JP2001350040A - 光フィルタ - Google Patents
光フィルタInfo
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- JP2001350040A JP2001350040A JP2000169305A JP2000169305A JP2001350040A JP 2001350040 A JP2001350040 A JP 2001350040A JP 2000169305 A JP2000169305 A JP 2000169305A JP 2000169305 A JP2000169305 A JP 2000169305A JP 2001350040 A JP2001350040 A JP 2001350040A
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- Japan
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- waveguide
- optical
- electromagnetic wave
- filter
- periodic structure
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 遮断率、透過率などのフィルタ特性に関し、
広帯域にわたって良好な特性を有する光用、あるいは電
磁波用のフィルタを提供すること。 【解決手段】 多層板（多層膜）フィルタの多層構造を
自己相似になるように配列することにより、フィルタの
対応波長を改善する。
広帯域にわたって良好な特性を有する光用、あるいは電
磁波用のフィルタを提供すること。 【解決手段】 多層板（多層膜）フィルタの多層構造を
自己相似になるように配列することにより、フィルタの
対応波長を改善する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として光用ある
いは電磁波用の受動部品に係り、特に通信機器関連で信
号の選択あるいは整理などに用いられる光用あるいは電
磁波用のフィルタに関する。
いは電磁波用の受動部品に係り、特に通信機器関連で信
号の選択あるいは整理などに用いられる光用あるいは電
磁波用のフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信の分野では、光ファイバ中に光の
進行方向に屈折率周期構造を持たせたファイバグレーテ
ィングが波長選択フィルタとして用いられている。
進行方向に屈折率周期構造を持たせたファイバグレーテ
ィングが波長選択フィルタとして用いられている。
【０００３】他に、屈折率の比が２倍程度異なる２種類
の物質をブラッグの反射条件を満たすように積層したフ
ォトニック結晶があり、これもフィルタや偏光分離素子
として動作する。なお、フォトニック結晶には、１次元
から３次元の周期構造を持たせたものがある。
の物質をブラッグの反射条件を満たすように積層したフ
ォトニック結晶があり、これもフィルタや偏光分離素子
として動作する。なお、フォトニック結晶には、１次元
から３次元の周期構造を持たせたものがある。
【０００４】また、マイクロ波デバイスとして、誘電率
の異なる誘電体板を交互に積層した誘電体多層板型フィ
ルタが用いられている。その例として、電子情報通信学
会編、宮内一洋、山本平一共著、通信用マイクロ波デバ
イスの７２頁記載の例が挙げられる。
の異なる誘電体板を交互に積層した誘電体多層板型フィ
ルタが用いられている。その例として、電子情報通信学
会編、宮内一洋、山本平一共著、通信用マイクロ波デバ
イスの７２頁記載の例が挙げられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来例で挙げたフィル
タにおいては、広帯域にわたって動作するフィルタを作
製することが困難である。また、遮断率、透過率などの
フィルタ特性において、一方を改善しようとすると他方
が犠牲になる場合が多い。
タにおいては、広帯域にわたって動作するフィルタを作
製することが困難である。また、遮断率、透過率などの
フィルタ特性において、一方を改善しようとすると他方
が犠牲になる場合が多い。
【０００６】そこで、本発明においては、遮断率、透過
率などのフィルタ特性に関し、広帯域にわたって良好な
特性を有する光用、あるいは電磁波用のフィルタを提供
することを課題とする。
率などのフィルタ特性に関し、広帯域にわたって良好な
特性を有する光用、あるいは電磁波用のフィルタを提供
することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】近年、フラクタルを利用
したアンテナ、あるいはフィルタなどの開発が進んでい
る。フラクタルとは、相似な図形が規則に従って、幾重
