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JPS6232425A - 光偏向器 - Google Patents

光偏向器

Info

Publication number
JPS6232425A
JPS6232425A JP60171986A JP17198685A JPS6232425A JP S6232425 A JPS6232425 A JP S6232425A JP 60171986 A JP60171986 A JP 60171986A JP 17198685 A JP17198685 A JP 17198685A JP S6232425 A JPS6232425 A JP S6232425A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
branch
path
optical waveguide
dimensional optical
laser beam
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
JP60171986A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuya Taki
和也 滝
Makoto Suzuki
誠 鈴木
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.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP60171986A priority Critical patent/JPS6232425A/ja
Priority to DE8686305998T priority patent/DE3677521D1/de
Priority to US06/892,250 priority patent/US4765703A/en
Priority to EP86305998A priority patent/EP0212904B1/en
Publication of JPS6232425A publication Critical patent/JPS6232425A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
    • G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
    • G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (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。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は光を偏向させる光偏向器に関し、特に、機械的
可動部品を用いることなく電気光学効果を利用して光を
偏向させる技術に関するものである。
従来技術およびその問題点 レーザビームプリンタ、バーコードリーグなどの装置に
は、光を偏向させるための光偏向装置が用いられる。こ
のような光偏向装置としては、ポリゴンミラー、ホログ
ラムスキャナ等が知られているが、いずれも回転機構お
よびその駆動装置などの機械的可動部分を備えたもので
あるため、装置が複雑かつ大型となり、また、必ずしも
充分な耐久性が得られる訳ではなかった。
問題点を解決するための手段 本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、
その要旨とするところは、電気光学効果を有する基板に
、複数の光偏向方向に対応した複数本の分岐路へ分岐す
る三次元光導波路を設けるとともに、その三次元光導波
路の分岐場所において三次元光導波路内の分岐部分に局
部的に電界を付与するための電極を上記固体光伝達媒体
に設け、上記電界に対応してその三次元光導波路内の分
岐部分の屈折率を局部的に変化させることにより、該三
次元光導波路内を通過する光束を所望の分岐路へ導くよ
うに曲げるようにしたことにある。
作用 このようにすれば、前記電極に電圧が印加されることに
より三次元光導波路内の分岐部分に局部的に電界が付与
されるので、三次元光導波路内を進行する光束の内分岐
部分を進む光が経験する屈折率が大きくなるので、三次
元光導波路内を進行する光束が分岐路に向かって曲げら
れ、その分岐路内へ導かれる。
発明の効果 したがって、前記電極に印可する電圧を制御することに
よって、三次元光導波路内を進行する光束は複数の分岐
路のうち所望の分岐路内へ導かれ、光が所望の角度へ偏
向制御されるのである。
ここで、三次元光導波路は、光の伝播方向に垂直な面に
おいて基板の厚さ方向およびそれに垂直（横）方向に共
に光を閉じ込めるものである。
実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。
第１図において、基板１０は、透光性の板材であって、
たとえばＬｉＮｂ０ｚ単結晶などの電気光学効果を有す
る物質から成る。その基板１０の一面には光取束部１６
および光偏向部１８が設けられている。
光取束部１６は、半導体レーザチップ１４から発射され
たレーザビームを平行光に収束させる凸レンズ機能が設
けられたものであって、チタン（Ｔｉ）等を基板１０の
表面から局部的に拡散することにより中央部分程屈折率
が高くされている。
第１図の光取束部１６に示す直線は実際には目視出来な
いものであるがその密度によって屈折率の大きさを示し
ている。しかし、上記光取束部１６には、基板１００表
面に部分球面状の凹陥部を設けることによって構成され
るジオデシックレンズを用いても良い。
前記光偏向部１８には、前記光取束部１６によって平行
化されたレーザビームを導く直線状の基幹路２０と、そ
の基幹路２０から複数の光偏向方向に対応して分岐し、
前記基板１０の他方の端面に至る複数の直線状の分岐路
２２を有する三次元光導波路２４が設けられている。こ
の三次元光導波路２４は更に屈折率が局部的に高められ
たものであって、三次元光導波路２４の中心線に近づく
ほど屈折率が高くされている。また、上記各分岐路２２
と基幹路２０との成す分岐角度は後述の偏向角度に相当
するものであり、所定の偏向範囲内を細分した種々の角
度に形成されている。なお、上記三次元光導波路２４は
屈折率が高いだけであるので、目視は困難であるが、理
解を容易とするため第１図および第２図では実線で示さ
れている。
上記三次元光導波路２４のそれぞれの分岐場所には、基
幹路２０内を進む光束を所望の分岐路２２へ導くために
、基幹路２０および分岐路２２にまたがって互いに平行
に伸びる一対の電極２６および２８が各々設けられてい
る。第２図に詳しく示すように、たとえば、分岐路２２
ａにおいては一方の電極２６ａは三次元光導波路２４の
分岐側においてその分岐部分の外側縁と一定の間隔を隔
