JP2002319727A - 利得等化器、利得等化器付コリメータ、及び利得等化器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度変化による中心波長のズレを小さくして
光増幅器の利得スペクトルを適正に平坦化することがで
き、再現性及び量産性の向上を図った利得等化器を提供
する。 【解決手段】 波長多重光を増幅する光増幅器の利得ス
ペクトルを平坦化する利得等化器３１は、透明基体３２
と誘電体多層膜フィルタ３４とで構成される１組のマイ
ナスフィルタ３５を備える。同フィルタ３５が、利得ス
ペクトルのピ−ク波長に対応する波長帯域で所望の反射
特性を持つように、誘電体多層膜フィルタ３４は、屈折
率差の小さい誘電体薄膜３７，３８を交互に積層して構
成されている。マイナスフィルタ３５が透明基体３３と
誘電体多層膜フィルタ３４とで構成されるので、温度特
性が良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エルビウム添加光
ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）、半導体光増幅器等の光増
幅器の利得の波長依存性を補償するための利得等化器、
利得等化器付コリメータ、及び利得等化器の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムの大容量化を実現するた
めの技術の一つに、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength
Division Multiplexing) 伝送方式がある。これは、１
本の光ファイバに波長の異なる複数の光信号を多重化し
た上で伝送する方式である。一方、希土類添加光ファイ
バを増幅媒体とする光ファイバ増幅器は、異なる波長の
光を一括して増幅することが可能である。ＷＤＭ伝送方
式により長距離大容量の光通信システムを実現するため
に、波長の異なる複数の光信号が多重された波長多重光
を増幅する光ファイバ増幅器等の光増幅器が必要にな
る。

【０００３】光ファイバ増幅器としては、現在、エルビ
ウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）が広い利得帯域
を有するので、数多く開発され、また実用に供されてい
る。ところが、このＥＤＦＡは、エルビウムイオンの誘
導放出による発光強度が波長によって異なることから、
その利得に波長依存性が現れる。すなわち、波長多重光
が一括して増幅されると、ＥＤＦＡから出力される波長
多重光の強度は、波長によって異なることになる。

【０００４】したがって、ＥＤＦＡをＷＤＭ伝送方式に
用いる場合、特に多数のＥＤＦＡをカスケード接続する
場合には、利得の波長依存性が累積され、問題となる。
つまり、受信器側において、分波器により波長多重光を
各波長毎に分離して、各波長の光信号を各受信器で受信
する際、光の強度が波長によって異なれば、各波長間の
クロストーク劣化や、各受信器の受光レベル設定等に問
題が生じる。

【０００５】このため、ＥＤＦＡ等の光増幅器が多段接
続されるＷＤＭ伝送方式においては、ＥＤＦＡの利得の
波長依存性を補償するために、利得等化器（ゲインイコ
ライザ）を使用してその利得を平坦化している。

【０００６】こうした利得等化器としては、（１）ファ
イバーブラッググレーティング（ＦＢＧ）方式、（２）
エタロン方式、（３）マッハツェンダ方式、（４）光フ
ァイバカプラ方式、（５）誘電体多層膜方式等が知られ
ている。これらのうち、一部実用に供されているか或い
は工業的な利用が期待されているものは、（１）ＦＢＧ
方式と（２）エタロン方式である。

【０００７】ＥＤＦＡによる利得の波長依存性を有する
利得スペクトルは、図２５（ａ）に示すように、双峰
性、つまり２つの波長ピークを有している。このため、
利得等化器は、そのような利得スペクトルに対応する損
失スペクトルを与えてＥＤＦＡの利得の波長依存性を補
償する。この損失スペクトルは、複数のピークに分解さ
れ、それぞれのピークに対応した波長帯域に反射特性を
有する複数の光学フィルタ（マイナスフィルタ）＃１〜
＃３を図２５（ｂ）に示すようにＷＤＭ伝送系に縦接続
して配置する。これにより、各マイナスフィルタ＃１〜
＃３の損失スペクトルが合成された合成損失スペクトル
（図２５（ｃ）の実線参照）が、図２５（ａ）に示す利
得スペクトルに重ね合わされる。この結果、使用波長域
においてＥＤＦＡの利得の波長依存性が解消された利得
スペクトル（図２５（ｄ）に示す等化後の利得スペクト
ル）を有する波長多重光が得られる。

【０００８】このように、上記損失スペクトルを発生さ
せるために、図２５（ａ）に示すＥＤＦＡの利得スペク
トルの特定の波長ピークに対応した波長帯域（以下、反
射帯域という）に反射特性を有する複数のマイナスフィ
ルタが用いられる。これらのマイナスフィルタには、図
２６に示すように、次のような特性が要求される。

【０００９】（１）上記反射帯域の幅が狭いこと。例え
ば、その幅が１００ｎｍ以下であること。 （２）反射帯域において所望の透過率（例えば、５０〜
８０％程度の透過率）を有すること。

【００１０】（３）透過帯域（反射帯域以外の波長帯
域）にリップルが少なく、かつ透過帯域の透過率が１０
０％に近い値であること。 上記特性（１）と（２）は、ＥＤＦＡの利得スペクトル
を適正に平坦化するために必要な要件である。また、上
記特性（３）は、その利得スペクトルに損失スペクトル
を重ねる必要のない波長帯域において、波長多重光の強
度を劣化させないために必要な要件である。そして、こ
れらの必要要件は、特にＥＤＦＡと利得等化器とを多段
に接続する場合には特に考慮されるべき要件である。

【００１１】ところで、上記ＦＢＧ方式の利得等化器
が、例えば、ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ（１９９８）Ｎｏ．
５，ｐ１３８−１４３，特開平１１−１１９０３０号公
報に開示されている。また、上記エタロン方式の利得等
化器が、例えば、特開平２０００−０８２８５８号公
報、特開平０９−２８９３４９号公報、及び特開平０９
−０１８４１６号公報に開示されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ＦＢＧ
方式の利得等化器は、その光学特性に温度依存性を有し
ている。この温度依存性は、コアを構成しているゲルマ
ニウム（Ｇｅ）添加石英の屈折率の温度依存性と、温度
変化に対応したファイバの長さ変化による温度依存性と
に起因する。このような温度依存性を有するために、Ｆ
ＢＧ方式の利得等化器では、温度変化に対応して無視で
きない程度の中心波長のズレが発生する。つまり、その
ズレを何等かの方法で補償しない限り、ＥＤＦＡの利得
スペクトルを適正に平坦化するのが難しいという問題が
ある。

【００１３】また、上記エタロン方式の利得等化器も、
厚さが数ｍｍの比較的厚いエタロン板を使用する場合に
は、その光学特性に温度依存性を有する。これは、温度
変化に対応してエタロン板に体積変化が生じるためであ
る。このような温度依存性を有するために、エタロン方
式の利得等化器でも、温度変化に対応して無視できない
程度の中心波長のズレが発生する虞がある。これによ
り、ＥＤＦＡの利得スペクトルを適正に平坦化するのが
難しいという問題がある。この問題を解消するために、
上記特開平２０００−０８２８５８号公報に開示された
従来技術では、前記利得を平坦化するための損失波長特
性とエタロンフィルタによる損失波長特性との差として
残るリップル成分を補償するために、ファイバーグレー
ティング又は誘電体多層膜フィルタを併用している。

【００１４】また、エタロン方式の利得等化器では、反
射帯域が狭いマイナスフィルタとするためには、対向す
る半透過膜間のキャビティ層をλ／２の整数倍の寸法に
精度良く設定する必要があるとともに、両半透過膜の平
坦度及び平面度を極めて精度良く形成する必要がある。
したがって、再現性が悪く、量産に適さないという問題
がある。

【００１５】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、その目的は、温度変化による中心
波長のズレを小さくして光増幅器の利得スペクトルを適
正に平坦化することができ、再現性及び量産性の向上を
図った利得等化器を提供することにある。また、本発明
の別の目的は、波長分割多重伝送装置への組付けが容易
でかつ光増幅器の利得スペクトルを適正に平坦化可能な
利得等化器付コリメータを提供することにある。また、
本発明の別の目的は、誘電体多層膜フィルタを容易に形
成でき、温度特性、再現性及び量産性に優れた利得等化
器を容易に製造可能な利得等化器の製造方法を提供する
ことにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に係る発明は、波長の異なる複数の光信号
が多重された波長多重光を増幅する光増幅器の利得スペ
クトルを平坦化する利得等化器であって、透明基体と、
同基体の一つの面に形成された誘電体多層膜フィルタと
で構成される少なくとも１組のマイナスフィルタを備
え、同マイナスフィルタが、前記利得スペクトルのピ−
ク波長に対応する波長帯域で所望の反射特性を持つよう
に、前記誘電体多層膜フィルタを、屈折率差の小さい第
１の誘電体薄膜と第２の誘電体薄膜とを交互に積層して
構成したことを要旨とする。

【００１７】この構成によれば、マイナスフィルタが透
明基体と誘電体多層膜フィルタとで構成されるので、温
度特性が良い。これは、透明基体と誘電体多層膜フィル
タの厚さが、数十μｍ〜ほぼ百μｍ程度と小さいことに
よる。すなわち、所望の反射特性を発生させる機能部分
（透明基体と誘電体多層膜フィルタ）の厚さが上記ＦＢ
Ｇ方式やエタロン方式等の利得等化器と比較して小さい
ため、温度変化による熱膨張の影響が小さいからであ
る。これとともに、上記ＦＢＧ方式におけるゲルマニウ
ム添加石英のような屈折率が温度依存性を有する誘電体
を用いていないからである。これにより、温度変化によ
る中心波長のズレが小さくなり、光増幅器の利得スペク
トルを適正に平坦化することができる。

【００１８】また、反射特性が誘電体多層膜フィルタの
第１及び第２の誘電体薄膜の屈折率、膜厚及び積層数の
みにより決定される。つまり、上記エタロン方式等の利
得等化器のように、キャビティ層を高精度に設定した
り、両半透過膜の平坦度及び平面度を極めて精度良く形
成する必要がない。このため、再現性及び量産性が向上
する。

【００１９】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
利得等化器において、前記透明基体のうち最も外側にあ
る透明基体とは反対側にある前記誘電体多層膜フィルタ
の表面には、透明な入射媒質が接合されていることを要
旨とする。

【００２０】この構成によれば、誘電体多層膜フィルタ
の表面には、透明な入射媒質が接合されているので、誘
電体多層膜フィルタの表面での反射による損失が抑えら
れる。つまり、透過帯域でのリップルが小さくなり、同
帯域での透過損失が小さくなる。

【００２１】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
記載の利得等化器において、前記マイナスフィルタとし
て、前記利得スペクトルに含まれる複数の波長ピークに
それぞれ対応する異なる波長帯域で所望の反射特性をそ
れぞれ持つ複数組のマイナスフィルタが設けられている
ことを要旨とする。

【００２２】この構成によれば、異なる波長帯域で所望
の反射特性をそれぞれ持つ複数組のマイナスフィルタの
損失スペクトルが合成されることにより、図２５（ａ）
に示すような複雑な形状の利得スペクトルを補償するこ
とができる。

【００２３】また、複数組のマイナスフィルタの各損失
スペクトル（反射特性）を適宜変えることにより、種々
の形状の利得スペクトルに対応させることが可能にな
る。さらに、複数組のマイナスフィルタを接合して一体
化することにより、小型の素子（利得等化器）が得られ
る。これにより、波長分割多重装置への配置が容易にな
るとともに、同装置の設計が容易になる。

【００２４】請求項４に係る発明に係る発明は、請求項
２又は３に記載の利得等化器において、前記最も外側に
ある透明基体の外面と、前記入射媒質の外面には、それ
ぞれ反射防止膜が形成されていることを要旨とする。

【００２５】この構成によれば、透明基体の外面及び入
射媒質の外面での反射による損失が低減される。これに
より、透過帯域で発生するリップルが少なくなり、透過
帯域での透過損失が少なくなる。

【００２６】請求項５に係る発明は、請求項１〜４のい
ずれか一項に記載の利得等化器において、前記第１の誘
電体薄膜と第２の誘電体薄膜との屈折率差が０．００３
〜０．０４の範囲であることを要旨とする。

【００２７】この構成によれば、ＥＤＦＡの利得スペク
トルの特定の波長ピーク、例えば図２５（ａ）に示すＥ
ＤＦＡの利得スペクトルに含まれる２つの波長ピークの
一方に対応した反射帯域の狭い損失スペクトルを得るこ
とができる。例えば、反射帯域の幅を１００ｎｍ以下に
することができる。

【００２８】請求項６に係る発明は、請求項１〜５のい
ずれか一項に記載の利得等化器において、前記マイナス
フィルタの各々において、前記両誘電体薄膜の一方の屈
折率は前記透明基体の屈折率の１．２倍以下であり、か
つその他方の誘電体薄膜の屈折率は前記透明基体の屈折
率の０．８倍以上であることを要旨とする。

【００２９】この構成によれば、誘電体多層膜フィルタ
の屈折率を透明基体の屈折率に近い値にしたので、その
界面での反射が起きにくくなる。これにより、透過帯域
のリップルが少なくなり、透過帯域での透過損失が小さ
くなる。

【００３０】請求項７に係る発明は、請求項１〜５のい
ずれか一項に記載の利得等化器において、前記マイナス
フィルタの各々において、前記両誘電体薄膜の一方の屈
折率は前記透明基体の屈折率の１．１倍以下であり、か
つその他方の誘電体薄膜の屈折率は前記透明基体の屈折
率の０．９倍以上であることを要旨とする。

【００３１】この構成によれば、誘電体多層膜フィルタ
の屈折率が透明基体の屈折率により近い値になるので、
その界面での反射がより一層起きにくくなる。これによ
り、透過帯域のリップルがより少なくなり、透過帯域で
の透過損失がより小さくなる。

