JPH02931A - 光走査記録装置 - 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） 本発明は光走査記録装置、特に詳細には記録光としての
光ビームを光導波路内に導波させ、この光ビームを、光
導波路において伝播させた表面弾性波によって偏向させ
て光導波路から取り出すようにした光走査記録装置に関
するものである。

（従来の技術） 光走査記録装置において光ビームを偏向させる光偏向装
置として、従来より、ガルバノメータミラーやポリゴン
ミラー等の機械式光偏向器や、ＥＯＤ（電気光学光偏向
器）　、ＡＯＤ　（音響光学光偏向器）が多く用いられ
ている。しかし機械式光偏向器においては、耐久性に難
がある、大型化しやすいといった問題があり、一方ＥＯ
ＤやＡＯＤにおいては、光偏向角が大きく取れないので
ビーム光路が長くなり、光走査記録装置等の大型化を招
くといった問題がある。

上述のような問題を解消しうる光偏向装置として近時、
光導波路を用いる光偏向装置が注目されている。この光
偏向装置は、表面弾性波が伝播可能な材料から形成され
たスラブ状の光導波路と、この光導波路内を導波する光
ビームと交わる方向に進行して周波数が連続的に変化す
る表面弾性波を該光導波路において発生させる手段（例
えば交叉くし形電極対と、この電極対に周波数が連続的
に変化する交番電圧を印加するドライバーとから構成さ
れる）とを有するものである。この光偏向装置において
は、光導波路内を導波する光ビームが表面弾性波との音
響光学相互作用によりブラッグ回折し、そしてこの回折
角は表面弾性波周波数に応じて変化するので、表面弾性
波周波数を上述のように変えることにより、光ビームを
光導波路内において連続的に偏向させることができる。

こうして偏向させた光ビームは、例えば光導波路の表面
に形成した回折格子（グレーティングカブラ）やプリズ
ムカプラ等によって光導波路外に出射させることができ
る。この光偏向装置を用いて光走査記録装置を構成する
には、記録光としての光ビームを発生する光源と、光導
波路から出射した光ビームの照射を受ける位置に配され
た感光材料を、該光ビームに対して、その偏向の方向と
略直角な方向に相対的に移動させる副走査手段を設ける
とともに、光ビームを画像信号に基づいて変調（強度変
調やパルス変調）する変調手段を設ければよい。

なお上記のような光偏向装置については、例えば特開昭
６２−７７７６１号公報に詳しい記載がなされている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、゛光ビームを上述のように変調するために従
来は、記録光としての光ビームを発する半導体レーザを
直接変調したり、あるいは表面弾性波の強度を変化させ
て導波光の回折効率、つまり偏向される光ビームの光量
を変えるようにしていた。なお表面弾性波を発生させる
手段としては一般に、前述したような交叉くし形電極対
とドライバーとが用いられ、この場合には、電極対に印
加する電圧の値を変えることによって表面弾性波強度を
変化させることができる。

ところが、上記のように半導体レーザを直接変調する場
合は、光波長の変動、特にモードホッピングによる波長
のジャンプが生じやすく、そのために表面弾性波による
導波光の回折効率が変動して、記録光の光量が不安定に
なりやすいという問題がある。

また表面弾性波の強度を変化させる場合は、ある変調状
態から次の変調状態に完全に移行するのに、少なくとも
、表面弾性波が導波光を横切るのに要する時間を必要と
するから、変調周波数を高めることが困難であるという
問題がある。このことを以下、具体的に説明する。導波
光のビーム幅をＤ１表面弾性波の速度をＶとすると、表
面弾性波が導波光を横切るのに要する時間τは、τ−Ｄ
／Ｖである。上記ビーム幅りは、解像点数を多くとるた
めに大きく設定されるのが一般的であり、例えばＤ−１
ｍｍとし、またｖ　＝　３５００ｍ　／　Ｓとすると、
τ−０，２８［ｉμｓとなる。変調周波数ｆＭは最大で
もｆＭ−１／τであるから、上記の場合は最大でもｆ　
Ｈ＝３．５　ＭＨｚとかなり低くなる。このように変調
周波数が低ければ、当然高速記録は難しくなる。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり
、光導波路を用いて光ビームを偏向するようにした光走
査記録装置において、記録光の光量を安定化し、かつ変
調速度を高めることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明による光走査記録装置は、先に述べたような光源
と、光導波路と、表面弾性波発生手段と、副走査手段と
を備えた光走査記録装置において、上記の光導波路を電
気光学効果を有する材料から形成するとともに、光ビー
ムを変調する光変調器として、光導波路において導波す
る前記光ビームの光路に配され、該光導波路への電界印
加状態を変えることによってこの光ビームの回折効率を
変えて、上記表面弾性波に入射する光ビームを変調する
電気光学光変調器を用いたことを特徴とするものである
。

