JPH0364852B2 - - Google Patents
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- JPH0364852B2 JPH0364852B2 JP56091200A JP9120081A JPH0364852B2 JP H0364852 B2 JPH0364852 B2 JP H0364852B2 JP 56091200 A JP56091200 A JP 56091200A JP 9120081 A JP9120081 A JP 9120081A JP H0364852 B2 JPH0364852 B2 JP H0364852B2
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- JP
- Japan
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- light intensity
- optical resonator
- light
- optical
- electrostrictive element
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/21—Devices 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 by interference
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
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- G02F1/213—Fabry-Perot type
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、フアブリペロー光共振器と帰還手段
とを備えた光強度安定器に関する。
とを備えた光強度安定器に関する。
光強度の安定化の方法として、光双安定装置を
用いる方法がある。光双安定装置とは、光の透過
率が透過光強度に依存した非線型性を示し、かつ
ある入射光強度の範囲で２つの安定な透過光強度
の定常状態をとる装置であり、この光双安定装置
を用て光強度安定器が構成できる。
用いる方法がある。光双安定装置とは、光の透過
率が透過光強度に依存した非線型性を示し、かつ
ある入射光強度の範囲で２つの安定な透過光強度
の定常状態をとる装置であり、この光双安定装置
を用て光強度安定器が構成できる。
第１図は、光双安定装置をフアブリペロー光共
振器（以下、F.P.光共振器と記す。）で構成した
光強度安定器の原理を示すもので、電極１を有す
る機械的歪発生素子２と、同素子２の両端に形成
した共振ミラー３とでF.P.光共振器４を構成し、
一方の共振ミラー３に入射した光５の透過光６の
一部をフオトダイオード７に導くハーフミラー８
と、フオトダイオード７で得られた電気出力を増
幅してF.P.光共振器４の電極１に帰還するDCア
ンプ９とで帰還手段を構成してなり、かかる構成
により出力光１０の強度を安定にしている。
振器（以下、F.P.光共振器と記す。）で構成した
光強度安定器の原理を示すもので、電極１を有す
る機械的歪発生素子２と、同素子２の両端に形成
した共振ミラー３とでF.P.光共振器４を構成し、
一方の共振ミラー３に入射した光５の透過光６の
一部をフオトダイオード７に導くハーフミラー８
と、フオトダイオード７で得られた電気出力を増
幅してF.P.光共振器４の電極１に帰還するDCア
ンプ９とで帰還手段を構成してなり、かかる構成
により出力光１０の強度を安定にしている。
第１図におけるF.P.光共振器４の透過率τは、
τ＝（１−Ｒ）2／（１−Ｒ）2＋4RSin2δ ……(1)
Ｒ，ミラーの反射率
δ＝2πnl／λ、nl，光路長
ｎ，屈折率
λ，波長
で与えられ、透過率τの透過光強度に依存した非
線形性は、前述した帰還動作により、光路長nlが
変わることによつて生じる。
線形性は、前述した帰還動作により、光路長nlが
変わることによつて生じる。
今、入出力光強度をそれぞれPi，Pt、入射光
５が零の場合のF.P.光共振器４の光路長をnloと
すると、圧電効果により第(1)式における位相δ
は、 δ＝2πn（lo＋αpt）／λ 但し、αは、帰還系利得と電歪定数の積に比例
する。となる。この結果、透過率τは、 τ＝Pt／Pi＝（δ−2πnlo／λ） ／（2πnapi／λ） ……(2) となり、第(1)、(2)式より、入出力強度の関係が求
まる。
５が零の場合のF.P.光共振器４の光路長をnloと
すると、圧電効果により第(1)式における位相δ
は、 δ＝2πn（lo＋αpt）／λ 但し、αは、帰還系利得と電歪定数の積に比例
