JP2002207180A - マイクロエレクトロメカニカル手法によるファブリ・ペロー共振器 - Google Patents
マイクロエレクトロメカニカル手法によるファブリ・ペロー共振器Info
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光信号を用いて同調できるマイクロエレクトロ
メカニカル手法によるファブリ・ペロー共振器を提供す
ること。 【解決手段】ファブリ・ペロー共振器は、同調のために
離間して設けられる第１の反射鏡と第２の反射鏡を備え
て波長λ0に中心を備えた共鳴応答曲線を備えているよ
うにした光学的なキャビティ３０６と、応答曲線内の波
長λ1を備えた同調光信号を発生させる光源３０２と、
同調光信号を入力光信号と共にキャビティ３０６に導
き、同調光信号についてλ1＞λ0であるとき、共鳴応答
曲線の波長をλ1にシフトさせるのに十分な光を提供し
ている光入力ポートとを含むように構成される。
メカニカル手法によるファブリ・ペロー共振器を提供す
ること。 【解決手段】ファブリ・ペロー共振器は、同調のために
離間して設けられる第１の反射鏡と第２の反射鏡を備え
て波長λ0に中心を備えた共鳴応答曲線を備えているよ
うにした光学的なキャビティ３０６と、応答曲線内の波
長λ1を備えた同調光信号を発生させる光源３０２と、
同調光信号を入力光信号と共にキャビティ３０６に導
き、同調光信号についてλ1＞λ0であるとき、共鳴応答
曲線の波長をλ1にシフトさせるのに十分な光を提供し
ている光入力ポートとを含むように構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学的なフィルタ
に関し、更に詳しくは、それから構成された同調可能な
ファブリ・ペロー光学的共振器、フィルタ、および、レ
ーザに関する。
に関し、更に詳しくは、それから構成された同調可能な
ファブリ・ペロー光学的共振器、フィルタ、および、レ
ーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】同調可能な光学的共振器は、光通信シス
テムやレーザ装置の構成に用いられている。ファブリ・
ペロー共振器に基づいた光学的なフィルタやレーザ装置
は、微小電子機械加工又はマイクロエレクトロメカニカ
ル（ＭＥＭ）技術を用いて構成できるので、基本的に
は、経済的に魅力のある同調可能なフィルタあるいは同
調可能なレーザを提供することができる。このような装
置においては、ファブリ・ペロー共振器キャビティは、
２つの反射鏡の間に形成される。これらの反射鏡の１つ
は、平面であり、半導体基板上に配置される。もう１つ
の反射鏡は、湾曲しており、多数のマイクロメカニカル
な片持ち梁状に懸架又は可動にして支持されている。片
持ち梁状と基板間に同調電圧を加えると、可動にして支
持された反射鏡は基板上を固定の反射鏡に向かって移動
し、これによって、ファブリ・ペロー共振器の２つの反
射鏡間の距離が縮まる。フィルタの帯域通過周波数はこ
の反射鏡距離で決まるので、２つの反射鏡間の距離の短
縮は、キャビティの共振光学的周波数を大きくする。共
振器周波数のシフトは、同調可能な帯域通過フィルタと
して装置を直接使うことを可能にする。光学的に励起さ
れたあるいは電気的に励起された光学的な利得媒体（活
性な領域）がキャビティに配置されるとき、装置は、フ
ァブリ・ペローキャビティの共振周波数によって制御さ
れるレーザ発振波長を備えた同調可能なレーザとなる。
テムやレーザ装置の構成に用いられている。ファブリ・
ペロー共振器に基づいた光学的なフィルタやレーザ装置
は、微小電子機械加工又はマイクロエレクトロメカニカ
ル（ＭＥＭ）技術を用いて構成できるので、基本的に
は、経済的に魅力のある同調可能なフィルタあるいは同
調可能なレーザを提供することができる。このような装
置においては、ファブリ・ペロー共振器キャビティは、
２つの反射鏡の間に形成される。これらの反射鏡の１つ
は、平面であり、半導体基板上に配置される。もう１つ
の反射鏡は、湾曲しており、多数のマイクロメカニカル
な片持ち梁状に懸架又は可動にして支持されている。片
持ち梁状と基板間に同調電圧を加えると、可動にして支
持された反射鏡は基板上を固定の反射鏡に向かって移動
し、これによって、ファブリ・ペロー共振器の２つの反
射鏡間の距離が縮まる。フィルタの帯域通過周波数はこ
の反射鏡距離で決まるので、２つの反射鏡間の距離の短
縮は、キャビティの共振光学的周波数を大きくする。共
振器周波数のシフトは、同調可能な帯域通過フィルタと
して装置を直接使うことを可能にする。光学的に励起さ
れたあるいは電気的に励起された光学的な利得媒体（活
性な領域）がキャビティに配置されるとき、装置は、フ
ァブリ・ペローキャビティの共振周波数によって制御さ
れるレーザ発振波長を備えた同調可能なレーザとなる。
【０００３】電圧を同調するというニーズは、このよう
なキャビティの使用を制限したり、複雑にする。例え
ば、フィルタは、電圧同調を正しく実行するための電源
とフィードバック回路を備えていなければならない。同
調電圧は、通常、数十ボルトの範囲内にある。このよう
な電圧レベルは、標準の集積回路に使われる通常の制御
電圧を超えており、従って、このような非光学的回路の
使用は、装置のコストを上昇させるとともに構成の複雑
さを増加させる。
なキャビティの使用を制限したり、複雑にする。例え
ば、フィルタは、電圧同調を正しく実行するための電源
とフィードバック回路を備えていなければならない。同
調電圧は、通常、数十ボルトの範囲内にある。このよう
な電圧レベルは、標準の集積回路に使われる通常の制御
電圧を超えており、従って、このような非光学的回路の
使用は、装置のコストを上昇させるとともに構成の複雑
さを増加させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、概略的には、
本発明の目的は、改善されたＭＥＭファブリ・ペロー共
振器を提供することにある。
本発明の目的は、改善されたＭＥＭファブリ・ペロー共
振器を提供することにある。
【０００５】本発明のその他の目的は、電気的な制御信
号に変換される信号を必要としない光信号を用いて同調
できるＭＥＭファブリ・ペロー共振器を提供することに
ある。
号に変換される信号を必要としない光信号を用いて同調
できるＭＥＭファブリ・ペロー共振器を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、共振周波数が
共振器に導かれる光信号によって決定される同調可能な
光学的共振器である。共振器は、第１の反射鏡と第２の
反射鏡とを備えた光学的なキャビティを含んでいる。第
１および第２の反射鏡は、互いに対して支持されている
ので、第１および第２の反射鏡間の距離は、前記第２の
反射鏡に力を加えることで変化できて、結果的に、前記
キャビティの共振器周波数が変化できる。共振器は、同
調光信号を受ける光入力ポートと、同調光信号を発生す
る任意の光信号発生器を備えている。同調光信号は光学
