JP2003161829A - Optical multilayer film filter - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光学多層膜フィル
タに関し、特に光多重通信に用いられる狭帯域の合波・
分波用光学多層膜フィルタに適用して有効な技術であ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical multi-layer film filter, and more particularly to a narrow band multiplexing / filtering used for optical multiplex communication.
This technology is effective when applied to a demultiplexing optical multilayer filter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光学多層膜フィルタは、基板上に高屈折
率の光学媒質層と低屈折率の光学媒質層とを交互に積層
し、所望の波長選択性を有するように作製される。近
年、光多重通信に用いられる合波・分波フィルタには非
常に狭い波長選択性および高い透過率が要求されるよう
になってきた。これらの要求特性を満たす光学多層膜フ
ィルタとして、たとえば、ファブリペロー型多層膜構成
を有するファブリペロー型多層膜フィルタが用いられて
いる。2. Description of the Related Art An optical multi-layer film filter is manufactured by alternately stacking an optical medium layer having a high refractive index and an optical medium layer having a low refractive index on a substrate so as to have a desired wavelength selectivity. In recent years, very narrow wavelength selectivity and high transmittance have been required for the multiplexing / demultiplexing filters used for optical multiplex communication. As an optical multilayer film filter satisfying these required characteristics, for example, a Fabry-Perot type multilayer film filter having a Fabry-Perot type multilayer film structure is used.
【０００３】図７は従来のファブリペロー型多層膜フィ
ルタの構成を示す断面図である。ファブリペロー型多層
膜フィルタ２は、ファブリペロー型多層膜構成、すなわ
ち、基板１上に、第１の積層体３ａと第２の積層体３ｂ
とをキャビティ層６を挟んで積層させた構成を有する。
ここで、第１の積層体３ａおよび第２の積層体３ｂは、
第１の光学媒質層４と第２の光学媒質層５とを交互に複
数層積層した構成を有する。FIG. 7 is a sectional view showing the structure of a conventional Fabry-Perot type multilayer filter. The Fabry-Perot type multilayer film filter 2 has a Fabry-Perot type multilayer film structure, that is, a first laminated body 3 a and a second laminated body 3 b on a substrate 1.
And is laminated with the cavity layer 6 sandwiched therebetween.
Here, the first laminated body 3a and the second laminated body 3b are
It has a configuration in which a plurality of first optical medium layers 4 and second optical medium layers 5 are alternately laminated.
【０００４】第１の光学媒質層４は、光学膜厚がλ／４
の誘電体膜（Ｌ層と呼ぶ）により構成される。第２の光
学媒質層５は第１の光学媒質層４よりも高い屈折率を有
し、光学膜厚がλ／４の誘電体膜（Ｈ層と呼ぶ）により
構成される。キャビティ層は、第１の光学媒質層４と第
２の光学媒質層５とを交互に積層した積層体のうち、所
定の位置の層であり、光学膜厚がλ／２の第１の光学媒
質層４または第２の光学媒質層５（ここでは第２の光学
媒質層５により構成し、２Ｌ層と呼ぶ）により構成され
る。なお、λはフィルタの設計波長である。すなわち、
ファブリペロー型多層膜フィルタ２はｎ0／（ＨＬ）NＨ
／２Ｌ／（ＨＬ）NＨ／ｎｓ構成となる。なお、ｎ0は空
気中の屈折率、ｎｓは基板の屈折率である。The first optical medium layer 4 has an optical film thickness of λ / 4.
Of the dielectric film (referred to as L layer). The second optical medium layer 5 has a higher refractive index than the first optical medium layer 4 and is composed of a dielectric film (referred to as an H layer) having an optical film thickness of λ / 4. The cavity layer is a layer at a predetermined position in the laminated body in which the first optical medium layer 4 and the second optical medium layer 5 are alternately laminated, and the first optical layer having an optical film thickness of λ / 2. The medium layer 4 or the second optical medium layer 5 (here, the second optical medium layer 5 is used and is referred to as a 2L layer). Note that λ is the design wavelength of the filter. That is,
Fabry-Perot type multi-layer film filter 2 n 0 / (HL) N H
/ 2L / (HL) N H / ns configuration. Note that n 0 is the refractive index in air and ns is the refractive index of the substrate.
【０００５】またＨ層とＬ層とを交互に積層して、２Ｎ
層（Ｎは１以上の整数）積層したλ／４型交互多層膜、
すなわちｎ0／（ＬＨ）N／ｎs構成は、広帯域フィルタ
や反射防止膜に用いられる。Further, H layers and L layers are alternately laminated to form a 2N layer.
Λ / 4 type alternating multilayer film in which layers (N is an integer of 1 or more) are laminated,
That is, the n 0 / (LH) N / n s structure is used for a broadband filter and an antireflection film.
【０００６】このファブリペロー型多層膜フィルタ２の
透過スペクトルを図８を参照して説明する。図８は従来
のファブリペロー型多層膜フィルタの透過スペクトルの
シミュレーション結果を示す説明図である。The transmission spectrum of this Fabry-Perot type multilayer filter 2 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a simulation result of a transmission spectrum of a conventional Fabry-Perot type multilayer filter.
【０００７】シミュレーション条件は、設計波長λを光
通信で通常用いられる１５５０ｎｍ、ファブリペロー型
多層膜フィルタの構成を、Ｈ層としてＴａ2Ｏ5（屈折
率：２．１５）、Ｌ層としてＳｉＯ2（屈折率：１．４
６）、第１の積層体３ａの層数を２１層、第２の積層体
３ｂの層数を２１層とし、キャビティ層６を含めた全層
数４３層とした。図８の透過スペクトルによれば、１５
５０ｎｍの波長域に半値幅が約０．２ｎｍと非常に狭い
透過特性が得られることがわかる。The simulation conditions are that the design wavelength λ is 1550 nm, which is usually used in optical communication, and the structure of a Fabry-Perot type multilayer filter is Ta 2 O 5 (refractive index: 2.15) as the H layer and SiO 2 as the L layer. (Refractive index: 1.4
6), the number of layers of the first laminated body 3a was 21, the number of layers of the second laminated body 3b was 21, and the total number of layers including the cavity layer 6 was 43 layers. According to the transmission spectrum of FIG.
It can be seen that in the wavelength range of 50 nm, the half width is about 0.2 nm, which is a very narrow transmission characteristic.
【０００８】図９は、図８の透過域の拡大図である。図
９を参照して、ファブリペロー型多層膜フィルタの透過
スペクトルにおける性能指標を説明する。性能指標とし
ては、透過スペクトルの上部の−０．５ｄＢでの透過幅
と−２５ｄＢでのクロストーク幅、リップルが用いられ
る。FIG. 9 is an enlarged view of the transmission region of FIG. The performance index in the transmission spectrum of the Fabry-Perot type multilayer filter will be described with reference to FIG. As the performance index, the transmission width at −0.5 dB, the crosstalk width at −25 dB, and the ripple at the upper part of the transmission spectrum are used.
【０００９】現在、光多重通信用の狭帯域のフィルタと
しては、−０．５ｄＢでの透過幅が２ｎｍ、−２５ｄＢ
でのクロストーク幅が４から８ｎｍ程度のものが開発さ
れている。At present, as a narrow band filter for optical multiplex communication, the transmission width at -0.5 dB is 2 nm and -25 dB.
A crosstalk width of about 4 to 8 nm has been developed.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のファブ
リペロー型多層膜フィルタには、次のような問題があっ
た。図８の透過スペクトルにおける半値幅は、積層体を
構成する光学媒質層の層数を増加させることにより狭く
することが可能である。しかし、光多重通信で要求され
る透過特性は、半値幅が狭いだけでは十分ではなく、隣
接する波長の光と明確に分離して測定するために、スペ
クトルの下部がなるべく急峻に立ち上がり、かつ、スペ
クトルの上部も平坦である必要がある。すなわち要求さ
れる透過特性としては、スペクトルの上部の−０．５ｄ
Ｂでの透過幅と−２５ｄＢでのクロストーク幅がなるべ
く一致するような特性、すなわち、理想的には矩形形状
が要求されている。また、リップルは０．２ｄＢ以下で
ある必要がある。However, the conventional Fabry-Perot type multilayer filter has the following problems. The full width at half maximum in the transmission spectrum of FIG. 8 can be narrowed by increasing the number of optical medium layers forming the laminate. However, for the transmission characteristics required for optical multiplex communication, it is not enough that the half width is narrow, and in order to measure the light clearly separated from the adjacent wavelengths, the lower part of the spectrum rises as steeply as possible, and The upper part of the spectrum should also be flat. That is, the required transmission characteristic is -0.5d at the upper part of the spectrum.
A characteristic that the transmission width at B and the crosstalk width at -25 dB match as much as possible, that is, a rectangular shape is ideally required. Further, the ripple needs to be 0.2 dB or less.
【００１１】実際の透過スペクトルを測定した結果を、
図１０を参照して、説明する。図１０は、従来のファブ
リペロー型多層膜フィルタの透過スペクトルを示す説明
図である。このファブリペロー型多層膜フィルタの構成
は、図８のシミュレーションの条件に示した構成と同じ
であり、Ｈ層としてＴａ2Ｏ5（屈折率：２．１５）、Ｌ
層としてＳｉＯ2（屈折率：１．４６）、第１の積層体
３ａの層数を２１層、第２の積層体３ｂの層数を２１層
とし、キャビティ層６を含めた全層数４３層である。The result of measuring the actual transmission spectrum is
This will be described with reference to FIG. FIG. 10 is an explanatory diagram showing a transmission spectrum of a conventional Fabry-Perot type multilayer filter. The structure of this Fabry-Perot type multilayer film filter is the same as the structure shown in the conditions of the simulation of FIG. 8, and Ta 2 O 5 (refractive index: 2.15), L
SiO 2 (refractive index: 1.46) as a layer, the number of layers of the first laminated body 3 a is 21, the number of layers of the second laminated body 3 b is 21, and the total number of layers including the cavity layer 6 is 43. It is a layer.
【００１２】図１０によれば、−０．５ｄＢでの透過幅
は０．０４ｎｍ、−２５ｄＢでのクロストーク幅は１．
９ｎｍであり、−０．５ｄＢでの透過幅は非常に狭い
が、−２５ｄＢでのクロストーク幅は非常に大きくな
る。そのため、光多重通信で要求される透過特性を満た
さない。According to FIG. 10, the transmission width at −0.5 dB is 0.04 nm and the crosstalk width at −25 dB is 1.
