CN1719283A

CN1719283A - 多带通滤波器

Info

Publication number: CN1719283A
Application number: CNA2005100844557A
Authority: CN
Inventors: 上川尚
Original assignee: YAMAICHI OPTICAL INDUSTRY Co Ltd; Yamaichi Electronics Co Ltd
Current assignee: YAMAICHI OPTICAL INDUSTRY Co Ltd; Yamaichi Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-07-09
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2025-07-08
Also published as: JP2006023601A; CN100501452C; US7227691B2; US20060007547A1; JP4401880B2

Abstract

提供一种传输多个不同波长区的多带通滤波器，为供远程通信和光学之用，它们在带通和截止带之间的截止深度应该足够大。一种多带通滤波器包括通过镜面层，间隔层等设置在基底2上的薄膜叠合层部分3，具有不同折射率的两种电介质，其光学薄膜厚度作为一个单元是1/4参考波长，以便形成多个法布里－珀罗干涉仪结构，其中该薄膜叠合层部分有一种具有用于叠合关系的结构，即[M₀C₁M₁…C_iM_i (T)]^k或[M₀C₁M₁…C_iM_i]^k (此处I和k是不小于2的整数，电介质薄膜由X和Y表示，镜面层由M表示，间隔层由C表示，和匹配层由T表示，以及M是单独层，其薄膜的光学薄膜厚度为1/4参考波长的奇数倍，或者由不同的电介质X，Y的[2p+1]X，(2q+1)Y，…)来表示的交替薄层(此处p，q，…是0或正整数)；C是单独层，其薄膜的光学薄膜厚度为1/4参考波长的偶数倍，或者由不同电介质X和Y的[(2r)Y，(2s)X…]来表示的交替薄层(此处r，s，…是零或正整数)，以及T是单独层，其薄膜的光学薄膜厚度为1/4参考波长的奇数倍。

Description

多带通滤波器

技术领域

本发明涉及一种在多个波长区中具有通带的多带通滤波器。

背景技术

众所周知，在用于光通信的光纤传输系统中所必要的光信号是通过波分多路复用系统(WDM)来有效地传输的。在该系统中多种具有不同波长区的光，通过光的波长多路复用器经一根光纤光缆被同时传送，该多路复用器是一种采用有效地利用光的干涉滤波器的滤波型带通滤波器，然后又通过具有与光的复用器相同结构的信号解调制器把这些光分成各个波长区的光。但是，为了保证极好的传输，该多路调制和解调制有必要在准备好对应于多个波长区的带通滤波器的情况下才能进行。

例如，如图43所示，把从包括四种波长λ₁、λ₂、λ₃和λ₄的光中分离出两种波长λ₂和λ₃的光波长信号解调制器101具有的结构是，把四根光纤102分别经过垫套104和透镜105装在玻璃块103的两个相对的侧面上，而把对应于待分离的波长λ₂和λ₃的第一带通滤波器106和第二带通滤波器107分别装在垫套104和玻璃块103之间的预定位置上。在该图中，在光轴由短划线指出和光的传输方向由箭头指出的情况下，在光的波长信号解调制器101中，从经过一根光纤102传送，包括四种波长λ₁、λ₂、λ₃和λ₄的光中，由第一带通滤波器部分106分离出波长λ₂的光，并由第二带通滤波器部分107分离出波长λ₃的光。该光的波长多路复用器(MUX)具有与光的波长解调制器(DeMUX)同样的结构，但是它的光传输方向与解调制器的光传输方向相反。

所以，在通过一根光纤光缆同时传输具有多个不同波长区的光的情况下，就要求准备对应于各个波长区的带通滤波器，并又能进行光信号极好的传输。对于在上面提到的要求，已经提出一种传输多种具有不同波长区的光滤波器，例如，一种具有两个传输带和三个阻通带的滤波器，它能传输两个不同波长区的光(例如，参考专利文件1)。对于能多路调制或解调制多种具有不同波长区的光的滤波器来说，有必要使有关的不同波长区之间的截止深度充分地大和高度可靠，这是因为如果截止深度不够充分，则得产生相互干扰而使通信质量变坏。

另一方面，对用于彩色电视机等的彩色图像的图像拾取，目标图像被解调制为蓝、绿和红色的光。然后，蓝、绿和红色的图像信号通过所装对应于各种彩色的装置来获得。利用一种用于各种彩色的彩色解调制棱镜和补偿滤波器，把目标图像解调制成蓝、绿和红色。因为在彩色解调制棱镜上形成的两色性薄膜，不能靠它本身来充分地完成彩色解调制，所以，采用补偿滤波器以供完美的彩色解调制之用。对于这样的补偿滤波器，已经发展了一种具有能传输例如蓝、绿和红色的波长区，但截止其余波长区的多个传输区的滤波器(例如，专利文件2和专利文件3)。

即使一滤波器传输蓝、绿和红色的波长区，但是有关的传输带之间的截止深度应为足够大，这仍然是必要的。此外，即使一滤波器能进行彩色解调制，仍然要求能完成使其彩色解调制和具有高保真度的彩色重现。

专利文件1：日本专利公告平成5-26162

专利文件2：日本专利公告昭和60-38682

专利文件3：日本专利公告昭和60-38683

发明内容

由本发明待解决的问题

根据上面所提到的情况来实施本发明，并意欲提供一种高度可靠的，在多个传输带之间具有充分截止深度的多带通滤波器，这多带通滤波器能通过一个滤波器确实地解调制多种具有不同波长区的光，并在例如光通信的WDM系统中进行多路调制和解调制，还要提供在图像和彩色领域中的有关三原色的滤波器。

解决问题的方法

根据本发明的多带通滤波器包括对目标光是透明的基底，以及电镜面层，间隔层和如需要还有匹配层形成的叠合层部段的薄膜，包括两种彼此不同的电介质，作为一个单元叠合在基底上，其光学薄膜的厚度为1/4参考波长，以形成多个法布里-珀罗干涉仪的结构，其中，叠合层部段的薄膜具有由叠合的基本公式：

[M₀C₁M₁…C_iM_i(T)]^k或[M₀C₁M₁…C_iM_i]^k所表示的结构，此处i和k是不小于2的整数，而电介质薄膜由X和Y表示，镜面层由M表示；间隔层由C表示；以及匹配层由T表示，此处

M是单独层，其薄膜的光学薄膜厚度为参考波长的奇数倍，或者由不同电介质X和Y的[2p+1]X，(2q+1)Y，…]所表示的一种交替的薄层(此处p，q，…分别是零或正整数)；

C是单独层，其薄膜的光学薄膜厚度为1/4参考波长的偶数倍，或者由不同电介质X和Y的[(2r)Y，(2s)X，…]所表示的一种交替的薄层(此处，r，s…分别是零或正整数)；

T是一单独层，其薄膜的光学薄膜厚度为1/4参考波长的奇数倍。

这多带通滤波器的特点还在于，具有1/4参考波长偶数倍厚度的电介质X和Y中的至少一种被单独或多于一个地插入由基本公式所表示的结构的任意位置中。

这多带通滤波器的特点还在于，叠合层部段的薄膜包括不是在基底侧，就是在表面侧或两个侧面上设置数层的匹配层，或是在两侧上设置数层匹配层去增加带通的透射、减少带通的反射和波纹。通常，该薄膜的外侧是空气或光纤。

