JP2003302521A - Optical multilayered film filter - Google Patents
Optical multilayered film filterInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信装置や光学
デバイス等に使用される光学多層膜フィルタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical multilayer film filter used in optical communication devices, optical devices and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光学多層膜フィルタは、光学的な屈折率
の異なる光学媒質膜、例えば誘電体膜を交互に積み重ね
て形成され、境界面での反射光の干渉を利用して所定の
光学特性を得るものである。現在、単層膜では得られな
い所望の光学特性を得るために、眼鏡などのガラス上お
よびプラスチック上への無反射コーティング、ビデオカ
メラの色分解プリズム、バンドパスフィルタなどの各種
光学フィルタ、発光レーザの端面コーティング等に使用
されている。また、最近の状況として広帯域光波長多重
（高密度波長分割多重（ＤｅｎｓｅＷａｖｅｌｅｎｇｔ
ｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：Ｄ
ＷＤＭ）通信に用いる合波フィルタや分波フィルタ、さ
らに、短距離間に用いられるイーサネット（登録商標）
通信において１０Ｇｂｐｓ級の広光波長多重（Ｗｉｄｅ
Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔ
ｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＷＤＭ）通信（ｌＥＥＥ８０２．
３規格）に応用される。2. Description of the Related Art An optical multi-layer film filter is formed by alternately stacking optical medium films having different optical refractive indexes, for example, dielectric films, and makes use of interference of reflected light at a boundary surface to provide predetermined optical characteristics. Is what you get. At present, non-reflective coatings on glasses and plastics such as glasses, color separation prisms for video cameras, various optical filters such as bandpass filters, and light-emitting lasers to obtain desired optical characteristics that cannot be obtained with single-layer films. It is used for end face coating, etc. Also, as a recent situation, wideband optical wavelength multiplexing (Dense Wavelength Division Multiplexing (Dense Wavelength
h Division Multiplexing: D
WDM) multiplexing and demultiplexing filters used for communication, and Ethernet (registered trademark) used for short distances
Wide optical wavelength division multiplexing (Wide) of 10 Gbps class in communication
Wavelength Division Multi
Iplexing: WWDM) communication (lEE802.
3 standards).
【０００３】光学フィルタの設計について、図２４から
図２６を参照して説明する。図２４に示すように、屈折
率ｎsの基板１上に、屈折率ｎ1の透明な光学媒質膜１２
を膜厚ｄ1で形成した単層膜フィルタにおいて、光学媒
質膜１２に光が入射した場合の特性マトリックス（Ｍ）
は、式（１）のように定義される。但し、入射光の波長
をλ、入射角は入射面の法線に対しθ、β＝２π・ｎ1
・ｄ1・ｃｏｓ（θ）／λと定義する。また、ｉは虚数
を示し、ｍ11、ｍ12、ｍ21、ｍ22は、特性マトリックス
（Ｍ）の行列成分であり、ｍ11＝ｍ22＝ｃｏｓ（β）、
ｍ12＝ｉ・１／ξ・ｓｉｎ（β）、ｍ21＝ｉ・ξ・ｓｉ
ｎ（β）である。The design of the optical filter will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 24, a transparent optical medium film 12 having a refractive index n 1 is formed on a substrate 1 having a refractive index n s.
In a single-layer film filter having a film thickness of d 1 , a characteristic matrix (M) when light enters the optical medium film 12
Is defined as in equation (1). However, the wavelength of the incident light is λ, the incident angle is θ with respect to the normal to the incident surface, and β = 2π · n 1
・ Defined as d 1・ cos (θ) / λ. Further, i represents an imaginary number, m 11 , m 12 , m 21 , and m 22 are matrix elements of the characteristic matrix (M), and m 11 = m 22 = cos (β),
m 12 = i · 1 / ξ · sin (β), m 21 = i · ξ · si
n (β).
【０００４】[0004]
【数１】 [Equation 1]
【０００５】式（１）において、ξはＳ偏光の場合はξ
＝−ｎ1・ｃｏｓ（θ）となり、Ｐ偏光の場合は、ξ＝
ｎ1／ｃｏｓ（θ）となるが、簡単のために、今後は、
Ｓ偏光の場合を考える。入射角θが０度の場合には、ｃ
ｏｓ（θ）＝１となるため、β＝２π・ｎ1・ｄ1／λ、
ξ＝−ｎ1となる。また、入射角θ＝０で、かつ、光学
膜厚がｎ1・ｄ1＝λ／４の場合には、β＝π／２でなの
で、ｃｏｓ（β）＝０、ｓｉｎ（β）＝１となる。した
がって、ｍ11＝ｍ22＝０、ｍ12＝−１／ｎ1、ｍ21＝−
ｎ1となる。さらに、入射角θ＝０で、かつ、光学膜厚
がｎ1・ｄ1＝λ／２の場合には、β＝πであるので、ｃ
ｏｓ（β）＝−１、ｓｉｎ（β）＝０となる。したがっ
て、ｍ11＝ｍ22＝−１、ｍ12＝ｍ21＝０となる。また、
式（１）の特性マトリックス（Ｍ）から、反射率係数｜
ｒ｜および透過率係数ｔは、入射角θが０度で基板の屈
折率がｎ0の場合に、式（２）、式（３）となる。ただ
し、基板の屈折率をｎsとし、空気の屈折率は、ｎ0＝１
とした。In the equation (1), ξ is ξ for S-polarized light.
= -N 1 · cos (θ), and in the case of P-polarized light, ξ =
n 1 / cos (θ), but for the sake of simplicity, in the future,
Consider the case of S polarization. When the incident angle θ is 0 degree, c
Since os (θ) = 1, β = 2π · n 1 · d 1 / λ,
ξ = −n 1 . When the incident angle θ = 0 and the optical film thickness is n 1 · d 1 = λ / 4, β = π / 2, so cos (β) = 0, sin (β) = 1 Becomes Therefore, m 11 = m 22 = 0, m 12 = −1 / n 1 , m 21 = −
It becomes n 1 . Further, when the incident angle θ = 0 and the optical film thickness is n 1 · d 1 = λ / 2, β = π, so that c
os (β) = − 1 and sin (β) = 0. Therefore, m 11 = m 22 = −1 and m 12 = m 21 = 0. Also,
From the characteristic matrix (M) of equation (1), the reflectance coefficient |
r | and the transmittance coefficient t are given by equations (2) and (3) when the incident angle θ is 0 degrees and the refractive index of the substrate is n 0 . However, the refractive index of the substrate is n s, and the refractive index of air is n 0 = 1
And
【０００６】[0006]
【数２】 [Equation 2]
【０００７】したがって、式（２）から反射率Ｒは式
（４）、さらに式（３）から透過率Ｔは式（５）とな
る。Therefore, the reflectance R becomes the equation (4) from the equation (2), and the transmittance T becomes the equation (5) from the equation (3).
【０００８】[0008]
【数３】 [Equation 3]
【０００９】（式２）から（式５）より、光学膜厚がｎ
1・ｄ1＝λ／４および光学膜厚がｎ 1・ｄ1＝λ／２の場
合には、高い反射率、高い透過率を得られることがわか
る。From (Equation 2) to (Equation 5), the optical film thickness is n
1・ D1= Λ / 4 and the optical film thickness is n 1・ D1= Λ / 2 field
In the case of high temperature, it can be seen that high reflectance and high transmittance can be obtained.
It
【００１０】次に、図２５に示すような光学多層膜の場
合を考察する。全体の特性マトリックス（Ｍ）は、各光
学媒質の特性マトリックスをＭ0、Ｍ1、Ｍ2、
Ｍ3、．．．、Ｍk-2、Ｍk-1、Ｍk、Ｍsとした場合に、
式（６）となる。但し、全体特性マトリックス（Ｍ）の
行列成分をｍｍ11、ｍｍ12、ｍｍ21、ｍｍ22とした。Next, consider the case of an optical multilayer film as shown in FIG. The overall characteristic matrix (M) is the characteristic matrix of each optical medium M 0 , M 1 , M 2 ,
M 3 ,. ． ． , M k-2 , M k-1 , M k , M s ,
Equation (6) is obtained. However, the matrix components of the overall characteristic matrix (M) were set to mm 11 , mm 12 , mm 21 , and mm 22 .
【００１１】[0011]
【数４】 [Equation 4]
【００１２】上記したように、特性マトリックス（Ｍ）
により、式（４）や式（５）と同様に反射率Ｒと透過率
Ｔを求めることが可能である。式（６）において、入射
光の波長λを設計波長（または中心波長）λ0に固定し
て光学膜厚ｎdを選択することで、光学フィルタとして
の設計が可能となるため、所望のバンドパスフィルタを
得ることができる。As mentioned above, the characteristic matrix (M)
Thus, the reflectance R and the transmittance T can be obtained in the same manner as the equations (4) and (5). In formula (6), by fixing the wavelength λ of the incident light to the design wavelength (or center wavelength) λ 0 and selecting the optical film thickness n d , it becomes possible to design as an optical filter, so that a desired band is obtained. A pass filter can be obtained.
【００１３】次に、光波長多重（波長分割多重（Ｗａｖ
ｅｌｅｎｇｔｈ ＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ
ｉｎｇ：ＷＤＭ））通信に用いる合波フィルタや分波フ
ィルタの要求仕様について、図２６の透過特性を参照し
て説明する。バンドパス特性を評価する基準として、一
般的に−０．５ｄＢでのフィルタ透過幅（または透過帯
幅）Ｗ(F)と、−２５ｄＢでのクロストーク透過幅（ま
たは−２５ｄＢ透過波長幅）Ｗ(C)と、挿入損失とリッ
プル強度（または透過帯域リップル）が用いられる。Next, optical wavelength division multiplexing (wavelength division multiplexing (Wav
length DivisionMultiplex
ing: WDM)) The required specifications of the multiplexing filter and the demultiplexing filter used for communication will be described with reference to the transmission characteristics of FIG. As a standard for evaluating the bandpass characteristic, generally, the filter transmission width (or transmission band width) W (F) at −0.5 dB and the crosstalk transmission width (or −25 dB transmission wavelength width) W at −25 dB are used. (C) , insertion loss and ripple strength (or passband ripple) are used.
【００１４】フィルタ透過幅Ｗ(F)は、光信号が透過す
るバンドパス信号の幅を示しており、狭いほど規定され
たバンド帯域の中で多くの信号を通すことが可能とな
る。また、クロストーク幅Ｗ(C)は、混信することなし
にバンドパス信号をどれだけ近接させることができるか
を示しており、細いほど混信せずにバンドパス信号を並
べることができる。つまり、フィルタ透過幅Ｗ(F)とク
ロストーク幅Ｗ(C)がともに狭くなることで、規定され
たバンド帯域の中で通信に使用できるバンドパス信号が
増えることになる。また、挿入損失とは、バンドパス信
号の最大値の値と理想的な透過率１００％の強度差を示
している。さらに、リップルとは、バンドパス信号の最
大値付近の部分に透過率が局所的に低下する現象が見ら
れることであり、さざ波とも呼ばれる。リップルが発生
した場合、所望のバンドパス特性が得られないことがあ
る。リップルが発生した場合の信号最大値と局所的透過
率低下値との差をリップル強度とする。理想的なバンド
パス特性として、点線で示した矩形の形状が求められて
いる。The filter transmission width W (F) indicates the width of the bandpass signal through which the optical signal is transmitted, and the narrower it is, the more signals can be transmitted in the prescribed band band. The crosstalk width W (C) indicates how close the bandpass signals can be to each other without interference, and the thinner the crosstalk width, the more the bandpass signals can be arranged without interference. That is, both the filter transmission width W (F) and the crosstalk width W (C) are narrowed, so that the number of bandpass signals that can be used for communication within the defined band band increases. Further, the insertion loss indicates the intensity difference between the maximum value of the bandpass signal and the ideal transmittance of 100%. Further, the ripple is a phenomenon in which the transmittance locally decreases in a portion near the maximum value of the bandpass signal, and is also called a ripple. When ripple occurs, the desired bandpass characteristic may not be obtained. The ripple intensity is defined as the difference between the maximum signal value and the local transmittance reduction value when ripple occurs. A rectangular shape shown by a dotted line is required as an ideal bandpass characteristic.
【００１５】現在使用されているバンドパスフィルタの
特性としては、−０．５ｄＢでのフィルタ透過幅は２ｎ
ｍ以下で、−２５ｄＢでのクロストーク透過幅が４ｎｍ
から８ｎｍ程度であるが、既にフィルタ透過幅が１ｎｍ
以下のバンドパスフィルタの実用化を迎えている。さら
に、次世代の広帯域光波長多重通信（ＤＷＤＭ通信）に
用いるバンドパス特性の要求仕様としては、フィルタ透
過幅が０．１ｎｍ、クロストーク透過幅が０．３ｎｍ、
挿入損失が１ｄＢ以下、リップル強度が０．２ｄＢとい
う値が要求されている。このため最適なバンドパス特性
の設計が求められている。また、光学多層膜の総数も数
十層から数百層と非常に多くなるため、膜厚や膜質の均
一性もこれまで以上に高精度なものが要求されるように
なっている。As a characteristic of the band-pass filter currently used, the filter transmission width at -0.5 dB is 2n.
Crosstalk transmission width at -25 dB is 4 nm at m or less.
To about 8 nm, but the filter transmission width is already 1 nm
The following bandpass filters have been put to practical use. Furthermore, as the required specifications of the bandpass characteristics used in the next-generation broadband optical wavelength division multiplexing (DWDM communication), the filter transmission width is 0.1 nm, the crosstalk transmission width is 0.3 nm,
Insertion loss of 1 dB or less and ripple strength of 0.2 dB are required. Therefore, it is required to design the optimum bandpass characteristic. Further, since the total number of optical multilayer films is very large, from several tens to several hundreds, it is required that the uniformity of film thickness and film quality is higher than ever.
【００１６】さらに、幹線の大規模通信だけでなく、Ｌ
ＡＮ（Ｌｏｃａ１ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信で
デファクトスタンダードになっているイーサネット通信
においても、光学多層膜フィルタが使用されつつある。
現在のツイストペアによる通信に代わって光ファイバを
用いた１０ＧＢＡＳＥ−Ｘや１０ＧＢＡＳＥ−Ｗという
１０Ｇｂｐｓ級の通信がＩＥＥＥ８０２．３規格として
標準化され、普及に向けた検討が進んでいる。この場合
に用いられる多重通信方式は、ＷＷＤＭ通信（ＣＷＤＭ
通信ともいう）と呼ばれ、１３１０ｎｍや１５５０ｎｍ
付近の波長帯域において、数十ｎｍずれた４つの波長で
４つのデータを重ね合わせて送信し、４つの受光器で別
々に読み取るものである。通信距離は約３００ｍである
が、ＬＡＮの世界では一番期待されている方式となって
いる。In addition to large-scale trunk line communication, L
Optical multilayer filters are also being used in Ethernet communication, which has become the de facto standard for AN (Local Area Network) communication.
Instead of the current twisted pair communication, 10 Gbps class communication such as 10 GBASE-X and 10 GBASE-W using an optical fiber has been standardized as an IEEE 802.3 standard, and a study for its popularization is progressing. The multiplex communication method used in this case is WWDM communication (CWDM).
Also called communication), 1310nm or 1550nm
In the near wavelength band, four data are superposed and transmitted at four wavelengths shifted by several tens of nm, and read separately by four light receivers. The communication distance is about 300 m, which is the most expected method in the world of LAN.
【００１７】このＷＷＤＭ通信用にも光学多層膜フィル
タが用いられる。評価基準としては、図２６に示したフ
ィルタ特性で、フィルタ透過幅が１０ｎｍ、クロストー
ク幅が２０ｎｍ以下、挿入損失が１ｄＢ以下、リップル
強度が０．５ｄＢという値が要求されている。このＷＷ
ＤＭ通信用光学多層膜フィルタでは、低コスト化が最大
の課題とされている。An optical multi-layer film filter is also used for this WWDM communication. As the evaluation criteria, the filter characteristics shown in FIG. 26 are required to have a filter transmission width of 10 nm, a crosstalk width of 20 nm or less, an insertion loss of 1 dB or less, and a ripple strength of 0.5 dB. This WW
In the optical multi-layer film filter for DM communication, cost reduction is the most important issue.
【００１８】多層膜に用いられる薄膜材料として、シリ
コン（Ｓｉ）、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、水
素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）、二酸化シ
リコン（ＳｉＯ2）、五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、ア
ルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、二酸
化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、二酸化ハフニウム（Ｈｆ
Ｏ2）、二酸化ランタン（ＬａＯ2）、二酸化セリウム
（ＣｅＯ2）、三酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）、三酸化
インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ）、二酸化ソリウム（ＴｈＯ2）などの酸化物および
二元以上の酸化物、あるいは、シリコン酸窒化物（Ｓｉ
ＯxＮx）、あるいは、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、窒化
アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ジルコニウム（Ｚｒ
Ｎ）、窒化ハフニウム（ＨｆＮ）、窒化ランタン（Ｌａ
Ｎ）などの窒化物および二元以上の窒化物、あるいは、
フッ素化マグネシウム（ＭｇＦ2）、三フッ化セリウム
（ＣｅＦ3）、二フッ化カルシウム（ＣａＦ2）、フッ化
リチウム（ＬｉＦ）、六フッ化三ナトリウムアルミニウ
ム（Ｎａ3ＡｌＦ6）などのフッ素化物、あるいは、二元
以上のフッ素化物などがある。Thin film materials used for the multilayer film include silicon (Si), amorphous silicon (a-Si), hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H), silicon dioxide (SiO 2 ), tantalum pentoxide (Ta 2). O 5 ), alumina (Al 2 O 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), zirconium dioxide (ZrO 2 ), hafnium dioxide (Hf)
O 2 ), lanthanum dioxide (LaO 2 ), cerium dioxide (CeO 2 ), antimony trioxide (Sb 2 O 3 ), indium trioxide (In 2 O 3 ), magnesium oxide (Mg
O), oxides such as thorium dioxide (ThO 2 ) and binary oxides, or silicon oxynitride (Si
O x N x), or silicon nitride (SiN), aluminum nitride (AlN), zirconium nitride (Zr
N), hafnium nitride (HfN), lanthanum nitride (La)
N) and other nitrides and binary nitrides, or
Fluorinated compounds such as magnesium fluoride (MgF 2 ), cerium trifluoride (CeF 3 ), calcium difluoride (CaF 2 ), lithium fluoride (LiF) and trisodium aluminum hexafluoride (Na 3 AlF 6 ), Alternatively, there are two or more fluorinated compounds.
【００１９】一般には、これらの薄膜材料のうち適当な
屈折率の異なる２種類の物質を選択し、透明基板上に薄
膜形成装置を用いて光学多層膜フィルタを作成する。こ
のような材料を積み重ねて多層膜として形成するため
に、様々な形成装置および形成方法が試みられている。
中でもスパッタ法（スパッタリング法）は、危険度の高
いガスや有毒ガスなどを使用する必要がなく、堆積する
膜の表面凹凸（表面モフォロジ）が比較的良好であるな
どの理由により、有望な成膜装置・方法の一つとなって
いる。その中でも、スパッタ法において化学量論的組成
の膜を得るための優れた装置・方法として酸素ガスや窒
素ガスなどの反応ガスを供給し、膜中の酸素や窒素が欠
落するのを防止する反応性スパッタ装置・方法が有望で
ある。Generally, two kinds of substances having different refractive indexes are selected from these thin film materials, and an optical multilayer filter is formed on a transparent substrate by using a thin film forming apparatus. Various forming apparatuses and forming methods have been tried in order to stack such materials to form a multilayer film.
Among them, the sputtering method (sputtering method) is a promising film formation because it does not require the use of highly dangerous gases or toxic gases, and the surface irregularities (surface morphology) of the deposited film are relatively good. It is one of the devices and methods. Among them, as a superior device / method for obtaining a film of stoichiometric composition in the sputtering method, a reaction gas such as oxygen gas or nitrogen gas is supplied to prevent loss of oxygen or nitrogen in the film. Promising sputtering equipment and method.
【００２０】反応性スパッタ装置・方法の中でも、電子
サイクロトロン共鳴（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔ
ｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：ＥＣＲ）と発散磁界を利
用して作られたプラズマ流を基板に照射するとともに、
ターケットと接地間に高周波または直流電圧を印加し、
上記ＥＣＲで発生させたプラズマ流中のイオンをターケ
ットに引き込み衝突させてスパッタ現象を引き起こすこ
とにより、膜を基板に堆積させる装置・方法（以下、こ
れをＥＣＲスパッタ法という）が良好な膜質を得られる
として最も有望である。ＥＣＲスパッタ法の特徴は、例
えば、小野地、ジャパニーズジャーナルオブアプライド
フィジクス、第２３巻、第８号、Ｌ５３４頁、１９８４
年（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．２３，ｎｏ．
８，Ｌ５３４（１９８４）．）に記載されている。Among the reactive sputtering devices and methods, the electron cyclotron resonance (Electron Cyclot resonance)
ron Resonance (ECR) and a divergent magnetic field are used to irradiate the substrate with a plasma flow,
Apply high frequency or DC voltage between the turquet and ground,
An apparatus / method for depositing a film on a substrate (hereinafter referred to as an ECR sputtering method) obtains good film quality by drawing ions in the plasma flow generated by the ECR into a turret and causing them to collide with each other to cause a sputtering phenomenon. The most promising. The characteristic of the ECR sputtering method is, for example, Onoji, Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 23, No. 8, L534, 1984.
Year (Jpn. J. Appl. Phys. 23, no.
8, L534 (1984). )It is described in.
【００２１】一般的に、ＲＦマグネトロンスパッタ法に
おいては、０．１Ｐａ程度以上のガス圧力でないと安定
なプラズマは得られないのに対し、上記ＥＣＲスパッタ
法では、０．０１Ｐａ程度以下の分子流領域のガス圧力
で安定なＥＣＲプラズマが得られる。また、ＥＣＲスパ
ッタ法は、高周波または直流電圧により、ＥＣＲにより
生成したイオンをターゲットに当ててスパッタリングを
行うため、低い圧力でスパッタリングができる。Generally, in the RF magnetron sputtering method, stable plasma cannot be obtained unless the gas pressure is about 0.1 Pa or more, whereas in the ECR sputtering method, the molecular flow region of about 0.01 Pa or less is obtained. A stable ECR plasma can be obtained at the gas pressure of. Further, in the ECR sputtering method, since the ions generated by the ECR are applied to the target by a high frequency or a DC voltage to perform the sputtering, the sputtering can be performed at a low pressure.
