JP2004029523A - Optical multilayer film filter - Google Patents
Optical multilayer film filter Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004029523A JP2004029523A JP2002187707A JP2002187707A JP2004029523A JP 2004029523 A JP2004029523 A JP 2004029523A JP 2002187707 A JP2002187707 A JP 2002187707A JP 2002187707 A JP2002187707 A JP 2002187707A JP 2004029523 A JP2004029523 A JP 2004029523A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- optical medium
- row
- cavity
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
【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。
【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（Ｄｅｎｓｅ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ：ＤＷＤＭ）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 Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ： ＷＷＤＭ）通信（ＩＥＥＥ８０２．３規格）に応用される。
【０００３】
光学フィルタの設計について、図１１から図１４を参照して説明する。
図１１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は虚数単位を示し、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・ｓｉｎ（β）である。
【０００４】
【数１】
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、ｃｏｓ（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、ｃｏｓ（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度の場合に、式（２）、式（３）となる。但し、基板の屈折率をｎｓとし、空気の屈折率は、ｎ０＝１とした。
【０００６】
【数２】
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。
【０００８】
【数３】
式（２）から式（５）より、光学膜厚がｎ１・ｄ１＝λ／４および光学膜厚がｎ１・ｄ１＝λ／２の場合には、高い反射率、高い透過率が得られることがわかる。
【００１０】
次に、図１２に示すような光学多層膜の場合を考察する。図１２に示すように、屈折率ｎｓの基板１上に、屈折率ｎｋの光学媒質膜１７を膜厚ｄｋで形成し、その上に屈折率ｎｋ−１の光学媒質膜１６を膜厚ｄｋ−１で形成し、順次同様の形成手順を繰り返し、最上層として屈折率ｎ１の光学媒質膜１３を膜厚ｄ１で形成し、全体でｋ層の光学媒質膜を有する光学多層膜フィルタを作製する。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。
【００１１】
【数４】
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。
【００１３】
次に、光波長多重（波長分割多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ：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１３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。
【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。
【００１５】
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の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。
【００１６】
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Ｗ（Ｆ）は２ｎｍ以下で、−２５ｄＢでのクロストーク透過幅Ｗ（Ｃ）が４ｎｍから８ｎｍ程度であるが、既にフィルタ透過幅Ｗ（Ｆ）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Ｗ（Ｆ）が０．１ｎｍ、クロストーク透過幅Ｗ（Ｃ）が０．３ｎｍ、挿入損失が０．５ｄＢ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。
【００１７】
さらに、幹線の大規模通信だけでなく、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ 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。
【００１８】
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１３に示したフィルタ特性で、フィルタ透過幅Ｗ（Ｆ）が１０ｎｍ、クロストーク幅Ｗ（Ｃ）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ＷＷＤＭ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。
【００１９】
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（ＨｆＯ２）、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（ＭｇＯ）、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（ＳｉＯｘＮｙ）、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（ＺｒＮ）、窒化ハフニウム（ＨｆＮ）、窒化ランタン（ＬａＮ）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。
【００２０】
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。
【００２１】
図１４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λ０／２のキャビティ層４と呼ばれる層の上下を、屈折率ｎＬを有する第１の光学媒質からなる第１の光学媒質層２（光学膜厚λ０／４；Ｌ層）と第１の光学媒質よりも高い屈折率ｎＨを有する第２の光学媒質からなる第２の光学媒質層３（光学膜厚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の光学媒質または第２の光学媒質により構成される。
【００２２】
図１４では、屈折率ｎＳを有する基板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、この上に第１の光学媒質からなるキャビティ層４（２Ｌ層）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とを繰り返し１９層積層して全体で３９層の多層膜となっている。空気の屈折率をｎ０とする。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を２つ、３つ、４つ、５つと増した場合、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。
【００２３】
図１４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。但し、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１を用いた。ここでは、基板１の屈折率は１．４７とした。第２の光学媒質層３の光学膜厚は１８１．０７ｎｍであり、第１の光学媒質層２の光学膜厚は２６１．８２ｎｍであり、キャビティ層４の光学膜厚は５２３．６４ｎｍである。
また、図１４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の方の屈折率が第１の光学媒質層２より大きいことを示している。
【００２４】
図１４に示した１キャビティ構造の光学多層膜フィルタにおいて、設計波長λ０に相当するβ＝π／２の場合について考察する。式（６）により示される特性マトリックス（Ｍ）は式（７）のようになる。よって反射率係数｜ｒ｜は式（２）より式（８）となり、さらに、式（４）より反射率Ｒを式（９）のように求めることができる。
【００２５】
【数５】
屈折率ｎｓが１．４７の石英基板を考えると、式（８）から｜ｒ｜＝０．１９０３、式（９）からＲ＝０．０３６２となり、設計波長λ０の反射率係数｜ｒ｜を小さくできる。このように、設計波長λ０において、行列の計算が比較的簡単にできるため、反射率Ｒを比較的容易に計算することができる。
【００２７】
図１４に示した光学多層膜フィルタのシミュレーションにより計算した透過特性を図１５に示す。設計波長λ０で透過率は０．９６３８となり、理論計算値の透過率Ｔ＝１−Ｒから得られる値と一致する。フィルタ特性としては、極めて急峻で狭いバンドパス特性が得られている。フィルタ透過幅Ｗ（Ｆ）は、０．１ｎｍ以下、挿入損失もなく、リップルもない形状が得られていることがわかる。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Ｗ（Ｃ）が１ｎｍ以上で、仕様を大きく超える。また、図１３の透過特性において点線で示した矩形の形状（理想的なバンドパス特性）から外れている。したがって、シングルキャビティでＤＷＤＭ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。
【００２８】
そこで、シングルキャビティを直列配置して２以上のキャビティ層を持つファブリペロー型と呼ばれる多層膜構造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１６に、２キャビティ構造（ダブルキャビティ構造）のファブリペロー型多層膜の基本構造を示す。一般的に、第１の光学媒質層２（Ｌ層）と第２の光学媒質層３（Ｈ層）とを繰り返してある層数で形成した多層膜によりキャビティ層４（２Ｌ層）を挟んだ１キャビティ構造を基本として、この１キャビティ構造をつないだ構造をしている。１キャビティ５は、それぞれキャビティ層（２Ｌ層）に対して必ず対称になっている。図１６では、基板１側からみて片側２１層の１キャビティ５と片側２２層の１キャビティ５とを結合した構造をしている。
【００２９】
図１７は、図１６に示した２キャビティ構造において、例として、第１の光学媒質層２（Ｌ層）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（Ｈ層）として屈折率が２．１４の五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を用い、ユニット数を２１とした２キャビティの場合のスペクトル形状を示す。全体で８７層の多層膜となっている。バンドパスフィルタとしての設計波長はλ０＝１５５０ｎｍとした。
【００３０】
特性マトリックス（Ｍ）は、式（１０）となり、反射率係数｜ｒ｜と反射率Ｒは、式（８）と式（９）となる。
【００３１】
【数６】
図１７に示すバンドパススペクトルの形状を参照すると、−２５ｄＢのクロストーク幅Ｗ（Ｃ）はシングルキャビティよりは狭くなったが、０．３ｎｍ以上であり矩形のプロファイルではなく、要求仕様を満たさないのがわかる。
【００３３】
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（Ｌ層）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（Ｈ層）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。全体で１４３層の多層膜からなる３キャビティの光学多層膜フィルタを作製した。バンドパスフィルタとしての設計波長はλ０＝１５５０ｎｍとした。
【００３４】
特性マトリックス（Ｍ）は、式（１０）となり反射率係数｜ｒ｜は式（８）となる。
【００３５】
図１８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Ｗ（Ｆ）は０．１ｎｍ以下を達成しており、−２５ｄＢのクロストーク幅Ｗ（Ｃ）も０．１５ｎｍ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。
【００３６】
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１９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（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、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キャビティの場合のスペクトル形状を示す。設計波長はλ０＝１５５０ｎｍとした。
【００３７】
特性マトリックス（Ｍ）は、式（７）と同様となり反射率係数｜ｒ｜は式（８）となる。
【００３８】
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、キャビティ層４（２Ｌ層）が４層配置され、全体で１９１層の多層膜を作製した。設計波長λ０における特性マトリックス（Ｍ）は式（７）となり、反射率係数｜ｒ｜は式（８）となる。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Ｗ（Ｆ）は０．１ｎｍ以下を達成しており、−２５ｄＢのクロストーク幅Ｗ（Ｃ）も約０．１ｎｍとほぼ矩形のプロファイルが得られ、挿入損失も０．２ｄＢ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、１ｄＢにもおよぶリップルが現れており、要求仕様を満たさなくなってしまう。
【００３９】
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、キャビティ層４（２Ｌ層）が５層配置され、全体で２３９層の多層膜を作製した。設計波長λ０における特性マトリックス（Ｍ）は式（７）となり、反射率係数｜ｒ｜は式（８）となる。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Ｗ（Ｆ）は０．１ｎｍ以下を達成しており、−２５ｄＢのクロストーク幅Ｗ（Ｃ）も約０．１ｎｍとほぼ矩形の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、２．５ｄＢにもおよぶリップルが現れており、要求仕様を満たさなくなってしまう。
【００４０】
【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Ｗ（Ｃ）は小さくなるが、フィルタ透過幅Ｗ（Ｆ）やリップル強度は大きくなってしまう。フィルタ透過幅Ｗ（Ｆ）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。
【００４１】