这多带通滤波器的特点还有于，用于使与叠合层部段的薄膜的外侧匹配的匹配层包括与基本块[M₀C₁M₁…C_iM_i(T)]的数目相等或更多的电介质薄膜。

这多带通滤波器的特点还在于，这参考波长为1450nm，i和k不小于2。

这多带通滤波器的特点还在于，构成镜面层M和间隔层C的电介质的一部分或者全体由与电介质X和Y不同的第三电介质来替代，或者在镜面层M或中空层C中的电介质的一部分或全体由与不同于用于构成叠合层部段薄膜的电介质X和Y的第三电介质和第四电介质来替代构成多元电介质构造。

根据本发明的多带通滤波器包括对目标光是透明的基底，以及由镜面面层，间隔层和匹配层形成的叠合层部段的薄膜，包括两种彼此不同的电介质，作为一个单元叠合在基底上，其光学薄膜厚度为1/4参考波长，以形成多个法布里-珀罗干涉仪的结构，其中这参考波长对应于可见光，且当电介质薄膜由X和Y来表示，和镜面层由M来表示时，则叠合层部段的薄膜由：

[M₀(2eY)M₁(2fY)M₂(2gY)M₃(Y)]^k，或[M₄(2eY)(2fX)(2gY)M₅(Y)]^k，或[M₆(2eY)M₇(2fX)M₈(2gY)M₉(X)]^k，来表示，此处M₀到M₅是X，XYX，XYXYX，XYXYXYX中的一个；M₆，M₈是YX，YXYX，YXYXYX中的一个，而M₇，M₉则是XY，XYXY，XYXYXY中的一个；e，f和g是不小于1的整数；k是不小于2的整数；而所形成的透射特性曲线中三个透射峰值的中央波长分别等于三原色，即蓝，绿和红色的波长。

根据本发明的多带通滤波器还包括：

对目标光是透明的基底和叠合层部段的薄膜，这薄膜包括具有光学薄膜厚度为(532/4)nm的较高折射率的电介质薄膜，和具有光学薄膜厚度为(432/4)nm的较低折射率的电介质薄膜，这两种薄膜交替地叠合，当较高折射率薄膜和较低折射率薄膜中的一种由X表示，而另一种由Y表示时，叠合层部段的薄膜由

[X(2Y)X(2Y)X(2Y)X(Y)]^k来表示，此处k是不小于2的整数。

这多带通滤波器的特点还在于，较高折射率薄膜是X，较低折射率的薄膜是Y，而k是6。

这多带通滤波器的特征还在于较高折射率的薄膜是由TiO₂，Ta₂O₅，ZrO₂，Nb₂O₅，Al₂O₃中的一个所形成，而较低折射率的薄膜是由SiO₂形成的。

本发明的效果

正如上述说明的那样，本发明可保证在多个带通之间的截止深度是充分大的，并可通过单个多带通滤波器进行分波和合波。因此，本发明可为WDM系统提供高可靠性的滤光片。而且，因为本发明可提供同时传输蓝、绿和红色的三原色的多带通滤波器，所以本发明对诸如显示器和数字相机的成像，和诸如摄影术和照相机的着色有关的光学是有效的。

附图说明

图1是本发明第一示例的横截面示意图；

图2是解释有关本发明的应用形式的图解，其中图2(a)上示出用多带通滤波器进行合波的图解，而图2(b)是示出用多带通滤波器进行分波的图解；

图3是示出有关本发明第一示例的基本结构的横截面视图；

图4是示出对于本发明第一示例的基本结构的透射特性图；

图5是示出对于本发明第一示例的第一实施例的横截面视图；

图6是示出对于本发明第第一示例的第一实施例的透射特性图；

图7是示出对于本发明第一示例的第二实施例的横截面视图；

图8是示出对于本发明第一示例的第二实施例的透射特性图；

图9是示出对于本发明第一示例的第三实施例的透射特性图；

图10是示出对于本发明第一示例的第三实施例的透射特性图；

图11是示出对于本发明第一示例的第四实施例的透射特性图；

图12是示出对于本发明第一示例的第一变化形式的透射特性图；

图13是示出对于本发明第一示例的第二变化形式的透射特性图；

图14是示出对于本发明第一示例的第三变化形式的透射特性图；

图15是示出有关本发明第二示例的基本结构的横截面视图；

图16是示出对于本发明第二示例的基本结构的透射特性图；

图17是示出对于本发明第二示例的第一实施例的横截面视图；

图18是示出对于本发明第二示例的第一实施例的透射特性图；

图19是示出对于本发明第二示例的第二实施例的透射特性图；

图20是示出对于本发明第二示例的第三实施例的透射特性图；

图21是示出对于本发明第二示例的第四实施例的透射特性图；

图22是示出有关本发明第三示例的基本结构的横截面视图；

图23是示出本发明第三示例的横截面视图；

图24是示出本发明第三示例的透射特性图；

图25是示出本发明第四示例的横截面视图；

图26是示出本发明第四示例的薄膜结构图；

图27是示出本发明第四示例的透射特性图；

图28是示出有关本发明第五示例的基本结构图解，其中图28(a)是示出薄膜结构的图解，而图28(b)是其横截面视图；

图29是示出本发明第五示例的薄膜结构图；

图30是示出本发明第五示例的横截面视图；

图31是示出本发明第五示例的透射特性图；

图32是示出有关本发明第六示例的基本结构图，其中图32(a)是示出薄膜结构的图，而图32(b)是其横截面视图；

图33是示出本发明第六示例的薄膜结构图；

图34是示出本发明第六示例的横截面视图；

图35是示出本发明第六示例的透射特性图；

图36是示出有关本发明第七示例的基本结构的图，其中图36(a)是示出薄膜的结构图，而图36(b)是其横截面视图；

图37是示出本发明第七示例的薄膜的结构图；

图38是示出本发明第七示例的横截面视图；

图39是示出本发明第七示例的透射特性图；

图40是示出本发明第八示例的透射特性图；

图41是示出本发明第九示例的透射特性图；

图42是示出本发明第十示例和第十一示例的透射特性图；以及

图43是示出常规技术的横截面视图。

标记说明

2，2a，2b：基底

3，3a，5a，8a，12，15a，18a，21a：叠合层部分的薄膜

4a，6，9，16，19，22：基本块

13：空气侧匹配层

14：基底侧匹配层

C：间隔层

L：较低折射率的薄膜

H：较高折射率的薄膜

M：镜面层

T：匹配层

具体实施方式

将在下文，参考附图解释本发明的几个实施例。例如，正如在示出示意的横截面视图的图1中所示，本发明的多带通滤波器1是一种由电介质粗成的多层滤波器，它包括对从红外到紫外范围的目标光是透明的基底2，以及叠合在基底3上的成层状结构部分的薄膜3，该部分形成法布里-珀罗(FP)干涉仪，它具有镜面部分，间隔部分，且如果需要，还有匹配部分。这些部分包括两种或更多的具有不同折射率和不同材料的电介质，以其光学薄膜厚度等于1/4参考波长的作为一个单元被叠合。基底2要根据其用途，从碱性较小的玻璃即硼硅玻璃的白色档板玻璃，主要由二氧化硅组成的熔融石英即石英晶体，或者BK7(商品名称)，WHS-13(商品名称)，WMS-15(商品名称)的光学玻璃，蓝宝石，LiNbO₃，CaF₂，硅，半导体基底，合成树脂，以及玻璃光纤边缘表面中来挑选。