【００２２】また、ＥＣＲスパッタ法では、基板にＥＣ
Ｒプラズマ流とスパッタされた粒子が照射される。ＥＣ
Ｒプラズマ流のイオンは、発散磁界により１０ｅＶから
数１０ｅＶのエネルギーに制御される。また、気体が分
子流として振る舞う程度の低い圧力でプラズマを生成・
輸送しているために、基板に到達するイオンのイオン電
流密度も大きく取れる。したがって、ＥＣＲプラズマ流
のイオンは、スパッタされて基板に飛来した原料粒子に
エネルギーを与えるとともに、原料粒子と酸素または窒
素との結合反応を促進することとなり膜質が改善され
る。Further, in the ECR sputtering method, the EC on the substrate is
The R plasma stream and the sputtered particles are irradiated. EC
The ions in the R plasma flow are controlled to have an energy of 10 eV to several tens of eV by the divergent magnetic field. In addition, plasma is generated at a pressure low enough that the gas behaves as a molecular flow.
Since they are transported, the ion current density of the ions reaching the substrate can be large. Therefore, the ions of the ECR plasma flow give energy to the raw material particles that are sputtered and fly to the substrate, and promote the binding reaction between the raw material particles and oxygen or nitrogen, so that the film quality is improved.
【００２３】ＥＣＲスパッタ法は、特に、外部からの加
熱をしない室温に近い低い基板温度で基板上に高品質の
膜が形成できることが特徴である。ＥＣＲスパッタ法に
よる高品質な薄膜堆積については、例えば、天澤他、ジ
ャーナルオフバキュームサイエンスアンドテクノロジ
ー、第Ｂ１７巻、第５号、２２２２頁、１９９９年
（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ１７，ｎ
ｏ．５，２２２２（１９９９）．）に記載されている。The ECR sputtering method is particularly characterized in that a high quality film can be formed on a substrate at a low substrate temperature close to room temperature without heating from the outside. For high quality thin film deposition by ECR sputtering, see, for example, Amazawa et al., Journal Off Vacuum Science and Technology, Volume B17, No. 5, page 2222, 1999 (J. Vac. Sci. Technol. B17, n.
o. 5, 2222 (1999). )It is described in.
【００２４】また、ＥＣＲスパッタ法で堆積した膜の表
面モフォロジは、原子スケールのオーダーで平坦であ
る。したがって、ＥＣＲスパッタ法は、ナノメーターオ
ーダーの極薄膜からなる多層膜を形成するのに有望な装
置・方法である。The surface morphology of the film deposited by the ECR sputtering method is flat on the atomic scale order. Therefore, the ECR sputtering method is a promising device / method for forming a multilayer film composed of an ultra-thin film on the order of nanometers.
【００２５】さらに、ＥＣＲスパッタ法では、反応性ガ
スの分圧を制御することで、堆積膜の屈折率を精度良く
制御することができる。この特性を利用することによ
り、他のスパッタ法では困難な任意の屈折率に調整した
堆積膜を形成し、多層膜として形成することができる。Further, in the ECR sputtering method, the refractive index of the deposited film can be accurately controlled by controlling the partial pressure of the reactive gas. By utilizing this characteristic, it is possible to form a deposited film adjusted to an arbitrary refractive index, which is difficult with other sputtering methods, and form a multilayer film.
【００２６】図２７に、代表的な光学多層膜フィルタの
構成例を示す。光学膜厚ｎd＝λ0／２のキャビティ層
（２Ｌ）４と呼ばれる層の上下を、第１の光学媒質層２
（光学膜厚ｎd＝λ0／４；Ｌ層）と第１の光学媒質層よ
りも高い屈折率を有する第２の光学媒質層３（光学膜厚
ｎd＝λ0／４；Ｈ層）とにより交互に積層した多層膜で
挟んだ構造となっている。キャビティ層４は、第１の光
学媒質層２と第２の光学媒質層３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λ0／
２の整数倍の第１の光学媒質層２または第２の光学媒質
層３により構成される。FIG. 27 shows a structural example of a typical optical multilayer film filter. Optical film thickness n d = λ 0/2 of the cavity layer the upper and lower (2L) 4 and a layer called a first optical medium layer 2
(Optical film thickness n d = λ 0/4; L layer) and the first second optical medium layer 3 having a higher refractive index than the optical medium layer (optical film thickness n d = λ 0/4; H layer ) And are sandwiched between multilayer films that are alternately laminated. The cavity layer 4 is a layer at a predetermined position in the laminated body in which the first optical medium layer 2 and the second optical medium layer 3 are alternately laminated, and has an optical film thickness of λ 0 /
The first optical medium layer 2 or the second optical medium layer 3 is an integral multiple of 2.
【００２７】図２７では、基板１上に第２の光学媒質層
３（Ｈ層）と第１の光学媒質層２（Ｌ層）とを繰り返し
１９層積層し、この上に２Ｌのキャビティ層４を形成
し、さらにその上に第２の光学媒質層３と第１の光学媒
質層２を繰り返し１９層積層して全体で３９層の多層膜
となっている。このような、キャビティ層４を１つ持つ
層構造を「シングルキャビティ」または「１キャビテ
ィ」と呼ぶことが多い。さらに、キャビティ層４が２
つ、３つ、４つ、５つと増えた場合、それぞれ「ダブル
キャビティ」または「２キャビティ」、「トリプルキャ
ビティ」または「３キャビティ」、「４キャビティ」、
「５キャビティ」と呼ぶ。In FIG. 27, 19 layers of the second optical medium layer 3 (H layer) and the first optical medium layer 2 (L layer) are repeatedly laminated on the substrate 1, and a 2 L cavity layer 4 is formed thereon. And a second optical medium layer 3 and a first optical medium layer 2 are repeatedly laminated thereon to form a multilayer film of 39 layers. Such a layer structure having one cavity layer 4 is often referred to as "single cavity" or "1 cavity". In addition, the cavity layer 4 is 2
If the number increases to three, four, five, "double cavity" or "2 cavities", "triple cavity" or "3 cavities", "4 cavities",
Called "5 cavities".
【００２８】図２７を参照し、第１の光学媒質層２とし
て屈折率が１．４８の二酸化シリコン（ＳｉＯ2）、第
２の光学媒質層３として屈折率が２．１４の五酸化タン
タル（Ｔａ2Ｏ5）を用いた場合について詳細に説明す
る。ただし、バンドパスフィルタとしての設計波長はλ
0＝１５５０ｎｍとした。基板１としては、一般的に使
用される、ＢＫ−７や結晶化ガラス等の基板を用いた。
第２の光学媒質層３の光学膜厚ｄHは１１９．２３ｎｍ
であり、第１の光学媒質層２の光学膜厚ｄLは１８１．
０７ｎｍであり、キャビティ層４の光学膜厚ｄCは２×
ｄLで３６２．１５ｎｍである。また、図２７では、屈
折率を層の横幅により、模式的に表した。つまり、第１
の光学媒質層２よりも第２の光学媒質層３の横幅が広い
のは、第２の光学媒質層３の方の屈折率が大きいことを
示している。Referring to FIG. 27, silicon dioxide (SiO 2 ) having a refractive index of 1.48 is used as the first optical medium layer 2, and tantalum pentoxide having a refractive index of 2.14 is used as the second optical medium layer 3 ( The case of using Ta 2 O 5 ) will be described in detail. However, the design wavelength as a bandpass filter is λ
0 = 1550 nm. As the substrate 1, a commonly used substrate such as BK-7 or crystallized glass was used.
The optical film thickness d H of the second optical medium layer 3 is 119.23 nm.
And the optical film thickness d L of the first optical medium layer 2 is 181.
And the optical film thickness d C of the cavity layer 4 is 2 ×
It is a 362.15nm in d L. Further, in FIG. 27, the refractive index is schematically represented by the width of the layer. That is, the first
The lateral width of the second optical medium layer 3 is wider than that of the second optical medium layer 2 indicates that the refractive index of the second optical medium layer 3 is larger.
【００２９】図２７に示した光学多層膜フィルタの透過
特性を図２８に示す。図２８によれば、極めて急峻で狭
いバンドパス特性が得られるのがわかる。さらに、フィ
ルタ透過幅は、０．１ｎｍ以下であり、挿入損失もな
く、リップルもない形状が得られている。しかし、バン
ドパススペクトルの形状は、鋭い三角形の形状であり、
−２５ｄＢのクロストーク幅が１ｎｍ以上であり、仕様
を大きく超えている。つまり、図２６の透過特性におい
て点線で示した矩形の形状（理想的なバンドバス特性）
から外れている。したがって、シングルキャビティでＤ
ＷＤＭ通信用のフィルタを作製するのは困難であること
がわかる。The transmission characteristics of the optical multilayer filter shown in FIG. 27 are shown in FIG. From FIG. 28, it can be seen that an extremely steep and narrow bandpass characteristic is obtained. Further, the filter transmission width is 0.1 nm or less, and the shape without insertion loss and ripple is obtained. However, the shape of the bandpass spectrum is a sharp triangular shape,
The crosstalk width of -25 dB is 1 nm or more, which greatly exceeds the specifications. That is, the rectangular shape shown by the dotted line in the transmission characteristic of FIG. 26 (ideal band bass characteristic)
Is out of. Therefore, with a single cavity D
It can be seen that it is difficult to make a filter for WDM communication.
【００３０】そこで、キャビティ数を増やすことによ
り、バンドパススペクトル形状を矩形にしようとする試
みがなされている。図２９は、例として、第１の光学媒
質層２として屈折率が１．４８の二酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2）、第２の光学媒質層３として屈折率が２．１４の
五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）を用い、キャビティ数を２
とした２キャビティ（ダブルキャビティ）の場合のスペ
クトル形状を示す。バンドパスフィルタとしての設計波
長はλ0＝１５５０ｎｍとした。基板１上に第２の光学
媒質層３と第１の光学媒質層２とを交互に２０層積層
し、この上に２Ｌのキャビティ層４を形成し、さらにそ
の上に第２の光学媒質層３と第１の光学媒質層２を繰り
返し４１層積層して、さらにこの上に２Ｌのキャビティ
層４を形成し、さらにその上に第２の光学媒質層３と第
１の光学媒質層２を繰り返し２０層積層する。したがっ
て、全体で８３層の多層膜となる。Therefore, attempts have been made to make the bandpass spectrum shape rectangular by increasing the number of cavities. In FIG. 29, as an example, as the first optical medium layer 2, silicon dioxide (Si having a refractive index of 1.48 is used).
O 2 ), tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) having a refractive index of 2.14 is used as the second optical medium layer 3, and the number of cavities is 2
The spectrum shape in the case of two cavities (double cavity) is shown. The design wavelength of the bandpass filter was λ 0 = 1550 nm. 20 layers of the second optical medium layers 3 and the first optical medium layers 2 are alternately laminated on the substrate 1, a 2 L cavity layer 4 is formed thereon, and the second optical medium layer is further formed thereon. 3 and the first optical medium layer 2 are repeatedly laminated 41 layers, a 2 L cavity layer 4 is further formed thereon, and the second optical medium layer 3 and the first optical medium layer 2 are further formed thereon. 20 layers are repeatedly laminated. Therefore, a multilayer film having 83 layers is formed as a whole.
【００３１】上記のようにシングルキャビティを直列配
置して２以上のキャビティを持つ多層膜構造が一般的に
用いられており、ファブリペロー型と呼ばれる。図２８
のバンドパススペクトル形状を参照すると、フィルタ透
過幅は約０．１ｎｍを達成しており、挿入損失も０．２
ｄＢ程度であるが、−２５ｄＢのクロストーク幅はシン
グルキャビティに比較して、狭くなったが、０．３ｎｍ
以上であり矩形のプロファイルではないため、要求仕様
を満たさない。A multilayer film structure having two or more cavities in which single cavities are arranged in series as described above is generally used and is called a Fabry-Perot type. FIG. 28
Referring to the bandpass spectrum shape of, the filter transmission width has reached about 0.1 nm and the insertion loss is 0.2
Although it is about dB, the crosstalk width of -25 dB is narrower than that of the single cavity, but is 0.3 nm.
Since the above is not a rectangular profile, the required specifications are not satisfied.
【００３２】そこで、さらにキャビティ数を増やし、バ
ンドパススペクトルの形状を矩形のプロファイルに近づ
ける試みがされている。例として、第１の光学媒質層２
として屈折率が１．４８の二酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2）、第２の光学媒質層３として屈折率が２．１４の
五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）を用い、キャビティ数を３
とした３キャビティ（トリプルキャビティ）の場合につ
いて説明する。基板１上に第２の光学媒質層３と第１の
光学媒質層２とが交互に２３層積層される。この上に２
Ｌのキャビティ層４が形成される。この上に、第２の光
学媒質層３と第１の光学媒質層２とが繰り返し４７層積
層される。さらにこの上に、２Ｌのキャビティ層４が形
成される。さらにその上に、第２の光学媒質層３と第１
の光学媒質層２とが繰り返し４７層積層される。さらに
この上に、２Ｌのキャビティ層４が形成される。さらに
その上に、第２の光学媒質層３と第１の光学媒質層２と
が繰り返し２３層積層される。したがって、全体で１４
３層の多層膜となる。バンドパスフィルタとしての設計
波長はλ0＝１５５０ｎｍとした。Therefore, attempts have been made to further increase the number of cavities so that the shape of the bandpass spectrum becomes closer to a rectangular profile. As an example, the first optical medium layer 2
Has a refractive index of 1.48 as silicon dioxide (Si
O 2 ), tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) having a refractive index of 2.14 is used as the second optical medium layer 3, and the number of cavities is 3
The case of 3 cavities (triple cavity) will be described. 23 layers of the second optical medium layers 3 and the first optical medium layers 2 are alternately laminated on the substrate 1. 2 on this
The L cavity layer 4 is formed. On this, 47 layers of the second optical medium layer 3 and the first optical medium layer 2 are repeatedly laminated. Further, a 2 L cavity layer 4 is formed thereon. Further thereon, the second optical medium layer 3 and the first optical medium layer 3
The optical medium layer 2 is repeatedly laminated by 47 layers. Further, a 2 L cavity layer 4 is formed thereon. Furthermore, 23 layers of the second optical medium layer 3 and the first optical medium layer 2 are repeatedly laminated thereon. Therefore, 14 in total
It becomes a multi-layer film of three layers. The design wavelength of the bandpass filter was λ 0 = 1550 nm.
【００３３】図３０に３キャビティのバンドパススペク
トル形状を示す。フィルタ透過幅は０．１ｎｍ以下を達
成しており、−２５ｄＢのクロストーク幅も０．１５ｎ
ｍ程度となり、ほぼ矩形プロファイルが得られ、挿入損
失もほぼ０ｄＢとＤＷＤＭ用の要求仕様を満たしている
ことがわかる。しかしながら、０．５ｄＢ以上のリップ
ルが現れており、要求仕様を満たさない。FIG. 30 shows the bandpass spectrum shape of three cavities. The filter transmission width has reached 0.1 nm or less, and the crosstalk width of -25 dB is 0.15 n.
It can be seen that the rectangular profile is obtained and the insertion loss is almost 0 dB, which satisfies the required specifications for DWDM. However, a ripple of 0.5 dB or more appears, which does not satisfy the required specifications.
【００３４】このリップルが現れる現象は、４以上のキ
ャビティでも見られる。図３１に、第１の光学媒質層２
として屈折率が１．４８の二酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2）、第２の光学媒質層３として屈折率が２．１４の
五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）を用い、キャビティ数を４
とした４キャビティの場合とキャビティ数を５とした５
キャビティのスペクトル形状を示す。設計波長はλ0＝
１５５０ｎｍとした。The phenomenon in which this ripple appears appears also in four or more cavities. In FIG. 31, the first optical medium layer 2
Has a refractive index of 1.48 as silicon dioxide (Si
O 2 ), tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) having a refractive index of 2.14 is used as the second optical medium layer 3, and the number of cavities is 4
4 cavities and 5 cavities
The spectrum shape of a cavity is shown. Design wavelength is λ 0 =
1550 nm.
【００３５】４キャビティでは、基板１上に第２の光学
媒質層３と第１の光学媒質層２とが繰り返し多層積層さ
れ、２Ｌのキャビティ層４が４層配置され、全体で１９
１層の多層膜となる。図３１のバンドパススペクトル形
状を参照すると、フィルタ透過幅は０．１ｎｍ以下を達
成しており、−２５ｄＢのクロストーク幅も約０．１ｎ
ｍとほぼ矩形プロファイルが得られ、挿入損失もほぼ０
ｄＢとＤＷＤＭ用の要求仕様を満たしていることがわか
る。しかしながら、１．５ｄＢにも及ぶリップルが現れ
ており、要求仕様を満たさない。In the four-cavity structure, the second optical medium layer 3 and the first optical medium layer 2 are repeatedly laminated in multiple layers on the substrate 1 and four 2 L cavity layers 4 are arranged, which makes a total of 19 layers.
It becomes a multi-layer film of one layer. Referring to the bandpass spectrum shape of FIG. 31, the filter transmission width has achieved 0.1 nm or less, and the crosstalk width of −25 dB is about 0.1 n.
m, a nearly rectangular profile is obtained, and the insertion loss is almost zero.
It can be seen that the required specifications for dB and DWDM are satisfied. However, a ripple as large as 1.5 dB appears, which does not satisfy the required specifications.
【００３６】５キャビティでは、基板１上に第２の光学
媒質層３と第１の光学媒質層２とが繰り返し多層積層さ
れ、２Ｌのキャビティ層４が５層配置され、全体で２３
９層の多層膜となる。図３１のバンドパススペクトル形
状を参照すると、フィルタ透過幅は０．１ｎｍ以下を達
成しており、−２５ｄＢのクロストーク幅も約０．１ｎ
ｍとほぼ矩形プロファイルが得られ、挿入損失もほぼ０
ｄＢとＤＷＤＭ用の要求仕様を満たしていることがわか
る。しかしながら、２．５ｄＢにも及ぶリップルが現れ
ており、要求仕様を満たさない。In the 5 cavities, the second optical medium layer 3 and the first optical medium layer 2 are repeatedly laminated in multiple layers on the substrate 1, and 5 2 L cavity layers 4 are arranged.
It becomes a multi-layered film of 9 layers. Referring to the bandpass spectrum shape of FIG. 31, the filter transmission width has achieved 0.1 nm or less, and the crosstalk width of −25 dB is about 0.1 n.
m, a nearly rectangular profile is obtained, and the insertion loss is almost zero.
It can be seen that the required specifications for dB and DWDM are satisfied. However, a ripple as large as 2.5 dB appears, and the required specifications are not satisfied.
【００３７】[0037]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、２キャ
ビティ、３キャビティ、４キャビティ、５キャビティで
見られたようなリップルが発生する現象は、６以上のキ
ャビティでさらに顕著になる。キャビティ数が増加する
にしたがって、クロストーク幅は小さくなるが、フィル
タ透過幅やリップル強度は大きくなってしまう。フィル
タ透過幅は、層の総数により調整できるが、リップル強
度は、調整できない。As described above, the phenomenon in which ripples occur in the two cavities, three cavities, four cavities, and five cavities becomes more remarkable in the six or more cavities. As the number of cavities increases, the crosstalk width decreases, but the filter transmission width and ripple strength increase. The filter transmission width can be adjusted by the total number of layers, but the ripple strength cannot be adjusted.
【００３８】また、例に示した二酸化シリコン（ＳｉＯ
2）と五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）以外、例えば五酸化
タンタルと水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：
Ｈ）の多層膜でも、また、その他の多層膜の組み合わせ
ても、この現象は見られる。Further, the silicon dioxide (SiO 2 shown in the example
2 ) and tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), for example tantalum pentoxide and hydrogenated amorphous silicon (a-Si:
This phenomenon can be seen in the multi-layered film of H) or in the combination of other multi-layered films.
【００３９】そのため、０．１ｎｍ程度と狭いフィルタ
透過幅を実現しながら、狭いクロストーク幅と矩形に近
いバンドパス特性を得るとともに、挿入損失とリップル
を抑えたバンドパスプロファイルを示すフィルタ構造の
実現が不可欠となっている。Therefore, while realizing a narrow filter transmission width of about 0.1 nm, a narrow crosstalk width and a bandpass characteristic close to a rectangle are obtained, and a filter structure showing a bandpass profile with suppressed insertion loss and ripple is realized. Is essential.
【００４０】そこで、本発明の目的は、光通信に適応で
きるバンドパス特性を得ることができる光学多層膜フィ
ルタを提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide an optical multilayer film filter capable of obtaining a bandpass characteristic applicable to optical communication.
【００４１】[0041]
【課題を解決するための手段】上記の目的を実現するた
め、本発明の光学多層膜フィルタは、第１の光学媒質か
らなる第１の光学媒質層と、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第２の光学媒質
層とを交互に積層して形成した複数の積層体を、第１の
光学媒質および第２の光学媒質とは異なる屈折率を有す
る第３の光学媒質からなる第３の光学媒質層を介して接
続したことを特徴とする。In order to achieve the above object, an optical multilayer filter of the present invention has a first optical medium layer made of a first optical medium and a higher refractive index than the first optical medium layer. A plurality of laminated bodies formed by alternately laminating second optical medium layers made of a second optical medium having a refractive index, having a refractive index different from that of the first optical medium and the second optical medium. It is characterized in that they are connected via a third optical medium layer composed of the third optical medium.