また、例に示した二酸化シリコン（ＳｉＯ２）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）とにより多層膜を形成した場合においても、また、その他の組み合わせにより多層膜を形成した場合においても、この現象は見られる。
【００４２】
そのため、０．１ｎｍ程度と狭いフィルタ透過幅Ｗ（Ｆ）を実現しながら、狭いクロストーク幅Ｗ（Ｃ）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。
【００４３】
そこで、本発明は、前述した従来技術の問題点や課題を解決するためになされたものであり、その目的は、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である。
【００４４】
【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の光学媒質層とこの第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の光学媒質または第２の光学媒質からなるキャビティ層を介して接続したキャビティ構造を有し、バンドパスフィルタとしての設計波長λにおける特性マトリックスの行列成分の第１行第１列が１、第１行第２列が０、第２行第１列が０、第２行第２列が１であるキャビティ構造体と、このキャビティ構造体上に形成され、第１の光学媒質層と第２の光学媒質層とを交互に積層した第２の積層体と、この第２の積層体上に形成され、第１の光学媒質または第２の光学媒質からなるキャビティ層と、このキャビティ層上に形成され、第１の光学媒質層と第２の光学媒質層とを交互に積層した第３の積層体と、この第３の積層体上に形成され、第１の光学媒質を、第１の光学媒質層の偶数倍の膜厚となるように形成した表面層とを有し、第１の光学媒質層の屈折率をｎＬ、第２の光学媒質層の屈折率をｎＨとした場合に、キャビティ構造体と第２の積層体とキャビティ層と第３の積層体と表面層とからなる光学多層膜フィルタの特性マトリックスの行列成分の第１行第１列が（ｎＨ／ｎＬ）、第１行第２列が０、第２行第１列が０、第２行第２列が（ｎＬ／ｎＨ）、または、第１行第１列が（−ｎＨ／ｎＬ）、第１行第２列が０、第２行第１列が０、第２行第２列が（−ｎＬ／ｎＨ）であることを特徴とする。
【００４５】
本発明によれば、特性マトリックスの行列成分の第１行第１列が１、第１行第２列が０、第２行第１列が０、第２行第２列が１であるキャビティ構造体、例えば、キャビティ数が１、４、５、８、９、およびそれ以上であるキャビティ構造体の上に、第２の積層体と、キャビティ層と、第３の積層体と、表面層とを順次積層した光学多層膜フィルタのフィルタ特性の形状を調節し、また、リップルを少なくし、また、設計波長における透過率を向上させることができる。
ここで、個々の第１の積層体は、第１の光学媒質層と第２の光学媒質層とを交互に積層した構造であればよく、個々の第１の積層体を構成する第１の光学媒質層および第２の光学媒質層の層数は異なっていてもよい。
【００４６】
また、第１の光学媒質からなる第１の光学媒質層とこの第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の光学媒質または第２の光学媒質からなるキャビティ層を介して接続したキャビティ構造を有し、バンドパスフィルタとしての設計波長λにおける特性マトリックスの行列成分の第１行第１列が−１、第１行第２列が０、第２行第１列が０、第２行第２列が−１であるキャビティ構造体と、このキャビティ構造体上に形成され、第１の光学媒質層と第２の光学媒質層とを交互に積層した第２の積層体と、この第２の積層体上に形成され、第１の光学媒質または第２の光学媒質からなるキャビティ層と、このキャビティ層上に形成され、第１の光学媒質層と第２の光学媒質層とを交互に積層した第３の積層体と、この第３の積層体上に形成され、第１の光学媒質を第１の光学媒質層の偶数倍の膜厚となるように形成した表面層とを有し、第１の光学媒質層の屈折率をｎＬ、第２の光学媒質層の屈折率をｎＨとした場合に、キャビティ構造体と、第２の積層体と、キャビティ層と、第３の積層体と、表面層とからなる光学多層膜フィルタの特性マトリックスの行列成分の第１行第１列が（ｎＨ／ｎＬ）、第１行第２列が０、第２行第１列が０、第２行第２列が（ｎＬ／ｎＨ）、または、第１行第１列が（−ｎＨ／ｎＬ）、第１行第２列が０、第２行第１列が０、第２行第２列が（−ｎＬ／ｎＨ）であることを特徴とする。
【００４７】
本発明によれば、特性マトリックスの行列成分の第１行第１列が−１、第１行第２列が０、第２行第１列が０、第２行第２列が−１であるキャビティ構造体、例えば、キャビティ数が２、３、６、７、およびそれ以上であるキャビティ構造体の上に、第２の積層体と、キャビティ層と、第３の積層体と、表面層とを順次積層した光学多層膜フィルタのフィルタ特性の形状を調節し、また、リップルを少なくし、また、設計波長における透過率を向上させることができる。
ここで、個々の第１の積層体は、第１の光学媒質層と第２の光学媒質層とを交互に積層した構造であればよく、個々の第１の積層体を構成する第１の光学媒質層および第２の光学媒質層の層数は異なっていてもよい。
【００４８】
さらに、第１の光学媒質層と、第２の光学媒質層とを、これらの光学膜厚がそれぞれ、設計波長λに対して、λ／４の整数倍になるような膜厚で形成し、キャビティ層を、このキャビティ層の光学膜厚が、設計波長λに対して、λ／２の整数倍になるような膜厚で形成したことを特徴とする。
【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。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００５０】
まず、挿入損失について実施の形態における基本的な考え方を説明する。
ファブリペロー型のマルチキャビティ構造は、第１の光学媒質層２（Ｌ層）と第２の光学媒質層３（Ｈ層）とを繰り返してある層数で形成した多層膜（積層体）によりキャビティ層４（２Ｌ層）を挟んだ１キャビティ構造を基本として、この１キャビティ構造をつないだ構造である。以下、１キャビティ構造とマルチキャビティ構造とを含めてキャビティ構造と呼ぶ。１キャビティ５は、それぞれキャビティ層（２Ｌ層）に対して必ず対称になっている。このキャビティ構造では、キャビティ数を問わず、設計波長λ０における特性マトリックス（Ｍ）が式（７）または式（１０）となる。例えば、１キャビティ（シングルキャビティ）、４キャビティ、５キャビティ、８キャビティ、９キャビティ、１０キャビティの特性マトリックスは式（７）で表され、２キャビティ、３キャビティ、６キャビティ、７キャビティの特性マトリックスは式（１０）で表される。つまり、特性マトリックスの第１行第１列の行列成分が１または−１であり、特性マトリックスの第１行第２列の行列成分が０であり、特性マトリックスの第２行第１列の行列成分が０であり、特性マトリックスの第２行第２列の行列成分が１または−１である。
【００５１】
このような特性マトリックス（Ｍ）から求められる反射率Ｒは式（９）となり、透過率Ｔは式（５）となる。この場合、透過率Ｔは、基板の屈折率ｎｓの関数となる。
図１は、特性マトリックス（Ｍ）が式（７）または式（１０）で表されるキャビティ構造における透過率Ｔと基板の屈折率ｎｓの関係を示したものである。
【００５２】
図１より基板の屈折率ｎｓが大きくなると透過率Ｔが次第に減少する。このため、入力損失を抑えるためには、基板の屈折率ｎｓを小さくする必要があることがわかる。
【００５３】
しかし、光学基板は、基板の屈折率ｎｓが１．４７の石英基板や、基板の屈折率ｎｓが１．４８から１．５０程度のガラス基板が一般的である。空気の屈折率ｎ０と比較した場合、ｎ０＜ｎｓの関係が成り立つ。石英基板を用いた場合は、Ｔ＝０．９６３８が理論上の最高値となる。
また、第１の光学媒質層の屈折率をｎＬ、第２の光学媒質層の屈折率をｎＨとした場合、ｎｓ＜ｎＬ では基板上には第２の光学媒質層が形成され、ｎｓ＞ｎＨでは基板上には第１の光学媒質層が形成される。
【００５４】
さらに、マルチキャビティ構造になると、リップルが大きくなるため、バンドパスフィルタのフィルタ特性の形状も考慮する必要がある。
【００５５】
そこで、本発明者らは、設計波長λ０における特性マトリックス（Ｍ）が式（７）または式（１０）の従来のキャビティ構造において、空気側の表面層（基板の反対側の表面層）が第２の光学媒質層３（Ｈ層）により形成されている場合に、この第２の光学媒質層３（Ｈ層）の代わりに第１の光学媒質層を形成した構造、言い換えれば、空気側の表面層（基板の反対側の表面層）を第１の光学媒質により、その膜厚を他の第１の光学媒質層の偶数倍、例えば２倍となるように形成した構造にすることにより入力損失を抑えつつバンドパス形状を改善できることを見いだした。
この場合、表面層を有する１キャビティ５において、キャビティ層を挟んだ積層体を構成する第１の光学媒質層および第２の光学媒質層の層数は、表面層の膜厚を他の第１の光学媒質層の２倍となるように形成し、この表面層を２層として計算した場合に等しくなる。
【００５６】
この場合の特性マトリックス（Ｍ）は、式（１１）または式（１２）となり、反射率係数｜ｒ｜は、式（１３）となる。但し、ｎＬは第１の光学媒質層の屈折率、ｎＨは第２の光学媒質層の屈折率である。
【００５７】
【数７】
ここで、第１の光学媒質層の屈折率ｎＬと第２の光学媒質層の屈折率ｎＨの比ｎＨ／ｎＬを、ｎＨ／ｎＬ＝ｒｘとすると、この場合の透過率Ｔとｒｘの関係は図２に示す通りとなる。但し、基板の屈折率ｎｓは石英基板の１．４７とし、透過率Ｔは式（５）より計算した。
【００５９】
図２より、比ｎＨ／ｎＬが１．２程度で透過率Ｔは０ｄＢとなるが、その値から比ｎＨ／ｎＬ＝ｒｘが大きくなっても小さくなっても透過率Ｔの値が低下することになるため、理想的な透過率１００％と透過率Ｔの最大の値の強度差により示される入力損失が大きくなる。比ｎＨ／ｎＬが、１以下の場合には、透過率Ｔが０ｄＢとなる場合がない。つまり、透過率Ｔを大きくするためにはｎＨ＞ｎＬが必要条件となる。
【００６０】
例えば、第１の光学媒質層２（Ｌ層）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（Ｈ層）として屈折率が２．１４の五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を用いて、多層膜を作製することにより、この場合のキャビティ構造を作製した場合、比ｎＨ／ｎＬは１．４５であり、入力損失は０．２ｄＢとなり、設計波長λ０における特性マトリックス（Ｍ）が式（７）または式（１０）により表される従来のキャビティ構造と変わらない値が得られる。
【００６１】
逆に、設計波長λ０における特性マトリックス（Ｍ）が式（７）または式（１０）の従来のキャビティ構造の空気側の表面層（基板の反対側の表面層）が第１の光学媒質層２（Ｌ層）により形成されている場合に、この第１の光学媒質層２（Ｌ層）の代わりに第２の光学媒質層３（Ｈ層）を形成した場合には、特性マトリックスは、式（１４）または式（１５）となり、反射率係数｜ｒ｜は式（１６）となる。但し、ｎＬは第１の光学媒質層の屈折率、ｎＨは第２の光学媒質層の屈折率である。
【００６２】
【数８】
ここで、基板の屈折率ｎｓを石英基板の１．４７とし、ｒｒｘ＝ｎＬ／ｎＨとおくと、この場合の透過率Ｔとｒｒｘの関係は、図２において、横軸ｒｘをｒｒｘに置き換えたものと同等として考えることができる。ｎＬ＜ｎＨであるため、ｒｒｘは必ず１より小さくなる。したがって、図２より透過率Ｔの値が低下することになるため、理想的な透過率１００％と透過率Ｔの最大値との強度差により示される入力損失が大きくなる。
例えば、第１の光学媒質層（Ｌ層）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（Ｈ層）として屈折率が２．１４の五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を用いてこの場合の多層膜を作成した場合、比ｎＬ／ｎＨが０．６９であるため、図２から、入力損失は１ｄＢ以上になることがわかる。
【００６４】
上記したように、設計波長λ０における特性マトリックス（Ｍ）が式（７）または式（１０）の従来のキャビティ構造の空気側の表面層（基板の反対側の表面層）が第２の光学媒質層３（Ｈ層）により形成されている場合に、その第２の光学媒質層３（Ｈ層）の代わりに第１の光学媒質層２（Ｌ層）を形成した構造とすることによって、特性マトリックス（Ｍ）を式（１１）または式（１２）、反射率係数｜ｒ｜を式（１３）とでき、ｎＨ／ｎＬを１．２程度とすることができるため、入力損失を抑えることができる。
【００６５】
次に、実施の形態１に係る光学多層膜フィルタについて説明する。
実施の形態１に係る光学多層膜フィルタは、キャビティ数が３の３キャビティ構造を有する従来のキャビティ構造、言い換えれば、第２の光学媒質からなる第２の光学媒質層３（Ｈ層）と第１の光学媒質からなる第１の光学媒質層２（Ｌ層）とを交互に積層するという規則性を保ちつつ、シングルキャビティ５を、３個積層する構造において、空気と接する最後に形成される光学媒質層（表面層と呼ぶ）が第２の光学媒質層３（Ｈ層）である場合に、この第２の光学媒質層３（Ｈ層）の代わりに第１の光学媒質層２（Ｌ層）を形成した構造、言い換えれば、空気側の表面層（基板の反対側の表面層）を第１の光学媒質により、その膜厚を他の第１の光学媒質層２の２倍となるように形成した構造である。キャビティ層は、第１の光学媒質により形成した。
この場合、表面層を有する１キャビティ５において、キャビティ層を挟んだ積層体を構成する第１の光学媒質層２および第２の光学媒質層３の層数は、第１の光学媒質層２により形成された表面層を２層として計算した場合に等しくなる。
【００６６】
具体的な構造は、図３に示すように、透明基板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）とが交互に例えば２１層積層され、その上にキャビティ層４（２Ｌ層）が形成されている。その上に第２の光学媒質層３（Ｈ層）と第１の光学媒質層２（Ｌ層）とが交互に例えば４３層積層され、その上にキャビティ層４（２Ｌ層）が形成されている。その上に第２の光学媒質層３（Ｈ層）と第１の光学媒質層２（Ｌ層）とが交互に例えば４３層積層され、その上にキャビティ層４（２Ｌ層）が形成されている。その上に第２の光学媒質層３（Ｈ層）と第１の光学媒質層２（Ｌ層）が交互に例えば１９層積層され、この上に第１の光学媒質を例えば成膜時間を２倍にすることにより、第１の光学媒質層２（Ｌ）層の２倍の膜厚で形成する。したがって、最後に形成した第１の光学媒質を２層として計算すると、全体で１３１層の多層膜となる。
【００６７】
また、図３においても、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の方の屈折率が第１の光学媒質層２より大きいことを示している。以下、同様の模式図により説明する。
【００６８】
構造の特徴としては、キャビティ層４を３個有する構造であるが、単純にシングルキャビティ５を３個積層した構造ではなく、基板１の一主面に２個のシングルキャビティ５を順次形成し、その上に第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第２の積層体を形成し、この上に第１の光学媒質または第２の光学媒質からなるキャビティ層を形成し、この上に第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第３の積層体を形成し、この上に第１の光学媒質を、第１の光学媒質層２の偶数倍の膜厚となるように形成した表面層を形成する。言い換えれば、キャビティ層４（２Ｌ層）に対して非対称である多層膜構造体を形成する点である。この場合の２Ｌ層は、キャビティ層４（２Ｌ層）とは役割が全く異なる。以下、第２の積層体とキャビティ層と第３の積層体と表面層とを順次積層した構造を多層膜構造体と呼ぶ。
【００６９】
