JPH0682734A - 音響光学変調素子 - Google Patents
音響光学変調素子Info
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- JPH0682734A JPH0682734A JP29981492A JP29981492A JPH0682734A JP H0682734 A JPH0682734 A JP H0682734A JP 29981492 A JP29981492 A JP 29981492A JP 29981492 A JP29981492 A JP 29981492A JP H0682734 A JPH0682734 A JP H0682734A
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- acousto
- optic modulator
- acoustic
- piezoelectric vibrator
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱圧着することなく製造でき、かつ、圧電振
動子から音響光学結晶への超音波伝達効率が高い音響光
学変調素子を提供する。 【構成】 音響光学結晶１１と圧電振動子１２とは、接
合層を介して接合されている。接合層は、その層厚以下
の平均粒径を呈する無機フィラーを１ｖｏｌ％以上含む
接着剤から成る。
動子から音響光学結晶への超音波伝達効率が高い音響光
学変調素子を提供する。 【構成】 音響光学結晶１１と圧電振動子１２とは、接
合層を介して接合されている。接合層は、その層厚以下
の平均粒径を呈する無機フィラーを１ｖｏｌ％以上含む
接着剤から成る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ、レー
ザスキャナ、レーザファクシミリ等において、光変調、
光スイッチング、光周波数シフター等に使用される音響
光学変調器に適した音響光学素子に関する。
ザスキャナ、レーザファクシミリ等において、光変調、
光スイッチング、光周波数シフター等に使用される音響
光学変調器に適した音響光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、音響光学変調器は、音響光学結
晶部と圧電振動子とを接合して成る音響光学変調素子
と、その共振回路とから構成される。そして、音響光学
変調素子に共振回路から高周波電圧の印加により音響光
学結晶部中の屈折率が周期的に変化する光弾性効果を利
用して光の方向の制御が可能であり、また、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
用して光の周波数変調が可能である。
晶部と圧電振動子とを接合して成る音響光学変調素子
と、その共振回路とから構成される。そして、音響光学
変調素子に共振回路から高周波電圧の印加により音響光
学結晶部中の屈折率が周期的に変化する光弾性効果を利
用して光の方向の制御が可能であり、また、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
用して光の周波数変調が可能である。
【０００３】音響光学変調素子は、超音波の波長と入射
光のビーム径の関係して、光の屈折と回折との２つの機
能を有する。超音波の波長がビーム径に比べて十分に長
い低周波超音波の場合には、光は緩やかに屈折率が変化
する音響光学結晶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高周
波超音波の場合には、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、
音響光学変調素子では後者の回折現象が利用されること
が多い。さらに、回折現象は、複数の回折光が現れるラ
マン−ナス回折、一次回折光のみが現れるブラッグ回
折、およびその中間領域での回折に分けられ、比較的高
い回折効率が得られるブラッグ回折が最も広く用いられ
ている。
光のビーム径の関係して、光の屈折と回折との２つの機
能を有する。超音波の波長がビーム径に比べて十分に長
い低周波超音波の場合には、光は緩やかに屈折率が変化
する音響光学結晶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高周
波超音波の場合には、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、
音響光学変調素子では後者の回折現象が利用されること