【００４２】さらに、第３の光学媒質層は、第１の光学
媒質と第２の光学媒質との間の屈折率を有する第３の光
学媒質からなり、積層体の第１の光学媒質層と第２の光
学媒質層とを接続することを特徴とする。さらに、第３
の光学媒質層は、第１の光学媒質より小さい屈折率を有
する第３の光学媒質からなり、積層体の第１の光学媒質
層と第２の光学媒質層とを接続することを特徴とする。
さらに、第３の光学媒質層は、第２の光学媒質より大き
い屈折率を有する第３の光学媒質からなり、積層体の第
１の光学媒質層と第２の光学媒質層とを接続することを
特徴とする。Further, the third optical medium layer is composed of a third optical medium having a refractive index between the first optical medium and the second optical medium, and is the same as the first optical medium layer of the laminated body. It is characterized in that it is connected to the second optical medium layer. Furthermore, the third
Is composed of a third optical medium having a refractive index smaller than that of the first optical medium, and connects the first optical medium layer and the second optical medium layer of the laminated body. .
Further, the third optical medium layer is composed of a third optical medium having a refractive index larger than that of the second optical medium, and connects the first optical medium layer and the second optical medium layer of the laminated body. Is characterized by.
【００４３】さらに、積層体を構成する第１の光学媒質
層および第２の光学媒質層のうち少なくとも１層を第３
の光学媒質層により置き換えたことを特徴とする。Furthermore, at least one of the first optical medium layer and the second optical medium layer forming the laminated body is formed into the third optical medium layer.
Is replaced by the optical medium layer of.
【００４４】また、第１の光学媒質からなる第１の光学
媒質層と、第１の光学媒質より高い屈折率を有する第２
の光学媒質からなる第２の光学媒質層とを交互に積層し
た複数の第１の積層体を、第１の光学媒質および第２の
光学媒質とは異なる屈折率を有する第３の光学媒質から
なる第３の光学媒質層と第１の光学媒質層とからなり、
両端の層が第３の光学媒質層となるように積層した第２
の積層体を介して接続したことを特徴とする。Further, the first optical medium layer made of the first optical medium and the second optical medium layer having a higher refractive index than the first optical medium.
A plurality of first laminated bodies in which the second optical medium layers made of the optical medium are alternately laminated from the third optical medium having a refractive index different from those of the first optical medium and the second optical medium. Consisting of a third optical medium layer and a first optical medium layer
The second layer laminated so that the layers on both ends become the third optical medium layer.
It is characterized in that they are connected through the laminated body of.
【００４５】さらに、第２の積層体のうち少なくとも１
つを第３の光学媒質層と第２の光学媒質層とからなり、
両端の層が第３の光学媒質層となるように積層した第３
の積層体に置き換えたことを特徴とする。Further, at least one of the second laminates
One of which is composed of a third optical medium layer and a second optical medium layer,
The third layer laminated so that the layers on both ends become the third optical medium layer.
It is characterized in that it is replaced with a laminated body of.
【００４６】さらに、第３の光学媒質は、第１の光学媒
質と第２の光学媒質層との間の屈折率を有し、積層体の
両端の第３の光学媒質層は、第１の積層体の第１の光学
媒質層、第２の光学媒質層とそれぞれ接続されているこ
とを特徴とする。さらに、第３の光学媒質は、第２の光
学媒質よりも大きな屈折率を有し、積層体の両端の第３
の光学媒質層は、第１の積層体の第１の光学媒質層、第
２の光学媒質層とそれぞれ接続されていることを特徴と
する。さらに、第３の光学媒質は、第１の光学媒質より
も小さな屈折率を有し、積層体の両端の第３の光学媒質
層は、第１の積層体の第１の光学媒質層、第２の光学媒
質層とそれぞれ接続されていることを特徴とする。Further, the third optical medium has a refractive index between the first optical medium and the second optical medium layer, and the third optical medium layers at both ends of the laminated body have the first optical medium and the second optical medium layer. It is characterized in that they are respectively connected to the first optical medium layer and the second optical medium layer of the laminated body. Further, the third optical medium has a refractive index larger than that of the second optical medium, and the third optical medium has the third refractive index at both ends of the stack.
The optical medium layer is connected to the first optical medium layer and the second optical medium layer of the first laminated body, respectively. Further, the third optical medium has a refractive index smaller than that of the first optical medium, and the third optical medium layers at both ends of the stacked body are the first optical medium layer of the first stacked body, It is characterized in that it is connected to each of the two optical medium layers.
【００４７】さらに、第１の光学媒質層、第２の光学媒
質層、および第３の光学媒質層は、これらの光学膜厚が
それぞれ、バンドパスフィルタとしての設計波長λに対
して、λ／４となる膜厚を有することを特徴とする。Further, the optical film thicknesses of the first optical medium layer, the second optical medium layer, and the third optical medium layer are respectively λ / for the design wavelength λ as the bandpass filter. It is characterized by having a film thickness of 4.
【００４８】本発明によれば、フィルタ透過特性の形状
を調整し、またリップルを少なくすることができる。According to the present invention, the shape of the filter transmission characteristic can be adjusted and the ripple can be reduced.
【００４９】[0049]
【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。尚、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, parts having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.
【００５０】実施の形態１にかかる光学多層膜フィルタ
について説明する。実施の形態１にかかる光学多層膜フ
ィルタは、第１の光学媒質からなる第１の光学媒質層２
と、第１の光学媒質よりも高い屈折率を有する第２の光
学媒質からなる第２の光学媒質層３とを交互に積層して
形成された多層構造体の間に、第１の光学媒質および第
２の光学媒質とは異なる屈折率を有する第３の光学媒質
からなる第３の光学媒質層５を１層配置した構造であ
る。従来のキャビティ構造では、１キャビティに対応す
る。The optical multilayer filter according to the first embodiment will be described. The optical multilayer filter according to the first embodiment includes a first optical medium layer 2 made of a first optical medium.
And a second optical medium layer 3 composed of a second optical medium having a refractive index higher than that of the first optical medium, are alternately laminated to form a first optical medium. Further, the third optical medium layer 5 made of a third optical medium having a refractive index different from that of the second optical medium is arranged in one layer. The conventional cavity structure corresponds to one cavity.
【００５１】この光学多層膜フィルタの大きな特徴は、
バンドパスフィルタとしての設計波長λ0に対して、す
べての層がλ0／４となる膜厚から構成されていること
である。従来のキャビティ構造に必須であるキャビティ
層は、λ0／２の整数倍で構成される。λ0／２は、λ0
／４層を２枚連続して形成したとも言える。しかし、実
施の形態１にかかる光学多層膜フィルタは、そのような
λ0／４を２枚以上連続して重ねた層を持たず、従来の
キャビティ構造とは、全く異なった構造である。The major feature of this optical multilayer filter is that
The design wavelength lambda 0 of the bandpass filter is that all the layers are composed of film thickness becomes λ 0/4. Which is essential under the cavity layer in conventional cavity structure consists of an integral multiple of λ 0/2. λ 0/2 is, λ 0
It can be said that two / 4 layers are continuously formed. However, the optical multilayer filter according to the first embodiment, such a lambda 0/4 to no layers stacked successively two or more, the conventional cavity structure, a completely different structure.
【００５２】具体的な構造は、図１に示すように、透明
基板１上に、第２の光学媒質層（Ｈ層）３と第１の光学
媒質層（Ｌ層）２とが交互に例えば２０層積層され、そ
の上に第３の光学媒質層５が形成され、その上に第２の
光学媒質層３と第１の光学媒質層２とが交互に例えば１
９層積層されている。したがって、全体で４０層の多層
膜となる。As shown in FIG. 1, the specific structure is such that the second optical medium layer (H layer) 3 and the first optical medium layer (L layer) 2 are alternately provided on the transparent substrate 1, for example. Twenty layers are laminated, a third optical medium layer 5 is formed thereon, and the second optical medium layer 3 and the first optical medium layer 2 are alternately formed on the third optical medium layer 5, for example, 1
Nine layers are stacked. Therefore, a total of 40 layers of multilayer film is obtained.
【００５３】基板１としては、屈折率１．４７の透明基
板、第１の光学媒質層（Ｌ層）２として屈折率が１．４
８の二酸化シリコン（ＳｉＯ2）、第２の光学媒質層
（Ｈ層）３として２．１４の五酸化タンタル（Ｔａ
2Ｏ5）を用いる。第３の光学媒質層５としては屈折率が
１．３７から１．４８のフッ素化マグネシウム（Ｍｇ
Ｆ）、または、屈折率が１．４８から３．５の酸化シリ
コン（ＳｉＯx）、または、屈折率が１．４８から１．
９５の酸窒化シリコン（ＳｉＯxＮy）などを用いること
により、屈折率を１．３７から３．５まで調整した。The substrate 1 is a transparent substrate having a refractive index of 1.47, and the first optical medium layer (L layer) 2 has a refractive index of 1.4.
8 silicon dioxide (SiO 2 ), and 2.14 tantalum pentoxide (Ta) as the second optical medium layer (H layer) 3.
2 O 5 ) is used. As the third optical medium layer 5, magnesium fluoride (Mg) having a refractive index of 1.37 to 1.48 is used.
F) or silicon oxide (SiO x ) having a refractive index of 1.48 to 3.5, or a refractive index of 1.48 to 1.
The refractive index was adjusted from 1.37 to 3.5 by using silicon oxynitride (SiO x N y ) of 95 or the like.
【００５４】それぞれの光学膜厚は、バンドパスフィル
タとしての設計波長（以下、設計波長と呼ぶ）をλ0＝
１５５０ｎｍとした場合に、第１の光学媒質層（Ｌ層）
２は２６１．８２ｎｍ，第２の光学媒質層（Ｈ層）３は
１１９．２３ｎｍである。また、第３の光学媒質層５
は、屈折率が１．３７の場合には２８２．８５ｎｍであ
り、３．２の場合には１２１．０９ｎｍである。Each optical film thickness has a design wavelength (hereinafter referred to as a design wavelength) as a bandpass filter λ 0 =
When it is 1550 nm, the first optical medium layer (L layer)
2 is 261.82 nm, and the second optical medium layer (H layer) 3 is 119.23 nm. In addition, the third optical medium layer 5
Is 282.85 nm when the refractive index is 1.37, and is 121.09 nm when the refractive index is 3.2.
【００５５】また、図１においては、第１の光学媒質層
（Ｌ層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３と第３の光学
媒質層５との屈折率を、それぞれの層の横幅により、模
式的に表した。つまり、第１の光学媒質層（Ｌ層）２よ
り第２の光学媒質層（Ｈ層）３の横幅が広いのは、第２
の光学媒質層（Ｈ層）３の屈折率が大きいためである。
第３の光学媒質層５の横幅が第１の光学媒質層（Ｌ層）
２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３との間の幅であるの
は、第３の光学媒質層５の屈折率が第１の光学媒質層
（Ｌ層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３の間の値であ
ることを示している。Further, in FIG. 1, the refractive indices of the first optical medium layer (L layer) 2, the second optical medium layer (H layer) 3 and the third optical medium layer 5 are shown respectively. The width is expressed schematically. That is, the width of the second optical medium layer (H layer) 3 is wider than that of the first optical medium layer (L layer) 2.
This is because the optical medium layer (H layer) 3 has a large refractive index.
The lateral width of the third optical medium layer 5 is the first optical medium layer (L layer)
The width between the second optical medium layer (H layer) 3 and the second optical medium layer (H layer) 3 depends on the refractive index of the third optical medium layer 5 between the first optical medium layer (L layer) 2 and the second optical medium layer 5. The value is between the medium layer (H layer) 3.
【００５６】図２は、図１に示した光学多層膜フィルタ
の第３の光学媒質層（Ｃ層）５の屈折率を１．３７、
１．８、３．２と変化させた場合の設計透過特性を示
す。第３の光学媒質層（Ｃ層）５の屈折率を変化させる
ことにより、挿入損失とフィルタ透過幅が大きく変化す
ることがわかる。第３の光学媒質層（Ｃ層）５の屈折率
を第１の光学媒質層（Ｌ層）２と第２の光学媒質層（Ｈ
層）３の中間の値である１．８とした場合に、挿入損失
が０ｄＢとなる。FIG. 2 shows the refractive index of the third optical medium layer (C layer) 5 of the optical multilayer filter shown in FIG.
The design transmission characteristics when changed to 1.8 and 3.2 are shown. It can be seen that by changing the refractive index of the third optical medium layer (C layer) 5, the insertion loss and the filter transmission width greatly change. The refractive index of the third optical medium layer (C layer) 5 is the same as that of the first optical medium layer (L layer) 2 and the second optical medium layer (H
When the value is 1.8 which is an intermediate value of (Layer) 3, the insertion loss becomes 0 dB.
【００５７】従来の光学多層膜フィルタと比較するため
に、図２７に示した従来の１キャビティ構造を有する光
学多層膜フィルタにおいて、キャビティ層（２Ｌ）４の
屈折率を１．３７、１．８、３．２とした場合の設計透
過特性を図３に示す。図３により従来のキャビティ構造
を有する光学多層膜フィルタでは、キャビティ層の屈折
率を変化させた場合に、フィルタ透過幅などが変化する
が、挿入損失は変化しないことがわかる。For comparison with the conventional optical multilayer filter, in the optical multilayer filter having the conventional one-cavity structure shown in FIG. 27, the cavity layer (2L) 4 has a refractive index of 1.37 and 1.8. FIG. 3 shows the design transmission characteristics when the value is 3.2. It can be seen from FIG. 3 that in the conventional optical multilayer filter having the cavity structure, when the refractive index of the cavity layer is changed, the filter transmission width and the like are changed, but the insertion loss is not changed.
【００５８】図４に、図１に示した光学多層膜フィルタ
における第３の光学媒質層（膜）（Ｃ層）５の屈折率、
および図２７に示した従来の１キャビティ構造を有する
光学多層膜フィルタにおいてキャビティ層４の屈折率を
変化させたときの挿入損失の変化を合わせて示す。従来
のキャビティ構造では、キャビティ層４の屈折率を変化
させても、挿入損失は変化しないことがわかる。多層膜
構造体を第３の光学媒質層（Ｃ層）５で接続した構造を
有する新構造の光学多層膜フィルタでは、第３の光学媒
質層（Ｃ層）５の屈折率を変化させることにより挿入損
失が変化し、第３の光学媒質層（Ｃ層）５の屈折率を適
当に選択することにより、挿入損失を０ｄＢまで下げる
ことが可能である。また、第３の光学媒質の屈折率が
１．５から２．２の範囲で、キャビティ層４を有する光
学多層膜フィルタよりも挿入損失が小さいことが分か
る。したがって、従来のキャビティ構造では、挿入損失
を調整できないが、実施の形態１で示したような、新構
造にすることによって、第３の光学媒質層（Ｃ層）５の
屈折率を調整することにより、フィルタ特性（特に挿入
損失）を調整できる。FIG. 4 shows the refractive index of the third optical medium layer (film) (C layer) 5 in the optical multilayer filter shown in FIG.
27A and 27B also show changes in insertion loss when the refractive index of the cavity layer 4 is changed in the conventional optical multilayer filter having the one-cavity structure shown in FIG. It can be seen that in the conventional cavity structure, the insertion loss does not change even if the refractive index of the cavity layer 4 is changed. In the optical multilayer filter of the new structure having the structure in which the multilayer film structure is connected by the third optical medium layer (C layer) 5, the refractive index of the third optical medium layer (C layer) 5 is changed. The insertion loss changes, and it is possible to reduce the insertion loss to 0 dB by appropriately selecting the refractive index of the third optical medium layer (C layer) 5. Also, it can be seen that the insertion loss is smaller than that of the optical multilayer filter having the cavity layer 4 when the refractive index of the third optical medium is in the range of 1.5 to 2.2. Therefore, although the insertion loss cannot be adjusted in the conventional cavity structure, the refractive index of the third optical medium layer (C layer) 5 can be adjusted by adopting the new structure as shown in the first embodiment. Thus, the filter characteristics (particularly the insertion loss) can be adjusted.
【００５９】実施の形態１では、全層の数が４０層であ
るが、所望のフィルタ透過幅やクロストーク幅を得るた
めに、適宜第１の光学媒質層（Ｌ層）２と第２の光学媒
質層（Ｈ層）３の層数を変化させて光学多層膜フィルタ
を構成した場合においても同様の効果が得られる。In the first embodiment, the total number of layers is 40, but in order to obtain the desired filter transmission width and crosstalk width, the first optical medium layer (L layer) 2 and the second optical medium layer are appropriately used. The same effect can be obtained when the optical multilayer filter is configured by changing the number of layers of the optical medium layer (H layer) 3.
【００６０】次に、製造方法について説明する。ＥＣＲ
スパッタ装置を用いて、光学多層膜フィルタの製造を行
った。図５に電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）装置の
概略図を示す。Next, the manufacturing method will be described. ECR
An optical multilayer filter was manufactured using a sputtering device. FIG. 5 shows a schematic diagram of an electron cyclotron resonance (ECR) device.
【００６１】製造方法を具体的に説明する。まず、容器
内を真空にした後、ＥＣＲプラズマ源にスパッタガスお
よび反応性ガスを導入し適当なガス圧にする。次に、磁
気コイル９によりＥＣＲプラズマ源内に０．０８７５Ｔ
の磁場を発生させた後、導波管と石英窓１１を通してＥ
ＣＲプラズマ源に周波数が２．４５ＧＨｚのマイクロ波
を導入し、ＥＣＲ領域８に電子サイクロトロン共鳴（Ｅ
ＣＲ）プラズマを生成する。ＥＣＲプラズマは、発散磁
場により基板１方向にプラズマ流を作る。実施の形態１
に示すＥＣＲプラズマ源は、導入したマイクロ波電力を
一旦分岐してプラズマ源の直前で再び結合させるもの
で、ターゲット７からの飛散粒子が石英導入窓に付着す
ることを防ぐことにより、ランニングタイムを大幅に改
善できるものである。ＥＣＲプラズマ源と基板１との間
にリング状の円形ターゲット７を配置し、ターゲット７
に高周波電圧を印加してスパッタリングを行って、基板
ホルダ６に取り付けられた基板１上に薄膜を形成する。The manufacturing method will be specifically described. First, after the inside of the container is evacuated, the sputtering gas and the reactive gas are introduced into the ECR plasma source so as to have an appropriate gas pressure. Next, the magnetic coil 9 is used to add 0.0875T into the ECR plasma source.
After generating the magnetic field of
A microwave having a frequency of 2.45 GHz is introduced into the CR plasma source, and electron cyclotron resonance (E
CR) plasma is generated. The ECR plasma creates a plasma flow toward the substrate 1 by the divergent magnetic field. Embodiment 1
The ECR plasma source shown in (1) is one in which the introduced microwave power is once branched and is recombined immediately before the plasma source. By preventing the particles scattered from the target 7 from adhering to the quartz introduction window, the running time can be reduced. It can be greatly improved. A ring-shaped circular target 7 is arranged between the ECR plasma source and the substrate 1, and the target 7
A high frequency voltage is applied to the substrate and sputtering is performed to form a thin film on the substrate 1 attached to the substrate holder 6.
【００６２】また、複数のＥＣＲプラズマ源と複数のタ
ーゲット７を設置し、切り替えてスパッタリングを行う
ことによって、基板１上に屈折率の異なる複数の堆積膜
を多層膜として形成することができる。例えば、実施の
形態１においては、２つのＥＣＲプラズマ源に、それぞ
れ、シリコンターゲットとタンタルターゲットを設置
し、第１の光学媒質層（Ｌ層）２として二酸化シリコン
（ＳｉＯ2）を、第２の光学媒質層（Ｈ層）３として五
酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）を、第３の光学媒質層（Ｃ
層）５として酸化シリコン（ＳｉＯx）または酸窒化シ
リコン（ＳｉＯxＮy）を堆積することによって、本発明
の光学多層膜フィルタを形成することができる。By installing a plurality of ECR plasma sources and a plurality of targets 7 and switching the sputtering, a plurality of deposited films having different refractive indexes can be formed on the substrate 1 as a multilayer film. For example, in the first embodiment, a silicon target and a tantalum target are respectively installed in two ECR plasma sources, and silicon dioxide (SiO 2 ) is used as the first optical medium layer (L layer) 2 and Tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) is used as the optical medium layer (H layer) 3, and the third optical medium layer (C
The optical multilayer filter of the present invention can be formed by depositing silicon oxide (SiO x ) or silicon oxynitride (SiO x N y ) as the layer 5.
【００６３】ＥＣＲスパッタ装置において、ターゲット
７にシリコンと純アルミニウムを用い、また、反応性ガ
スとして酸素ガスと窒素ガスを、さらに不活性ガスとし
てアルゴンを用いて、酸化シリコン薄膜と酸窒化シリコ
ン薄膜とアルミナ薄膜の成膜を行った。ＥＣＲプラズマ
源には、供給する反応性ガスの多少に関わらず、プラズ
マが安定に得られるだけのアルゴンを導入する。In the ECR sputtering apparatus, silicon and pure aluminum were used as the target 7, oxygen gas and nitrogen gas were used as the reactive gas, and argon was used as the inert gas, and a silicon oxide thin film and a silicon oxynitride thin film were formed. An alumina thin film was formed. Argon is introduced into the ECR plasma source so that a stable plasma can be obtained regardless of the amount of reactive gas supplied.
【００６４】上記のようにして、基板１上に成膜した酸
化シリコン膜と酸窒化シリコンとアルミナ膜の屈折率の
酸素流量依存性を図６に示す。アルゴンガス流量を２０
ｓｃｃｍとし、酸素ガス流量を０から８ｓｃｃｍの間で
変化させ、ＥＣＲイオン源に導入するマイクロ波電力を
５００Ｗ、ターゲットに印加する高周波電力を５００Ｗ
とした。ただし、酸窒化シリコンでは、酸素と窒素の流
量の合計が１０ｓｃｃｍとなるように調整する。また、
基板１は加熱していない。なお、屈折率は６３８ｎｍレ
ーザによるエリプソメータを用いて測定した。FIG. 6 shows the oxygen flow rate dependence of the refractive indexes of the silicon oxide film, silicon oxynitride, and alumina film formed on the substrate 1 as described above. Argon gas flow rate 20
sccm, the oxygen gas flow rate was changed between 0 and 8 sccm, the microwave power introduced into the ECR ion source was 500 W, and the high frequency power applied to the target was 500 W.