【００３２】請求項８に係る発明は、請求項２〜７のい
ずれか一項に記載の利得等化器において、前記入射媒質
の屈折率は、前記透明基体の屈折率の０．８〜１．２倍
であることを要旨とする。

【００３３】この構成によれば、入射媒質の屈折率を透
明基体の屈折率に近い値にしたので、入射媒質の屈折率
が誘電体多層膜フィルタの屈折率に近い値になる。この
ため、誘電体多層膜フィルタと入射媒質との界面での反
射が起きにくくなる。これにより、透過帯域での透過率
が高くなり、透過帯域での透過損失が小さくなる。

【００３４】請求項９に係る発明は、請求項２〜７のい
ずれか一項に記載の利得等化器において、前記入射媒質
の屈折率は、前記透明基体の屈折率の０．９〜１．１倍
であることを要旨とする。

【００３５】この構成によれば、入射媒質の屈折率が誘
電体多層膜フィルタの屈折率により近い値になるので、
その界面での反射がより一層起きにくくなる。これによ
り、透過帯域での透過率がより高くなり、透過帯域での
透過損失が小さくなる。

【００３６】請求項１０に係る発明は、上記請求項１〜
９のいずれか一項に記載の利得等化器を備える利得等化
器付コリメータであって、入射側の単一モード光ファイ
バからの出射光を平行光にする前記透明基体としての入
射側コリメータレンズと、同レンズの一つの面に形成さ
れた前記誘電体多層膜フィルタとで構成される少なくと
も１組の前記マイナスフィルタを備えるとともに、前記
入射側コリメータレンズとは反対側にある前記誘電体多
層膜フィルタの表面には、前記平行光を受光側の単一モ
ード光ファイバに結合する前記入射媒質としての受光側
コリメータレンズが接合されていることを要旨とする。

【００３７】この構成によれば、利得等化器がコリメー
タに一体化されているので、他の光学素子を用いること
なく、波長分割多重伝送装置の光増幅器の前後にある光
ファイバ間（入射側及び受光側光ファイバ間）へ組み付
けるだけで、光増幅器の利得スペクトルを補償すること
ができる。

【００３８】また、その組み付けは、入射側コリメータ
レンズの光軸を入射側の単一モード光ファイバの軸心に
一致させるとともに、受光側コリメータレンズの光軸を
受光側の単一モード光ファイバの軸心に一致させるだけ
でよいので、同伝送装置への組付が容易である。

【００３９】請求項１１に係る発明は、請求項１０に記
載の利得等化器付コリメータにおいて、前記マイナスフ
ィルタとして、前記利得スペクトルに含まれる複数の波
長ピークにそれぞれ対応する異なる波長帯域で所望の反
射特性をそれぞれ持つ複数組の前記マイナスフィルタを
備え、これら複数組のマイナスフィルタは、前記レンズ
の光軸方向に縦に接続されていることを要旨とする。

【００４０】この構成によれば、異なる波長帯域で所望
の反射特性をそれぞれ持つ複数組のマイナスフィルタの
損失スペクトルが合成されることにより、複雑な形状の
利得スペクトルを補償することができる。また、コリメ
ータとしての機能と利得等化器としての機能を合わせ持
つ小型の素子が得られる。

【００４１】請求項１２に係る発明は、請求項１０又は
１１に記載の利得等化器付コリメータにおいて、前記各
レンズは、それぞれ屈折率分布型ロッドレンズであるこ
とを要旨とする。

【００４２】この構成によれば、ロッドレンズの平坦な
端面に誘電体多層膜フィルタを形成し、同フィルタの表
面を別のロッドレンズの平坦な端面に接合することによ
り、少なくとも１組のマイナスフィルタを備えたコリメ
ータを容易に構成することができる。

【００４３】請求項１３に係る発明は、上記請求項１〜
９のいずれか一項に記載の利得等化器の製造方法であっ
て、組成のわずかに異なる２種類の金属材料を、物理気
相堆積法或いは化学気相堆積法により、前記透明基体の
一つの面上に交互に堆積させて、前記誘電体多層膜フィ
ルタを形成することを要旨とする。

【００４４】この構成によれば、組成のわずかに異なる
２種類の金属材料を、物理気相堆積法或いは化学気相堆
積法により、前記透明基体の一つの面上に交互に堆積さ
せることにより、屈折率差の小さい第１の誘電体薄膜と
第２の誘電体薄膜とを交互に積層した誘電体多層膜フィ
ルタを容易に形成することができる。これにより、温度
特性、再現性及び量産性に優れた利得等化器の製造が容
易になる。

【００４５】請求項１４に係る発明は、上記請求項１〜
９のいずれか一項に記載の利得等化器の製造方法であっ
て、前記第１及び第２の誘電体薄膜を前記透明基体上に
形成する過程で、これら両誘電体薄膜の少なくとも一方
の屈折率を選択することができるように、１種類以上の
金属材料を、スパッタリング法により前記透明基体上に
堆積させることを要旨とする。

【００４６】この構成によれば、第１及び第２の誘電体
薄膜をスパッタリング法により透明基体上に形成する
が、この形成過程で両誘電体薄膜の少なくとも一方の屈
折率を選択することができるので、両薄膜の屈折率差が
所望の値になるように、両薄膜の屈折率を容易に選択す
ることができる。これにより、誘電体多層膜フィルタを
容易に形成することができ、温度特性、再現性及び量産
性に優れた利得等化器の製造が容易になる。

【００４７】請求項１５に係る発明は、請求項１４に記
載の利得等化器の製造方法において、種類の異なる金属
材料がターゲット材料としてそれぞれ取り付けられた２
つの電極を隣接させて配置し、該両電極の一方に供給す
る電力は前記第１及び第２の誘電体薄膜の形成時に一定
として、前記両電極の他方に供給する電力を、前記第１
の誘電体薄膜の形成時と前記第２の誘電体薄膜の形成時
とで異ならせることを要旨とする。

【００４８】この構成によれば、両電極の一方に供給す
る電力は前記第１及び第２の誘電体薄膜の形成時に一定
として、その他方に供給する電力を前記第１の誘電体薄
膜の形成時と前記第２の誘電体薄膜の形成時とで異なら
せる。これにより、種類の異なる金属材料の誘電体薄膜
の組成比を適宜調節して、両誘電体薄膜の屈折率差を好
ましい範囲内の値に容易に設定することができる。

【００４９】請求項１６に係る発明は、請求項１４又は
１５に記載の利得等化器の製造方法において、ターゲッ
ト材料として、それぞれ高屈折率材料と低屈折率材料で
ある２種類の金属酸化物を用い、これらの金属酸化物を
非反応性スパッタリングにより前記透明基体上に堆積さ
せることを要旨とする。

【００５０】この構成によれば、非反応性スパッタリン
グにより、両電極に供給するスパッタ電力を調節するこ
とにより、所望の屈折率をそれぞれ有する第１の誘電体
薄膜と第２の誘電体薄膜とを交互に積層させることがで
きる。

【００５１】請求項１７に係る発明は、請求項１４に記
載の利得等化器の製造方法において、１種類のターゲッ
ト材料を用い、前記第１の誘電体薄膜の形成時と前記第
２の誘電体薄膜の形成時とで反応ガスの種類を異ならせ
ることを要旨とする。

【００５２】この構成によれば、一つの電極に１種類の
ターゲット材料を取り付け、第１の誘電体薄膜の形成時
と前記第２の誘電体薄膜の形成時とで反応ガスの種類を
変えるだけで、屈折率差が上記範囲内の値となる第１の
誘電体薄膜と第２の誘電体薄膜とを交互に積層させるこ
とができる。

【００５３】また、反応ガスとして混合ガスを用いる場
合、その混合比を適宜変えることにより、両誘電体薄膜
の屈折率差を上記範囲内で適宜変更することができる。
請求項１８に係る発明は、請求項１４に記載の利得等化
器の製造方法において、１種類のターゲット材料を用い
るとともに１種類の反応ガスを用い、前記第１の誘電体
薄膜の形成時と前記第２の誘電体薄膜の形成時とで前記
反応ガスの供給量を異ならせることを要旨とする。

【００５４】この構成によれば、両誘電体薄膜の形成時
に同じ種類の反応ガスを用い、同ガスの供給量を、第１
の誘電体薄膜の形成時と前記第２の誘電体薄膜の形成時
とで異ならせる。これにより、屈折率差が上記範囲内の
値となる第１及び第２の誘電体薄膜を交互に積層させる
ことができる。この場合、その供給量を適宜選択するこ
とにより、屈折率差を上記範囲内で適宜変更することが
できる。

【００５５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した利得等
化器、利得等化器付コリメータ、利得等化器の製造方
法、及び利得等化器を用いた波長分割多重伝送装置の各
実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態
の説明において、同様の部位には同一の符号を付して重
複した説明を省略する。

【００５６】[ 第１実施形態に係る利得等化器]以下に
説明する各実施形態に係る利得等化器は、上記ＷＤＭ伝
送方式の光通信システムにおいて、波長の異なる複数の
光信号（λ₁〜λ_n）が多重された波長多重光を増幅する
光増幅器の利得スペクトルを平坦化するものである。つ
まり、利得等化器は、上記ＥＤＦＡ等の光増幅器の前後
に配置され、ＥＤＦＡによる利得の波長依存性を有する
利得スペクトル（図２５（ａ）参照）に対応する損失ス
ペクトルを与えて同利得の波長依存性を補償するもので
ある。ここで、その光通信システムは、例えば単一モー
ド光ファイバを伝送路に用いて１５５０ｎｍ帯（１．５
５μｍ帯）の光伝送を行う。また、図２５（ａ）は、１
５５０ｎｍ帯でのＥＤＦＡの利得スペクトルを示してい
る。そして、屈折率は一般的に波長分散性を有するの
で、以下の説明における「屈折率」の値は、波長を明記
した場合以外は、波長が１５５０ｎｍの光に対する値と
する。

【００５７】まず、第１実施形態に係る利得等化器を図
１に基づいて説明する。同図に示す利得等化器３１は、
ＥＤＦＡの利得スペクトルの特定波長ピーク、例えば図
２５（ａ）に示すＥＤＦＡの利得スペクトルに含まれる
２つの波長ピークの一方に対応した波長帯域（以下、反
射帯域という）で所望の反射特性を有するものである。

【００５８】すなわち、利得等化器３１は、平坦面（一
つの面）３２を有する透明基体３３と、その平坦面３２
に形成された誘電体多層膜フィルタ３４とで構成される
１組のマイナスフィルタ３５を備えている。ここで、透
明基体３３は、ガラス基板である。また、透明基体３３
とは反対側にある誘電体多層膜フィルタ３４の表面に
は、透明な入射媒質３６が接合されている。

【００５９】誘電体多層膜フィルタ３４は、マイナスフ
ィルタ３５が前記反射帯域で所望の反射特性を持つよう
に、相対的に屈折率の高い第１の誘電体薄膜３７と、同
誘電体薄膜３７よりわずかに屈折率の低い第２の誘電体
薄膜３８とが交互に所定の積層数ｍだけ積層されてい
る。以下の説明で、第１の誘電体薄膜３７をＨとし、第
２の誘電体薄膜３８をＬと略称する。

【００６０】本実施形態の利得等化器３１の構成を、次
のように表すことができる。 「透明基体／（ＨＬ）_m／入射媒質」 ここで、ｍは、透明基体３３側をＨにした２層の薄膜
（ＨＬ）を１組としてこの組を多数積層させたときの積
層数である。例えば、「（ＨＬ）₅」は、（ＨＬ）を５
組積層してなる誘電体多層膜フィルタ３４を表してい
る。 （ＨとＬとの屈折率差△ｎについて）上記誘電体多層膜
フィルタ３４のＨの屈折率（ｎ_H）とＬの屈折率（ｎ_L）
との差（屈折率差△ｎ）は、０．００３〜０．０４の範
囲であることが好ましい。より好ましくは、△ｎは、
０．００８〜０．０３の範囲である。

【００６１】△ｎが０．００３未満の場合、ＨとＬとの
屈折率差が小さすぎて、上記反射帯域を発現させるのが
困難となる。この場合、ＨとＬの積層数を大幅に増やせ
ば、反射帯域は現れるが、コストが増大するため実用上
好ましくない。

【００６２】一方、△ｎが０．０４を越える場合、反射
帯域の幅が１００ｎｍより広くなってしまうために、反
射帯域がそれぞれ異なる複数組の上記マイナスフィルタ
３５を有する利得等化器を作るのが難しくなる。また、
この場合、反射帯域の透過率が小さくなる（反射率が大
きくなる）ので、反射帯域で光信号の強度を低下させて
しまう。 （誘電体多層膜フィルタ３４の屈折率について）誘電体
多層膜フィルタ３４の屈折率（平均屈折率ｎ_av：ｎ_av＝
（ｎ_H+ｎ_L）／２）は、透明基体３３の屈折率（ｎ_s）に
近い値であることが望ましい。すなわち、Ｈの屈折率
（ｎ_H）は透明基体３３の屈折率（ｎ_s）の１．２倍以下
であり、かつＬの屈折率（ｎ_L）は屈折率（ｎ_s）の０．
８倍以上であることが好ましい。より好ましくは、（ｎ
_H）は（ｎ_s）の１．１倍以下であり、かつ（ｎ_L）は
（ｎ_s）の０．９倍以上である。ただし、実用に供する
ことができる屈折率（ｎ_L）としては、略１．３を下ま
わる物質が存在しないから、略１．３より大きい物質か
ら選択される。