It is 9 nm, and the transmission width at −0.5 dB is very narrow, but the crosstalk width at −25 dB is very large. Therefore, the transmission characteristics required for optical multiplex communication are not satisfied.
【００１３】積層体を構成する光学媒質層の層数を増加
させた場合、すなわち第１の積層体３ａおよび第２の積
層体３ｂを構成する第１の光学媒質層４および第２の光
学媒質層の層数を増加させた場合、−０．５ｄＢでの透
過幅は狭くなる、しかし、−２５ｄＢでのクロストーク
幅も狭くなるためスペクトルの形状はほとんど変わらな
い。When the number of optical medium layers constituting the laminated body is increased, that is, the first optical medium layer 4 and the second optical medium constituting the first laminated body 3a and the second laminated body 3b. When the number of layers is increased, the transmission width at −0.5 dB becomes narrower, but the crosstalk width at −25 dB also narrows, so that the shape of the spectrum remains almost unchanged.
【００１４】また、透過スペクトルを矩形形状に近づけ
るため、ファブリペロー型多層膜フィルタを直列につな
ぐ構成（マルチキャビティ構成と呼ぶ）が用いられる。
マルチキャビティ構成の多層膜フィルタは、複数のファ
ブリペロー型多層膜フィルタの間にＬ層を形成すること
により構成される。このマルチキャビティ構成の多層膜
フィルタの構成および透過スペクトルを、図１１〜図１
４を参照して、説明する。図１１は従来の３キャビティ
構成のファブリペロー型多層膜フィルタの構成を示す断
面図、図１２は従来の３キャビティ構成のファブリペロ
ー型多層膜フィルタの透過スペクトルのシミュレーショ
ン結果を示す説明図である。また、図１３は従来の４キ
ャビティ構成のファブリペロー型多層膜フィルタの透過
スペクトルのシミュレーション結果を示す説明図、図１
４は従来の５キャビティ構成のファブリペロー型多層膜
フィルタの透過スペクトルのシミュレーション結果を示
す説明図である。Further, in order to make the transmission spectrum close to a rectangular shape, a structure in which Fabry-Perot type multilayer filters are connected in series (called a multi-cavity structure) is used.
A multi-cavity multi-layer film filter is formed by forming an L layer between a plurality of Fabry-Perot type multi-layer film filters. The structure and transmission spectrum of this multi-cavity multilayer filter are shown in FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional Fabry-Perot type multilayer filter having a three-cavity structure, and FIG. 12 is an explanatory view showing a simulation result of a transmission spectrum of a conventional Fabry-Perot type multilayer filter having a three-cavity structure. Further, FIG. 13 is an explanatory view showing a simulation result of a transmission spectrum of a conventional Fabry-Perot type multilayer filter having a four-cavity structure, and FIG.
4 is an explanatory diagram showing a simulation result of a transmission spectrum of a conventional Fabry-Perot type multilayer filter having a 5-cavity structure.
【００１５】図１１に示すように、３キャビティ構成
は、３つのファブリペロー型多層膜フィルタ（２ａ、２
ｂ、２ｃ）の間にＬ層を挟んで直列に接続することによ
り製造される。同様に、４キャビティ構成は４つのファ
ブリペロー型多層膜フィルタの間にＬ層を挟んで直列に
接続することにより、５キャビティ構成は５つのファブ
リペロー型多層膜フィルタの間にＬ層を挟んで直列に接
続することにより製造される。As shown in FIG. 11, the three-cavity configuration has three Fabry-Perot type multilayer filters (2a, 2a).
It is manufactured by sandwiching an L layer between b, 2c) and connecting in series. Similarly, in the 4-cavity configuration, the L layer is sandwiched between the four Fabry-Perot type multilayer filters, and the four-cavity configuration is connected in series. It is manufactured by connecting in series.
【００１６】３キャビティ構成に場合には、−０．５ｄ
Ｂでの透過幅は０．０７ｎｍ、−２５ｄＢでのクロスト
ーク幅は０．２ｎｍ、リップルは０．７ｄＢとなる。キ
ャビティ数が１の場合に比べて大幅にクロストーク幅を
小さくできるが、リップルが非常に大きくなる。４キャ
ビティ構成の場合には、−０．５ｄＢでの透過幅は０．
０９ｎｍ、−２５ｄＢでのクロストーク幅は０．１７ｎ
ｍ、リップルは０．９ｄＢとなる。５キャビティ構成の
場合には、−０．５ｄＢでの透過幅は０．１１ｎｍ、−
２５ｄＢでのクロストーク幅は０．１５ｎｍ、リップル
は２．１ｄＢとなる。図１２、図１３、図１４に示すよ
うに、接続する多層膜フィルタ数を増やす程、透過スペ
クトルは矩形形状に近づく。In the case of the three-cavity structure, -0.5d
The transmission width at B is 0.07 nm, the crosstalk width at -25 dB is 0.2 nm, and the ripple is 0.7 dB. The crosstalk width can be significantly reduced as compared with the case where the number of cavities is 1, but the ripple becomes extremely large. In the case of the 4-cavity structure, the transmission width at -0.5 dB is 0.
The crosstalk width at 09 nm and -25 dB is 0.17 n
m, the ripple is 0.9 dB. In the case of a 5-cavity structure, the transmission width at −0.5 dB is 0.11 nm, −
The crosstalk width at 25 dB is 0.15 nm, and the ripple is 2.1 dB. As shown in FIGS. 12, 13, and 14, the transmission spectrum becomes closer to a rectangular shape as the number of connected multilayer filters is increased.
【００１７】したがって、キャビティ数を増加させるこ
とにより、透過率とクロストーク幅の比を１に近づける
ことが可能である。すなわち透過特性が矩形形状に近づ
く。しかし、リップルについては、キャビティ数が増加
するにしたがって大きくなる。Therefore, by increasing the number of cavities, it is possible to bring the ratio of transmittance to crosstalk width close to 1. That is, the transmission characteristic approaches a rectangular shape. However, the ripple increases as the number of cavities increases.
【００１８】また、単純な積層体（第１の積層体３ａ、
第１の積層体３ｂ）における光学媒質層（第１の光学媒
質層４、第２の光学媒質層５）の層数の調整やキャビテ
ィ層６の位置の調整では、リップルは減少させることは
できない。今後さらに光の多重化が進むと、一桁以上狭
いフィルタの透過特性が必要となる。すなわち、−０．
５ｄＢでの透過幅として０．１ｎｍ以下、−２５ｄＢで
のクロストーク幅として０．２ｎｍ以下、リップルとし
て０．２ｄＢ以下のフィルタの透過スペクトルが要求さ
れる。Further, a simple laminated body (first laminated body 3a,
The ripple cannot be reduced by adjusting the number of layers of the optical medium layers (the first optical medium layer 4 and the second optical medium layer 5) or adjusting the position of the cavity layer 6 in the first laminated body 3b). . As the multiplexing of light further progresses in the future, the transmission characteristics of filters narrower by one digit or more are required. That is, −0.
A transmission spectrum of the filter is required to have a transmission width of 5 dB of 0.1 nm or less, a crosstalk width of -25 dB of 0.2 nm or less, and a ripple of 0.2 dB or less.
【００１９】そこで、本発明の目的は、透過スペクトル
の形状を調整し、光多重通信で要求される透過特性を満
たしたマルチキャビティ構成のファブリペロー型光学多
層膜フィルタ提供することである。Therefore, an object of the present invention is to provide a Fabry-Perot type optical multilayer film filter having a multi-cavity structure which adjusts the shape of the transmission spectrum and satisfies the transmission characteristics required in optical multiplex communication.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のファブリペロー型光学多層膜フィルタは、
キャビティ層の間の第２の光学媒質層のうち少なくとも
１層を、第２の光学媒質層よりも高い屈折率を有する第
３の光学媒質層により形成したことを特徴とする。さら
に、第１の光学媒質層と、第２の光学媒質層と、第３の
光学媒質層とを、これらの光学膜厚がそれぞれ、設計波
長λに対して、λ／４になるような膜厚で形成し、キャ
ビティ層を、このキャビティ層の光学膜厚が、設計波長
λに対して、λ／２になるような膜厚で形成したことを
特徴とする。In order to achieve the above object, the Fabry-Perot type optical multilayer filter of the present invention comprises:
At least one of the second optical medium layers between the cavity layers is formed by a third optical medium layer having a higher refractive index than the second optical medium layer. Furthermore, the first optical medium layer, the second optical medium layer, and the third optical medium layer are films such that their optical film thicknesses are λ / 4 with respect to the design wavelength λ. The cavity layer is formed to have a thickness, and the cavity layer is formed to have a thickness such that the optical thickness of the cavity layer becomes λ / 2 with respect to the design wavelength λ.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態
を説明するための全図において、同一機能を有するもの
は同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiments, the same reference numerals are given to those having the same function, and the repeated description thereof will be omitted.
【００２２】図１は、実施の形態１にかかるマルチキャ
ビティ構成の光学多層膜フィルタの構成を示す断面図で
ある。実施の形態１にかかるマルチキャビティ構成の光
学多層膜フィルタは、基板１上に、第１のファブリペロ
ー多層膜フィルタ２ａと、第２のファブリペロー多層膜
フィルタ２ｂと、第３のファブリペロー多層膜フィルタ
２ｃとを第１の光学媒質層４を挟んで積層させた３キャ
ビティ層を有する構成である。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of an optical multilayer filter having a multi-cavity structure according to the first embodiment. The optical multi-layered film filter having the multi-cavity configuration according to the first embodiment includes a first Fabry-Perot multi-layered film filter 2a, a second Fabry-Perot multi-layered film filter 2b, and a third Fabry-Perot multi-layered film on a substrate 1. This is a configuration having a three-cavity layer in which the filter 2c and the filter 2c are laminated with the first optical medium layer 4 interposed therebetween.
【００２３】第１のファブリペロー型多層膜フィルタ２
ａは、第１の積層体３ａと第２の積層体３ｂとをキャビ
ティ層６を挟んで積層させた構成を有する。 第２のフ
ァブリペロー型多層膜フィルタ２ｂは、第３の積層体３
ｃと第４の積層体３ｄとをキャビティ層６を挟んで積層
させた構成を有する。第３のファブリペロー型多層膜フ
ィルタ２ｃは、第５の積層体３ｅと第６の積層体３ｆと
をキャビティ層６を挟んで積層させた構成を有する。First Fabry-Perot type multilayer film filter 2
a has a structure in which the first laminated body 3a and the second laminated body 3b are laminated with the cavity layer 6 sandwiched therebetween. The second Fabry-Perot type multilayer film filter 2b includes a third laminated body 3
c and the fourth stacked body 3d are stacked with the cavity layer 6 sandwiched therebetween. The third Fabry-Perot type multilayer filter 2c has a structure in which a fifth laminated body 3e and a sixth laminated body 3f are laminated with the cavity layer 6 interposed therebetween.
