JP2001021880A - 半値幅無段階可変液晶エタロン - Google Patents
半値幅無段階可変液晶エタロンInfo
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- JP2001021880A JP2001021880A JP11197974A JP19797499A JP2001021880A JP 2001021880 A JP2001021880 A JP 2001021880A JP 11197974 A JP11197974 A JP 11197974A JP 19797499 A JP19797499 A JP 19797499A JP 2001021880 A JP2001021880 A JP 2001021880A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半値幅を無段階に変化させることができ、チ
ャンネル数の変更に対応可能で、かつ小型の液晶エタロ
ンを提供する。 【解決手段】 ガラス基板２上に反射膜３、透明電極４
及び液晶配向膜５を積層してなる基板同士を前記反射膜
３同士が平行になるように対向させて配置するととも
に、基板間に液晶６を封止して構成される液晶エタロン
１であって、反射ピーク波長が反射面の一方の端縁から
他方の端縁に向かって直線状に連続して変化する反射膜
３を有することを特徴とする半値幅無段階可変液晶エタ
ロン１。
ャンネル数の変更に対応可能で、かつ小型の液晶エタロ
ンを提供する。 【解決手段】 ガラス基板２上に反射膜３、透明電極４
及び液晶配向膜５を積層してなる基板同士を前記反射膜
３同士が平行になるように対向させて配置するととも
に、基板間に液晶６を封止して構成される液晶エタロン
１であって、反射ピーク波長が反射面の一方の端縁から
他方の端縁に向かって直線状に連続して変化する反射膜
３を有することを特徴とする半値幅無段階可変液晶エタ
ロン１。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶エタロンに関
し、特に透過光の半値幅を無段階に可変でき、ＷＤＭ
（波長多重）光通信に好適な液晶エタロンに関する。
し、特に透過光の半値幅を無段階に可変でき、ＷＤＭ
（波長多重）光通信に好適な液晶エタロンに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、情報通信の高速化や高容量化のた
めにＷＤＭ光通信方式が普及しつつある。このＷＤＭ光
通信方式では、送信側より光ファイバを通じて同時に複
数種の波長の光を用いて情報を伝送し、受信側で波長選
択フィルタにて特定波長の光を透過させて情報を選択的
に受信する。このような波長選択フィルタの１つに液晶
エタロンがある。図６に示されるように、この液晶エタ
ロン１０は、ガラス基板１１上に反射膜１２、透明電極
１３及び液晶配向膜１４を順次形成した一対の基板を反
射膜１２同士が平行するように対向配置し、それにより
形成される空間に液晶１５を充填してスペーサ１６及び
シール剤１７により密封し、更にガラス基板１１の他方
の面に無反射膜１８を形成して概略構成される。光は一
方の基板の無反射膜１８から入射し、液晶１５を通った
後他方の基板の無反射膜１８から出射される。その際、
透明電極間に電圧を印加することにより、液晶１５の配
向状態を変化させて入射光に対する屈折率を変化させ、
透過光の選択を行う。
めにＷＤＭ光通信方式が普及しつつある。このＷＤＭ光
通信方式では、送信側より光ファイバを通じて同時に複
数種の波長の光を用いて情報を伝送し、受信側で波長選
択フィルタにて特定波長の光を透過させて情報を選択的
に受信する。このような波長選択フィルタの１つに液晶
エタロンがある。図６に示されるように、この液晶エタ
ロン１０は、ガラス基板１１上に反射膜１２、透明電極
１３及び液晶配向膜１４を順次形成した一対の基板を反
射膜１２同士が平行するように対向配置し、それにより
形成される空間に液晶１５を充填してスペーサ１６及び
シール剤１７により密封し、更にガラス基板１１の他方
の面に無反射膜１８を形成して概略構成される。光は一
方の基板の無反射膜１８から入射し、液晶１５を通った
後他方の基板の無反射膜１８から出射される。その際、
透明電極間に電圧を印加することにより、液晶１５の配
向状態を変化させて入射光に対する屈折率を変化させ、
透過光の選択を行う。
【０００３】一方で、一定の周波数範囲内で多重するチ
ャンネルの数（送信する光の波長間隔）を変更して伝送
する、所謂多チャンネル伝送化が図られているが、その
ためには半値幅の異なる光を用いる必要があり、同時に
波長選択フィルタにおいても透過光の半値幅を変更する
必要がある。しかしながら、従来の液晶エタロン１０で
は反射膜１２は均一厚さに形成されており、その反射率
は一定であることから、半値幅を変えることはできず、
多チャンネル伝送化に対応するためには、反射膜１２の
反射率の異なる複数の液晶エタロン１０を使用しなけれ
ばならない。また、送信側において光源の波長の精度や
