JPH0511228A - 光変調器並びにこれを使用したレーザ光源装置及び光計測器 - Google Patents
光変調器並びにこれを使用したレーザ光源装置及び光計測器Info
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- JPH0511228A JPH0511228A JP16439791A JP16439791A JPH0511228A JP H0511228 A JPH0511228 A JP H0511228A JP 16439791 A JP16439791 A JP 16439791A JP 16439791 A JP16439791 A JP 16439791A JP H0511228 A JPH0511228 A JP H0511228A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光の伝搬特性に優れ、光導波路及びその周囲
を圧電性物質で製作する必要を無くし、製作の容易な光
変調器を提供する。さらに、安定したレーザ光を供給で
きるレーザ光源装置及び正確な検出が可能な光計測機を
提供する。 【構成】 表面弾性波が伝搬可能な材料からなる基板１
と、基板１上に形成され表面弾性波を発生させる櫛形電
極３と、基板１上に形成され櫛形電極３による表面弾性
波を反射する反射器４と、定在波の腹の位置に形成され
た光導波路５とから構成する。さらに、レーザ光源装置
の変調手段として本発明の光変調器を用いる。また、光
計測機のレーザ光源として前記レーザ光源装置を用い
る。
を圧電性物質で製作する必要を無くし、製作の容易な光
変調器を提供する。さらに、安定したレーザ光を供給で
きるレーザ光源装置及び正確な検出が可能な光計測機を
提供する。 【構成】 表面弾性波が伝搬可能な材料からなる基板１
と、基板１上に形成され表面弾性波を発生させる櫛形電
極３と、基板１上に形成され櫛形電極３による表面弾性
波を反射する反射器４と、定在波の腹の位置に形成され
た光導波路５とから構成する。さらに、レーザ光源装置
の変調手段として本発明の光変調器を用いる。また、光
計測機のレーザ光源として前記レーザ光源装置を用い
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビーム等の光を
変調するための光変調器並びにこれを使用したレーザ光
源装置及び光計測器に関する。
変調するための光変調器並びにこれを使用したレーザ光
源装置及び光計測器に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、レーザ光を用いた光計測や光情
報処理等においては、レーザ光を変調して用いることが
多い。そのための変調手段としては音響光学効果や電気
光学効果等を用いたバルク型や導波路型の光変調器が用
いられている。
報処理等においては、レーザ光を変調して用いることが
多い。そのための変調手段としては音響光学効果や電気
光学効果等を用いたバルク型や導波路型の光変調器が用
いられている。
【０００３】図２、図３は光変調をするための手段で、
例えばリチウムニオベイト（LiNbO3）のような圧電性物
質の基板２０上にプロトン交換法等によって光導波路２
１，２２が形成され、この各光導波路２１，２２に屈折
率変化を与えるために電極２３，２４が形成されてい
る。さらに、基板２０と電極２３，２４の間には、例え
ばSiO2のようなバッファ層２５が形成されている。
例えばリチウムニオベイト（LiNbO3）のような圧電性物
質の基板２０上にプロトン交換法等によって光導波路２
１，２２が形成され、この各光導波路２１，２２に屈折
率変化を与えるために電極２３，２４が形成されてい
る。さらに、基板２０と電極２３，２４の間には、例え
ばSiO2のようなバッファ層２５が形成されている。
【０００４】そして、入射光２６は導波路２１，２２に
分かれた後、再び合波されて出射光２７として出射され
る。電極２３，２４に電圧を印加すると、各電極２３，
２４間の導波路２１，２２に電場が形成され、電気光学
効果によって導波路２１，２２の屈折率が変化する。こ
の結果、導波路２１，２２を伝搬する光の間に位相差が
生じ、合波されたレーザ光２７はこの位相差の大きさに
対応して強度変調を受ける。
分かれた後、再び合波されて出射光２７として出射され
る。電極２３，２４に電圧を印加すると、各電極２３，
２４間の導波路２１，２２に電場が形成され、電気光学
効果によって導波路２１，２２の屈折率が変化する。こ
の結果、導波路２１，２２を伝搬する光の間に位相差が
生じ、合波されたレーザ光２７はこの位相差の大きさに
