JPH03163534A - 光偏向素子 - Google Patents
光偏向素子Info
- Publication number
- JPH03163534A JPH03163534A JP30441289A JP30441289A JPH03163534A JP H03163534 A JPH03163534 A JP H03163534A JP 30441289 A JP30441289 A JP 30441289A JP 30441289 A JP30441289 A JP 30441289A JP H03163534 A JPH03163534 A JP H03163534A
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- Japan
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- electro
- electrooptical
- optical
- electrode
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- Pending
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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
本発明は電気光学効果を利用して光路切替等を行なう光
偏向素子に関するものである。
偏向素子に関するものである。
従来の技術
近年、光偏向素子としては音響光学効果を利用するもの
やプリズムや光ファイバを機械的に駆動するものなどが
提案された。だが、これらの機構では高速な光偏向の実
現が困難であるため、電気光学効果を利用して光偏向を
行なうことが考えられている。
やプリズムや光ファイバを機械的に駆動するものなどが
提案された。だが、これらの機構では高速な光偏向の実
現が困難であるため、電気光学効果を利用して光偏向を
行なうことが考えられている。
そこで、このような光偏向素子の従来例として、特開昭
６０−１９２９２６号公報に開示されている装置を第５
図及び第６図に基づいて説明する。この光偏向素子ｌは
、互いに光学軸の方向が逆で各々三角柱状に形成された
二個の電気光学素子２，３を一体的に接合することで直
方体状の素子対４を形成し、この素子対４の各素子２，
３端面に相当する対向面に光伝送路を形成する光ファイ
バ５〜８を接続し、前記素子対４の各素子２，３間の境
界部を有する対向面には電極層９，１０を形成して駆動
電源１１を接続したものである。なお、前記光ファイバ
５〜８は、光軸が一致した一対５，７と、これらに各々
隣接したもの６，８とよりなる。
６０−１９２９２６号公報に開示されている装置を第５
図及び第６図に基づいて説明する。この光偏向素子ｌは
、互いに光学軸の方向が逆で各々三角柱状に形成された
二個の電気光学素子２，３を一体的に接合することで直
方体状の素子対４を形成し、この素子対４の各素子２，
３端面に相当する対向面に光伝送路を形成する光ファイ
バ５〜８を接続し、前記素子対４の各素子２，３間の境
界部を有する対向面には電極層９，１０を形成して駆動
電源１１を接続したものである。なお、前記光ファイバ
５〜８は、光軸が一致した一対５，７と、これらに各々
隣接したもの６，８とよりなる。
このような構成において、この光偏向素子１は、第６図
（ａ）に例示するように、駆動電源ｌ１から電極層９，
１０間に電圧が印加されない場合、各電気光学素子２．
３の屈折率が同等なので、光ファイバ５から素子対４内
に出射された光は光軸が一致した光ファイバ７に入射す
る。そして、第６図（ｂ）に例示するように、駆動電源
ｌ１から電極層９．１０間に電圧が印加された場合、光
学軸の方向が異なる電気光学素子２．３間の屈折率が変
化するため、光ファイバ５，６から素子対４内に出射さ
れた光は各電気光学素子２．３間の境界面で屈折されて
各々光ファイバ８，７に入射することになる。
（ａ）に例示するように、駆動電源ｌ１から電極層９，
１０間に電圧が印加されない場合、各電気光学素子２．
３の屈折率が同等なので、光ファイバ５から素子対４内