And However, for silicon oxynitride, the total flow rate of oxygen and nitrogen is adjusted to 10 sccm. Also,
The substrate 1 is not heated. The refractive index was measured using an ellipsometer with a 638 nm laser.
【００６５】図６によれば、酸化シリコン膜と酸窒化シ
リコン膜およびアルミナ膜の屈折率は、酸素流量の増加
にしたがって減少し、屈折率が化学量論的組成を満たす
二酸化シリコンまたはサファイア基板の屈折率になるこ
とがわかる。すなわち、反応性ガスによって良好な膜質
を保ちながら屈折率を制御できることを示している。具
体的には、酸化シリコン膜では、１．４７から３．８の
範囲で、また、酸窒化シリコン膜では、１．４７から
２．０の範囲で、また、アルミナ膜では、１．６１から
４．３の範囲で、屈折率を制御できる。According to FIG. 6, the refractive indexes of the silicon oxide film, the silicon oxynitride film, and the alumina film decrease as the oxygen flow rate increases, and the refractive index of the silicon dioxide or sapphire substrate satisfies the stoichiometric composition. It can be seen that the refractive index is obtained. That is, it is shown that the reactive gas can control the refractive index while maintaining a good film quality. Specifically, the silicon oxide film has a range of 1.47 to 3.8, the silicon oxynitride film has a range of 1.47 to 2.0, and the alumina film has a range of 1.61 to 3.8. The refractive index can be controlled in the range of 4.3.
【００６６】さらに、二酸化シリコン膜を含む酸化シリ
コン膜、アルミナ膜のみならず、ＥＣＲスパッタ法で形
成できる五酸化タンタル、二酸化チタン、二酸化ジルコ
ニウム、二酸化ハフニウム、二酸化ランタン、二酸化セ
レン、二酸化セリウム、三酸化アンチモン、三酸化イン
ジウム、酸化マグネシウム、二酸化ソリウム等の酸化
物、シリコン窒化物、窒化アルミニウム、窒化ジルコニ
ウム、窒化ハフニウム、窒化ランタン等の窒化物、およ
び、シリコン酸窒化物等の酸窒化物、フッ素化マグネシ
ウム、フッ素化セレン、三フッ化セリウム、二フッ化カ
ルシウム、フッ化リチウム、六フッ化三ナトリウムアル
ミニウム等のフッ素化物、さらには、堆積時に水素を導
入したアモルファスシリコン、あるいは、二元合金の酸
化物、二元合金の窒化物などにおいても反応性ガスの流
量（分圧）による屈折率制御ができる。Further, not only a silicon oxide film including a silicon dioxide film and an alumina film, but also tantalum pentoxide, titanium dioxide, zirconium dioxide, hafnium dioxide, lanthanum dioxide, selenium dioxide, cerium dioxide and trioxide which can be formed by the ECR sputtering method. Oxides such as antimony, indium trioxide, magnesium oxide, and solium dioxide, silicon nitride, aluminum nitride, zirconium nitride, hafnium nitride, nitrides such as lanthanum nitride, and oxynitrides such as silicon oxynitride, and fluorination. Fluorides of magnesium, selenium fluoride, cerium trifluoride, calcium difluoride, lithium fluoride, trisodium aluminum hexafluoride, etc., as well as amorphous silicon introduced with hydrogen during deposition, or oxidation of binary alloys. Objects, binary alloys Can also refractive index control by the flow rate (partial pressure) of the reactive gases in such things.
【００６７】実施の形態２にかかる光学多層膜フィルタ
について説明する。実施の形態２にかかる光学多層膜フ
ィルタは、第１の光学媒質からなる第１の光学媒質層２
と、第１の光学媒質よりも高い屈折率を有する第２の光
学媒質からなる第２の光学媒質層３とを交互に積層して
形成された多層構造体の間に、第１の光学媒質および第
２の光学媒質とは異なる屈折率を有する第３の光学媒質
からなる第３の光学媒質層５を３層配置した構造であ
る。従来のキャビティ構造では、３キャビティに対応す
る。The optical multilayer film filter according to the second embodiment will be described. The optical multilayer filter according to the second embodiment includes a first optical medium layer 2 made of a first optical medium.
And a second optical medium layer 3 composed of a second optical medium having a refractive index higher than that of the first optical medium, are alternately laminated to form a first optical medium. And a third optical medium layer 5 composed of a third optical medium having a refractive index different from that of the second optical medium. The conventional cavity structure corresponds to three cavities.
【００６８】この光学多層膜フィルタの大きな特徴は、
バンドパスフィルタとしての設計波長λ0に対して、す
べての層がλ0／４となる膜厚から構成されていること
である。The major feature of this optical multilayer filter is that
The design wavelength lambda 0 of the bandpass filter is that all the layers are composed of film thickness becomes λ 0/4.
【００６９】具体的な構造は、図７に示すように、透明
基板１上に、第２の光学媒質層（Ｈ層）３と第１の光学
媒質層（Ｌ層）２とが交互に例えば２２層積層され、そ
の上に第３の光学媒質層５が形成され、その上に第２の
光学媒質層（Ｈ層）３と第１の光学媒質層（Ｌ層）２と
が交互に例えば４４層積層されている。その上に第３の
光学媒質層５が形成され、その上に第２の光学媒質層
（Ｈ層）３と第１の光学媒質層（Ｌ層）２とが交互に例
えば４４層積層されている。その上に第３の光学媒質層
５が形成され、その上に第２の光学媒質層（Ｈ層）３と
第１の光学媒質層（Ｌ層）２とが交互に例えば２２層積
層されている。したがって、全体で１３５層の多層膜と
なっている。As shown in FIG. 7, the specific structure is such that the second optical medium layer (H layer) 3 and the first optical medium layer (L layer) 2 are alternately arranged on the transparent substrate 1, for example. Twenty-two layers are laminated, a third optical medium layer 5 is formed thereon, and a second optical medium layer (H layer) 3 and a first optical medium layer (L layer) 2 are alternately formed thereon, for example. Forty-four layers are laminated. A third optical medium layer 5 is formed thereon, and a second optical medium layer (H layer) 3 and a first optical medium layer (L layer) 2 are alternately laminated thereon, for example, 44 layers. There is. A third optical medium layer 5 is formed thereon, and a second optical medium layer (H layer) 3 and a first optical medium layer (L layer) 2 are alternately laminated thereon, for example, 22 layers. There is. Therefore, it is a multilayer film of 135 layers in total.
【００７０】基板１としては、屈折率１．４７の透明基
板、第１の光学媒質層（Ｌ層）２として屈折率が１．４
８の二酸化シリコン（ＳｉＯ2）、第２の光学媒質層
（Ｈ層）３として２．１４の五酸化タンタル（Ｔａ
2Ｏ5）を用いる。第３の光学媒質層５としては屈折率が
１．３７の一フッ素化マグネシウム（ＭｇＦ）用いた。The substrate 1 is a transparent substrate having a refractive index of 1.47, and the first optical medium layer (L layer) 2 has a refractive index of 1.4.
8 silicon dioxide (SiO 2 ), and 2.14 tantalum pentoxide (Ta) as the second optical medium layer (H layer) 3.
2 O 5 ) is used. As the third optical medium layer 5, magnesium monofluoride (MgF) having a refractive index of 1.37 was used.
【００７１】それぞれの光学膜厚は、バンドパスフィル
タとしての設計波長（以下、設計波長と呼ぶ）をλ0＝
１５５０ｎｍとした場合に、第１の光学媒質層（Ｌ層）
２は２６１．８２ｎｍ、第２の光学媒質層（Ｈ層）３は
１１９．２３ｎｍである。また、第３の光学媒質層５は
２８２．８５ｎｍである。For each optical film thickness, a design wavelength as a bandpass filter (hereinafter referred to as a design wavelength) is λ 0 =
When it is 1550 nm, the first optical medium layer (L layer)
2 is 261.82 nm, and the second optical medium layer (H layer) 3 is 119.23 nm. The third optical medium layer 5 has a thickness of 282.85 nm.
【００７２】また、図７においては、第１の光学媒質層
（Ｌ層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３と第３の光学
媒質層５の屈折率を、それぞれの層の横幅により、模式
的に表した。つまり、第１の光学媒質層（Ｌ層）２より
第２の光学媒質層（Ｈ層）３の横幅が広いのは、第２の
光学媒質層（Ｈ層）３の屈折率が大きいためである。第
３の光学媒質層５の横幅が第１の光学媒質層（Ｌ層）２
と第２の光学媒質層（Ｈ層）３よりも狭いのは、第３の
光学媒質層５の屈折率が第１の光学媒質層（Ｌ層）２よ
りも小さいためである。Further, in FIG. 7, the refractive indices of the first optical medium layer (L layer) 2, the second optical medium layer (H layer) 3 and the third optical medium layer 5 are shown as follows. It is schematically represented by the width. That is, the horizontal width of the second optical medium layer (H layer) 3 is wider than that of the first optical medium layer (L layer) 2 because the second optical medium layer (H layer) 3 has a large refractive index. is there. The lateral width of the third optical medium layer 5 is the first optical medium layer (L layer) 2
And the reason why it is narrower than the second optical medium layer (H layer) 3 is that the refractive index of the third optical medium layer 5 is smaller than that of the first optical medium layer (L layer) 2.
【００７３】図８に、図７に示した光学多層膜フィルタ
において、第３の光学媒質層（Ｃ層）５を配置した場合
の設計透過特性を示す。比較のために従来の３キャビテ
ィの構成を有する光学多層膜フィルタの設計透過特性も
合わせて示す。但し、キャビティ層４の屈折率は１．４
８である。従来のキャビティ構造では、フィルタ透過幅
が約０．１ｎｍで、リップルが０．２ｄＢ程度であるの
に対し、第３の光学媒質層（Ｃ層）５を配置すると、リ
ップルが改善され、０．１ｄＢ以下になることがわか
る。FIG. 8 shows design transmission characteristics in the case where the third optical medium layer (C layer) 5 is arranged in the optical multilayer filter shown in FIG. For comparison, the design transmission characteristics of a conventional optical multilayer filter having a three-cavity structure are also shown. However, the refractive index of the cavity layer 4 is 1.4.
8 In the conventional cavity structure, the filter transmission width is about 0.1 nm and the ripple is about 0.2 dB, whereas when the third optical medium layer (C layer) 5 is arranged, the ripple is improved and It can be seen that it becomes 1 dB or less.
【００７４】実施の形態２では、全層の数が１３５層で
あるが、所望のフィルタ透過幅やクロストーク幅を得る
ために、適宜層数を変化させて光学多層膜フィルタを構
成した場合においても同様の効果が得られる。In the second embodiment, the total number of layers is 135, but in order to obtain a desired filter transmission width and crosstalk width, the number of layers is appropriately changed to form an optical multilayer filter. Also has the same effect.
【００７５】さらに、図９に示すように、第３の光学媒
質層（Ｃ層）５の配置を第３の光学媒質層（Ｃ層）５単
層でなく、ＣＬＣのように、第３の光学媒質層、第１の
光学媒質層、第３の光学媒質層とを順次積層し、複数の
層（複合層と呼ぶ）として配置することも可能である。
具体的な構造は、透明基板１上に、第２の光学媒質層
（Ｈ層）３と第１の光学媒質層（Ｌ層）２とが交互に例
えば２２層積層され、その上に第３の光学媒質層５が形
成され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２が形成さ
れ、その上に第３の光学媒質層５が形成され、その上に
第２の光学媒質層（Ｈ層）３と第１の光学媒質層（Ｌ
層）２とが交互に例えば４４層積層されている。その上
に第３の光学媒質層５が形成され、その上に第１の光学
媒質層（Ｌ層）２が形成され、その上に第３の光学媒質
層５が形成され、その上に第２の光学媒質層（Ｈ層）３
と第１の光学媒質層（Ｌ層）２とが交互に例えば４４層
積層されている。その上に第３の光学媒質層５が形成さ
れ、その上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２が形成され、
その上に第３の光学媒質層５が形成され、その上に第２
の光学媒質層（Ｈ層）３と第１の光学媒質層（Ｌ層）２
とが交互に例えば２２層積層されている。したがって、
全体で１４１層の多層膜となっている。Further, as shown in FIG. 9, the arrangement of the third optical medium layer (C layer) 5 is not a single layer of the third optical medium layer (C layer) 5 but a third optical medium layer (C layer) 5 such as CLC. It is also possible to sequentially stack the optical medium layer, the first optical medium layer, and the third optical medium layer, and arrange them as a plurality of layers (referred to as a composite layer).
For example, the second optical medium layer (H layer) 3 and the first optical medium layer (L layer) 2 are alternately laminated on the transparent substrate 1, for example, 22 layers, and the third structure is formed thereon. Optical medium layer 5 is formed, the first optical medium layer (L layer) 2 is formed thereon, the third optical medium layer 5 is formed thereon, and the second optical medium layer is formed thereon. (H layer) 3 and first optical medium layer (L
For example, 44 layers are alternately laminated. A third optical medium layer 5 is formed thereon, a first optical medium layer (L layer) 2 is formed thereon, a third optical medium layer 5 is formed thereon, and a third optical medium layer 5 is formed thereon. 2 optical medium layer (H layer) 3
And the first optical medium layers (L layers) 2 are alternately laminated, for example, 44 layers. A third optical medium layer 5 is formed thereon, and a first optical medium layer (L layer) 2 is formed thereon,
A third optical medium layer 5 is formed thereon, and a second optical medium layer 5 is formed thereon.
Optical medium layer (H layer) 3 and first optical medium layer (L layer) 2
For example, 22 layers are alternately laminated. Therefore,
It is a multilayer film of 141 layers as a whole.
【００７６】基板１としては、屈折率１．４７の透明基
板、第１の光学媒質層（Ｌ層）２として屈折率が１．４
８の二酸化シリコン（ＳｉＯ2）、第２の光学媒質層
（Ｈ層）３として２．１４の五酸化タンタル（Ｔａ
2Ｏ5）を用いる。第３の光学媒質層５としては屈折率が
１．３７のフッ素化マグネシウム（ＭｇＦ）を用いた。The substrate 1 is a transparent substrate having a refractive index of 1.47, and the first optical medium layer (L layer) 2 has a refractive index of 1.4.
8 silicon dioxide (SiO 2 ), and 2.14 tantalum pentoxide (Ta) as the second optical medium layer (H layer) 3.
2 O 5 ) is used. As the third optical medium layer 5, magnesium fluoride (MgF) having a refractive index of 1.37 was used.
【００７７】それぞれの光学膜厚は、バンドパスフィル
タとしての設計波長（以下、設計波長と呼ぶ）をλ0＝
１５５０ｎｍとした場合に、第１の光学媒質層（Ｌ層）
２は２６１．８２ｎｍ，第２の光学媒質層（Ｈ層）３は
１１９．２３ｎｍである。また、第３の光学媒質層５は
２８２．８５ｎｍである。For each optical film thickness, a design wavelength (hereinafter referred to as a design wavelength) as a bandpass filter is λ 0 =
When it is 1550 nm, the first optical medium layer (L layer)
2 is 261.82 nm, and the second optical medium layer (H layer) 3 is 119.23 nm. The third optical medium layer 5 has a thickness of 282.85 nm.
【００７８】また、図９においても実施の形態１と同様
に、第１の光学媒質層（Ｌ層）２と第２の光学媒質層
（Ｈ層）３と第３の光学媒質層５の屈折率を、層の横幅
により、模式的に表した。つまり、第１の光学媒質層
（Ｌ層）２より第２の光学媒質層（Ｈ層）３の横幅が広
いのは第２の光学媒質層（Ｈ層）３の屈折率が大きいた
めである。第３の光学媒質層５の横幅が第１の光学媒質
層（Ｌ層）２および第２の光学媒質層（Ｈ層）３よりも
狭いのは、第１の光学媒質層（Ｌ層）の屈折率が第１の
光学媒質層（Ｌ層）２よりも小さいためである。Also in FIG. 9, similarly to the first embodiment, refraction of the first optical medium layer (L layer) 2, the second optical medium layer (H layer) 3 and the third optical medium layer 5 is performed. The rate was expressed schematically by the width of the layer. That is, the lateral width of the second optical medium layer (H layer) 3 is wider than that of the first optical medium layer (L layer) 2 because the second optical medium layer (H layer) 3 has a large refractive index. . The width of the third optical medium layer 5 is narrower than that of the first optical medium layer (L layer) 2 and the second optical medium layer (H layer) 3 is that the first optical medium layer (L layer) This is because the refractive index is smaller than that of the first optical medium layer (L layer) 2.
【００７９】図１０に、図９に示した光学多層膜フィル
タにおいて、第３の光学媒質層（Ｃ層）５を複合層とし
て配置した場合の設計透過特性を示す。比較のために従
来の３キャビティの構成の設計透過特性も合わせて示
す。但し、キャビティ層の屈折率は１．４８である。従
来のキャビティ構造では、フィルタ透過幅が約０．１ｎ
ｍで、リップルが０．２ｄＢ程度であるのに対し、第３
の光学媒質層（Ｃ層）５を複合層として配置すると、リ
ップルが大きく改善されほとんと０ｄＢになることがわ
かる。FIG. 10 shows design transmission characteristics in the case where the third optical medium layer (C layer) 5 is arranged as a composite layer in the optical multilayer film filter shown in FIG. For comparison, the design transmission characteristics of the conventional three-cavity configuration are also shown. However, the refractive index of the cavity layer is 1.48. In the conventional cavity structure, the filter transmission width is about 0.1n.
At m, the ripple is about 0.2 dB, while the third
It can be seen that when the optical medium layer (C layer) 5 is arranged as a composite layer, the ripple is greatly improved to almost 0 dB.
【００８０】また、実施の形態２では、全層の数が１４
１層であるが、所望のフィルタ透過幅やクロストーク幅
を得るために、適宜層数を変化させて光学多層膜フィル
タを構成した場合においても同様の効果が得られる。In the second embodiment, the total number of layers is 14
Although the number of layers is one, the same effect can be obtained when the optical multilayer filter is configured by appropriately changing the number of layers in order to obtain a desired filter transmission width and crosstalk width.
【００８１】また、図９に示した光学多層膜フィルタに
おいては、第３の光学媒質層（Ｃ層）５の配置を第３の
光学媒質層（Ｃ層）５単層でなく、第３の光学媒質層
（Ｃ層）５、第１の光学媒質層（Ｌ層）２、第３の光学
媒質層（Ｃ層）５とを順次積層し、ＣＬＣのように複合
層として配置した例を示したが、ＣＨＣのように、第３
の光学媒質層（Ｃ層）５と、第２の光学媒質層（Ｈ層）
３と、第３の光学媒質層（Ｃ層）５とを順次積層した積
層体、ＣＬＣＬＣのように第３の光学媒質層（Ｃ層）５
と、第１の光学媒質層（Ｌ層）２と、第３の光学媒質層
（Ｃ層）３と、第１の光学媒質層（Ｌ層）２と、第３の
光学媒質層（Ｃ層）５とを順次積層した積層体、ＣＨＣ
ＨＣのように第３の光学媒質層（Ｃ層）５と、第２の光
学媒質層（Ｈ層）３と、第３の光学媒質層（Ｃ層）５
と、第２の光学媒質層（Ｈ層）３と、第３の光学媒質層
（Ｃ層）５とを順次積層した積層体などの複合層を配置
した場合においても同様の効果が得られる。また、ＣＬ
Ｃの複合層に置き換えられた複数の第３の光学媒質層
（Ｃ層）５の配置位置のうち、少なくとも１つの複合層
をＣＨＣで置き換えても同様の効果が得られれる。例え
ば、ＣＬＣ複合層に置き換えられた３つの第３の光学媒
質層（Ｃ層）５の配置位置のうち、１つの複合層をＣＨ
Ｃ複合層に置き換えてもよい。さらに、ＣＬＣＬＣの複
合層に置き換えられた複数の第３の光学媒質層（Ｃ層）
５の配置位置のうち、少なくとも１つの複合層をＣＨＣ
ＨＣで置き換えても同様の効果が得られれる。例えば、
ＣＬＣＬＣ複合層に置き換えられた３つの第３の光学媒
質層（Ｃ層）５の配置位置のうち、１つの複合層をＣＨ
ＣＨＣ複合層に置き換えてもよい。Further, in the optical multilayer filter shown in FIG. 9, the arrangement of the third optical medium layer (C layer) 5 is not the third optical medium layer (C layer) 5 single layer but the third optical medium layer (C layer) 5. An example is shown in which an optical medium layer (C layer) 5, a first optical medium layer (L layer) 2 and a third optical medium layer (C layer) 5 are sequentially laminated and arranged as a composite layer like CLC. However, like CHC, the third
Optical medium layer (C layer) 5 and second optical medium layer (H layer)
3 and a third optical medium layer (C layer) 5 are sequentially laminated, a third optical medium layer (C layer) 5 such as CLCLC.
A first optical medium layer (L layer) 2, a third optical medium layer (C layer) 3, a first optical medium layer (L layer) 2, and a third optical medium layer (C layer) ) A laminated body in which 5 and 5 are sequentially laminated, CHC
Like HC, a third optical medium layer (C layer) 5, a second optical medium layer (H layer) 3, and a third optical medium layer (C layer) 5
The same effect can be obtained when a composite layer such as a laminated body in which the second optical medium layer (H layer) 3 and the third optical medium layer (C layer) 5 are sequentially laminated is arranged. Also, CL
The same effect can be obtained by replacing at least one composite layer of the plurality of third optical medium layers (C layers) 5 replaced by the C composite layer with CHC. For example, among the arrangement positions of the three third optical medium layers (C layers) 5 replaced with CLC composite layers, one composite layer is CH
It may be replaced with a C composite layer. Further, a plurality of third optical medium layers (C layers) replaced by a composite layer of CLCLC
At least one composite layer among the 5 arrangement positions is CHC
Even if it is replaced with HC, the same effect can be obtained. For example,
Of the arrangement positions of the three third optical medium layers (C layer) 5 replaced with the CLCLC composite layer, one composite layer is CH.
