JPS6069623A - 全反射型光変調器 - Google Patents
全反射型光変調器Info
- Publication number
- JPS6069623A JPS6069623A JP58178560A JP17856083A JPS6069623A JP S6069623 A JPS6069623 A JP S6069623A JP 58178560 A JP58178560 A JP 58178560A JP 17856083 A JP17856083 A JP 17856083A JP S6069623 A JPS6069623 A JP S6069623A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- prism
- optical modulator
- reflection type
- type optical
- prisms
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/12—Reflex reflectors
- G02B5/122—Reflex reflectors cube corner, trihedral or triple reflector type
- G02B5/124—Reflex reflectors cube corner, trihedral or triple reflector type plural reflecting elements forming part of a unitary plate or sheet
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/04—Prisms
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、赤外線等の光を断続する光変調器に関するも
のである。
のである。
従来例の構成とその問題点
従来の全反射型光変調器の構成は、第１図に示すとおり
で、２枚のプリズム１及び２が光の波長より狭い間隔で
重ねられ、プリズム角θは全反射現象が生ずる臨界角以
上になっている。この間隔を変動させることができるよ
う、積層圧電素子３゜４を介して固定台５．６に固定さ
れている。間隔が非常に微小なので、熱膨張による影響
を受けないような構造になっており、積層圧電素子３，
４は同一材質、同一厚さとして互に熱膨張あるいは、熱
収縮分を補償している。プリズム自体の熱膨張あるいは
熱収縮は同様の方法で補償スペーサγで補償している。
で、２枚のプリズム１及び２が光の波長より狭い間隔で
重ねられ、プリズム角θは全反射現象が生ずる臨界角以
上になっている。この間隔を変動させることができるよ
う、積層圧電素子３゜４を介して固定台５．６に固定さ
れている。間隔が非常に微小なので、熱膨張による影響
を受けないような構造になっており、積層圧電素子３，
４は同一材質、同一厚さとして互に熱膨張あるいは、熱
収縮分を補償している。プリズム自体の熱膨張あるいは
熱収縮は同様の方法で補償スペーサγで補償している。
すなわち、このスペーサ７はブリだけ厚さが違うが、こ
の差は非常にわずかなので変調器の湿度特性にはほとん
ど影響を与えない。
の差は非常にわずかなので変調器の湿度特性にはほとん
ど影響を与えない。
プリズム角は、次式で与えられる。
θ≧ｓｉｎ ” （１／ｎ ） ・・・・・・・・・・
・・（１）ここで、θはプリズム角で、全反射臨界角と
等しいか、それより人きくなけわ、ばならない。ｎはプ
リズムの屈折率である。
・・（１）ここで、θはプリズム角で、全反射臨界角と
等しいか、それより人きくなけわ、ばならない。ｎはプ
リズムの屈折率である。
プリズムが、ｎ＝１．６のガラスであれば、θは３９
以上でなけれｄ−ならない。
以上でなけれｄ−ならない。
そとで、有効径２０朋の変調器を（ヤ゛を成するには最
低１７朋桿度の厚さが必要になる。有効径を大きくする
ほど、プリズムが厚くなり、薄型軽量の変調器を作製す
ることが不可能に々る。
低１７朋桿度の厚さが必要になる。有効径を大きくする
ほど、プリズムが厚くなり、薄型軽量の変調器を作製す
ることが不可能に々る。
捷だ、遠赤外線変調器の場合、使用できるプリヌム利が
限定されるので、実用的な機械強度及び耐ｉｔｘ［に重
点を置くと若干吸収係数の大きい材料を使わざるをえな
いことがある。例えば、ゲルマニウムは１５７１ｍでは
、吸収係数が０．４０Ｔｎ”である。ｎ−＝４なので、