する。となる。この結果、透過率τは、 τ＝Pt／Pi＝（δ−2πnlo／λ） ／（2πnapi／λ） ……(2) となり、第(1)、(2)式より、入出力強度の関係が求
まる。
第２図ａは第(1)、(2)式のτとδの関係を表わし
たもので、曲線Ｉは第(1)式を示し、直線は第(2)
式を示している。第(2)式は入射強度Piに逆比例し
た傾きを持つ直線となる。第２図ｂは同図ａに示
した、第(1)式で得られた曲線Ｉと、第(2)式で得ら
れる直線との交点から得られた入出力強度の関
係を表わしたもので、光双安定性の特徴である履
歴が現われている。
たもので、曲線Ｉは第(1)式を示し、直線は第(2)
式を示している。第(2)式は入射強度Piに逆比例し
た傾きを持つ直線となる。第２図ｂは同図ａに示
した、第(1)式で得られた曲線Ｉと、第(2)式で得ら
れる直線との交点から得られた入出力強度の関
係を表わしたもので、光双安定性の特徴である履
歴が現われている。
このような帰還系を持つた光双安定装置の入出
力光特性の特徴は、第２図ｂの点Ｅ〜Ｆ間の入力
光強度の大きい領域で、出力光強度変化が入力光
強度変化に対して非常にゆるやかであることであ
る。この効果は、第２図ａからわかるように、入
力光強度が増大した場合、点Ｅ〜Ｆでは負帰還が
かかつて、透過率が減少するために生ずるもので
光双安定装置を用いて、光強度の安定化ができる
ことを示している。
力光特性の特徴は、第２図ｂの点Ｅ〜Ｆ間の入力
光強度の大きい領域で、出力光強度変化が入力光
強度変化に対して非常にゆるやかであることであ
る。この効果は、第２図ａからわかるように、入
力光強度が増大した場合、点Ｅ〜Ｆでは負帰還が
かかつて、透過率が減少するために生ずるもので
光双安定装置を用いて、光強度の安定化ができる
ことを示している。
以上説明したような、F.P.光共振器を用いた光
強度安定器の機械的歪発生素子の材料として従来
は、電気光学効果を呈する材料や、あるいは
PZTなどの強誘電体の材料を用いたものがあつ
た。ところが、電気光学効果を呈する材料を用い
た場合は、高価で大型の透明なバルク単結晶また
は薄膜光導波路を必要とし、安定器全体が極めて
高価なものとなつてしまう。一方、PZTなどの
強誘電体材料は、応答速度が遅く、また大きな履
歴および経年変化を示すため、安定器として応答
が遅く、安定な動作が得られない、信頼性の乏し
いものとなつてしまう。
強度安定器の機械的歪発生素子の材料として従来
は、電気光学効果を呈する材料や、あるいは
PZTなどの強誘電体の材料を用いたものがあつ
た。ところが、電気光学効果を呈する材料を用い
た場合は、高価で大型の透明なバルク単結晶また
は薄膜光導波路を必要とし、安定器全体が極めて
高価なものとなつてしまう。一方、PZTなどの
強誘電体材料は、応答速度が遅く、また大きな履
歴および経年変化を示すため、安定器として応答
が遅く、安定な動作が得られない、信頼性の乏し
いものとなつてしまう。
本発明は以上のような問題点に鑑みでなされた
もので、機械的歪発生素子の材料として、電歪材
料を用いてF.P.光共振器を構成することにより、
安価で信頼性の高い光強度安定器を提供するもの
である。
もので、機械的歪発生素子の材料として、電歪材
料を用いてF.P.光共振器を構成することにより、
安価で信頼性の高い光強度安定器を提供するもの
である。
以下に本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
第３図は本発明の一実施例におけるF.P.光共振
器の断面構成図である。機械的歪発生素子として
電歪素子１１を用いている。電歪素子１１として
は、Pd（Mg1/3Nb1/3）O3磁器（焼結体）を用い、
９枚の厚さ0.3mmの円板状磁器薄板を、それぞれ
の間に電極１２ａを介在させて積層し、積層体の
両側面に電極１２ａに接続される電極１２ｂを形
成している。一方、この積層体の光入射側の端面
には、アルミニウム蒸着した共振ミラー１３ａを
形成し、また、F.P.光共振器ケース１４内に、共
振ミラー１３ａと対向して、保持体１５にＯリン
グ１６を介して、アルミニウム蒸着ミラー１３ｂ
を設置している。共振ミラー１３ｂはネジ１７に
よりその傾き、位置を調整できるようにしてあ
る。なお、第３図では電歪素子１１を共振ミラー
１３ａ側に設置したが、出射側の共振ミラー１３
ｂ側に設置しても良いし、また両共振ミラー１３
ａ，ｂで狭持しても良い。
器の断面構成図である。機械的歪発生素子として
電歪素子１１を用いている。電歪素子１１として
は、Pd（Mg1/3Nb1/3）O3磁器（焼結体）を用い、
９枚の厚さ0.3mmの円板状磁器薄板を、それぞれ
の間に電極１２ａを介在させて積層し、積層体の
両側面に電極１２ａに接続される電極１２ｂを形
成している。一方、この積層体の光入射側の端面
には、アルミニウム蒸着した共振ミラー１３ａを
形成し、また、F.P.光共振器ケース１４内に、共