的なキャビティに導かれるので、この同調光信号は、第
１および第２の反射鏡間で反射される。同調光信号が存
在しないときは、共振器は、λ0に中心を有する共振応
答曲線によって特徴付けられる共振を行なう。同調光信
号は、この共振応答曲線内にλ1を有していて、十分な
光パワーを備えているので、この共振応答曲線をλ2＞
λ1とするλ2に中心があるようにシフトさせることがで
きる。本発明の一つの実施例において、共振器を出る光
をモニタする回路は、同調光信号における波長及び／或
いは振幅を制御するために使われるので、共振器を出る
この光は、所定の波長を備えるようにされている。
共振器に導かれる光信号によって決定される同調可能な
光学的共振器である。共振器は、第１の反射鏡と第２の
反射鏡とを備えた光学的なキャビティを含んでいる。第
１および第２の反射鏡は、互いに対して支持されている
ので、第１および第２の反射鏡間の距離は、前記第２の
反射鏡に力を加えることで変化できて、結果的に、前記
キャビティの共振器周波数が変化できる。共振器は、同
調光信号を受ける光入力ポートと、同調光信号を発生す
る任意の光信号発生器を備えている。同調光信号は光学
的なキャビティに導かれるので、この同調光信号は、第
１および第２の反射鏡間で反射される。同調光信号が存
在しないときは、共振器は、λ0に中心を有する共振応
答曲線によって特徴付けられる共振を行なう。同調光信
号は、この共振応答曲線内にλ1を有していて、十分な
光パワーを備えているので、この共振応答曲線をλ2＞
λ1とするλ2に中心があるようにシフトさせることがで
きる。本発明の一つの実施例において、共振器を出る光
をモニタする回路は、同調光信号における波長及び／或
いは振幅を制御するために使われるので、共振器を出る
この光は、所定の波長を備えるようにされている。
【０００７】本発明における上述の及びその他の目的
は、本発明に対する以下の実施形態及び添付の図面から
更に明らかに理解できるであろう。
は、本発明に対する以下の実施形態及び添付の図面から
更に明らかに理解できるであろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、図１と図２を参照する
とより容易に理解できる。図１は、従来技術のファブリ
・ペローに基づいたフィルタおよびレーザの平面図であ
る。図２は、１１−１２線に沿って見た図１に示すレー
ザの断面図である。ファブリ・ペロー共振器キャビティ
が、反射鏡１３と１４の間に形成されている。反射鏡１
４は、平面であり、半導体基板２５上に配置されてい
る。反射鏡１３は、通常湾曲しており、１５−１８で示
される多数のマイクロメカニカルな片持ち梁状アームで
可動にして支持されている。これらの反射鏡は、層毎に
変化している屈折率を備えた多数の透明材料層から構成
されていることが好ましい。このような反射鏡は、半導
体レーザの技術においては周知であるので、ここでは詳
細には説明しない。図面を簡単にするために、反射鏡の
層状の構造は、図示を省略している。
とより容易に理解できる。図１は、従来技術のファブリ
・ペローに基づいたフィルタおよびレーザの平面図であ
る。図２は、１１−１２線に沿って見た図１に示すレー
ザの断面図である。ファブリ・ペロー共振器キャビティ
が、反射鏡１３と１４の間に形成されている。反射鏡１
４は、平面であり、半導体基板２５上に配置されてい
る。反射鏡１３は、通常湾曲しており、１５−１８で示
される多数のマイクロメカニカルな片持ち梁状アームで
可動にして支持されている。これらの反射鏡は、層毎に
変化している屈折率を備えた多数の透明材料層から構成
されていることが好ましい。このような反射鏡は、半導
体レーザの技術においては周知であるので、ここでは詳
細には説明しない。図面を簡単にするために、反射鏡の
層状の構造は、図示を省略している。
【０００９】片持ち梁状と基板間の電源を介した同調電
圧の印加は、可動にして支持されている反射鏡１３を反
射鏡１４の上方へ移動させ、従って、ファブリ・ペロー
キャビティの２つの反射鏡間の距離を短縮する。キャビ
ティの共振周波数はこれらの反射鏡間の距離によって決
定されるので、反射鏡間の距離におけるこの短縮は、キ
ャビティの共振光学的周波数を増加させる。共振周波数
におけるシフトは、装置の同調可能な帯域通過フィルタ
としての直接的な使用を可能にする。光学的に励起され
たあるいは電気的に励起された光学的利得媒体２０がキ
ャビティ内に配置されていると、装置は、ファブリ・ペ
ローキャビティの共振周波数によって制御されるレーザ
発振波長を備えた同調可能なレーザとなる。
圧の印加は、可動にして支持されている反射鏡１３を反
射鏡１４の上方へ移動させ、従って、ファブリ・ペロー
キャビティの２つの反射鏡間の距離を短縮する。キャビ
ティの共振周波数はこれらの反射鏡間の距離によって決
定されるので、反射鏡間の距離におけるこの短縮は、キ
ャビティの共振光学的周波数を増加させる。共振周波数
におけるシフトは、装置の同調可能な帯域通過フィルタ
としての直接的な使用を可能にする。光学的に励起され
たあるいは電気的に励起された光学的利得媒体２０がキ
ャビティ内に配置されていると、装置は、ファブリ・ペ
ローキャビティの共振周波数によって制御されるレーザ
発振波長を備えた同調可能なレーザとなる。
【００１０】本発明は、図１と図２に示されるタイプの
従来知られており本発明によっても使用される装置が好
ましくない波長依存性の同調電圧の影響を受けるという
観察に基づいている。すなわち、いずれかの所定の値に
共振周波数を設定する必要のある同調電圧は、装置の物
理的特性に依存する所定値を上回るパワー密度のため
に、キャビティ内の光学的パワー密度に依存する。同調
電圧におけるこのシフトは、キャビティ中の照射圧力の
結果である。照射力は、固定の反射鏡から離れるように
ファブリ・ペローキャビティ内において移動反射鏡を押
す傾向がある。このようにして、照射力は、長い方の波
長に対してフィルタ或いはレーザを同調する傾向を有す
る。照射力の大きさは、フィルタからの光学的な出力パ
ワーに比例するキャビティ内の内部光学的パワーに比例
する。
従来知られており本発明によっても使用される装置が好
ましくない波長依存性の同調電圧の影響を受けるという
観察に基づいている。すなわち、いずれかの所定の値に
共振周波数を設定する必要のある同調電圧は、装置の物
理的特性に依存する所定値を上回るパワー密度のため
に、キャビティ内の光学的パワー密度に依存する。同調
電圧におけるこのシフトは、キャビティ中の照射圧力の
結果である。照射力は、固定の反射鏡から離れるように
ファブリ・ペローキャビティ内において移動反射鏡を押
す傾向がある。このようにして、照射力は、長い方の波
長に対してフィルタ或いはレーザを同調する傾向を有す
る。照射力の大きさは、フィルタからの光学的な出力パ
ワーに比例するキャビティ内の内部光学的パワーに比例
する。
【００１１】照射力は移動可能な反射鏡を固定の反射鏡
から離すように押されるので、これは、また、上述した
片持ち梁１５−１８によって発生されるバネ力に抗して
