音響光学デバイス
【課題】 発生させることが可能なＳＡＷの周波数帯域を拡大させることができるようにした、音響光学デバイスを提供する。
【解決手段】 光を伝搬させるための光伝搬部１３ａ−１，１３ａ−２と、光伝搬部１３ａ−１，１３ａ−２を伝搬する光との間で相互作用を生じさせる弾性表面波を伝搬しうる弾性表面波伝搬部１３ｂ−１〜１３ｂ−３と、弾性表面波伝搬部１３ｂ−１〜１３ｂ−３を伝搬する弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された電極１５−１，１５−２が複数設けられたトランスデューサ電極部１５と、をそなえて構成する。
【解決手段】 光を伝搬させるための光伝搬部１３ａ−１，１３ａ−２と、光伝搬部１３ａ−１，１３ａ−２を伝搬する光との間で相互作用を生じさせる弾性表面波を伝搬しうる弾性表面波伝搬部１３ｂ−１〜１３ｂ−３と、弾性表面波伝搬部１３ｂ−１〜１３ｂ−３を伝搬する弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された電極１５−１，１５−２が複数設けられたトランスデューサ電極部１５と、をそなえて構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムにおいて用いて好適の、音響光学デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
音響光学デバイスは、超音波と光の相互作用、音響光学効果を利用したデバイスであって、例えばＡＯＴＦ（Acousto-Optic Tunable Filter；音響光学波長可変フィルタ）がある。このＡＯＴＦは、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing；波長多重）光通信システムにおけるＯＡＤＭ（Optical Add-Drop Multiplexer；光分岐挿入装置）のほか、光クロスコネクト，光スイッチまたは光変調等の用途への適用も期待されている。
【０００３】
音響光学波長可変フィルタは、ＬｉＮｂＯ3（ニオブ酸リチウム）基板（以下、単にＬＮ基板という場合がある）等の圧電材料に作製された導波路中の光と、その上に印加されたＳＡＷ（Surface Acoustic Wave；弾性表面波）との相互作用である、音響光学効果によるＴＥ−ＴＭモード変換を用いた波長フィルタである。
図１７は、一般的なＡＯＴＦの構成例について示す模式的上視図であり、このＡＯＴＦ１００は、ＬＮ基板１０１に、２本の光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２とその上に薄膜が形成されたＳＡＷの導波路である弾性表面波ガイド１０３ｂとからなる、相互作用領域としてのモード変換部１０３が形成されている。そして、モード変換部１０３の前後段にそれぞれ形成された偏光ビームスプリッタ１０２，１０４とともに、超音波信号［例えばＲＦ（Radio Frequency）信号］を印加することで弾性表面波ガイド１０３ｂを伝搬させるＳＡＷを生成しうる櫛型電極対（ＩＤＴ：Inter Digit Transducer）１０５が形成されている。
【０００４】
このような構成のＡＯＴＦ１００においては、入力された光について、入力側の偏光ビームスプリッタ１０２においてＴＥ光とＴＭ光とに分離するとともに、櫛形電極１０５からのＳＡＷにより、モード変換部１０３をなす光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２においてそれぞれ別々に特定の波長の光のみＴＥ／ＴＭモード変換を行なって、出力側の偏光ビームスプリッタ１０４において合波する。これにより、デバイス特性の偏光無依存化を実現している。
【０００５】
また、上述のＡＯＴＦ１００においては、ＴＥ／ＴＭモード変換がなされる光波長と、ＳＡＷの周波数とは対応しているので、このＳＡＷの周波数を変化させることでモード変換がなされる光波長をチューニングすることができる。具体的には、ＳＡＷ励振のためにＩＤＴ１０５に印加するＲＦ信号を変化させることで励振されるＳＡＷを変化させ、これにより、モード変換がなされる光波長をチューニングすることができるようになっている。
【０００６】
その他のＡＯＴＦの構成例としては、図１８に示すような方向性結合型のＡＯＴＦ１００Ａがある。このＡＯＴＦ１００Ａにおいては、ＩＤＴ１０５Ａを光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２上流側における光伝搬方向左側に設けるとともに、２つの平行な弾性表面波ガイド１０３ｂ−１，１０３ｂ−２を設け、ＩＤＴ１０５ＡにＲＦ信号を印加することで生成されたＳＡＷを、弾性表面波ガイド１０３ｂ−１から光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２上に形成された弾性表面波ガイド１０３ｂ−２に方向性結合するようにしている。換言すれば、光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２上に形成された弾性表面波ガイド１０３ｂ−２の形成領域を、相互作用領域１０３Ａとしている。尚、図１８中、図１７と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【０００７】
その他、本願発明に関連する公知技術としては、以下に示す特許文献１〜３に記載されたものがある。
特許文献１には、製作に余分なプロセス段階を追加せずにサイドローブを下げるために、電気信号に応答して音響波ビームを生じさせる変換器の中心を光軸の一方の側に片寄らせるとともに、音響波ビームの軸を光軸と斜角で交差させるようにした、音響光学チューナブルフィルタについて記載されている。
【０００８】
特許文献２には、中心波長に対する非対称性の少ないフィルタ特性とするために、歪み付与部を設けた、光波長可変フィルタについて記載されている。
特許文献３には、高周波電気信号のパワーの増大を回避しつつ、互いに近接する多波長の光を同時選択可能とした音響光学型可変波長ＴＥ／ＴＭモード変換器について記載されている。
【特許文献１】特開平１０−１０４８１号公報
【特許文献２】特開平１１−３２６８５５号公報
【特許文献３】特開２００１−２０９０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の図１７に示すＡＯＴＦ１００のごとき音響光学デバイスにおいては、ＳＡＷとして生成しうる帯域に制限があるため、ＡＯＴＦとして用いる場合には、モード変換がなされる光波長についてのチューニング可能な光波長範囲には制約が生じ、チューニング可能な光波長範囲を広げることが困難であるという課題がある。
すなわち、図１７に示すＡＯＴＦ１００においては、ＳＡＷを発生させるためにＩＤＴ１０５に印加する周波数領域や、弾性表面波ガイド１０３ｂにおいて伝搬可能な周波数領域には、それぞれ適正な周波数範囲があるので、上述のＡＯＴＦ１００によりモード変換がなされる光波長についてのチューニング可能な光波長範囲についても、これらＩＤＴ１０５や弾性表面波ガイド１０３ｂでの適正周波数領域との関係において定まることとなる。
【００１０】
ここで、ＳＡＷを発生させるためにＩＤＴ１０５に印加する一定振幅の電気信号の周波数（横軸）と、対応して励振されるＳＡＷの強度（縦軸）と、の関係の一例を図１９に示す。この図１９に示すように、消費電力の上限として定められた値ＰＭを下回る範囲において、定められた強度のＳＡＷを生成するためには、図２０に示すように、上述の図１９に相当する帯域Ｂ１に限定されてしまう。
【００１１】
すなわち、ＩＤＴ１０５におけるＳＡＷの励振効率は、ＩＤＴ１０５に印加する電気信号の周波数に対する依存性が比較的大きい。そして、ＩＤＴ１０５に供給する電気信号の周波数が、励振されるＳＡＷの周波数の特性に反映されることが知られている。
換言すれば、ＩＤＴ１０５に電気信号を供給する図示しない電源の消費電力と、モード変換のために必要なＳＡＷ強度を考慮すると、当該ＩＤＴ１０５に供給しうるＲＦ信号の周波数帯域としては、図１９，図２０の帯域Ｂ１に限定されてしまうことになり、ＳＡＷの周波数帯域についても、帯域Ｂ１に相当する帯域に限定されてしまうのである。
【００１２】
また、上述の図１８に示すＡＯＴＦ１００Ａにおいては、ＩＤＴ１０５Ａにおいては通常０次モードのＳＡＷが励振されるのであるが、ＩＤＴ１０５Ａで励振されるＳＡＷは、例えば図２１に示すように、その波長によって弾性表面波ガイド１０３ｂ−２に結合する範囲に制約がある。このため、方向性結合型の音響光学デバイスにおいては、ＳＡＷの周波数範囲について、完全結合する周波数範囲に基づく制約もある。
【００１３】
なお、図２１において、点Ｃは、ＩＤＴ１０５Ａで励振された０次モードのＳＡＷが弾性表面波ガイド１０３ｂ−２の下流側端部で結合する波長を有している場合を示している。即ち、ＩＤＴ１０５Ａで励振されたＳＡＷがもとのＳＡＷ１０３ｂ−１の軸上に戻るには（完全結合するには）弾性表面波ガイド１０３ｂ−１，１０３ｂ−２の長さの２倍の長さが必要であることを示している。
【００１４】
また、点Ｄは、ＩＤＴ１０５Ａで励振された０次モードのＳＡＷが弾性表面波ガイド１０３ｂ−２の中間部で結合する波長を有している場合を示している。即ち、完全結合するには弾性表面波ガイド１０３ｂ−１，１０３ｂ−２と同等の長さが必要であることを示している。従って、この図２１に示すように、ＩＤＴ１０５Ａで励振された０次モードのＳＡＷとしては、点Ｃに相当するＳＡＷ波長から点Ｄに相当するＳＡＷ波長（又はＳＡＷ周波数）までしか使用することができない。このＳＡＷ波長の制約は、そのままモード変換可能な光波長の制約につながる。
【００１５】
したがって、モード変換可能な光波長の範囲を広げるためには、発生させるＳＡＷの波長（周波数）の制約について軽減させることが望ましい。
なお、上述の特許文献１〜３に記載された技術においては、上述のごときＳＡＷ波長の帯域を広げるための技術については何ら記載されていない。尚、特許文献３に記載された技術においては、近接した周波数同士を別々の櫛形電極に印加するようにしているが、前述の図１９に示すようなＲＦ周波数の帯域Ｂ１即ちＳＡＷ周波数の帯域を拡大させることはできない。
【００１６】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、発生させることが可能なＳＡＷの周波数帯域を拡大させることができるようにした、音響光学デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
このため、本発明の音響光学デバイスは、光を伝搬させるための光伝搬部と、該光伝搬部を伝搬する光との間で相互作用を生じさせる弾性表面波を伝搬しうる弾性表面波伝搬部と、該弾性表面波伝搬部を伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された電極が複数設けられたトランスデューサ電極部と、をそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１８】
また、好ましくは、前記電極を複数の櫛歯電極対で構成し、該各櫛歯電極対を、該弾性表面波伝搬部を伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、互いに異なる櫛歯間隔を有するように構成することとしてもよい。
さらに、該弾性表面波伝搬部は弾性表面波ガイドを備え、該弾性表面波ガイドは上記生成される弾性表面波が該光伝搬部に対して方向性結合するように構成し、かつ、前記複数の電極は、該弾性表面波ガイドを伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、それぞれ異なる種類のモード次数の弾性表面波を生成しうるように構成することもできる。
【００１９】
この場合においては、前記複数の電極は、少なくとも生成される弾性表面波が互いに逆相となるように、櫛歯電極パターンが形成された２つの櫛歯電極対を含むことができる。
または、電気信号源から前記複数の電極のうち第１電極に印加される電気信号と第２電極に印加される電気信号とを互いに逆相とする位相シフタをそなえることもできる。
【発明の効果】
【００２０】
このように、本発明によれば、弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された複数の電極をそなえているので、弾性表面波として生成可能な周波数帯域についても広げることができる利点がある。
特に、本発明によれば、電極を複数の櫛歯電極対で構成し、弾性表面波伝搬部を伝搬する弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、互いに異なる櫛歯間隔を有する複数の櫛歯電極対をそなえているので、弾性表面波の励振のために供給可能なＲＦ信号の周波数帯域を広げることで、弾性表面波として生成可能な周波数帯域についても広げることができる利点がある。
【００２１】
また、本発明によれば、弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された複数の櫛歯電極対として、弾性表面波ガイドを伝搬する弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、互いに異なる種類のモード次数の弾性表面波を生成しうるように構成されているので、従来広帯域化させることができなかった（高周波）範囲まで、励振可能なＳＡＷの周波数帯域を広げることができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
〔Ａ１〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイスを示す図である。この図１に示す音響光学デバイス１０は、ＬＮ基板等の複屈折性を有しかつ音響光学効果を有する基板１１に、偏光ビームスプリッタ１２，１４および２本の平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されるとともに、弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３およびトランスデューサ電極部１５が形成され、例えば音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）として適用することができるようになっている。
【００２３】
なお、１６はトランスデューサ電極部１５に印加するための電気信号（ＲＦ周波数を有するＲＦ信号）を発生しうる電気信号源としてのＲＦ電源、１７はＲＦ電源１６からの電気信号のトランスデューサ電極部１５への印加を制御しうるＲＦ信号制御部、１８はＲＦ電源１６からの電気信号をトランスデューサ電極部１５に供給制御するための切り替えスイッチである。
【００２４】
ここで、偏光ビームスプリッタ１２は、音響光学デバイス１０に設けられた２つの入力ポート１０−１，１０−２のうちの少なくとも一つの入力ポート１０−１からの光を２つの偏波（例えばＴＥ光およびＴＭ光）に分離するものである。又、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２は、偏光ビームスプリッタ１２で偏光分離された光をそれぞれ伝搬して、偏光ビームスプリッタ１４へ出力するようになっている。更に、偏光ビームスプリッタ１４は、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２からの光を入力され、これらの光を２つの偏波に分離して（偏波ごとに規定される出力方向へ分離して）出力するものである。従って、上述の光導波路１２，１４，１３ａ−１，１３ａ−２により、光を伝搬させるための光導波路を構成する。
【００２５】
また、弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３はそれぞれ、薄膜またはチタン等の金属を拡散させることにより形成された領域であって、弾性表面波ガイド１３ｂ−１，１３ｂ−３は、基板１１における、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対して光伝搬方向左右の所定距離を置いた領域に形成され、弾性表面波ガイド１３ｂ−２は、２本の平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上の領域に形成されている。これらの弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３は、方向性結合型の弾性表面波ガイドを構成する。
【００２６】
さらに、トランスデューサ電極部１５は、弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３とともに、これらのガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３によって挟まれている領域１３ｃ−１，１３ｃ−２を伝搬しうるＳＡＷを励振（発生）させるためのものであり、弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３および領域１３ｃ−１，１３ｃ−２を伝搬するＳＡＷとして生成すべき周波数帯域に対応した櫛歯パターンを有する２組の櫛歯電極対１５−１，１５−２を備えて構成されている。
【００２７】
すなわち、櫛歯電極対１５−１で励振されるＳＡＷは、弾性表面波ガイド１３ｂ−１から領域１３ｃ−１を介して平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上の弾性表面波ガイド１３ｂ−２に方向性結合するようになっており、同様に、櫛歯電極対１５−２で励振されるＳＡＷは、弾性表面波ガイド１３ｂ−３から領域１３ｃ−２を介して弾性表面波ガイド１３ｂ−２に方向性結合するようになっている。
【００２８】
さらに、各櫛歯電極対１５−１，１５−２は、互いに対向してかみ合わされるように配置された一対の櫛歯電極をそなえてなるものであって、例えば図２（Ａ），図２（Ｂ）に示すように、生成すべきＳＡＷの周波数帯域に応じて異なる櫛歯間隔を有している。即ち、図２（Ａ）に示すように、一方の櫛歯電極対１５−１の各櫛歯間隔をＬ１とし、図２（Ｂ）に示すように、他方の櫛歯電極対１５−２の各櫛歯間隔を、Ｌ１よりも大きいＬ２として構成されている。