θ≧１５°であるが、変調率を高くするという観点から
θ＝２３°とすると、有効径２０！Ｒｍφの場合、厚さ
は約ＢＭＩＩＩ以上になる。
限定されるので、実用的な機械強度及び耐ｉｔｘ［に重
点を置くと若干吸収係数の大きい材料を使わざるをえな
いことがある。例えば、ゲルマニウムは１５７１ｍでは
、吸収係数が０．４０Ｔｎ”である。ｎ−＝４なので、
θ≧１５°であるが、変調率を高くするという観点から
θ＝２３°とすると、有効径２０！Ｒｍφの場合、厚さ
は約ＢＭＩＩＩ以上になる。
従って、この場合、ゲルマニウムプリズムによる赤外線
吸収損失は、 １、−ｏ、８×ｏ、４−０．２７ となる。即ち、２７％の吸収損失とカリ、無視できない
。
吸収損失は、 １、−ｏ、８×ｏ、４−０．２７ となる。即ち、２７％の吸収損失とカリ、無視できない
。
以上のように、従来の全反射型光変調器は次のような欠
点がある。
点がある。
■ 薄型・軽石な構造でない。
■ 光吸収係数が無視し得ない刺質では、プリズムによ
る光の吸収損失が大きくて、実用的には使え々い。
る光の吸収損失が大きくて、実用的には使え々い。
発明の目的
本発明は、薄型・軽量で、かつ光の吸収損失を低く抑え
ることができる全反射型光変調器を提供することを目的
とする。
ることができる全反射型光変調器を提供することを目的
とする。
発明の構成
本発明は２枚のプリズムを変調すべき光の波長より狭い
間隔で配し、各プリズムの対向面と反対側の面を階段状
又は鋸歯状に形成した全反射型光変調器である。
間隔で配し、各プリズムの対向面と反対側の面を階段状
又は鋸歯状に形成した全反射型光変調器である。
実施例の説明
以下本発明を実施例にもとづいて訂細に説明する。
第２図は本発明による全反射型光変調器の実施例で、断
面が鋸歯状のプリズム１１．１２を組合せる。外側のｆ
ＪＡ歯状横断面を形成する各平面は、互に・１７行で段
差を形成する面とは垂直であり、光はその段差面にほぼ
平行に入射する。
面が鋸歯状のプリズム１１．１２を組合せる。外側のｆ
ＪＡ歯状横断面を形成する各平面は、互に・１７行で段
差を形成する面とは垂直であり、光はその段差面にほぼ
平行に入射する。
鋸歯状部の各平面には反射防止膜２１が形成される。そ
の他の各部！ｄ第１図の各部と同一であるので同一符号
を伺して説明を省略する。
の他の各部！ｄ第１図の各部と同一であるので同一符号
を伺して説明を省略する。
これにより、光ｒ！ｉ鋸歯状横断面を形成する平面には
ソ垂直に入射し、プリズム１１．１２の重ね合される平
面でプリズム角に等しい入射角で、入出射することにな
り、薄型プリズムの全反射型光変調器が実現できる。こ
の構成によれば、断面の鋸歯の数をｍとすると、プリズ
ムの傾斜部分の厚さが１７ｍに低減する。
ソ垂直に入射し、プリズム１１．１２の重ね合される平
面でプリズム角に等しい入射角で、入出射することにな
り、薄型プリズムの全反射型光変調器が実現できる。こ
の構成によれば、断面の鋸歯の数をｍとすると、プリズ
ムの傾斜部分の厚さが１７ｍに低減する。
次に具体的実施例を説明する。
ゲルマニラＪ・プリズム２枚を第２図のように組合せて
、肴・反射型赤外線変調器を製作した。
、肴・反射型赤外線変調器を製作した。
有効径２ｏｍｍφ、プリズム寸法ば３０Ｔｎｍφで、鋸
歯状斜面は、有効径部分［第２図に示すように階＊Ｈ”
ｆ’Ｙ１ｍｌ蝙−ｔ”＋Ｉプフイ’Ｆ−ＭＭ°止１蟲ξ
Ｌ、＋＋５騎間隔、プリズム板平均厚２ｍｍである。外
側１７面には反射防止膜２１（中心波長１５１１ｍ、）
を蒸着し、２枚を第２図の様に組合せると、プリズＪ・
の組合せ厚さは４朋である。
歯状斜面は、有効径部分［第２図に示すように階＊Ｈ”
ｆ’Ｙ１ｍｌ蝙−ｔ”＋Ｉプフイ’Ｆ−ＭＭ°止１蟲ξ
Ｌ、＋＋５騎間隔、プリズム板平均厚２ｍｍである。外
側１７面には反射防止膜２１（中心波長１５１１ｍ、）
を蒸着し、２枚を第２図の様に組合せると、プリズＪ・
の組合せ厚さは４朋である。
積層圧電素子３，４はチタン酸鉛系セラミック材を用い
、０．１朋厚の素子を２０枚重ね、印加電圧２００Ｖで
、プリズム間隔を２ ｆｉ７Ｈ変動できる。
、０．１朋厚の素子を２０枚重ね、印加電圧２００Ｖで
、プリズム間隔を２ ｆｉ７Ｈ変動できる。
固定板ら、６は熱膨張係数の少ないインバーを用いた。
スペーサ７は、プリズム材と同じゲルマニウムとした。
このような構成でプリズム間隔を０．３μｍに設定し、
圧電素子３，４により２／（ｍ広げる方向に変動させた
ところ、波長１５ 、”７ｎの光で６８％の変調率が得
