JPS61122576A - 高周波スペクトル分析器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光導波路を伝播する光ビームの弾性表面波
による偏向を利用して高周波信号の周波数と振幅を検出
する高周波スペクトル分析器に関するものでおる。

〔従来の技術〕

第２図は応用物理第５１巻第４号（１９８２）第４２９
ページに示された従来のこの樵の高周波スペクトル分析
器の説明図であり、図において（１）は装置の各構成要
素の組立てのベースとなるベースプレート、（２）は表
面にＴｉ　（チタン）拡散を行ったＬｉＮｂ０３（リチ
ュウムナイオベート）の２次元光導波路の基板、（３）
は高周波信号を弾性表面波；　５ｕｒｆａｃｅＡｃｏｕ
ｓｔｉｃ　Ｗａｖｅ　（ＳＡＷ）に変換するトランスデ
ユーサ、（４）は半導体レーザ、（５１、＋６）は基板
（２）に凹みをつけてレンズ機能をもたせたジオデシッ
クレンズ（ｇｅｏｄｅｓｉｃ　１ｅｎａ）、（７）はホ
トダイオードアレイ、（８）はホトダイオード、（９）
は高周波信号の入力端子である。

次に動作について説明する。入力端子（９）ｔ−経て入
力した高周波信号は、基板（２）の側辺端部に取付ケ念
トランスデユーサ（３）にようて弾性表面波に変換され
、該端面から基板（２）に送りこまれ、反対側の端面に
向って伝播していく。

基板（２）の一方の端面に取付けた半導体レーザ（４）
の発生したレーザ光は、２次元光導波路の基板（２）の
中をジオデシックレンズ（５）の方向に拡散伝播し、該
レンズ（５）はよって平行なビームに変換され、弾性表
面波の伝播する領域を経て、ジオデシックレンズ（６）
によって集光され、ホトダイオードアレイ（７）又はホ
トダイオード（８）の位置に焦点を結ぶ。

レーザ光は、弾性表面波の伝播する領域を通過するとき
、偏向されるが、偏向角は弾性表面波すなわち入力端子
（９）を経て入力した高周波信号の周５　　　波数に比
例し、偏向量は高周波信号の振幅に比例する。

ホトダイオードアレイ（７）は、複数個のホトダイオー
ドがリニアに並べられたものであり、個々のホトダイオ
ードの位置が高周波信号の周波数情報を示すものであり
、個々のホトダイオードからの電気信号のレベルは高周
波信号のレベルに比例する。ホトダイオード（８）は、
偏向を受けなかった成分を検出する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の分析器は上記のように構成嘔れているので、高周
波信号の周波数とホトダイオードアレイ（７）の位置で
の光の偏向幅の関係は基板（２）の形状、寸法等によっ
て決まるもので、この分析器の分解能〔個々のホトダイ
オードが検出する周波数範囲（帯域幅）〕は、ホトダイ
オードアレイ（７）を構成するホトダイオードの数によ
って制約される。一方、ホトダイオードアレイ（７）自
体は、製造上の制約から、任意に細かいピッチに製造す
ることは不可能で、１、実現可能なピッチによって、周
波数の分解能が制約されるという問題点かあつ几。

この発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、従来
のものよシ周波数分解能のよい高周波スペクトル分析器
を得ることを目的としている。

〔問題点を解決する次めの手段〕

この発明に係る高周波スペクトル分析器は、二次元光導
波路の基板の受光側の端面に、複数本の光ファイバの開
口端を並列に配置して、集光された光ビームを受光し、
これらの光ファイバが受光した光ビームをそれぞれ上記
複数の光ファイバを接続したホトダイオードアレイで検
出する構成としたものである。

