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JPH012023A - light deflection device - Google Patents

light deflection device

Info

Publication number
JPH012023A
JPH012023A JP62-158612A JP15861287A JPH012023A JP H012023 A JPH012023 A JP H012023A JP 15861287 A JP15861287 A JP 15861287A JP H012023 A JPH012023 A JP H012023A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
surface acoustic
acoustic wave
guided light
frequency
generating means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62-158612A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS642023A (en
Inventor
正美 羽鳥
野崎 信春
神山 宏二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP15861287A priority Critical patent/JPS642023A/en
Priority claimed from JP15861287A external-priority patent/JPS642023A/en
Priority to US07/127,020 priority patent/US4929042A/en
Priority to EP87117581A priority patent/EP0270027B1/en
Priority to DE3750694T priority patent/DE3750694T2/en
Publication of JPH012023A publication Critical patent/JPH012023A/en
Publication of JPS642023A publication Critical patent/JPS642023A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光導波路に表面弾性波を発生させ、この表面
弾性波の回折作用によって導波光を偏向させるようにし
た光偏向装置、特に詳細には導波光を2つの表面弾性波
によって2回偏向させることと、1つの表面弾性波によ
って1回偏向させることを組み合わせて、広偏向角範囲
が得られるようにした光偏向装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to an optical deflection device that generates surface acoustic waves in an optical waveguide and deflects guided light by the diffraction action of the surface acoustic waves. relates to an optical deflection device that can obtain a wide deflection angle range by combining guided light twice by two surface acoustic waves and once by one surface acoustic wave. .

(従来の技術) 従来より例えば特開昭61−183626号公報に示さ
れるように、表面弾性波が伝播可能な材料がら形成され
た光導波路に光を入射させ、この光導波路内を進行する
導波光と交わる方向に表面弾性波を発生させて該表面弾
性波によって導波光をブラッグ回折させ、そして上記表
面弾性波の周波数を連続的に変化させることにより導波
光の回折角(偏向角)を連続的に変化させるようにした
光偏向装置が公知となっている。このような光偏向装置
は、例えばガルバノメータミラーやポリゴンミラー等の
機械式光偏向器や、EOD (電気光学光偏向器)やA
OD(f響光学光偏向器)等の光偏向素子を用いる光偏
向器に比べると、小型軽量化が可能で、また機械的動作
部分を持たないので信頼性も高い、といつた特長を有し
ている。
(Prior Art) Conventionally, as shown in Japanese Patent Application Laid-open No. 183626/1983, light is incident on an optical waveguide formed of a material through which surface acoustic waves can propagate, and the guide propagates within the optical waveguide. A surface acoustic wave is generated in the direction intersecting the wave light, the guided light is Bragg diffracted by the surface acoustic wave, and the diffraction angle (deflection angle) of the guided light is continuously changed by continuously changing the frequency of the surface acoustic wave. A light deflection device that changes the direction of the light is known. Such optical deflection devices include, for example, mechanical optical deflectors such as galvanometer mirrors and polygon mirrors, EOD (electro-optic optical deflectors), and A
Compared to optical deflectors that use optical deflection elements such as OD (f-acoustic optical deflectors), they have the advantage of being smaller and lighter, and are highly reliable as they do not have mechanical moving parts. are doing.

(発明が解決しようとする問題点) ところが上述のような光偏向装置には、偏向角を大きく
とることが困難であるという問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-described optical deflection device has a problem in that it is difficult to obtain a large deflection angle.

つまりこの光導波路を用いた光偏向装置においては、光
偏向角は表面弾性波の周波数にほぼ比例するので、大き
な偏向角を得ようとすれば必然的に表面弾性波の周波数
を極めて高い値まで変化させることが必要となる。また
このように表面弾性波の周波数を広い帯域に亘って変化
させるのみならず、ブラッグ条件を満たすために、表面
弾性波の進行方向を連続的に変化(ステアリング)させ
て導波光の表面弾性波への入射角を制御する必要がある
In other words, in an optical deflection device using this optical waveguide, the optical deflection angle is approximately proportional to the frequency of the surface acoustic waves, so in order to obtain a large deflection angle, it is necessary to increase the frequency of the surface acoustic waves to an extremely high value. It will be necessary to change. Furthermore, in addition to changing the frequency of the surface acoustic waves over a wide band in this way, in order to satisfy the Bragg condition, the traveling direction of the surface acoustic waves is continuously changed (steering). It is necessary to control the angle of incidence on the

上記のような要求に応えるため、例えば前記特開昭81
−183628号公報にも示されるように、互いに異な
る帯域で周波数が変化する表面弾性波を発生する複数の
交叉くし形電極対(IDT:InterD 1g1ta
l  T ransducer )をそれぞれ表面弾性
波発生方向が異なるように配置し、各IDTをスイッチ
ング作動させるようにした光偏向装置が提案されている
In order to meet the above requirements, for example,
As shown in Japanese Patent No. 183628, multiple interdigitated electrode pairs (IDT: InterD 1g1ta) generate surface acoustic waves whose frequencies change in different bands.
An optical deflection device has been proposed in which IDTs are arranged such that surface acoustic wave generation directions differ from each other, and each IDT is operated by switching.

しかし上記構成の光偏向装置は、各IDTが発する表面
弾性波のクロスオーバー周波数を中心にして回折効率が
落ち込むので、偏向された光ビームの光量が、偏向角に
応じて変動してしまうという問題が生じる。
However, the optical deflection device with the above configuration has a problem in that the diffraction efficiency decreases around the crossover frequency of the surface acoustic waves emitted by each IDT, so the amount of light of the deflected light beam fluctuates depending on the deflection angle. occurs.

また上記の構成にしても、結局偏向角の高い部分を受は
持つIDTは、極めて高い周波数の表面弾性波を発生し
つるように構成されなければならない。以下、この点に
ついて、具体例を挙げて説明する。表面弾性波の進行方
向に対する導波光の入射角をθとすると、表面弾性波と
導波光との音響光学相互作用による導波光の偏向角δは
、δ−20である。そして導波光の波長、実効屈折率を
λ、Neとし、表面弾性波の波長、周波数、速度をそれ
ぞれΔ、f、vとすれば、 2θ−2sin’(λ/2Ne −A)〜λ/ N c
 ・Δ 一λ・f/Nc・■・・・・・・(1)である。したが
って偏向角範囲△(2θ)は、△(2θ)−△f・λ/
Ne−■ となる。ここで例えばλ−0,78μ771.Ne−2
.2、v −350077L/ sとして偏向角範囲Δ
(2θ)−io’を得ようとすれば、表面弾性波の周波
数範囲すなわちIDTに印加する高周波の周波数帯域△
f = 1.72 GHzが必要となる。この周波数帯
域を、2次回折光の影響を受けないように1オクターブ
とすれば、中心周波数f(、−2,57GHz 。
Furthermore, even with the above configuration, the IDT having a portion with a high deflection angle must be configured to generate a surface acoustic wave of an extremely high frequency. This point will be explained below using a specific example. When the incident angle of the guided light with respect to the traveling direction of the surface acoustic wave is θ, the deflection angle δ of the guided light due to the acousto-optic interaction between the surface acoustic wave and the guided light is δ−20. If the wavelength and effective refractive index of the guided light are λ and Ne, and the wavelength, frequency, and velocity of the surface acoustic wave are Δ, f, and v, respectively, then 2θ−2sin'(λ/2Ne −A) ~ λ/N c.
・Δ−λ・f/Nc・■・・・(1). Therefore, the deflection angle range △(2θ) is △(2θ) − △f・λ/
It becomes Ne−■. Here, for example, λ-0,78μ771. Ne-2
.. 2, deflection angle range Δ as v -350077L/s
In order to obtain (2θ)-io', the frequency range of the surface acoustic wave, that is, the frequency band of the high frequency applied to the IDT △
f = 1.72 GHz is required. If this frequency band is set to one octave so as not to be affected by the second-order diffracted light, the center frequency f(, -2,57 GHz.

最大周波数f2−3.43 GHzとなる。この最大周
波数f2を得るIDTの周期A −1,02μ瓦となり
、IDT電極指の線幅W−A/4−0.255μmとな
る。
The maximum frequency is f2-3.43 GHz. The period A of the IDT that obtains this maximum frequency f2 is -1.02 .mu.m, and the line width of the IDT electrode finger is W-A/4-0.255 .mu.m.

