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JPS6343727B2 - - Google Patents
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JPS6343727B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6343727B2
JPS6343727B2 JP1805779A JP1805779A JPS6343727B2 JP S6343727 B2 JPS6343727 B2 JP S6343727B2 JP 1805779 A JP1805779 A JP 1805779A JP 1805779 A JP1805779 A JP 1805779A JP S6343727 B2 JPS6343727 B2 JP S6343727B2
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JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
optical
ultrasonic
directional branch
light
Prior art date
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Expired
Application number
JP1805779A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS55110226A (en
Inventor
Hideo Segawa
Jiro Koyama
Hiroshi Nishihara
Masamitsu Masuda
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、光変調、光分岐などの能動的機能を
兼ねそなえた光搬送体として用いられる光制御デ
バイスに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to an optical control device used as an optical carrier that has active functions such as optical modulation and optical branching.

従来技術 従来、光フアイバ中を伝搬する光を変調したり
分岐させたりするには機械的手段、電気光学効果
あるいは音響光学効果を利用して光を適宜制御す
る装置を光導波路を介して光フアイバに取付ける
ようにしている。第4図はその一例を示すもの
で、入力側光フアイバ13と出力側光フアイバ1
4との間に薄膜光導波路15を接続し、この薄膜
導波路15を制御装置16によつて適宜その部分
における屈折率を変化させて光を閉込め導波させ
るように構成されている。
Prior Art Conventionally, in order to modulate or branch light propagating in an optical fiber, a device that appropriately controls the light using mechanical means, electro-optic effect, or acousto-optic effect is connected to the optical fiber via an optical waveguide. I am trying to install it on. FIG. 4 shows an example of this, in which the input side optical fiber 13 and the output side optical fiber 1 are connected.
A thin film optical waveguide 15 is connected between the thin film waveguide 15 and the thin film waveguide 15, and the refractive index of this thin film waveguide 15 is appropriately changed at that portion by a control device 16 to confine and guide light.

しかし、このような従来の光制御デバイスにあ
つては、光フアイバと光導波路とを直接効率良く
結合させる方法が未だ確立されていないために、
光結合の効率が高い専用の結合器が必要になり、
装置全体としては精巧でかつ複雑なものにならざ
るを得ない。また、薄膜光導波路の膜厚は数μm
程度にしかすぎず、光結合のための位置合せや光
フアイバの端面の平坦度に対する要求が極めて厳
しく、実用化に際しては種々の問題が残されてい
る。
However, in such conventional optical control devices, a method for directly and efficiently coupling an optical fiber and an optical waveguide has not yet been established.
A dedicated coupler with high optical coupling efficiency is required,
The entire device must be sophisticated and complicated. In addition, the thickness of the thin film optical waveguide is several μm.
However, the requirements for alignment for optical coupling and the flatness of the end face of the optical fiber are extremely strict, and various problems remain in practical use.

目 的 従つて本発明の目的は、従来光の伝搬のみの役
割しか果たしていなかつた光フアイバそのものに
能動的機能を持たせることにより上記不都合を除
去した光制御デバイスを提供することである。
OBJECTIVES Therefore, an object of the present invention is to provide an optical control device that eliminates the above-mentioned disadvantages by giving an active function to the optical fiber itself, which conventionally only played the role of propagating light.

構 成 この目的を達成するために本発明は、第1の光
フアイバと第2の光フアイバとを結合させること
によつて形成された光方向性分岐路と、前記第1
の光フアイバ中に入射された光波の伝搬方向にほ
ぼ並行して超音波が伝搬するように前記光方向性
分岐路に結合させた第3の光フアイバの端面に配
置された超音波トランスジユーサとを備え、前記
第1の光フアイバ中に入射され、前記超音波伝搬
により反射された光波を超音波信号に従つて前記
光方向性分岐路を介して選択的に前記第2の光フ
アイバに分岐させるように構成したものである。
Configuration To achieve this object, the present invention provides an optical directional branch path formed by coupling a first optical fiber and a second optical fiber;
an ultrasonic transducer disposed on an end face of a third optical fiber coupled to the optical directional branch so that the ultrasonic wave propagates substantially parallel to the propagation direction of the light wave input into the optical fiber; and selectively transmitting the light wave input into the first optical fiber and reflected by the ultrasound propagation to the second optical fiber via the optical directional branch path according to the ultrasound signal. It is configured to branch.