が多い。さらに、回折現象は、複数の回折光が現れるラ
マン−ナス回折、一次回折光のみが現れるブラッグ回
折、およびその中間領域での回折に分けられ、比較的高
い回折効率が得られるブラッグ回折が最も広く用いられ
ている。
【０００４】図１は、音響光学変調素子を含む音響光学
変調器に対し光が入射された状態を示す概略図である。
図１を参照して、音響光学変調素子の音響光学変調原理
を説明する。図１において、音響光学変調器は、音響光
学結晶１１と圧電振動子１２とが接合されて成る音響光
学素子１０と、これに電気的に接続された共振回路２０
とを有する。今、共振回路２０により超音波ｄで共振す
る音響光学結晶１１に、ブラッグ回折角θでレーザビー
ム等の入射光ａ1 が入射されると、非回折光ａ2 に対し
て２×θをなす一次回折光ａ3 が出射される。ここで、
ブラッグ回折角θは、θ＝ｓｉｎ-1（λ／２×Λ）＝ｓ
ｉｎ-1（Λ×ｆa ／２×ｖ）であらわされる。同式にお
いて、θはブラック回折角（ｄｅｇ．）、λは入射光ａ
1 の波長（ｍ）、Λは超音波ｄの波長（ｍ）、ｖは音響
光学結晶１１中の超音波ｄの音速（ｍ／ｓ）、ｆa は超
音波ｄの周波数（Ｈｚ）である。
変調器に対し光が入射された状態を示す概略図である。
図１を参照して、音響光学変調素子の音響光学変調原理
を説明する。図１において、音響光学変調器は、音響光
学結晶１１と圧電振動子１２とが接合されて成る音響光
学素子１０と、これに電気的に接続された共振回路２０
とを有する。今、共振回路２０により超音波ｄで共振す
る音響光学結晶１１に、ブラッグ回折角θでレーザビー
ム等の入射光ａ1 が入射されると、非回折光ａ2 に対し
て２×θをなす一次回折光ａ3 が出射される。ここで、
ブラッグ回折角θは、θ＝ｓｉｎ-1（λ／２×Λ）＝ｓ
ｉｎ-1（Λ×ｆa ／２×ｖ）であらわされる。同式にお
いて、θはブラック回折角（ｄｅｇ．）、λは入射光ａ
1 の波長（ｍ）、Λは超音波ｄの波長（ｍ）、ｖは音響
光学結晶１１中の超音波ｄの音速（ｍ／ｓ）、ｆa は超
音波ｄの周波数（Ｈｚ）である。
【０００５】つまり、一次回折光ａ3 は、共振回路２０
をオンしたときに発生し、オフ状態では回折しない。し
たがって、スリットやピンホールなどで一次回折光ａ3
のみを取出せば、極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、即ち、回
折効率Ｓ（％）は、Ｓ＝｛（一次回折光強度）／（透過
光強度）｝×１００であらわされる。ここで、実用上、
消光比の高いレーザビームのスイッチングを実現するた
めには、回折効率Ｓは６０％以上であることが望まし
い。
をオンしたときに発生し、オフ状態では回折しない。し
たがって、スリットやピンホールなどで一次回折光ａ3
のみを取出せば、極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、即ち、回
折効率Ｓ（％）は、Ｓ＝｛（一次回折光強度）／（透過
光強度）｝×１００であらわされる。ここで、実用上、
消光比の高いレーザビームのスイッチングを実現するた
めには、回折効率Ｓは６０％以上であることが望まし
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、音響光学変
調素子において、音響光学結晶と圧電振動子との接合に
は、インジウムやスズ等による金属接着、あるいは、有
機接着剤による接着が用いられている。しかし、金属接
着の場合は、接着工程において熱圧着がなされるため、
音響光学結晶内部に熱歪みが生じ、入射したビームの変
形や位置ズレなどの光学的悪影響の虞がある。
調素子において、音響光学結晶と圧電振動子との接合に
は、インジウムやスズ等による金属接着、あるいは、有
機接着剤による接着が用いられている。しかし、金属接
着の場合は、接着工程において熱圧着がなされるため、
音響光学結晶内部に熱歪みが生じ、入射したビームの変
形や位置ズレなどの光学的悪影響の虞がある。
【０００７】他方、有機接着剤による接着の場合は、比
較的低い温度（例えば、２５〜８０℃）で圧電振動子の
接着が可能なため、音響光学結晶内部の歪みの発生は抑
えられ、前述した光学的悪影響の虞はない。
較的低い温度（例えば、２５〜８０℃）で圧電振動子の
接着が可能なため、音響光学結晶内部の歪みの発生は抑
えられ、前述した光学的悪影響の虞はない。
【０００８】しかし、有機接着剤は、硬度（剛性）が低
いため、音波吸収が起こり回折効率が低いという問題点
がある。さらに、吸収された音波が熱エネルギとなって
発熱がおこるという問題点がある。特に、消光比の高い
