JPH0353612B2 - - Google Patents

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JPH0353612B2
JPH0353612B2 JP58033381A JP3338183A JPH0353612B2 JP H0353612 B2 JPH0353612 B2 JP H0353612B2 JP 58033381 A JP58033381 A JP 58033381A JP 3338183 A JP3338183 A JP 3338183A JP H0353612 B2 JPH0353612 B2 JP H0353612B2
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JP
Japan
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acousto
optic medium
light
optic
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JP58033381A
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JPS59159126A (ja
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Satoru Amano
Shigenori Horiuchi
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Hoya Corp
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Hoya Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/11Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、音響光学変調装置、特にレーザ光強
度の安定化に適した音響光学変調装置に関する。
近年、レーザ光強度を安定にし、かつ光変調光
偏光を行う用途が多くなりつつある。例えば、光
方式PCMオーデイオデイスク記録などは、レー
ザ光の強度が不安定であれば、デイスク上のピツ
ト径を制御することができないことから、正しい
信号が入力されない。
そこで、最近、レーザ光強度の安定化を図つた
音響光学変調装置が提案されている。この音響光
学変調装置は、第1図に示すように、レーザ光量
安定化用の音響光学変調器1とレーザ光変調用の
音響光学変調器2との間にビームスプリツタ3を
介在させている。音響光学変調器1の本体をなす
音響光学媒体4には、トランスジユーサ5が設置
され、後述するアナログ用駆動回路13からの高
周波アナログ信号により、このトランスジユーサ
5を励振して、媒体4内に超音波信号を伝搬す
る。そして、レーザ光6は、前記超音波信号の波
面に対してブラツク角をなして音響光学媒体4に
入射して、直進する0次回折光7と、前記超音波
信号の波面で回折する1次回折光8となつて送出
する。次に、0次回折光7はビームスプリツタ3
により直進する通過光9と分岐光10に分岐さ
れ、音響光学変調器1の系では、分岐光10が受
光素子11にて光電変換され、比較手段たる増幅
器12において受光素子11で得られた電圧と基
準電圧とを比較し、その結果、両者の電圧間に電
圧差を生じた場合、前記電圧差を高周波アナログ
信号が可変自在のアナログ駆動回路13に入力し
て、直進する0次回折光の光強度が安定化するよ
うに、アナログ駆動回路13からトランスデユー
サ5に印加する高周波アナログ駆動信号を制御す
る。例えば、分岐光10のレーザ光量がリツプ
ル、ノイズ等で変動した場合、例えばそのレーザ
光量が多くなつた場合には、アナログ駆動回路1
3の高周波アナログ信号が大きくなることから、
1次回折光8の光量を増大して、0次回折光7の
光量を減少させ、逆にレーザ光量が減少した場合
には、前述と逆の作用をして、1次回折光8の光
量を減少して、0次回折光7の光量を増大させる
フイードバツク回路を構成することにより、レー
ザ光6を通過光9において光量の安定化を図つて
いる。次に通過光9は、音響光学変調器2の系の