对于在基底2上形成的成层状结构部分的薄膜3的较高折射率薄膜H和较低折射率薄膜L来说，在TiO₂，Y₂O₃，Ta₂O₅，ZrO，ZrO₃，Si，ZnS，HfO₂，Ge，Nd₂O₆，Nb₂O₅，CeO₂，ZnO，Fe₂O₃，SiO₂，MgF₂，AlF₃，CaF₂，LiF，Na₃AlF₆，Na₅Al₃F₁₄，Al₂O₃，CeF₃，MgO，LaF₃，PbF₂，NdF₃，或其任意的混合物中至少挑选两种材料。然后把在这里被选定的材料，通过真空沉积，溅射，或离子镀的PVD方法(物理气相外延)，例如，电阻加热沉积，电子束(EB)加热沉积，射频(RF)加热沉积，激光束加热沉积，离子化溅射，离子束溅射，等离子体溅射，离子辅助方法，或酸根辅助溅射中的任何一种方法捋所定的膜厚度交替地镀到基底上。

层状结构部分的薄膜3的结构如下。

就是说，在电介质薄膜中，当目标光的波长为λ时，则各光学薄膜的厚度为λ/4。当各电介质薄膜是X或Y；镜面层是M；间隔层是C；和匹配层是T时，在这些叠合层之间的关系的基本公式是

[M₀C₁M₁…C_iM_i(T)]^k或[M₀C₁M₁…C_iM_i]^k此处i和k是不小于2的整数，而M和C和T则具有下面的结构：

M是单独层，它具有其光学薄膜厚度等于1/4参考波长的奇数倍的薄膜，或者由[(2p+1)X，(2q+1)Y，…]的奇数倍(此处p，q，…是零或整数)所表示的不同电介质X和Y的交替层，(例如，X，Y，XYX，YX，3XYX5Y，…等)。

C是单独层，它具有其光学薄膜厚度等于1/4参考波长的偶数倍的薄膜，或者由[(2r)Y，(2s)X，…]的偶数倍(此处r，s，是零或正整数)所表示的不同电介质X和Y的交替层(例如，2X，2Y，2X4Y，2Y2X2Y，…等)。

T是单独层，它具有其光学薄膜厚度等于1/4参考波长的奇数倍的薄膜(这薄层是调节在相邻的基本块(单一的基本程式结构)之间的相位，且如果M₀的起始层和M_i的终止层是相同电介质材料时，T作为调节层是必需的)。

从上面的基本结构出发，可把单个或多个具有1/4参考波长的偶数倍厚度的电介质X和Y中的至少一个或数个插入到基本程序结构中的任意位置。

在上面提到的镜面层M，间隔层C，和匹配层T之间的叠合关系的基本程式[M₀C₁M₁C₂M₂…M_(i-1)C_iM_i(T)]^k中，包括了多个FP干涉仪结构的重复。如果i≥2，镜面层M是3或更多；间隔层C是2或更多。基本块(在基本公式的括号[]内的部分)具有两个或更多的FP干涉仪结构，此处镜面层M1由M₀C₁M₁和M₁C₂M₂的这两个FP干涉仪所共有。

在由上面提到的基本公式所表示的电介质薄膜的交替地叠合层之结构中，这镜面层M和间隔层C都可由数层电介质薄膜构成。当它们被彼此相邻地放置时，在镜面层M中最外层的电介质应与在间隔层C中最外层的电介质不同，反之亦然。对于镜面M₀和M_i来说，一个是放在基本块的起始处，另一个则放在终端处，如果在最外侧，它们具有相同的电介质层，则重复之后，邻接的相同薄层它们本身就会成为具有X或Y偶数倍厚度的薄层。为避免上面不必要的间隔层的形成，在这种场合下就必须引入具有X或Y的奇数倍厚度的单一匹配层T。

在基本块中间隔层C的数目恰好等于在透射特性曲线中的峰数。因为参考波长是多带通滤波器的中央波长，所以，如果间隔层C的数目是奇数，那么在透射特性曲线中的中央波长λ处产生一个波峰，而如果这数目是偶数，则产生一个波谷。

另外，当横轴为频率或者波数时，多带滤波器的频谱形状成为是对称的(实际上，严格地讲，由于电介质材料的色散性，至使它有点不对称)，所以，当横轴代表波长时，在长波长侧的波峰是较宽的，而在较短波长带侧的波峰是较狭的。如果把间隔层C的厚度增加一倍，则透射峰的半宽(FWHM)变狭，且两波峰之间的距离也变得较狭。镜面层M的层数越多，则透射峰的FWHM变得越狭。另外，基本块的重复数越多，在峰的中央处的透射区和阻止区之间的截止深度越大。与此相适应，在把上面的诸因素适当地设定之后，就可获得适用于这目的的多带通滤波器。

如果在基本块中，除匹配层T之外，镜面层M和间隔层C的各层膜的厚度作为一行数字来整理，则当这一行数字成为对称时，基本块的峰透射率成为最高。

例如，对[M₀C₁M₁C₂M₂(T)]来说，如果M₀＝(XYX)，M₁＝(XYXYX)，M₂＝(XYX)，C₁＝C₂＝(2Y)，和T＝Y，则这一行数字是[1112111112111]，于是，峰透射率成为最高。

例如，对[M₀C₁M₁C₂M₂]来说，如果M₀＝M₂＝(XY)，M₁＝(YXYX)，C₁＝(4X)，以及C₂＝(4Y)，于是这一行数字是[1141111411]，此时峰透射率成为最高。

待插入的电介质X和Y的厚度被限制于为λ/4的偶数倍。如果它被引入到镜面层M中，间隔层C的数目不改变，则峰的数目亦不改变，但是，峰的位值和FWHM稍有变化。当它被引入到间隔层C里面时，峰的数目可能会增加。

例如，如果把(2Y)引入到(XYX)，它变为(X3YX)，峰的数目不改变。

例如，把(2X)或(2Y)中的任何一个引入到(X2Y2XY)的中央，它变成(X2Y4XY)或(X4Y2XY)，中空层C的数目不改变。但是把(2X)和(2Y)同时引入，它变成(X2Y2X2Y2XY)。当在所有的间隔层C中进行引入时，峰的数目捋会增加。

在基本块的间隔层C，镜面层M和匹配层T中的一部分用不同于电介质X和Y的第三电介质和第四电介质互换的场合下，峰的数目不改变，但峰的位置和FWHM会被改变。

如果如此构成的多带通滤波器1，从基本公式出发，例如i＝2的叠合层薄膜3，使两种不同波长区的光(波长为λ₂和λ₄的光)透射，具有两个透射带的双峰特性，可进行如图2所示的分波和合波。例如，波长为λ₂和λ₄之光，以0到30°的预定入射角入射到多带滤波器1的表面上，波长为λ₁，λ₃和λ₅的光，从如图2(b)所示的背侧以预定的入射角入射在其上，由此可获得波长为λ₁，λ₂，λ₃，λ₄和λ₅的合波。当波长为λ₁，λ₂，λ₃，λ₄和λ₅的光，以如图2(b)所示的预定入射角到多带通滤波器的表面上时，波长为λ₂和λ₄的光，经过与上面相同的方向通过，而波长为λ₁，λ₃和λ₅的光，则在其另外的方向上被反射，从而完成信号的分波。

