JPH0728101A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- JPH0728101A JPH0728101A JP15211293A JP15211293A JPH0728101A JP H0728101 A JPH0728101 A JP H0728101A JP 15211293 A JP15211293 A JP 15211293A JP 15211293 A JP15211293 A JP 15211293A JP H0728101 A JPH0728101 A JP H0728101A
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Landscapes
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気光学偏向型の光走査装置で，効率，光分
解能の高い光走査装置を提供する。 【構成】 例えば第２の光導波路部材３が電気光学効果
を有する材料により形成され，電界の発生していない状
態下では第１の光導波路部材２とその屈折率を異にす
る。ここで，電極６，７に電圧を印加して電界が発生し
た場合，上記第２の光導波路部材３の屈折率が上記第１
の光導波路部材２の屈折率とほぼ等しくなり，この第
１，第２の光導波路部材２，３は見掛け上ほぼ一体化さ
れる。このほぼ一体化された光導波路部材内を半導体レ
ーザ８から発射されて進行する光は，回折格子４の作用
にてその進行方向が切り替えられて所定の空間領域内へ
向けて放射される。
解能の高い光走査装置を提供する。 【構成】 例えば第２の光導波路部材３が電気光学効果
を有する材料により形成され，電界の発生していない状
態下では第１の光導波路部材２とその屈折率を異にす
る。ここで，電極６，７に電圧を印加して電界が発生し
た場合，上記第２の光導波路部材３の屈折率が上記第１
の光導波路部材２の屈折率とほぼ等しくなり，この第
１，第２の光導波路部材２，３は見掛け上ほぼ一体化さ
れる。このほぼ一体化された光導波路部材内を半導体レ
ーザ８から発射されて進行する光は，回折格子４の作用
にてその進行方向が切り替えられて所定の空間領域内へ
向けて放射される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，レーザビーム等の一方
向に発射された光線の進行経路を複数の方向に切りかえ
る光走査装置に係り，例えば，画像読み取り装置（スキ
ャナ），記録装置（レーザビームプリンタ），表面検査
装置，表示装置等における光走査装置に関するものであ
る。
向に発射された光線の進行経路を複数の方向に切りかえ
る光走査装置に係り，例えば，画像読み取り装置（スキ
ャナ），記録装置（レーザビームプリンタ），表面検査
装置，表示装置等における光走査装置に関するものであ
る。
【０００２】
【発明の背景】従来，上記のような光走査装置として，
走査方向の切りかえ手段に着目して分類すると，機械式
走査装置と非機械式走査装置とに大別される。機械式走
査装置としては，例えば，ポリゴンミラーやガルガノメ
ーター，ホログラムスキャナ等を用いた走査装置が知ら
れているが，このような機械式走査装置は文字通り回転
や振動等の機械的動きによって光線の走査を行うため，
走査速度は著しく限定される。また，走査中に任意の位
置で光ビームを止めたり，任意の態様で光走査をするこ
とが困難である。かかる装置としては，例えば，特開昭
６２−２１２９３７号公報に開示のものが知られてい
る。そこで，これらの機械式走査装置の欠点を解消する
ために，非機械式走査装置が提案されている。例えば，
音響光学偏向器，ピエゾスキャナ，熱光学偏向器，電気
光学偏向器等である。図５（ａ）は音響光学偏向器の一
例であり，Ｔｉ拡散ＬｉＮｂＯ3 導波路上で実現したも
のを示す。トランスジューサから発した超音波は，導波
路上を横断し，屈折率の周期的粗密を作る。それにより
ブラッグ回折が生じ，導波路が回折，即ち，偏向され
る。超音波の周波数を変えると粗密のピッチ（波長）が
変わり，偏向方向が変わる。このような音響光学偏向器
を用いた光走査装置は，偏向角が小さいこと及び偏向分