にも重なって大規模な図形に発展するものであり、電磁
気学的には、基本図形の特性にその相似図形の特性が重
畳される。これを利用して、多層板（多層膜）フィルタ
の多層構造を自己相似になるように配置すれば、フィル
タの対応波長を改善することができる。
したアンテナ、あるいはフィルタなどの開発が進んでい
る。フラクタルとは、相似な図形が規則に従って、幾重
にも重なって大規模な図形に発展するものであり、電磁
気学的には、基本図形の特性にその相似図形の特性が重
畳される。これを利用して、多層板（多層膜）フィルタ
の多層構造を自己相似になるように配置すれば、フィル
タの対応波長を改善することができる。
【０００８】本発明によれば、誘電体路または導波路中
に、異なる誘電率または屈折率を有する物質が配列する
周期構造を有し、前記の周期構造が複数、かつ前記の周
期構造に対して、ほぼ相似の周期を持つように配列する
光用あるいは電磁波用フィルタが得られる。
に、異なる誘電率または屈折率を有する物質が配列する
周期構造を有し、前記の周期構造が複数、かつ前記の周
期構造に対して、ほぼ相似の周期を持つように配列する
光用あるいは電磁波用フィルタが得られる。
【０００９】また、本発明によれば、前記の異なる誘電
率または屈折率を有する物質が配列する周期構造がブラ
ッグの反射条件を満たす光用あるいは電磁波用フィルタ
が得られる。
率または屈折率を有する物質が配列する周期構造がブラ
ッグの反射条件を満たす光用あるいは電磁波用フィルタ
が得られる。
【００１０】また、本発明によれば、前記の異なる誘電
率または屈折率を有する物質が配列する周期構造が１次
元フラクタルをなす光用あるいは電磁波用フィルタが得
られる。
率または屈折率を有する物質が配列する周期構造が１次
元フラクタルをなす光用あるいは電磁波用フィルタが得
られる。
【００１１】また、本発明によれば、前記導波路が金属
壁を有する導波管である電磁波用フィルタが得られる。
壁を有する導波管である電磁波用フィルタが得られる。
【００１２】また、本発明によれば、前記導波路が誘電
率の異なる同軸型の導波路である電磁波用あるいは光用
フィルタが得られる。
率の異なる同軸型の導波路である電磁波用あるいは光用
フィルタが得られる。
【００１３】また、本発明によれば、前記導波路がフォ
トニック結晶中に形成された導波路である光用あるいは
電磁波用フィルタが得られる。
トニック結晶中に形成された導波路である光用あるいは
電磁波用フィルタが得られる。
【００１４】また、本発明によれば、前記の周期構造を
なす２種類の物質の誘電率の比が３倍以上、あるいは屈
折率の比が１.８倍以上である光用あるいは電磁波用フ
ィルタが得られる。
なす２種類の物質の誘電率の比が３倍以上、あるいは屈
折率の比が１.８倍以上である光用あるいは電磁波用フ
ィルタが得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１と図２
を参照して、本発明における第１の実施の形態を説明す
る。
を参照して、本発明における第１の実施の形態を説明す
る。
【００１６】まず、図２を参照して、本発明における第
１の実施の形態における、高屈折率部及び低屈折部から
成る周期的な多重層について説明する。
１の実施の形態における、高屈折率部及び低屈折部から
成る周期的な多重層について説明する。
【００１７】低屈折率部としてＳiＯ２の層１〜１１、
高屈折率部として水素化アモルファスシリコンの層１２
〜２１が周期的に配置されている。低屈折率部２と高屈
折率部１３の組み合わせよりなる第１の構造体２２は、
１１００〜１８００ｎｍの範囲でフォトニックバンドギ
ャップを生じ、第１の構造体２２と同じものを５個、積
層した場合、阻止率３５ｄＢを実現する。
高屈折率部として水素化アモルファスシリコンの層１２
〜２１が周期的に配置されている。低屈折率部２と高屈
折率部１３の組み合わせよりなる第１の構造体２２は、
１１００〜１８００ｎｍの範囲でフォトニックバンドギ
ャップを生じ、第１の構造体２２と同じものを５個、積
層した場合、阻止率３５ｄＢを実現する。
【００１８】第１の構造体２２と光学的に自己相似にな
る第２の構造体２３は２２００ｎｍから３２００ｎｍの
範囲でフォトニックバンドギャップを生じ、第２の構造
体２３と同じものを５個、積層した場合、阻止率３５ｄ
Ｂを実現する。
る第２の構造体２３は２２００ｎｍから３２００ｎｍの
範囲でフォトニックバンドギャップを生じ、第２の構造
体２３と同じものを５個、積層した場合、阻止率３５ｄ
Ｂを実現する。
【００１９】その結果、図１に記載されるような、構造
体２２を計５個含み、第２の構造体２３を計５個、１次
元フラクタルとなるよう配列させたフィルタは、１１０
０ｎｍから３２００ｎｍの範囲で３５ｄＢの阻止率を実
現した。また、反射損失は１５００ｎｍで０.５ｄＢで