IDTを形成する技術として一般的なフォトリソ法、電
子ビーム描画法においては、現在のところ線幅限界がそ
れぞれ0.8μm、0.5μm程度であり、したがって
上記のように極めて小さい線幅を有するIDTは実現困
難である。またこのように精細なIDTが将来形成でき
たとしても、3.43GHz程度の高周波を生成するド
ライバーは、製造困難でかつ極めて高価なものとなるし
、このように精細なIDTには高電圧を印加することが
難しくなる。さらに、上記のように表面弾性波の周波数
を高めれば、当然その波長が短くなるので該表面弾性波
が光導波路に吸収されやすくなり、回折効率が低下する
ことになる。
In the photolithography method and electron beam lithography, which are common techniques for forming IDTs, the current line width limits are approximately 0.8 μm and 0.5 μm, respectively, and therefore IDTs with extremely small line widths as described above. is difficult to realize. Furthermore, even if such a fine IDT could be formed in the future, a driver that generates a high frequency of about 3.43 GHz would be difficult to manufacture and extremely expensive, and such a fine IDT would require a high voltage. It becomes difficult to apply. Furthermore, if the frequency of the surface acoustic wave is increased as described above, the wavelength will naturally become shorter, so the surface acoustic wave will be more easily absorbed by the optical waveguide, resulting in a decrease in diffraction efficiency.

一方文献I E E E  T ransaction
s on  C1rcuUs  and  5yste
n+s、 vol、  CAS −28,No。
On the other hand, the literature
s on C1rcuUs and 5yste
n+s, vol, CAS-28, No.

12、  p1072 [Guided −Wave 
 AcoustoopticBragg  Modul
ators ror Wide−Band I nte
gratcd 0pNc  Communicatio
ns and Signal Pr。
12, p1072 [Guided-Wave
AcoustoopticBragg Module
ators ror Wide-Band Inte
gratcd 0pNcCommunication
ns and Signal Pr.

cessing ] by  C,S、 TSA Iに
は、前述のように複数のIDTをスイッチング作動させ
ず、1つのIDTを電極指線幅が連続的に変化しかつ各
電極指が円弧状をなす湾曲指チャープIDTとして構成
し、この1つのIDTによって表面弾性波の周波数およ
び進行方向を広範囲に亘って連続的に変化させるように
した光偏向装置が示されている。このような構成におい
ては、前述のように光ビームの光量が偏向角に応じて変
動してしまうという問題は解消できるが、表面弾性波の
周波数を極めて高く設定しなければならない点はそのま
まであり、それにより前述と全く同様の問題が生じる。
cessing] by C, S, TSA I, as mentioned above, multiple IDTs are not operated by switching, but one IDT is a curved finger whose electrode finger line width changes continuously and each electrode finger has an arc shape. An optical deflection device configured as a chirped IDT is shown in which the frequency and traveling direction of surface acoustic waves are continuously changed over a wide range using this single IDT. In such a configuration, the problem of the amount of light beam fluctuating depending on the deflection angle as described above can be solved, but the problem remains that the frequency of the surface acoustic wave must be set extremely high. , which causes exactly the same problem as described above.

そこで本発明者らは先に、以上述べた光ビームの光量変
動を招かず、また表面弾性波の周波数を著しく高く設定
しなくても広偏向角範囲が得られる光偏向装置を提案し
た(特願昭61−283648号)。
Therefore, the present inventors have previously proposed an optical deflection device that does not cause the above-mentioned fluctuation in the light intensity of the light beam and can obtain a wide deflection angle range without setting the frequency of the surface acoustic wave to be extremely high. (Gan Sho 61-283648).

この光偏向装置は、前述のように表面弾性波が伝播可能
な材料から形成された光導波路内に導波光を進行させ、
この導波光を表面弾性波によって回折、偏向させるよう
にした光偏向装置において、上記導波光の光路に交わる
方向に進行して該導波光を回折、偏向させる第1の表面
弾性波を光導波路において発生させる第1の表面弾性波
発生手段と、 7一 上記のように回折された導波光の光路に交わる方向に進
行して該導波光を、上記回折による偏向をさらに増幅さ
せる方向に回折、偏向させる第2の表面弾性波を光導波
路において発生させる第2の表面弾性波発生手段とを設
け、 そしてこれら第1、第2の表面弾性波発生手段を、第1
の表面弾性波によって回折される前、後の導波光の波数
ベクトルをそれぞれlk、、lk2、第2の表面弾性波
によって回折された導波光の波数ベクトルをに3、第1
、第2の表面弾性波の波数ベクトルをlKt 、1に2
としたとき、J +lK1−1に2 IJ +IKz−1に3 なる条件を満たしながらそれぞれ第1、第2の表面弾性
波の周波数および進行方向を連続的に変化させるように
形成したことを特徴とするものである。
As described above, this optical deflection device allows guided light to travel through an optical waveguide formed of a material that allows surface acoustic waves to propagate.
In an optical deflection device that diffracts and deflects the guided light using a surface acoustic wave, a first surface acoustic wave that travels in a direction intersecting the optical path of the guided light and diffracts and deflects the guided light is applied to the optical waveguide. a first surface acoustic wave generating means for generating; 7- Proceeding in a direction intersecting the optical path of the guided wave diffracted as described above, diffracting and deflecting the guided light in a direction that further amplifies the deflection due to the diffraction; a second surface acoustic wave generating means for generating a second surface acoustic wave in the optical waveguide;
The wave number vectors of the guided light before and after being diffracted by the second surface acoustic wave are lk, lk2, and the wave number vectors of the guided light diffracted by the second surface acoustic wave are respectively 3 and 1.
, the wave number vector of the second surface acoustic wave is lKt, 1 to 2
The first and second surface acoustic waves are formed so as to continuously change their frequencies and traveling directions while satisfying the following conditions: J + lK1-1 = 2 IJ + IKz-1 = 3. It is something to do.

上記のような第1、第2の表面弾性波発生手段は、例え
ば電極指間隔が段階的に変化しかつ各電極指の向きが段
階的に変化する傾斜指チャープ交叉くし形電極対(T 
1lted −F inger  ChirpedID
T)と、この電極対に周波数が連続的に変化する交番電
圧を印加するドライバーとの組合せ等によって形成する
ことができる。
The first and second surface acoustic wave generating means described above are, for example, a pair of tilted chirped interdigitated comb-shaped electrodes (T
1lted-Finger ChirpedID
T) and a driver that applies an alternating voltage whose frequency changes continuously to this electrode pair.

上記の構成においては、第1の表面弾性波によって偏向
された導波光が第2の表面弾性波よって再度偏向される
から、第1、第2の表面弾性波それぞれの周波数帯域を
さほど広く設定しなくても、全体として広偏向角範囲が
得られるようになる。
In the above configuration, since the guided light that has been deflected by the first surface acoustic wave is deflected again by the second surface acoustic wave, the frequency bands of each of the first and second surface acoustic waves are set to be very wide. Even without this, a wide deflection angle range can be obtained as a whole.

本発明は、上記のような特長を有する特願昭81−28
3848号の光偏向装置をさらに発展させて、より広い
偏向角範囲を得ることができる光偏向装置を提供するこ
とを目的とするものである。
The present invention is based on the patent application filed in 1981-28 having the above-mentioned features.
It is an object of the present invention to further develop the optical deflection device of No. 3848 and to provide an optical deflection device that can obtain a wider deflection angle range.

(問題点を解決するための手段) 本発明の光偏向装置は特願昭61−283648号の光
偏向装置、すなわち前述したような光導波路と、第1の
表面弾性波発生手段と、第2の表面弾性波発生手段とを
備えてなる光偏向装置において、導波光の2回回折によ
って偏向角範囲δ2〜δ3′(δz<δ3)を得るよう
にし、この下限の偏向角δ2よりも偏向角が小さくなる
ような範囲においては、第2の表面弾性波発生手段を作
動停止させる一方、第1の表面弾性波発生手段のみを作
動させて、1回回折の導波光を偏向角δ1〜δ2(δ1
<δ2)の範囲で連続的に偏向させるように構成したこ
とを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The optical deflection device of the present invention is the optical deflection device disclosed in Japanese Patent Application No. 61-283648, which includes an optical waveguide as described above, a first surface acoustic wave generating means, and a second surface acoustic wave generating means. In this optical deflection device, a deflection angle range δ2 to δ3'(δz<δ3) is obtained by twice diffraction of the guided light, and the deflection angle is smaller than this lower limit deflection angle δ2. In the range in which δ1
<δ2) is characterized in that it is configured to deflect continuously in the range of <δ2).

(作  用) 上記構成の光偏向装置で光ビームを偏向させると、2回
回折のみで光ビームを偏向させる場合に比べて、偏向角
範囲は低角度側に拡張されるようになる。
(Function) When a light beam is deflected by the light deflection device having the above configuration, the deflection angle range is expanded to the lower angle side, compared to the case where the light beam is deflected only by two-time diffraction.