音響光学媒体14に入射する。この系では、デジ
タル用駆動回路15から高周波デジタル信号が音
響光学媒体14に設置されたトランスジユーサ1
6に印加して、超音波信号を音響光学媒体14内
に伝搬する。そこで、通過光9を超音波信号の音
波面に対してブラツク角で入射させることによ
り、高周波デジタル信号が所定電圧(ON)のと
き、1次回折光17を、基準電圧(OFF)のと
き、0次回折光18を送出する。なお、デジタル
用駆動回路15には、混合器と高周波発振回路が
内蔵され、外部のトリガ回路19からのパルス信
号と前記高周波発振回路からの高周波信号とが前
記混合器に入力されて、前述した高周波デジタル
信号を出力する。
以上のとおり、第1図に示した音響光学変調装
置は、レーザ光量の安定化を図ることができる
が、入射レーザ光6と音響光学媒体4、及び通過
光9と音響光学媒体14は、それぞれ個別に超音
波信号の音波面に対してブラツク角で入射しなけ
ればならず、更に、音響光学媒体4、ビームスプ
リツタ3及び音響光学媒体14の3部品の光軸を
それぞれ一致させなければならないことから、そ
れらの調整が煩雑となる欠点があつた。また、ビ
ームスプリツタ3を介在させていることから、そ
のビームスプリツタ3と前後の部品間における0
次回折光7と通過光9の各光路、及びビームスプ
リツタ3自体の存在により、この装置自体大きく
なる欠点があつた。
本発明の目的は、上記した欠点を除去した音響
光学変調装置、すなわちレーザ光量を安定化する
と共に、ビームスプリツタを不要にして光軸調整
を容易にし、かつ装置自体の小型化を図つた音響
光学変調装置を提供することである。以下、前述
したレーザ光量安定用の音響光学変調装置の実施
例を挙げて本発明を詳細に説明する。
第2図は本発明による音響光学変調装置の一実
施例の主要部及び第3図はレーザ光量安定用の応
用例を示し、符号について第1図に示した符号と
同一のものは、同一機能のレーザ光及び部品を表
わす。
第1音響光学変調器20の第1音響光学媒体2
1と、第2音響光学変調器30の第2音響光学媒
体31とは、同一媒体であつて、本例ではテルラ
イトガラス(保谷硝子製:AOT−5)を使用し、
傾斜角θとその補角をなす相互の傾斜面の周辺部
のみ固着する枠状の固着部22を介在させて、こ
の固着部22により接合されている。この傾斜角
θは、本例では65度に選定した。固着部22の枠
内は空気層23になり、固着部22の厚さtは、
両媒体21,31の相互間距離になる。レーザ光
6は、He−Neレーザ光(波長:6328Å)を使用
して、第1図に示した装置と同様、第1トランス
ジユーサ5の超音波信号の音波面24に対してブ
ラツグ角θBをなして媒体21に入射し、この音波
面24により0次回折光7と1次回折光8を前記
傾斜面に向かつて送出する。0次回折光7は、そ
の主要光量部が空気層23を通過する第2音響光
学媒体31に入射する入射光9と、その残余の光
量部分が空気層23にて反射された分岐光10と
に分光される。分岐光10は、モニター光として
利用され本応用例では第1図に示したフイードバ
ツク回路と同様、ホツトダイオードの受光素子1
1と増幅器12とアナログ駆動回路13を通して
高周波アナログ信号(本例搬送周波数:80MHz)
に変換され、この高周波アナログ信号が前述した
ように第1トランスジユーサ5に印加して超音波
信号を媒体21に伝搬させる。
したがつて、本応用例では、音響光学変調器2
0の系において、0次回折光7の一部を反射によ
り分岐光10として取り出し、この分岐光10を
フイードバツク回路を通して、入射レーザ光6の
変動を第2音響光学媒体31に入射する入射光9
において安定化させている。そして、本発明は、
空気層23において0次回折光7を全反射させな
いために、音響光学媒体21の屈折率n1(テルラ
イトガラス:n1=2.09)、空気層23の屈折率1
及び傾斜面θの相互関係として、次式を満足しな
ければならない。
θ>90゜−sin-1(1/n1) 本例では、θ>61.5を満足させるために、前述
したとおり傾斜角θを65度に選定した。なお、媒
体21と外部との界面における分岐光10の反射
を少なくさせたい場合には、その個所に反射防止
膜26を付着させる。
次に、第2音響光学変調器30の系において、
第2音響光学媒体31に入射する入射光9は、第
2トランスジユーサ16の超音波信号の音波面2
