JPS6159423A - 音響光学フイルタ - 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 本発明は光学的異方性を有する結晶を用いて光を選択す
る音響光学フィルタの中で、遠軸異方ブラッグ回折現象
を利用した音響光学フィルタに関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、可視から近赤外に至る光の利用はめざましいもの
があるが、この光の分光に使用されるのが音響光学フィ
ルタである。分光には、他に、光学ガラスフィルタやプ
リズム、回折格子を用いたものがあるが、これらはいず
れもメカニカルな操作でしか光波長選択ができないのに
対し、音響光学フィルタは電気入力の周波数や据幅を変
えることにより光波長や出力光強度を変えることができ
、高速で、可動部がなく高安定、長寿命な分光器として
利用できる。をらに、光混合などユニークな機能も有し
ている。この音響光学フィルタは例えば、日本国特許第
９６１６４１　　号、同第９８１８８３号、同第９９６
７２０号に示されているものである。

しかしながら、これらの構成による音響光学フィルタは
光入射角の制限が厳しく、数度の先入射角変動により、
光のスペクトル幅（分解能）が犬きく変化する欠点を有
しており、平行光線として入・　射させる必要があり、
入射開口角を大きくしても光のスペクトル幅が変化しな
いという実用的なものが得られなかった。

発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、光入射角を変えても光のスペ
クトル幅が変化しにくく、入射開口角の広い音響光学フ
ィルタを提供することを目的とするものである。

発明の構成 この目的を達成するために本発明の音響光学フィルタは
横波超音波を導入するためのトランスジユーザの接着面
と二酸化テルル結晶の＜１１０＞面との角度（以下音波
傾斜角と呼ぶ）ａを○（ａ　＜　ｔａｎ−１（２汀）と
し、かつ、二酸化テルル結晶の〈００１〉面と光入射面
との角度（以下光入射面角と呼ぶ）θ、が となるように光入射面を設けて構成されている。

遠軸異方ブラッグ回折においては、真空中の光波長をλ
。、複屈折をΔｎｂ、α方向に波面法線方向を有し、く
〒１０＞軸方向に変位する横波超音波の位相速度をｖ（
ａ）、超音波周波数をｆとすると１１次の近似式が成立
する。

これを光入射面角θ□で偏微分して整理すると次のよう
になる。

ここで、Δλθは光波長の変化分、すなわち、光スペク
トルの広がり、Ｅは屈折率の波長分散による項、Δθ、
は光入射面角の変化分である。

とじてθ、について整理すると、 従って、上述のように音波傾斜角α、光入射面角θ□を
定めると、Ｆ（θ１．α）−〇とすることができ、Δλ
θはΔθ、に近似式１−依存ｌ〜なくなる。すなわち、
この構成によって、光入射角を変えても６　、 光のスペクトル幅が変化しにくく、入射開口角を広くす
ることができることとなる。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

を音波傾斜角、ａをパラメータとして光入射面角θ、に
対して示したものである。この図からθ１−７９°　、
α＝１００のとき、Ｆ（θ、、ａ）＝０となる一つの組
合せが得られることがわかる。

第２図はθ、＝７９°、ａ＝１００　における一実施例
を示す原理図である。第２図において、１は二酸化テル
ル結晶、２はトランスジューサ、３は電気信号源である
。トランスジューサ２の接着面１ａは＜１１０＞面（（
００１〉軸）からａ−１００傾斜し、このとき、トラン
スジューサ２によるく了１０＞軸方向（紙面に垂直）に
変位する横波超音波は＜１１０＞軸からθａ−６４°傾
斜して伝搬する。光入射面１ｂは＜００１＞而（〈６へ
−１ １１０〉軸）からθ、−７９°傾斜しており、図からも
わかるように入射開口径も十分大きく設定でき結晶の大
きさも効率よく使用できる。入射光！は電気信号源３の
周波数により異常光線入射（紙面に平行な電界ベクトル
成分の光）の場合は光出射面１゜より１１、常光線入射
（紙面に垂直な電界ベクトル成分の光）の場合は工、と
なって出射する。回折されない光は■。となり出射する
。例えば、光波長１〜３μｍの近赤外光における光波長
と電気信号の周波数との関係は第３図のようになる。

以上のように構成された本実施例によれば、第２図に示
すごとく光入射角がΔθ、（結晶の外では屈折率により
Δθ′・）変化しても上述したように光波長の変化分Δ
λθ、すなわち、光スペクトル幅の広がりはほとんど生
じないことになる。

なお、Ｆ（θ０．ａ）は第１図かられかるようにθ１−
２１°　、α＝１ｏ０の組合せにおいても０となるが、
これは がら、第２図に示すように超音波の伝搬方向の傾斜角θ
８が大きいため、光入射の開口径を犬きぐするためには
二酸化テルル結晶を大きくする必要があり実用的でない
。

発明の効果 以上のように本発明は音波傾斜角αをＯ＜ａ≦ることに
より、光入射角を変えても光のスペクトル幅が変化しに
くく、入射開口角の広い音響光学フィルタを提供するこ
とができ、その実用的効果は犬なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は関数 ラメータとしてθ、に対して示した図、第２図は本発明
の音響光学フィルタの一実施例を示す原理図、第３図は
本発明の一実施例の光波長と電気信号の周波数との関係
（同調特性）を示す特性図である。 １・・・・・二酸化テルル結晶、１ａ・・・・・トラン
スジユーザの接着面、１ｂ・・・・・光入射面、１Ｃ・
・・・・・光出射面、２・・・・・・トランスジユーザ
、３・・・・・・電気信号、■・・・・・・入射光、１
１・・・・・・異常光線入射に対する回折光、■２・・
・・・常光線入射に対する回折光、■。・・・・・・非
回折光。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 二酸化テルル結晶とこの二酸化テルル結晶に横波超音波
   を導入するトランスジューサを備え、上記トランスジュ
   ーサの接着面と二酸化テルル結晶の〈１１０〉面との角
   度αが０＜α≦ｔａｎ＾−＾１（１／（２√２））であ
   り、かつ、二酸化テルル結晶の〈００１〉面と光入射面
   との角度θ＿ｉが θ＿ｉ≒ｔａｎ＾−＾１（１＋√（１−８ｔａｎ＾２α
   ）／（２ｔａｎα）となるように二酸化テルル結晶に光
   入射面を設けたことを特徴とする音響光学フィルタ。