あった。
体２２を計５個含み、第２の構造体２３を計５個、１次
元フラクタルとなるよう配列させたフィルタは、１１０
０ｎｍから３２００ｎｍの範囲で３５ｄＢの阻止率を実
現した。また、反射損失は１５００ｎｍで０.５ｄＢで
あった。
【００２０】このようなフィルタを導波路に集積するに
は、ＴＥＣファイバ（コア拡大ファイバ）と光非相反部
を用い、レンズを使用しないで作製する、ファイバ集積
型光アイソレータと同様の手法が有効である。即ち、軸
方向に距離を隔てて配置された２本のＴＥＣファイバ間
にフィルタ板を挿入する方法である。
は、ＴＥＣファイバ（コア拡大ファイバ）と光非相反部
を用い、レンズを使用しないで作製する、ファイバ集積
型光アイソレータと同様の手法が有効である。即ち、軸
方向に距離を隔てて配置された２本のＴＥＣファイバ間
にフィルタ板を挿入する方法である。
【００２１】あるいは、図１に断面図で示すような水素
化アモルファスシリコン円柱２４とＳiＯ２部２５から
なる、フォトニック結晶中に欠陥として形成された導波
路２６の中にフィルタを形成することが、損失及びサイ
ズの面から望ましい。なお、図１において、２７は高屈
折率部、２８は低屈折率部であり、上述の周期的な多重
層が形成されている。
化アモルファスシリコン円柱２４とＳiＯ２部２５から
なる、フォトニック結晶中に欠陥として形成された導波
路２６の中にフィルタを形成することが、損失及びサイ
ズの面から望ましい。なお、図１において、２７は高屈
折率部、２８は低屈折率部であり、上述の周期的な多重
層が形成されている。
【００２２】ところで、フォトニック結晶中に形成され
た導波路に換えて、金属導波管も使用できる。この場
合、赤外領域では損失が発生するが、ミリ波領域では十
分実用になる。また、ミリ波帯は導波路材料の選択肢が
多いので、金属導波管に換えて、誘電体線路も使用でき
る。
た導波路に換えて、金属導波管も使用できる。この場
合、赤外領域では損失が発生するが、ミリ波領域では十
分実用になる。また、ミリ波帯は導波路材料の選択肢が
多いので、金属導波管に換えて、誘電体線路も使用でき
る。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、誘電体多層膜フィルタに
フラクタルを適用することで、光用あるいは電磁波用フ
ィルタの広帯域化が実現できる。
フラクタルを適用することで、光用あるいは電磁波用フ
ィルタの広帯域化が実現できる。
【図１】本発明の第１の実施形態である光フィルタの高
屈折率部と低屈折率部の積層構造を示す断面図。
屈折率部と低屈折率部の積層構造を示す断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態であるフォトニック結
晶中に欠陥として形成された導波路中に形成された光フ
ィルタを示す断面図。
晶中に欠陥として形成された導波路中に形成された光フ
ィルタを示す断面図。
１〜１１ ＳiＯ２膜 １２〜２１ 水素化アモルファスシリコン膜 ２２ 水素化アモルファスシリコン膜とＳiＯ２膜か
ら成る周期構造体 ２３ 周期構造体２２と自己相似の周期構造体 ２４ 水素化アモルファスシリコン円柱 ２５ ＳiＯ２部 ２６ フォトニック結晶中に形成された導波路 ２７ 高屈折率部 ２８ 低屈折部
ら成る周期構造体 ２３ 周期構造体２２と自己相似の周期構造体 ２４ 水素化アモルファスシリコン円柱 ２５ ＳiＯ２部 ２６ フォトニック結晶中に形成された導波路 ２７ 高屈折率部 ２８ 低屈折部
Claims (7)
- 【請求項１】 誘電体路または導波路中に、異なる誘電
率または屈折率を有する物質が配列する周期構造を有
し、前記の周期構造が複数、かつ前記の周期構造に対し
てほぼ相似の周期を持つように配列することを特徴とす
る光用あるいは電磁波用フィルタ。 - 【請求項２】 前記の異なる誘電率または屈折率を有す
る物質が配列する周期構造がブラッグの反射条件を満た
すことを特徴とする請求項１記載の光用あるいは電磁波
用フィルタ。 - 【請求項３】 前記の異なる誘電率または屈折率を有す
る物質が配列する周期構造が１次元フラクタルをなすこ
とを特徴とする請求項１または２記載の光用あるいは電
磁波用フィルタ。 - 【請求項４】 前記導波路が金属壁を有する導波管であ
ることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の電磁波
用フィルタ。 - 【請求項５】 前記導波路が誘電率の異なる同軸型の導
波路であることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載
の光用あるいは電磁波用フィルタ。 - 【請求項６】 前記導波路がフォトニック結晶中に形成
された導波路であることを特徴とする請求項１〜３いず