将在下文，参考附图来解释几个包括具有上面所提到结构的多带通滤波器之几种实施例。

首先，将利用图3到图14来解释第一示例实施例。图3是示出该基本结构的横截面视图；图4是示出这种基本结构的透射特性图；图5是示出这第一实施例的横截面视图；图6是示出第一实施例的透射特性图；图7是示出第二实施例的横截面视图；图8是示出这第二实施例的透射特性图；图9是示出第三实施例的透射特性图；图10是示出第四实施例的横截面视图；图11是示出这第四实施例的透射特性图；图12是示出对于第一变化形式的透射特性图；图13是示出对于第二变化形式的透射特性图；图14是示出对于第三变化形式的透射特性图。

因为本实施例，其所有的M和C分别是相同的(M₀＝M₁＝M_i，C₁＝…＝C_i)，所以在上面提到的基本程式(M₀C₁M₁…C_iM_i(T))^k由[M(CM)ⁱT]^k来表示。本实施例这个示例是以具有如图3和图4分别所示的基本结构和透射特性的一种滤波器，当i＝2时，具有两个透射带。这基本结构由如下的方式形成。

在图3和图4中，2a是由具有折射率n＝1.52的玻璃形成的基底，在其上表面设置薄膜叠合层部分3a。薄膜叠合层部分3a包括具有折射率n为2.22，和光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝1450nm的电介质材料TiO₂的较高折射率薄膜H，以及具有折射率n为1.44和光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝1450nm的电介质材料SiO₂的较高折射率薄膜L。较高折射率薄膜H和较低折射率薄膜L被交替的叠合而形成薄膜结构，这结构分别将在基本公式中的X和Y换成H和L，如在图3中所示。

薄膜叠合层部分3a具有的结构是这样来配置的，即设置具有较高折射率的薄膜H和较低折射率的薄膜L，按H，L，H交替地叠合的镜面层M，和具有光学薄膜厚度为(2×λ/4)，用2L表示的较低折射率薄膜L的间隔层C，插入镜面层M之间。而且，间隔层C和镜面层M的组合被重复两次之后，在这个结构和在基底2a的中间，設有较低折射率薄膜L的单一层的匹配层T，从而构成一基本块4a。这基本块4a由[M(CM)²T]¹来表示，(此处，M＝H，L，H，C＝2L，T＝L)。其透射特性成为双峰特性，其中在参考波长λ＝1450nm处的透射率是低的，并在如图4所示的其两侧处都具有较高透射率的透射区。

在下面提到的这个示例的各示例中，都具有在基底2a上重复设置的基本块4a。

图5和图6是用来解释第一示例发明的第一实施例。多带通滤波器1a₁是在基底2a上，用在上面提到的基本块4a重复设置两次的薄膜叠合层部分3a₁的结构，并由[M(CM)²T]²来表示，(此处M＝H，L，H，C＝2L，T＝L)。其在参考波长λ处的透射特性是低的，并在如图6所示的其两侧处，都具有较高透射率的透射区。较高透射率的波长区与较低透射率的波长区是充分分离的，使在透射带和阻通带之间的截止深度是足够大的。多带通滤波器1a₁，在约为1380nm和1540nm的两个波长区中，具有良好的透射带。

参考图7和图8，将解释本示例的第二实施例。多带通滤波器1a₂具有在基底2a上，用在上面提到的基本块4a重复设置三次的薄膜叠合层部分3a₂的结构，并由[M(CM)²T]³来表示，(此处M＝H，L，H，C＝2L，T＝L)。其在参考波长λ处的透射特性是很低的，即几个百分数，并在如图8所示的其两侧处，都具有如第一实施例一样的较高透射率的透射区。较高透射率的波长区与较低透射率的波长区的截止深度，比在第一实施例中的截止深度更为充分，使在透射带和阻止带之间的截止深度变得更大。因此，多带通滤波器1a₂，在约为1380nm和1540nm的两个波长区中，具有良好的透射带。

参考图9用来解释这个示例的第三实施例。多带通滤波器1a₃(未示出)是在基底2a上，用在上面提到的基本块4a重复设置四次的薄膜叠合层部分3a₃(未示出)的结构，并由[M(CM)²]⁴来表示，(此处，M＝H，L，H，C＝2L，T＝L)。其在参考波长λ处的透射率约为零，并在其两侧都具有象第一实施例一样的较高透射率的两个透射区，如图9中用实线所示。图9中用虚线所示的是在高透射区和低透射区之间的截止深度具有26dB之高。比在第二实施例中的截止深度更深。因此，多带能滤波器1a₃，在约为1380nm和1540nm处的两个波长区中，具有良好的透射带。

参考图10和图11用来解释这个示例的第四实施例。多带通滤波器1a₄是在基底2a上，用在上面提到的基本块4a重复设置五次的薄膜叠合层部分3a₄的结构，并由[M(CM)²T]⁵来表示，(此处，M＝H，L，H，C＝2L，T＝L)。其在参考波长λ处的透射特性是很低的，约为，并在其两侧都具有如第一实施例一样的较高透射率的两个透射区，如图11中用实线所示。图11中用虚线所示的是在高透射区和在峰中间的低透射区之间的截止深度有34dB之高。当基本块4a的重复次数，象上面那样的增加时，较高透射率的波长区与较低透射率的波长区的截止深度会继续得到改善。因此，多带通滤波器1a₄，在约1380nm和1540nm处的两个波长区中，具有良好的透射带。

接下来将解释这个示例的第一变化形式。图12是示出这个变化形式的透射特性图。这个变化形式的多带通滤波器1b(未示出)具有是在在基底2a上，用接下来描述的基本块4b重复设置五次的薄膜叠合层部分3b(未示出)的结构。即，基本块4b包括镜面层M，它只包括一层具有光学薄膜厚度为λ/4的、其折射率n＝2.22的电介质材料TiO₂的较高折射率的薄膜H的薄层，但不包括较低折射率的薄膜L；间隔层C，它包括具有光学薄膜厚度为由2L表示的(2×λ/4)的、其折射率n＝1.44的电介质材料SiO₂的较低折射率的薄膜L；以及在基底2a侧上还有具有光学薄膜厚度为λ/4的单一成层状结构的匹配层T，它由与间隔层C用相同的较低折射率薄膜L构成，薄膜叠合层部分3b的结构由[M(CM)²T]⁵来表示，(此处，M＝H，C＝2L，T＝L)。其在参考波长λ处的透射率是很低的，在其两侧处，可提供如图12中用实线所示的具有比第四实施例更宽的透射区的双峰特性。图12中的虚线是上个实施例的透射特性。

接下来将解释这个示例的第二变化形式。图13是示出这个变化形式的透射特性图。这个变化形式的多带通滤波器1c(未示出)是在基底2a上，用在上面提到的基本块4c重复设置五次的薄膜叠合层部分3c(未示出)的结构。即，基本块4c具有包括镜面层M，在其中，如在上面提到的示例一样，光学薄膜厚度为λ/4的较高折射率的薄膜H和较低折射率的薄膜L，象H，L，H，L，H那样被交替地叠合起来，和光学薄膜厚度为(2×λ/4)的较低折射率薄膜L，放在镜面层M之间、由2L所表示的间隔层C的结构。这结构在中空层C和镜面层M的组合被重复配置两次之后，在基底2a的侧面上还具有单一成层状结构的较低折射率薄膜L的匹配层T，并由[M(CM)²T]⁵来表示，(此处，M＝H，L，H，L，H，C＝2L，T＝L)。在参考波长λ处的透射特性是很低的约百分之零，于是，在其两侧处，如图中实线所示可提供比虚线所示的第四实施例更狭的透射带位于1400nm和1500nm。