られた。
圧電素子３，４により２／（ｍ広げる方向に変動させた
ところ、波長１５ 、”７ｎの光で６８％の変調率が得
られた。
また、上記実施例と同様な構造で、段差を形成する面が
第１プリズムと第２プリズム共に同一間隔であり、かつ
対応する一刀の＃段差下面が同一・平面−Ｌにあるよう
配置し、０．３ ／Ｚｍ〜２．３μＷなる間隔変動させ
たところ、波長１５μｍの光で６９％の変調率が得られ
た。
第１プリズムと第２プリズム共に同一間隔であり、かつ
対応する一刀の＃段差下面が同一・平面−Ｌにあるよう
配置し、０．３ ／Ｚｍ〜２．３μＷなる間隔変動させ
たところ、波長１５μｍの光で６９％の変調率が得られ
た。
第３図は他の実施例を示す。図中演２図、Ｌ−同一部分
には同−符月を［１す。この実施例は積層圧電素子３，
４を同一・平面に配！〜、変調器に対しては尤の入出射
方向を斜方向としだ例である。前記実ＭＪ１例と同様の
条件でゲルマニウムグリズムを使用１〜、プリズム間隔
ｉ０．３μｍ〜２．３μｍ で変動させたところ、１５
μｍの波畏の光に対して５８％の変調率が得られた。こ
の実施例では光の入出射方向が固定台に姐１〜で斜めな
ので、固定台にょるケラれで、若干冶効口径が減少する
が実用上は差支えない。
には同−符月を［１す。この実施例は積層圧電素子３，
４を同一・平面に配！〜、変調器に対しては尤の入出射
方向を斜方向としだ例である。前記実ＭＪ１例と同様の
条件でゲルマニウムグリズムを使用１〜、プリズム間隔
ｉ０．３μｍ〜２．３μｍ で変動させたところ、１５
μｍの波畏の光に対して５８％の変調率が得られた。こ
の実施例では光の入出射方向が固定台に姐１〜で斜めな
ので、固定台にょるケラれで、若干冶効口径が減少する
が実用上は差支えない。
第４図は本発明の更に他の実施例を示す。この実ノイ）
例（は基本的には第３図の構成と同一であるが、段差を
形成する面が第１プリズム１１と第２プリズム１２共に
同一間隔であり、かつ対応する一対の段差平面が同一平
面ｃ−ｃ’上にあるよう配置したものである。各プリズ
ム１１ 、１２ ヲ））’ｗ−ｑニウムプリズムとし、
０．３〜２．３μｍなる間隔変動させたところ、１５μ
ｍで５９％の変調率が得られた。
例（は基本的には第３図の構成と同一であるが、段差を
形成する面が第１プリズム１１と第２プリズム１２共に
同一間隔であり、かつ対応する一対の段差平面が同一平
面ｃ−ｃ’上にあるよう配置したものである。各プリズ
ム１１ 、１２ ヲ））’ｗ−ｑニウムプリズムとし、
０．３〜２．３μｍなる間隔変動させたところ、１５μ
ｍで５９％の変調率が得られた。
発明の効果
以上のように、本発明は２枚のプリズトの間隔を光の波
により狭く配し、対向面と反対側の面を鋸歯状とし、間
隔を微小変動させるようにした全反射型光変調器で、薄
型軽量な全反射型光変調器を得ることができ、従来の只
の厚さのプリズムにより、変調器の厚さを４０〜５０％
低減することができ、重量は従来の２，１５にすること
ができる。
により狭く配し、対向面と反対側の面を鋸歯状とし、間
隔を微小変動させるようにした全反射型光変調器で、薄
型軽量な全反射型光変調器を得ることができ、従来の只
の厚さのプリズムにより、変調器の厚さを４０〜５０％
低減することができ、重量は従来の２，１５にすること
ができる。
段差平面の数を増せば、更に薄型・軽量にすることが可
能である。
能である。
また、赤外線変調器としては、プリズムを薄くすること
により、赤外吸収損失を減少することができ、従来の構
造では有効口径２０羽を確保するためには、プリズムＷ
け、１ｑｍｍ程度必要で、最大赤外変調率は反射損失１
０％を考慮に入れて、４８％しか達成できなかったが、
本発明では、反射損失１０％も含めて、変調率は５８〜
５９％であり、変調率を１．２３倍にすることができる
。
により、赤外吸収損失を減少することができ、従来の構
造では有効口径２０羽を確保するためには、プリズムＷ
け、１ｑｍｍ程度必要で、最大赤外変調率は反射損失１
０％を考慮に入れて、４８％しか達成できなかったが、
本発明では、反射損失１０％も含めて、変調率は５８〜
５９％であり、変調率を１．２３倍にすることができる
。
調器の実施例を示す断面構造図である。
１．２・・・・・・プリズム、３．４・川・・積層圧電
素子、５．６・・・・固定台、７・・・・・・補償スペ
ーサ、１１゜１２・・・・鋸歯状型プリズム、２１・・
・・・・反射防止膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
素子、５．６・・・・固定台、７・・・・・・補償スペ
ーサ、１１゜１２・・・・鋸歯状型プリズム、２１・・
・・・・反射防止膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
Claims (2)
- （１）２枚のプリズムを光の波長よシ狭い間隔で対向配
置し、前記２枚のプリズムの外側の面を横断面が鋸歯状
であシ、かつ一方のプリズムの鋸歯部の面が他方のプリ
ズムの鋸歯部の面に平行である段差を形成し、前記各プ
リズム間の間隔を変動させることを特徴とする全反射型
光変調器。 - （２）段差を形成する面が各プリズムについて同一間隔
に形成され、かつ対応する一対の段差平面が同一平面上
に配された特許請求の範囲第１項記載の全反射型光変調
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58178560A JPS6069623A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 全反射型光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58178560A JPS6069623A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 全反射型光変調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6069623A true JPS6069623A (ja) | 1985-04-20 |
| JPH0138287B2 JPH0138287B2 (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=16050615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58178560A Granted JPS6069623A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 全反射型光変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6069623A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7250210B2 (en) | 1993-10-29 | 2007-07-31 | 3M Innovative Properties Company | Pressure-sensitive adhesives having microstructured surfaces |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5211938A (en) * | 1975-07-18 | 1977-01-29 | Hitachi Ltd | Prism |
| JPS5397455A (en) * | 1977-02-04 | 1978-08-25 | Nec Corp | Photo switch |
-
1983
- 1983-09-27 JP JP58178560A patent/JPS6069623A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5211938A (en) * | 1975-07-18 | 1977-01-29 | Hitachi Ltd | Prism |
| JPS5397455A (en) * | 1977-02-04 | 1978-08-25 | Nec Corp | Photo switch |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7250210B2 (en) | 1993-10-29 | 2007-07-31 | 3M Innovative Properties Company | Pressure-sensitive adhesives having microstructured surfaces |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0138287B2 (ja) | 1989-08-14 |
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