It may be replaced with a CHC composite layer.
【００８２】さらに、図７や図９に示した光学多層膜フ
ィルタのように、従来のキャビティ構造の位置に第３の
光学媒質層（Ｃ層）５単層や第３の光学媒質層（Ｃ層）
５を含む複合層を配置する構造ではなく、従来のキャビ
ティ構造におけるキャビティ層とキャビティ層との間、
および、キャビティ層と空気層との間、およびキャビテ
ィ層と基板１との間の多層膜を構成する第２の光学媒質
層（Ｈ層）３と第１の光学媒質層（Ｌ層）２を第３の光
学媒質層（Ｃ層）５に置き換える構造においても同様の
効果が得られる。Further, as in the optical multilayer filter shown in FIGS. 7 and 9, the third optical medium layer (C layer) 5 single layer or the third optical medium layer (C layer) is provided at the position of the conventional cavity structure. layer)
5 is not a structure in which a composite layer including 5 is arranged, but between the cavity layers in the conventional cavity structure,
Further, the second optical medium layer (H layer) 3 and the first optical medium layer (L layer) 2 which form a multilayer film between the cavity layer and the air layer and between the cavity layer and the substrate 1 are formed. The same effect can be obtained in the structure in which the third optical medium layer (C layer) 5 is replaced.
【００８３】具体的な構造は、例えば、第３の光学媒質
層５を、第１の光学媒質と第２の光学媒質との間の屈折
率を有する第３の光学媒質により形成した場合には、図
１１に示すように、透明基板１上に、第２の光学媒質層
（Ｈ層）３と第１の光学媒質層（Ｌ層）２とが交互に例
えば９層積層され、その上に第３の光学媒質層５が形成
され、その上に第２の光学媒質層（Ｈ層）３と第１の光
学媒質層（Ｌ層）２とが交互に例えば１２層積層され、
その上に第３の光学媒質層５が形成されている。その上
に第２の光学媒質層（Ｈ層）３と第１の光学媒質層（Ｌ
層）２とが交互に例えば３０層積層されている。その上
に第３の光学媒質層５が形成され、その上に第１の光学
媒質層（Ｌ層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３とが交
互に例えば１３層積層され、その上に第３の光学媒質層
５形成されている。その上に第２の光学媒質層（Ｈ層）
３と第１の光学媒質層（Ｌ層）２とが交互に例えば２９
層積層され、その上に第３の光学媒質層５が形成され、
その上に第２の光学媒質層（Ｈ層）３と第１の光学媒質
層（Ｌ層）２とが交互に例えば１４層積層され、その上
に第３の光学媒質層５が形成されている。その上に第２
の光学媒質層（Ｈ層）３と第１の光学媒質層（Ｌ層）２
とが交互に例えば１０層積層され、その上に第３の光学
媒質層５が形成され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ
層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３とが交互に例えば
１０層積層されている。したがって、全体で１３４層の
多層膜となっている。The specific structure is, for example, when the third optical medium layer 5 is formed of a third optical medium having a refractive index between the first optical medium and the second optical medium. As shown in FIG. 11, the second optical medium layer (H layer) 3 and the first optical medium layer (L layer) 2 are alternately laminated on the transparent substrate 1, for example, nine layers, and on top of that, A third optical medium layer 5 is formed, on which a second optical medium layer (H layer) 3 and a first optical medium layer (L layer) 2 are alternately laminated, for example, 12 layers,
The third optical medium layer 5 is formed thereon. The second optical medium layer (H layer) 3 and the first optical medium layer (L
Layers 2 are alternately laminated, for example, 30 layers. A third optical medium layer 5 is formed thereon, and a first optical medium layer (L layer) 2 and a second optical medium layer (H layer) 3 are alternately laminated thereon, for example, 13 layers, A third optical medium layer 5 is formed thereon. Second optical medium layer (H layer) on top of it
3 and the first optical medium layer (L layer) 2 are alternately arranged, for example, 29
Layers, and a third optical medium layer 5 is formed thereon
A second optical medium layer (H layer) 3 and a first optical medium layer (L layer) 2 are alternately laminated, for example, 14 layers thereon, and a third optical medium layer 5 is formed thereon. There is. Second on it
Optical medium layer (H layer) 3 and first optical medium layer (L layer) 2
And 10 are alternately laminated, the third optical medium layer 5 is formed thereon, and the first optical medium layer (L
Layers 2 and second optical medium layers (H layers) 3 are alternately laminated, for example, 10 layers. Therefore, it is a multilayer film of 134 layers as a whole.
【００８４】基板１としては、屈折率１．４７の透明基
板、第１の光学媒質層（Ｌ層）２として屈折率が１．４
８の二酸化シリコン（ＳｉＯ2）、第２の光学媒質層
（Ｈ層）３として２．１４の五酸化タンタル（Ｔａ
2Ｏ5）を用いる。第３の光学媒質層５としては屈折率が
１．８０の酸化シリコン（ＳｉＯx）または酸窒化シリ
コン（ＳｉＯxＮy）を用いた。The substrate 1 is a transparent substrate having a refractive index of 1.47, and the first optical medium layer (L layer) 2 has a refractive index of 1.4.
8 silicon dioxide (SiO 2 ), and 2.14 tantalum pentoxide (Ta) as the second optical medium layer (H layer) 3.
2 O 5 ) is used. As the third optical medium layer 5, silicon oxide (SiO x ) or silicon oxynitride (SiO x N y ) having a refractive index of 1.80 was used.
【００８５】それぞれの光学膜厚は、バンドパスフィル
タとしての設計波長（以下、設計波長と呼ぶ）をλ0＝
１５５０ｎｍとした場合に、第１の光学媒質層（Ｌ層）
２は２６１．８２ｎｍ，第２の光学媒質層（Ｈ層）３は
１１９．２３ｎｍである。また、第３の光学媒質層５は
２１５．２８ｎｍである。For each optical film thickness, a design wavelength as a bandpass filter (hereinafter referred to as a design wavelength) is λ 0 =
When it is 1550 nm, the first optical medium layer (L layer)
2 is 261.82 nm, and the second optical medium layer (H layer) 3 is 119.23 nm. The third optical medium layer 5 has a thickness of 215.28 nm.
【００８６】また、図１１においても、実施の形態１と
同様に、第１の光学媒質層（Ｌ層）２と第２の光学媒質
層（Ｈ層）３と第３の光学媒質層５の屈折率を、層の横
幅により、模式的に表した。つまり、第１の光学媒質層
（Ｌ層）２より第２の光学媒質層（Ｈ層）３の横幅が広
いのは、第２の光学媒質層（Ｈ層）３の屈折率が大きい
ためである。第３の光学媒質層５の横幅が第１の光学媒
質層（Ｌ層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３の間の幅
であるのは、第３の光学媒質層５の屈折率が第１の光学
媒質層（Ｌ層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３の間の
値であることを示している。Also in FIG. 11, similarly to the first embodiment, the first optical medium layer (L layer) 2, the second optical medium layer (H layer) 3 and the third optical medium layer 5 are formed. The refractive index is schematically represented by the width of the layer. That is, the horizontal width of the second optical medium layer (H layer) 3 is wider than that of the first optical medium layer (L layer) 2 because the second optical medium layer (H layer) 3 has a large refractive index. is there. The lateral width of the third optical medium layer 5 is the width between the first optical medium layer (L layer) 2 and the second optical medium layer (H layer) 3. It shows that the refractive index is a value between the first optical medium layer (L layer) 2 and the second optical medium layer (H layer) 3.
【００８７】図１２に、図１１に示した光学多層膜フィ
ルタにおいて、第３の光学媒質層（Ｃ層）５の複合層と
して配置した場合の設計透過特性を示す。比較のために
従来の３キャビティの構成の設計透過特性も合わせて示
す。但し、キャビティ層の屈折率は１．４８である。従
来のキャビティ構造では、フィルタ透過幅が約０．１ｎ
ｍで、リップルが０．６ｄＢ程度であるのに対し、第３
の光学媒質層（Ｃ層）５を配置すると、リップルが大き
く改善され、０．２ｄＢになることがわかる。FIG. 12 shows design transmission characteristics when the optical multilayer filter shown in FIG. 11 is arranged as a composite layer of the third optical medium layer (C layer) 5. For comparison, the design transmission characteristics of the conventional three-cavity configuration are also shown. However, the refractive index of the cavity layer is 1.48. In the conventional cavity structure, the filter transmission width is about 0.1n.
At m, the ripple is about 0.6 dB, while the third
It can be seen that when the optical medium layer (C layer) 5 is arranged, the ripple is greatly improved to 0.2 dB.
【００８８】また、実施の形態２では、全層の数が１３
４層であるが、所望のフィルタ透過幅やクロストーク幅
を得るために、適宜層数を変化させて光学多層膜フィル
タを構成した場合においても同様の効果が得られる。In the second embodiment, the total number of layers is 13
Although the number of layers is four, the same effect can be obtained when the optical multilayer filter is configured by appropriately changing the number of layers in order to obtain a desired filter transmission width and crosstalk width.
【００８９】また、製造方法は、実施の形態１と同様
に、ＥＣＲスパッタ装置を用いて、３つのＥＣＲプラズ
マ源に、それぞれ、シリコンターゲットとタンタルター
ゲットを設置して、第１の光学媒質層（Ｌ層）２として
二酸化シリコンを、第２の光学媒質層（Ｈ層）３として
五酸化タンタルを形成し、第３の光学媒質層５として例
えばフッ素化マグネシウムを堆積することによって、形
成することが可能である。As in the first embodiment, the manufacturing method uses the ECR sputtering apparatus to install the silicon target and the tantalum target in the three ECR plasma sources, respectively. L layer) 2 is formed of silicon dioxide, second optical medium layer (H layer) 3 is formed of tantalum pentoxide, and third optical medium layer 5 is formed by depositing, for example, magnesium fluoride. It is possible.
【００９０】また、実施の形態２においても、図４に示
したように、屈折率によってフィルタ特性を調整するこ
とが可能である。ＥＣＲスパッタ装置において、ターゲ
ットの材質と反応性ガスの流量（分量）を選択し、屈折
率を制御することにより、最適な屈折率を選択すること
によって、最適なフィルタ特性を得ることができる。ま
た、実施の形態２では、第３の光学媒質が第１の光学媒
質と第２の光学媒質との間、および第１の光学媒質より
も小さい場合を例として説明したが、第２の光学媒質よ
りも大きい場合においても同様の効果がある。Further, also in the second embodiment, as shown in FIG. 4, the filter characteristic can be adjusted by the refractive index. In the ECR sputtering apparatus, by selecting the material of the target and the flow rate (quantity) of the reactive gas and controlling the refractive index, the optimum refractive index can be selected to obtain the optimum filter characteristics. In the second embodiment, the case where the third optical medium is between the first optical medium and the second optical medium and smaller than the first optical medium has been described as an example. The same effect is obtained when the size is larger than the medium.
【００９１】実施の形態３にかかる光学多層膜フィルタ
について説明する。実施の形態３にかかる光学多層膜フ
ィルタは、第１の光学媒質からなる第１の光学媒質層
と、第１の光学媒質よりも高い屈折率を有する第２の光
学媒質からなる第２の光学媒質層とを交互に積層し形成
された多層構造体の間に、第１の光学媒質および第２の
光学媒質とは異なる屈折率を有する第３の光学媒質から
なる第３の光学媒質層を４層配置した構造である。従来
のキャビティ構造では、４キャビティに対応する。The optical multilayer filter according to the third embodiment will be described. The optical multilayer filter according to the third embodiment includes a first optical medium layer made of a first optical medium and a second optical medium made of a second optical medium having a refractive index higher than that of the first optical medium. A third optical medium layer including a third optical medium having a refractive index different from that of the first optical medium and the second optical medium is provided between the multilayer structure formed by alternately stacking the medium layers. The structure has four layers. The conventional cavity structure corresponds to four cavities.
【００９２】この光学多層膜フィルタの大きな特徴は、
バンドパスフィルタとしての設計波長λ0に対して、す
べての層がλ0／４となる膜厚から構成されていること
である。The major feature of this optical multilayer filter is that
The design wavelength lambda 0 of the bandpass filter is that all the layers are composed of film thickness becomes λ 0/4.
【００９３】具体的な構造は、図１３に示すように、透
明基板１上に、第２の光学媒質層（Ｈ層）３と第１の光
学媒質層（Ｌ層）２とが交互に例えば２１層積層され、
その上に第３の光学媒質層５が形成され、その上に第１
の光学媒質層（Ｌ層）と第２の光学媒質層（Ｈ層）とが
交互に例えば４２層積層されている。その上に第３の光
学媒質層５が形成され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ
層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３とが交互に例えば
４４層積層されている。その上に第３の光学媒質層５が
形成され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２と第２
の光学媒質層（Ｈ層）３とが交互に例えば４２層積層さ
れている。その上に第３の光学媒質層５が形成され、そ
の上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２と第２の光学媒質層
（Ｈ層）３とが交互に例えば１９層積層されている。し
たがって、全体で１７２層の多層膜となっている。As shown in FIG. 13, the specific structure is such that the second optical medium layer (H layer) 3 and the first optical medium layer (L layer) 2 are alternately provided on the transparent substrate 1, for example. 21 layers are stacked,
A third optical medium layer 5 is formed thereon, and the first optical medium layer 5 is formed thereon.
For example, 42 optical layers (L layers) and second optical medium layers (H layers) are alternately laminated. A third optical medium layer 5 is formed thereon, and a first optical medium layer (L
Layers 2 and second optical medium layers (H layers) 3 are alternately laminated, for example, 44 layers. A third optical medium layer 5 is formed thereon, and a first optical medium layer (L layer) 2 and a second optical medium layer 5 are formed thereon.
For example, 42 layers of the optical medium layers (H layers) 3 are alternately laminated. A third optical medium layer 5 is formed thereon, and a first optical medium layer (L layer) 2 and a second optical medium layer (H layer) 3 are alternately laminated on the third optical medium layer 5, for example, 19 layers. There is. Therefore, it is a multilayer film of 172 layers as a whole.
【００９４】基板１としては、屈折率１．４７の透明基
板、第１の光学媒質層（Ｌ層）２として屈折率が１．４
８の二酸化シリコン（ＳｉＯ2）、第２の光学媒質層
（Ｈ層）３として２．１４の五酸化タンタル（Ｔａ
2Ｏ5）を用いる。第３の光学媒質層５としては屈折率が
３．２の水素化シリコン（Ｈ：Ｓｉ）を用いた。The substrate 1 is a transparent substrate having a refractive index of 1.47, and the first optical medium layer (L layer) 2 has a refractive index of 1.4.
8 silicon dioxide (SiO 2 ), and 2.14 tantalum pentoxide (Ta) as the second optical medium layer (H layer) 3.
2 O 5 ) is used. As the third optical medium layer 5, silicon hydride (H: Si) having a refractive index of 3.2 was used.
【００９５】それぞれの光学膜厚は、バンドパスフィル
タとしての設計波長（以下、設計波長と呼ぶ）をλ0＝
１５５０ｎｍとした場合に、第１の光学媒質層（Ｌ層）
２は２６１．８２ｎｍ、第２の光学媒質層（Ｈ層）３は
１１９．２３ｎｍである。また、第３の光学媒質層５は
１２１．０９ｎｍである。For each optical film thickness, the design wavelength as a bandpass filter (hereinafter referred to as the design wavelength) is λ 0 =
When it is 1550 nm, the first optical medium layer (L layer)
2 is 261.82 nm, and the second optical medium layer (H layer) 3 is 119.23 nm. The third optical medium layer 5 has a thickness of 121.09 nm.
【００９６】また、図１３においても実施の形態１と同
様に、第１の光学媒質層（Ｌ層）２と第２の光学媒質層
（Ｈ層）３と第３の光学媒質層５の屈折率を、層の横幅
により、模式的に表した。つまり、第１の光学媒質層
（Ｌ層）２より第２の光学媒質層（Ｈ層）３の横幅が広
いのは第２の光学媒質層（Ｈ層）３の屈折率が大きいた
めである。第３の光学媒質層５の横幅が第１の光学媒質
層（Ｌ層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３よりも広い
のは、第３の光学媒質層５の屈折率が第２の光学媒質層
（Ｈ層）３よりも大きいためである。Also in FIG. 13, similarly to the first embodiment, refraction of the first optical medium layer (L layer) 2, the second optical medium layer (H layer) 3 and the third optical medium layer 5 is performed. The rate was expressed schematically by the width of the layer. That is, the lateral width of the second optical medium layer (H layer) 3 is wider than that of the first optical medium layer (L layer) 2 because the second optical medium layer (H layer) 3 has a large refractive index. . The lateral width of the third optical medium layer 5 is wider than that of the first optical medium layer (L layer) 2 and the second optical medium layer (H layer) 3 is that the refractive index of the third optical medium layer 5 is This is because it is larger than the second optical medium layer (H layer) 3.
【００９７】図１４に、図１３に示した光学多層膜フィ
ルタにおいて、第３の光学媒質層（Ｃ層）５を配置した
場合の設計透過特性を示す。比較のために従来の４キャ
ビティの構成の設計透過特性も合わせて示す。但し、キ
ャビティ層の屈折率は１．４８である。従来のキャビテ
ィ構造では、フィルタ透過幅が約０．１ｎｍで、リップ
ルが１ｄＢ以上であるのに対し、第３の光学媒質層（Ｃ
層）５を配置することにより、リップルが大きく改善さ
れ０．１ｄＢ以下になることがわかる。FIG. 14 shows design transmission characteristics in the case where the third optical medium layer (C layer) 5 is arranged in the optical multilayer filter shown in FIG. For comparison, the design transmission characteristics of the conventional four-cavity configuration are also shown. However, the refractive index of the cavity layer is 1.48. In the conventional cavity structure, the filter transmission width is about 0.1 nm and the ripple is 1 dB or more, whereas the third optical medium layer (C
It can be seen that by disposing the layer 5 the ripple is greatly improved to 0.1 dB or less.
【００９８】実施の形態３では、全層の数が１７２層で
あるが、所望のフィルタ透過幅やクロストーク幅を得る
ために、適宜層数を変化させて光学多層膜フィルタを構
成した場合においても同様の効果が得られる。In the third embodiment, the total number of layers is 172. However, in order to obtain a desired filter transmission width or crosstalk width, the number of layers is appropriately changed to construct an optical multilayer filter. Also has the same effect.
【００９９】さらに、図１５のように、第３の光学媒質
層（Ｃ層）５の配置を第３の光学媒質層（Ｃ層）５単層
でなく、第３の光学媒質層（Ｃ層）５と第１の光学媒質
層（Ｌ層）２とを順次積層し、ＣＬＣＬＣＬＣのように
複数の層（複合層と呼ぶ）として配置することも可能で
ある。具体的な構造は、透明基板１上に、第２の光学媒
質層（Ｈ層）３と第１の光学媒質層（Ｌ層）２とが交互
に例えば１９層積層され、その上に第３の光学媒質層５
が形成され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２が形
成され、その上に第３の光学媒質層５が形成され、その
上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２が形成され、その上に
第３の光学媒質層５が形成され、その上に第１の光学媒
質層（Ｌ層）１が形成され、その上に第３の光学媒質層
５が形成され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ層）１と
第２の光学媒質層（Ｈ層）３とが交互に例えば３８層積
層されている。その上に第３の光学媒質層５が形成さ
れ、その上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２が形成され、
その上に第３の光学媒質層５が形成され、その上に第１
の光学媒質層（Ｌ層）２が形成され、その上に第３の光
学媒質層５が形成され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ
層）２が形成され、その上に第３の光学媒質層５が形成
され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２と第２の光
学媒質層（Ｈ層）３とが交互に例えば４０層積層されて
いる。その上に第３の光学媒質層５が形成され、その上
に第１の光学媒質層（Ｌ層）２が形成され、その上に第
３の光学媒質層５が形成され、その上に第１の光学媒質
層（Ｌ層）２が形成され、その上に第３の光学媒質層５
が形成され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２が形
成され、その上に第３の光学媒質層５が形成され、その
上に第１の光学媒質層（Ｌ層）と第２の光学媒質層（Ｈ
層）とが交互に例えば３８層積層されている。その上に
第３の光学媒質層５が形成され、その上に第１の光学媒
質層（Ｌ層）２が形成され、その上に第３の光学媒質層
５が形成され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２が
形成され、その上に第３の光学媒質層５が形成され、そ
の上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２が形成され、その上
に第３の光学媒質層５が形成され、その上に第１の光学
媒質層（Ｌ層）と第２の光学媒質層（Ｈ層）とが交互に
例えば１７層積層されている。したがって、全体で１８
０層の多層膜となっている。Further, as shown in FIG. 15, the arrangement of the third optical medium layer (C layer) 5 is not the single layer of the third optical medium layer (C layer) 5 but the third optical medium layer (C layer). ) 5 and the first optical medium layer (L layer) 2 may be sequentially laminated and arranged as a plurality of layers (referred to as composite layers) as in CLCLCLC. The specific structure is that, for example, the second optical medium layer (H layer) 3 and the first optical medium layer (L layer) 2 are alternately laminated, for example, 19 layers on the transparent substrate 1, and the third optical medium layer (L layer) 3 is formed thereon. Optical medium layer 5
Is formed, the first optical medium layer (L layer) 2 is formed thereon, the third optical medium layer 5 is formed thereon, and the first optical medium layer (L layer) 2 is formed thereon. Is formed, the third optical medium layer 5 is formed thereon, the first optical medium layer (L layer) 1 is formed thereon, and the third optical medium layer 5 is formed thereon. A first optical medium layer (L layer) 1 and a second optical medium layer (H layer) 3 are alternately laminated thereon, for example, 38 layers. A third optical medium layer 5 is formed thereon, and a first optical medium layer (L layer) 2 is formed thereon,
A third optical medium layer 5 is formed thereon, and the first optical medium layer 5 is formed thereon.
Optical medium layer (L layer) 2 is formed, a third optical medium layer 5 is formed thereon, and a first optical medium layer (L layer) is formed thereon.
