JP2006350125A - Optical device - Google Patents

Optical device Download PDF

Info

Publication number
JP2006350125A
JP2006350125A JP2005178315A JP2005178315A JP2006350125A JP 2006350125 A JP2006350125 A JP 2006350125A JP 2005178315 A JP2005178315 A JP 2005178315A JP 2005178315 A JP2005178315 A JP 2005178315A JP 2006350125 A JP2006350125 A JP 2006350125A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical device
light
substrate
pair
films
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.)
Pending
Application number
JP2005178315A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Murata
昭浩 村田
Ryosuke Nakamura
亮介 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2005178315A priority Critical patent/JP2006350125A/en
Publication of JP2006350125A publication Critical patent/JP2006350125A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical device in which light having various wavelengths is surely demultiplexed. <P>SOLUTION: The optical device shown in Fig. 1 passes the light having a specific wavelength band among incident light L1 and comprises: a first structure body U1 which has a pair of reflection films 312a and 312b and a first displacement means which makes the reflection films approach to and separate from each other of the reflection films, and is so composed that the light L2 having a wavelength band corresponding to the distance h1 between the reflection films is passed; a second structure body U2 which has a pair of reflection films 312c and 312d and a second displacement means which makes the reflection films approach to and separate from each other of the reflection films, and is so composed that the light L3 having a wavelength band corresponding to the distance h2 between the reflection films is passed to the outside. The optical device is composed by arranging the first structure body U1 and the second structure body U2 along the optical axis of the incident light L1. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学デバイスに関する。   The present invention relates to an optical device.

様々な波長を有する光に対して特定波長の光を分離(抽出)する、すなわち、波長分離するには、一般的に、波長可変フィルタ(Optical Tunable Filter)が用いられる。この波長可変フィルタとしては、例えば、特許文献1に記載されたものが知られている。
特許文献1の波長可変フィルタは、板状の可動部と、可動部の一方の面に形成された第1の反射膜と、静電力により可動部をその厚さ方向に変位させる駆動部と、可動部に対して固定的に設けられた基板と、基板の可動部側の面に形成された第2の反射膜とを有している。このような構成の波長可変フィルタでは、波長分離は、第1の反射膜と、第2の反射膜との間(間隙)で反射を繰り返し、干渉を生じさせて、前記間隙に応じた光を外部に出射することにより行われる。
In order to separate (extract) light having a specific wavelength from light having various wavelengths, that is, to perform wavelength separation, a tunable filter (Optical Tunable Filter) is generally used. As this wavelength tunable filter, for example, one described in Patent Document 1 is known.
The wavelength tunable filter of Patent Document 1 includes a plate-like movable part, a first reflective film formed on one surface of the movable part, a drive part that displaces the movable part in the thickness direction by electrostatic force, The substrate includes a substrate fixed to the movable portion, and a second reflective film formed on the surface of the substrate on the movable portion side. In the wavelength tunable filter having such a configuration, the wavelength separation is performed by repeatedly reflecting between the first reflecting film and the second reflecting film (gap) to cause interference, and light corresponding to the gap is emitted. This is done by emitting light to the outside.

さて、この波長可変フィルタでは、駆動部の作動、すなわち、可動部の変位により、第1の反射膜と第2の反射膜とが接近するに従い、第1の反射膜と第2の反射膜との静電力(吸引力)の大きさが増加し、遂には、駆動部が制御する静電力を越えることとなる。このため、第1の反射膜と第2の反射膜とが密着する、すなわち、第1の反射膜と第2の反射膜との間に間隙が形成されず、波長分離が行うことが不可能となるという問題があった。   Now, in this wavelength tunable filter, as the first reflective film and the second reflective film come closer due to the operation of the drive unit, that is, the displacement of the movable part, the first reflective film and the second reflective film The electrostatic force (attraction force) increases in magnitude and eventually exceeds the electrostatic force controlled by the drive unit. For this reason, the first reflective film and the second reflective film are in close contact, that is, no gap is formed between the first reflective film and the second reflective film, and wavelength separation cannot be performed. There was a problem of becoming.

特公平4−46369号公報Japanese Examined Patent Publication No. 4-46369

本発明の目的は、様々な波長を有する光に対して波長分離を確実に行うことができる光学デバイスを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an optical device capable of reliably performing wavelength separation on light having various wavelengths.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の光学デバイスは、入射した光のうち、特定波長域の光を透過させる光学デバイスであって、
一対の第1の反射膜と、前記第1の反射膜同士を互いに接近・離間させる第1の変位手段とを有し、前記第1の変位手段により前記第1の反射膜同士の間隔を設定し、その状態で、前記光を入射して、前記一対の第1の反射膜の間で反射を繰り返し、干渉を生じさせて、前記第1の反射膜同士の間隔に応じた波長域の光を透過し得るよう構成されている第1の構造体と、
一対の第2の反射膜と、前記第2の反射膜同士を互いに接近・離間させる第2の変位手段とを有し、前記第2の変位手段により前記第2の反射膜同士の間隔を設定し、その状態で、前記第1の構造体を透過した光を入射して、前記一対の第2の反射膜の間で反射を繰り返し、干渉を生じさせて、前記第2の反射膜同士の間隔に応じた波長域の光を外部に透過し得るよう構成されている第2の構造体とを有し、
前記第1の構造体と前記第2の構造体とを、前記入射した光の光軸に沿って配置してなることを特徴とする。
これにより、様々な波長を有する光に対して波長分離を確実に行うことができる光学デバイスが得られる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The optical device of the present invention is an optical device that transmits light in a specific wavelength region among incident light,
A pair of first reflecting films and a first displacing means for moving the first reflecting films closer to and away from each other, and setting an interval between the first reflecting films by the first displacing means; Then, in this state, the light is incident, reflection is repeated between the pair of first reflection films, and interference is generated, so that light in a wavelength region corresponding to the interval between the first reflection films is obtained. A first structure configured to be able to pass through;
A pair of second reflecting films and a second displacing means for moving the second reflecting films closer to and away from each other, and setting an interval between the second reflecting films by the second displacing means; In this state, light that has passed through the first structure is incident, and reflection is repeated between the pair of second reflection films to cause interference. A second structure that is configured to transmit light in a wavelength range corresponding to the interval to the outside;
The first structure and the second structure are arranged along the optical axis of the incident light.
Thereby, an optical device capable of reliably performing wavelength separation on light having various wavelengths is obtained.

本発明の光学デバイスでは、前記第1の反射膜同士の間隔と前記第2の反射膜同士の間隔とが異なるように設定することにより、前記第1の構造体を透過する光の波長域と前記第2の構造体を透過する光の波長域とを異ならせることが好ましい。
これにより、光学デバイスの光の透過条件を第1の構造体の光の透過条件と、第2の構造体の光の透過条件とを合成したものとすることができる。
In the optical device of the present invention, by setting the interval between the first reflective films and the interval between the second reflective films to be different from each other, the wavelength range of light transmitted through the first structure is It is preferable that the wavelength range of light transmitted through the second structure is different.
Accordingly, the light transmission condition of the optical device can be a combination of the light transmission condition of the first structure and the light transmission condition of the second structure.

本発明の光学デバイスでは、前記第1の構造体と前記第2の構造体とで除去する光の波長域を分担することが好ましい。
これにより、第1の構造体と第2の構造体とにおいて、波長分離を2段階で行うことができ、より自由度の高い波長分離が可能となる。
本発明の光学デバイスでは、前記一対の第1の反射膜および前記一対の第2の反射膜の少なくとも一方を、それらの間隔を設定する際に、非平行状態とすることにより、前記光の透過を阻止するよう構成されていることが好ましい。
これにより、光学デバイスがスイッチとして機能する。
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the first structure and the second structure share a wavelength range of light to be removed.
Thereby, wavelength separation can be performed in two stages in the first structure body and the second structure body, and wavelength separation with a higher degree of freedom is possible.
In the optical device according to the aspect of the invention, by setting at least one of the pair of first reflection films and the pair of second reflection films to be in a non-parallel state when setting an interval between them, the transmission of the light is performed. It is preferable that it is comprised so that it may prevent.
Thereby, the optical device functions as a switch.

本発明の光学デバイスでは、前記第1の変位手段および前記第2の変位手段の少なくとも一方は、クーロン力の作用により作動するものであることが好ましい。
これにより、基板をその厚さ方向に変位させることができる。
本発明の光学デバイスでは、前記第1の変位手段は、前記一対の第1の反射膜をそれぞれ支持し、光透過性を有する一対の第1の基板と、前記各第1の基板と対向配置された一対の第1の電極部とを有することが好ましい。
これにより、電極部に通電することにより、第1の構造体中の各基板および各反射膜を上下方向、すなわち、厚さ方向に安定的に駆動(変位)させることができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that at least one of the first displacement unit and the second displacement unit is operated by the action of Coulomb force.
Thereby, a board | substrate can be displaced to the thickness direction.
In the optical device according to the aspect of the invention, the first displacing unit supports the pair of first reflection films, and has a pair of first substrates having light transmission properties, and is disposed to face the first substrates. It is preferable to have a pair of first electrode portions.
Thereby, by energizing the electrode portion, each substrate and each reflective film in the first structure can be stably driven (displaced) in the vertical direction, that is, in the thickness direction.

本発明の光学デバイスでは、前記第2の変位手段は、前記一対の第2の反射膜をそれぞれ支持し、光透過性を有する一対の第2の基板と、前記各第2の基板と対向配置された一対の第2の電極部とを有することが好ましい。
これにより、電極部に通電することにより、第2の構造対中の各基板および各反射膜を上下方向、すなわち、厚さ方向に安定的に駆動(変位)させることができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, the second displacing unit supports the pair of second reflective films and has a pair of light-transmitting second substrates, and is disposed opposite to the second substrates. It is preferable to have a pair of second electrode portions.
Thereby, by energizing the electrode portion, each substrate and each reflective film in the second structure pair can be stably driven (displaced) in the vertical direction, that is, in the thickness direction.

本発明の光学デバイスでは、前記第1の構造体は、前記第1の反射膜および前記第1の変位手段を収納可能な一対の凹部を有する一対のハウジングと、
前記ハウジング同士を、互いに前記凹部同士が対向するように接合するスペーサとを有することが好ましい。
これにより、第1の構造体のハウジング本体の外側から基板に不本意に接触するのを防止することができる。
In the optical device of the present invention, the first structure includes a pair of housings having a pair of recesses capable of housing the first reflective film and the first displacement means,
It is preferable to have a spacer that joins the housings so that the recesses face each other.
Thereby, it is possible to prevent unintentional contact with the substrate from the outside of the housing body of the first structure.

