JPH04212122A - 光変調素子 - Google Patents

光変調素子

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JPH04212122A
JPH04212122A JP3012411A JP1241191A JPH04212122A JP H04212122 A JPH04212122 A JP H04212122A JP 3012411 A JP3012411 A JP 3012411A JP 1241191 A JP1241191 A JP 1241191A JP H04212122 A JPH04212122 A JP H04212122A
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JP
Japan
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slit
modulation element
light modulation
signal
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP3012411A
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English (en)
Inventor
Peter Kersten
ペーター・ケルステン
Andreas Wieder
アンドレアス・ビーダー
Helmut Hanisch
ヘルムート・ハニシュ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcatel Lucent NV
Original Assignee
Alcatel NV
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Filing date
Publication date
Application filed by Alcatel NV filed Critical Alcatel NV
Publication of JPH04212122A publication Critical patent/JPH04212122A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G02F1/35Non-linear optics
    • G02F1/355Non-linear optics characterised by the materials used
    • G02F1/361Organic materials
    • 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
    • G02F1/29Devices 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 position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/292Devices 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 position or the direction of light beams, i.e. deflection by controlled diffraction or phased-array beam steering

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  • Glass Compositions (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は電気光学効果ならびに
所望の偏光方向を示すゾーンに関連するスリット機構を
含む光変調素子に関する。この光変調素子はさらに、変
調動作のために信号が印加される電極機構を含む。
【0002】
【従来技術】このような機構は、1988年に発行され
た”非線形光学のための有機ポリマフィルム”第6巻、
出版社:Br.Telecom  Techno.に記
載されている。この出版物の第11図および第12図に
は、インターデジタル電極を備えたポリマが配置された
ガラス基板を含む光変調素子が示されている。この2つ
の電極はメッシュ状に組まれたくし形構成になっており
、それぞれ信号端子に接続されている。このような電気
光学変調素子を製造するために、ポリマが熱せられ、そ
れと同時に電圧ポテンシャルが直流信号端子に印加され
る。この直流電圧ポテンシャルは、変調素子が室温に冷
却されるまで保持される。この結果、ポリマが偏光され
る。今、変調動作中に、光、特にレーザ光が、電極によ
り形成されスリット機構を構成する光学回折格子を介し
て伝導されると、例えば回折ラインが光変調素子の後ろ
に配置されたスクリーンに映し出される。信号(交番電
圧信号)が信号端子に印加されると、上述した回折格子
の屈折率が変化し、回折ラインの構成に影響を及ぼす。 従って、屈折率は信号の内容に応じて変化する。回折ラ
インを走査する検出器により光変調が電気信号に再変換
される。従来の構成では、屈折率の変化は回折格子の各
スリットに対して同じであるので、光変調は近視野でし
か観察できない。それゆえ、従来の構成では、相対的に
効率が悪い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来は、
屈折率の変化が回折格子の各スリットに対して同じであ
るので、光変調は近視野でしか観察できない。
【0004】この発明は、このような事情を考慮してな
されたものであり、その目的とするところは、高効率お
よび高実用性を有する、上述したタイプの光変調素子を
提供することである。
【0005】上記目的を達成するために、この発明によ
れば、スリット機構は3つの電極を含む2重スリット構
造に構成されている。この3つの電極間にスリットが形
成され、一方のスリットにおいて、信号の電界が偏光フ
ィールドと同一方向に配向され、他方のスリットにおい
て、信号の電界は偏光フィールドと反対方向に伸びてい
る。この発明の構成によれば、2重スリット構造の一方
のスリットにおいて、先行する偏光中に発生される偏光
フィールドを信号が支持し、他方他のスリットにおいて
信号の電界と偏光値が反対方向に伸びる。この2つのス
リット間に存在する互いに逆向きの方向性により、2つ
のスリットの屈折率は互いに逆方向に変化するので、こ
の発明による光変調素子は効率が良く、従って非常に実
用的である。また、2つのスリット間において、同じ屈
折率で互いに逆方向に変化するので、近視野のみならず
、遠視野においても変調を観察することができる。
【0006】この発明の変形例によれば、ゾーンは非線
形光学ポリマ(NLOポリマ)で構成される。
【0007】このゾーンは基板上に配置するのが望まし
い。
【0008】この発明の他の構成によれば、スリットを
電極により形成することにより構成が簡素化される。
【0009】電極は基板とゾーンとの間の界面領域に配
置することもできる。例えば、電極を基板の表面に配置
し、ゾーンにより覆うことも可能である。
【0010】あるいは、電極とゾーンとの間にバッファ
