JPH0264619A - 電気光学デフレクタ - 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】 本発明は光学装置に関し、さらに詳細には電気光学デフ
レクタに関する。

多くの技術的用途で周知であるように平行光線の屈折は
電気信号によって調節されて、印刷機または固定画像読
み取り装置におけるように優先的な領域を照明し、光フ
アイバー伝送システムのための装置におけるように光学
的な信号を調節または切り換えるようにし、科学的な装
置などの信号を処理するようにしている。

光信号を用いるデジタル電気通信の分野では、屈折率と
いう意味での一定の性能が、たとえば高ビツトレートシ
ステムのための切換回路の実施でさらに必要とされてい
る。入力時に平行とされた光線は、欠点をさけるために
、たとえば受入れ角よりも大きな角度で光線が焦点を合
わされている光ファイバーとのカップリングロスをさけ
るために屈折ののちに出力においてできるだけ平行が保
たれているようにする。

さらには、大きな面を走査するときは可能な限り大きな
屈折角が必要とされる。

今日、光線を屈折させる最も多く用いられている方法は
電動機により方向が決められている鏡を用いている。連
続的な走査を必要とされる場合は、鏡は回転プリズムの
面に沿って位置させである。

しかしながらこの方法は、かなり大きな走査角度が得ら
れるのであるが、せいぜいＫ　Ｈｚの程度の値を発生で
きる限られた走査周波数、機械的な複雑さおよび機械的
な部分の摩耗のために必ずしも満足であるとは限らない
。

より精巧な技術は音響光学手段によって光線を取り扱っ
ている〔（ゴートンＳ、キノ著「音波」）（プレンティ
スホール社刊）　（’Ａｃｏｕｓｔｉｃ　ｗａｖｅｓ’
。

ｗｒｉｔｔｅｎ　ｂｙ　Ｇｏｒｄｏｎ　Ｓ、　Ｋｉｎｏ
、　Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ）第５１７頁　参照〕
、この場合平面音波を結晶に送りこんで物質の希薄化領
域と圧縮領域の周期的な構造を起こさせる。結果として
回折格子に全体として同等な高い屈折率帯域と低い屈折
率帯域とが交互になった系列が得られる。光線は格子線
に関して都合のよい角度で結晶に送りこまれ、アウトプ
ットで、反射した光線は音響信号の波長に依存する角度
でえられる。しかしながら得られる屈折角はかなり小さ
い：典型的にはこの角度は数置の程度である。

ニオブ酸リチウムのような物質の電気光学的な性質に基
づいて働（装置も公知である。「応用光学Ｊ　　（Ａｐ
ｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ）第２２巻、第１６版（１９
８３年８月１５日の記事［チャネル導波管のアレーを有
する電気光学フレネルレンズスキャナー」（’Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｏｐｔｉｃ　Ｆｒｅｓｎｅｌ　１ｅｎｓ−ｓｃｃ
ａｎａｎｅｒ　ｗｉｔｈａｎ　ａｒｒａｙ　ｏｆ　ｃｈ
ａｎｎｅｌ　ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ”）は２つの導体に
交互に接続させた都合よく間隔を取った電極ニオブ酸リ
チウムの仮の上に付着させることによって得たフレネル
レンズを記載している。屈折率の変化が都合のよい電位
差をかけることによって得られる：このことは異なる長
さの同等な光路に及ぶ出てくる光線が異なる位相の変化
を受けることの理由である。結果として、干渉が積極的
である領域がアウトプットで得られ光線が焦点を結ぶこ
とになる。よってそれがレンズである。

米国特許第４，４１５，２２６号に記載のものを含んで
なる電気光学装置は、制御装置へ接続され個々に給電さ
れる電極を有した電気光学材料からなる板からなってい
る。

この場合ブラッグ（Ｂｒａｇｇ）の格子が満たされ、こ
こで、出ていく光線の屈折角は入力角と格子の間隔との
関数であり、これは装置が一旦作成されると変更できな
く、したがって出てくる光線の２つの方向だけが可能で
ある。

前記の欠点は本発明により提供される電気光学デフレク
タにより克服され、本発明の電気光学デフレクタはかな
りの屈折速度を持ち、機械的な部分を運動させることな
く、案内され平行とされた光線を平行を保ったまま数十
度の角度で屈折するようにしている０本発明は特許請求
の範囲第１項に記載のような電気光学デフレクタを提供
する。