解能が不十分であるといった理由により実用化されてい
ない。また，ピエゾスキャナは，偏向角度が小さいとい
う理由から実用的でない。更に，熱光学偏向器は，温度
変化により屈折率が変化する熱光学効果を用いたもの
で，熱を用いることから走査速度が遅い欠点がある。電
気光学偏向器は，強誘電体の電場による屈折率の変化
（電気光学効果）を利用した偏向器で，図５（ｂ）はそ
の改良された一例である。図５（ｂ）はＬｉＮｂＯ
3 （ＬＮ）導波路を用いて実現した例で，フレネルゾー
ンプレートの原理を利用している。即ち，偶数番ゾーン
にはＬＮ結晶の導波路が設けられており，電圧を印加し
ないときには点Ｐに集光されるが，電圧を印加し各チャ
ンネルの導波路を通過する光の位相を制御すれば，任意
の点Ｑに集光できる。この素子は，前述の偏向素子に比
べて走査速度が速く，集光機能を持つ等の長所がある
が，所望の部位からの光のみを偏向させられない，所謂
偏向分解能，効率の低いことが欠点である。従って，本
発明が目的とするところは、上記したような導波路型電
気光学偏向器における効率，偏向分解能の向上を図った
光走査装置を提供することである。
走査方向の切りかえ手段に着目して分類すると，機械式
走査装置と非機械式走査装置とに大別される。機械式走
査装置としては，例えば，ポリゴンミラーやガルガノメ
ーター，ホログラムスキャナ等を用いた走査装置が知ら
れているが，このような機械式走査装置は文字通り回転
や振動等の機械的動きによって光線の走査を行うため，
走査速度は著しく限定される。また，走査中に任意の位
置で光ビームを止めたり，任意の態様で光走査をするこ
とが困難である。かかる装置としては，例えば，特開昭
６２−２１２９３７号公報に開示のものが知られてい
る。そこで，これらの機械式走査装置の欠点を解消する
ために，非機械式走査装置が提案されている。例えば，
音響光学偏向器，ピエゾスキャナ，熱光学偏向器，電気
光学偏向器等である。図５（ａ）は音響光学偏向器の一
例であり，Ｔｉ拡散ＬｉＮｂＯ3 導波路上で実現したも
のを示す。トランスジューサから発した超音波は，導波
路上を横断し，屈折率の周期的粗密を作る。それにより
ブラッグ回折が生じ，導波路が回折，即ち，偏向され
る。超音波の周波数を変えると粗密のピッチ（波長）が
変わり，偏向方向が変わる。このような音響光学偏向器
を用いた光走査装置は，偏向角が小さいこと及び偏向分
解能が不十分であるといった理由により実用化されてい
ない。また，ピエゾスキャナは，偏向角度が小さいとい
う理由から実用的でない。更に，熱光学偏向器は，温度
変化により屈折率が変化する熱光学効果を用いたもの
で，熱を用いることから走査速度が遅い欠点がある。電
気光学偏向器は，強誘電体の電場による屈折率の変化
（電気光学効果）を利用した偏向器で，図５（ｂ）はそ
の改良された一例である。図５（ｂ）はＬｉＮｂＯ
3 （ＬＮ）導波路を用いて実現した例で，フレネルゾー
ンプレートの原理を利用している。即ち，偶数番ゾーン
にはＬＮ結晶の導波路が設けられており，電圧を印加し
ないときには点Ｐに集光されるが，電圧を印加し各チャ
ンネルの導波路を通過する光の位相を制御すれば，任意
の点Ｑに集光できる。この素子は，前述の偏向素子に比
べて走査速度が速く，集光機能を持つ等の長所がある
が，所望の部位からの光のみを偏向させられない，所謂
偏向分解能，効率の低いことが欠点である。従って，本
発明が目的とするところは、上記したような導波路型電
気光学偏向器における効率，偏向分解能の向上を図った
光走査装置を提供することである。
【０００３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明は，一方向に発射された光の進行経路を複数
の経路に切りかえる光走査装置において，上記光を伝搬
可能で光の進行経路に向けて設けられ，上記光が入射さ
れる第１の光導波路部材と，上記第１の光導波路部材に
添設され，上記光を伝搬可能でその屈折率が電界の有無
により変化し，電界が有り又は無しの時上記第１の光導
波路部材の屈折率と等しいか近くなり，電界が無し又は
有りの時上記第１の光導波路部材の屈曲率と離れた屈曲
率となる第２の光導波路部材と，上記第１又は第２の光
