JPH0682842A - 光偏向器 - Google Patents
光偏向器Info
- Publication number
- JPH0682842A JPH0682842A JP18778193A JP18778193A JPH0682842A JP H0682842 A JPH0682842 A JP H0682842A JP 18778193 A JP18778193 A JP 18778193A JP 18778193 A JP18778193 A JP 18778193A JP H0682842 A JPH0682842 A JP H0682842A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electro
- crystal
- prisms
- optical
- opposite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型構造にて偏向角を増大させることができ
る光偏向器を得ることである。 【構成】 電気光学結晶から２個のプリズムを作り、こ
れらのプリズムの光学軸方向が互いに逆向きになるよう
に貼り合わせ、この電気光学結晶に対する電圧印加によ
る屈折率変化により、前記電気光学結晶の一側面に入射
させた光ビームを他側面から偏向出力させる光偏向器に
おいて、電極間距離の小さい複数枚の結晶薄板を各々の
光学軸方向が互いに逆向きになるようにして積層させた
電気光学結晶体を設け、この電気光学結晶体の個々の結
晶薄板での電界方向を互いに逆とさせる電圧印加手段を
設けた。
る光偏向器を得ることである。 【構成】 電気光学結晶から２個のプリズムを作り、こ
れらのプリズムの光学軸方向が互いに逆向きになるよう
に貼り合わせ、この電気光学結晶に対する電圧印加によ
る屈折率変化により、前記電気光学結晶の一側面に入射
させた光ビームを他側面から偏向出力させる光偏向器に
おいて、電極間距離の小さい複数枚の結晶薄板を各々の
光学軸方向が互いに逆向きになるようにして積層させた
電気光学結晶体を設け、この電気光学結晶体の個々の結
晶薄板での電界方向を互いに逆とさせる電圧印加手段を
設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気光学効果を利用し
た光偏向器に関する。
た光偏向器に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光偏向器は各種方面において用
いられるが、従来の光偏向器としては機械駆動式のもの
が主流を占めている。しかし、機械式のものは、形状が
大きい、可動部分を含むため振動に弱く、かつ、応答速
度が遅い等の欠点がある。しかも、光学系が僅かでも狂
うと偏向位置も狂つてしまうため、各部を高精度に組立
てることも必要であり、製造コストが高くなる。
いられるが、従来の光偏向器としては機械駆動式のもの
が主流を占めている。しかし、機械式のものは、形状が
大きい、可動部分を含むため振動に弱く、かつ、応答速
度が遅い等の欠点がある。しかも、光学系が僅かでも狂
うと偏向位置も狂つてしまうため、各部を高精度に組立
てることも必要であり、製造コストが高くなる。
【０００３】この点、近年では例えば電気光学効果を利
用した非機械式の光偏向器も提案されている。図３に従
来の電気光学光偏向器１の例を示す。これは、電気光学
結晶から２個のプリズム２，３を作り、これらのプリズ
ム２，３の光学軸方向が互いに逆向きとなるようにして
貼り合せ、その上下両面に電極４をつけ、電圧Ｖを印加
するように構成してなる。
用した非機械式の光偏向器も提案されている。図３に従
来の電気光学光偏向器１の例を示す。これは、電気光学
結晶から２個のプリズム２，３を作り、これらのプリズ
ム２，３の光学軸方向が互いに逆向きとなるようにして
貼り合せ、その上下両面に電極４をつけ、電圧Ｖを印加
するように構成してなる。
【０００４】このような構成において、印加電圧により
各々のプリズム２，３に各々±Δｎの屈折率変化を生じ
るものとする。この場合、図２中に示す経路ＡＢ及び経
路ＣＤに対応する位相変化量は、波長をλ0 とすると、
各々 (２π／λ0)(ｎ＋Δｎ)ｌ (２π／λ0)(ｎ−Δｎ)ｌ…………………(１) となる。よって、光ビームは２個のプリズム２，３を通
過することにより、 (２π／λ0）Δｎ・ｌ(２ｘ／Ｄ)…………………(２) で表される直線位相分布を持つことになる。従って、２
個のプリズム２，３を通過した出力光は偏向されること
になる。
各々のプリズム２，３に各々±Δｎの屈折率変化を生じ
るものとする。この場合、図２中に示す経路ＡＢ及び経
路ＣＤに対応する位相変化量は、波長をλ0 とすると、