【００２９】
このような櫛歯間隔の異なる櫛歯電極対１５−１，１５−２においては、ＳＡＷ発生のために使用しうるＲＦ信号の領域（図１９，図２０のＢ１参照）における中心周波数が、図３に示すように異ならしめることができる。即ち、比較的狭い櫛歯間隔Ｌ１の櫛歯電極対１５−１に印加するＲＦ信号の周波数と、所定強度のＳＡＷを生成させるための消費電力との関係は、分布Ｅ１のようになり、比較的広い櫛歯間隔Ｌ２の櫛歯電極対１５−２に印加するＲＦ信号の周波数と、所定強度のＳＡＷを生成させるための消費電力との関係は、分布Ｅ１の場合よりも低周波の中心周波数を持つ分布Ｅ２のようになる。
【００３０】
また、上述のＳＡＷを生成させるためのＲＦ周波数帯域と消費電力との関係において、ＲＦ電源１６から供給可能な最大電力ＰＭを考慮すると、櫛歯電極対１５−１に印加可能な周波数帯域は図３に示すＢ２となり、櫛歯電極対１５−２に印加可能な周波数帯域は図３に示すＢ３となる。従って、トランスデューサ電極部１５に供給可能なＲＦ信号の周波数帯域としては、上述の帯域Ｂ２とＢ３とをあわせて、帯域Ｂ４とすることができる。
【００３１】
前述したように、トランスデューサ電極部１５に供給可能なＲＦ信号の周波数帯域を広げることができるので、励振されるＳＡＷの周波数帯域についても大幅に広げることができる。従って、この音響光学デバイス１０をＡＯＴＦとして用いる場合には、モード変換可能な光波長範囲（チューナブル波長の範囲）を大幅に広げることができる。
換言すれば、トランスデューサ電極部１５をなす各櫛歯電極対１５−１，１５−２は、ＳＡＷとして生成すべき周波数帯域が高周波帯域となるに従って櫛歯間隔が狭くなるように構成しているので、図１７に示す従来のＩＤＴ１０５に印加可能な帯域Ｂ１に相当するＢ２よりも広帯域な帯域Ｂ４においてＲＦ信号を印加させることができるので、励振されるＳＡＷの周波数帯域についても大幅に広げることができるのである。
【００３２】
したがって、櫛歯電極対１５−１は、第１周波数帯域としての帯域Ｂ５の電気信号を印加されて、第２周波数帯域の弾性表面波を生成しうる第１櫛歯電極対として構成され、櫛歯電極対１５−２は、第１周波数帯域Ｂ５とは異なる第３周波数帯域Ｂ３の電気信号を印加されて、第２周波数帯域とは異なる第４周波数帯域の弾性表面波を生成しうる第２櫛歯電極対を構成する。
【００３３】
ところで、上述のＲＦ信号制御部１７は、ＲＦ電源１６で発生される電気信号を、ＳＡＷとして生成すべき周波数帯域に応じて、櫛歯電極対１５−１又は櫛歯電極対１５−２のいずれか一方に供給すべく制御する制御部として機能するものである。具体的には、ＲＦ信号制御部１７は、トランスデューサ電極部１５に供給すべき電気信号の周波数を設定すべくＲＦ電源１６を制御する周波数設定制御部１７ａと、周波数設定制御部１７ａで設定される上記周波数の電気信号を、櫛歯電極対１５−１，１５−２のうちのいずれか一方に対して出力すべく切り替え制御する切り替え制御部１７ｂと、をそなえている。
【００３４】
切り替えスイッチ１８は、切り替え制御部１７ｂからの上記切り替え信号に基づいて、ＲＦ電源１６からの電気信号を、櫛歯電極対１５−１，１５−２のうちのいずれか一方に選択的に出力するものである。即ち、ＲＦ信号制御部１７の切り替え制御部１７ｂからの切り替え制御信号に基づいて、ＲＦ電源１６からのＲＦ信号について、図３に示す周波数帯域Ｂ３のＲＦ信号については低周波用の櫛歯電極対１５−２に供給する一方、周波数帯域Ｂ４における周波数帯域Ｂ３よりも高周波帯域である帯域Ｂ５のＲＦ信号については、高周波用の櫛歯電極対１５−１に供給するようになっている。
【００３５】
なお、上述の図３においては、櫛歯電極対１５−１で供給可能なＲＦ信号の周波数帯域Ｂ２と、櫛歯電極対１５−２で供給可能なＲＦ信号の周波数帯域Ｂ３とが一部重なっている。第１実施形態においては、この重なっている領域のＲＦ信号については、櫛歯電極対１５−２を優先的に使用しているが、もちろん櫛歯電極対１５−１を使用するようにしてもよい。又、２つの櫛歯電極対１５−１，１５−２に供給可能なＲＦ信号の周波数帯域として重なる領域をなくしてもよいし、大きくしても良い。
【００３６】
上述の構成により、本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイス１０においては、例えばＴＥ／ＴＭモード変換を行なうＡＯＴＦとして動作させることができる。
具体的には、入力ポート１０−１から光が入力されると、偏光ビームスプリッタ１２において入力光をＴＥ光およびＴＭ光に偏光分離する。そして、偏光分離されたＴＭ光は平行光導波路１３ａ−１を伝搬するとともに、ＴＥ光については平行光導波路１３ａ−２を伝搬する。
【００３７】
そして、この平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２を伝搬する光のうちの所定波長の光は、トランスデューサ電極部１５をなす櫛歯電極対１５−１，１５−２のいずれかに印加されるＲＦ信号によって励振されたＳＡＷとの相互作用によって、ＴＥ／ＴＭモード変換がなされる。即ち、ＳＡＷ発生のトランスデューサ電極部１５に供給されるＲＦ信号の周波数により、ＡＯＴＦにおいてモード変換される光波長を設定する。
【００３８】
これにより、偏光ビームスプリッタ１４で偏光合成された光のうちで、ＳＡＷとの相互作用でモード変換がなされた波長の光は、音響光学デバイス１０における出力ポート１０−３，１０−４のうちの一方の出力ポート１０−４から出力され、モード変換がなされていない波長の光については、他方の出力ポート１０−３から出力される。
このとき、櫛歯間隔の互いに異なる２つの櫛歯電極対１５−１，１５−２をそなえているので、ＲＦ信号制御部１７の制御によって、ＲＦ電源１６からのＲＦ信号の周波数帯域に応じて、ＲＦ信号を印加する櫛歯電極対１５−１，１５−２を使い分けて、ＳＡＷを励振するために供給しうるＲＦ信号の周波数帯域を広げることができ、結果的に励振可能なＳＡＷの周波数帯域についても広げることができる。
【００３９】
すなわち、ＳＡＷの周波数帯域について広げることができるので、ＡＯＴＦとして使用する場合のモード変換を行なうための光波長のチューニング可能な帯域を広げることが可能となる。
このように、本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイス１０によれば、弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された櫛歯電極対として、互いに異なる櫛歯間隔を有する櫛歯電極対１５−１，１５−２をそなえているので、ＳＡＷ励振のために供給可能なＲＦ信号の周波数帯域を広げることができるので、ＳＡＷとして生成可能な周波数帯域についても広げることができる利点がある。
【００４０】
〔Ａ２〕第１実施形態の第１変形例の説明
上述の図１に示す第１実施形態においては、トランスデューサ電極部１５をなす櫛歯電極対１５−１，１５−２に供給するＲＦ信号を周波数帯域に応じて切り分ける際に、切り替えスイッチ１８と、ＲＦ電源１６および切り替えスイッチ１８を制御する機能を有するＲＦ信号制御部１７と、をそなえて構成しているが、例えば図４に示すように、バンドパスフィルタ１８ＡとＲＦ信号制御部１７Ａとをそなえて構成することとしてもよい。尚、図４中において、図１と同一の符号は、同様の部分を示している。
【００４１】
バンドパスフィルタ・スプリッタ１８Ａは、ＲＦ電源１６からの電気信号を、周波数に応じて櫛歯電極対１５−１，１５−２のうちのいずれか一方に振り分けて出力する振り分け出力部として機能するものである。即ち、ＲＦ電源１６から入力される電気信号の周波数帯域を弁別して、前述の図３に示す周波数帯域Ｂ５の電気信号については、櫛歯間隔の比較的狭い櫛歯電極対１５−１に供給するとともに、周波数帯域Ｂ３の電気信号については、櫛歯間隔の比較的広い櫛歯電極対１５−２に供給するようになっている。
【００４２】
また、ＲＦ信号制御部１７Ａとしては、トランスデューサ電極部１５に供給すべき電気信号の周波数を設定すべくＲＦ電源１６を制御する周波数設定制御部として構成される。即ち、バンドパスフィルタ・スプリッタ１８Ａを制御するための機能についてはそなえる必要はない。
したがって、第１実施形態の第１変形例においても、ＲＦ信号制御部１７Ａおよびバンドパスフィルタ・スプリッタ１８Ａにより、トランスデューサ電極部１５を構成する櫛歯電極対１５−１，１５−２に印加する電気信号を、その周波数に応じて切り分けすることができるので、前述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
【００４３】
〔Ａ３〕第１実施形態の第２変形例の説明
上述の図１，図４に示す場合においては、単一のＲＦ電源１６で生成されるＲＦ信号を、切り替えスイッチ１８又はバンドパスフィルタ・スプリッタ１８Ａにより２つの櫛歯電極対１５−１，１５−２のいずれか一方に供給するようにしているが、本発明によれば、例えば図５に示すように、櫛歯電極対１５−１および櫛歯電極対１５−２用に別個のＲＦ電源１６ａ，１６ｂをそなえるようにしてもよい。尚、図５中において、図１と同一の符号は、同様の部分を示している。
【００４４】
第１電気信号源としてのＲＦ電源１６ａは、前述の図３に示す周波数帯域Ｂ５を有する比較的高周波の電気信号を生成するためのもので、第２電気信号源としてのＲＦ電源１６ｂは、前述の図３に示す周波数帯域Ｂ３を有する比較的低周波の電気信号を生成するためのものである。そして、ＲＦ信号制御部１７Ｂは、上記の櫛歯電極対１５−１，１５−２のいずれか一方において電気信号を生成すべくＲＦ電源１６ａ，１６ｂを制御する電気信号源切り替え制御部を構成する。
【００４５】
したがって、第１実施形態の第２変形例においても、ＲＦ電源１６ａ，１６ｂおよびＲＦ信号制御部１７Ｂにより、トランスデューサ電極部１５を構成する櫛歯電極対１５−１，１５−２に印加する電気信号を、その周波数に応じて切り分けすることができるので、前述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
〔Ａ４〕第１実施形態の第３変形例の説明
上述の図１，図４，図５に示す場合においては、トランスデューサ電極部１５としては、２組の独立した櫛歯電極対１５−１，１５−２により構成されているが、例えば図６に示す音響光学デバイス１０Ａのように、２つの櫛歯電極対としての機能を共用化された電極構成のトランスデューサ電極部１５Ａとすることもできる。尚、図６中において、図１と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００４６】
この図６に示すトランスデューサ電極部１５Ａは、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の光伝搬方向の左右両側を連絡するように一体に形成された根電極１５ａと、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２間に挟まれた箇所に形成された根電極１５ｂと、をそなえるとともに、歯電極１５ｃ〜１５ｆをそなえて構成されている。
すなわち、歯電極１５ｃは、根電極１５ａと一体に形成されて、比較的幅が狭く［図２（Ａ）に示すＬ１参照］構成されている。又、歯電極１５ｄは、歯電極１５ｃと噛み合うように根電極１５ｂと一体に形成され、歯電極１５ｃと同様の電極間隔Ｌ１で構成されている。従って、上述の根電極１５ａ，１５ｂおよび歯電極１５ｃ，１５ｄにより、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の上流側における光伝搬方向左側に形成された、比較的幅が狭い櫛歯間隔を持つ第１櫛歯電極対１５Ａ−１を構成する。
【００４７】
また、歯電極１５ｅは、根電極１５ａと一体に形成されて、比較的幅が広く［図２（Ｂ）に示すＬ２参照］構成されている。又、歯電極１５ｆは、歯電極１５ｅと噛み合うように根電極１５ｂと一体に形成され、歯電極１５ｅと同様の電極間隔Ｌ２で構成されている。従って、上述の根電極１５ａ，１５ｂおよび歯電極１５ｅ，１５ｆにより、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の上流側における光伝搬方向右側に形成された、比較的幅が広い櫛歯間隔を持つ第２櫛歯電極対１５Ａ−２を構成する。
【００４８】
したがって、上述の第１櫛歯電極対１５Ａ−１および第２櫛歯電極対１５Ａ−２を、それぞれ根電極１５ａ，１５ｂによって共用化された構成とし、根電極１５ａに供給されるＲＦ信号を、第１櫛歯電極対１５Ａ−１および第２櫛歯電極対１５Ａ−２用のＲＦ信号として共用することができるようになっている。即ち、ＲＦ電源１６で生成するＲＦ信号の周波数を設定制御する周波数設定制御部としてのＲＦ信号制御部１７Ａを、第１，第２櫛歯電極対１５Ａ−１，１５Ａ−２用に共用することができる。
【００４９】
また、この櫛歯電極対１５Ａ−１で励振されるＳＡＷについても、弾性表面波ガイド１３ｂ−１から領域１３ｃ−１を介して弾性表面波ガイド１３ｂ−２に方向性結合させることができ、同様に、櫛歯電極対１５Ａ−２で励振されるＳＡＷについても、弾性表面波ガイド１３ｂ−３から領域１３ｃ−２を介して弾性表面波ガイド１３ｂ−２に方向性結合させることができる。
【００５０】
さらに、この音響光学デバイス１０Ａにおいては、ＲＦ電源１６から根電極１５ａに供給するＲＦ信号によって、ＲＦ信号に対するＳＡＷ励振効率を例えば図７に示すような特性となるように、歯電極１５ｃ〜１５ｆの電極間隔の関係（Ｌ１，Ｌ２）を調整するものとする。
すなわち、歯電極１５ｃ〜１５ｆの電極間隔を調整することにより、上述の第１櫛歯電極対１５Ａ−１におけるＳＡＷ励振効率は、図７に示す点Ｈ１においてＳＡＷ励振効率がもっとも効率的となるようにする一方、この点Ｈ１における第２櫛歯電極対１５Ａ−２におけるＳＡＷ励振効率はほぼ「０」、即ちほぼ励振されないようにする。同様に、歯電極１５ｃ〜１５ｆの電極間隔を調整することにより、上述の第２櫛歯電極対１５Ａ−２におけるＳＡＷ励振効率は、図７に示す点Ｈ２においてＳＡＷ励振効率がもっとも効率的となるようにする一方、この点Ｈ２における第１櫛歯電極対１５Ａ−１におけるＳＡＷ励振効率はほぼ「０」、即ちほぼ励振されないようにする。
【００５１】
換言すれば、櫛歯電極対１５Ａ−１，１５Ａ−２に対して、根電極１５ａを通じ同じ周波数のＲＦ信号を印加した場合においても、それぞれの歯電極１５ｃ〜１５ｆの電極間隔に応じて励振効率が高くなるＲＦ周波数帯域を異ならしめ、互いの櫛歯電極対１５Ａ−１，１５Ａ−２同士の影響を無視できるほど小さくすることができるので、実質的に励振効率が高くなる櫛歯電極対１５Ａ−１，１５Ａ−２のみにＲＦ信号を印加している状態にすることができる。
【００５２】
この場合においては、ＳＡＷを励振させるためにＲＦ電源１６で供給可能な電力を考慮すると、従来技術の場合においてはＲＦ信号の周波数帯域はＢ１（図１９参照）であったのに対して、図７に示す帯域Ｂ６に示すように、ＲＦ信号として供給可能な帯域を広げることができる。即ち、励振可能なＳＡＷの周波数帯域についても、ＲＦ信号の帯域の拡大に対応して拡大させることができる。
【００５３】
したがって、第１実施形態の第３変形例においては、第１，第２櫛歯電極対１５Ａ−１，１５Ａ−２が共用化された構成を有しても、前述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
また、ＲＦ電源１６から根電極１５ａに供給するＲＦ信号によって、ＲＦ信号に対するＳＡＷ励振効率を例えば図７に示すような特性となるように、歯電極１５ｃ〜１５ｆの電極間隔の関係（Ｌ１，Ｌ２）を調整しているので、ＲＦ電源１６からのＲＦ信号を切り替えスイッチ１８やバンドパスフィルタ・スプリッタ１８Ａ等により切り分ける必要もなくなり、装置構成を簡素化させることもできる。
【００５４】
〔Ａ５〕第１実施形態の第４変形例の説明
上述の第１実施形態および各変形例においては、トランスデューサ電極部１５（１５Ａ）は、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の上流側に設けられた櫛歯電極対１５−１，１５−２（１５Ａ−１，１５Ａ−２）により構成されているが、例えば図８に示す音響光学デバイス１０Ｂのように、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の光伝搬方向上流側および下流側の左右に互いに櫛歯間隔の異なる４つの櫛歯電極対１５−１〜１５−４をそなえることとしてもよい。
【００５５】
なお、図８中においては図示を省略しているが、第１実施形態の場合と同様に、ＲＦ電源１６，ＲＦ信号制御部１７および切り替えスイッチ１８をそなえることができ、更には変形例として図４〜図６に示すような構成を適用することとしてもよい。又、図８中において、図１と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
また、櫛歯電極対１５−１〜１５−４としては、生成すべきＳＡＷの周波数帯域に応じて、例えば櫛歯電極対１５−３，１５−１，１５−２，１５−４の順に櫛歯間隔を幅広とするように構成されている。即ち、図示しないＲＦ信号制御部１７は、印加すべきＲＦ信号が、上述の櫛歯電極対１５−３で最も高周波とすることができ、順次、櫛歯電極対１５−１，１５−２，１５−４の順に低周波帯域となるように制御することができる。
【００５６】
換言すれば、ＲＦ電源１６から周波数帯域ごとに定められた櫛歯電極対１５−１〜１５−４にＲＦ信号を供給することができる。この場合においては、櫛歯電極対１５−３，１５−１，１５−２，１５−４で励振されるＳＡＷの順でＳＡＷ周波数を低周波としていくことができる。
また、櫛歯電極対１５−１〜１５−４で励振されるＳＡＷは、第１実施形態の場合と同様に、いずれも弾性表面波ガイド１３ｂ−２に方向性結合するようになっている。即ち、櫛歯電極対１５−１，１５−２で励振されるＳＡＷはそれぞれ、弾性表面波ガイド１３ｂ−１，１３ｂ−３における光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の上流側箇所から、領域１３ｃ−１，１３ｃ−２を介して、弾性表面波ガイド１３ｂ−２に方向性結合するようになっている。同様に、櫛歯電極対１５−３，１５−４で励振されるＳＡＷはそれぞれ、弾性表面波ガイド１３ｂ−１，１３ｂ−３の光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の下流側箇所から、領域１３ｃ−１，１３ｃ−２を介して、弾性表面波ガイド１３ｂ−２に方向性結合するようになっている。
