JPH02251815A - 電気光学光変調器 - Google Patents

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、ポッケルス効果あるいはカー効果などの電気
光学効果を有する結晶を用いて構成された電気光学光変
調器に関する。

（従来の技術） これまでの電気光学光変調器には、例えばニオブ酸リチ
ウムとかリン酸２水素カリウムのような電気光学効果を
有する結晶と、その結晶の両生表面のそれぞれの全面に
わたって形成された、比抵抗の小さな電界印加用電極膜
と、両電界印加用電極膜間に電圧を印加して結晶内部に
電界を生成するための電圧印加手段とで構成され、その
電圧印加手段でもって両電界印加用電極膜間にある結晶
内部のすべてにわたって一様な電界を印加することによ
り、その結晶における両主表面間内部の屈折率を一様に
変化させて、その結晶に入射された入射光をその屈折率
変化に従って位相とか強度などを変調したうえで出射光
として出射させるようにしたものがある。

（発明が解決しようとする課題） このような従来の電気光学光変調器では、結晶の両生表
面間に一様に電界をかけていたから、その電界の強さを
変えても電界が一様に変化するだけであるから、結局、
結晶内部ではその電界の強さに応じて屈折率が全体的に
一様に変化するだけであった。

したがって、従来の電気光学光変調器では、位相変調、
強度変調などを行うことはできても、入射光の波面の変
調かできないためにその入射光を集光、発散、偏向とい
った変調をすることができず、その用途上の応用範囲が
きわめて限定されていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、入
射光の波面の変調が可能な電気光学光変調器を提供する
ことにより、この電気光学光変調器を用いてその入射光
の集光、発散、偏向などの変調が可能なようにしてその
用途上の応用範囲を広１デることができるようにするこ
とを目的としている。

（課題を解決するための手段） このような目的を達成するために、本発明の電気光学光
変調器においては、電気光学効果を有する結晶と、前記
結晶の一主表面上において所定の面積にわたって形成さ
れた、所定の比抵抗をａする光変調用電極膜と、前記結
晶における前記一主表面と相対向する他主表面上におい
て少なくとも前記光変調用電極膜に対向する面積にわた
って形成された電界印加用電極膜と、前記光変調用電極
膜の一端側と前記電界印加用電極膜との間に接続された
電圧印加手段と、前記光変調用ｒｉ電極膜他端側と前記
電界印加用電極膜とを電気的に接続する接続手段とを備
えたことを特徴としている。

（作用） 結晶の一主表面上において所定の面積にわたって形成さ
れている光変調用電極膜はそれが有する所定の比抵抗で
もって、電圧印加手段が接続されたその光変調用電極膜
の一端側から他端側にかけてその抵抗値が変化している
。電圧印加手段でもって、光変調用電極膜の一端側に電
圧を印加すると、その一端側から他端側にかけての上記
抵抗値の変化に応じてその一端側から他端側にかけての
その結晶内部の両生表面間にかかる電界が変化すること
になる。その結果、その電界の変化に対応して結晶内部
の屈折率が電気光学効果により変化する。

この屈折率の変化に応じて入射光はその波面を変調させ
られることになるから、その屈折率の変化を制御するこ
とで入射光を集光、発散、偏向させて出射光として出射
させることが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

第１図は本発明の実施例に係る電気光学光変調器の斜視
図である。第１図において、符号２はニオブ酸リチウム
等の電気光学効果を有する直方体状の結晶であって、こ
の例では一例としてＸ軸方向に入射光が入射されるよう
になっている。この場合、実施例での結晶２は直方体形
状であるが、直方体形状である必要は必ずしもない。４
は結晶２の一主表面６上において所定の面積にわたって
、この実施例ではそのほぼ全面にわたって、形成された
、所定の比抵抗（単位長さ当たりの抵抗値をあられすむ
の）を有する光変調用電極膜である。

この光変調用電極膜４はカーボンとか、薄膜に形成され
た金属とかで上記所定の比抵抗を有するように構成され
ている。８．１０はそれぞれ結晶２の一主表面６トであ
って、かつ光変調用電極膜４のＹ軸における一端側と他
端側とのそれぞれにＸ軸方向に所定の幅でもって接続形
成された比抵抗が十分に小さな、例えば厚膜の金属から
なる第１、第２電界印加用電極膜、Ｉ２は結晶２におけ
る前記一主表面６と相対向する地主表面１４上の全面に
わたって形成された同じく比抵抗が十分に小さな第３電
界印加用電極膜である。１６は光変調用電極Ｍ６の一端
側にある第１電界印加用電極膜８と第３電界印加用電極
膜１２との間に接続された電圧印加手段である。この場
合、実施例での電圧印加手段１６は直流電源であったが
、交流電源であってもよい。１８は光変調用電極膜６の
他端側と第３７ｔｌ界印加ＪＶＩＴｒ１極膜１２とを電
気的に接続する接続手段としての可変抵抗器である。２
０　２２は電圧印加手段１６の接続端子である。