基板１としては、屈折率が１．４７である透明基板、第１の光学媒質層２（Ｌ層）として屈折率が１．４８である二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、第２の光学媒質層３（Ｈ層）として屈折率が２．１４である五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を用いる。キャビティ層４（２Ｌ層）として屈折率が１．４８である二酸化シリコン（ＳｉＯ２）を用いる。
【００７０】
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２（Ｌ層）および第２の光学媒質層３（Ｈ層）は、これらの光学膜厚がそれぞれ、設計波長λ０に対して、λ０／４の整数倍になるような膜厚で形成する。また、キャビティ層４（２Ｌ層）は、このキャビティ層４（２Ｌ層）の光学膜厚が、設計波長λ０に対して、λ０／２の整数倍になるような膜厚で形成する。
具体的には、第１の光学媒質層２（Ｌ層）は２６１．８２ｎｍ、第２の光学媒質層３（Ｈ層）は１８１．０７ｎｍである。また、キャビティ層４（２Ｌ層）は５２３．６４ｎｍである。
【００７１】
図３に示すキャビティ層を３個有する構造の光学多層膜フィルタにおいて、設計波長λ０に相当するβ＝π／２の場合について考察する。設計波長λ。における特性マトリックスＭは式（１２）となり、反射率係数｜ｒ｜は式（１３）となる。
【００７２】
図４は、図３に示した光学多層膜フィルタのようにシングルキャビティ５の代わりに多層膜構造体を形成した場合のフィルタ透過特性である。従来のキャビティ構造と比較するために、多層膜構造体に置き換えない従来の３キャビティ構造のフィルタ透過特性も合わせて示す。従来の３キャビティ構造では、リップル強度が０．６ｄＢ程度もある。これに対して、多層膜構造体を形成したものは、設計波長λ０＝１５５０ｎｍからずれた部分における透過率の落ち込みがなくなり、リップル強度も０．２ｄＢと大きく改善することがわかる。
また、設計波長λ０＝１５５０ｎｍにおける透過率が向上することがわかる。
【００７３】
従来のキャビティ構造における反射率係数｜ｒ｜は、設計波長λ０において式（８）となる。
これに対し、実施の形態１に示す構造では、式（１３）となる。石英基板、第２の光学媒質層３（Ｈ層）、第１の光学媒質層２（Ｌ層）の屈折率を代入すると、式（１３）から求められる反射率係数は｜ｒ｜＝０．１９６９となり、式（８）から求められる反射率係数｜ｒ｜とほぼ同じ値になる。よって、この反射率係数から求められる透過率Ｔもほぼ同じ値となるため、挿入損失も従来のキャビティ構造と同等であることがわかる。
また、シングルキャビティ５の代わりに多層膜構造体を形成することによって、図４に示すように、バンドパスフィルタ特性がより矩形になることがわかる。
【００７４】
実施の形態１では、全層の数が１３１層であるが、所望のフィルタ透過幅Ｗ（Ｆ）やクロストーク幅Ｗ（Ｃ）を得るために、適宜第１の光学媒質層２（Ｌ層）と第２の光学媒質層３（Ｈ層）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。
また、実施の形態１においては、表面層を、第１の光学媒質層２（Ｌ）層の２倍の膜厚で形成する場合について説明したが、２倍に限らず第１の光学媒質層２（Ｌ）層の偶数倍の膜厚で形成しても同様の効果が得られる。
【００７５】
次に、製造方法について説明する。上記の材料を積み重ねて多層膜を形成するために、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。
【００７６】
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 Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ 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、ターゲ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ゲ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。
【００７７】
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。
【００７８】
また、ＥＣＲスパッタ法では、基板にＥＣＲプラズマ流とスパッタされた粒子が照射される。ＥＣＲ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ため、膜質が改善される。
【００７９】
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，ｎｏ．５，２２２２（１９９９）．）に記載されている。
【００８０】
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。
【００８１】
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である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。
本実施の形態においては、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。
【００８２】
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ＥＣＲ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（ＥＣＲ）プラズマを生成する。
【００８３】
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。
【００８４】
また、複数のＥＣＲプラズマ源と複数のターゲットを設置し、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２（Ｌ層）として二酸化シリコン（ＳｉＯ２）を、第２の光学媒質層３（Ｈ層）として五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を、キャビティ層４としてとして二酸化シリコン（ＳｉＯ２）または五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）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。
【００８５】
ＥＣＲスパッタ装置において、ターゲット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とを、さらに不活性ガスとしてアルゴンを用いた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。
【００８６】
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。アルゴンガス流量が２０ｓｃｃｍ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。但し、酸窒化シリコンでは、酸素と窒素の流量の合計が１０ｓｃｃｍとなるように調整している。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。
【００８７】
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。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、屈折率を、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の範囲で制御できる。
【００８８】
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でも反応性ガスの流量（分圧）による屈折率制御ができる。
【００８９】
次に、実施の形態２に係る光学多層膜フィルタについて説明する。
実施の形態１において、キャビティ層４が第１の光学媒質により形成された場合を示してきたが、キャビティ層４が第２の光学媒質により形成された場合にも同様の効果が得られる。例として、キャビティ数が３の３キャビティ構造で説明する。
【００９０】
実施の形態２に係る光学多層膜フィルタは、キャビティ数が３の３キャビティ構造を有する従来のキャビティ構造、言い換えれば、第２の光学媒質からなる第２の光学媒質層３（Ｈ層）と第１の光学媒質からなる第１の光学媒質層２（Ｌ層）とを交互に積層するという規則性を保ちつつ、第２の光学媒質によりキャビティ層４を形成したシングルキャビティ５を３個積層する構造において、空気と接する最後に形成される光学媒質層（表面層と呼ぶ）が第２の光学媒質層３（Ｈ層）である場合に、この第２の光学媒質層３（Ｈ層）の代わりに第１の光学媒質層２（Ｌ層）を形成した構造、言い換えれば、空気側の表面層（基板１の反対側の表面層）を第１の光学媒質により、その膜厚を他の第１の光学媒質層２の倍となるように形成した構造である。
【００９１】
この場合においても、実施の形態１と同様に、表面層を有する１キャビティ５において、キャビティ層を挟んだ積層体を構成する第１の光学媒質層２および第２の光学媒質層３の層数は、第１の光学媒質層２により形成された表面層を２層として計算した場合に等しくなる。
【００９２】
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３（Ｈ層）と第１の光学媒質層２（Ｌ層）とが交互に例えば２０層積層され、その上にキャビティ層４（２Ｈ層）が形成されている。その上に第１の光学媒質層２（Ｌ層）と第２の光学媒質層３（Ｈ層）とが交互に例えば４３層積層され、その上にキャビティ層４（２Ｈ層）が形成されている。その上に第１の光学媒質層２（Ｌ層）と第２の光学媒質層３（Ｈ層）とが交互に例えば４３層積層され、その上にキャビティ層４（２Ｈ層）が形成されている。その上に第１の光学媒質層２（Ｌ層）と第２の光学媒質層３（Ｈ層）とが交互に例えば１８層積層され、この上に第１の光学媒質を例えば成膜時間を２倍にすることにより、第１の光学媒質層２（Ｌ）層の２倍の膜厚で形成する。したがって、最後に形成した第１の光学媒質を２層として計算すると、全体で１２９層の多層膜となる。
【００９３】
構造の特徴としては、キャビティ層４を３個有する構造であるが、単純にシングルキャビティ５を３個積層した構造ではなく、基板１の一主面に２個のシングルキャビティ５を順次形成し、その上に、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第２の積層体を形成し、この上に第１の光学媒質または第２の光学媒質からなるキャビティ層を形成し、この上に第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第３の積層体を形成し、この上に第１の光学媒質を、第１の光学媒質層２の偶数倍の膜厚となるように形成した表面層を形成する。言い換えれば、キャビティ層４（２Ｌ層）に対して非対称である多層膜構造体を形成する点である。この場合の２Ｌ層は、キャビティ層４（２Ｌ層）とは役割が全く異なる。以下、第２の積層体とキャビティ層と第３の積層体と表面層とを順次積層した構造を多層膜構造体と呼ぶ。
【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２（Ｌ層）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（Ｈ層）として屈折率が２．１４の五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を用いる。キャビティ層４（２Ｈ層）として屈折率が２．１４の五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を用いる。
【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２（Ｌ層）および第２の光学媒質層３（Ｈ層）は、これらの光学膜厚がそれぞれ、設計波長λ０に対して、λ０／４の整数倍になるような膜厚で形成する。また、キャビティ層４（２Ｈ層）は、このキャビティ層４（２Ｈ層）の光学膜厚が、設計波長λ０に対して、λ０／２の整数倍になるような膜厚で形成する。
具体的には、第１の光学媒質層２（Ｌ層）は２６１．８２ｎｍ，第２の光学媒質層３（Ｈ層）は１８１．０７ｎｍである。また、キャビティ層４（２Ｈ層）は３６２．１４ｎｍである。
【００９６】
図７に示すキャビティ層を３個有する構造の光学多層膜フィルタにおいて、設計波長λ０に相当するβ＝π／２の場合について考察する。設計波長λ。における特性マトリックスＭは式（１１）となり、反射率係数｜ｒ｜は式（１３）となる。
【００９７】
図８は、図７に示した光学多層膜フィルタのようにシングルキャビティ５の代わりに多層膜構造体を形成した場合のフィルタ透過特性である。従来のキャビティ構造と比較するために、多層膜構造体に置き換えない従来の３キャビティ構造のフィルタ透過特性も合わせて示す。従来の３キャビティ構造では、リップル強度が０．６ｄＢ程度もある。これに対して、多層膜構造体を形成したものは、設計波長λ０＝１５５０ｎｍからずれた部分における透過率の落ち込みがなくなり、リップル強度も０．２ｄＢと大きく改善することがわかる。
また、設計波長λ０＝１５５０ｎｍにおける透過率が向上することがわかる。
【００９８】
従来のキャビティ構造における反射率係数｜ｒ｜は、設計波長λ０において式（８）となる。
これに対し、実施の形態２に示す構造では、式（１３）のようになる。石英基板、第２の光学媒質層３（Ｈ層）、第１の光学媒質層２（Ｌ層）の屈折率を代入すると、式（１３）から求められる反射率係数｜ｒ｜は、式（８）から求められる反射率係数｜ｒ｜よりも小さな値になる。よって、この反射率係数から求められる透過率Ｔについては、実施の形態２に示す構造の方が従来の構造より大きくなる。よって、実施の形態２に示す構造の挿入損失は、従来の構造と比べて減少する。
また、シングルキャビティ５の代わりに多層膜構造体を形成することにより、図８に示すように、バンドパスフィルタ特性がより矩形になることがわかる。
【００９９】
実施の形態２では、全層の数が１２９層であるが、所望のフィルタ透過幅Ｗ（Ｆ）やクロストーク幅Ｗ（Ｃ）を得るために、適宜第１の光学媒質層２（Ｌ層）と第２の光学媒質層３（Ｈ層）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。
【０１００】
また、実施の形態２においては、表面層を、第１の光学媒質層２（Ｌ）層の２倍の膜厚で形成する場合について説明したが、２倍に限らず、第１の光学媒質層２（Ｌ）層の偶数倍の膜厚で形成しても同様の効果が得られる。
【０１０１】
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２（Ｌ層）として二酸化シリコンを、第２の光学媒質層３（Ｈ層）として五酸化タンタルを堆積することによって、形成することができる。
また、実施の形態２においても、図６に示したように、酸素流量を変化させることにより、屈折率を変化させることができるため、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。
【０１０２】
次に、実施の形態３に係る光学多層膜フィルタについて説明する。
これまでの実施の形態において、キャビティ層を３層有する構造を例として、従来の３キャビティ構造と比較することにより説明したが、これ以上のキャビティ層を有する構造においても同様の効果が得られる。例として、キャビティ層を５層有する構造について説明する。
【０１０３】