移動反射鏡を押す。バネ力の増加がこの照射力に整合す
ると、この移動可能な反射鏡は移動を停止し、従って、
フィルタあるいはレーザは、新たな共振周波数を示すこ
とになる。
から離すように押されるので、これは、また、上述した
片持ち梁１５−１８によって発生されるバネ力に抗して
移動反射鏡を押す。バネ力の増加がこの照射力に整合す
ると、この移動可能な反射鏡は移動を停止し、従って、
フィルタあるいはレーザは、新たな共振周波数を示すこ
とになる。
【００１２】本発明はこの効果を利用して、共振波長を
光学的に同調する。十分なパワーを有する光信号をキャ
ビティに導き入れることによって、キャビティ内の共振
波長が変化させられる。必要なパワーの量は、片持ち梁
状のバネ定数と、フィルタキャビティの「微細さ」に依
存しているということに留意すべきである。この微細さ
は、光子が前後に反射される回数の尺度である。１００
０を超える微細さを備えたファブリ・ペロー共振器は、
ＭＥＭ技術を用いることによって容易に構成できる。同
調信号によって発生される照射圧力は、要するに、キャ
ビティの微細さに比例する係数によって増幅される。こ
の増幅係数は、比較的弱い同調信号によるキャビティの
共振波長の大量のシフトを可能にする。
光学的に同調する。十分なパワーを有する光信号をキャ
ビティに導き入れることによって、キャビティ内の共振
波長が変化させられる。必要なパワーの量は、片持ち梁
状のバネ定数と、フィルタキャビティの「微細さ」に依
存しているということに留意すべきである。この微細さ
は、光子が前後に反射される回数の尺度である。１００
０を超える微細さを備えたファブリ・ペロー共振器は、
ＭＥＭ技術を用いることによって容易に構成できる。同
調信号によって発生される照射圧力は、要するに、キャ
ビティの微細さに比例する係数によって増幅される。こ
の増幅係数は、比較的弱い同調信号によるキャビティの
共振波長の大量のシフトを可能にする。
【００１３】以下に詳細に説明されるように、同調信号
の波長は、キャビティ共振の幅に依存する誤差内でキャ
ビティの共振波長を設定する。同調信号のパワーが、次
いで、共振周波数を微細同調するように使える。同調源
の無いλ0における共振を有するファブリ・ペロー共振
器を想像するべきである。同調源の波長はλTで表現さ
れる。十分なパワーの同調信号がキャビティ内に導かれ
るとき、ファブリ・ペロー共振器の共振波長がシフトす
る様子を示している図３（ａ）乃至（ｃ）を説明する。
ここでの議論を明確にするために、共振波長がλ0にあ
るとき、ファブリ・ペロー共振器の共振応答内に同調信
号波長があるとする。図３（ａ）は、フィルタ応答曲線
１００のスタート位置と、同調波長と静止波長λ0の関
係を示している。ここでの議論を明確にするために、λ
0＜λTとする。λ0＞λTの場合に付いては、以後に詳細
に説明される。同調信号がキャビティに導かれると、最
初に移動可能な反射鏡に力Ｆ0を発生させる。上述した
ように、このＦ0は、キャビティの微細さと同調信号の
パワーレベルに依存する。照射力Ｆ0は、反射鏡を離れ
るように移動させるので、フィルタ応答曲線は、図３
（ｂ）に示されるように新たな共振波長λNによって特
徴付けられる新たな位置へシフトする。キャビティの共
振応答におけるシフトは、同調波長が今や共振応答曲線
の中心に接近しているので、反射鏡に加えられる照射力
を新たな値Ｆ1に高める。しかしながら、移動可能な反
射鏡はその休止位置から離れるように移動するので、移
動させられた距離に比例する復元力が、片持ち梁状のア
ームに加えられることになる。共振波長は反射鏡間の距
離に比例するので、復元力もまた、（λN−λ0）に比例
する。共振周波数がλN＝λTのときのλTに一致すると
き、最大の照射力が発生する。λN＝λTのときに最大の
照射力が復元力よりも大きいならば、移動可能な反射鏡
は、新たな共振波長が図３（ｃ）に示されるような同調
波長よりも大きくなるような位置に移動し続ける。一
旦、λNがλTよりも大きくなると、照射力が減少し、復
元力が増加し続けることになる。従って、反射鏡間の距
離は、最終的には安定することになる。λN＝λTのとき
に最大の照射力が復元力よりも小さいならば、反射鏡間
の距離は、λN＜λTに対応する値を取る。
の波長は、キャビティ共振の幅に依存する誤差内でキャ
ビティの共振波長を設定する。同調信号のパワーが、次
いで、共振周波数を微細同調するように使える。同調源
の無いλ0における共振を有するファブリ・ペロー共振
器を想像するべきである。同調源の波長はλTで表現さ
れる。十分なパワーの同調信号がキャビティ内に導かれ
るとき、ファブリ・ペロー共振器の共振波長がシフトす
る様子を示している図３（ａ）乃至（ｃ）を説明する。
ここでの議論を明確にするために、共振波長がλ0にあ
るとき、ファブリ・ペロー共振器の共振応答内に同調信
号波長があるとする。図３（ａ）は、フィルタ応答曲線
１００のスタート位置と、同調波長と静止波長λ0の関
係を示している。ここでの議論を明確にするために、λ
0＜λTとする。λ0＞λTの場合に付いては、以後に詳細
に説明される。同調信号がキャビティに導かれると、最
初に移動可能な反射鏡に力Ｆ0を発生させる。上述した
ように、このＦ0は、キャビティの微細さと同調信号の
パワーレベルに依存する。照射力Ｆ0は、反射鏡を離れ
るように移動させるので、フィルタ応答曲線は、図３
（ｂ）に示されるように新たな共振波長λNによって特
徴付けられる新たな位置へシフトする。キャビティの共
振応答におけるシフトは、同調波長が今や共振応答曲線
の中心に接近しているので、反射鏡に加えられる照射力
を新たな値Ｆ1に高める。しかしながら、移動可能な反
射鏡はその休止位置から離れるように移動するので、移
動させられた距離に比例する復元力が、片持ち梁状のア
ームに加えられることになる。共振波長は反射鏡間の距
離に比例するので、復元力もまた、（λN−λ0）に比例
する。共振周波数がλN＝λTのときのλTに一致すると
き、最大の照射力が発生する。λN＝λTのときに最大の
照射力が復元力よりも大きいならば、移動可能な反射鏡
は、新たな共振波長が図３（ｃ）に示されるような同調
波長よりも大きくなるような位置に移動し続ける。一
旦、λNがλTよりも大きくなると、照射力が減少し、復
元力が増加し続けることになる。従って、反射鏡間の距
離は、最終的には安定することになる。λN＝λTのとき
に最大の照射力が復元力よりも小さいならば、反射鏡間
の距離は、λN＜λTに対応する値を取る。
【００１４】本発明の好ましい実施形態において、同調
信号のパワーはλN＞λT、即ち、図３（ｃ）に示される
ような形状となるように選択される。このような形状で
あることの理由は、温度雑音にもかかわらず反射鏡設定
が安定していることが好ましいからである。移動可能な
反射鏡も、同調光信号とバネ復元力によって設定された
位置の回りに反射鏡を振動させる温度変動を受ける。こ
れらの振動は、フィルタ応答あるいはレーザの中心周波
数における小さな振動を生じる。これらの小さな振動
は、換言すれば、フィルタされた光あるいは光信号に振
