JPS5919920A - 多ビ−ム音響光学変調装置 - Google Patents

多ビ−ム音響光学変調装置

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JPS5919920A
JPS5919920A JP12965682A JP12965682A JPS5919920A JP S5919920 A JPS5919920 A JP S5919920A JP 12965682 A JP12965682 A JP 12965682A JP 12965682 A JP12965682 A JP 12965682A JP S5919920 A JPS5919920 A JP S5919920A
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parallel
light
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flat plate
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JP12965682A
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Satoru Amano
覚 天野
Shigenori Horiuchi
堀内 繁則
Takeru Shinohara
篠原 たける
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Hoya Corp
Hoya Electronics Corp
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Hoya Corp
Hoya Electronics Corp
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/11Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour  based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves

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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】 本発明は、レーザビーム変調装置に関し、特に、多ビー
ム音響光学(以下AOと略称する)素子を利用した多ビ
ーム変調装置に関するものである。
従来、この種の装置として、第1図に示すように、高周
波発振器(1−1) 、 (1−2) 、・・・(1−
n)。
変調器(2−1) 、 (2−2) 、・・(2−n)
を備え、これら変調器に外部から信号(S、)、(82
戸・・(Sn)を与える形式のものがある。この形式の
装置は更に。
結合器ろ、高周波増幅器4.及びAO媒体5を有し、 
 AO媒体5にはトランスジューサ6が取り付けられて
いる。AO媒体5に入射レーザビーム7が与えられると
、入射レーザビーム7は高周波増幅器4の出力信号によ
って変調全量け。
変調された複数の出射レーザビーム(8−1)、 (8
−2)、・・・、  (8−n)がAO媒体から出射さ
れる。より具体的に説明すると、高周波発振器(1−1
) 、 (1−2>。
・・・、(1−n)が互いに異なる周波数(fl)〜(
f、)のn個のキャリアを発生する。これらのキャリア
はそれぞれ変…1′(器(2−1)、・・・、(2−n
Jにおいてn個の信号源(1’Xl示せず)から与えら
れる信号(SIL−、(Sn) K: J:すAM変調
される。変調器(2−1)。
・・・、(2−nlの出力信号は、結合器6で混合され
た後、高周波増幅器4で増幅されて、 AO媒体5のト
ランスジユーザ6に印加される。AO媒体5に入射した
レーザビーム7に、高周波増幅器4の出力信号に応じた
方向に回折される。この場合、上記キャリア周波数(f
+し・・(fo) K−よってブラック回折角が異なる
ため一次回折光はキャリア周波数(f、)・・・(fn
lに応じた異なる方向に回折される。したがって、 A
O媒体5からは多ビーム(8−1)、・・・、(8−n
)に分割された形でレーザビームが出射することになる
。このとき、これらのビーム(8−1) 、 −、(8
−n) It”i信号(s+t−(sn)に応じて変調
されているから、各信号(Sl)・・・(Sn) k多
方向に伝送することが可能である。
従来のレーザ光変緩装置は以上のように構成されている
が、以下の如き問題がある。すなわち、−次回折光(8
−1)が信号(Sl)に従って変調され、断続するが、
一般に信号(S、)が他の信号(Sj) (i”=j)
と独立であるとすれば、 AO変調素子から射出する一
次回折光の本数は時間と共にランダムに変化する。−次
回折光の本数が変化すると、射出している一次回折光の
一本あたりの強度が変化する。例えば、ある瞬間にn本
の一次回折光が射出していたものが、別の瞬間にm(<
n)本の回折光になったとすると、(n−m)本分のレ
ーザ光量の一部が2m本の一次回折光一分配され、この
ようにして9m本の一次回折光の一本あたりの強度が変
化する。従って、 AO変調素子から一本の一次回折光
のみが射出している場合、その光強度は、n本の一次回
折光が射出している時の光強度に比して、数10係も強
くなることがある。この現象を一次回折光の相互作用と
呼ぶが、この作用はレーザビームを。
フォトン・モード、するいはヒート・モードで記録変調
するレーザ・プリンター等の装置[は。