このようにした場合偏向角δ2.δ3の設定次第では、
拡張される低偏向角範囲内に、2回回折に際して第2の
表面弾性波で回折し得ない導波光が進行することになる
。つまり有効走査範囲として利用しようとする偏向角範
囲内に、不要光が生じることになる。しかし、表面弾性
波による回折効率は現在のところ90%程度確保可能で
あるので、第1の表面弾性波に交わる前の導波光の光量
を1とすると、光走査に利用する2回回折光の光量は0
.9 Xo、9−0.81.一方上記不要光の光量は0
,9XQ、l−0,(+9となり、利用光と不要光の光
量比はり:1程度確保できる。この程度の光量比では、
例えば高階調の画像記録は難しいが、現在実用に供され
ている感光材料を用いて、2値画像の記録は十分可能で
ある。
In this case, the deflection angle δ2. Depending on the setting of δ3,
In the expanded low deflection angle range, guided light that cannot be diffracted by the second surface acoustic wave during second diffraction will proceed. In other words, unnecessary light is generated within the deflection angle range that is intended to be used as an effective scanning range. However, the diffraction efficiency of surface acoustic waves can currently be secured at around 90%, so if the amount of guided light before intersecting with the first surface acoustic wave is 1, the amount of twice-diffracted light used for optical scanning is Light intensity is 0
.. 9 Xo, 9-0.81. On the other hand, the amount of unnecessary light above is 0
. , 9
For example, although it is difficult to record high-gradation images, it is quite possible to record binary images using photosensitive materials that are currently in practical use.

(実 施 例) 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。
(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings.

第1図は本発明の一実施例による光偏向装置を示すもの
である。この光偏向装置IOは、基板11上に形成され
た光導波路12と、この光導波路12上に形成された光
ビーム入射用集光性回折格子(F oeustlg  
G rating  Coupler、以下FCCと称
する) 13と、光ビーム出射用F G C14と、こ
れらのF CC13,14の間を進行する導波光の光路
に交わる方向に進行する表面弾性波15.1Bをそれぞ
れ発生させる第1、第2の傾斜指チャープ交叉くし形電
極対(T第1ted −Flnger  Chirpe
d  InterD 1g1tal  T ransd
ucer 、以下傾斜指チヤーブIDTと称する)17
.18と、上記表面弾性波15.16を発生させるため
にこれらの傾斜指チャープよりT17.18に高周波の
交番電圧を印加する高周波アンプ19と、上記電圧の周
波数を連続的に変化(掃引)させるスィーパ−20とを
有している。
FIG. 1 shows an optical deflection device according to an embodiment of the present invention. This optical deflection device IO includes an optical waveguide 12 formed on a substrate 11 and a condensing diffraction grating (F oeustlg) for light beam incidence formed on the optical waveguide 12.
grating coupler (hereinafter referred to as FCC) 13, a light beam output FGC 14, and a surface acoustic wave 15.1B that travels in a direction intersecting the optical path of the guided light that travels between these FCCs 13 and 14. The first and second inclined finger chirps are generated by a pair of interdigitated interdigitated electrodes (T1ted-Flnger Chirpe).
d InterD 1g1tal T ransd
ucer, hereinafter referred to as inclined finger chive IDT) 17
.. 18, a high frequency amplifier 19 that applies a high frequency alternating voltage to T17.18 from these inclined finger chirps in order to generate the surface acoustic waves 15.16, and continuously changes (sweeps) the frequency of the voltage. It has a sweeper 20.

また第2の傾斜指チャープIDT18と高周波アンプI
9との間には、該IDT]8への交番電圧印加を適宜遮
断しつるスイッチ30が設けられ、このスイッチ30は
制御回路31により、スィーパ−20の周波数掃引タイ
ミングと同期して開閉されるようになっている。
In addition, a second inclined finger chirp IDT18 and a high frequency amplifier I
A swing switch 30 is provided between the IDT 9 and the IDT 8 to appropriately cut off the application of an alternating voltage to the IDT 8, and this switch 30 is opened and closed by a control circuit 31 in synchronization with the frequency sweep timing of the sweeper 20. It looks like this.

本実施例においては一例として、基板11にLiNbO
3ウェハを用い、このウェハの表面にTi拡散膜を設け
ることにより光導波路12を形成している。なお基板1
1としてその他サファイア、Si等からなる結晶性基板
が用いられてもよい。また光導波路12も上記のTi拡
散に限らず、基板II上にその他の材料をスパッタ、蒸
着する等して形成することもできる。なお光導波路につ
いては、例えばティー タミール(T、 Ta1Ilr
)編「インチグレイテッド オプティクス(I nte
grated  0ptics ) J  (トピック
ス イン アプライド フィジックス(Topics 
 in  Applied  Physics)第7巻
)スブリンガー フエアラーグ(S pringer−
Verlag )刊(1,975)  、西原、春名、
栖原共著「光集積回路」オーム社刊(1985)等の成
著に詳細な記述があり、本発明ては光導波路12として
これら公知の光導波路のいずれをも使用できる。
In this embodiment, as an example, the substrate 11 has LiNbO
The optical waveguide 12 is formed by using three wafers and providing a Ti diffusion film on the surface of the wafer. Note that substrate 1
1 may also be a crystalline substrate made of sapphire, Si, or the like. Furthermore, the optical waveguide 12 is not limited to the above-mentioned Ti diffusion, but can also be formed by sputtering or vapor depositing other materials on the substrate II. Regarding optical waveguides, for example, Ta1Ilr (T, Ta1Ilr
) ed. “Ingrated Optics (I nte
rated 0ptics ) J (Topics in Applied Physics (Topics
in Applied Physics) Volume 7) Springer-
Verlag) (1,975), Nishihara, Haruna,
A detailed description can be found in published works such as "Optical Integrated Circuits" by Suhara, published by Ohmsha (1985), and any of these known optical waveguides can be used as the optical waveguide 12 in the present invention.

ただし、この光導波路I2は、上記Ti拡散膜等、後述
する表面弾性波が伝播可能な材料から形成されなければ
ならない。また光導波路は2層以上の積層構造を有して
いてもよい。
However, this optical waveguide I2 must be formed from a material such as the above-mentioned Ti diffusion film that allows surface acoustic waves to propagate, which will be described later. Further, the optical waveguide may have a laminated structure of two or more layers.

傾斜指チャープIDT17.18は、例えば光導波路1
2の表面にポジ型電子線レジストを塗布し、さらにその
上にAu導電用薄膜を蒸着し、電極パターンを電子線描
画し、Au薄膜を剥離後現像を行ない、次いでCr薄膜
、AI薄膜を蒸着後、6機溶媒中でリフトオフを行なう
ことによって形成することができる。なお傾斜指チャー
プIDTL7.18は、基板11や光導波路12が圧電
性を有する材料からなる場合には、直接光導波路12内
あるいは基板11上に設置しても表面弾性波15.16
を発生させることができるが、そうでない場合には基板
11あるいは光導波路12の一部に例えばZnO等から
なる圧電性薄膜を蒸着、スパッタ等によって形成し、そ
こにIDTL7.18を設置すればよい。
The inclined finger chirp IDT17.18 is, for example, an optical waveguide 1.
A positive electron beam resist is applied to the surface of 2, an Au conductive thin film is further deposited on top of it, an electrode pattern is drawn with an electron beam, the Au thin film is peeled off and developed, and then a Cr thin film and an AI thin film are deposited. After that, it can be formed by performing lift-off in a six-layer solvent. Incidentally, when the substrate 11 and the optical waveguide 12 are made of a piezoelectric material, the inclined finger chirp IDTL 7.18 generates a surface acoustic wave 15.16 even if it is installed directly inside the optical waveguide 12 or on the substrate 11.
However, if this is not the case, a piezoelectric thin film made of, for example, ZnO may be formed on a part of the substrate 11 or the optical waveguide 12 by vapor deposition, sputtering, etc., and the IDTL 7.18 may be installed there. .

偏向される光ビームLは、例えば半導体レーザ等の光源
21から、F G C13に向けて射出される。
The light beam L to be deflected is emitted from a light source 21, such as a semiconductor laser, toward the FGC13.

この光ビームL(発散ビーム)は、FGCL3によって
平行ビームとされた上で光導波路12内に取り込まれ、
該光導波路12内を導波する。この導波光り、は、第1
の傾斜指チャープIDT17から発せられた第1の表面
弾性波15との音響光学相互作用により、図示のように
回折(B ragg回折)する。
This light beam L (divergent beam) is made into a parallel beam by the FGCL 3 and then taken into the optical waveguide 12,
Wave is guided within the optical waveguide 12. This waveguide light is the first
Due to the acousto-optic interaction with the first surface acoustic wave 15 emitted from the inclined finger chirp IDT 17, it is diffracted (B rag diffraction) as shown in the figure.