本発明の光学デバイスでは、前記第2の構造体は、前記第2の反射膜および前記第2の変位手段を収納可能な一対の凹部を有する一対のハウジングと、
前記ハウジング同士を、互いに前記凹部同士が対向するように接合するスペーサとを有することが好ましい。
これにより、第2の構造体のハウジング本体の外側から基板に不本意に接触するのを防止することができる。
In the optical device of the present invention, the second structure includes a pair of housings having a pair of recesses capable of accommodating the second reflective film and the second displacement means,
It is preferable to have a spacer that joins the housings so that the recesses face each other.
Thereby, it can prevent contacting the board | substrate from the outer side of the housing main body of a 2nd structure unintentionally.

本発明の光学デバイスでは、前記第1の構造体および前記第2の構造体は、中間層を介して接合されていることが好ましい。
これにより、第1の構造体と第2の構造体とを、光学的に接合したり、両者の接合強度を向上させたりすることができる。
本発明の光学デバイスでは、前記中間層の屈折率は、前記第1の構造体の前記光が透過する部分の屈折率および前記第2の構造体の前記光が透過する部分の屈折率とほぼ等しいことが好ましい。
これにより、中間層を光が透過する際に、光の不本意な反射を抑制することができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the first structure and the second structure are bonded via an intermediate layer.
Thereby, a 1st structure and a 2nd structure can be optically joined, and both joint strength can be improved.
In the optical device of the present invention, the refractive index of the intermediate layer is approximately equal to the refractive index of the portion of the first structure through which the light is transmitted and the refractive index of the portion of the second structure through which the light is transmitted. Preferably equal.
Thereby, when light permeate | transmits an intermediate | middle layer, unintentional reflection of light can be suppressed.

以下、本発明の光学デバイスを添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の光学デバイスの第1実施形態を示す断面図(側面図)、図2は、図1に示す光学デバイスのA−A線断面図(平面図)、図4〜図7は、それぞれ、図1に示す光学デバイスの製造方法を説明する図(製造工程を模式的に示す図)である。なお、以下の説明では、図1および図4〜図7中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an optical device of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<First Embodiment>
1 is a cross-sectional view (side view) showing a first embodiment of the optical device of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view (plan view) taken along line AA of the optical device shown in FIG. 1, and FIGS. These are the figures (the figure which shows a manufacturing process typically) explaining the manufacturing method of the optical device shown in FIG. 1, respectively. In the following description, the upper side in FIGS. 1 and 4 to 7 is referred to as “upper”, and the lower side is referred to as “lower”.

図1に示す光学デバイス1は、例えば、光学デバイス1内に入射した光L1のうち、特定波長域の光(干渉光)L3を透過させる装置、すなわち、波長可変フィルタとして機能する装置である。この光学デバイス1は、第1の構造体および第2の構造体とを有している。また、第1の構造体は、互いに対向して配置された一対の構造体(構造体10A、10B)を備え、第2の構造体は、互いに対向して配置された一対の構造体(構造体10C、10D)を備えている。すなわち、本実施形態では、光学デバイス1は、互いに対向して配置された一対の構造体(第1の構造体と第2の構造体)を構成単位とし、この構成単位を入射した光L1の光軸に沿って配置するとともに、積層(接合)してなるものである。なお、図示の構成では、構造体10Dが最も下側に位置し、構造体10C、10B、10Aの順に上方に向かって積層されている。以下、各部の構成について説明する。   The optical device 1 shown in FIG. 1 is, for example, a device that transmits light (interference light) L3 in a specific wavelength region out of the light L1 incident in the optical device 1, that is, a device that functions as a wavelength variable filter. The optical device 1 has a first structure and a second structure. In addition, the first structure includes a pair of structures (structures 10A and 10B) disposed to face each other, and the second structure includes a pair of structures (structures) disposed to face each other. Body 10C, 10D). In other words, in this embodiment, the optical device 1 uses a pair of structures (first structure and second structure) arranged opposite to each other as a structural unit, and the light L1 incident on the structural unit is incident on the optical device 1. It is arranged along the optical axis and laminated (bonded). In the configuration shown in the figure, the structure 10D is positioned on the lowermost side, and the structures 10C, 10B, and 10A are stacked in this order. Hereinafter, the configuration of each unit will be described.

第1の構造体U1中の構造体10Aは、図1に示すように、ハウジング2aと、ハウジング2aに収納され得る基板3aと、基板3aの下面(一方の面)に設けられた反射膜312aと、基板3aを変位させる電極部23aとを備えている。
図2に示すように、基板3aは、平面視で、形状がほぼ円形をなすものである。これにより、基板3aが安定し、かつ、効率よく変位することができる。
As shown in FIG. 1, the structure 10A in the first structure U1 includes a housing 2a, a substrate 3a that can be accommodated in the housing 2a, and a reflective film 312a provided on the lower surface (one surface) of the substrate 3a. And an electrode part 23a for displacing the substrate 3a.
As shown in FIG. 2, the substrate 3a is substantially circular in plan view. Thereby, the board | substrate 3a can be stabilized and can be displaced efficiently.

なお、基板3aは、光透過性を有する材料で構成され、この材料としては、特に限定されないが、例えば、シリコン(Si)を用いるのが好ましい。シリコンを用いた場合には、円盤状の基板3aを容易に製造(形成)することができる。
また、基板3aの厚さ(平均)は、構成材料、用途等により適宜選択され、特に限定されないが、1〜500μm程度であるのが好ましく、10〜100μm程度であるのがより好ましい。
反射膜312aは、後述する反射膜312bと一対をなすものである。
この反射膜312aは、平面視で円形をなし、基板3aに同心的に設けられている(支持されている)。これにより、光学デバイス1に入射した光L1を効率的に反射させることができる。
The substrate 3a is made of a light-transmitting material, and the material is not particularly limited. For example, silicon (Si) is preferably used. When silicon is used, the disk-shaped substrate 3a can be easily manufactured (formed).
In addition, the thickness (average) of the substrate 3a is appropriately selected depending on the constituent material, application, and the like, and is not particularly limited, but is preferably about 1 to 500 μm, and more preferably about 10 to 100 μm.
The reflective film 312a is paired with a reflective film 312b described later.
The reflection film 312a has a circular shape in plan view, and is provided concentrically (supported) on the substrate 3a. Thereby, the light L1 incident on the optical device 1 can be efficiently reflected.

また、この反射膜312aは、多層膜で形成(構成)されている。
多層膜の構成材料としては、例えばSiO(シリコン酸化膜)、Ta、SiN(シリコン窒化膜)等が好ましい。これらを適宜用いることにより、非常に高い反射率を有する反射膜312aが得られる。これらを交互に積層することにより、所定の厚さの多層膜(反射膜312a)を設けることができる。
The reflective film 312a is formed (configured) with a multilayer film.
As a constituent material of the multilayer film, for example, SiO 2 (silicon oxide film), Ta 2 O 5 , SiN (silicon nitride film) and the like are preferable. By appropriately using these, the reflection film 312a having a very high reflectance can be obtained. By laminating these layers alternately, a multilayer film (reflection film 312a) having a predetermined thickness can be provided.

多層膜の各層の厚さ、層数、材質を設定(調整)することによって、所定の波長の光反射させることができる多層膜を形成することができる(特性を変化させることができる)。例えば、各層の厚さを設定することにより反射率を調整することができ、各層の層数を設定することにより、反射する光の波長を調整することができる。これにより、所望の特性を有する反射膜312aを容易に形成することができる。   By setting (adjusting) the thickness, the number of layers, and the material of each layer of the multilayer film, a multilayer film capable of reflecting light of a predetermined wavelength can be formed (characteristics can be changed). For example, the reflectance can be adjusted by setting the thickness of each layer, and the wavelength of the reflected light can be adjusted by setting the number of layers. Thereby, the reflective film 312a having desired characteristics can be easily formed.

ハウジング2aは、後述するハウジング2bと一対をなすものである。このハウジング2aは、ブロック状のハウジング本体20aと、ハウジング本体20aの下面に設けられたシリコン層(シリコン膜)33と、基板3aを変位(移動)可能に支持する支持部32とを有している。
ハウジング本体20aには、凹部21aが設けられている。凹部21aは、後述するハウジング本体20bに設けられた凹部21bと一対をなし、また、その形状はほぼ円柱状をなしている。この凹部21aに、基板3aが同心的に収納(設置)されている。このような凹部21aが設けられていることにより、ハウジング本体20aの外側から基板3aに不本意に接触するのを防止することができる。
The housing 2a is paired with a housing 2b described later. The housing 2a includes a block-shaped housing main body 20a, a silicon layer (silicon film) 33 provided on the lower surface of the housing main body 20a, and a support portion 32 that supports the substrate 3a so that it can be displaced (moved). Yes.
The housing body 20a is provided with a recess 21a. The recess 21a is paired with a recess 21b provided in the housing main body 20b described later, and the shape thereof is substantially cylindrical. The substrate 3a is concentrically accommodated (installed) in the recess 21a. By providing such a recess 21a, it is possible to prevent inadvertent contact with the substrate 3a from the outside of the housing body 20a.

なお、凹部21aは、後述するように、ハウジング本体20aの表面(下面)からエッチング処理を施すことにより形成するのが好ましい。また、凹部21aの深さは、光学デバイス1の用途などにより適宜選択され、特に限定されないが、1〜100μm程度であるのが好ましい。
また、ハウジング本体20aは、光透過性を有する材料で構成されている。この材料としては、例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸ナトリウムガラス、無アルカリガラス等の各種ガラスや、シリコン等が挙げられるが、電圧の印加により移動することができる可動イオンを含有するガラスであるのが好ましい。これにより、ハウジング本体20aに対して陽極接合により接合対象物を接合することが可能となる。
In addition, it is preferable to form the recessed part 21a by performing an etching process from the surface (lower surface) of the housing main body 20a so that it may mention later. The depth of the recess 21a is appropriately selected depending on the use of the optical device 1 and the like and is not particularly limited, but is preferably about 1 to 100 μm.
The housing body 20a is made of a light transmissive material. Examples of this material include soda glass, crystalline glass, quartz glass, lead glass, potassium glass, borosilicate glass, sodium borosilicate glass, and non-alkali glass, and silicon. A glass containing mobile ions that can be moved by application is preferred. Thereby, it becomes possible to join an object to be joined to the housing body 20a by anodic bonding.