レーザビームのスイッチングのために高い高周波電圧を
印加した場合には、接着層からの発熱により音響光学結
晶が熱をもち、音響光学結晶中に屈折率の不均一を生じ
させ、ビームの変形や位置ズレ、回折効率劣化を引き起
こすことになる。従来、この有機接着剤の発熱に対し
て、アルミ等の放熱性の高い金属から成るブロックを音
響光学変調素子に用い、放熱効果を上げることにより音
響光学結晶中の屈折率不均一を防止していたが十分では
なかった。
いため、音波吸収が起こり回折効率が低いという問題点
がある。さらに、吸収された音波が熱エネルギとなって
発熱がおこるという問題点がある。特に、消光比の高い
レーザビームのスイッチングのために高い高周波電圧を
印加した場合には、接着層からの発熱により音響光学結
晶が熱をもち、音響光学結晶中に屈折率の不均一を生じ
させ、ビームの変形や位置ズレ、回折効率劣化を引き起
こすことになる。従来、この有機接着剤の発熱に対し
て、アルミ等の放熱性の高い金属から成るブロックを音
響光学変調素子に用い、放熱効果を上げることにより音
響光学結晶中の屈折率不均一を防止していたが十分では
なかった。
【０００９】本発明の課題は、圧電振動子から音響光学
結晶への超音波伝達効率の高い音響光学変調素子を提供
することである。
結晶への超音波伝達効率の高い音響光学変調素子を提供
することである。
【００１０】本発明の他の課題は、発熱の少ない音響光
学変調素子を提供することである。
学変調素子を提供することである。
【００１１】本発明のさらに他の課題は、熱圧着するこ
となく製造できる音響光学変調素子を提供することであ
る。
となく製造できる音響光学変調素子を提供することであ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、音響光
学結晶と圧電振動子とを接合層を介して接合してなる音
響光学変調素子において、前記接合層は、当該層厚以下
の平均粒径を呈する無機フィラーを１ｖｏｌ％以上含む
接着剤から成ることを特徴とする音響光学変調素子が得
られる。
学結晶と圧電振動子とを接合層を介して接合してなる音
響光学変調素子において、前記接合層は、当該層厚以下
の平均粒径を呈する無機フィラーを１ｖｏｌ％以上含む
接着剤から成ることを特徴とする音響光学変調素子が得
られる。
【００１３】本発明によればまた、前記接着剤は、ガラ
ス転移温度が１００℃以上のエポキシ樹脂結合材、また
は、ガラス転移温度が１００℃以上のフェノキシ樹脂結
合材を主成分とする前記音響光学変調素子が得られる。
ス転移温度が１００℃以上のエポキシ樹脂結合材、また
は、ガラス転移温度が１００℃以上のフェノキシ樹脂結
合材を主成分とする前記音響光学変調素子が得られる。
【００１４】本発明によればさらに、前記無機フィラー
の前記平均粒径は、０．５μｍ以下である前記音響光学
変調素子が得られる。
の前記平均粒径は、０．５μｍ以下である前記音響光学
変調素子が得られる。
【００１５】
【作用】本発明においては、音響光学結晶と圧電振動子
とを接合する際の接合層を、接合層厚以下の平均粒径を
呈する無機フィラーを１ｖｏｌ％以上含む接着剤で形成
することにより、接合層（接着層）の剛性を向上でき、
圧電振動子から音響光学結晶への超音波伝達効率が向上
できる。さらに、超音波伝達効率向上により、共振時に
接合層に発生する熱を抑制でき、この発熱に起因する光
学的問題点の発生も低減できる。勿論、主成分を有機接
着剤とすれば、製造工程にける熱圧着が不要であるた
め、圧着熱に起因する光学的問題点の発生もない。
とを接合する際の接合層を、接合層厚以下の平均粒径を
呈する無機フィラーを１ｖｏｌ％以上含む接着剤で形成
することにより、接合層（接着層）の剛性を向上でき、
圧電振動子から音響光学結晶への超音波伝達効率が向上
できる。さらに、超音波伝達効率向上により、共振時に
接合層に発生する熱を抑制でき、この発熱に起因する光
学的問題点の発生も低減できる。勿論、主成分を有機接
着剤とすれば、製造工程にける熱圧着が不要であるた
め、圧着熱に起因する光学的問題点の発生もない。
【００１６】また、接着剤にガラス転移温度が１００℃
以下のものを用いた場合、共振時に発生する熱により軟
化する虞がある。接着剤が軟化すると、超音波伝達効率
の低下や回折効率劣化などの問題が生じる。これに対
し、接着剤の主成分を、ガラス転移温度が１００℃以上
のフェノキシ樹脂結合材とすれば、軟化の虞を解消でき
る。
以下のものを用いた場合、共振時に発生する熱により軟
化する虞がある。接着剤が軟化すると、超音波伝達効率