印字ドツトに濃淡が生じ、印字品質が落ちる欠点があっ
た。
更に、従来の方式であると、各キャリア周波数(f、)
・・・(fo)によってプラック回折角が異なるため、
射出ビーム(8−1) 、 (8−2) 、・・・、(
8−n)は。
各々平行にならず、n本の射出ビームを狭い面積に収束
する場合、光学系が犬かがりとなり。
装置全体が高価になる等1問題点が多々あった。
本発明の目的は上記のような欠点を有効に除去でき、簡
単な装置を用いて、同時に多ビームを一定の光変調強度
で変調することができ、且つ、射tlfビーム相互間隔
を平行にできる多ビーム変調装置を提供することである
本発明のより多の目的は一本のレーザビームを複数のV
〜ザビームに簡単な構成で分割できる分割器全備えた多
ビーム音響光学変調装置を提供することである。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第2
図において、1は例えば、 80MHzの高周波を発1
辰する高周波発振器、  (2−1) 、 (2−2)
 。
・・・、 (2−n)は変調器、  (Sl)、(S2
)、・・・、 (sn)は図示しない外部信号源からの
n個の信号、  (4−1)。
(4−2) 、・・・、(4−n)は高周波増幅器、5
は例えば。
モリブテン酸鉛単結晶ケ用贋た直方体形状のAO’媒体
、6t/’iAo媒体5の一表面」二に取り付けられた
トランスジューサーで、ここでは、ニオブ酸リチウム単
結晶の36度Y板を使用した。7は入射レーザ光即ち、
入射レーザビームで、波長488nmのアルゴン・レー
ザ光であり、この入射レーザ光7Vi溶融石英を材料と
した後述する平行平板のビーム分割器1oにょシ、n本
のレーザビーム(7−1) 、 (7−2) 、・・・
、 (7−n) K分割される。
分割されたビーム間隔は後述するように、平行で、光強
度も等しい。11はAO媒体5のl・う/スジユーザー
6と対向する面に設けられた超音波吸収体であり、ここ
では、鉛金属を用rた。
トランスジューサー6上には、n個の電極(12−1)
、(12−2)、・=、 (12−n)が被着されてお
り、 AO媒体5Vc入射したn本のレーザビーム(7
−1)〜(7−n)はそれぞれ−次回折光(8−1)〜
(8−n)及び零次光(9−11〜(9−n)の形で、
AO媒体5から出射される。
第3図を参照して、第2図で使用された平行平板のビー
ム分割器10の構成及び動作を説明する。第6図におい
て、平行平板10の垂線に対し、θGで入射したレーザ
ビーム7は01で屈折する。この関係は平行平板の屈折
率をnとすれは、スネルの法則によってよく知られてめ
るように、  n5inθ、−5inθ。で与えられる
。各出射ビーム(7−11、(7−2) 、・・・、(
7−n)の間隔tは、平行平板10の厚さidとすれば
、を−(2d/n)SIno。の関係で与えられる。こ
れらのことを考慮して。
平行平板10の対向する二面の一方の面に、高反射膜1
3及び反射防止膜14ヲ被着し、他方の面上に透光性膜
15全被着する。反射防止膜14はレーザビーム7の入
射位置に設けられ、且つ。
高反射膜13は入射位置以外の領域を覆っている。一方
、透光性膜15は他方の面上の出射ビーム位置に設けら
れている。
これら高反射膜139反射防止膜14.及び透光性膜1
5はいずれも誘電体多層膜の膜厚、積層される膜数等を
変化させることによって製作することができる。上記し
た誘電体多層膜のうち、透光性膜15として使用される
出射ビーム側のn個の誘電体膜(15−1) 、 (1
5−2) 、・・・、(15−n)は各出射ビームの光
強度が等しくなるような反射率を備えている。具体的に
言えば、レーザビーム7に対する平行平板10の内部吸
収全零。
反射防止膜14の反射率を零、更に、高反射膜13の反
射率ヲ100%とすると、各出射ビーム(71) 、 
(7−2) 、・・・、(7−n)の光強度が等しくな
る条件は、誘導体膜(15−1) 、 (15−2) 
、・・・、(15−n)の反射不全それぞれR,、R2
,・・・、Rnとすると。
(1−RI )−(1−R2) RI −(1−R3)
RI R2=−= (i−Rn) R,R2−R,1・
・・・・・・・・(1) どなる。反射率が(1)式全満足するような誘電体多層
膜(15−1) 、 (15−2) 、・・・、 (1
5−n)を付けることにより、入射レーザ光7は第6図
に示すように1反射防止膜14から平行平板10に入射
し。
この平行平板10内を多重反射しながら、進行すると共
に、各多層膜(15−11、(15−2) 、・・・、
(15−n)’を介[〜て、実質上等しい間隔りでn本
の出射レーザビーム、 (7−1) 、 (7−2) 
、・・・、(7−n)として分割器即ち′=IL行乎板
10から出射する。このとき。
n本のレーザビームは各誘電体膜(15−1)〜(15
−n)の反射率が(1)式の関係全満足している限り。
実質上等しい光強度を示す。尚、(1)式の関係を満た
す反射率の誘電体膜ぼ各膜厚さ調整することによって容
易に実現できる。また2反射膜16は金属膜等でもよい
このようにして得られた平行且つ等しい光強度のn本の
レーザビーム(7−1) 、 (7−21、・・・、(
7−n)(は第2図のAO媒体5に入射され、上記した
動作が行なわれる。
第2図に戻って、 AO媒体5の構成について。
説明しておく。直立体形状のAO媒体5の一表面に取り
付けられたトランスジューサー6vcta、。
出射ビーム間隔tと等しいピンチで電極(12−1)。
(12−21,・・・、 (12−nlが形成されてい
る。高周波発振器1の周波数fはそれぞれ変調器(2−
1)。
(2−2) 、 −、(2−n)においてn個の信号(
Sly(S2)・・・(sn+によりAM変調され、そ