〔作用〕

二次元光導波路の基板の受光側の端面に、複数本の光フ
ァイバの開口端を、その直径の許す範囲内で任意のピッ
チで配列することが可能で、直径が小さい光ファイバを
使用すれば、充分分解能の高い分析器が得られる。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す説明図であり、図に
おいて第２図の符号と同一の符号は同一の部分または相
当する部分を示し、（１０）は複数□　本の光ファイバ
の開口端を二次元光導波路の基板（２）の弾性表面波に
よって偏向された光ビームが焦点を結ぶ端面の部分に並
列に装着するためのコネクタ、（１１）は二次元導波路
の基板（２）の偏向されなかった光ビームが焦点を結ぶ
端面の位置に１本の光ファイバの開口端を装着するため
のコネクタ、（１２）はホトダイオードアレイ、（１３
）　ｔ−！複数本の光ファイバ、（１４）　ｆｌ装着さ
れたホトダイオードアレイ（１２）に接続する回路の設
けられた回路基板である。

半導体レーザ（４）からの光ビームが、ジオデシックレ
ンズ（５）によって平行なビームに変換され、弾性表面
波の伝播領域において偏向され、ジオデシックレンズ（
６）によって他方の端面に集光される動作は第２図の場
合と同じである。

端面に集光した光ビームは、その位置にコネクタ（ｔｏ
）、（１１）で装着した光ファイバ（１３）の開口端に
入シ、光ファイバ（１３）を経てホトダイオードアレイ
（１２）に導びかれ、それぞれのホトタイオードにおい
て電気信号に変換される。

コネクタ（ｔｏ）、（１１）で端面に装着した光フアイ
μ（１３）の開口端に対応するホトダイオードが開口端
の配列順と同じに配列されており、それぞれのホトダイ
オードによって、入力端子（９）に印加される高周波信
号の周波数及び振幅を検出することができる。

回路基板（１４）には、ホトダイオードからの信号全増
幅したり、量子化する等の処理を行う回路が設けられて
いる。

なお、上記実施例では基板（２）の光ビームの集光する
端面に、コネクタ（１０）によって複数本の光ファイバ
（１３）の開口端ｔ　ＩＪニアに配列装着したものにつ
いて説明し友が、一方の列のそれぞれの開口端の中心が
他方の列の隣接する２つの開口端の中心の中間に位置す
る状態に２段に配列装着する構造とすれば、分解能を２
倍にすることができる。更に、基板（２）の厚みの範囲
で、光ファイバのも直径との関連において２段以上に配
列して、分解能を高めることもできる。

〔発明の名称〕

以上のように、この発明によれば、２次元光導波路の基
板の受光側の端面に光ファイバの開口端を配列装着して
、集光された光ビームを光ファイバを介してホトダイオ
ードに導くように構成し次ので、従来のもののホトダイ
オードのピッチに較べ開口端をより狭いピッチに配列装
着することができるので、より高い分解能で周波数を検
出することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す説明図、第２図は従
来のこの種の高周波スペクトル分析器を示す説明図であ
るう 図において（１）はベースプレート、（２）は２次元光
導波路の基板、（３）はトランスデユーサ、（４）ハ半
導体レーザ、＋５）　、　［６）はジオデシックレンズ
、（９）ｔｌ入力端子、（１ｏ）、（１１）はコネクタ
、（１２ンはホトダイオードアレイ、（１３）は光ファ
イバ、（１４）は回路基板である、 なお各図中同一符号は同一または和尚する部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光導波路を伝播する光ビームの弾性表面波による偏向を
   利用して高周波信号の周波数と振幅を検出する高周波ス
   ペクトル分析器において、一方の端面に取付けた半導体
   レーザからの光ビームが第１のジオデシックレンズによ
   って平行光ビームに変換され、該平行光ビームが第２の
   ジオデシックレンズによって他方の端面に集光されるよ
   うに構成した二次元光導波路の基板、高周波信号を弾性
   表面波に変換し、該弾性表面波を上記基板に第１のジオ
   デシックレンズと第２のジオデシックレンズ間の平行光
   ビームと交差する状態に送りこむトランスデューサ、上
   記基板の他方の端面に開口端を並列に配置され該端面に
   集光される光ビームが入射する複数本の光ファイバ、こ
   れら光ファイバに入射した光ビームをそれぞれ電気信号
   に変換するホトダイオードを配列したホトダイオードア
   レイを備えたことを特徴とする高周波スペクトル分析器
   。