【００２４】第１の積層体３ａは、第１の光学媒質層４
と第２の光学媒質層５とを交互に積層した構成を有す
る。例えば、２１層積層した場合、第１の積層体３ａの
一番上の層と一番下の層はともに第２の光学媒質層５に
より形成される。第２の積層体３ｂは、第１の光学媒質
層４と第２の光学媒質層５とを交互に積層した構成を有
するが、第２の光学媒質層５のうち少なくとも１層を、
その第２の光学媒質層５よりも高い屈折率を有する第３
の光学媒質層７により形成する。例えば、２１層積層し
た場合、第２の積層体３ｂの例えば一番上の層を第３の
光学媒質層７により形成される。第３の積層体３ｃは、
第１の光学媒質層４と第２の光学媒質層５とを交互に積
層した構成を有するが、第２の光学媒質層５のうち少な
くとも１層を、その第２の光学媒質層５よりも高い屈折
率を有する第３の光学媒質層７により形成する。例え
ば、２１層積層した場合、第３の積層体３ｃの例えば一
番下の層を第３の光学媒質層７により形成される。The first laminated body 3a includes the first optical medium layer 4
And the second optical medium layer 5 are alternately laminated. For example, when 21 layers are stacked, both the uppermost layer and the lowermost layer of the first stacked body 3a are formed by the second optical medium layer 5. The second laminated body 3b has a configuration in which the first optical medium layer 4 and the second optical medium layer 5 are alternately laminated, but at least one layer of the second optical medium layer 5 is
A third having a higher refractive index than the second optical medium layer 5
It is formed by the optical medium layer 7. For example, when 21 layers are stacked, the uppermost layer of the second stacked body 3b is formed by the third optical medium layer 7, for example. The third stacked body 3c is
Although the first optical medium layer 4 and the second optical medium layer 5 are alternately laminated, at least one layer of the second optical medium layer 5 is more than that of the second optical medium layer 5. It is formed by the third optical medium layer 7 having a high refractive index. For example, when 21 layers are stacked, the lowermost layer of the third stacked body 3c, for example, is formed by the third optical medium layer 7.
【００２５】第４の積層体３ｄは、第１の光学媒質層４
と第２の光学媒質層５とを交互に積層した構成を有する
が、第２の光学媒質層５のうち少なくとも１層を、その
第２の光学媒質層５よりも高い屈折率を有する第３の光
学媒質層７により形成する。例えば、２１層積層した場
合、第４の積層体３ｄの例えば一番上の層を第３の光学
媒質層７により形成される。第５の積層体３ｅは、第１
の光学媒質層４と第２の光学媒質層５とを交互に積層し
た構成を有するが、第２の光学媒質層５のうち少なくと
も１層を、その第２の光学媒質層５よりも高い屈折率を
有する第３の光学媒質層７により形成する。例えば、２
１層積層した場合、第５の積層体３ｅの例えば一番下の
層を第３の光学媒質層７により形成される。第６の積層
体３ｆは、第１の光学媒質層４と第２の光学媒質層５と
を交互に積層した構成を有する。例えば、２１層積層し
た場合、第６の積層体３ｆの例えば一番上の層と例えば
一番下の層はともに第２の光学媒質層５により形成され
る。The fourth laminated body 3d includes the first optical medium layer 4
And a second optical medium layer 5 are alternately laminated, but at least one layer of the second optical medium layer 5 has a refractive index higher than that of the second optical medium layer 5. It is formed by the optical medium layer 7. For example, when 21 layers are stacked, the uppermost layer of the fourth stacked body 3d is formed by the third optical medium layer 7, for example. The fifth stacked body 3e is the first
The optical medium layers 4 and the second optical medium layers 5 are alternately laminated, but at least one layer of the second optical medium layers 5 has a higher refractive index than that of the second optical medium layers 5. It is formed by the third optical medium layer 7 having a refractive index. For example, 2
In the case of stacking one layer, for example, the bottom layer of the fifth stacked body 3e is formed by the third optical medium layer 7. The sixth laminated body 3f has a configuration in which the first optical medium layer 4 and the second optical medium layer 5 are alternately laminated. For example, when 21 layers are stacked, both the uppermost layer and the lowermost layer of the sixth stacked body 3f are both formed by the second optical medium layer 5.
【００２６】上記のように、実施の形態１に係るマルチ
キャビティ構成の光学多層膜フィルタは、ファブリペロ
ー型多層膜フィルタを３つ直列に接続した構成であり、
３キャビティ層を有する。１つのファブリペロー型多層
膜フィルタは、２つの積層体により構成され、それらの
積層体は２１層の光学媒質層により構成される。積層体
の間にはキャビティ層を構成するため、１つのファブリ
ペロー型多層膜フィルタの総層数は４３層となる。ま
た、ファブリペロー型多層膜フィルタ間には光学媒質層
を挟んで接続される。よって、実施の形態１に係るマル
チキャビティ構成の光学多層膜フィルタの全層数は１３
１層となる。As described above, the optical multi-layer film filter of the multi-cavity structure according to the first embodiment has a structure in which three Fabry-Perot type multi-layer film filters are connected in series,
It has three cavity layers. One Fabry-Perot type multilayer filter is composed of two laminated bodies, and these laminated bodies are composed of 21 optical medium layers. Since a cavity layer is formed between the laminated bodies, the total number of layers of one Fabry-Perot type multilayer filter is 43 layers. Further, the Fabry-Perot type multilayer filters are connected with an optical medium layer interposed therebetween. Therefore, the total number of layers of the optical multilayer filter having the multi-cavity structure according to the first embodiment is 13
It will be one layer.
【００２７】基板１は、例えば屈折率１．４７を有する
透明基板である。第１の光学媒質層４は誘電体膜、例え
ば屈折率１．４６のＳｉＯ2により構成され、光学膜厚
がλ／４になるような膜厚で形成される。第２の光学媒
質層５は第１の光学媒質層４よりも高い屈折率を有する
誘電体膜、例えば屈折率２．１５のＴａ2Ｏ5により構成
され、光学膜厚がλ／４になるような膜厚で形成され
る。第３の光学媒質層７は第２の光学媒質層５よりもさ
らに高い屈折率を有する誘電体膜、例えば屈折率２．５
５のＴｉＯ2により構成され、光学膜厚がλ／４となる
ような膜厚で形成される。キャビティ層６は、第１の光
学媒質層４または第２の光学媒質層５を構成する光学媒
質、例えば屈折率１．４６のＳｉＯ2により構成され、
光学膜厚がλ／２となるような膜厚で形成される。な
お、λはフィルタの設計波長である。The substrate 1 is a transparent substrate having a refractive index of 1.47, for example. The first optical medium layer 4 is composed of a dielectric film, for example, SiO 2 having a refractive index of 1.46, and is formed with a film thickness such that the optical film thickness is λ / 4. The second optical medium layer 5 is composed of a dielectric film having a higher refractive index than the first optical medium layer 4, for example, Ta 2 O 5 having a refractive index of 2.15, and has an optical film thickness of λ / 4. It is formed with such a film thickness. The third optical medium layer 7 is a dielectric film having a higher refractive index than the second optical medium layer 5, for example, a refractive index of 2.5.
It is made of TiO 2 of No. 5 and has a film thickness such that the optical film thickness is λ / 4. The cavity layer 6 is made of an optical medium forming the first optical medium layer 4 or the second optical medium layer 5, for example, SiO 2 having a refractive index of 1.46,
It is formed with a film thickness such that the optical film thickness is λ / 2. Note that λ is the design wavelength of the filter.
【００２８】例えば、λを１５５０ｎｍとした場合に、
第１の光学媒質層４の膜厚は２６５．４ｎｍ、第２の光
学媒質層５の膜厚は１８０．２ｎｍ、第３の光学媒質層
７の膜厚は１５２．０ｎｍ、キャビティ層６の膜厚は５
３０．８ｎｍとなる。For example, when λ is 1550 nm,
The thickness of the first optical medium layer 4 is 265.4 nm, the thickness of the second optical medium layer 5 is 180.2 nm, the thickness of the third optical medium layer 7 is 152.0 nm, and the cavity layer 6 is a film. Thickness is 5
It becomes 30.8 nm.
【００２９】図２は実施の形態１におけるマルチキャビ
ティ構成の光学多層膜フィルタの透過スペクトルのシミ
ュレーション結果を示す説明図である。図２によれば、
−０．５ｄＢでの透過幅は０．０６ｎｍ、−２５ｄＢで
のクロストーク幅は０．１６ｎｍ、リップルは０．２ｄ
Ｂとなり、従来の３キャビティ構成のフィルタ特性と比
較して、透過特性の改善がみられる。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a simulation result of a transmission spectrum of the optical multi-layer film filter having the multi-cavity structure in the first embodiment. According to FIG.
The transmission width at −0.5 dB is 0.06 nm, the crosstalk width at −25 dB is 0.16 nm, and the ripple is 0.2 d.
B, the transmission characteristic is improved as compared with the filter characteristic of the conventional three-cavity configuration.
【００３０】また、実施の形態１では、キャビティ層６
に挟まれた積層体に含まれる第２の光学媒質層５のうち
の２層を第３の光学媒質層により形成した例について説
明したが、第２の光学媒質層５のうちの１層を第３の光
学媒質層７により形成した場合でもリップルを減少させ
ることが可能である。Further, in the first embodiment, the cavity layer 6
The example in which two layers of the second optical medium layer 5 included in the stacked body sandwiched by the third optical medium layer are described, but one layer of the second optical medium layer 5 is Even when it is formed by the third optical medium layer 7, it is possible to reduce the ripple.
