JP2002311236A - Variable wavelength interference optical filter, production method therefor and variable wavelength interference optical filter device - Google Patents

Variable wavelength interference optical filter, production method therefor and variable wavelength interference optical filter device

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JP2002311236A
JP2002311236A JP2001113138A JP2001113138A JP2002311236A JP 2002311236 A JP2002311236 A JP 2002311236A JP 2001113138 A JP2001113138 A JP 2001113138A JP 2001113138 A JP2001113138 A JP 2001113138A JP 2002311236 A JP2002311236 A JP 2002311236A
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JP
Japan
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wavelength
refractive index
interference light
substrate
collimator
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Application number
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Japanese (ja)
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Osamu Hiramatsu
治 平松
Daikou Tei
台鎬 鄭
Yoshimi Ikeda
善美 池田
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Suntech Co
Original Assignee
Suntech Co
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable wavelength interference optical filter, with which a wavelength can be arbitrarily selected without depending on a polarization plane, as the interference optical filter of a narrow band for selecting the wavelength by separating a specified wavelength component of incident light. SOLUTION: A multilayer film 3 is formed on a substrate 2 by deposition. The multilayer film 3 is composed of a lower multilayer film 31, a cavity layer 32 and an upper multilayer film 33. The upper and lower multilayer films 31 and 33 are respectively formed by alternately laminating high refractive index layers 31H and 33H and low refractive index layers 31L and 33L. Then, in the x-axis direction of the substrate 2, the refractive index thereof is continuously changed so that a wavelength can become λ/4n corresponding to a transmission wavelength λ. Thus, the transmission wavelength λ is continuously changed corresponding to the incident position of light.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光通信や光計測,光
情報処理等に用いられる狭帯域の波長可変型干渉光フィ
ルタに関し、その透過波長を連続して変化させることの
できる偏波面に依存しない波長可変型干渉光フィルタと
その製造方法、及び波長可変型干渉光フィルタ装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a narrow-band tunable interference optical filter used for optical communication, optical measurement, optical information processing, and the like, and depends on a polarization plane capable of continuously changing its transmission wavelength. The present invention relates to a wavelength tunable interference light filter, a method of manufacturing the same, and a wavelength tunable interference light filter device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来狭帯域の光フィルタにおいて波長を
連続的に変化させるようにした波長可変型のフィルタと
しては、誘電体多層膜を有する狭帯域光フィルタが用い
られている。このような光フィルタは、例えば「レーザ
&オプティクスガイドII」,キノ・メレスグリオ株式会
社,PP11−25〜11−29「干渉フィルタ」に示されている
ように、基板上にZnS等の高屈折材料とNa3 AlF
6 等の低屈折率材料とを、正確に1/4の波長の光学厚
さで交互に多層コーティングして構成している。ここで
透過波長をλとし、各層の屈折率をnとすると、光学厚
さndはλ/4で示される。このような多層コーティン
グ層を基板上に形成することによって狭帯域の光フィル
タが実現できる。
2. Description of the Related Art A narrow-band optical filter having a dielectric multilayer film is conventionally used as a wavelength-variable filter in which a wavelength is continuously changed in a narrow-band optical filter. Such an optical filter is made of a high refractive material such as ZnS on a substrate, as shown in, for example, "Laser & Optics Guide II", Kino Melles Griot Co., Ltd., PP11-25 to 11-29 "Interference Filter". And Na 3 AlF
A low-refractive-index material such as 6 is alternately multilayer-coated with an optical thickness of exactly 1/4 wavelength. Here, assuming that the transmission wavelength is λ and the refractive index of each layer is n, the optical thickness nd is represented by λ / 4. By forming such a multilayer coating layer on a substrate, a narrow band optical filter can be realized.

【0003】従来、透過波長を連続的に変化させるため
に誘電体膜を多層積層した干渉光フィルタにおいて、各
層の膜厚を所定の方向に連続的に変化させるようにした
光波長可変フィルタが提案されている(特開平5−2814
80号公報)。
Conventionally, in an interference optical filter in which dielectric films are laminated in a multilayer to continuously change a transmission wavelength, an optical wavelength tunable filter in which the film thickness of each layer is continuously changed in a predetermined direction has been proposed. (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-2814)
No. 80).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図15に
示すように、このような誘電体多層膜の膜厚を連続的に
変化させる波長可変フィルタ101では、ベースとなる
透明基板102と誘電体多層膜103との面が平行では
なくなることとなる。このため波長多重光を誘電体多層
膜のフィルタ101に入射してフィルタを膜厚変化方向
に移動させ、その透過光と反射光とにより光多重された
光信号から所定の波長のみを加えるアド及び所定の波長
を抽出するドロップを行う場合には、図15(a),
(b)に示すように入射位置に応じて光の反射面までの
距離が異なるため、能率が低下するという欠点があっ
た。
However, as shown in FIG. 15, in such a wavelength tunable filter 101 that continuously changes the thickness of the dielectric multilayer film, a transparent substrate 102 serving as a base and a dielectric multilayer film are formed. The plane 103 is no longer parallel. For this reason, the wavelength-division multiplexed light is incident on the dielectric multilayer filter 101 to move the filter in the direction in which the film thickness changes, and the add and the add add only a predetermined wavelength from the optical signal multiplexed by the transmitted light and the reflected light. When a drop for extracting a predetermined wavelength is performed, FIG.
As shown in (b), the distance to the light reflection surface varies depending on the incident position, and thus the efficiency is reduced.

【0005】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、入射位置によって反射光の位置
が変化することなく基板に対して平行な面を有する波長
可変型干渉光フィルタとその製造方法及び干渉光フィル
タ装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a conventional problem, and has been made in view of the above circumstances. A wavelength variable interference light filter having a surface parallel to a substrate without changing the position of reflected light depending on the incident position. And a method of manufacturing the same and an interference light filter device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、所定の波長範囲で透過する光を連続的に変化させる
波長可変型干渉光フィルタであって、使用波長の範囲で
光を透過させる物質によって形成されたサブストレート
と、前記サブストレート上に形成され、第1の屈折率n
1 、膜厚d1 の第1の蒸着物質膜と、n1 より屈折率の
低い第2の屈折率n2 、膜厚d2 の蒸着物質膜とを交互
に積層して多層蒸着物質膜とを具備し、前記多層蒸着物
質膜の屈折率n1 ,n2 は、前記サブストレートの所定
方向に沿って連続的に変化するように構成したものであ
り、この光フィルタへの入射光の照射位置を前記サブス
トレートの所定方向に沿って変化させることによって透
過光の波長を変化させるようにしたことを特徴とするも
のである。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a wavelength tunable interference optical filter for continuously changing light transmitted in a predetermined wavelength range. A substrate formed of a material to be formed, and a first refractive index n formed on the substrate.
1 , a first deposited material film having a thickness d 1 and a second deposited material film having a second refractive index n 2 having a refractive index lower than n 1 and a thickness d 2 are alternately laminated to form a multilayer deposited material film. Wherein the refractive indexes n 1 and n 2 of the multilayer vapor-deposited material film continuously change along a predetermined direction of the substrate, and irradiation of the optical filter with incident light is performed. The wavelength of the transmitted light is changed by changing the position along a predetermined direction of the substrate.