各々 (２π／λ0)(ｎ＋Δｎ)ｌ (２π／λ0)(ｎ−Δｎ)ｌ…………………(１) となる。よって、光ビームは２個のプリズム２，３を通
過することにより、 (２π／λ0）Δｎ・ｌ(２ｘ／Ｄ)…………………(２) で表される直線位相分布を持つことになる。従って、２
個のプリズム２，３を通過した出力光は偏向されること
になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような電気光学偏
向は高速性に優れるものの、実際には、駆動電圧が高
く、得られる屈折率変化が小さいので、大きな偏向角を
得ることは容易でない。
向は高速性に優れるものの、実際には、駆動電圧が高
く、得られる屈折率変化が小さいので、大きな偏向角を
得ることは容易でない。
【０００６】この点について、図２を参照して更に検討
する。一般に、偏向角θは、図２において経路ＡＢと経
路ＣＤとの位相変化量の差、即ち、（２π／λ0）・２
Δｎ・ｌと（２π／λ0）・Ｄsinθとがつり合うように
決定される。つまり、 θ＝sin~1｛（２Δｎ・ｌ）／Ｄ｝………………(３) となる。ここに、偏向角θは十分に小さいものとする
と、 θ＝(２Δｎ・ｌ)／Ｄ………………(４) となる。いま、電圧印加による屈折率変化Δｎが一定で
あるとすると、偏向角θを大きくするためには、(４)式
より、電気光学結晶の形状因子であるｌ／Ｄの値を大き
くすればよいと考えられる。しかし、長さｌの値を増大
させると入射された光による回折損が増大し、偏向器自
体も大型化してしまう。また、入射ビームのスポットを
電気光学結晶の断面より十分に小さくする必要があり、
幅Ｄの値を小さくする点にも限界がある。
する。一般に、偏向角θは、図２において経路ＡＢと経
路ＣＤとの位相変化量の差、即ち、（２π／λ0）・２
Δｎ・ｌと（２π／λ0）・Ｄsinθとがつり合うように
決定される。つまり、 θ＝sin~1｛（２Δｎ・ｌ）／Ｄ｝………………(３) となる。ここに、偏向角θは十分に小さいものとする
と、 θ＝(２Δｎ・ｌ)／Ｄ………………(４) となる。いま、電圧印加による屈折率変化Δｎが一定で
あるとすると、偏向角θを大きくするためには、(４)式
より、電気光学結晶の形状因子であるｌ／Ｄの値を大き
くすればよいと考えられる。しかし、長さｌの値を増大
させると入射された光による回折損が増大し、偏向器自
体も大型化してしまう。また、入射ビームのスポットを
電気光学結晶の断面より十分に小さくする必要があり、
幅Ｄの値を小さくする点にも限界がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】電気光学結晶から２個の
プリズムを作り、これらのプリズムの光学軸方向が互い
に逆向きになるように貼り合わせ、この電気光学結晶に
対する電圧印加による屈折率変化により、前記電気光学
結晶の一側面に入射させた光ビームを他側面から偏向出
力させる光偏向器において、電極間距離の小さい複数枚
の結晶薄板を各々の光学軸方向が互いに逆向きになるよ
うにして積層させた電気光学結晶体を設け、この電気光
学結晶体の個々の結晶薄板での電界方向を互いに逆とさ
せる電圧印加手段を設けた。
プリズムを作り、これらのプリズムの光学軸方向が互い
に逆向きになるように貼り合わせ、この電気光学結晶に
対する電圧印加による屈折率変化により、前記電気光学
結晶の一側面に入射させた光ビームを他側面から偏向出
力させる光偏向器において、電極間距離の小さい複数枚
の結晶薄板を各々の光学軸方向が互いに逆向きになるよ
うにして積層させた電気光学結晶体を設け、この電気光
学結晶体の個々の結晶薄板での電界方向を互いに逆とさ
せる電圧印加手段を設けた。
【０００８】
【作用】同一の印加電圧の下で実質的に全体に作用する
電界の強さを増大させることができ、よって、小型構造
でありながら大きな偏向角を得ることができ、また、小
さい印加電圧で大きな偏向作用を発揮させることができ
る。
電界の強さを増大させることができ、よって、小型構造
でありながら大きな偏向角を得ることができ、また、小
さい印加電圧で大きな偏向作用を発揮させることができ
る。
【０００９】
【実施例】本発明の一実施例を図１に基づいて説明す
る。まず、この実施例で用いる電気光学結晶体５により
構成される光偏向器６の大きさは図３に示した光偏向器
１と同程度であるとする。ここに、この実施例では電気
光学結晶体５を複数枚、例えば５枚の結晶薄板７ａ，７
ｂを厚み方向に積層させて構成するものである。これら
の結晶薄板７ａ，７ｂは各々図３のプリズム２，３に相
当する形状、光学軸のものを極く薄く形成したものであ
り、各々の光学軸方向は互いに逆向きとなつている５枚
の結晶薄板７の各々の両面には電極８が形成されてい