導波路部材に設けられ，上記光の伝搬方向に異なる屈折
率の光学材料を交互に配置してなる回折格子と，上記回
折格子に対向して設けられた電界発生用の電極と，上記
電極に所定電圧を印加して電界を発生させる制御回路と
を具備してなることを特徴とする光走査装置として構成
されている。
に，本発明は，一方向に発射された光の進行経路を複数
の経路に切りかえる光走査装置において，上記光を伝搬
可能で光の進行経路に向けて設けられ，上記光が入射さ
れる第１の光導波路部材と，上記第１の光導波路部材に
添設され，上記光を伝搬可能でその屈折率が電界の有無
により変化し，電界が有り又は無しの時上記第１の光導
波路部材の屈折率と等しいか近くなり，電界が無し又は
有りの時上記第１の光導波路部材の屈曲率と離れた屈曲
率となる第２の光導波路部材と，上記第１又は第２の光
導波路部材に設けられ，上記光の伝搬方向に異なる屈折
率の光学材料を交互に配置してなる回折格子と，上記回
折格子に対向して設けられた電界発生用の電極と，上記
電極に所定電圧を印加して電界を発生させる制御回路と
を具備してなることを特徴とする光走査装置として構成
されている。
【０００４】
【作用】上記構成に係る光走査装置においては、例えば
電極に電圧が印加されず無電界の状態下で第２の光導波
路部材の屈折率が第１の光導波路部材の屈折率と離れた
値となる場合，第１の光導波路部材に向けて発射された
光は該第１の光導波路部材内を直進する。ここで，上記
電極に電圧を印加して電界が発生した場合，上記第２の
光導波路部材の屈折率が上記第１の光導波路部材の屈折
率と等しいか近くなり，この第１，第２の光導波路部材
は見掛け上ほぼ一体化され，このほぼ一体化された光導
波路部材内を伝搬することとなる上記光は，回折格子の
作用にてその進行経路が切り替えられて所定の空間領域
内に放射される。尚この場合，前述の如き所謂電気光学
効果を有する材料を第２の光導波路部材に代えて第１の
光導波路部材に用いても良く，また，電界が発生した時
に第１の光導波路部材の屈折率と第２の光導波路部材の
屈折率とが異なるように構成しても良い。更に，上記構
成に加えて電極を光の伝搬方向に複数分割し，この分割
された各電極に対して選択的に所定電圧を印加すること
により，光の放射方向を適宜切り替えて高速での光走査
が可能となる。
電極に電圧が印加されず無電界の状態下で第２の光導波
路部材の屈折率が第１の光導波路部材の屈折率と離れた
値となる場合，第１の光導波路部材に向けて発射された
光は該第１の光導波路部材内を直進する。ここで，上記
電極に電圧を印加して電界が発生した場合，上記第２の
光導波路部材の屈折率が上記第１の光導波路部材の屈折
率と等しいか近くなり，この第１，第２の光導波路部材
は見掛け上ほぼ一体化され，このほぼ一体化された光導
波路部材内を伝搬することとなる上記光は，回折格子の
作用にてその進行経路が切り替えられて所定の空間領域
内に放射される。尚この場合，前述の如き所謂電気光学
効果を有する材料を第２の光導波路部材に代えて第１の
光導波路部材に用いても良く，また，電界が発生した時
に第１の光導波路部材の屈折率と第２の光導波路部材の
屈折率とが異なるように構成しても良い。更に，上記構
成に加えて電極を光の伝搬方向に複数分割し，この分割
された各電極に対して選択的に所定電圧を印加すること
により，光の放射方向を適宜切り替えて高速での光走査
が可能となる。
【０００５】
【実施例】以下添付図面を参照して，本発明を具体化し
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここ
に，図１は本発明の一実施例に係る光走査装置の概略構
成を示すものであって，（ａ）は斜視図，（ｂ）は側面
図，図２は上記光走査装置において電極に電圧を印加し
た場合及び印加しない場合での伝搬光の電界強度の分布
を示す図，図３は本発明の他の実施例に係る光走査装置
の概略構成を示すものであって，（ａ）は斜視図，
（ｂ）は側面図，図４は本発明に係る光走査装置におけ
る回折格子の配置例を示す図である。図１に本発明の一
実施例である光走査装置の構成を示すと共に，その構成
を更に明瞭にするために同装置の作成手順を以下に示
す。 （１）まず，ガラス基板１の上面にスパッタ法によって