こうして回折、偏向した導波光L2は、前記スイッチ3
0が閉じられていて第2の傾斜指チャープIDT18に
交番電圧が印加されていれば、このIDT18から発せ
られた第2の表面弾性波1Bとの音響光学相互作用によ
り、上記偏向をさらに増幅させる方向に回折する。そし
て前述のように、第1の傾斜指チャープIDT17に印
加される交番電圧の周波数が連続的に変化するので、第
1の表面弾性波15の周波数が連続的に変化する。前述
の第(1)式から明らかなように、表面弾性波15によ
って回折した導波光L2の偏向角は表面弾性波15の周
波数にほぼ比例するので、上記のように表面弾性波15
の周波数が変化することにより、導波光L2は矢印Aで
示すように連続的に偏向する。この導波光L2は次に第
2の表面弾性波16によって偏向されるが、この第2の
表面弾性波1Bも第1の表面弾性波15と同様に周波数
が連続的に変化するので、第2の表面弾性波16を通過
した後の導波光L3は、矢印Bで示すように連続的に偏
向する。
The guided light L2 diffracted and deflected in this way is transferred to the switch 3.
0 is closed and an alternating voltage is applied to the second tilted finger chirp IDT 18, the above deflection is further amplified by acousto-optic interaction with the second surface acoustic wave 1B emitted from this IDT 18. Diffract in the direction. As described above, since the frequency of the alternating voltage applied to the first inclined finger chirp IDT 17 changes continuously, the frequency of the first surface acoustic wave 15 changes continuously. As is clear from the above equation (1), the deflection angle of the guided light L2 diffracted by the surface acoustic wave 15 is approximately proportional to the frequency of the surface acoustic wave 15.
By changing the frequency of , the guided light L2 is continuously deflected as shown by arrow A. This guided light L2 is then deflected by the second surface acoustic wave 16, but since the frequency of this second surface acoustic wave 1B also changes continuously like the first surface acoustic wave 15, the second The guided light L3 after passing through the surface acoustic wave 16 is continuously deflected as shown by arrow B.

後に詳述するように、高周波アンプ19が出力する交番
電圧は、スィーパ−20によって最大周波数から最小周
波数まで連続的に掃引され、最小周波数の次は最大周波
数に戻されて同様の掃引が繰り返されるが、前述した制
御回路31は、上記の掃引1回おきに、この掃引の期間
中スイッチ30を開かせる。すなわち、IDTL7およ
び18に上記掃引された交番電圧が印加されると、次に
この交番電圧は第1のIDT17のみに印加され、その
次は上記のように両方のI DT17.18に印加され
る4、ということが繰り返される。したがって、上述の
ように導波光L1が第1および第2の表面弾性波15.
16によって回折され偏向した後、表面弾性波16が発
生しなくなるので、このとき導波光L1は第1の表面弾
性波15のみによって偏向され、その次は再度第1およ
び第2の表面弾性波15.16によって偏向される。な
お第1の表面弾性波15のみにょる導波光L1の偏向角
範囲と、第1および第2の表面弾性波15.1Gによる
導波光L1の偏向角範囲は、互いに隣接するようになる
ので、最終的な偏向角範囲はこれら2つの偏向角範囲を
足し合わせたものとなる(この点は後に詳しく説明する
)。
As will be described in detail later, the alternating voltage output from the high frequency amplifier 19 is continuously swept by the sweeper 20 from the maximum frequency to the minimum frequency, and after the minimum frequency, it is returned to the maximum frequency and the same sweep is repeated. However, the aforementioned control circuit 31 opens the switch 30 during every other sweep described above. That is, when the swept alternating voltage is applied to IDTLs 7 and 18, this alternating voltage is then applied only to the first IDT 17, and then to both IDTs 17 and 18 as described above. 4 is repeated. Therefore, as described above, the guided light L1 is transmitted to the first and second surface acoustic waves 15.
Since the surface acoustic wave 16 is no longer generated after being diffracted and deflected by the surface acoustic wave 16, the guided light L1 is deflected only by the first surface acoustic wave 15, and then the guided light L1 is deflected by the first and second surface acoustic waves 15 again. Deflected by .16. Note that the deflection angle range of the guided light L1 caused only by the first surface acoustic wave 15 and the deflection angle range of the guided light L1 caused by the first and second surface acoustic waves 15.1G are adjacent to each other. The final deflection angle range is the sum of these two deflection angle ranges (this point will be explained in detail later).

第1の表面弾性波15のみによって偏向された導波光L
2、あるいは第1および第2の表面弾性波I5.1Bに
よって偏向された導波光L3はF G C14によって
光導波路12外に出射せしめられ、またその集光作用に
よって1点に集束される。
Guided light L deflected only by the first surface acoustic wave 15
The guided light L3 deflected by the second surface acoustic wave I5.1B or the first and second surface acoustic waves I5.1B is emitted to the outside of the optical waveguide 12 by the FGC14, and is focused at one point by its condensing action.

次に、光導波路12から出射する光ビームL、の偏向角
範囲△δについて、第2図を参照して説明する。この第
2図は、第1の傾斜指チャープIDTl7および第2の
傾斜指チャープIDT18の詳細な形状と配置状態を示
している。図示されるように第1の傾斜指チャープID
T17および第2の傾斜指チャープID71gはそれぞ
れ、電極指の間隔が変化率一定で段階的に変化するとと
もに、各電極指の向きも変化率一定で段階的に変化する
ように形成されている。第1の傾斜指チャープIDT1
7および第2の傾斜指チャープIDT18とも電極指の
間隔が狭い方が(図中上端部)が導波光側に位置するよ
うに配置され、前述のように印加電圧の周波数が掃引さ
れることにより、それぞれこの上端部が最大周波数f 
2−2 G Hz sそして下端部が最小周波数fl−
IGH2の表面弾性波15.1Bを発生するようになっ
ている。そして第1の傾斜指チャープIDT17は、上
端部と下端部の電極指が互いに3°傾いた形状とされ、
導波光L1の進行方向に対して上端部の電極指が6″の
角度をなし、下端部の電極指が3@の角度をなすように
配置されている。−力筒2の傾斜指チャープIDT18
は、上端部と下端部の電極指が互いに9@傾いた形状と
され、導波光L1の進行方向に対して上端部の電極指が
18°の角度をなし、下端部の電極指が9″の角度をな
すように配置されている。
Next, the deflection angle range Δδ of the light beam L emitted from the optical waveguide 12 will be explained with reference to FIG. FIG. 2 shows the detailed shape and arrangement of the first slanted finger chirp IDT17 and the second slanted finger chirp IDT18. First slanted finger chirp ID as shown
T17 and the second inclined finger chirp ID71g are each formed such that the interval between the electrode fingers changes stepwise at a constant rate of change, and the direction of each electrode finger also changes stepwise at a constant rate of change. 1st inclined finger chirp IDT1
7 and the second inclined finger chirp IDT 18 are arranged so that the one with the narrower spacing between the electrode fingers (the upper end in the figure) is located on the guided light side, and as described above, the frequency of the applied voltage is swept. , the upper end of which is the maximum frequency f
2-2 GHz s and the lower end is the minimum frequency fl-
It is designed to generate a surface acoustic wave 15.1B of IGH2. The first inclined finger chirp IDT 17 has electrode fingers at the upper end and the lower end inclined by 3 degrees to each other,
The electrode fingers at the upper end are arranged at an angle of 6'' with respect to the traveling direction of the guided light L1, and the electrode fingers at the lower end are arranged at an angle of 3@. - Inclined finger chirp IDT 18 of the force tube 2
The electrode fingers at the upper end and the lower end are inclined by 9 degrees with respect to the traveling direction of the guided light L1, and the electrode fingers at the lower end are at an angle of 18 degrees with respect to the traveling direction of the guided light L1. are arranged to form an angle.

なお、両傾斜指チャープIDT17.18のアース電極
は互いに一体化されてもよい。また以上述べたような傾
斜指チャープIDTについては、例えば前述のC,S、
TSAIによる文献において詳しい説明がなされている
Note that the ground electrodes of both inclined finger chirp IDTs 17 and 18 may be integrated with each other. Furthermore, regarding the inclined finger chirp IDT as described above, for example, the above-mentioned C, S,
A detailed explanation is given in the literature by TSAI.