の低下や回折効率劣化などの問題が生じる。これに対
し、接着剤の主成分を、ガラス転移温度が１００℃以上
のフェノキシ樹脂結合材とすれば、軟化の虞を解消でき
る。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例による音響光学変調素
子を説明する。
子を説明する。
【００１８】［実施例１］実施例１による音響光学変調
素子は、モリブデン酸鉛（ＰｂＭｏＯ4 ）単結晶から成
る音響光学結晶と、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）
から成る圧電振動子とが接合されて成る。この接合に
は、フィラーとしてアルミナ粉末（例えば、平均粒径は
０．１０μｍ以下、モース硬度は６）を均一に分散（例
えば、１ｖｏｌ％）させたエポキシ樹脂接着剤を用い
た。そして、このエポキシ樹脂接着剤により、音響光学
結晶と圧電振動子とを所定の条件（例えば、接着圧力は
１．０ｋｇ／ｃｍ2 、硬化温度・時間は８０℃×３０
分）で接着した。接着層の厚さは、０．１０〜０．１５
μｍであった。
素子は、モリブデン酸鉛（ＰｂＭｏＯ4 ）単結晶から成
る音響光学結晶と、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）
から成る圧電振動子とが接合されて成る。この接合に
は、フィラーとしてアルミナ粉末（例えば、平均粒径は
０．１０μｍ以下、モース硬度は６）を均一に分散（例
えば、１ｖｏｌ％）させたエポキシ樹脂接着剤を用い
た。そして、このエポキシ樹脂接着剤により、音響光学
結晶と圧電振動子とを所定の条件（例えば、接着圧力は
１．０ｋｇ／ｃｍ2 、硬化温度・時間は８０℃×３０
分）で接着した。接着層の厚さは、０．１０〜０．１５
μｍであった。
【００１９】次に、実施例１による音響光学変調素子の
評価、即ち、回折効率の測定およびビームの変形や位置
ズレの観測を行った。図６は、音響光学変調素子の回折
効率の測定系を示す概略図である。図６において、本測
定系は、音響光学変調素子１０と、音響光学変調素子１
０に同軸ケーブル２１を介して接続された共振器２０
（発振周波数は１４０ＭＨｚ）と、入射光を発生するレ
ーザ光源５１（波長は１．３μｍ）と、出射光を測定す
る光パワーメータ５２とを有している。
評価、即ち、回折効率の測定およびビームの変形や位置
ズレの観測を行った。図６は、音響光学変調素子の回折
効率の測定系を示す概略図である。図６において、本測
定系は、音響光学変調素子１０と、音響光学変調素子１
０に同軸ケーブル２１を介して接続された共振器２０
（発振周波数は１４０ＭＨｚ）と、入射光を発生するレ
ーザ光源５１（波長は１．３μｍ）と、出射光を測定す
る光パワーメータ５２とを有している。
【００２０】また、図７は、音響光学変調素子のビーム
変形や位置ズレの観測系を示す概略図である。図７にお
いて、本観測系は、音響光学変調素子１０に同軸ケーブ
ル２１を介して接続された共振器２０（発振周波数は１
４０ＭＨｚ）と、レーザ光源５１（波長は１．３μｍ）
と、入射光および出射光それぞれを偏光するためのグラ
ントムソンプリズム６３および６４と、偏光された出射
光を撮像する赤外線カメラ６１と、カメラに接続された
モニタ６２とを有している。
変形や位置ズレの観測系を示す概略図である。図７にお
いて、本観測系は、音響光学変調素子１０に同軸ケーブ
ル２１を介して接続された共振器２０（発振周波数は１
４０ＭＨｚ）と、レーザ光源５１（波長は１．３μｍ）
と、入射光および出射光それぞれを偏光するためのグラ
ントムソンプリズム６３および６４と、偏光された出射
光を撮像する赤外線カメラ６１と、カメラに接続された
モニタ６２とを有している。
【００２１】まず、図６に示す測定系を用いて、実施例
１による音響光学変調素子の駆動電力（０〜３Ｗ）に対
する回折効率を測定した。測定結果を図２に示す。図２
において、回折効率６０％以上を得るために必要な駆動
電力は０．５Ｗ以上であることがわかる。
１による音響光学変調素子の駆動電力（０〜３Ｗ）に対
する回折効率を測定した。測定結果を図２に示す。図２
において、回折効率６０％以上を得るために必要な駆動
電力は０．５Ｗ以上であることがわかる。
【００２２】次に、駆動電力０．５Ｗで１００時間連続
して共振させ、回折効率の測定と、ビームの変形および
位置ズレの観察を行った。ビームの変形および位置ズレ
については、図７に示す観測系を用いて観測した。この
結果、回折効率劣化およびビームの変形や位置ズレは測
定および観察されなかった。尚、共振１００時間後に接