【００３１】また、第３の光学媒質層７の屈折率の値に
より、透過スペクトルは大きく変化する。上述した条件
の下では、第３の光学媒質層７の屈折率が２．５５近傍
の値を有する光学媒質層を用いた場合に、リップルをも
っと小さくすることが可能である。適宜、第３の光学媒
質層７を選択することで、リップルの調整が可能であ
る。上記したように、複数の第１の光学媒質層４と、複
数の第２の光学媒質層５とを交互に積層した複数の積層
体を、キャビティ層を介して接続し、キャビティ層の間
の第２の光学媒質層５のうち少なくとも１層を、第３の
光学媒質層７により形成することにより、リップルの調
整が可能である。Further, the transmission spectrum changes greatly depending on the value of the refractive index of the third optical medium layer 7. Under the above-mentioned conditions, when an optical medium layer having a refractive index of the third optical medium layer 7 near 2.55 is used, the ripple can be further reduced. Ripple can be adjusted by selecting the third optical medium layer 7 as appropriate. As described above, a plurality of laminated bodies in which the plurality of first optical medium layers 4 and the plurality of second optical medium layers 5 are alternately laminated are connected via the cavity layer, and between the cavity layers. The ripple can be adjusted by forming at least one layer of the second optical medium layer 5 by the third optical medium layer 7.
【００３２】また、実施の形態１では、第３の光学媒質
層７をマルチキャビティ構成の光学多層膜フィルタを構
成する複数のキャビティ層６のほぼ中央部に配置した
が、中央部以外の位置に形成した場合においても同様
に、透過特性の改善がみられる。Further, in the first embodiment, the third optical medium layer 7 is arranged substantially at the central portion of the plurality of cavity layers 6 constituting the optical multi-layer film filter having the multi-cavity structure, but at a position other than the central portion. Even when formed, the transmission characteristics are similarly improved.
【００３３】また、実施の形態１においては、第１の光
学媒質層４として屈折率１．４６のＳｉＯ2、第２の光
学媒質層５として屈折率２．１５のＴａ2Ｏ5、第３の光
学媒質層７として屈折率２．５５のＴｉＯ2、キャビテ
ィ層として屈折率１．４６のＳｉＯ2の場合について説
明したが、これ以外の光学媒質層の組み合わせにおいて
も、適宜、光学媒質層を組み合わせることにより、透過
スペクトルを改善することが可能である。In the first embodiment, SiO 2 having a refractive index of 1.46 is used as the first optical medium layer 4, Ta 2 O 5 having a refractive index of 2.15 is used as the second optical medium layer 5, and third optical medium layer 3 is used. In the above description, the optical medium layer 7 is made of TiO 2 having a refractive index of 2.55, and the cavity layer is made of SiO 2 having a refractive index of 1.46. The combination can improve the transmission spectrum.
【００３４】次に、製造方法について説明する。屈折率
の値により、透過スペクトルは大きく変化するため、光
学媒質層の屈折率を精密に調整する必要がある。真空蒸
着法やマグネトロンスパッタ法などで光学媒質層を形成
した場合、膜中への不純物の取り込みが多いため、光学
媒質層の屈折率を制御することは困難である。光学媒質
層の屈折率を制御する成膜方法として、例えば、電子サ
イクロトロン共鳴（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒ
ｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ；ＥＣＲ）プラズマを用いた
スパッタ法により成膜する方法がある。例えば、ターゲ
ット材にＳｉを用い、導入ガスにＡｒとＯ2の混合ガス
を用いた場合に、Ｏ2流量が十分な場合にはＳｉＯ2が形
成され屈折率は１．４６となる。Ｏ2を減少させていく
にしたがって、屈折率は高くなり、最終的には、Ｓｉの
みとなり屈折率は３．６程度となる、したがって、Ｏ2
流量を制御することにより、屈折率を１．４６から３．
６程度まで制御できる。Next, the manufacturing method will be described. Since the transmission spectrum greatly changes depending on the value of the refractive index, it is necessary to precisely adjust the refractive index of the optical medium layer. When the optical medium layer is formed by a vacuum vapor deposition method, a magnetron sputtering method, or the like, it is difficult to control the refractive index of the optical medium layer because many impurities are taken into the film. As a film forming method for controlling the refractive index of the optical medium layer, for example, electron cyclotron resonance (Electron Cyclotron) is used.
on Resonance (ECR) There is a method of forming a film by a sputtering method using plasma. For example, when Si is used as the target material and a mixed gas of Ar and O 2 is used as the introduction gas, SiO 2 is formed and the refractive index becomes 1.46 when the O 2 flow rate is sufficient. As O 2 is decreased, the refractive index becomes higher, and finally, only Si becomes the refractive index of about 3.6. Therefore, O 2
By controlling the flow rate, the refractive index is changed from 1.46 to 3.
It can control up to about 6.
【００３５】同様に、導入ガスとして、Ａｒと、Ｏ
2と、Ｎ2の混合ガスを用いて、Ｏ2とＮ2の流量比を変化
させる場合には、ＳｉＯxＮy（ｘ、ｙは正の整数）の化
合物が形成され、屈折率はＳｉＯ2の１．４６からＳｉ3
Ｎ4の１．９５まで制御できる。また、同様に、ターゲ
ットとしてＴａを用いることでＴａ2Ｏ5、ターゲットと
して、Ｔｉを用いることでＴｉＯ2の成膜が可能であ
る。したがって、特に屈折率の正確な制御が必要とされ
る第３の光学媒質層の成膜に、ＥＣＲスパッタ法を用い
ることにより、優れた透過特性を有するフィルタを形成
することが可能である。第１の光学媒質層、第２の光学
媒質層の成膜にも使用できることがいうまでもない。Similarly, Ar and O are used as introduced gases.
2, using a mixed gas of N 2, when changing the flow ratio of O 2 and N 2 are (is x, y positive integers) SiO x N y compound of is formed, the refractive index is SiO 2 from 1.46 to Si 3
It can control up to 1.95 of N 4 . Similarly, Ta 2 O 5 can be formed by using Ta as a target, and TiO 2 can be formed by using Ti as a target. Therefore, it is possible to form a filter having excellent transmission characteristics by using the ECR sputtering method for film formation of the third optical medium layer, which requires particularly accurate control of the refractive index. It goes without saying that it can also be used for film formation of the first optical medium layer and the second optical medium layer.
【００３６】電子マグネトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマ
を用いたスパッタ法は、例えば、ジャパニーズ ジャー
ナル オブ アプライド フィジックス、第２３巻、第
８号、Ｌ５３４頁、１９８４年に、記載されている。電
子マグネトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマを用いたスパッ
タ法は、ターゲット材からスパッタされたスパッタ粒子
とガスとして導入されプラズマ化された反応粒子が基板
上で反応することにより、化合物薄膜を形成する成膜方
法である。特徴として、低ガス圧でプラズマを生成でき
るため膜中への不純物の取り込みが少ない点、成膜中に
は基板上へ適当なエネルギーを持つプラズマ流が照射さ
れるため反応性薄膜形成が容易に行える点、反応粒子の
数を導入ガスの流量で制御できるため化合物薄膜のスト
イキメトリを制御することができる点が挙げられてい
る。以上の特徴により、光学媒質層の屈折率を精密に制
御することが可能である。The sputtering method using electron magnetron resonance (ECR) plasma is described, for example, in Japanese Journal of Applied Physics, Volume 23, No. 8, page L534, 1984. The sputtering method using electron magnetron resonance (ECR) plasma is a film formation method in which a compound thin film is formed by the reaction of sputtered particles sputtered from a target material and reaction particles introduced as a gas and turned into plasma, on a substrate. Is. The feature is that plasma can be generated with low gas pressure, so that the incorporation of impurities into the film is small, and because a plasma stream with appropriate energy is irradiated onto the substrate during film formation, it is easy to form a reactive thin film. It is mentioned that the number of reaction particles can be controlled by the flow rate of the introduced gas, and the stoichiometry of the compound thin film can be controlled. With the above characteristics, the refractive index of the optical medium layer can be precisely controlled.
【００３７】次に、実施の形態２にかかるマルチキャビ
ティ構成の光学多層膜フィルタを、図３および図４を参
照して、説明する。図３は実施の形態２におけるマルチ
キャビティ構成の光学多層膜フィルタの構成を示す断面
図、図４は実施の形態２におけるマルチキャビティ構成
の光学多層膜フィルタの透過スペクトルのシミュレーシ
ョン結果を示す説明図である。実施の形態２に係るマル
チキャビティ構成の光学多層膜フィルタは、ファブリペ
ロー型多層膜フィルタを４つ直列に接続した構成であ
り、４キャビティ層を有する。Next, an optical multilayer filter having a multi-cavity structure according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the optical multi-layer film filter having the multi-cavity structure according to the second embodiment, and FIG. 4 is an explanatory view showing the simulation result of the transmission spectrum of the optical multi-layer film filter having the multi-cavity structure according to the second embodiment. is there. The optical multi-layer film filter having the multi-cavity structure according to the second embodiment has a structure in which four Fabry-Perot type multi-layer film filters are connected in series and has four cavity layers.
【００３８】実施の形態２にかかるマルチキャビティ構
成の光学多層膜フィルタは、基板上１に、第１のファブ
リペロー多層膜フィルタ２ａと、第２のファブリペロー
多層膜フィルタ２ｂと、第３のファブリペロー多層膜フ
ィルタ２ｃと、第４のファブリペロー多層膜フィルタ２
ｄとを第１の光学媒質層４を挟んで積層し、さらに最上
部に第１の光学媒質層４を積層させた４キャビティ層を
有する構成である。The optical multi-layered film filter of the multi-cavity structure according to the second embodiment has a first Fabry-Perot multi-layered film filter 2a, a second Fabry-Perot multi-layered film filter 2b, and a third Fabry-Perot multi-layered film filter on a substrate 1. Perot multilayer filter 2c and fourth Fabry-Perot multilayer filter 2
d and d are laminated with the first optical medium layer 4 sandwiched therebetween, and further, a four-cavity layer in which the first optical medium layer 4 is laminated on the uppermost part is provided.
【００３９】第１のファブリペロー型多層膜フィルタ２
ａは第１の積層体３ａと第２の積層体３ｂとをキャビテ
ィ層６を挟んで積層させた構成を有する。第２のファブ
リペロー型多層膜フィルタ２ｂは第３の積層体３ｃと第
４の積層体３ｄとをキャビティ層６を挟んで積層させた
構成を有する。第３のファブリペロー型多層膜フィルタ
２ｃは第５の積層体３ｅと第６の積層体３ｆとをキャビ
ティ層６を挟んで積層させた構成を有する。第４のファ
ブリペロー型多層膜フィルタ２ｄは第７の積層体３ｇと
第８の積層体３ｈとをキャビティ層６を挟んで積層させ
た構成を有する。First Fabry-Perot type multilayer filter 2
a has a structure in which the first laminated body 3a and the second laminated body 3b are laminated with the cavity layer 6 interposed therebetween. The second Fabry-Perot type multilayer filter 2b has a structure in which a third laminated body 3c and a fourth laminated body 3d are laminated with the cavity layer 6 interposed therebetween. The third Fabry-Perot type multilayer filter 2c has a structure in which a fifth laminated body 3e and a sixth laminated body 3f are laminated with the cavity layer 6 interposed therebetween. The fourth Fabry-Perot type multilayer filter 2d has a structure in which a seventh laminated body 3g and an eighth laminated body 3h are laminated with the cavity layer 6 interposed therebetween.