この可動イオンとしては、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオンのようなアルカリ金属イオンの他、アルミニウムイオン等が挙げられるが、特にアルカリ金属イオンが好ましい。これにより、陽極接合をより強固に行うことができる。
このような観点からは、ソーダガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ナトリウムガラス等を用いるのが好ましい。
また、ハウジング本体20aの厚さ(平均)は、それぞれ、構成材料、用途等により適宜選択され、特に限定されないが、10〜2000μm程度であるのが好ましく、100〜1000μm程度であるのがより好ましい。
Examples of the movable ions include alkali ions such as sodium ions, potassium ions, and lithium ions, as well as aluminum ions, and alkali metal ions are particularly preferable. Thereby, anodic bonding can be performed more firmly.
From such a viewpoint, it is preferable to use soda glass, potassium glass, sodium borosilicate glass, or the like.
Further, the thickness (average) of the housing body 20a is appropriately selected depending on the constituent material, application, etc., and is not particularly limited, but is preferably about 10 to 2000 μm, more preferably about 100 to 1000 μm. .

シリコン層33は、ハウジング本体20aの下面の全体に設けられている。
シリコン層33の内周部331には、短冊状をなし、弾性(可撓性)を有する4つの支持部32が突出して形成されている(図2参照)。これらの支持部32は、シリコン層33の内周部の周方向に沿って等間隔に設けられている。
なお、各支持部32の構成材料は、基板3aやシリコン層33と同様に、シリコンで構成されているのが好ましい。これにより、後述するように、各支持部32と、基板3aと、シリコン層33とを一体的に形成することができる。すなわち、各支持部32と、基板3aと、シリコン層33とを個別に形成するのを省略することができる。このため、光学デバイス1を構成する部品点数を削減することができ、また、光学デバイス1を製造するための工数を削減することができる。
The silicon layer 33 is provided on the entire lower surface of the housing body 20a.
Four support portions 32 having a strip shape and having elasticity (flexibility) are formed on the inner peripheral portion 331 of the silicon layer 33 so as to protrude (see FIG. 2). These support portions 32 are provided at equal intervals along the circumferential direction of the inner peripheral portion of the silicon layer 33.
In addition, it is preferable that the constituent material of each support part 32 is comprised with the silicon | silicone similarly to the board | substrate 3a and the silicon layer 33. Thereby, as will be described later, each support portion 32, the substrate 3a, and the silicon layer 33 can be integrally formed. In other words, it is possible to omit forming the support portions 32, the substrate 3a, and the silicon layer 33 individually. For this reason, the number of parts which comprise the optical device 1 can be reduced, and the man-hour for manufacturing the optical device 1 can be reduced.

また、シリコン層33の下面(後述するスペーサ11と接触する面)は、その平滑度が高い(表面粗さが小さい)ことが好ましい。
具体的には、接合面の表面粗さRaが50nm以下であるのが好ましく、20nm以下であるのが好ましい。これにより、比較的低温下でもスペーサ11と接合することが可能となる。また、接合界面において、接合強度のバラツキ、ボイド等が生じるのをより確実に防止することができる。
なお、支持部32の形成数は、4つに限定されず、例えば、2つ、3つまたは5つ以上でもよい。また、支持部32の形状は、図示の形状に限定されない。
Further, the lower surface of the silicon layer 33 (the surface in contact with the spacer 11 described later) preferably has high smoothness (small surface roughness).
Specifically, the surface roughness Ra of the bonding surface is preferably 50 nm or less, and preferably 20 nm or less. As a result, the spacer 11 can be bonded even at a relatively low temperature. In addition, it is possible to more reliably prevent the occurrence of variations in bonding strength, voids, and the like at the bonding interface.
The number of support portions 32 formed is not limited to four, and may be two, three, five, or more, for example. Further, the shape of the support portion 32 is not limited to the illustrated shape.

図1に示すように、凹部21aの底部(上部)211には、電極部23aが設けられている。これにより、ハウジング本体20a(ハウジング2a)の外側から電極部23aに不本意に接触するのを防止することができる。
また、電極部23aに通電することにより、当該電極部23aと基板3aとに電位差が生じて、クーロン力(静電力)が発生する。これにより、基板3aをその厚さ方向に変位させることができる。その結果、基板3aと後述する基板3bとが互いに接近・離間するよう変位させることができ、それにより反射膜312aと後述する反射膜312bとが互いに接近・離間するよう変位させることができる。
As shown in FIG. 1, the electrode part 23a is provided in the bottom part (upper part) 211 of the recessed part 21a. Thereby, it can prevent contacting the electrode part 23a unintentionally from the outer side of the housing main body 20a (housing 2a).
Further, by energizing the electrode portion 23a, a potential difference is generated between the electrode portion 23a and the substrate 3a, and a Coulomb force (electrostatic force) is generated. Thereby, the board | substrate 3a can be displaced to the thickness direction. As a result, the substrate 3a and a later-described substrate 3b can be displaced so as to approach and separate from each other, and thereby the reflective film 312a and a later-described reflective film 312b can be displaced so as to approach and separate from each other.

この電極部23aは、形状が円環状(リング状)をなす電極板233で構成されている(図2参照)。
また、電極部23a(電極板233)は、基板3aの縁部31に対向している。図2に示すように、基板3aの縁部31は、平面視で、電極板233の中に包含されている。
このような電極部23aを設けたことより、当該電極部23aに通電したとき、上下方向、すなわち、基板3aの厚さ方向に、基板3aを安定的に駆動(変位)させることができる。
The electrode portion 23a is composed of an electrode plate 233 having an annular shape (ring shape) (see FIG. 2).
The electrode portion 23a (electrode plate 233) faces the edge portion 31 of the substrate 3a. As shown in FIG. 2, the edge 31 of the substrate 3 a is included in the electrode plate 233 in plan view.
By providing such an electrode portion 23a, when the electrode portion 23a is energized, the substrate 3a can be stably driven (displaced) in the vertical direction, that is, in the thickness direction of the substrate 3a.

電極部23aは、導電性を有する材料で構成されている。この材料としては、特に限定されないが、例えば、Cr、Al、Al合金、Ni、Zn、Tiなどの金属、カーボンやチタンなどを分散した樹脂、多結晶シリコン(ポリシリコン)、アモルファスシリコン等のシリコン、窒化シリコン、ITOのような透明導電材料、Au等が挙げられる。
なお、電極部23aの厚さ(平均)は、それぞれ、構成材料、用途等により適宜選択され、特に限定されないが、0.01〜20μm程度であるのが好ましく、1〜3μmであるのがより好ましい。
また、図1に示すように、凹部21a内には、反射防止膜311aおよび210aが形成されているのが好ましい。
The electrode part 23a is made of a conductive material. The material is not particularly limited. For example, metals such as Cr, Al, Al alloys, Ni, Zn, and Ti, resins in which carbon or titanium is dispersed, silicon such as polycrystalline silicon (polysilicon), amorphous silicon, and the like. , Silicon nitride, transparent conductive material such as ITO, Au and the like.
In addition, the thickness (average) of the electrode part 23a is appropriately selected depending on the constituent material, application, etc., and is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 20 μm, more preferably 1 to 3 μm. preferable.
Further, as shown in FIG. 1, it is preferable that antireflection films 311a and 210a are formed in the recess 21a.

反射防止膜311aは、反射膜312aとほぼ同等の形状をなしている。また、反射防止膜311aは、基板3a(反射膜312a)と同心的に、基板3aの反射膜312aが形成されている下面と反対の面、すなわち、上面に設けられている。
反射防止膜210aは、反射防止膜311aとほぼ同等の形状をなしている。また、反射防止膜210aは、反射防止膜311aと対向して、すなわち、平面視で反射防止膜311aと重なるように、凹部21aの底部211に設けられている。
The antireflection film 311a has substantially the same shape as the reflection film 312a. The antireflection film 311a is provided concentrically with the substrate 3a (reflective film 312a) on the surface opposite to the lower surface on which the reflective film 312a of the substrate 3a is formed, that is, the upper surface.
The antireflection film 210a has substantially the same shape as the antireflection film 311a. The antireflection film 210a is provided on the bottom 211 of the recess 21a so as to face the antireflection film 311a, that is, to overlap the antireflection film 311a in plan view.

このような反射防止膜311aおよび210aが形成されていることにより、光学デバイス1に入射する光L1と、反射膜312aと反射膜312bとの間で干渉した干渉光の反射を抑制し、光を効率的に透過させることができる。
また、反射防止膜311aおよび210aは、それぞれ、多層膜で構成されている。
この多層膜の構成材料としては、例えばSiO(シリコン酸化膜)、Ta、SiN(シリコン窒化膜)等が好ましい。これらを適宜用いることにより、非常に低い反射率(非常に高い透過率)を有する反射防止膜311aおよび210aが得られる。これらを交互に積層することにより、所定の厚さの多層膜を設けることができる。
By forming such antireflection films 311a and 210a, reflection of the light L1 incident on the optical device 1 and interference light interfering between the reflection film 312a and the reflection film 312b is suppressed, and the light is transmitted. It can be transmitted efficiently.
Further, each of the antireflection films 311a and 210a is formed of a multilayer film.
As a constituent material of this multilayer film, for example, SiO 2 (silicon oxide film), Ta 2 O 5 , SiN (silicon nitride film) and the like are preferable. By appropriately using these, antireflection films 311a and 210a having very low reflectance (very high transmittance) can be obtained. By laminating these layers alternately, a multilayer film having a predetermined thickness can be provided.

多層膜の各層の厚さ、層数、材質を設定(調整)することによって、所定の波長の光を透過または反射させることができる多層膜を形成することができる(特性を変化させることができる)。また、各層の厚さを設定することにより反射防止率(透過率)を調整することができ、各層の層数を設定することにより、透過する光の波長を調整することができる。
なお、反射防止膜311aおよび210aは、少なくとも一方が絶縁性を有しているのが好ましい。これにより、電極部23aと、基板3aとのショート(短絡)を防止することができる。
By setting (adjusting) the thickness, number of layers, and material of each layer of the multilayer film, a multilayer film capable of transmitting or reflecting light of a predetermined wavelength can be formed (characteristics can be changed). ). In addition, the antireflection rate (transmittance) can be adjusted by setting the thickness of each layer, and the wavelength of transmitted light can be adjusted by setting the number of layers in each layer.
In addition, it is preferable that at least one of the antireflection films 311a and 210a has an insulating property. Thereby, the short circuit (short circuit) with the electrode part 23a and the board | substrate 3a can be prevented.

図1に示すように、ハウジング本体20aの上面には、反射防止膜100aが設けられているのが好ましい。これにより、光学デバイス1に入射する光L1の反射を抑制し、光L1を効率的に透過させることができる。
なお、反射防止膜100aは、反射防止膜311aおよび210aと同様に、多層膜で構成されているのが好ましい。
As shown in FIG. 1, an antireflection film 100a is preferably provided on the upper surface of the housing body 20a. Thereby, reflection of the light L1 incident on the optical device 1 can be suppressed, and the light L1 can be transmitted efficiently.
In addition, it is preferable that the antireflection film 100a is formed of a multilayer film, similarly to the antireflection films 311a and 210a.