着層の厚みを測定したが、製造時と同じ０．１０〜０．
１５μｍであった。
して共振させ、回折効率の測定と、ビームの変形および
位置ズレの観察を行った。ビームの変形および位置ズレ
については、図７に示す観測系を用いて観測した。この
結果、回折効率劣化およびビームの変形や位置ズレは測
定および観察されなかった。尚、共振１００時間後に接
着層の厚みを測定したが、製造時と同じ０．１０〜０．
１５μｍであった。
【００２３】尚、実施例１においては、平均粒径が０．
１０μｍ以下のフィラーを用いたが、平均粒径は、接着
層の層厚以下であればよく、好ましくは、０．５μｍ以
下であればよい。また、フィラーの硬度は、モース硬度
で６以上が好ましい。
１０μｍ以下のフィラーを用いたが、平均粒径は、接着
層の層厚以下であればよく、好ましくは、０．５μｍ以
下であればよい。また、フィラーの硬度は、モース硬度
で６以上が好ましい。
【００２４】さらに、実施例１において、例えば、エポ
キシ樹脂接着剤としてビスフェノールＡとクロロヒドリ
ンとから合成されるジグリシジールエーラル・ビスフェ
ノールＡを主剤とし、架橋密度の高い硬化樹脂を加えた
もの等を用いることができ、ガラス転移温度が１００℃
以上のものが好ましい。
キシ樹脂接着剤としてビスフェノールＡとクロロヒドリ
ンとから合成されるジグリシジールエーラル・ビスフェ
ノールＡを主剤とし、架橋密度の高い硬化樹脂を加えた
もの等を用いることができ、ガラス転移温度が１００℃
以上のものが好ましい。
【００２５】［実施例２］実施例２による音響光学変調
素子は、実施例１と同様に、モリブデン酸鉛単結晶から
成る音響光学結晶と、ニオブ酸リチウムから成る圧電振
動子とが接合されて成る。この接合には、フィラーとし
てアルミナ粉末（平均粒径は０．１０μｍ以下、モース
硬度は６）を均一に分散（１ｖｏｌ％）させたフェノキ
シ樹脂接着剤（東都化成 (株) のYP-40ASM40）を用い
た。そして、このエポキシ樹脂接着剤により、音響光学
結晶と圧電振動子とを、接着圧力は１．０ｋｇ／ｃ
ｍ2 、硬化温度・時間は８０℃×３０分で接着した。接
着層の厚さは、０．１０〜０．１５μｍであった。
素子は、実施例１と同様に、モリブデン酸鉛単結晶から
成る音響光学結晶と、ニオブ酸リチウムから成る圧電振
動子とが接合されて成る。この接合には、フィラーとし
てアルミナ粉末（平均粒径は０．１０μｍ以下、モース
硬度は６）を均一に分散（１ｖｏｌ％）させたフェノキ
シ樹脂接着剤（東都化成 (株) のYP-40ASM40）を用い
た。そして、このエポキシ樹脂接着剤により、音響光学
結晶と圧電振動子とを、接着圧力は１．０ｋｇ／ｃ
ｍ2 、硬化温度・時間は８０℃×３０分で接着した。接
着層の厚さは、０．１０〜０．１５μｍであった。
【００２６】次に、実施例２による音響光学変調素子の
評価、即ち、回折効率の測定およびビームの変形や位置
ズレの観測を、図６に示す測定系および図７に示す観測
系を用いて行った。
評価、即ち、回折効率の測定およびビームの変形や位置
ズレの観測を、図６に示す測定系および図７に示す観測
系を用いて行った。
【００２７】測定および観測の結果、図３に示すよう
に、実施例２による音響光学変調素子が回折効率６０％
以上を得るために必要な駆動電力は、０．５Ｗ以上であ
った。また、駆動電力０．５Ｗで１００時間連続して共
振させた後において、回折効率劣化およびビームの変形
や位置ズレは測定および観察されなかった。尚、共振１
００時間後に接着層の厚みを測定したが、製造時と同じ
０．１０〜０．１５μｍであった。
に、実施例２による音響光学変調素子が回折効率６０％
以上を得るために必要な駆動電力は、０．５Ｗ以上であ
った。また、駆動電力０．５Ｗで１００時間連続して共
振させた後において、回折効率劣化およびビームの変形
や位置ズレは測定および観察されなかった。尚、共振１
００時間後に接着層の厚みを測定したが、製造時と同じ
０．１０〜０．１５μｍであった。
【００２８】尚、実施例２においても、実施例１と同様
に、接着剤に含ませるフィラーの平均粒径は、接着層の
層厚以下であればよく、好ましくは０．５μｍ以下であ
る。また、モース硬度は６以上が好ましい。
に、接着剤に含ませるフィラーの平均粒径は、接着層の
層厚以下であればよく、好ましくは０．５μｍ以下であ
る。また、モース硬度は６以上が好ましい。
【００２９】さらに、実施例２において、接着剤の主成
分であるフェノキシ樹脂結合材は、前述した素子の共振
時における軟化防止の点から、ガラス転移温度が１００
℃以上のものが好ましく、例えば、ビスフェノール類と