に出射された光は光軸が一致した光ファイバ７に入射す
る。そして、第６図（ｂ）に例示するように、駆動電源
ｌ１から電極層９．１０間に電圧が印加された場合、光
学軸の方向が異なる電気光学素子２．３間の屈折率が変
化するため、光ファイバ５，６から素子対４内に出射さ
れた光は各電気光学素子２．３間の境界面で屈折されて
各々光ファイバ８，７に入射することになる。
発明が解決しようとする課題
上述した光偏向素子ｌは、電気光学効果を利用すること
で駆動電源１１のオンオフで光伝送路の切替えを可能と
しており、光情報処理装置（図示せず）の機能部品等に
利用することができる。
で駆動電源１１のオンオフで光伝送路の切替えを可能と
しており、光情報処理装置（図示せず）の機能部品等に
利用することができる。
ここで、上述のような光偏向素子ｌの性能を決定するパ
ラメータのーっとして解像点数がある。
ラメータのーっとして解像点数がある。
この解像点数Ｎは、偏向角φとビーム先の光軸に対する
拡開角θとにより、 Ｎ＝φ／θ ・・・■ として表され、これが大きいほど光偏向素子ｌの性能は
良好である。また、ビーム光の拡開角θは、ビーム光の
波長λとビーム径ωにより、θ＝ελ／ω ・・
・■ として表される。なお、上式のεはビーム形状と強度分
布とに依存する定数で１に近似しており、例えば、ビー
ム形状が円形で強度分布が吸引ならばε＝１．２２であ
る。そして、上述の■，■式から自明であるように、解
像点数Ｎを向上させるためには、偏向角φに対してビー
ム光の拡開角θを減少させる必要があり、このためには
ビーム径ωを拡大すればよい。
拡開角θとにより、 Ｎ＝φ／θ ・・・■ として表され、これが大きいほど光偏向素子ｌの性能は
良好である。また、ビーム光の拡開角θは、ビーム光の
波長λとビーム径ωにより、θ＝ελ／ω ・・
・■ として表される。なお、上式のεはビーム形状と強度分
布とに依存する定数で１に近似しており、例えば、ビー
ム形状が円形で強度分布が吸引ならばε＝１．２２であ
る。そして、上述の■，■式から自明であるように、解
像点数Ｎを向上させるためには、偏向角φに対してビー
ム光の拡開角θを減少させる必要があり、このためには
ビーム径ωを拡大すればよい。
つまり、上述のような構造の光偏向素子１の解像点数Ｎ
を向上させるためには、素子対４の厚みを増してビーム
径ωを拡大する必要があるが、これでは印加電圧に比例
して電極間距離に反比例する電気光学素子２，３間の屈
折率が低下することになり、必要な偏向角を確保するた
めには駆動電源ｌ１の容量を増大する必要が生じるなど
して実際的でない。
を向上させるためには、素子対４の厚みを増してビーム
径ωを拡大する必要があるが、これでは印加電圧に比例
して電極間距離に反比例する電気光学素子２，３間の屈
折率が低下することになり、必要な偏向角を確保するた
めには駆動電源ｌ１の容量を増大する必要が生じるなど
して実際的でない。
課題を解決するための手段
平板状の電気光学層の相対向する外面に入射光の光軸に
対して傾斜した縁部を介して隣接する電極層と絶縁層と
からなる薄膜層を各々形威した単位基材を設け、複数個
の単位基材を一体的に膜厚方向に積層形成し、電気光学
層に電圧を印加する駆動電源を電極層に接続する。
対して傾斜した縁部を介して隣接する電極層と絶縁層と
からなる薄膜層を各々形威した単位基材を設け、複数個
の単位基材を一体的に膜厚方向に積層形成し、電気光学
層に電圧を印加する駆動電源を電極層に接続する。
作用
平板状の電気光学層の相対向する外面に入射光の光軸に
対して傾斜した縁部を介して隣接する電極層と絶縁層と
からなる薄膜層を各々形威した単位基材を設け、複数個
の単位基材を一体的に膜厚方向に積層形成し、電気光学
層に電圧を印加する駆動電源を電極層に接続したことに
より、印加電圧に比例して電極間距離に反比例する電気
光学層の屈折率が上昇するので、印加電圧に比して大き
な偏向角を得ることができ、装置の厚みを増してビーム
径を拡大することで解像点数を向上させることもできる
。
対して傾斜した縁部を介して隣接する電極層と絶縁層と
からなる薄膜層を各々形威した単位基材を設け、複数個
の単位基材を一体的に膜厚方向に積層形成し、電気光学