光フアイバは微細な構造であるために超音波の
励振電力も極めて少なくてすみ、光フアイバの入
出力結合における前記問題点を本質的に解消させ
ることができることになる。
Since the optical fiber has a fine structure, the excitation power of the ultrasonic wave is extremely small, and the above-mentioned problems in input/output coupling of the optical fiber can be essentially solved.

次に図面に示す実施例を参照して本発明を更に
詳述する。
The invention will now be explained in further detail with reference to embodiments shown in the drawings.

本発明によれば、まず第1図に示すように、光
フアイバ1の端面に、光フアイバ1中を伝搬する
光波の伝搬方向にほぼ平行して超音波が伝搬する
ように、圧電材料薄膜3を電極薄膜4及び5で挾
んだ形の超音波トランスジユーサ2が形成され
る。圧電材料薄膜3としては、ZnO薄膜、
LiNbO3結晶薄片などを用いることができる。
ZnO薄膜はスパツタリングによりトランスジユー
サ用薄膜として良質のものを形成することができ
る。電極薄膜4,5の材質としてはAu、Al、In
などの金属が用いられる。また、光フアイバ1と
しては通常、コア径が10〜150ミクロンのものが
用いられる。両電極薄膜4,5間には超音波発生
用電源6から励振電圧が印加される。
According to the present invention, first, as shown in FIG. 1, a thin piezoelectric material film 3 is formed on the end face of the optical fiber 1 so that ultrasonic waves propagate substantially parallel to the propagation direction of the light waves propagating in the optical fiber 1. An ultrasonic transducer 2 is formed in which the electrode thin films 4 and 5 sandwich the ultrasonic transducer 2 between the electrode thin films 4 and 5. As the piezoelectric material thin film 3, ZnO thin film,
A LiNbO 3 crystal thin piece or the like can be used.
ZnO thin films can be formed into high-quality thin films for transducers by sputtering. The materials of the electrode thin films 4 and 5 include Au, Al, and In.
Metals such as are used. Further, as the optical fiber 1, one having a core diameter of 10 to 150 microns is usually used. An excitation voltage is applied between the electrode thin films 4 and 5 from an ultrasonic generation power source 6.

次に、第1図のトランスジユーサ2を有する光
フアイバ1を用いて、第2図に示すように、これ
を第3の光フアイバ17とし、その第3の光フア
イバ17に結合した光方向性分岐路8を介して第
1の光フアイバ7と第2の光フアイバ9とを分岐
させた構造の光制御デバイスを構成する。
Next, using the optical fiber 1 having the transducer 2 shown in FIG. 1, as shown in FIG. A light control device is configured in which a first optical fiber 7 and a second optical fiber 9 are branched via a branching path 8 .

このように構成された本発明による光制御デバ
イスにおいて、トランスジユーサ2に電源6を印
加すると、第3の光フアイバ17におけるトラン
スジユーサ2に近接する部分10に超音波が励振
される。そのとき、第1の光フアイバ7の反対側
端から光波Pを入射させると、その光波は光方向
性分岐路8を介して第3の光フアイバ17におけ
る超音波励起部分10で超音波により回折反射さ
れる。そのとき、到来した光波のすべてが回折反
射される訳ではなく、光波の波数ベクトル即ち伝
搬定数をk、超音波の波数ベクトルをK、整数を
mとして、 2k=mK の関係を満足する周波数の光波のみが回折反射さ
れる。回折反射された光波は、光方向性分岐路8
で第1の光フアイバ7にはほとんど入らずに、第
2の光フアイバ9に入り、その出力端から出力光
波Qとして出力される。
In the optical control device according to the present invention configured in this manner, when the power source 6 is applied to the transducer 2, ultrasonic waves are excited in the portion 10 of the third optical fiber 17 that is close to the transducer 2. At this time, when a light wave P is made incident from the opposite end of the first optical fiber 7, the light wave is diffracted by ultrasonic waves at the ultrasonic excitation portion 10 in the third optical fiber 17 via the optical directional branch path 8. reflected. At that time, not all of the arriving light waves are diffracted and reflected, but the frequency that satisfies the relationship 2k = mK, where k is the wave number vector of the light wave, that is, the propagation constant, K is the wave number vector of the ultrasonic wave, and m is an integer. Only light waves are diffracted and reflected. The diffracted and reflected light wave is transmitted to the optical directional branch path 8.
The light hardly enters the first optical fiber 7, but enters the second optical fiber 9, and is output as an output light wave Q from its output end.