【００５７】
したがって、第１実施形態の第４変形例にかかる音響光学デバイス１０Ｂにおいても、前述の第１実施形態の場合と同様の利点があるほか、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の光伝搬方向上流側および下流側の左右に互いに櫛歯間隔の異なる４つの櫛歯電極対１５−１〜１５−４をそなえているので、ＳＡＷとして生成可能な周波数帯域についても更に広帯域に広げることができる利点がある。
【００５８】
〔Ａ６〕第１実施形態の第５変形例の説明
上述の第１実施形態および各変形例においては、トランスデューサ電極部１５（１５Ａ，１５Ｂ）を、励振されるＳＡＷを弾性表面波ガイド１３ｂ−２に方向性結合する櫛歯電極対により構成しているが、例えば、図９に示す音響光学デバイス１０Ｃのように、トランスデューサ電極部１５Ｃを、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上の上流側および下流側に、互いに櫛歯間隔の異なる櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｃ−２により構成することとしてもよい。
【００５９】
この図９に示す音響光学デバイス１０Ｃにおいては、例えば光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上における上流側に設けられた櫛歯電極対１５Ｃ−１の櫛歯間隔を比較的幅狭のＬ１［図２（Ａ）参照］とし、下流側に設けられた櫛歯電極対１５Ｃ−２の櫛歯間隔を比較的幅広のＬ２［図２（Ｂ）参照］とすることにより、ＲＦ信号を供給する櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｃ−２をその周波数帯域に応じて分けることができるようになっている。
【００６０】
なお、図９中においては図示を省略しているが、第１実施形態の場合と同様に、ＲＦ信号を供給するための構成として、ＲＦ電源１６，ＲＦ信号制御部１７および切り替えスイッチ１８をそなえることができ、更には変形例として図４，図５に示すような構成を適用することとしてもよい。又、図９中において、図１と同一の符号は、同様の部分を示している。
【００６１】
このように構成された音響光学デバイス１０Ｃでは、トランスデューサ電極部１５Ｃをなす櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｃ−２において、図示しないＲＦ電源から周波数帯域ごとに定められたＲＦ信号の供給を受ける。これにより、櫛歯電極対１５Ｃ−１では比較的高周波のＳＡＷが励振されるとともに、櫛歯電極対１５Ｃ−２では比較的低周波のＳＡＷが励振される。
【００６２】
このとき、各櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｃ−２で励振されるＳＡＷについては、弾性表面波ガイド１３ｂ−２上を閉じ込められて伝搬するので、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２を伝搬する光との相互作用によって、ＳＡＷの周波数に応じた光波長の光がモード変換される。従って、上述の弾性表面波ガイド１３ｂ−２と平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２により、相互作用領域１３を構成する。
【００６３】
したがって、第１実施形態の第５変形例にかかる音響光学デバイス１０Ｃにおいても、弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された櫛歯電極対として、互いに異なる櫛歯間隔を有する櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｃ−２をそなえているので、前述の第１実施形態の場合と同様、ＳＡＷ励振のために供給可能なＲＦ信号の周波数帯域を広げることができるので、ＳＡＷとして生成可能な周波数帯域についても広げることができる利点がある。
【００６４】
なお、上述の図９においては、トランスデューサ電極部１５Ｃを、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上の上流側および下流側に、励振可能な周波数の異なる０次モードのＳＡＷを生成しうる櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｃ−２により構成しているが、本発明によればこれに限定されず、各光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上における上流側に２つの櫛歯電極対をそなえることとし、各櫛歯電極対の櫛歯間隔を異なるように構成することとしてもよい。同様に、各光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上における下流側に２つの櫛歯電極対をそなえることとし、各櫛歯電極対の櫛歯間隔を異なるように構成することとしてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において櫛歯電極対を配置することも可能である。
【００６５】
〔Ａ７〕第１実施形態の第６変形例の説明
上述の第１実施形態の第５変形例においては、トランスデューサ電極部１５Ｃを、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上の上流側および下流側に、励振可能な周波数の異なる０次モードのＳＡＷを生成しうる櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｃ−２により構成しているが、変形例として、例えば図１０に示す音響光学デバイス１０Ｄのように、上流側の櫛歯電極対１５Ｃ−１とともに高次モードのＳＡＷを生成しうる櫛歯電極対１５Ｄ−２を下流側に設けたトランスデューサ電極部１５Ｄをそなえることとしてもよい。
【００６６】
すなわち、この図１０に示す音響光学デバイス１０Ｄにおいては、トランスデューサ電極部１５Ｄとして、前述の第１実施形態の第５変形例（図９参照）の場合と同様の０次モードの強度分布のＳＡＷを生成しうる櫛歯電極対１５Ｃ−１をそなえるとともに、櫛歯電極対１５Ｃ−２の位置に、高次モードＭＨのＳＡＷを励振しうる櫛歯電極対１５Ｄ−２が設けられている。
【００６７】
また、この図１０に示すトランスデューサ電極部１５Ｄにおいても、櫛歯電極対１５Ｃ−１の櫛歯間隔については、比較的幅狭のＬ１［図２（Ａ）参照］とし、下流側に設けられた櫛歯電極対１５Ｄ−２の櫛歯間隔については、比較的幅広のＬ２［図２（Ｂ）参照］とすることにより、ＲＦ信号を供給する櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｄ−２をその周波数帯域に応じて分けることができるようになっている。換言すれば、櫛歯電極対１５Ｄ−２のように高次モードＭＨの強度分布を有するものにおいても、櫛歯電極対１５Ｃ−１で励振されるＳＡＷよりも低周波のＳＡＷを励振させることで、ＳＡＷの周波数帯域を広帯域化させることができるのである。
【００６８】
なお、櫛歯電極対１５Ｄ−２は、例えば図１１に示すように、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の光伝搬方向の左右両側を連絡するように一体に形成された根電極２１と、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２間に挟まれた箇所に形成された根電極２２と、をそなえるとともに、歯電極２３〜２６をそなえて構成されている。
すなわち、歯電極２３は、光導波路１３ａ−１上を直交するように根電極２１と一体に形成されて、比較的幅が広く［図２（Ｂ）に示すＬ２参照］構成されている。又、歯電極２４は、歯電極２３と噛み合うように根電極２２と一体に形成され、歯電極２３と同様の電極間隔Ｌ１で構成されている。又、歯電極２５は、光導波路１３ａ−２上を直交するように根電極２１と一体に形成されて、比較的幅が広く［図２（Ｂ）に示すＬ２参照］構成されている。又、歯電極２６は、歯電極２５と噛み合うように根電極２２と一体に形成され、歯電極２５と同様の電極間隔Ｌ２で構成されている。
【００６９】
さらに、上述の光導波路１３ａ−１上を直交する歯電極２３，２４と、光導波路１３ａ−２上を直交する歯電極２５，２６の形成パターンが、互いに逆パターンで形成されており、これにより、根電極２１，２２および歯電極２３，２４で生成される弾性表面波と、根電極２１，２２および歯電極２５，２６で生成される弾性表面波と、が互いに逆相とすることができるようになっている。従って、この櫛歯電極対１５Ｄ−２において励振されるＳＡＷとしては、図１０又は図１１に示すような高次モードＭＨの強度分布とすることができる。
【００７０】
また、図１０中においては図示を省略しているが、第１実施形態の場合と同様に、ＲＦ信号を供給するための構成として、ＲＦ電源１６，ＲＦ信号制御部１７および切り替えスイッチ１８をそなえることができ、更には変形例として図４，図５に示すような構成を適用することとしてもよい。又、図１０中において、図１と同一の符号は、同様の部分を示している。
【００７１】
このように構成された音響光学デバイス１０Ｄでは、トランスデューサ電極部１５Ｄをなす櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｄ−２において、図示しないＲＦ電源から周波数帯域ごとに定められたＲＦ信号の供給を受ける。これにより、櫛歯電極対１５Ｃ−１では比較的低周波で０次モードの強度分布を有するＳＡＷが励振されるとともに、櫛歯電極対１５Ｄ−２では比較的高周波で高次モードの強度分布を有するＳＡＷが励振される。
【００７２】
したがって、第１実施形態の第６変形例にかかる音響光学デバイス１０Ｄにおいても、弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された櫛歯電極対として、互いに異なる櫛歯間隔を有する櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｄ−２をそなえているので、前述の第１実施形態の場合と同様、ＳＡＷ励振のために供給可能なＲＦ信号の周波数帯域を広げることができるので、ＳＡＷとして生成可能な周波数帯域についても広げることができる利点がある。
【００７３】
なお、上述の図１０に示す音響光学デバイス１０Ｄにおいては、櫛歯電極対１５Ｄ−２において高次モードの強度分布のＳＡＷを生成するために、光導波路１３ａ−１上を直交する歯電極２３，２４と、光導波路１３ａ−２上を直交する歯電極２５，２６の形成パターンを、互いに逆パターンで形成しているが、その他の手法で高次モードの強度分布のＳＡＷを生成することとしてもよい。
【００７４】
たとえば、光導波路１３ａ−１上の櫛歯電極対と光導波路１３ａ−２上の櫛歯電極対とを別々に分離させながら櫛歯パターンを同相パターンとして形成するとともに、各櫛歯電極対に印加するＲＦ信号を位相シフタ等を用いることにより互いに逆相となるように構成することとしてもよい。
〔Ｂ１〕第２実施形態の説明
図１２は本発明の第２実施形態にかかる音響光学デバイスを示す図である。この図１２に示す音響光学デバイス３０は、前述の第１実施形態における音響光学デバイス１０（図１参照）に比して異なるトランスデューサ電極部３５をそなえている。尚、トランスデューサ電極部３５以外の構成については、前述の第１実施形態の場合と基本的に同様であり、図１２中、図１と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００７５】
また、図１２中においては図示を省略しているが、第１実施形態の場合と同様に、ＲＦ信号を供給するための構成として、ＲＦ電源１６，ＲＦ信号制御部１７および切り替えスイッチ１８をそなえることができ、更には変形例として図４，図５に示すような構成を適用することとしてもよい。又、図１２中において、図１と同一の符号は、同様の部分を示している。
【００７６】
ここで、図１２に示す音響光学デバイス３０において、トランスデューサ電極部３５は、弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３および領域１３ｃ−１，１３ｃ−２を伝搬するＳＡＷとして生成すべき周波数帯域に対応した櫛歯パターンを有する櫛歯電極対３５−１，３５−２が設けられている。具体的には、各櫛歯電極対３５−１，３５−２は、生成されるＳＡＷが平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対して方向性結合すべく構成されるとともに、ＳＡＷとして生成すべき周波数帯域に対応して、互いに異なる種類のモード次数の弾性表面波を生成しうる櫛歯パターンとなるように構成されている。
【００７７】
すなわち、櫛歯電極対３５−１は、励振するＳＡＷの周波数として比較的低周波帯域が割り当てられて、０次モードの強度分布を有するＳＡＷを励振しうるものである。又、櫛歯電極対３５−２は、励振するＳＡＷの周波数として比較的高周波帯域が割り当てられて、高次モードの強度分布を有するＳＡＷを励振しうるものである。
この櫛歯電極対３５−２としては、前述の図１１に示す櫛歯電極対１５Ｄ−２と同様に構成することができる。即ち、例えば図１３に示すように、根電極３１ａ，３１ｂおよび歯電極３２ａ〜３２ｄをそなえて構成されて、歯電極３２ａ，３２ｂの噛み合わせパターンと、歯電極３２ｃ，３２ｄの噛み合わせパターンとが、互いに逆相パターンとなるように形成される。これにより、この櫛歯電極対３５−２において励振されるＳＡＷとしても、図１２に示すような高次モードＭＨの強度分布とすることができる。
【００７８】
図１４は、図１２のごとき方向性結合型の弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３を有してなる音響光学デバイスにおいて、ＳＡＷ波長に応じた方向性結合長分布を示す図である。この図１３に示すように、弾性表面波ガイド１３ｂ−２に結合するＳＡＷ波長の範囲には制約があるが、伝搬するＳＡＷのモード次数によっても弾性表面波ガイド１３ｂ−２に結合する波長帯域（又は周波数帯域）が異なっている。
【００７９】
すなわち、櫛歯電極対３５−２で励振された高次モードのＳＡＷに関し、ＳＡＷ波長が図１４の点Ｐ１に相当する波長の場合には、完全結合長は弾性表面波ガイド１３ｂ−１の長さの２倍であり、弾性表面波ガイド１３ｂ−２には下流側端部で結合するようになっている。又、ＳＡＷ波長が図１４の点Ｐ２に相当する波長の場合には、完全結合長は弾性表面波ガイド１３ｂ−１の長さに相当し、弾性表面波ガイド１３ｂ−２には長手方向中間箇所で結合するようになっている。
【００８０】
また、櫛歯電極対３５−１で励振された０次モードのＳＡＷに関し、ＳＡＷ波長が図１４の点Ｐ３に相当する波長の場合には、完全結合長は弾性表面波ガイド１３ｂ−１の長さの２倍であり、弾性表面波ガイド１３ｂ−２には下流側端部で結合するようになっている。又、ＳＡＷ波長が図１４の点Ｐ４に相当する波長の場合には、完全結合長は弾性表面波ガイド１３ｂ−１の長さに相当し、弾性表面波ガイド１３ｂ−２には長手方向中間箇所で結合するようになっている。
【００８１】
櫛歯電極対３５−１，３５−２で励振されるＳＡＷによって、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２を伝搬する光をモード変換させるためには、励振されるＳＡＷが、少なくとも光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上に形成されている弾性表面波ガイド１３ｂ−２に結合する必要がある。従って、櫛歯電極対３５−１で励振されるＳＡＷとしては、波長Ｐ３〜Ｐ４に相当する帯域Ｂ０を光のモード変換のために使用できる。櫛歯電極対３５−２で励振されるＳＡＷとしては、波長Ｐ１〜Ｐ２に相当する帯域のうち帯域Ｂ０と重複する帯域を除く帯域ＢＨを光のモード変換のために使用することができる。
【００８２】
なお、上述の場合においては、波長Ｐ１〜Ｐ２に相当する帯域のうち帯域Ｂ０と重複する帯域については、櫛歯電極対３５−１で励振される０次モードのＳＡＷを使用することとしているが、この重複帯域においては、０次モードのＳＡＷおよび高次モードのＳＡＷともに弾性表面波ガイド１３ｂ−２に結合しているので、櫛歯電極対３５−２で励振される高次モードのＳＡＷを使用することとしてもよい。
【００８３】
また、櫛歯電極対３５−１，３５−２としては、前述の第１実施形態の場合に準じて、励振すべきＳＡＷの波長帯域（即ち周波数帯域）に応じて櫛歯間隔を設定しておくことができる。この場合においては、櫛歯電極対３５−１の櫛歯間隔を、櫛歯電極対３５−２の櫛歯間隔よりも幅を広くしておくことができる。
上述のごとく構成された第２実施形態にかかる音響光学デバイス３０においては、励振されるモード次数によって弾性表面波ガイド１３ｂ−２に結合するＳＡＷ波長が相違することを利用して、比較的低周波（即ち比較的長波長の）ＳＡＷを励振しようとする場合には、０次モードのＳＡＷを励振する櫛歯電極対３５−１にＲＦ信号を印加するとともに、比較的高周波（即ち比較的短波長の）ＳＡＷを励振しようとする場合には、高次モードのＳＡＷを励振する櫛歯電極対３５−２にＲＦ信号を印加する。
【００８４】
このＲＦ信号を印加された櫛歯電極対３５−１においては、比較的低周波（図１４の波長帯Ｂ０の範囲参照）のＳＡＷを励振する一方、櫛歯電極対３５−２においては、比較的高周波（図１４の波長帯ＢＨの範囲参照）のＳＡＷを励振することができる。
これにより、前述の図１に示す場合においては、帯域Ｂ０の範囲内においてのＳＡＷ周波数帯域の広帯域化にとどまっていたものが、帯域ＢＨ＋Ｂ０の範囲内におけるＳＡＷ周波数帯域にまで広げることができる。このように広帯域化されたＳＡＷによって、モード変換可能な光波長の範囲についても更なる広帯域化を図ることが可能となる。
【００８５】