【００６３】透明基体３３の屈折率（ｎ_s）と誘電体多
層膜フィルタ３４の平均屈折率（ｎ_{a v}）との差が大きい
場合、誘電体多層膜フィルタ３４と透明基体３３との界
面での反射が起き易くなり、反射による損失が上記透過
帯域のリップルとして現れる。このリップルは、透過帯
域で１％を超える透過損失をもたらすので、好ましくな
い。ここで、「リップル」とは、透過帯域におけるさざ
波状のスペクトルのことである。リップルが存在する
と、透過帯域の透過率が減少するので好ましくない。ま
た、使用波長が可視域の場合には、リップルが存在する
と、透過光が着色することになり好ましくない。 （入射媒質の屈折率について）入射媒質３６の屈折率
（ｎ_m）は、誘電体多層膜フィルタ３４の平均屈折率
（ｎ_av）に近い値であることが望ましい。両屈折率の差
が大きい場合、その界面での反射が起き易くなり、その
反射による損失が透過帯域のリップルとして現れる。こ
のリップルも、透過帯域で１％を超える透過損失をもた
らすので、好ましくない。

【００６４】上述したように、誘電体多層膜フィルタ３
４の平均屈折率（ｎ_av）は透明基体３３の屈折率
（ｎ_s）に近い値に設定されるので、入射媒質３６の屈
折率（ｎ_m）は透明基体３３の屈折率（ｎ_s）と同等にな
るようにすればよい。すなわち、入射媒質３６の屈折率
（ｎ_m）は、透明基体３３の屈折率（ｎ_s）の０．８〜
１．２倍にすることが好ましい。より好ましくは、入射
媒質３６の屈折率（ｎ_m）は、透明基体３３の屈折率
（ｎ_s）の０．９〜１．１倍である。

【００６５】入射媒質３６の屈折率（ｎ_m）を誘電体多
層膜フィルタ３４の平均屈折率（ｎ_{a v}）に近い値にする
には、入射媒質３６として透明基体３３と同じものを用
いればよい。

【００６６】以上のように構成された第１実施形態に係
る利得等化器によれば、以下の作用効果を奏する。 （イ）マイナスフィルタ３５が、透明基体３３と誘電体
多層膜フィルタ３４とで構成されるので、温度特性が良
い。これは、透明基体３３と誘電体多層膜フィルタ３４
の厚さが、数十μｍ〜ほぼ百μｍ程度と小さいことによ
る。すなわち、所望の光学特性（反射特性）を発生させ
る機能部分（透明基体３３と誘電体多層膜フィルタ３
４）の厚さが上記ＦＢＧ方式或いはエタロン方式等の利
得等化器と比較して小さいため、温度変化による熱膨張
の影響が小さいからである。これとともに、屈折率が温
度依存性を有する誘電体を用いていないからである。

【００６７】したがって、温度変化による中心波長のズ
レを小さくすることができる。この結果、ＥＤＦＡ等の
光増幅器の利得スペクトルを適正に平坦化することがで
きる。

【００６８】（ロ）反射特性が誘電体多層膜フィルタ３
４のＨとＬの屈折率、膜厚及び積層数のみにより決定さ
れる。つまり、上記エタロン方式の利得等化器のよう
に、キャビティ層を高精度に設定したり、両半透過膜の
平坦度及び平面度を極めて精度良く形成する必要がな
い。このため、再現性及び量産性を向上させることがで
きる。

【００６９】（ハ）誘電体薄膜ＨとＬを交互に積層した
誘電体多層膜フィルタ３４を透明基体３３の平坦面３２
上に形成した構造であって、ＨとＬとの屈折率差△ｎ
を、０．００３〜０．０４の範囲内の値、より好ましく
は０．００８〜０．０３の範囲内の値にしてある。この
ため、ＥＤＦＡの利得スペクトルの特定の波長ピーク、
例えば図２５（ａ）に示すＥＤＦＡの利得スペクトルに
含まれる２つの波長ピークの一方に対応した反射帯域の
狭い損失スペクトルを得ることができる。例えば、反射
帯域の幅を１００ｎｍ以下にすることができる。

【００７０】（ニ）反射帯域の幅を１００ｎｍ以下にす
ることができるため、反射帯域がそれぞれ異なる複数組
の上記マイナスフィルタ３５を組み合せた利得等化器を
作ることが可能になる。

【００７１】（ホ）誘電体多層膜フィルタ３４の屈折率
（平均屈折率ｎ_av）を、透明基体３３の屈折率（ｎ_s）
に近い値にしてある。すなわち、同フィルタ３４のＨの
屈折率（ｎ_H）を透明基体３３の屈折率（ｎ_s）の１．２
倍以下にしてあるとともに、Ｌの屈折率（ｎ_L）を屈折
率（ｎ_s）の０．８倍以上にしてある。より好ましく
は、（ｎ_H）を（ｎ_s）の１．１倍以下にしてあるととも
に、（ｎ_L）を（ｎ_s）の０．９倍以上にしてある。

【００７２】このため、誘電体多層膜フィルタ３４と透
明基体３３との界面での反射が起きにくくなる。これに
より、透過帯域のリップルが小さくなり、透過帯域での
透過損失を小さくすることができる。

【００７３】（ヘ）入射媒質３６の屈折率（ｎ_m）を、
誘電体多層膜フィルタ３４の平均屈折率（ｎ_av）に近い
値、つまり屈折率（ｎ_m）を透明基体３３の屈折率
（ｎ_s）に近い値或いはそれと同等にしてある。すなわ
ち、屈折率（ｎ_m）を屈折率（ｎ_s）の０．８〜１．２倍
に、より好ましくは屈折率（ｎ_m）を屈折率（ｎ_s）の
０．９〜１．１倍にしてある。このため、誘電体多層膜
フィルタ３４と入射媒質３６との界面での反射が起きに
くくなる。これにより、透過帯域での透過率が高くな
り、透過帯域での透過損失を小さくすることができる。
この結果、ＥＤＦＡ等の光増幅器の利得スペクトルをよ
り一層適正に平坦化することができる。

【００７４】[ 第２実施形態に係る利得等化器]次に、
第２実施形態に係る利得等化器を図２に基づいて説明す
る。同図に示す利得等化器３１は、上記第１の実施形態
と同様に、１組のマイナスフィルタ３５を有している。
この利得等化器３１では、透明基体３３とは反対側にあ
る誘電体多層膜フィルタ３４の表面には、透明基体であ
る入射媒質３６が接着剤３９で接合されている。ここで
使用される接着剤３９は、利得等化器３１の光学性能を
損なわない屈折率及び透過率を有するものであればよ
い。

【００７５】また、利得等化器３１は、上記第１の実施
形態と同様に、透明基体３３と入射媒質３６の間に誘電
体多層膜フィルタ３４を配置した構成、すなわち透明基
体／誘電体多層膜フィルタ／透明基体のサンドイッチ構
造になっている。そして、透明基体３３の外面と、入射
媒質３６の外面には、反射防止膜４０，４１がそれぞれ
形成されている。

【００７６】以上のように構成された第２実施形態に係
る利得等化器によれば、以下の作用効果を奏する。 （ト）透明基体３３とは反対側にある誘電体多層膜フィ
ルタ３４の表面と入射媒質３６とを、接着剤３９を用い
て簡単に接合することができる。

【００７７】（チ）透明基体３３の外面と、入射媒質３
６の外面に反射防止膜４０，４１をそれぞれ形成してあ
るので、波長が１５５０ｎｍの光に対する上記各外面で
の表面反射率を低減することができる。

【００７８】[ 第３実施形態に係る利得等化器]次に、
第３実施形態に係る利得等化器を図３に基づいて説明す
る。同図に示す利得等化器３１Ａは、上記マイナスフィ
ルタ３５として、図２５（ａ）の利得スペクトルに含ま
れる３つの波長ピーク（２つの波長ピークとその間の波
長ピーク）にそれぞれ対応する異なる波長帯域で所望の
反射特性をそれぞれ持つ３組のマイナスフィルタ３
５₁，３５₂，３５₃が設けられている。すなわち、利得
等化器３１Ａは、上記利得スペクトルに対応する損失ス
ペクトルを与えてＥＤＦＡの利得の波長依存性を補償す
るように構成されている。

【００７９】マイナスフィルタ３５₁は、透明基体３３₁
と誘電体多層膜フィルタ３４₁とからなり、例えば１５
３１ｎｍの波長ピークに対応する反射帯域で所望の反射
特性を持つように構成されている。また、マイナスフィ
ルタ３５₂は、透明基体３３₂と誘電体多層膜フィルタ３
４₂とからなり、例えば１５４５ｎｍの波長ピークに対
応する反射帯域で所望の反射特性を持つように構成され
ている。そして、マイナスフィルタ３５₃は、透明基体
３３₃と誘電体多層膜フィルタ３４₃とからなり、例えば
１５５４ｎｍの波長ピークに対応する反射帯域で所望の
反射特性を持つように構成されている。

【００８０】これら３組のマイナスフィルタ３５₁〜３
５₃は、厚さ方向に積層されて互いに接合されている。
すなわち、誘電体多層膜フィルタ３４₁の表面は透明基
体３３₂の平坦面と、誘電体多層膜フィルタ３４₂の表面
は透明基体３３₃の平坦面と、それぞれ接着剤３９₁，３
９₂により接合されている。また、３つの透明基体３３₁
〜３３₃のうち最も外側にある透明基体３３₁とは反対側
にある誘電体多層膜フィルタ３４₃の表面には、入射媒
質３６の平坦面が接着剤３９₃により接合されている。

【００８１】以上のように構成された第３実施形態に係
る利得等化器によれば、以下の作用効果を奏する。 （リ）利得等化器３１Ａは、異なる波長帯域で所望の反
射特性をそれぞれ持つ、つまり異なる損失スペクトル
（反射スペクトル）を持つ３組のマイナスフィルタ３５
₁〜３５₃を備えている。これら３組のマイナスフィルタ
の損失スペクトルが合成されることにより、図２５
（ａ）に示すような利得スペクトルを補償する損失スペ
クトルを発生させることができる。この損失スペクトル
により、上記利得スペクトルを平坦化してＥＤＦＡの利
得の波長依存性を補償することができる。こうして、上
記利得スペクトルを平坦化した利得スペクトル、例えば
図２５（ｄ）に示すような等化後の利得スペクトルが得
られる。この結果、広い波長帯域にわたって波長による
強度偏差のない増幅光が得られるので、上記ＷＤＭ伝送
方式の光通信システムにおいて有利となる。

【００８２】（ヌ）３組のマイナスフィルタの各損失ス
ペクトル（反射特性）を適宜変えることにより、種々の
形状の利得スペクトルに対応させることが可能になる [ 一実施形態に係る利得等化器の製造方法]次に、一実
施形態に係る利得等化器の製造方法を図４及び図５に基
づいて説明する。

【００８３】上記第１及び第２実施形態の利得等化器３
１を製造するには、図４及び図５に示すスパッタリング
装置４２を用いる。このスパッタリング装置４２は、真
空ポンプ（不図示）により減圧された雰囲気で調整でき
るようにしたチャンバ４３と、上記透明基体３３を取り
付ける円筒形のホルダ４４とを備える。また、この装置
４２は、チャンバ４３の壁に取り付けられた一対のカソ
ード４５，４６と、各カソード４５，４６のホルダ（カ
ルーセル）４４に対向する面に取り付けられた一対のタ
ーゲット（不図示）と、ターゲット近傍に配設された反
応ガス導入口（不図示）とを備える。本例では、一対の
カソード４５，４６及び一対のターゲットは、互いに隣
接して配置されている。一対のカソード４５，４６に供
給されるスパッタ電力は、それぞれ独立して制御できる
ようにされている。

【００８４】本例の製造方法では、上記スパッタリング
装置４２を用いたスパッタリング法により、透明基体３
３上に、上記ＨとＬの薄膜を断続的或いは連続的に交互
に積層して上記誘電体多層膜フィルタ３４を形成する。

【００８５】この製造方法では、各カソード４５，４６
には、組成のわずかに異なる金属ターゲット（金属材
料）が取り付けられている。例えば、２つの金属ターゲ
ットの一方のターゲット材料をチタン（Ｔｉ）とし、そ
の他方のターゲット材料を、ニオブ（Ｎｂ）を１０〜２
０質量％含有したチタン−ニオブ合金（Ｔｉ−Ｎｂ）と
する。カソード４５にはＴｉが、カソード４６にはＴｉ
−Ｎｂがそれぞれ貼り付けられている。

【００８６】相対的に高屈折率を有する誘電体薄膜
（Ｈ）を形成するときには、Ｔｉが貼り付けられている
カソード４５にスパッタ電力を供給する。相対的に低屈
折率を有する誘電体薄膜（Ｌ）を形成するときには、Ｔ
Ｉ−Ｎｂが貼り付けられているカソード４６にスパッタ
電力を供給する。

【００８７】このようにして、２つのカソード４５，４
６に交互にスパッタ電力を供給することにより、各ター
ゲット材料は、酸素を反応ガスとした反応性スパッタリ
ングにより、ホルダ４４の外側に取り付けられた透明基
体３３の表面に、誘電体薄膜として堆積される。

【００８８】なお、誘電体薄膜Ｈ，Ｌを交互に積層する
ときの各薄膜の膜厚制御は、通常の直視型光学モニタを
使用して、成膜中の各薄膜の透過率を直接測定しなが
ら、各薄膜の透過率が設計された値となるようにすれば
よい。