下面解释这个示例的第三变化形式。图14是示出这个变化形式的透射特性图。这个变化形式的多通道滤波器1d(未示出)是在基底2a上，象第四实施例那样，用在上面提到的基本块4d重复设置五次的叠合层部分段的薄膜3d(未示出)的结构。即，基本块4d具有包括镜面层M，相当于在上面提到的各示例的光学薄膜厚度为λ/4的较高折射率的薄膜H和较低折射率的薄膜L，象H，L，H那样被交替地叠合起来，和光学薄膜厚度为第四实施例两倍是(4×λ/4)的较低折射率膜L，放在镜面层M之间、由4L来表示的间隔层C。这结构在间隔层C和镜面层M的组合被重复配置两次之后，在基底2a的侧面上还具有单一成层状结构的较低折射率薄膜L的匹配层T，并由[M(CM)²T]⁵来表示，(此处，M＝H，L，H，L，H，C＝4L，T＝L)。在参考波长λ处的透射率约为百分之零，于是，在其两侧处，如图中实线所示，可提供比虚线所示的第四实施例的透射带略狭的透射带、位于1400nm和1500nm。

参考图15到图21，用来解释第二示例。图15是示出该基本结构的横截面视图；图16是示出这基本结构的透射特性图；图17是示出第一实施例的横截面视图；图18是示出这第一实施例的透射特性图；图19是示出这第二实施例的横截面视图；图20是示出这第三实施例的透射特性图；以及图21是示出这第四实施例的透射特性图。

因为如上所述的第一实施例一样，这个示例其所有的M和C都分别相同的，即(M₀＝M₁…M_i，C₁＝…＝C_i)，所以本实施例的基本程式[M₀C₁M₁…C_iM_i(T)]^k由[M(CM)ⁱT]^k来表示。这个示例是以分别具有如图15和图16所示的基本结构和透射特性的一种滤波器为基础，在i＝3的场合下，具有三个透射带，这基本结构由如下的方式形成。

在图15和图16中，2a是由具有折射率n＝1.52的玻璃形成的基底，在其上表面装有叠合部分段的薄膜5a。叠合部分的薄膜5a包括电介质材料TiO₂的较高折射率薄膜H，它具有折射率n＝2.22，和1/4参考波长λ＝1450nm的光学薄膜厚度，以及电介质材料SiO₂的较低折射率薄膜L，它具有折射率n＝1.44和1/4参考波长λ＝1450nm的光学薄膜厚度。较高折射率薄膜H和较低折射率薄膜L被交替地叠合，并在一起形成薄膜结构，在基本程式中，这结合分别具有用于X和Y的H和L，如图15所示。

薄膜叠合层部分5a具有的结构是这样来配置的，即设置具有较高折射率的薄膜H和较低折射率的薄膜L，按H，L，H交替地叠合的镜面层M，和具有光学薄膜厚度为(2×λ/4)，插入镜面层M之间，用2L来表示的较低折射率薄膜的间隔层C。而且，在间隔层C和镜面层M的组合被重复三次之后，这结构在基底2a的侧面上，具有较低折射率薄膜L的单一成层状结构的匹配层T，以便构成一基本块6。基本块6由[M(CM)³T]¹来表示，(此处，M＝H，L，H，C＝2L，T＝L)。其透射特性是三峰特性，此处，在如图16所示的参考波长λ＝1450nm和两侧处都提供较高透射率的透射区。还形成四个截止区，有两个在峰的中间，有两个在外侧。

在下面提到的这个示例的各实施例中，都是在基底2a上重复设置的基本块6。

参考图17和图18，用来解释这个示例的第一实施例。多带通滤波器7a₁是在基底2a上，用在上面提到的基本块6重复设置两次的层薄膜叠合层部分5a₁的结构，并由[M(CM)³T]²来表示，(此处，M＝H，L，H，C＝2L，T＝L)。其透射特性是三峰特性，在参考波长λ和两侧提供较高透射率的透射区，它们被两个低透射区介入，这三个较高的透射区如图18所示被大致相等的距离相隔开。这三个较高透射率的波长区与较低透射率的波长区被充分地隔开，使透射带和阻通带之间的截止深度足够大。这个实施例的多带通滤波器7a，在约为1340nm，1450nm和1580nm的三个波长区处具有透射带。

参考图19用来解释这个示例的第二实施例。多带通滤波器7a₂(未示出)是在基底2a上，用在上面提到的基本块6重复设置三次的薄膜叠合层部分5a₂(未示出)的结构，并由[M(CM)³T]³来表示，(此处，M＝H，L，H，C＝2L，T＝L)。其透射特性是三峰特性，如图19所示、在参考波长λ和两侧提供这较高透射率的透射区，它们被两个具有百分之几的透射率的低透射区介入，而这三个高透射率的透射区一起被象第一实施例那样大致相等的距离相隔开、这三个较高透射率的波长区与较低透射率的波长区，比第一实施例的截止深度更大，这个实施例的多带通滤波器7a₁，在约为1340nm，1450nm和1580nm的三个波长区具有透射带。

参考图20用来解释这个示例的第三实施例。多带通滤波器7a₃(未示出)是在基底2a上，用在上面提到的基本块6重复四次的薄膜叠合层部分5a₃(未示出)的结构，并由[M(CM)³T]⁴来表示，(此处，M＝H，L，H，C＝2L，T＝L)。其透射特性是三峰特性，在参考波长λ和两侧提供这较高透射率的透射区，它们被两个低透射区介入，而这三个较高的透射区一起被象第一实施例那样大致相等的距离相隔开，如图20所示。这三个较高透射率的波长区与较低透射率的波长区之间的截止深度是很大的。这个示例的多带通滤波器，在约为1340nm，1450nm和1580nm的三个波长区具有透射带。

参考图21，用来解释这个示例的第四实施例。多通道滤波器7a₄(未示出)是在基底2a上，用在上面提到的基本块6重复设置五次的薄膜叠合层部分5a₄(未示出)的结构，并由[M(CM)²T]⁵来表示，(此处，M＝H，L，H，C＝2L，T＝L)。其透射特性是三峰特性，在参考波长λ及其两侧提供这较高透射率的透射区，它们被两个透射率约为零的低透射区介入，而这三个较高透射率的透射带一起被象第一实施例那样大致相等的距离相隔开，如图21所示。在基本块6的重复次数得到增加时，会改善截止深度这个实施例的多带通滤波器，在约为1340nm，1450nm和1580nm的三个波长区具有透射带。

图22到图24用来解释透射蓝、绿和红色波长区的多带通滤波器的第三示例。图22是示出该基本结构的横截面视图；图23是实施例的横截面视图；以及图24是示出实施例的透射特性图。