Ｎｂ2 Ｏ5 の薄膜を堆積し，Ｎｂ2 Ｏ5 導波層，即ち第
１の光導波路部材２を形成する。この第１の光導波路部
材２は光を伝搬可能で上記ガラス基板１上において光の
進行経路に向けて設けられ，後述する半導体レーザ８か
ら光が入射される。尚，この第１の光導波路部材２を形
成するに際しては，スパッタガスの窒素−酸素分圧を調
整することにより，電界発生時における後述の第２の光
導波路部材３の屈折率とほぼ等しい屈折率となるように
設定される。 （２）上記第１の光導波路部材２の上面に，スパッタ法
によってＬｉＮｂＯ3 の薄膜をその結晶軸がＺ軸方向へ
向くように堆積し，ＬｉＮｂＯ3 導波層，即ち第２の光
導波路部材３を形成する。この第２の光導波路部材３
は，光を伝搬可能でその屈折率が電界の有無により変化
する。本実施例では電界が無しの時，上記第１の光導波
路部材２の屈折率と異なる屈折率となり，電界が有りの
時には上記第１の光導波路部材２の屈折率とほぼ等しい
屈折率となる。
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここ
に，図１は本発明の一実施例に係る光走査装置の概略構
成を示すものであって，（ａ）は斜視図，（ｂ）は側面
図，図２は上記光走査装置において電極に電圧を印加し
た場合及び印加しない場合での伝搬光の電界強度の分布
を示す図，図３は本発明の他の実施例に係る光走査装置
の概略構成を示すものであって，（ａ）は斜視図，
（ｂ）は側面図，図４は本発明に係る光走査装置におけ
る回折格子の配置例を示す図である。図１に本発明の一
実施例である光走査装置の構成を示すと共に，その構成
を更に明瞭にするために同装置の作成手順を以下に示
す。 （１）まず，ガラス基板１の上面にスパッタ法によって
Ｎｂ2 Ｏ5 の薄膜を堆積し，Ｎｂ2 Ｏ5 導波層，即ち第
１の光導波路部材２を形成する。この第１の光導波路部
材２は光を伝搬可能で上記ガラス基板１上において光の
進行経路に向けて設けられ，後述する半導体レーザ８か
ら光が入射される。尚，この第１の光導波路部材２を形
成するに際しては，スパッタガスの窒素−酸素分圧を調
整することにより，電界発生時における後述の第２の光
導波路部材３の屈折率とほぼ等しい屈折率となるように
設定される。 （２）上記第１の光導波路部材２の上面に，スパッタ法
によってＬｉＮｂＯ3 の薄膜をその結晶軸がＺ軸方向へ
向くように堆積し，ＬｉＮｂＯ3 導波層，即ち第２の光
導波路部材３を形成する。この第２の光導波路部材３
は，光を伝搬可能でその屈折率が電界の有無により変化
する。本実施例では電界が無しの時，上記第１の光導波
路部材２の屈折率と異なる屈折率となり，電界が有りの
時には上記第１の光導波路部材２の屈折率とほぼ等しい
屈折率となる。
【０００６】（３）上記第２の光導波路部材３の上面に
レジストを塗布し，光の伝搬方向（Ｙ軸方向）にほぼ直
交した直線で帯状の回折格子パターンをフォトリソグラ
フィー法により形成する。これをマスクとしてスパッタ
法によりＴｉＯ2 膜を堆積した後，レジストを除去して
その上にＳｉＯ2 をスパッタ法で堆積し，クラッド層５
を形成して回折格子４を形成する。 （４）クラッド層５の上面に透明電極６を，ガラス基板
１の下面にアルミ電極７をそれぞれスパッタ法によって
形成する。この電極６，７が上記回折格子４に対向して
設けられた電界発生用の電極に相当する。 （５）第１の光導波路部材２の端面に，この第１の光導
波路部材２内に向けて光を発射する半導体レーザ８を固
定する。 （６）透明電極６とアルミ電極７の間に所定電圧を印加
して電界を発生させるための制御回路９及び電源１０を
接続する。 上述の如き手順にて形成された光走査装置における電界
の有り／無しと各材料のＺ軸方向にかかる屈折率との関
係を以下の表１に示す。
レジストを塗布し，光の伝搬方向（Ｙ軸方向）にほぼ直
交した直線で帯状の回折格子パターンをフォトリソグラ
フィー法により形成する。これをマスクとしてスパッタ
法によりＴｉＯ2 膜を堆積した後，レジストを除去して
その上にＳｉＯ2 をスパッタ法で堆積し，クラッド層５
を形成して回折格子４を形成する。 （４）クラッド層５の上面に透明電極６を，ガラス基板