対応して強度変調を受ける。
【０００５】この他に、音響光学効果を利用した手段と
して、進行表面弾性波を用いた光導波路結合装置（実公
昭５７ー１９６９６号公報）が知られている。この光導
波路結合装置は、主に誘電体基板の表面付近に設けた光
導波路と、表面弾性波を励振させる表面弾性波変換子
と、この表面弾性波変換子に接続する駆動電源とから構
成され、表面弾性波変換子によって進行波としての表面
弾性波を成形し、この表面弾性波による密度の変化によ
って屈折率を調整し、入射した光を回折させる。
して、進行表面弾性波を用いた光導波路結合装置（実公
昭５７ー１９６９６号公報）が知られている。この光導
波路結合装置は、主に誘電体基板の表面付近に設けた光
導波路と、表面弾性波を励振させる表面弾性波変換子
と、この表面弾性波変換子に接続する駆動電源とから構
成され、表面弾性波変換子によって進行波としての表面
弾性波を成形し、この表面弾性波による密度の変化によ
って屈折率を調整し、入射した光を回折させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述のよ
うな光変調器では以下のような問題点がある。
うな光変調器では以下のような問題点がある。
【０００７】（１） 電気光学効果を利用した光変調器
では、光導波路２１，２２及びその周囲に用いられる物
質としては圧電性物質に限られ、石英基板上に形成した
導波路等には前述した変調手段を用いることができな
い。
では、光導波路２１，２２及びその周囲に用いられる物
質としては圧電性物質に限られ、石英基板上に形成した
導波路等には前述した変調手段を用いることができな
い。
【０００８】（２） 光導波路２１，２２の直上または
光導波路２１，２２近傍に電極を形成しなければならな
いため、高精度な加工技術が必要である。
光導波路２１，２２近傍に電極を形成しなければならな
いため、高精度な加工技術が必要である。
【０００９】（３） 光導波路２１，２２の近傍に電極
２３，２４があるため、光の伝搬特性に悪影響を及ぼし
やすい。そのため、基板２０と電極２３，２４との間に
バッファ層２５を形成しなければならず、このバッファ
層２５の厚さによって電極２３，２４と導波路２１，２
２の間の距離が変化して導波路２１，２２に形成される
電場の分布が乱される。
２３，２４があるため、光の伝搬特性に悪影響を及ぼし
やすい。そのため、基板２０と電極２３，２４との間に
バッファ層２５を形成しなければならず、このバッファ
層２５の厚さによって電極２３，２４と導波路２１，２
２の間の距離が変化して導波路２１，２２に形成される
電場の分布が乱される。
【００１０】（４） 音響光学効果を利用した光導波路
結合装置では、回折角が非常に小さいため、回折光と非
回折光とを分離するための特別の光学系が必要となり、
装置全体が複雑になる。
結合装置では、回折角が非常に小さいため、回折光と非
回折光とを分離するための特別の光学系が必要となり、
装置全体が複雑になる。
【００１１】（５） 音響光学効果を利用した光導波路
結合装置では、進行表面弾性波を用いるため、導波路内
において屈折率の勾配を生じ、かつその勾配が表面弾性
波の進行とともに変化するため、変調率が不安定化し、
光の伝搬に悪影響を与える。
結合装置では、進行表面弾性波を用いるため、導波路内
において屈折率の勾配を生じ、かつその勾配が表面弾性
波の進行とともに変化するため、変調率が不安定化し、
光の伝搬に悪影響を与える。
【００１２】本発明は以上の問題点を考慮してなされた
もので、第１の目的は圧電性を有しない物質からなる基
板上に製作された導波路に対しても利用することがで
き、電極の存在が光の伝搬に悪影響を与えない製作の容
易な光変調器を提供することにある。
もので、第１の目的は圧電性を有しない物質からなる基
板上に製作された導波路に対しても利用することがで
き、電極の存在が光の伝搬に悪影響を与えない製作の容
易な光変調器を提供することにある。
【００１３】第２の目的は表面弾性波の伝搬に伴う光導
波路内での屈折率勾配の変動をなくし、光の伝搬特性に
優れた光変調器を提供することにある。
波路内での屈折率勾配の変動をなくし、光の伝搬特性に
優れた光変調器を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、第１の発明は、表面弾性波が伝搬可能な材料から
なる基板と、該基板上に設けられ表面弾性波の定在波を
形成する定在波形成手段と、前記定在波の腹の位置に形
成された光導波路とを備えた光変調器である。第２の発
明は、前記定在波形成手段を、基板上に形成され表面弾
性波を発生させる表面弾性波発生手段と、基板上に形成