安定度が高くない場合、波長選択フィルタに入射する光
の波長や強度にバラツキが生じるため、透過光の半値幅
をそれに応じて広くして透過光の強度を補償する必要が
ある。しかし、従来の液晶エタロンでは、上記した理由
によりこのような問題にも対応できない。
ャンネルの数（送信する光の波長間隔）を変更して伝送
する、所謂多チャンネル伝送化が図られているが、その
ためには半値幅の異なる光を用いる必要があり、同時に
波長選択フィルタにおいても透過光の半値幅を変更する
必要がある。しかしながら、従来の液晶エタロン１０で
は反射膜１２は均一厚さに形成されており、その反射率
は一定であることから、半値幅を変えることはできず、
多チャンネル伝送化に対応するためには、反射膜１２の
反射率の異なる複数の液晶エタロン１０を使用しなけれ
ばならない。また、送信側において光源の波長の精度や
安定度が高くない場合、波長選択フィルタに入射する光
の波長や強度にバラツキが生じるため、透過光の半値幅
をそれに応じて広くして透過光の強度を補償する必要が
ある。しかし、従来の液晶エタロンでは、上記した理由
によりこのような問題にも対応できない。
【０００４】透過光の半値幅を変更する技術として、例
えば特開昭５１−９４９５６号公報には、超音波と光の
相互作用を利用した音響光学効果のうち、入射光と回折
光の偏波面が互いに直交する異常ブラッグ回折を使用し
たフィルタが記載されている。この音響光学フィルタで
は、ＰｂＭｏＯ4 等の音響光学素子に超音波を伝播させ
た状態で光を入射させる。その際、音響光学素子に伝播
させる超音波の周波数を変えることにより、入射光の回
折状態を変化させて回折角の異なる光を出射させる。こ
の時の回折角の違いが半値幅の違いに対応することか
ら、超音波の周波数により半値幅の制御が可能となる。
しかしながら、この音響光学フィルタでは、出射光毎に
その光軸が異なるため、光ファイバの光軸とのズレが生
じて伝送特性が大きく変化するという問題があり、実際
の使用には適さない。しかも、この音響光学フィルタで
は、レンズやスリット等の光学要素を音響光学素子から
離間させて配置しなければならず、装置が比較的大きく
なる。
えば特開昭５１−９４９５６号公報には、超音波と光の
相互作用を利用した音響光学効果のうち、入射光と回折
光の偏波面が互いに直交する異常ブラッグ回折を使用し
たフィルタが記載されている。この音響光学フィルタで
は、ＰｂＭｏＯ4 等の音響光学素子に超音波を伝播させ
た状態で光を入射させる。その際、音響光学素子に伝播
させる超音波の周波数を変えることにより、入射光の回
折状態を変化させて回折角の異なる光を出射させる。こ
の時の回折角の違いが半値幅の違いに対応することか
ら、超音波の周波数により半値幅の制御が可能となる。
しかしながら、この音響光学フィルタでは、出射光毎に
その光軸が異なるため、光ファイバの光軸とのズレが生
じて伝送特性が大きく変化するという問題があり、実際
の使用には適さない。しかも、この音響光学フィルタで
は、レンズやスリット等の光学要素を音響光学素子から
離間させて配置しなければならず、装置が比較的大きく
なる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の状況
に鑑みてなされたものであり、半値幅を無段階に変化さ
せることができ、チャンネル数の変更に対応可能で、か
つ小型の液晶エタロンを提供することを目的とする。
に鑑みてなされたものであり、半値幅を無段階に変化さ
せることができ、チャンネル数の変更に対応可能で、か
つ小型の液晶エタロンを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、ガラス基板上に反射膜、透明電極及び液晶
配向膜を積層してなる基板同士を前記反射膜同士が平行
になるように対向させて配置するとともに、基板間に液
晶を封止して構成される液晶エタロンであって、反射ピ
ーク波長が反射面の一方の端縁から他方の端縁に向かっ
て直線状に連続して変化する反射膜を有することを特徴
とする半値幅無段階可変液晶エタロンを提供する。
に本発明は、ガラス基板上に反射膜、透明電極及び液晶
配向膜を積層してなる基板同士を前記反射膜同士が平行
になるように対向させて配置するとともに、基板間に液
晶を封止して構成される液晶エタロンであって、反射ピ
ーク波長が反射面の一方の端縁から他方の端縁に向かっ
て直線状に連続して変化する反射膜を有することを特徴
とする半値幅無段階可変液晶エタロンを提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に関して図面を参照
して詳細に説明する。図１に示すように、本発明の液晶
エタロン１は、ガラス基板２上に反射膜３、透明電極４
及び液晶配向膜５を積層してなる基板同士を、同じ反射
ピーク波長の反射膜部分が平行になるように対向させて
配置し、それにより形成された空間に液晶６を充填して
スペーサ７とシール剤８とを用いて封止し、更にガラス
基板２の反対側の面に無反射膜９を形成して構成されて
いる。このような構成自体は、例えば図６に示したよう