１の下面にアルミ電極７をそれぞれスパッタ法によって
形成する。この電極６，７が上記回折格子４に対向して
設けられた電界発生用の電極に相当する。 （５）第１の光導波路部材２の端面に，この第１の光導
波路部材２内に向けて光を発射する半導体レーザ８を固
定する。 （６）透明電極６とアルミ電極７の間に所定電圧を印加
して電界を発生させるための制御回路９及び電源１０を
接続する。 上述の如き手順にて形成された光走査装置における電界
の有り／無しと各材料のＺ軸方向にかかる屈折率との関
係を以下の表１に示す。
【表１】
【０００７】このように当該装置においては，電圧の印
加，無印加によって電気光学効果を有する第２の光導波
路部材３の屈折率が異なる。即ち，電圧の無印加の状態
では第１の光導波路部材２と第２の光導波路部材３とは
その屈折率が異なり，電圧の印加時においては屈折率が
等しくなる。また，図２に，当該装置における，電圧の
無印加時，印加時における伝搬光の電界強度の分布状態
を示す。同図からも明らかなように，電圧の無印加時に
は，第１，第２の光導波路部材２，３の屈折率が異なる
ことから第１の光導波路部材２に対して光の閉じ込め効
果が強く，この第１の光導波路部材２内部を最も強い光
が伝搬する。他方，電圧の印加時には，第１の光導波路
部材２と第２の光導波路部材３とはその屈折率が等しく
なることから，第１の光導波路部材２内部を伝搬してい
た光が第２の光導波路部材３側へより多くしみ出して行
く。上記のような特性を有する当該光走査装置において
は，電極６，７に電圧が印加されずに電界が発生してい
ない状態下では，第１の光導波路部材２側への伝搬光の
閉じ込め効果が強く，半導体レーザ８から発射された光
は第１の光導波路部材２内を進行する。
加，無印加によって電気光学効果を有する第２の光導波
路部材３の屈折率が異なる。即ち，電圧の無印加の状態
では第１の光導波路部材２と第２の光導波路部材３とは
その屈折率が異なり，電圧の印加時においては屈折率が
等しくなる。また，図２に，当該装置における，電圧の
無印加時，印加時における伝搬光の電界強度の分布状態
を示す。同図からも明らかなように，電圧の無印加時に
は，第１，第２の光導波路部材２，３の屈折率が異なる
ことから第１の光導波路部材２に対して光の閉じ込め効
果が強く，この第１の光導波路部材２内部を最も強い光
が伝搬する。他方，電圧の印加時には，第１の光導波路
部材２と第２の光導波路部材３とはその屈折率が等しく
なることから，第１の光導波路部材２内部を伝搬してい
た光が第２の光導波路部材３側へより多くしみ出して行
く。上記のような特性を有する当該光走査装置において
は，電極６，７に電圧が印加されずに電界が発生してい
ない状態下では，第１の光導波路部材２側への伝搬光の
閉じ込め効果が強く，半導体レーザ８から発射された光
は第１の光導波路部材２内を進行する。
【０００８】他方，電極７，８に電圧を印加して電界が
発生した場合には，第２の光導波路部材３の屈折率が第
１の光導波路部材２の屈折率と等しくなり，この第１，
第２の光導波路部材２，３は見掛け上一体化される。従
って，第１の光導波路部材２内を進行していた光は第２
の光導波路部材３側へ大きくしみ出しながら伝搬するこ
ととなり，この光は回折格子４の周期構造を感ずること
によりその進行経路が切り替えられて空間領域内に放射
される。尚，この場合の伝搬光の放射角及び伝搬距離
は，例えば回折格子４の周期を０．４７μｍ，高さを
１．４１μｍとすると，放射角４０°，伝搬距離１．９
ｍｍとして算出される。本実施例に係る光走査装置は上
記したように電極６，７に対する印加電圧が制御回路９
により高速切り替えが可能であることから，光の経路を
当該装置内と空間との間で高速に切り替えることが可能
となる。図３に示す他の実施例に係る光走査装置では，
前述した光走査装置の構成に加えて，透明電極６が光の
伝搬方向に向けて回折格子４の数周期分を単位とする領
域に対応させて複数に分割されている。そして，その分
割された各々の透明電極６に選択的に所定電圧を印加す
るための制御回路１１を備えている。従って，当該実施
例装置においては，電圧を印加した電極の領域のみから
光を空間に向けて放射することができ，電圧を印加する
