JPH0375730A - 光偏向器 - Google Patents

光偏向器

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JPH0375730A
JPH0375730A JP21146089A JP21146089A JPH0375730A JP H0375730 A JPH0375730 A JP H0375730A JP 21146089 A JP21146089 A JP 21146089A JP 21146089 A JP21146089 A JP 21146089A JP H0375730 A JPH0375730 A JP H0375730A
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JP21146089A
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Akira Enomoto
亮 榎本
Masaya Yamada
雅哉 山田
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Ibiden Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光の進行方向を変化させる光偏向器に関し、
特に本発明は、偏向角の大きい導波型光偏向器に関する
(従来の技術及び解決しようとする課題)レーザー光を
利用した光情報処理装置は、高速で大容量情報が扱える
ことから、最近、多くの分野において実用化されている
しかして、このような装置においては、光偏向器の性能
は、装置の性能を決定する重要な要素の一つである。
従来より光偏向器としては、振動ガルバノメーター、ポ
リゴンミラー、ホログラムディスク等の機械式光偏向器
と、音響光学素子や電気光学素子などの非機械式光偏向
器とに大別されている。前者は、偏向角が大きく実用的
ではあるが走査速度が遅く、高速化には限界があり1、
しかも、機械式可動部分を有するために装置自体が大型
とならざるを得なかった。又、後者は、機械式可動部分
がなく、光学的もしくは電気信号によって制御できるた
め、小型化及び高速化が可能であるが、その反面、偏向
角度が極めて小さいために大きな領域を対象とした走査
ができず、余り実用的であるとは云い難い。
本発明者等は、先に、光導波路に、実効屈折率を制御す
るための外部信号を与える手段と、導波光を導波光の実
効屈折率に応じた角度で取り出すグレーティングを組み
合わせた非機械式光偏向器を提案した(特願平1−13
2744号参照)。
しかし、この装置において偏向角をlO″〜30″と大
きくするには、実効屈折率の変化を極めて大きくしなけ
ればならず、そのため実効屈折率の変化を大きくできる
電気光学効果等の極めて大きい特殊な薄膜材料を用いる
必要があった。
しかしながら、音響光学効果や電気光学効果などを用い
た導波路面内で光偏向を起させるための手段と周期を扇
状に連続的に変化させたグレーティングよりなる出力部
を組合わせることによって、導波光を取り出す出力部に
おける偏向角を大きくすることができることを見出し、
本願発明を完成するに至ったもので、本発明の目的は電
気光学効果等の大きい特殊な材料を必要とせず、従来の
偏向部を構成できる材料を使用して大きな偏向角が得ら
れる導波型光偏向器を提供するにある。
(課題を解決するための手段) 即ち、本発明の要旨は、一方が導波路内を伝搬する光の
入力部で、他方にグレーティングよりなる出力部を有す
る光導波路からなる光偏向器において、前記光導波路は
、導波路面内で光偏向を起こさせるための手段を有する
ものであり、且つ前記グレーティングは、その周期が扇
状に連続的に変化してなるものであることを特徴とする
光偏向器である。
本発明について、更に詳細に述べる。
本発明の光偏向器の導波路としては、例えば、LiTa
0.単結晶基板上にLiNb0.薄膜を形成したもの、
LiNb0.単結晶基板上にSr、Ba、 −、Nb、
O,(SBN)薄膜を形成したもの、表層にSin、薄
膜を形成したSi基板上にSBN薄膜を形成したものG
d、 Ga、 O,、(GGG)、Nd、 Ga、 O
,、(NdGG)、Sm、 Ga、 O,、(SmGG
)等のガーネット単結晶基板上にSBN薄膜を形成した
もの、PbTi0.単結晶基板上にBaTtO,薄膜を
形成したもの、KNbO1単結晶基板上にK(Nb、T
a+−;)O,(KTN)薄膜を形成したもの、PLZ
Tセラミックス基板上にPLZT薄膜を形成したものな
どを使用することができる。
なお、導波路の導波層を形成する薄膜材料としては、従
来の導波路面内における偏向部分を構成できる材料、即
ち電気光学効果、磁気光学効果、音響光学効果、非線形
光学効果、圧電効果等の係数が大きい材料が好適であり
、前述の如き薄膜材料の他に、LiTa0.、PbTa
、0.、SbS I等を適用することもできる。
前記導波路面内での光偏向を起こさせる具体的な手段と
しては、電気光学効果、磁気光学効果、音響光学効果、
非線形光学効果などによる方法があり、例えば、音響光
学効果を利用する手段として、導波路の一部、両側に一
対の5AW(表面弾性波)発振用の交差指(<シ形)電
極を対向して設けて電圧を印加する方法がある。
更に、本発明は、光偏向器の出力部であるグレーティン
グは、その周期が扇状に連続的に変化してなるものであ
って、具体的には、例えば、第1図に示すように形成さ
れる。
この導波路内への光の入射は、端面入射方式が好ましい
。その理由は、導波路端面を研磨することにより、簡単
に作成できるからである。
更に、この導波路は、この光偏向器によって変化される
導波光の割合を高め、偏向の効率を高める上で単一モー
ド導波路とすることが好ましい。
次に、本発明に係る光偏向器の一実施例を示す第1図に
ついて説明する。
第1図に示すように、本発明に係る光偏向器は基板l上
に厚さdの薄膜導波路2を設け、その一方の端面3を入
力部とし、入力部より所定の距離りの点に扇状に連続的
に周期を変化させたグレーティングによる出力部4を設
ける。入力部と出力部との間に表面弾性波発生用電極5