这个示例是以如图22所示的基本结构为基础，具有三个透射带。该结构按如下方式来构成。

在图22中，标记2a指出具有折射率n＝1.52的玻璃基底，并在其上设置薄膜叠合层部分8。薄膜叠合层部分包括电介质材料TiO₂的较高折射率薄膜H，它具有折射率n＝2.22，其光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝532nm。把较高折射率薄膜H和较高低折射率薄膜L交替地叠合起来而形成如图22所示的薄膜结构，此处在基本程式中的X和Y分别由H和L来表示。

薄膜叠合层部分8由镜面层M，间隔层C和匹配层T组成。镜面层M没有较低折射率薄膜L，只有一层光学薄膜厚度为λ/4的较高折射率薄膜H；由2L来表示的间隔层C具有光学薄膜厚度为(2×λ/4)的较低折射率薄膜L；以及匹配层T具有光学薄膜厚度为λ/4的较低折射率薄膜L的单一层。薄膜叠合层部分8构成一个基本块9。这基本块由[M(CM)³T]¹来表示，(此处，M＝H，C＝2L，T＝L)，而其透射特性是三峰特性，它在参考波长λ＝532nm及其两侧处具有较高透射率的透射带，并由较低透射带把它们分开。并且，因为镜面层M仅是一层较高折射率薄膜H，所以透射带的宽度是很宽的。

以这种基本结构为基础，多带通滤波器10具有是在在基底2a上，把在上面提到的基本块9重复设置六次用于薄膜叠合层部分8a的结构，并由[M(CM)³T]⁶来表示，(此处，M＝H，C＝2L，T＝L)。其透射特性具有分别由较低透射带分开的三个具有较高透射率的透射带，在参考波长λ＝532nm处的透射带透射绿色，在其两侧的透射带透射蓝色和红色(473nm和633nm)。各透射带彼此被充分地分隔开，使得同时透射的蓝、绿和红色的光彼此具有高度的截止深度。

参考图25到图27用来解释第四实施例。图25是实施例的横截面视图；图26是示出这个示例的薄膜结构图；以及图27是示出这个示例的透射特性图。因为这个示例具有象第一实施例一样的基本结构，所以，在同时参考第一实施例的各图来进行解释。

在图25和图26中，多带通滤波器11装有薄膜叠合层部分12，它包括具有折射率n＝2.22的电介质材料TiO₂的较高折射率薄膜H，和具有折射率n＝1.44的电介质材料SiO₂的较低折射率薄膜L，这两者在具有折射率n＝1.52的玻璃基底2a上被交替地叠合达60层。对薄膜叠合层部分12的较高折射率薄膜H和较低折射率薄膜L的安排顺序大致与第一实施例的第四实施例相同，具有由[M(CM)²T]⁵来表示，(此处，M＝H，L，H，C＝2L，T＝L)，即，基本块4a被重复五次。

但是，在这个示例中，构成薄膜叠合层部分12主要部分的第13层到第48层的基本结构，与第一实施例的基本结构是相同的。就是说，其光学薄膜厚度都是1/4参考波长λ＝1450nm的较高折射率薄膜H和较低折射率薄膜L被按照基本块4a重复三次的顺序来设置。该主要部分由[M(CM)²T]⁵来表示，(此处，M＝H，L，H，C＝2L，T＝L)。

设置在主要叠合部分之外侧部分上的薄膜叠合层部分即空气侧的第1层到第12层，和在基底2a上的第49层到第60层分别是空气侧匹配层13和基底侧匹配层14。匹配层13和14之间的薄膜H和L的膜厚度是这样来形成的，变化他的係数使透射带的波纹最小，透射最大。

匹配层13和14中的H和L的膜厚度使其最佳化之后，如图27所示从1350nm到1400nm和在从1510nm到1560nm的两波长区处的透射特性，比在图11中所示第一示例的第四实施例之透射特性更平坦。虽然在这个示例中，在基本结构部分的空气侧和基底侧，尽管只有12层的薄膜厚度被最佳化处理，但是如果有必要，可以进行更多层的最佳化处理。

图28到图31用来解释第五示例。图28是示出该基本结构的图；图28a是示出该薄膜结构的图；图28b是横截面视图；图29是示出这个发明实施例的薄膜结构图；图30是这个示例的横截面图；以及图31是示出这个示例的透射特性图。

这个示例对应于在上面提到的基本程式[M₀(C₁M₁)…(C_iM_i)T]^k中的(C_iM_i)的数目为5的情况，并由[M₁(C₁M₂)(C₂M3)(C₃M₃)(C₂M₂)(C₁M₁)T]^k来表示，此处M₁，M₂，M₃，C₁，C₂和C₃彼此都是不同的。这个示例以具有相对于C₃对称配置的镜面层M和间隔层C由图28所示的基本结构为基础，并具有五个透射带。其基本结构按如下的方式来构成。

在图28中，在具有折射率n＝1.52的玻璃基底2a上形成的薄膜叠合层部分15具有折射率n＝2.22，光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝1450nm的电介质材料TiO₂的较高折射率薄膜H，和折射率n＝1.44，光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝1450nm的电介质材料SiO₂的较低折射率薄膜L。较高折射率薄膜H和较低折射率薄膜L被交替地叠合，而薄膜结构是，基本程式中的X和Y分别由H和L来形成。

构成薄膜叠合层部分15的基本块16具有象H，L，H，L，H那样交替地叠合的镜面层M1，由4L表示的间隔层C₁，象H，L，H那样交替地叠合的镜面层M₂，由6L表示的间隔层C₂，只有H的镜面层M₃，由6L表示的间隔层C₃，只有H的镜面层M₃，由2L表示的中空间隔层C₂，象H，L，H那样交替地叠合的镜面层M₂，由4L表示的间隔层C₁，象H，L，H，L，H那样交替地叠合的镜面层M₁，以及L的匹配层T，所有这些薄层按上面提到的顺序形成。

当多带通滤波器17被形成时，通过，例如，基本块16重复三次形成的薄膜叠合层部分15a被设置在基底2a上，如图29和图30所示。

如上面那样构成的多带通滤波器17的透射特性是五峰特性，在参考波长λ，其两侧及其再外部的两侧处提供较高透射率的透射区，它们被四个透射率约为零的透射区介入，而这五个较高透射率的透射带一起被不均匀的距离相隔开，如图31所示。这个示例的多带通滤波器，在约1310nm，1390nm，1450nm，1520nm和1630nm的五个波长区具有透射带。

参考图32到图35，接下来将解释第六实施例。图32是示出该基本结构的图；图32(a)是示出该薄膜结构的图；图32b是横截面视图；图33是示出这个示例的薄膜结构图；图34是这个示例的横截面视图；以及图35是示出本实施例的透射特性图。

这个示例对应于在上面提到的基本程式[M₀(C₁M₁)…(C_iM_i)T]^k中(C₁M₁)到(C_iM_i)的数目为5的情况，并由[M(C₁M)(C₂M)(C₃M)(C₂M)(C₁M)T]^k来表示，此处所有M是相同的，但C₁，C₂，C₃彼此都不相同。这个示例以具有相对于C₃对称配置的镜面层M和间隔层C，由图32所示的基本结构为基础，并具有五个透射带。其基本结构按下的方式来构成。