な従来の液晶エタロン１０と同様である。上記におい
て、各部材を形成する材料は何れも公知のもので構わ
ず、例えばガラス基板２として石英板を用いることがで
き、透明電極４はＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）の蒸
着膜とすることができる。また、液晶６はネマチック液
晶が一般的であり、液晶配向膜５やスペーサ７、シール
剤８、無反射膜９は何れも公知のものを使用することが
できる。
して詳細に説明する。図１に示すように、本発明の液晶
エタロン１は、ガラス基板２上に反射膜３、透明電極４
及び液晶配向膜５を積層してなる基板同士を、同じ反射
ピーク波長の反射膜部分が平行になるように対向させて
配置し、それにより形成された空間に液晶６を充填して
スペーサ７とシール剤８とを用いて封止し、更にガラス
基板２の反対側の面に無反射膜９を形成して構成されて
いる。このような構成自体は、例えば図６に示したよう
な従来の液晶エタロン１０と同様である。上記におい
て、各部材を形成する材料は何れも公知のもので構わ
ず、例えばガラス基板２として石英板を用いることがで
き、透明電極４はＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）の蒸
着膜とすることができる。また、液晶６はネマチック液
晶が一般的であり、液晶配向膜５やスペーサ７、シール
剤８、無反射膜９は何れも公知のものを使用することが
できる。
【０００８】本発明の液晶エタロン１は、上記反射膜３
を、反射率が最大となる波長（反射ピーク波長）が反射
面の一方の端縁から他方の端縁に向かって直線状に連続
して変化するように形成したことを特徴とする。また、
反射膜３は、酸化チタンや酸化シリコン等の誘電体材料
からなる層を適宜組み合わせて交互に蒸着した多層誘電
体ミラーとすることができる。そして、蒸着ターゲット
に対してガラス基板２を所定角度で傾斜させた状態で蒸
着を行うことにより、図２に示すようにその膜厚が直線
状に連続して変化した反射膜３が得られる。その際、光
学的厚さ（ｄ）が「ｎｄ＝λ0 ／４（ｎ：誘電体の屈折
率、λ0 ：反射ピーク波長）」となる膜を重ねたλ／４
型交互多層膜を用いる。従って、実施に際しては、伝送
に使用する光の波長帯と波長−反射率曲線に応じて、各
誘電体層の厚さと積層数とを変えて反射膜３全体として
の厚さを調整する。
を、反射率が最大となる波長（反射ピーク波長）が反射
面の一方の端縁から他方の端縁に向かって直線状に連続
して変化するように形成したことを特徴とする。また、
反射膜３は、酸化チタンや酸化シリコン等の誘電体材料
からなる層を適宜組み合わせて交互に蒸着した多層誘電
体ミラーとすることができる。そして、蒸着ターゲット
に対してガラス基板２を所定角度で傾斜させた状態で蒸
着を行うことにより、図２に示すようにその膜厚が直線
状に連続して変化した反射膜３が得られる。その際、光
学的厚さ（ｄ）が「ｎｄ＝λ0 ／４（ｎ：誘電体の屈折
率、λ0 ：反射ピーク波長）」となる膜を重ねたλ／４
型交互多層膜を用いる。従って、実施に際しては、伝送
に使用する光の波長帯と波長−反射率曲線に応じて、各
誘電体層の厚さと積層数とを変えて反射膜３全体として
の厚さを調整する。
【０００９】２枚の反射鏡を平行に配置したファブリ・
ペロー共振器（エタロン）においては、透過光の半値幅
Δνは、反射鏡を構成している反射面の反射率Ｒにより
下記（１）式のように近似でき、Ｒが大きいほどΔνは
小さくなることが知られている。
ペロー共振器（エタロン）においては、透過光の半値幅
Δνは、反射鏡を構成している反射面の反射率Ｒにより
下記（１）式のように近似でき、Ｒが大きいほどΔνは
小さくなることが知られている。
【００１０】
【数１】
【００１１】尚、上記（１）式において、ｃは光速、Ｌ
はギャップ長（反射面間の距離）である。
はギャップ長（反射面間の距離）である。
【００１２】従って、反射面内の各位置において反射ピ
ーク波長が異なる反射膜３を用い、入射光の入射位置を
変えることにより、透過光の半値幅を規定することがで
きるようになる。
ーク波長が異なる反射膜３を用い、入射光の入射位置を
変えることにより、透過光の半値幅を規定することがで
きるようになる。
【００１３】上記の如く構成される液晶エタロン１は、
送信側及び受信側の光ファイバ（何れも図示略）の間の
光軸上に配置される。そして、送信側の光ファイバから
の光は、液晶エタロン１の一方の側から入射して無反射
膜９、ガラス基板２を順次透過し、入射側基板、出射側
基板の反射膜間を多重反射した後、出射側の反射膜から
出射し、ガラス基板、無反射膜を透過後、液晶エタロン
１から受信側の光ファイバに向けて出射される。その
際、送信側の光ファイバから多チャンネルの光が液晶エ
タロン１に入射しても、反射膜３への入射位置を変える
ことにより、その入射位置の反射率に応じた半値幅を持
つ選択した波長の光のみを透過させることができる。こ
のように、多チャンネル伝送に対して単一の液晶エタロ
ン１を用いて所望の光信号を所望の半値幅で選択的に受