され前記表面弾性波発生手段による表面弾性波を反射す
る表面弾性波反射手段とから構成した光変調器である。
めに、第１の発明は、表面弾性波が伝搬可能な材料から
なる基板と、該基板上に設けられ表面弾性波の定在波を
形成する定在波形成手段と、前記定在波の腹の位置に形
成された光導波路とを備えた光変調器である。第２の発
明は、前記定在波形成手段を、基板上に形成され表面弾
性波を発生させる表面弾性波発生手段と、基板上に形成
され前記表面弾性波発生手段による表面弾性波を反射す
る表面弾性波反射手段とから構成した光変調器である。
【００１５】第３の発明は、前記定在波形成手段を、基
板上に形成され互に向き合う２つの表面弾性波発生手段
で構成した光変調器である。
板上に形成され互に向き合う２つの表面弾性波発生手段
で構成した光変調器である。
【００１６】第４の発明は、前記光導波路を複数形成
し、各導波路のうちの少なくとも１つを前記定在波の腹
に位置させた光変調器である。
し、各導波路のうちの少なくとも１つを前記定在波の腹
に位置させた光変調器である。
【００１７】第５の発明は、前記表面弾性波発生手段を
チャープ形電極で構成した光変調器である。
チャープ形電極で構成した光変調器である。
【００１８】第６の発明は、レーザ光を発振するレーザ
発振器と、このレーザ発振器によるレーザ光を変調する
前記構成の光変調器とから構成したレーザ光源装置であ
る。第７の発明は、前記レーザ光源装置と、このレーザ
光源装置からのレーザ光により対象物の計測を行う干渉
計と、この干渉機による検出値を演算する演算部とから
構成した光計測機である。
発振器と、このレーザ発振器によるレーザ光を変調する
前記構成の光変調器とから構成したレーザ光源装置であ
る。第７の発明は、前記レーザ光源装置と、このレーザ
光源装置からのレーザ光により対象物の計測を行う干渉
計と、この干渉機による検出値を演算する演算部とから
構成した光計測機である。
【００１９】
【作用】前記構成の第１の発明により、定在波形成手段
が基板表面に定在波を形成し、光導波路はこの定在波の
うち、屈折率勾配の変動の小さい腹の位置で、安定した
屈折率で変調される。
が基板表面に定在波を形成し、光導波路はこの定在波の
うち、屈折率勾配の変動の小さい腹の位置で、安定した
屈折率で変調される。
【００２０】第２の発明により、表面弾性波発生手段で
表面弾性波が発生され、この表面弾性波が表面弾性波反
射手段によって反射され、この表面弾性波とその反射波
とが互いに干渉し合って定在波を形成する。
表面弾性波が発生され、この表面弾性波が表面弾性波反
射手段によって反射され、この表面弾性波とその反射波
とが互いに干渉し合って定在波を形成する。
【００２１】第３の発明により、確実に同一周波数の表
面弾性波を形成し、安定した定在波を形成する。
面弾性波を形成し、安定した定在波を形成する。
【００２２】第４の発明により、定在波の腹に位置する
光導波路で安定した光変調が施され、腹に位置しない部
分では異なる変調率で光変調が施される。
光導波路で安定した光変調が施され、腹に位置しない部
分では異なる変調率で光変調が施される。
【００２３】第５の発明により、チャープ形電極で広範
囲の周波数の表面弾性波を発生させることができる。
囲の周波数の表面弾性波を発生させることができる。
【００２４】第６の発明により、前記光変調器で変調を
施し、安定したレーザ光を発生させる。
施し、安定したレーザ光を発生させる。
【００２５】第７の発明により、安定したレーザ光で正
確な検出を可能にする。
確な検出を可能にする。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の実施例に付いて詳細に説明す
る。
る。
【００２７】まず、第１実施例について説明する。
【００２８】図１は本実施例に係る光変調器を示す平面
図、図４は図１のＡーＡ矢示断面図である。図中１は基
板であり、この基板１はリン酸塩系ガラス（例えば、Ti
F6）、ボロシリケート系ガラス（例えば、BK7）等のア
ルカリを含むガラスからなる。２は基板１の上面にＺｎ
Ｏを蒸着して形成された圧電性薄膜、３は圧電性薄膜２
上に形成された表面弾性波発生手段としての櫛形電極
で、高周波信号を印加することで表面弾性波を発生させ
る。４は櫛形電極３に対向する位置に設けられこの櫛形
電極３による表面弾性波を反射させる表面弾性波発生手
段としての反射器で、櫛形電極３による表面弾性波と同
一周波数の表面弾性波を反射させてこれらの間に定在波
を形成する。櫛形電極３への印加電圧の周波数は、前記
定在波の腹の部分が１以上できるように設定される。な
