JPH0576615B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は平面光回路に関し、特に不要光ビーム
を導く光導波路を持つ平面光回路に関するもので
ある。

〔従来技術〕

一般に平面光導波路は、光・音響（AO）スペ
クトラムアナライザ、AOコリレータ等のハイブ
リツド化、モノリシツク化のために用いられる。
弾性表面波による光の回折を利用したAOコリレ
ータは２信号の相関を瞬時にうるものであり、次
のように構成されている。すなわち平面光回路
は、誘電体表面に形成された平面光導波路の端面
より入射した拡がり角を有する光を平面レンズに
よりコリメート光に変換し、弾性表面波により偏
向されたコリメート光が相関信号として検出され
る。このとき、弾性表面波により回折されないコ
リメート光（今後、０次光と呼ぶ）も平面光導波
路を伝搬している。

従つて、相関信号のみを検出するには、偏向光
と０次光を分離する必要がある。

偏向光と０次光は、光の波長、弾性表面波の励
振周波数、及び、伝搬速度と平面光薄膜導波路の
屈折率で決まるプラグ角をなして伝搬するため、
光の伝搬距離をかなり長くすれば、すなわち、平
面光導波路を長くすれば、平面導波路内で０次光
と１次光を分離でき、平面導波路の端面において
相関信号のみを検出できる。

しかし、このときは、AOコリレータに用いる
基板の大型化につながり、基板入手の困難さ及び
高価格化が生じる。

このような大型化、及び、高価格化を防ぐ方法
としては第１図に示すように、平面レンズを３個
用い、かつ空間フイルタを用いる方法が提案され
ている。

すなわち、この平面光回路は誘電体表面に設け
た平面光導波路１１の端面より光源１２から放射
された拡がり角を有する光を平面光導波路１１に
導波し、拡がり角を有しながら伝搬する光１９を
平面コリメートレンズ１３によりコリメート光
（今後入射光と呼ぶ）２０に変換する。この入射
光２０は入力信号S₁(t)により強度変調され、弾性
表面波発生用電極１７より発生する弾性表面波２
２が、入力信号S₂(t)により振巾変調されていると
き、弾性表面波２２により回折される。この回折
された偏向光２１は、S₁(t)とS₂(t)の積の信号とな
る。このとき、偏向光２１の強度は、入射光２０
と弾性表面波２２との回折効率で決まるため、回
折されない非偏向光２３が残る。この偏向光２１
と非偏向光２３とを分離するため、平面レンズ１
４を用いる。すなわち、コリメート光である偏向
光２１と非偏向２３は、平面レンズ１４を入射す
ることにより、それぞれ集光され空間的に平面光
導波路上で分離される。その位置においては導波
型空間フイルタ１６により非偏向光２３のみを遮
断し、偏向光２１を再び平面コリメートレンズ１
５に入射させる。コリメート光に変換された偏向
光は受光素子１８に入射させることにより相関信
号のみが簡単に検出される。従つて、この平面光
回路１１では３個の平面レンズ１３，１４，１５
を用いることにより、AOコリレータの小型化、
低価格化が簡単に実現できる。

なお光源１２は半導体レーザからなり、平面光
導波路１１は例えば、ニオブ酸リチウム
（LiNbO₃）基板の表面全面にチタン（Ti）を拡
散し設けた光導波路等からなり、また、平面レン
ズ１３，１４，１５は、フレネルレンズ，ジオデ
シツクレンズ等からなる。しかしながら、導波型
空間フイルタについては、いまだに具体的な素
子、及び、その実現方法は提案されていない。

したがつて、従来の平面光回路はこの導波型空
間フイルタ１６による欠点を有し、いまだ十分な
ものとは云えなかつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、従来の平面光回路における欠
点を除去し、従来の導波型空間フイルタに代わる
役割を果たす平面光回路を提供するものである。