第1の構造体U1中の構造体10Bは、図1に示すように、ハウジング2bと、ハウジング2bに収納され得る基板3bと、基板3bの上面(基板3a側の面)に設けられた反射膜312bと、基板3bを変位させる電極部23bとを備えている。
基板3bは、基板3aと同様に、平面視で、形状がほぼ円形をなすものである。これにより、基板3bが安定し、かつ、効率よく変位することができる。
As shown in FIG. 1, the structure 10B in the first structure U1 includes a housing 2b, a substrate 3b that can be accommodated in the housing 2b, and a reflection provided on the upper surface of the substrate 3b (surface on the substrate 3a side). A film 312b and an electrode part 23b for displacing the substrate 3b are provided.
Similar to the substrate 3a, the substrate 3b has a substantially circular shape in plan view. As a result, the substrate 3b can be stably and efficiently displaced.

この基板3bは、ギャップ25を介して基板3aに対向して、すなわち、平面視で基板3aとほぼ重なるように配置されている。
なお、基板3bは、光透過性を有する材料で構成され、この材料としては、特に限定されないが、例えば、シリコン(Si)を用いるのが好ましい。シリコンを用いた場合には、円盤状の基板3bを容易に製造(形成)することができる。
また、基板3bの厚さ(平均)は、構成材料、用途等により適宜選択され、特に限定されないが、1〜500μm程度であるのが好ましく、10〜100μm程度であるのがより好ましい。
The substrate 3b is disposed so as to face the substrate 3a through the gap 25, that is, to substantially overlap the substrate 3a in plan view.
The substrate 3b is made of a light-transmitting material, and the material is not particularly limited. For example, it is preferable to use silicon (Si). When silicon is used, the disk-shaped substrate 3b can be easily manufactured (formed).
In addition, the thickness (average) of the substrate 3b is appropriately selected depending on the constituent material, application, and the like, and is not particularly limited, but is preferably about 1 to 500 μm, and more preferably about 10 to 100 μm.

反射膜312bは、前述の反射膜312aと一対をなすものである。
この反射膜312bは、平面視で円形をなし、基板3bに同心的に設けられている(支持されている)。これにより、光学デバイス1に入射した光L1を効率的に反射させることができる。
また、この反射膜312bは、多層膜で形成(構成)されている。この多層膜の構成材料としては、例えば、反射膜312aの説明で挙げたような材料を用いることができる。
The reflective film 312b is paired with the above-described reflective film 312a.
The reflection film 312b has a circular shape in plan view, and is provided concentrically (supported) on the substrate 3b. Thereby, the light L1 incident on the optical device 1 can be efficiently reflected.
The reflective film 312b is formed (configured) with a multilayer film. As a constituent material of the multilayer film, for example, the materials mentioned in the description of the reflective film 312a can be used.

ハウジング2bは、前述のハウジング2aと一対をなすものである。このハウジング2bは、ブロック状のハウジング本体20bと、ハウジング本体20bの上面に設けられたシリコン層33と、基板3bを変位(移動)可能に支持する支持部32とを有している。
なお、各支持部32の構成材料は、基板3bやシリコン層33と同様に、シリコンで構成されているのが好ましい。これにより、後述するように、各支持部32と、基板3bと、シリコン層33とを一体的に形成することができる。その結果、前述したような、部品点数や製造時の工数の削減等の効果を得ることができる。なお、シリコン層33および支持部32についての説明は、前述しているため、ここでは、これらについての説明を省略する。
The housing 2b makes a pair with the housing 2a. The housing 2b includes a block-shaped housing main body 20b, a silicon layer 33 provided on the upper surface of the housing main body 20b, and a support portion 32 that supports the substrate 3b so that it can be displaced (moved).
In addition, it is preferable that the constituent material of each support part 32 is comprised with the silicon | silicone similarly to the board | substrate 3b and the silicon layer 33. FIG. Thereby, as will be described later, the support portions 32, the substrate 3b, and the silicon layer 33 can be integrally formed. As a result, it is possible to obtain effects such as the reduction in the number of parts and the number of man-hours during manufacturing as described above. In addition, since the description about the silicon layer 33 and the support part 32 has been mentioned above, description about these is abbreviate | omitted here.

ハウジング本体20bには、凹部21aに対向する凹部21bが設けられている。凹部21bは、前述のハウジング本体20aに設けられた凹部21aと一対をなし、また、その形状はほぼ円柱状をなしている。この凹部21bに、基板3bが同心的に収納(設置)されている。このような凹部21bが設けられていることにより、ハウジング本体20b(光学デバイス1)の外側から基板3bに不本意に接触するのを防止することができる。   The housing body 20b is provided with a recess 21b that faces the recess 21a. The concave portion 21b is paired with the concave portion 21a provided in the housing main body 20a, and the shape thereof is substantially cylindrical. The substrate 3b is concentrically accommodated (installed) in the recess 21b. By providing such a recess 21b, it is possible to prevent inadvertent contact with the substrate 3b from the outside of the housing body 20b (optical device 1).

なお、凹部21bは、ハウジング本体20bの表面(上面)からエッチング処理を施すことにより形成するのが好ましい。また、凹部21bの深さは、光学デバイス1の用途などにより適宜選択され、特に限定されないが、1〜100μm程度であるのが好ましい。
また、ハウジング本体20bは、光透過性を有する材料で構成されている。この材料としては、例えば、ハウジング本体20aの説明で挙げたような材料を用いることができる。
また、ハウジング本体20bの厚さ(平均)は、それぞれ、構成材料、用途等により適宜選択され、特に限定されないが、10〜2000μm程度であるのが好ましく、100〜1000μm程度であるのがより好ましい。
In addition, it is preferable to form the recessed part 21b by performing an etching process from the surface (upper surface) of the housing main body 20b. Moreover, the depth of the recessed part 21b is suitably selected by the use etc. of the optical device 1, and although it does not specifically limit, It is preferable that it is about 1-100 micrometers.
The housing body 20b is made of a light transmissive material. As this material, for example, the materials mentioned in the description of the housing main body 20a can be used.
Further, the thickness (average) of the housing body 20b is appropriately selected depending on the constituent material, application, etc., and is not particularly limited, but is preferably about 10 to 2000 μm, more preferably about 100 to 1000 μm. .

図1に示すように、凹部21bの底部(下部)211には、電極部23bが設けられている。これにより、ハウジング本体20b(ハウジング2b)の外側から電極部23bに不本意に接触するのを防止することができる。
また、電極部23bに通電することにより、当該電極部23bと基板3bとに電位差が生じて、クーロン力が発生する。これにより、基板3bをその厚さ方向に変位させることができる。その結果、前述した基板3aと基板3bとが互いに接近・離間するよう変位させることができ、それにより前述した反射膜312aと反射膜312bとが互いに接近・離間するよう変位させることができる。
As shown in FIG. 1, the electrode part 23b is provided in the bottom part (lower part) 211 of the recessed part 21b. Thereby, it can prevent contacting the electrode part 23b from the outside of the housing main body 20b (housing 2b) unintentionally.
Further, by energizing the electrode portion 23b, a potential difference is generated between the electrode portion 23b and the substrate 3b, and a Coulomb force is generated. Thereby, the board | substrate 3b can be displaced to the thickness direction. As a result, the above-described substrate 3a and substrate 3b can be displaced so as to approach and separate from each other, and thereby the above-described reflective film 312a and reflective film 312b can be displaced so as to approach and separate from each other.

すなわち、基板3aと基板3b(一対の第1の基板)と、電極部23aと電極部23b(一対の第1の電極部)とで、反射膜312aおよび反射膜312bとを変位させる第1の変位手段を構成している。
換言すると、凹部21aに収納された反射膜312a、基板3aおよび電極部23aと、凹部21bに収納された反射膜312b、基板3bおよび電極部23bとにより第1の変位手段が構成されている。
In other words, the first and second substrates 3a and 3b (a pair of first substrates) and the electrode part 23a and the electrode part 23b (a pair of first electrode parts) displace the reflecting film 312a and the reflecting film 312b. Displacement means is configured.
In other words, the reflective film 312a, the substrate 3a, and the electrode part 23a accommodated in the recess 21a, and the reflective film 312b, the substrate 3b, and the electrode part 23b accommodated in the recess 21b constitute first displacement means.

なお、本実施形態では、この第1の変位手段は、前述のようにクーロン力の作用により反射膜312aおよび反射膜312bを変位させるが、本発明の光学デバイスではこれに限定されない。すなわち、第1の変位手段としては、クーロン力以外の力、例えば逆圧電効果等の作用により変位させるものであってもよい。
この電極部23bは、電極部23aと同様に、形状が円環状(リング状)をなす電極板233で構成されている。
In the present embodiment, the first displacing means displaces the reflective film 312a and the reflective film 312b by the action of the Coulomb force as described above, but is not limited to this in the optical device of the present invention. That is, the first displacing means may be displaced by a force other than the Coulomb force, for example, an action such as a reverse piezoelectric effect.
Similar to the electrode portion 23a, the electrode portion 23b includes an electrode plate 233 having an annular shape (ring shape).

また、電極部23b(電極板233)は、基板3bの縁部31に対向している(図1参照)。また、図示は省略するが、基板3bの縁部31は、平面視で、電極板233の中に包含されている。
このような電極部23bを設けたことより、当該電極部23bに通電したとき、上下方向、すなわち、基板3bの厚さ方向に、基板3bを安定的に駆動(変位)させることができる。
The electrode part 23b (electrode plate 233) faces the edge part 31 of the substrate 3b (see FIG. 1). Moreover, although illustration is abbreviate | omitted, the edge part 31 of the board | substrate 3b is included in the electrode plate 233 by planar view.
By providing such an electrode portion 23b, when the electrode portion 23b is energized, the substrate 3b can be stably driven (displaced) in the vertical direction, that is, in the thickness direction of the substrate 3b.

電極部23bは、導電性を有する材料で構成されている。この材料としては、特に限定されないが、例えば、電極部23aの説明で挙げたような材料を用いることができる。
なお、電極部23bの厚さ(平均)は、それぞれ、構成材料、用途等により適宜選択され、特に限定されないが、0.01〜20μm程度であるのが好ましく、1〜3μmであるのがより好ましい。
The electrode part 23b is made of a conductive material. Although it does not specifically limit as this material, For example, the material which was mentioned by description of the electrode part 23a can be used.
The thickness (average) of the electrode part 23b is appropriately selected depending on the constituent material, application, etc., and is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 20 μm, more preferably 1 to 3 μm. preferable.