（作　　用） 上記のような光変調器を用いれば、記録光源としての半
導体レーザを直接変調することは不要となり、また該光
変調器への電圧印加状態を変えれば光ビームの変調状態
は瞬時に変化するから、変調速度を高めることができる
。

（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図および第２図は、本発明の一実施例による光走査
記録装置を示すものである。光偏向器１０は透明な基板
ｌＢ上に形成されたスラブ状光導波路１１と、この光導
波路１１の側端部に設けられた交叉くし形電極対（Ｉ　
ｎｔｅｒ　　Ｄ　Ｉｇｌｔａｌ　　Ｔ　ｒａｎｓｄｕｅ
ｅｒ、以下ＩＤＴと称する）　１５と、電気光学光変調
器としての電気光学グレーティング（Ｅ　Ｉｅｃｔｒｏ
ｏｐｔｌｃＧ　ｒａｔｉｎｇｓ以下ＥＯＧと称する）　
１４と、この光導波路Ｕの表面において互いに離して設
けられた光入射用線状回折格子（Ｌ　１ｎｅａｒ　Ｇ　
ｒａｔｌｎｇ　　Ｃｏｕｐｌｅ「：以下ＬＧＣと称する
）　２０および光出射用ＬＧＣ２１とを有している。ま
た基板１６の光導波路１１と反対側の表面ｌｅａ上には
、光入射用プリズム３０と、光出射用プリズム３１が取
り付けられている。光入射用プリズム３０は断面三角形
状のもので、第１の光通過面３０ａと第２の光通過面３
０ｂを有し、上記第１の光通過面３０ａが基板表面ｔｅ
ａに強く押圧されることにより、あるいは高屈折率の接
着剤を用いる等により、該表面１６ａに密着固定されて
いる。

光出射用プリズム３１も上記光入射用プリズム３０と同
様の形状とされ、第１の光通過面３１ａ、第２の光通過
面３１ｂを有し、上述と同様にして基板ｌｅａに固定さ
れている。

本実施例においては一例として、基板１ＢにＬｉＮｂ０
．ウェハを用い、このウェハの表面にＴｉ拡散膜を設け
ることにより光導波路１１を形成している。なお基板１
６としてその他サファイア、Ｓｉ等からなる結晶性基板
が用いられてもよい。また光導波路１１も上記のＴｉ拡
散に限らず、基板１６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。なお光導波路につ
いては、例えばティー　タミール（Ｔ、　Ｔａｌ１ｌｒ
）編「インチグレイテッド　オブティクス（Ｉ　ｎｔｅ
ｇｒａｔｃｄＯｐｔＩｃｓ）Ｊ（トピックス　イン　ア
プライド　フィジックス（Ｔｏｐｌｃｓ　ｉｎ　　Ａｐ
ｐｌｉｅｄ　　Ｐｈｙｓｉｃｓ）第７巻）スブリンガー
　フエアラーグ（Ｓ　ｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ）
刊（１９７５）；西原、春名、栖原共著「光集積回路」
オーム柱列（１９ｇ５）等の成否に詳細な記述があり、
本発明では光導波路１１としてこれら公知の光導波路の
いずれをも使用できる。ただしこの光導波路１１は、上
記Ｔｉ拡散膜等、後述する表面弾性波が伝播可能で、か
つ電気光学効果を示す材料から形成される。また光導波
路は２層以上の積層構造を有していてもよい。

記録光を発する半導体レーザ１８は、光入射用プリズム
３０の第２の光通過面３０ｂに向けて垂直に光ビーム（
レーザビーム）１３を射出するように配置されている。

発散ビームであるこの光ビーム１３は、コリメーターレ
ンズ２７によって平行ビームとされた上で上記第２の光
通過面３０ｂから光入射用プリズム３０内に入射し、そ
の第１の光通過面３０ａを通過して基板１６内に入射し
、光導波路１１を透過して、その表面に形成された前記
ＬＧＣ２０の部分に入射する。それにより光ビーム１３
はこのＬＧＣ２０で回折して光導波路ｌｌ内に入射し、
該光導波路１１内を導波モードで矢印Ａ方向に進行する
。

画像記録を行なう際には、例えばエンドレスベルト等の
移送手段２２上に感光体２３がセットされる。

そして半導体レーザ１８はレーザ駆動回路Ｉ９により、
レーザビーム１３を射出するように駆動され、それとと
もにＩＤＴ１５には、駆動回路１７から連続的に周波数
が変化する交番電圧が印加される。一方導波光（平行ビ
ーム）１３の光路に配されたＥ　ＯＧ　１４には、駆動
回路２４から電圧Ｖが印加される。この電圧■の値は、
画像信号Ｓを受ける変調回路２５により、該信号Ｓに応
じて変化するように（つまり光ビーム１３を強度変調す
る場合は連続的に変化するように、０Ｎ−ＯＦＦ変調す
る場合は２値のうちの一方を選択的にとるように）制御
される。