【0007】本願の請求項2の発明は、請求項1の波長
可変型干渉光フィルタにおいて、前記多層蒸着物質膜の
各層の膜厚をd1 ,d2 、その位置での透過波長をλと
すると、夫々d1 =λ/4n1 ,d2 =λ/4n2 とな
るように各膜の屈折率が連続的に変化することを特徴と
するものである。
According to a second aspect of the present invention, in the wavelength tunable interference optical filter of the first aspect , the thickness of each layer of the multilayer deposited material film is d 1 and d 2 , and the transmission wavelength at that position is λ. Then, the refractive index of each film continuously changes so that d 1 = λ / 4n 1 and d 2 = λ / 4n 2 , respectively.

【0008】本願の請求項3の発明は、請求項2又は3
の波長可変型干渉光フィルタにおいて、前記蒸着物質膜
は、前記多層膜の間に膜厚d3 がλ/2n1 のキャビテ
ィ層を挿入して構成したことを特徴とするものである。
The invention of claim 3 of the present application is directed to claim 2 or 3
In the wavelength-tunable interference optical filter, the deposition material layer is characterized in that the thickness d 3 between the multilayer film is constructed by inserting a cavity layer of lambda / 2n 1.

【0009】本願の請求項4の発明は、請求項1の波長
可変型干渉光フィルタにおいて、前記波長可変型干渉光
フィルタは長方形の板状サブストレート上に構成された
ものであり、その長手方向に沿って蒸着物質膜の屈折率
を連続的に変化させるようにしたことを特徴とするもの
である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the tunable interference light filter of the first aspect, the tunable interference light filter is formed on a rectangular plate-like substrate, and its longitudinal direction is The refractive index of the deposition material film is changed continuously along the line.

【0010】本願の請求項5の発明は、請求項1の波長
可変型干渉光フィルタにおいて、前記波長可変型干渉光
フィルタは、円板型形状のサブストレート上に形成され
たことを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the variable wavelength interference light filter of the first aspect, the wavelength variable interference light filter is formed on a disk-shaped substrate. Things.

【0011】本願の請求項6の発明は、請求項1〜4の
いずれか1項に記載の波長可変型干渉光フィルタと、光
源からの光を平行光とする第1のコリメータと、前記第
1のコリメータに対向して配置され、光ビームを集光す
る第2のコリメータと、前記第1,第2のコリメータ間
に配置され、前記波長可変型干渉光フィルタの屈折率の
変化方向に前記波長可変型干渉光フィルタを移動させる
移動手段と、を具備することを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a wavelength tunable interference light filter according to any one of the first to fourth aspects, a first collimator for converting light from a light source into parallel light, A second collimator disposed to face the first collimator and condensing a light beam; and a second collimator disposed between the first and second collimators, the second collimator being arranged in a direction in which a refractive index of the wavelength variable interference optical filter changes. Moving means for moving the wavelength variable interference light filter.

【0012】本願の請求項7の発明は、請求項1〜4及
び6のいずれか1項に記載の波長可変型干渉光フィルタ
と、光源からの光を平行光とする第1のコリメータと、
前記第1のコリメータに対向して配置され、光ビームを
集光する第2のコリメータと、前記第1,第2のコリメ
ータ間に配置され、前記波長可変型干渉光フィルタの屈
折率の変化方向に前記波長可変型干渉光フィルタを回動
させる回動手段と、を具備することを特徴とするもので
ある。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a wavelength tunable interference light filter according to any one of the first to fourth and sixth aspects, a first collimator for converting light from a light source into parallel light,
A second collimator disposed to face the first collimator and condensing a light beam; and a change direction of a refractive index of the wavelength variable interference light filter disposed between the first and second collimators. And rotating means for rotating the variable wavelength interference light filter.

【0013】本願の請求項8の発明は、真空槽内に設け
られ、一面が開放された回転ドーム内面にその回転ドー
ムの回転軸に対して垂直に基板を配置すると共に、その
背面に電極を配置し、第1の屈折率を有する第1の蒸発
源及び第2の屈折率を有する第2の蒸発源を前記真空槽
中に配置し、前記電極と前記真空槽との間に電圧を印加
し、その電界により前記基板の近傍に形成するプラズマ
の密度を変化させ、前記回転ドームを所定速度で回転し
つつ前記第1,第2の蒸発源を交互に蒸発させ、所定の
膜厚を有するまで交互に蒸着して積層することを特徴と
するものである。
According to the invention of claim 8 of the present application, a substrate is disposed on a rotating dome, which is provided in a vacuum chamber and has an open surface, perpendicularly to a rotation axis of the rotating dome, and an electrode is provided on a back surface thereof. A first evaporation source having a first refractive index and a second evaporation source having a second refractive index are arranged in the vacuum chamber, and a voltage is applied between the electrode and the vacuum chamber. The electric field changes the density of plasma formed in the vicinity of the substrate, and alternately evaporates the first and second evaporation sources while rotating the rotating dome at a predetermined speed, and has a predetermined film thickness. , And are alternately deposited and laminated.

【0014】本願の請求項9の発明は、請求項8の波長
可変型干渉光フィルタの製造方法において、前記プラズ
マの形成に用いられる電極は、その回転中心から周囲方
向に向けてラジアル状に基板の密度を変化させるように
したことを特徴とするものである。
According to a ninth aspect of the present invention, in the manufacturing method of the tunable interference light filter of the eighth aspect, the electrodes used for forming the plasma are radially arranged from the center of rotation of the substrate toward the peripheral direction. The density is changed.

【0015】このような特徴を有する本発明によれば、
多層の蒸着物質膜の屈折率を透過波長に応じて連続的に
変化させ、多層の波長可変型干渉光フィルタを構成して
いる。このため屈折率の変化方向について光の照射位置
によって光の選択特性が変化することとなる。この場合
には光の照射位置を変化させても波長は連続的に変化す
るが、半値全幅、入射光、反射光の位置等は変化せず、
又偏波面に依存しない特性が得られることとなる。
According to the present invention having such features,
By changing the refractive index of the multilayer vapor deposition material film continuously according to the transmission wavelength, a multilayer wavelength variable interference light filter is configured. For this reason, in the direction of change in the refractive index, the light selection characteristic changes depending on the light irradiation position. In this case, the wavelength continuously changes even if the irradiation position of the light is changed, but the full width at half maximum, the position of the incident light, the position of the reflected light, etc. do not change,
Further, characteristics independent of the polarization plane can be obtained.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は本発明の第1の実施の形態
による偏波面無依存型の波長可変型干渉光フィルタの構
成を示す図である。本実施の形態による波長可変型干渉
光フィルタ1は、例えばガラス,シリコン等のサブスト
レート2上に物質を多層蒸着させて構成している。この
サブストレート2は使用する波長の範囲で光の透過率が
高い材質を用いて構成するものとし、誘電体や半導体が
用いられる。本実施の形態では石英ガラスを用いてい
る。そしてこのサブストレート2の上部には、使用する
波長での光の透過率の高い蒸着物質、誘電体,半導体等
の多層膜3を蒸着する。ここで多層膜3は図示のように
下部多層膜31,キャビティ層32及び上部多層膜33
から形成されるものとする。又サブストレート2の下面
には反射防止膜4を蒸着によって形成する。反射防止膜
は例えばSiO2 ,TiO2 の2層膜としたが、いずれ
か一方のみを用いたものでもよい。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a polarization-independent type wavelength-variable interference light filter according to a first embodiment of the present invention. The tunable interference light filter 1 according to the present embodiment is configured by depositing a plurality of substances on a substrate 2 such as glass or silicon. The substrate 2 is made of a material having a high light transmittance in a wavelength range to be used, and a dielectric or a semiconductor is used. In this embodiment, quartz glass is used. Then, on the upper portion of the substrate 2, a multilayer film 3 of a deposition material, a dielectric, a semiconductor, or the like having a high light transmittance at a wavelength to be used is deposited. Here, the multilayer film 3 is composed of a lower multilayer film 31, a cavity layer 32 and an upper multilayer film 33 as shown in the figure.
Shall be formed from An antireflection film 4 is formed on the lower surface of the substrate 2 by vapor deposition. The antireflection film is a two-layer film of, for example, SiO 2 and TiO 2 , but may be a film using only one of them.