【００４０】第１の積層体３ａは、第１の光学媒質層４
と第２の光学媒質層５とを交互に積層した構成を有す
る。例えば、２１層積層した場合、第１の積層体３ａの
例えば一番上の層と例えば一番下の層はともに第２の光
学媒質層５により形成される。第２の積層体３ｂは、第
１の光学媒質層４と第２の光学媒質層５とを交互に積層
した構成を有する。例えば、２１層積層した場合、第２
の積層体３ｂの例えば一番上の層と例えば一番下の層は
ともに第２の光学媒質層５により形成される。第３の積
層体３ｃは、第１の光学媒質層４と第２の光学媒質層５
とを交互に積層した構成を有する。例えば、２１層積層
した場合、第３の積層体３ｃの例えば一番上の層と例え
ば一番下の層はともに第２の光学媒質層５により形成さ
れる。第４の積層体３ｄは、第１の光学媒質層４と第２
の光学媒質層５とを交互に積層した構成を有するが、第
２の光学媒質層５のうち少なくとも１層を、その第２の
光学媒質層５よりも高屈折率を有する第３の光学媒質層
７により形成する。例えば、２１層積層した場合、第４
の積層体３ｄの例えば一番上の層を第３の光学媒質層７
により形成される。The first laminated body 3a includes the first optical medium layer 4
And the second optical medium layer 5 are alternately laminated. For example, when 21 layers are stacked, both the uppermost layer and the lowermost layer of the first stacked body 3a are both formed by the second optical medium layer 5. The second stacked body 3b has a configuration in which the first optical medium layers 4 and the second optical medium layers 5 are alternately stacked. For example, when 21 layers are stacked, the second
The uppermost layer and the lowermost layer, for example, of the laminated body 3b are both formed by the second optical medium layer 5. The third stacked body 3c includes a first optical medium layer 4 and a second optical medium layer 5
It has a configuration in which and are alternately laminated. For example, when 21 layers are stacked, both the uppermost layer and the lowermost layer of the third stacked body 3c are both formed by the second optical medium layer 5. The fourth laminated body 3d includes the first optical medium layer 4 and the second optical medium layer 4d.
And a third optical medium having a higher refractive index than the second optical medium layer 5 of at least one of the second optical medium layers 5. Formed by layer 7. For example, if 21 layers are stacked, the fourth
Of the laminated body 3d of FIG.
Is formed by.
【００４１】第５の積層体３ｅは、第１の光学媒質層４
と第２の光学媒質層５とを交互に積層した構成を有する
が、第２の光学媒質層５のうち少なくとも１層を、その
第２の光学媒質層５よりも高屈折率を有する第３の光学
媒質層７により形成する。例えば、２１層積層した場
合、第５の積層体３ｅの例えば一番下の層を第３の光学
媒質層７により形成される。第６の積層体３ｆは、第１
の光学媒質層４と第２の光学媒質層５とを交互に積層し
た構成を有する。例えば、２１層積層した場合、第６の
積層体３ｆの例えば一番上の層と例えば一番下の層はと
もに第２の光学媒質層５により形成される。第７の積層
体３ｇは、第１の光学媒質層４と第２の光学媒質層５と
を交互に積層した構成を有する。例えば、２１層積層し
た場合、第７の積層体３ｇの例えば一番上の層と例えば
一番下の層はともに第２の光学媒質層５により形成され
る。第８の積層体３ｈは、第１の光学媒質層４と第２の
光学媒質層５とを交互に積層した構成を有する。例え
ば、２１層積層した場合、第８の積層体３ｈの例えば一
番上の層と例えば一番下の層はともに第２の光学媒質層
５により形成される。The fifth laminate 3e comprises the first optical medium layer 4
And a second optical medium layer 5 are alternately laminated, but at least one layer of the second optical medium layer 5 has a higher refractive index than the second optical medium layer 5. It is formed by the optical medium layer 7. For example, when 21 layers are stacked, the lowermost layer of the fifth stacked body 3e, for example, is formed by the third optical medium layer 7. The sixth stacked body 3f is the first
The optical medium layer 4 and the second optical medium layer 5 are alternately laminated. For example, when 21 layers are stacked, both the uppermost layer and the lowermost layer of the sixth stacked body 3f are both formed by the second optical medium layer 5. The seventh laminated body 3g has a configuration in which the first optical medium layer 4 and the second optical medium layer 5 are alternately laminated. For example, when 21 layers are stacked, both the uppermost layer and the lowermost layer of the seventh stacked body 3g are both formed by the second optical medium layer 5. The eighth laminated body 3h has a configuration in which the first optical medium layer 4 and the second optical medium layer 5 are alternately laminated. For example, when 21 layers are laminated, the uppermost layer and the lowermost layer of the eighth laminated body 3h are both formed by the second optical medium layer 5.
【００４２】上記のように、１つのファブリペロー型多
層膜フィルタは、２つの積層体により構成され、それら
の積層体は２１層の光学媒質層により構成される。積層
体の間にはキャビティ層を構成するため、１つのファブ
リペロー型多層膜フィルタの総層数は４３層となる。ま
た、ファブリペロー型多層膜フィルタ間は光学媒質層を
挟んで接続し、最上層にも光学媒質層を形成する。よっ
て、実施の形態２に係るマルチキャビティ構成の光学多
層膜フィルタの全層数は１７６層となる。As described above, one Fabry-Perot type multilayer film filter is composed of two laminated bodies, and these laminated bodies are composed of 21 optical medium layers. Since a cavity layer is formed between the laminated bodies, the total number of layers of one Fabry-Perot type multilayer filter is 43 layers. Further, the Fabry-Perot type multilayer filters are connected with the optical medium layer interposed therebetween, and the optical medium layer is also formed on the uppermost layer. Therefore, the total number of layers of the optical multilayer film filter having the multi-cavity structure according to the second embodiment is 176 layers.
【００４３】実施の形態１と同様に、基板１は、例えば
屈折率１．４７を有する透明基板である。第１の光学媒
質層４は低屈折率を有する誘電体膜、例えば屈折率１．
４６のＳｉＯ2により構成され、光学膜厚がλ／４にな
るような膜厚で形成される。第２の光学媒質層５は高屈
折率を有する誘電体膜、例えば屈折率２．１５のＴａ 2
Ｏ5により構成され、光学膜厚がλ／４になるような膜
厚で形成される。第３の光学媒質層７は第２の光学媒質
層５よりもさらに高い屈折率を有する誘電体膜、例えば
屈折率２．５５のＴｉＯ2により構成され、光学膜厚が
λ／４となるような膜厚で形成される。キャビティ層６
は、第１の光学媒質層４または第２の光学媒質層５を構
成する光学媒質、例えば屈折率１．４６のＳｉＯ2によ
り構成され、光学膜厚がλ／２となるような膜厚で形成
される。なお、λはフィルタの設計波長である。Similar to the first embodiment, the substrate 1 is, for example,
It is a transparent substrate having a refractive index of 1.47. First optical medium
The quality layer 4 is a dielectric film having a low refractive index, for example, a refractive index of 1.
46 SiO2The optical film thickness is λ / 4.
Is formed with a film thickness such that The second optical medium layer 5 is highly flexible
A dielectric film having a folding ratio, for example, Ta with a refractive index of 2.15 2
OFiveA film having an optical film thickness of λ / 4
Formed in thickness. The third optical medium layer 7 is the second optical medium.
A dielectric film having a higher refractive index than the layer 5, for example
TiO with a refractive index of 2.552The optical film thickness is
It is formed to have a film thickness of λ / 4. Cavity layer 6
Defines the first optical medium layer 4 or the second optical medium layer 5.
Optical medium, for example, SiO with a refractive index of 1.462By
And is formed to have an optical film thickness of λ / 2.
To be done. Note that λ is the design wavelength of the filter.
【００４４】例えば、λを１５５０ｎｍとした場合に、
第１の光学媒質層４の膜厚は２６５．４ｎｍ、第２の光
学媒質層５の膜厚は１８０．２ｎｍ、第３の光学媒質層
７の膜厚は１５２．０ｎｍ、キャビティ層６の膜厚は５
３０．８ｎｍとなる。For example, when λ is 1550 nm,
The thickness of the first optical medium layer 4 is 265.4 nm, the thickness of the second optical medium layer 5 is 180.2 nm, the thickness of the third optical medium layer 7 is 152.0 nm, and the cavity layer 6 is a film. Thickness is 5
It becomes 30.8 nm.
【００４５】次に、実施の形態２に係るマルチキャビテ
ィ構成の光学多層膜フィルタの透過スペクトルを図４を
参照して説明する。図４によれば、−０．５ｄＢでの透
過幅は０．０７ｎｍ、−２５ｄＢでのクロストーク幅は
０．１６ｎｍ、リップルは０．１ｄＢとなり、従来の４
キャビティ構成のフィルタ特性と比較して、特性の改善
がみられる。Next, the transmission spectrum of the optical multi-layer film filter having the multi-cavity structure according to the second embodiment will be described with reference to FIG. According to FIG. 4, the transmission width at −0.5 dB is 0.07 nm, the crosstalk width at −25 dB is 0.16 nm, and the ripple is 0.1 dB.
There is an improvement in the characteristics compared to the filter characteristics of the cavity configuration.
【００４６】また、実施の形態２では、キャビティ層６
に挟まれた積層体に含まれる第２の光学媒質層５のうち
の２層を第３の光学媒質層７により形成した場合につい
て説明したが、第２の光学媒質層５のうちの１層を第３
の光学媒質層７により形成した場合でもリップルを減少
することが可能である。例えば、実施の形態２の場合
に、１層を第３の光学媒質層により形成した場合には、
リップルは０．３ｄＢとなる。Further, in the second embodiment, the cavity layer 6
The case where two layers of the second optical medium layer 5 included in the stacked body sandwiched by the third optical medium layer 7 are described, but one layer of the second optical medium layer 5 is described. The third
Even if it is formed by the optical medium layer 7, the ripple can be reduced. For example, in the case of the second embodiment, when one layer is formed of the third optical medium layer,
The ripple is 0.3 dB.