【００８９】以上のように構成された一実施形態に係る
利得等化器の製造方法によれば、以下の作用効果を奏す
る。 （ル）組成のわずかに異なる２種類の金属材料を適宜選
択することにより、屈折率差△ｎが上記範囲内の値とな
る誘電体薄膜ＨとＬを、透明基体３３上に交互に所望の
数だけ積層することができる。具体的には、チタン−ニ
オブ合金（Ｔｉ−Ｎｂ）のニオブ（Ｎｂ）の含有量を１
０〜２０質量％の範囲で適宜選択することにより、誘電
体多層膜フィルタ３４のＨとＬとの屈折率差△ｎを、
０．００３〜０．０４の好ましい範囲内で容易に設定す
ることができる。

【００９０】これにより、図１及び図２に示す上記利得
等化器３１の誘電体多層膜フィルタ３４を、透明基体３
３上に容易に形成することができる。また、この製造方
法により、図３に示す利得等化器３１Ａについても、３
つの透明基体３３₁〜３３₃上に、誘電体多層膜フィルタ
３４₁〜３４₃をそれぞれ容易に形成することができる。

【００９１】[ 別の実施形態に係る利得等化器の製造方
法]次に、別の実施形態に係る利得等化器の製造方法を
説明する。この製造方法でも、上記スパッタリング装置
４２を用いたスパッタリング法により、透明基体３３上
に、上記ＨとＬの薄膜を断続的或いは連続的に交互に積
層して上記誘電体多層膜フィルタ３４を形成する。

【００９２】この製造方法では、上記一実施形態に係る
製造方法と同様に、上記一対のカソード４５，４６を隣
接して配置し、両カソード４５，４６には異なる種類の
金属ターゲット（金属材料）を取り付ける。例えば、カ
ソード４５に取り付ける一方のターゲット材料をチタン
（Ｔｉ）とし、カソード４６に取り付ける他方のターゲ
ット材料を金属シリコン（Ｓｉ）とする。

【００９３】そして、両カソード４５，４６には、同時
にスパッタ電力を供給して、２つの金属ターゲットを同
時にスパッタする。これにより、酸素を反応ガスとした
反応性スパッタリングにより、高屈折率材料の酸化チタ
ン（ＴｉＯｘ）と低屈折率材料の酸化珪素（ＳｉＯｙ）
との混合物からなる誘電体薄膜が透明基体３３上に形成
される。

【００９４】そこで、酸素と反応して高屈折率材料のＴ
ｉＯｘになるＴｉが取り付けられたカソード４５には、
ＨとＬのいずれを形成するときにも一定のスパッタ電力
を供給する。一方、酸素と反応して低屈折率材料のＳｉ
ＯｙになるＳｉが取り付けられたカソード４６には、カ
ソード４５よりも小さいスパッタ電力を供給し、Ｈを形
成するときとＬを形成するときとでスパッタ電力を加減
する。具体的には、Ｈを形成するときには、Ｌを形成す
るときよりもカソード４６に供給するスパッタ電力を下
げる。これにより、Ｓｉのスパッタレート（スパッタリ
ング率）が、Ｈを形成するときには、Ｌを形成するとき
よりも低下する。この結果、Ｈとして、高屈折率材料の
酸化チタン（ＴｉＯｘ）を主成分とする誘電体薄膜に低
屈折率材料の酸化珪素（ＳｉＯｙ）がより少なく配合さ
れた薄膜が形成される。一方、Ｌとして、ＴｉＯｘを主
成分とする誘電体薄膜にＳｉＯｙがより多く配合された
薄膜が形成される。

【００９５】こうして、ＨとＬを形成する際に、両カソ
ード４５，４６にスパッタ電力を同時に供給するととも
に、カソード４５に供給する同電力は一定にしつつ、カ
ソード４６に供給する同電力をＨの形成時とＬの形成時
とで加減する。このように両カソード４５，４６に供給
するスパッタ電力を制御することにより、ＴｉＯｘとＳ
ｉＯｙとの混合物からなる誘電体薄膜の組成比を適宜調
節する。

【００９６】これにより、屈折率差△ｎが上記範囲内の
値となる誘電体薄膜ＨとＬを、透明基体３３上に交互に
所望の数だけ積層することができる。以上のように構成
された別の実施形態に係る利得等化器の製造方法によれ
ば、以下の作用効果を奏する。

【００９７】（ヲ）隣接して配置した両カソード４５，
４６のうち、酸素と反応して高屈折率材料になる金属材
料Ａが取り付けられたカソードには、常に一定のスパッ
タ電力を供給する。一方、酸素と反応して低屈折率材料
になる金属材料Ｂが取り付けられたカソードには、Ｈの
形成時とＬの形成時とで加減する。これにより、高屈折
率材料と低屈折率材料との混合物からなる誘電体薄膜の
組成比を適宜調節することができ、屈折率差△ｎが上記
範囲内の値となる誘電体薄膜ＨとＬを、透明基体３３上
に交互に所望の数だけ積層することができる。

【００９８】具体的には、酸素と反応して高屈折率材料
の酸化チタン（ＴｉＯｘ）になるチタン（Ｔｉ）が取り
付けられたカソード４５には、常に一定のスパッタ電力
を供給する。一方、酸素と反応して低屈折率材料の酸化
珪素（ＳｉＯｙ）になる金属シリコン（Ｓｉ）が取り付
けられたカソード４６には、Ｈの形成時とＬの形成時と
で加減する。これにより、酸化チタン（ＴｉＯｘ）と低
屈折率材料の酸化珪素（ＳｉＯｙ）との混合物からなる
誘電体薄膜の組成比を適宜調節して、誘電体多層膜フィ
ルタ３４のＨとＬとの屈折率差△ｎを０．００３〜０．
０４の好ましい範囲内の値に容易に設定することができ
る。

【００９９】これにより、図１及び図２に示す上記利得
等化器３１の誘電体多層膜フィルタ３４を、透明基体３
３上に容易に形成することができる。また、この製造方
法により、図３に示す利得等化器３１についても、３つ
の透明基体３３₁〜３３₃上に、誘電体多層膜フィルタ３
４₁〜３４₃をそれぞれ容易に形成することができる。

【０１００】[ 更に別の実施形態に係る利得等化器の製
造方法]次に、更に別の実施形態に係る利得等化器の製
造方法を説明する。この製造方法でも、上記スパッタリ
ング装置４２を用いたスパッタリング法により、透明基
体３３上に、上記ＨとＬの薄膜を断続的或いは連続的に
交互に積層して上記誘電体多層膜フィルタ３４を形成す
る。

【０１０１】この製造方法では、一対のカソード４５，
４６のうちの一つのみを用い、このカソードに１種類の
金属ターゲットを取り付け、Ｈの形成時とＬの形成時と
で反応ガス種を変えて反応性スパッタリングを行なう。
すなわち、この製造方法では、１種類の金属ターゲット
を用い、Ｈの形成時とＬの形成時とで反応ガス種を変え
ることにより、屈折率の異なる薄膜が得られることを利
用する。

【０１０２】例えば、金属ターゲットのターゲット材料
として金属シリコン（Ｓｉ）を用い、反応ガスとして酸
素、窒素、水素、或いは酸素と窒素の混合ガスのいずれ
かを上記チャンバ４３に導入すると、以下の屈折率の薄
膜が得られる。

【０１０３】酸素の場合にはＳｉＯｘ（屈折率ｎ≒１．
４５）の薄膜が、窒素の場合にはＳｉＮｙ（屈折率ｎ≒
１．８）の薄膜が、水素の場合にはＳｉＨｚ（屈折率ｎ
≒３．８）の薄膜が、そして、酸素と窒素の混合ガスの
場合にはＳｉＯｍＮｎ（１．４５＜ｎ＜１．８の屈折
率）の薄膜がそれぞれ得られる。

【０１０４】そこで、この製造方法では、例えば、金属
ターゲットのターゲット材料として金属シリコン（Ｓ
ｉ）を用い、Ｈの形成時には反応ガスとして酸素を用
い、Ｌの形成時には反応ガスとして酸素と窒素の混合ガ
スを用いる。こうした反応性スパッタリングにより、屈
折率差△ｎが上記範囲内の値となる誘電体薄膜ＨとＬ
を、透明基体３３上に交互に所望の数だけ積層すること
ができる。

【０１０５】以上のように構成された更に別の実施形態
に係る利得等化器の製造方法によれば、以下の作用効果
を奏する。 （ワ）一つのカソードに１種類の金属ターゲット（Ｓ
ｉ）を取り付け、反応ガスと して酸素、窒素、水素、
或いは酸素と窒素の混合ガスのいずれかを選択し、Ｈの
形成時とＬの形成時とで反応ガス種を変える。これによ
り、屈折率差△ｎが上記範囲内の値となる誘電体薄膜Ｈ
とＬを、透明基体３３上に交互に所望の数だけ積層する
ことができる。例えば、 Ｈの形成時には酸素を用い、Ｌ
の形成時には酸素と窒素の混合ガスを用いて反応性スパ
ッタリングを行なう。これにより、屈折率差△ｎが上記
範囲内の値となる誘電体薄膜ＨとＬを、透明基体３３上
に交互に積層することができる。

【０１０６】（カ）混合ガス、例えば酸素と窒素の混合
ガスの混合比を適宜変えることにより、ＨとＬの屈折率
差△ｎを上記範囲内で適宜変更することができる。 [ 第１実施形態に係る利得等化器付コリメータ]次に、
第１実施形態に係る利得等化器付コリメータを図６に基
づいて説明する。

【０１０７】この利得等化器付コリメータ５０は、ＥＤ
ＦＡ（エルビウム添加光増幅器）５１で増幅され、入射
側の単一モード光ファイバ５２から出射される上記波長
多重光を、受光側の単一モード光ファイバ５３に結合す
る一対のコリメータレンズ５４、５５の間に、誘電体多
層膜フィルタ５６を配置したものである。この誘電体多
層膜フィルタ５６は、図１及び図２に示す上記利得等化
器３１の誘電体多層膜フィルタ３４と同様に、相対的に
屈折率の高い第１の誘電体薄膜３７と、同誘電体薄膜３
７よりわずかに屈折率の低い第２の誘電体薄膜３８とを
交互に所定の積層数ｍだけ積層したものである。なお、
符号５７，５８は、単一モード光ファイバ５２，５３を
それぞれ保持するキャピラリである。

【０１０８】すなわち、この利得等化器付コリメータ５
０は、入射側の単一モード光ファイバ５２から出射され
る光を平行光にする上記透明基体３３としての入射側コ
リメータレンズ５４と、同レンズ５４の平坦な端面（一
つの面）に形成された誘電体多層膜フィルタ５６とで構
成される１組のマイナスフィルタ５９を備えている。こ
のマイナスフィルタ５９は、上記利得等化器３１のマイ
ナスフィルタ３５と同様に、図２５（ａ）に示す利得ス
ペクトルに含まれる複数の波長ピークのうち、特定の波
長ピークに対応する狭い反射帯域で所望の光学性能（反
射率）を持っている。

【０１０９】また、同コリメータ５０は、前記平行光を
受光側の単一モード光ファイバ５３に結合する上記入射
媒質３６としての受光側コリメータレンズ５５を備え、
同レンズ５５の平坦な端面は誘電体多層膜フィルタ５６
の表面に接着剤６０で接合されている。なお、コリメー
タレンズ５４，５５は、半径方向屈折率分布型ロッドレ
ンズ等の円筒型マイクロレンズで構成されている。

【０１１０】このように、利得等化器付コリメータ５０
は、コリメータレンズ５４と誘電体多層膜フィルタ５６
とで構成される１組のマイナスフィルタ５９と、コリメ
ータレンズ５５とで構成される利得等化器６１を備えて
いる。

【０１１１】以上のように構成された第１実施形態に係
る利得等化器付コリメータによれば、以下の作用効果を
奏する。 （ヨ）コリメータ５０には利得等化器６１が一体化され
ているので、他の光学素子を用いることなく、波長分割
多重伝送装置の光増幅器の前後にある光ファイバ間（入
射側及び受光側光ファイバ間）へ組み付けるだけで、光
増幅器の利得スペクトルを補償することができる。

【０１１２】また、その組み付けは、入射側コリメータ
レンズの光軸を入射側の単一モード光ファイバの軸心に
一致させるとともに、受光側コリメータレンズの光軸を
受光側の単一モード光ファイバの軸心に一致させるだけ
でよいので、波長分割多重伝送装置への組付が容易であ
る。

【０１１３】（タ）利得等化器付コリメータ５０を波長
分割多重伝送装置に組み付けることにより、ＥＤＦＡ５
１で増幅され、入射側の単一モード光ファイバ５２から
出射される上記波長多重光を、ＥＤＦＡ５１の利得スペ
クトルを適正に平坦化した上で受光側の単一モード光フ
ァイバ５３に結合させることができる。

【０１１４】[ 第２実施形態に係る利得等化器付コリメ
ータ]次に、第２実施形態に係る利得等化器付コリメー
タを図７に基づいて説明する。この利得等化器付コリメ
ータ５０Ａには、図３に示す上記第３実施形態に係る利
得等化器３１Ａと同様に、３組のマイナスフィルタ５９
₁，５９₂，５９₃を含む利得等化器６１Ａが設けられて
いる。３組のマイナスフィルタ５９₁，５９₂，５９
₃は、利得等化器３１Ａの３組のマイナスフィルタ３
５₁，３５₂，３５３と同様に、図２５（ａ）の利得スペ
クトルに含まれる３つの波長ピーク（１５３１ｎｍ、１
５４５ｎｍ、及び１５５４ｎｍの各波長ピーク）に対応
する波長帯域で所望の反射特性をそれぞれ持っている。

【０１１５】マイナスフィルタ５９₁は、コリメータレ
ンズ５４₁と、同レンズの平坦な端面に形成された誘電
体多層膜フィルタ５６₁とで構成される。マイナスフィ
ルタ５９₂は、コリメータレンズ５４₂と、同レンズの平
坦な端面に形成された誘電体多層膜フィルタ５６₂とで
構成される。マイナスフィルタ５９₃は、コリメータレ
ンズ５４₃と、同レンズの平坦な端面に形成された誘電
体多層膜フィルタ５６₃とで構成される。