幅変動を導く。従って、これらの雑音変動が小さくでき
るような構成が好ましい。
信号のパワーはλN＞λT、即ち、図３（ｃ）に示される
ような形状となるように選択される。このような形状で
あることの理由は、温度雑音にもかかわらず反射鏡設定
が安定していることが好ましいからである。移動可能な
反射鏡も、同調光信号とバネ復元力によって設定された
位置の回りに反射鏡を振動させる温度変動を受ける。こ
れらの振動は、フィルタ応答あるいはレーザの中心周波
数における小さな振動を生じる。これらの小さな振動
は、換言すれば、フィルタされた光あるいは光信号に振
幅変動を導く。従って、これらの雑音変動が小さくでき
るような構成が好ましい。
【００１５】図３（ｃ）に示されるようにこれらの反射
鏡が安定していて、温度雑音が、移動可能な反射鏡を固
定の反射鏡にわずかに接近するように移動させるとす
る。この場合、共振応答曲線は、わずかに短波長側に移
動するので、照射力が増加することになる。増加させら
れた照射力は、これらの反射鏡を更に離れるように移動
させ、すなわち、照射力は、温度雑音によって生じた力
を打ち消すように働く。次に、温度雑音力がこれらの反
射鏡を更に離すような方向に働くときを想定する。フィ
ルタ応答曲線は、長波長側へシフトさせられる。これ
は、照射力を減少させる。照射力の減少は、換言すれ
ば、片持ち梁状アームによって加えられるバネ復元力の
作用下にこれらの反射鏡を互いに更に接近させる。再
び、照射力の変化は、温度雑音によって生じた力を打ち
消すように働く。
鏡が安定していて、温度雑音が、移動可能な反射鏡を固
定の反射鏡にわずかに接近するように移動させるとす
る。この場合、共振応答曲線は、わずかに短波長側に移
動するので、照射力が増加することになる。増加させら
れた照射力は、これらの反射鏡を更に離れるように移動
させ、すなわち、照射力は、温度雑音によって生じた力
を打ち消すように働く。次に、温度雑音力がこれらの反
射鏡を更に離すような方向に働くときを想定する。フィ
ルタ応答曲線は、長波長側へシフトさせられる。これ
は、照射力を減少させる。照射力の減少は、換言すれ
ば、片持ち梁状アームによって加えられるバネ復元力の
作用下にこれらの反射鏡を互いに更に接近させる。再
び、照射力の変化は、温度雑音によって生じた力を打ち
消すように働く。
【００１６】λN＜λTであるように同調信号のパワーが
設定されているとき、照射力は、温度雑音力を増幅し、
その結果、フィルタにより処理される光信号中の温度雑
音を増加させる。図３（ｂ）に示されるような構成にお
いて反射鏡が安定していると想定する。温度雑音力が反
射鏡を離すように働かせると、共振応答曲線は、長波長
側にシフトし、従って、照射力が増加する。増加した照
射力は、反射鏡を更にまた離すように移動する。これに
より、照射力は温度雑音を増幅する。同様に、温度雑音
が反射鏡を互いに接近するように移動すると、共振応答
曲線は、短波長側にシフトし、従って、照射力は、更に
短波長側へのシフトが生じるように減少することにな
る。再び、温度雑音が、増幅される。
設定されているとき、照射力は、温度雑音力を増幅し、
その結果、フィルタにより処理される光信号中の温度雑
音を増加させる。図３（ｂ）に示されるような構成にお
いて反射鏡が安定していると想定する。温度雑音力が反
射鏡を離すように働かせると、共振応答曲線は、長波長
側にシフトし、従って、照射力が増加する。増加した照
射力は、反射鏡を更にまた離すように移動する。これに
より、照射力は温度雑音を増幅する。同様に、温度雑音
が反射鏡を互いに接近するように移動すると、共振応答
曲線は、短波長側にシフトし、従って、照射力は、更に
短波長側へのシフトが生じるように減少することにな
る。再び、温度雑音が、増幅される。
【００１７】上述の議論は、同調波長と休止波長の両方
がフィルタの共振応答曲線内にあるとして、同調波長
が、休止波長に接近することを想定したものである。共
振は、次いで、同調波長と同調源のパワーレベルによっ
て決定された新たな値にシフトされる。共振波長がこの
ようなアプローチを用いることによって同調できる量
は、固定の同調波長に対しての共振応答曲線の幅によっ
て決定される。しかしながら、もっと大きな同調範囲
が、同調光信号の波長シフトにより可能になる。
がフィルタの共振応答曲線内にあるとして、同調波長
が、休止波長に接近することを想定したものである。共
振は、次いで、同調波長と同調源のパワーレベルによっ
て決定された新たな値にシフトされる。共振波長がこの
ようなアプローチを用いることによって同調できる量
は、固定の同調波長に対しての共振応答曲線の幅によっ
て決定される。しかしながら、もっと大きな同調範囲
が、同調光信号の波長シフトにより可能になる。
【００１８】図４に示されるように、同調光信号が、λ
Nである共振波長にシフトされるとともにλN＞λTであ
ると想定する。同調波長が、新たな同調波長λ′Tに増
加されたとする。次いで、照射力が、Ｆ2からＦ3に増加
する。照射力の増加は、新たな力がバネ復元力によって
バランスされるまで、反射鏡を更に離れるように移動す
る。照射力は、また、フィルタ応答曲線が更に大きな波
長に移動する際にＦ4に減少する。従って、新たなフィ
ルタ応答曲線は、破線で示されているように、λ′N＞
λ′T＞λNである中心波長に位置する。従って、同調光
信号の波長をゆっくりとシフトすることによって、共振
応答の中心波長は、更に移動できることになる。
Nである共振波長にシフトされるとともにλN＞λTであ
ると想定する。同調波長が、新たな同調波長λ′Tに増
加されたとする。次いで、照射力が、Ｆ2からＦ3に増加
する。照射力の増加は、新たな力がバネ復元力によって
バランスされるまで、反射鏡を更に離れるように移動す
る。照射力は、また、フィルタ応答曲線が更に大きな波
長に移動する際にＦ4に減少する。従って、新たなフィ
ルタ応答曲線は、破線で示されているように、λ′N＞
λ′T＞λNである中心波長に位置する。従って、同調光
信号の波長をゆっくりとシフトすることによって、共振
応答の中心波長は、更に移動できることになる。
【００１９】同調波長をシフトすることによる反射鏡の
移動可能距離は、最大照射力と片持ち梁状アームのバネ
定数によって決定される。同調光信号の一定のパワーに
対して、波長が増加される度毎に、共振応答曲線の中心
波長は、反射鏡距離が安定しているときは、同調光信号
の中心波長に接近するように移動する。２つの波長が等
しくなると、そのときのパワーレベルに対する最大の同
調が可能になる。一旦、この点が達成されると、同調波
長のすべての増加は、照射力を減少させる。照射力の減
少は、短波長側へのフィルタ応答曲線のシフトバックを
生じ、これは、換言すれば、更に照射力を減少させる。
このシフトは、応答曲線が同調波長が最早応答曲線内に
無くなる、すなわち、照射が０になる波長にシフトする
まで続く。バネ復元力は、次いで、反射鏡をそれらの休
止構成に復帰させ、すなわち、フィルタ応答曲線の中心
波長はλ0に戻る。
移動可能距離は、最大照射力と片持ち梁状アームのバネ