5に対してブラツグ角θBをなして第2音響光学媒
体31に入射し、この音波面25により1次回折
光17と0次回折光18を第2音響光学媒体31
の傾斜面と対向する面から送出する。ここで、第
2トランスジユーサ16に印加する高周波デジタ
ル信号は、第1図に示した装置と同様、外部トリ
ガ回路19及びデジタル駆動回路15により供給
されるから、前述した1次回折光17は、高周波
デジタル信号が所定電圧(本例:5V)のとき発
生し、基準電圧(本例:0V)のとき消耗してON
−OFF制御される。1次回折光17は、前光路
の入射光9において安定化されているので、ここ
でも安定している。
本例では、媒体21と31の屈折率が等しくな
るよう同一物質で構成し、第1音響光学媒体21
の第1トランスジユーサ5と、第2音響光学媒体
31の第2トランスジユーサ16との各設置を図
示のように同一平面に形成している。なお、この
同一平面とは、入射レーザ光6と超音波面23、
及び第2音響光学媒体31に入射する入射光9と
超音波面25のそれぞれにおいてなすブラツグ角
θBを実質的に同一にするためであることから、そ
れら超音波波長の整数倍だけ距離を置いた平行平
面、すなわち実質的に同一平面であつてもよい。
そして、本発明の応用例である回路側について
は、トランスジユーサ5と16の励振源であるア
ナログ信号とデジタル信号も実質的に同一の高周
波周波数(本例:80MHz)に選定している。
上述した通り、本願発明は第1音響光学媒体に
おいて回折された0次光を分光する手段を以下の
構成要素〜によつて構成している。
屈折率n1の第1音響光学媒体の一側面に第1
トランスデユーサを設置し、かつ前記第1音響
光学媒体の一側面に対して傾斜角θを有する傾
斜面を前記第1音響光学媒体の一側面の隣りの
側面に形成し、 前記屈折率n1と等しい屈折率を有する第2音
響光学媒体の前記第1音響光学媒体の一側面と
同一平面上に位置する一側面に第2トランスデ
ユーサを設置し、かつ、前記第2音響光学媒体
の一側面に対して前記傾斜角θと補角をなす傾
斜角を有する傾斜面を前記第2音響光学媒体の
一側面の隣りの側面に形成し、 前記第1音響光学媒体及び第2音響光学媒体
の各々の傾斜面が空気層を介在して対面するよ
うに、両媒体を固着する固着部を備え、 前記傾斜角θを条件式θ>90゜−Sin-1(1/
n1)を満足する値から選定する。
以上の構成において、第1音響光学媒体から送
出される0次光が分光されることは勿論である
が、固着部が、光を分光する作用だけではなく、
第1音響光学媒体と第2音響光学媒体とを固着す
る作用も有していることから、第1音響光学媒体
及び第2音響光学媒体とを分離することなく一体
的に固着すると共に、両者を光学的に結合するこ
とができる。そして、この光学的結合に際して、
第1音響光学媒体と第2音響光学媒体の屈折率を
互いに等しくし、かつ、両者の傾斜角が互いに補
角になるように設定していることから、各々の音
響光学媒体内を伝搬する超音波信号の波面に入射
する入射光が互いに平行となり、また、前記各々
の音響光学媒体に超音波信号を供給する第1及び
第2トランスデユーサの双方が同一平面上に位置
しているので、前記各々のトランスデユーサから
媒体内に伝搬する超音波の波面も互いに平行にな
ることから、各々の音響光学媒体における超音波
信号の波面に対する入射光の入射角を互いに等し
くすることができる。
このように、第2音響光学媒体の光軸は第1音
響光学媒体の光軸に依存するので、光路を形成す
る第1音響光学媒体、固着部及び第2音響光学媒
体の各々を個別に光軸調整する必要が無くなると
共に、常に、第1及び第2音響光学媒体の各々に
伝搬する超音波信号の波面に入射する入射光の入
射角を互いに等しくすることができる。
更に、前記第1音響媒体、固着部及び第2音響
光学媒体以外に光路を必要としないので、装置を
小型にすることができるという効果も得られる。
又、ブロツク状の1個の音響光学媒体を前述した
傾斜角θで切断して、相互の傾斜面を周辺部を固
着部22を介在して接合することにより、実質的
には1個の接合型媒体21,31の一側面を同一
平面に形成して、それぞれにトランスジユーサ
5,16を設置して音響光学変調器20,30を
製造することができる。そして、レーザ光6との
光軸調整は、1個の接合型媒体21,31に対し
て行えばよいから、極めて容易である。なお、本
発明は両媒体21,31間に空気層23を介在さ
せることが一要件であるが、両媒体21,31の
固定手段としては、固着部22のような両媒体2
1,31の傾斜面の周辺部を固着させる以外に、
両媒体21,31のトランスデユーサ5,16の
設置面以外の側面、例えばその設置面に対向する
側面を別に用意する固定具に固着してもよい。
更に、本発明によれば、従来使用されていたビ
ームスプリツタを不要にしていることから、その
ビームスプリツタと、その前後の部品間における
各レーザ光路を除去して、従来品と比較して大幅
に小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のレーザ光量安定用音響光学変調
装置を示す図、第2図は本発明の一実施例である
音響光学変調装置の主要部を示す斜視図、及び第
3図は本発明の一応用例であるレーザ光量安定用
音響光学変調装置を示す図である。 5……第1トランスジユーサ、6……入射レー
ザ光、9……入射光、10……分岐光、16……
第2トランスジユーサ、20……第1音響光学変
調器、21……第1音響光学媒体、22……接着
部、23……空気層、24,25……超音波面、
30……第2音響光学変調器、31……第2音響
光学媒体、θ……傾斜角。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 対向側面を有し、かつ、屈折率n1を有する第
    1音響光学媒体の一側面に第1トランスデユーサ
    を設置し、かつ前記第1音響光学媒体の一側面に
    対して傾斜角θを有する傾斜面を前記第1音響光
    学媒体の一側面の隣りの側面に形成し、前記第1
    トランスデユーサに第1駆動回路から可変自在の
    高周波信号を印加して、前記第1音響光学媒体に
    超音波信号を伝搬し、前記超音波信号の波面に対
    して実質的にブラツグ角をなして入射光を入射さ
    せて、0次回折光を前記傾斜面に向かつて送出さ
    せる第1音響光学変調器と、 前記屈折率n1と等しい屈折率を有する第2音響
    光学媒体の、前記第1音響光学媒体の一側面と同
    一平面上に位置する一側面に第2トランスデユー
    サを設置し、かつ前記第2音響光学媒体の一側面
    に対して前記傾斜角θと補角をなす傾斜角を有す
    る傾斜面を前記第2音響光学媒体の一側面の隣り
    の側面に形成し、前記第2トランスデユーサに第
    2駆動回路から高周波信号を印加して、前記第2
    音響光学媒体に超音波信号を伝搬し、前記第1音
    響光学媒体で回折された0次回折光のうち前記傾
    斜面を経由した入射光を、前記超音波信号の波面
    に対して実質的にブラツグ角をなして入射させ
    て、0次回折光と1次回折光とを前記傾斜面と対
    向する面から送出させる第2音響光学変調器と、 前記第1音響光学媒体及び前記第2音響光学媒
    体の各々の傾斜面が空気層を介在して平行対面す
    るように、両媒体を固着する固着部と、 前記傾斜角θを条件式θ>90゜−Sin-1(1/n1
    を満足する値の中から選定し、前記第1音響光学
    媒体において回折された0次回折光を前記固着部
    の空気層において反射され、更に前記第1音響光
    学媒体の側面に向かつて、進行する分岐光と、通
    過して前記第2音響光学媒体に入射する前記入射
    光とに分光し、 前記固着部の空気層で反射し、前記側面を通過
    した分岐光を光電変換する受光素子と、 前記受光素子で得られた電圧と、基準電圧とを
    比較し、その結果、両者の電圧間に電圧差が生じ
    た場合、前記電圧差を前記第1駆動回路に供給す
    る比較手段とを備え、 前記電圧差に応答して、前記固着部の空気層を
    通過した前記第2音響光学媒体への入射光の光強
    度が安定化するように前記第1駆動回路から前記
    第1トランスデユーサに印加する高周波信号を制
    御することを特徴とする音響光学変調装置。
JP58033381A 1983-03-01 1983-03-01 音響光学変調装置 Granted JPS59159126A (ja)

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