層に電圧を印加する駆動電源を電極層に接続したことに
より、印加電圧に比例して電極間距離に反比例する電気
光学層の屈折率が上昇するので、印加電圧に比して大き
な偏向角を得ることができ、装置の厚みを増してビーム
径を拡大することで解像点数を向上させることもできる
。
実施例
本発明の実施例を第１図ないし第４図に基づいて説明す
る。なお、前述の従来例と同一の部分は同一の名称及び
符号を用いて説明も省略する。まず、本実施例の光偏向
素子ｌ２は、前述の光偏向素子１と同様に機能する単位
基材１３を膜厚方向に複数積層したものであり、これら
の単位基材ｌ３は、平板状の電気光学素子からなる電気
光学層１４の相対向する外面に、入射光の光軸に対して
傾斜した縁部を介して隣接した電極層ｌ５と＃ｌ！ｌ縁
層１６とからなる薄膜層１７を各々形成した構造となっ
ている。そして、この光偏向素子１２では、各々前記電
気光学層ｌ４を介して相対向した前記電極層１５に駆動
電源（図示せず）が接続されている。
る。なお、前述の従来例と同一の部分は同一の名称及び
符号を用いて説明も省略する。まず、本実施例の光偏向
素子ｌ２は、前述の光偏向素子１と同様に機能する単位
基材１３を膜厚方向に複数積層したものであり、これら
の単位基材ｌ３は、平板状の電気光学素子からなる電気
光学層１４の相対向する外面に、入射光の光軸に対して
傾斜した縁部を介して隣接した電極層ｌ５と＃ｌ！ｌ縁
層１６とからなる薄膜層１７を各々形成した構造となっ
ている。そして、この光偏向素子１２では、各々前記電
気光学層ｌ４を介して相対向した前記電極層１５に駆動
電源（図示せず）が接続されている。
また、第３図等に例示するように、各単位基材１３の薄
膜層１７は各々電気光学層１４間で一体化されており、
各電気光学層ｌ４の光学軸方向は交互に逆向きになって
いる。
膜層１７は各々電気光学層１４間で一体化されており、
各電気光学層ｌ４の光学軸方向は交互に逆向きになって
いる。
このような構成において、この光偏向素子１２は、第３
図に例示するように、駆動電源がオフ状態で電極層１５
に電圧が印加されない場合、電気光学層１４の屈折率が
均一なので、光偏向素子ｌ２に入射した光は内部を直進
することになる。
図に例示するように、駆動電源がオフ状態で電極層１５
に電圧が印加されない場合、電気光学層１４の屈折率が
均一なので、光偏向素子ｌ２に入射した光は内部を直進
することになる。
つぎに、駆動電源がオン状態となって電極層ｌ５から各
電気光学層１４間に電圧が印加されると、各電気光学層
ｌ４は電気光学効果により電極層１５間に位置する部分
と絶縁層ｌ６間に位置する部分とで屈折率が異なる状態
となり、この境界部で光偏向素子ｌ２に入射した光は屈
折することになる。
電気光学層１４間に電圧が印加されると、各電気光学層
ｌ４は電気光学効果により電極層１５間に位置する部分
と絶縁層ｌ６間に位置する部分とで屈折率が異なる状態
となり、この境界部で光偏向素子ｌ２に入射した光は屈
折することになる。
なお、この光偏向素子ｌ２は、前述のように単位基材ｌ
３間の薄膜層１７が一体化されて各電気光学層ｌ４への
通電方向が交互に逆であるが、これら電気光学層ｌ４の
光学軸方向も交互に逆向きなので透過光の屈折方向は同
一である。
３間の薄膜層１７が一体化されて各電気光学層ｌ４への
通電方向が交互に逆であるが、これら電気光学層ｌ４の
光学軸方向も交互に逆向きなので透過光の屈折方向は同
一である。
つまり、この光偏向素子ｌ２は、駆動電源のオンオフで
光伝送路を切替えることができ、光情報処理装置（図示
せず）の機能部品等に利用することが可能である。
光伝送路を切替えることができ、光情報処理装置（図示
せず）の機能部品等に利用することが可能である。
そこで、上述のような構造の光偏向素子ｌ２の作用等を
、ＩＴ○（インジウムーシンーオキサイド）の透明薄Ｍ
電極からなる電極層ｌ５とＳｉｏ，の薄膜からなる絶縁
層ｌ６及びＬｉＮｂＯ．からなる電気光学層１４で形成
した単位基材１３をｍ個積層した場合を例に説明する。
、ＩＴ○（インジウムーシンーオキサイド）の透明薄Ｍ
電極からなる電極層ｌ５とＳｉｏ，の薄膜からなる絶縁
層ｌ６及びＬｉＮｂＯ．からなる電気光学層１４で形成
した単位基材１３をｍ個積層した場合を例に説明する。
