JPH06138423A - 音響光学変調素子の接着層厚みの測定方法 - Google Patents
音響光学変調素子の接着層厚みの測定方法Info
- Publication number
- JPH06138423A JPH06138423A JP31636792A JP31636792A JPH06138423A JP H06138423 A JPH06138423 A JP H06138423A JP 31636792 A JP31636792 A JP 31636792A JP 31636792 A JP31636792 A JP 31636792A JP H06138423 A JPH06138423 A JP H06138423A
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- Japan
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- thickness
- optic
- optic modulator
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 音響光学媒体と圧電振動子を接着剤で接合し
て音響光学変調素子を作製する場合に、その接着層厚み
を素子を破壊しないで測定する方法を供する。 【構成】 予め音響光学変調素子の接着層厚みと静電容
量の関係を調べておき、前記音響光学変調素子と同一の
材料及び形状の前記素子の静電容量を測定することによ
り、接着層厚みを見積る。
て音響光学変調素子を作製する場合に、その接着層厚み
を素子を破壊しないで測定する方法を供する。 【構成】 予め音響光学変調素子の接着層厚みと静電容
量の関係を調べておき、前記音響光学変調素子と同一の
材料及び形状の前記素子の静電容量を測定することによ
り、接着層厚みを見積る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光偏向、光スイッチン
グ、光周波数シフター等に使用される音響光学変調素子
を構成する部品の接着層の厚さを測定する方法に関する
ものである。
グ、光周波数シフター等に使用される音響光学変調素子
を構成する部品の接着層の厚さを測定する方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】光エレクトロニクスの発展に伴い、その
実用化が急ピッチで進められているが、その中で光を電
気的に制御して信号とする手段の一つに音響光学変調器
がある。
実用化が急ピッチで進められているが、その中で光を電
気的に制御して信号とする手段の一つに音響光学変調器
がある。
【０００３】音響光学変調器は、図１に示すように、音
響光学媒体１の一主表面上に、下部電極４、圧電振動子
２及び上部電極３を順次設け、前記圧電振動子２を有機
接着剤にて前記下部電極４に接合し、圧電振動子２上に
上部電極３を真空蒸着等により形成してなる音響光学変
調素子とその共振回路から構成され、高周波電圧をリー
ド線５を通し音響光学変調素子に印加することにより、
音響光学媒体１中の屈折率が周期的に変化する光弾性効
果を利用している。この光弾性効果を利用することによ
り光の進路変化、光の周波数変調（回折された光は移動
する超音波によって一種のドップラー効果を受け、その
周波数が超音波の周波数だけシフトすることを利用）が
可能となる。そこで、近年の電子計算機等の高速化に伴
う出力の高速化、低ノイズ化、高速スイッチングのため
の音響光学効果を応用した音響光学変調器が、ガスレー
ザを用いたレーザプリンタ、レーザスキャナ、レーザフ
ァクシミリに広く用いられている。
響光学媒体１の一主表面上に、下部電極４、圧電振動子
２及び上部電極３を順次設け、前記圧電振動子２を有機
接着剤にて前記下部電極４に接合し、圧電振動子２上に
上部電極３を真空蒸着等により形成してなる音響光学変
調素子とその共振回路から構成され、高周波電圧をリー
ド線５を通し音響光学変調素子に印加することにより、
音響光学媒体１中の屈折率が周期的に変化する光弾性効
果を利用している。この光弾性効果を利用することによ
り光の進路変化、光の周波数変調（回折された光は移動
する超音波によって一種のドップラー効果を受け、その
周波数が超音波の周波数だけシフトすることを利用）が
可能となる。そこで、近年の電子計算機等の高速化に伴
う出力の高速化、低ノイズ化、高速スイッチングのため
の音響光学効果を応用した音響光学変調器が、ガスレー
ザを用いたレーザプリンタ、レーザスキャナ、レーザフ
ァクシミリに広く用いられている。
【０００４】又、この効果には超音波の波長と入射光の
ビーム径の関係により、光の屈折と回折の二つの現象が
存在する。超音波の波長がビーム径に比べて十分に長い