層を配置することも可能である。このバッファ層により
ゾーンの電極エッジに、干渉電界強度が生じるのを防止
する。  バッファゾーンはポリメタクリル酸ヒドロキ
シエチルで構成するのが望ましい。  レーザ光線用の
さらに大きな放射領域が作られると、いくつかの2重ス
リット構成を互いに配列して隣接するスリットを互いに
並列に配置することができる。この結果、回折が形成さ
れる。
【0011】また、ロジックリンケージの製造のための
縦続(カスケード)を形成することも可能である。この
場合、いくつかの(例えば2つの)2重スリット構成は
タンデムに構成されている。光源に関連する光変調素子
からの光は、信号がアクティブになると、次段の光変調
素子に入射され処理される。
【0012】最後に、変調素子アレイを形成するために
、いくつかの2重スリット構成を、同一平面上で互いの
上部に配列するように構成してもよい。
【0013】
【実施例】第1図および第2図において、この発明によ
る光変調素子1は3つの電極を含む電極構成2からなる
。中央電極5は2つの外側電極3および4の間に配置さ
れている。
【0014】外側電極3と中央電極5との間には、第1
のスリット6が形成され`外側電極4と中央電極5との
間には、第2のスリット7が形成される。スリット6お
よび7は2重スリット構造8を形成する。電極3、4お
よび中央電極5はそれぞれ偏光電位、即ち信号を印加す
るための信号端子9が設けられている。
【0015】中央電極5の幅は100μmである。この
寸法は第1および第2スリット6、7間の間隔に相当す
る。いずれの場合にもスリット幅は20μmである。電
極配列2はCrAuで構成される。電極配列2は基板1
0の表面11に位置し、電気光学効果を示すゾーン12
により覆われている。ゾーン12は非線形光学ポリマ(
NLOポリマ)から構成されている。このポリマは望ま
しくはスピンコーティングにより基板10にコーティン
グとして印加される。このコーティングの厚みは数ミク
ロン(特に、3.7μm)である。
【0016】この発明による変調素子1を製造するため
には、ゾーン12が熱せられる。同時に、外側電極3お
よび4は同電位(例えばグラウンド電位)に保たれる。 中央電極5は他方の直流電圧(例えば+600V)に付
勢される。この結果、各スリット6および7の偏光フィ
ールドは互いに逆方向に伸びる。
【0017】変調動作中、2重スリット構造8には光、
特にレーザ光が放射され、入射光の偏光面の位置が意味
を持つ。入射光の偏光Pが図面と同一平面上にある場合
には、電気光学効果r33が作用する。他方、入射光が
図面と直交する面にある場合には、電気光学効果r13
は決定的である。NLOポリマがゾーン12として採用
された場合には、試験の結果、次の条件が成立する。
【0018】r33  >>  r13第4図は上記光
学構成を示す。この構成では、入射光Lの偏光Pは図面
と同一平面上にある。単一スリット光13は光変調素子
1の後部に位置し、その後ろに、光検出素子が配置され
る。
【0019】上述した偏光された構成は信号により起動
され、グラウンド電位に接続された中央電極5に対して
外側電極3および4が逆極性の等電圧になるように動作
する。従って、一方のスリット(例えば、第1スリット
6)では、信号の電界は従前に印加した偏光フィールド
と同じ方向に配向され、他方のスリット(例えば、第2
スリット7)においては、信号の電界は従前に印加した
偏光フィールドに対して逆方向に配向される。この結果
、スリット6および7の屈折率の変化は極性が逆で量は
同じになる。2重スリット構造8の電極3乃至5に信号
を印加すると、回折像がシフトされるので、単一スリッ
ト13の後部に配置された光検出素子14は強度変動を
検出することができる。光検出素子14は変調素子1の
一部ではないが、変調のみを検出するように作用する。
【0020】この発明による構成によれば、原理的には
特に高度の変調の結果である非常に高強度の変動を認識
することが可能である。
【0021】上述した偏光および信号印加の構成の代わ
りに、2つのスリット(第1および第2スリット6,7
)の偏光フィールドを同一方向に伸ばすように構成して
もよい。このためには、直流偏光電圧が電極3および5
に印加される。信号による付勢の場合には、中央電極を
例えばグラウンド電位に接続し、2つの外側電極3およ
び4を同じ信号電位で付勢する。
【0022】第2図の実施例とは逆に、第3図の実施例
では、変調素子1はバッファ層15を備えている。基板
10の表面11に位置する電極2はバッファ層15に埋
め込まれる。バッファ層15はポリメタクリル酸ヒドロ
キシエチル(PMMA)で構成され、その厚みは1.5
μmが望ましい。NLOポリマから成るゾーン12はバ
ッファ層15に印加される。電極の両端に現われるきわ
めて高い電界強度はバッファゾーン15によりゾーン1
2内において防止されるので、これらの高い電界強度は
干渉効果を持たない。
【0023】第5図は第3図の実施例による比較的軽い
光強度変化△Iを示す。すなわち △I/I=2.4・10−3但し各スリット幅は20μ
m、ゾーン12の層の厚みは3.7μm(NLOポリマ
)、PMMAバッファ層15の厚みは1.5μm、スリ
ット間の間隔は100μm、電圧は±100V、および
r33=8.3pm/Vである。
【0024】第6図は2つの変調素子1の一方を他方の
後部に配置した縦続16を示す。この方法によれば、例
えばロジックリンケージを認識することが可能である。 入射光に面する第1の2重スリット構造17はその後部
に配置された第2の2重スリット構造18に対して以下
のようにオフセットがとられる。すなわち、第2の2重
スリット構造は第1の2重スリット構造17により形成
されるフラウンホーファ線の最大強度の両端の高さに配
置される。
【0025】変調素子1はまた、変調素子アレイ19と
して構成してもよい。この場合、中央電極5はいくつか
の2重スリット構造8により共有され、一方のスリット
構造の上に他方のスリット構造が配置され、各スリット
6,7は互いに同一平面上に配置される。従属構成16
はこのような変調素子アレイ19からも形成可能である
【0026】この発明の上述した実施例は種々変形可能
であり、添付したクレームの意味および均等範囲内にお
いて同一発明であると解せられる。
【0027】
【発明の効果】この発明によれば、2つのスリットの屈
折率の変化が同量かつ逆方向に変化するので、変調を近
視野のみならず遠視野においても観察できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光変調素子の電極構造の概略断面図。
【図2】図1に示す電極構造を含む変調素子の断面図。
【図3】バッファ層を備えた光変調素子の他の実施例を
示す断面図。
【図4】光変調素子を変調動作させ、光検出素子により
検出する場合の概略図。
【図5】相対的な強度変化を示す信号曲線を示す図。
【図6】2つの2重スリット構造をタンデムに形成した
縦続構造を示す図。
【図7】変調アレイを示す図。
【符号の説明】
1…光変調素子,3,4…外側電極,5…中央電極,6
…第1スリット,7…第2スリット,8…2重スリット
構造,9…信号端子,10…基板,12…ゾーン,15
…バッファ層,17…第1の2重スリット構造,18…
第2の2重スリット構造