【0017】ここで多層膜3,反射防止膜4の蒸着材料
として用いられる物質は、例えばSiO2 (屈折率n=
1.46),Ta25 (n=2.15),Si(n=3.46)やA
l2 3 ,Si24 ,Mg F等が用いられる。又本実施の
形態では多層膜3は低屈折率膜と高屈折率膜とを交互に
積層して蒸着させている。ここで高屈折率膜の膜厚
1 、低屈折率膜の膜厚d2 と透過波長λ、高屈折率膜
の屈折率n1 、低屈折率膜の屈折率n2 とは以下の関係
となるようにする。 n1 1 =λ/4 n2 2 =λ/4 ・・・(1) ここで各層の光学厚さはn1 1 又はn2 2 で表され
る。そして低屈折率膜と高屈折率膜とを交互に積み重ね
ることによって透過率のピークの半値全幅(FWHM)
を小さくしている。
Here, the vapor deposition material of the multilayer film 3 and the antireflection film 4
The substance used as is, for example, SiOTwo(Refractive index n =
1.46), TaTwoOFive(N = 2.15), Si (n = 3.46) or A
lTwoO Three, SiTwoNFour, MgF, etc. are used. In addition,
In the embodiment, the multilayer film 3 has a low refractive index film and a high refractive index film alternately.
Laminated and deposited. Here, the thickness of the high refractive index film
d 1, Low refractive index film thickness dTwoAnd transmission wavelength λ, high refractive index film
Refractive index n1, The refractive index n of the low refractive index filmTwoIs related to
So that n1d1= Λ / 4 nTwodTwo= Λ / 4 (1) where the optical thickness of each layer is n1d1Or nTwodTwoRepresented by
You. And alternately stack low and high refractive index films
The full width at half maximum of the transmittance peak (FWHM)
Is smaller.

【0018】さて本実施の形態による波長可変型干渉光
フィルタ1は、透過波長と膜厚とが式(1)の関係を有
することから、サブストレート2を細長い板状の基板と
し、この上部の多層膜3の屈折率をわずかに連続的に変
化させて透過波長λを異ならせるようにしている。尚d
1 ,d2 は位置にかかわらず一定とする。そしてこの波
長可変型干渉光フィルタ1の透過波長をλa 〜λc (λ
a <λc )とし、その中心点(x=xb )での透過波長
をλb とする。このような波長可変型干渉光フィルタ
は、上下の多層膜31,33は夫々第1の屈折率n1
より正確にはn1a〜n1cの第1の蒸着物質膜と、これよ
り屈折率の低い第2の屈折率n2 、より正確にはn2a
2c(n1a,n1c>n2a,n2c)の第2の蒸着物質膜と
を交互に積層して構成する。図1(b)において、下部
多層膜31の低屈折率膜を31L,高屈折率膜を31H
とし、上部多層膜33の高屈折率膜を33H,低屈折率
膜を33Lとする。そして図1(a)のフィルタのx軸
上での端部xa の透過波長をλa に対して夫々低屈折率
膜及び高屈折率膜で上記の式(1)が成り立つように設
定する。又xb ,xc での透過波長λb ,λc に対して
もその波長λb ,λcで式(1)が成り立つようにその
屈折率を設定する。そしてその間の屈折率も波長の変化
が直線的に変化するように設定する。従って各層の膜厚
は高屈折率膜毎、及び低屈折率膜毎に同一であるが、各
屈折率はx軸上の位置xa 〜xc につれて連続的に変化
し、x軸の正方向に向かって屈折率が大きくなる。従っ
て膜厚をdとし、波長λをxの関数λ(x)とし、屈折
率もxの変数n(x)とすると、これらの関係はλ
(x)/4=n(x)・dで示される。
In the tunable interference light filter 1 according to the present embodiment, since the transmission wavelength and the film thickness have the relationship of the equation (1), the substrate 2 is formed as an elongated plate-like substrate, The refractive index of the multilayer film 3 is changed slightly continuously to change the transmission wavelength λ. D
1 and d 2 are constant regardless of the position. Then, the transmission wavelength of the tunable interference light filter 1 is defined as λ a to λ c
ac ), and the transmission wavelength at the center point (x = x b ) is λ b . In such a wavelength tunable interference light filter, the upper and lower multilayer films 31 and 33 have the first refractive index n 1 ,
More precisely, the first deposited material films of n 1a to n 1c and the second refractive index n 2 having a lower refractive index, more precisely n 2a to n 2c .
The second deposition material film of n 2c (n 1a , n 1c > n 2a , n 2c ) is alternately laminated. In FIG. 1B, the lower multilayer film 31 has a low refractive index film of 31L and a high refractive index film of 31H.
The high refractive index film of the upper multilayer film 33 is set to 33H, and the low refractive index film is set to 33L. And Figure 1 end x a of each low refractive index film the transmission wavelength against lambda a and the high refractive index film in the above equation on the x-axis of the filter (a) (1) is set so that holds . The x b, to set the transmission wavelength lambda b, lambda the wavelength lambda b, lambda its refractive index as equation (1) holds in c against c at x c. The refractive index during that period is also set so that the change in wavelength changes linearly. Accordingly, the thickness of each layer is the same for each high refractive index film and each low refractive index film, but each refractive index changes continuously as the position x a to x c on the x axis, and the positive direction of the x axis The refractive index increases toward. Therefore, assuming that the film thickness is d, the wavelength λ is a function λ (x) of x, and the refractive index is a variable n (x) of x, these relations are λ (x).
(X) / 4 = n (x) · d.

【0019】そして石英ガラスのサブストレート2上に
低屈折率膜31L,33LとしてSiO2 、高屈折率膜
31H,33HとしてTiO2 を用いて交互に積層し、
中心波長1550nmのシングルキャビティ構造のフィルタに
おいて、上下の多層膜3を合わせて32層以上としたと
きに半値全幅(FWHM)1nm以下の狭帯域フィルタが
実現できた。又石英ガラスのサブストレート2上にSi
2 とSiとを積層したシングルキャビティ構造のフィ
ルタにおいて、上下の多層膜3を合わせて24層を積層
することによって半値全幅(FWHM)1nm以下の狭帯
域フィルタが実現できた。このように高屈折率膜と低屈
折率膜の屈折率の差が大きいほど、少ない膜層数で狭帯
域フィルタが実現できる。
On the quartz glass substrate 2, SiO 2 is alternately laminated as the low refractive index films 31L and 33L, and TiO 2 is laminated as the high refractive index films 31H and 33H.
In a filter having a single cavity structure having a center wavelength of 1550 nm, a narrow band filter having a full width at half maximum (FWHM) of 1 nm or less was realized when the upper and lower multilayer films 3 were combined into 32 layers or more. In addition, Si on the quartz glass substrate 2
In a filter having a single cavity structure in which O 2 and Si are stacked, a total of 24 layers including the upper and lower multilayer films 3 are stacked to realize a narrow band filter having a full width at half maximum (FWHM) of 1 nm or less. As described above, as the difference between the refractive indices of the high refractive index film and the low refractive index film increases, a narrow band filter can be realized with a smaller number of film layers.