第1の傾斜指チャープIDT17、第2の傾斜指チャー
プIDT1gからそれぞれ2GHzの表面弾性波15.
1Bが発せられたときの光ビームの回折状態は第2図の
■で示す状態となる。つまりこの場合は、2GHzの表
面弾性波15に対して導波光L1が入射角6°で入射し
、この角度はブラッグ条件を満足している。すなわち導
波光LL1回折後の導波光L2の波数ベクトルをそれぞ
れkl、lk2、表面弾性波15の波数ベクトルをXl
とすると、第3図(1)に示すように Ikl +[Kl −1に2 となっている。つまり回折された導波光L2の進行方向
は、ベクトルに2の向きとなる(偏向角−20−12’
 )。またこのとき、2GHzの表面弾性波!6は第2
の傾斜指チャープIDT1gの第2図中上端部の電極指
(第1の傾斜指チャープIDT17の上端部と12°の
角度をなす)によって励振され該電極指と直角な向きに
進行するから、この表面弾性波16に対する導波光L2
の入射角も6°となり、そして表面弾性波lBは表面弾
性波15と同波長であるから、ブラッグ条件を満足する
。すなわち表面弾性波16による回折後の導波光L3の
波数ベクトルをに3、表面弾性波16の波数ベクトルを
区2とすると、第3図(1)に示すように1に21に2
冒に3 となっている。このとき導波光L1に対する導波光L3
の偏向角を63とすると、δ3−24°である。
2 GHz surface acoustic waves 15.
The diffraction state of the light beam when 1B is emitted is the state shown by ■ in FIG. That is, in this case, the guided light L1 is incident on the 2 GHz surface acoustic wave 15 at an incident angle of 6 degrees, and this angle satisfies the Bragg condition. That is, the wave number vector of the guided light L2 after diffraction of the guided light LL1 is kl and lk2, and the wave number vector of the surface acoustic wave 15 is Xl.
Then, as shown in FIG. 3 (1), Ikl + [Kl -1 becomes 2. In other words, the traveling direction of the diffracted waveguide light L2 is the direction of vector 2 (deflection angle -20-12'
). At this time, a 2 GHz surface acoustic wave! 6 is the second
Since it is excited by the electrode finger at the upper end of the inclined finger chirp IDT 1g in FIG. Guided light L2 for surface acoustic wave 16
The incident angle is also 6°, and since the surface acoustic wave IB has the same wavelength as the surface acoustic wave 15, the Bragg condition is satisfied. That is, if the wave number vector of the guided light L3 after diffraction by the surface acoustic wave 16 is 3, and the wave number vector of the surface acoustic wave 16 is 2, then 1, 21, and 2 are given as shown in FIG. 3(1).
It is blatantly 3. At this time, the guided light L3 with respect to the guided light L1
When the deflection angle of is 63, it is δ3-24°.

上記の状態から表面弾性波15.16の周波数が1GH
zまで次第に下げられる。表面弾性波15.16の各波
数ベクトル[K 1 、 IK 2の大きさ1lK11
゜11Kzlは、その波長を八とすると2π/Aであ゛
るから、結局表面弾性波15.16の周波数に比例する
。したがって、表面弾性波15.16の周波数がIGH
zのとき、表面弾性波15.16の波数ベクトルlK1
.1に2の大きさは、周波数が2GHzのときの1/2
となる。またこの場合の表面弾性波15、表面弾性波1
6の進行方向つまり波数ベクトルIKr、IK2の向き
は、IGHzの表面弾性波15.18を励振する第1の
傾斜指チャープIDT17、第2の傾斜指チャープID
T18の電極指部分が前述のように2GHzの表面弾性
波15.16を励振する電極指部分に対してそれぞれ3
°、9″傾いているから、2GHzの表面弾性波15.
16の波数ベクトルIK1、IKzの向きから各々3″
、9°変化する。また、第3図(1)においてBz b
であるから結局、表面弾性波15’、 1Bの周波数が
IGHz場合の波数ベクトルIK1、IK2は、第3図
(2)に示すものとなる。そして、このときの導波光L
1に対する導波光L3の偏向角をδ2とすると、δ2−
12°である。
From the above state, the frequency of surface acoustic wave 15.16 is 1GH
It is gradually lowered to z. Each wave number vector of surface acoustic waves 15.16 [K 1 , IK 2 magnitude 1lK11
Since 11 Kzl is 2π/A if its wavelength is 8, it is ultimately proportional to the frequency of the surface acoustic wave 15.16. Therefore, the frequency of the surface acoustic wave 15.16 is IGH
When z, the wave number vector lK1 of the surface acoustic wave 15.16
.. The size of 2 in 1 is 1/2 of the frequency when the frequency is 2 GHz.
becomes. Also, in this case, surface acoustic wave 15, surface acoustic wave 1
6, that is, the directions of the wave number vectors IKr and IK2 are the first inclined finger chirp IDT17 and the second inclined finger chirp ID which excite the IGHz surface acoustic wave 15.18.
As mentioned above, the electrode finger part of T18 is 3.
Since it is tilted by 9", 2 GHz surface acoustic wave 15.
3″ each from the direction of the 16 wave number vectors IK1 and IKz
, changes by 9°. Also, in Fig. 3 (1), Bz b
Therefore, when the frequency of the surface acoustic waves 15' and 1B is IGHz, the wave number vectors IK1 and IK2 are as shown in FIG. 3(2). Then, the guided light L at this time
If the deflection angle of the guided light L3 with respect to 1 is δ2, then δ2−
It is 12°.

以上説明した通り、表面弾性波15.16の周波数がI
GHzである場合も、前述の 1に、 +lKl −1に2 1k 2 + IK 2−1k 3 の関係が成立している。
As explained above, the frequency of the surface acoustic wave 15.16 is I
Even in the case of GHz, the above-mentioned relationship 1, +lKl -1 and 2 1k 2 + IK 2-1k 3 hold true.

そして波数ベクトルlklの大きさ1lktlは、導波
光L1の波長をλとするとn・2π/λ(nは屈折率)
で、この波長は導波光L2 、L3についても同じであ
るから、結局常に 1lkx  l −11に2 l −11に3 lであ
り、−刃表面弾性波15の波数ベクトルIK、はその波
長を八とすると2π/Aで、この波長は常に表面弾性波
16の波長と等しいから 1 lK!l −l [K2  l である。また波数ベクトルIK1、IK2の向きは、先
に説明したように表面弾性波15.16の周波数が2G
HzからIGHzに変化する際に、それぞれ固有の一定
変化率で変化する。したがって、表面弾性波15.18
の周波数が上記のように2GHzからIGHzに変化す
る間、常に前述の +に、+lK1漏1に2 1に2+1K2−1に3 の関係が成り立ち、導波光L1 と表面弾性波15との
ブラッグ条件、導波光L2と表面弾性波16とのブラッ
グ条件が常に満たされる。
The size of the wave number vector lkl, 1lktl, is n·2π/λ (n is the refractive index), where λ is the wavelength of the guided light L1.
Since this wavelength is the same for the guided lights L2 and L3, it is always 1lk x l -11 to 2 l -11 to 3 l, and - the wave number vector IK of the blade surface acoustic wave 15 is 8 times the wavelength. Then, it is 2π/A, and this wavelength is always equal to the wavelength of the surface acoustic wave 16, so 1 lK! l −l [K2 l . In addition, the directions of the wave number vectors IK1 and IK2 are such that the frequency of the surface acoustic wave 15.16 is 2G, as explained earlier.
When changing from Hz to IGHz, each changes at its own constant rate of change. Therefore, the surface acoustic wave 15.18
While the frequency of changes from 2 GHz to IGHz as described above, the above-mentioned relationship of +, +lK1 leakage 1 to 2 1 to 2+1K2-1 to 3 holds true, and the Bragg condition between the guided light L1 and the surface acoustic wave 15 is satisfied. , the Bragg condition between the guided light L2 and the surface acoustic wave 16 is always satisfied.

以上の説明から明らかなように、表面弾性波15.16
の周波数が2GHz、IGHzのとき、2回回折した導
波光L3の進行方向はそれぞれ第3図(1)のベクトル
lk3、第3図(2Jのベクトルlk3の向き(第2図
に■、■′で示す向き)であり、その差は24−12−
12°である。つまり表面弾性波■5および16による
導波光の2回回折により、12″の広偏向角範囲が得ら
れる。
As is clear from the above explanation, surface acoustic waves15.16
When the frequency of is 2 GHz and IGHz, the traveling directions of the guided wave L3 diffracted twice are the vector lk3 in FIG. 3 (1) and the direction of the vector lk3 in FIG. ), and the difference is 24-12-
It is 12°. In other words, a wide deflection angle range of 12'' is obtained by diffraction of the guided light twice by the surface acoustic waves 5 and 16.