上記のＥ　ＯＧ　１４は回折格子を形成するものであり
、このＥＯＧ１４により導波光１３が回折し、回折光１
３°は第１図の実線表示の方向に、また０次光Ｔ３”は
破線表示の方向に進行する。そしてこのＥＯＧ１４によ
って光導波路１１に電界印加がなされると、電気光学効
果により光導波路１１の屈折率が変化し、上記回折の効
率が変化する。この回折効率の変化率は、Ｅ　ＯＧ　１
４に印加される電圧Ｖの値に応じて変化するので、結局
上記回折光１３’　は画像信号Ｓに応じて変調されるこ
とになる。

なお、上記実施例におけるＥ　ＯＧ　１４は、電極指線
幅が３．７５μｍＳ電極指周期が１５μｍ１電極指の有
効長がｔ、ａ　ｍｍ５１４極指対数が１００対のもので
あり、最大回折効率η−９３％、変調周波数ｆＭ−２５
ＭＨｚを実現できた。このようなＥＯＧ１４は、公知の
フォトリソ法等によって形成可能である。

一方ＩＤＴ１５に前述のような電圧印加がなされること
により、光導波路１１の表面を表面弾性波１２が第１図
の矢印Ｂ方向に進行する。ＩＤＴ１５は、この表面弾性
波１２が導波光（前記回折光）１３′の光路に交わる方
向に進行するように配設されている。したがって導波光
１３°は、表面弾性波１２を横切るように進行するが、
その際該導波光１３°は表面弾性波１２との音響光学相
互作用によりブラッグ（Ｂ　ｒａｇｇ）回折する。周知
の通り、この回折による導波光１３’　の偏向角は、表
面弾性波１２の周波数にほぼ比例する。前述の通り駆動
回路１７はＩＤＴ１５に、周波数が連続的に変化する交
番電圧を印加するので、表面弾性波１２の周波数が連続
的に変化し、上記偏向角が連続的に変化するようになる
。

したがってこの導波光１３’　は矢印Ｃで示す通り、回
折角が連続的に変化するように回折、偏向する。

このようにして偏向した導波光１３°　は、ＬＧＣ２１
により回折して光導波路１１から基板１６側に出射する
。こうして光導波路１１から出射して外部光となった光
ビーム１３’　は、光出射用プリズム３１の第１の光通
過面３１ａを通過して該プリズム３１内に入射し、第２
の光通過面３１ｂを垂直に通過してプリズム外に出射す
る。

上述のようにして光偏向器１０外に出射した光ビーム１
３’　は、例えばｆθレンズからなる走査レンズ２６を
通過して小さなビームスポットＱに絞られ、感光体２３
上を矢印Ｕ方向に走査（主走査）する。

それとともに感光体２３が、移送手段２２により上記主
走査の方向と略直角な矢印Ｖ方向に移送されて副走査が
なされるので、感光体２３は光ビーム１３゛により２次
元的に走査される。前述したようにこの光ビーム１３°
は画像信号Ｓに基づいて変調されているので、感光体２
３上にはこの画像信号Ｓが担う画像が記録される。

なお１主走査ライン分の画像信号Ｓと光ビーム１３’　
の主走査との同期をとるためには、この画像信号Ｓに含
まれるブランキング信号ｓｂをトリガ信号として用いて
、ＩＤＴ１５への電圧印加タイミングを制御すればよい
。またこのブランキング信号ｓｂにより移送手段２２の
駆動タイミングを制御することにより、上記主走査と副
走査との同期をとることができる。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の光走査記録装置におい
ては、光導波路内を導波する光ビームを電気光学光変調
器によって変調するようにしているので、記録光源とし
ての半導体レーザを直接変調することに起因する記録光
の波長変動を防止でき、よってこの波長変動による記録
光の光量変動を防止して、高画質、高精細の画像を記録
可能となる。また上述の電気光学光変調器を用いれば、
表面弾性波の強度を制御することによって光変調を行な
う場合に比べて変調速度を著しく高めることができるの
で、本装置によれば高速記録が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図はそれぞれ、本発明の一実施例による光
走査記録装置を示す斜視図と側面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 表面弾性波が伝播可能でかつ電気光学効果を示す材料か
   ら形成されたスラブ状の光導波路と、記録光としての光
   ビームを発生する光源と、前記光導波路内に入射されて
   該光導波路内を導波する光ビームと交わる方向に進行し
   て、周波数が連続的に変化する表面弾性波を該光導波路
   において発生させる手段と、 前記表面弾性波により回折、偏向した後に光導波路から
   出射した光ビームの照射を受ける位置に配された感光材
   料を、該光ビームに対して、その偏向の方向と略直角な
   方向に相対的に移動させる副走査手段と、 前記光導波路において導波する前記光ビームの光路に配
   され、該光導波路への電界印加状態を変えることによっ
   てこの光ビームの回折効率を変えて、前記表面弾性波に
   入射する光ビームを変調する電気光学光変調器とからな
   る光走査記録装置。