信できる。
送信側及び受信側の光ファイバ（何れも図示略）の間の
光軸上に配置される。そして、送信側の光ファイバから
の光は、液晶エタロン１の一方の側から入射して無反射
膜９、ガラス基板２を順次透過し、入射側基板、出射側
基板の反射膜間を多重反射した後、出射側の反射膜から
出射し、ガラス基板、無反射膜を透過後、液晶エタロン
１から受信側の光ファイバに向けて出射される。その
際、送信側の光ファイバから多チャンネルの光が液晶エ
タロン１に入射しても、反射膜３への入射位置を変える
ことにより、その入射位置の反射率に応じた半値幅を持
つ選択した波長の光のみを透過させることができる。こ
のように、多チャンネル伝送に対して単一の液晶エタロ
ン１を用いて所望の光信号を所望の半値幅で選択的に受
信できる。
【００１４】以下に本発明の液晶エタロン１の実施態様
を例示する。ガラス基板上に、交互層部分の膜厚が最大
で１５８０ｎｍの１／４、最小で１５２０ｎｍの１／４
となるように酸化チタン層と酸化シリコン層とを交互に
積層して図２に示すような膜厚が直線的に連続して変化
する反射膜を形成し、その上にＩＴＯ透明電極及び液晶
配向膜を形成した基板を一対、同じ反射ピーク波長の反
射膜部分が平行に対向するように配置し、更にネマチッ
ク液晶を充填してスペーサ及びシール剤により封止して
液晶エタロンを作製した。上記の反射膜について反射面
内の３点（膜厚の厚い順にＡ点、Ｂ点、Ｃ点：図２参
照）で反射率を測定したところ、図３に示すように、反
射膜の膜厚が厚くなるほどより長波長の光を反射し、反
射ピーク波長が長波長側にシフトしていた。また、反射
面内各部における反射ピーク波長をプロットしたとこ
ろ、図４に示すように、反射膜の膜厚に比例して反射ピ
ーク波長も連続的に変化していた。また、上記液晶エタ
ロンのＡ点、Ｂ点及びＣ点に同一波長の光を入射させた
ところ、図５に示すように、入射位置に対応して異なる
半値幅の透過光が出射した。
を例示する。ガラス基板上に、交互層部分の膜厚が最大
で１５８０ｎｍの１／４、最小で１５２０ｎｍの１／４
となるように酸化チタン層と酸化シリコン層とを交互に
積層して図２に示すような膜厚が直線的に連続して変化
する反射膜を形成し、その上にＩＴＯ透明電極及び液晶
配向膜を形成した基板を一対、同じ反射ピーク波長の反
射膜部分が平行に対向するように配置し、更にネマチッ
ク液晶を充填してスペーサ及びシール剤により封止して
液晶エタロンを作製した。上記の反射膜について反射面
内の３点（膜厚の厚い順にＡ点、Ｂ点、Ｃ点：図２参
照）で反射率を測定したところ、図３に示すように、反
射膜の膜厚が厚くなるほどより長波長の光を反射し、反
射ピーク波長が長波長側にシフトしていた。また、反射
面内各部における反射ピーク波長をプロットしたとこ
ろ、図４に示すように、反射膜の膜厚に比例して反射ピ
ーク波長も連続的に変化していた。また、上記液晶エタ
ロンのＡ点、Ｂ点及びＣ点に同一波長の光を入射させた
ところ、図５に示すように、入射位置に対応して異なる
半値幅の透過光が出射した。
【００１５】本発明の液晶エタロンは種々の変更が可能
である。例えば、ガラス基板２上の積層構造を、基板側
より順に透明電極４、反射膜３及び液晶配向膜５を積層
した構造とすることもできる。また、反射膜３も誘電体
多層膜の他、単一材料から形成することも可能である。
である。例えば、ガラス基板２上の積層構造を、基板側
より順に透明電極４、反射膜３及び液晶配向膜５を積層
した構造とすることもできる。また、反射膜３も誘電体
多層膜の他、単一材料から形成することも可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶エタ
ロンは、半値幅を無段階に変えることができ、ＷＤＭ光
通信におけるチャンネル数の変更に容易に対応できる。
しかも、その際従来のようにレンズやスリット等の他の
光学要素を必要とせず、装置の大型化を招くこともな
い。
ロンは、半値幅を無段階に変えることができ、ＷＤＭ光
通信におけるチャンネル数の変更に容易に対応できる。
しかも、その際従来のようにレンズやスリット等の他の
光学要素を必要とせず、装置の大型化を招くこともな
い。
【図１】本発明の液晶エタロンを示す断面図である。
【図２】本発明の液晶エタロンの反射膜を示す断面図で
ある。
ある。
【図３】反射面内各部における透過光波長と反射率との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図４】反射面内各部における反射ピーク波長を示す図
である。
である。
【図５】液晶エタロン面内各部における透過光の半値幅
を示す図である。
を示す図である。
【図６】従来の液晶エタロンを示す断面図である。
１ 液晶エタロン ２ ガラス基板 ３ 反射膜 ４ 透明電極 ５ 液晶配向膜 ６ 液晶 ７ スペーサ ８ シール剤 ９ 無反射膜
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 GA05 GA07 GA09 GA13 GA34 GA48 GA51 GA57 GA62 2H088 EA49 HA05 HA28 KA30 MA20 2H091 FA14Y FA41Z FB07 GA07 GA08