上述のように表面弾性波15および1Bの周波数が連続
的に変えられた後は、先に述べたように第2の表面弾性
波1Bの発生は抑えられ、第1の表面弾性波15のみが
発生されて、その周波数が2GHzからIGHzまで連
続的に変化する。したがってこの場合は、表面弾性波1
5の周波数が2GHzのとき光導波路12から出射する
光ビームL4の偏向方向は、導波光L2の偏向方向であ
り、第3図(1)のベクトルIk2の向きとなる。この
向きは第3図(2)の■゛の向き、つまり表面弾性波1
5および16がともにIGHzのときの光ビームL4の
偏向方向と同じである。そしてこの状態から第1の表面
弾性波15の周波数がIGHzまで連続的に変えられる
と、導波光L2は第1図に矢印Aで示すように連続的に
偏向し、表面弾性波15の周波数がIGHzのときの導
波光L2の偏向方向(すなわち光ビームL1の偏向方向
)は、第3図の(2]のベクトルIk2の向きとなる。
After the frequencies of the surface acoustic waves 15 and 1B are changed continuously as described above, the generation of the second surface acoustic wave 1B is suppressed and only the first surface acoustic wave 15 is generated. The frequency changes continuously from 2 GHz to IGHz. Therefore, in this case, the surface acoustic wave 1
5 is 2 GHz, the deflection direction of the light beam L4 emitted from the optical waveguide 12 is the deflection direction of the guided light L2, which is the direction of the vector Ik2 in FIG. 3(1). This direction is the direction of ■゛ in Figure 3 (2), that is, the surface acoustic wave 1
This is the same as the deflection direction of the light beam L4 when both 5 and 16 are IGHz. When the frequency of the first surface acoustic wave 15 is continuously changed from this state to IGHz, the guided light L2 is continuously deflected as shown by arrow A in FIG. 1, and the frequency of the surface acoustic wave 15 changes. The deflection direction of the guided light L2 (that is, the deflection direction of the light beam L1) at IGHz is the direction of the vector Ik2 in (2) of FIG.

このとき導波光り、に対する導波光L2の偏向角をδl
とすると、δ m 6 aである。つまり第1の表面弾
性波15のみによる導波光L1の回折により、δ1−6
°の偏向角範囲が得られる。したがって、表面弾性波1
5および16による導波光の2回回折と、表面弾性波1
5のみによる導波光の1回回折とを組み合わせたことに
より、本装置においては、12+ 6−18°の極めて
広い偏向角範囲が得られている。ちなみに、周波数がI
GHzから2GHzまで変化する(2次回折光の影響を
受けないように周波数帯域を1オクターブとする)1つ
の表面弾性波のみで光ビーム偏向を行なう場合には、偏
向角範囲は6″となる。
At this time, the deflection angle of the guided light L2 with respect to the guided light is δl
Then, δ m 6 a. In other words, due to the diffraction of the guided light L1 only by the first surface acoustic wave 15, δ1-6
A deflection angle range of ° is obtained. Therefore, the surface acoustic wave 1
Double diffraction of guided light by 5 and 16 and surface acoustic wave 1
By combining the one-time diffraction of the guided light only by 5, an extremely wide deflection angle range of 12+6-18 degrees is obtained in this device. By the way, the frequency is I
When optical beam deflection is performed using only one surface acoustic wave varying from GHz to 2 GHz (with a frequency band of one octave so as not to be influenced by second-order diffracted light), the deflection angle range is 6''.

なお第1の表面弾性波15と第2の表面弾性波16とが
互いに間をおいて進行している場合は、2GHzの表面
弾性波15のみで偏向された導波光L2の光路は第2図
に■で示す位置であり、IGHzの表面弾性波15およ
び16で偏向された導波光L3の光路とは若干ずれるこ
とになる。しかしこの光路のずれは、第1および第2の
表面弾性波15、tSの進行経路を限り無く近づけるこ
とによって、実用上問題の無い程度まで解消可能である
。さらには上記ずれは残したまま、1回のみ回折時の表
面弾性波15の最大周波数を2GHzよりもやや下げる
ことにより、被走査面上では2回回折時の偏向角最小の
光ビーム走査位置と、1回回折時の偏向角最大の光ビー
ム走査位置とが相隣接するように調整することも可能で
ある。
Note that when the first surface acoustic wave 15 and the second surface acoustic wave 16 are traveling at a distance from each other, the optical path of the guided light L2 deflected only by the 2 GHz surface acoustic wave 15 is as shown in FIG. This is the position indicated by black square in , and is slightly shifted from the optical path of the guided light L3 deflected by the IGHz surface acoustic waves 15 and 16. However, this optical path deviation can be eliminated to the extent that there is no practical problem by making the travel paths of the first and second surface acoustic waves 15, tS as close as possible. Furthermore, by lowering the maximum frequency of the surface acoustic wave 15 during one-time diffraction slightly below 2 GHz while leaving the above deviation, the light beam scanning position on the scanned surface is the same as the one with the minimum deflection angle during second-time diffraction. It is also possible to adjust so that the light beam scanning position with the maximum deflection angle during one diffraction is adjacent to each other.

また1回のみ回折によって得る偏向角範囲、すなわち第
3図(2)の■°〜■°の範囲には、導波光L1を2回
回折させる際に第2の表面弾性波16で回折し得なかっ
た不要光が僅かではあるか出射するが、先に述べた通り
本装置を2値画像の光走査記録あるいは読取り等に用い
る限りは、この不要光は何ら問題とならない。
In addition, the deflection angle range obtained by diffraction only once, that is, the range from ■° to ■° in FIG. Although a small amount of unnecessary light is emitted, this unnecessary light does not pose any problem as long as this apparatus is used for optical scanning recording or reading of binary images, as described above.

なお以上の説明では、表面弾性波15.16の周波数を
2GHzからIGHzに連続的に変化させるようにして
いるが、この反対にIGHzから2GHzまで変化させ
るようにしてもよい。この場合は光ビームL4の偏向の
方向が逆になるだけである。また上記周波数を2→1−
2→IGHzとなるように変化させれば、光ビームL4
が往復で偏向するようになり、光ビームの往復走査が可
能となる。
In the above description, the frequency of the surface acoustic waves 15.16 is continuously changed from 2 GHz to IGHz, but on the contrary, it may be changed from IGHz to 2 GHz. In this case, only the direction of deflection of the light beam L4 is reversed. Also, change the above frequency to 2→1−
If the frequency is changed from 2 to IGHz, the light beam L4
is now deflected back and forth, making it possible to scan the light beam back and forth.

また以上説明の実施例では、周波数2GHzの表面弾性
波15に対する導波光L1の入射角(つまり第1の傾斜
指チャープIDT17の2GHzを励振する電極指と導
波光L1の進行方向がなす角度)を6°とし、第1の傾
斜指チャープIDT17の1GHzを励振する電極指が
上記導波光L1の進行方向となす角を3°、一方策2の
傾斜指チャープIDT18の2GHz、IGHzを励振
する電極指が上記進行方向となす角をそれぞれ181′
、9°としているが、一般に表面弾性波15.1Bの最
小、最大周波数をfl Sr1  (f2−2fl )
とする場合には、上記の例において6″、3″、18″
、90と設定された各角度を各々θ、θ/2.3θ、3
θ/2とすれば、いかなる場合も常に前述のブラッグ条
件を満足させることが可能となる。このことは、第3図
(1)、(2を参照すれば自明であろう。
Furthermore, in the embodiment described above, the incident angle of the guided light L1 with respect to the surface acoustic wave 15 with a frequency of 2 GHz (that is, the angle formed by the electrode finger that excites 2 GHz of the first inclined finger chirp IDT 17 and the traveling direction of the guided light L1) is 6 degrees, and the angle between the electrode finger of the first inclined finger chirp IDT 17 that excites 1 GHz and the traveling direction of the guided light L1 is 3 degrees, and the electrode finger of the second inclined finger chirp IDT 18 that excites 2 GHz and IGHz. The angles it makes with the above direction of travel are each 181'
, 9°, but generally the minimum and maximum frequencies of surface acoustic waves 15.1B are fl Sr1 (f2-2fl)
In the above example, 6″, 3″, 18″
, 90 and the angles set as θ, θ/2.3θ, and 3, respectively.
If θ/2 is used, the above-mentioned Bragg condition can always be satisfied in any case. This will be obvious by referring to FIGS. 3(1) and 3(2).