定数によって決定される。同調光信号の一定のパワーに
対して、波長が増加される度毎に、共振応答曲線の中心
波長は、反射鏡距離が安定しているときは、同調光信号
の中心波長に接近するように移動する。２つの波長が等
しくなると、そのときのパワーレベルに対する最大の同
調が可能になる。一旦、この点が達成されると、同調波
長のすべての増加は、照射力を減少させる。照射力の減
少は、短波長側へのフィルタ応答曲線のシフトバックを
生じ、これは、換言すれば、更に照射力を減少させる。
このシフトは、応答曲線が同調波長が最早応答曲線内に
無くなる、すなわち、照射が０になる波長にシフトする
まで続く。バネ復元力は、次いで、反射鏡をそれらの休
止構成に復帰させ、すなわち、フィルタ応答曲線の中心
波長はλ0に戻る。
【００２０】上述の議論から同調信号の波長がファブリ
・ペロー型のフィルタの共振応答曲線の中心波長を設定
するということは、当該技術に通常の知識を有する者に
は明らかなことであろう。同調信号波長とパワーに対す
る応答曲線の中心周波数の正確な位置は、理論的に正確
に予測できるが、この関係は、同調信号波長とパワーの
値に対して測定できる。次いで、測定された値は、適切
な校正曲線の形成に使われる。
・ペロー型のフィルタの共振応答曲線の中心波長を設定
するということは、当該技術に通常の知識を有する者に
は明らかなことであろう。同調信号波長とパワーに対す
る応答曲線の中心周波数の正確な位置は、理論的に正確
に予測できるが、この関係は、同調信号波長とパワーの
値に対して測定できる。次いで、測定された値は、適切
な校正曲線の形成に使われる。
【００２１】上述したように、所定の同調信号波長に対
して、共振応答曲線の位置は、波長を固定したままで同
調信号のパワーレベルを同調することによって正確に同
調できる。応答曲線の中心波長が同調信号の波長よりも
長い場合、すなわち、図３（Ｃ）に示されるような場合
に、同調信号パワーレベルが最初に設定されるようにフ
ァブリ・ペローキャビティを設定する。同調信号のパワ
ーレベルが大きくなると、反射鏡の距離が大きく離れ、
従って、応答曲線は、長波長側にシフトする。このシフ
トは、同調信号波長が応答曲線の中心から更に離れるの
で、照射力を減少させる。従って、システムが安定する
と、応答曲線の中心波長は、応答曲線の幅の一部分であ
る量だけ増加することになる。パワーがわずかに小さく
されると、反射鏡の分離は、小さくなり、従って、応答
曲線の中心周波数は、短波長側にシフトする。照射力
は、次いで、同調信号波長が応答曲線の中心周波数に今
や接近するので、増加することになる。これは、応答曲
線におけるシフトを部分的に打ち消す。新たな平衡に達
すると、応答曲線の中心波長は、応答曲線の幅の一部分
によって減少させられている。
して、共振応答曲線の位置は、波長を固定したままで同
調信号のパワーレベルを同調することによって正確に同
調できる。応答曲線の中心波長が同調信号の波長よりも
長い場合、すなわち、図３（Ｃ）に示されるような場合
に、同調信号パワーレベルが最初に設定されるようにフ
ァブリ・ペローキャビティを設定する。同調信号のパワ
ーレベルが大きくなると、反射鏡の距離が大きく離れ、
従って、応答曲線は、長波長側にシフトする。このシフ
トは、同調信号波長が応答曲線の中心から更に離れるの
で、照射力を減少させる。従って、システムが安定する
と、応答曲線の中心波長は、応答曲線の幅の一部分であ
る量だけ増加することになる。パワーがわずかに小さく
されると、反射鏡の分離は、小さくなり、従って、応答
曲線の中心周波数は、短波長側にシフトする。照射力
は、次いで、同調信号波長が応答曲線の中心周波数に今
や接近するので、増加することになる。これは、応答曲
線におけるシフトを部分的に打ち消す。新たな平衡に達
すると、応答曲線の中心波長は、応答曲線の幅の一部分
によって減少させられている。
【００２２】通常、同調波長は、ファブリ・ペロー共振
器がフィルタあるいはレーザモードのいずれかで動作す
る波長とは異なる波長に選択されている。ファブリ・ペ
ロー共振器は、Ｄを反射鏡間の光学的な距離とし、Ｎを
正の整数としたとき、２Ｄ＝Ｎλであるような波長λに
おいて共振する。従って、同調源は、最初の値Ｎにおけ
る共振を使ってＮの異なる値の波長において共振を制御
する。同調光信号は、次いで、同調光信号を遮断するが
関心ある信号は遮断しない帯遮断フィルタの助けで出力
光信号から除去できる。本発明のこのような実施形態
が、本発明による同調可能なフィルタのブロック図であ
る図５に参照番号３００で示されている。λ2の入力光
信号は、光学的なカプラ３０４を介して同調源３０２か
ら波長λ1の光信号と組み合わせられる。組み合わせら
れた信号は、ファブリ・ペロー共振器３０６に入力され
る。ファブリ・ペロー共振器３０６の出力は、次いで、
λ1の光は遮断するが、λ2の光は通過させる出力フィル
タ３０８を通過する。
器がフィルタあるいはレーザモードのいずれかで動作す
る波長とは異なる波長に選択されている。ファブリ・ペ
ロー共振器は、Ｄを反射鏡間の光学的な距離とし、Ｎを
正の整数としたとき、２Ｄ＝Ｎλであるような波長λに
おいて共振する。従って、同調源は、最初の値Ｎにおけ
る共振を使ってＮの異なる値の波長において共振を制御
する。同調光信号は、次いで、同調光信号を遮断するが
関心ある信号は遮断しない帯遮断フィルタの助けで出力
光信号から除去できる。本発明のこのような実施形態
が、本発明による同調可能なフィルタのブロック図であ
る図５に参照番号３００で示されている。λ2の入力光
信号は、光学的なカプラ３０４を介して同調源３０２か
ら波長λ1の光信号と組み合わせられる。組み合わせら
れた信号は、ファブリ・ペロー共振器３０６に入力され
る。ファブリ・ペロー共振器３０６の出力は、次いで、
λ1の光は遮断するが、λ2の光は通過させる出力フィル
タ３０８を通過する。
【００２３】図６において、本発明による同調可能なフ
ィルタ４００の実施形態のブロック図が示されており、
同調信号のパワーレベルは、また、共振器３０６の共振
波長の微細同調によって同調される。以下の議論を簡単
にするために、図５に示される部材と同一の機能を持つ
同調可能なフィルタ４００の部材は、同じ数字で表現さ
れる。同調可能なフィルタ４００は、カプラ４０２を介
してフィルタ３０８の出力をサンプリングする。サンプ
リングされた光信号は、制御回路（又はパワーコントロ
ーラ）４０３によって波長λ3を備えた校正光信号と比
較される。制御回路４０３は、光源３０２の出力の振幅
を設定する振幅制御信号を発生し、フィルタ３０８の出
力は、必要な波長に接近させられる。制御回路４０３
は、また、入力校正信号に基づいて光源３０２のための
波長制御信号を発生するものであることに留意すべきで
ある。また、校正信号が、カプラ３０４における不使用
のポートから得られる光源３０２の出力であることがで
きることにも留意すべきである。この場合、制御回路４
０３は、同調可能な光源の波長とは異なる固定の共振器
中心波長を維持するように振幅を調節する。