実施の形態３に係る光学多層膜フィルタは、キャビティ数が５の５キャビティ構造を有する従来のキャビティ構造、言い換えれば、第２の光学媒質からなる第２の光学媒質層３（Ｈ層）と第１の光学媒質からなる第１の光学媒質層２（Ｌ層）とを交互に積層するという規則性を保ちつつ、第１の光学媒質によりキャビティ層４を形成したシングルキャビティ５を、５個積層する構造において、空気と接する最後に形成される光学媒質層（表面層と呼ぶ）が第２の光学媒質層３（Ｈ層）である場合に、この第２の光学媒質層３（Ｈ層）の代わりに第１の光学媒質層２（Ｌ層）を形成した構造、言い換えれば、空気側の表面層（基板１の反対側の表面層）を第１の光学媒質により、その膜厚を他の第１の光学媒質層２の２倍となるように形成した構造である。
【０１０４】
この場合においても、実施の形態１と同様に、表面層を有する１キャビティ５において、キャビティ層を挟んだ積層体を構成する第１の光学媒質層２および第２の光学媒質層３の層数は、第１の光学媒質層２により形成された表面層を２層として計算した場合に等しくなる。
【０１０５】
具体的な構造は、図９に示すように、透明基板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）とが交互に例えば２１層積層され、その上にキャビティ層４（２Ｌ層）が形成されている。その上に第２の光学媒質層３（Ｈ層）と第１の光学媒質層２（Ｌ層）とが交互に例えば４３層積層され、その上にキャビティ層４（２Ｌ層）が形成されている。その上に第２の光学媒質層３（Ｈ層）と第１の光学媒質層２（Ｌ層）とが交互に例えば４５層積層され、その上にキャビティ層４（２Ｌ層）が形成されている。その上に第２の光学媒質層３（Ｈ層）と第１の光学媒質層２（Ｌ層）とが交互に例えば４５層積層され、その上にキャビティ層４（２Ｌ層）が形成されている。その上に第２の光学媒質層３（Ｈ層）と第１の光学媒質層２（Ｌ層）とが交互に例えば４３層積層され、その上にキャビティ層４（２Ｌ層）が形成されている。さらにその上に第２の光学媒質層３（Ｈ層）と第１の光学媒質層２（Ｌ層）とが交互に例えば１９層積層され、この上に第１の光学媒質を例えば成膜時間を２倍にすることにより、第１の光学媒質層２（Ｌ）層の２倍の膜厚で形成する。したがって、最後に形成した第１の光学媒質を２層として計算すると、全体で２２３層の多層膜となる。
【０１０６】
構造の特徴としては、キャビティ層４を５個有する構造であるが、単純にシングルキャビティ５を５個積層した構造ではなく、基板１の一主面に４個のシングルキャビティ５を順次形成し（キャビティ構造体）、その上に、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第２の積層体を形成し、この上に第１の光学媒質または第２の光学媒質からなるキャビティ層を形成し、この上に第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第３の積層体を形成し、この上に第１の光学媒質を、第１の光学媒質層２の偶数倍の膜厚となるように形成した表面層を形成する。言い換えれば、キャビティ層４（２Ｌ層）に対して非対称である多層膜構造体を形成する点である。この場合の２Ｌ層は、キャビティ層４（２Ｌ層）とは役割が全く異なる。以下、第２の積層体とキャビティ層と第３の積層体と表面層とを順次積層した構造を多層膜構造体と呼ぶ。
【０１０７】
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２（Ｌ層）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（Ｈ層）として屈折率が２．１４の五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を用いる。キャビティ層４（２Ｌ層）として屈折率が１．４８の二酸化シリコン（ＳｉＯ２）を用いる。
【０１０８】
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２（Ｌ層）および第２の光学媒質層３（Ｈ層）は、これらの光学膜厚がそれぞれ、設計波長λ０に対して、λ０／４の整数倍になるような膜厚で形成する。また、キャビティ層４（２Ｌ層）は、このキャビティ層４（２Ｌ層）の光学膜厚が、設計波長λ０に対して、λ０／２の整数倍になるような膜厚で形成する。
具体的には、第１の光学媒質層２（Ｌ層）は２６１．８２ｎｍ，第２の光学媒質層３（Ｈ層）は１８１．０７ｎｍである。また、キャビティ層４（２Ｌ層）は５２３．６４ｎｍである。
【０１０９】
図９に示すキャビティ層を５個有する構造の光学多層膜フィルタにおいて、設計波長λ０に相当するβ＝π／２の場合について考察する。設計波長λ。における特性マトリックスＭは式（１１）となり、反射率係数｜ｒ｜は式（１３）となる。
【０１１０】
図１０は、図９に示した光学多層膜フィルタのようにシングルキャビティ５の代わりに多層膜構造体を形成した場合のフィルタ透過特性である。従来のキャビティ構造と比較するために、多層膜構造体に置き換えない従来の５キャビティ構造のフィルタ透過特性も合わせて示す。従来の５キャビティ構造では、リップル強度が１ｄＢもある、これに対して、多層膜構造体を形成したものは、設計波長λ０＝１５５０ｎｍからずれた部分における透過率の落ち込みがなくなり、リップル強度も０．２ｄＢと大きく改善することがわかる。
また、設計波長λ０＝１５５０ｎｍにおける透過率が向上することがわかる。
【０１１１】
従来のキャビティ構造における反射率係数｜ｒ｜は、設計波長λ０において式（８）となる。
これに対し、実施の形態３に示す構造では、式（１３）のようになる。石英基板、第２の光学媒質層３（Ｈ層）、第１の光学媒質層２（Ｌ層）の屈折率を代入すると、式（１３）から求められる反射率係数｜ｒ｜は、式（８）から求められる反射率係数｜ｒ｜よりも小さな値になる。よって、この反射率係数から求められる透過率Ｔは、実施の形態３に示す構造の方が従来の構造より大きくなるため、実施の形態３に示す構造の挿入損失は従来の構造と比べて減少する。
また、シングルキャビティ５の代わりに多層膜構造体を形成することにより、図１０に示すように、バンドパスフィルタ特性がより矩形になることがわかる。
【０１１２】
実施の形態３では、全層の数が２２３層であるが、所望のフィルタ透過幅Ｗ（Ｆ）やクロストーク幅Ｗ（Ｃ）を得るために、適宜第１の光学媒質層２（Ｌ層）と第２の光学媒質層３（Ｈ層）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。
【０１１３】
さらに、実施の形態３では、キャビティ層４を第１の光学媒質で構成しているが、第２の光学媒質により構成した場合にも同様の効果が得られる。
この場合、第１の光学媒質層２（Ｌ層）と第２の光学媒質層３（Ｈ層）とを交互に積層するという規則性を保つために、適宜第１の光学媒質層２（Ｌ層）と第２の光学媒質層３（Ｈ層）の層数を変化させる必要がある
【０１１４】
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２（Ｌ層）として二酸化シリコンを、第２の光学媒質層３（Ｈ層）として五酸化タンタルを堆積することによって、形成することができる。
また、実施の形態３においても、図６に示したように、酸素流量を変化させることにより、屈折率を変化させることができるため、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。
【０１１５】
また、実施の形態３においては、表面層を第１の光学媒質層２（Ｌ）層の２倍の膜厚で形成する場合について説明したが、２倍に限らず、第１の光学媒質層２（Ｌ）層の偶数倍の膜厚で形成しても同様の効果が得られる。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明によれば、設計波長λ０における特性マトリックス（Ｍ）が式（７）または式（１０）の従来のキャビティ構造上に、第１の光学媒質層と第２の光学媒質層とを交互に積層した第２の積層体を形成し、この第２の積層体上に、第１の光学媒質または第２の光学媒質からなるキャビティ層を形成し、このキャビティ層上に、第１の光学媒質層と第２の光学媒質層とを交互に積層した第３の積層体を形成し、この第３の積層体上に、第１の光学媒質を、第１の光学媒質層の偶数倍の膜厚となるように形成した表面層を形成することにより、特性マトリックス（Ｍ）の行列成分の第１行第１列を（ｎＨ／ｎＬ）、第１行第２列を０、第２行第１列を０、第２行第２列を（ｎＬ／ｎＨ）、または、第１行第１列を（−ｎＨ／ｎＬ）、第１行第２列を０、第２行第１列を０、第２行第２列を（−ｎＬ／ｎＨ）とできるため、反射率係数｜ｒ｜におけるｎＨ／ｎＬを１．２程度とすることができ、透過率を大きくすることができ、入力損失を抑えることができる。
【０１１７】
また、フィルタ特性の形状を調節し、また、リップルを少なくし、また、設計波長における透過率を向上させることにより、光通信に適応できるバンドパス特性を有する光学多層膜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りも少ない層数で同様のフィルタ特性を得ることができ、経済的に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板の屈折率と透過率との関係を説明するための図である。
【図２】光学媒質層の屈折率比と透過率との関係を説明するための図である。
【図３】実施の形態１に係る光学多層膜フィルタの構造を説明するための図である。
【図４】実施の形態１に係る光学多層膜フィルタのフィルタ特性を説明するための図である。
【図５】電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）装置を説明するための概略図である。
【図６】電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）装置を用いて作製した膜の特性を示す図である。
【図７】実施の形態２に係る光学多層膜フィルタの構造を説明するための図である。
【図８】実施の形態２に係る光学多層膜フィルタのフィルタ特性を説明するための図である。
【図９】実施の形態３に係る光学多層膜フィルタの構造を説明するための図である。
【図１０】実施の形態３に係る光学多層膜フィルタのフィルタ特性を説明するための図である。
【図１１】光学多層膜フィルタの原理を説明するための図である。
【図１２】光学多層膜フィルタを説明するための図である。
【図１３】光学多層膜フィルタの特性における性能を説明するための図である。
【図１４】光学多層膜フィルタの構造を説明するための図である。
【図１５】光学多層膜フィルタの透過特性を示す図である。
【図１６】マルチキャビティ構造の光学多層膜フィルタの構造を説明するための図である。
【図１７】従来の２キャビティの光学多層膜フィルタの透過特性を説明するための図である。
【図１８】従来の３キャビティの光学多層膜フィルタの透過特性を説明するための図である。
【図１９】従来の４キャビティと５キャビティの光学多層膜フィルタの透過特性を説明するための図である。
【符号の説明】
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、５…シングルキャビティ（１キャビティ）、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…光学媒質膜、１３…第１の光学媒質膜、１４…第２の光学媒質膜、１５…第ｋ−２の光学媒質膜、１６…第ｋ−１の光学媒質膜、１７…第ｋの光学媒質膜。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical multilayer filter used for an optical communication device, an optical device, and the like.
[0002]
[Prior art]
The optical multilayer filter is formed by alternately stacking optical medium films having different optical refractive indexes, for example, dielectric films, and obtains predetermined optical characteristics by utilizing interference of reflected light at a boundary surface. . At present, in order to obtain desired optical characteristics that cannot be obtained with a single-layer film, anti-reflection coating on glass such as eyeglasses and plastic, various optical filters such as color separation prisms for video cameras, band-pass filters, and emission lasers It is used for end face coating etc.
In recent years, multiplexing filters and demultiplexing filters used for broadband optical wavelength division multiplexing (Dense Wavelength Division Multiplexing: DWDM) communication, and Ethernet (registered trademark) communication used for a short distance have been used. It is applied to 10 Gbps-class wide wavelength division multiplexing (WWDM) communication (IEEE 802.3 standard).
[0003]
The design of the optical filter will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 11, the refractive index n s The refractive index n on the
[0004]
(Equation 1)
In equation (1), ξ is ξ = −n for S-polarized light. 1 Cos (θ), and for P-polarized light, ξ = n 1 / Cos (θ), but for simplicity, the case of S-polarized light will be considered in the future. When the incident angle θ is 0 degree, cos (θ) = 1, so that β = 2π · n 1 ・ D 1 / Λ, ξ = -n 1 It becomes. Also, the incident angle θ = 0 and the optical film thickness is n 1 ・ D 1 In the case of = λ / 4, β = π / 2, so that cos (β) = 0 and sin (β) = 1. Therefore, m 11 = M 22 = 0, m 12 = -1 / n 1 , M 21 = -N 1 It becomes. Furthermore, when the incident angle θ = 0 and the optical film thickness is n 1 ・ D 1 In the case of = λ / 2, β = π, so that cos (β) = − 1 and sin (β) = 0. Therefore, m 11 = M 22 = -1, m 12 = M 21 = 0.