場合（低周波の超音波）には、光は緩やかに屈折率が変
化する音響光学媒体中を通過することになり、屈折現象
が生じる。一方、波長がビーム径に比べて十分に短い場
合（高周波の超音波）には、音響光学結晶中の周期的屈
折率変化が回折格子の働きをして光が回折される。一般
に、音響光学素子では後者の回折現象が利用されてい
る。
ビーム径の関係により、光の屈折と回折の二つの現象が
存在する。超音波の波長がビーム径に比べて十分に長い
場合（低周波の超音波）には、光は緩やかに屈折率が変
化する音響光学媒体中を通過することになり、屈折現象
が生じる。一方、波長がビーム径に比べて十分に短い場
合（高周波の超音波）には、音響光学結晶中の周期的屈
折率変化が回折格子の働きをして光が回折される。一般
に、音響光学素子では後者の回折現象が利用されてい
る。
【０００５】音響光学変調素子による回折現象には、複
数の回折光が現れるラマン−ナス回折、１次回折光のみ
が現れるブラッグ回折、及びその中間領域での回折に分
けられ、高い回折効率が得られるブラッグ回折が最も広
く使われている。
数の回折光が現れるラマン−ナス回折、１次回折光のみ
が現れるブラッグ回折、及びその中間領域での回折に分
けられ、高い回折効率が得られるブラッグ回折が最も広
く使われている。
【０００６】下記の（１）の式で与えられる角度（ブラ
ッグ回折角）θで入射した光は、超音波の波面と同じ角
度をなす方向にだけ回折され、入射光を２θだけ偏向す
ることができる。この状況を図２に示す。即ち図２にお
いて、１は音響光学媒体、２は圧電振動子、７は入射
光、８は１次回折光、９は非回折光、１０は超音波進行
波、１１は高周波電圧、１２は接着層である。そしてθ
は下記の（１）式で与えられる。 θ＝ｓｉｎ-1（λ／２Λ）＝ｓｉｎ-1（λ・ｆ0／２ｖ） （１） θ：ブラッグ回折角（deg.）、λ：光の波長（ｍ）、
Λ：超音波の波長（ｍ） ｖ：音響光学結晶中の超音波の音速（ｍ／ｓ）、ｆ0：超
音波の周波数（Ｈｚ）
ッグ回折角）θで入射した光は、超音波の波面と同じ角
度をなす方向にだけ回折され、入射光を２θだけ偏向す
ることができる。この状況を図２に示す。即ち図２にお
いて、１は音響光学媒体、２は圧電振動子、７は入射
光、８は１次回折光、９は非回折光、１０は超音波進行
波、１１は高周波電圧、１２は接着層である。そしてθ
は下記の（１）式で与えられる。 θ＝ｓｉｎ-1（λ／２Λ）＝ｓｉｎ-1（λ・ｆ0／２ｖ） （１） θ：ブラッグ回折角（deg.）、λ：光の波長（ｍ）、
Λ：超音波の波長（ｍ） ｖ：音響光学結晶中の超音波の音速（ｍ／ｓ）、ｆ0：超
音波の周波数（Ｈｚ）
【０００７】つまり、１次回折光は電気入力をオンした
時に発生し、オフ状態では回折しない。従って、スリッ
トやピンホール等で１次回折光のみを取り出せば、きわ
めて消光比の高いレーザビームのスイッチングができ
る。ここで、消光比の高低は、下記の（２）式に示す回
折効率としてあらわされる。 回折効率（％）＝｛（１次回折光強度）／（透過光強度）｝×１００ （２） 実用上、消光比の高いレーザビームスイッチング実現の
為には、回折効率が６０％以上あることが望まれてい
る。
時に発生し、オフ状態では回折しない。従って、スリッ
トやピンホール等で１次回折光のみを取り出せば、きわ
めて消光比の高いレーザビームのスイッチングができ
る。ここで、消光比の高低は、下記の（２）式に示す回
折効率としてあらわされる。 回折効率（％）＝｛（１次回折光強度）／（透過光強度）｝×１００ （２） 実用上、消光比の高いレーザビームスイッチング実現の
為には、回折効率が６０％以上あることが望まれてい
る。
【０００８】従来、圧電振動子の接着には、インジウ
ム、スズ等の金属を用いた金属接合、あるいは有機接着
材等が用いられていた。しかしながら、前者の場合、熱
圧着法で接着を行うため結晶内部に熱による歪みが生
じ、ビームの変形、位置ズレ等の光学的悪影響が生じ
る。一方、後者の場合、比較的低い温度（２５〜８０
℃）で圧電振動子の接着が可能なため、接着層厚みを厳
密に制御することにより音響光学結晶内部の歪みを少な
くし、ビームの変形、位置ズレ等の光学的悪影響を低減
することが可能である。従って、接着層厚み制御により
安定な回折効率が得られることになる。よって、接着層
厚みを厳密に抑えておくことが音響光学変調素子を作製
する場合の重要な要素となっている。しかしながら、破
壊せずに接着層厚みを測ることはできないので、その都
度、音響光学媒体内部の歪み、回折効率を測定、及び観
察する必要があり、大きく時間を費やしていた。
ム、スズ等の金属を用いた金属接合、あるいは有機接着
材等が用いられていた。しかしながら、前者の場合、熱
圧着法で接着を行うため結晶内部に熱による歪みが生
じ、ビームの変形、位置ズレ等の光学的悪影響が生じ
る。一方、後者の場合、比較的低い温度（２５〜８０
℃）で圧電振動子の接着が可能なため、接着層厚みを厳
密に制御することにより音響光学結晶内部の歪みを少な
くし、ビームの変形、位置ズレ等の光学的悪影響を低減
することが可能である。従って、接着層厚み制御により
安定な回折効率が得られることになる。よって、接着層
厚みを厳密に抑えておくことが音響光学変調素子を作製
する場合の重要な要素となっている。しかしながら、破
壊せずに接着層厚みを測ることはできないので、その都
度、音響光学媒体内部の歪み、回折効率を測定、及び観
察する必要があり、大きく時間を費やしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の技術
的課題は、音響光学媒体と圧電振動子を有機接着剤によ
り張り付けた際の接着層厚みを破壊することなく容易に
測定する方法を提供しようとするものである。
的課題は、音響光学媒体と圧電振動子を有機接着剤によ
り張り付けた際の接着層厚みを破壊することなく容易に
測定する方法を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、音響光学変調素子の静電容量を厳密に測定
することにより、予め前記静電容量と接着層厚みとの関
係を求めておき、接着層厚みを見積るという方法により
解決した。即ち本発明は、音響光学媒体の一主表面上
に、下部電極、圧電振動子及び上部電極を順次設け、前
記圧電振動子を有機接着剤にて前記下部電極に接合する
ことにより得られる音響光学変調素子において、前記圧
電振動子と下部電極間の接着層の厚みを、前記素子を破
壊することなく測定することを特徴とする音響光学変調
素子の接着層厚みの測定方法である。前記接着層の厚
みの測定方法が音響光学変調素子の静電容量を測定する
ことによって行われることを特徴とする上記記載の音
響光学変調素子の接着層厚みの測定方法である。
決するため、音響光学変調素子の静電容量を厳密に測定
することにより、予め前記静電容量と接着層厚みとの関
係を求めておき、接着層厚みを見積るという方法により
解決した。即ち本発明は、音響光学媒体の一主表面上
に、下部電極、圧電振動子及び上部電極を順次設け、前
記圧電振動子を有機接着剤にて前記下部電極に接合する
ことにより得られる音響光学変調素子において、前記圧
電振動子と下部電極間の接着層の厚みを、前記素子を破
壊することなく測定することを特徴とする音響光学変調
素子の接着層厚みの測定方法である。前記接着層の厚
みの測定方法が音響光学変調素子の静電容量を測定する
ことによって行われることを特徴とする上記記載の音
響光学変調素子の接着層厚みの測定方法である。
【００１１】
【作用】本発明者は、音響光学変調素子を接着層厚みの
みにより変動するキャパシタと考えて、予め音響光学変
調素子の接着層厚みと静電容量の関係を調べておくこと
により、上記音響光学変調素子と同一材料、形状の被測
定素子の静電容量を測定することにより、接着層厚みを
瞬時に見積ることを可能とした。
みにより変動するキャパシタと考えて、予め音響光学変
調素子の接着層厚みと静電容量の関係を調べておくこと
により、上記音響光学変調素子と同一材料、形状の被測
定素子の静電容量を測定することにより、接着層厚みを
瞬時に見積ることを可能とした。
【００１２】
【実施例】図１に示すように、音響光学媒体１としてＡ
ｓ2Ｓｅ3を用い、圧電振動子２にＬｉＮｂＯ3結晶を用
いた。Ａｓ2Ｓｅ3に下部電極４を真空蒸着法により圧電
振動子接合面に形成し、エポキシ樹脂接着剤を用い、下
部電極４に圧電振動子２を接着する際に、接着圧力を
０.１，０.２，０.４，０.６，０.８，１.０（Ｋｇ／ｃ
ｍ2）と変え、音響光学媒体（Ａｓ2Ｓｅ3）１と圧電振
動子（ＬｉＮｂＯ3）２の接着を行った。接着後、圧電
振動子の表面に上部電極３を形成し、リード線５付け
て、各々の素子について静電容量（周波数１ＭＨｚ）を
測定した。その後、作製した素子を破壊し、接着層１２
の厚みを測定し静電容量と接着層厚みの関係を求めた。
この関係を図示したのが図３である。
ｓ2Ｓｅ3を用い、圧電振動子２にＬｉＮｂＯ3結晶を用
いた。Ａｓ2Ｓｅ3に下部電極４を真空蒸着法により圧電
振動子接合面に形成し、エポキシ樹脂接着剤を用い、下
部電極４に圧電振動子２を接着する際に、接着圧力を
０.１，０.２，０.４，０.６，０.８，１.０（Ｋｇ／ｃ
ｍ2）と変え、音響光学媒体（Ａｓ2Ｓｅ3）１と圧電振
動子（ＬｉＮｂＯ3）２の接着を行った。接着後、圧電
振動子の表面に上部電極３を形成し、リード線５付け
て、各々の素子について静電容量（周波数１ＭＨｚ）を
測定した。その後、作製した素子を破壊し、接着層１２
の厚みを測定し静電容量と接着層厚みの関係を求めた。
この関係を図示したのが図３である。
【００１３】次に、前記の音響光学媒体、圧電振動子、
接着剤を用い前記と同一の上部電極形状で、接着圧力を
０.５Ｋｇ／ｃｍ2とし、音響光学変調素子を作製して、
その静電容量を測定した。その結果は静電容量が２０ｐ
Ｆであり、図３より接着層厚みを見積ると、１.２５μ
ｍであった。そこで、音響光学変調素子を破壊し、接着
層厚みを実際に測定したところ１.２〜１.３μｍであっ
た。
接着剤を用い前記と同一の上部電極形状で、接着圧力を
０.５Ｋｇ／ｃｍ2とし、音響光学変調素子を作製して、
その静電容量を測定した。その結果は静電容量が２０ｐ
Ｆであり、図３より接着層厚みを見積ると、１.２５μ
ｍであった。そこで、音響光学変調素子を破壊し、接着
層厚みを実際に測定したところ１.２〜１.３μｍであっ
た。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
音響光学変調素子の静電容量を測定することにより、接
着層厚みを瞬時に見積ることができる。又、様々なタイ
プの音響光学変調素子にも適用できる。
音響光学変調素子の静電容量を測定することにより、接
着層厚みを瞬時に見積ることができる。又、様々なタイ
プの音響光学変調素子にも適用できる。
【図１】音響光学変調素子の外観斜視図。
【図２】音響光学変調素子における超音波による光回折
の原理を示す説明図。
の原理を示す説明図。
【図３】音響光学変調素子の静電容量と接着層厚みの関
係を示す図。
係を示す図。
１ 音響光学媒体 ２ 圧電振動子 ３ 上部電極 ４ 下部電極 ５ リード線 ６ 斜め研磨部 ７ 入射光 ８ １次回折光 ９ 非回折光 １０ 超音波進行波 １１ 高周波電圧 １２ 接着層
Claims (2)
- 【請求項１】 音響光学媒体の一主表面上に、下部電
極、圧電振動子及び上部電極を順次設け、前記圧電振動
子を有機接着剤にて前記下部電極に接合することにより
得られる音響光学変調素子において、前記圧電振動子と
下部電極間の接着層の厚みを、前記素子を破壊すること
なく測定することを特徴とする音響光学変調素子の接着
層厚みの測定方法。 - 【請求項２】 前記接着層の厚みの測定方法が音響光学
変調素子の静電容量を測定することによって行われるこ
とを特徴とする請求項１記載の音響光学変調素子の接着
層厚みの測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31636792A JPH06138423A (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 音響光学変調素子の接着層厚みの測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31636792A JPH06138423A (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 音響光学変調素子の接着層厚みの測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06138423A true JPH06138423A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=18076311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31636792A Pending JPH06138423A (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 音響光学変調素子の接着層厚みの測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06138423A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106569351A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-04-19 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 抗静电的高频声光器件 |
-
1992
- 1992-10-29 JP JP31636792A patent/JPH06138423A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106569351A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-04-19 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 抗静电的高频声光器件 |
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