電極を光の伝搬方向に高速で切り替えることにより，放
射光をどの位置から放射するかを高速に切り替えて光走
査することができる。以下に，更に他の実施例について
列記する。 （１）上記各実施例では，第２の光導波路部材３に電気
光学効果を有する材料を用いたが，この材料を第１の光
導波路部材２に用いても良く，また，電界が発生した時
に第１の光導波路部材２の屈折率と第２の光導波路部材
３の屈折率とが異なるように構成しても良い。
発生した場合には，第２の光導波路部材３の屈折率が第
１の光導波路部材２の屈折率と等しくなり，この第１，
第２の光導波路部材２，３は見掛け上一体化される。従
って，第１の光導波路部材２内を進行していた光は第２
の光導波路部材３側へ大きくしみ出しながら伝搬するこ
ととなり，この光は回折格子４の周期構造を感ずること
によりその進行経路が切り替えられて空間領域内に放射
される。尚，この場合の伝搬光の放射角及び伝搬距離
は，例えば回折格子４の周期を０．４７μｍ，高さを
１．４１μｍとすると，放射角４０°，伝搬距離１．９
ｍｍとして算出される。本実施例に係る光走査装置は上
記したように電極６，７に対する印加電圧が制御回路９
により高速切り替えが可能であることから，光の経路を
当該装置内と空間との間で高速に切り替えることが可能
となる。図３に示す他の実施例に係る光走査装置では，
前述した光走査装置の構成に加えて，透明電極６が光の
伝搬方向に向けて回折格子４の数周期分を単位とする領
域に対応させて複数に分割されている。そして，その分
割された各々の透明電極６に選択的に所定電圧を印加す
るための制御回路１１を備えている。従って，当該実施
例装置においては，電圧を印加した電極の領域のみから
光を空間に向けて放射することができ，電圧を印加する
電極を光の伝搬方向に高速で切り替えることにより，放
射光をどの位置から放射するかを高速に切り替えて光走
査することができる。以下に，更に他の実施例について
列記する。 （１）上記各実施例では，第２の光導波路部材３に電気
光学効果を有する材料を用いたが，この材料を第１の光
導波路部材２に用いても良く，また，電界が発生した時
に第１の光導波路部材２の屈折率と第２の光導波路部材
３の屈折率とが異なるように構成しても良い。
【０００９】この場合，基板材料としては，例えばＬｉ
ＮｂＯ3 を用い，Ｔｉ拡散によって第１の光導波路部材
２を形成した後，スパッタ法によってＮｂ2 Ｏ5 を堆積
して第２の光導波路部材３を形成する。その上面に上記
実施例の場合と同様に回折格子，クラッド層を形成す
る。 （２）上述の電気光学材料としては，色素−高分子複合
体の有機非線型材料を用いることも可能である。 （３）第１の光導波路部材２，第２の光導波路部材３に
対して，回折格子の位置は図４に示す如く種々考えられ
る。ちなみに，本実施例装置においては同図中のの位
置に回折格子を設けた場合に相当する。また，，の
位置に関しては，第２の光導波路部材３の屈折率の値が
大きいものほど第２の光導波路部材３側への光のしみ出
し量が少いことを考慮してその内部側へ設置することが
できる。更に，〜の位置に関しては，例えば第１の
光導波路部材が通常の光学材料で，第２の光導波路部材
が電気光学材料であって，この第２の光導波路部材が電
界の発生に伴って第１の光導波路部材に対してその屈折
率が異なる場合，電界の未発生の状態で第１の光導波路
部材内を進行する光がこの第１の光導波路部材の表面側
へしみ出すものの，電界が発生することにより第２の光
導波路部材側へのしみ出し量が減少するため，それによ
り増強された光が回折格子の作用にて集中的にある所定
部位に向けて回折される。これにより，前記実施例の場
合と同様の効果を得ることができる。 （４）図３に示した実施例装置において，電極の分割数
を回折格子の一周期毎に対応し得るように更に細分化
し，適宜選択された複数の電極に一括して電圧を印加す
るようにしてもよい。 （５）回折格子の周期構造は，イオン注入等で材料を改
質し，屈折率の周期的変化をもたらすようにしてもよ
い。
ＮｂＯ3 を用い，Ｔｉ拡散によって第１の光導波路部材
２を形成した後，スパッタ法によってＮｂ2 Ｏ5 を堆積
して第２の光導波路部材３を形成する。その上面に上記