Further, from the characteristic matrix (M) of Expression (1), the reflectance coefficient | r | and the transmittance coefficient t are expressed by Expressions (2) and (3) when the incident angle θ is 0 degree. Here, the refractive index of the substrate is n s And the refractive index of air is n 0 = 1.
[0006]
(Equation 2)
Therefore, the reflectance R is given by equation (4) from equation (2), and the transmittance T is given by equation (5) from equation (3).
[0008]
[Equation 3]
From the equations (2) to (5), the optical film thickness is n 1 ・ D 1 = Λ / 4 and optical film thickness n 1 ・ D 1 It can be seen that high reflectance and high transmittance can be obtained when = λ / 2.
[0010]
Next, the case of an optical multilayer film as shown in FIG. 12 will be considered. As shown in FIG. 12, the refractive index n s The refractive index n on the
[0011]
(Equation 4)
As described above, the reflectance R and the transmittance T can be obtained from the characteristic matrix (M) in the same manner as in the equations (4) and (5). In the equation (6), the wavelength λ of the incident light is set to the design wavelength (or the center wavelength) λ. 0 By selecting the optical film thickness while fixing the optical filter, the optical filter can be designed, so that a desired bandpass filter can be obtained.
[0013]
Next, required specifications of a multiplexing filter and a demultiplexing filter used for optical wavelength division multiplexing (Wavelength Division Multiplexing: WDM) communication will be described with reference to the transmission characteristics of FIG.
As a criterion for evaluating the bandpass characteristics, a filter transmission width (or transmission band width) W of -0.5 dB is generally used. (F) And the crosstalk transmission width (or -25 dB transmission wavelength width) W at -25 dB (C) , Insertion loss and ripple strength (or transmission band ripple) are used.
[0014]
Filter transmission width W (F) Indicates the width of the band-pass signal through which the optical signal is transmitted, and the narrower the band-pass signal, the more signals can be transmitted in the specified band band. Also, the crosstalk width W (C) Indicates how close the band-pass signals can be without interference, and the narrower the band-pass signals can be arranged without interference. That is, the filter transmission width W (F) And crosstalk width W (C) Become narrower, so that the number of band-pass signals that can be used for communication within the specified band band increases.
The insertion loss indicates a difference between the maximum value of the bandpass signal and an ideal transmittance of 100%.
[0015]
Further, the ripple refers to a phenomenon in which the transmittance is locally reduced near a maximum value of the bandpass signal, and is also referred to as a ripple. When ripples occur, desired bandpass characteristics may not be obtained. The difference between the maximum value of the signal when the ripple occurs and the local transmittance decrease value is defined as the ripple intensity. As an ideal bandpass characteristic, a rectangular shape indicated by a dotted line is required.
[0016]
The characteristics of currently used bandpass filters include a filter transmission width W at −0.5 dB. (F) Is less than 2 nm and the crosstalk transmission width W at -25 dB (C) Is about 4 nm to 8 nm, but the filter transmission width W (F) Has come to practical use of a bandpass filter of 1 nm or less.
Furthermore, the required specifications of the band pass characteristics used in the next generation broadband optical wavelength division multiplexing communication (DWDM communication) include a filter transmission width W (F) Is 0.1 nm, crosstalk transmission width W (C) Are required to be 0.3 nm, the insertion loss is 0.5 dB or less, and the ripple strength is 0.2 dB. For this reason, there is a need for designing an optimal bandpass characteristic.
In addition, since the total number of optical multilayer films is very large, from several tens to several hundreds, uniformity of film thickness and film quality is required to be higher than ever.
[0017]
Further, optical multilayer filters are being used not only in large-scale trunk communication but also in Ethernet communication, which has become a de facto standard in LAN (Local Area Network) communication. 10 Gbps-class communication such as 10 GBASE-X or 10 GBASE-W using an optical fiber instead of the current twisted pair communication has been standardized as the IEEE 802.3 standard, and studies for its spread have been progressing. The multiplex communication method used in this case is called WWDM communication (also referred to as CWDM communication). In a wavelength band around 1310 nm or 1550 nm, four data are superimposed and transmitted at four wavelengths shifted by several tens of nm, These are read separately by four light receivers. Although the communication distance is about 300 m, it is the most expected system in the LAN world.
[0018]
An optical multilayer filter is also used for the WWDM communication. As evaluation criteria, the filter characteristics shown in FIG. (F) Is 10 nm and the crosstalk width W (C) Are required to be 20 nm or less, the insertion loss is 1 dB or less, and the ripple strength is 0.5 dB. In the optical multilayer filter for WWDM communication, cost reduction is the biggest issue.
[0019]
Silicon (Si), amorphous silicon (a-Si), hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H), silicon dioxide (SiO 2) are used as the thin film material used for the multilayer film. 2 ), Tantalum pentoxide (Ta) 2 O 5 ), Alumina (Al 2 O 3 ), Titanium dioxide (TiO 2) 2 ), Zirconium dioxide (ZrO) 2 ), Hafnium dioxide (HfO) 2 ), Lanthanum dioxide (LaO) 2 ), Cerium dioxide (CeO) 2 ), Antimony trioxide (Sb 2 O 3 ), Indium trioxide (In) 2 O 3 ), Magnesium oxide (MgO), thorium dioxide (ThO 2 ) And two or more oxides, or silicon oxynitride (SiO 2 x N y Or nitrides such as silicon nitride (SiN), aluminum nitride (AlN), zirconium nitride (ZrN), hafnium nitride (HfN), lanthanum nitride (LaN), and two or more nitrides, or fluorinated Magnesium (MgF 2 ), Cerium trifluoride (CeF) 3 ), Calcium difluoride (CaF 2 ), Lithium fluoride (LiF), trisodium aluminum hexafluoride (Na 3 AlF 6 ) Or two or more fluorinated compounds.
[0020]
Generally, two kinds of materials 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.
[0021]
FIG. 14 shows a configuration example of a typical optical multilayer filter. Optical film thickness λ 0 / 2 above and below a layer called a
[0022]
In FIG. 14, the refractive index n S 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
Further, when the number of the cavity layers 4 is increased to two, three, four, and five, “double cavities” or “two cavities”, “triple cavities” or “three cavities”, “four cavities”, and “five cavities” are respectively provided. ".
[0023]
Referring to FIG. 14, as first optical
In FIG. 14, the refractive index is schematically represented by the width of the layer. That is, the fact that the width of the second optical
[0024]
In the optical multilayer filter having the one-cavity structure shown in FIG. 0 Let us consider the case of β = π / 2 corresponding to The characteristic matrix (M) represented by Expression (6) is as shown in Expression (7). Therefore, the reflectance coefficient | r | is expressed by Expression (8) from Expression (2), and the reflectance R can be obtained from Expression (4) as in Expression (9).
[0025]
(Equation 5)
Refractive index n s Considering a quartz substrate having a value of 1.47, | r | = 0.1903 from equation (8) and R = 0.0362 from equation (9), and the design wavelength λ 0 Can be reduced. Thus, the design wavelength λ 0 In, since the calculation of the matrix can be relatively easily performed, the reflectance R can be calculated relatively easily.
[0027]
FIG. 15 shows transmission characteristics calculated by simulation of the optical multilayer filter shown in FIG. Design wavelength λ 0 And the transmittance becomes 0.9638, which coincides with the value obtained from the theoretically calculated transmittance T = 1-R. As the filter characteristics, extremely steep and narrow bandpass characteristics are obtained. Filter transmission width W (F) It can be seen that a shape of 0.1 nm or less with no insertion loss and no ripple was obtained. However, the shape of the bandpass spectrum is a sharp triangular shape, and the crosstalk width W of −25 dB is obtained. (C) Is 1 nm or more, greatly exceeding the specification. Further, the transmission characteristics in FIG. 13 deviate from the rectangular shape (ideal bandpass characteristics) indicated by the dotted line. Therefore, it can be seen that it is difficult to fabricate a DWDM communication filter with a single cavity.
[0028]
Therefore, an attempt has been made to make the bandpass spectral shape rectangular by a multilayer structure called a Fabry-Perot type having a single cavity arranged in series and having two or more cavity layers. FIG. 16 shows a basic structure of a Fabry-Perot multilayer film having a two-cavity structure (double-cavity structure). Generally, the cavity layer 4 (2L layer) is sandwiched between multilayer films formed by repeating the first optical medium layer 2 (L layer) and the second optical medium layer 3 (H layer) with a certain number of layers. On the basis of the one-cavity structure, the one-cavity structure is connected. One
[0029]
FIG. 17 shows, as an example, silicon dioxide (SiO.sub.2) having a refractive index of 1.48 as the first optical medium layer 2 (L layer) in the two-cavity structure shown in FIG. 2 ), Tantalum pentoxide (Ta) having a refractive index of 2.14 as the second optical medium layer 3 (H layer) 2 O 5 ) Shows the spectrum shape in the case of two cavities with 21 units. A total of 87 layers are formed. The design wavelength as a bandpass filter is λ 0 = 1550 nm.
[0030]
The characteristic matrix (M) is given by equation (10), and the reflectance coefficient | r | and the reflectance R are given by equations (8) and (9).
[0031]
(Equation 6)
Referring to the shape of the bandpass spectrum shown in FIG. 17, the crosstalk width W of −25 dB is obtained. (C) Is smaller than that of the single cavity, but is 0.3 nm or more, not a rectangular profile, and does not satisfy the required specifications.
[0033]
Therefore, attempts have been made to further increase the number of cavities and make the shape of the bandpass spectrum closer to a rectangular profile. As an example, as the first optical medium layer 2 (L layer), silicon dioxide (SiO 2) having a refractive index of 1.48 2 ), Tantalum pentoxide (Ta) having a refractive index of 2.14 as the second optical medium layer 3 (H layer) 2 O 5 ), The case of three cavities (triple cavities) with three cavities will be described. A three-cavity optical multilayer filter made of a total of 143 multilayer films was manufactured. The design wavelength as a bandpass filter is λ 0 = 1550 nm.
[0034]
The characteristic matrix (M) becomes Expression (10), and the reflectance coefficient | r | becomes Expression (8).
[0035]
FIG. 18 shows the bandpass spectrum shape of the three cavities. Filter transmission width W (F) Has achieved a crosstalk width W of −25 dB or less. (C) Is about 0.15 nm, an approximately rectangular profile is obtained, and the insertion loss is approximately 0 dB, which satisfies the required specifications for DWDM. However, a ripple of 0.5 dB or more appears and does not satisfy the required specifications.
[0036]
The phenomenon that this ripple appears is also seen in four or more cavities. FIG. 19 shows that the first optical
[0037]
The characteristic matrix (M) is the same as in equation (7), and the reflectance coefficient | r | is in equation (8).
[0038]
In the four cavities, the second optical
[0039]
In the five cavities, the second optical
[0040]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the phenomenon in which ripples occur in two cavities, three cavities, four cavities, and five cavities is more remarkable in six or more cavities. As the number of cavities increases, the crosstalk width W (C) Is smaller, but the filter transmission width W (F) And the ripple strength becomes large. Filter transmission width W (F) Can be adjusted by the total number of layers, but the ripple strength cannot be adjusted.
[0041]
In addition, the silicon dioxide (SiO 2 ) And tantalum pentoxide (Ta) 2 O 5 This phenomenon is also observed when a multilayer film is formed by using tantalum pentoxide and hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H), or when a multilayer film is formed by other combinations. .
[0042]
Therefore, the filter transmission width W is as narrow as about 0.1 nm. (F) And narrow crosstalk width W (C) It is indispensable to obtain a bandpass characteristic close to a rectangle and to realize a filter structure showing a bandpass profile in which insertion loss and ripple are suppressed.
[0043]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems and problems of the related art, and an object of the present invention is to provide an optical multilayer filter capable of obtaining bandpass characteristics applicable to optical communication. That is.
[0044]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the optical multilayer filter of the present invention includes a first optical medium layer made of a first optical medium and a second optical medium having a higher refractive index than the first optical medium. A band-pass filter having a cavity structure in which a plurality of first laminates alternately laminated with a second optical medium layer are connected via a cavity layer made of the first optical medium or the second optical medium; The first row and first column of the matrix component of the characteristic matrix at the design wavelength λ as 1, the first row and second column are 0, the second row and first column are 0, and the second row and second column are 1 A structure, a second laminate formed on the cavity structure, and alternately laminating the first optical medium layer and the second optical medium layer; and a second laminate formed on the second laminate, A cavity layer made of the first optical medium or the second optical medium; A third laminated body formed on the cavity layer and alternately laminating the first optical medium layer and the second optical medium layer; and a third laminated body formed on the third laminated body, And a surface layer formed to have an even multiple of the thickness of the first optical medium layer, and the refractive index of the first optical medium layer is n L , The refractive index of the second optical medium layer is n H , The first row and first column of the matrix component of the characteristic matrix of the optical multilayer filter including the cavity structure, the second laminate, the cavity layer, the third laminate, and the surface layer are (n) H / N L ), The first row and second column are 0, the second row and first column are 0, and the second row and second column are (n L / N H ) Or the first row and first column are (-n H / N L ), The first row and second column are 0, the second row and first column are 0, and the second row and second column are (-n L / N H ).