を設けて導波路面内で光偏向を行い、導波路中の光の進
行方向を変化させる。
このような装置において、端面3よりレーザー光は入射
し薄膜導波路2を伝搬する。入力部と出力部との間に設
けた表面弾性波発生用電極5に電界を印加すると、導波
光はα0偏向される。その結果、無電界の場合にはB点
より垂直線に対してOで出射される出射光は、A点より
出射されることとなる。しかして、A点におけるグレー
ティングの周期はB点におけるそれより小さいために出
射光は垂直線に対してθえて出射されることとなり、0
0大きく偏向されたこととなる。
(作 用) 従来、音響光学効果、電気光学効果等により導波路面内
で光偏向を行う導波型光偏向器においては偏向角αが小
さく(α・l°〜4°)実用的でなかった。一方、グレ
ーティングの出射角θは次の式%式% 式中、Nは実効屈折率、λは光の波長及びAはグレーテ
ィングの周期を表す。
ここでAはグレーティングの周期であるので、導波路面
内で光偏向を行い、グレーティングの周期の異なる点A
およびBでそれぞれ出射させると、それぞれの点の出射
角θ、出射角θ、はそれぞれ異なるので偏向角θは次の
式で表される。
θ=θ、−〇。
従って、この方法によればグレーティングの周期を適当
に設計することにより、従来の導波路面内で光偏向によ
り導波光の進行方向をα・1°〜4゜程度変化させるこ
とによりθ・10’〜30°の実用的な偏向角を得るこ
とが出来る。
以下、本発明を実施例により、更に具体的に説明する。
実施例1 RFスパッタ法により、LiNb0.基板上に、厚さ0
.35 p taの5BN75(Sr、、、、Ba、1
.Nb、O,)単結晶薄膜を成長させた。定盤を使用し
たラッピングにより、薄膜表面を鏡面研磨した。片側の
端面を鏡面研磨し該端面よりの光入射を可能とした。こ
の厚さでは導波路は単一モード導波路となる。フォトリ
ソグラフィー、RFスパッタ法により導波路上の導波n 経路の両側に、表面弾性波発生用の#+電極を1対形成
した。この電極に電界を印加することにより、表面弾性
波が発生し、それによって導波光は導波路面内でα=4
’だけ偏向される。
研磨した端面と反対側の導波路上に電子線ビームリソグ
ラフィを用いてグレーティング周期が0.4μmから0
.5μmまで連続的に変化するグレーティングを形成し
た。
電極に50Vの電界を印加したところ、波長0.633
μmのHe−Neレーザーを光源とした時、出射光のグ
レーティングからの出射角は、θ、 =88.0@より
θ、=60.1’ と27.9度変化し、光偏向器とし
て充分実用的な値を示した。
実施例2 RFスパッタ法により、KNbO,単結晶板上に厚さ0
.4ptaのK (Nb* 、 a @ Ta、 、 
s * )Os単結晶薄膜を成長させた後、実施例1と
同様に、表面研磨、端面研磨、An電極形成を行なった
この電極に電界を印加することにより、表面弾性波が発
生し、其によって、導波光は導波路面内でα・loだけ
偏向される。研磨した端面と反対側の導波路上に、電子
線ビームリソグラフィを用いてグレーティング周期が0
.4μmから0.5μmまで連続的に変化するグレーテ
ィングを形成した。電極に50V電界を印加したところ
、波長0.633μ鳳のHe−Neレーザーを光源とし
たとき出射光のグレーティングからの出射角は、θ、 
=85.9’よりθ、=63.2゜と22.7度変化し
、光偏向器として充分実用的な値を示した。
(効 果) 以上述べたように、本発明は、導波路内を伝搬する光を
導波路面内で光偏向を起こさせることにより、異なった
周期のグレーティングよりなる出力部から出射させるこ
とができ、従来の非機械式光偏向器の偏向角度に比べ大
きな偏向角を得ることができる。また、先に提案した特
願平1−132744号のように作成しにくい特殊な薄
膜材料を使用する必要も無く、高速化、小型化が可能で
あり、又電気的な制御手段を適用できる等の特性を有す
るものであって、産業上寄与する効果は、極めて大きい
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る光偏向器の一例の側面模式図であ
る。 l・・・基板 2・・・導波路 3・・・入力部 4・・・グレーティング(出力部) 5・・・電極

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一方が導波路内を伝搬する光の入力部で、他方にグ
    レーテイングよりなる出力部を有する光導波路からなる
    光偏向器において、前記光導波路は、導波路面内で光偏
    向を起こさせるための手段を有するものであり、且つ前
    記グレーティングは、その周期が扇状に連続的に変化し
    てなるものであることを特徴とする光偏向器。 2、入力部が端面入射方式である請求項第1項記載の光
    偏向器。 3、導波路が単一モード導波路である請求項第1項記載
    の光偏向器。
JP21146089A 1989-08-18 1989-08-18 光偏向器 Expired - Lifetime JP2844356B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5636603A (en) * 1995-03-27 1997-06-10 Nissan Motor Co., Ltd. Apparatus for detecting valve lifting characteristic of cam shaft assembly for use in internal combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5636603A (en) * 1995-03-27 1997-06-10 Nissan Motor Co., Ltd. Apparatus for detecting valve lifting characteristic of cam shaft assembly for use in internal combustion engine

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