お、本実施例においては１つ又は２つ程度の腹ができる
大きさの周波数が好ましい。
図、図４は図１のＡーＡ矢示断面図である。図中１は基
板であり、この基板１はリン酸塩系ガラス（例えば、Ti
F6）、ボロシリケート系ガラス（例えば、BK7）等のア
ルカリを含むガラスからなる。２は基板１の上面にＺｎ
Ｏを蒸着して形成された圧電性薄膜、３は圧電性薄膜２
上に形成された表面弾性波発生手段としての櫛形電極
で、高周波信号を印加することで表面弾性波を発生させ
る。４は櫛形電極３に対向する位置に設けられこの櫛形
電極３による表面弾性波を反射させる表面弾性波発生手
段としての反射器で、櫛形電極３による表面弾性波と同
一周波数の表面弾性波を反射させてこれらの間に定在波
を形成する。櫛形電極３への印加電圧の周波数は、前記
定在波の腹の部分が１以上できるように設定される。な
お、本実施例においては１つ又は２つ程度の腹ができる
大きさの周波数が好ましい。
【００２９】５は定在波によって内部の密度が調整され
る光導波路で、前記定在波の腹の部分に位置して形成さ
れる。６は光導波路５に結合された入射側光ファイバ、
７は光導波路５に結合された出射側光ファイバである。
る光導波路で、前記定在波の腹の部分に位置して形成さ
れる。６は光導波路５に結合された入射側光ファイバ、
７は光導波路５に結合された出射側光ファイバである。
【００３０】櫛形電極３及び反射器４は厚さ2μｍのア
ルミニウムで形成され、電極幅は6.5μｍ、ピッチは13
μｍ、有効電極長は10ｍｍである。印加電圧の周波数は
100ＭＨｚである。光導波路５は、イオン交換法によっ
て幅を約２μｍの単一モード光導波路として形成され、
この光導波路５内での屈折率の勾配がほとんどない前記
定在波の腹の部分に位置している。
ルミニウムで形成され、電極幅は6.5μｍ、ピッチは13
μｍ、有効電極長は10ｍｍである。印加電圧の周波数は
100ＭＨｚである。光導波路５は、イオン交換法によっ
て幅を約２μｍの単一モード光導波路として形成され、
この光導波路５内での屈折率の勾配がほとんどない前記
定在波の腹の部分に位置している。
【００３１】なお、基板１に溶融石英や非アルカリガラ
スを用いる場合には、光導波路５はイオンプランテーシ
ョン法によって作成すればよい。
スを用いる場合には、光導波路５はイオンプランテーシ
ョン法によって作成すればよい。
【００３２】以上の構成により、レーザ光は入射側光フ
ァイバ６を介して光導波路５に入射し、この光導波路５
内を導波して出射側光ファイバ７へ出射して外部に導か
れる。
ァイバ６を介して光導波路５に入射し、この光導波路５
内を導波して出射側光ファイバ７へ出射して外部に導か
れる。
【００３３】一方、櫛形電極３には100ＭＨｚの高周波
信号が印加され、基板１の表面に表面弾性波が発生す
る。この表面弾性波は圧電性薄膜２を伝搬して反射器４
に到達し、この反射器４で反射して同一周波数の表面弾
性波が櫛形電極３側へ伝搬する。これにより、同一周波
数の２つの表面弾性波が相互に作用しあって定在波を形
成する。この定在波の腹の部分においては、図５（ａ）
中のＡ点のように、多少位相がずれても屈折率の勾配変
化はほとんどなく、安定した状態で周期的な密度変化を
生じ、電気光学効果と同様に前記腹の部分に位置する光
導波路５の屈折率が周期的に変化する。その結果、光導
波路５の光路長が変化し、この光導波路５を導波するレ
ーザ光は位相変調を受ける。
信号が印加され、基板１の表面に表面弾性波が発生す
る。この表面弾性波は圧電性薄膜２を伝搬して反射器４
に到達し、この反射器４で反射して同一周波数の表面弾
性波が櫛形電極３側へ伝搬する。これにより、同一周波
数の２つの表面弾性波が相互に作用しあって定在波を形
成する。この定在波の腹の部分においては、図５（ａ）
中のＡ点のように、多少位相がずれても屈折率の勾配変
化はほとんどなく、安定した状態で周期的な密度変化を
生じ、電気光学効果と同様に前記腹の部分に位置する光
導波路５の屈折率が周期的に変化する。その結果、光導
波路５の光路長が変化し、この光導波路５を導波するレ
ーザ光は位相変調を受ける。
【００３４】このように、光導波路５が定在波の腹の部
分に位置するため、定在波の位相が多少ずれても光導波
路５内の屈折率の勾配変化は非常に小さく、この屈折率
の大きさが時間とともに安定的に変化する。これによ
り、光の伝搬特性が向上する。また、表面弾性波の定在
波により生じる屈折率変化を利用しているため、光導波
路５及びその周囲を圧電性物質で製作する必要がなくな
ると共に、電極の存在が光の伝搬に悪影響を与えないた
め、高度な加工技術を必要とせず、製作の容易な光変調
器を提供することができる。