[0045]
According to the present invention, a cavity in which the first row and first column of the matrix component of the characteristic matrix is 1, the first row and second column is 0, the second row and first column is 0, and the second row and second column is 1 A second laminate, a cavity layer, a third laminate, and a surface layer on a structure, for example, a cavity structure having 1, 4, 5, 8, 9, and more cavities. Can be adjusted, the ripple characteristic can be reduced, and the transmittance at the design wavelength can be improved.
Here, the individual first laminates may have a structure in which the first optical medium layers and the second optical medium layers are alternately laminated, and the first first laminates forming the individual first laminates may be used. The number of layers of the optical medium layer and the second optical medium layer may be different.
[0046]
In addition, a plurality of first optical medium layers made of a first optical medium and a plurality of second optical medium layers made of a second optical medium having a higher refractive index than the first optical medium are alternately stacked. 1 has a cavity structure connected through a cavity layer made of a first optical medium or a second optical medium, and has a first row of a matrix component of a characteristic matrix at a design wavelength λ as a bandpass filter. A cavity structure in which the first column is -1, the first row and second column is 0, the second row and first column is 0, and the second row and second column are -1; and a cavity structure is formed on the cavity structure. A second laminated body in which first optical medium layers and second optical medium layers are alternately laminated, and a first optical medium or a second optical medium formed on the second laminated body. A cavity layer, and a first optical medium layer formed on the cavity layer. A third laminated body in which two optical medium layers are alternately laminated, and a first optical medium formed on the third laminated body and having a thickness of an even multiple of the first optical medium layer. A first optical medium layer having a refractive index of n L , The refractive index of the second optical medium layer is n H , The first row and first column of the matrix component of the characteristic matrix of the optical multilayer filter including the cavity structure, the second laminate, the cavity layer, the third laminate, and the surface layer Is (n H / N L ), The first row and second column are 0, the second row and first column are 0, and the second row and second column are (n L / N H ) Or the first row and first column are (-n H / N L ), The first row and second column are 0, the second row and first column are 0, and the second row and second column are (-n L / N H ).
[0047]
According to the present invention, the first row and first column of the matrix component of the characteristic matrix are −1, the first row and second column are 0, the second row and first column are 0, and the second row and second column are −1. A second laminate, a cavity layer, a third laminate, and a surface layer on a cavity structure, for example, a cavity structure having 2, 3, 6, 7, and more cavities. Can be adjusted, the ripple characteristic can be reduced, and the transmittance at the design wavelength can be improved.
Here, the individual first laminates may have a structure in which the first optical medium layers and the second optical medium layers are alternately laminated, and the first first laminates forming the individual first laminates may be used. The number of layers of the optical medium layer and the second optical medium layer may be different.
[0048]
Further, the first optical medium layer and the second optical medium layer are each formed with a film thickness such that their optical film thickness is an integral multiple of λ / 4 with respect to the design wavelength λ, The cavity layer is formed such that the optical film thickness of the cavity layer is an integral multiple of λ / 2 with respect to the design wavelength λ.
[0049]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In all the drawings for describing the embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.
[0050]
First, a basic concept of the insertion loss in the embodiment will be described.
The Fabry-Perot type multi-cavity structure has a cavity formed by a multilayer film (laminated body) formed by repeating a first optical medium layer 2 (L layer) and a second optical medium layer 3 (H layer) with a certain number of layers. Based on a one-cavity structure sandwiching layer 4 (2L layer), this one-cavity structure is connected. Hereinafter, the one-cavity structure and the multi-cavity structure are referred to as a cavity structure. One
[0051]
The reflectance R obtained from such a characteristic matrix (M) is given by equation (9), and the transmittance T is given by equation (5). In this case, the transmittance T is the refractive index n of the substrate. s Is a function of
FIG. 1 shows the transmittance T and the refractive index n of the substrate in the cavity structure in which the characteristic matrix (M) is represented by the equation (7) or (10). s This shows the relationship.
[0052]
From FIG. 1, the refractive index n of the substrate s Becomes larger, the transmittance T gradually decreases. Therefore, in order to suppress the input loss, the refractive index of the substrate n s Need to be reduced.
[0053]
However, the optical substrate has a refractive index n s Is 1.47 or a refractive index n of the substrate. s Is generally about 1.48 to 1.50. Refractive index of air n 0 N 0 <N s Holds. When a quartz substrate is used, T = 0.9638 is the theoretically highest value.
Also, the refractive index of the first optical medium layer is n L , The refractive index of the second optical medium layer is n H , Then n s <N L Then, a second optical medium layer is formed on the substrate, and n s > N H Then, a first optical medium layer is formed on the substrate.
[0054]
Further, in the case of a multi-cavity structure, the ripple increases, so that it is necessary to consider the shape of the filter characteristic of the band-pass filter.
[0055]
Then, the present inventors set the design wavelength λ 0 In the conventional cavity structure in which the characteristic matrix (M) in the formula (7) or (10) is used, the air-side surface layer (the surface layer on the opposite side of the substrate) is formed by the second optical medium layer 3 (H layer). When formed, a structure in which a first optical medium layer is formed instead of the second optical medium layer 3 (H layer), in other words, a surface layer on the air side (surface layer on the opposite side of the substrate) Is formed so that the film thickness thereof is made even number times, for example, twice as large as that of the other first optical medium layers by using the first optical medium, thereby improving the bandpass shape while suppressing the input loss. I found it.
In this case, in one
[0056]
In this case, the characteristic matrix (M) is represented by Expression (11) or Expression (12), and the reflectance coefficient | r | is represented by Expression (13). Where n L Is the refractive index of the first optical medium layer, n H Is the refractive index of the second optical medium layer.
[0057]
(Equation 7)
Here, the refractive index n of the first optical medium layer L And the refractive index n of the second optical medium layer H Ratio n H / N L To n H / N L = R x Then, the transmittances T and r in this case are x Is as shown in FIG. However, the refractive index n of the substrate s Is 1.47 of the quartz substrate, and the transmittance T is calculated from the equation (5).
[0059]
From FIG. 2, the ratio n H / N L Is about 1.2 and the transmittance T is 0 dB. H / N L = R x Since the value of the transmittance T decreases even if the value of the transmittance T increases or decreases, the input loss indicated by the intensity difference between the ideal transmittance 100% and the maximum value of the transmittance T increases. Ratio n H / N L However, when it is 1 or less, there is no case where the transmittance T becomes 0 dB. That is, in order to increase the transmittance T, n H > N L Is a necessary condition.
[0060]
For example, as the first optical medium layer 2 (L layer), silicon dioxide (SiO 2) having a refractive index of 1.48 2 ), Tantalum pentoxide (Ta) having a refractive index of 2.14 as the second optical medium layer 3 (H layer) 2 O 5 ), The cavity structure in this case is produced by producing a multilayer film, and the ratio n H / N L Is 1.45, the input loss is 0.2 dB, and the design wavelength λ 0 Is obtained, the value of which is the same as that of the conventional cavity structure represented by the equation (7) or (10).
[0061]
Conversely, the design wavelength λ 0 The surface layer on the air side (the surface layer on the opposite side of the substrate) of the conventional cavity structure of formula (7) or (10) is formed by the first optical medium layer 2 (L layer). In the case where the second optical medium layer 3 (H layer) is formed instead of the first optical medium layer 2 (L layer), the characteristic matrix is expressed by Expression (14) or Expression (14). 15), and the reflectance coefficient | r | is given by equation (16). Where n L Is the refractive index of the first optical medium layer, n H Is the refractive index of the second optical medium layer.
[0062]
(Equation 8)
Here, the refractive index n of the substrate s Is 1.47 of the quartz substrate, and rr x = N L / N H In other words, the transmittance T and rr in this case x In FIG. 2, the horizontal axis r x Rr x Can be considered as equivalent to n L <N H Rr x Is always less than 1. Therefore, since the value of the transmittance T is lower than that in FIG. 2, the input loss indicated by the intensity difference between the ideal transmittance 100% and the maximum value of the transmittance T increases.
For example, as the first optical medium layer (L layer), silicon dioxide (SiO 2) having a refractive index of 1.48 2 ), Tantalum pentoxide (Ta) having a refractive index of 2.14 as the second optical medium layer (H layer) 2 O 5 ) Is used to form the multilayer film in this case, the ratio n L / N H Is 0.69, it can be seen from FIG. 2 that the input loss is 1 dB or more.
[0064]
As described above, the design wavelength λ 0 The surface layer on the air side (surface layer on the opposite side of the substrate) of the conventional cavity structure of formula (7) or formula (10) is formed by the second optical medium layer 3 (H layer). In this case, the first optical medium layer 2 (L layer) is formed instead of the second optical medium layer 3 (H layer). ) Or Equation (12), and the reflectance coefficient | r | H / N L Can be set to about 1.2, so that the input loss can be suppressed.
[0065]
Next, the optical multilayer filter according to the first embodiment will be described.
The optical multilayer filter according to the first embodiment has a conventional cavity structure having a three-cavity structure having three cavities, in other words, a second optical medium layer 3 (H layer) including a second optical medium and a second optical medium layer 3 (H layer). In a structure in which three
In this case, in one
[0066]
As a specific structure, as shown in FIG. 3, for example, 21 layers of the second optical medium layer 3 (H layer) and the first optical medium layer 2 (L layer) are alternately laminated on the
[0067]
Also in FIG. 3, the refractive index is schematically represented by the width of the layer. That is, the fact that the width of the second optical
[0068]
The structure is characterized in that it has three cavity layers 4. However, it is not a structure in which three
[0069]
The
[0070]
Each of the optical film thicknesses corresponds to a design wavelength (hereinafter, referred to as a design wavelength) as a bandpass filter. 0 When = 1550 nm, the first optical medium layer 2 (L layer) and the second optical medium layer 3 (H layer) have their optical thicknesses at the design wavelength λ, respectively. 0 For λ 0 The film is formed so as to have an integral multiple of / 4. Also, the cavity layer 4 (2L layer) has an optical film thickness of the design wavelength λ 0 For λ 0 The thickness is formed to be an integral multiple of / 2.
Specifically, the thickness of the first optical medium layer 2 (L layer) is 261.82 nm, and that of the second optical medium layer 3 (H layer) is 181.07 nm. The thickness of the cavity layer 4 (2L layer) is 523.64 nm.
[0071]
In the optical multilayer filter having a structure having three cavity layers shown in FIG. 0 Let us consider the case of β = π / 2 corresponding to Design wavelength λ. Is represented by Expression (12), and the reflectance coefficient | r | is represented by Expression (13).
[0072]
FIG. 4 shows the filter transmission characteristics when a multilayer structure is formed instead of the
Also, the design wavelength λ 0 It can be seen that the transmittance at = 1550 nm is improved.
[0073]
The reflectance coefficient | r | in the conventional cavity structure is the design wavelength λ. 0 Equation (8) is obtained.
On the other hand, in the structure shown in the first embodiment, Expression (13) is obtained. When the refractive indices of the quartz substrate, the second optical medium layer 3 (H layer), and the first optical medium layer 2 (L layer) are substituted, the reflectance coefficient obtained from Expression (13) is | r | = 0. 1969, which is almost the same value as the reflectance coefficient | r | obtained from the equation (8). Therefore, since the transmittance T obtained from the reflectance coefficient is almost the same value, it can be seen that the insertion loss is equivalent to that of the conventional cavity structure.
In addition, by forming a multilayer structure instead of the
[0074]
In the first embodiment, the total number of layers is 131, but the desired filter transmission width W (F) And crosstalk width W (C) In order to obtain the same effect, the same effect can be obtained even when the number of layers of the first optical medium layer 2 (L layer) and the second optical medium layer 3 (H layer) is appropriately changed to form an optical multilayer filter. can get.