る。この結果、図３との対比では、個々の結晶薄板７
（電極８を含む）の厚さはプリズム２，３の厚さｄの１
／５、即ちｄ／５とされている。さらに、各電極８を介
して各結晶薄板７間に電圧を印加する電圧印加手段とし
ての電源９が設けられている。ここで、特徴的な点はこ
の電源９が各結晶薄板７の両面の電極８に対し交互に極
性が異なるように接続され、個々の結晶薄板７での電界
方向が交互に逆となるように設定されている。
る。まず、この実施例で用いる電気光学結晶体５により
構成される光偏向器６の大きさは図３に示した光偏向器
１と同程度であるとする。ここに、この実施例では電気
光学結晶体５を複数枚、例えば５枚の結晶薄板７ａ，７
ｂを厚み方向に積層させて構成するものである。これら
の結晶薄板７ａ，７ｂは各々図３のプリズム２，３に相
当する形状、光学軸のものを極く薄く形成したものであ
り、各々の光学軸方向は互いに逆向きとなつている５枚
の結晶薄板７の各々の両面には電極８が形成されてい
る。この結果、図３との対比では、個々の結晶薄板７
（電極８を含む）の厚さはプリズム２，３の厚さｄの１
／５、即ちｄ／５とされている。さらに、各電極８を介
して各結晶薄板７間に電圧を印加する電圧印加手段とし
ての電源９が設けられている。ここで、特徴的な点はこ
の電源９が各結晶薄板７の両面の電極８に対し交互に極
性が異なるように接続され、個々の結晶薄板７での電界
方向が交互に逆となるように設定されている。
【００１０】このような構成において、電源９により例
えば図３の場合と同一の印加電圧Ｖを各結晶薄板７に印
加したとすると、これらの結晶薄板７は厚さがｄ／５で
あるので、各々の結晶薄板７を通じて電気光学結晶に作
用する電界は図３の場合に比し５倍となる。従って、電
界の強さに比例した屈折率変化を示すポッケルス効果を
持つ電気光学結晶に入射した光ビームは図３の場合と同
一の印加電圧で５倍の屈折率変化を示す。また、電界の
強さの２乗に比例する屈折率変化を持つ電気光学結晶に
入射した光ビームは図３の場合と同一の印加電圧で２５
倍の屈折率変化を示す。
えば図３の場合と同一の印加電圧Ｖを各結晶薄板７に印
加したとすると、これらの結晶薄板７は厚さがｄ／５で
あるので、各々の結晶薄板７を通じて電気光学結晶に作
用する電界は図３の場合に比し５倍となる。従って、電
界の強さに比例した屈折率変化を示すポッケルス効果を
持つ電気光学結晶に入射した光ビームは図３の場合と同
一の印加電圧で５倍の屈折率変化を示す。また、電界の
強さの２乗に比例する屈折率変化を持つ電気光学結晶に
入射した光ビームは図３の場合と同一の印加電圧で２５
倍の屈折率変化を示す。
【００１１】この結果、図１と図３とでｌ／Ｄの値を一
定とすると、この実施例による場合、(４)式より偏向角
度θが５倍又は２５倍に増大することになる。一方、逆
の観点から、必要とする最大偏向角θf が予め判ってい
る場合、それを達成するために必要とする印加電圧は図
３の場合の１／５に低減させることができる。
定とすると、この実施例による場合、(４)式より偏向角
度θが５倍又は２５倍に増大することになる。一方、逆
の観点から、必要とする最大偏向角θf が予め判ってい
る場合、それを達成するために必要とする印加電圧は図
３の場合の１／５に低減させることができる。
【００１２】
【発明の効果】本発明は上述のように、電気光学結晶か
ら２個のプリズムを作り、これらのプリズムの光学軸方
向が互いに逆向きになるように貼り合わせ、この電気光
学結晶に対する電圧印加による屈折率変化により、前記
電気光学結晶の一側面に入射させた光ビームを他側面か
ら偏向出力させる光偏向器において、電極間距離の小さ
い複数枚の結晶薄板を各々の光学軸方向が互いに逆向き
になるようにして積層させた電気光学結晶体を設け、こ
の電気光学結晶体の個々の結晶薄板での電界方向を互い
に逆とさせる電圧印加手段を設けたので、同一の印加電
圧の下で実質的に全体に作用する電界の強さを増大させ
ることができ、よつて、小型構造でありながら大きな偏
向角を得ることができ、また、小さい印加電圧で大きな
偏向作用を発揮させることができると云う効果を有す
る。
ら２個のプリズムを作り、これらのプリズムの光学軸方
向が互いに逆向きになるように貼り合わせ、この電気光
学結晶に対する電圧印加による屈折率変化により、前記
電気光学結晶の一側面に入射させた光ビームを他側面か
ら偏向出力させる光偏向器において、電極間距離の小さ
い複数枚の結晶薄板を各々の光学軸方向が互いに逆向き
になるようにして積層させた電気光学結晶体を設け、こ
の電気光学結晶体の個々の結晶薄板での電界方向を互い
に逆とさせる電圧印加手段を設けたので、同一の印加電
圧の下で実質的に全体に作用する電界の強さを増大させ
ることができ、よつて、小型構造でありながら大きな偏
向角を得ることができ、また、小さい印加電圧で大きな
偏向作用を発揮させることができると云う効果を有す
る。
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】屈折率変化と偏向方向とを示す平面図である。
【図３】従来例を示す斜視図である。
５ 電気光学結晶体 ７ 結晶薄板 ８ 電極 ９ 電圧印加手段
Claims (1)
- 【請求項１】 電気光学結晶から２個のプリズムを作
り、これらのプリズムの光学軸方向が互いに逆向きにな
るように貼り合わせ、この電気光学結晶に対する電圧印
加による屈折率変化により、前記電気光学結晶の一側面
に入射させた光ビームを他側面から偏向出力させる光偏
向器において、電極間距離の小さい複数枚の結晶薄板を
各々の光学軸方向が互いに逆向きになるようにして積層
させた電気光学結晶体を設け、この電気光学結晶体の個
々の結晶薄板での電界方向を互いに逆とさせる電圧印加
手段を設けたことを特徴とする光偏向器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18778193A JPH0682842A (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 光偏向器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18778193A JPH0682842A (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 光偏向器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682842A true JPH0682842A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=16212114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18778193A Pending JPH0682842A (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 光偏向器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682842A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011197554A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 光変調デバイスおよび露光装置 |
| WO2013121966A1 (ja) * | 2012-02-17 | 2013-08-22 | 株式会社ブイ・テクノロジー | 光偏向素子 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5770513A (en) * | 1980-10-20 | 1982-05-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical modulator |
-
1993
- 1993-07-29 JP JP18778193A patent/JPH0682842A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5770513A (en) * | 1980-10-20 | 1982-05-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical modulator |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011197554A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 光変調デバイスおよび露光装置 |
| WO2013121966A1 (ja) * | 2012-02-17 | 2013-08-22 | 株式会社ブイ・テクノロジー | 光偏向素子 |
| JP2013171081A (ja) * | 2012-02-17 | 2013-09-02 | V Technology Co Ltd | 光偏向素子 |
| TWI571690B (zh) * | 2012-02-17 | 2017-02-21 | V科技股份有限公司 | 雷射光束掃描裝置 |
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