになる。そこでこのＥＤＴへ向かう反射波
と、元来高周波アンプから出力される高周波信号（進行
波）とが干渉して、高周波強度が変動するようになる。

このようにしてＩＤＴに入力される高周波強度が変動す
ると、ＩＤＴから発せられる表面弾性波の強度が同様に
変動して、表面弾性波による導波光の回折効率が変動し
てしまう。そうなると、回折光量、つまり偏向された光
ビームの強度が変動してしまう。したがって、例えば光
偏向器を光走査記録装置や光走査読取装置に用いる場合
には記録画像に濃度ムラが生じたり、読取精度が低下す
る等の不具合が生じ、一方前述の光スペクトラムアナラ
イザーにあっては、スペクトル分析の精度低下を招くこ
とになる。

以上述べた表面弾性波のゆらぎを防止するため従来より
、例えば特開昭８３−５３５１６号公報に示されるよう
に、ＩＤＴとドライバーとの間に非相反素子であるアイ
ソレーターを挿入することが考えられている。しかしな
がら前述のような光偏向器においては、表面弾性波の周
波数つまりＩＤＴに印加される交番電圧の周波数は数百
ＭＨｚ〜２ＧＨ２程度とされるので、アイソレーターを
通るマイクロ波の波長が比較的長く、そのためアイソレ
ーターが大型化することが避けられない。また上記のよ
うな周波数帯のアイソレーターは使用頻度が低いので、
高価なものとなっている。

そこで本発明は、小型かつ安価に形成可能で、前述のゆ
らぎ発生を防止できる光偏向器を提供することを目的と
するものである。

（課題を解決するための手段）本発明による光偏向器は、前述のような先導波路と表面
弾性波発生手段とからなり、この表面弾性波発生手段が、電極指間隔が変化するＥＤ
Ｔと、このＩＤＴに周波数が連続的に変化する高周波の
交番電圧を印加するドライバーとから構成された光偏向
器において、上記ドライバーとＩＤＴとの間に抵抗減衰器が挿入され
たことを特徴とするものである。

（作　　用）上記のような抵抗減衰器が設けられていると、高周波ア
ンプに戻る反射波は最も低次のものでも、合計２回この
抵抗減衰器を通過するので、著しく減衰する。したがっ
て、この反射波に起因する表面弾性波のゆらぎは、著し
く減少するようになる。

（実　施　例）以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第１図は本発明の一実施例による光偏向器１０を示すも
のである。この光偏向器ｌＯは、基板ｌｌ上に形成され
た光導波路１２と、この先導波路１２上に形成された光
ビーム入射用集光性回折格子（Ｆ　ｏｃｕｓｉｎｇ　Ｇ
ｒａｔｉｎｇ　　Ｃｏｕｐｌｅｒ、以下ＦＧＣと称する
）１３と、光ビーム出射用ＦＧＣ１４と、これらのＦＧ
Ｃ１３，１４の間を進行する導波光の光路に交わる方向
に進行する表面弾性波１５．１Ｂをそれぞれ発生させる
第１、第２の傾斜指チャーブＩＤＴ１７．１８と、上記
表面弾性波１５．１６を発生させるために傾斜指チャー
ブＩＤＴ１７．１８に高周波の交番電圧を印加する高周
波アンプ１９と、上記電圧の周波数を連続的に変化（掃
引）させるスィーパ−２０とを有している。そして上記
高周波アンプ１９と、第１、第２の傾斜指チャーブＩＤ
Ｔ１７．１ｇとの間には、抵抗減衰器２２が挿入されて
いる。

本実施例においては一例として、基板１１にＬｉＮｂ０
．ウェハを用い、このウェハの表面にＴｉ拡散膜を設け
ることにより先導波路１２を形成している。なお基板１
１としてその他サファイア、Ｓｌ等からなる結晶性基板
が用いられてもよい。また先導波路１２も上記のＴｉ拡
散に限らず、基板１１上にその他の材料をスパッタ、蒸
着する等して形成することもできる。ただしこの先導波
路１２は、上記Ｔｉ拡散膜等、後述する表面弾性波が伝
播可能な材料から形成される。また先導波路は２層以上
の積層構造を有していてもよい。

偏向される光ビームＬは、例えば半導体レーザ等の光源
２１から、ＦＣＣ１３に向けて出射される。

この光ビームＬ（発散ビーム）は、ＦＧＣ１３によって
平行ビームとされた上で光導波路１２内に取り込まれ、
該先導波路１２内を導波する。この導波光Ｌ１は、第１
の傾斜指チャーブＩＤＴ１７から発せられた第１の表面
弾性波１５との音響光学相互作用により、図示のように
回折（Ｂ　ｒａｇｇ回折）する。

こうして回折、偏向した導波光Ｌ１は、第２の傾斜指チ
ャーブＩＤＴ１８から発せられた第２の表面弾性波１８
との音響光学相互作用により、上記の偏向をさらに増幅
させる方向に回折する（第２図参照）。そして前述のよ
うに、第１の傾斜指チャーブＩＤＴ１７に印加される交
番電圧の周波数が連続的に変化するので、第１の表面弾
性波１５の周波数が連続的に変化する。周知のように、
表面弾性波１５によって回折した導波光Ｌ２の偏向角は
表面弾性波１５の周波数にほぼ比例するので、上記のよ
うに表面弾性波１５の周波数が変化することにより、導
波光Ｌ２は矢印Ａで示すように連続的に偏向する。この
導波光Ｌ２は次に第２の表面弾性波ｔｅによって偏向さ
れるが、この第２の表面弾性波１Ｂも第１の表面弾性波
１５と同様に周波数が連続的に変化するので、第２の表
面弾性波１Ｇを通過した後の導波光Ｌ３は、矢印Ｂで示
すように連続的に大きく偏向する。この導波光Ｌ３はＦ
　Ｇ　Ｃ１４によって先導波路１２外に出射せしめられ
、またその集光作用によって１点に集束する。