Further, in the first embodiment, the case where the surface layer is formed with a thickness twice as large as the first optical medium layer 2 (L) layer has been described. The same effect can be obtained even if the film is formed with an even multiple of the thickness of the 2 (L) layer.
[0075]
Next, a manufacturing method will be described. In order to form a multilayer film by stacking the above materials, various forming apparatuses and forming methods have been tried. Among them, the sputtering method (sputtering method) does not require the use of a highly dangerous gas or a toxic gas, and the surface unevenness (surface morphology) of the deposited film is relatively good. It is one of the devices and methods. Among them, as an excellent apparatus and method for obtaining a film having a stoichiometric composition in a sputtering method, a reaction gas such as an oxygen gas or a nitrogen gas is supplied to prevent a loss of oxygen or nitrogen in the film. Promising sputtering apparatus and method are promising.
[0076]
Among the reactive sputtering apparatuses and methods, a substrate is irradiated with a plasma flow generated by using electron cyclotron resonance (ECR) and a divergent magnetic field, and a high frequency or DC voltage is applied between a target and ground. An apparatus and method for depositing a film on a substrate by attracting and colliding ions in a plasma flow generated by the ECR with a target to cause a collision (hereinafter, referred to as an ECR sputtering method) provides a good film quality. The most promising to get. The feature of the ECR sputtering method is described in, for example, Onochi, Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 23, No. 8, p. L534, 1984 (Jpn. J. Appl. Phys. 23, no. 8, L534 (1984)). ).)It is described in.
[0077]
Generally, in the RF magnetron sputtering method, a stable plasma cannot be obtained unless the gas pressure is about 0.1 Pa or more, whereas in the ECR sputtering method, the gas pressure in the molecular flow region of about 0.01 Pa or less is obtained. And a stable ECR plasma can be obtained.
In the ECR sputtering method, since sputtering is performed by applying ions generated by ECR to a target with high frequency or DC voltage, sputtering can be performed at a low pressure.
[0078]
In the ECR sputtering method, a substrate is irradiated with an ECR plasma flow and sputtered particles. The ions in the ECR plasma stream are controlled by a diverging magnetic field to an energy of 10 eV to several tens eV. Further, since the plasma is generated and transported at a pressure low enough for the gas to behave as a molecular flow, a large ion current density of ions reaching the substrate can be obtained. Therefore, the ions of the ECR plasma flow give energy to the raw particles sputtered and fly to the substrate, and promote the bonding reaction between the raw particles and oxygen or nitrogen, so that the film quality is improved.
[0079]
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 external heating. Regarding high-quality thin film deposition by the ECR sputtering method, see, for example, Amazawa et al., Journal Off-Vacuum Science and Technology, Vol. B17, No. 5, page 2222, 1999 (J. Vac. Sci. Technol. B17, no. 5, 2222 (1999).).
[0080]
The surface morphology of the film deposited by the ECR sputtering method is flat on the order of an atomic scale. Therefore, the ECR sputtering method is a promising apparatus / method for forming a multilayer film composed of an ultrathin film on the order of nanometers.
[0081]
Furthermore, in the ECR sputtering method, the refractive index of the deposited film can be controlled with high accuracy by controlling the partial pressure of the reactive gas. By utilizing this characteristic, a deposited film adjusted to an arbitrary refractive index, which is difficult by other sputtering methods, can be formed and formed as a multilayer film.
In the present embodiment, an optical multilayer filter was manufactured using an ECR sputtering apparatus. FIG. 5 is a schematic diagram of an electron cyclotron resonance (ECR) device.
[0082]
The manufacturing method will be specifically described. First, after the inside of the container is evacuated, a sputter gas and a reactive gas are introduced into an ECR plasma source to adjust the gas pressure to an appropriate value. Next, after a magnetic field of 0.0875 T is generated in the ECR plasma source by the
[0083]
The ECR plasma creates a plasma flow in the direction of the
[0084]
In addition, a plurality of ECR plasma sources and a plurality of targets are provided, and switching is performed to perform sputtering, whereby a plurality of deposited films having different refractive indexes can be formed on the
[0085]
In an ECR sputtering apparatus, silicon and pure aluminum are used as targets, oxygen gas and nitrogen gas are used as reactive gases, and argon is used as an inert gas. The membrane was made. Regardless of the amount of the reactive gas to be supplied, argon is introduced into the ECR plasma source so that plasma can be stably obtained.
[0086]
FIG. 6 shows the oxygen flow rate dependence of the refractive index of the silicon oxide film, silicon oxynitride, and alumina film formed on the
[0087]
According to FIG. 6, the refractive indices of the silicon oxide film, the silicon oxynitride film, and the alumina film decrease as the oxygen flow rate increases, and the refractive indices of the silicon dioxide or sapphire substrate satisfy the stoichiometric composition. It turns out that it becomes. This shows that the reactive gas can control the refractive index while maintaining good film quality.
Specifically, the refractive index is in the range of 1.47 to 3.8 for a silicon oxide film, 1.47 to 2.0 for a silicon oxynitride film, and 1.61 for an alumina film. To 4.3.
[0088]
Furthermore, 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, antimony trioxide, antimony trioxide, which can be formed by ECR sputtering. Oxides such as indium oxide, magnesium oxide and sodium dioxide, silicon nitride, nitrides such as aluminum nitride, zirconium nitride, hafnium nitride, lanthanum nitride, and oxynitrides such as silicon oxynitride, magnesium fluoride, fluorine Fluorides such as selenium fluoride, cerium trifluoride, calcium difluoride, lithium fluoride, and trisodium aluminum hexafluoride; and amorphous silicon introduced with hydrogen during deposition, or oxides of binary alloys, Even the nitride of the original alloy It is the refractive index control by the refractory gas flow rate (partial pressure).
[0089]
Next, an optical multilayer filter according to
Although the case where the
[0090]
The optical multilayer filter according to
[0091]
Also in this case, as in the first embodiment, in one
[0092]
As a specific structure, as shown in FIG. 7, for example, 20 layers of the second optical medium layer 3 (H layer) and the first optical medium layer 2 (L layer) are alternately laminated on the
[0093]
The structure is characterized in that it has three cavity layers 4. However, it is not a structure in which three
[0094]
The
[0095]
Each of the optical film thicknesses corresponds to a design wavelength (hereinafter, referred to as a design wavelength) as a bandpass filter. 0 When = 1550 nm, the first optical medium layer 2 (L layer) and the second optical medium layer 3 (H layer) have their optical thicknesses at the design wavelength λ, respectively. 0 For λ 0 The film is formed so as to have an integral multiple of / 4. Also, the cavity layer 4 (2H layer) has an optical film thickness of the design wavelength λ 0 For λ 0 The thickness is formed to be an integral multiple of / 2.
More specifically, the thickness of the first optical medium layer 2 (L layer) is 261.82 nm, and the thickness of the second optical medium layer 3 (H layer) is 181.07 nm. The cavity layer 4 (2H layer) has a thickness of 362.14 nm.
[0096]
In an optical multilayer filter having a structure having three cavity layers shown in FIG. 0 Let us consider the case of β = π / 2 corresponding to Design wavelength λ. Is represented by Expression (11), and the reflectance coefficient | r | is represented by Expression (13).
[0097]
FIG. 8 shows the filter transmission characteristics when a multilayer structure is formed instead of the
Also, the design wavelength λ 0 It can be seen that the transmittance at = 1550 nm is improved.
[0098]
The reflectance coefficient | r | in the conventional cavity structure is the design wavelength λ. 0 Equation (8) is obtained.
On the other hand, in the structure shown in the second embodiment, Expression (13) is obtained. When the refractive indices of the quartz substrate, the second optical medium layer 3 (H layer), and the first optical medium layer 2 (L layer) are substituted, the reflectance coefficient | r | 8) is smaller than the reflectance coefficient | r | Thus, the transmittance T obtained from the reflectance coefficient is larger in the structure shown in the second embodiment than in the conventional structure. Therefore, the insertion loss of the structure shown in the second embodiment is reduced as compared with the conventional structure.
Also, by forming the multilayer structure instead of the
[0099]
In the second embodiment, the total number of layers is 129, but the desired filter transmission width W (F) And crosstalk width W (C) In order to obtain the same effect, the same effect can be obtained even when the number of layers of the first optical medium layer 2 (L layer) and the second optical medium layer 3 (H layer) is appropriately changed to form an optical multilayer filter. can get.
[0100]
Further, in the second embodiment, the case where the surface layer is formed with a thickness twice as large as that of the first optical medium layer 2 (L) layer has been described. The same effect can be obtained even when the layer 2 (L) is formed with a thickness that is an even number times as large as that of the layer 2 (L).
[0101]
In addition, as in the first embodiment, a silicon target and a tantalum target are respectively set in two ECR plasma sources using an ECR sputtering apparatus, and the first optical medium layer 2 (L layer ) Can be formed by depositing tantalum pentoxide as the second optical medium layer 3 (H layer).
Further, also in the second embodiment, as shown in FIG. 6, the refractive index can be changed by changing the oxygen flow rate, so that the filter characteristics can be adjusted. In the ECR sputtering apparatus, by controlling the refractive index by selecting the material of the target and the flow rate (quantity) of the reactive gas, it is possible to obtain an optimal filter characteristic by selecting an optimal refractive index.
[0102]
Next, an optical multilayer filter according to
In the embodiments described so far, a structure having three cavity layers has been described as an example by comparing with a conventional three-cavity structure. However, a similar effect can be obtained with a structure having more cavity layers. As an example, a structure having five cavity layers will be described.
[0103]
The optical multilayer filter according to the third embodiment has a conventional cavity structure having a five-cavity structure having five cavities, in other words, the second optical medium layer 3 (H layer) including the second optical medium and the second optical medium layer 3 (H layer). While maintaining the regularity of alternately laminating the first optical medium layers 2 (L layers) composed of the first optical medium, five
[0104]
Also in this case, as in the first embodiment, in one
[0105]
As a specific structure, as shown in FIG. 9, for example, 21 layers of the second optical medium layer 3 (H layer) and the first optical medium layer 2 (L layer) are alternately laminated on the
[0106]
The structure is characterized in that it has five cavity layers 4. However, it is not a structure in which five
[0107]
The
[0108]
Each of the optical film thicknesses corresponds to a design wavelength (hereinafter, referred to as a design wavelength) as a bandpass filter. 0 When = 1550 nm, the first optical medium layer 2 (L layer) and the second optical medium layer 3 (H layer) have their optical thicknesses at the design wavelength λ, respectively. 0 For λ 0 The film is formed so as to have an integral multiple of / 4. Also, the cavity layer 4 (2L layer) has an optical film thickness of the design wavelength λ 0 For λ 0 The thickness is formed to be an integral multiple of / 2.
More specifically, the thickness of the first optical medium layer 2 (L layer) is 261.82 nm, and the thickness of the second optical medium layer 3 (H layer) is 181.07 nm. The thickness of the cavity layer 4 (2L layer) is 523.64 nm.
[0109]
In the optical multilayer filter having the structure having five cavity layers shown in FIG. 0 Let us consider the case of β = π / 2 corresponding to Design wavelength λ. Is represented by Expression (11), and the reflectance coefficient | r | is represented by Expression (13).
[0110]
FIG. 10 shows filter transmission characteristics when a multilayer structure is formed instead of the
Also, the design wavelength λ 0 It can be seen that the transmittance at = 1550 nm is improved.
[0111]
The reflectance coefficient | r | in the conventional cavity structure is the design wavelength λ. 0 Equation (8) is obtained.
On the other hand, in the structure shown in the third embodiment, Expression (13) is obtained. When the refractive indices of the quartz substrate, the second optical medium layer 3 (H layer), and the first optical medium layer 2 (L layer) are substituted, the reflectance coefficient | r | 8) is smaller than the reflectance coefficient | r | Therefore, since the transmittance T obtained from the reflectance coefficient is larger in the structure of the third embodiment than in the conventional structure, the insertion loss of the structure of the third embodiment is smaller than that of the conventional structure. I do.
In addition, by forming the multilayer film structure instead of the
[0112]
In the third embodiment, the total number of layers is 223, but the desired filter transmission width W (F) And crosstalk width W (C) In order to obtain the same effect, the same effect can be obtained even when the number of layers of the first optical medium layer 2 (L layer) and the second optical medium layer 3 (H layer) is appropriately changed to form an optical multilayer filter. can get.