Layer) 2, a third optical medium layer 5 is formed thereon, and a first optical medium layer (L layer) 2 and a second optical medium layer (H layer) 3 are alternately formed thereon. For example, 40 layers are laminated. A third optical medium layer 5 is formed thereon, a first optical medium layer (L layer) 2 is formed thereon, a third optical medium layer 5 is formed thereon, and a third optical medium layer 5 is formed thereon. The first optical medium layer (L layer) 2 is formed, and the third optical medium layer 5 is formed thereon.
Is formed, a first optical medium layer (L layer) 2 is formed thereon, a third optical medium layer 5 is formed thereon, and a first optical medium layer (L layer) is formed thereon. Second optical medium layer (H
For example, 38 layers are alternately laminated. A third optical medium layer 5 is formed thereon, a first optical medium layer (L layer) 2 is formed thereon, a third optical medium layer 5 is formed thereon, and a third optical medium layer 5 is formed thereon. The first optical medium layer (L layer) 2 is formed, the third optical medium layer 5 is formed thereon, the first optical medium layer (L layer) 2 is formed thereon, and the first optical medium layer (L layer) 2 is formed thereon. The third optical medium layer 5 is formed, and the first optical medium layer (L layer) and the second optical medium layer (H layer) are alternately laminated on, for example, 17 layers thereon. Therefore, 18 in total
It is a multilayer film of 0 layers.
【０１００】基板１としては、屈折率１．４７の透明基
板、第１の光学媒質層（Ｌ層）２として屈折率が１．４
８の二酸化シリコン（ＳｉＯ2）、第２の光学媒質層
（Ｈ層）３として２．１４の五酸化タンタル（Ｔａ
2Ｏ5）を用いる。第３の光学媒質層５としては屈折率が
１．８０の酸化シリコン（ＳｉＯx）または酸窒化シリ
コン（ＳｉＯxＮy）を用いた。The substrate 1 is a transparent substrate having a refractive index of 1.47, and the first optical medium layer (L layer) 2 has a refractive index of 1.4.
8 silicon dioxide (SiO 2 ), and 2.14 tantalum pentoxide (Ta) as the second optical medium layer (H layer) 3.
2 O 5 ) is used. As the third optical medium layer 5, silicon oxide (SiO x ) or silicon oxynitride (SiO x N y ) having a refractive index of 1.80 was used.
【０１０１】それぞれの光学膜厚は、バンドパスフィル
タとしての設計波長（以下、設計波長と呼ぶ）をλ0＝
１５５０ｎｍとした場合に、第１の光学媒質層（Ｌ層）
２は２６１．８２ｎｍ，第２の光学媒質層（Ｈ層）３は
１１９．２３ｎｍである。また、第３の光学媒質層５は
２１５．２８ｎｍである。For each optical film thickness, the design wavelength as a bandpass filter (hereinafter referred to as the design wavelength) is λ 0 =
When it is 1550 nm, the first optical medium layer (L layer)
2 is 261.82 nm, and the second optical medium layer (H layer) 3 is 119.23 nm. The third optical medium layer 5 has a thickness of 215.28 nm.
【０１０２】また、図１５においても、実施の形態１と
同様に、第１の光学媒質層（Ｌ層）２と第２の光学媒質
層（Ｈ層）３と第３の光学媒質層５の屈折率を、層の横
幅により、模式的に表した。つまり、第１の光学媒質層
（Ｌ層）２より第２の光学媒質層（Ｈ層）３の横幅が広
いのは第２の光学媒質層（Ｈ層）３の屈折率が大きいた
めである。第３の光学媒質層５の横幅が第１の光学媒質
層（Ｌ層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３の間の幅で
あるのは、第３の光学媒質層５の屈折率が第１の光学媒
質層（Ｌ層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３の間の値
であることを示している。Also in FIG. 15, similarly to the first embodiment, the first optical medium layer (L layer) 2, the second optical medium layer (H layer) 3 and the third optical medium layer 5 are formed. The refractive index is schematically represented by the width of the layer. That is, the lateral width of the second optical medium layer (H layer) 3 is wider than that of the first optical medium layer (L layer) 2 because the second optical medium layer (H layer) 3 has a large refractive index. . The lateral width of the third optical medium layer 5 is the width between the first optical medium layer (L layer) 2 and the second optical medium layer (H layer) 3. It shows that the refractive index is a value between the first optical medium layer (L layer) 2 and the second optical medium layer (H layer) 3.
【０１０３】図１６に、図１５に示した光学多層膜フィ
ルタにおいて、第３の光学媒質層（Ｃ層）５の複合層と
して配置した場合の設計透過特性を示す。比較のために
従来の４キャビティの構成の設計透過特性も合わせて示
す。但し、キャビティ層の屈折率は１．４８である。従
来のキャビティ構造では、フィルタ透過幅が約０．１ｎ
ｍで、リップルが１ｄＢ以上であるのに対し、第３の光
学媒質層（Ｃ層）５を配置すると、リップルが大きく改
善され０．１ｄＢ以下になることがわかる。FIG. 16 shows design transmission characteristics when the optical multilayer filter shown in FIG. 15 is arranged as a composite layer of the third optical medium layer (C layer) 5. For comparison, the design transmission characteristics of the conventional four-cavity configuration are also shown. However, the refractive index of the cavity layer is 1.48. In the conventional cavity structure, the filter transmission width is about 0.1n.
At m, the ripple is 1 dB or more, whereas when the third optical medium layer (C layer) 5 is arranged, the ripple is greatly improved and becomes 0.1 dB or less.
【０１０４】また、実施の形態３では、全層の数が１８
０層であるが、所望のフィルタ透過幅やクロストーク幅
を得るために、適宜層数を変化させて光学多層膜フィル
タを構成した場合においても同様の効果が得られる。In the third embodiment, the total number of layers is 18.
Although the number of layers is 0, the same effect can be obtained when the optical multilayer filter is configured by appropriately changing the number of layers in order to obtain a desired filter transmission width and crosstalk width.
【０１０５】また、図１５に示した光学多層膜フィルタ
においては、第３の光学媒質層（Ｃ層）５の配置を第３
の光学媒質層（Ｃ層）５単層でなく、ＣＬＣＬＣＬＣの
ように複合層として配置した例を示したが、第３の光学
媒質層（Ｃ層）５、第１の光学媒質層（Ｌ層）２、第２
の光学媒質層（Ｈ層）３を用いて、ＣＬＣやＣＨＣやＣ
ＬＣＬＣやＣＨＣＨＣなどの複合層として配置された場
合においても同様の効果が得られる。また、ＣＬＣＬＣ
ＬＣの複合層に置き換えられた複数の第３の光学媒質層
（Ｃ層）５の配置位置のうち、少なくとも１つの複合層
をＣＨＣＨＣＨＣで置き換えても同様の効果が得られれ
る。例えば、ＣＬＣＬＣＬＣの複合層に置き換えられら
れた３つ第３の光学媒質層（Ｃ層）５の配置位置のう
ち、１つの複合層をＣＨＣＨＣＨＣで置き換えてもよ
い。In the optical multi-layer film filter shown in FIG. 15, the third optical medium layer (C layer) 5 is arranged in the third arrangement.
The example in which the optical medium layer (C layer) 5 is not a single layer but is arranged as a composite layer as in CLCLCLC is shown, but the third optical medium layer (C layer) 5 and the first optical medium layer (L layer) ) 2, second
Using the optical medium layer (H layer) 3 of CLC, CHC, C
Similar effects can be obtained even when they are arranged as a composite layer such as LCLC or CHCHC. Also, CLCLC
Similar effects can be obtained by replacing at least one composite layer with CHCHCHC among the arrangement positions of the plurality of third optical medium layers (C layers) 5 replaced with the LC composite layer. For example, among the arrangement positions of the three third optical medium layers (C layers) 5 replaced with the composite layer of CLCLCLC, one composite layer may be replaced with CHCHCHC.
【０１０６】さらに、ＣＬＣの複合層に置き換えられた
複数の第３の光学媒質層（Ｃ層）５の配置位置のうち、
少なくとも１つの複合層をＣＨＣで置き換えても同様の
効果が得られれる。例えば、ＣＬＣの複合層に置き換え
られられた３つ第３の光学媒質層（Ｃ層）５の配置位置
のうち、１つの複合層をＣＨＣで置き換えてもよい。さ
らに、ＣＬＣＬＣの複合層に置き換えられた複数の第３
の光学媒質層（Ｃ層）５の配置位置のうち、少なくとも
１つの複合層をＣＨＣＨＣで置き換えても同様の効果が
得られれる。例えば、ＣＬＣＬＣの複合層に置き換えら
れられた３つ第３の光学媒質層（Ｃ層）５の配置位置の
うち、１つの複合層をＣＨＣＨＣで置き換えてもよい。Further, among the arrangement positions of the plurality of third optical medium layers (C layers) 5 replaced with the CLC composite layers,
Similar effects can be obtained by replacing at least one composite layer with CHC. For example, among the arrangement positions of the three third optical medium layers (C layers) 5 replaced with the composite layer of CLC, one composite layer may be replaced with CHC. In addition, multiple third layers replaced by a composite layer of CLCLC
The same effect can be obtained by replacing at least one composite layer with CHCHC in the arrangement position of the optical medium layer (C layer) 5. For example, among the arrangement positions of the three third optical medium layers (C layers) 5 replaced with the composite layer of CLCLC, one composite layer may be replaced with CHCHC.
【０１０７】また、製造方法は、実施の形態１と同様
に、ＥＣＲスパッタ装置を用いて、２つのＥＣＲプラズ
マ源に、それぞれ、シリコンターゲットとタンタルター
ゲットを設置して、第１の光学媒質層（Ｌ層）２として
二酸化シリコンを、第２の光学媒質層（Ｈ層）３として
五酸化タンタルを形成し、第３の光学媒質層５として例
えば酸化シリコンや酸窒化シリコンを堆積することによ
って、形成することができる。As in the case of the first embodiment, the manufacturing method uses the ECR sputtering apparatus, the silicon target and the tantalum target are respectively set in the two ECR plasma sources, and the first optical medium layer ( Formed by depositing silicon dioxide as the L layer 2 and tantalum pentoxide as the second optical medium layer (H layer) 3 and depositing, for example, silicon oxide or silicon oxynitride as the third optical medium layer 5. can do.
【０１０８】また、他の実施形態においても、図４に示
したように、屈折率によってフィルタ特性を調整するこ
とができる。ＥＣＲスパッタ装置において、ターゲット
の材質と反応性ガスの流量（分量）の選択で、屈折率を
制御することにより、最適な屈折率を選択することによ
って、最適なフィルタ特性を得ることができる。Also, in other embodiments, the filter characteristic can be adjusted by the refractive index as shown in FIG. In the ECR sputtering apparatus, by controlling the refractive index by selecting the target material and the flow rate (quantity) of the reactive gas, the optimum filter characteristic can be obtained by selecting the optimum refractive index.
【０１０９】実施の形態４にかかる光学多層膜フィルタ
について説明する。実施の形態４にかかる光学多層膜フ
ィルタは、第１の光学媒質からなる第１の光学媒質層
と、第１の光学媒質よりも高い屈折率を有する第２の光
学媒質からなる第２の光学媒質層とを交互に積層して形
成された多層構造体の間に、第３の光学媒質からなる第
３の光学媒質層を５層配置した構造である。従来のキャ
ビティ構造では、５キャビティに対応する。An optical multilayer film filter according to the fourth embodiment will be described. The optical multilayer filter according to the fourth embodiment includes a first optical medium layer made of a first optical medium and a second optical medium made of a second optical medium having a refractive index higher than that of the first optical medium. This is a structure in which five third optical medium layers made of a third optical medium are arranged between multilayer structures formed by alternately stacking medium layers. The conventional cavity structure corresponds to 5 cavities.
【０１１０】この光学多層膜フィルタの大きな特徴は、
バンドパスフィルタとしての設計波長λ0に対して、す
べての層がλ0／４となる膜厚から構成されていること
である。The major feature of this optical multilayer filter is that
The design wavelength lambda 0 of the bandpass filter is that all the layers are composed of film thickness becomes λ 0/4.
【０１１１】具体的な構造は、図１７に示すように、透
明基板１上に、第２の光学媒質層（Ｈ層）３と第１の光
学媒質層（Ｌ層）２とが交互に例えば２１層積層され、
その上に第３の光学媒質層５が形成され、その上に第１
の光学媒質層（Ｌ層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３
とが交互に例えば４２層積層されている。その上に第３
の光学媒質層５が形成され、その上に第１の光学媒質層
（Ｌ層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３とが交互に例
えば４４層積層されている。その上に第３の光学媒質層
５が形成され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２と
第２の光学媒質層（Ｈ層）３とが交互に例えば４４層積
層されている。その上に第３の光学媒質層５が形成さ
れ、その上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２と第２の光学
媒質層（Ｈ層）３とが交互に例えば４２層積層されてい
る。その上に第３の光学媒質層５が形成され、その上に
第１の光学媒質層（Ｌ層）２と第３の光学媒質層（Ｈ
層）３とが交互に例えば１９層積層されている。したが
って、全体で２１７層の多層膜となっている。As shown in FIG. 17, the specific structure is such that the second optical medium layer (H layer) 3 and the first optical medium layer (L layer) 2 are alternately arranged on the transparent substrate 1, for example. 21 layers are stacked,
A third optical medium layer 5 is formed thereon, and the first optical medium layer 5 is formed thereon.
Optical medium layer (L layer) 2 and second optical medium layer (H layer) 3
For example, 42 layers are alternately laminated. Third on it
The optical medium layer 5 is formed, on which the first optical medium layer (L layer) 2 and the second optical medium layer (H layer) 3 are alternately laminated, for example, 44 layers. A third optical medium layer 5 is formed thereon, and a first optical medium layer (L layer) 2 and a second optical medium layer (H layer) 3 are alternately laminated on the third optical medium layer 5, for example, 44 layers. There is. A third optical medium layer 5 is formed thereon, and a first optical medium layer (L layer) 2 and a second optical medium layer (H layer) 3 are alternately laminated, for example, 42 layers thereon. There is. A third optical medium layer 5 is formed thereon, and a first optical medium layer (L layer) 2 and a third optical medium layer (H
Layers 3 and 3 are alternately laminated, for example, 19 layers. Therefore, it is a multilayer film of 217 layers in total.
【０１１２】基板１としては、屈折率１．４７の透明基
板、第１の光学媒質層（Ｌ層）２として屈折率が１．４
８の二酸化シリコン（ＳｉＯ2）、第２の光学媒質層
（Ｈ層）３として２．１４の五酸化タンタル（Ｔａ
2Ｏ5）を用いる。第３の光学媒質層５としては屈折率が
３．０の酸化シリコン（ＳｉＯx）を用いた。The substrate 1 is a transparent substrate having a refractive index of 1.47, and the first optical medium layer (L layer) 2 is a transparent substrate having a refractive index of 1.4.
8 silicon dioxide (SiO 2 ), and 2.14 tantalum pentoxide (Ta) as the second optical medium layer (H layer) 3.
2 O 5 ) is used. As the third optical medium layer 5, silicon oxide (SiO x ) having a refractive index of 3.0 was used.
【０１１３】それぞれの光学膜厚は、バンドパスフィル
タとしての設計波長（以下、設計波長と呼ぶ）をλ0＝
１５５０ｎｍとした場合に、第１の光学媒質層（Ｌ層）
２は２６１．８２ｎｍ、第２の光学媒質層（Ｈ層）３は
１１９．２３ｎｍである。また、第３の光学媒質層５は
１２９．１７ｎｍである。For each optical film thickness, a design wavelength as a bandpass filter (hereinafter referred to as a design wavelength) is λ 0 =
When it is 1550 nm, the first optical medium layer (L layer)
2 is 261.82 nm, and the second optical medium layer (H layer) 3 is 119.23 nm. The third optical medium layer 5 has a thickness of 129.17 nm.
【０１１４】また、図１７においても、実施の形態１と
同様に、第１の光学媒質層（Ｌ層）２と第２の光学媒質
層（Ｈ層）３と第３の光学媒質層５の屈折率を、層の横
幅により、模式的に表した。つまり、第１の光学媒質層
（Ｌ層）２より第２の光学媒質層（Ｈ層）３の横幅が広
いのは第２の光学媒質層（Ｈ層）３の屈折率が大きいた
めである。第３の光学媒質層５の横幅が第１の光学媒質
層（Ｌ層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３よりも広い
のは、第３の光学媒質層５の屈折率が第２の光学媒質層
（Ｈ層）よりも大きいためである。Also in FIG. 17, the first optical medium layer (L layer) 2, the second optical medium layer (H layer) 3 and the third optical medium layer 5 are formed as in the first embodiment. The refractive index is schematically represented by the width of the layer. That is, the lateral width of the second optical medium layer (H layer) 3 is wider than that of the first optical medium layer (L layer) 2 because the second optical medium layer (H layer) 3 has a large refractive index. . The lateral width of the third optical medium layer 5 is wider than that of the first optical medium layer (L layer) 2 and the second optical medium layer (H layer) 3 is that the refractive index of the third optical medium layer 5 is This is because it is larger than the second optical medium layer (H layer).
【０１１５】図１８に、図１７に示した光学多層膜フィ
ルタにおいて、第３の光学媒質層（Ｃ層）５を配置した
場合の設計透過特性を示す。比較のために従来の５キャ
ビティの構成の設計透過特性を合わせて示す。但し、キ
ャビティ層の屈折率は１．４８である。従来のキャビテ
ィ構造では、フィルタ透過幅が約０．１ｎｍで、リップ
ルが１ｄＢ以上であるのに対し、第３の光学媒質層（Ｃ
層）５を配置すると、リップルが大きく改善され０．２
ｄＢ以下になることがわかる。FIG. 18 shows the designed transmission characteristics when the third optical medium layer (C layer) 5 is arranged in the optical multilayer filter shown in FIG. For comparison, the design transmission characteristics of the conventional 5-cavity structure are also shown. However, the refractive index of the cavity layer is 1.48. In the conventional cavity structure, the filter transmission width is about 0.1 nm and the ripple is 1 dB or more, whereas the third optical medium layer (C
When layer 5 is placed, the ripple is greatly improved and 0.2
It turns out that it becomes below dB.
【０１１６】実施の形態４では、全層の数が２１７層で
あるが、所望のフィルタ透過幅やクロストーク幅を得る
ために、適宜層数を変化させて光学多層膜フィルタを構
成した場合においても同様の効果が得られる。In the fourth embodiment, the total number of layers is 217, but in order to obtain a desired filter transmission width and crosstalk width, the number of layers is appropriately changed to construct an optical multilayer filter. Also has the same effect.
【０１１７】さらに、図１９のように、第３の光学媒質
層（Ｃ層）５の配置を第３の光学媒質層（Ｃ層）５単層
でなく、第３の光学媒質層（Ｃ層）５と第２の光学媒質
層（Ｈ層）３とを積層し、ＣＨＣＨＣのように複合層と
して配置することも可能である。具体的な構造は、透明
基板１上に、第２の光学媒質層（Ｈ層）３と第１の光学
媒質層（Ｌ層）２とが交互に例えば２１層積層され、そ
の上に第３の光学媒質層５が形成され、その上に第２の
光学媒質層（Ｈ層）３が形成され、その上に第３の光学
媒質層５が形成され、その上に第２の光学媒質層（Ｈ
層）３が形成され、その上に第３の光学媒質層５が形成
され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２と第２の光
学媒質層（Ｈ層）３とが交互に例えば４２層積層されて
いる。その上に第３の光学媒質層５が形成され、その上
に第２の光学媒質層（Ｈ層）３が形成され、その上に第
３の光学媒質層５が形成され、その上に第２の光学媒質
層（Ｈ層）３が形成され、その上に第３の光学媒質層５
が形成され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ層）と第２
の光学媒質層（Ｈ層）とが交互に例えば４４層積層され
ている。その上に第３の光学媒質層５が形成され、その
上に第２の光学媒質層（Ｈ層）３が形成され、その上に
第３の光学媒質層５が形成され、その上に第２の光学媒
質層（Ｈ層）３が形成され、その上に第３の光学媒質層
５が形成され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２と
第２の光学媒質層（Ｈ層）３とが交互に例えば４４層積
層されている。その上に第３の光学媒質層５が形成さ
れ、その上に第２の光学媒質層（Ｈ層）３が形成され、
その上に第３の光学媒質層５が形成され、その上に第２
の光学媒質層（Ｈ層）３が形成され、その上に第３の光
学媒質層５が形成され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ
層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３とが交互に例えば
４２層積層されている。その上に第３の光学媒質層５が
形成され、その上に第２の光学媒質層（Ｈ層）３が形成
され、その上に第３の光学媒質層５が形成され、その上
に第２の光学媒質層（Ｈ層）３が形成され、その上に第
３の光学媒質層５が形成され、その上に第１の光学媒質
層（Ｌ層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３とが交互に
例えば１９層積層されている。したがって、全体で２３
７層の多層膜となっている。Furthermore, as shown in FIG. 19, the arrangement of the third optical medium layer (C layer) 5 is not a single layer of the third optical medium layer (C layer) 5 but a third optical medium layer (C layer). ) 5 and the second optical medium layer (H layer) 3 may be laminated and arranged as a composite layer like CHCHC. The specific structure is that, for example, 21 second optical medium layers (H layers) 3 and 1st optical medium layers (L layers) 2 are alternately laminated on a transparent substrate 1, and a third optical medium layer (H layer) 3 is formed thereon. Optical medium layer 5 is formed, a second optical medium layer (H layer) 3 is formed thereon, a third optical medium layer 5 is formed thereon, and a second optical medium layer is formed thereon. (H
Layer) 3, a third optical medium layer 5 is formed thereon, and a first optical medium layer (L layer) 2 and a second optical medium layer (H layer) 3 are alternately formed thereon. For example, 42 layers are laminated. A third optical medium layer 5 is formed thereon, a second optical medium layer (H layer) 3 is formed thereon, a third optical medium layer 5 is formed thereon, and a third optical medium layer 5 is formed thereon. The second optical medium layer (H layer) 3 is formed, and the third optical medium layer 5 is formed thereon.