まず、第３図に例示するように、各電気光学層ｌ４の厚
さがｄで印加電圧がＶ．の場合、薄膜積層方向の屈折率
がｎｅで電気光学係数がｒｓｓとすると、この電気光学
層１４の屈折率の変化量△ｎは、 ２ｄ となる。ここで、この光偏向素子ｌ２は、電気光学層ｌ
４に比して薄膜層１７の厚さが極度に薄く形威されるの
で、全体の厚さをＤとすると各電気光学層１４の厚さは
約Ｄ／ｍである。そこで、上記■式は、 ２ Ｄ となる。
さがｄで印加電圧がＶ．の場合、薄膜積層方向の屈折率
がｎｅで電気光学係数がｒｓｓとすると、この電気光学
層１４の屈折率の変化量△ｎは、 ２ｄ となる。ここで、この光偏向素子ｌ２は、電気光学層ｌ
４に比して薄膜層１７の厚さが極度に薄く形威されるの
で、全体の厚さをＤとすると各電気光学層１４の厚さは
約Ｄ／ｍである。そこで、上記■式は、 ２ Ｄ となる。
ここで、従来装置の屈折率の変化量Δｎは、上記■式の
定数ｍを１とした場合に相当することが自明である。つ
まり、この光偏向素子１２は、屈折率の変化量Δｎが従
来装置の約ｍ倍になっておリ、印加電圧に比して大きな
偏向角を得ることができることになる。
定数ｍを１とした場合に相当することが自明である。つ
まり、この光偏向素子１２は、屈折率の変化量Δｎが従
来装置の約ｍ倍になっておリ、印加電圧に比して大きな
偏向角を得ることができることになる。
従って、この光偏向素子１２は、全体の厚さＤを増して
ビーム径ωを拡大することで解像点数Ｎを向上させるこ
とが容易であり、消費電力が小さく偏向角が大きい高性
能な光偏向素子ｌ２を得ることができる。
ビーム径ωを拡大することで解像点数Ｎを向上させるこ
とが容易であり、消費電力が小さく偏向角が大きい高性
能な光偏向素子ｌ２を得ることができる。
なお、上述のような構造の光偏向素子ｌ２は、スパッタ
リング法や金属蒸着及びフォトエッチングなどの既存の
薄膜技術で容易に製作できる。
リング法や金属蒸着及びフォトエッチングなどの既存の
薄膜技術で容易に製作できる。
また、本発明の光偏向素子１２の各層に使用される素材
等は本実施例に限定されるものではなく、例えば、電気
光学層ｌ４としてＰＬＺＴのような二次の電気光学効果
を生じる素材を採用することも可能である。
等は本実施例に限定されるものではなく、例えば、電気
光学層ｌ４としてＰＬＺＴのような二次の電気光学効果
を生じる素材を採用することも可能である。
発明の効果
本発明は上述のように、平板状の電気光学層の相対向す
る外面に入射光の光軸に対して傾斜した縁部を介して隣
接する電極層と絶縁層とからなる薄膜層を各々形威した
単位基材を設け、複数個の単位基材を一体的に膜厚方向
に積層形成し、電気光学層に電圧を印加する駆動電源を
電極層に接続したことにより、印加電圧に比例して電極
間距離に反比例する電気光学層の屈折率が上昇すること
になるので、印加電圧に比して大きな偏向角を得ること
ができると共に、装置の厚みを増してビーム径を拡大す
ることで解像点数を向上させることもでき、消費電力が
小さく偏向角が大きい高性能な光偏向素子を得ることが
できる等の効果を有するものである。
る外面に入射光の光軸に対して傾斜した縁部を介して隣
接する電極層と絶縁層とからなる薄膜層を各々形威した
単位基材を設け、複数個の単位基材を一体的に膜厚方向
に積層形成し、電気光学層に電圧を印加する駆動電源を
電極層に接続したことにより、印加電圧に比例して電極
間距離に反比例する電気光学層の屈折率が上昇すること
になるので、印加電圧に比して大きな偏向角を得ること
ができると共に、装置の厚みを増してビーム径を拡大す
ることで解像点数を向上させることもでき、消費電力が
小さく偏向角が大きい高性能な光偏向素子を得ることが
できる等の効果を有するものである。
第１図ないし第３図は本発明の実施例を示す斜視図、第
４図は平面図、第５図は従来例を示す斜視図、第６図は
平面図である。 ｌ２・・・光偏向素子、ｌ３・・・単位基材、ｌ４・・
・電気光学層、 ｌ ５ ・・電極層、 ■ ６・・・絶縁層、 ｌ ７・・・ 薄膜層 出 願 人 株式会社 ノコー ３ Ｕ 図
４図は平面図、第５図は従来例を示す斜視図、第６図は
平面図である。 ｌ２・・・光偏向素子、ｌ３・・・単位基材、ｌ４・・