【０１１６】また、４つのコリメータレンズ５４₁，５
４₂，５４₃及び５５は、各々の光軸が一致するように配
置されている。そして、３組のマイナスフィルタ５９₁
〜５９₃は、各コリメータレンズの光軸方向に縦に接続
（配置）されている。すなわち、誘電体多層膜フィルタ
５６₁とコリメータレンズ５４₂とは、接着剤６０₁で接
合されている。誘電体多層膜フィルタ５６₂とコリメー
タレンズ５４₃とは、接着剤６０₂で接合されている。ま
た、誘電体多層膜フィルタ５６₃とコリメータレンズ５
５とは、接着剤６０₃で接合されている。こうして、利
得等化器３１Ａの入射媒質３６に相当するコリメータレ
ンズ５５の平坦面は、３つのコリメータレンズ（透明基
体）５４₁〜５４₃のうち最も外側にあるレンズ５４₁と
は反対側にある誘電体多層膜フィルタ５６₃の表面に接
着剤６０₃により接合されている。なお、単一モード光
ファイバ５３は、波長多重光λ₁〜λ_nを各波長毎に分離
してｎ個の光信号を取り出す分波器７４に接続されてい
る。

【０１１７】以上のように構成された第２実施形態に係
る利得等化器付コリメータ５０Ａによれば、以下の作用
効果を奏する。 （レ）利得等化器付コリメータ５０Ａには、異なる３つ
の波長帯域で所望の反射特性をそれぞれ持つ、つまり異
なる損失スペクトル（反射スペクトル）を持つ３組のマ
イナスフィルタ５９₁〜５９₃を含む利得等化器６１Ａが
設けられている。これら３組のマイナスフィルタの損失
スペクトルが合成されることにより、図２５（ａ）に示
すような利得スペクトルを補償する損失スペクトルを発
生させることができる。この損失スペクトルにより、上
記利得スペクトルを平坦化してＥＤＦＡの利得の波長依
存性を補償することができる。こうして、上記利得スペ
クトルを平坦化した利得スペクトル、例えば図２５
（ｄ）に示すような等化後の利得スペクトルが得られ
る。

【０１１８】したがって、ＥＤＦＡ５１で増幅され、入
射側の単一モード光ファイバ５２から出射される上記波
長多重光を、上記透過帯域の光信号の強度を低下させる
ことなく、ＥＤＦＡ５１の利得スペクトルを上記反射帯
域で適正に平坦化した上で受光側の単一モード光ファイ
バ５３に結合させることができる。この結果、広い波長
帯域にわたって波長による強度偏差のない増幅光が、受
光側の単一モード光ファイバ５３側で得られるので、上
記ＷＤＭ伝送方式の光通信システムにおいて有利とな
る。

【０１１９】（ソ）３組のマイナスフィルタの各損失ス
ペクトルを変えて、これらの損失スペクトルが合成され
て得られる損失スペクトルを変えることにより、複雑な
形状の利得スペクトルを補償することが可能になる。

【０１２０】[ 一実施形態に係る利得等化器を用いた波
長分割多重伝送装置]一実施形態に係る利得等化器を用
いた波長分割多重伝送装置を、図８及び図９に基づいて
説明する。この波長分割多重伝送装置７０は、図３に示
す上記第３実施形態に係る利得等化器３１Ａを備えてい
る。

【０１２１】すなわち、図８に示す波長分割多重伝送装
置７０は、異なる波長の光信号λ１〜λｎをそれぞれ出
射するｎ個の光源７１₁，７１₂，…７１_nと、これらｎ
個の光信号λ₁〜λ_nを多重化し、この多重された信号光
（波長多重光）を１本の単一モード光ファイバ７２に結
合する合波器７３とを備える。ｎ個の光源７１₁…７１_n
は、例えばレーザダイオードアレイで構成される。

【０１２２】さらに、波長分割多重伝送装置７０は、波
長多重光λ₁〜λ_nを一括して増幅する上記ＥＤＦＡ５１
と、波長多重光λ₁〜λ_nを各波長毎に分離してｎ個の光
信号を取り出す分波器７４とを備える。また、分波器７
４で分離されたｎ個の光信号は、ｎ本の単一モード光フ
ァイバをそれぞれ介してｎ個の受光部７５₁，７５₂，…
７５_nで受光される。ｎ個の受光部７５₁…７５_nは、例
えばフォトディテクターアレイで構成される。

【０１２３】そして、波長分割多重伝送装置７０では、
ＥＤＦＡ５１の後、すなわちＥＤＦＡ５１と分波器７４
との間に、利得等化器３１Ａを含む利得等化モジュール
７６が配置されている。

【０１２４】この利得等化モジュール７６は、図９に示
すように、ＥＤＦＡ５１で増幅され、単一モード光ファ
イバ５２から出射される上記波長多重光を、平行光にす
るコリメータレンズ７７と、この平行光を集光して受光
側の単一モード光ファイバ７８に結合するコリメータレ
ンズ７９とを備える。両コリメータレンズ７７，７９間
の平行光路中に利得等化器３１Ａが配置されている。な
お、符号８０，８１は、単一モード光ファイバ５２，７
８をそれぞれ保持するキャピラリである。

【０１２５】以上のように構成された一実施形態に係る
利得等化器を用いた波長分割多重伝送装置７０によれ
ば、以下の作用効果を奏する。 （ツ）ＥＤＦＡ５１で増幅され、入射側の単一モード光
ファイバ５２から出射される上記波長多重光を、利得等
化器３１Ａにより、ＥＤＦＡ５１の利得スペクトルを上
記反射帯域で適正に平坦化させた上で、受光側の単一モ
ード光ファイバ５３に結合させることができる。この結
果、広い波長帯域にわたって波長による強度偏差のない
増幅光を得ることができ、上記ＷＤＭ伝送方式の光通信
システムにおいて有利となる。

【０１２６】[ 実施例１]次に、図１及び図２に示す上
記第１及び第２実施形態に係る利得等化器３１の一例と
しての実施例１を、図１０及び図２４に示す表に基づい
て説明する。 （マイナスフィルタ３５の作製）図４及び図５に示すカ
ルーセル式のスパッタリング装置４２を用い、上記第１
実施形態に係る製造方法と同様に、一対のカソード４
５，４６を互いに近接して配置し、各カソードには、ス
パッタ電力を独立して供給できるようにしておく。

【０１２７】カソード４５，４６の一方に取り付ける金
属ターゲットとしてチタン（Ｔｉ）を用い、その他方に
取り付ける金属ターゲットとしてボロン添加シリコン
（Ｓｉ：Ｂ）を用いた。放電用ガスとして酸素とアルゴ
ンガスの混合ガスを使用し、カソード４５，４６に同時
に給電して２つのターゲットを同時に放電させること
で、反応性スパッタリングによる酸化チタン（ＴｉＯ
２）及び酸化シリコン（ＳｉＯ２）が混合された誘電体
薄膜を、ホルダ（カルーセル）４４に取り付けた上記透
明基体３３としてのガラス基板上に堆積させた。同基板
として、１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ１ｍｍのガラス
基板（Ｓｃｈｏｔｔ社製の「ＢＫ７」）を用いた。

【０１２８】ホルダ４４の回転速度は２００ｍｉｎ^-1、
酸素ガス流量は４０ｃｍ³／分、アルゴンガス流量は１
０ｃｍ³／分、ガス全圧力は０．６６Ｐａ（５×１０^-3
Ｔｏｒｒ）の条件でスパッタリングを行なった。また、
成膜時のガラス基板の加熱は行なわなかった。

【０１２９】誘電体多層膜フィルタ３４の各誘電体薄膜
ＨとＬの屈折率の設定は、上記条件において、両カソー
ド４５，４６へのスパッタ電力をそれぞれ調整して両金
属ターゲットの各スパッタレートを制御し、ガラス基板
上に形成される混合誘電体薄膜中のＴｉＯ２成分とＳｉ
Ｏ２成分の組成比を調整することにより行なった。

【０１３０】なお、混合誘電体薄膜の形成にあたって、
予め実験成膜を行なうことにより、各カソード４５，４
６に供給するスパッタ電力と、得られる誘電体薄膜の屈
折率との関係を決定し、その後、 決定されたスパッタ電
力を各カソードに供給した。

【０１３１】その実験成膜は、以下のようにして行なっ
た。上記スパッタリング条件で、２つのカソード４５，
４６への供給電力値として各々５つのレベルを設定し、
各カソードへの供給電力をそれぞれ５つのレベルに変え
て、ガラス基板上に単層の混合誘電体薄膜を１０回形成
した。各回で同基板上に形成された単層の混合誘電体薄
膜の屈折率を分光エリプソメータにより測定した。こう
して得られた１０回の測定結果から、各カソードへの供
給電力値と得られる混合誘電体薄膜の屈折率との関係を
把握した。

【０１３２】また、誘電体多層膜フィルタ３４の各誘電
体薄膜ＨとＬの膜厚制御は、上記スパッタリング装置４
２に取り付けたガラス基板の透過率を膜形成中でも直接
測定することができる直視型光学モニターによりその透
過率を監視しながら、ＨとＬが所望の膜厚となるように
制御を行なった。

【０１３３】以上の方法により、以下に示す屈折率のＨ
とＬをガラス基板上に積層できるように、各カソードへ
の供給電力を設定して、スパッタリングを行なった（図
２４の実施例１に示すデータを参照）。

【０１３４】Ｈの屈折率（ｎ_H）：１．５３０（λ＝１
５５０ｎｍでの値） Ｌの屈折率（ｎ_L）：１．５１９（λ＝１５５０ｎｍで
の値） 屈折率差△ｎ：０．０１１ また、本実施例では、反射帯域の中心波長λをλ＝１５
５０ｎｍとし、「ガラス基板（透明基体３３）／（Ｈ
Ｌ）₁₀₀／ガラス基板（入射媒質３６）」の構成にする
膜設計にしたがってマイナスフィルタ３５を作製した。
なお、ガラス基板（ＢＫ７）の屈折率、すなわち上記透
明基体３３の屈折率（ｎ_s）は、１．４９３である（図
２４参照）。 （ガラス基板との貼り合わせ）次に、上記マイナスフィ
ルタ３５の入射媒質３６の屈折率（ｎ_m）を誘電体多層
膜フィルタ３４の平均屈折率（ｎ_av）と同等、すなわち
ガラス基板（透明基体３３）の屈折率（ｎ_s）と同等に
するために、以下の手順で入射媒質３６（ガラス基板）
の貼り付けを行なった。

【０１３５】ガラス基板（透明基体３３）に形成された
誘電体多層膜フィルタ３４の表面に紫外線硬化接着剤
（ｎ＝１．５１１）を塗布し、透明基体３３に用いたガ
ラス基板と同じ種類で同じ形状のガラス基板（ＢＫ７）
を貼り付け、誘電体多層膜フィルタ３４を同じ２枚のガ
ラス基板で挟み込むような構造にする。この状態で、紫
外線硬化接着剤に紫外線を照射してし、誘電体多層膜フ
ィルタ３４の表面に入射媒質としてのガラス基板を接着
した。 （反射防止膜の成膜）上記２枚のガラス基板の外面に、
次のようにして反射防止膜をそれぞれ形成した。両ガラ
ス基板の外面に、電子線加熱真空蒸着法により、ＴｉＯ
２（６４．１ｎｍ）／ＳｉＯ２（６０．８ｎｍ）／Ｔｉ
Ｏ２（２１８．７ｎｍ）／ＳｉＯ２（２５８．７ｎｍ）
を形成した。このようにして形成された反射防止膜によ
り、λ＝１５５０ｎｍ±５０ｎｍの波長域において、図
３に示す利得等化器３１の両側の各表面反射率はそれぞ
れ０．２％以下となった。

【０１３６】このようにして作製された利得等化器の光
学特性（反射特性）の評価を、ＬＥＤ光源を用いた光ス
ペクトルアナライザにより実施した。本実施例に係る利
得等化器によれば、図１０に示す透過スペクトルが得ら
れる。同図から明らかなように、反射帯域がほぼ３０ｎ
ｍであり、反射帯域の透過率の幅がほぼ６０％であり、
反射帯域以外の透過帯域での透過率は１００％で、透過
帯域でのリップルはごくわずかであった。この利得等化
器は、ＷＤＭ伝送システムに適用できるレベルである。
このことを、図２４では、透過スペクトルの欄に○印を
付けて示してある。

【０１３７】[ 実施例２]次に、図３に示す上記第３実
施形態に係る利得等化器３１Ａの一例としての実施例２
を、図１１及び図２４に基づいて説明する。

【０１３８】本実施例では、反射帯域の中心波長λが、
それぞれ１５４５ｎｍ、１５５４ｎｍ、１５３１ｎｍで
ある３組のマイナスフィルタ３５₁，３５₂，３５₃を作
製し、これらを直列に（縦に並べて）貼り合わせて利得
等化器３１Ａを作製した。

【０１３９】この利得等化器３１Ａを作製するために、
実施例１で行なった実験成膜の結果を利用して、実施例
１と同様の方法で以下に示す屈折率のＨとＬをガラス基
板上に積層できるように、各カソードへの供給電力を設
定して、スパッタリングを行なった（図２４の実施例２
に示すデータを参照）。

【０１４０】Ｈの屈折率（ｎ_H）：１．５２６（λ＝１
５４５ｎｍでの値） Ｌの屈折率（ｎ_L）：１．５２０（λ＝１５４５ｎｍで
の値） 屈折率差△ｎ：０．００６ 反射帯域の中心波長λをλ＝１５４５ｎｍとし、「ガラ
ス基板／（ＨＬ）₁₂₅」の構成となる膜設計にしたがっ
てマイナスフィルタａ１を作製した。