なお傾斜指チャープIDT17.18の形状を上記θで
規定される形状とする場合においても、表面弾性波15
.1Bの最小、最大周波数rl、f’2をf2−2r、
となるように設定することは必ずしも必要ではなく、例
えば最大周波数r2を21.なる値よりもやや小さめに
設定しても構わない。しかし上記のような形状に傾斜指
チャープIDT17.18を形成する以上はこのIDT
形状を最大限活かして、最小周波数rlのとき発生する
2次回折光が偏向角範囲に入り込まないで最大偏向角範
囲が得られるようになるflから[2−2f’1の間で
表面弾性波周波数を変化させるのが好ましい。
Note that even when the shape of the inclined finger chirp IDT17.18 is defined by the above θ, the surface acoustic wave 15
.. 1B minimum and maximum frequency rl, f'2 as f2-2r,
It is not necessarily necessary to set the maximum frequency r2 to 21. You may set it slightly smaller than the value. However, as long as the inclined finger chirp IDT17.18 is formed in the shape described above, this IDT
Taking full advantage of the shape, the surface acoustic wave frequency between fl and [2-2f'1 is obtained so that the maximum deflection angle range can be obtained without the second-order diffracted light generated at the minimum frequency rl entering the deflection angle range. It is preferable to change the

さらに本発明においては、表面弾性波15.1Bの最小
、最大周波数flsf2をf2−2flとなるように設
定し、また表面弾性波15.16の周波数を常に互いが
等しくなるように変化させることは必ずしも必要ではな
く、表面弾性波15、teの周波数および進行方向を個
別に変化させても、第1、第2の傾斜指チャープIDT
17.18の形状および配置状態によって前述の kl  +lK五 −に2 に2 +lK2−に3 の関係を満たすことが可能である。また1回のみ回折時
の第1の表面弾性波15の最小周波数は、必ずしも2回
回折時の第1の表面弾性波15の最小周波数f1と等し
く設定しなくても構わない。
Furthermore, in the present invention, the minimum and maximum frequencies flsf2 of the surface acoustic waves 15.1B are set to be f2-2fl, and the frequencies of the surface acoustic waves 15.16 are always changed so that they are equal to each other. Although it is not necessary, even if the frequencies and traveling directions of the surface acoustic waves 15 and te are changed individually, the first and second inclined finger chirp IDT
17. Depending on the shape and arrangement of 18, it is possible to satisfy the above-mentioned relationship of kl + lK5 - to 2 + lK2 - to 3. Further, the minimum frequency of the first surface acoustic wave 15 when diffracted only once does not necessarily have to be set equal to the minimum frequency f1 of the first surface acoustic wave 15 when diffracted twice.

しかし、上記実施例におけるように、表面弾性波15.
16の周波数を同じように変化させれば、2つの傾斜指
チャープIDTを共通のドライバーで駆動可能となり、
高価なドライバが1っで済むので好都合である。
However, as in the above embodiment, surface acoustic waves 15.
By changing the frequencies of 16 in the same way, it becomes possible to drive two tilted finger chirp IDTs with a common driver.
This is convenient because only one expensive driver is required.

また本発明装置においては、以上説明した傾斜指チャー
プIDT17.18に代えて、電極指間隔が段階的に変
化しかつ各電極指が円弧状をなすいわゆる湾曲指チャー
プIDTを使用して、第1、第2の表面弾性波の周波数
および進行方向を連続的に変化させるようにしてもよい
。第4図はこの湾曲指チャープIDTの配置例を示して
いる。この例においては第1の湾曲指チャープIDT1
.17も、第2の湾曲指チャープIDT118も図中右
端の電極指部分が最大周波数r2の表面弾性波15.1
6を発生し、左端の電極指部分が最小周波数r1の表面
弾性波15.16(図中破線で示す)を発生するように
構成されている。この場合も「2−2「l とするので
あれば、最大周波数f2の第1の表面弾性波15に対す
る導波光L1の入射角をθとして、第1の湾曲指チャー
プIDT117の左端の電極指部分が上記導波光Llの
進行方向に対してθ/2の角度をなし一方第2の湾曲指
チャープIDTl18の右端、左端の電極指部分が上記
導波光L1の進行方向に対してそれぞれ3θ、3θ/2
の角度をなすように両IDT117.118を作成、配
置すればよい。
In addition, in the device of the present invention, instead of the inclined finger chirp IDT17. , the frequency and traveling direction of the second surface acoustic wave may be continuously changed. FIG. 4 shows an example of the arrangement of this curved finger chirp IDT. In this example, the first curved finger chirp IDT1
.. 17 and the second curved finger chirp IDT 118, the rightmost electrode finger portion in the figure is a surface acoustic wave 15.1 with a maximum frequency r2.
6, and the left end electrode finger portion is configured to generate a surface acoustic wave 15.16 (indicated by a broken line in the figure) with a minimum frequency r1. In this case as well, if "2-2"l is used, the incident angle of the guided light L1 with respect to the first surface acoustic wave 15 with the maximum frequency f2 is θ, and the electrode finger portion at the left end of the first curved finger chirp IDT 117 are at an angle of θ/2 with respect to the traveling direction of the guided light Ll, while the right and left end electrode finger portions of the second curved finger chirp IDT18 are at an angle of 3θ and 3θ/2 with respect to the traveling direction of the guided light L1, respectively. 2
Both IDTs 117 and 118 may be created and arranged so as to form an angle of .

また光導波路12を前述のT1拡散LINbO3に代え
てZnOからなる光導波路にした場合には、−例として
表面弾性波15.16の最大、最小周波数を1.OG 
Hz 、  0.5G Hzすると、Δδ−12°程度
の偏向角範囲が得られる。
Further, when the optical waveguide 12 is replaced with the above-mentioned T1 diffusion LINbO3 and is made of ZnO, for example, the maximum and minimum frequencies of the surface acoustic waves 15 and 16 are set to 1. O.G.
Hz, 0.5 GHz, a deflection angle range of about Δδ-12° is obtained.

さらに、光ビームを光導波路12内に入射させ、またそ
こから外部に出射させるためには、前述のFGC13,
14の他、カプラープリズム等を用いてもよいし、ある
いは光導波路12の端面から直接光ビームを入射、出射
させるようにしてもよい。また発散ビームである光ビー
ムLを平行ビーム化したり、光導波路12から出射する
光ビームL4を集束させるためには、導波路レンズや通
常の外部レンズを用いることもできる。
Furthermore, in order to make the light beam enter the optical waveguide 12 and emit it to the outside, the above-mentioned FGC 13,
In addition to 14, a coupler prism or the like may be used, or a light beam may be made to enter and exit directly from the end face of the optical waveguide 12. Further, in order to convert the diverging light beam L into a parallel beam or to focus the light beam L4 emitted from the optical waveguide 12, a waveguide lens or a normal external lens can be used.

(発明の効果) 以上詳・細に説明した通り本発明の光偏向装置において
は、表面弾性波によって1回回折させた光ビームをさら
に別の表面弾性波によって回折させるとともに、このよ
うな2回回折と1回回折とを組み合わせているので、極
めて広い偏向角範囲が得られる。したがって本発明の光
偏向装置を用いれば、光偏向装置から被走査面までの距
離を短くして、光走査記録装置や読取装置の小型化を達
成することができる。
(Effects of the Invention) As explained in detail above, in the optical deflection device of the present invention, a light beam that has been diffracted once by a surface acoustic wave is further diffracted by another surface acoustic wave, and a light beam that has been diffracted once by a surface acoustic wave is further diffracted by another surface acoustic wave. Since diffraction and single diffraction are combined, an extremely wide deflection angle range can be obtained. Therefore, by using the optical deflection device of the present invention, it is possible to shorten the distance from the optical deflection device to the surface to be scanned, thereby achieving miniaturization of the optical scanning recording device and the reading device.