エピクルヒドリンとを合成して得られる高分子量ポリヒ
ドロキシポリエーテルを用いることができる。
分であるフェノキシ樹脂結合材は、前述した素子の共振
時における軟化防止の点から、ガラス転移温度が１００
℃以上のものが好ましく、例えば、ビスフェノール類と
エピクルヒドリンとを合成して得られる高分子量ポリヒ
ドロキシポリエーテルを用いることができる。
【００３０】［比較例］次に、比較例として、従来の有
機接着剤により接着された音響光学変調素子を製造し
た。実施例１および２と同等の音響光学結晶と圧電振動
子とを、フィラーを含まないエポキシ樹脂で、実施例１
および２と同一条件で接着し、音響光学変調素子を製造
した。
機接着剤により接着された音響光学変調素子を製造し
た。実施例１および２と同等の音響光学結晶と圧電振動
子とを、フィラーを含まないエポキシ樹脂で、実施例１
および２と同一条件で接着し、音響光学変調素子を製造
した。
【００３１】比較例による音響光学変調素子を、図６に
示す測定系および図７に示す観測系を用いて、回折効率
の測定およびビームの変形や位置ズレの観測を行った。
示す測定系および図７に示す観測系を用いて、回折効率
の測定およびビームの変形や位置ズレの観測を行った。
【００３２】測定の結果、図４に示すように、回折効率
６０％以上を得るためには、駆動電力が１．０Ｗ以上必
要であることがわかる。また、回折効率６０％の得られ
る駆動電力１．０Ｗで、１００時間連続共振させた場
合、回折効率は、図５に示すように、約５０時間経過し
たころから低下し始め、１００時間後には５％低下し
た。また、ビームの変形やズレも観察された。尚、共振
１００時間後に接着層の厚みを測定したが、製造時から
変化なく、即ち、実施例１および２と同じ０．１０〜
０．１５μｍであった。
６０％以上を得るためには、駆動電力が１．０Ｗ以上必
要であることがわかる。また、回折効率６０％の得られ
る駆動電力１．０Ｗで、１００時間連続共振させた場
合、回折効率は、図５に示すように、約５０時間経過し
たころから低下し始め、１００時間後には５％低下し
た。また、ビームの変形やズレも観察された。尚、共振
１００時間後に接着層の厚みを測定したが、製造時から
変化なく、即ち、実施例１および２と同じ０．１０〜
０．１５μｍであった。
【００３３】
【発明の効果】本発明による音響光学変調素子は、音響
光学結晶と圧電振動子とを、層厚以下の平均粒径を呈す
る無機フィラーを１ｖｏｌ％以上含む接着剤から成る接
合層を介して接合してなるため、接合層の剛性が高く、
圧電振動子から音響光学結晶への超音波伝達効率が高
い。これにより、駆動時の発熱が抑制され、ビームの変
形や位置ズレがない。さらに、比較的低パワーで所望の
回折光率を得ることが可能である。勿論、熱圧着するこ
となく製造できるため、製造時に音響光学結晶内部に熱
歪みが生じることがない。
光学結晶と圧電振動子とを、層厚以下の平均粒径を呈す
る無機フィラーを１ｖｏｌ％以上含む接着剤から成る接
合層を介して接合してなるため、接合層の剛性が高く、
圧電振動子から音響光学結晶への超音波伝達効率が高
い。これにより、駆動時の発熱が抑制され、ビームの変
形や位置ズレがない。さらに、比較的低パワーで所望の
回折光率を得ることが可能である。勿論、熱圧着するこ
となく製造できるため、製造時に音響光学結晶内部に熱
歪みが生じることがない。
【００３４】さらに、接着剤の主成分を、ガラス転移温
度が１００℃以上のエポキシ樹脂結合材、または、フェ
ノキシ樹脂結合材とすれば、共振時に発生する熱により
軟化することなく、超音波伝達効率の低下や回折効率劣
化などの問題を解消できる。
度が１００℃以上のエポキシ樹脂結合材、または、フェ
ノキシ樹脂結合材とすれば、共振時に発生する熱により
軟化することなく、超音波伝達効率の低下や回折効率劣
化などの問題を解消できる。
【図１】本発明の実施例および従来例による音響光学変
調素子の動作を説明するための概略図である。
調素子の動作を説明するための概略図である。
【図２】実施例１による音響光学変調素子の駆動電力に
対する回折効率を示す図である。
対する回折効率を示す図である。
【図３】実施例２による音響光学変調素子の駆動電力に
対する回折効率を示す図である。
対する回折効率を示す図である。
【図４】比較例による音響光学変調素子の共振駆動電力
に対する回折効率を示す図である。
に対する回折効率を示す図である。
【図５】比較例による音響光学変調素子の共振通電時間
に対する回折効率の変化を示す図である。
に対する回折効率の変化を示す図である。
【図６】本発明の実施例および従来例による音響光学変