【０１４１】このマイナスフィルタａ１の光学性能を評
価するために、同フィルタａ１の誘電体多層膜フィルタ
の表面に、上記紫外線硬化接着剤を用いてガラス基板を
接着し、その後、実施例１と同様に２つのガラス基板の
外面に反射防止膜を形成した。こうして得られたマイナ
スフィルタをＡ１とする。このマイナスフィルタＡ１の
透過スペクトルを実施例１と同様の方法で測定した。そ
の透過スペクトルが、図１１の曲線Ａ１で示されてい
る。

【０１４２】次に、マイナスフィルタａ１と同様に、以
下に示す屈折率のＨとＬをガラス基板上に積層できるよ
うに、各カソードへの供給電力を設定して、スパッタリ
ングを行なった（図２４の実施例２に示すデータを参
照）。

【０１４３】Ｈの屈折率（ｎ_H）：１．５２６（λ＝１
５５４ｎｍでの値） Ｌの屈折率（ｎ_L）：１．５２０（λ＝１５５４ｎｍで
の値） 屈折率差△ｎ：０．００６ 反射帯域の中心波長λをλ＝１５５４ｎｍとし、「ガラ
ス基板（／（ＨＬ）_{16 5}」の構成となる膜設計にしたが
ってマイナスフィルタａ２を作製した。

【０１４４】このマイナスフィルタａ２の光学特性を評
価するために、上記フィルタａ１を用いてフィルタＡ１
を作製したのと同じ方法で、同フィルタａ２を用いてマ
イナスフィルタＡ２を作製する。マイナスフィルタＡ２
の透過スペクトルが、図１１の曲線Ａ２で示されてい
る。

【０１４５】そして、マイナスフィルタａ１と同様に、
以下に示す屈折率のＨとＬをガラス基板（透明基体３３
₃）上に積層できるように、各カソードへの供給電力を
設定して、スパッタリングを行なった（図２４の実施例
２に示すデータを参照）。

【０１４６】Ｈの屈折率（ｎ_H）：１．５２３（λ＝１
５３１ｎｍでの値） Ｌの屈折率（ｎ_L）：１．５２０（λ＝１５３１ｎｍで
の値） 屈折率差△ｎ：０．００３ 反射帯域の中心波長λをλ＝１５３１ｎｍとし、「ガラ
ス基板／（ＨＬ）₃₇₅」の構成となる膜設計にしたがっ
てマイナスフィルタａ３を作製した。このマイナスフィ
ルタａ２の光学特性を評価するために、上記フィルタａ
１を用いてフィルタＡ１を作製したのと同じ方法で、同
フィルタａ３を用いてマイナスフィルタＡ３を作製す
る。マイナスフィルタＡ３の透過スペクトルが、図１１
の曲線Ａ３で示されている。

【０１４７】次に、各ガラス基板（図３に示す透明基体
３３₁，３３₂，３３₃）上に、上記マイナスフィルタａ
１，ａ２，ａ３とそれぞれ同じ屈折率のＨとＬを積層さ
せて、図３に示す３組のマイナスフィルタ３５₁，３
５₂，３５₃を作製した。この後、これら３組のマイナス
フィルタ３５₁，３５₂，３５₃及びガラス基板（入射媒
質３６）を、図３に示すように接着剤３９₁，３９₂，３
９₃でそれぞれ貼り合わせて利得等化器３１Ａを作製し
た。

【０１４８】こうして作製された利得等化器３１Ａの反
射スペクトルを測定した。同スペクトルが、図１１の合
成損失曲線で示されている。この合成損失曲線で示され
る損失スペクトルは、上記３つのマイナスフィルタＡ
１，Ａ２，Ａ３の透過スペクトルが合成されたもので、
ＥＤＦＡの利得スペクトルを打ち消すような（補償す
る）損失スペクトルになることが確認された。

【０１４９】[ 実施例３]実施例１と同様の方法で、以
下に示す屈折率のＨとＬをガラス基板上に積層できるよ
うに、各カソードへの供給電力を設定して、スパッタリ
ングを行なった（図２４の実施例３に示すデータを参
照）。

【０１５０】Ｈの屈折率（ｎ_H）：１．５２３（λ＝１
５５０ｎｍでの値） Ｌの屈折率（ｎ_L）：１．５２０（λ＝１５５０ｎｍで
の値） 屈折率差△ｎ：０．００３ 反射帯域の中心波長λをλ＝１５５０ｎｍとし、「ガラ
ス基板／（ＨＬ）₂₅₀」の構成となる膜設計にしたがっ
てマイナスフィルタを作製した。このマイナスフィルタ
の誘電体多層膜フィルタの表面に、紫外線硬化接着剤を
用いてガラス基板を接着し、その後、実施例１と同様に
２つのガラス基板の外面に反射防止膜を形成した。

【０１５１】作製された利得等化器の光学特性の評価
を、ＬＥＤ光源を使用した光スペクトルアナライザを用
いて実施した。本実施例に係る利得等化器によれば、図
１２に示す透過スペクトルが得られる。同図から明らか
なように、反射帯域の幅がほぼ１０ｎｍであり、反射帯
域の透過率がほぼ８０％であり、透過帯域での透過率は
１００％で、透過帯域でのリップルはごくわずかであっ
た。

【０１５２】本実施例では、屈折率差△ｎを０．００３
と小さくしたので、ほぼ１０ｎｍという狭い反射帯域の
反射特性が得られた。反射帯域の透過率はやや高くなっ
たが、積層数を増やせば反射帯域の透過率をさらに低く
することができる。

【０１５３】[ 実施例４]実施例１と同様の方法で、以
下に示す屈折率のＨとＬをガラス基板上に積層できるよ
うに、各カソードへの供給電力を設定して、スパッタリ
ングを行なった（図２４の実施例４に示すデータを参
照）。

【０１５４】Ｈの屈折率（ｎ_H）：１．５５８（λ＝１
５５０ｎｍでの値） Ｌの屈折率（ｎ_L）：１．５２０（λ＝１５５０ｎｍで
の値） 屈折率差△ｎ：０．０３８ 反射帯域の中心波長λをλ＝１５５０ｎｍとし、「ガラ
ス基板／（ＨＬ）₃₀」の構成となる膜設計にしたがって
マイナスフィルタを作製した。このマイナスフィルタの
誘電体多層膜フィルタの表面に、紫外線硬化接着剤を用
いてガラス基板を接着し、その後、実施例１と同様に２
つのガラス基板の外面に反射防止膜を形成した。

【０１５５】作製された利得等化器の光学特性の評価を
上記と同様に実施した。本実施例に係る利得等化器によ
れば、図１３に示す透過スペクトルが得られる。同図か
ら明らかなように、反射帯域の幅がほぼ１００ｎｍであ
り、反射帯域の透過率がほぼ６０％であり、透過帯域で
の透過率は１００％で、透過帯域でのリップルはごくわ
ずかであった。

【０１５６】本実施例では、屈折率差△ｎを０．０３８
と大きくしたので、反射帯域が広くなった。 [ 実施例５]実施例１と同様の方法で、以下に示す屈折
率のＨとＬをガラス基板上に積層できるように、各カソ
ードへの供給電力を設定して、スパッタリングを行なっ
た（図２４の実施例５に示すデータを参照）。

【０１５７】Ｈの屈折率（ｎ_H）：１．７６５（λ＝１
５５０ｎｍでの値） Ｌの屈折率（ｎ_L）：１．７５０（λ＝１５５０ｎｍで
の値） 屈折率差△ｎ：０．０１５ 誘電体多層膜フィルタの平均屈折率ｎ_av：１．７５８
（ガラス基板（透明基体）の屈折率（ｎ_s＝１．４９
３）の１．１８倍） 反射帯域の中心波長λをλ＝１５５０ｎｍとし、「ガラ
ス基板／（ＨＬ）₁₀₀」の構成となる膜設計にしたがっ
てマイナスフィルタを作製した。このマイナスフィルタ
の誘電体多層膜フィルタの表面に、紫外線硬化接着剤を
用いてガラス基板を接着し、その後、実施例１と同様に
２つのガラス基板の外面に反射防止膜を形成した。

【０１５８】作製された利得等化器の光学特性の評価を
上記と同様に実施した。本実施例に係る利得等化器によ
れば、図１４に示す透過スペクトルが得られる。同図か
ら明らかなように、反射帯域の幅がほぼ５０ｎｍであ
り、反射帯域の透過率がほぼ７５％であり、透過帯域全
域にわたってわずかにリップルが発生し、透過帯域での
リップルによる透過損失は約３％になった。

【０１５９】本実施例では、誘電体多層膜フィルタの平
均屈折率をガラス基板（透明基体）の屈折率（ｎ_s）の
約１．２倍と大きくしたので、透過帯域にわずかにリッ
プルが発生した。

【０１６０】[ 実施例６]透明基体として、屈折率が
１．７６７のガラス基板（松浪硝子製「ＳＦＬ−６」）
を用いて、同基板上に、実施例１と同様の方法で以下に
示す屈折率のＨとＬを積層できるように、各カソードへ
の供給電力を設定して、スパッタリングを行なった（図
２４の実施例６に示すデータを参照）。

【０１６１】Ｈの屈折率（ｎ_H）：１．５２０（λ＝１
５５０ｎｍでの値） Ｌの屈折率（ｎ_L）：１．５０５（λ＝１５５０ｎｍで
の値） 屈折率差△ｎ：０．０１５ 上記平均屈折率ｎ_av：１．５１３（ガラス基板（透明基
体）の屈折率（ｎ_s＝１．７６７）の０．８５倍） 反射帯域の中心波長λをλ＝１５５０ｎｍとし、「ガラ
ス基板／（ＨＬ）₇₀」の構成となる膜設計にしたがって
マイナスフィルタを作製した。このマイナスフィルタの
誘電体多層膜フィルタの表面に、紫外線硬化接着剤を用
いて屈折率（ｎ _m）が１．７６７のガラス基板（入射媒
質）を接着し、その後、実施例１と同様に２つのガラス
基板の外面に反射防止膜を形成した。

【０１６２】作製された利得等化器の光学特性の評価を
上記と同様に実施した。本実施例に係る利得等化器によ
れば、図１５に示す透過スペクトルが得られる。同図か
ら明らかなように、反射帯域の幅がほぼ４０ｎｍであ
り、反射帯域の透過率がほぼ６０％であり、反射帯域の
周辺にわずかにリップルが発生したが、リップルによる
透過損失は問題のない程度であった。

【０１６３】本実施例では、誘電体多層膜フィルタの平
均屈折率をガラス基板（透明基体）の屈折率（ｎ_s）の
約０．８５倍と小さくしたので、透過帯域にわずかにリ
ップルが発生した。

【０１６４】[ 実施例７]透明基体として、屈折率が
１．７６７のガラス基板（松浪硝子製「ＳＦＬ−６」）
を用いて、同基板上に、実施例１と同様の方法で以下に
示す屈折率のＨとＬを積層できるように、各カソードへ
の供給電力を設定して、スパッタリングを行なった（図
２４の実施例７に示すデータを参照）。

【０１６５】Ｈの屈折率（ｎ_H）：１．４７０（λ＝１
５５０ｎｍでの値） Ｌの屈折率（ｎ_L）：１．４５５（λ＝１５５０ｎｍで
の値） 屈折率差△ｎ：０．０１５ 反射帯域の中心波長λをλ＝１５５０ｎｍとし、「ガラ
ス基板／（ＨＬ）₇₀」の構成となる膜設計にしたがって
マイナスフィルタを作製した。このマイナスフィルタの
誘電体多層膜フィルタの表面に、紫外線硬化接着剤を用
いて屈折率（ｎ _m）が１．４５５の石英ガラス基板（入
射媒質）を接着し、その後、実施例１と同様に２つのガ
ラス基板の外面に反射防止膜を形成した。

【０１６６】作製された利得等化器の光学特性の評価を
上記と同様に実施した。本実施例に係る利得等化器によ
れば、図１６に示す透過スペクトルが得られる。同図か
ら明らかなように、反射帯域の幅がほぼ５０ｎｍであ
り、反射帯域の透過率がほぼ７０％であり、反射帯域の
周辺にわずかにリップルが発生し、リップルによる透過
損失は約３％であった。

【０１６７】本実施例では、入射媒質（石英ガラス基
板）の屈折率（ｎ_m）をガラス基板（透明基体）の屈折
率（ｎ_s）の約０．８倍と小さくしたので、透過帯域に
わずかにリップルが発生した。

【０１６８】[ 実施例８]透明基体として、実施例１で
用いた屈折率（ｎ_s）が１．４９３のガラス基板（ＢＫ
７）を用いて、同基板上に、実施例１と同様の方法で以
下に示す屈折率のＨとＬを積層できるように、各カソー
ドへの供給電力を設定して、スパッタリングを行なった
（図２４の実施例８に示すデータを参照）。

【０１６９】Ｈの屈折率（ｎ_H）：１．５３５（λ＝１
５５０ｎｍでの値） Ｌの屈折率（ｎ_L）：１．５２０（λ＝１５５０ｎｍで
の値） 屈折率差△ｎ：０．０１５ 反射帯域の中心波長λをλ＝１５５０ｎｍとし、「ガラ
ス基板／（ＨＬ）₇₀」の構成となる膜設計にしたがって
マイナスフィルタを作製した。このマイナスフィルタの
誘電体多層膜フィルタの表面に、紫外線硬化接着剤を用
いて屈折率（ｎ _m）が１．７６７のガラス基板（松浪硝
子製「ＳＦＬ−６」）を接着し、その後、実施例１と同
様に２つのガラス基板の外面に反射防止膜を形成した。