そして本発明装置においては、個々の表面弾性波の周波
数を著しく高く設定しなくても上述のように広偏向角範
囲が得られるようになっているから、表面弾性波発生手
段としてIDTを用いる場合にはその線幅を極端に小さ
く設定する必要がなく、このIDTを現在確立されてい
る技術によって容易に製造可能となる。また上記の通り
であるから、IDTに印加する交番電圧の周波数も著し
く高く設定する必要がなくなり、したがってIDTのド
ライバーが容易かつ安価に形成可能となる。
In the device of the present invention, a wide deflection angle range can be obtained as described above without setting the frequency of each surface acoustic wave extremely high, so when using an IDT as a surface acoustic wave generating means, There is no need to set the line width extremely small, and this IDT can be easily manufactured using currently established technology. Further, as described above, there is no need to set the frequency of the alternating voltage applied to the IDT to be extremely high, and therefore the driver of the IDT can be easily and inexpensively formed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例装置を示す概略斜視図、 第2図は上記実施例装置の一部を拡大して示す平面図、 第3図は本発明における光ビーム偏向の仕組みを説明す
る説明図、 第4図は本発明において用いられる表面弾性波発生手段
の他の例を示す平面図である。 10・・・光偏向装置   11・・・基  板12・
・・光導波路    13・・・光ビーム入射用FGC
14・・・光ビーム出射用FCC 15・・・第1の表面弾性波 16・・・第2の表面弾
性波17・・・第1の傾斜指チャープIDT18・・・
第2の傾斜指チャープIDT19・・・高周波アンプ 
 20・・・スィーパ−21・・・光  源 117・・・第1の湾曲指チャープIDT118・・・
第2の湾曲指チャープIDTL!・・・第1の表面弾性
波に入射する前の導波光L2・・・第1の表面弾性波を
通過した導波光L3・・・第2の表面弾性波を通過した
導波光に1・・・導波光り、の波数ベクトル Ik2・・・導波光L2の波数ベクトル1に、・・・導
波光L3の波数ベクトルIK、・・・第1の表面弾性波
の波数ベクトルIK2・・・第2の表面弾性波の波数ベ
クトル第1図 第2図 第3図
Fig. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the device of the present invention, Fig. 2 is a plan view showing an enlarged part of the above-mentioned embodiment device, and Fig. 3 explains the mechanism of light beam deflection in the present invention. FIG. 4 is a plan view showing another example of the surface acoustic wave generating means used in the present invention. 10... Light deflection device 11... Substrate 12.
...Optical waveguide 13...FGC for light beam incidence
14... FCC for light beam emission 15... First surface acoustic wave 16... Second surface acoustic wave 17... First inclined finger chirp IDT 18...
Second slope finger chirp IDT19...high frequency amplifier
20...Sweeper 21...Light source 117...First curved finger chirp IDT118...
Second curved finger chirp IDTL! ... Guided light L2 before entering the first surface acoustic wave... Guided light L3 that has passed through the first surface acoustic wave... Guided light that has passed through the second surface acoustic wave 1...・Wave number vector Ik2 of the guided light...wave number vector 1 of the guided light L2...wave number vector IK of the guided light L3...wave number vector IK2 of the first surface acoustic wave...second Wave number vector of surface acoustic wave Figure 1 Figure 2 Figure 3

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)表面弾性波が伝播可能な材料から形成された光導
波路と、 この光導波路内を進行する導波光の光路に交わる方向に
進行して該導波光を回折、偏向させる第1の表面弾性波
を前記光導波路において発生させる第1の表面弾性波発
生手段と、 回折された前記導波光の光路に交わる方向に進行して該
導波光を、前記回折による偏向をさらに増幅させる方向
に回折、偏向させる第2の表面弾性波を前記光導波路に
おいて発生させる第2の表面弾性波発生手段とを有し、 前記第1および第2の表面弾性波発生手段が、前記第1
の表面弾性波によって回折される前、後の導波光の波数
ベクトルをそれぞれ|k_1、|k_2、第2の表面弾
性波によって回折された導波光の波数ベクトル|k_3
、第1、第2の表面弾性波の波数ベクトルを|K_1、
|K_2としたとき、第1および第2の表面弾性波によ
る前記導波光の偏向角がδ_2〜δ_3(δ_2<δ_
3)の範囲において、 |k_1+|K_1=|k_2 |k_2+|K_2=|k_3 なる条件を満たしながらそれぞれ第1、第2の表面弾性
波の周波数および進行方向を連続的に変化させるように
作動し、 かつ前記偏向角がδ_2よりも小さくなる範囲において
、前記第2の表面弾性波発生手段が作動停止する一方、
前記第1の表面弾性波発生手段が、前記導波光を偏向角
δ_1〜δ_2(δ_1<δ_2)の範囲で連続的に偏
向させるように作動することを特徴とする光偏向装置。
(1) An optical waveguide formed of a material through which surface acoustic waves can propagate, and a first surface elastic member that propagates in a direction intersecting the optical path of the guided light traveling within the optical waveguide and diffracts and deflects the guided light. a first surface acoustic wave generating means for generating a wave in the optical waveguide; diffracting the guided light in a direction that travels in a direction intersecting the optical path of the diffracted guided light and further amplifies the deflection due to the diffraction; second surface acoustic wave generating means for generating a second surface acoustic wave to be deflected in the optical waveguide, and the first and second surface acoustic wave generating means
The wave number vectors of the guided light before and after being diffracted by the second surface acoustic wave are respectively |k_1 and |k_2, and the wave number vector of the guided light diffracted by the second surface acoustic wave |k_3
, the wave number vectors of the first and second surface acoustic waves are |K_1,
|K_2, the deflection angle of the guided light by the first and second surface acoustic waves is δ_2 to δ_3 (δ_2<δ_
In the range of 3), it operates to continuously change the frequency and traveling direction of the first and second surface acoustic waves, respectively, while satisfying the following conditions: |k_1+|K_1=|k_2 |k_2+|K_2=|k_3 , and in a range where the deflection angle is smaller than δ_2, the second surface acoustic wave generating means stops operating;
An optical deflection device, wherein the first surface acoustic wave generating means operates to continuously deflect the guided light within a deflection angle range of δ_1 to δ_2 (δ_1<δ_2).
(2)前記第1、第2の表面弾性波発生手段がそれぞれ
、電極指間隔が段階的に変化しかつ各電極指の向きが段
階的に変化する傾斜指チャープ交叉くし形電極対と、該
電極対に周波数が連続的に変化する交番電圧を印加する
ドライバーとからなることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の光偏向装置。
(2) The first and second surface acoustic wave generating means each include a pair of inclined-finger chirped interdigitated electrodes in which the electrode finger spacing changes stepwise and the direction of each electrode finger changes stepwise; 2. The optical deflection device according to claim 1, further comprising a driver that applies an alternating voltage whose frequency changes continuously to the electrode pair.
(3)前記第1、第2の表面弾性波発生手段がそれぞれ
、電極指間隔が段階的に変化しかつ各電極指が円弧状を
なす湾曲指チャープ交叉くし形電極対と、該電極対に周
波数が連続的に変化する交番電圧を印加するドライバー
とからなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の光偏向装置。
(3) The first and second surface acoustic wave generating means each include a curved-finger chirped interdigitated electrode pair in which the electrode finger spacing changes stepwise and each electrode finger has an arc shape; 2. The optical deflection device according to claim 1, further comprising a driver that applies an alternating voltage whose frequency changes continuously.
(4)前記導波光の偏向角がδ_2〜δ_3の範囲にお
いて第1、第2の表面弾性波発生手段がともに、周波数
f_1〜f_2(f_2≒2f_1)の間で互いに同じ
値をとりながら周波数が変化する表面弾性波を発生する
ように構成され、 周波数f_2の第1の表面弾性波に入射する導波光L_
1の入射角をθとすると、第1の表面弾性波発生手段を
構成する前記チャープ交叉くし形電極対が、周波数f_
1の第1の表面弾性波を発生する部分の電極指が前記導
波光L_1の進行方向に対してθ/2の角度をなし、 第2の表面弾性波発生手段を構成する前記チャープ交叉
くし形電極対が、周波数f_2、f_1の表面弾性波を
発生する部分の電極指がそれぞれ前記導波光L_1の進
行方向に対して3θ、3θ/2の角度をなすように形成
され、 前記第1の表面弾性波発生手段が、第2の表面弾性波発
生手段が作動停止しているとき周波数f_0〜f_2(
f_0<f_2)の間で周波数が変化する表面弾性波を
発生するように形成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第2項または第3項記載の光偏向装置。
(4) When the deflection angle of the guided light is in the range of δ_2 to δ_3, the first and second surface acoustic wave generating means both take the same value between frequencies f_1 and f_2 (f_2≒2f_1), and the frequency increases. The guided light L_ is configured to generate a varying surface acoustic wave and is incident on the first surface acoustic wave having a frequency f_2.
1, the chirped interdigitated electrode pair constituting the first surface acoustic wave generating means has a frequency f_
1, the electrode fingers of the first surface acoustic wave generating portion form an angle of θ/2 with respect to the traveling direction of the guided light L_1, and the chirped crossed comb shape constitutes the second surface acoustic wave generating means. The electrode pair is formed such that the electrode fingers of the portions that generate surface acoustic waves of frequencies f_2 and f_1 form angles of 3θ and 3θ/2 with respect to the traveling direction of the guided light L_1, respectively, and the electrode fingers are formed on the first surface. When the second surface acoustic wave generating means is inactive, the elastic wave generating means generates a frequency f_0 to f_2 (
4. The optical deflection device according to claim 2, wherein the optical deflection device is formed to generate a surface acoustic wave whose frequency changes between f_0<f_2.
(5)前記周波数f_0=f_1であることを特徴とす
る特許請求の範囲第4項記載の光偏向装置。
(5) The optical deflection device according to claim 4, wherein the frequency f_0=f_1.
(6)前記第1、第2の表面弾性波発生手段を構成する
各チャープ交叉くし形電極対が、共通のドライバーによ
って駆動されることを特徴とする特許請求の範囲第5項
記載の光偏向装置。
(6) Optical deflection according to claim 5, wherein each pair of chirped interdigitated electrodes constituting the first and second surface acoustic wave generating means is driven by a common driver. Device.
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