このように、本発明の第２実施形態にかかる音響光学デバイス３０によれば、トランスデューサ電極部３５をなす櫛歯電極対３５−１，３５−２が、弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３を伝搬する弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、互いに異なる種類のモード次数の弾性表面波を生成しうるように構成されているので、従来広帯域化させることができなかった（高周波）範囲まで、励振可能なＳＡＷの周波数帯域を広げることができる利点がある。
【００８６】
なお、上述の第２実施形態においては、各櫛歯電極対３５−１，３５−２においては、励振させるＳＡＷ波長に対応させて櫛歯間隔を設定するようにしているが、各櫛歯電極対において生成させるＳＡＷ波長の帯域を割り当てる際には、これ以外の手法を採用することとしてもよく、このようにしても、０次モードのＳＡＷでは従来広帯域化させることができなかった範囲までもＳＡＷの周波数帯域を広げることができる利点がある。
【００８７】
〔Ｂ２〕第２実施形態の変形例の説明
図１５は本発明の第２実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス３０Ａを示す図で、図１６は音響光学デバイス３０Ａの要部となる櫛歯電極対３５Ａ−２を示す図である。この図１５に示す音響光学デバイス３０Ａは、前述の第２実施形態にかかる音響光学デバイス３０に比して、トランスデューサ電極部３５Ａの構成が異なり、且つ、このトランスデューサ電極部３５ＡへのＲＦ信号の供給態様が異なっている。
【００８８】
すなわち、上述の第２実施形態においては、トランスデューサ電極部３５の櫛歯電極対３５−２においては、高次モードのＳＡＷを励振するために、歯電極３２ａ，３２ｂと歯電極３２ｃ，３２ｄとが互いに逆相の噛み合わせパターンで形成された櫛歯電極対３５−２をそなえているが、変形例として、例えば図１５，図１６に示すように櫛歯電極対３５Ａ−２を構成することとしてもよい。
【００８９】
ここで、この櫛歯電極対３５Ａ−２は、図１６に示すように、根電極３６ａおよび歯電極３７ａが一体に形成されるとともに、根電極３６ｂおよび歯電極３７ｂ，３７ｃが一体に形成され、且つ、根電極３６ｃおよび歯電極３７ｄが一体に形成される。そして、歯電極３７ａ，３７ｂの噛み合わせパターンと、歯電極３７ｃ，３７ｄの噛み合わせパターンとが、互いに同相パターンで噛み合わされるように形成される。
【００９０】
さらに、根電極３６ａ，３６ｃには、ＲＦ電源１６からのＲＦ信号が切り替えスイッチ１８を介して入力されるようになっているが、特に根電極３６ａに入力されるＲＦ信号については、位相シフタ３９によって、根電極３６ｃに入力されるＲＦ信号に対して逆位相となるように位相変換がなされている。これにより、この櫛歯電極対３５Ａ−２において励振されるＳＡＷとしても、図１５，図１６に示すような高次モードＭＨの強度分布とすることができる。
【００９１】
なお、櫛歯電極対３５Ａ−１，３５Ａ−２としては、前述の第２実施形態の場合に準じて、励振すべきＳＡＷの波長帯域（即ち周波数帯域）に応じて櫛歯間隔を設定しておくことができる。この場合においては、櫛歯電極対３５Ａ−１の櫛歯間隔を、櫛歯電極対３５Ａ−２の櫛歯間隔よりも幅を広くしておくことができる。
したがって、本発明の第２実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス３０Ａにおいても、方向性結合型の弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３をそなえるとともに、０次モードのＳＡＷを励振しうる櫛歯電極対３５Ａ−１と、高次モードのＳＡＷを励振しうる櫛歯電極対３５Ａ−２とをそなえているので、従来広帯域化させることができなかった（高周波）範囲まで、励振可能なＳＡＷの周波数帯域を広げることができる利点がある。
【００９２】
〔Ｃ〕その他
上述の各実施形態にかかわらず、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
たとえば、図２２に示すように音響光学デバイス４０を構成することとしてもよい。
図２２に示す音響光学デバイス４０は、前述の図９に示す音響光学デバイス１０Ｃに比して、弾性表面波ガイド１３ｂ−２を形成せずに、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上における上流側および下流側に設けられた櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｃ−２に代えて、湾曲櫛歯電極対４５−１，４５−２が設けられている。湾曲櫛歯電極対４５−１，４５−２はそれぞれ根電極４５ａおよび湾曲歯電極４５ｂをそなえて構成されている。
【００９３】
そして、各湾曲櫛歯電極対４５−１，４５−２の湾曲歯電極４５ｂは、円弧状に湾曲するように形成され、かつ、これらの櫛歯電極対４５−１，４５−２の湾曲歯電極４５ｂの湾曲向きは、円弧の内側が互いに対向するようになっている。従って、これらの櫛歯電極対４５−１，４５−２間の領域４３が、光と弾性表面波との相互作用を引き起こす相互作用領域を構成する。そして、この相互作用領域４３が、光導波路１３ａ−１を伝搬する光との間で相互作用を生じさせる弾性表面波を伝搬しうる弾性表面波伝搬部として構成される。
【００９４】
このように構成された音響光学デバイス４０においては、湾曲櫛歯電極対４５−１，４５−２で励振されたＳＡＷは相互作用領域４３を伝搬する。このとき、この相互作用領域４３においては図１に示すような弾性表面波ガイド１３ｂ−２をそなえていないので、励振されるＳＡＷは、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上において収束するが、この光導波路１３ａ−１，１３ａ−２を伝搬する光との間で相互作用を引き起こす。
【００９５】
そして、各湾曲櫛歯電極対４５−１，４５−２をなす湾曲歯電極４５ｂの間隔（櫛歯間隔）が、互いに異なるような櫛歯間隔を有しているので、ＳＡＷ励振のために供給可能なＲＦ信号の周波数帯域を広げることができるので、ＳＡＷとして生成可能な周波数帯域についても広げることができる利点がある。
なお、この湾曲櫛歯電極対としては、上述の図９に示すもののほかに、前述の各実施形態におけるＩＤＴに適宜適用することとしてもよい。
【００９６】
さらに、上述の各実施形態においては、弾性表面波伝搬部として、弾性表面波を伝搬させるために弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３を形成しているが、その他、例えば仕切りで区切られた領域に弾性表面波を閉じ込めて伝搬させるようにした基板領域を、弾性表面波伝搬部として構成することとしてもよい。この仕切りで区切って弾性表面波を伝搬させる技術については、例えばUSP5,218,653がある。
【００９７】
また、上述した実施形態により、本発明の装置を製造することは可能である。
〔Ｄ〕付記
（付記１） 光を伝搬させるための光伝搬部と、
該光伝搬部を伝搬する光との間で相互作用を生じさせる弾性表面波を伝搬しうる弾性表面波伝搬部と、
該弾性表面波伝搬部を伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された電極が複数設けられたトランスデューサ電極部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、音響光学デバイス。
【００９８】
（付記２） 前記電極は複数の櫛歯電極対で構成され、該各櫛歯電極対は、該弾性表面波伝搬部を伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、互いに異なる櫛歯間隔を有するように構成されたことを特徴とする、付記１項記載の音響光学デバイス。
（付記３） 該弾性表面波伝搬部は、弾性表面波ガイドを備え、該弾性表面波ガイドは、上記生成される弾性表面波が該光伝搬部に対して方向性結合するように構成され、
かつ、前記複数の電極が、該弾性表面波ガイドを伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、それぞれ異なる種類のモード次数の弾性表面波を生成しうるように構成されたことを特徴とする、付記１又は２記載の音響光学デバイス。
【００９９】
（付記４） 前記複数の電極は、少なくとも生成される弾性表面波が互いに逆相となるように、櫛歯電極パターンが形成された２つの櫛歯電極対を含むことを特徴とする、付記３記載の音響光学デバイス。
（付記５） 電気信号源から前記複数の電極のうち第１電極に印加される電気信号と第２電極に印加される電気信号とを互いに逆相とする位相シフタをそなえたことを特徴とする、付記３記載の音響光学デバイス。
【０１００】
（付記６） 該トランスデューサ電極部をなす櫛歯電極対が、該光伝搬部における光伝搬方向の上流側および下流側に分かれて設けられたことを特徴とする、付記１〜５のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
（付記７） 該トランスデューサ電極部をなす櫛歯電極対が、該光伝搬部における光伝搬方向の上流側においては左右に２個設けられたことを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
【０１０１】
（付記８） 該トランスデューサ電極部をなす櫛歯電極対が、該光伝搬部における光伝搬方向の下流側においては左右に２個設けられたことを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
（付記９） 該複数の櫛歯電極対のうちの少なくとも２つが、共用化された構造を有することを特徴とする、付記１〜８のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
【０１０２】
（付記１０） 該トランスデューサ電極部が、第１周波数帯域の電気信号を印加されて、第２周波数帯域の弾性表面波を生成しうる第１櫛歯電極対と、上記第１周波数帯域とは異なる第３周波数帯域の電気信号を印加されて、該第２周波数帯域とは異なる第４周波数帯域の弾性表面波を生成しうる第２櫛歯電極対と、をそなえて構成され、
該トランスデューサ電極部に印加するための電気信号を発生しうる電気信号源と、該電気信号源で発生される電気信号を、上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に応じて、上記の第１櫛歯電極対又は第２櫛歯電極対のいずれか一方に供給すべく制御する制御部と、をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１〜９のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
【０１０３】
（付記１１） 該制御部が、該トランスデューサ電極部に供給すべき電気信号の周波数を設定すべく該電気信号源を制御する周波数設定制御部と、該周波数設定制御部で設定される上記周波数の電気信号を、上記の第１櫛歯電極対又は第２櫛歯電極対のうちのいずれか一方に対して出力すべく切り替え制御信号を出力する切り替え制御部と、をそなえ、
かつ、該切り替え制御部からの上記切り替え制御信号に基づいて、該電気信号源からの電気信号を、上記の第１櫛歯電極対又は第２櫛歯電極対のうちのいずれか一方に選択的に出力する切り替えスイッチをそなえて構成されたことを特徴とする、付記１０記載の音響光学デバイス。
【０１０４】
（付記１２） 該制御部が、該トランスデューサ電極部に供給すべき電気信号の周波数を設定すべく該電気信号源を制御する周波数設定制御部をそなえ、
かつ、該電気信号源からの電気信号を、周波数に応じて上記の第１櫛歯電極対又は第２櫛歯電極対のうちのいずれか一方に振り分けて出力する振り分け出力部をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１０記載の音響光学デバイス。
【０１０５】
（付記１３） 該電気信号源が、該第１櫛歯電極対に供給するための上記第１周波数帯域を有する第１電気信号を生成しうる第１電気信号源と、該第２櫛歯電極対に供給するための上記第３周波数帯域を有する第２電気信号を生成しうる第２電気信号源と、をそなえ、
かつ、該制御部が、上記の第１櫛歯電極対又は第２電極対のいずれか一方において電気信号を生成すべく上記の第１電気信号源又は第２電気信号源を制御する電気信号源切り替え制御部をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１０記載の音響光学デバイス。
【０１０６】
（付記１４） 上記の光伝搬部，弾性表面波ガイドおよびトランスデューサ電極部が、複屈折性および音響光学効果を有する基板に設けられていることを特徴とする、付記１〜１３のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ）はともに、生成すべきＳＡＷの周波数帯域に応じて異なる櫛歯間隔を有する櫛歯電極対について示す図である。
【図３】第１実施形態の作用効果について説明するための図である。
【図４】本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態の第３変形例にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図７】第１実施形態の第３変形例の作用効果を説明するための図である。
【図８】本発明の第１実施形態の第４変形例にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態の第５変形例にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の第６変形例にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図１１】第１実施形態の第６変形例にかかる音響光学デバイスの要部を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図１３】第２実施形態にかかる音響光学デバイスの要部を示す図である。
【図１４】第２実施形態の作用効果を説明するための図である。
【図１５】本発明の第２実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図１６】第２実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスの要部を示す図である。
【図１７】一般的なＡＯＴＦの構成例について示す模式的上視図である。
【図１８】一般的なＡＯＴＦの構成例について示す模式的上視図である。
【図１９】図１７，図１８に示すＡＯＴＦについて解決すべき課題を説明するための図である。
【図２０】図１７，図１８に示すＡＯＴＦについて解決すべき課題を説明するための図である。
【図２１】図１８に示すＡＯＴＦについて解決すべき課題を説明するための図である。
【図２２】本発明の他の実施形態にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１０，１０Ａ〜１０Ｄ，３０，３０Ａ，４０ 音響光学デバイス
１０−１〜１０−４ ポート
１１ 基板
１２，１４ 偏光ビームスプリッタ
１３，４３ 相互作用領域
１３ａ−１，１３ａ−２ 平行光導波路
１３ｂ−１〜１３ｂ−３ 弾性表面波ガイド
１３ｃ−１，１３ｃ−２ 領域
１５，１５Ａ〜１５Ｄ，３５，３５Ａ トランスデューサ電極部
１５−１〜１５−４，１５Ａ−１，１５Ａ−２，１５Ｃ−１，１５Ｃ−２，１５Ｄ−２，３５−１，３５−２，３５Ａ−２ 櫛歯電極対
１５ａ，１５ｂ，２１，２２，３１ａ，３１ｂ，３６ａ〜３６ｃ 根電極
１５ｃ〜１５ｆ，２３〜２６，３２ａ〜３２ｄ，３７ａ〜３７ｄ 歯電極
１６，１６ａ，１６ｂ ＲＦ電源（電気信号源）
１７，１７Ａ，１７Ｂ ＲＦ信号制御部（制御部）
１７ａ 周波数設定制御部
１７ｂ 切り替え制御部
１８ 切り替えスイッチ
１８Ａ バンドパスフィルタ・スプリッタ
３９ 位相シフタ
４５−１，４５−２ 湾曲櫛歯電極対
４５ａ 根電極
４５ｂ 湾曲歯電極
１００，１００Ａ ＡＯＴＦ
１０１ ＬＮ基板
１０２，１０４ 偏光ビームスプリッタ
１０３，１０３Ａ モード変換器
１０３ａ−１，１０３ａ−２ 光導波路
１０３ｂ，１０３ｂ−１，１０３ｂ−２ 弾性表面波ガイド
１０５，１０５Ａ 櫛型電極対
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムにおいて用いて好適の、音響光学デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
音響光学デバイスは、超音波と光の相互作用、音響光学効果を利用したデバイスであって、例えばＡＯＴＦ（Acousto-Optic Tunable Filter；音響光学波長可変フィルタ）がある。このＡＯＴＦは、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing；波長多重）光通信システムにおけるＯＡＤＭ（Optical Add-Drop Multiplexer；光分岐挿入装置）のほか、光クロスコネクト，光スイッチまたは光変調等の用途への適用も期待されている。
【０００３】
音響光学波長可変フィルタは、ＬｉＮｂＯ3（ニオブ酸リチウム）基板（以下、単にＬＮ基板という場合がある）等の圧電材料に作製された導波路中の光と、その上に印加されたＳＡＷ（Surface Acoustic Wave；弾性表面波）との相互作用である、音響光学効果によるＴＥ−ＴＭモード変換を用いた波長フィルタである。
図１７は、一般的なＡＯＴＦの構成例について示す模式的上視図であり、このＡＯＴＦ１００は、ＬＮ基板１０１に、２本の光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２とその上に薄膜が形成されたＳＡＷの導波路である弾性表面波ガイド１０３ｂとからなる、相互作用領域としてのモード変換部１０３が形成されている。そして、モード変換部１０３の前後段にそれぞれ形成された偏光ビームスプリッタ１０２，１０４とともに、超音波信号［例えばＲＦ（Radio Frequency）信号］を印加することで弾性表面波ガイド１０３ｂを伝搬させるＳＡＷを生成しうる櫛型電極対（ＩＤＴ：Inter Digit Transducer）１０５が形成されている。