本発明の前記の特徴および他の特徴は限定を意図するも
のでない具体例として示した本発明の好ましい例により
、および電気光学デフレクタを図式的に示しである添付
の図面によってさらに明らかになるであろう。

デフレクタは、電気光学材料、すなわち屈折率が電場を
加えることによってかえることができることのできる物
質、からできている板からなっている。給源を屈折率の
周期的な変化に与えることができる電場を該材料にかけ
て位相回折格子と同様な働きを得るようにしている。こ
の種の物質はたとえばニオブ酸リチウムであってよい。

以下、本発明の具体例を図面を参照して説明する。

電気導体Ｃは個々に接続し、平行でさらには等間隔にし
た電極Ｅが板Ｐの平面に付着しであるのが図示しである
。電極を含む平面に垂直な平面はガイドへの平行光線Ｌ
Ｅの入力を可能としていて、そしてこの平面に平行なも
う１つの平面は屈折光線ＬＵの出力を可能としている。

各導体Ｃは電圧源へ接続されていて、この電圧源は異な
る屈折率、たとえば減少または増加する屈折率を有する
平行な領域の結晶内での発生を可能とする値を有してい
る。かくして位相格子を形成するように異なる当価長（
たとえば増加または減少）の光路の配列が得られる。

平行光線ＬＥは電極に平行な方向でこの位相格子に送り
こまれる。結果として、複数の電気的に得られたスリッ
トから出てくる光線ＬＵの光学的前線の位相が制御され
、合成開口アンテナに起こるのと同様な所望の方向での
積極的な干渉を発生する。当然、加えられた電圧がすべ
ての光路で等しい屈折率を与えるようであるならば、出
ていく光線ＬＥは屈折されないであろう。

光線の電場ＩＥの強度は； によって与えられるのでテフレクタの作成に必要なパラ
メーターが決定できる。

さらに詳しくは、Ｎおよびｄは電極の数および相互間の
間隔を示す。量λは光の波長であり、量αは隣接する光
路の間の位相差であって次式％式％） （Ｌは電極の長さであり、ｎｉ　は−船釣な光路の屈折
率であって、電極に加えられた電圧の関数である）によ
って与えられる。

電極に加えた電圧は必要な屈折角（数十度の価を達成す
ることができる）の関数である最も便利な価を供給する
ようにプログラムされたマイクロプロセッサによって制
御できる。

１つの定められた方向での変更が必要とされるなら、屈
折率は同じ方向で直線的に増加するはずである。この結
果を得るためには電場Ｅは次式：（ｎは屈折率であり、
Ｋは物質に依存する電、気光学係数である）にしたがい
電極から進むように増加される。

以上の記載は限定を意図しない例として示したのは当然
である。変形および変更が特許請求の範囲を逸脱するこ
となく可能である。

【図面の簡単な説明】

図は、電気導体Ｃに個々に接続し、平行でさらには等間
隔にした電極Ｅが板Ｐの平面に付着しであるのを示して
いる。 代理人の氏名　　川原１）　−穂

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電場をかけることによって変化させることのでき
   る屈折率を有する物質からなる板（Ｐ）であって平行光
   線（ＬＥ）が照射される第１の平面、屈折した光線（Ｌ
   Ｕ）が出てくる第１の平面に平行な第２の平面および前
   記第１と第２の平面に垂直であって平坦な光学ガイドを
   形成する第３の平面を有していて複数の電極（Ｅ）を付
   着させてある板（Ｐ）を含んでいる電気光学デフレクタ
   において、該平行光線（ＬＥ）は該電極（Ｅ）に平行な
   方向で送られていて、該電極（Ｅ）は互いに平行であり
   かつ該第１と該第２の平面に垂直であり、電圧源へ接続
   された電気導体（Ｃ）に個々に接続されていて１つの電
   極から次の電極に進む増加する方向で物質の屈折率を変
   化させるようになっていて、比例的に増加する屈折率を
   有する平行な帯域を得るようになっていて、出ていく光
   線（ＬＵ）が屈折率の増加する方向で屈折されるように
   なっている電気光学デフレクタ。
2. （２）該電圧源がプロセッサにより制御されている特許
   請求の範囲第１項記載の電気光学デフレクタ。