以上述べた通り本装置においては、導波光Ｌ１を２回回
折、偏向させるようにしているので、導波光Ｌ３の偏向
角範囲Δδは、極めて大きなものとなり得る。つまり、
表面弾性波１５．１６の周波数が最大周波数、最小周波
数のとき、２回回折した導波光Ｌ３の進行方向はそれぞ
れ、第２図に■、■゛で示す向きであり、その差が偏向
角範囲Δδとなる。なお、このように導波光を２回回折
、偏向させる場合に得られる偏向角範囲については、例
えば特開昭６３−１３８０２８号公報に詳しい記載がな
されている。

次に、抵抗減衰器２２の作用について説明する。

１ＤＴ１７．１８に入力される高周波信号（交番電圧）
には、前述した反射波の影響でゆらぎが発生する。

しかし本装置においては、ＩＤＴ１７．１８と高周波ア
ンプ１９との間に抵抗減衰器２２が挿入されているので
、例えばこの抵抗減衰器２２が減衰率６ｄＢのものであ
れば、最初にＩＤＴ１？、１８で反射した後再度抵抗減
衰器２２を通過して高周波アンプ１９側に戻る反射波に
ついては、合計１２ｄＢのアイソレージョンがとれるこ
とになる。したがって、高周波アンプ１９からＩＤＴ１
７．１８に直接入力されて表面弾性波を励振させる高周
波信号（進行波）に対して上記反射波が干渉して生じる
強度変動（ゆらぎ）は、著しく低レベルのものとなり、
表面弾性波１５．１８の強度変動も当然低減する。こう
して表面弾性波１５．１Ｂの強度変動が抑えられれば、
該表面弾性波１５、Ｉ６による導波光の回折効率も安定
化し、偏向された出射ビームＬ°の光量変動が抑えられ
る。

なお、上記のゆらぎ発生を実用上問題の無い程度まで抑
えるには、一般に１０ｄＢ程度のアイソレーションが確
保できれば十分である。

なお第３図には、表面弾性波１５あるいは１６による導
波光回折効率の変化の様子を、以上述べた抵抗減衰器２
２を設けた場合と設けない場合について、それぞれ実線
と破線で概略的に示す。抵抗減衰器２２を設けた場合、
回折効率が全体的に低下するのは、前記進行波も抵抗減
衰器２２を通過することによって減衰するためである。

したがって、抵抗減衰器２２を設けた上で回折効率も高
く保つためには、抵抗減衰器２２による減衰も見込んで
高周波アンプ１９のゲインを高く設定すればよい。

以上説明した実施例は、導波光を２回回折させるもので
あるが、導波光を１回だけ、あるいは３回置上回折させ
る場合においても本発明は適用可能である。

また上記の実施例においては、傾斜指チャーブＩ　ＤＴ
１７．１８が用いられているが、本発明は、先に述べた
ような湾曲指ＩＤＴや、マルチプル・ティルテッドＩＤ
Ｔを用いて表面弾性波を発生させる場合にも同様に適用
可能である。

（発明の効果）以上詳細に説明した通り本発明の光偏向器においては、
交叉くし形電極対と、それに高周波の交番電圧を印加す
るドライバーとの間に抵抗減衰器を挿入したことにより
、交叉くし形電極対から励振された表面弾性波が強度変
動して偏向ビームの光強度が変動することを確実に防止
できる。したがって本発明の光偏向器を例えば光走査装
置に適用した場合には、精密走査が可能となり、また前
述した光スペクトラムアナライザーに適用した場合は、
スペクトル分析の精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置を示す概略斜視図、第２図は上記実施例装置の一部を拡大して示す平面図、第３図は本発明における回折効率−走化の効果を説明す
る説明図である。ｌＯ・・・光偏向器　　　　　１１・・・基　　板１２
・・・光導波路１３・−・光ビーム入射用ＦＣＣ１４・・・光ビーム出射用ＦＣＣ１５・・・第」の表面弾性波　１Ｂ・・・第２の表面弾
性波１７・・・ｔ？４１の傾斜指チャーブＩＤＴ１８・
・・第２の傾斜指チャープＩＤＴ１９・・・高周波アン
プ　　　２０・・・スィーパ−２１・・・光　　源　　
　　　２２・・・抵抗減衰器Ｌ１・・・第１の表面弾性
波に入射する前の導波光Ｌ２・・・第１の表面弾性波を
通過した導波光Ｌ３・・・第２の表面弾性波を通過した
導波光第第図図周５Ｌ杖

Claims

【特許請求の範囲】表面弾性波が伝播可能な材料から形成された光導波路と
、この光導波路内を進行する導波光の光路に交わる方向に
進行して該導波光を回折、偏向させる表面弾性波を前記
光導波路において発生させる表面弾性波発生手段とを有
し、この表面弾性波発生手段が、電極指間隔が変化する交叉
くし形電極対と、該電極対に周波数が連続的に変化する
高周波の交番電圧を印加するドライバーとから構成され
、これらのドライバーと交叉くし形電極対との間に抵抗減
衰器が挿入されていることを特徴とする光偏向器。