【００４７】さらに、第３の光学媒質層７を本実施の形
態２の第３の光学媒質層（ＴｉＯ2）よりもさらに高い
屈折率を有しする誘電体膜、例えば屈折率２．７５の光
学媒質層により構成した場合、リップルは０．２ｄＢと
なる。さらに、第３の光学媒質層７を本実施の形態２の
第３の光学媒質層（ＴｉＯ2）よりもさらに高い屈折率
を有する誘電体膜、例えば屈折率２．９５の光学媒質層
により構成した場合、リップルは０．１ｄＢとなる。し
たがって、第３の光学媒質層７により形成する層が１層
のみである場合、実施の形態２より高い屈折率を有する
光学媒質層を第３の光学媒質層として用いることによ
り、実施の形態２と同様の効果を得ることが可能にな
る。Further, the third optical medium layer 7 is a dielectric film having a higher refractive index than the third optical medium layer (TiO 2 ) of the second embodiment, for example, a refractive index of 2.75. When the optical medium layer is used, the ripple is 0.2 dB. Further, the third optical medium layer 7 is composed of a dielectric film having a higher refractive index than the third optical medium layer (TiO 2 ) of the second embodiment, for example, an optical medium layer having a refractive index of 2.95. In that case, the ripple becomes 0.1 dB. Therefore, when only one layer is formed by the third optical medium layer 7, the optical medium layer having a higher refractive index than that of the second embodiment is used as the third optical medium layer, so that the second embodiment It is possible to obtain the same effect as.
【００４８】また、第３の光学媒質層７の屈折率の値に
より、透過スペクトルは大きく変化するが、実施の形態
２においては、第３の光学媒質層７の屈折率が２．５５
近傍の値を有する光学媒質層を用いた場合に、リップル
をもっと小さくすることが可能である。適宜、第３の光
学媒質層７を選択することで、リップルの調整が可能で
ある。上記したように、複数の第１の光学媒質層４と、
複数の第２の光学媒質層５とを交互に積層した複数の積
層体を、キャビティ層を介して接続し、キャビティ層の
間の第２の光学媒質層５のうち少なくとも１層を、第３
の光学媒質層７により形成することにより、リップルの
調整が可能である。Further, although the transmission spectrum largely changes depending on the value of the refractive index of the third optical medium layer 7, in the second embodiment, the refractive index of the third optical medium layer 7 is 2.55.
The ripple can be further reduced by using an optical medium layer having a value in the vicinity. Ripple can be adjusted by selecting the third optical medium layer 7 as appropriate. As described above, the plurality of first optical medium layers 4 and
A plurality of laminated bodies in which a plurality of second optical medium layers 5 are alternately laminated are connected via a cavity layer, and at least one layer of the second optical medium layers 5 between the cavity layers is connected to the third layer.
Ripple can be adjusted by forming the optical medium layer 7.
【００４９】また、実施の形態２では、第３の光学媒質
層７をマルチキャビティ構成の光学多層膜フィルタの複
数のキャビティ層６のほぼ中央部に配置したが、中央部
以外の位置に形成した場合においても同様に、リップル
を小さくする改善効果がみられる。Further, in the second embodiment, the third optical medium layer 7 is arranged at the substantially central portion of the plurality of cavity layers 6 of the optical multilayer film filter having the multi-cavity structure, but it is formed at a position other than the central portion. Also in the case, the improvement effect of reducing the ripple is similarly observed.
【００５０】また、実施の形態２においては、第１の光
学媒質層４として屈折率１．４６のＳｉＯ2、第２の光
学媒質層５として屈折率２．１５のＴａ2Ｏ5、第３の光
学媒質層７として屈折率２．５５のＴｉＯ2、キャビテ
ィ層として屈折率１．４６のＳｉＯ2により構成される
場合について説明したが、これ以外の光学媒質層の組み
合わせにおいても、適宜、光学媒質層を組み合わせるこ
とで、透過スペクトルを改善することが可能である。Further, in the second embodiment, SiO 2 having a refractive index of 1.46 is used as the first optical medium layer 4, Ta 2 O 5 having a refractive index of 2.15 is used as the second optical medium layer 5, and third optical medium layer 3 is used. In the above description, the optical medium layer 7 is made of TiO 2 having a refractive index of 2.55, and the cavity layer is made of SiO 2 having a refractive index of 1.46. The transmission spectrum can be improved by combining the medium layers.
【００５１】また、製造方法については、実施の形態１
と同様に、特に屈折率の正確な制御が必要とされる第３
の光学媒質層の成膜に、ＥＣＲスパッタ法をもちいるこ
とにより、優れた透過特性を有するフィルタを形成する
ことが可能である。第１の光学媒質層、第２の光学媒質
層の成膜にも使用できることはいうまでもない。Regarding the manufacturing method, the first embodiment
As well as the third, which requires precise control of the refractive index in particular.
By using the ECR sputtering method for forming the optical medium layer, it is possible to form a filter having excellent transmission characteristics. It goes without saying that it can also be used for film formation of the first optical medium layer and the second optical medium layer.
【００５２】次に、実施の形態３にかかるマルチキャビ
ティ構成の光学多層膜フィルタを、図５および図６を参
照して、説明する。図５は実施の形態３におけるマルチ
キャビティ構成の光学多層膜フィルタの構成を示す断面
図、図６は実施の形態３におけるマルチキャビティ構成
の光学多層膜フィルタの透過スペクトルのシミュレーシ
ョン結果を示す説明図である。実施の形態３に係るマル
チキャビティ構成の光学多層膜フィルタは、ファブリペ
ロー型多層膜フィルタを５つ直列に接続した構成であ
り、５キャビティ層を有する。Next, an optical multilayer filter having a multi-cavity structure according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of the optical multi-layer film filter having the multi-cavity structure according to the third embodiment, and FIG. 6 is an explanatory view showing the simulation result of the transmission spectrum of the optical multi-layer film filter having the multi-cavity structure according to the third embodiment. is there. The optical multi-layered film filter having the multi-cavity structure according to the third embodiment has a structure in which five Fabry-Perot type multi-layered film filters are connected in series and has five cavity layers.
【００５３】実施の形態３にかかるマルチキャビティ構
成の光学多層膜フィルタは、基板上１に、第１のファブ
リペロー多層膜フィルタ２ａと、第２のファブリペロー
多層膜フィルタ２ｂと、第３のファブリペロー多層膜フ
ィルタ２ｃと、第４のファブリペロー多層膜フィルタ２
ｄと、第５のファブリペロー多層膜フィルタ２ｅとを第
１の光学媒質層４を挟んで積層させ、さらに最上部に第
１の光学媒質層４を積層させた５キャビティ層を有する
構成である。The optical multi-layered film filter having the multi-cavity structure according to the third embodiment comprises a first Fabry-Perot multi-layered film filter 2a, a second Fabry-Perot multi-layered film filter 2b, and a third Fabry-Perot multi-layered film filter 2 on a substrate 1. Perot multilayer filter 2c and fourth Fabry-Perot multilayer filter 2
d and the fifth Fabry-Perot multilayer filter 2e are laminated with the first optical medium layer 4 sandwiched therebetween, and further the five cavity layer is formed by laminating the first optical medium layer 4 on the uppermost part. .
【００５４】第１のファブリペロー型多層膜フィルタ２
ａは第１の積層体３ａと第２の積層体３ｂとをキャビテ
ィ層６を挟んで積層させた構成を有する。第２のファブ
リペロー型多層膜フィルタ２ｂは第３の積層体３ｃと第
４の積層体３ｄとをキャビティ層６を挟んで積層させた
構成を有する。第３のファブリペロー型多層膜フィルタ
２ｃは第５の積層体３ｅと第６の積層体３ｆとをキャビ
ティ層６を挟んで積層させた構成を有する。第４のファ
ブリペロー型多層膜フィルタ２ｄは第７の積層体３ｇと
第８の積層体３ｈとをキャビティ層６を挟んで積層させ
た構成を有する。第５のファブリペロー型多層膜フィル
タ２ｅは第９の積層体３ｉと第１０の積層体３ｊとをキ
ャビティ層６を挟んで積層させた構成を有する。First Fabry-Perot type multilayer filter 2
a has a structure in which the first laminated body 3a and the second laminated body 3b are laminated with the cavity layer 6 interposed therebetween. The second Fabry-Perot type multilayer filter 2b has a structure in which a third laminated body 3c and a fourth laminated body 3d are laminated with the cavity layer 6 interposed therebetween. The third Fabry-Perot type multilayer filter 2c has a structure in which a fifth laminated body 3e and a sixth laminated body 3f are laminated with the cavity layer 6 interposed therebetween. The fourth Fabry-Perot type multilayer filter 2d has a structure in which a seventh laminated body 3g and an eighth laminated body 3h are laminated with the cavity layer 6 interposed therebetween. The fifth Fabry-Perot type multilayer filter 2e has a configuration in which a ninth laminated body 3i and a tenth laminated body 3j are laminated with the cavity layer 6 interposed therebetween.