また、図1に示すように、凹部21b内には、反射防止膜311bおよび210bが形成されているのが好ましい。
反射防止膜311bは、反射膜312bとほぼ同等の形状をなしている。また、反射防止膜311bは、基板3b(反射膜312b)と同心的に、基板3bの反射膜312bが形成されている上面と反対の面、すなわち、下面に設けられている。
Further, as shown in FIG. 1, it is preferable that antireflection films 311b and 210b are formed in the recess 21b.
The antireflection film 311b has substantially the same shape as the reflection film 312b. The antireflection film 311b is provided concentrically with the substrate 3b (reflection film 312b), on the surface opposite to the upper surface of the substrate 3b on which the reflection film 312b is formed, that is, on the lower surface.

反射防止膜210bは、反射防止膜311bとほぼ同等の形状をなしている。また、反射防止膜210bは、反射防止膜311bと対向して、すなわち、平面視で反射防止膜311bと重なるように、凹部21bの底部211に設けられている。
このような反射防止膜311bおよび210bが形成されていることにより、光学デバイス1に入射する外光と、反射膜312bと反射膜312bとの間で干渉した干渉光の反射を抑制し、光を効率的に透過させることができる。
The antireflection film 210b has substantially the same shape as the antireflection film 311b. The antireflection film 210b is provided on the bottom 211 of the recess 21b so as to face the antireflection film 311b, that is, to overlap the antireflection film 311b in a plan view.
By forming such antireflection films 311b and 210b, reflection of external light incident on the optical device 1 and interference light interfering between the reflection film 312b and the reflection film 312b is suppressed, and light is transmitted. It can be transmitted efficiently.

また、反射防止膜311bおよび210bは、それぞれ、多層膜で構成されている。この多層膜の構成材料としては、例えば、反射防止膜311aおよび210aの説明で挙げたような材料を用いることができる。
なお、反射防止膜311bおよび210bは、少なくとも一方が絶縁性を有しているのが好ましい。これにより、電極部23bと、基板3bとのショート(短絡)を防止することができる。
Further, each of the antireflection films 311b and 210b is formed of a multilayer film. As a constituent material of the multilayer film, for example, materials described in the description of the antireflection films 311a and 210a can be used.
In addition, it is preferable that at least one of the antireflection films 311b and 210b has an insulating property. Thereby, the short circuit (short circuit) with the electrode part 23b and the board | substrate 3b can be prevented.

このような構成の構造体10A(ハウジング2a)と構造体10B(ハウジング2b)とは、スペーサ11を介して接合されている。
このスペーサ11は、前述のハウジング本体20a(20b)の構成材料と同様の材料、または、シリコンで構成されているのが好ましい。さらに、このスペーサ11は、ハウジング2bのシリコン層33と、ハウジング2bのシリコン層33との間に介挿されており、両シリコン層33に直接接触して接合されるのが好ましい。このようなスペーサ11が上記のような材料で構成されている場合、スペーサ11と構造体10A、10Bとを直接接触させつつ各種の処理を施すことにより、これらを強固に直接接合することができる。
The structure 10 </ b> A (housing 2 a) and the structure 10 </ b> B (housing 2 b) configured as described above are joined via the spacer 11.
The spacer 11 is preferably made of the same material as that of the housing body 20a (20b) or silicon. Furthermore, the spacer 11 is interposed between the silicon layer 33 of the housing 2b and the silicon layer 33 of the housing 2b, and is preferably in direct contact with and bonded to both the silicon layers 33. When such a spacer 11 is comprised with the above materials, these can be firmly and directly joined by performing various processes, making the spacer 11 and structure 10A, 10B contact directly. .

このようなスペーサ11としては、その接合に寄与する面の平滑度が高い(表面粗さが小さい)ものが好ましい。
具体的には、接合面の表面粗さRaが50nm以下であるのが好ましく、20nm以下であるのが好ましい。これにより、シリコン層33の平滑度にもよるが、比較的低温下でも接合することが可能となる。また、接合界面において、接合強度のバラツキ、ボイド等が生じるのをより確実に防止することができる。
As such a spacer 11, one having a high smoothness of the surface contributing to the joining (surface roughness is small) is preferable.
Specifically, the surface roughness Ra of the bonding surface is preferably 50 nm or less, and preferably 20 nm or less. Thereby, although it depends on the smoothness of the silicon layer 33, bonding can be performed even at a relatively low temperature. In addition, it is possible to more reliably prevent the occurrence of variations in bonding strength, voids, and the like at the bonding interface.

また、例えば、スペーサ11と構造体10A、10Bとを接着剤を用いて接合(接着)した場合、温度変化に伴う前記接着剤の体積変化に起因して、反射膜312a(基板3a)と反射膜312b(基板3b)との間隔h1が変化する。このため、波長分離に影響を与えるおそれがある。さらに、接着剤が均一に供給されない場合、硬化後の接着剤の厚さが不均一となり、反射膜312aと反射膜312bとの平行度が低下するおそれもある。   For example, when the spacer 11 and the structures 10A and 10B are bonded (adhered) using an adhesive, the reflective film 312a (substrate 3a) and the reflective film are reflected due to a change in volume of the adhesive accompanying a temperature change. The distance h1 between the film 312b (substrate 3b) changes. For this reason, there is a possibility of affecting the wavelength separation. Furthermore, when the adhesive is not supplied uniformly, the thickness of the adhesive after curing becomes non-uniform, and the parallelism between the reflective film 312a and the reflective film 312b may be reduced.

かかる観点から、本発明の光学デバイス1では、前述のようにスペーサ11と構造体10A、10Bとを直接、すなわち、接着剤を用いることなく接合するのが好ましい。これにより、間隔h1を一定に維持することができ、反射膜312aと反射膜312bとの平行度の低下を防止することができる。その結果、波長分離を確実に行うことができる。
また、スペーサ11は、枠状をなしており、その厚さを変えることにより、構造体10A、10Bおよびスペーサ11で画成された空間の高さを調整し、基板3aおよび基板3bがそれぞれ構造体10Aおよび構造体10Bに接触することなく変位し得る範囲(変位幅)を、容易に調整することができる。
なお、スペーサ11の厚さは、当該スペーサ11の構成材料、光学デバイス1の用途等により適宜選択され、特に限定されないが、0.1〜100μm程度であるのが好ましい。
From this point of view, in the optical device 1 of the present invention, it is preferable to join the spacer 11 and the structures 10A and 10B directly, that is, without using an adhesive, as described above. Thereby, the space | interval h1 can be maintained constant and the fall of the parallelism of the reflecting film 312a and the reflecting film 312b can be prevented. As a result, wavelength separation can be reliably performed.
The spacer 11 has a frame shape, and the height of the space defined by the structures 10A and 10B and the spacer 11 is adjusted by changing the thickness thereof, so that the substrate 3a and the substrate 3b are structured respectively. The range (displacement width) that can be displaced without contacting the body 10A and the structure 10B can be easily adjusted.
The thickness of the spacer 11 is appropriately selected depending on the constituent material of the spacer 11, the use of the optical device 1, etc., and is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 100 μm.

一方、第2の構造体U2中の構造体10Cは、ハウジング2cと、ハウジング2cに収納され得る基板3cと、基板3cの下面(一方の面)に設けられた反射膜312cと、基板3cを変位させる電極部23cとを備えている。
また、第2の構造体U2中の構造体10Dは、図1に示すように、ハウジング2dと、ハウジング2dに収納され得る基板3dと、基板3dの上面(基板3c側の面)に設けられた反射膜312dと、基板3dを変位させる電極部23dとを備えている。
On the other hand, the structure 10C in the second structure U2 includes a housing 2c, a substrate 3c that can be accommodated in the housing 2c, a reflective film 312c provided on the lower surface (one surface) of the substrate 3c, and the substrate 3c. And an electrode portion 23c to be displaced.
As shown in FIG. 1, the structure 10D in the second structure U2 is provided on the housing 2d, the substrate 3d that can be accommodated in the housing 2d, and the upper surface of the substrate 3d (surface on the substrate 3c side). The reflective film 312d and the electrode part 23d for displacing the substrate 3d are provided.

すなわち、基板3cと基板3d(一対の第2の基板)と、電極部23cと電極部23d(一対の第2の電極部)とで、反射膜312cおよび反射膜312dとを変位させる第2の変位手段を構成している。
換言すると、凹部21cに収納された反射膜312c、基板3cおよび電極部23cと、凹部21dに収納された反射膜312d、基板3dおよび電極部23dとにより第2の変位手段が構成されている。
That is, the substrate 3c and the substrate 3d (a pair of second substrates), and the electrode unit 23c and the electrode unit 23d (a pair of second electrode units) are used to displace the reflective film 312c and the reflective film 312d. Displacement means is configured.
In other words, the reflective film 312c, the substrate 3c, and the electrode part 23c accommodated in the recess 21c, and the reflective film 312d, the substrate 3d, and the electrode part 23d accommodated in the recess 21d constitute second displacement means.

また、図1に示すように、ハウジング本体20dの下面には、反射防止膜100dが設けられているのが好ましい。これにより、光学デバイス1に入射する外光の反射を抑制することができる。
なお、反射防止膜100dは、反射防止膜311bおよび210bと同様に、多層膜で構成されているのが好ましい。
Further, as shown in FIG. 1, it is preferable that an antireflection film 100d is provided on the lower surface of the housing body 20d. Thereby, reflection of external light incident on the optical device 1 can be suppressed.
Note that the antireflection film 100d is preferably formed of a multilayer film, similarly to the antireflection films 311b and 210b.

また、本実施形態では、この第2の変位手段は、前述のようにクーロン力の作用により反射膜312cおよび反射膜312dを変位させるが、本発明の光学デバイスではこれに限定されない。すなわち、第2の変位手段としては、クーロン力以外の力、例えば逆圧電効果等の作用により変位させるものであってもよい。
なお、構造体10Cおよび構造体10Dは、それぞれ、前述の構造体10Aおよび構造体10Bと同様の構成であることから、その詳細な説明は省略する。
In the present embodiment, the second displacing means displaces the reflective film 312c and the reflective film 312d by the action of the Coulomb force as described above, but the present invention is not limited to this. That is, the second displacing means may be displaced by a force other than the Coulomb force, for example, an action such as a reverse piezoelectric effect.
Note that the structure 10C and the structure 10D have the same configurations as the structure 10A and the structure 10B described above, respectively, and thus detailed description thereof is omitted.