在图32中，在具有折射率n＝1.52的玻璃基底2a上形成的薄膜叠合层部分18具有折射率n＝2.22，光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝1450nm的电介质材料TiO₂的较高折射率薄膜H，和折射率n＝1.44，光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝1450nm的电介质薄膜H和较低折射率薄膜L被交替地叠合，而其薄膜结构是基本程式中的X和Y分别由H和L来形成。

包括一块基本块19的薄膜叠合层部分18具有象H，L，H那样交替地叠合的镜面层M，由4L表示的间隔层C1，象H，L，H那样交替地叠合的镜面层M，由2L表示的间隔层C₂，象H，L，H那样交替地叠合的镜面层M，由6L表示的间隔层C₃，象H，L，H那样交替地叠合的镜面层M，由2L表示的间隔层C₂，象H，L，H那样交替地叠合的镜面层M，由4L表示的间隔层C₁，象H，L，H那样交替地叠合的来形成镜面层M，以及L的匹配层T，所有这些薄层按上面提到的顺序来形成。

当多带通滤波器20形成时，通过，例如，基本块19重复三次形成的薄膜叠合层部分18a被设置在基底2a上，如图33和图34所示。

象上面那样构成的多带通滤波器20的透射特性是五峰特性，在参考波长λ，其两侧及其再外部的两侧处提供较高透射率的透射区，它们被四个透射率约为零的透射区介入，而这五个较高透射的透射带一起被不均匀的距离相隔开，如图35所示。本实施例的多带通滤波器，在约1350nm，1390nm，1450nm，1520nm和1570nm的五个波长区具有透射带。

图36到图39用来解释第七示例。图36是示出该基本结构的图；图36(a)是示出该薄膜结构的图；图36(b)是横截面视图；图37是示出这个示例的薄膜结构，图38是的横截面视图；以及图39是透射特性图。

这个示例对应于在上面提到的基本程式[M₀(C₁M₁)…(C_iM_i)T]^k中的所有M和C彼此都是不同的情况(M₀≠M₁≠……≠M_i，C₁≠……C_i)，并由[M_1c(C_1cM_2c)…(C_icM_ic+1)T]^k来表示。这个示例以由图36所示的ic＝3的基本结构为基础，具有三个透射带。其基本结构按如下的方式来构成。

在图36中，在光学玻璃(例如BK7(商品名称))基底2b上形成的薄膜叠合层部分21具有折射率n＝2.22，光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝1450nm的电介质材料TiO₂的较高折射率薄膜H，如折射率n＝1.44，光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝1450nm的电介质材料SiO₂的较低折射率薄膜L。较高折射率薄膜H和较低折射率薄膜L被交替地叠合，而其薄膜结构是基本程式中的X和Y分别由H和L来形成。

包括一块基本块22的薄膜叠合层部分21具有象H，L，H，L，H那样交替地叠合的镜面层M_1C，由2L表示的间隔层C_1C，象H，L，H那样交替地叠合的镜面层M_2C，由4L表示的间隔层C_2C，只有H的镜面层M_3C，由6L表示的间隔层C_3C，象H，L，H，L，H，L，H那样交替地叠合的镜面层M_4C，以及L的匹配层，所有这些薄层按上面提到的顺序从表面侧(空气侧)叠合。其透射特性(未示出)是三峰特性，在参考波长λ＝1450nm及其两侧提供这较高透射率的透射区，它们被两个低透射区介入。

这个示例的多带通滤波器23具有把上面提到的基本块22重复三次，用于设置在基底2a上的薄膜叠合层部分21a，如图37和图38所示，并由[M_1c(C_1cM_2c)(C_2cM_3c)(C_3cM_4c)T]³来表示，(此处，(M_1c＝H，L，H，L，H，M_2c＝H，L，H，M_3c＝H，M_4c＝H，L，H，L，H，L，H，C_1c＝2L，C_2c＝4L，C_3c＝6L，T＝L)。

其透射特性是三峰特性，在参考波长λ，其两侧处提供较高透射率的透射区，它们被两个较低透射区介入，而这三个较高透射率的透射带一起被不均匀的距离分隔开，如图39所示。这三个较高透射率的波长区与较低透射率的波长区充分地发开。本实施例的多带通滤波器23，在约1360nm，1450nm和1560nm的三个波长区具有透射带。

图40用来解释第八例。图40是示出这个示例的透射特性图。

这个示例对应于镜面层M由薄层的偶数个H和L构成、间隔层C由2X和2Y粗成，不需要在上面提到的匹配层T、因此基本公式[M₀(C₁M₁)…(C_iM_i)T]^k变成由[M₀C₁M₁C₂M₂]^k来表示，此处M₀＝M₂＝XY，M₁＝YX，C₁＝2X，C₂＝2Y，以及K＝5。所以，薄膜叠合层部分(未示出)具有[(XY)(2X)(YX)(2Y)(XY)]⁵的结构，它是由重复五次的[(XY)(2X)(YX)(2Y)(XY)]的基本结构提供的，具有两个透射带。

在基底上形成的薄膜叠合层部分(未示出)由折射率n＝2.22，光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝1450nm的电介质材料TiO₂的较高折射率薄膜H作为X，和折射率n＝1.44，光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝1450nm的电介质材料SiO₂的较低折射率薄膜L作为Y来组成的。

具有象上面那样结构的这个示例的多带通滤波器具有如图40所示的透射特性，在约1300nm到1400nm和1520nm到1460nm的两个波长区中有透射带。

图41用来解释第九示例。图41是示出这个示例的透射特性。

这个示例对应于间隔层C由X和Y的偶数倍，即C₁＝C₃＝2X，C₂＝2Y组成，匹配层T是T＝X，而镜面层M是M₀＝M₃＝YXY，略去M₁和M₂，以上面提到的基本程式[M₀C₁M₁…C_iM_i(T)]^k为基础的情况。这个示例由[M₀C₁C₂C₃M₃(T)]^k来表示，其基本结构是[(YXY)(2X)(2Y)(2X)(YXY)(X)]。这个示例的薄膜叠合层部分(未示出)具有[(YXY)(2X)(2Y)(2X)(YXY)(X)]⁶的结构，它是用基本结构重复六次来设置的，具有三个透射带。

在基底上形成的薄膜叠合层部分(未示出)由折射率n＝2.22，光学薄膜厚度为1/4参考滤长λ＝532nm(绿色)的电介质材料TiO₂的较高折射率薄膜H作为X，和折射率n＝1.44，光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝532nm(绿色)的电介质材料SiO₂的较低折射率薄膜L作为Y组成。

具有绿色(532nm)的参考波长的这个示例的多带通滤波器有三个具有较高透射率的透射带的透射特性，它们能透射参考波长λ＝532nm的绿色光和他两侧的蓝色波长区和红色波长区，这三个透射带被两个较低透射带介入，如图41所示。

图42用来解释第10示例。图42是示出这个示例的透射特性图。

在第九示例中，从薄膜叠合层部分的结构[(YXY)(2X)(2Y)(2X)(YXY)(X)]⁶中，在镜面层M中的一个Y，用不同于X和Y的第三电介质V来替代，而在这个示例中，和间隔C的一个2X用2V来替代。所以，这个示例的薄膜叠合层部分具有[(YXV)(2X)(2Y)(2V)(YXV)(X)]⁶的结构，具有象第九示例那样的三个透射带。