〔発明の構成〕

本発明によれば、誘電体表面に形成された平面
光導波路と、該平面光導波路を伝搬する光を回折
せしめる弾性表面波発生用電極と、前記、平面光
導波路を伝搬する光ビームのうち、偏向光と非偏
光を分離する平面レンズと、前記非偏向光である
不要光ビームを所定の場所に導くための三次元光
導波路とを含むことを特徴とする平面光回路が得
られる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面を参照して詳
細に説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す。第２図にお
いて、本発明の一実施例は時間積分型光・音響
（AO）コリメータで、誘電体表面に形成された
平面光導波路４２と、該平面光導波路４２の端面
に設けられた光源３１と、光源３１から放射され
た光を集光する平面コリメートレンズ３２と、平
面コリメートレンズ３２により変換されたコリメ
ート光を回折する弾性表面波４１を発生する弾性
表面波発生電極４０と、回折された偏向光３８と
回折されない非偏向光３９を分離する平面レンズ
３３と、非偏向光３９を非偏向光吸収端面領域に
導く三次元（矩形）光導波路４３と、偏向光を焦
光せしめる平面コリメートレンズ３４と、該平面
コリメートレンズ３４により焦光した偏向光４７
を受光する受光素子３５とを含む。

本実施例において、光源３１より放射された拡
がり角を有する光３６は、平面コリメートレンズ
３２によりコリメート光（今後、入射光と呼ぶ）
３７に変換される。この入射光３７は、弾性表面
波発生電極４０より発生する弾性表面波４１によ
り回折され、偏向光３８を生じるとともに、回折
されない非偏向光３９も残る。偏向光３８と非偏
向光３９は平面光導波路４２内で空間的に分離す
るため、凸レンズ作用を有する平面レンズ３３に
より、それぞれ集光される。

このとき、AOコリレータにとつては不要光で
ある非偏向光３９を導く不要光用三次元光導波路
４３は非偏向光の焦点位置に設けられ非偏向光４
６を入射させている。

したがつて、非偏向光４６は、偏向光３８用の
平面レリメートレンズ３４に入射されずにかつ、
偏向光の受光素子３５に入射しないように非偏向
光吸収端面領域４５に導びかれる。非偏向光吸収
端面領域４５に図示するように光吸収体を設けて
おけば、非偏向光４６はここで吸収される。又、
何もなければ光はここから外部へ送出される。こ
の結果、不要光である非偏向光を簡単に除去でき
る。

従つて偏向光４７は平面コリメートレンズ３４
に入射し、コリメート光に変換され、受光素子３
５で検出される。

なお、不要光用矩三次元導波路４３の深さは、
平面光導波路４２と同じにし、その幅は、平面レ
ンズ３３で集光された焦点での非偏向光４６のビ
ームスポツトサイズとほぼ同じにする。この結
果、非偏向光４６は、ほぼ100％不要光用三次元
光導波路４３に入射され、反射、及び、散乱によ
る偏向光３８への影響はない。また、不要光用三
次元光導波路４３のまわりは、平面光導波路４２
と不要光用三次元光導波路４３が有する屈折率よ
り低い屈折率を有する低屈折率領域４４からな
る。

たとえば、誘電体をニオブ酸リチウム
（LiNbO₃）とすれば、平面光導波路４２の領域
と不要光用三次元光導波路４３の領域のみにチタ
ン（Ti）を拡散すればよい。

本発明の一実施例では、平面光回路をAOコリ
レータにおいて不要光ビームである非偏向光と偏
向光を分離するために用いているが、平面光回路
の働きは、この実施例に限定されるものではな
く、不要光ビーム専用に三次元（矩形）光導波路
を形成しているものならどのようなものでもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように非偏向光を容易
に導びくことができ、かつ小形化を可能にする効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の平面光回路を示す図、第２図
は、本発明の一実施例を示す平面図である。 １１，４２……平面光導波路、４３……不要光
用矩形光導波路、１２，３１……光源、１３，１
５，３２，３４……平面コリメートレンズ、１
４，３３……平面レンズ、１９，３６……拡がり
角を有する光、２０，３７……偏向光、２３，３
９，４６……非偏向光、１６……導波型空間フイ
ルタ、１８，３５……受光素子、１７，４０……
弾性表面波発生用電極、２２，４１……弾性表面
波、４３……不要光用三次元（矩形）光導波路、
４４……低屈折率領域、４５……非偏向光吸収端
面領域。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 誘電体表面に形成された平面光導波路と、該
   平面光導波路を伝搬する光を回折せしめる弾性表
   面波発生用電極と、前記平面光導波路を伝搬する
   光ビームのうち、偏向光と非偏向光を分離する平
   面レンズと、前記非偏向光である不要光ビームを
   所定の場所に導くための三次元光導波路とを含む
   ことを特徴とする平面光回路。