JPS61502423A - 多色性音響光学偏向器 - 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】 多色性音響光学偏向器 本発明は多色性音響光学偏向器を目的とするものである。

しばしば変調器とも呼ばれる偏向器は、音響光学的手段によって、所定の光路上 を伝播する光束の、場合によっては出力変調と共に、その軌跡を変えることので きる装置である。

一般に、この音響光学的手段はカットされた結晶、例えばバラ亜テルル酸塩製の 結晶に、予め定められたあるいは決定できる周波数を有する信号を発するための 超音波源となる電極を設けた構成となっている。

この種の偏向器は単色光あるいは単一の周波数の光を変調する際に最もいい結果 を与える。逆に、光束が複数の周波数を有する場合には、この種の偏向器は入射 光束を構成する種々の波長を有する発散光と同じ光束をその出口において生ずる 。これらの光は別々の光路に沿って伝播し、該光路は一般に偏向器内に位置する 光源点から発散する。このような技術的状態は、欧州特許第１８１５０号に記載 されている。これらの不便さを解消するために、他の各種装置が提案された。こ れらは、例えば夫々異る光路における異った波長の光を分離する二色性薄膜から 構成されるものであり得る。かくして、ある特定の光と関連する特殊な偏向器は 、これ・ら光を別々に処理して、次いで半透明層、半反射性層によって新ためて 結合するこきになる。

上記の解決策は著しく複雑である点で不満足であり、また例えば光学系が複雑す ぎかつ大がかりであり、しかもこれら光学系を支持する機械部品の製造において は極めて高い精度が要求されるなどの大きな欠点を有している。最後に、耐衝撃 安定性、耐振動安定性がそれ程十分ではなく、更に伝播並びに反射による光エネ ルギーの大きな損失が観測される。

本発明の主な目的は音響光学的偏向器を提供することにあり、これは複合線束か ら別々の波長を有する少なくとも２種の光の偏向を達成し、この偏向器は極めて コンパクトであり、簡単に作製でき、安価であり、しかも隣接し、平行かつ別々 の光軌跡上の異る波長光の偏向を可能とする。

複合線束の、少なくとも２種の異った波長を有する光の偏向を可能とする音響光 学的偏向器は、本発明によれば、」１記光束の光軸上において、上記光束を所定 の方向に適当に偏向させる手段、カットオフ軸を有するバラ亜テルル酸塩製の少 なくとも１つの結晶、処理すべき光束の方向に隔置された位置で、これら結晶に 超音波を適用するだめの指令手段を含み、該超音波は上記処理すべき光束の方向 に沿って増大する周波数を有し、かつ該光束の偏向方向に平行であることを特徴 とする。必要ならば、平行な一連の結晶を使用して、被処理光束からの光を得る こともできる。しかし、この場合偏向器を著しく複雑にする。

本発明の他の特徴並びに利点は光学偏向器の非限定的に与えられる例によって明 らかになる。これは、特に例えば赤、緑、青などの３種の波長を存する多色性光 束に適用できる。

以下、このような偏向器を概略的に示した添付図を参照して説明する。

この添付図は同時に、パラ亜テルル酸塩製の複数の異る結晶１．２．３（図中の 実線で示される）が、特にカットオフ軸に平行に設けられた第１の態様並びに、 単一の結晶Ｃ（図中の一点鎖線で示される）が、３つの結晶１．２．３の代りに 使用される好ましい実施態様の両者を記載している。この偏向器において単一の 結晶Ｃは同様にカットオフ軸を有している。

結晶の数３は単なる例であり、これは３原色に相当し、複数の波長を有するレー ザ光束を有色で視覚化できる。

単一の結晶Ｃを使用しない場合、３種の結晶１．２．３が例えば赤、緑、青に相 当する３つの波長からなる入射光束５の光軸４」ユに相互に隣接して連続的に配 置される。単一の結晶Ｃまたは結晶１．２．３の各々には夫々超音波源６．７． ８が結合している。これら超音波源は無線周波数の電気信号３６．３７．３８の 発生器を含んでいる。これら超音波源と結晶との連結は、夫々９、ＩＯ′：ｊ６ よび１１で概略的に表わされる一群の電極あるいはより正確にはピエゾ電気トラ ンスデユーサ−によって実現されている。これら電極の適用形態はそれ自体公知 であり、何の難かしさもない。有利にはラジオ周波源６．７および８夫々の背後 には変調器１２．１３．１４が、更に場合によってはその背後に増幅器１５．１ ６および１７が配置される。変調器の２つの入力端子は夫々、一方は対応する超 音波源に、また他方は指令系の入力端を介して、変調信号として動作指令を与え るための手段に結合されている。

結晶Ｃまたは結晶群Ｉ、２．３に達する前に、入射光束５は偏向子Ｉ８を通る。

この偏向子は例えばブルースタ（１３ＲＩＥＷＳＴｒ！Ｒ）層を含み、そこで入 射光束は所定の方向に偏向される。

結晶Ｃまたは結晶群１．２．３に超音波を導入する手段は、結晶内における超音 波の伝播方向が、ブルースタ層によって偏向子１８内で行われる光束５の偏向の 方向に平行となるように配置される。これは光束に対する超音波の最小作用周波 数の状態にあり、それ以下では光束に対し何の作用をも与えることはない。この 場合、３つのトランスデユーサ−９，１０゜１１は、最小作用周波数が光軸４に 沿った光束５の伝播方向に沿って順次増大するように連続的に配置される。