実施例の場合と同様に回折格子，クラッド層を形成す
る。 （２）上述の電気光学材料としては，色素−高分子複合
体の有機非線型材料を用いることも可能である。 （３）第１の光導波路部材２，第２の光導波路部材３に
対して，回折格子の位置は図４に示す如く種々考えられ
る。ちなみに，本実施例装置においては同図中のの位
置に回折格子を設けた場合に相当する。また，，の
位置に関しては，第２の光導波路部材３の屈折率の値が
大きいものほど第２の光導波路部材３側への光のしみ出
し量が少いことを考慮してその内部側へ設置することが
できる。更に，〜の位置に関しては，例えば第１の
光導波路部材が通常の光学材料で，第２の光導波路部材
が電気光学材料であって，この第２の光導波路部材が電
界の発生に伴って第１の光導波路部材に対してその屈折
率が異なる場合，電界の未発生の状態で第１の光導波路
部材内を進行する光がこの第１の光導波路部材の表面側
へしみ出すものの，電界が発生することにより第２の光
導波路部材側へのしみ出し量が減少するため，それによ
り増強された光が回折格子の作用にて集中的にある所定
部位に向けて回折される。これにより，前記実施例の場
合と同様の効果を得ることができる。 （４）図３に示した実施例装置において，電極の分割数
を回折格子の一周期毎に対応し得るように更に細分化
し，適宜選択された複数の電極に一括して電圧を印加す
るようにしてもよい。 （５）回折格子の周期構造は，イオン注入等で材料を改
質し，屈折率の周期的変化をもたらすようにしてもよ
い。
【００１０】
【発明の効果】本発明は，上記したように，一方向に発
射された光の進行経路を複数の経路に切りかえる光走査
装置において，上記光を伝搬可能で光の進行経路に向け
て設けられ，上記光が入射される第１の光導波路部材
と，上記第１の光導波路部材に添設され，上記光を伝搬
可能でその屈折率が電界の有無により変化し，電界が有
り又は無しの時上記第１の光導波路部材の屈折率と等し
いか近くなり，電界が無し又は有りの時上記第１の光導
波路部材の屈曲率と離れた屈曲率となる第２の光導波路
部材と，上記第１又は第２の光導波路部材に設けられ，
上記光の伝搬方向に異なる屈折率の光学材料を交互に配
置してなる回折格子と，上記回折格子に対向して設けら
れた電界発生用の電極と，上記電極に所定電圧を印加し
て電界を発生させる制御回路とを具備してなることを特
徴とする光走査装置であるから，以下に示すような優れ
た効果を奏する。 （１）高速走査…本発明では高速応答が可能な電気光学
効果を利用しているため，電圧を印加する電極の高速切
り替えにより高速光走査が可能となる。 （２）高分解能…電極を細かく分割することにより高分
解能での走査が可能となる。 （３）高効率…光の伝搬方向に向けて周期構造を有する
回折格子を用いているため，相互作用長が長く取れ，光
の利用効率が高い。
射された光の進行経路を複数の経路に切りかえる光走査
装置において，上記光を伝搬可能で光の進行経路に向け
て設けられ，上記光が入射される第１の光導波路部材
と，上記第１の光導波路部材に添設され，上記光を伝搬
可能でその屈折率が電界の有無により変化し，電界が有
り又は無しの時上記第１の光導波路部材の屈折率と等し
いか近くなり，電界が無し又は有りの時上記第１の光導
波路部材の屈曲率と離れた屈曲率となる第２の光導波路
部材と，上記第１又は第２の光導波路部材に設けられ，
上記光の伝搬方向に異なる屈折率の光学材料を交互に配
置してなる回折格子と，上記回折格子に対向して設けら
れた電界発生用の電極と，上記電極に所定電圧を印加し
て電界を発生させる制御回路とを具備してなることを特
徴とする光走査装置であるから，以下に示すような優れ
た効果を奏する。 （１）高速走査…本発明では高速応答が可能な電気光学
効果を利用しているため，電圧を印加する電極の高速切
り替えにより高速光走査が可能となる。 （２）高分解能…電極を細かく分割することにより高分
解能での走査が可能となる。 （３）高効率…光の伝搬方向に向けて周期構造を有する
回折格子を用いているため，相互作用長が長く取れ，光
の利用効率が高い。
【図１】 本発明の一実施例に係る光走査装置の概略構
成を示すものであって，（ａ）は斜視図，（ｂ）は側面
図。