調素子の回折効率測定系を示す概略図である。
調素子の回折効率測定系を示す概略図である。
【図７】本発明の実施例および従来例による音響光学変
調素子のビーム形および位置ズレ観測系を示す概略図で
ある。
調素子のビーム形および位置ズレ観測系を示す概略図で
ある。
１０ 音響光学変調素子 １１ 音響光学結晶 １２ 圧電振動子 ２０ 共振器 ２１ 同軸ケーブル ５１ レーザ光源 ５２ 光パワーメータ ６１ 赤外線カメラ ６２ モニタ ６３、６４ グラントムソンプリズム ａ1 入射光 ａ2 非回折光 ａ3 一次回折光 ｄ 超音波
Claims (4)
- 【請求項１】 音響光学結晶と圧電振動子とを接合層を
介して接合してなる音響光学変調素子において、前記接
合層は、当該層厚以下の平均粒径を呈する無機フィラー
を１ｖｏｌ％以上含む接着剤から成ることを特徴とする
音響光学変調素子。 - 【請求項２】 前記接着剤は、ガラス転移温度が１００
℃以上のエポキシ樹脂結合材を主成分とする請求項１記
載の音響光学変調素子。 - 【請求項３】 前記接着剤は、ガラス転移温度が１００
℃以上のフェノキシ樹脂結合材を主成分とする請求項１
記載の音響光学変調素子。 - 【請求項４】 前記無機フィラーの前記平均粒径は、
０．５μｍ以下である請求項１乃至３いずれか記載の音
響光学変調素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29981492A JPH0682734A (ja) | 1992-07-17 | 1992-11-10 | 音響光学変調素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-191053 | 1992-07-17 | ||
| JP19105392 | 1992-07-17 | ||
| JP29981492A JPH0682734A (ja) | 1992-07-17 | 1992-11-10 | 音響光学変調素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682734A true JPH0682734A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=26506459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29981492A Withdrawn JPH0682734A (ja) | 1992-07-17 | 1992-11-10 | 音響光学変調素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682734A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6560005B2 (en) | 2001-08-07 | 2003-05-06 | Tkd, Inc. | Acousto-optic devices |
| CN110401096A (zh) * | 2018-04-24 | 2019-11-01 | 福州高意光学有限公司 | 一种高效率声光调q器件 |
| WO2020194780A1 (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | 住友大阪セメント株式会社 | 光導波路デバイス |
-
1992
- 1992-11-10 JP JP29981492A patent/JPH0682734A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6560005B2 (en) | 2001-08-07 | 2003-05-06 | Tkd, Inc. | Acousto-optic devices |
| CN110401096A (zh) * | 2018-04-24 | 2019-11-01 | 福州高意光学有限公司 | 一种高效率声光调q器件 |
| WO2020194780A1 (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | 住友大阪セメント株式会社 | 光導波路デバイス |
| JP2020166047A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | 住友大阪セメント株式会社 | 光導波路デバイス |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000201 |