このように第2図のデバイスは超音波信号のあ
るときのみ第1の光フアイバ7から第2の光フア
イバ9側へ光を伝搬させることができ、しかもそ
の出力光強度も超音波出力即ち超音波によつてで
きるグレイテイングの振幅によつて制御すること
ができる。
In this way, the device shown in FIG. 2 can propagate light from the first optical fiber 7 to the second optical fiber 9 only when there is an ultrasonic signal, and the output light intensity is also the same as the ultrasonic output. It can be controlled by the amplitude of the grating created by the sound waves.

なお、超音波出力の外部電気信号による制御は
第3図に示す構成によつて行なうことができる。
第3図において、11は外部電気信号源として設
けられる伝送信号発生部であり、その出力信号に
より超音波発生用電源6からの超音波信号がミキ
サ12で変調され、その出力が増幅器13で増幅
されてトランスジユーサ2に印加される。
Note that the ultrasonic output can be controlled by an external electrical signal using the configuration shown in FIG.
In FIG. 3, reference numeral 11 is a transmission signal generator provided as an external electric signal source, and the output signal thereof modulates the ultrasonic signal from the ultrasonic generation power source 6 in the mixer 12, and the output is amplified in the amplifier 13. is applied to the transducer 2.

効 果 以上述べたように本発明によれば、超音波トラ
ンスジユーサにより第3の光フアイバ内に励振さ
せた超音波励起部分で第1の光フアイバからの入
射光波を反射させ、それを光方向性分岐路を介し
て第2の光フアイバ側に出力させるようにしたの
で、従来の光結合器を用いたりする方式のものと
は異なり、光結合の効率が高く、また光学的配置
構成上の煩雑さや作業性の悪さといつた問題を本
質的に回避することができる。
Effects As described above, according to the present invention, the ultrasonic excitation part excited in the third optical fiber by the ultrasonic transducer reflects the incident light wave from the first optical fiber, and converts it into light. Since the output is made to the second optical fiber side via a directional branch path, the efficiency of optical coupling is high, unlike the conventional method using an optical coupler, and the optical arrangement is Problems such as complexity and poor workability can essentially be avoided.

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

第1図は本発明による光制御デバイスの超音波
変換トランスジユーサ部の構成図、第2図は光制
御デバイスの全体構成の一例を示す配置図、第3
図は超音波出力を外部電気信号によつて制御する
ための構成の一例を示す配置図、第4図は従来の
光制御デバイスを示す簡略構成図である。 1,7,9……光フアイバ、2……超音波トラ
ンスジユーサ、3……圧電材料薄膜、4,5……
電極薄膜、6……超音波発生用電源、8……光方
向性分岐路、11……伝送信号発生部、12……
ミキサ。
FIG. 1 is a configuration diagram of the ultrasonic conversion transducer section of the optical control device according to the present invention, FIG. 2 is a layout diagram showing an example of the overall configuration of the optical control device, and FIG.
This figure is a layout diagram showing an example of a configuration for controlling ultrasonic output by an external electric signal, and FIG. 4 is a simplified configuration diagram showing a conventional optical control device. 1, 7, 9... Optical fiber, 2... Ultrasonic transducer, 3... Piezoelectric material thin film, 4, 5...
Electrode thin film, 6... Power supply for generating ultrasonic waves, 8... Optical directional branch path, 11... Transmission signal generator, 12...
mixer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 第1の光フアイバと第2の光フアイバとを結
合させることによつて形成された光方向性分岐路
と、前記第1の光フアイバ中に入射された光波の
伝搬方向にほぼ並行して超音波が伝搬するように
前記光方向性分岐路に結合させた第3の光フアイ
バの端面に配置された超音波トランスジユーサと
を備え、前記第1の光フアイバ中に入射され、前
記超音波伝搬により反射された光波を超音波信号
に従つて前記光方向性分岐路を介して選択的に前
記第2の光フアイバに分岐させることを特徴とす
る光制御デバイス。
1 An optical directional branch path formed by coupling a first optical fiber and a second optical fiber, and an optical directional branch path substantially parallel to the propagation direction of the light wave input into the first optical fiber. an ultrasonic transducer disposed on an end face of a third optical fiber coupled to the optically directional branch such that ultrasonic waves are transmitted into the first optical fiber; An optical control device characterized in that a light wave reflected by acoustic wave propagation is selectively branched to the second optical fiber via the optical directional branch path according to an ultrasonic signal.
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