の出力信号はn個の高周波増幅器(4−1ン、 (4−
2) 、・・・、(4−n)で増幅されて、 AO媒体
5のトランスジー−サー6」二の各電極(12−1) 
、 (12−2) 、・・・、 (12−n)に印加さ
れる。この印加信号により平行で光強度の等しいn本の
レーザビーム(7−11、(7−2) 、・・・、(7
−n)は等しいブラック角で、−次回指光(8−1) 
、 (8−2)。
・・・、 (8−n)と零次光(9−1) 、 (9−
2) 、・・・、 (9−n)に分離される。
第4図を参照すると2本発明の他の実施例に係る多ビー
ムAO変調装置1dAo媒体5の入射側及び出射側に、
/リンダーレンズ、楕円レンズ。
あるいは球面レンズ等のレンズ系16.17i設けた構
成を有している。AO媒体5の入射側に上述したように
レンズ系全挿入すれば、各レーザビームの直径を絞り、
変調帯域幅Δfmヲ広くすることができる。具体的に言
えば、変調帯域幅Δfmは Δfm= 0.54V/wo 、      −・−−
−−−・・・・・(2)(但し、■は超音波音速及びW
。はレーザビーム径である)であられされ、(2)式か
らも明らかな通り、レーザビーム径W。に逆比例してい
るから。
レーザビーム、径W。を小さくすることにより、変調帯
域幅Δfmを大きくできる。尚、 AO媒体5の出射側
のレンズ系は出射ビーム径を一定にすると共に、出射ビ
ームを平行にする機能を有している。
上記実施例では、平行平板10に溶融石英・を用いたが
使用レーザ光7に対し、内部吸収の少ない光学4d別な
ら、どのようなものでもよい。
又、超音波吸収体11ハ鉛を用いたが、アルミニウムで
も、低融点ハンダでもよい。AO媒体5は、二酸化テル
ル単結晶や光学硝子9例えばFD−6、AOT−5,A
OT−44B等、((株)保谷硝子商品名ン音響光学の
性能指数の高い材料ならどれでもよいし、1]1つ、直
方体に限らず、斜めにカットされていても」二い。
更に本実施例ではトランスジー−サー6を一枚にしたが
、n個に分割しても良い。なお、レーザビーム7を平行
平板10に入射する場合。
第2図に破線で示すように、 AO媒体5側から入れて
も、各ビーム光強度を等しくする膜構成にしてもよい。
以上のように本発明によれば、平行平板を用いて、一本
のレーザ光in本に平行に且つ光強度を等しく分割し、
各ビームを変調することで。
変調された一次回折光は平行で光強度が等しく得られる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の多ビーム変調装置の概略構成図、第2図
はこの発明の一実施例による多ビームAO変調装置の概
略構成図、第6図は第2図で用いられた多ビーム分割器
を示す図、及び第4図は本発明の他の実施例に係る多ビ
ームAO変調装置を示す図である。 記号の説明 1:高周波発振器; (1−1ン(1−2)・・・(1
−n)周波数の異なる高周波発振器; (2−1) (
2−21・・・(2−n)変調器;6:結合器; (4
) 、 (4−1) (4−2)・・・(4−nJ高周
波増幅旨;5:音響光学媒体;6:トランスジユーザー
;7:入射レーザ光; (7−1)(7−2)・・・(
7−n)等分割光; (8−1)(8−2)・・・(8
−n)−次回折光; (9−1) (9−2)・・・(
9−n)零次光;10:平行平板;11:超音波吸収体
; (12−1)(12−2)・・・(12−n)電極
;16:高反射膜;14:反射防止膜; (15−1)
 (15−2]・・・(15−n)誘電体多層膜 壓2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一本のレーザビームを受光し、実質的に互いに平行
    で、「1つ、ビーム強度の実質上等しい複数のレーザビ
    ームに分割する分割器と、前記複数のレーザビームを受
    け、各レーザビームを超音波変調する手段とを備えた多
    ビーム音響光学変調装置。 2互い[対向する実質上平行な二面を備えた平板と、複
    数のレーザビームの出射位置に、前記複数のレーザビー
    ムのビーム強度が実質上等しく且つ、出射方向が実質上
    互いに平行VCなるように、前記平板の一方の面上に被
    着された誘電体多層膜と、前記平板の他方の面上に被着
    された反射膜と金有する分割器を使用したことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の多ビーム音響光学変調
    装置。
JP12965682A 1982-07-27 1982-07-27 多ビ−ム音響光学変調装置 Pending JPS5919920A (ja)

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US06/517,346 US4592621A (en) 1982-07-27 1983-07-26 Acoustooptic modulation element and system for acoustooptically carrying out modulation of a plurality of parallel beams by the use of a single acoustooptic medium
DE8383304320T DE3382323D1 (de) 1982-07-27 1983-07-26 Akustooptisches modulationselement und vorrichtung mit einem solchen element.
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