(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向した第１の面及び第２の面を備え、電気光学効果を有する誘電体と、
前記第１の面側に設けられた第１の電極部と、
前記第２の面側に設けられ、前記第１の電極部とともに前記誘電体を挟み込むことにより、前記誘電体に対して電圧を印加可能にされた第２の電極部と、
を有し、
前記第２の電極部は、
前記誘電体を通過する光の入射方向に略直交する複数の直交部及び前記光の入射方向に略平行な複数の平行部が前記光の入射側に階段状に交互に設けられ、前記光の入射方向に対して交差する一方向に傾斜する一直線状の傾斜部が前記光の出射側に設けられた一体物である
光偏向素子。
【請求項２】
前記第２の電極部は、
前記第１の電極部との間に挟まれる前記誘電体に対して電圧が印加された場合、前記第２の電極部と前記第１の電極部との間に挟まれていない第１の領域とは屈折率が異なる第２の領域を前記誘電体に形成し、
前記第２の領域は、
前記光の入射方向に略直交する複数の直交面及び前記光の入射方向に略平行な複数の平行面が前記光の入射側に階段状に交互に設けられ、前記光を屈折させる一方向に延びる１つの屈折面が前記光の出射側に設けられて、前記複数の直交面、前記複数の平行面及び前記屈折面に囲まれる領域である
請求項１に記載の光偏向素子。
【請求項３】
前記誘電体は、
予め定められた幅の光を通過させる導波路となっている
請求項１に記載の光偏向素子。
【請求項４】
前記誘電体は、
ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３及びこれらにＭｇＯが添加された材料、並びにＰＬＺＴ（（ＰｂＬａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ３）のいずれかである
請求項１に記載の光偏向素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光偏向素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気光学効果を有する材料を用いて光偏向素子を形成し、機械的な可動部を設けることなく入射光を偏向させて出射することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−５７９７号公報
【特許文献２】特開平１０−２３９７１８号公報
【特許文献３】特開平１０−１８６４１９号公報
【特許文献４】特開２００３−９８５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術においては、光スポットのように集められた光を高速で偏向させることはできないという問題があった。本発明が解決しようとする課題は、光スポットを高速で偏向させることを可能にする光偏向素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の光偏向素子は、誘電体と、第１の電極部と、第２の電極部と、を有する。誘電体は、互いに対向した第１の面及び第２の面を備え、電気光学効果を有する。第１の電極部は、第１の面側に設けられる。第２の電極は、第２の面側に設けられ、第１の電極部とともに誘電体を挟み込むことにより、誘電体に対して電圧を印加可能にされる。また、第２の電極部は、誘電体を通過する光の入射方向に略直交する複数の直交部及び光の入射方向に略平行な複数の平行部が光の入射側に階段状に交互に設けられ、光の入射方向に対して交差する一方向に傾斜する一直線状の傾斜部が光の出射側に設けられた一体物である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態にかかる光偏向素子の概要を示す構成図。
【図２】光偏向素子がレーザー光を偏向する機能を模式的に示した模式図。
【図３】光偏向素子に対する比較例の光偏向素子の概要を示す構成図。
【図４】比較例の光偏向素子がレーザー光を偏向した状態を示した模式図。