この例において、３つの赤、緑および青の光束の連続的な変調を達成するために は、第１のトランスデユーサ−９は最大の波長、即ち最も小さな作用周波数を有 する赤色と結合する。第２のものは緑に対する作用を有し、即ち周波数が赤より も大きなトランスデユーサ−１０であり、周波数が最も高く（赤、緑いずれより も高い）、青に相当するトランスデユーサ−１１についても同様である。

赤、緑および青の三原色の偏向または変調に基づいて」二記した音響光学的変調 器は以下のように動作する。即ち、入射光束５が上記のように光軸４に沿って偏 向されて伝播１−１赤色光に対してまず周波数作用を及ぼす結晶Ｃまたは１を横 切る。変調器２１の開放を指示するだめのライン２１」二に信号が送られると、 超音波が該結晶内に伝播され、赤の波長光に選択的に作用して、初期の軌跡即ち 光軸４からはずれた赤の出射光２２を生す″る。この光束２２はその偏向方向が ９０゛回転されているので、結晶Ｃの残りあるいは他の２つの結晶を透過できる 。このような伝播方向をもって、光２２は新たに偏向されることなく伝播し、軸 ２３に沿って移動する。場合によっては、別の色の光、例えば緑を変調または偏 向したい場合があり、このような場合には、ｖ、２のビデオライン２４により変 調器１３の動作を指令し、その結果、緑に対応する第２のトランスデユーサ−１ ０による超音波の適用が可能となる。この緑色光は、最小の周波数が緑色光のそ れよれも小さな第１のトランスデユーサ−９による偏向なし２に結晶内を伝播し ７、その後伝播軸２６に沿って偏向されて緑色出射光２５を生ずるように偏向さ れる。同様に、青色光はライン２７により伝達される指令により、変調器１４お よびトランスデユーサ−１１によって得られる。この偏向青色光は軸２９に沿っ て伝播する。

実験では、適当に偏向された、レーザ光源により発せられた光線束を用いた場合 、偏向された放射光束の３方向の伝播２３．２６および２９は相互に極めて接近 しており、平行であった。

このため、３種の指令ライン２１．２４オよび２７を選択的に指示するこ止によ り、別々にまたは同時に赤、緑もしくは青の偏向光を選択的に得ることができた 。更に、これら光束は相互に近接しているので、これらを種々の方法で容易に結 合して、色調変更可能な光源を得ることができた。

上記の実験は３種の色の多色性光束の例であるが、当業者には全く同様にして、 かつ何の困難もなしに、２種の異る波長を有する光で構成された光束もしくは複 数の波長光で構成される光束に対しても適用できることは明らかである。本発明 の変調器（偏向器）ははＡ、のわずがｔｌ構戊要素のみからなっており、本質的 には公知の型の結晶で構成されている。また伝播による出力損失は最小であり、 極めて容易に、上で説明したように全〈実施トの困難さなしに、明確な有色光を 得ることができる。

単一の結晶Ｃを使用する場合、トランスデユーサ−９および１１は処理すべき光 束５の光軸４の方向に沿って隔置された連続する位置に配置される。複数の連続 する結晶１．２．３を使用する場合、それらの各々がトランスデユーサ−９，１ ０，１１に作用する。従って、これらトランスデユーサーは光束５の方向に沿っ た隔置された連続的位置に設置される。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも２種の平行かつ異なる放出光を含み、少なくとも波長の異る複数 の光からなる光束（５）を分離するための、少なくとも１種の結晶（Ｃ）と、該 結晶（Ｃ）に結合したトランスデューサー（９、１０、１１）に連結された超音 波源（６、７、８）を含む音響光学的偏向器であって、上記結晶（Ｃ）がカット オフ軸を有するパラ亜テルル酸塩であり、トランスデューサ（９、１０、１１） が光束（５）の方向に隔置された結晶（Ｃ）の点に、所定の平行放出光（２２、 ２５、２８）の数と等しい数で、配置されており、これらトランスデューサは光 束（５）の方向に沿った別々の位置で増大する値の周波数を有する超音波を生じ 、更に結晶（Ｃ）の前方であって処理すべき光束の軌跡上に、偏向子（１８）を 含み、該偏向子は、結晶（Ｃ）の内部での上記超音波の伝播方向と平行な、光束 （５）の偏向方向を有していることを特徴とする上記音響光学的偏向器。 ２．上記超音波源（６、７、８）が無線周波数の電気信号の発生器（３６、３７ 、３８）と結合しており、該発生器が、それぞれ指令ライン（２１、２４、２７ ）と接続する変調器（１２、１３、１４）と結合しており、これら変調器（１２ 、１３、１４）の出力端が夫々トランスデューサ（９、１０、１１）に結合して いることを特徴とする請求の範囲第１項記載の音響光学的偏向器。 ３．３種のトランスデューサー（９、１０、１１）を含み、これらが夫々赤色光 、緑色光、青色光を順次偏向するのに適した作用周波数を有していることを特徴 とする請求の範囲第１項記載の音響光学的偏向器。 ４．複数の平行かつ連続的な結晶（１、２、３）を含み、その夫々が、処理すべ き光束（５）の偏向放出光（２２、２５、２８）の数に等しい数の対応するトラ ンスデューサー（９、１０、１１）と結合していることを特徴とする請求の範囲 第１項記載の音響光学的偏向器。