本実施形態の光学デバイス1は、このような構造体10A、10Bとスペーサ11とを有する第1の構造体U1と、構造体10C、10Dとスペーサ11とを有する第2の構造体U2とを中間層4を介して接合してなるものである。
この中間層4は、第1の構造体U1と第2の構造体U2との間に介在し、両者を光学的に接合したり、両者の接合強度を向上させたりする機能を有するものである。
The optical device 1 of the present embodiment includes a first structure U1 having such structures 10A and 10B and the spacer 11, and a second structure U2 having the structures 10C and 10D and the spacer 11. It is formed by bonding through the intermediate layer 4.
The intermediate layer 4 is interposed between the first structural body U1 and the second structural body U2, and has a function of optically bonding the two or improving the bonding strength between the two. .

このような中間層4としては、例えば、各種接着剤で構成されているのが好ましい。これにより、第1の構造体U1と第2の構造体U2をより強固に接着することができる。
この接着剤としては、ホットメルト型、熱硬化型、光硬化型等の硬化性を有する各種接着剤を用いることができる。
また、中間層4としては、前述の反射防止膜の他、この中間層4の屈折率が、第1の構造体U1の光が透過する部分の屈折率および第2の構造体U2の光が透過する部分の屈折率とほぼ等しいことが好ましい。これにより、第1の構造体U1と中間層4との界面および中間層4と第2の構造体U2との界面を光が透過する際に、光の不本意な反射を抑制することができる。その結果、第1の構造体U1と第2の構造体U2とを光学的に接合し、光学デバイス1の光の損失を低減することができる。
Such an intermediate layer 4 is preferably composed of various adhesives, for example. Thereby, the 1st structure U1 and the 2nd structure U2 can be adhered more firmly.
As this adhesive, various adhesives having curability such as a hot melt type, a thermosetting type, and a photocurable type can be used.
Further, as the intermediate layer 4, in addition to the above-described antireflection film, the refractive index of the intermediate layer 4 is such that the refractive index of the portion through which the light of the first structure U1 transmits and the light of the second structure U2 It is preferable that the refractive index of the transmitted portion is substantially equal. Thereby, when light permeate | transmits the interface of 1st structure U1 and intermediate | middle layer 4, and the interface of intermediate | middle layer 4 and 2nd structure U2, unintentional reflection of light can be suppressed. . As a result, the first structural body U1 and the second structural body U2 can be optically bonded, and the light loss of the optical device 1 can be reduced.

このように各構造体U1、U2とほぼ等しい屈折率を有する中間層4としては、例えば、各種のインデックスマッチング材等が好適に用いられる。
また、中間層4の平均厚さは、特に限定されないが、0.1〜300μm程度であるのが好ましく、1〜200μm程度であるのがより好ましい。
このような構成の光学デバイス1では、第1の構造体U1中の反射膜312aと反射膜312bとの間隔h1および第2の構造体U2中の反射膜312aと反射膜312bとの間隔h2の双方を適宜変更することができる。この変更された間隔h1、h2を維持した状態で、入射した光L1が第1の構造体U1の反射膜312aと反射膜312bとの間において反射を繰り返し、干渉を生じさせて、間隔h1に応じた波長の光L2を隣接する第2の構造体U2に向けて出射する。第2の構造体U2に入射した光L2は、第2の構造体U2の反射膜312aと反射膜312bとの間において反射を繰り返し、干渉を生じさせて、間隔h2に応じた波長の光L3を外部に出射することができる。このとき、間隔h1、h2を変更するには、各第1の構造体U1、U2において、それぞれ、以下に示す3つの場合(パターン)がある。なお、第1の構造体U1および第2の構造体U2では、その構成が同様であることから、以下では第1の構造体U1を代表に説明し、第2の構造体U2についてはその説明を省略する。
As described above, as the intermediate layer 4 having a refractive index substantially equal to each of the structures U1 and U2, for example, various index matching materials and the like are preferably used.
Moreover, although the average thickness of the intermediate | middle layer 4 is not specifically limited, It is preferable that it is about 0.1-300 micrometers, and it is more preferable that it is about 1-200 micrometers.
In the optical device 1 having such a configuration, the distance h1 between the reflective film 312a and the reflective film 312b in the first structure U1 and the distance h2 between the reflective film 312a and the reflective film 312b in the second structure U2. Both can be changed as appropriate. In the state where the changed intervals h1 and h2 are maintained, the incident light L1 is repeatedly reflected between the reflection film 312a and the reflection film 312b of the first structure U1 to cause interference, and the interval h1 is set. The light L2 having the corresponding wavelength is emitted toward the adjacent second structural body U2. The light L2 incident on the second structural body U2 is repeatedly reflected between the reflective film 312a and the reflective film 312b of the second structural body U2, causing interference, and the light L3 having a wavelength corresponding to the interval h2. Can be emitted to the outside. At this time, in order to change the intervals h1 and h2, there are the following three cases (patterns) in the first structures U1 and U2, respectively. Since the first structure U1 and the second structure U2 have the same configuration, the first structure U1 will be described below as a representative, and the second structure U2 will be described. Is omitted.

(1)基板3bを原則変位させず、基板3aを優先的に変位させる場合。
(2)基板3aを原則変位させず、基板3bを優先的に変位させる場合。すなわち、パターン(1)とは、逆のパターン。
(3)基板3aおよび基板3bの双方を変位させる場合。すなわち、基板3aと基板3bとを互いに鏡像的に変位させる場合。例えば、基板3aを基板3b側に1だけ変位させたとき、基板3bも同様に、基板3a側に1だけ変位させる。
(1) The case where the substrate 3a is displaced preferentially without the substrate 3b being displaced in principle.
(2) When the substrate 3b is displaced preferentially without the substrate 3a being displaced in principle. That is, the pattern is the reverse of pattern (1).
(3) When both substrate 3a and substrate 3b are displaced. That is, the substrate 3a and the substrate 3b are displaced in a mirror image manner. For example, when the substrate 3a is displaced by 1 toward the substrate 3b, the substrate 3b is similarly displaced by 1 toward the substrate 3a.

例えば、駆動部(電極部)の作動により可動(変位)する可動反射膜と、固定的に設置された固定反射膜とを有する従来の光学デバイス(波長可変フィルタ)では、可動反射膜と固定反射膜との間隔が小さくなるに従い、可動反射膜と固定反射膜との間のクーロン力(吸引力)の大きさが増加し、遂には、駆動部が制御するクーロン力を超えることとなる。これにより、可動反射膜と固定反射膜とが密着する、すなわち、可動反射膜と固定反射膜との間に間隙が形成されず、波長分離が行うことが不可能となる。   For example, in a conventional optical device (wavelength variable filter) having a movable reflective film that is movable (displaced) by the operation of the drive unit (electrode part) and a fixed reflective film that is fixedly installed, the movable reflective film and the fixed reflective film As the distance from the film decreases, the Coulomb force (suction force) between the movable reflective film and the fixed reflective film increases, and eventually exceeds the Coulomb force controlled by the drive unit. As a result, the movable reflective film and the fixed reflective film are in close contact with each other, that is, no gap is formed between the movable reflective film and the fixed reflective film, and wavelength separation cannot be performed.

しかしながら、本発明の光学デバイス1では、間隔h1を小さく設定した場合であっても、例えばパターン(3)(パターン(1)および(2)も同様)のとき、反射膜312aと反射膜312bとの間のクーロン力が、電極部23aおよび電極部23bが制御するクーロン力を超えるまでには至らず、よって、反射膜312aと反射膜312bとが密着するのが確実に防止される。これにより、間隔h1が大きく設定されているときはもちろんのこと、間隔h1が小さく設定されているときであっても、波長分離を確実に行うことができる。   However, in the optical device 1 of the present invention, even when the interval h1 is set small, for example, in the case of the pattern (3) (the same applies to the patterns (1) and (2)), the reflective film 312a and the reflective film 312b The Coulomb force does not reach the Coulomb force controlled by the electrode part 23a and the electrode part 23b, so that the reflective film 312a and the reflective film 312b are reliably prevented from coming into close contact with each other. Thus, wavelength separation can be reliably performed not only when the interval h1 is set large, but also when the interval h1 is set small.

また、従来の光学デバイスにおいて、例えば可動反射膜を10μmだけ可動させるような場合、本発明の光学デバイス1では、パターン(3)のとき反射膜312aおよび反射膜312bをそれぞれ5μmずつ可動させればよい。
このように本発明の光学デバイス1では、基板3aの可動範囲(移動距離)が小さくなるため、電極部23aと基板3aとの間のクーロン力を確実に維持することができる。なお、基板3bについても同様である。
In the conventional optical device, for example, when the movable reflective film is moved by 10 μm, in the optical device 1 of the present invention, when the pattern (3), the reflective film 312a and the reflective film 312b are each moved by 5 μm. Good.
As described above, in the optical device 1 of the present invention, the movable range (movement distance) of the substrate 3a is reduced, so that the Coulomb force between the electrode portion 23a and the substrate 3a can be reliably maintained. The same applies to the substrate 3b.

また、光学デバイス1では、基板3aの可動範囲が小さくなるため、電極部23aに印加する電圧の大きさを、従来の光学デバイスの電極部に印加する電圧の大きさよりも、小さく設定することができる。よって、省エネルギに寄与する。なお、電極部23bについても同様である。
また、光学デバイス1では、基板3aの可動範囲が小さくなるため、間隔h1を変更する応答性を向上させることができる、すなわち、間隔h1を変更するための時間(応答時間)を短縮することができる。前記例では、光学デバイス1での応答時間は、従来の光学デバイスの応答時間の半分となる。
Further, in the optical device 1, since the movable range of the substrate 3a is small, the magnitude of the voltage applied to the electrode portion 23a can be set smaller than the magnitude of the voltage applied to the electrode portion of the conventional optical device. it can. Therefore, it contributes to energy saving. The same applies to the electrode portion 23b.
Moreover, in the optical device 1, since the movable range of the board | substrate 3a becomes small, the responsiveness which changes the space | interval h1 can be improved, ie, the time (response time) for changing the space | interval h1 can be shortened. it can. In the above example, the response time of the optical device 1 is half of the response time of the conventional optical device.

また、パターン(1)および(2)に示すように、光学デバイス1では、電極部23aおよび電極部23bの通電パターンにより、基板3aと基板3bとを互いに独立して変位させることができる。これにより、基板3aおよび基板3bの可動範囲を大きく設定することができ、よって、様々な波長を有する光に対して波長分離をより確実に行うことができる。   Further, as shown in the patterns (1) and (2), in the optical device 1, the substrate 3a and the substrate 3b can be displaced independently of each other by the energization pattern of the electrode portion 23a and the electrode portion 23b. Thereby, the movable range of the board | substrate 3a and the board | substrate 3b can be set largely, Therefore Wavelength separation can be more reliably performed with respect to the light which has various wavelengths.