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電気光学効果ならびに好適偏光方向を有す
    るゾーンに関連するスリット構造を有する光変調素子で
    あり、さらに変調動作のための信号が印加される電極構
    造を有する光変調素子において、前記スリット構造は、
    スリットが配置される3つの電極を有する2重スリット
    構造であり、一方のスリットにおいて、前記信号の電界
    が前記好適偏光方向と同一方向に配向され、他方のスリ
    ットにおいて前記信号の電界が前記偏光方向と逆方向に
    配向されることを特徴とする光変調素子。
  2. 【請求項2】前記ゾーンは非線形光学ポリマ(NLO)
    ポリマで構成されることを特徴とする請求項1に記載の
    光変調素子。
  3. 【請求項3】前記好適偏光方向は前記変調動作がオン設
    定される前に前記電極構造による偏光動作により設定さ
    れることを特徴とする請求項1に記載の光変調素子。
  4. 【請求項4】前記スリット構造は電極により形成される
    ことを特徴とする請求項1に記載の光変調素子。
  5. 【請求項5】前記ゾーンは基板上に配置され前記電極は
    前記基板とゾーンとの間の界面の領域に配置されること
    を特徴とする請求項1に記載の光変調素子。
  6. 【請求項6】前記電極とゾーンとの間にバッファ層を設
    けたことを特徴とする請求1に記載の光変調素子。
  7. 【請求項7】前記バッファ層はポリメタクリル酸ヒドロ
    キシエチル(PMMA)から成ることを特徴とする請求
    項6に記載の光変調素子。
  8. 【請求項8】相互に並列な隣接スロットを有する複数の
    2重スリット構造を互い違いに配列したことを特徴とす
    る請求項1に記載の光変調素子。
JP3012411A 1990-01-11 1991-01-10 光変調素子 Pending JPH04212122A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4000616A DE4000616A1 (de) 1990-01-11 1990-01-11 Optischer modulator
DE4000616:6 1990-01-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04212122A true JPH04212122A (ja) 1992-08-03

Family

ID=6397873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3012411A Pending JPH04212122A (ja) 1990-01-11 1991-01-10 光変調素子

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5139341A (ja)
EP (1) EP0436925B1 (ja)
JP (1) JPH04212122A (ja)
AT (1) ATE141418T1 (ja)
DE (2) DE4000616A1 (ja)
ES (1) ES2093009T3 (ja)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3990770A (en) * 1972-07-13 1976-11-09 U.S. Philips Corporation Electro-optic picture display and memory device
FR2458827A1 (fr) * 1979-06-13 1981-01-02 Thomson Csf Dispositif electrooptique a birefringence electrique comportant un polymere polarise
US4691984A (en) * 1985-09-26 1987-09-08 Trw Inc. Wavelength-independent polarization converter

Also Published As

Publication number Publication date
ATE141418T1 (de) 1996-08-15
EP0436925B1 (de) 1996-08-14
EP0436925A2 (de) 1991-07-17
EP0436925A3 (en) 1992-04-15
DE4000616A1 (de) 1991-07-18
ES2093009T3 (es) 1996-12-16
US5139341A (en) 1992-08-18
DE59010452D1 (de) 1996-09-19

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