ィルタ４００の実施形態のブロック図が示されており、
同調信号のパワーレベルは、また、共振器３０６の共振
波長の微細同調によって同調される。以下の議論を簡単
にするために、図５に示される部材と同一の機能を持つ
同調可能なフィルタ４００の部材は、同じ数字で表現さ
れる。同調可能なフィルタ４００は、カプラ４０２を介
してフィルタ３０８の出力をサンプリングする。サンプ
リングされた光信号は、制御回路（又はパワーコントロ
ーラ）４０３によって波長λ3を備えた校正光信号と比
較される。制御回路４０３は、光源３０２の出力の振幅
を設定する振幅制御信号を発生し、フィルタ３０８の出
力は、必要な波長に接近させられる。制御回路４０３
は、また、入力校正信号に基づいて光源３０２のための
波長制御信号を発生するものであることに留意すべきで
ある。また、校正信号が、カプラ３０４における不使用
のポートから得られる光源３０２の出力であることがで
きることにも留意すべきである。この場合、制御回路４
０３は、同調可能な光源の波長とは異なる固定の共振器
中心波長を維持するように振幅を調節する。
【００２４】制御回路４０３に用いるのに適した光学的
なコンパレータは光学分野では周知であるので、ここで
は詳述しない。校正光信号とサンプリングされた出力光
信号とを組み合わせるための光学的なミキサと、得られ
たビート周波数を測定するディテクタが、波長の相違が
それほど大きくないのであれば使用できる。
なコンパレータは光学分野では周知であるので、ここで
は詳述しない。校正光信号とサンプリングされた出力光
信号とを組み合わせるための光学的なミキサと、得られ
たビート周波数を測定するディテクタが、波長の相違が
それほど大きくないのであれば使用できる。
【００２５】通常、温度雑音の効果が反射鏡の分離が大
きくなるにつれて少なくなるので、反射鏡間の距離が、
共振動作するファブリ・ペロー共振器に比較して大きい
構成が好ましい。不運なことに、従来技術における電気
的に同調されたファブリ・ペロー共振器においては、で
きるだけ同調電圧を小さく維持したいという要求は、雑
音を抑えたいという設計者の意図を妨げるものであっ
た。しかしながら、本発明は、このような制限を何ら与
えるものではなく、従って、大きな反射鏡の分離を使う
ことができることは上述の議論から明らかであろう。
きくなるにつれて少なくなるので、反射鏡間の距離が、
共振動作するファブリ・ペロー共振器に比較して大きい
構成が好ましい。不運なことに、従来技術における電気
的に同調されたファブリ・ペロー共振器においては、で
きるだけ同調電圧を小さく維持したいという要求は、雑
音を抑えたいという設計者の意図を妨げるものであっ
た。しかしながら、本発明は、このような制限を何ら与
えるものではなく、従って、大きな反射鏡の分離を使う
ことができることは上述の議論から明らかであろう。
【００２６】本発明における上述の実施形態は、独立し
た同調光信号ジェネレータを想定したものであった。し
かしながら、本発明がフィルタから離れた位置において
発生される既存の光信号を追跡するために使えること
は、上述の議論から当該技術に通常の知識を有する者に
は明らかなことであろう。従って、本発明によるフィル
タシステムは、ファブリ・ペロー共振器に共振の波長を
制御するための電源を必要としない。これは、本発明に
よる電源を備えずに離れて配置されているとともに制御
回路４０３あるいは光源３０２の温度環境とはまったく
異なる温度環境を有するフィルタあるいはレーザを制御
することを可能にする。
た同調光信号ジェネレータを想定したものであった。し
かしながら、本発明がフィルタから離れた位置において
発生される既存の光信号を追跡するために使えること
は、上述の議論から当該技術に通常の知識を有する者に
は明らかなことであろう。従って、本発明によるフィル
タシステムは、ファブリ・ペロー共振器に共振の波長を
制御するための電源を必要としない。これは、本発明に
よる電源を備えずに離れて配置されているとともに制御
回路４０３あるいは光源３０２の温度環境とはまったく
異なる温度環境を有するフィルタあるいはレーザを制御
することを可能にする。
【００２７】通常、固定の周波数に対して設計されてい
る従来技術のＭＥＭファブリ・ペロー共振器は、共振周
波数を精密に設定するとともに保持するためのフィード
バック回路を有していなければならない。ウエハにまた
がる装置毎のＭＥＭ処理における変化は、共振周波数に
わずかな変化を生じる。従って、反射鏡は、必要な共振
波長あるいはその倍数において出力光波長と標準光源波
長とを比較して与えられた同調電圧を用いて設定されな
ければならない。高精度のアプリケーションに対して、
フィードバックシステムは、与えられた電圧を常時同調
して温度変化のような反射鏡距離を変化させるその他の
ファクタに対する補償を行なわねばならない。従って、
例え、フィードバック制御回路４０３と光源３０２を備
えていても、本発明は、従来周知のＭＥＭファブリ・ペ
ロー共振器よりも高価になることは無い。
る従来技術のＭＥＭファブリ・ペロー共振器は、共振周
波数を精密に設定するとともに保持するためのフィード
バック回路を有していなければならない。ウエハにまた
がる装置毎のＭＥＭ処理における変化は、共振周波数に
わずかな変化を生じる。従って、反射鏡は、必要な共振
波長あるいはその倍数において出力光波長と標準光源波
長とを比較して与えられた同調電圧を用いて設定されな
ければならない。高精度のアプリケーションに対して、
フィードバックシステムは、与えられた電圧を常時同調
して温度変化のような反射鏡距離を変化させるその他の
ファクタに対する補償を行なわねばならない。従って、
例え、フィードバック制御回路４０３と光源３０２を備
えていても、本発明は、従来周知のＭＥＭファブリ・ペ
ロー共振器よりも高価になることは無い。
【００２８】本発明のこれらの実施例は固定の反射鏡と
移動可能な反射鏡とを用いたが、両方の反射鏡が移動で
きる実施例も、本発明の示唆するところから逸脱するこ
となく構成できることは、上述の議論から当該技術に通
常の知識を有する者には明らかなことであろう。例え
ば、反射鏡は、固定の基板に接続された可撓性のアーム
に取り付けられることができる。このような実施例は、
構成が難しいが、同調光信号におけるパワーが半分で済
む。
移動可能な反射鏡とを用いたが、両方の反射鏡が移動で
きる実施例も、本発明の示唆するところから逸脱するこ
となく構成できることは、上述の議論から当該技術に通
常の知識を有する者には明らかなことであろう。例え
ば、反射鏡は、固定の基板に接続された可撓性のアーム
に取り付けられることができる。このような実施例は、
構成が難しいが、同調光信号におけるパワーが半分で済
む。
【００２９】本発明に対する様々な修正は、上述の説明
および添付の図面から当該技術に通常の知識を有する者
には容易なことであろう。従って、本発明は、別記され
ている特許請求の範囲によってのみ制限されるべきもの
である。
および添付の図面から当該技術に通常の知識を有する者
には容易なことであろう。従って、本発明は、別記され