次に、光学デバイス1が波長分離を行うときの動作について説明する。
図1に示すように、光源400から出射された光L1は、光学デバイス1の第1の構造体U1に入射する。すなわち、光L1は、反射防止膜100a、ハウジング本体20a、反射防止膜210a、反射防止膜311a、基板3aおよび反射膜312aを順次透過し、ギャップ25に入射する。
Next, an operation when the optical device 1 performs wavelength separation will be described.
As shown in FIG. 1, the light L <b> 1 emitted from the light source 400 is incident on the first structure U <b> 1 of the optical device 1. That is, the light L1 sequentially passes through the antireflection film 100a, the housing body 20a, the antireflection film 210a, the antireflection film 311a, the substrate 3a, and the reflection film 312a and enters the gap 25.

ギャップ25に入射した光L1は、間隔h1が所定の大きさに設定された反射膜312aと反射膜312bとの間において、反射を繰り返し、干渉を生じる。この際、反射膜312aおよび反射膜312bにより、光L1の損失を抑えることができる。
前記光L1の干渉の結果、間隔h1に対応した波長の光(干渉光)L2は、基板3b、反射防止膜311b、反射防止膜210bおよびハウジング本体20bを順次透過し、第1の構造体U1から出射して中間層4に向けて出射される。
The light L1 incident on the gap 25 is repeatedly reflected between the reflective film 312a and the reflective film 312b whose interval h1 is set to a predetermined size, and causes interference. At this time, the loss of the light L1 can be suppressed by the reflective film 312a and the reflective film 312b.
As a result of the interference of the light L1, light (interference light) L2 having a wavelength corresponding to the interval h1 is sequentially transmitted through the substrate 3b, the antireflection film 311b, the antireflection film 210b, and the housing body 20b, and the first structure U1. Is emitted toward the intermediate layer 4.

その後、中間層4を透過した光L2は、隣接する第2の構造体U2に入射する。すなわち、光L2は、ハウジング本体20c、反射防止膜210c、反射防止膜311c、基板3cおよび反射膜312cを順次透過し、ギャップ25に入射する。
ギャップ25に入射した光L2は、間隔h2が所定の大きさに設定された反射膜312cと反射膜312dとの間において、反射を繰り返し、干渉を生じる。この際、反射膜312cおよび反射膜312dにより、光L2の損失を抑えることができる。
Thereafter, the light L2 transmitted through the intermediate layer 4 is incident on the adjacent second structural body U2. That is, the light L2 sequentially passes through the housing body 20c, the antireflection film 210c, the antireflection film 311c, the substrate 3c, and the reflection film 312c, and enters the gap 25.
The light L2 that has entered the gap 25 is repeatedly reflected between the reflective film 312c and the reflective film 312d whose interval h2 is set to a predetermined size, thereby causing interference. At this time, the loss of the light L2 can be suppressed by the reflective film 312c and the reflective film 312d.

前記光L2の干渉の結果、間隔h2に対応した波長の光(干渉光)L3は、基板3d、反射防止膜311d、反射防止膜210d、ハウジング本体20dおよび反射防止膜100dを順次透過し、第2の構造体U2(光学デバイス1)から外部に出射する。
以上説明したように、この光学デバイス1によれば、間隔h1および間隔h2の双方を所望の大きさに適宜変更することができ、これにより、様々な波長を有する光に対して波長分離を確実に行うことができる。
As a result of the interference of the light L2, light (interference light) L3 having a wavelength corresponding to the interval h2 sequentially passes through the substrate 3d, the antireflection film 311d, the antireflection film 210d, the housing body 20d, and the antireflection film 100d. The light is emitted from the second structural body U2 (optical device 1).
As described above, according to the optical device 1, both the interval h1 and the interval h2 can be appropriately changed to a desired size, thereby ensuring wavelength separation for light having various wavelengths. Can be done.

ここで、前記波長分離をより具体的に説明する。
図3は、各光L1、L2、L3のそれぞれの波長分布を示す図である。なお、図3(a)〜(c)の横軸は波長、縦軸は透過率を示す。
まず、光L1は、図3(a)のようなほぼフラットな波長分布を示す光であるとする。
ここで、第1の構造体U1に入射した光を、透過率のピーク間隔FSR1の特定の波長域に分離するように、第1の構造体U1中の前記間隔h1を設定する。
Here, the wavelength separation will be described more specifically.
FIG. 3 is a diagram illustrating the wavelength distribution of each of the lights L1, L2, and L3. 3A to 3C, the horizontal axis represents wavelength, and the vertical axis represents transmittance.
First, it is assumed that the light L1 has a substantially flat wavelength distribution as shown in FIG.
Here, the interval h1 in the first structure U1 is set so that the light incident on the first structure U1 is separated into a specific wavelength region of the transmittance peak interval FSR1.

次に、第2の構造体U2に入射した光を、透過率のピーク間隔FSR2の特定の波長域に分離するように、第2の構造体U2中の前記間隔h2を設定する。なお、このときFSR2がFSR1より小さくなるように、例えば、間隔h2を間隔h1より大きくすることで設定を行う。
そして、光L1が第1の構造体U1に入射すると、光L1を間隔h1に応じて波長分離し、図3(b)の実線で示すピーク間隔FSR1の波長分布の光L2を得ることができる。このとき、光L2以外の光は、その波長が、第1の構造体U1の間隔h1で決められる透過条件と一致しないため、第1の構造体U1中で減衰する。
Next, the interval h2 in the second structure U2 is set so that the light incident on the second structure U2 is separated into a specific wavelength range of the transmittance peak interval FSR2. At this time, for example, the setting is performed by setting the interval h2 larger than the interval h1 so that the FSR2 becomes smaller than the FSR1.
When the light L1 is incident on the first structure U1, the light L1 is wavelength-separated according to the interval h1, and light L2 having a wavelength distribution with a peak interval FSR1 indicated by a solid line in FIG. 3B can be obtained. . At this time, the light other than the light L2 is attenuated in the first structure U1 because its wavelength does not match the transmission condition determined by the interval h1 of the first structure U1.

次いで、光L2が第2の構造体U2に入射すると、光L2を間隔h2に応じて波長分離し、図3(c)の実線で示すピーク間隔FSR2の波長分布の光L3を得ることができる。このとき、例えば、第1の構造体U1が透過し得る光のピーク波長と第2の構造体U2が透過し得る光のピーク波長とが波長λで一致しているとすると、波長λのピーク以外の光は、その波長が第2の構造体U2の間隔h2で決められる透過条件と一致しないため、第2の構造体U2中で減衰・除去される。 Next, when the light L2 is incident on the second structure U2, the light L2 is wavelength-separated according to the interval h2, and light L3 having a wavelength distribution with a peak interval FSR2 indicated by a solid line in FIG. 3C can be obtained. . In this case, for example, when the first structure U1 is the peak wavelength of light that can penetrate the peak wavelength of the second light structure U2 may be transmitted to the match at the wavelength lambda 0, the wavelength lambda 0 Since the wavelength of the light other than the peak does not match the transmission condition determined by the interval h2 of the second structure U2, the light is attenuated and removed in the second structure U2.

すなわち、光学デバイス1では、間隔h1と間隔h2とが異なるように設定することにより、第1の構造体U1が透過させる光の波長域と、第2の構造体U2が透過させる光の波長域とを異ならせることができる。これにより、光学デバイス1の光の透過条件を、第1の構造体U1の光の透過条件と、第2の構造体U2の光の透過条件とを合成したものとすることができる。   That is, in the optical device 1, by setting the interval h1 and the interval h2 to be different, the wavelength range of the light transmitted by the first structure U1 and the wavelength range of the light transmitted by the second structure U2 Can be different. Accordingly, the light transmission condition of the optical device 1 can be a combination of the light transmission condition of the first structure U1 and the light transmission condition of the second structure U2.

さらに換言すれば、第1の構造体U1および第2の構造体U2が、前記入射した光L1のうち、間隔h1および間隔h2の双方で設定される特定波長域の光のみを透過させることができる。また、このとき、第1の構造体U1と第2の構造体U2とで、減衰・除去された光の波長域をそれぞれ分担して減衰させることができる。
これにより、第1の構造体U1と第2の構造体U2とにおいて、波長分離を2段階で行うことができ、より自由度の高い波長分離が可能となる。
In other words, the first structure U1 and the second structure U2 may transmit only light in a specific wavelength region set in both the interval h1 and the interval h2 out of the incident light L1. it can. At this time, the first structural body U1 and the second structural body U2 can share and attenuate the wavelength range of the attenuated / removed light.
Thereby, wavelength separation can be performed in two stages in the first structure body U1 and the second structure body U2, and wavelength separation with a higher degree of freedom is possible.

次に、光学デバイス1の製造方法について、図4〜図7を参照しつつ説明する。なお、以下では、ハウジング本体20a、20b、20c、20d、基板3a、3b、3c、3d、スペーサ11等の構成部材は、それぞれ、それらが水平方向に複数個連結した状態のものが形成されている集合体を用いて説明している。ここで、集合体とは、例えば、ガラスウエハー、シリコンウエハー等に前記構成部材が複数個形成されてなるものを指す。ただし、図4〜図7は、光学デバイス1個のみを示している。   Next, a method for manufacturing the optical device 1 will be described with reference to FIGS. In the following, the structural members such as the housing main bodies 20a, 20b, 20c, 20d, the substrates 3a, 3b, 3c, 3d, and the spacer 11 are formed in a state where a plurality of them are connected in the horizontal direction. It is explained by using an aggregate. Here, the aggregate refers to, for example, a glass wafer, a silicon wafer, or the like formed by a plurality of the above-described constituent members. However, FIGS. 4 to 7 show only one optical device.

[1] まず、光学デバイス1の製造に先立って、透明基板(光透過性を有する基板)5を用意する。透明基板5には、厚さが均一でたわみや傷のないガラスウエハー等が好適に用いられる。透明基板5の材料としては、ハウジング本体の説明で述べたとおりである。特に、接合時に透明基板5を加熱する場合があるため、熱応力によって透明基板5に歪みが生じるのを防止する観点から、後述する上部Si層73と熱膨張係数がほぼ等しいものが好適に選択される。   [1] First, prior to the manufacture of the optical device 1, a transparent substrate (a substrate having optical transparency) 5 is prepared. For the transparent substrate 5, a glass wafer having a uniform thickness and free from deflection and scratches is preferably used. The material of the transparent substrate 5 is as described in the description of the housing body. In particular, since the transparent substrate 5 may be heated at the time of bonding, a material having a thermal expansion coefficient substantially equal to the upper Si layer 73 described later is preferably selected from the viewpoint of preventing the transparent substrate 5 from being distorted by thermal stress. Is done.