つぎに作用を説明すると、電圧印加手段１６でもって、
電界印加用電極膜８．１２間に電圧を印加すると、光変
調用電極膜６のＹ軸方向にはその光変調用電極膜６が有
する比抵抗に応じてその一端側から他端側にかけて電位
差が生じる。そのため、各部位の光変調用電極膜６にお
ける結晶２の内部にはその電位差に対応してＹ軸方向に
異なる電界が発生する。その結果、結晶２の内部のＹ軸
方向には結晶２の電気光学効果によりその電界に応じて
異なる屈折率の分布が生じる。そのため、Ｘ軸方向から
図で結晶２の左側側面からその内部に入射された入射光
は、その屈折率分布に従って波面が変調される。

この変調の度合いは、電圧印加手段１６の電圧の大きさ
による結晶２内部の電界の強さおよび可変抵抗器！８の
抵抗値調整に依存して変化するから、その調整でもって
所望の変調を行わせることが可能である。

第２図は本発明の他の実施例に係る電気光学光変調器の
斜視図であり、第１図と対応する部分には同一の符号を
付すとともに、その同一の符号に係る部分についての詳
細な説明は省略する。

第２図に示される実施例においては、第１電界印加用電
極膜８を結晶２の一生表面６上のＹ軸方向中央部におい
て、Ｘ軸方向に所定の幅でもって延ばして形成し、第２
電界印加用電極膜１０をその一生表面６上のＹ軸方向両
端において、Ｘ軸方向に所定の幅でもってそれぞれ形成
し、各電界印加用電極膜８．１０の間における一生表面
６上に光変調用電極＠４を形成し、両第２電界印加用電
極膜１０のそれぞれと、第３電界印加用電極＠１２との
間に可変抵抗器！８をそれぞれ接続し、第１電界印加用
電極膜４と第３電界印加用電極Ｍ１２との間に電圧印加
手段１６を接続端子２０．２２を介して接続したことに
特徴を有している。

第２図の実施例によれば、電圧印加手段１６により、結
晶２の一生表面６上の中央部において最大の電界で、そ
の両端において最小の電界が結晶２内部に印加されるこ
とになるから、屈折率変化量もレンズのそれと同様にな
って、結局、Ｘ軸方向に入射された入射光は、出射光と
して出射するときＹ軸方向に集光、発散をすることがで
きる。

なお、Ｙ軸方向の電界の強さを単調増加あるいは単調減
少させるように電圧印加手段１６による電圧値とその極
性の制御あるいは可変抵抗器の抵抗値の制御でもって、
その結晶２の内部のＸ軸方向における屈折率を単調増加
あるいは単調減少させて、入射光をＹＭ１方向に曲げる
ようにして偏向させることができる。

また、本実施例での結晶２として軸方向によって屈折率
の異なる異方性結晶を用いた場合は、入射光の偏光方向
により、偏向角が異なることになり、これにより、偏光
方向の相違から入射光を分離して出射光として出射させ
ることができる。

なお、上記各実施例では結晶２の一生表面６上に第１．
第２Ｎ界印加用電極膜８．１０を形成したが、これはＹ
軸方向に対しては光変調用電極膜４のＹ軸方向に対する
抵抗値の変化に応じて結晶２の内部に電界を変化させて
印加するが、Ｘ軸方向に対してはこの結晶２の内部に−
様な電界を印加するためであるから、Ｙ軸方向のみなら
ずＸ軸方向に対しても電界を変化させるのであれば、電
界印加用電極膜８を省略し、その省略箇所にまで光変調
用電極膜４を形成して接続端子２０を直接、その光変調
用電極膜４に接続してもよい。

また、本実施例では接続手段として可変抵抗器１８を用
いたが、この可変抵抗器１８の代わりに単に固定抵抗器
とかジャンパー線とかを用いてもよい。

（発明の効果） 以上説明したことから明らかなように本発明によれば、
結晶の一主表面上において所定の面積にわたって形成さ
れている光変調用電極膜はそれが有する所定の比抵抗で
もって、電圧印加手段が接続されたその光変調用電極膜
の一端側から他端側にかけてその抵抗値を変化させる一
方、電圧印加手段でもって、光変調用電極膜の一端側に
電圧を印加させて、その一端側から他端側にかけての上
記抵抗値の変化に応じてその一端側から他端側にかけて
その結晶内部にかかる電界を変化させるようにしたから
、その電界の変化に対応して結晶内部の屈折率を変化さ
せることができる。その結果、この屈折率の変化に応じ
て入射光の波面を変調させることが可能となり、入射光
を集光、発散、偏向させて出射光として出射させことの
できる電気光学光変調器を提供できる。これにより、電
気光学光変調器におけるその用途上での応用範囲を広げ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る電気光学光変調器の斜視
図、第２図は他の実施例に係る電気光学光変調器の斜視
図である。 ２・・・結晶、４・・・光変調用電極膜、６・・・結晶
の一生表面、８．ｌＯ・・・第１１第２電界印加用電極
膜、１２・・・第３電界印加用電極膜、１４・・・結晶
の他生表面、１６・・・電圧印加手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気光学効果を有する結晶と、 前記結晶の一主表面上において所定の面積にわたって形
   成された、所定の比抵抗を有する光変調用電極膜と、 前記結晶における前記一主表面と相対向する他主表面上
   において少なくとも前記光変調用電極膜に対向する面積
   にわたって形成された電界印加用電極膜と、 前記光変調用電極膜の一端側と前記電界印加用電極膜と
   の間に接続された電圧印加手段と、前記光変調用電極膜
   の他端側と前記電界印加用電極膜とを電気的に接続する
   接続手段と、 を備えた電気光学光変調器。