てて形成されており、他方の電極２８ａは三次元光導波
路２４０幅寸法よりも小さい幅にて分岐部分の基幹路２
０および分岐路２２ａの中心線上に位置している。分岐
路２２ｂにおいては、同様の一対の電極２６ｂおよび２
８ｂが設けられている。
そして、レーザビームプリンタの感光ドラム面或いは光
学読取装置における被読取面などの図示しないレーザビ
ーム走査面と基板ｌＯとの間には、トロイダルレンズ３
０が設けられており、基板１０の他方の端面に至る分岐
路２２の何れかから射出されるレーザビームがトロイダ
ルレンズ３０によってレーザビーム走査面上に集光させ
られるようになっている。
以下、本実施例の光偏向器に於ける光偏向作用を説明す
る。
前述のように、光取束部１６によって平行化されたレー
ザビームは三次元光導波路２４の基幹路２０内を導かれ
る。各分岐場所に設けられた電極対２６および２８のい
ずれにも電圧が印加されない場合には、レーザビームは
いずれの分岐路２２へも導かれず直線状の基幹路２０に
沿って進行し、基板１０の他方の端面から射出する。し
かし、分岐場所のいずれか、たとえば分岐路２２ａが基
幹路２０から分岐する分岐場所において電１２６ａおよ
び２８ａに電圧が印加されると、電気光学効果にしたが
って、電極２６ａおよび２８ａ間に位置する部分、すな
わち基幹路２０内の分岐路２２ａ側部分が局部的に屈折
率が高くなる。
一般に、電気光学材料には電界の強さに応じて屈折率を
変化させる性質があり、たとえば、基板１０がＹ−カッ
ト結晶である場合は、電極２Ｇおよび２８間に位置する
部分の屈折率の変化Δｎは次式（１１の如くとなるから
、電極２６ａおよび２８ａ間に電圧が印加されるに伴っ
て Δｎ＝　（１／２）ｎ、　３　・ｒｚｚ・Ｅ　　・１１
）但し、ｎｏは基板の異常光に対する屈折率、ｒ３３は
基板の面方向の電気光学定数、Ｅは電界の強さである。
電極２６ａおよび２８ａ間に位置する部分、すなわち基
幹路２０内の分岐路２２ａ側に位置する部分の屈折率が
局部的に高くされるのである。
このため、基幹路２０内を進行する光束のうち分岐路２
２ａ側を通過した光が高い屈折率を経験するので、′光
束全体が分岐路２２ａ内へ導かれる。
このようにして基幹路２０内のレーザビームが分岐路２
２ａへ導かれると、レーザビームは分岐路２２ａの形成
角度にしたがって基板１０の他方の端面から射出される
ので、結局レーザビームは基幹路２０と分岐路２２ａと
の成す分岐角度だけ偏向させられる。
したがって、三次元光導波路２４において所望の分岐角
度を成す分岐場所に設けられた一対の電ｐｉ２６および
２８を選択して電圧を印加することにより、レーザビー
ムを所望の偏向角度に偏向させることができるのである
。
このように、本実施例の偏向器においては、その光偏向
部１８における偏向作用が、三次元光導波路２４を構成
する材料の電気光学効果を利用するものであって、光偏
向用の複数対の電極２６および２８のいずれかの間に電
圧を印加して屈折率変化させることにより行われる。そ
れ故、従来の偏向装置に備えられるような光を偏向させ
るための回転機構やその回転駆動装置などの機械的可動
部分が不要となり、光偏向器の高い信頼性および耐久性
が得られるのである。また、機械的可動部分が存在しな
いため、装置の騒音が解消される利点がある。
以上、本発明の一実施例を示す図面に基づいて説明した
が、本発明はその他の態様においても適用される。
たとえば、前記基板１０は、電気光学効果の小さいＬ　
ｉ　Ｔ　ａ　Ｏｓや電気光学効果のないＳｉＯ２などの
基板上に電気光学効果を有する物質にて薄膜を形成する
ことにより構成されても良い。
また、前記電極２６および２８の形状は必要に応じて種
々変更されても良い。それらの形状は、前記三次元光導
波路２４の分岐場所において基幹路２０の分岐路２２側
、望ましくはそれに加えて分岐路２２内のそれと同じ側
を局部的に挟む間隔を形成するものであればよい。
また、前述の実施例の基板１０には半導体レーザチップ
１４が取り付けられているが、それに替えてレーザ光源
からのレーザビームを導く光ファイバの端部が取り付け
られてもよい。
また、前述の実施例においてはトロイダルレンズ３０が
設けられているが、レーザビームのスポットサイズをそ
れ程小さくしなくてもよい場合にはトロイダルレンズ３
０が除去されても良いし、逆に、必要に応じてその他の
光学素子が設けられてもよい。
更に、前述の実施例の分岐路２２に更に分岐路を設けて
も差支えない。
なお、上述したのばあ（までも本発明の一実施例であり
、本発明はその精神を逸脱しない範囲において種々変更
が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の構成を示す斜視図である。 第２図は第１図の三次元光導波路の分岐場所を詳しく示
す拡大図である。 ＩＯ＝基板 ２４：三次元光導波路 ２６．２８７電極 出願人　　ブラザー工業株式会社 第１図 第２図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電気光学効果を有する基板に、複数の光偏向方向に対応
    した複数本の分岐路へ分岐する三次元光導波路を設ける
    とともに、該三次元光導波路の分岐場所において該三次
    元光導波路内の分岐部分に局部的に電界を付与するため
    の電極を前記固体光伝達媒体に設け、前記電界に対応し
    て該三次元光導波路内の分岐部分の屈折率を局部的に変
    化させることにより、該三次元光導波路内を通過する光
    束を所望の分岐路へ導くように曲げるようにしたことを
    特徴とする光偏向器。
JP60171986A 1985-08-05 1985-08-05 光偏向器 Pending JPS6232425A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60171986A JPS6232425A (ja) 1985-08-05 1985-08-05 光偏向器
DE8686305998T DE3677521D1 (de) 1985-08-05 1986-08-04 Optisches ablenkelement.
US06/892,250 US4765703A (en) 1985-08-05 1986-08-04 Optical deflector
EP86305998A EP0212904B1 (en) 1985-08-05 1986-08-04 Optical deflector

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EP (1) EP0212904B1 (ja)
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DE (1) DE3677521D1 (ja)

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