【０００４】
このような構成のＡＯＴＦ１００においては、入力された光について、入力側の偏光ビームスプリッタ１０２においてＴＥ光とＴＭ光とに分離するとともに、櫛形電極１０５からのＳＡＷにより、モード変換部１０３をなす光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２においてそれぞれ別々に特定の波長の光のみＴＥ／ＴＭモード変換を行なって、出力側の偏光ビームスプリッタ１０４において合波する。これにより、デバイス特性の偏光無依存化を実現している。
【０００５】
また、上述のＡＯＴＦ１００においては、ＴＥ／ＴＭモード変換がなされる光波長と、ＳＡＷの周波数とは対応しているので、このＳＡＷの周波数を変化させることでモード変換がなされる光波長をチューニングすることができる。具体的には、ＳＡＷ励振のためにＩＤＴ１０５に印加するＲＦ信号を変化させることで励振されるＳＡＷを変化させ、これにより、モード変換がなされる光波長をチューニングすることができるようになっている。
【０００６】
その他のＡＯＴＦの構成例としては、図１８に示すような方向性結合型のＡＯＴＦ１００Ａがある。このＡＯＴＦ１００Ａにおいては、ＩＤＴ１０５Ａを光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２上流側における光伝搬方向左側に設けるとともに、２つの平行な弾性表面波ガイド１０３ｂ−１，１０３ｂ−２を設け、ＩＤＴ１０５ＡにＲＦ信号を印加することで生成されたＳＡＷを、弾性表面波ガイド１０３ｂ−１から光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２上に形成された弾性表面波ガイド１０３ｂ−２に方向性結合するようにしている。換言すれば、光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２上に形成された弾性表面波ガイド１０３ｂ−２の形成領域を、相互作用領域１０３Ａとしている。尚、図１８中、図１７と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【０００７】
その他、本願発明に関連する公知技術としては、以下に示す特許文献１〜３に記載されたものがある。
特許文献１には、製作に余分なプロセス段階を追加せずにサイドローブを下げるために、電気信号に応答して音響波ビームを生じさせる変換器の中心を光軸の一方の側に片寄らせるとともに、音響波ビームの軸を光軸と斜角で交差させるようにした、音響光学チューナブルフィルタについて記載されている。
【０００８】
特許文献２には、中心波長に対する非対称性の少ないフィルタ特性とするために、歪み付与部を設けた、光波長可変フィルタについて記載されている。
特許文献３には、高周波電気信号のパワーの増大を回避しつつ、互いに近接する多波長の光を同時選択可能とした音響光学型可変波長ＴＥ／ＴＭモード変換器について記載されている。
【特許文献１】特開平１０−１０４８１号公報
【特許文献２】特開平１１−３２６８５５号公報
【特許文献３】特開２００１−２０９０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の図１７に示すＡＯＴＦ１００のごとき音響光学デバイスにおいては、ＳＡＷとして生成しうる帯域に制限があるため、ＡＯＴＦとして用いる場合には、モード変換がなされる光波長についてのチューニング可能な光波長範囲には制約が生じ、チューニング可能な光波長範囲を広げることが困難であるという課題がある。
すなわち、図１７に示すＡＯＴＦ１００においては、ＳＡＷを発生させるためにＩＤＴ１０５に印加する周波数領域や、弾性表面波ガイド１０３ｂにおいて伝搬可能な周波数領域には、それぞれ適正な周波数範囲があるので、上述のＡＯＴＦ１００によりモード変換がなされる光波長についてのチューニング可能な光波長範囲についても、これらＩＤＴ１０５や弾性表面波ガイド１０３ｂでの適正周波数領域との関係において定まることとなる。
【００１０】
ここで、ＳＡＷを発生させるためにＩＤＴ１０５に印加する一定振幅の電気信号の周波数（横軸）と、対応して励振されるＳＡＷの強度（縦軸）と、の関係の一例を図１９に示す。この図１９に示すように、消費電力の上限として定められた値ＰＭを下回る範囲において、定められた強度のＳＡＷを生成するためには、図２０に示すように、上述の図１９に相当する帯域Ｂ１に限定されてしまう。
【００１１】
すなわち、ＩＤＴ１０５におけるＳＡＷの励振効率は、ＩＤＴ１０５に印加する電気信号の周波数に対する依存性が比較的大きい。そして、ＩＤＴ１０５に供給する電気信号の周波数が、励振されるＳＡＷの周波数の特性に反映されることが知られている。
換言すれば、ＩＤＴ１０５に電気信号を供給する図示しない電源の消費電力と、モード変換のために必要なＳＡＷ強度を考慮すると、当該ＩＤＴ１０５に供給しうるＲＦ信号の周波数帯域としては、図１９，図２０の帯域Ｂ１に限定されてしまうことになり、ＳＡＷの周波数帯域についても、帯域Ｂ１に相当する帯域に限定されてしまうのである。
【００１２】
また、上述の図１８に示すＡＯＴＦ１００Ａにおいては、ＩＤＴ１０５Ａにおいては通常０次モードのＳＡＷが励振されるのであるが、ＩＤＴ１０５Ａで励振されるＳＡＷは、例えば図２１に示すように、その波長によって弾性表面波ガイド１０３ｂ−２に結合する範囲に制約がある。このため、方向性結合型の音響光学デバイスにおいては、ＳＡＷの周波数範囲について、完全結合する周波数範囲に基づく制約もある。
【００１３】
なお、図２１において、点Ｃは、ＩＤＴ１０５Ａで励振された０次モードのＳＡＷが弾性表面波ガイド１０３ｂ−２の下流側端部で結合する波長を有している場合を示している。即ち、ＩＤＴ１０５Ａで励振されたＳＡＷがもとのＳＡＷ１０３ｂ−１の軸上に戻るには（完全結合するには）弾性表面波ガイド１０３ｂ−１，１０３ｂ−２の長さの２倍の長さが必要であることを示している。
【００１４】
また、点Ｄは、ＩＤＴ１０５Ａで励振された０次モードのＳＡＷが弾性表面波ガイド１０３ｂ−２の中間部で結合する波長を有している場合を示している。即ち、完全結合するには弾性表面波ガイド１０３ｂ−１，１０３ｂ−２と同等の長さが必要であることを示している。従って、この図２１に示すように、ＩＤＴ１０５Ａで励振された０次モードのＳＡＷとしては、点Ｃに相当するＳＡＷ波長から点Ｄに相当するＳＡＷ波長（又はＳＡＷ周波数）までしか使用することができない。このＳＡＷ波長の制約は、そのままモード変換可能な光波長の制約につながる。
【００１５】
したがって、モード変換可能な光波長の範囲を広げるためには、発生させるＳＡＷの波長（周波数）の制約について軽減させることが望ましい。
なお、上述の特許文献１〜３に記載された技術においては、上述のごときＳＡＷ波長の帯域を広げるための技術については何ら記載されていない。尚、特許文献３に記載された技術においては、近接した周波数同士を別々の櫛形電極に印加するようにしているが、前述の図１９に示すようなＲＦ周波数の帯域Ｂ１即ちＳＡＷ周波数の帯域を拡大させることはできない。
【００１６】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、発生させることが可能なＳＡＷの周波数帯域を拡大させることができるようにした、音響光学デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
このため、本発明の音響光学デバイスは、光を伝搬させるための光伝搬部と、該光伝搬部を伝搬する光との間で相互作用を生じさせる弾性表面波を伝搬しうる弾性表面波伝搬部と、該弾性表面波伝搬部を伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された電極が複数設けられたトランスデューサ電極部と、をそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１８】
また、好ましくは、前記電極を複数の櫛歯電極対で構成し、該各櫛歯電極対を、該弾性表面波伝搬部を伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、互いに異なる櫛歯間隔を有するように構成することとしてもよい。
さらに、該弾性表面波伝搬部は弾性表面波ガイドを備え、該弾性表面波ガイドは上記生成される弾性表面波が該光伝搬部に対して方向性結合するように構成し、かつ、前記複数の電極は、該弾性表面波ガイドを伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、それぞれ異なる種類のモード次数の弾性表面波を生成しうるように構成することもできる。
【００１９】
この場合においては、前記複数の電極は、少なくとも生成される弾性表面波が互いに逆相となるように、櫛歯電極パターンが形成された２つの櫛歯電極対を含むことができる。
または、電気信号源から前記複数の電極のうち第１電極に印加される電気信号と第２電極に印加される電気信号とを互いに逆相とする位相シフタをそなえることもできる。
【発明の効果】
【００２０】
このように、本発明によれば、弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された複数の電極をそなえているので、弾性表面波として生成可能な周波数帯域についても広げることができる利点がある。
特に、本発明によれば、電極を複数の櫛歯電極対で構成し、弾性表面波伝搬部を伝搬する弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、互いに異なる櫛歯間隔を有する複数の櫛歯電極対をそなえているので、弾性表面波の励振のために供給可能なＲＦ信号の周波数帯域を広げることで、弾性表面波として生成可能な周波数帯域についても広げることができる利点がある。
【００２１】
また、本発明によれば、弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された複数の櫛歯電極対として、弾性表面波ガイドを伝搬する弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、互いに異なる種類のモード次数の弾性表面波を生成しうるように構成されているので、従来広帯域化させることができなかった（高周波）範囲まで、励振可能なＳＡＷの周波数帯域を広げることができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
〔Ａ１〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイスを示す図である。この図１に示す音響光学デバイス１０は、ＬＮ基板等の複屈折性を有しかつ音響光学効果を有する基板１１に、偏光ビームスプリッタ１２，１４および２本の平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されるとともに、弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３およびトランスデューサ電極部１５が形成され、例えば音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）として適用することができるようになっている。
【００２３】
なお、１６はトランスデューサ電極部１５に印加するための電気信号（ＲＦ周波数を有するＲＦ信号）を発生しうる電気信号源としてのＲＦ電源、１７はＲＦ電源１６からの電気信号のトランスデューサ電極部１５への印加を制御しうるＲＦ信号制御部、１８はＲＦ電源１６からの電気信号をトランスデューサ電極部１５に供給制御するための切り替えスイッチである。
【００２４】
ここで、偏光ビームスプリッタ１２は、音響光学デバイス１０に設けられた２つの入力ポート１０−１，１０−２のうちの少なくとも一つの入力ポート１０−１からの光を２つの偏波（例えばＴＥ光およびＴＭ光）に分離するものである。又、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２は、偏光ビームスプリッタ１２で偏光分離された光をそれぞれ伝搬して、偏光ビームスプリッタ１４へ出力するようになっている。更に、偏光ビームスプリッタ１４は、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２からの光を入力され、これらの光を２つの偏波に分離して（偏波ごとに規定される出力方向へ分離して）出力するものである。従って、上述の光導波路１２，１４，１３ａ−１，１３ａ−２により、光を伝搬させるための光導波路を構成する。
【００２５】
また、弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３はそれぞれ、薄膜またはチタン等の金属を拡散させることにより形成された領域であって、弾性表面波ガイド１３ｂ−１，１３ｂ−３は、基板１１における、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対して光伝搬方向左右の所定距離を置いた領域に形成され、弾性表面波ガイド１３ｂ−２は、２本の平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上の領域に形成されている。これらの弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３は、方向性結合型の弾性表面波ガイドを構成する。
【００２６】
さらに、トランスデューサ電極部１５は、弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３とともに、これらのガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３によって挟まれている領域１３ｃ−１，１３ｃ−２を伝搬しうるＳＡＷを励振（発生）させるためのものであり、弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３および領域１３ｃ−１，１３ｃ−２を伝搬するＳＡＷとして生成すべき周波数帯域に対応した櫛歯パターンを有する２組の櫛歯電極対１５−１，１５−２を備えて構成されている。
【００２７】
すなわち、櫛歯電極対１５−１で励振されるＳＡＷは、弾性表面波ガイド１３ｂ−１から領域１３ｃ−１を介して平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上の弾性表面波ガイド１３ｂ−２に方向性結合するようになっており、同様に、櫛歯電極対１５−２で励振されるＳＡＷは、弾性表面波ガイド１３ｂ−３から領域１３ｃ−２を介して弾性表面波ガイド１３ｂ−２に方向性結合するようになっている。
【００２８】
さらに、各櫛歯電極対１５−１，１５−２は、互いに対向してかみ合わされるように配置された一対の櫛歯電極をそなえてなるものであって、例えば図２（Ａ），図２（Ｂ）に示すように、生成すべきＳＡＷの周波数帯域に応じて異なる櫛歯間隔を有している。即ち、図２（Ａ）に示すように、一方の櫛歯電極対１５−１の各櫛歯間隔をＬ１とし、図２（Ｂ）に示すように、他方の櫛歯電極対１５−２の各櫛歯間隔を、Ｌ１よりも大きいＬ２として構成されている。
【００２９】
このような櫛歯間隔の異なる櫛歯電極対１５−１，１５−２においては、ＳＡＷ発生のために使用しうるＲＦ信号の領域（図１９，図２０のＢ１参照）における中心周波数が、図３に示すように異ならしめることができる。即ち、比較的狭い櫛歯間隔Ｌ１の櫛歯電極対１５−１に印加するＲＦ信号の周波数と、所定強度のＳＡＷを生成させるための消費電力との関係は、分布Ｅ１のようになり、比較的広い櫛歯間隔Ｌ２の櫛歯電極対１５−２に印加するＲＦ信号の周波数と、所定強度のＳＡＷを生成させるための消費電力との関係は、分布Ｅ１の場合よりも低周波の中心周波数を持つ分布Ｅ２のようになる。
【００３０】
また、上述のＳＡＷを生成させるためのＲＦ周波数帯域と消費電力との関係において、ＲＦ電源１６から供給可能な最大電力ＰＭを考慮すると、櫛歯電極対１５−１に印加可能な周波数帯域は図３に示すＢ２となり、櫛歯電極対１５−２に印加可能な周波数帯域は図３に示すＢ３となる。従って、トランスデューサ電極部１５に供給可能なＲＦ信号の周波数帯域としては、上述の帯域Ｂ２とＢ３とをあわせて、帯域Ｂ４とすることができる。
【００３１】
前述したように、トランスデューサ電極部１５に供給可能なＲＦ信号の周波数帯域を広げることができるので、励振されるＳＡＷの周波数帯域についても大幅に広げることができる。従って、この音響光学デバイス１０をＡＯＴＦとして用いる場合には、モード変換可能な光波長範囲（チューナブル波長の範囲）を大幅に広げることができる。
換言すれば、トランスデューサ電極部１５をなす各櫛歯電極対１５−１，１５−２は、ＳＡＷとして生成すべき周波数帯域が高周波帯域となるに従って櫛歯間隔が狭くなるように構成しているので、図１７に示す従来のＩＤＴ１０５に印加可能な帯域Ｂ１に相当するＢ２よりも広帯域な帯域Ｂ４においてＲＦ信号を印加させることができるので、励振されるＳＡＷの周波数帯域についても大幅に広げることができるのである。
【００３２】
したがって、櫛歯電極対１５−１は、第１周波数帯域としての帯域Ｂ５の電気信号を印加されて、第２周波数帯域の弾性表面波を生成しうる第１櫛歯電極対として構成され、櫛歯電極対１５−２は、第１周波数帯域Ｂ５とは異なる第３周波数帯域Ｂ３の電気信号を印加されて、第２周波数帯域とは異なる第４周波数帯域の弾性表面波を生成しうる第２櫛歯電極対を構成する。
【００３３】
ところで、上述のＲＦ信号制御部１７は、ＲＦ電源１６で発生される電気信号を、ＳＡＷとして生成すべき周波数帯域に応じて、櫛歯電極対１５−１又は櫛歯電極対１５−２のいずれか一方に供給すべく制御する制御部として機能するものである。具体的には、ＲＦ信号制御部１７は、トランスデューサ電極部１５に供給すべき電気信号の周波数を設定すべくＲＦ電源１６を制御する周波数設定制御部１７ａと、周波数設定制御部１７ａで設定される上記周波数の電気信号を、櫛歯電極対１５−１，１５−２のうちのいずれか一方に対して出力すべく切り替え制御する切り替え制御部１７ｂと、をそなえている。