・電気光学層、 ｌ ５ ・・電極層、 ■ ６・・・絶縁層、 ｌ ７・・・ 薄膜層 出 願 人 株式会社 ノコー ３ Ｕ 図
Claims (1)
- 平板状の電気光学層の相対向する外面に入射光の光軸に
対して傾斜した縁部を介して隣接する電極層と絶縁層と
からなる薄膜層を各々形成した単位基材を設け、複数個
の前記単位基材を膜厚方向に一体的に積層形成し、前記
電気光学層に電圧を印加する駆動電源を前記電極層に接
続したことを特徴とする光偏向素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30441289A JPH03163534A (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 光偏向素子 |
| US07/558,440 US5071232A (en) | 1989-08-01 | 1990-07-27 | Optical deflection element and space optical matrix switching device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30441289A JPH03163534A (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 光偏向素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03163534A true JPH03163534A (ja) | 1991-07-15 |
Family
ID=17932692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30441289A Pending JPH03163534A (ja) | 1989-08-01 | 1989-11-22 | 光偏向素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03163534A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009276625A (ja) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 合成開口光偏向素子 |
| WO2011040918A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P | Display device |
| US8462412B2 (en) | 2009-09-18 | 2013-06-11 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanner |
| WO2013121966A1 (ja) * | 2012-02-17 | 2013-08-22 | 株式会社ブイ・テクノロジー | 光偏向素子 |
-
1989
- 1989-11-22 JP JP30441289A patent/JPH03163534A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009276625A (ja) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 合成開口光偏向素子 |
| US8462412B2 (en) | 2009-09-18 | 2013-06-11 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanner |
| WO2011040918A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P | Display device |
| WO2013121966A1 (ja) * | 2012-02-17 | 2013-08-22 | 株式会社ブイ・テクノロジー | 光偏向素子 |
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