Is formed on the first optical medium layer (L layer) and the second optical medium layer (L layer).
The optical medium layers (H layers) are alternately laminated, for example, 44 layers. A third optical medium layer 5 is formed thereon, a second optical medium layer (H layer) 3 is formed thereon, a third optical medium layer 5 is formed thereon, and a third optical medium layer 5 is formed thereon. Second optical medium layer (H layer) 3 is formed, a third optical medium layer 5 is formed thereon, and a first optical medium layer (L layer) 2 and a second optical medium layer ( H layers) 3 are alternately laminated, for example, 44 layers. A third optical medium layer 5 is formed thereon, and a second optical medium layer (H layer) 3 is formed thereon,
A third optical medium layer 5 is formed thereon, and a second optical medium layer 5 is formed thereon.
Optical medium layer (H layer) 3 is formed, the third optical medium layer 5 is formed thereon, and the first optical medium layer (L
Layers 2 and second optical medium layers (H layers) 3 are alternately laminated, for example, 42 layers. A third optical medium layer 5 is formed thereon, a second optical medium layer (H layer) 3 is formed thereon, a third optical medium layer 5 is formed thereon, and a third optical medium layer 5 is formed thereon. Second optical medium layer (H layer) 3 is formed, a third optical medium layer 5 is formed thereon, and a first optical medium layer (L layer) 2 and a second optical medium layer ( For example, 19 layers (H layers) 3 are alternately laminated. Therefore, 23 in total
It is a multilayer film of 7 layers.
【０１１８】基板１としては、屈折率１．４７の透明基
板、第１の光学媒質層（Ｌ層）２として屈折率が１．４
８の二酸化シリコン（ＳｉＯ2）、第２の光学媒質層
（Ｈ層）３として２．１４の五酸化タンタル（Ｔａ
2Ｏ5）を用いる。第３の光学媒質層５としては屈折率が
２．４の酸化シリコン（ＳｉＯx）を用いた。The substrate 1 is a transparent substrate having a refractive index of 1.47, and the first optical medium layer (L layer) 2 has a refractive index of 1.4.
8 silicon dioxide (SiO 2 ), and 2.14 tantalum pentoxide (Ta) as the second optical medium layer (H layer) 3.
2 O 5 ) is used. As the third optical medium layer 5, silicon oxide (SiO x ) having a refractive index of 2.4 was used.
【０１１９】それぞれの光学膜厚は、バンドパスフィル
タとしての設計波長（以下、設計波長と呼ぶ）をλ0＝
１５５０ｎｍとした場合に、第１の光学媒質層（Ｌ層）
２は２６１．８２ｎｍ、第２の光学媒質層（Ｈ層）３は
１１９．２３ｎｍである。また、第３の光学媒質層５は
１６１．４６ｎｍである。For each optical film thickness, a design wavelength (hereinafter referred to as a design wavelength) as a bandpass filter is λ 0 =
When it is 1550 nm, the first optical medium layer (L layer)
2 is 261.82 nm, and the second optical medium layer (H layer) 3 is 119.23 nm. The third optical medium layer 5 has a thickness of 161.46 nm.
【０１２０】また、図１９においても、実施の形態１と
同様に、第１の光学媒質層（Ｌ層）と第２の光学媒質層
（Ｈ層）３と第３の光学媒質層５の屈折率を、層の横幅
により、模式的に表した。つまり、第１の光学媒質層
（Ｌ層）２より第２の光学媒質層（Ｈ層）３の横幅が広
いのは第２の光学媒質層（Ｈ層）３の屈折率が大きいた
めである。第３の光学媒質層５の横幅が第１の光学媒質
層（Ｌ層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３より広いの
は、第３の光学媒質層５の屈折率が第２の光学媒質層
（Ｈ層）よりも大きいためである。Also in FIG. 19, similarly to the first embodiment, refraction of the first optical medium layer (L layer), the second optical medium layer (H layer) 3 and the third optical medium layer 5 is performed. The rate was expressed schematically by the width of the layer. That is, the lateral width of the second optical medium layer (H layer) 3 is wider than that of the first optical medium layer (L layer) 2 because the second optical medium layer (H layer) 3 has a large refractive index. . The lateral width of the third optical medium layer 5 is wider than that of the first optical medium layer (L layer) 2 and the second optical medium layer (H layer) 3 because the refractive index of the third optical medium layer 5 is This is because it is larger than the second optical medium layer (H layer).
【０１２１】図２０に、図１９に示した光学多層膜フィ
ルタにおいて、第３の光学媒質層（Ｃ層）５の複合層と
して配置した場合の設計透過特性を示す。比較のために
従来の５キャビティの構成の設計透過特性も合わせて示
す。但し、キャビティ層の屈折率は１．４８である。従
来のキャビティ構造では、フィルタ透過幅が約０．１ｎ
ｍで、リップルが１ｄＢ以上であるのに対し、第３の光
学媒質層（Ｃ層）５を配置すると、リップルが大きく改
善され０．２ｄＢ以下になることがわかる。FIG. 20 shows design transmission characteristics when the optical multilayer filter shown in FIG. 19 is arranged as a composite layer of the third optical medium layer (C layer) 5. For comparison, the design transmission characteristics of the conventional five-cavity configuration are also shown. However, the refractive index of the cavity layer is 1.48. In the conventional cavity structure, the filter transmission width is about 0.1n.
At m, the ripple is 1 dB or more, while when the third optical medium layer (C layer) 5 is arranged, the ripple is greatly improved and becomes 0.2 dB or less.
【０１２２】また、実施の形態４では、全層の数が２３
７層であるが、所望のフィルタ透過幅やクロストーク幅
を得るために、適宜層数を変化させて光学多層膜フィル
タを構成した場合においても同様の効果が得られる。In the fourth embodiment, the total number of layers is 23.
Although the number of layers is seven, the same effect can be obtained when the optical multilayer filter is configured by appropriately changing the number of layers in order to obtain a desired filter transmission width and crosstalk width.
【０１２３】また、図１９に示した光学多層膜フィルタ
においては、第３の光学媒質層（Ｃ層）５の配置を第３
の光学媒質層（Ｃ層）５単体でなく、ＣＬＣＬＣのよう
に複合して配置した例を示したが、第３の光学媒質層
（Ｃ層）、第１の光学媒質層（Ｌ層）、第２の光学媒質
層（Ｈ層）を用いて、ＣＬＣやＣＨＣやＣＨＣＨＣやＣ
ＬＣＬＣＬＣなどの複合した配置においても同様の効果
が得られる。Further, in the optical multilayer film filter shown in FIG. 19, the third optical medium layer (C layer) 5 is arranged in the third arrangement.
The optical medium layer (C layer) 5 is not a single body but is arranged in combination like CLCLC. However, the third optical medium layer (C layer), the first optical medium layer (L layer), By using the second optical medium layer (H layer), CLC, CHC, CHCHC, C
Similar effects can be obtained in a compound arrangement such as LCLCLC.
【０１２４】また、ＣＬＣＬＣの複合層に置き換えられ
た複数の第３の光学媒質層（Ｃ層）５の配置位置のう
ち、少なくとも１つの複合層をＣＨＣＨＣで置き換えて
も同様の効果が得られれる。例えば、ＣＬＣＬＣの複合
層に置き換えられられた３つ第３の光学媒質層（Ｃ層）
５の配置位置のうち、１つの複合層をＣＨＣＨＣで置き
換えてもよい。さらに、ＣＬＣの複合層に置き換えられ
た複数の第３の光学媒質層（Ｃ層）５の配置位置のう
ち、少なくとも１つの複合層をＣＨＣで置き換えても同
様の効果が得られれる。例えば、ＣＬＣの複合層に置き
換えられられた３つ第３の光学媒質層（Ｃ層）５の配置
位置のうち、１つの複合層をＣＨＣで置き換えてもよ
い。The same effect can be obtained even if at least one of the plurality of third optical medium layers (C layer) 5 replaced by the CLCLC composite layer is replaced by CHCHC. . For example, three third optical medium layers (C layers) replaced by CLCLC composite layers
Of the 5 arrangement positions, one composite layer may be replaced with CHCHC. Furthermore, the same effect can be obtained by replacing at least one composite layer of the plurality of third optical medium layers (C layers) 5 replaced by the composite layer of CLC with CHC. For example, among the arrangement positions of the three third optical medium layers (C layers) 5 replaced with the composite layer of CLC, one composite layer may be replaced with CHC.
【０１２５】また、製造方法は、実施の形態１と同様
に、ＥＣＲスパッタ装置を用いて、２つのＥＣＲプラズ
マ源に、それぞれ、シリコンターゲットとタンタルター
ゲットを設置して、第１の光学媒質層（Ｌ層）２として
二酸化シリコンを、第２の光学媒質層（Ｈ層）３として
五酸化タンタルを形成し、第３の光学媒質層５として例
えば酸化シリコンや三窒化シリコンを堆積することによ
って、形成することができる。Further, the manufacturing method is the same as in the first embodiment, using the ECR sputtering apparatus, the silicon target and the tantalum target are respectively installed in the two ECR plasma sources, and the first optical medium layer ( Formed by depositing silicon dioxide as the L layer 2 and tantalum pentoxide as the second optical medium layer (H layer) 3, and depositing, for example, silicon oxide or silicon trinitride as the third optical medium layer 5. can do.
【０１２６】図２１に、図１９における第３の光学媒質
層（Ｃ層）５の光学媒質層の屈折率、および、従来の５
キャビティ構造においてキャビティ層の屈折率を変化さ
せた場合の挿入損失とリップル強度の変化を示す。従来
のキャビティ構造では、キャビティ層の屈折率を変化さ
せても、挿入損失とリップル強度は変化しないことがわ
かる。多層膜構造体を第３の光学媒質層（Ｃ層）５で接
続した構造の新構造では、第３の光学媒質層（Ｃ層）５
の屈折率により挿入損失が変化し適当な第３の光学媒質
層（Ｃ層）５の屈折率を選択することにより、挿入損失
とリップル強度を０ｄＢ程度まで下げることができる。
このことは、従来のキャビティ構造では、挿入損失を調
整できないことを示している。しかし、実施の形態４で
示したような、新構造にすることによって、第３の光学
媒質層（Ｃ層）５の屈折率の調整により、フィルタ特性
を調整できる。FIG. 21 shows the refractive index of the optical medium layer of the third optical medium layer (C layer) 5 in FIG.
The changes in insertion loss and ripple strength when the refractive index of the cavity layer is changed in the cavity structure are shown. It can be seen that in the conventional cavity structure, the insertion loss and the ripple strength do not change even if the refractive index of the cavity layer is changed. In the new structure in which the multilayer film structures are connected by the third optical medium layer (C layer) 5, the third optical medium layer (C layer) 5
The insertion loss changes depending on the refractive index of (3), and by selecting an appropriate refractive index of the third optical medium layer (C layer) 5, the insertion loss and the ripple strength can be reduced to about 0 dB.
This indicates that the conventional cavity structure cannot adjust the insertion loss. However, by adopting the new structure as shown in the fourth embodiment, the filter characteristics can be adjusted by adjusting the refractive index of the third optical medium layer (C layer) 5.
【０１２７】実施の形態５にかかる光学多層膜フィルタ
について説明する。実施の形態５にかかる光学多層膜フ
ィルタは、本発明をＷＷＤＭ通信に適応したものであ
る。実施の形態５にかかる光学多層膜フィルタは、第１
の光学媒質からなる第１の光学媒質層（Ｌ層）２と、第
１の光学媒質よりも高い屈折率を有する第２の光学媒質
からなる第２の光学媒質層（Ｈ層）３により形成された
多層構造体の間に、第１の光学媒質および第２の光学媒
質と異なる屈折率を有する第３の光学媒質からなる第３
の光学媒質層５を４層配置した基本構造において、第３
の光学媒質層（Ｃ層）５の配置のかわりに、第３の光学
媒質層（Ｃ層）３と、第１の光学媒質層（Ｌ層）２と、
第３の光学媒質層（Ｃ層）３とを順次積層したＣＬＣの
複合層を配置した構造である。この光学多層膜フィルタ
の大きな特徴は、バンドパスフィルタとしての設計波長
λ0に対して、すべての層がλ0／４となる膜厚から構成
されていることである。The optical multilayer filter according to the fifth embodiment will be described. The optical multilayer filter according to the fifth embodiment is obtained by applying the present invention to WWDM communication. The optical multilayer filter according to the fifth embodiment is
The first optical medium layer (L layer) 2 made of the second optical medium and the second optical medium layer (H layer) 3 made of the second optical medium having a higher refractive index than the first optical medium. A third optical medium having a refractive index different from those of the first optical medium and the second optical medium between the formed multilayer structures.
In the basic structure in which four optical medium layers 5 are arranged,
Instead of the arrangement of the optical medium layer (C layer) 5, the third optical medium layer (C layer) 3, the first optical medium layer (L layer) 2,
This is a structure in which a composite layer of CLC in which a third optical medium layer (C layer) 3 is sequentially laminated is arranged. The major feature of the optical multilayer film filter, the design wavelength lambda 0 of the bandpass filter is that all the layers are composed of film thickness becomes λ 0/4.
【０１２８】具体的な構造は、図２２に示すように、透
明基板１上に、第２の光学媒質層（Ｈ層）３と第１の光
学媒質層（Ｌ層）２とが交互に例えば９層積層され、そ
の上に第３の光学媒質層５が形成され、その上に第１の
光学媒質層（Ｌ層）２が形成され、その上に第３の光学
媒質層５が形成され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ
層）と第２の光学媒質層（Ｈ層）３とが交互に例えば１
８層積層されている。その上に第３の光学媒質層５が形
成され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２が形成さ
れ、その上に第３の光学媒質層５が形成され、その上に
第１の光学媒質層（Ｌ層）と第２の光学媒質層（Ｈ層）
３とが交互に例えば２０層積層されている。その上に第
３の光学媒質層５が形成され、その上に第１の光学媒質
層（Ｌ層）２が形成され、その上に第３の光学媒質層５
が形成され、その上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２と第
２の光学媒質層（Ｈ層）３とが交互に例えば１８層積層
されている。その上に第３の光学媒質層５が形成され、
その上に第１の光学媒質層（Ｌ層）２が形成され、その
上に第３の光学媒質層５が形成され、その上に第１の光
学媒質層（Ｌ層）と第２の光学媒質層（Ｈ層）３とが交
互に例えば７層積層されている。したがって、全体で８
４層の多層膜となっている。As shown in FIG. 22, the specific structure is such that the second optical medium layer (H layer) 3 and the first optical medium layer (L layer) 2 are alternately provided on the transparent substrate 1, for example. Nine layers are stacked, a third optical medium layer 5 is formed thereon, a first optical medium layer (L layer) 2 is formed thereon, and a third optical medium layer 5 is formed thereon. , The first optical medium layer (L
Layer) and the second optical medium layer (H layer) 3 are alternately arranged, for example, 1
Eight layers are stacked. A third optical medium layer 5 is formed thereon, a first optical medium layer (L layer) 2 is formed thereon, a third optical medium layer 5 is formed thereon, and a third optical medium layer 5 is formed thereon. First optical medium layer (L layer) and second optical medium layer (H layer)
For example, 3 and 3 are alternately laminated in 20 layers. A third optical medium layer 5 is formed thereon, a first optical medium layer (L layer) 2 is formed thereon, and a third optical medium layer 5 is formed thereon.
Is formed, and the first optical medium layer (L layer) 2 and the second optical medium layer (H layer) 3 are alternately laminated thereon, for example, 18 layers. A third optical medium layer 5 is formed on it,
A first optical medium layer (L layer) 2 is formed thereon, a third optical medium layer 5 is formed thereon, and a first optical medium layer (L layer) and a second optical medium are formed thereon. For example, seven medium layers (H layers) 3 are laminated alternately. Therefore, 8 in total
It is a multilayer film of four layers.
【０１２９】基板１としては、屈折率１．４７の透明基
板、第１の光学媒質層（Ｌ層）２として屈折率が１．４
８の二酸化シリコン（ＳｉＯ2）、第２の光学媒質層
（Ｈ層）３として２．１４の五酸化タンタル（Ｔａ
2Ｏ5）を用いる。第３の光学媒質層５としては屈折率が
２．２の酸化シリコン（ＳｉＯx）を用いた。The substrate 1 is a transparent substrate having a refractive index of 1.47, and the first optical medium layer (L layer) 2 has a refractive index of 1.4.
8 silicon dioxide (SiO 2 ), and 2.14 tantalum pentoxide (Ta) as the second optical medium layer (H layer) 3.
2 O 5 ) is used. As the third optical medium layer 5, silicon oxide (SiO x ) having a refractive index of 2.2 was used.
【０１３０】また、図２２においても、実施の形態１と
同様に、第１の光学媒質層（Ｌ層）２と第２の光学媒質
層（Ｈ層）３と第３の光学媒質層５の屈折率を、層の横
幅により、模式的に表した。つまり、第１の光学媒質層
（Ｌ層）２より第２の光学媒質層（Ｈ層）３の横幅が広
いのは第２の光学媒質層（Ｈ層）３の屈折率が大きいた
めである。第３の光学媒質層５の横幅が第１の光学媒質
層（Ｌ層）２と第２の光学媒質層（Ｈ層）３幅より広い
幅であるのは、第３の光学媒質層５の屈折率が第２の光
学媒質層（Ｈ層）３より大きい値であるためである。Also in FIG. 22, as in the first embodiment, the first optical medium layer (L layer) 2, the second optical medium layer (H layer) 3 and the third optical medium layer 5 are formed. The refractive index is schematically represented by the width of the layer. That is, the lateral width of the second optical medium layer (H layer) 3 is wider than that of the first optical medium layer (L layer) 2 because the second optical medium layer (H layer) 3 has a large refractive index. . The width of the third optical medium layer 5 is wider than the widths of the first optical medium layer (L layer) 2 and the second optical medium layer (H layer) 3 because the width of the third optical medium layer 5 is larger than that of the third optical medium layer 5. This is because the refractive index is a value larger than that of the second optical medium layer (H layer) 3.
【０１３１】それぞれの光学膜厚は、設計波長がλ0＝
１５４０ｎｍの場合、第１の光学媒質層（Ｌ層）２は１
７９．９１ｎｍ、第２の光学媒質層（Ｈ層）３は１１
８．４６ｎｍである。また、第３の光学媒質層５は、１
７５ｎｍである。設計波長がλ0＝１５６０ｎｍの場
合、第１の光学媒質層（Ｌ層）２は１８２．２４ｎｍ、
第２の光学媒質層（Ｈ層）３は１２０．００ｎｍであ
る。また、第３の光学媒質層５は、１７７．２７ｎｍで
ある。設計波長がλ0＝１５８０ｎｍの場合、第１の光
学媒質層（Ｌ層）２は１８４．５８ｎｍ、第２の光学媒
質層（Ｈ層）３は１２１．５４ｎｍである。また、第３
の光学媒質層５は、１７９．５５ｎｍである。設計波長
がλ0＝１６００ｎｍの場合、第１の光学媒質層（Ｌ
層）２は１８６．９２ｎｍ、第２の光学媒質層（Ｈ層）
３は１２３．０８ｎｍである。また、第３の光学媒質層
５は、１８１．８２ｎｍである。The design wavelength of each optical film thickness is λ 0 =
In the case of 1540 nm, the first optical medium layer (L layer) 2 is 1
79.91 nm, the second optical medium layer (H layer) 3 is 11
It is 8.46 nm. In addition, the third optical medium layer 5 is 1
It is 75 nm. When the design wavelength is λ 0 = 1560 nm, the first optical medium layer (L layer) 2 is 182.24 nm,
The second optical medium layer (H layer) 3 has a thickness of 120.00 nm. The third optical medium layer 5 has a thickness of 177.27 nm. When the design wavelength is λ 0 = 1580 nm, the first optical medium layer (L layer) 2 is 184.58 nm, and the second optical medium layer (H layer) 3 is 121.54 nm. Also, the third
The optical medium layer 5 has a thickness of 179.55 nm. When the design wavelength is λ 0 = 1600 nm, the first optical medium layer (L
Layer 2 is 186.92 nm, the second optical medium layer (H layer)
3 is 123.08 nm. The third optical medium layer 5 has a thickness of 181.82 nm.
【０１３２】図２３は、設計波長をλ0＝１５４０ｎ
ｍ、１５６０ｎｍ、１５８０ｎｍ、１６００ｎｍとし、
光学多層膜フィルタに第３の光学媒質層（Ｃ層）５を配
置した場合の設計透過特性を示す。全ての設計波長λ0
においてリップル強度が０．１ｄＢ程度、フィルタ透過
幅が１０ｎｍ、クロストーク幅が２０ｎｍと矩形の信号
が得られている。設計波長を適当に選択することによっ
て、ＷＷＤＭ通信に適用したフィルタ特性を得ることが
できる。FIG. 23 shows the design wavelength λ 0 = 1540n.
m, 1560 nm, 1580 nm, 1600 nm,
6 shows design transmission characteristics when the third optical medium layer (C layer) 5 is arranged in the optical multilayer filter. All design wavelengths λ 0
In, a rectangular signal having a ripple intensity of about 0.1 dB, a filter transmission width of 10 nm and a crosstalk width of 20 nm is obtained. By properly selecting the design wavelength, it is possible to obtain the filter characteristics applied to the WWDM communication.
【０１３３】実施の形態５では、全層の数が８４層であ
るが、所望のフィルタ透過幅やクロストーク幅を得るた
めに、適宜層数を変化させて光学多層膜フィルタを構成
した場合においても同様の効果が得られる。In the fifth embodiment, the total number of layers is 84. However, in order to obtain a desired filter transmission width or crosstalk width, the number of layers is appropriately changed to construct an optical multilayer filter. Also has the same effect.
【０１３４】また、図２２に示した光学多層膜フィルタ
においては、第３の光学媒質層（Ｃ層）５の配置を第３
の光学媒質層（Ｃ層）５単体でなく、ＣＬＣように複合
して配置した例を示したが、第３の光学媒質層（Ｃ
層）、第１の光学媒質層（Ｌ層）、第２の光学媒質層
（Ｈ層）を用いて、ＣＨＣやＣＬＣＬＣやＣＨＣＨＣな
どの複合した配置においても同様の効果が得られる。Further, in the optical multilayer filter shown in FIG. 22, the third optical medium layer (C layer) 5 is arranged in the third arrangement.