【００３４】
切り替えスイッチ１８は、切り替え制御部１７ｂからの上記切り替え信号に基づいて、ＲＦ電源１６からの電気信号を、櫛歯電極対１５−１，１５−２のうちのいずれか一方に選択的に出力するものである。即ち、ＲＦ信号制御部１７の切り替え制御部１７ｂからの切り替え制御信号に基づいて、ＲＦ電源１６からのＲＦ信号について、図３に示す周波数帯域Ｂ３のＲＦ信号については低周波用の櫛歯電極対１５−２に供給する一方、周波数帯域Ｂ４における周波数帯域Ｂ３よりも高周波帯域である帯域Ｂ５のＲＦ信号については、高周波用の櫛歯電極対１５−１に供給するようになっている。
【００３５】
なお、上述の図３においては、櫛歯電極対１５−１で供給可能なＲＦ信号の周波数帯域Ｂ２と、櫛歯電極対１５−２で供給可能なＲＦ信号の周波数帯域Ｂ３とが一部重なっている。第１実施形態においては、この重なっている領域のＲＦ信号については、櫛歯電極対１５−２を優先的に使用しているが、もちろん櫛歯電極対１５−１を使用するようにしてもよい。又、２つの櫛歯電極対１５−１，１５−２に供給可能なＲＦ信号の周波数帯域として重なる領域をなくしてもよいし、大きくしても良い。
【００３６】
上述の構成により、本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイス１０においては、例えばＴＥ／ＴＭモード変換を行なうＡＯＴＦとして動作させることができる。
具体的には、入力ポート１０−１から光が入力されると、偏光ビームスプリッタ１２において入力光をＴＥ光およびＴＭ光に偏光分離する。そして、偏光分離されたＴＭ光は平行光導波路１３ａ−１を伝搬するとともに、ＴＥ光については平行光導波路１３ａ−２を伝搬する。
【００３７】
そして、この平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２を伝搬する光のうちの所定波長の光は、トランスデューサ電極部１５をなす櫛歯電極対１５−１，１５−２のいずれかに印加されるＲＦ信号によって励振されたＳＡＷとの相互作用によって、ＴＥ／ＴＭモード変換がなされる。即ち、ＳＡＷ発生のトランスデューサ電極部１５に供給されるＲＦ信号の周波数により、ＡＯＴＦにおいてモード変換される光波長を設定する。
【００３８】
これにより、偏光ビームスプリッタ１４で偏光合成された光のうちで、ＳＡＷとの相互作用でモード変換がなされた波長の光は、音響光学デバイス１０における出力ポート１０−３，１０−４のうちの一方の出力ポート１０−４から出力され、モード変換がなされていない波長の光については、他方の出力ポート１０−３から出力される。
このとき、櫛歯間隔の互いに異なる２つの櫛歯電極対１５−１，１５−２をそなえているので、ＲＦ信号制御部１７の制御によって、ＲＦ電源１６からのＲＦ信号の周波数帯域に応じて、ＲＦ信号を印加する櫛歯電極対１５−１，１５−２を使い分けて、ＳＡＷを励振するために供給しうるＲＦ信号の周波数帯域を広げることができ、結果的に励振可能なＳＡＷの周波数帯域についても広げることができる。
【００３９】
すなわち、ＳＡＷの周波数帯域について広げることができるので、ＡＯＴＦとして使用する場合のモード変換を行なうための光波長のチューニング可能な帯域を広げることが可能となる。
このように、本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイス１０によれば、弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された櫛歯電極対として、互いに異なる櫛歯間隔を有する櫛歯電極対１５−１，１５−２をそなえているので、ＳＡＷ励振のために供給可能なＲＦ信号の周波数帯域を広げることができるので、ＳＡＷとして生成可能な周波数帯域についても広げることができる利点がある。
【００４０】
〔Ａ２〕第１実施形態の第１変形例の説明
上述の図１に示す第１実施形態においては、トランスデューサ電極部１５をなす櫛歯電極対１５−１，１５−２に供給するＲＦ信号を周波数帯域に応じて切り分ける際に、切り替えスイッチ１８と、ＲＦ電源１６および切り替えスイッチ１８を制御する機能を有するＲＦ信号制御部１７と、をそなえて構成しているが、例えば図４に示すように、バンドパスフィルタ１８ＡとＲＦ信号制御部１７Ａとをそなえて構成することとしてもよい。尚、図４中において、図１と同一の符号は、同様の部分を示している。
【００４１】
バンドパスフィルタ・スプリッタ１８Ａは、ＲＦ電源１６からの電気信号を、周波数に応じて櫛歯電極対１５−１，１５−２のうちのいずれか一方に振り分けて出力する振り分け出力部として機能するものである。即ち、ＲＦ電源１６から入力される電気信号の周波数帯域を弁別して、前述の図３に示す周波数帯域Ｂ５の電気信号については、櫛歯間隔の比較的狭い櫛歯電極対１５−１に供給するとともに、周波数帯域Ｂ３の電気信号については、櫛歯間隔の比較的広い櫛歯電極対１５−２に供給するようになっている。
【００４２】
また、ＲＦ信号制御部１７Ａとしては、トランスデューサ電極部１５に供給すべき電気信号の周波数を設定すべくＲＦ電源１６を制御する周波数設定制御部として構成される。即ち、バンドパスフィルタ・スプリッタ１８Ａを制御するための機能についてはそなえる必要はない。
したがって、第１実施形態の第１変形例においても、ＲＦ信号制御部１７Ａおよびバンドパスフィルタ・スプリッタ１８Ａにより、トランスデューサ電極部１５を構成する櫛歯電極対１５−１，１５−２に印加する電気信号を、その周波数に応じて切り分けすることができるので、前述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
【００４３】
〔Ａ３〕第１実施形態の第２変形例の説明
上述の図１，図４に示す場合においては、単一のＲＦ電源１６で生成されるＲＦ信号を、切り替えスイッチ１８又はバンドパスフィルタ・スプリッタ１８Ａにより２つの櫛歯電極対１５−１，１５−２のいずれか一方に供給するようにしているが、本発明によれば、例えば図５に示すように、櫛歯電極対１５−１および櫛歯電極対１５−２用に別個のＲＦ電源１６ａ，１６ｂをそなえるようにしてもよい。尚、図５中において、図１と同一の符号は、同様の部分を示している。
【００４４】
第１電気信号源としてのＲＦ電源１６ａは、前述の図３に示す周波数帯域Ｂ５を有する比較的高周波の電気信号を生成するためのもので、第２電気信号源としてのＲＦ電源１６ｂは、前述の図３に示す周波数帯域Ｂ３を有する比較的低周波の電気信号を生成するためのものである。そして、ＲＦ信号制御部１７Ｂは、上記の櫛歯電極対１５−１，１５−２のいずれか一方において電気信号を生成すべくＲＦ電源１６ａ，１６ｂを制御する電気信号源切り替え制御部を構成する。
【００４５】
したがって、第１実施形態の第２変形例においても、ＲＦ電源１６ａ，１６ｂおよびＲＦ信号制御部１７Ｂにより、トランスデューサ電極部１５を構成する櫛歯電極対１５−１，１５−２に印加する電気信号を、その周波数に応じて切り分けすることができるので、前述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
〔Ａ４〕第１実施形態の第３変形例の説明
上述の図１，図４，図５に示す場合においては、トランスデューサ電極部１５としては、２組の独立した櫛歯電極対１５−１，１５−２により構成されているが、例えば図６に示す音響光学デバイス１０Ａのように、２つの櫛歯電極対としての機能を共用化された電極構成のトランスデューサ電極部１５Ａとすることもできる。尚、図６中において、図１と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００４６】
この図６に示すトランスデューサ電極部１５Ａは、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の光伝搬方向の左右両側を連絡するように一体に形成された根電極１５ａと、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２間に挟まれた箇所に形成された根電極１５ｂと、をそなえるとともに、歯電極１５ｃ〜１５ｆをそなえて構成されている。
すなわち、歯電極１５ｃは、根電極１５ａと一体に形成されて、比較的幅が狭く［図２（Ａ）に示すＬ１参照］構成されている。又、歯電極１５ｄは、歯電極１５ｃと噛み合うように根電極１５ｂと一体に形成され、歯電極１５ｃと同様の電極間隔Ｌ１で構成されている。従って、上述の根電極１５ａ，１５ｂおよび歯電極１５ｃ，１５ｄにより、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の上流側における光伝搬方向左側に形成された、比較的幅が狭い櫛歯間隔を持つ第１櫛歯電極対１５Ａ−１を構成する。
【００４７】
また、歯電極１５ｅは、根電極１５ａと一体に形成されて、比較的幅が広く［図２（Ｂ）に示すＬ２参照］構成されている。又、歯電極１５ｆは、歯電極１５ｅと噛み合うように根電極１５ｂと一体に形成され、歯電極１５ｅと同様の電極間隔Ｌ２で構成されている。従って、上述の根電極１５ａ，１５ｂおよび歯電極１５ｅ，１５ｆにより、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の上流側における光伝搬方向右側に形成された、比較的幅が広い櫛歯間隔を持つ第２櫛歯電極対１５Ａ−２を構成する。
【００４８】
したがって、上述の第１櫛歯電極対１５Ａ−１および第２櫛歯電極対１５Ａ−２を、それぞれ根電極１５ａ，１５ｂによって共用化された構成とし、根電極１５ａに供給されるＲＦ信号を、第１櫛歯電極対１５Ａ−１および第２櫛歯電極対１５Ａ−２用のＲＦ信号として共用することができるようになっている。即ち、ＲＦ電源１６で生成するＲＦ信号の周波数を設定制御する周波数設定制御部としてのＲＦ信号制御部１７Ａを、第１，第２櫛歯電極対１５Ａ−１，１５Ａ−２用に共用することができる。
【００４９】
また、この櫛歯電極対１５Ａ−１で励振されるＳＡＷについても、弾性表面波ガイド１３ｂ−１から領域１３ｃ−１を介して弾性表面波ガイド１３ｂ−２に方向性結合させることができ、同様に、櫛歯電極対１５Ａ−２で励振されるＳＡＷについても、弾性表面波ガイド１３ｂ−３から領域１３ｃ−２を介して弾性表面波ガイド１３ｂ−２に方向性結合させることができる。
【００５０】
さらに、この音響光学デバイス１０Ａにおいては、ＲＦ電源１６から根電極１５ａに供給するＲＦ信号によって、ＲＦ信号に対するＳＡＷ励振効率を例えば図７に示すような特性となるように、歯電極１５ｃ〜１５ｆの電極間隔の関係（Ｌ１，Ｌ２）を調整するものとする。
すなわち、歯電極１５ｃ〜１５ｆの電極間隔を調整することにより、上述の第１櫛歯電極対１５Ａ−１におけるＳＡＷ励振効率は、図７に示す点Ｈ１においてＳＡＷ励振効率がもっとも効率的となるようにする一方、この点Ｈ１における第２櫛歯電極対１５Ａ−２におけるＳＡＷ励振効率はほぼ「０」、即ちほぼ励振されないようにする。同様に、歯電極１５ｃ〜１５ｆの電極間隔を調整することにより、上述の第２櫛歯電極対１５Ａ−２におけるＳＡＷ励振効率は、図７に示す点Ｈ２においてＳＡＷ励振効率がもっとも効率的となるようにする一方、この点Ｈ２における第１櫛歯電極対１５Ａ−１におけるＳＡＷ励振効率はほぼ「０」、即ちほぼ励振されないようにする。
【００５１】
換言すれば、櫛歯電極対１５Ａ−１，１５Ａ−２に対して、根電極１５ａを通じ同じ周波数のＲＦ信号を印加した場合においても、それぞれの歯電極１５ｃ〜１５ｆの電極間隔に応じて励振効率が高くなるＲＦ周波数帯域を異ならしめ、互いの櫛歯電極対１５Ａ−１，１５Ａ−２同士の影響を無視できるほど小さくすることができるので、実質的に励振効率が高くなる櫛歯電極対１５Ａ−１，１５Ａ−２のみにＲＦ信号を印加している状態にすることができる。
【００５２】
この場合においては、ＳＡＷを励振させるためにＲＦ電源１６で供給可能な電力を考慮すると、従来技術の場合においてはＲＦ信号の周波数帯域はＢ１（図１９参照）であったのに対して、図７に示す帯域Ｂ６に示すように、ＲＦ信号として供給可能な帯域を広げることができる。即ち、励振可能なＳＡＷの周波数帯域についても、ＲＦ信号の帯域の拡大に対応して拡大させることができる。
【００５３】
したがって、第１実施形態の第３変形例においては、第１，第２櫛歯電極対１５Ａ−１，１５Ａ−２が共用化された構成を有しても、前述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
また、ＲＦ電源１６から根電極１５ａに供給するＲＦ信号によって、ＲＦ信号に対するＳＡＷ励振効率を例えば図７に示すような特性となるように、歯電極１５ｃ〜１５ｆの電極間隔の関係（Ｌ１，Ｌ２）を調整しているので、ＲＦ電源１６からのＲＦ信号を切り替えスイッチ１８やバンドパスフィルタ・スプリッタ１８Ａ等により切り分ける必要もなくなり、装置構成を簡素化させることもできる。
【００５４】
〔Ａ５〕第１実施形態の第４変形例の説明
上述の第１実施形態および各変形例においては、トランスデューサ電極部１５（１５Ａ）は、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の上流側に設けられた櫛歯電極対１５−１，１５−２（１５Ａ−１，１５Ａ−２）により構成されているが、例えば図８に示す音響光学デバイス１０Ｂのように、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の光伝搬方向上流側および下流側の左右に互いに櫛歯間隔の異なる４つの櫛歯電極対１５−１〜１５−４をそなえることとしてもよい。
【００５５】
なお、図８中においては図示を省略しているが、第１実施形態の場合と同様に、ＲＦ電源１６，ＲＦ信号制御部１７および切り替えスイッチ１８をそなえることができ、更には変形例として図４〜図６に示すような構成を適用することとしてもよい。又、図８中において、図１と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
また、櫛歯電極対１５−１〜１５−４としては、生成すべきＳＡＷの周波数帯域に応じて、例えば櫛歯電極対１５−３，１５−１，１５−２，１５−４の順に櫛歯間隔を幅広とするように構成されている。即ち、図示しないＲＦ信号制御部１７は、印加すべきＲＦ信号が、上述の櫛歯電極対１５−３で最も高周波とすることができ、順次、櫛歯電極対１５−１，１５−２，１５−４の順に低周波帯域となるように制御することができる。
【００５６】
換言すれば、ＲＦ電源１６から周波数帯域ごとに定められた櫛歯電極対１５−１〜１５−４にＲＦ信号を供給することができる。この場合においては、櫛歯電極対１５−３，１５−１，１５−２，１５−４で励振されるＳＡＷの順でＳＡＷ周波数を低周波としていくことができる。
また、櫛歯電極対１５−１〜１５−４で励振されるＳＡＷは、第１実施形態の場合と同様に、いずれも弾性表面波ガイド１３ｂ−２に方向性結合するようになっている。即ち、櫛歯電極対１５−１，１５−２で励振されるＳＡＷはそれぞれ、弾性表面波ガイド１３ｂ−１，１３ｂ−３における光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の上流側箇所から、領域１３ｃ−１，１３ｃ−２を介して、弾性表面波ガイド１３ｂ−２に方向性結合するようになっている。同様に、櫛歯電極対１５−３，１５−４で励振されるＳＡＷはそれぞれ、弾性表面波ガイド１３ｂ−１，１３ｂ−３の光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の下流側箇所から、領域１３ｃ−１，１３ｃ−２を介して、弾性表面波ガイド１３ｂ−２に方向性結合するようになっている。
【００５７】
したがって、第１実施形態の第４変形例にかかる音響光学デバイス１０Ｂにおいても、前述の第１実施形態の場合と同様の利点があるほか、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の光伝搬方向上流側および下流側の左右に互いに櫛歯間隔の異なる４つの櫛歯電極対１５−１〜１５−４をそなえているので、ＳＡＷとして生成可能な周波数帯域についても更に広帯域に広げることができる利点がある。
【００５８】
〔Ａ６〕第１実施形態の第５変形例の説明
上述の第１実施形態および各変形例においては、トランスデューサ電極部１５（１５Ａ，１５Ｂ）を、励振されるＳＡＷを弾性表面波ガイド１３ｂ−２に方向性結合する櫛歯電極対により構成しているが、例えば、図９に示す音響光学デバイス１０Ｃのように、トランスデューサ電極部１５Ｃを、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上の上流側および下流側に、互いに櫛歯間隔の異なる櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｃ−２により構成することとしてもよい。
【００５９】
この図９に示す音響光学デバイス１０Ｃにおいては、例えば光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上における上流側に設けられた櫛歯電極対１５Ｃ−１の櫛歯間隔を比較的幅狭のＬ１［図２（Ａ）参照］とし、下流側に設けられた櫛歯電極対１５Ｃ−２の櫛歯間隔を比較的幅広のＬ２［図２（Ｂ）参照］とすることにより、ＲＦ信号を供給する櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｃ−２をその周波数帯域に応じて分けることができるようになっている。
【００６０】
なお、図９中においては図示を省略しているが、第１実施形態の場合と同様に、ＲＦ信号を供給するための構成として、ＲＦ電源１６，ＲＦ信号制御部１７および切り替えスイッチ１８をそなえることができ、更には変形例として図４，図５に示すような構成を適用することとしてもよい。又、図９中において、図１と同一の符号は、同様の部分を示している。
【００６１】
このように構成された音響光学デバイス１０Ｃでは、トランスデューサ電極部１５Ｃをなす櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｃ−２において、図示しないＲＦ電源から周波数帯域ごとに定められたＲＦ信号の供給を受ける。これにより、櫛歯電極対１５Ｃ−１では比較的高周波のＳＡＷが励振されるとともに、櫛歯電極対１５Ｃ−２では比較的低周波のＳＡＷが励振される。