【図５】第２の実施形態にかかる光偏向素子の概要を示す構成図。
【図６】光スポットを移動させる第１の構成例を示す図。
【図７】光スポットを移動させる第２の構成例を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
光偏向素子の実施の形態を説明するにあたり、まず、光偏向素子と光スポットとの関係について説明する。
【０００８】
例えば、レーザー光を集光すると光スポットが形成される。光スポットは、波長の回折限界に近づけられてサイズが小さくされると、広い用途に利用可能となる。また、レーザー光を集光した光スポットを偏向させる場合、一般にレーザー光を収束させる対物レンズと、対物レンズに対して入射するレーザー光と、対物レンズに入射するレーザー光の入射角を調節する光偏向素子が必要になる。
【０００９】
即ち、光偏向素子によって対物レンズに対するレーザー光の入射角を調節することにより、対物レンズによって集光された光スポットの位置を変えることが可能になる。ここで、レーザー光を波長の略回折限界となる光スポットにするためには、対物レンズとして開口数（ｎａ：numerical  aperture）の大きなレンズを用いる必要がある。ｎａは、下式１によって表される。
【００１０】
【数１】
0005613712.tif 000002
【００１１】
このとき、光スポットのサイズｄは、下式２で表されることが知られている。
【００１２】
【数２】
0005613712.tif 000003
【００１３】
つまり、ｎａが大きいほど、小さな光スポットを形成することが可能になる。言い換えれば、対物レンズの焦点距離ｆが一定の場合、レンズの直径φが大きいほど光スポットを小さく絞ることが可能になる。
【００１４】
一方、上式２で表されるサイズの光スポットを形成するためには、対物レンズに入射するレーザー光が対物レンズの瞳全面に入射している必要がある。つまり、入射するレーザー光の直径は、レンズの直径φ以上あることが必要である。以上のことから、小さなサイズの光スポットを形成するためには、対物レンズに入射するレーザー光の直径を大きくする必要があることがわかる。
【００１５】
また、光スポットの焦点を結ぶことができる範囲（スキャン距離）ｓは、対物レンズに入射するレーザー光の主光線の傾き（光偏向素子によるレーザー光の偏向角）をθとすると、下式３により表される。
【００１６】
【数３】
0005613712.tif 000004
【００１７】
つまり、偏向角θが大きいほど、及び焦点距離ｆが長いほど、大きなスキャン距離ｓを得ることができる。
【００１８】
ここで、単純化のためにコリメートされたレーザー光を用いて、スキャン距離ｓについて説明する。直径φ１のレーザー光が、光偏向素子によって偏向角θだけ偏向され、その後に直径φ２にエクスパンドされて、直径φ２，焦点距離ｆの対物レンズで集光されたとすると、スキャン距離ｓは下式４により表される。
【００１９】
【数４】
0005613712.tif 000005
【００２０】
特に、θ・φ１／φ２が小さい場合には、スキャン距離ｓは、近軸近似を用いると下式５のように表される。
【００２１】
【数５】
0005613712.tif 000006
【００２２】
従って、対物レンズのｎａが一定である場合、光スポットのスキャン距離ｓの値を大きくするためには、光偏向素子の偏向角θが大きく、偏向されるレーザー光の直径φ１が大きいほどよいことが分かる。
【００２３】
次に、光偏向素子の周波数特性について説明する。現在、光の方向を変える光偏向素子には、ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）スキャナ、レゾナントスキャナ、電気光学スキャナ、音響光学スキャナなどがある。しかしながら、ＭＥＭＳスキャナ、レゾナントスキャナなどは、機械的に鏡を振って光の方向を変える光偏向素子であるため、高速で光を偏向させることは困難であり、変調可能な周波数が１ＭＨｚ程度までとなっている。
【００２４】
また、一般的なバルク型の電気光学素子は、機械的な稼動部分が存在しないために原理的にはより高速に駆動できる。しかし、実際には、光を偏向させるために数１００Ｖから数ｋＶの高い電圧が必要になる。このように高い電圧では、高速で変調することは困難である。また、高い電圧で高速化を行うためには大規模な電源回路が必要となる。従って、一般には、変調可能な周波数は数ＭＨｚ程度にとどまっている。
【００２５】
また、音響光学偏向素子は、音波によるブラッグ反射を用いて光を偏向させる。この方法では、レーザー光を１００μｍ以下に絞る等、条件によっては数十ＭＨｚ程度で変調を行うことが可能となる。しかしながら、音速の限界から、これ以上に高速に偏向制御をすることは困難となっている。また、高速化のためには原理的にレーザー光を１００μｍ以下に細く絞る必要があるため、解像点数が少なくなる。また、回折効率が落ちて光の利用効率が悪くなってしまうという問題もあり、これ以上の高速化は困難となっている。
【００２６】
現在、高速で光の偏向を行うことができる素子としては、導波路型電気光学偏向素子（光偏向素子）が知られている。この素子は電気光学素子の一種である。この素子では、電気光学効果を有する材料をコアとして、その上下にクラッド層を設けて平面型導波路を形成しており、光はコア層に閉じ込められて導波される。そして、素子の下面全面にはグランド電極が形成されており、上面にはプリズム型電極が形成されている。
【００２７】
この素子では、電極間に電圧がかけられると、グランド電極とプリズム型電極の間に挟まれた電気光学材料のコア部分に電界がかけられ、電極に挟まれた部分の屈折率が電気光学効果によって変化する。つまり、この素子は、電極間に電圧がかけられることにより、プリズム型の屈折率が異なる領域がコア部分にできるため、導波されている光を屈折により曲げることが可能な光偏向素子として機能する。
【００２８】
ここで、光偏向素子は、電気光学材料にかけられる電界に比例して電気光学材料の屈折率が変化するため、電界に比例して光を偏向させることが可能になる。また、電極間隔が近いほど、低電圧で大角度の偏向を行うことが可能になる。
【００２９】
導波路型電気光学偏向素子では、平面型導波路構造を有するため、グランド電極とプリズム型電極の間隔を１０μｍ以下に近接させることが可能となる。従って、光を偏向させるために必要な電圧を数１０Ｖ以下まで低くすることが可能である。よって、導波路型電気光学偏向素子は、高速に変調をかけることが可能となり、条件によっては１ＧＨｚ程度の動作速度を実現することも可能である。
【００３０】
即ち、導波路型電気光学偏向素子によって、直径φの大きな光を低電圧で偏向することができれば、小さな光スポットを高速で広い範囲に移動させることができる。
【００３１】
ただし、導波路型電気光学偏向素子は、光偏向素子自体が平面型導波路構造をしているため、ガウシアンビーム形状のレーザー光をそのまま偏向することはできない。つまり、小さな光スポットを高速で広い範囲に移動させるためには、一旦、レーザー光を平面型導波路に入射し、偏向して出射されるシート状のレーザー光を、断面が略円形となるレーザー光に整形する必要がある。
【００３２】
具体的には、ガウシアンビーム形状のレーザー光をシリンドリカル・レンズによってシート状に絞り、平面型導波路に入射して、偏向して出射されるシート状のレーザー光を、シリンドリカルレンズやアナモルフィック・レンズ等を用いて断面が略円形となるレーザー光に整形する必要がある。この場合、レーザー光の直径φは、平面型導波路におけるレーザー幅ｗとみなすことができ、ｗ＝φとなる。従って、例えば、ｎａ＝０．８５である場合、スキャン距離ｓを±５μｍにするためには、下式６が成り立つようにする。
【００３３】
【数６】
0005613712.tif 000007
【００３４】
従って、光偏向素子の偏向角θが２°である場合には、必要な光偏向素子の素子幅ｗは、下式７のように表される。
【００３５】
【数７】
0005613712.tif 000008
【００３６】
このように、十分に小さな光スポットに対し、十分な距離の移動をさせるためには、光偏向素子として数１００μｍ以上の幅広のレーザー光を偏向することが必須となる。ところが、従来の導波路型電気光学偏向素子では、幅の広いレーザー光を偏向するためには電極を大きくする必要があり、高速動作との両立ができなくなるという問題がある。
【００３７】
具体的には、導波路型電気光学偏向素子における動作周波数を決定している要因として、電極間の電気容量がある。即ち、導波路型電気光学偏向素子は、構造がコンデンサーのようになっているため、その等価回路が、電極の持つ電気容量と、それに直列接続される寄生抵抗とで表される。導波路型電気光学偏向素子に対し、高周波をかけて駆動する場合には、カットオフ周波数（ｆｃ）が下式８のように表される。
【００３８】
【数８】
0005613712.tif 000009
【００３９】
ここで、Ｃは電極間容量、Ｒは直列抵抗成分であり、Ｃは下式９のように表される。
【００４０】
【数９】
0005613712.tif 000010
【００４１】
なお、９式においては、εは電極間の誘電率であり、Ｓは電極面積、ｄは電極間隔である。電界をできるだけ電気光学材料であるコア層に集中させるためには、クラッド層が導電性を有する材料であることが好ましい。クラッド層が導電性を有する材料である場合には、εは実質的にコア層の誘電率となる。
【００４２】
従って、導波路型電気光学偏向素子では、幅の広いレーザー光を偏向させるために電極面積を大きくすると、カットオフ周波数が小さくなってしまい、高速変調が困難になる。また、導波路型電気光学偏向素子は、電極間隔を小さくすると、電極間容量が増えるため、やはりカットオフ周波数が小さくなってしまう。
【００４３】
上述した例のように、ｎａ＝０．８５である場合、スキャン距離ｓを±５μｍにするためには、幅が約５００μｍのレーザー光を低電圧で約２°偏向する必要がある。この場合、例えばコア材料にＬｉＮｂＯ３を用いると、幅が約５００μｍのレーザー光を約２°偏向するために必要な３角形電極（プリズム型電極）のサイズは約５００μｍ×５０００μｍとなる。そして、そのカットオフ周波数は約５ＭＨｚと非常に小さな値になってしまう。
【００４４】
（第１の実施形態）
以下に、添付図面を参照して、光偏向素子の実施の形態を説明する。図１は、第１の実施形態にかかる光偏向素子１の概要を示す構成図である。図１（ａ）は、光偏向素子１の概要を上方から示す上面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した光偏向素子１を矢印Ａの方向から見た側面図である。
【００４５】
光偏向素子１は、電気光学効果を有する誘電体からなるコア１０と、コア１０の上下にクラッド層１２がそれぞれ形成された平面型導波路構造を備える。また、光偏向素子１は、下面側にグランド電極１４が形成されている。また、光偏向素子１は、クラッド層１２の上面側に、クラッド層１２の対角方向に延びる１つの階段状のプリズム電極１６が形成されている。つまり、光偏向素子１は、導波路型電気光学偏向素子となっている。
【００４６】
プリズム電極１６は、レーザー光の入射方向に略直交する複数の直交部、及びレーザー光の入射方向に略平行な複数の平行部がレーザー光の入射側に交互に設けられている。また、プリズム電極１６は、レーザー光の入射方向に対してψの角度で交差する方向に傾斜する直線状の傾斜部がレーザー光の出射側に設けられている。つまり、プリズム電極１６は、入射側が階段状に形成され、出射側が一方向に傾斜するように形成されている。
【００４７】
光偏向素子１において、コア１０は、自発分極方向が平面型導波路構造の厚さ方向に設定されている。具体的には、コア１０は、全体が均一に厚さ方向に対して上、又は下向きに分極するように分極処理がなされている。コア１０は、例えばＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３及びこれらにＭｇＯが添加された材料からなる。また、コア１０は、ＰＬＺＴ（（ＰｂＬａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ３）などであってもよい。
【００４８】
光偏向素子１は、プリズム電極１６とグランド電極１４との間に電圧が印加されると、コア１０のプリズム電極１６とグランド電極１４との間に挟まれる領域（屈折率変化領域）の屈折率が電気光学効果によって変化する。屈折率変化領域の屈折率の変化は、下式１０によって表される。
【００４９】
【数１０】
0005613712.tif 000011
【００５０】
ただし、１０式においては、Δｎは屈折率変化量、ｎ０はコア１０の電界ゼロにおける屈折率、ｒ３３は電気光学定数、Ｖは電極電圧、ｄは電極間距離とする。
【００５１】
プリズム電極１６とグランド電極１４との間に電圧が印加されると、コア１０には、プリズム電極１６の形状に対応する屈折率変化領域と、屈折率の変化しない領域とが形成されるため、屈折率が異なる界面が形成される。ただし、プリズム電極１６は、コア１０に対して、入射側にはレーザー光に略直交する界面（直交面）、及びレーザー光に略平行な界面（平行面）しか形成しない。また、プリズム電極１６は、コア１０に対して、出射側にはレーザー光に対して一方向に傾斜した界面（屈折面）しか形成しない。
【００５２】
入射側に形成されたレーザー光に直交する界面、及びレーザー光に平行な界面では、レーザー光は屈折せずに直進する。レーザー光は、屈折率が異なる界面があっても、界面に対して垂直に入射された場合には屈折せずに直進し、平行な界面には入射されないためである。
【００５３】
一方、出射側に形成される界面は、レーザー光の入射方向に対してψの角度で傾斜しているため、レーザー光を屈折させることにより偏向する。レーザー光の偏向角θは、下式１１に示される値となる。
【００５４】
【数１１】
0005613712.tif 000012
【００５５】
図２は、第１の実施形態にかかる光偏向素子１がレーザー光を偏向する機能を上方から模式的に示した模式図である。なお、図２（ａ）と図２（ｂ）とは、プリズム電極１６に印加される電圧がそれぞれ逆になっている。図２において左側から入射されたレーザー光は、プリズム電極１６とグランド電極１４とに挟まれる領域の出射側で一方向（偏向角θ）に偏向される。また、レーザー光の干渉なども生じない。
【００５６】
このように、光偏向素子１は、１つの大きな直角三角形からなる電極よりも小さな電極面積で幅ｗの広いレーザー光を略均一に偏向させるので、小さな光スポットに対して、高速で長い距離の移動をさせることを可能にする。
【００５７】
サイズの具体例として、例えば、プリズム電極１６は、レーザー光の入射方向に略直交する幅２０μｍの直交部、及びレーザー光の入射方向に略平行な幅１２０μｍの平行部がレーザー光の入射側に交互に設けられる。また、プリズム電極１６は、レーザー光の入射方向に対して９．４６°の角度で交差する方向に傾斜する直線状の傾斜部がレーザー光の出射側に設けられる。
【００５８】
プリズム電極１６は、直交部が３０カ所設けられ、５００μｍ幅のレーザー光を偏向することを可能にされている。この場合、例えばプリズム電極１６に対して５０Ｖの電圧が印加されると、光偏向素子１に入射される幅５００μｍのレーザー光は、１．４°の偏向がなされる。このレーザー光をｎａが０．８５のレンズで光スポットに集光すれば、±３．８μｍの幅のスキャン量を得ることができる。また、プリズム電極１６とグランド電極１４とによる容量は７ｐＦとなり、カットオフ周波数は３２５ＭＨｚとなっている。
【００５９】
また、他のサイズの具体例として、例えば、プリズム電極１６は、レーザー光の入射方向に略直交する幅２０μｍの直交部、及びレーザー光の入射方向に略平行な幅６０μｍの平行部がレーザー光の入射側に交互に設けられる。また、プリズム電極１６は、レーザー光の入射方向に対して１８．４°の角度で交差する方向に傾斜する直線状の傾斜部がレーザー光の出射側に設けられる。
【００６０】
プリズム電極１６は、直交部が４０カ所設けられ、３００μｍ幅のレーザー光を偏向することを可能にされている。この場合、例えばプリズム電極１６に対して５０Ｖの電圧が印加されると、光偏向素子１に入射される幅３００μｍのレーザー光は、０．７°の偏向がなされる。このレーザー光をｎａが０．８５のレンズで光スポットに集光すれば、±１．１μｍの幅のスキャン量を得ることができる。また、プリズム電極１６とグランド電極１４とによる容量は２．３ｐＦとなり、カットオフ周波数は９７２ＭＨｚとなっている。つまり、光偏向素子１は、±１．１μｍのスキャン量では略１ＧＨｚの周波数でレーザー光を偏向することも可能とする。
【００６１】
（第１の比較例）
図３は、光偏向素子１に対する比較例の光偏向素子の概要を示す構成図である。なお、図３に示した比較例の光偏向素子において、図１に示した光偏向素子１の構成と実質的に同一の構成には、同一の符号が付してある。図３に示すように、比較例の光偏向素子は、１種類の例えばプリズム電極１８が上面に複数並べられた構成になっている。つまり、第１の比較例では、直角三角形に形成された電極の斜辺が１方向に傾斜している。
【００６２】
図４は、図３に示した比較例の光偏向素子がレーザー光を偏向した状態を上方から模式的に示した模式図である。なお、図４（ａ）と図４（ｂ）とは、プリズム電極１８に印加される電圧がそれぞれ逆になっている。図４（ａ）に示すように、比較例の光偏向素子は、１つのプリズム電極１８が形成する屈折率変化領域が偏向したレーザー光が、他のプリズム電極１８が形成する屈折率変化領域に再び入射される。また、図４（ｂ）に示すように、比較例の光偏向素子では、レーザー光を偏向する方向によっては、偏向したレーザー光に暗部（影）が生じる。つまり、比較例の光偏向素子では、全体として均一なレーザー光の偏向状態を得ることができず、回折限界に近いスポットサイズにレーザー光を収束させることが困難となる。
【００６３】
（第２の比較例）
第２の比較例では、図３に示した第１の比較例と同様に、直角三角形に形成された電極の斜辺が１方向にのみ傾斜しているものとする。ただし、第２の比較例においては、１つの直角三角形の電極のみ（図示せず）によって、入射されるレーザー光を偏向するものとする。具体的には、プリズム電極１８として短辺が６００μｍ、長辺が３６００μｍ、鋭角ψが９．４６°である１つの直角三角形の電極が設けられ、５００μｍ幅のレーザー光を偏向することを可能にされる。ここで、第２の比較例において、例えば１つのプリズム電極１８に対して５０Ｖの電圧が印加されると、入射される幅５００μｍのレーザー光は、１．４°の偏向がなされる。このレーザー光をｎａが０．８５のレンズで光スポットに集光すれば、±３．８μｍの幅のスキャン量を得ることができる。しかしながら、プリズム電極１８とグランド電極１４とによる容量は２１０ｐＦと大きくなってしまい、カットオフ周波数は１０．８ＭＨｚとなって、第１の実施形態にかかる光偏向素子１に対して１桁から２桁近く遅くなってしまう。
【００６４】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態にかかる光偏向素子２の概要を示す構成図である。図５（ａ）は、光偏向素子２の概要を上方から示す上面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した光偏向素子２を矢印Ａの方向から見た側面図である。なお、図５に示した光偏向素子２において、図１に示した光偏向素子１の構成と実質的に同一の構成には、同一の符号が付してある。
【００６５】
光偏向素子２は、基本構造が光偏向素子１と同様に導波路型電気光学偏向素子となっている。コア１０は、自発分極方向が平面型導波路構造の厚さ方向に設定されている。
【００６６】
光偏向素子２は、コア１０となる例えばＬｉＮｂＯ３：ＭｇＯ単結晶基板に対し、熱膨張率の差が小さいステンレス基板２０が貼り付けられた後、研磨によって厚さ２μｍまで薄く削られて形成される。なお、光偏向素子２は、図１に示したクラッド層１２が設けられておらず、ＬｉＮｂＯ３：ＭｇＯの単一スラブ導波路構造となっている。また、光偏向素子２は、ステンレス基板２０がグランド電極となっている。
【００６７】
また、光偏向素子２は、２μｍまで削られた後に、リフトオフ・プロセスによってコア１０の上面にプリズム電極２２が形成されている。プリズム電極２２は、図１に示したプリズム電極１６と同様の階段状の電極である。
【００６８】
プリズム電極２２は、レーザー光の入射方向に略直交する幅５０μｍの直交部、及びレーザー光の入射方向に略平行な幅３００μｍの平行部がレーザー光の入射側に交互に設けられている。また、プリズム電極２２は、レーザー光の入射方向に対して９．４６°の角度で交差する方向に傾斜する直線状の傾斜部がレーザー光の出射側に設けられている。
【００６９】
プリズム電極２２は、直交部が１２カ所設けられ、５００μｍ幅のレーザー光を偏向することを可能にされている。プリズム電極２２は、例えば１０ｎｍのＣｒと、５０ｎｍのＡｕとの２層構造にされている。
【００７０】
光偏向素子２において、例えばプリズム電極２２に対して５０Ｖの電圧が印加されると、光偏向素子２に入射される幅５００μｍのレーザー光は、１．４°の偏向がなされる。また、プリズム電極２２とグランド電極１４とによる容量は１７．５ｐＦとなり、カットオフ周波数は１３０ＭＨｚとなっている。
【００７１】
次に、光偏向素子１（光偏向素子２）を用いて、光スポットを移動させる（スキャンさせる）構成例について説明する。
【００７２】
図６は、光スポットを移動させる第１の構成例を示す図である。図６に示すように、例えば青色ＬＤ（レーザーダイオード）４０が射出したレーザー光は、アナモルフィック・レンズ４２により直径５００μｍのビーム状にコリメートされる。コリメートされたレーザー光は、シリンドリカル・レンズ４４によりシート状に絞られて偏向器４６に入射される。
【００７３】
偏向器４６は、光偏向素子１（光偏向素子２）を有し、図示しない電源部から印加される電圧に応じてレーザー光を偏向させて出射する。偏向器４６が出射したレーザー光は、シート状であり、光偏向素子１の平面導波路に対して垂直方向に発散している。アナモルフィック・レンズ４８は、偏向器４６が出射したレーザー光を断面が略円形になるように整形する。アナモルフィック・レンズ４８が整形したレーザー光は、コリメータレンズ５０を通ってｎａが０．８５の対物レンズ５２に入射される。対物レンズ５２は、焦点面上に光スポットを形成する。
【００７４】
例えば、光偏向素子１を備えた偏向器４６は、５０Ｖの駆動電圧で直径５００μｍにコリメートされたレーザー光を１．４°偏向することができるため、焦点面上では±３．８μｍのスキャン距離を実現する。
【００７５】
図７は、光スポットを移動させる第２の構成例としての光ディスク装置（光ディスクドライブ）の概要を示す構成図である。光ディスク装置は、図示しないスピンドルモータなどの回転機構によって回転させられるＢＤ（Blue-ray  Disc）などの光ディスクのトラックに対し、データの書込み又は読出しを行う。
【００７６】
光ディスク装置は、ＬＤ６０、カップリング・レンズ６２、偏向器６４、凹レンズ６６、ビームスプリッタ６８、コリメータ７０、立上げミラー７２、ホログラムレンズ７４、アパーチャ７６、対物レンズ７８、光量モニタ８０、ホログラムフィルタ８２、集光レンズ８４及びフォトダイオード列８６を有する。
【００７７】
ＬＤ６０は、例えば青色レーザーダイオードであり、レーザー光を発生させ、カップリング・レンズ６２に対して照射する。カップリング・レンズ６２は、例えばシリンドリカル・レンズなどであり、ＬＤ６０が照射したレーザー光をシート状（線状）に絞り、偏向器６４へ導く。
【００７８】
偏向器６４は、光偏向素子１（光偏向素子２）を有し、図示しない電源部から印加される電圧に応じてレーザー光を偏向する。凹レンズ６６は、偏向器６４が偏向したレーザー光を断面が略円形になるように整形し、ビームスプリッタ６８へ導く。
【００７９】
ビームスプリッタ６８は、凹レンズ６６から導かれたレーザー光の一部をコリメータ７０に向けて反射させる。また、ビームスプリッタ６８は、ＬＤ６０からのレーザー光と、光ディスクにより反射されたレーザー光との分離も行う。コリメータ７０は、ビームスプリッタ６８から入射されるレーザー光を平行光線にする。
【００８０】
立上げミラー７２は、コリメータ７０から出射されるレーザー光を光ディスク（ＯＤ：optical  disk）に向けて反射させる。ホログラムレンズ７４は、ＬＤ６０からのレーザー光と、光ディスクにより反射されたレーザー光との分離を行う。アパーチャ７６は、レーザー光を絞るように設定されている。対物レンズ７８は、光ディスクのトラックに対して、レーザー光を収束させ、データの書込み又は読出しに用いる光スポットを形成する。光量モニタ８０は、レーザー光の光量のモニタリングを行う。
【００８１】
光ディスクにより反射されたレーザー光は、立上げミラー７２により反射され、コリメータ７０、ビームスプリッタ６８を通ってホログラムフィルタ８２へ導かれる。ホログラムフィルタ８２は、光ディスクにより反射されたレーザー光の整形を行い、光ディスクにより反射されたレーザー光を集光レンズ８４に導く。集光レンズ８４は、ホログラムフィルタ８２から入射されたレーザー光をフォトダイオード列８６に収束させる。フォトダイオード列８６が受光したレーザー光は、電気信号に変換されて、偏向器６４の制御などに用いられる。
【００８２】
図７に示した光ディスク装置は、図６に示した対物レンズ５２と同様に、対物レンズ７８のｎａが０．８５とされており、光ディスク上では±３．８μｍのスキャンを行うことが可能にされている。よって、０．３μｍピッチで記録されている記録トラックを１スキャンで２５トラック分読出すことが可能にされている。
【００８３】
つまり、光偏向素子１を有する光ディスク装置は、ブルーレイディスクの２倍速に相当する７２Ｍｂｐｓを単一トラックから得られる速度で光ディスクを回転させておきながら、２５トラックをスキャンして並列に読出すことにより、１．８Ｇｂｐｓの読出し速度を可能にしている。
【００８４】
なお、光偏向素子１（光偏向素子２）は、製造上の都合又は設定などにより、プリズム電極１６（プリズム電極２２）の直交部がレーザー光の入射方向に対して僅かにずれて直交しなくても許容可能にされ得る。また、プリズム電極１６（プリズム電極２２）の平行部がレーザー光の入射方向に対して僅かにずれて平行にならなくても許容可能にされ得る。
【００８５】
以上説明した実施形態によれば、１つの大きな直角三角形からなる電極よりも小さな電極面積で幅の広いレーザー光を干渉させることなく偏向させることができるので、光スポットを高速で偏向させることが可能になる。
【００８６】
また、本発明の実施形態を複数の組み合わせによって説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規の実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８７】
１，２  光偏向素子
１０  コア
１２  クラッド層
１４  グランド電極
１６，２２  プリズム電極
２０  ステンレス基板
４６  偏向器
６０  ＬＤ
６２  カップリング・レンズ
６４  偏向器
６６  凹レンズ
６８  ビームスプリッタ
７０  コリメータ
７２  立上げミラー
７４  ホログラムレンズ
７６  アパーチャ
７８  対物レンズ
８０  光量モニタ
８２  ホログラムフィルタ
８４  集光レンズ
８６  フォトダイオード列
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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