分に位置するため、定在波の位相が多少ずれても光導波
路５内の屈折率の勾配変化は非常に小さく、この屈折率
の大きさが時間とともに安定的に変化する。これによ
り、光の伝搬特性が向上する。また、表面弾性波の定在
波により生じる屈折率変化を利用しているため、光導波
路５及びその周囲を圧電性物質で製作する必要がなくな
ると共に、電極の存在が光の伝搬に悪影響を与えないた
め、高度な加工技術を必要とせず、製作の容易な光変調
器を提供することができる。
【００３５】次に第２実施例について説明する。
【００３６】図６は本実施例の光変調器を示し、その全
体構成は前述した第１実施例とほぼ同様である。そし
て、本実施例では光導波路として分岐型の光導波路が形
成される。即ち、入射側光ファイバ１１との結合部分に
分岐部１２が形成され、この分岐部１２から２つの光導
波路１３，１４が形成されている。各光導波路１３，１
４は出射側光ファイバ１５，１６に結合される。
体構成は前述した第１実施例とほぼ同様である。そし
て、本実施例では光導波路として分岐型の光導波路が形
成される。即ち、入射側光ファイバ１１との結合部分に
分岐部１２が形成され、この分岐部１２から２つの光導
波路１３，１４が形成されている。各光導波路１３，１
４は出射側光ファイバ１５，１６に結合される。
【００３７】さらに、櫛形電極３は、反射器４との間に
少なくとも２つの腹ができる定在波を形成するように、
櫛形電極３への印加高周波信号が設定される。各光導波
路１３，１４は、図５（Ｂ）中のＢ点，Ｃ点のように、
定在波の各腹の部分に位置して形成される。
少なくとも２つの腹ができる定在波を形成するように、
櫛形電極３への印加高周波信号が設定される。各光導波
路１３，１４は、図５（Ｂ）中のＢ点，Ｃ点のように、
定在波の各腹の部分に位置して形成される。
【００３８】これにより、入射側光ファイバ１１から入
射したレーザ光は分岐部１２で分岐され、各光導波路１
３，１４を導波して出射側光ファイバ１５，１６から外
部に導かれる。各光導波路１３，１４においては、前記
第１実施例と同様にして、各光導波路１３，１４の屈折
率が変化し、この光導波路１３，１４を導波するレーザ
光は位相変調を受ける。この結果、第１実施例と同様の
効果を奏する。
射したレーザ光は分岐部１２で分岐され、各光導波路１
３，１４を導波して出射側光ファイバ１５，１６から外
部に導かれる。各光導波路１３，１４においては、前記
第１実施例と同様にして、各光導波路１３，１４の屈折
率が変化し、この光導波路１３，１４を導波するレーザ
光は位相変調を受ける。この結果、第１実施例と同様の
効果を奏する。
【００３９】次に、第３実施例について説明する。
【００４０】本実施例は、図７に示すように、入射した
レーザ光を２つに分岐して位相変調を施した後、再び１
つに合波するものである。
レーザ光を２つに分岐して位相変調を施した後、再び１
つに合波するものである。
【００４１】即ち、入射側光ファイバ３１との結合部分
に分岐部３２が形成され、この分岐部３２から２つの光
導波路３３，３４が形成されている。各光導波路３３，
３４は合波部３５で合波され、出射側光ファイバ３６に
結合されている。
に分岐部３２が形成され、この分岐部３２から２つの光
導波路３３，３４が形成されている。各光導波路３３，
３４は合波部３５で合波され、出射側光ファイバ３６に
結合されている。
【００４２】さらに、櫛形電極３は、第２実施例と同様
に、反射器４との間に少なくとも２つの腹ができる定在
波を形成するように、その櫛形電極３への印加高周波信
号を設定する。そして、各光導波路３３，３４は前記定
在波の各腹の部分に位置して形成される。
に、反射器４との間に少なくとも２つの腹ができる定在
波を形成するように、その櫛形電極３への印加高周波信
号を設定する。そして、各光導波路３３，３４は前記定
在波の各腹の部分に位置して形成される。
【００４３】また、一方の光導波路３４には偏波面を変
えるモード変換器３７が形成され、入射側光ファイバ３
１及び出射側光ファイバ３６として偏波面保存ファイバ
が用いられている。
えるモード変換器３７が形成され、入射側光ファイバ３
１及び出射側光ファイバ３６として偏波面保存ファイバ
が用いられている。
【００４４】これにより、入射側光ファイバ３１側から
入射したレーザ光は、分岐部３２から２つの光導波路３
３，３４に導波して位相変調される。さらに、一方の光
導波路３４ではモード変換器３７によって偏波面が変更
され、合波部３５で合波されて、偏波面の異なる２つの
レーザ光となって出射側光ファイバ３６から外部に導か
れる。
入射したレーザ光は、分岐部３２から２つの光導波路３
３，３４に導波して位相変調される。さらに、一方の光
導波路３４ではモード変換器３７によって偏波面が変更
され、合波部３５で合波されて、偏波面の異なる２つの
レーザ光となって出射側光ファイバ３６から外部に導か
れる。
【００４５】次に、第４実施例を説明する。
【００４６】図８は本実施例に係るレーザ光源装置を示
す概略構成図である。図中、４１はヘリウムネオンレー
ザ等のレーザ発振器、４２はレンズ、４３は前記第１実
施例の光変調器、４４は高周波電源である。レーザ発振
器４１から出射したレーザ光はレンズ４２で集光されて
光変調器４３に入射され、この光変調器４３で位相変調
が施され、光ファイバ４５、レンズ４６を介して外部に
導かれる。
す概略構成図である。図中、４１はヘリウムネオンレー
ザ等のレーザ発振器、４２はレンズ、４３は前記第１実
施例の光変調器、４４は高周波電源である。レーザ発振
器４１から出射したレーザ光はレンズ４２で集光されて
光変調器４３に入射され、この光変調器４３で位相変調
が施され、光ファイバ４５、レンズ４６を介して外部に
導かれる。
【００４７】これにより、光変調器４３で安定的に位相
変調が施されたレーザ光を供給することができる。
変調が施されたレーザ光を供給することができる。
【００４８】次に、第５実施例を説明する。
【００４９】図９は前記第４実施例のレーザ光源装置を
用いた光計測器（光センサ）を示す概略構成図である。
図中、５１はレーザ光源装置５２からの偏波面保存ファ
イバ４５が接続されるトワイマングリーン干渉計、５４
はこの干渉計５１からの検出値を演算する演算部であ
る。トワイマングリーン干渉計５１は主に、偏波面保存
ファイバ４５からのレーザ光をコリメイトするレンズ６
１と、レーザ光を２つの光路にわける偏光ビームスプリ
ッタ６２と、両光路に設けられた1/4波長板６３，６４
と、一方の光路端に設けられた固定ミラー６５と、他方
の光路端に設けられた移動ミラー６６と、各ミラー６
５，６６で反射した反射光を検光子６７を介して受け、
電気信号に変換するフォトダイオード６８とから構成さ
れている。
用いた光計測器（光センサ）を示す概略構成図である。
図中、５１はレーザ光源装置５２からの偏波面保存ファ
イバ４５が接続されるトワイマングリーン干渉計、５４
はこの干渉計５１からの検出値を演算する演算部であ
る。トワイマングリーン干渉計５１は主に、偏波面保存
ファイバ４５からのレーザ光をコリメイトするレンズ６
１と、レーザ光を２つの光路にわける偏光ビームスプリ
ッタ６２と、両光路に設けられた1/4波長板６３，６４
と、一方の光路端に設けられた固定ミラー６５と、他方
の光路端に設けられた移動ミラー６６と、各ミラー６
５，６６で反射した反射光を検光子６７を介して受け、
電気信号に変換するフォトダイオード６８とから構成さ
れている。
【００５０】演算部５４はロックインアンプ７１と、演
算回路７２とから構成されている。ロックインアンプ７
１はレーザ光源装置５２の高周波電源４６からの高周波
信号を導入し、基本波成分と２倍波成分との強度比を取
る。そして、光源の変動分がキャンセルされる。演算回
路７２はロックインアンプ７１での検出値より以下の式
にそって演算する。
算回路７２とから構成されている。ロックインアンプ７
１はレーザ光源装置５２の高周波電源４６からの高周波
信号を導入し、基本波成分と２倍波成分との強度比を取
る。そして、光源の変動分がキャンセルされる。演算回
路７２はロックインアンプ７１での検出値より以下の式
にそって演算する。
【００５１】変調周波数信号の強度をξ1、変調周波数
の２倍の周波数の信号の強度をξ2、移動ミラー６６の
移動距離をｄとすると ｄ＝(λ/2π)・tan-1[{J2(ｘ)/J1(ｘ)}・(ξ1/ξ2)] ……(1) となる。ここで、λはレーザ光の波長、J1，J2は１次及
び２次のベッセル関数、πは円周率、xは光導波路によ
って決まる定数であり、次の式になる。
の２倍の周波数の信号の強度をξ2、移動ミラー６６の
移動距離をｄとすると ｄ＝(λ/2π)・tan-1[{J2(ｘ)/J1(ｘ)}・(ξ1/ξ2)] ……(1) となる。ここで、λはレーザ光の波長、J1，J2は１次及
び２次のベッセル関数、πは円周率、xは光導波路によ
って決まる定数であり、次の式になる。
【００５２】ｘ＝4πΔnL/λ ……(2)
Δn：表面弾性波による屈折率変化の振幅
L：表面弾性波の伝搬幅
これにより、レーザ光源装置５２からの安定したレーザ
光でより正確な検出をすることができるようになる。
光でより正確な検出をすることができるようになる。
【００５３】なお、前記各実施例においては、定在波形
成手段として櫛形電極３と反射器４とを用いたが、反射
器４の変りに櫛形電極を設け、互に対向する２つの櫛形
電極で定在波を形成するようにしてもよい。
成手段として櫛形電極３と反射器４とを用いたが、反射
器４の変りに櫛形電極を設け、互に対向する２つの櫛形
電極で定在波を形成するようにしてもよい。
【００５４】また、前記第２、第３実施例では、２つの
光導波路をともに定在波の腹の位置に設けたが、一方を
腹の部分に、他方を腹以外の部分に設け、２つの導波路
間に積極的に屈折率の差異を生じさせるようにしてもよ
い。
光導波路をともに定在波の腹の位置に設けたが、一方を
腹の部分に、他方を腹以外の部分に設け、２つの導波路
間に積極的に屈折率の差異を生じさせるようにしてもよ
い。
【００５５】前記各実施例では基板１に非圧電性の溶融
石英を用いたが、圧電性を有する材料、例えばリチウム
ニオベイト、リチウムタンタレイトや水晶等を用いても
前記各実施例同様の作用、効果を奏することができる。
石英を用いたが、圧電性を有する材料、例えばリチウム
ニオベイト、リチウムタンタレイトや水晶等を用いても
前記各実施例同様の作用、効果を奏することができる。
【００５６】櫛形電極３としてはチャープ型電極を用い
てもよい。
てもよい。
【００５７】さらに、第４実施例においては、光変調器
として第１実施例のものに限らず、第２，３実施例の光
変調器、または前記変更を加えた第１ないし３実施例の
光変調器でもよい。
として第１実施例のものに限らず、第２，３実施例の光
変調器、または前記変更を加えた第１ないし３実施例の
光変調器でもよい。
【００５８】また、第３実施例においては、モード変換
器３７を除いて強度変調器として使用することもでき
る。この場合、レーザ光は合波された後、強度変調され
た光となる。
器３７を除いて強度変調器として使用することもでき
る。この場合、レーザ光は合波された後、強度変調され
た光となる。
【００５９】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれば
以下のような効果を奏する。
以下のような効果を奏する。
【００６０】（１） 光導波路が定在波の腹の部分に位
置するため、定在波の位相が多少ずれても光導波路内の
屈折率の勾配変化は非常に小さく、この屈折率は安定的
に変化する。これにより、光の伝搬特性が大幅に向上す
る。
置するため、定在波の位相が多少ずれても光導波路内の
屈折率の勾配変化は非常に小さく、この屈折率は安定的
に変化する。これにより、光の伝搬特性が大幅に向上す
る。
【００６１】（２） 表面弾性波の定在波により生じる
屈折率変化を利用しているため、光導波路及びその周囲
を圧電性物質で製作する必要がなくなる。
屈折率変化を利用しているため、光導波路及びその周囲
を圧電性物質で製作する必要がなくなる。
【００６２】（３） 電極の存在が光の伝搬に悪影響を
与えないため、高度な加工技術を必要とせず、製作の容
易な光変調器を提供することができる。
与えないため、高度な加工技術を必要とせず、製作の容
易な光変調器を提供することができる。
【００６３】（４） 本発明の光変調器を用いてレーザ
光源装置を構成したので、安定したレーザ光を供給する
ことができる。
光源装置を構成したので、安定したレーザ光を供給する
ことができる。
【００６４】（５） 前記レーザ光源装置を用いて光計
測機を構成したので、レーザ光源装置からの安定したレ
ーザ光によって、より正確な検出をすることができるよ
うになる。
測機を構成したので、レーザ光源装置からの安定したレ
ーザ光によって、より正確な検出をすることができるよ
うになる。
【図１】本発明の光変調器の第１の本実施例を示す平面
図である。
図である。
【図２】従来の光変調器を示す平面図である。
【図３】図２の光変調器の側面図である。
【図４】図１の光変調器のＡーＡ矢示断面図である。
【図５】定在波における屈折率の変化と光導波路の位置
との関係を示す特性線図である。
との関係を示す特性線図である。
【図６】本発明の光変調器の第２の実施例を示す平面図
である。
である。
【図７】本発明の光変調器の第３の実施例を示す平面図
である。
である。
【図８】本発明のレーザ光源装置を示す概略構成図であ
る。
る。
【図９】本発明の光計測機を示す概略構成図である。
１ 基板
２ 圧電性薄膜
３ 櫛形電極
４ 反射器
５ 光導波路
６ 入射側光ファイバ
７ 出射側光ファイバ
Claims (7)
- 【請求項１】 表面弾性波が伝搬可能な材料からなる基
板と、該基板上に設けられ表面弾性波の定在波を形成す
る定在波形成手段と、前記定在波の腹の位置に形成され
た光導波路とを備えたことを特徴とする光変調器。 - 【請求項２】 前記定在波形成手段が、前記基板上に形