Claims (2)
- 【請求項１】 ガラス基板上に反射膜、透明電極及び液
晶配向膜を積層してなる基板同士を前記反射膜同士が平
行になるように対向させて配置するとともに、基板間に
液晶を封止して構成される液晶エタロンであって、反射
ピーク波長が反射面の一方の端縁から他方の端縁に向か
って直線状に連続して変化する反射膜を有することを特
徴とする半値幅無段階可変液晶エタロン。 - 【請求項２】 前記反射膜の膜厚が、反射面の一方の端
縁から他方の端縁に向かって直線状に連続して変化して
いることを特徴とする請求項１記載の半値幅無段階可変
液晶エタロン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11197974A JP2001021880A (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | 半値幅無段階可変液晶エタロン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11197974A JP2001021880A (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | 半値幅無段階可変液晶エタロン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001021880A true JP2001021880A (ja) | 2001-01-26 |
Family
ID=16383425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11197974A Pending JP2001021880A (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | 半値幅無段階可変液晶エタロン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001021880A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011253078A (ja) * | 2010-06-03 | 2011-12-15 | Nikon Corp | 光学部品及び分光測光装置 |
| US10466551B2 (en) | 2016-07-13 | 2019-11-05 | Research & Business Foundation Sungkyunkwan University | Wavelength-tunable type etalon comprising LCD-layer and preparation method thereof |
| WO2020066760A1 (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | 光スイッチング素子 |
-
1999
- 1999-07-12 JP JP11197974A patent/JP2001021880A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011253078A (ja) * | 2010-06-03 | 2011-12-15 | Nikon Corp | 光学部品及び分光測光装置 |
| US10466551B2 (en) | 2016-07-13 | 2019-11-05 | Research & Business Foundation Sungkyunkwan University | Wavelength-tunable type etalon comprising LCD-layer and preparation method thereof |
| WO2020066760A1 (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | 光スイッチング素子 |
| JP2020056814A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-09 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | 光スイッチング素子 |
| JP7124611B2 (ja) | 2018-09-28 | 2022-08-24 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | 光スイッチング素子 |
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|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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