ている特許請求の範囲によってのみ制限されるべきもの
である。
【００３０】上述の実施形態に即して本発明を説明する
（図１、図２に示す従来技術と類似の作用をする構成要
素は、同じ参照番号を付して示す。）と、本発明は、同
調可能な光学共振器において、第１の反射鏡［１３］と
第２の反射鏡［１４］を備え、前記第１の反射鏡［１
３］と前記第２の反射鏡［１４］が、所定距離だけ離れ
て配置され、少なくとも前記第２の反射鏡［１４］に対
して加えられる力が、前記反射鏡間の前記距離を変化す
るように、前記第１の反射鏡［１３］と前記第２の反射
鏡［１４］が、互いに離間して取り付けられ、前記共振
器が、波長λ0に中心を備えた共鳴応答曲線に特徴付け
られた共鳴を備えているようにした光学的なキャビティ
［１０、３０６］と、前記応答曲線内の波長λ1を備え
た同調光信号を発生させる光源［３０２］と、前記同調
光信号を受け、前記同調光信号が前記第１および第２の
反射鏡間で反射されるように、前記同調光信号が、前記
光学的なキャビティ［１０、３０６］に導かれ、前記同
調光信号が、λ1＞λ0としたとき、前記共鳴応答曲線の
前記波長をλ1にシフトさせるのに十分なパワーを提供
している光入力ポート［３０４］とを含むようにしたこ
とを特徴とする同調可能な光学共振器を提供する。
（図１、図２に示す従来技術と類似の作用をする構成要
素は、同じ参照番号を付して示す。）と、本発明は、同
調可能な光学共振器において、第１の反射鏡［１３］と
第２の反射鏡［１４］を備え、前記第１の反射鏡［１
３］と前記第２の反射鏡［１４］が、所定距離だけ離れ
て配置され、少なくとも前記第２の反射鏡［１４］に対
して加えられる力が、前記反射鏡間の前記距離を変化す
るように、前記第１の反射鏡［１３］と前記第２の反射
鏡［１４］が、互いに離間して取り付けられ、前記共振
器が、波長λ0に中心を備えた共鳴応答曲線に特徴付け
られた共鳴を備えているようにした光学的なキャビティ
［１０、３０６］と、前記応答曲線内の波長λ1を備え
た同調光信号を発生させる光源［３０２］と、前記同調
光信号を受け、前記同調光信号が前記第１および第２の
反射鏡間で反射されるように、前記同調光信号が、前記
光学的なキャビティ［１０、３０６］に導かれ、前記同
調光信号が、λ1＞λ0としたとき、前記共鳴応答曲線の
前記波長をλ1にシフトさせるのに十分なパワーを提供
している光入力ポート［３０４］とを含むようにしたこ
とを特徴とする同調可能な光学共振器を提供する。
【００３１】好ましくは、前記同調光信号が、λ0とは
異なる波長を有する。
異なる波長を有する。
【００３２】好ましくは、前記共振器が、Ｎλ1＝Ｍ
λ2、Ｎ、Ｍが、正の整数、Ｎ≠Ｍとしたとき、波長λ2
を備えた光信号を処理し、及び、前記共振器が、更に、
波長λ1の光を遮断して前記同調光信号を処理された前
記光信号から分離する。
λ2、Ｎ、Ｍが、正の整数、Ｎ≠Ｍとしたとき、波長λ2
を備えた光信号を処理し、及び、前記共振器が、更に、
波長λ1の光を遮断して前記同調光信号を処理された前
記光信号から分離する。
【００３３】好ましくは、更に、前記共振器を出る光を
モニタし、前記同調用光源［３０２］の波長を変化させ
てモニタされた前記光の波長を所定の値に維持するよう
にした回路［４０３］を有する。
モニタし、前記同調用光源［３０２］の波長を変化させ
てモニタされた前記光の波長を所定の値に維持するよう
にした回路［４０３］を有する。
【００３４】更に、本発明は、第１の反射鏡［１３］と
第２の反射鏡［１４］を設け、前記第１および第２の反
射鏡が、前記第１および第２の反射鏡の一方に力を加え
ることによって変化可能な距離を置いて配置され、前記
共振器が、波長λ0に中心を備えた応答曲線に特徴付け
られた共鳴を備えているようにした光学的なキャビティ
［１０、３０６］を有する光学共振器を同調する方法に
おいて、同調光信号を前記キャビティ内に導いて前記同
調光信号が前記第１および第２の反射鏡間で前方および
後方に反射されるようにし、前記同調光信号が、前記共
鳴応答曲線に波長を備え、λ1＞λ0としたとき、前記共
鳴応答曲線の前記波長をλ1にシフトさせるのに十分な
信号パワーを有しているようにしたことを特徴とする方
法を提供する。
第２の反射鏡［１４］を設け、前記第１および第２の反
射鏡が、前記第１および第２の反射鏡の一方に力を加え
ることによって変化可能な距離を置いて配置され、前記
共振器が、波長λ0に中心を備えた応答曲線に特徴付け
られた共鳴を備えているようにした光学的なキャビティ
［１０、３０６］を有する光学共振器を同調する方法に
おいて、同調光信号を前記キャビティ内に導いて前記同
調光信号が前記第１および第２の反射鏡間で前方および
後方に反射されるようにし、前記同調光信号が、前記共
鳴応答曲線に波長を備え、λ1＞λ0としたとき、前記共
鳴応答曲線の前記波長をλ1にシフトさせるのに十分な
信号パワーを有しているようにしたことを特徴とする方
法を提供する。
【００３５】好ましくは、前記同調光信号が、λ0とは
異なる波長を有する。
異なる波長を有する。
【００３６】好ましくは、前記同調光信号の前記波長を
変化させる過程が、前記共鳴応答曲線の中心を別の波長
にシフトする。
変化させる過程が、前記共鳴応答曲線の中心を別の波長
にシフトする。
【００３７】好ましくは、前記同調光信号の前記波長を
変化させる過程が、前記共鳴応答曲線の中心を別の波長
にシフトする。
変化させる過程が、前記共鳴応答曲線の中心を別の波長
にシフトする。
【００３８】好ましくは、前記光学共振器が、Ｎλ1＝
Ｍλ2、Ｎ、Ｍが、正の整数、Ｎ≠Ｍとしたとき、波長
λ2を備えた光信号を処理する。
Ｍλ2、Ｎ、Ｍが、正の整数、Ｎ≠Ｍとしたとき、波長
λ2を備えた光信号を処理する。
【００３９】好ましくは、更に、波長λ1の光を遮断
し、前記同調光信号を処理された前記光信号から分離す
るフィルタ［３０８］を設けるようにする。
し、前記同調光信号を処理された前記光信号から分離す
るフィルタ［３０８］を設けるようにする。
【００４０】好ましくは、更に、前記共振器を出る光を
モニタし、前記同調用光源［３０２］の前記波長を変化
させてモニタされた前記光の波長を所定の値に維持す
る。
モニタし、前記同調用光源［３０２］の前記波長を変化
させてモニタされた前記光の波長を所定の値に維持す
る。
【００４１】好ましくは、更に、前記共振器を出る光を
モニタし、前記同調用光源［３０２］の前記信号パワー
を変化させてモニタされた前記光の波長を所定の値に維
持する。
モニタし、前記同調用光源［３０２］の前記信号パワー
を変化させてモニタされた前記光の波長を所定の値に維
持する。
【図１】従来技術のファブリ・ペロー共振器に基づいた
フィルタあるいはレーザの平面図である。
フィルタあるいはレーザの平面図である。
【図２】図１における１１−１２線から見たレーザの断
面図である。
面図である。
【図３】（ａ）乃至（ｃ）は、共振応答曲線が、同調信
号を制御することにより制御される方法を説明する図で
あり、（ａ）は、フィルタ応答曲線のスタート位置と、