成され表面弾性波を発生させる表面弾性波発生手段と、
前記基板上に形成され前記表面弾性波発生手段による表
面弾性波を反射する表面弾性波反射手段とから構成され
た請求項１記載の光変調器。 - 【請求項３】 前記定在波形成手段が、前記基板上に形
成され互に向き合う２つの表面弾性波発生手段で構成さ
れた請求項１記載の光変調器。 - 【請求項４】 前記光導波路が複数形成され、各導波路
のうちの少なくとも１つが前記定在波の腹に位置する請
求項１、２又は３記載の光変調器。 - 【請求項５】 前記表面弾性波発生手段がチャープ形電
極で構成された請求項２又は３記載の光変調器。 - 【請求項６】 レーザ光を発振するレーザ発振器と、こ
のレーザ発振器によるレーザ光を変調する光変調器とか
ら構成され、前記光変調器として、請求項１ないし５の
いずれかに記載の光変調器を用いたことを特徴とするレ
ーザ光源装置。 - 【請求項７】 レーザ光源装置と、このレーザ光源装置
からのレーザ光により対象物の計測を行う干渉計と、こ
の干渉計による検出値を演算する演算部とから構成さ
れ、前記レーザ光源装置として、請求項６記載のレーザ
光源装置を用いたことを特徴とする光計測機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16439791A JPH0511228A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 光変調器並びにこれを使用したレーザ光源装置及び光計測器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16439791A JPH0511228A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 光変調器並びにこれを使用したレーザ光源装置及び光計測器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0511228A true JPH0511228A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=15792355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16439791A Pending JPH0511228A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 光変調器並びにこれを使用したレーザ光源装置及び光計測器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0511228A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0800104A3 (en) * | 1996-04-04 | 2005-02-16 | Nec Corporation | Optical device having optical wave guide produced in the presence of acoustic standing wave |
| CN111708188A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-09-25 | 中电科技德清华莹电子有限公司 | 一种钽酸锂薄膜波导声光调制器 |
-
1991
- 1991-07-04 JP JP16439791A patent/JPH0511228A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0800104A3 (en) * | 1996-04-04 | 2005-02-16 | Nec Corporation | Optical device having optical wave guide produced in the presence of acoustic standing wave |
| CN111708188A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-09-25 | 中电科技德清华莹电子有限公司 | 一种钽酸锂薄膜波导声光调制器 |
| CN111708188B (zh) * | 2020-06-22 | 2023-09-26 | 中电科技德清华莹电子有限公司 | 一种钽酸锂薄膜波导声光调制器 |
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