【０１７０】作製された利得等化器の光学特性評価を上
記と同様に実施した。本実施例に係る利得等化器によれ
ば、図１７に示す透過スペクトルが得られる。同図から
明らかなように、反射帯域の幅がほぼ４０ｎｍであり、
反射帯域の透過率がほぼ６０％であり、反射帯域の周辺
にわずかにリップルが発生し、リップルによる透過損失
は約３％であった。

【０１７１】本実施例では、入射媒質（ガラス基板）の
屈折率（ｎ_m）をガラス基板（透明基体）の屈折率
（ｎ_s）の約１．２倍と大きくしたので、透過帯域にわ
ずかにリップルが発生した。

【０１７２】[ 実施例９]本実施例では、誘電体薄膜Ｈ
とＬを交互に積層して誘電体多層膜フィルタを形成する
とき、入射媒質及び透明基体に近くなるにつれてＨとＬ
の屈折率差△ｎがより小さくなるようにする。いわゆる
アポダイゼーションの手法を用いた。

【０１７３】透明基体として、実施例１で用いた屈折率
（ｎ_s）が１．４９３のガラス基板（ＢＫ７）を用い
て、同基板上に、実施例１と同様の方法で図１８（ａ）
に示す屈折率のＨとＬを積層できるように、各カソード
への供給電力を設定して、スパッタリングを行なった
（図２４の実施例９に示すデータを参照）。

【０１７４】Ｈの屈折率（ｎ_H）：１．５８３（λ＝１
５５０ｎｍでの値） Ｌの屈折率（ｎ_L）：１．５５０（λ＝１５５０ｎｍで
の値） 屈折率差△ｎ：０．０３３ 反射帯域の中心波長λをλ＝１５５０ｎｍとし、「ガラ
ス基板／（ＨＬ）₃₀」の構成となる膜設計にしたがって
マイナスフィルタを作製した。なお、上記屈折率
（ｎ_H），（ｎ_L）は、それぞれ誘電体多層膜フィルタの
膜厚方向の中央部における屈折率である。

【０１７５】このマイナスフィルタの誘電体多層膜フィ
ルタの表面に、紫外線硬化接着剤を用いて透明媒質とし
ての上記ガラス基板（ＢＫ７）を接着し、その後、実施
例１と同様に２つのガラス基板の外面に反射防止膜を形
成した。

【０１７６】作製された利得等化器の光学特性の評価を
上記と同様に実施した。本実施例に係る利得等化器によ
れば、図１９に示す透過スペクトルが得られる。同図か
ら明らかなように、反射帯域の幅がほぼ１００ｎｍであ
り、反射帯域の透過率がほぼ８０％であった。屈折率差
△ｎが大きいにもかかわらず、透過帯域にはリップルは
発生しなかった。

【０１７７】[ 比較例１]実施例１と同様の方法で、以
下に示す屈折率のＨとＬをガラス基板上に積層できるよ
うに、各カソードへの供給電力を設定して、スパッタリ
ングを行なった（図２４の比較例１に示すデータを参
照）。

【０１７８】Ｈの屈折率（ｎ_H）：１．７０２（λ＝１
５５０ｎｍでの値） Ｌの屈折率（ｎ_L）：１．５０５（λ＝１５５０ｎｍで
の値） 屈折率差△ｎ：０．１９７ 反射帯域の中心波長λをλ＝１５５０ｎｍとし、「ガラ
ス基板／（ＨＬ）₃₀」の構成となる膜設計にしたがって
マイナスフィルタを作製した。このマイナスフィルタの
誘電体多層膜フィルタの表面に、紫外線硬化接着剤を用
いてガラス基板を接着し、その後、実施例１と同様に２
つのガラス基板の外面に反射防止膜を形成した。

【０１７９】作製された利得等化器の光学特性の評価を
上記と同様に実施した。比較例１に係る利得等化器によ
れば、図２０に示す透過スペクトルが得られる。同図か
ら明らかなように、反射帯域の幅がほぼ１５０ｎｍであ
り、反射帯域の透過率がほぼ０％であり、透過帯域には
極めて大きなリップルが発生している。

【０１８０】本比較例では、ＨとＬの屈折率差△ｎが約
０．２であり、上記好ましい範囲から外れているので、
反射帯域の幅が大きくなった。このような利得等化器
は、ＷＤＭ伝送システムに適用できない。このことを、
図２４では、透過スペクトルの欄に×印を付けて示して
ある。

【０１８１】[ 比較例２]実施例１で用いたガラス基板
（屈折率ｎ_s＝１．４９３）の上に、実施例１と同様の
方法で、以下に示す屈折率のＨとＬを積層できるよう
に、各カソードへの供給電力を設定して、スパッタリン
グを行なった（図２４の比較例２に示すデータを参
照）。

【０１８２】Ｈの屈折率（ｎ_H）：１．８２４（λ＝１
５５０ｎｍでの値） Ｌの屈折率（ｎ_L）：１．８１０（λ＝１５５０ｎｍで
の値） 屈折率差△ｎ：０．０１４ 上記平均屈折率ｎ_av：１．８１７（ガラス基板（透明基
体）の屈折率（ｎ_s＝１．４９３）の１．２１倍） 反射帯域の中心波長λをλ＝１５５０ｎｍとし、「ガラ
ス基板／（ＨＬ）₁₀₀」の構成となる膜設計にしたがっ
てマイナスフィルタを作製した。このマイナスフィルタ
の誘電体多層膜フィルタの表面に、紫外線硬化接着剤を
用いてガラス基板を接着し、その後、実施例１と同様に
２つのガラス基板の外面に反射防止膜を形成した。

【０１８３】作製された利得等化器の光学特性の評価を
上記と同様に実施した。比較例２に係る利得等化器によ
れば、図２１に示す透過スペクトルが得られる。同図か
ら明らかなように、反射帯域の幅がほぼ３０ｎｍであ
り、反射帯域の透過率がほぼ６０％であり、反射帯域の
特性は問題ないレベルである。

【０１８４】しかし、透過帯域には極めて大きなリップ
ルが発生し、リップルによる透過損失は約５％である。
これは、誘電体多層膜フィルタの屈折率（平均屈折率ｎ
_av）が透明基体としてのガラス基板の屈折率（ｎ_s）よ
り上記好ましい範囲を超えて大きいため、ガラス基板と
誘電体多層膜フィルタの界面での反射による損失が発生
し、リップルが現れたのである。

【０１８５】このように、透過帯域での透過損失が大き
い利得等化器は、ＷＤＭ伝送システムに適用できない。 [ 比較例３]実施例１と同様の方法で、以下に示す屈折
率のＨとＬを積層できるように、各カソードへの供給電
力を設定して、スパッタリングを行なった（図２４の比
較例３に示すデータを参照）。

【０１８６】Ｈの屈折率（ｎ_H）：１．５３０（λ＝１
５５０ｎｍでの値） Ｌの屈折率（ｎ_L）：１．５１９（λ＝１５５０ｎｍで
の値） 屈折率差△ｎ：０．０１１ 反射帯域の中心波長λをλ＝１５５０ｎｍとし、「ガラ
ス基板／（ＨＬ）₁₀₀」の構成となる膜設計にしたがっ
てマイナスフィルタを作製した。

【０１８７】この後、実施例１のようにマイナスフィル
タの誘電体多層膜フィルタの表面にガラス基板（入射媒
質）を接着せずに、入射媒質を空気（屈折率１．０）と
した。また、透明基体としてのガラス基板の外面には反
射防止膜を形成した。

【０１８８】作製された利得等化器の光学特性の評価を
上記と同様に実施した。比較例３に係る利得等化器によ
れば、図２２に示す透過スペクトルが得られる。同図か
ら明らかなように、反射帯域の幅がほぼ４０ｎｍであ
り、反射帯域の透過率がほぼ７５％であり、反射帯域の
特性は問題ないレベルである。

【０１８９】ところが、透過帯域には極めて大きなリッ
プルが発生し、リップルによる透過損失は約１０％であ
る。これは、入射媒質の屈折率（１．０）が誘電体多層
膜フィルタの屈折率（平均屈折率ｎ_av）より好ましい範
囲を超えて小さいため、誘電体多層膜フィルタの表面で
の反射による損失が発生し、リップルが現れたのであ
る。

【０１９０】このように、リップルによる透過帯域での
透過損失が大きい利得等化器は、ＷＤＭ伝送システムに
適用できない。 [ 比較例４]実施例１と同様の方法で、以下に示す屈折
率のＨとＬを積層できるように、各カソードへの供給電
力を設定して、スパッタリングを行なった（図２４の比
較例４に示すデータを参照）。

【０１９１】Ｈの屈折率（ｎ_H）：１．５３２（λ＝１
５５０ｎｍでの値） Ｌの屈折率（ｎ_L）：１．５１６（λ＝１５５０ｎｍで
の値） 屈折率差△ｎ：０．０１６ 反射帯域の中心波長λをλ＝１５５０ｎｍとし、「ガラ
ス基板／（ＨＬ）₁₁₀」の構成となる膜設計にしたがっ
てマイナスフィルタを作製した。このマイナスフィルタ
の誘電体多層膜フィルタの表面に、紫外線硬化接着剤を
用いて、屈折率（ｎ_m）が１．８５６のガラス基板（オ
ハラ光学製「Ｓ−ＬＡＨ５８」）を接着し、その後、実
施例１と同様に２つのガラス基板の外面に反射防止膜を
形成した。

【０１９２】作製された利得等化器の光学特性の評価を
上記と同様に実施した。比較例４に係る利得等化器によ
れば、図２３に示す透過スペクトルが得られる。同図か
ら明らかなように、反射帯域の幅がほぼ３０ｎｍであ
り、反射帯域の透過率がほぼ３０％であり、反射帯域の
特性は問題ないレベルである。

【０１９３】しかし、透過帯域には極めて大きなリップ
ルが発生し、リップルによる透過損失は約１０％であ
る。これは、入射媒質の屈折率（ｎ_m）が透明基体の屈
折率（ｎ_s）或いは誘電体多層膜フィルタの屈折率（平
均屈折率ｎ_av）の１．２４倍であり、好ましい範囲を超
えているため、入射媒質と誘電体多層膜フィルタの界面
での反射による損失が発生し、リップルが現れたのであ
る。

【０１９４】このように、透過帯域での透過損失が大き
い利得等化器は、ＷＤＭ伝送システムに適用できない。 [ 変形例]なお、この発明は以下のように変更して具体
化することもできる。

【０１９５】・上記第１実施形態に係る利得等化器で
は、透明基体３３をガラス基板としているが、本発明は
これに限定されない。透明基体３３としては、使用され
る波長の光を透過させるもの、すなわち本実施形態では
波長が１５５０ｎｍの光を透過させるものであればよ
い。例えば、透明基体３３としては、ガラス基板以外
に、透明樹脂基板、光を透過させる面が平面である円筒
形レンズ、例えば屈折率分布型ロッドレンズ、導波路等
の光学部品を使用することできる。

【０１９６】・上記第１実施形態に係る利得等化器で
は、１組のマイナスフィルタ３５を有する利得等化器３
１の構成を、「透明基体／（ＨＬ）ｍ／入射媒質」とし
ているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、
利得等化器３１の構成を、「透明基体／Ｌ（ＨＬ）ｍ／
入射媒質」、「透明基体／（ＨＬ）ｍＨ／入射媒質」、
或いは「透明基体／（ＬＨ）ｍ／入射媒質」としてもよ
い。ここで、「Ｌ（ＨＬ）ｍ」は、透明基体３３の平坦
面３２上にＬを一層形成し、このＬ上に（ＨＬ）をｍ組
積層した誘電体多層膜フィルタ３４を表している。ま
た、「（ＨＬ）ｍＨ」は、（ＨＬ）をｍ組積層した上に
Ｈを１層形成した誘電体多層膜フィルタ３４を表してい
る。そして、そして、「（ＬＨ）ｍ」は、透明基体３３
側をＬにした２層の薄膜（ＬＨ）をｍ組積層してなる誘
電体多層膜フィルタ３４を表している。

【０１９７】・図３に示す上記第３実施形態に係る利得
等化器において、マイナスフィルタの数は３組に限ら
ず、２組或いは４組以上であってもよい。 ・図７に示す上記第２実施形態に係る利得等化器付コリ
メータにおいて、マイナスフィルタの数は３組に限ら
ず、２組或いは４組以上であってもよい。

【０１９８】・図１〜図３に示す上記第１〜第３実施形
態に係る利得等化器付コリメータでは、透明基体を平行
平面板であるガラス基板で構成してあるが、本発明はこ
れに限定されない。透明基板として、光を透過させる面
が平面であるレンズ、或いは平坦な端面を有する光導波
路を用いてもよい。レンズとしては、例えば、図６及び
図７に示すような屈折率分布型ロッドレンズ、屈折率分
布平板マイクロレンズ等が使用可能である。また、光導
波路としては、例えば、ガラス基板内に複数チャンネル
の導波路が形成された光導波路素子等、各種の光導波路
素子が使用可能である。

【０１９９】・上記第１〜第３実施形態に係る利得等化
器付コリメータでは、ＨとＬの誘電体薄膜が層間界面を
持つように積層されているが、本発明はこれに限定され
ない。ＨとＬの誘電体薄膜が界面を持たずに屈折率が膜
厚方向に連続的に変化するような誘電体多層膜フィルタ
であってもよい。すなわち、膜厚方向に屈折率が正弦関
数的に変化する誘電体多層膜フィルタでもよい。この場
合、光線光学理論から、その正弦関数は、振幅が△ｎ／
２で、その正弦波の波長が（λ／４）×２となるような
関数であるのがよい。

【０２００】・上記別の実施形態に係る利得等化器の製
造方法において、酸素と反応して高屈折率材料のＴｉＯ
ｘになるチタン（Ｔｉ）に代えて、同じく酸素と反応し
て高屈折率材料になるニオブ（Ｎｂ）やタンタル（Ｔ
ａ）をターゲット材料として用いることもできる。

【０２０１】・上記別の実施形態に係る利得等化器の製
造方法では、酸素と反応して高屈折率材料のＴｉＯｘに
なるＴｉが取り付けられたカソード４５には、ＨとＬの
いずれを形成するときにも一定のスパッタ電力を供給す
る。一方、酸素と反応して低屈折率材料のＳｉＯｙにな
るＳｉが取り付けられたカソード４６には、カソード４
５よりも小さいスパッタ電力を供給し、Ｈを形成すると
きとＬを形成するときとでスパッタ電力を加減するよう
にしている。本発明は、これに限定されない。

【０２０２】すなわち、酸素と反応して高屈折率材料の
ＴｉＯｘになるＴｉが取り付けられたカソード４５に供
給するスパッタ電力を、Ｈを形成するときとＬを形成す
るときとで加減するようにしてもよい。この場合、Ｈと
して、低屈折率材料の酸化珪素（ＳｉＯｙ）を主成分と
する誘電体薄膜に高屈折率材料の酸化チタン（ＴｉＯ
ｘ）がより多く配合された薄膜が形成される。一方、Ｌ
として、（ＳｉＯｙ）を主成分とする誘電体薄膜に（Ｔ
ｉＯｘ）がより少なく配合された薄膜が形成される。

【０２０３】・上記別の実施形態に係る利得等化器の製
造方法において、２つのターゲット材料として、種類の
異なる酸化物、例えば低屈折率材料の酸化珪素（ＳｉＯ
２）と高屈折率材料の酸化チタン（ＴｉＯ２）を用いる
ようにしてもよい。この場合、非反応性スパッタリング
により、両カソード４５，４６に供給するスパッタ電力
を調節することにより、所望の屈折率を有するＨとＬを
交互に積層させることができる。非反応性スパッタリン
グのうち、イオンビームを用いる方式や、ＲＦ（高周
波）を用いる方式のスパッタリングが好適である。

【０２０４】・上記一実施形態及び別の実施形態に係る
利得等化器の製造方法では、スパッタリング法で誘電体
多層膜フィルタを形成するようにしているが、本発明は
これに限定されない。すなわち、精密に厚さを制御しな
がらＨとＬの誘電体薄膜を交互に積層することができる
他の方法、物理気相堆積法或いは化学気相堆積法、例え
ばＣＶＤ法等により誘電体多層膜フィルタを形成するよ
うにしてもよい。

【０２０５】・上記更に別の実施形態に係る利得等化器
の製造方法では、金属ターゲットのターゲット材料とし
て金属シリコン（Ｓｉ）を用いているが、他のターゲッ
ト材料を使用してもよい。

【０２０６】・上記更に別の実施形態に係る利得等化器
の製造方法において、ＨとＬの形成時に同じ種類の反応
ガスを用い、同ガスの供給量をＨの形成時とＬの形成時
とで異ならせるようにしてもよい。この場合、その供給
量を適宜選択することにより、屈折率差△ｎが上記範囲
内の値となる誘電体薄膜ＨとＬを、透明基体３３上に交
互に積層することができる。また、その供給量を適宜選
択することにより、屈折率差△ｎを上記範囲内で適宜変
更することができる。

【０２０７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、温度変化による中心波長のズレを小さくす
ることができる。この結果、ＥＤＦＡ等の光増幅器の利
得スペクトルを適正に平坦化することができる。これと
ともに、再現性及び量産性の向上を図ることができる。

【０２０８】請求項１０に係る発明によれば、波長分割
多重伝送装置への組付けが容易でかつ光増幅器の利得ス
ペクトルを適正に平坦化することができる。請求項１３
及び請求項１４に係る発明によれば、誘電体多層膜フィ
ルタを容易に形成でき、温度特性、再現性及び量産性に
優れた利得等化器を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態に係る利得等化器の概略構成を
示す部分断面図。

【図２】 第２実施形態に係る利得等化器の概略構成を
示す側面図。

【図３】 第３実施形態に係る利得等化器の概略構成を
示す側面図。

【図４】 利得等化器の製造に用いるスパッタリング装
置を示す斜視図。

【図５】 同スパッタリング装置の一部を断面で示した
平面図。

【図６】 第１実施形態に係る利得等化器付コリメータ
を示す概略構成図。

【図７】 第２実施形態に係る利得等化器付コリメータ
を示す概略構成図。

【図８】 一実施形態に係る波長分割多重伝送装置を示
す概略構成図。

【図９】 同伝送装置の利得等化モジュールの概略構成
を示す拡大図。

【図１０】 実施例１に係る利得等化器の透過特性を示
すグラフ。

【図１１】 実施例２に係る利得等化器の透過特性を示
すグラフ。

【図１２】 実施例３に係る利得等化器の透過特性を示
すグラフ。

【図１３】 実施例４に係る利得等化器の透過特性を示
すグラフ。

【図１４】 実施例５に係る利得等化器の透過特性を示
すグラフ。

【図１５】 実施例６に係る利得等化器の透過特性を示
すグラフ。

【図１６】 実施例７に係る利得等化器の透過特性を示
すグラフ。

【図１７】 実施例８に係る利得等化器の透過特性を示
すグラフ。

【図１８】 実施例９に係る利得等化器の屈折率分布を
示すグラフ。

【図１９】 実施例９に係る利得等化器の透過特性を示
すグラフ。

【図２０】 比較例１に係る利得等化器の透過特性を示
すグラフ。

【図２１】 比較例２に係る利得等化器の透過特性を示
すグラフ。

【図２２】 比較例３に係る利得等化器の透過特性を示
すグラフ。

【図２３】 比較例４に係る利得等化器の透過特性を示
すグラフ。

【図２４】 実施例１〜９及び比較例１〜４の各データ
を示す一覧表。

【図２５】 （ａ）ＥＤＦＡの利得スペクトルを示すグ
ラフ、（ｂ）３組のマイナスフィルタの配置例を示す説
明図、（ｃ）３組のマイナスフィルタの損失スペクトル
及び合成損失スペクトルを示すグラフ、（ｄ）利得等化
後の損失スペクトルを示すグラフ。

【図２６】 マイナスフィルタに要求される一般的な特
性を説明するためのグラフ。

【符号の説明】

３１，３１Ａ，６１，６１Ａ…利得等化器、３３，３３
₁〜３３₃…透明基体、３４，３４₁〜３４₃…誘電体多層
膜フィルタ、３５，３５₁〜３５₃…マイナスフィルタ、
５０，５０Ａ…利得等化器付コリメータ、５２…入射側
の単一モード光ファイバ、５３…受光側の単一モード光
ファイバ、５４，５５，５４₁〜５４₃…コリメータレン
ズ、５６，５６₁〜５６₃…誘電体多層膜フィルタ、５
９，５９₁〜５９₃…マイナスフィルタ、７０…波長分割
多重伝送装置、７１₁〜７１_n…光源、７３…合波器、７
４…分波器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/02 Ｇ０２Ｂ 6/28 Ｃ 10/18 (72)発明者 豊島 隆之 大阪市中央区北浜四丁目７番28号 日本板 硝子 株式会社内 Ｆターム(参考） 2H048 GA09 GA12 GA33 GA51 GA55 GA60 GA62 5F072 AB09 AK06 KK30 YY17 5K002 AA06 CA10 CA13 DA02 FA02

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波長の異なる複数の光信号が多重された
   波長多重光を増幅する光増幅器の利得スペクトルを平坦
   化する利得等化器であって、 透明基体と、同基体の一つの面に形成された誘電体多層
   膜フィルタとで構成される少なくとも１組のマイナスフ
   ィルタを備え、 同マイナスフィルタが、前記利得スペクトルのピ−ク波
   長に対応する波長帯域で所望の反射特性を持つように、
   前記誘電体多層膜フィルタを、屈折率差の小さい第１の
   誘電体薄膜と第２の誘電体薄膜とを交互に積層して構成
   したことを特徴とする利得等化器。
2. 【請求項２】 前記透明基体のうち最も外側にある透明
   基体とは反対側にある前記誘電体多層膜フィルタの表面
   には、透明な入射媒質が接合されていることを特徴とす
   る請求項１に記載の利得等化器。
3. 【請求項３】 前記マイナスフィルタとして、前記利得
   スペクトルに含まれる複数の波長ピークにそれぞれ対応
   する異なる波長帯域で所望の反射特性をそれぞれ持つ複
   数組のマイナスフィルタが設けられていることを特徴と
   する請求項１又は２に記載の利得等化器。
4. 【請求項４】 前記最も外側にある透明基体の外面と、
   前記入射媒質の外面には、それぞれ反射防止膜が形成さ
   れていることを特徴とする請求項２又は３に記載の利得
   等化器。
5. 【請求項５】 前記第１の誘電体薄膜と第２の誘電体薄
   膜との屈折率差が０．００３〜０．０４の範囲であるこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の利
   得等化器。
6. 【請求項６】 前記マイナスフィルタの各々において、
   前記両誘電体薄膜の一方の屈折率は前記透明基体の屈折
   率の１．２倍以下であり、かつその他方の誘電体薄膜の
   屈折率は前記透明基体の屈折率の０．８倍以上であるこ
   とを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の利
   得等化器。
7. 【請求項７】 前記マイナスフィルタの各々において、
   前記両誘電体薄膜の一方の屈折率は前記透明基体の屈折
   率の１．１倍以下であり、かつその他方の誘電体薄膜の
   屈折率は前記透明基体の屈折率の０．９倍以上であるこ
   とを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の利
   得等化器。
8. 【請求項８】 前記入射媒質の屈折率は、前記透明基体
   の屈折率の０．８〜１．２倍であることを特徴とする請
   求項２〜７のいずれか一項に記載の利得等化器。
9. 【請求項９】 前記入射媒質の屈折率は、前記透明基体
   の屈折率の０．９〜１．１倍であることを特徴とする請
   求項２〜７のいずれか一項に記載の利得等化器。
10. 【請求項１０】 上記請求項１〜９のいずれか一項に記
    載の利得等化器を備える利得等化器付コリメータであっ
    て、 入射側の単一モード光ファイバからの出射光を平行光に
    する前記透明基体としての入射側コリメータレンズと、
    同レンズの一つの面に形成された前記誘電体多層膜フィ
    ルタとで構成される少なくとも１組の前記マイナスフィ
    ルタを備えるとともに、前記入射側コリメータレンズと
    は反対側にある前記誘電体多層膜フィルタの表面には、
    前記平行光を受光側の単一モード光ファイバに結合する
    前記入射媒質としての受光側コリメータレンズが接合さ
    れていることを特徴とする利得等化器付コリメータ。
11. 【請求項１１】 前記マイナスフィルタとして、前記利
    得スペクトルに含まれる複数の波長ピークにそれぞれ対
    応する異なる波長帯域で所望の反射特性をそれぞれ持つ
    複数組の前記マイナスフィルタを備え、これら複数組の
    マイナスフィルタは、前記レンズの光軸方向に縦に接続
    されていることを特徴とする請求項１０に記載の利得等
    化器付コリメータ。
12. 【請求項１２】 前記各レンズは、それぞれ屈折率分布
    型ロッドレンズであることを特徴とする請求項１０又は
    １１に記載の利得等化器付コリメータ。
13. 【請求項１３】 上記請求項１〜９のいずれか一項に記
    載の利得等化器の製造方法であって、 組成のわずかに異なる２種類の金属材料を、物理気相堆
    積法或いは化学気相堆積法により、前記透明基体の一つ
    の面上に交互に堆積させて、前記誘電体多層膜フィルタ
    を形成することを特徴とする利得等化器の製造方法。
14. 【請求項１４】 上記請求項１〜９のいずれか一項に記
    載の利得等化器の製造方法であって、 前記第１及び第２の誘電体薄膜を前記透明基体上に形成
    する過程で、これら両誘電体薄膜の少なくとも一方の屈
    折率を選択することができるように、１種類以上の金属
    材料を、スパッタリング法により前記透明基体上に堆積
    させることを特徴とする利得等化器の製造方法。
15. 【請求項１５】 種類の異なる金属材料がターゲット材
    料としてそれぞれ取り付けられた２つの電極を隣接させ
    て配置し、該両電極の一方に供給する電力は前記第１及
    び第２の誘電体薄膜の形成時に一定として、前記両電極
    の他方に供給する電力を、前記第１の誘電体薄膜の形成
    時と前記第２の誘電体薄膜の形成時とで異ならせること
    を特徴とする請求項１４に記載の利得等化器の製造方
    法。
16. 【請求項１６】 ターゲット材料として、それぞれ高屈
    折率材料と低屈折率材料である２種類の金属酸化物を用
    い、これらの金属酸化物を非反応性スパッタリングによ
    り前記透明基体上に堆積させることを特徴とする請求項
    １４又は１５に記載の利得等化器の製造方法。
17. 【請求項１７】 １種類のターゲット材料を用い、前記
    第１の誘電体薄膜の形成時と前記第２の誘電体薄膜の形
    成時とで反応ガスの種類を異ならせることを特徴とする
    請求項１４に記載の利得等化器の製造方法。
18. 【請求項１８】 １種類のターゲット材料を用いるとと
    もに１種類の反応ガスを用い、前記第１の誘電体薄膜の
    形成時と前記第２の誘電体薄膜の形成時とで前記反応ガ
    スの供給量を異ならせることを特徴とする請求項１４に
    記載の利得等化器の製造方法。