The example in which the optical medium layer (C layer) 5 of FIG.
Layer), the first optical medium layer (L layer), and the second optical medium layer (H layer), the same effect can be obtained in a composite arrangement of CHC, CLCLC, CHCHC, and the like.
【０１３５】また、ＣＬＣの複合層に置き換えられた複
数の第３の光学媒質層（Ｃ層）５の配置位置のうち、少
なくとも１つの複合層をＣＨＣで置き換えても同様の効
果が得られれる。例えば、ＣＬＣ複合層に置き換えられ
られた３つ第３の光学媒質層（Ｃ層）５の配置位置のう
ち、１つの複合層をＣＨＣで置き換えてもよい。さら
に、ＣＬＣＬＣの複合層に置き換えられた複数の第３の
光学媒質層（Ｃ層）５の配置位置のうち、少なくとも１
つの複合層をＣＨＣＨＣで置き換えても同様の効果が得
られれる。例えば、ＣＬＣＬＣの複合層に置き換えられ
られた３つ第３の光学媒質層（Ｃ層）５の配置位置のう
ち、１つの複合層をＣＨＣＨＣで置き換えてもよい。The same effect can be obtained by replacing at least one composite layer of the plurality of third optical medium layers (C layers) 5 replaced by the CLC composite layer with CHC. . For example, among the arrangement positions of the three third optical medium layers (C layers) 5 replaced with CLC composite layers, one composite layer may be replaced with CHC. Further, at least one of the arrangement positions of the plurality of third optical medium layers (C layers) 5 replaced with the composite layer of CLCLC is used.
Similar effects can be obtained by replacing the two composite layers with CHCHC. For example, among the arrangement positions of the three third optical medium layers (C layers) 5 replaced with the composite layer of CLCLC, one composite layer may be replaced with CHCHC.
【０１３６】また、製造方法は、実施の形態１と同様
に、ＥＣＲスパッタ装置を用いて、２つのＥＣＲプラズ
マ源に、それぞれ、シリコンターゲットとタンタルター
ゲットを設置して、第１の光学媒質層（Ｌ層）２として
二酸化シリコンを、第２の光学媒質層（Ｈ層）３として
五酸化タンタルを、第３の光学媒質層５として例えば酸
化シリコンを堆積することによって、形成することがで
きる。反応性ガスの流量（分量）により、屈折率を制御
することができ、最適なフィルタ特性を得ることができ
る。As in the case of the first embodiment, the manufacturing method is such that the silicon target and the tantalum target are respectively installed in the two ECR plasma sources using the ECR sputtering device, and the first optical medium layer ( It can be formed by depositing silicon dioxide as the L layer 2), tantalum pentoxide as the second optical medium layer (H layer) 3, and, for example, silicon oxide as the third optical medium layer 5. The refractive index can be controlled by the flow rate (quantity) of the reactive gas, and optimum filter characteristics can be obtained.
【０１３７】本発明の効果を説明するために、既存の１
００ＧＨｚ帯（フィルタ透過幅が０．８ｎｍ）と比較す
る。従来の光学多層膜フィルタにおいては、フィルタ透
過幅を狭めるために、キャビティ層を第１の光学媒質層
（Ｌ層）２の偶数倍や第２の光学媒質層（Ｈ層）３の偶
数倍を用いるのが一般的である。In order to explain the effect of the present invention, the existing 1
It is compared with the 00 GHz band (filter transmission width is 0.8 nm). In the conventional optical multilayer film filter, in order to narrow the filter transmission width, the cavity layer is provided with an even multiple of the first optical medium layer (L layer) 2 and an even multiple of the second optical medium layer (H layer) 3. It is generally used.
【０１３８】例えば、従来の光学多層膜フィルタでは、
図３２に示すように、透明基板１上に、第２の光学媒質
層（Ｈ層）３と第１の光学媒質層（Ｌ層）２とが交互に
例えば１５層積層され、その上にキャビティ層４ｄが形
成されている。その上に第２の光学媒質層（Ｈ層）３と
第１の光学媒質層（Ｌ層）２とが交互に例えば３３層積
層され、 その上にキャビティ層４ｃが形成されてい
る。その上に第２の光学媒質層（Ｈ層）３と第１の光学
媒質層（Ｌ層）２とが交互に例えば３５層積層され、
その上にキャビティ層４ｂが形成されている。その上に
第２の光学媒質層（Ｈ層）３と第１の光学媒質層（Ｌ
層）２とが交互に例えば３３層積層され、その上にキャ
ビティ層４ａが形成されている。その上に第２の光学媒
質層（Ｈ層）３と第１の光学媒質層（Ｌ層）２とが交互
に例えば１８層積層されている。したがって、全体で１
３８層の多層膜である４キャビティ構造であるが、第１
の光学媒質層（Ｌ層）を８層形成したキャビティ層（８
Ｌ）４ａ、４ｂ、４ｄや４層形成したキャビティ層（４
Ｌ）４ｃ等のキャビティ層をλ／４層として換算すると
１６１層に相当する。For example, in the conventional optical multilayer filter,
As shown in FIG. 32, a second optical medium layer (H layer) 3 and a first optical medium layer (L layer) 2 are alternately laminated, for example, 15 layers on a transparent substrate 1, and a cavity is formed thereon. The layer 4d is formed. A second optical medium layer (H layer) 3 and a first optical medium layer (L layer) 2 are alternately laminated thereon, for example, 33 layers, and a cavity layer 4c is formed thereon. A second optical medium layer (H layer) 3 and a first optical medium layer (L layer) 2 are alternately laminated thereon, for example, 35 layers,
The cavity layer 4b is formed on it. The second optical medium layer (H layer) 3 and the first optical medium layer (L
Layers 2) are alternately laminated, for example, 33 layers, and the cavity layer 4a is formed thereon. A second optical medium layer (H layer) 3 and a first optical medium layer (L layer) 2 are alternately laminated thereon, for example, 18 layers. Therefore, 1
It has a four-cavity structure, which is a multilayer film of 38 layers.
Of eight optical medium layers (L layers) of the cavity layer (8
L) 4a, 4b, 4d and a cavity layer (4
L) When the cavity layer such as 4c is converted into a λ / 4 layer, it corresponds to 161 layers.
【０１３９】これに対し、本発明においては、実施の形
態３に示した構造を参考にして、第３の光学媒質層５の
屈折率を３．２として構成すると全てλ／４層を用いて
１４０層で構成することができる。つまり、従来の光学
多層膜フィルタに比べて１３％の層数の低減が図られ
る。１００ＧＨｚ帯以下のさらに細いフィルタを構成す
る場合、この効果はさらに大きくなる。On the other hand, in the present invention, with reference to the structure shown in the third embodiment, if the third optical medium layer 5 is constructed with the refractive index of 3.2, all λ / 4 layers are used. It can be composed of 140 layers. That is, the number of layers can be reduced by 13% as compared with the conventional optical multilayer filter. This effect becomes even greater when a thinner filter in the 100 GHz band or less is constructed.
【０１４０】[0140]
【発明の効果】本発明の光学多層膜フィルタによれば、
フィルタ特性の形状を調整し、またリップルを少なくす
ることにより、光通信に適応できるバンドパス特性を有
するバンドパスフィルタを得ることができる。さらに、
従来のキャビティ構造よ少ない総数で同様のフィルタ特
性を得ることができるため、経済的に有効である。According to the optical multilayer filter of the present invention,
By adjusting the shape of the filter characteristic and reducing the ripple, a bandpass filter having a bandpass characteristic applicable to optical communication can be obtained. further,
Since similar filter characteristics can be obtained with a smaller total number than the conventional cavity structure, it is economically effective.
【図１】 実施の形態１にかかる光学多層膜フィルタの
構造を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of an optical multilayer filter according to a first embodiment.
【図２】 実施の形態１にかかる光学多層膜フィルタの
フィルタ特性を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing filter characteristics of the optical multilayer film filter according to the first embodiment.
【図３】 光学多層膜フィルタのフィルタ特性を示す説
明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing filter characteristics of an optical multilayer filter.
【図４】 実施の形態１にかかる光学多層膜フィルタの
第３の光学媒質層の屈折率、またはキャビティ層の屈折
率に対する入力損失の変化を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a change of an input loss with respect to a refractive index of a third optical medium layer or a cavity layer of the optical multilayer filter according to the first embodiment.
【図５】 電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）装置の概
略図である。FIG. 5 is a schematic diagram of an electron cyclotron resonance (ECR) device.
【図６】 電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を用いて
作製した膜の特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing characteristics of a film produced by using electron cyclotron resonance (ECR).
【図７】 実施の形態２にかかる光学多層膜フィルタの
構造を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a structure of an optical multilayer film filter according to a second embodiment.
【図８】 実施の形態２にかかる光学多層膜フィルタの
フィルタ特性を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing filter characteristics of the optical multilayer film filter according to the second embodiment.
【図９】 実施の形態２にかかる光学多層膜フィルタの
構造を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing the structure of the optical multilayer filter according to the second embodiment.
【図１０】 実施の形態２にかかる光学多層膜フィルタ
のフィルタ特性を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing filter characteristics of the optical multilayer filter according to the second embodiment.
【図１１】 実施の形態２にかかる光学多層膜フィルタ
の構造を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of the optical multilayer film filter according to the second embodiment.
【図１２】 実施の形態２にかかる光学多層膜フィルタ
のフィルタ特性を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing the filter characteristics of the optical multilayer film filter according to the second embodiment.
【図１３】 実施の形態３にかかる光学多層膜フィルタ
の構造を示す断面図である。FIG. 13 is a sectional view showing a structure of an optical multilayer film filter according to a third embodiment.
【図１４】 実施の形態３にかかる光学多層膜フィルタ
のフィルタ特性を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing the filter characteristics of the optical multilayer film filter according to the third embodiment.
【図１５】 実施の形態３にかかる光学多層膜フィルタ
の構造を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing the structure of the optical multilayer filter according to the third embodiment.
【図１６】 実施の形態３にかかる光学多層膜フィルタ
のフィルタ特性を示す説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram showing filter characteristics of the optical multilayer film filter according to the third embodiment.
【図１７】 実施の形態４にかかる光学多層膜フィルタ
の構造を示す断面図である。FIG. 17 is a sectional view showing the structure of the optical multilayer filter according to the fourth embodiment.
【図１８】 実施の形態４にかかる光学多層膜フィルタ
のフィルタ特性を示す説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram showing filter characteristics of the optical multilayer filter according to the fourth embodiment.
【図１９】 実施の形態４にかかる光学多層膜フィルタ
の構造を示す断面図である。FIG. 19 is a sectional view showing the structure of the optical multilayer filter according to the fourth embodiment.
【図２０】 実施の形態４にかかる光学多層膜フィルタ
のフィルタ特性を示す説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram showing filter characteristics of the optical multilayer film filter according to the fourth embodiment.
【図２１】 実施の形態４にかかる光学多層膜フィルタ
の第３の光学媒質層の屈折率、またはキャビティ層の屈
折率に対する入力損失の変化を示す説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram showing changes in the input loss with respect to the refractive index of the third optical medium layer or the refractive index of the cavity layer of the optical multilayer film filter according to the fourth embodiment.
【図２２】 実施の形態５にかかる光学多層膜フィルタ
の構造を示す断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view showing the structure of the optical multilayer filter according to the fifth embodiment.
【図２３】 ＷＷＤＭへ応用した場合の光学多層膜フィ
ルタのフィルタ特性を示す説明図であるる。FIG. 23 is an explanatory diagram showing filter characteristics of an optical multilayer film filter when applied to WWDM.
【図２４】 光学多層膜フィルタの原理を説明するため
の説明図である。FIG. 24 is an explanatory diagram for explaining the principle of the optical multilayer filter.
【図２５】 光学多層膜フィルタを説明するための説明
図である。FIG. 25 is an explanatory diagram for explaining an optical multilayer filter.
【図２６】 光学多層膜フィルタの特性における性能を
示す説明図である。FIG. 26 is an explanatory diagram showing performance in characteristics of the optical multilayer filter.
【図２７】 光学多層膜フィルタの構造を説明するため
の図である。FIG. 27 is a diagram for explaining the structure of the optical multilayer filter.
【図２８】 従来の１キャビティの多層膜フィルタの透
過率特性を示す説明図である。FIG. 28 is an explanatory diagram showing transmittance characteristics of a conventional single-cavity multilayer filter.
【図２９】 従来のダブルキャビティの多層膜フィルタ
の透過率特性を示す説明図である。FIG. 29 is an explanatory diagram showing transmittance characteristics of a conventional double-cavity multilayer filter.
【図３０】 従来のトリプルキャビティの多層膜フィル
タの透過率特性を示す説明図である。FIG. 30 is an explanatory diagram showing a transmittance characteristic of a conventional triple-cavity multilayer filter.
【図３１】 従来の４キャビティおよび５キャビティの
多層膜フィルタの透過率特性を示す説明図である。FIG. 31 is an explanatory diagram showing the transmittance characteristics of conventional 4-cavity and 5-cavity multilayer film filters.
【図３２】 従来の多層膜フィルタの構造を説明するた
めの図である。FIG. 32 is a diagram for explaining the structure of a conventional multilayer filter.
１…基板、２…第１の光学媒質層、３…第２の光学媒質
層、４…キャビティ層、４ａ…第１のキャビティ層、４
ｂ…第２のキャビティ層、４ｃ…第３のキャビティ層、
４ｄ…第４のキャビティ層、５…第３の光学媒質層、６
…基板ホルダ、７…ターゲット、８…ＥＣＲ領域、９…
磁気コイル、１０…高周波電力、１１…石英窓、１２…
光学媒質層、１３…第１の光学媒質層、１４…第２の光
学媒質層、１５…第ｋ−２の光学媒質層、１６…第ｋ−
１の光学媒質層、１７…第ｋの光学媒質層。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2 ... 1st optical medium layer, 3 ... 2nd optical medium layer, 4 ... Cavity layer, 4a ... 1st cavity layer, 4
b ... second cavity layer, 4c ... third cavity layer,
4d ... 4th cavity layer, 5 ... 3rd optical medium layer, 6
... Substrate holder, 7 ... Target, 8 ... ECR area, 9 ...
Magnetic coil, 10 ... High frequency power, 11 ... Quartz window, 12 ...
Optical medium layer, 13 ... First optical medium layer, 14 ... Second optical medium layer, 15 ... K-2nd optical medium layer, 16 ... Kth-
1st optical medium layer, 17 ... kth 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 GA46 GA54 GA55 GA62 4F100 AA12 AA17 AA20 BA03 BA05 BA08 BA26 GB48 GB51 JM02A JM02B JM02C JM02D JM02E JN18A JN18B JN18C JN18D JN18E JN30A JN30B JN30C JN30D JN30E YY00A YY00B YY00C YY00D YY00E ─────────────────────────────────────────────────── ─── 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 GA46 GA54 GA55 GA62 4F100 AA12 AA17 AA20 BA03 BA05 BA08 BA26 GB48 GB51 JM02A JM02B JM02C JM02D JM02E JN18A JN18B JN18C JN18D JN18E JN30A JN30B JN30C JN30D JN30E YY00A YY00B YY00C YY00D YY00E
Claims (11)
層と、第１の光学媒質層より高い屈折率を有する第２の
光学媒質からなる第２の光学媒質層とを交互に積層して
形成した複数の積層体を、前記第１の光学媒質および前
記第２の光学媒質とは異なる屈折率を有する第３の光学
媒質からなる第３の光学媒質層を介して接続したことを
特徴とする光学多層膜フィルタ。1. A first optical medium layer made of a first optical medium and a second optical medium layer made of a second optical medium having a refractive index higher than that of the first optical medium layer are alternately laminated. The plurality of laminated bodies formed by connecting the first optical medium and the second optical medium through a third optical medium layer including a third optical medium having a refractive index different from that of the first optical medium and the second optical medium. Characteristic optical multilayer filter.
おいて、 前記第３の光学媒質層は、前記第１の光学媒質と前記第
２の光学媒質との間の屈折率を有する第３の光学媒質か
らなり、前記積層体の第１の光学媒質層と第２の光学媒
質層とを接続することを特徴とする光学多層膜フィル
タ。2. The optical multilayer film filter according to claim 1, wherein the third optical medium layer has a third refractive index between the first optical medium and the second optical medium. An optical multi-layer film filter made of an optical medium, characterized in that the first optical medium layer and the second optical medium layer of the laminated body are connected to each other.
おいて、 前記第３の光学媒質層は、前記第１の光学媒質より小さ
い屈折率を有する第３の光学媒質からなり、前記積層体
の第１の光学媒質層と第２の光学媒質層とを接続するこ
とを特徴とする光学多層膜フィルタ。3. The optical multilayer film filter according to claim 1, wherein the third optical medium layer is made of a third optical medium having a refractive index smaller than that of the first optical medium, An optical multilayer filter comprising a first optical medium layer and a second optical medium layer connected to each other.
おいて、 前記第３の光学媒質層は、前記第２の光学媒質より大き
い屈折率を有する第３の光学媒質からなり、前記積層体
の第１の光学媒質層と第２の光学媒質層とを接続するこ
とを特徴とする光学多層膜フィルタ。4. The optical multilayer film filter according to claim 1, wherein the third optical medium layer is made of a third optical medium having a refractive index larger than that of the second optical medium, and the third optical medium layer has a refractive index higher than that of the second optical medium. An optical multilayer filter comprising a first optical medium layer and a second optical medium layer connected to each other.
の光学多層膜フィルタにおいて、 さらに、前記積層体を構成する前記第１の光学媒質層お
よび第２の光学媒質層のうち少なくとも１層を前記第３
の光学媒質層により置き換えたことを特徴とする光学多
層膜フィルタ。5. The optical multilayer filter according to claim 1, further comprising at least one of the first optical medium layer and the second optical medium layer forming the laminated body. Layer the third
An optical multilayer film filter characterized by being replaced by the optical medium layer of.
層と、第１の光学媒質より高い屈折率を有する第２の光
学媒質からなる第２の光学媒質層とを交互に積層した複
数の第１の積層体を、前記第１の光学媒質および前記第
２の光学媒質とは異なる屈折率を有する第３の光学媒質
からなる第３の光学媒質層と前記第１の光学媒質層とか
らなり、両端の層が第３の光学媒質層となるように積層
した第２の積層体を介して接続したことを特徴とする光
学多層膜フィルタ。6. A first optical medium layer made of a first optical medium and a second optical medium layer made of a second optical medium having a refractive index higher than that of the first optical medium are alternately laminated. A plurality of first laminated bodies, a third optical medium layer formed of a third optical medium having a refractive index different from those of the first optical medium and the second optical medium, and the first optical medium layer. And an optical multi-layered film filter, wherein the layers are connected via a second laminated body in which the layers on both ends are laminated so as to form a third optical medium layer.
おいて、前記第２の積層体のうち少なくとも１つを前記
第３の光学媒質層と前記第２の光学媒質層とからなり、
両端の層が第３の光学媒質層となるように積層した第３
の積層体に置き換えたことを特徴とする光学多層膜フィ
ルタ。7. The optical multilayer film filter according to claim 6, wherein at least one of the second laminated bodies is composed of the third optical medium layer and the second optical medium layer,
The third layer laminated so that the layers on both ends become the third optical medium layer.
An optical multilayer film filter characterized by being replaced with a laminated body of.
ィルタにおいて、 前記第３の光学媒質は、前記第１の光学媒質と前記第２
の光学媒質層との間の屈折率を有し、前記積層体の両端
の第３の光学媒質層は、前記第１の積層体の第１の光学
媒質層、第２の光学媒質層とそれぞれ接続されているこ
とを特徴とする光学多層膜フィルタ。8. The optical multilayer filter according to claim 6, wherein the third optical medium is the first optical medium and the second optical medium.
The third optical medium layer at both ends of the laminated body has a refractive index between the first optical medium layer and the second optical medium layer of the first laminated body, respectively. An optical multilayer filter characterized by being connected.
ィルタにおいて、 前記第３の光学媒質は、前記第２の光学媒質よりも大き
な屈折率を有し、前記積層体の両端の第３の光学媒質層
は、前記第１の積層体の第１の光学媒質層、第２の光学
媒質層とそれぞれ接続されていることを特徴とする光学
多層膜フィルタ。9. The optical multilayer filter according to claim 6, wherein the third optical medium has a refractive index larger than that of the second optical medium, and the third optical medium has third refractive index at both ends of the laminated body. 2. The optical multilayer filter according to claim 1, wherein the optical medium layer is connected to the first optical medium layer and the second optical medium layer of the first laminated body, respectively.
フィルタにおいて、 前記第３の光学媒質は、前記第１の光学媒質よりも小さ
な屈折率を有し、前記積層体の両端の第３の光学媒質層
は、前記第１の積層体の第１の光学媒質層、第２の光学
媒質層とそれぞれ接続されていることを特徴とする光学
多層膜フィルタ。10. The optical multilayer filter according to claim 6, wherein the third optical medium has a smaller refractive index than the first optical medium, and the third optical medium has a third refractive index at both ends of the laminated body. 2. The optical multilayer filter according to claim 1, wherein the optical medium layer is connected to the first optical medium layer and the second optical medium layer of the first laminated body, respectively.
記載の光学多層膜フィルタにおいて、 前記第１の光学媒質層、前記第２の光学媒質層、および
前記第３の光学媒質層は、これらの光学膜厚がそれぞ
れ、バンドパスフィルタとしての設計波長λに対して、
λ／４となる膜厚を有することを特徴とする光学多層膜
フィルタ。11. The optical multilayer filter according to claim 1, wherein the first optical medium layer, the second optical medium layer, and the third optical medium layer, These optical film thicknesses, respectively, with respect to the design wavelength λ as a bandpass filter,
An optical multilayer filter having a film thickness of λ / 4.
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