【００６２】
このとき、各櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｃ−２で励振されるＳＡＷについては、弾性表面波ガイド１３ｂ−２上を閉じ込められて伝搬するので、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２を伝搬する光との相互作用によって、ＳＡＷの周波数に応じた光波長の光がモード変換される。従って、上述の弾性表面波ガイド１３ｂ−２と平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２により、相互作用領域１３を構成する。
【００６３】
したがって、第１実施形態の第５変形例にかかる音響光学デバイス１０Ｃにおいても、弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された櫛歯電極対として、互いに異なる櫛歯間隔を有する櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｃ−２をそなえているので、前述の第１実施形態の場合と同様、ＳＡＷ励振のために供給可能なＲＦ信号の周波数帯域を広げることができるので、ＳＡＷとして生成可能な周波数帯域についても広げることができる利点がある。
【００６４】
なお、上述の図９においては、トランスデューサ電極部１５Ｃを、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上の上流側および下流側に、励振可能な周波数の異なる０次モードのＳＡＷを生成しうる櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｃ−２により構成しているが、本発明によればこれに限定されず、各光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上における上流側に２つの櫛歯電極対をそなえることとし、各櫛歯電極対の櫛歯間隔を異なるように構成することとしてもよい。同様に、各光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上における下流側に２つの櫛歯電極対をそなえることとし、各櫛歯電極対の櫛歯間隔を異なるように構成することとしてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において櫛歯電極対を配置することも可能である。
【００６５】
〔Ａ７〕第１実施形態の第６変形例の説明
上述の第１実施形態の第５変形例においては、トランスデューサ電極部１５Ｃを、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上の上流側および下流側に、励振可能な周波数の異なる０次モードのＳＡＷを生成しうる櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｃ−２により構成しているが、変形例として、例えば図１０に示す音響光学デバイス１０Ｄのように、上流側の櫛歯電極対１５Ｃ−１とともに高次モードのＳＡＷを生成しうる櫛歯電極対１５Ｄ−２を下流側に設けたトランスデューサ電極部１５Ｄをそなえることとしてもよい。
【００６６】
すなわち、この図１０に示す音響光学デバイス１０Ｄにおいては、トランスデューサ電極部１５Ｄとして、前述の第１実施形態の第５変形例（図９参照）の場合と同様の０次モードの強度分布のＳＡＷを生成しうる櫛歯電極対１５Ｃ−１をそなえるとともに、櫛歯電極対１５Ｃ−２の位置に、高次モードＭＨのＳＡＷを励振しうる櫛歯電極対１５Ｄ−２が設けられている。
【００６７】
また、この図１０に示すトランスデューサ電極部１５Ｄにおいても、櫛歯電極対１５Ｃ−１の櫛歯間隔については、比較的幅狭のＬ１［図２（Ａ）参照］とし、下流側に設けられた櫛歯電極対１５Ｄ−２の櫛歯間隔については、比較的幅広のＬ２［図２（Ｂ）参照］とすることにより、ＲＦ信号を供給する櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｄ−２をその周波数帯域に応じて分けることができるようになっている。換言すれば、櫛歯電極対１５Ｄ−２のように高次モードＭＨの強度分布を有するものにおいても、櫛歯電極対１５Ｃ−１で励振されるＳＡＷよりも低周波のＳＡＷを励振させることで、ＳＡＷの周波数帯域を広帯域化させることができるのである。
【００６８】
なお、櫛歯電極対１５Ｄ−２は、例えば図１１に示すように、平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の光伝搬方向の左右両側を連絡するように一体に形成された根電極２１と、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２間に挟まれた箇所に形成された根電極２２と、をそなえるとともに、歯電極２３〜２６をそなえて構成されている。
すなわち、歯電極２３は、光導波路１３ａ−１上を直交するように根電極２１と一体に形成されて、比較的幅が広く［図２（Ｂ）に示すＬ２参照］構成されている。又、歯電極２４は、歯電極２３と噛み合うように根電極２２と一体に形成され、歯電極２３と同様の電極間隔Ｌ１で構成されている。又、歯電極２５は、光導波路１３ａ−２上を直交するように根電極２１と一体に形成されて、比較的幅が広く［図２（Ｂ）に示すＬ２参照］構成されている。又、歯電極２６は、歯電極２５と噛み合うように根電極２２と一体に形成され、歯電極２５と同様の電極間隔Ｌ２で構成されている。
【００６９】
さらに、上述の光導波路１３ａ−１上を直交する歯電極２３，２４と、光導波路１３ａ−２上を直交する歯電極２５，２６の形成パターンが、互いに逆パターンで形成されており、これにより、根電極２１，２２および歯電極２３，２４で生成される弾性表面波と、根電極２１，２２および歯電極２５，２６で生成される弾性表面波と、が互いに逆相とすることができるようになっている。従って、この櫛歯電極対１５Ｄ−２において励振されるＳＡＷとしては、図１０又は図１１に示すような高次モードＭＨの強度分布とすることができる。
【００７０】
また、図１０中においては図示を省略しているが、第１実施形態の場合と同様に、ＲＦ信号を供給するための構成として、ＲＦ電源１６，ＲＦ信号制御部１７および切り替えスイッチ１８をそなえることができ、更には変形例として図４，図５に示すような構成を適用することとしてもよい。又、図１０中において、図１と同一の符号は、同様の部分を示している。
【００７１】
このように構成された音響光学デバイス１０Ｄでは、トランスデューサ電極部１５Ｄをなす櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｄ−２において、図示しないＲＦ電源から周波数帯域ごとに定められたＲＦ信号の供給を受ける。これにより、櫛歯電極対１５Ｃ−１では比較的低周波で０次モードの強度分布を有するＳＡＷが励振されるとともに、櫛歯電極対１５Ｄ−２では比較的高周波で高次モードの強度分布を有するＳＡＷが励振される。
【００７２】
したがって、第１実施形態の第６変形例にかかる音響光学デバイス１０Ｄにおいても、弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された櫛歯電極対として、互いに異なる櫛歯間隔を有する櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｄ−２をそなえているので、前述の第１実施形態の場合と同様、ＳＡＷ励振のために供給可能なＲＦ信号の周波数帯域を広げることができるので、ＳＡＷとして生成可能な周波数帯域についても広げることができる利点がある。
【００７３】
なお、上述の図１０に示す音響光学デバイス１０Ｄにおいては、櫛歯電極対１５Ｄ−２において高次モードの強度分布のＳＡＷを生成するために、光導波路１３ａ−１上を直交する歯電極２３，２４と、光導波路１３ａ−２上を直交する歯電極２５，２６の形成パターンを、互いに逆パターンで形成しているが、その他の手法で高次モードの強度分布のＳＡＷを生成することとしてもよい。
【００７４】
たとえば、光導波路１３ａ−１上の櫛歯電極対と光導波路１３ａ−２上の櫛歯電極対とを別々に分離させながら櫛歯パターンを同相パターンとして形成するとともに、各櫛歯電極対に印加するＲＦ信号を位相シフタ等を用いることにより互いに逆相となるように構成することとしてもよい。
〔Ｂ１〕第２実施形態の説明
図１２は本発明の第２実施形態にかかる音響光学デバイスを示す図である。この図１２に示す音響光学デバイス３０は、前述の第１実施形態における音響光学デバイス１０（図１参照）に比して異なるトランスデューサ電極部３５をそなえている。尚、トランスデューサ電極部３５以外の構成については、前述の第１実施形態の場合と基本的に同様であり、図１２中、図１と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００７５】
また、図１２中においては図示を省略しているが、第１実施形態の場合と同様に、ＲＦ信号を供給するための構成として、ＲＦ電源１６，ＲＦ信号制御部１７および切り替えスイッチ１８をそなえることができ、更には変形例として図４，図５に示すような構成を適用することとしてもよい。又、図１２中において、図１と同一の符号は、同様の部分を示している。
【００７６】
ここで、図１２に示す音響光学デバイス３０において、トランスデューサ電極部３５は、弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３および領域１３ｃ−１，１３ｃ−２を伝搬するＳＡＷとして生成すべき周波数帯域に対応した櫛歯パターンを有する櫛歯電極対３５−１，３５−２が設けられている。具体的には、各櫛歯電極対３５−１，３５−２は、生成されるＳＡＷが平行光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対して方向性結合すべく構成されるとともに、ＳＡＷとして生成すべき周波数帯域に対応して、互いに異なる種類のモード次数の弾性表面波を生成しうる櫛歯パターンとなるように構成されている。
【００７７】
すなわち、櫛歯電極対３５−１は、励振するＳＡＷの周波数として比較的低周波帯域が割り当てられて、０次モードの強度分布を有するＳＡＷを励振しうるものである。又、櫛歯電極対３５−２は、励振するＳＡＷの周波数として比較的高周波帯域が割り当てられて、高次モードの強度分布を有するＳＡＷを励振しうるものである。
この櫛歯電極対３５−２としては、前述の図１１に示す櫛歯電極対１５Ｄ−２と同様に構成することができる。即ち、例えば図１３に示すように、根電極３１ａ，３１ｂおよび歯電極３２ａ〜３２ｄをそなえて構成されて、歯電極３２ａ，３２ｂの噛み合わせパターンと、歯電極３２ｃ，３２ｄの噛み合わせパターンとが、互いに逆相パターンとなるように形成される。これにより、この櫛歯電極対３５−２において励振されるＳＡＷとしても、図１２に示すような高次モードＭＨの強度分布とすることができる。
【００７８】
図１４は、図１２のごとき方向性結合型の弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３を有してなる音響光学デバイスにおいて、ＳＡＷ波長に応じた方向性結合長分布を示す図である。この図１３に示すように、弾性表面波ガイド１３ｂ−２に結合するＳＡＷ波長の範囲には制約があるが、伝搬するＳＡＷのモード次数によっても弾性表面波ガイド１３ｂ−２に結合する波長帯域（又は周波数帯域）が異なっている。
【００７９】
すなわち、櫛歯電極対３５−２で励振された高次モードのＳＡＷに関し、ＳＡＷ波長が図１４の点Ｐ１に相当する波長の場合には、完全結合長は弾性表面波ガイド１３ｂ−１の長さの２倍であり、弾性表面波ガイド１３ｂ−２には下流側端部で結合するようになっている。又、ＳＡＷ波長が図１４の点Ｐ２に相当する波長の場合には、完全結合長は弾性表面波ガイド１３ｂ−１の長さに相当し、弾性表面波ガイド１３ｂ−２には長手方向中間箇所で結合するようになっている。
【００８０】
また、櫛歯電極対３５−１で励振された０次モードのＳＡＷに関し、ＳＡＷ波長が図１４の点Ｐ３に相当する波長の場合には、完全結合長は弾性表面波ガイド１３ｂ−１の長さの２倍であり、弾性表面波ガイド１３ｂ−２には下流側端部で結合するようになっている。又、ＳＡＷ波長が図１４の点Ｐ４に相当する波長の場合には、完全結合長は弾性表面波ガイド１３ｂ−１の長さに相当し、弾性表面波ガイド１３ｂ−２には長手方向中間箇所で結合するようになっている。
【００８１】
櫛歯電極対３５−１，３５−２で励振されるＳＡＷによって、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２を伝搬する光をモード変換させるためには、励振されるＳＡＷが、少なくとも光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上に形成されている弾性表面波ガイド１３ｂ−２に結合する必要がある。従って、櫛歯電極対３５−１で励振されるＳＡＷとしては、波長Ｐ３〜Ｐ４に相当する帯域Ｂ０を光のモード変換のために使用できる。櫛歯電極対３５−２で励振されるＳＡＷとしては、波長Ｐ１〜Ｐ２に相当する帯域のうち帯域Ｂ０と重複する帯域を除く帯域ＢＨを光のモード変換のために使用することができる。
【００８２】
なお、上述の場合においては、波長Ｐ１〜Ｐ２に相当する帯域のうち帯域Ｂ０と重複する帯域については、櫛歯電極対３５−１で励振される０次モードのＳＡＷを使用することとしているが、この重複帯域においては、０次モードのＳＡＷおよび高次モードのＳＡＷともに弾性表面波ガイド１３ｂ−２に結合しているので、櫛歯電極対３５−２で励振される高次モードのＳＡＷを使用することとしてもよい。
【００８３】
また、櫛歯電極対３５−１，３５−２としては、前述の第１実施形態の場合に準じて、励振すべきＳＡＷの波長帯域（即ち周波数帯域）に応じて櫛歯間隔を設定しておくことができる。この場合においては、櫛歯電極対３５−１の櫛歯間隔を、櫛歯電極対３５−２の櫛歯間隔よりも幅を広くしておくことができる。
上述のごとく構成された第２実施形態にかかる音響光学デバイス３０においては、励振されるモード次数によって弾性表面波ガイド１３ｂ−２に結合するＳＡＷ波長が相違することを利用して、比較的低周波（即ち比較的長波長の）ＳＡＷを励振しようとする場合には、０次モードのＳＡＷを励振する櫛歯電極対３５−１にＲＦ信号を印加するとともに、比較的高周波（即ち比較的短波長の）ＳＡＷを励振しようとする場合には、高次モードのＳＡＷを励振する櫛歯電極対３５−２にＲＦ信号を印加する。
【００８４】
このＲＦ信号を印加された櫛歯電極対３５−１においては、比較的低周波（図１４の波長帯Ｂ０の範囲参照）のＳＡＷを励振する一方、櫛歯電極対３５−２においては、比較的高周波（図１４の波長帯ＢＨの範囲参照）のＳＡＷを励振することができる。
これにより、前述の図１に示す場合においては、帯域Ｂ０の範囲内においてのＳＡＷ周波数帯域の広帯域化にとどまっていたものが、帯域ＢＨ＋Ｂ０の範囲内におけるＳＡＷ周波数帯域にまで広げることができる。このように広帯域化されたＳＡＷによって、モード変換可能な光波長の範囲についても更なる広帯域化を図ることが可能となる。
【００８５】
このように、本発明の第２実施形態にかかる音響光学デバイス３０によれば、トランスデューサ電極部３５をなす櫛歯電極対３５−１，３５−２が、弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３を伝搬する弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、互いに異なる種類のモード次数の弾性表面波を生成しうるように構成されているので、従来広帯域化させることができなかった（高周波）範囲まで、励振可能なＳＡＷの周波数帯域を広げることができる利点がある。
【００８６】
なお、上述の第２実施形態においては、各櫛歯電極対３５−１，３５−２においては、励振させるＳＡＷ波長に対応させて櫛歯間隔を設定するようにしているが、各櫛歯電極対において生成させるＳＡＷ波長の帯域を割り当てる際には、これ以外の手法を採用することとしてもよく、このようにしても、０次モードのＳＡＷでは従来広帯域化させることができなかった範囲までもＳＡＷの周波数帯域を広げることができる利点がある。
【００８７】
〔Ｂ２〕第２実施形態の変形例の説明
図１５は本発明の第２実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス３０Ａを示す図で、図１６は音響光学デバイス３０Ａの要部となる櫛歯電極対３５Ａ−２を示す図である。この図１５に示す音響光学デバイス３０Ａは、前述の第２実施形態にかかる音響光学デバイス３０に比して、トランスデューサ電極部３５Ａの構成が異なり、且つ、このトランスデューサ電極部３５ＡへのＲＦ信号の供給態様が異なっている。
【００８８】
すなわち、上述の第２実施形態においては、トランスデューサ電極部３５の櫛歯電極対３５−２においては、高次モードのＳＡＷを励振するために、歯電極３２ａ，３２ｂと歯電極３２ｃ，３２ｄとが互いに逆相の噛み合わせパターンで形成された櫛歯電極対３５−２をそなえているが、変形例として、例えば図１５，図１６に示すように櫛歯電極対３５Ａ−２を構成することとしてもよい。
【００８９】
ここで、この櫛歯電極対３５Ａ−２は、図１６に示すように、根電極３６ａおよび歯電極３７ａが一体に形成されるとともに、根電極３６ｂおよび歯電極３７ｂ，３７ｃが一体に形成され、且つ、根電極３６ｃおよび歯電極３７ｄが一体に形成される。そして、歯電極３７ａ，３７ｂの噛み合わせパターンと、歯電極３７ｃ，３７ｄの噛み合わせパターンとが、互いに同相パターンで噛み合わされるように形成される。
【００９０】
さらに、根電極３６ａ，３６ｃには、ＲＦ電源１６からのＲＦ信号が切り替えスイッチ１８を介して入力されるようになっているが、特に根電極３６ａに入力されるＲＦ信号については、位相シフタ３９によって、根電極３６ｃに入力されるＲＦ信号に対して逆位相となるように位相変換がなされている。これにより、この櫛歯電極対３５Ａ−２において励振されるＳＡＷとしても、図１５，図１６に示すような高次モードＭＨの強度分布とすることができる。