振ミラー１３ａと対向して、保持体１５にＯリン
グ１６を介して、アルミニウム蒸着ミラー１３ｂ
を設置している。共振ミラー１３ｂはネジ１７に
よりその傾き、位置を調整できるようにしてあ
る。なお、第３図では電歪素子１１を共振ミラー
１３ａ側に設置したが、出射側の共振ミラー１３
ｂ側に設置しても良いし、また両共振ミラー１３
ａ，ｂで狭持しても良い。
このような構成からなる本発明の光強度安定器
のF.P.光共振器においては、入射光１８は電歪素
子１１の内部に構成された空間１９を透過して出
射光２０となるのであるが、出射光２０の一部は
第１図に示した構成により、電気信号となつて電
極１２ｂ、同１２ａに負帰還され、その帰還量に
応じて電歪素子１１は歪を生じ、この歪により共
振ミラー１３ａの位置が変化し、この変化に応じ
て共振ミラー１３ｂ間の共振長が変化し、出射光
２０の強度の安定化が図れることになる。
のF.P.光共振器においては、入射光１８は電歪素
子１１の内部に構成された空間１９を透過して出
射光２０となるのであるが、出射光２０の一部は
第１図に示した構成により、電気信号となつて電
極１２ｂ、同１２ａに負帰還され、その帰還量に
応じて電歪素子１１は歪を生じ、この歪により共
振ミラー１３ａの位置が変化し、この変化に応じ
て共振ミラー１３ｂ間の共振長が変化し、出射光
２０の強度の安定化が図れることになる。
第４図は本発明の一実施例を入出力光強度特性
図を示したもので、電歪材料を用いてF.P.光共振
器を構成し、電歪材料には376Vのバイアス電圧
を印加している。第４図からわかるように、本発
明においても、第２図ｂに示した特性と同様に、
入出力強度の強い領域では、出力光の変化は小さ
く、この光双安定装置を用いて光強度の安定化を
図れることがわかる。なお、同図の入出力光強度
は相対値で示してある。
図を示したもので、電歪材料を用いてF.P.光共振
器を構成し、電歪材料には376Vのバイアス電圧
を印加している。第４図からわかるように、本発
明においても、第２図ｂに示した特性と同様に、
入出力強度の強い領域では、出力光の変化は小さ
く、この光双安定装置を用いて光強度の安定化を
図れることがわかる。なお、同図の入出力光強度
は相対値で示してある。
第５図は、He−Neレーザの出力光強度の安定
化を図るために本発明を適用した実験結果を示す
ものである。同図中、オン期間は本発明のF.P.光
共振器を動作させている期間であり、オフ期間は
同共振器を動作させない期間である。同図からも
わかるように、本発明のF.P.光共振器を動作させ
ない場合には、ドリフト性のゆらぎにより、光出
力は約10％程度変動するが、F.P.光共振器を動作
させると、変動は約１％以下に抑えられまた、電
歪素子は応答速度が速いため、図中の矢印ｇイで
示される高い周波数の雑音も完全に除去される。
化を図るために本発明を適用した実験結果を示す
ものである。同図中、オン期間は本発明のF.P.光
共振器を動作させている期間であり、オフ期間は
同共振器を動作させない期間である。同図からも
わかるように、本発明のF.P.光共振器を動作させ
ない場合には、ドリフト性のゆらぎにより、光出
力は約10％程度変動するが、F.P.光共振器を動作
させると、変動は約１％以下に抑えられまた、電
歪素子は応答速度が速いため、図中の矢印ｇイで
示される高い周波数の雑音も完全に除去される。
以上説明したように、本発明の光強度安定器
は、機械的歪発生素子として電歪材料を用いてい
るため、従来のように大型のバルク単結晶や薄膜
光導波路を用いることはなく、安価にしかも小型
化できる。また、圧電材料では大きな履歴および
経年変化を示すため安定な動作が得られず、さら
に応答速度も遅いという問題点があつたが、本発
明では、電歪素子pb（Mg1/3Nb2/3）O3の常誘電相
がもつ、歪が電界の２乗に比例するいわゆる電歪
効果を利用することにより、圧電材料がもつ欠点
はなく安定な動作が得られ、応答性も良好である
という効果を有する。
は、機械的歪発生素子として電歪材料を用いてい
るため、従来のように大型のバルク単結晶や薄膜
光導波路を用いることはなく、安価にしかも小型
化できる。また、圧電材料では大きな履歴および
経年変化を示すため安定な動作が得られず、さら
に応答速度も遅いという問題点があつたが、本発
明では、電歪素子pb（Mg1/3Nb2/3）O3の常誘電相
がもつ、歪が電界の２乗に比例するいわゆる電歪
効果を利用することにより、圧電材料がもつ欠点
はなく安定な動作が得られ、応答性も良好である
という効果を有する。
第１図はF.P.光共振器を用いた光強度安定器の
原理構成を示すブロツク図、第２図ａはF.P.光共
振器の透過光の位相δと透過率τの関係を示す
図、同ｂは入射光強度Piと出射光強度Ptの関係
を示す図、第３図は本発明の一実施例における光