【００５５】第１の積層体３ａは、第１の光学媒質層４
と第２の光学媒質層５とを交互に積層した構成を有す
る。例えば、２１層積層した場合、第１の積層体３ａの
例えば一番上の層と例えば一番下の層はともに第２の光
学媒質層５により形成される。第２の積層体３ｂは、第
１の光学媒質層４と第２の光学媒質層５とを交互に積層
した構成を有する。例えば、２１層積層した場合、第２
の積層体３ｂの例えば一番上の層と例えば一番下の層は
ともに第２の光学媒質層５により形成される。第３の積
層体３ｃは、第１の光学媒質層４と第２の光学媒質層５
とを交互に積層した構成を有する。例えば、２１層積層
した場合、第３の積層体３ｃの例えば一番上の層と例え
ば一番下の層はともに第２の光学媒質層５により形成さ
れる。第４の積層体３ｄは、第１の光学媒質層４と第２
の光学媒質層５とを交互に積層した構成を有するが、第
２の光学媒質層５のうち少なくとも１層を、その第２の
光学媒質層５よりも高屈折率を有する第３の光学媒質層
７により形成する。例えば、２１層積層した場合、第４
の積層体３ｄの例えば一番上の層を第３の光学媒質層７
により形成される。第５の積層体３ｅは、第１の光学媒
質層４と第２の光学媒質層５とを交互に積層した構成を
有するが、第２の光学媒質層５のうち少なくとも１層
を、その第２の光学媒質層５よりも高屈折率を有する第
３の光学媒質層７により形成する。例えば、２１層積層
した場合、第５の積層体３ｅの例えば一番下の層を第３
の光学媒質層７により形成される。The first laminated body 3a includes the first optical medium layer 4
And the second optical medium layer 5 are alternately laminated. For example, when 21 layers are stacked, both the uppermost layer and the lowermost layer of the first stacked body 3a are both formed by the second optical medium layer 5. The second stacked body 3b has a configuration in which the first optical medium layers 4 and the second optical medium layers 5 are alternately stacked. For example, when 21 layers are stacked, the second
The uppermost layer and the lowermost layer, for example, of the laminated body 3b are both formed by the second optical medium layer 5. The third stacked body 3c includes a first optical medium layer 4 and a second optical medium layer 5
It has a configuration in which and are alternately laminated. For example, when 21 layers are stacked, both the uppermost layer and the lowermost layer of the third stacked body 3c are both formed by the second optical medium layer 5. The fourth laminated body 3d includes the first optical medium layer 4 and the second optical medium layer 4d.
And a third optical medium having a higher refractive index than the second optical medium layer 5 of at least one of the second optical medium layers 5. Formed by layer 7. For example, if 21 layers are stacked, the fourth
Of the laminated body 3d of FIG.
Is formed by. The fifth laminated body 3e has a configuration in which the first optical medium layers 4 and the second optical medium layers 5 are alternately laminated. At least one layer of the second optical medium layers 5 is The third optical medium layer 7 has a higher refractive index than the second optical medium layer 5. For example, when 21 layers are stacked, for example, the bottom layer of the fifth stacked body 3e is the third layer.
Is formed by the optical medium layer 7.
【００５６】第６の積層体３ｆは、第１の光学媒質層４
と第２の光学媒質層５とを交互に積層した構成を有する
が、第２の光学媒質層５のうち少なくとも１層を、その
第１の光学媒質層４よりも高屈折率を有する第３の光学
媒質層７により形成する。例えば、２１層積層した場
合、第６の積層体３ｆの例えば一番上の層を第３の光学
媒質層７により形成される。第７の積層体３ｇは、第１
の光学媒質層４と第２の光学媒質層５とを交互に積層し
た構成を有するが、第１の光学媒質層４のうち少なくと
も１層を、その第１の光学媒質層４よりも高屈折率を有
する第３の光学媒質層７により形成する。例えば、２１
層積層した場合、第７の積層体３ｇの例えば一番下の層
を第３の光学媒質層７により形成される。第８の積層体
３ｈは、第１の光学媒質層４と第２の光学媒質層５とを
交互に積層した構成を有する。例えば、２１層積層した
場合、第８の積層体３ｈの例えば一番上の層と例えば一
番下の層はともに第２の光学媒質層５により形成され
る。第９の積層体３ｉは、第１の光学媒質層４と第２の
光学媒質層５とを交互に積層した構成を有する。例え
ば、２１層積層した場合、第９の積層体３ｉの例えば一
番上の層と例えば一番下の層はともに第２の光学媒質層
５により形成される。第１０の積層体３ｊは、第１の光
学媒質層４と第２の光学媒質層５とを交互に積層した構
成を有する。例えば、２１層積層した場合、第１０の積
層体３ｊの例えば一番上の層と例えば一番下の層はとも
に第２の光学媒質層５により形成される。The sixth laminated body 3f includes the first optical medium layer 4
And a second optical medium layer 5 are alternately laminated, but at least one layer of the second optical medium layer 5 has a higher refractive index than that of the first optical medium layer 4. It is formed by the optical medium layer 7. For example, when 21 layers are stacked, the uppermost layer of the sixth stacked body 3f is formed by the third optical medium layer 7, for example. The seventh laminated body 3g is the first
The optical medium layers 4 and the second optical medium layers 5 are alternately laminated, but at least one of the first optical medium layers 4 has a higher refractive index than that of the first optical medium layers 4. It is formed by the third optical medium layer 7 having a refractive index. For example, 21
In the case of stacking layers, for example, the bottom layer of the seventh stacked body 3g is formed by the third optical medium layer 7. The eighth laminated body 3h has a configuration in which the first optical medium layer 4 and the second optical medium layer 5 are alternately laminated. For example, when 21 layers are stacked, both the uppermost layer and the lowermost layer of the eighth stacked body 3h are both formed by the second optical medium layer 5. The ninth laminated body 3i has a configuration in which the first optical medium layer 4 and the second optical medium layer 5 are alternately laminated. For example, when 21 layers are stacked, the uppermost layer and the lowermost layer of the ninth stacked body 3i are both formed by the second optical medium layer 5. The tenth stacked body 3j has a configuration in which the first optical medium layers 4 and the second optical medium layers 5 are alternately stacked. For example, when 21 layers are stacked, the uppermost layer and the lowermost layer, for example, of the tenth stacked body 3j are both formed by the second optical medium layer 5.
【００５７】上記のように、１つのファブリペロー型多
層膜フィルタは、２つの積層体により構成され、それら
の積層体は２１層の光学媒質層により構成される。積層
体の間にはキャビティ層を構成するため、１つのファブ
リペロー型多層膜フィルタの総層数は４３層となる。ま
た、ファブリペロー型多層膜フィルタ間は光学媒質層を
挟んで接続し、最上層にも光学媒質層を形成する。よっ
て、実施の形態３に係るマルチキャビティ構成の光学多
層膜フィルタの全層数は２２０層となる。As described above, one Fabry-Perot type multilayer filter is composed of two laminated bodies, and these laminated bodies are composed of 21 optical medium layers. Since a cavity layer is formed between the laminated bodies, the total number of layers of one Fabry-Perot type multilayer filter is 43 layers. Further, the Fabry-Perot type multilayer filters are connected with the optical medium layer interposed therebetween, and the optical medium layer is also formed on the uppermost layer. Therefore, the total number of layers of the optical multilayer filter having the multi-cavity structure according to the third embodiment is 220 layers.
【００５８】実施の形態１と同様に、基板１は、例えば
屈折率１．４７を有する透明基板である。第１の光学媒
質層４は低屈折率を有する誘電体膜、例えば屈折率１．
４６のＳｉＯ2により構成され、光学膜厚がλ／４にな
るような膜厚で形成される。第２の光学媒質層５は高屈
折率を有する誘電体膜、例えば屈折率２．１５のＴａ 2
Ｏ5により構成され、光学膜厚がλ／４になるような膜
厚で形成される。第３の光学媒質層７は第２の光学媒質
層５よりもさらに高い屈折率を有する誘電体膜、例えば
屈折率２．５５のＴｉＯ2により構成され、光学膜厚が
λ／４となるような膜厚で形成される。キャビティ層６
は、第１の光学媒質層４または第２の光学媒質層５を構
成する光学媒質、例えば屈折率１．４６のＳｉＯ2によ
り構成され、光学膜厚がλ／２となるような膜厚で形成
される。なお、λはフィルタの設計波長である。Similar to the first embodiment, the substrate 1 is, for example,
It is a transparent substrate having a refractive index of 1.47. First optical medium
The quality layer 4 is a dielectric film having a low refractive index, for example, a refractive index of 1.
46 SiO2The optical film thickness is λ / 4.
Is formed with a film thickness such that The second optical medium layer 5 is highly flexible
A dielectric film having a folding ratio, for example, Ta with a refractive index of 2.15 2
OFiveA film having an optical film thickness of λ / 4
Formed in thickness. The third optical medium layer 7 is the second optical medium.
A dielectric film having a higher refractive index than the layer 5, for example
TiO with a refractive index of 2.552The optical film thickness is
It is formed to have a film thickness of λ / 4. Cavity layer 6
Defines the first optical medium layer 4 or the second optical medium layer 5.
Optical medium, for example, SiO with a refractive index of 1.462By
And is formed to have an optical film thickness of λ / 2.
To be done. Note that λ is the design wavelength of the filter.
【００５９】例えば、λを１５５０ｎｍとした場合に、
第１の光学媒質層４の膜厚は２６５．２ｎｍ、第２の光
学媒質層５の膜厚は１８０．２ｎｍ、第３の光学媒質層
７の膜厚は１５２．０ｎｍ、キャビティ層６の膜厚は５
３０．８ｎｍとなる。For example, when λ is 1550 nm,
The thickness of the first optical medium layer 4 is 265.2 nm, the thickness of the second optical medium layer 5 is 180.2 nm, the thickness of the third optical medium layer 7 is 152.0 nm, and the cavity layer 6 is a film. Thickness is 5
It becomes 30.8 nm.
【００６０】次に、実施の形態３に係るマルチキャビテ
ィ構成の光学多層膜フィルタの透過スペクトルを図６を
参照して説明する。図６によれば、−０．５ｄＢでの透
過幅は０．０８ｎｍ、−２５ｄＢでのクロストーク幅は
０．１３ｎｍ、リップルは０．２ｄＢとなり、従来の５
キャビティ構成のフィルタ特性と比較して、特性の改善
がみられる。Next, the transmission spectrum of the optical multi-layer film filter having the multi-cavity structure according to the third embodiment will be described with reference to FIG. According to FIG. 6, the transmission width at −0.5 dB is 0.08 nm, the crosstalk width at −25 dB is 0.13 nm, and the ripple is 0.2 dB.
There is an improvement in the characteristics compared to the filter characteristics of the cavity configuration.
【００６１】また、本実施の形態３では、キャビティ層
６間に挟まれた積層体に含まれる第２の光学媒質層５の
うちの２層を第３の光学媒質層により形成した例につい
て説明したが、第２の光学媒質層５のうちの１層を第３
の光学媒質層７により形成した場合でもリップルを減少
させることが可能である。Further, in the third embodiment, an example in which two of the second optical medium layers 5 included in the laminated body sandwiched between the cavity layers 6 are formed by the third optical medium layer will be described. However, one layer of the second optical medium layer 5 is
Even when it is formed by the optical medium layer 7, the ripple can be reduced.