【0020】図2は本実施の形態の波長可変型干渉光フ
ィルタに対する光の入射位置xに対する透過波長λの変
化と、半値全幅、及び透過率の変化を示している。式
(1)において入射位置xを変化させ透過波長λを直線
的に変化させるように構成しても、半値全幅及び透過率
はx軸の位置に応じては変化しないで、一定値となる状
態が示されている。又入射光の偏波面についても差がな
く、偏波面に依存しない狭帯域の光フィルタが実現でき
ている。
FIG. 2 shows the change of the transmission wavelength λ, the full width at half maximum and the change of the transmittance with respect to the incident position x of the light with respect to the wavelength tunable interference optical filter of the present embodiment. Even when the incident position x is changed and the transmission wavelength λ is changed linearly in the equation (1), the full width at half maximum and the transmittance do not change according to the position on the x-axis, but become a constant value. It is shown. Also, there is no difference in the polarization plane of the incident light, and a narrow band optical filter independent of the polarization plane can be realized.

【0021】尚前述した実施の形態では、シングルキャ
ビティ構造の波長可変型干渉光フィルタについて示して
いるが、このようなキャビティ層を複数としたマルチキ
ャビティ構造のフィルタとしてもよい。例えば前述した
実施の形態のシングルキャビティ構造の上部多層膜33
の上部に更にキャビティ層を形成し、その上部に多層膜
を形成したダブルキャビティ構造の波長可変型干渉光フ
ィルタを構成してもよい。この場合には図3に示すよう
に多層膜の膜数を少なくしても波長の選択性を高めるこ
とができる。本図においてmは同一数の多層膜を用いた
場合のキャビティ数と波長選択特性の変化を示してい
る。本図より明らかなようにキャビティ数が多くなれば
波長選択特性が向上している。
In the above-described embodiment, the wavelength variable interference light filter having a single cavity structure is described. However, a multi-cavity filter having a plurality of such cavity layers may be used. For example, the upper multilayer film 33 having the single cavity structure according to the above-described embodiment.
A tunable interference light filter having a double-cavity structure in which a cavity layer is further formed on the upper surface and a multilayer film is formed on the cavity layer. In this case, as shown in FIG. 3, even if the number of multilayer films is reduced, the wavelength selectivity can be improved. In this figure, m indicates the change in the number of cavities and the wavelength selection characteristics when the same number of multilayer films are used. As is clear from the figure, the wavelength selection characteristic is improved as the number of cavities increases.

【0022】さてこのような波長可変型干渉光フィルタ
は図4に示すようにこの光フィルタの一端に光、例えば
白色光を照射し、その所望波長のスペクトル成分を分離
するようにして用いる。図4ではこの波長可変型干渉光
フィルタに光ファイバ11及びレンズ12を介して光を
入射し、集光レンズ13及び光ファイバ14を介して透
過した光を受光している。そしてこの光フィルタ1をx
軸方向に移動することによって選択する波長λを変化さ
せるものとする。ここで図示のように波長可変型干渉光
フィルタ1を例えば3°〜7°わずかに傾けておけば、
波長可変型干渉光フィルタ1の正面で反射された光が光
源側にそのまま反射することはなく、光源側への悪影響
を避けることができる。この傾斜角度は偏波依存性がで
ない範囲、例えば10°以下とすることが必要となる。
As shown in FIG. 4, such a wavelength tunable interference optical filter is used by irradiating one end of the optical filter with light, for example, white light, and separating a spectral component of a desired wavelength. In FIG. 4, light enters the wavelength-tunable interference light filter via the optical fiber 11 and the lens 12 and receives light transmitted through the condenser lens 13 and the optical fiber 14. And this optical filter 1 is x
It is assumed that the wavelength λ to be selected is changed by moving in the axial direction. If the wavelength tunable interference light filter 1 is slightly tilted, for example, by 3 ° to 7 ° as shown in FIG.
Light reflected on the front of the wavelength tunable interference light filter 1 is not reflected directly on the light source side, and adverse effects on the light source side can be avoided. It is necessary that this inclination angle be in a range where the polarization dependence is not present, for example, 10 ° or less.

【0023】図5はこの波長可変型干渉光フィルタを用
いて入射光から単一波長の光を分離し、その分離波長を
連続的に変化させるようにした手動型の波長可変型干渉
光フィルタ装置の具体例を示す斜視図である。本図にお
いてベース21は断面コ字状のフレームであって、その
内側には台座上にコリメートリンカ22が配置される。
コリメートリンカ22は光ファイバ23から入射される
光を平行光として出力するための部品である。そして光
ファイバ23から入射された光は前述した、波長可変型
干渉光フィルタ1A,1Bに入射される。ここで前述し
たように波長可変型干渉光フィルタ1A,1Bは夫々入
射光に対して所定角度傾けており、その照射位置をアジ
ャスタ24,26によって連続的に変化させるように構
成している。ここで隣接した2つのアジャスタ24,2
6はラックとピニオン方式により、つまみを回転させる
ことによって波長可変型干渉光フィルタ1A,1Bを図
中x方向に独立して精密に移動させる。この移動位置は
アジャスタに設けられたスケール25,27によって、
例えば10μm程度の精度で正確に読取ることができる
ものとする。このコリメートリンカ22に対向する位置
には、台座上のコリメートリンカ28を介して出力用の
光ファイバ29を接続しておく。ここでコリメートリン
カ22,28は夫々光源からの光を平行光とし、又その
光ビームを集光する第1,第2のコリメータであり、ア
ジャスタ24,26は波長可変型干渉光フィルタをx軸
方向に移動させる移動手段を構成している。
FIG. 5 shows a manually tunable interference light filter device in which a single wavelength light is separated from incident light by using the tunable interference light filter and the separated wavelength is continuously changed. It is a perspective view which shows the specific example of. In this drawing, a base 21 is a frame having a U-shaped cross section, and a collimating linker 22 is disposed on a pedestal inside thereof.
The collimating linker 22 is a component for outputting light incident from the optical fiber 23 as parallel light. The light incident from the optical fiber 23 is incident on the tunable interference light filters 1A and 1B described above. As described above, the tunable interference light filters 1A and 1B are each inclined at a predetermined angle with respect to the incident light, and the irradiation positions thereof are continuously changed by the adjusters 24 and 26. Here, two adjacent adjusters 24, 2
Numeral 6 is a rack and pinion system, and the knobs are rotated to move the variable wavelength interference light filters 1A and 1B independently and precisely in the x direction in the figure. This movement position is determined by scales 25 and 27 provided on the adjuster.
For example, it is assumed that accurate reading can be performed with an accuracy of about 10 μm. An optical fiber 29 for output is connected to a position facing the collimator linker 22 via a collimator linker 28 on the base. Here, the collimator linkers 22 and 28 are first and second collimators for collimating the light beam from the light source and condensing the light beam, respectively. It constitutes a moving means for moving in the direction.

