JPH0358090B2 - - Google Patents

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JPH0358090B2
JPH0358090B2 JP58064241A JP6424183A JPH0358090B2 JP H0358090 B2 JPH0358090 B2 JP H0358090B2 JP 58064241 A JP58064241 A JP 58064241A JP 6424183 A JP6424183 A JP 6424183A JP H0358090 B2 JPH0358090 B2 JP H0358090B2
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JP
Japan
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light
acousto
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high frequency
voltage
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JP58064241A
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English (en)
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JPS59189315A (ja
Inventor
Shigenori Horiuchi
Satoru Amano
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Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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Publication date
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Publication of JPH0358090B2 publication Critical patent/JPH0358090B2/ja
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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。
この種の音響光学変調装置は、例えば、光方式
PCMオーデイオデイスク記録などに利用され、
レーザ光の強度を安定化することにより、デイス
ク上のピツト径を正しく制御して、正規の信号を
入力するのに供している。そして、従来の音響光
学変調装置は、第1図に示すように、先ず、レー
ザ光1が、後述する超音波信号の波面に対してブ
ラツグ角θBをなして音響光学媒体2に入射する。
音響光学媒体2には、トランスジユーサ3が設置
されて音響光学変調器を構成し、後述する高周波
変調器11からの高周波信号により、このトラン
スジユーサ3を励振して、媒体2内に超音波信号
を伝搬していることから、前述したレーザ光1が
音響光学媒体2に入射後、直進する0次光4と、
前記超音波信号の波面で角度2θBで偏光された回
折光5に分離して送出する。次に、0次光4が光
学的分離手段たるビームスプリツタ6により主要
な光量を直進する通過光7と残余の光量をモニタ
とする検出光8とに分離され、検出光8の光量が
光検出器にて電圧に変換される。次に公知の通
り、この変換された電圧は、比較手段たる差動増
幅器10にて基準電圧と比較され、その両者の間
に電圧差が生じた場合、その電圧差が前記可変自
在の高周波変調器11に供給され、前記高周波変
調器11において前記電圧差に応答して、基準電
圧に対応する基準光量とビームスプリツタ6を透
過する透過光7の光量とが実質的に等しくなるよ
うに前記高周波信号の電気入力エネルギーを制御
する。このようにして、ビームスプリツタ6から
送出される透過光7の光強度の安定化を図つてい
る。
このような構成の音響光学変調装置において、
例えば、リツプル、ノイズ等の影響によりレーザ
光1の光量が基準電圧に対応する基準光量より大
きくなつた場合、差動増幅器10において、光検
出器で変換された電圧と基準電圧とを比較する
と、基準電圧に対して変換された電圧が大きくな
る。
この際、生じた両者電圧間の差の電圧が前記高
周波変調器11に供給され、高周波信号の電気入
力パワーは増加するように制御される。この結
果、音響光学媒体2を伝搬する超音波による回折
効率が増加し、これにより、0次光の光量を減少
させて基準光量と0次光の光量とを実質的に等し
くさせることができる。
逆に、レーザ光量が少なくなつた場合には、前
述と逆の作用をして回折光の光量を減少して0次