【００６２】また、第３の光学媒質層７の屈折率の値に
より、透過スペクトルは大きく変化するが、実施の形態
３においては、第３の光学媒質層７の屈折率が２．５５
近傍の値を有する光学媒質層を用いた場合に、リップル
をもっと小さくすることが可能である。適宜、第３の光
学媒質層７を選択することで、リップルの調整が可能で
ある。Further, although the transmission spectrum largely changes depending on the value of the refractive index of the third optical medium layer 7, in the third embodiment, the refractive index of the third optical medium layer 7 is 2.55.
The ripple can be further reduced by using an optical medium layer having a value in the vicinity. Ripple can be adjusted by selecting the third optical medium layer 7 as appropriate.
【００６３】上記したように、複数の第１の光学媒質層
４と、複数の第２の光学媒質層５とを交互に積層した複
数の積層体を、キャビティ層を介して接続し、キャビテ
ィ層の間の第２の光学媒質層５のうち少なくとも１層
を、第３の光学媒質層７により形成することにより、リ
ップルの調整が可能である。As described above, a plurality of laminated bodies in which the plurality of first optical medium layers 4 and the plurality of second optical medium layers 5 are alternately laminated are connected via the cavity layer, and the cavity layer is connected. The ripple can be adjusted by forming at least one layer of the second optical medium layer 5 between the third optical medium layers 7.
【００６４】また、実施の形態３では、第３の光学媒質
層７をマルチキャビティ構成の光学多層膜フィルタの複
数のキャビティ層６のほぼ中央部に配置したが、中央部
以外の位置に形成した場合においても同様に、リップル
を小さくする改善効果がみられる。Further, in the third embodiment, the third optical medium layer 7 is arranged at substantially the central portion of the plurality of cavity layers 6 of the optical multilayer filter having the multi-cavity structure, but it is formed at a position other than the central portion. Also in the case, the improvement effect of reducing the ripple is similarly observed.
【００６５】また、実施の形態３においては、第１の光
学媒質層４として屈折率１．４６のＳｉＯ2、第２の光
学媒質層５として屈折率２．１５のＴａ2Ｏ5、第３の光
学媒質層７として屈折率２．５５のＴｉＯ2、キャビテ
ィ層として屈折率１．４６のＳｉＯ2により構成される
場合について説明したが、これ以外の光学媒質層の組み
合わせにおいても、適宜、光学媒質層を組み合わせるこ
とで、透過スペクトルを改善することが可能である。In the third embodiment, SiO 2 having a refractive index of 1.46 is used as the first optical medium layer 4, Ta 2 O 5 having a refractive index of 2.15 is used as the second optical medium layer 5, and In the above description, the optical medium layer 7 is made of TiO 2 having a refractive index of 2.55, and the cavity layer is made of SiO 2 having a refractive index of 1.46. The transmission spectrum can be improved by combining the medium layers.
【００６６】また、製造方法については、実施の形態１
と同様に、特に屈折率の正確な制御が必要とされる第３
の光学媒質層の成膜に、ＥＣＲスパッタ法をもちいるこ
とにより、優れた透過特性を有するフィルタを形成する
ことが可能である。第１の光学媒質層、第２の光学媒質
層の成膜にも使用できることはいうまでもない。As for the manufacturing method, the first embodiment
As well as the third, which requires precise control of the refractive index in particular.
By using the ECR sputtering method for forming the optical medium layer, it is possible to form a filter having excellent transmission characteristics. It goes without saying that it can also be used for film formation of the first optical medium layer and the second optical medium layer.
【００６７】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
【００６８】[0068]
【発明の効果】本発明によれば、透過スペクトルの形状
を調整し、またリップルをなくして平坦化することによ
り、光多重通信で要求される透過特性を満たすことが可
能である。According to the present invention, it is possible to satisfy the transmission characteristics required for optical multiplex communication by adjusting the shape of the transmission spectrum and eliminating ripples to flatten it.
【図１】 実施の形態１におけるマルチキャビティ構成
の光学多層膜フィルタの構成を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of an optical multilayer filter having a multi-cavity configuration according to a first embodiment.
【図２】 実施の形態１におけるマルチキャビティ構成
の光学多層膜フィルタの透過スペクトルのシミュレーシ
ョン結果を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a simulation result of a transmission spectrum of an optical multilayer filter having a multi-cavity configuration according to the first embodiment.
【図３】 実施の形態２におけるマルチキャビティ構成
の光学多層膜フィルタの構成を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a structure of an optical multilayer film filter having a multi-cavity structure according to a second embodiment.
【図４】 実施の形態２におけるマルチキャビティ構成
の光学多層膜フィルタの透過スペクトルのシミュレーシ
ョン結果を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a simulation result of a transmission spectrum of an optical multilayer film filter having a multi-cavity configuration according to the second embodiment.
【図５】 実施の形態３におけるマルチキャビティ構成
の光学多層膜フィルタの構成を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a configuration of an optical multilayer filter having a multi-cavity configuration according to a third embodiment.
【図６】 実施の形態３におけるマルチキャビティ構成
の光学多層膜フィルタの透過スペクトルのシミュレーシ
ョン結果を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a simulation result of a transmission spectrum of an optical multilayer film filter having a multi-cavity configuration according to the third embodiment.
【図７】 従来のファブリペロー型多層膜フィルタの構
成を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional Fabry-Perot type multilayer filter.
【図８】 従来のファブリペロー型多層膜フィルタの透
過スペクトルのシミュレーション結果を示す説明図であ
る。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a simulation result of a transmission spectrum of a conventional Fabry-Perot type multilayer filter.
【図９】 図８の透過域の拡大図である。。9 is an enlarged view of the transmission region of FIG. .
【図１０】 従来のファブリペロー型多層膜フィルタの
透過スペクトルを示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a transmission spectrum of a conventional Fabry-Perot type multilayer filter.
【図１１】 従来の３キャビティ構成のファブリペロー
型多層膜フィルタの構成を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional Fabry-Perot type multilayer film filter having a three-cavity structure.
【図１２】 従来の３キャビティ構成のファブリペロー
型多層膜フィルタの透過スペクトルのシミュレーション
結果を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a simulation result of a transmission spectrum of a conventional Fabry-Perot type multilayer filter having a three-cavity structure.
【図１３】 従来の４キャビティ構成のファブリペロー
型多層膜フィルタの透過スペクトルのシミュレーション
結果を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a simulation result of a transmission spectrum of a conventional four-cavity Fabry-Perot type multilayer filter.
【図１４】 従来の５キャビティ構成のファブリペロー
型多層膜フィルタの透過スペクトルのシミュレーション
結果を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing a simulation result of a transmission spectrum of a conventional Fabry-Perot type multilayer filter having a 5-cavity structure.
１…基板、２…ファブリペロー型多層膜フィルタ、２ａ
…第１のファブリペロー型多層膜フィルタ、２ｂ…第２
のファブリペロー型多層膜フィルタ、２ｃ…第３のファ
ブリペロー型多層膜フィルタ、２ｄ…第４のファブリペ
ロー型多層膜フィルタ、２ｅ…第５のファブリペロー型
多層膜フィルタ、３ａ…第１の積層体、３ｂ…第２の積
層体、３ｃ…第３の積層体、３ｄ…第４の積層体、３ｅ
…第５の積層体、３ｆ…第６の積層体、３ｇ…第７の積
層体、３ｈ…第８の積層体、３ｉ…第９の積層体、３ｊ
…第１０の積層体、４…第１の光学媒質層、５…第２の
光学媒質層、６…キャビティ層、７…第３の光学媒質
層。1 ... Substrate, 2 ... Fabry-Perot type multilayer film filter, 2a
... First Fabry-Perot type multilayer filter, 2b ... Second
Fabry-Perot type multi-layer filter, 2c ... Third Fabry-Perot type multi-layer filter, 2d ... Fourth Fabry-Perot type multi-layer filter, 2e ... Fifth Fabry-Perot type multi-layer filter, 3a. Body, 3b ... second laminate, 3c ... third laminate, 3d ... fourth laminate, 3e
... 5th laminated body, 3f ... 6th laminated body, 3g ... 7th laminated body, 3h ... 8th laminated body, 3i ... 9th laminated body, 3j
... tenth laminated body, 4 ... first optical medium layer, 5 ... second optical medium layer, 6 ... cavity layer, 7 ... third optical medium layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 順一 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 小野 俊郎 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H048 GA04 GA13 GA33 GA55 GA62 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Junichi Kato 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Toshiro Ono 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Telegraph and Telephone Corporation F-term (reference) 2H048 GA04 GA13 GA33 GA55 GA62
Claims (2)
学媒質層と、第１の光学媒質層より高い屈折率を有する
第２の光学媒質からなる複数の第２の光学媒質層とを交
互に積層した複数の積層体を、前記第１の光学媒質層ま
たは前記第２の光学媒質層からなるキャビティ層を介し
て接続したマルチキャビティ構成を有するファブリペロ
ー型光学多層膜フィルタにおいて、 前記キャビティ層の間の前記第２の光学媒質層のうち少
なくとも１層を、前記第２の光学媒質層よりも高い屈折
率を有する第３の光学媒質層により形成したことを特徴
とするファブリペロー型光学多層膜フィルタ。1. A plurality of first optical medium layers made of a first optical medium, and a plurality of second optical medium layers made of a second optical medium having a refractive index higher than that of the first optical medium layers. In a Fabry-Perot type optical multilayer film filter having a multi-cavity structure in which a plurality of laminated bodies alternately laminated with each other are connected via a cavity layer composed of the first optical medium layer or the second optical medium layer, A Fabry-Perot type characterized in that at least one layer of the second optical medium layers between the cavity layers is formed by a third optical medium layer having a higher refractive index than the second optical medium layer. Optical multilayer filter.
多層膜フィルタにおいて、 前記第１の光学媒質層と、前記第２の光学媒質層と、前
記第３の光学媒質層とを、これらの光学膜厚がそれぞ
れ、設計波長λに対して、λ／４になるような膜厚で形
成し、 前記キャビティ層を、この前記キャビティ層の光学膜厚
が、設計波長λに対して、λ／２になるような膜厚で形
成したことを特徴とするファブリペロー型光学多層膜フ
ィルタ。2. The Fabry-Perot type optical multilayer film filter according to claim 1, wherein the first optical medium layer, the second optical medium layer, and the third optical medium layer Each of the optical layers is formed to have a thickness of λ / 4 with respect to a design wavelength λ, and the cavity layer has an optical thickness of λ / A Fabry-Perot type optical multilayer film filter, which is formed to have a film thickness of 2.
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|---|---|---|---|---|
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