成を示すものであって，（ａ）は斜視図，（ｂ）は側面
図。
【図２】 上記光走査装置において電極に電圧を印加し
た場合及び印加しない場合での伝搬光の電界強度の分布
を示す図。
た場合及び印加しない場合での伝搬光の電界強度の分布
を示す図。
【図３】 本発明の他の実施例に係る光走査装置の概略
構成を示すものであって，（ａ）は斜視図，（ｂ）は側
面図。
構成を示すものであって，（ａ）は斜視図，（ｂ）は側
面図。
【図４】 本発明に係る光走査装置における回折格子の
配置例を示す図。
配置例を示す図。
【図５】 従来の光走査装置の概念図。
１…ガラス基板 ２…第１の光導波路部材 ３…第２の光導波路部材 ４…回折格子 ５…クラッド層 ６…透明電極 ７…アルミ電極 ８…半導体レーザ ９，１１…制御回路 １０…電源
Claims (2)
- 【請求項１】 一方向に発射された光の進行経路を複数
の経路に切りかえる光走査装置において，上記光を伝搬
可能で光の進行経路に向けて設けられ，上記光が入射さ
れる第１の光導波路部材と，上記第１の光導波路部材に
添設され，上記光を伝搬可能でその屈折率が電界の有無
により変化し，電界が有り又は無しの時上記第１の光導
波路部材の屈折率と等しいか近くなり，電界が無し又は
有りの時上記第１の光導波路部材の屈曲率と離れた屈曲
率となる第２の光導波路部材と，上記第１又は第２の光
導波路部材に設けられ，上記光の伝搬方向に異なる屈折
率の光学材料を交互に配置してなる回折格子と，上記回
折格子に対向して設けられた電界発生用の電極と，上記
電極に所定電圧を印加して電界を発生させる制御回路と
を具備してなることを特徴とする光走査装置。 - 【請求項２】 上記電極を光の伝搬方向に複数分割し，
この分割された各電極に対して上記制御回路により選択
的に所定電圧を印加するようにした請求項１記載の光走
査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15211293A JPH0728101A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15211293A JPH0728101A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0728101A true JPH0728101A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15533325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15211293A Pending JPH0728101A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728101A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109307968A (zh) * | 2017-07-28 | 2019-02-05 | 松下知识产权经营株式会社 | 光扫描设备、光接收设备及光检测系统 |
| CN119828392A (zh) * | 2025-02-18 | 2025-04-15 | 杭州芯河光电科技有限公司 | 扫描装置及成像系统 |
-
1993
- 1993-06-23 JP JP15211293A patent/JPH0728101A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109307968A (zh) * | 2017-07-28 | 2019-02-05 | 松下知识产权经营株式会社 | 光扫描设备、光接收设备及光检测系统 |
| CN109307968B (zh) * | 2017-07-28 | 2023-07-18 | 松下知识产权经营株式会社 | 光扫描设备、光接收设备及光检测系统 |
| CN119828392A (zh) * | 2025-02-18 | 2025-04-15 | 杭州芯河光电科技有限公司 | 扫描装置及成像系统 |
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