在基底上形成的薄膜叠合层部分(未示出)由折射率n＝2.22，光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝532nm(绿色)的电介质材料TiO₂的较高折射率薄膜H作为X，和折射率n＝1.44，光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝532nm(绿色)的电介质材料SiO₂的较低折射率薄膜L作为Y组成。这V包括具有折射率n＝1.63，光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝532nm(绿色)的电介质材料Al₂O₃的中间折射率薄膜B。

具有绿色(532nm)的参考波长λ的这个示例的多带通滤波器有三个具有较高透射率的透射带，它们能透射参考波长λ＝532nm(绿色)，和在两侧的蓝色波长区和红色波长区，它们被两个较低透射带介入，如图42中的实线所示。

图42用来解释第11示例。

在第10示例中，从薄膜叠合层部分的结构[(YXY)(2X)(2Y)(2X)(YXY)(X)]⁶中，一镜面层M的Y和X，用不同于X和Y的第三和第四电介质Z和W来替代，而在这个示例中，间隔层C的一2X用2Z来替代。所以，这个示例的薄膜叠合层部分具有[(ZWY)(2X)(2Y)(2Z)(YXY)(X)]⁶的结构，具有第10示例那样的三个透射带。

在基底上形成的薄膜叠合层部分(未示出)由折射率n＝2.22，光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝532nm(绿色)的电介质材料TiO₂的较高折射率薄膜H作为X，和折射率n＝1.44，光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝532nm(绿色)的电介质材料SiO₂的较低折射率薄膜L作为Y组成。这Z包括具有折射率n＝2.07，光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝532nm(绿色)的电介质材料ZrO₂的第三折射率薄膜D，以及W包括折射率n＝1.38，光学薄膜厚度为1/4参考波长λ＝532nm(绿色)的电介质材料MgF₂的第四折射率薄膜E。

具有绿色(532nm)的参考波长的这个示例的多带通滤波器有三个具有较高透射率的透射带的透射特性，它们能透射参考波长λ＝532nm(绿色)，在两侧的蓝色波长区和红色波长区，这三个透射带被两个较低透射带介入，如图42中虚线所示。替代X，Y的V，Z，W原来的X，Y之间的折射率之差越大，则FWHM的变化和峰位置的变化亦变得越大。

本发明不仅仅局限到在上面提到的诸实施例，而且也包括到任意其它的以适当参考波长，间隔层C的数目，各镜面层M和间隔层C的较高折射率薄膜H和较低折射率薄膜L的数目，基本块的重复数，基底材料，电介质薄膜材料为基础来获得所需光学性能的所有多带通滤波器。而且，如果有必要，还可把匹配层不是设置在表面上，就是设置在基底上，或者在具有象第四实施例那样重复叠合基本块的叠合结构的两侧上。虽然在上面提到的各实施例中，X是较高折射率薄膜H和Y是较低折射率薄膜L，但是，X也可以是较低折射率薄膜L和Y也可以是较高折射率薄膜H。况且，位于基本块的任何位置的薄层中的一部分可用一种不同的第三或第四材料来替代。

Claims

1.一种多带通滤波器，包括：

基底，其对目标光是透明的；以及

薄膜叠合层部分，由至少镜面层和在镜面层以外的间隔层，间隔层和匹配层形成，它包括具有不同折射率的两种电介质，作为一个单元叠合在基底上，其光学薄膜厚度为1/4参考波长，以形成多个法布里-珀罗干涉仪结构，其中，当电介质薄膜由X和Y表示；镜面层由M表示；间隔层由C表示；以及匹配层由T表示时，该薄膜叠合层部分具有由叠合的基本公式表示的结构：[M₀C₁M₁…C_iM_i(T)]^k或[M₀C₁M₁…C_iM_i]^k(此处i和k是不小于2的整数)；此外

M是单独层，其薄膜的光学薄膜厚度为1/4参考波长的奇数倍，或者由不同电介质X和Y的[2p+1]X，(2q+1)Y，…]所表示的一交替的层(此处p，q，…分别是零或正整数)；

C是单独层，其薄膜的光学薄膜厚度为1/4参考波长的偶数倍，或由不同电介质X和Y的[(2r)Y，(2s)X，…]所表示的一种交替层(此处，r，s…分别是零或正整数)；

2.如权利要求1所述的多带通滤波器，其特征在于，所述具有厚度为1/4参考波长偶数倍的电介质X和Y中的至少一个被单独或多于一个地插入到由基本程式表示的结构的任意位置中。

3.如权利要求1所述的多带通滤波器，其特征在于，所述叠层薄层部分段的薄膜或是在基底侧上，或是在表面侧上，或是在两侧上设置数层匹配层去增加带通的透射、减少带通的反射和波纹。

4.如权利要求3所述的多带通滤波器，其特征在于，所述用于使与该薄膜叠合层部分外侧匹配的匹配层的数目与基本块[M₀C₁M₁…C_iM_i(T)]的数目相等或更多。

5.如权利要求1或2所述的多带通滤波器，其特征在于，所述参考波长为1450nm，i和k不小于2。

6.如权利要求1所述的多带通滤波器，其特征在于，所述由X、Y构成的镜面层M和间隔层C的电介质的一部分或者全部，被具有折射率与用于构成该薄膜叠合层部分的电介质折射率不同的至少一种或者多种电介质替代的多元混合电介质构造。

7.一种多带通滤波器，包括：

基底，其对目标光是透明的；以及

薄膜叠合层部分，由镜面层，间隔层，和匹配层形成，包括两种电介质，这两种彼此都是不同的，作为一个单元叠合在基底上，其光学薄膜厚度为1/4参考波长，以形成多个法布里-珀罗干涉仪结构，其中该参考波长对应于可见光，而当电介质薄膜由X和Y表示，和镜面层由M表示时，该薄膜叠合层部分由

[M₀(2eY)M₁(2fY)M₂(2gY)M₃(Y)]^k，

或[M₄(2eY)(2fX)(2gY)M₅(Y)]^k，

或[M₆(2eY)M₇(2fX)M₈(2gY)M₉(X)]^k，来表示，此处M₀到M₅是X，XYX，XYXYX，XYXYXYX中的一个；M₆，M₈是YX，YXYX，YXYXYX中的一个，而M₇，M₉则是XY，XYXY，XYXYXY中的一个；e，f和g是不小于1的整数；k是不小于2的整数；以及所形成的传输特性曲线中三个峰的中央波长分别等于三原色波长，即蓝，绿和红色。

8.一种多带通滤波器，包括：

对目标光透明的基底和包括具有光学薄膜厚度(532/4)nm的电介质的较高折射率薄膜和具有光学薄膜厚度(532/4)nm的电介质的较低折射率薄膜的薄膜叠合层部分，这两种薄膜被交替地叠合，其中，当较高折射率薄膜和较低折射率中的一个由X表示，而另一个由Y表示时，该薄膜叠合层部分由[X(2Y)X(2Y)X(2Y)X(Y)]^k来表示，此处k是不小于2的整数。

9.如权利要求8所述的多带通滤波器，其特征在于，所述较高折射率薄膜是X；较低折射率薄膜是Y；以及k是6。

10.如权利要求9所述的多带通滤波器，其特征在于，所述较高折射率薄膜是TiO₂，Ta₂O₅，ZrO₂，Nb₂O₅，Al₂O₃中的任意一个形成，而较低折射率薄膜是由SiO₂形成。