【００９１】
なお、櫛歯電極対３５Ａ−１，３５Ａ−２としては、前述の第２実施形態の場合に準じて、励振すべきＳＡＷの波長帯域（即ち周波数帯域）に応じて櫛歯間隔を設定しておくことができる。この場合においては、櫛歯電極対３５Ａ−１の櫛歯間隔を、櫛歯電極対３５Ａ−２の櫛歯間隔よりも幅を広くしておくことができる。
したがって、本発明の第２実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス３０Ａにおいても、方向性結合型の弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３をそなえるとともに、０次モードのＳＡＷを励振しうる櫛歯電極対３５Ａ−１と、高次モードのＳＡＷを励振しうる櫛歯電極対３５Ａ−２とをそなえているので、従来広帯域化させることができなかった（高周波）範囲まで、励振可能なＳＡＷの周波数帯域を広げることができる利点がある。
【００９２】
〔Ｃ〕その他
上述の各実施形態にかかわらず、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
たとえば、図２２に示すように音響光学デバイス４０を構成することとしてもよい。
図２２に示す音響光学デバイス４０は、前述の図９に示す音響光学デバイス１０Ｃに比して、弾性表面波ガイド１３ｂ−２を形成せずに、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上における上流側および下流側に設けられた櫛歯電極対１５Ｃ−１，１５Ｃ−２に代えて、湾曲櫛歯電極対４５−１，４５−２が設けられている。湾曲櫛歯電極対４５−１，４５−２はそれぞれ根電極４５ａおよび湾曲歯電極４５ｂをそなえて構成されている。
【００９３】
そして、各湾曲櫛歯電極対４５−１，４５−２の湾曲歯電極４５ｂは、円弧状に湾曲するように形成され、かつ、これらの櫛歯電極対４５−１，４５−２の湾曲歯電極４５ｂの湾曲向きは、円弧の内側が互いに対向するようになっている。従って、これらの櫛歯電極対４５−１，４５−２間の領域４３が、光と弾性表面波との相互作用を引き起こす相互作用領域を構成する。そして、この相互作用領域４３が、光導波路１３ａ−１を伝搬する光との間で相互作用を生じさせる弾性表面波を伝搬しうる弾性表面波伝搬部として構成される。
【００９４】
このように構成された音響光学デバイス４０においては、湾曲櫛歯電極対４５−１，４５−２で励振されたＳＡＷは相互作用領域４３を伝搬する。このとき、この相互作用領域４３においては図１に示すような弾性表面波ガイド１３ｂ−２をそなえていないので、励振されるＳＡＷは、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２上において収束するが、この光導波路１３ａ−１，１３ａ−２を伝搬する光との間で相互作用を引き起こす。
【００９５】
そして、各湾曲櫛歯電極対４５−１，４５−２をなす湾曲歯電極４５ｂの間隔（櫛歯間隔）が、互いに異なるような櫛歯間隔を有しているので、ＳＡＷ励振のために供給可能なＲＦ信号の周波数帯域を広げることができるので、ＳＡＷとして生成可能な周波数帯域についても広げることができる利点がある。
なお、この湾曲櫛歯電極対としては、上述の図９に示すもののほかに、前述の各実施形態におけるＩＤＴに適宜適用することとしてもよい。
【００９６】
さらに、上述の各実施形態においては、弾性表面波伝搬部として、弾性表面波を伝搬させるために弾性表面波ガイド１３ｂ−１〜１３ｂ−３を形成しているが、その他、例えば仕切りで区切られた領域に弾性表面波を閉じ込めて伝搬させるようにした基板領域を、弾性表面波伝搬部として構成することとしてもよい。この仕切りで区切って弾性表面波を伝搬させる技術については、例えばUSP5,218,653がある。
【００９７】
また、上述した実施形態により、本発明の装置を製造することは可能である。
〔Ｄ〕付記
（付記１） 光を伝搬させるための光伝搬部と、
該光伝搬部を伝搬する光との間で相互作用を生じさせる弾性表面波を伝搬しうる弾性表面波伝搬部と、
該弾性表面波伝搬部を伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された電極が複数設けられたトランスデューサ電極部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、音響光学デバイス。
【００９８】
（付記２） 前記電極は複数の櫛歯電極対で構成され、該各櫛歯電極対は、該弾性表面波伝搬部を伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、互いに異なる櫛歯間隔を有するように構成されたことを特徴とする、付記１項記載の音響光学デバイス。
（付記３） 該弾性表面波伝搬部は、弾性表面波ガイドを備え、該弾性表面波ガイドは、上記生成される弾性表面波が該光伝搬部に対して方向性結合するように構成され、
かつ、前記複数の電極が、該弾性表面波ガイドを伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、それぞれ異なる種類のモード次数の弾性表面波を生成しうるように構成されたことを特徴とする、付記１又は２記載の音響光学デバイス。
【００９９】
（付記４） 前記複数の電極は、少なくとも生成される弾性表面波が互いに逆相となるように、櫛歯電極パターンが形成された２つの櫛歯電極対を含むことを特徴とする、付記３記載の音響光学デバイス。
（付記５） 電気信号源から前記複数の電極のうち第１電極に印加される電気信号と第２電極に印加される電気信号とを互いに逆相とする位相シフタをそなえたことを特徴とする、付記３記載の音響光学デバイス。
【０１００】
（付記６） 該トランスデューサ電極部をなす櫛歯電極対が、該光伝搬部における光伝搬方向の上流側および下流側に分かれて設けられたことを特徴とする、付記１〜５のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
（付記７） 該トランスデューサ電極部をなす櫛歯電極対が、該光伝搬部における光伝搬方向の上流側においては左右に２個設けられたことを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
【０１０１】
（付記８） 該トランスデューサ電極部をなす櫛歯電極対が、該光伝搬部における光伝搬方向の下流側においては左右に２個設けられたことを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
（付記９） 該複数の櫛歯電極対のうちの少なくとも２つが、共用化された構造を有することを特徴とする、付記１〜８のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
【０１０２】
（付記１０） 該トランスデューサ電極部が、第１周波数帯域の電気信号を印加されて、第２周波数帯域の弾性表面波を生成しうる第１櫛歯電極対と、上記第１周波数帯域とは異なる第３周波数帯域の電気信号を印加されて、該第２周波数帯域とは異なる第４周波数帯域の弾性表面波を生成しうる第２櫛歯電極対と、をそなえて構成され、
該トランスデューサ電極部に印加するための電気信号を発生しうる電気信号源と、該電気信号源で発生される電気信号を、上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に応じて、上記の第１櫛歯電極対又は第２櫛歯電極対のいずれか一方に供給すべく制御する制御部と、をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１〜９のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
【０１０３】
（付記１１） 該制御部が、該トランスデューサ電極部に供給すべき電気信号の周波数を設定すべく該電気信号源を制御する周波数設定制御部と、該周波数設定制御部で設定される上記周波数の電気信号を、上記の第１櫛歯電極対又は第２櫛歯電極対のうちのいずれか一方に対して出力すべく切り替え制御信号を出力する切り替え制御部と、をそなえ、
かつ、該切り替え制御部からの上記切り替え制御信号に基づいて、該電気信号源からの電気信号を、上記の第１櫛歯電極対又は第２櫛歯電極対のうちのいずれか一方に選択的に出力する切り替えスイッチをそなえて構成されたことを特徴とする、付記１０記載の音響光学デバイス。
【０１０４】
（付記１２） 該制御部が、該トランスデューサ電極部に供給すべき電気信号の周波数を設定すべく該電気信号源を制御する周波数設定制御部をそなえ、
かつ、該電気信号源からの電気信号を、周波数に応じて上記の第１櫛歯電極対又は第２櫛歯電極対のうちのいずれか一方に振り分けて出力する振り分け出力部をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１０記載の音響光学デバイス。
【０１０５】
（付記１３） 該電気信号源が、該第１櫛歯電極対に供給するための上記第１周波数帯域を有する第１電気信号を生成しうる第１電気信号源と、該第２櫛歯電極対に供給するための上記第３周波数帯域を有する第２電気信号を生成しうる第２電気信号源と、をそなえ、
かつ、該制御部が、上記の第１櫛歯電極対又は第２電極対のいずれか一方において電気信号を生成すべく上記の第１電気信号源又は第２電気信号源を制御する電気信号源切り替え制御部をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１０記載の音響光学デバイス。
【０１０６】
（付記１４） 上記の光伝搬部，弾性表面波ガイドおよびトランスデューサ電極部が、複屈折性および音響光学効果を有する基板に設けられていることを特徴とする、付記１〜１３のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ）はともに、生成すべきＳＡＷの周波数帯域に応じて異なる櫛歯間隔を有する櫛歯電極対について示す図である。
【図３】第１実施形態の作用効果について説明するための図である。
【図４】本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態の第３変形例にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図７】第１実施形態の第３変形例の作用効果を説明するための図である。
【図８】本発明の第１実施形態の第４変形例にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態の第５変形例にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の第６変形例にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図１１】第１実施形態の第６変形例にかかる音響光学デバイスの要部を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図１３】第２実施形態にかかる音響光学デバイスの要部を示す図である。
【図１４】第２実施形態の作用効果を説明するための図である。
【図１５】本発明の第２実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【図１６】第２実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスの要部を示す図である。
【図１７】一般的なＡＯＴＦの構成例について示す模式的上視図である。
【図１８】一般的なＡＯＴＦの構成例について示す模式的上視図である。
【図１９】図１７，図１８に示すＡＯＴＦについて解決すべき課題を説明するための図である。
【図２０】図１７，図１８に示すＡＯＴＦについて解決すべき課題を説明するための図である。
【図２１】図１８に示すＡＯＴＦについて解決すべき課題を説明するための図である。
【図２２】本発明の他の実施形態にかかる音響光学デバイスを示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１０，１０Ａ〜１０Ｄ，３０，３０Ａ，４０ 音響光学デバイス
１０−１〜１０−４ ポート
１１ 基板
１２，１４ 偏光ビームスプリッタ
１３，４３ 相互作用領域
１３ａ−１，１３ａ−２ 平行光導波路
１３ｂ−１〜１３ｂ−３ 弾性表面波ガイド
１３ｃ−１，１３ｃ−２ 領域
１５，１５Ａ〜１５Ｄ，３５，３５Ａ トランスデューサ電極部
１５−１〜１５−４，１５Ａ−１，１５Ａ−２，１５Ｃ−１，１５Ｃ−２，１５Ｄ−２，３５−１，３５−２，３５Ａ−２ 櫛歯電極対
１５ａ，１５ｂ，２１，２２，３１ａ，３１ｂ，３６ａ〜３６ｃ 根電極
１５ｃ〜１５ｆ，２３〜２６，３２ａ〜３２ｄ，３７ａ〜３７ｄ 歯電極
１６，１６ａ，１６ｂ ＲＦ電源（電気信号源）
１７，１７Ａ，１７Ｂ ＲＦ信号制御部（制御部）
１７ａ 周波数設定制御部
１７ｂ 切り替え制御部
１８ 切り替えスイッチ
１８Ａ バンドパスフィルタ・スプリッタ
３９ 位相シフタ
４５−１，４５−２ 湾曲櫛歯電極対
４５ａ 根電極
４５ｂ 湾曲歯電極
１００，１００Ａ ＡＯＴＦ
１０１ ＬＮ基板
１０２，１０４ 偏光ビームスプリッタ
１０３，１０３Ａ モード変換器
１０３ａ−１，１０３ａ−２ 光導波路
１０３ｂ，１０３ｂ−１，１０３ｂ−２ 弾性表面波ガイド
１０５，１０５Ａ 櫛型電極対
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を伝搬させるための光伝搬部と、
該光伝搬部を伝搬する光との間で相互作用を生じさせる弾性表面波を伝搬しうる弾性表面波伝搬部と、
該弾性表面波伝搬部を伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された電極が複数設けられたトランスデューサ電極部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、音響光学デバイス。
【請求項２】
前記電極は複数の櫛歯電極対で構成され、該各櫛歯電極対は、該弾性表面波伝搬部を伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、互いに異なる櫛歯間隔を有するように構成されたことを特徴とする、請求項１項記載の音響光学デバイス。
【請求項３】
該弾性表面波伝搬部は、弾性表面波ガイドを備え、該弾性表面波ガイドは、上記生成される弾性表面波が該光伝搬部に対して方向性結合するように構成され、
かつ、前記複数の電極が、該弾性表面波ガイドを伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、それぞれ異なる種類のモード次数の弾性表面波を生成しうるように構成されたことを特徴とする、請求項１又は２記載の音響光学デバイス。
【請求項４】
前記複数の電極は、少なくとも生成される弾性表面波が互いに逆相となるように、櫛歯電極パターンが形成された２つの櫛歯電極対を含むことを特徴とする、請求項３記載の音響光学デバイス。
【請求項５】
電気信号源から前記複数の電極のうち第１電極に印加される電気信号と第２電極に印加される電気信号とを互いに逆相とする位相シフタをそなえたことを特徴とする、請求項３記載の音響光学デバイス。
【請求項１】
光を伝搬させるための光伝搬部と、
該光伝搬部を伝搬する光との間で相互作用を生じさせる弾性表面波を伝搬しうる弾性表面波伝搬部と、
該弾性表面波伝搬部を伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応すべく構成された電極が複数設けられたトランスデューサ電極部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、音響光学デバイス。
【請求項２】
前記電極は複数の櫛歯電極対で構成され、該各櫛歯電極対は、該弾性表面波伝搬部を伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、互いに異なる櫛歯間隔を有するように構成されたことを特徴とする、請求項１項記載の音響光学デバイス。
【請求項３】
該弾性表面波伝搬部は、弾性表面波ガイドを備え、該弾性表面波ガイドは、上記生成される弾性表面波が該光伝搬部に対して方向性結合するように構成され、
かつ、前記複数の電極が、該弾性表面波ガイドを伝搬する上記弾性表面波として生成すべき周波数帯域に対応して、それぞれ異なる種類のモード次数の弾性表面波を生成しうるように構成されたことを特徴とする、請求項１又は２記載の音響光学デバイス。
【請求項４】
前記複数の電極は、少なくとも生成される弾性表面波が互いに逆相となるように、櫛歯電極パターンが形成された２つの櫛歯電極対を含むことを特徴とする、請求項３記載の音響光学デバイス。
【請求項５】
電気信号源から前記複数の電極のうち第１電極に印加される電気信号と第２電極に印加される電気信号とを互いに逆相とする位相シフタをそなえたことを特徴とする、請求項３記載の音響光学デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００６−２３３４１（Ｐ２００６−２３３４１Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９８９１９（Ｐ２００４−１９８９１９）
【出願日】平成１６年７月６日（２００４．７．６）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１６年、独立行政法人情報通信研究機構、「フォトニックネットワークに関する光アクセス網高速広帯域通信技術の研究開発」委託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月６日（２００４．７．６）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１６年、独立行政法人情報通信研究機構、「フォトニックネットワークに関する光アクセス網高速広帯域通信技術の研究開発」委託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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