強度安定化器の断面図、第４図は同実施例の入出
力光強度特性図、第５図は本発明によるレーザ光
強度の安定化特性図である。 １，１２ａ，１２ｂ……電極、２……機械的歪
発生素子、３，１３ａ，１３ｂ……共振ミラー、
４……F.P.光共振器、５，１８……入射光、６，
２０……出射光、７……フオトダイオード、８…
…ハーフミラー、９……DCアンプ、１１……電
歪材料、１４……ケース、１５……保持体、１６
……Ｏリング、１７……ネジ。
原理構成を示すブロツク図、第２図ａはF.P.光共
振器の透過光の位相δと透過率τの関係を示す
図、同ｂは入射光強度Piと出射光強度Ptの関係
を示す図、第３図は本発明の一実施例における光
強度安定化器の断面図、第４図は同実施例の入出
力光強度特性図、第５図は本発明によるレーザ光
強度の安定化特性図である。 １，１２ａ，１２ｂ……電極、２……機械的歪
発生素子、３，１３ａ，１３ｂ……共振ミラー、
４……F.P.光共振器、５，１８……入射光、６，
２０……出射光、７……フオトダイオード、８…
…ハーフミラー、９……DCアンプ、１１……電
歪材料、１４……ケース、１５……保持体、１６
……Ｏリング、１７……ネジ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光の入射側および出射側に共振ミラーを有す
るフアブリペロー光共振器と、前記フアブリペロ
ー光共振器を透過した光の一部を前記フアブリペ
ロー光共振器に帰還する帰還手段とを備え、少な
くとも一方の前記共振ミラーにPb（Mg1/3Nb2/3）
O3の磁器からなり非線形現象を利用する電歪素
子を設置すると共に、前記電歪素子に前記帰還手
段と接続される電極を形成してなることを特徴と
する光強度安定器。 ２ 電歪素子が、電歪素子板の積層体からなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光強
度安定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56091200A JPS57205710A (en) | 1981-06-12 | 1981-06-12 | Light intensity stabilizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56091200A JPS57205710A (en) | 1981-06-12 | 1981-06-12 | Light intensity stabilizer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57205710A JPS57205710A (en) | 1982-12-16 |
| JPH0364852B2 true JPH0364852B2 (ja) | 1991-10-08 |
Family
ID=14019788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56091200A Granted JPS57205710A (en) | 1981-06-12 | 1981-06-12 | Light intensity stabilizer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57205710A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06100739B2 (ja) * | 1984-01-27 | 1994-12-12 | ソニー株式会社 | 光制御装置の製造方法 |
| JPH0743472B2 (ja) * | 1986-03-17 | 1995-05-15 | 日本電気株式会社 | 積層型光シャッタアレイ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50132095A (ja) * | 1974-04-06 | 1975-10-18 | ||
| JPS5836323B2 (ja) * | 1975-05-13 | 1983-08-09 | 日本放送協会 | レ−ザ−ノイズノケイゲンホウホウ |
| JPS5246829A (en) * | 1975-10-11 | 1977-04-14 | Hitachi Ltd | Photomodulator |
-
1981
- 1981-06-12 JP JP56091200A patent/JPS57205710A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57205710A (en) | 1982-12-16 |
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