れか記載の光用あるいは電磁波用フィルタ。 - 【請求項７】 前記の周期構造をなす２種類の物質の誘
電率の比が３倍以上、あるいは屈折率の比が１.８倍以
上あることを特徴とする請求項１〜６いずれか記載の光
用あるいは電磁波用フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000169305A JP2001350040A (ja) | 2000-06-06 | 2000-06-06 | 光フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000169305A JP2001350040A (ja) | 2000-06-06 | 2000-06-06 | 光フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001350040A true JP2001350040A (ja) | 2001-12-21 |
Family
ID=18672185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000169305A Pending JP2001350040A (ja) | 2000-06-06 | 2000-06-06 | 光フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001350040A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006088155A1 (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 誘電体多層周期構造体 |
| WO2011148701A1 (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | シャープ株式会社 | カラーフィルタおよびこれを備えた反射型表示装置 |
| CN102681056A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-09-19 | 太原理工大学 | 基于光子晶体的近紫外至近红外光波段全角度反射器 |
| CN102681069A (zh) * | 2012-06-07 | 2012-09-19 | 太原理工大学 | 一维光子晶体全可见光波段单通道超窄带滤波器 |
| WO2016031712A1 (ja) * | 2014-08-26 | 2016-03-03 | 日本碍子株式会社 | グレーティング素子 |
-
2000
- 2000-06-06 JP JP2000169305A patent/JP2001350040A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006088155A1 (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 誘電体多層周期構造体 |
| JPWO2006088155A1 (ja) * | 2005-02-18 | 2008-07-03 | 株式会社村田製作所 | 誘電体多層周期構造体 |
| WO2011148701A1 (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | シャープ株式会社 | カラーフィルタおよびこれを備えた反射型表示装置 |
| CN102681056A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-09-19 | 太原理工大学 | 基于光子晶体的近紫外至近红外光波段全角度反射器 |
| CN102681069A (zh) * | 2012-06-07 | 2012-09-19 | 太原理工大学 | 一维光子晶体全可见光波段单通道超窄带滤波器 |
| CN102681069B (zh) * | 2012-06-07 | 2013-12-25 | 太原理工大学 | 一维光子晶体全可见光波段单通道超窄带滤波器 |
| WO2016031712A1 (ja) * | 2014-08-26 | 2016-03-03 | 日本碍子株式会社 | グレーティング素子 |
| JPWO2016031712A1 (ja) * | 2014-08-26 | 2017-06-08 | 日本碍子株式会社 | グレーティング素子 |
| US10393931B2 (en) | 2014-08-26 | 2019-08-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Grating element |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20060822 |