光の光量を増大させて、0次光と光量と基準光量
とを実質的に等しくすることができる。
ところで、音響光学変調器の回折効率、すなわ
ち入射光強度I0と偏向光強度I1との比の値は、式
(1)で示される。
η=I1/I0 =sin2(π/λ0)√・・2 (1) ここで、π:円周率 λ0:光の波長 Pa:入力音響パワー L:音場の長さ H:音場の高さ 次に、Meは、音響光学媒体の物理定数より決
まる定数であり、式(2)で定義される。
Me=n6P2/ρV3 (2) ここで、n:屈折率 P:光弾性定数 ρ:密度 V:音速 音響光学媒体2は、一般に等方性でないため
に、その光弾性定数Pや屈折率nが入射レーザ光
1の偏波面の傾きによつて異なつた値となり、
Meの値が一定にならない。これはレーザ光のよ
うな偏光した光を音響光学変調器に入射した場
合、次のような不都合なことが起こる。
入射レーザ光1の偏光面が、第2図Aに示すよ
うに音響光学媒体2内の超音波進行方向に対して
平行であるか、又は垂直であるかによつて、同図
Bに示す電気入力パワーに対する回折効率特性
が、前記平行であるとき:曲線a、前記垂直であ
るとき:曲線bで示されるように異なる。例え
ば、曲線a及び曲線bの回折効率ηは、電気入力
パワーが0.2(watt)のとき:ηa=0.46及びηb
0.35、電気入力パワーが0.6(watt)のとき:ηa
0.9及びηb=0.75のように異なる。この現象は、電
気入力パワーによつて、超音波進行方向に対する
入射レーザ光1の偏光面の傾きが回折効率に依存
されることを示し、このことは同図Cに示すよう
にレーザ光1の偏光面が音響光学媒体の入射面に
角度αで入射すると、回折光5のレーザ偏光面は
前記角度αと異なる角度γになり、また0次光4
のレーザ偏光面も前記角度αと異なる角度βにな
る。そして、角度γとβは、電気入力パワーの値
によつても異なる。また、高周波信号をトランス
ジユーサ3に印加することで、その電気入力パワ
ーのほぼ半分が実質的に熱に変換され、その熱が
音響光学媒体2に伝わり、熱歪を発生し、熱複屈
折現象となり、レーザ光の偏光面が音響光学媒体
2を通過後、回転してしまう。
これらの現象は、ビームスプリツタ6による通
過光7と検出光8の分離比に影響を及ぼし、音響
光学変調装置としては、通過光7の出射光量にお
ける安定度を低下させる欠点となつて現われる。
本発明は、このような欠点を除去するためにな
されたものであり、音響光学変調器と光学的分離
手段との間に偏光子を挿入することにより、レー
ザ光強度を高安定化した音響光学変調装置を提供
することを目的としている。
以下、本発明による実施例を図について説明す
る。
第3図は本発明による音響光学変調装置の実施
例を示し、符号について第1図に記した符号と同
一なものは同一な機能部分を示す。
本例では。レーザ光1はHe−Neレーザ光(波
長:6328Å)を、音響光学媒体2はモリブデン酸
鉛(PbMoO4)単結晶を、トランスジユーサ3は
ニオブ酸リチウム(LiNbO3)36度Y板を、ビー
ムスプリツタ6は光学硝子BK−7を、光検出器
9はシリコンフオトダイオードを、スリツト12
は黒塗装したアルミニウム板にビーム径の2倍の
2mmφの小孔を開けたものを、偏光子13は偏光
ビームスプリツタをそれぞれ使用している。尚、
トランスデユーサ3としてニオブ酸リチウム
(LiNbO3)36度Y板を使用していることから、
音響光学媒体2内を縦波の超音波が伝搬すること
になる。
音響光学変調器により回折された回折レーザ光
5は、スリツト12の黒塗装部で吸収されて遮断
され、0次レーザ光4がスリツト12の小孔を通
過して、偏光子13に入射する。この偏光子13
の偏光面の傾きは、第4図に示す通り、0次光4
の選択された偏光面の基準となる傾き、即ち、Y
軸に一致させている。尚、このY軸は、第2図C
に示した通り、音響光学媒体2に入射するレーザ
光1の偏光面の基準となる傾きでもある。これに
より、この偏光子13から出射する0次光4は、
その偏光面の傾きが選択された偏光面に規定され
て出射する。この結果、ビームスプリツタ6に入
射する0次光4の偏光面の傾きは常に一定に保た
れることになるので、ビームスプリツタ6による
分離比も常に一定になる。
そこで、0次レーザ光4が変動した場合、その
光量|E|の変動とレーザ光の偏光面の傾きθの
変動となつて現われるが、この0次レーザ光4が
偏光子13に入射すると、第4図に示すように透
過光量は|E|cosθとなつて整流検波される。こ
れにより、偏光子13から出射した0次レーザ光
4は、音響光学変調器から出射した時点において
は基準となる0次光の偏光面からθだけ変動して
傾いたものであつたとしても偏光子13を通過す
ることにより、ビームスプリツタ6に入射すると
きには、0次光の基準となる偏光面の傾きに規定
されて入射することになる。即ち、ビームスプリ
ツタ6には、偏光子13を透過した0次光は0次
光の基準となる偏光面の傾きと実質的に同一の傾
きで入射することになる。このようにして、偏光
子13を透過した0次レーザ光4はビームスプリ
ツタ6において透過光7と検出光8とに分離さ
れ、検出光8は光検出器9において前記|E|
COSθが変動光量として検出されて変換される。
この電圧と基準電圧とを差動増幅器10で比較
し、発生した差の電圧を高周波変調器11に供給
する。回折効率は、第2図Bに示す通り電気入力
エネルギーに依存することから、前記透過光7の
光量と基準電圧に対応する光量とが等しくなるよ
うに、高周波変調器11において、高周波信号の
電気入力エネルギを制御する。その結果、透過光
7の光強度を安定化することが可能となり、従来
見られた第2図Bの曲線a及びbで示したような
入射レーザ光の偏光面の傾きによる回折効率の相
違現象を除去することができ、例えば第2図Bの
曲線cで示されるように同一の回折効率特性が得
られる。
本発明は以上の実施例に限定されず、偏光子と
しては、音響光学媒体2の出射面に偏光多層膜
(例えば、比較的高い屈折率を有する薄膜
(TiO2、Ta2O5、ZrO2など)と比較的低い屈折率
を有する薄膜(SiO2、MgO2など)を交互に複数
積層して成る。)を付着してもよいし、方解石を
素材とするグラントムソンプリズム、ロシヨンプ
リズムなどの偏光プリズムを使用してもよい。
また、レーザ光としては、偏光面の傾きが時間
的に変化するランダムレーザ光を使用してもよ
い。
偏光子の偏光面の傾きは通常0次光の基準とな
る偏光面の傾きに実質的に等しく選定されるが、
特定の傾きに選定して、出射レーザ光の偏光面を
選択してもよい。
ビームスプリツタは、主要光量(例:96%)を
透過し、残余の光量をモニタとして検出する光学
検出機能を有する手段であることから、各種プリ
ズムに変えてもよい。
以上のとおり、本発明によれば、レーザ光の光
量とその偏光面の傾きを総合的に検出して制御す
ることから、より高いノイズリダクシヨンを得
て、光強度を安定化させた音響光学変調装置を実
現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の音響光学変調装置を示す図であ
る。第2図は従来の音響光学変調装置の作用を示
し、同図Aは音響光学変調器における入射レーザ
光と超音波信号の進行方向を示し、同図Bは入射
レーザ光の偏光面の傾きをパラメータにしたとき
の電気入力パワーに対する回折効率特性図を示
し、同図Cは入射レーザ光の偏光面の傾きと出射
後の0次光と回折光の偏光面の傾きを示す。第3
図は本発明による音響光学変調装置の実施例を示
す図である。第4図は本発明による偏光子の作用
を示す図である。 1……入射レーザ光、2……音響光学媒体、3
……トランスジユーサ、4……0次光、5……回
折光、7……透過光、8……検出光、9……光検
出器、10……差動増幅器、11……高周波変調
器、12……スリツト、13……偏光子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 音響光学媒体にトランスデユーサを設置し、
    前記トランスデユーサに高周波変調器より可変自
    在の高周波信号を印加して、前記音響光学媒体に
    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レーザ光を前記
    音響光学媒体に入射させて、0次光と回折光を送
    出する音響光学変調器と、 前記0次光を、その偏光面の傾きを選択された
    傾きに規定して送出すべく、前記音響光学媒体に
    入射するレーザ光の偏光面の基準となる傾きに実
    質的に等しい傾きの偏光面を有する偏光子と、 前記偏光子から送出された0次光を、透過光と
    検出光とに分離する光学的分離手段と、 前記検出光の光量を電圧に変換する光検出器
    と、 前記光検出器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、前記電圧差を前記高周波変調器に供給する
    比較手段とを備え、 前記基準電圧に対応する基準光量と、前記透過
    光の光量とが実質的に等しくなるように、前記電
    圧差に応答して前記高周波信号の電気入力エネル
    ギを制御することを特徴とする音響光学変調装
    置。
JP58064241A 1983-04-12 1983-04-12 音響光学変調装置 Granted JPS59189315A (ja)

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Families Citing this family (3)

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JPS6395337A (ja) * 1986-10-10 1988-04-26 Fujikura Ltd 高開口数光ファイバ母材の屈折率分布測定装置
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