【0024】こうすれば光ファイバ23より入射された
光はコリメートリンカ22を介して波長可変型干渉光フ
ィルタ1A,1Bを透過し、再びコリメートリンカ28
を介して光ファイバ29より出力される。ここで光ファ
イバ23より入射した光が図6(a)に示すように広い
波長に渡るスペクトルを有するものとしても、この波長
可変型干渉光フィルタによって図6(b)に示すように
特定の波長の光のみが選択されることとなり、光ファイ
バ29より出射される。そしてこの選択する波長はアジ
ャスタ24及び26によって連続的に変化させることが
できる。ここで2つのアジャスタ及び光フィルタを用い
て順次使用するフィルタを切換えることによって、波長
の変化範囲を大きくし、波長可変型干渉光フィルタ装置
全体として選択波長の幅を向上させることができる。例
えば波長可変型干渉光フィルタ1Aの選択波長を1500nm
〜1520nm、1Bを1520nm〜1540nmのように選択するもの
とする。そして位置と波長との関係は波長が既知な光源
を用いて光ファイバ23にあらかじめ入射し、その出力
が得られる場合には、その波長の光が選択されているも
のとしてスケール上に明示する。こうしてつまみの多数
の回転位置で校正しておけば、入射波長の不明な光源を
用いてもこの目盛に基づいて任意の波長を選択すること
ができる。
In this way, the light incident from the optical fiber 23 passes through the tunable interference light filters 1A and 1B via the collimator linker 22, and is again transmitted to the collimator linker 28.
Is output from the optical fiber 29 via the Here, even if the light incident from the optical fiber 23 has a spectrum covering a wide wavelength as shown in FIG. 6A, a specific wavelength as shown in FIG. Is selected and emitted from the optical fiber 29. The selected wavelength can be continuously changed by the adjusters 24 and 26. Here, by sequentially switching the filters to be used by using the two adjusters and the optical filter, the wavelength change range can be increased, and the width of the selected wavelength can be improved as a whole of the wavelength tunable interference optical filter device. For example, the selection wavelength of the variable wavelength interference light filter 1A is set to 1500 nm.
1520 nm and 1B are selected as 1520 nm to 1540 nm. Then, the relationship between the position and the wavelength is preliminarily incident on the optical fiber 23 using a light source whose wavelength is known, and when the output is obtained, the light of that wavelength is clearly indicated on the scale as being selected. If calibration is performed at a number of rotational positions of the knob in this manner, an arbitrary wavelength can be selected based on this scale even when a light source whose incident wavelength is unknown is used.

【0025】尚本実施の形態ではアジャスタ24及び2
6によって手動でその位置を調整するようにしている
が、モータを用いて電動で干渉光フィルタの透過位置を
変化させるようにしてもよいことはいうまでもない。又
この実施の形態では2つの波長可変型干渉光フィルタを
用いて使用波長を切換えることによって選択波長の幅を
向上させるようにしているが、1つのフィルタを用いて
もよく、更に多数のフィルタを用いてもよいことはいう
までもない。又同一の特性のフィルタを複数枚用いて平
行に配置し同一方向に移動させ、その中心波長を常に一
致させるようにすればマルチキャビティ構造を用いなく
ても波長選択性を向上させることができる。
In this embodiment, the adjusters 24 and 2
Although the position is manually adjusted by the step 6, it goes without saying that the transmission position of the interference light filter may be changed electrically using a motor. Further, in this embodiment, the width of the selected wavelength is improved by switching the wavelengths to be used by using two tunable interference light filters. However, one filter may be used, and more filters may be used. It goes without saying that it may be used. If a plurality of filters having the same characteristics are arranged in parallel and moved in the same direction so that their center wavelengths always coincide, the wavelength selectivity can be improved without using a multi-cavity structure.

【0026】尚前述した実施の形態ではフィルタの形状
を長方形の板状フィルタとしているが、円形のフィルタ
を用いて構成してもよい。図7は円板形のサブストレー
ト42上に多層膜43,反射膜44を形成した円板形の
波長可変型干渉光フィルタ41を示している。この場合
にも図7においてx軸方向の位置に比例して、各屈折率
が連続的に変化するように構成される。こうすれば図8
(a)〜(c)に示すように透過波長はx軸の原点を中
心として位置を角度θの関係で表せば、 cosθに比例す
る。従って円形フィルタを回転させた場合には、図示の
ように連続的に変化することとなる。この場合にも前述
した実施の形態と同様に半値全幅や透過率は回転角度(c
osθ又はθ)には依存せず、一定である。
In the above-described embodiment, the shape of the filter is a rectangular plate-like filter. However, the filter may be formed using a circular filter. FIG. 7 shows a disk-shaped variable wavelength interference light filter 41 in which a multilayer film 43 and a reflection film 44 are formed on a disk-shaped substrate 42. Also in this case, in FIG. 7, each refractive index is configured to change continuously in proportion to the position in the x-axis direction. In this case, FIG.
As shown in (a) to (c), the transmission wavelength is proportional to cos θ when the position is represented by the angle θ with respect to the origin of the x-axis. Therefore, when the circular filter is rotated, it changes continuously as shown in the figure. Also in this case, the full width at half maximum and the transmittance are determined by the rotation angle (c
os θ or θ) and is constant.

【0027】図9はこのような円形の波長可変型干渉光
フィルタの使用状態を示す斜視図である。本図において
図4の使用例と同様に光ファイバ11を介して入射され
た光はコリメートレンズ12を介して平行光として波長
可変型干渉光フィルタ41に入射される。そして透過し
た光を集光レンズ13を介して光ファイバ14によって
受光している。ここで波長可変型干渉光フィルタ41を
図示しない回動手段、例えばモータやクランク型のつま
みと減速機構等を用いて矢印方向に回転させる。そうす
ればその回転角度に応じて波長が選択されることとな
る。この場合には回転角度θではなく、 cosθに比例し
て直線化された波長が選択されることとなる。従ってあ
らかじめ回転角度と選択波長とを測定しておけば、所望
の波長を選択することができる。
FIG. 9 is a perspective view showing the state of use of such a circular variable wavelength interference light filter. In this figure, the light incident through the optical fiber 11 is incident on the tunable interference light filter 41 as parallel light through the collimator lens 12 as in the usage example of FIG. The transmitted light is received by the optical fiber 14 via the condenser lens 13. Here, the tunable interference light filter 41 is rotated in the direction of the arrow by using rotating means (not shown), for example, a motor or a crank-type knob and a reduction mechanism. Then, the wavelength is selected according to the rotation angle. In this case, a wavelength linearized in proportion to cos θ instead of the rotation angle θ is selected. Therefore, if the rotation angle and the selected wavelength are measured in advance, a desired wavelength can be selected.

【0028】このように波長可変型干渉光フィルタの形
状を円形とし、図7(a)に示すようにx軸方向の位置
によって多層膜43の屈折率を連続的に変化させるよう
にすれば、光フィルタを半円、即ち 180°の間で回転さ
せることによって波長範囲を選択することができる。従
って選択波長範囲が異なる2枚の円形の波長可変型干渉
光フィルタを図10(a)に示すように張り合わせ、4
1A,41Bとして用いることもできる。この場合には
互いに選択波長を異ならせておけば図5に示すように2
枚の光フィルタを切換える必要がなく、広い範囲の波長
の選択特性が得られることとなる。又図10(b)に示
すように更に多数枚の波長可変型干渉光フィルタ41A
〜41Dを用いて構成することも可能である。
As described above, if the wavelength tunable interference light filter is formed in a circular shape and the refractive index of the multilayer film 43 is continuously changed depending on the position in the x-axis direction as shown in FIG. The wavelength range can be selected by rotating the optical filter between semicircles, ie, 180 °. Therefore, two circular wavelength tunable interference optical filters having different selected wavelength ranges are stuck together as shown in FIG.
1A and 41B can also be used. In this case, if the selected wavelengths are made different from each other, as shown in FIG.
There is no need to switch the number of optical filters, and a wide range of wavelength selection characteristics can be obtained. Further, as shown in FIG. 10B, a larger number of tunable interference light filters 41A are provided.
To 41D.

【0029】又前述した円形の波長可変型干渉光フィル
タでは、x軸方向の位置によって多層蒸着物質膜の屈折
率を連続的に変化させるようにしているが、特定の半径
上で角度θに対応して連続的に膜厚を変化させる構成す
ることも可能である。この場合には回転角度θに対応し
た波長特性が得られることとなる。
In the above-mentioned circular wavelength-tunable interference light filter, the refractive index of the multilayer deposited material film is continuously changed depending on the position in the x-axis direction. It is also possible to adopt a configuration in which the film thickness is continuously changed. In this case, a wavelength characteristic corresponding to the rotation angle θ is obtained.

【0030】次に前述した各実施の形態に用いた干渉フ
ィルタの製造方法について説明する。本実施の形態のフ
ィルタ1は多層膜3の屈折率をx軸の位置に応じて連続
的に変化させる必要がある。このような屈折率を有する
フィルタを構成するための製造方法について図11を参
照しつつ説明する。
Next, a method of manufacturing the interference filter used in each of the above-described embodiments will be described. In the filter 1 of the present embodiment, it is necessary to continuously change the refractive index of the multilayer film 3 according to the position on the x-axis. A manufacturing method for forming a filter having such a refractive index will be described with reference to FIG.

【0031】図11はこのフィルタの製造に用いられる
真空槽を示す概略図である。本図において真空槽51に
は第1,第2の蒸着源として、一対の高屈折率及び低屈
折率の蒸着物質52,53を配置する。そして高屈折率
材料は例えば前述したようにTiO2 、低屈折率材料は
例えばSiO2 を用いる。真空槽51の上部には下面が
開放された放物面状の回転ドーム54を設け、矢印方向
に一定速度で回転させる。そしてその内面の中心位置に
は基板ホルダ55を介して基板が取付けられる。
FIG. 11 is a schematic view showing a vacuum chamber used for manufacturing this filter. In this drawing, a pair of high-refractive index and low-refractive index deposition materials 52 and 53 are arranged in a vacuum chamber 51 as first and second deposition sources. The high-refractive-index material uses, for example, TiO 2 as described above, and the low-refractive-index material uses, for example, SiO 2 . A parabolic rotating dome 54 having an open lower surface is provided at the upper part of the vacuum chamber 51, and is rotated at a constant speed in the direction of the arrow. Then, a substrate is attached to the center position of the inner surface via a substrate holder 55.

【0032】基板ホルダ55は図12(a)に断面図を
示すように、基板56及びこれと平行に電極板57を保
持するようにしたホルダである。基板56は略正方形状
のサブストレート基板であり、電極も正方形状の電極板
が用いられる。この電極板57は基板の周辺に形成され
るプラズマの密度を変化させて屈折率を変化させるため
の電極パターン形状が選択される。又基板ホルダ55の
上部には膜厚を監視するための光学モニタ58が取付け
られる。
As shown in the sectional view of FIG. 12A, the substrate holder 55 is a holder for holding the substrate 56 and the electrode plate 57 in parallel with the substrate 56. The substrate 56 is a substantially square substrate substrate, and a square electrode plate is used as an electrode. For this electrode plate 57, an electrode pattern shape for changing the refractive index by changing the density of plasma formed around the substrate is selected. An optical monitor 58 for monitoring the film thickness is mounted on the upper portion of the substrate holder 55.

【0033】図13(a)〜(d)はここで用いられる
電極板57A〜57Dの種々の例を示す図であり、図1
3(a)では中心付近の密度が低く、周辺で密度の高い
同一点を中心とする正方形状のパターンによって電極が
形成される。このパターン電極は透明基板に金やクロム
メッキして構成する。図13(b)に示すこの電極板5
7Bは、中央部分が高密度で周辺部分が低密度の同一点
を中心とする正方形状の電極である。又この電極パター
ンとしては図13(c)に示すように一方が密度が低
く、他方が連続的に密度が高くなっている電極板57C
を用いてもよく、図13(d)に示すように中心部分か
ら左右方向に連続して密度が高くなっている電極板57
Dを用いることもできる。
FIGS. 13A to 13D are views showing various examples of the electrode plates 57A to 57D used here.
In FIG. 3A, an electrode is formed by a square pattern having a low density near the center and a high density around the same point in the periphery. This pattern electrode is formed by plating a transparent substrate with gold or chrome. This electrode plate 5 shown in FIG.
7B is a square electrode centered on the same point with a high density at the center and a low density at the periphery. As shown in FIG. 13 (c), the electrode plate 57C has a low density on one side and a continuously high density on the other side as shown in FIG.
As shown in FIG. 13 (d), the electrode plate 57 whose density continuously increases in the left-right direction from the center portion may be used.
D can also be used.

【0034】基板56の取付角度は回転ドームの中心の
回転軸に対して垂直方向とし、回転ドームを回転させる
ことによって高屈折率,低屈折率の蒸着物質52,53
との距離を回転によってその平均値が一定となるように
制御すれば、一定の膜厚の高屈折率膜を低屈折率膜が得
られる。そして真空槽51と電極板57の間に高圧の高
周波電圧、例えば1KVの電圧を印加する。このとき基
板の周辺に形成されるプラズマは電極の密度に応じたも
のとなる。電極密度が高ければ電界が強くプラズマ密度
も高くなるため、プラズマの密度によってO2 成分が異
なる。O2 成分の密度が高くなれば屈折率もそれに対応
して高くなるため、プラズマ密度によって基板上に形成
される低屈折率膜と高屈折率膜の密度をその場所に応じ
て正確に制御することができる。
The mounting angle of the substrate 56 is perpendicular to the axis of rotation of the center of the rotating dome. By rotating the rotating dome, the deposition materials 52, 53 having a high refractive index and a low refractive index are rotated.
Is controlled by rotation so that the average value is constant, a high-refractive-index film having a constant film thickness and a low-refractive-index film can be obtained. Then, a high-frequency voltage, for example, 1 KV, is applied between the vacuum chamber 51 and the electrode plate 57. At this time, the plasma formed around the substrate depends on the density of the electrodes. The higher the electrode density, the stronger the electric field and the higher the plasma density. Therefore, the O 2 component varies depending on the plasma density. The higher the density of the O 2 component, the higher the refractive index. Accordingly, the density of the low-refractive-index film and the high-refractive-index film formed on the substrate is accurately controlled according to the location by the plasma density. be able to.

【0035】又電極のパターンを一定密度とし、図12
(b)に示すように一端にスペーサ59を介して電極板
を基板56に対してわずかに傾けて配置するようにして
もよい。この場合にも傾けた角度によって基板周辺に形
成されるプラズマの密度が変化するため、屈折率を所定
の方向に連続して変化させることができる。
The pattern of the electrodes is made to have a constant density.
As shown in (b), the electrode plate may be arranged at one end via a spacer 59 with a slight inclination with respect to the substrate 56. Also in this case, the density of the plasma formed around the substrate changes depending on the tilted angle, so that the refractive index can be continuously changed in a predetermined direction.

【0036】又図14に示すように真空槽51の底部に
イオン発生源60を設けてイオンガンを基板に向けて放
射し、これによってプラズマを発生させるように構成す
ることもできる。そして基板から屈折率が所望の方向に
連続して変化するように切り出すことによって、前述し
た各実施の形態による干渉フィルタを製造することがで
きる。
As shown in FIG. 14, an ion source 60 may be provided at the bottom of the vacuum chamber 51 to emit an ion gun toward the substrate, thereby generating plasma. By cutting out the substrate so that the refractive index continuously changes in a desired direction, the interference filter according to each of the embodiments described above can be manufactured.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
1〜5の発明による波長可変型干渉光フィルタは、波長
可変型干渉光フィルタを回動させずに光の照射位置を直
線的に変化させることによって、透過波長を連続的に変
化させることができる。又透過波長は入射位置によって
のみ異なり、その偏波面によって透過率が変化すること
がなく、P波及びS波に対しても同一の透過率が得られ
る。更に光の選択特性である半値全幅も光の照射位置に
応じては変化せず、一定値とすることができるという優
れた効果が得られる。即ち偏波面に依存せず半値全幅,
光の透過率や光の反射位置を一定として波長のみを連続
的に変化させることができる。
As described above in detail, the tunable interference light filter according to the first to fifth aspects of the present invention can linearly adjust the light irradiation position without rotating the tunable interference light filter. By changing the transmission wavelength, the transmission wavelength can be continuously changed. The transmission wavelength differs only depending on the incident position, and the transmittance does not change depending on the plane of polarization, and the same transmittance can be obtained for the P wave and the S wave. Further, an excellent effect is obtained that the full width at half maximum, which is the light selection characteristic, does not change depending on the irradiation position of the light and can be set to a constant value. In other words, the full width at half maximum does not depend on the polarization plane,
It is possible to continuously change only the wavelength while keeping the light transmittance and the light reflection position constant.

【0038】又請求項6,7の発明では、この波長可変
型干渉光フィルタを用いて選択波長を連続的に変化させ
る光フィルタ装置を構成することができる。又請求項
8,9の発明では、所定の方向に屈折率が連続的に変化
する干渉光フィルタを容易に構成することができる。
According to the sixth and seventh aspects of the present invention, it is possible to configure an optical filter device that continuously changes the selected wavelength by using the wavelength variable interference optical filter. According to the eighth and ninth aspects of the present invention, it is possible to easily form an interference light filter whose refractive index continuously changes in a predetermined direction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)は本発明の実施の形態1によるシングル
キャビティ構造の波長可変型干渉光フィルタの構成を示
す断面図、(b)はそのx軸上での透過率の変化を示す
グラフである。
FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a configuration of a wavelength tunable interference light filter having a single cavity structure according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a graph illustrating a change in transmittance on an x-axis thereof; It is.

【図2】本実施の形態の入射位置に対する透過波長、半
値全幅、及び透過率の変化を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing changes in a transmission wavelength, a full width at half maximum, and a transmittance with respect to an incident position in the present embodiment.

【図3】キャビティ層数に対する波長の選択特性を示す
グラフである。
FIG. 3 is a graph showing wavelength selection characteristics with respect to the number of cavity layers.

【図4】本実施の形態による波長可変型干渉光フィルタ
の使用状態を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a use state of the wavelength variable interference light filter according to the present embodiment.

【図5】本実施の形態による波長可変型干渉光フィルタ
を用いた波長可変型干渉光フィルタ装置を示す斜視図で
ある。
FIG. 5 is a perspective view showing a tunable interference light filter device using the tunable interference light filter according to the present embodiment.

【図6】本実施の形態の波長可変型干渉光フィルタ装置
への入射光及び出射光のスペクトル変化を示すグラフで
ある。
FIG. 6 is a graph showing a spectrum change of incident light and outgoing light to the wavelength variable interference light filter device of the present embodiment.

【図7】(a)は本発明の実施の形態2による波長可変
型干渉光フィルタの構成を示す図、(b)はその透過率
の変化を示すグラフである。
FIG. 7A is a diagram illustrating a configuration of a wavelength variable interference light filter according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a graph illustrating a change in transmittance thereof.

【図8】本発明の実施の形態2による波長可変型干渉光
フィルタの回転角度に対する透過波長、半値全幅、及び
透過率の変化を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing changes in a transmission wavelength, a full width at half maximum, and a transmittance with respect to a rotation angle of a wavelength variable interference light filter according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態2による波長可変型干渉光
フィルタの使用状態を示す概略図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a use state of a wavelength variable interference light filter according to a second embodiment of the present invention.

【図10】(a)は実施の形態2による円形光フィルタ
を2枚張り合わせて構成した状態を示す正面図、(b)
は4枚の異なった波長可変型干渉光フィルタを接着して
構成した使用例を示す正面図である。
FIG. 10A is a front view showing a state in which two circular optical filters according to the second embodiment are bonded to each other, and FIG.
FIG. 4 is a front view showing a usage example in which four different tunable interference light filters are bonded to each other.

【図11】本発明の実施の形態3による波長可変型干渉
光フィルタの製造過程を示す概略図である。
FIG. 11 is a schematic view showing a manufacturing process of the wavelength variable interference light filter according to the third embodiment of the present invention.

【図12】基板ホルダとこれに保持される基板及び電極
板を示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing a substrate holder, a substrate held by the substrate holder, and an electrode plate.

【図13】本実施の形態に用いられる電極板の種々の電
極パターンを示す図である。
FIG. 13 is a view showing various electrode patterns of an electrode plate used in the present embodiment.

【図14】本発明の実施の形態4による波長可変型干渉
光フィルタの製造過程を示す概略図である。
FIG. 14 is a schematic view showing a manufacturing process of the wavelength variable interference light filter according to the fourth embodiment of the present invention.

【図15】波長可変型干渉光フィルタの使用状態を示す
概略図である。
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a use state of the wavelength variable interference light filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1A,1B,41,41A,41B,41C,41
D 波長可変型干渉光フィルタ 2,42 サブストレート 3,43 多層膜 4,44 反射防止膜 11,14,23,29 光ファイバ 12,13 レンズ 22,28 コリメートリンカ 24,26 アジャスタ 25,27 スケール 31 下部多層膜 32 キャビティ層 33 上部多層膜 31L,33L 低屈折率膜 31H,33H 高屈折率膜 51 真空槽 52,53 蒸着物質 54 回転ドーム 55 基板ホルダ 56 基板 57,57A〜57D 電極板 58 電極モニタ 59 スペーサ 60 イオン発生源
1, 1A, 1B, 41, 41A, 41B, 41C, 41
D Wavelength variable interference light filter 2,42 Substrate 3,43 Multilayer film 4,44 Antireflection film 11,14,23,29 Optical fiber 12,13 Lens 22,28 Collimate linker 24,26 Adjuster 25,27 Scale 31 Lower multilayer film 32 Cavity layer 33 Upper multilayer film 31L, 33L Low refractive index film 31H, 33H High refractive index film 51 Vacuum tank 52, 53 Deposition material 54 Rotating dome 55 Substrate holder 56 Substrate 57, 57A to 57D Electrode plate 58 Electrode monitor 59 Spacer 60 Ion source

フロントページの続き (72)発明者 池田 善美 愛知県小牧市大字上末122番地 サンテッ クオーシーシー株式会社内 Fターム(参考) 2H041 AA21 AB10 AC01 AZ01 AZ05 AZ08 2H048 GA01 GA04 GA13 GA22 GA23 GA25 GA30 GA32 GA33 GA34 GA60 Continuation of the front page (72) Inventor Yoshimi Ikeda 122, Kamimatsu, Komaki-shi, Aichi F-term in Santec OCC Co., Ltd. (reference) 2H041 AA21 AB10 AC01 AZ01 AZ05 AZ08 2H048 GA01 GA04 GA13 GA22 GA23 GA25 GA30 GA32 GA33 GA34 GA60

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の波長範囲で透過する光を連続的に
変化させる波長可変型干渉光フィルタであって、 使用波長の範囲で光を透過させる物質によって形成され
たサブストレートと、 前記サブストレート上に形成され、第1の屈折率n1
膜厚d1 の第1の蒸着物質膜と、n1 より屈折率の低い
第2の屈折率n2 、膜厚d2 の蒸着物質膜とを交互に積
層して多層蒸着物質膜とを具備し、 前記多層蒸着物質膜の屈折率n1 ,n2 は、前記サブス
トレートの所定方向に沿って連続的に変化するように構
成したものであり、この光フィルタへの入射光の照射位
置を前記サブストレートの所定方向に沿って変化させる
ことによって透過光の波長を変化させるようにしたこと
を特徴とする波長可変型干渉光フィルタ。
1. A wavelength tunable interference light filter for continuously changing light transmitted in a predetermined wavelength range, comprising: a substrate formed of a material transmitting light in a range of wavelengths used; A first refractive index n 1 ,
A first deposited material film having a thickness of d 1 and a second deposited material film having a second refractive index n 2 having a refractive index lower than n 1 and a thickness of d 2 are alternately laminated to provide a multilayer deposited material film; The refractive indices n 1 and n 2 of the multi-layer deposited material film are configured to change continuously along a predetermined direction of the substrate. A wavelength variable interference light filter, wherein the wavelength of transmitted light is changed by changing the wavelength of the transmitted light along a predetermined direction of the substrate.
【請求項2】 前記多層蒸着物質膜の各層の膜厚を
1 ,d2 、その位置での透過波長をλとすると、夫々
1 =λ/4n1 ,d2 =λ/4n2 となるように各膜
の屈折率が連続的に変化するものであることを特徴とす
る請求項1記載の波長可変型干渉光フィルタ。
2. Assuming that the thickness of each layer of the multilayer deposited material film is d 1 and d 2 and the transmission wavelength at that position is λ, d 1 = λ / 4n 1 and d 2 = λ / 4n 2 , respectively. 2. The tunable interference light filter according to claim 1, wherein the refractive index of each film continuously changes.
【請求項3】 前記蒸着物質膜は、前記多層膜の間に膜
厚d3 がλ/2n1のキャビティ層を挿入して構成した
ことを特徴とする請求項2又は3記載の波長可変型干渉
光フィルタ。
3. The wavelength tunable type according to claim 2, wherein the vapor deposition material film is formed by inserting a cavity layer having a thickness d 3 of λ / 2n 1 between the multilayer films. Interference light filter.
【請求項4】 前記波長可変型干渉光フィルタは長方形
の板状サブストレート上に構成されたものであり、その
長手方向に沿って蒸着物質膜の屈折率を連続的に変化さ
せるようにしたものであることを特徴とする請求項1記
載の波長可変型干渉光フィルタ。
4. The tunable interference light filter is formed on a rectangular plate-like substrate, and the refractive index of a deposition material film is continuously changed along a longitudinal direction thereof. The tunable interference light filter according to claim 1, wherein:
【請求項5】 前記波長可変型干渉光フィルタは、円板
型形状のサブストレート上に形成されたものであること
を特徴とする請求項1記載の波長可変型干渉光フィル
タ。
5. The tunable interference light filter according to claim 1, wherein said tunable interference light filter is formed on a disk-shaped substrate.
【請求項6】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の波
長可変型干渉光フィルタと、 光源からの光を平行光とする第1のコリメータと、 前記第1のコリメータに対向して配置され、光ビームを
集光する第2のコリメータと、 前記第1,第2のコリメータ間に配置され、前記波長可
変型干渉光フィルタの屈折率の変化方向に前記波長可変
型干渉光フィルタを移動させる移動手段と、を具備する
ことを特徴とする波長可変型干渉光フィルタ装置。
6. A wavelength tunable interference light filter according to claim 1, a first collimator for converting light from a light source into parallel light, and a first collimator facing the first collimator. A second collimator disposed to converge a light beam; and a second collimator disposed between the first and second collimators, the second variable collimator being arranged in a direction in which a refractive index of the variable wavelength interference light filter changes. And a moving means for moving the wavelength-variable interference light filter device.
【請求項7】 請求項1〜4及び6のいずれか1項に記
載の波長可変型干渉光フィルタと、 光源からの光を平行光とする第1のコリメータと、 前記第1のコリメータに対向して配置され、光ビームを
集光する第2のコリメータと、 前記第1,第2のコリメータ間に配置され、前記波長可
変型干渉光フィルタの屈折率の変化方向に前記波長可変
型干渉光フィルタを回動させる回動手段と、を具備する
ことを特徴とする波長可変型干渉光フィルタ装置。
7. A tunable interference light filter according to claim 1, a first collimator for converting light from a light source into parallel light, and a first collimator facing the first collimator. A second collimator arranged to converge a light beam; and a second collimator arranged between the first and second collimators, the wavelength-variable interference light being arranged in a direction in which a refractive index of the wavelength-variable interference light filter changes. A wavelength variable interference light filter device, comprising: a rotation unit for rotating the filter.
【請求項8】 真空槽内に設けられ、一面が開放された
回転ドーム内面にその回転ドームの回転軸に対して垂直
に基板を配置すると共に、その背面に電極を配置し、 第1の屈折率を有する第1の蒸発源及び第2の屈折率を
有する第2の蒸発源を前記真空槽中に配置し、 前記電極と前記真空槽との間に電圧を印加し、その電界
により前記基板の近傍に形成するプラズマの密度を変化
させ、 前記回転ドームを所定速度で回転しつつ前記第1,第2
の蒸発源を交互に蒸発させ、所定の膜厚を有するまで交
互に蒸着して積層することを特徴とする波長可変型干渉
光フィルタの製造方法。
8. A first refractor, wherein a substrate is arranged on an inner surface of a rotating dome, which is provided in a vacuum chamber and has an open surface, perpendicularly to a rotation axis of the rotating dome, and an electrode is arranged on a back surface thereof. A first evaporation source having a refractive index and a second evaporation source having a second refractive index are arranged in the vacuum chamber, a voltage is applied between the electrode and the vacuum chamber, and the electric field is applied to the substrate. Changing the density of the plasma formed in the vicinity of the first and the second while rotating the rotating dome at a predetermined speed.
Characterized in that the evaporation sources are alternately evaporated, alternately evaporated until a predetermined film thickness is obtained, and laminated.
【請求項9】 前記プラズマの形成に用いられる電極
は、その回転中心から周囲方向に向けてラジアル状に基
板の密度を変化させるようにしたことを特徴とする請求
項8記載の波長可変型干渉光フィルタの製造方法。
9. The tunable interference according to claim 8, wherein the electrode used for forming the plasma changes the density of the substrate radially from the center of rotation to the peripheral direction. Manufacturing method of optical filter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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