同調波長と静止波長λ0の関係を示しており、（ｂ）
は、照射力による共振波長のシフトを示しており、
（ｃ）は、新たな共振波長が同調波長よりも大きくなる
ような位置にシフトしていることを示している。
号を制御することにより制御される方法を説明する図で
あり、（ａ）は、フィルタ応答曲線のスタート位置と、
同調波長と静止波長λ0の関係を示しており、（ｂ）
は、照射力による共振波長のシフトを示しており、
（ｃ）は、新たな共振波長が同調波長よりも大きくなる
ような位置にシフトしていることを示している。
【図４】同調信号が移動可能な反射鏡を移動させた後の
フィルタ応答をプロットしたものである。
フィルタ応答をプロットしたものである。
【図５】本発明による同調可能なフィルタのブロック図
である。
である。
【図６】同調信号の屈折力レベルが共振周波数の微細同
調に適しているような本発明による同調可能なフィルタ
の実施例のブロック図である。
調に適しているような本発明による同調可能なフィルタ
の実施例のブロック図である。
１０ 光学的なキャビティ １３ 第１の反射鏡、光入力ポート １４ 第２の反射鏡 ３０２ 光源 ３０６ 光学的なキャビティ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 399117121 395 Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐ ａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ウェイン・ブイ・ソリン アメリカ合衆国カリフォルニア州マウンテ ン・ビュー ケンブリッジ・レーン3579 Ｆターム(参考） 2H041 AA21 AB10 AC00 AZ01 AZ08 2H048 GA13 GA21 GA48 GA60 GA61 GA62
Claims (12)
- 【請求項１】同調可能な光学共振器において、 第１の反射鏡と第２の反射鏡を備え、前記第１の反射鏡
と前記第２の反射鏡が、所定距離だけ離れて配置され、
少なくとも前記第２の反射鏡に対して加えられる力が、
前記反射鏡間の前記距離を変化するように、前記第１の
反射鏡と前記第２の反射鏡が、互いに離間して取り付け
られ、前記共振器が、波長λ0に中心を備えた共鳴応答
曲線に特徴付けられた共鳴を備えているようにした光学
的なキャビティと、 前記応答曲線内の波長λ1を備えた同調光信号を発生さ
せる光源と、 前記同調光信号を受け、前記同調光信号が前記第１およ
び第２の反射鏡間で反射されるように、前記同調光信号
が前記光学的なキャビティに導かれ、前記同調光信号
が、λ1＞λ0としたとき、前記共鳴応答曲線の前記波長
をλ1にシフトさせるのに十分な光を提供している光入
力ポートとを含むようにしたことを特徴とする同調可能
な光学共振器。 - 【請求項２】前記同調光信号が、λ0とは異なる波長を
有しているようにしたことを特徴とする請求項１に記載
の共振器。 - 【請求項３】前記共振器が、Ｎλ1＝Ｍλ2、Ｎ、Ｍが、
正の整数、Ｎ≠Ｍとしたとき、波長λ2を備えた光信号
を処理し、及び、 前記共振器が、更に、波長λ1の光を遮断して前記同調
光信号を処理された前記光信号から分離するようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の共振器。 - 【請求項４】更に、前記共振器を出る光をモニタし、前
記同調用光源の波長を変化させてモニタされた前記光の
波長を所定の値に維持するようにした回路を有している
ようにしたことを特徴とする請求項１に記載の共振器。 - 【請求項５】第１の反射鏡と第２の反射鏡を設け、前記
第１および第２の反射鏡が、前記第１および第２の反射
鏡の一方に力を加えることによって変化可能な距離を置
いて配置され、前記共振器が、波長λ0に中心を備えた
応答曲線に特徴付けられた共鳴を備えているようにした
光学的なキャビティを有する光学共振器を同調する方法
において、 同調光信号を前記キャビティ内に導いて前記同調光信号
が前記第１および第２の反射鏡間で前方および後方に反
射されるようにし、 前記同調光信号が、前記共鳴応答曲線に波長を備え、λ
1＞λ0としたとき、前記共鳴応答曲線の前記波長をλ1
にシフトさせるのに十分な光パワーを有しているように
したことを特徴とする方法。 - 【請求項６】前記同調光信号が、λ0とは異なる波長を
有しているようにしたことを特徴とする請求項５に記載
の共振器。 - 【請求項７】前記同調光信号の前記波長を変化させる過
程が、前記共鳴応答曲線の中心を別の波長にシフトする
ようにしたことを特徴とする請求項５に記載の共振器。 - 【請求項８】前記同調光信号の前記波長を変化させる過
程が、前記共鳴応答曲線の中心を別の波長にシフトする
ようにしたことを特徴とする請求項５に記載の共振器。 - 【請求項９】前記光学共振器が、Ｎλ1＝Ｍλ2、Ｎ、Ｍ
が、正の整数、Ｎ≠Ｍとしたとき、波長λ2を備えた光
信号を処理するようにしたことを特徴とする請求項５に
記載の共振器。 - 【請求項１０】更に、波長λ1の光を遮断し、前記同調
光信号を処理された前記光信号から分離するフィルタを
設けるようにしたことを特徴とする請求項５に記載の共
振器。 - 【請求項１１】更に、前記共振器を出る光をモニタし、
前記同調用光源の前記波長を変化させてモニタされた前
記光の波長を所定の値に維持するようにしたことを特徴
とする請求項５に記載の共振器。 - 【請求項１２】更に、前記共振器を出る光をモニタし、
前記同調用光源の前記信号パワーを変化させてモニタさ
れた前記光の波長を所定の値に維持するようにしたこと
を特徴とする請求項５に記載の共振器。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/704,004 US6714565B1 (en) | 2000-11-01 | 2000-11-01 | Optically tunable Fabry Perot microelectromechanical resonator |
| US704004 | 2000-11-01 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002207180A true JP2002207180A (ja) | 2002-07-26 |
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|---|---|---|---|
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| US8008736B2 (en) | 2004-09-27 | 2011-08-30 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Analog interferometric modulator device |
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