[0113]
Further, in the third embodiment, the
In this case, in order to maintain the regularity of alternately laminating the first optical medium layers 2 (L layers) and the second optical medium layers 3 (H layers), the first optical medium layers 2 (L Layer) and the number of layers of the second optical medium layer 3 (H layer) need to be changed.
[0114]
Further, as in the first embodiment, a silicon target and a tantalum target are respectively installed in three ECR plasma sources using an ECR sputtering apparatus, and the first optical medium layer 2 (L layer ) Can be formed by depositing tantalum pentoxide as the second optical medium layer 3 (H layer).
Also, in the third embodiment, as shown in FIG. 6, the refractive index can be changed by changing the oxygen flow rate, so that the filter characteristics can be adjusted. In the ECR sputtering apparatus, by controlling the refractive index by selecting the material of the target and the flow rate (quantity) of the reactive gas, it is possible to obtain an optimal filter characteristic by selecting an optimal refractive index.
[0115]
In the third embodiment, the case where the surface layer is formed to have a thickness twice as large as that of the first optical medium layer 2 (L) layer has been described. The same effect can be obtained even if the film is formed with an even multiple of the thickness of the 2 (L) layer.
[0116]
【The invention's effect】
According to the present invention, the design wavelength λ 0 Forming a second laminated body in which first optical medium layers and second optical medium layers are alternately laminated on the conventional cavity structure of which the characteristic matrix (M) in Expression (7) or Expression (10) is Then, a cavity layer made of the first optical medium or the second optical medium is formed on the second laminate, and the first optical medium layer and the second optical medium layer are formed on the cavity layer. Are laminated alternately, and a first optical medium is formed on the third laminated body so as to have an even multiple of the thickness of the first optical medium layer. To form the first row and first column of the matrix component of the characteristic matrix (M) as (n H / N L ), The first row and second column are 0, the second row and first column are 0, and the second row and second column are (n L / N H ) Or the first row and first column to (-n H / N L ), The first row and the second column are 0, the second row and the first column are 0, and the second row and the second column are (−n L / N H )), So that n in the reflectance coefficient | r | H / N L Can be set to about 1.2, the transmittance can be increased, and the input loss can be suppressed.
[0117]
Further, by adjusting the shape of the filter characteristics, reducing the ripples, and improving the transmittance at the design wavelength, an optical multilayer filter having band-pass characteristics applicable to optical communication can be obtained.
Further, similar filter characteristics can be obtained with a smaller number of layers than in the conventional cavity structure, which is economically effective.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining the relationship between the refractive index and the transmittance of a substrate.
FIG. 2 is a diagram for explaining a relationship between a refractive index ratio and a transmittance of an optical medium layer.
FIG. 3 is a diagram for explaining the structure of the optical multilayer filter according to the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram for explaining filter characteristics of the optical multilayer filter according to the first embodiment;
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining an electron cyclotron resonance (ECR) device.
FIG. 6 is a diagram showing characteristics of a film manufactured using an electron cyclotron resonance (ECR) device.
FIG. 7 is a diagram for explaining a structure of an optical multilayer filter according to a second embodiment.
FIG. 8 is a diagram for explaining filter characteristics of the optical multilayer filter according to the second embodiment.
FIG. 9 is a diagram for explaining a structure of an optical multilayer filter according to a third embodiment.
FIG. 10 is a diagram for explaining filter characteristics of an optical multilayer filter according to a third embodiment.
FIG. 11 is a diagram for explaining the principle of an optical multilayer filter.
FIG. 12 is a diagram for explaining an optical multilayer filter.
FIG. 13 is a diagram for explaining performance in characteristics of an optical multilayer filter.
FIG. 14 is a diagram illustrating the structure of an optical multilayer filter.
FIG. 15 is a diagram showing transmission characteristics of an optical multilayer filter.
FIG. 16 is a view for explaining the structure of an optical multilayer filter having a multi-cavity structure.
FIG. 17 is a diagram for explaining transmission characteristics of a conventional two-cavity optical multilayer filter.
FIG. 18 is a diagram for explaining transmission characteristics of a conventional three-cavity optical multilayer filter.
FIG. 19 is a diagram for explaining transmission characteristics of a conventional 4-cavity and 5-cavity optical multilayer filter.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
このキャビティ構造体上に形成され、前記第１の光学媒質層と前記第２の光学媒質層とを交互に積層した第２の積層体と、
この第２の積層体上に形成され、前記第１の光学媒質または前記第２の光学媒質からなるキャビティ層と、
このキャビティ層上に形成され、前記第１の光学媒質層と前記第２の光学媒質層とを交互に積層した第３の積層体と、
この第３の積層体上に形成され、前記第１の光学媒質を、前記第１の光学媒質層の偶数倍の膜厚となるように形成した表面層と、
を有し、
前記第１の光学媒質層の屈折率をｎＬ、前記第２の光学媒質層の屈折率をｎＨとした場合に、前記キャビティ構造体と前記第２の積層体と前記キャビティ層と前記第３の積層体と前記表面層とからなる光学多層膜フィルタの特性マトリックスの行列成分の第１行第１列が（ｎＨ／ｎＬ）、第１行第２列が０、第２行第１列が０、第２行第２列が（ｎＬ／ｎＨ）、または、第１行第１列が（−ｎＨ／ｎＬ）、第１行第２列が０、第２行第１列が０、第２行第２列が（−ｎＬ／ｎＨ）であることを特徴とする光学多層膜フィルタ。A plurality of first optical medium layers each including 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 higher refractive index than the first optical medium are alternately stacked. It has a cavity structure in which the laminate is connected via a cavity layer made of the first optical medium or the second optical medium, and has a first row of a matrix component of a characteristic matrix at a design wavelength λ as a bandpass filter. A cavity structure in which the first column is 1, the first row and second column are 0, the second row and first column are 0, and the second row and second column are 1;
A second laminated body formed on the cavity structure and alternately laminating the first optical medium layer and the second optical medium layer;
A cavity layer formed on the second laminate and comprising the first optical medium or the second optical medium;
A third stacked body formed on the cavity layer and alternately stacking the first optical medium layer and the second optical medium layer;
A surface layer formed on the third laminated body, wherein the first optical medium is formed so as to have an even multiple times the thickness of the first optical medium layer;
Has,
When the refractive index of the first optical medium layer is n L and the refractive index of the second optical medium layer is n H , the cavity structure, the second laminate, the cavity layer, and the second The first row and first column of the matrix component of the characteristic matrix of the optical multilayer filter composed of the laminate of No. 3 and the surface layer are (n H / n L ), the first row and second column are 0, and the second row and second row are 0. 1 row 0, second row, second column is (n L / n H), or the first row first column (-n H / n L), the first row and second column 0, the second row optical multilayer film filter, wherein the first row is 0, the second row and second column is (-n L / n H).
このキャビティ構造体上に形成され、前記第１の光学媒質層と前記第２の光学媒質層とを交互に積層した第２の積層体と、
この第２の積層体上に形成され、前記第１の光学媒質または前記第２の光学媒質からなるキャビティ層と、
このキャビティ層上に形成され、前記第１の光学媒質層と前記第２の光学媒質層とを交互に積層した第３の積層体と、
この第３の積層体上に形成され、前記第１の光学媒質を前記第１の光学媒質層の偶数倍の膜厚となるように形成した表面層と、
を有し、
前記第１の光学媒質層の屈折率をｎＬ、前記第２の光学媒質層の屈折率をｎＨとした場合に、前記キャビティ構造体と、前記第２の積層体と、前記キャビティ層と、前記第３の積層体と、前記表面層とからなる光学多層膜フィルタの特性マトリックスの行列成分の第１行第１列が（ｎＨ／ｎＬ）、第１行第２列が０、第２行第１列が０、第２行第２列が（ｎＬ／ｎＨ）、または、第１行第１列が（−ｎＨ／ｎＬ）、第１行第２列が０、第２行第１列が０、第２行第２列が（−ｎＬ／ｎＨ）であることを特徴とする光学多層膜フィルタ。A plurality of first optical medium layers each including 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 higher refractive index than the first optical medium are alternately stacked. It has a cavity structure in which the laminate is connected via a cavity layer made of the first optical medium or the second optical medium, and has a first row of a matrix component of a characteristic matrix at a design wavelength λ as a bandpass filter. A cavity structure in which the first column is -1, the first row and second column is 0, the second row and first column is 0, and the second row and second column is -1;
A second laminated body formed on the cavity structure and alternately laminating the first optical medium layer and the second optical medium layer;
A cavity layer formed on the second laminate and comprising the first optical medium or the second optical medium;
A third stacked body formed on the cavity layer and alternately stacking the first optical medium layer and the second optical medium layer;
A surface layer formed on the third stacked body, wherein the first optical medium is formed so as to have an even multiple of the thickness of the first optical medium layer;
Has,
When the refractive index of the first optical medium layer is n L and the refractive index of the second optical medium layer is n H , the cavity structure, the second laminate, and the cavity layer , The first row and first column of the matrix component of the characteristic matrix of the optical multilayer filter composed of the third laminate and the surface layer are ( nH / nL ), the first row and second column are 0, the second row, first column is 0, the second row second column (n L / n H), or the first row first column (-n H / n L), the first row, second column 0 , The second row and the first column are 0, and the second row and the second column are (−n L / n H ).
前記第１の光学媒質層と、前記第２の光学媒質層とを、これらの光学膜厚がそれぞれ、前記設計波長λに対して、λ／４の整数倍になるような膜厚で形成し、
前記キャビティ層を、このキャビティ層の光学膜厚が、前記設計波長λに対して、λ／２の整数倍になるような膜厚で形成したことを特徴とする光学多層膜フィルタ。The optical multilayer filter according to claim 1 or 2,
The first optical medium layer and the second optical medium layer are formed so that their optical thicknesses are each an integral multiple of λ / 4 with respect to the design wavelength λ. ,
An optical multilayer filter, wherein the cavity layer is formed with a thickness such that an optical thickness of the cavity layer is an integral multiple of λ / 2 with respect to the design wavelength λ.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002187707A JP3953901B2 (en) | 2002-06-27 | 2002-06-27 | Optical multilayer filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002187707A JP3953901B2 (en) | 2002-06-27 | 2002-06-27 | Optical multilayer filter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004029523A true JP2004029523A (en) | 2004-01-29 |
| JP3953901B2 JP3953901B2 (en) | 2007-08-08 |
Family
ID=31182660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002187707A Expired - Fee Related JP3953901B2 (en) | 2002-06-27 | 2002-06-27 | Optical multilayer filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3953901B2 (en) |
-
2002
- 2002-06-27 JP JP2002187707A patent/JP3953901B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3953901B2 (en) | 2007-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI647490B (en) | Near infrared optical interference filters with improved transmission | |
| JP4178190B2 (en) | Optical element having multilayer film and method for producing the same | |
| TW201643478A (en) | Near infrared optical interference filters with improved transmission | |
| US20200408976A1 (en) | Optical filter | |
| CN111235527B (en) | Method for manufacturing optical thin film, film system structure, film coating method and laser reflector | |
| JP4028260B2 (en) | Optical multilayer filter | |
| JP4028282B2 (en) | Optical multilayer filter | |
| JP4028219B2 (en) | Optical multilayer filter | |
| JP4037700B2 (en) | Optical multilayer filter | |
| JP3993481B2 (en) | Optical multilayer filter | |
| JP3993479B2 (en) | Optical multilayer filter | |
| JP3993480B2 (en) | Optical multilayer filter | |
| JP3953901B2 (en) | Optical multilayer filter | |
| JP4037699B2 (en) | Optical multilayer filter | |
| WO2013172382A1 (en) | Optical element | |
| JP2004177658A (en) | Dielectric multilayer band-pass filter | |
| JP2000171607A (en) | Highly dense multilayered thin film and its film forming method | |
| JP2003247065A (en) | Thin film deposition apparatus | |
| JP3910824B2 (en) | Optical filter | |
| JPH10268107A (en) | Synthetic resin lens with antireflection film | |
| JPH0418784A (en) | Protective film for semiconductor laser element | |
| JP4372483B2 (en) | Optical bandpass filter | |
| JP3953788B2 (en) | Optical multilayer filter | |
| JP2004138798A (en) | Multilayered dielectric band-pass filter | |
| JP2004354705A (en) | Optical band pass filter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040119 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060309 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070424 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070425 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120511 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130511 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140511 Year of fee payment: 7 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |