JPH07270735A - 音響光学フィルタ - Google Patents
音響光学フィルタInfo
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- JPH07270735A JPH07270735A JP6065194A JP6519494A JPH07270735A JP H07270735 A JPH07270735 A JP H07270735A JP 6065194 A JP6065194 A JP 6065194A JP 6519494 A JP6519494 A JP 6519494A JP H07270735 A JPH07270735 A JP H07270735A
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Links
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 16
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/11—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
- G02F1/125—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves in an optical waveguide structure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、電極設計に制約を受けることなく
フィルタ特性の低サイドローブ化を図り、光波長選択機
能を必要とする光集積回路において、Ｓ／Ｎの良好な、
小サイズ、省電力の音響光学フィルタを実現する。 【構成】 音響光学フィルタにおいて弾性表面波励振用
電極１３の近傍に伝搬速度の遅い媒質からなる厚さ分布
型のフレネルレンズ形状の音場集束素子１４を設けて音
波と光波の重み付け結合を行う。
フィルタ特性の低サイドローブ化を図り、光波長選択機
能を必要とする光集積回路において、Ｓ／Ｎの良好な、
小サイズ、省電力の音響光学フィルタを実現する。 【構成】 音響光学フィルタにおいて弾性表面波励振用
電極１３の近傍に伝搬速度の遅い媒質からなる厚さ分布
型のフレネルレンズ形状の音場集束素子１４を設けて音
波と光波の重み付け結合を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】波は光波長フィルタに関し、特に
コリニア結合による音響光学効果を用いた光波長フィル
タに関するものである。
コリニア結合による音響光学効果を用いた光波長フィル
タに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】音響光学効果を用いた光波長フィルタ
は、高速な動作、同調可変幅が大きく選択チャネル数を
多く取れる、複数波長を同時に選択できるなどの特徴が
ある。
は、高速な動作、同調可変幅が大きく選択チャネル数を
多く取れる、複数波長を同時に選択できるなどの特徴が
ある。
【０００３】従来の技術としては、以下に挙げる例があ
る。
る。
【０００４】図２はエレクトロニクス・レター第２５巻
６号３９８〜３９９頁（ELECTRONICS LETTERS Vol.25 N
o.6, pp398-399, 1989）より引用した音響光学フィルタ
の斜視図である。ニオブ酸リチウム基板２１に装荷され
た弾性表面波励振電極２３によって励振された弾性表面
波によって、ニオブ酸リチウム基板２１表面に作製した
チタン拡散光導波路２２に周期的な屈折率変化が発生す
る。
６号３９８〜３９９頁（ELECTRONICS LETTERS Vol.25 N
o.6, pp398-399, 1989）より引用した音響光学フィルタ
の斜視図である。ニオブ酸リチウム基板２１に装荷され
た弾性表面波励振電極２３によって励振された弾性表面
波によって、ニオブ酸リチウム基板２１表面に作製した
チタン拡散光導波路２２に周期的な屈折率変化が発生す
る。
【０００５】光導波路２２の入力端で励起された基板に
対して垂直な電界成分を有する直線偏光（以後ＴＭ偏光
と呼ぶ）の中で光導波路２２の周期的な屈折率変化によ
り位相整合条件が満たされる特定の光波長のＴＭ偏光
が、基板に対して平行な電界成分を有する直線偏光（以
後ＴＥ偏光と呼ぶ）に変換される。
対して垂直な電界成分を有する直線偏光（以後ＴＭ偏光
と呼ぶ）の中で光導波路２２の周期的な屈折率変化によ
り位相整合条件が満たされる特定の光波長のＴＭ偏光
が、基板に対して平行な電界成分を有する直線偏光（以
後ＴＥ偏光と呼ぶ）に変換される。
【０００６】素子の中央付近に設置されたＺカットのニ
オブ酸リチウムウエハー片によるＴＥ偏光検光素子２６
によりＴＥ偏光は透過、ＴＭ偏光は放射されて特定波長
の選択がなされる。第二の弾性表面波励振電極により再
び特定の光波長のＴＥ偏光がＴＭ偏光に変換される。二
段階の偏光変換によってフィルタ特性におけるサイドロ
ーブの低減が図られている。
オブ酸リチウムウエハー片によるＴＥ偏光検光素子２６
によりＴＥ偏光は透過、ＴＭ偏光は放射されて特定波長
の選択がなされる。第二の弾性表面波励振電極により再
び特定の光波長のＴＥ偏光がＴＭ偏光に変換される。二
段階の偏光変換によってフィルタ特性におけるサイドロ
ーブの低減が図られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】音響光学フィルタは、
弾性表面波と光波の相互作用を利用するものであり、音
波と光波の結合係数が一様である従来の構造では、フィ
ルタ特性におけるサイドローブ抑圧比は理論的に−９ｄ
Ｂになり、これ以上の低サイドローブ化が図れない。さ
らなる低サイドローブ化を図るため、図２の光波長フィ
ルタでは二つのＴＥ／ＴＭ偏光変換素子をタンデムに接
続しているが、素子の大型化、消費電力増加などの問題
がある。
弾性表面波と光波の相互作用を利用するものであり、音
波と光波の結合係数が一様である従来の構造では、フィ
ルタ特性におけるサイドローブ抑圧比は理論的に−９ｄ
Ｂになり、これ以上の低サイドローブ化が図れない。さ
らなる低サイドローブ化を図るため、図２の光波長フィ
ルタでは二つのＴＥ／ＴＭ偏光変換素子をタンデムに接
続しているが、素子の大型化、消費電力増加などの問題
がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の音響光学フィル
タは、弾性表面波励振電極近傍に伝搬速度の遅い媒質か
らなる厚さ分布型のフレネルレンズ形状の音場集束素子
を有する。
タは、弾性表面波励振電極近傍に伝搬速度の遅い媒質か
らなる厚さ分布型のフレネルレンズ形状の音場集束素子
を有する。
【０００９】
【作用】弾性表面波と光波の伝搬方向に対して適切な重
み付け結合を行うと低サイドローブ化を図ることができ
る。本発明では、音場集束素子によって弾性表面波励振
電極から発生した平面波である弾性表面波に断面方向の
位相変化をつけ球面波状にして音場の集束を行わせる。
これにより、弾性表面波の伝搬方向にエネルギ密度の強
度分布を発生させ、弾性表面波と光波に適切な重み付け
をもつ結合を設定することで、−９ｄＢ以下の低サイド
ローブ抑圧比を実現する。
み付け結合を行うと低サイドローブ化を図ることができ
る。本発明では、音場集束素子によって弾性表面波励振
電極から発生した平面波である弾性表面波に断面方向の
位相変化をつけ球面波状にして音場の集束を行わせる。
これにより、弾性表面波の伝搬方向にエネルギ密度の強
度分布を発生させ、弾性表面波と光波に適切な重み付け
をもつ結合を設定することで、−９ｄＢ以下の低サイド
ローブ抑圧比を実現する。
【００１０】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１１】図１（Ａ）は本発明の実施例を説明するた
めの平面図である。ニオブ酸リチウム基板を用いた場合
を例にとる。ＸカットＹ軸伝搬ニオブ酸リチウム基板１
１の上に幅６〜１０μm 、膜厚６００〜１４００オング
ストローム（Ａ）のチタンストライプを形成し、９５０
〜１１００℃で熱拡散を行い単一モードチタン拡散光導
波路１２を作製する。フォトリソグラフィ法を用いて電
極指周期１０〜５０μm の簾状の弾性表面波励振電極１
３をその上に作製する。
めの平面図である。ニオブ酸リチウム基板を用いた場合
を例にとる。ＸカットＹ軸伝搬ニオブ酸リチウム基板１
１の上に幅６〜１０μm 、膜厚６００〜１４００オング
ストローム（Ａ）のチタンストライプを形成し、９５０
〜１１００℃で熱拡散を行い単一モードチタン拡散光導
波路１２を作製する。フォトリソグラフィ法を用いて電
極指周期１０〜５０μm の簾状の弾性表面波励振電極１
３をその上に作製する。
【００１２】弾性表面波励振電極１３の近傍に伝搬速度
の遅い媒質からなる厚さ分布型のフレネルレンズ形状の
音場集束素子１４を作製する。プロトン交換法を用いた
音場集束素子の作製を例にとると、ＸＺ平面内をＺ軸方
向に伝搬している音波をＺ＝ｆの位置に集束させるた
め、−ｋo ｎＸ2 ／２ｆ（ｋo ：波数、ｎ：実効屈折
率）の位相周期を与える周期（２∧ｆ／ｍ）1/2 （ｍ：
１，２，．．．、∧：音波長）のフレネルレンズパター
ンを残してニオブ酸リチウム基板表面を金属膜でマスキ
ングする。１００〜２５０℃の安息香酸溶液中に数十分
浸してプロトン交換を行い、音場集束素子１４を作製す
る。
の遅い媒質からなる厚さ分布型のフレネルレンズ形状の
音場集束素子１４を作製する。プロトン交換法を用いた
音場集束素子の作製を例にとると、ＸＺ平面内をＺ軸方
向に伝搬している音波をＺ＝ｆの位置に集束させるた
め、−ｋo ｎＸ2 ／２ｆ（ｋo ：波数、ｎ：実効屈折
率）の位相周期を与える周期（２∧ｆ／ｍ）1/2 （ｍ：
１，２，．．．、∧：音波長）のフレネルレンズパター
ンを残してニオブ酸リチウム基板表面を金属膜でマスキ
ングする。１００〜２５０℃の安息香酸溶液中に数十分
浸してプロトン交換を行い、音場集束素子１４を作製す
る。
【００１３】弾性表面波励振電極１３で励振された弾性
表面波によってチタン拡散光導波路１２に周期的な屈折
率変化が生じる。さらに、音場集束素子１４によって、
位相変化がついて球面波状になって弾性表面波の集束が
起こり、弾性表面波の伝搬方向にエネルギ密度の強度分
布が発生し、弾性表面波と光波が重み付けをもつ結合を
することで、低サイドローブなＳ／Ｎの高いＴＥ／ＴＭ
偏光変換が実現する。図１（Ｂ）は音波エネルギ密度伝
搬方向での分布を示している。
表面波によってチタン拡散光導波路１２に周期的な屈折
率変化が生じる。さらに、音場集束素子１４によって、
位相変化がついて球面波状になって弾性表面波の集束が
起こり、弾性表面波の伝搬方向にエネルギ密度の強度分
布が発生し、弾性表面波と光波が重み付けをもつ結合を
することで、低サイドローブなＳ／Ｎの高いＴＥ／ＴＭ
偏光変換が実現する。図１（Ｂ）は音波エネルギ密度伝
搬方向での分布を示している。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、厚さ分
布型のフレネルレンズ形状の音場集束素子によって、電
極設計に制約を設けること無く任意の音場の集束を起こ
し、自由に光波と音波の重み付け結合を設定できる。そ
のため、ＴＥ／ＴＭ偏光変換素子を二段に接続する構造
を取らず、単一素子で低サイドローブ化を図ることがで
きる。光波長選択機能を必要とする光集積回路におい
て、Ｓ／Ｎの良好な、小サイズ、省電力の音響光学フィ
ルタを供給できる効果は極めて大きなものであるといえ
る。
布型のフレネルレンズ形状の音場集束素子によって、電
極設計に制約を設けること無く任意の音場の集束を起こ
し、自由に光波と音波の重み付け結合を設定できる。そ
のため、ＴＥ／ＴＭ偏光変換素子を二段に接続する構造
を取らず、単一素子で低サイドローブ化を図ることがで
きる。光波長選択機能を必要とする光集積回路におい
て、Ｓ／Ｎの良好な、小サイズ、省電力の音響光学フィ
ルタを供給できる効果は極めて大きなものであるといえ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の音響光学フィルタの一実施例を説明す
るための平面図（Ａ）と音波エネルギ密度と伝搬方向の
関係を示す図（Ｂ）である。
るための平面図（Ａ）と音波エネルギ密度と伝搬方向の
関係を示す図（Ｂ）である。
【図２】従来の技術を説明するための平面図である。
１１，２１ ニオブ酸リチウム基板 １２，２２ 光導波路 １３，２３ 弾性表面波励振電極 １４ 音場集束素子 １５，２５ 音波吸収体 ２６ ＴＥ偏光検光素子
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に作製されたチャネル型光導波路の
入力端で励起された単一直線偏光を、光導波路上に装荷
した弾性表面波励振電極で発生した弾性表面波によっ
て、特定の波長成分のみを上記偏光と直交する直線偏光
に変換する音響光学フィルタにおいて、前記弾性表面波
励振電極近傍に伝搬速度の遅い媒質からなる厚さ分布型
のフレネルレンズ形状の音場集束素子を設けることを特
徴とする音響光学フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6065194A JPH07270735A (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | 音響光学フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6065194A JPH07270735A (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | 音響光学フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07270735A true JPH07270735A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13279875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6065194A Pending JPH07270735A (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | 音響光学フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07270735A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6400881B1 (en) | 1997-08-11 | 2002-06-04 | Fujitsu Limited | Optical device having thin film formed over optical waveguide |
| CN114337583A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-04-12 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种声表面波谐振器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5072565A (ja) * | 1973-10-29 | 1975-06-16 | ||
| JPS5180201A (en) * | 1975-01-08 | 1976-07-13 | Thomson Csf | Danseihyomenhano kutsusetsumushusasochi |
| JPH05323248A (ja) * | 1992-05-25 | 1993-12-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 可同調光フィルタ |
-
1994
- 1994-04-01 JP JP6065194A patent/JPH07270735A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5072565A (ja) * | 1973-10-29 | 1975-06-16 | ||
| JPS5180201A (en) * | 1975-01-08 | 1976-07-13 | Thomson Csf | Danseihyomenhano kutsusetsumushusasochi |
| JPH05323248A (ja) * | 1992-05-25 | 1993-12-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 可同調光フィルタ |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6400881B1 (en) | 1997-08-11 | 2002-06-04 | Fujitsu Limited | Optical device having thin film formed over optical waveguide |
| CN114337583A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-04-12 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种声表面波谐振器 |
| CN114337583B (zh) * | 2021-12-03 | 2024-03-29 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种声表面波谐振器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980421 |