[2] 次に、図4(a)に示すように、透明基板5の上面にマスク層6を形成(マスキング)する。
マスク層6を構成する材料としては、例えば、Au/Cr、Au/Ti、Pt/Cr、Pt/Tiなどの金属、多結晶シリコン(ポリシリコン)、アモルファスシリコン等のシリコン、窒化シリコン等が挙げられる。マスク層6にシリコンを用いると、マスク層6と透明基板5との密着性が向上する。マスク層6に金属を用いると、形成されるマスク層6の視認性が向上する。
[2] Next, as shown in FIG. 4A, a mask layer 6 is formed (masked) on the upper surface of the transparent substrate 5.
Examples of the material constituting the mask layer 6 include metals such as Au / Cr, Au / Ti, Pt / Cr, and Pt / Ti, silicon such as polycrystalline silicon (polysilicon) and amorphous silicon, and silicon nitride. It is done. When silicon is used for the mask layer 6, adhesion between the mask layer 6 and the transparent substrate 5 is improved. When a metal is used for the mask layer 6, the visibility of the formed mask layer 6 is improved.

マスク層6の厚さは、特に限定されないが、0.01〜1μm程度とすることが好ましく、0.09〜0.11μm程度とすることがより好ましい。マスク層6が薄すぎると、透明基板5を十分に保護できない場合があり、マスク層6が厚すぎると、マスク層6の内部応力によりマスク層6が剥がれ易くなる場合がある。
マスク層6は、例えば、化学気相成膜法(CVD法)、スパッタリング法、蒸着法等の気相成膜法、メッキ法等により形成することができる。
The thickness of the mask layer 6 is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 1 μm, and more preferably about 0.09 to 0.11 μm. If the mask layer 6 is too thin, the transparent substrate 5 may not be sufficiently protected. If the mask layer 6 is too thick, the mask layer 6 may be easily peeled off due to internal stress of the mask layer 6.
The mask layer 6 can be formed by, for example, a chemical vapor deposition method (CVD method), a sputtering method, a vapor deposition method such as a vapor deposition method, a plating method, or the like.

[3] 次に、図4(b)に示すように、マスク層6に、開口61を形成する。
開口61は、例えば、凹部21bを形成する位置に設ける。また、開口61の形状(平面形状)は、形成する凹部21bの形状(平面形状)に対応させる。
開口61は、例えばフォトリソグラフィー法により形成することができる。具体的には、まず、マスク層6上に、開口61に対応したパターンを有するレジスト層(図示せず)を形成する。次に、かかるレジスト層をマスクとして、マスク層6の一部を除去する。次に、前記レジスト層を除去する。これにより、開口61が形成される。なお、マスク層6の一部除去は、例えば、CFガス、塩素系ガス等によるドライエッチング、フッ酸+硝酸水溶液、アルカリ水溶液等の剥離液への浸漬(ウェットエッチング)などにより行うことができる。
[3] Next, as shown in FIG. 4B, an opening 61 is formed in the mask layer 6.
The opening 61 is provided, for example, at a position where the recess 21b is formed. The shape (planar shape) of the opening 61 corresponds to the shape (planar shape) of the recess 21b to be formed.
The opening 61 can be formed by, for example, a photolithography method. Specifically, first, a resist layer (not shown) having a pattern corresponding to the opening 61 is formed on the mask layer 6. Next, a part of the mask layer 6 is removed using the resist layer as a mask. Next, the resist layer is removed. Thereby, the opening 61 is formed. The mask layer 6 can be partially removed by, for example, dry etching using CF gas, chlorine-based gas, or the like, or immersion in a stripping solution such as hydrofluoric acid + nitric acid aqueous solution or alkaline aqueous solution (wet etching).

[4] 次に、図4(c)に示すように、透明基板5に凹部21dを形成する。
凹部21dの形成方法としては、ドライエッチング法、ウェットエッチング法等のエッチング法などが挙げられる。例えばエッチングを行うことにより、透明基板5は、開口61より等方的に食刻され、円柱状をなす凹部21dが形成される。
特に、ウェットエッチング法によると、より理想的な円柱状に近い凹部21dを形成することができる。なお、ウェットエッチングを行う際のエッチング液としては、例えばフッ酸系エッチング液などが好適に用いられる。このとき、エッチング液にグリセリン等のアルコール(特に多価アルコール)を添加すると、凹部21dの表面が極めて滑らかなものとなる。
[4] Next, as shown in FIG. 4C, a recess 21 d is formed in the transparent substrate 5.
Examples of the method for forming the recess 21d include an etching method such as a dry etching method and a wet etching method. For example, by performing etching, the transparent substrate 5 is etched isotropically from the opening 61 to form a cylindrical concave portion 21d.
In particular, according to the wet etching method, it is possible to form the concave portion 21d close to an ideal cylindrical shape. For example, a hydrofluoric acid-based etchant is preferably used as an etchant for wet etching. At this time, when an alcohol (particularly a polyhydric alcohol) such as glycerin is added to the etching solution, the surface of the recess 21d becomes extremely smooth.

[5] 次に、マスク層6を除去する。
これは、例えば、アルカリ水溶液(例えばテトラメチル水酸化アンモニウム水溶液等)、塩酸+硝酸水溶液、フッ酸+硝酸水溶液等の剥離液(除去液)への浸漬(ウェットエッチング)、CFガス、塩素系ガス等によるドライエッチングなどにより行うことができる。
特に、透明基板5を除去液に浸漬することによりマスク層6を除去すると、簡易な操作で、効率よく、マスク層6を除去できる。
以上により、図4(d)に示すように、透明基板5に凹部21dが所定の位置に形成される。
[5] Next, the mask layer 6 is removed.
For example, this can be performed by immersion (wet etching) in a stripping solution (removal solution) such as an alkaline aqueous solution (eg, tetramethylammonium hydroxide aqueous solution), hydrochloric acid + nitric acid aqueous solution, hydrofluoric acid + nitric acid aqueous solution, CF gas, chlorine-based gas It can be performed by dry etching or the like.
In particular, when the mask layer 6 is removed by immersing the transparent substrate 5 in a removing solution, the mask layer 6 can be efficiently removed by a simple operation.
As described above, as shown in FIG. 4D, the concave portion 21d is formed in the transparent substrate 5 at a predetermined position.

[6] 次に、図5(e)に示すように、凹部21dの底部211に電極部23dを形成する。
電極部23dを構成する材料としては、例えばCr、Al、Al合金、Ni、Zn、Tiなどの金属、カーボンやチタンなどを分散した樹脂、多結晶シリコン(ポリシリコン)、アモルファスシリコン等のシリコン、窒化シリコン、ITOのような透明導電材料等が挙げられる。
[6] Next, as shown in FIG. 5E, an electrode portion 23d is formed on the bottom 211 of the recess 21d.
Examples of the material constituting the electrode portion 23d include metals such as Cr, Al, Al alloys, Ni, Zn, and Ti, resins in which carbon and titanium are dispersed, silicon such as polycrystalline silicon (polysilicon) and amorphous silicon, Examples thereof include transparent conductive materials such as silicon nitride and ITO.

この電極部23dの厚さは、例えば、0.1〜0.2μmが好ましい。
電極部23dは、蒸着法、スパッタ法またはイオンプレーティング法等により成膜された透明導電材料層で形成することができる。また、かかる方法にフォトリソグラフィー法を組み合わせることにより、不要部分を除去するようにしてもよい。具体的には、まず、電極部23dに対応したパターンを有するレジスト層(図示せず)を形成する。このレジスト層を構成する材料としては、例えば、Cr/Au/Cr等が挙げられる。
次に、かかるレジスト層をマスクとして、透明導電材料層の一部を除去する。これにより、電極部23dが形成される。
The thickness of the electrode portion 23d is preferably 0.1 to 0.2 μm, for example.
The electrode portion 23d can be formed of a transparent conductive material layer formed by vapor deposition, sputtering, ion plating, or the like. Further, unnecessary portions may be removed by combining the photolithography method with such a method. Specifically, first, a resist layer (not shown) having a pattern corresponding to the electrode portion 23d is formed. Examples of the material constituting the resist layer include Cr / Au / Cr.
Next, a part of the transparent conductive material layer is removed using the resist layer as a mask. Thereby, the electrode part 23d is formed.

[7] 次に、図5(f)に示すように、凹部21dの底部211に反射防止膜210dを設け、透明基板5の下面に反射防止膜100dを設ける。
本製造工程では、反射防止膜210dおよび100dを多層膜で形成する。
多層膜を構成する材料としては、例えばSiO、Ta、SiN等が挙げられる。
[7] Next, as shown in FIG. 5 (f), an antireflection film 210 d is provided on the bottom 211 of the recess 21 d, and an antireflection film 100 d is provided on the lower surface of the transparent substrate 5.
In this manufacturing process, the antireflection films 210d and 100d are formed of multilayer films.
Examples of the material constituting the multilayer film include SiO 2 , Ta 2 O 5 , SiN, and the like.

これらを交互に積層することにより、所定の厚さの多層膜を設けることができる。
また、反射防止膜210dおよび100dのそれぞれの厚さは、例えば、0.1〜12μmが好ましい。
以上により、透明基板5に、凹部21dと、電極部23dと、反射防止膜210dおよび100dとが所定の位置に形成された光学デバイス1用のハウジング2d’が得られる。このハウジング2d’は、前述のハウジング2bからシリコン層33および支持部22を省略したような構成となっている。
By laminating these layers alternately, a multilayer film having a predetermined thickness can be provided.
The thickness of each of the antireflection films 210d and 100d is preferably, for example, 0.1 to 12 μm.
Thus, the housing 2d ′ for the optical device 1 in which the concave portion 21d, the electrode portion 23d, and the antireflection films 210d and 100d are formed at predetermined positions on the transparent substrate 5 is obtained. The housing 2d ′ has a configuration in which the silicon layer 33 and the support portion 22 are omitted from the housing 2b.

以下、ウエハーを用いて、基板3d、支持部32およびシリコン層33を製造する方法と、製造された基板3d(支持部32およびシリコン層33を含む)および光学デバイス1用のハウジング2dを用いて、光学デバイス1を製造する方法とについて説明する。
基板3dを製造する際には、シリコンウエハー(以下、単に「ウエハー」と言う)7をまず用意する。かかるウエハー7は、例えば、以下のようにして、製造、準備することができる。
このウエハー7は、前述した表面粗さの観点から、表面が鏡面にできる特性を有することが好ましい。
このようなことから、ウエハー7としては、例えば、SOI(Silicon on Insulator)基板、SOS(Silicon on Sapphire)基板、シリコン基板等を用いることができる。
Hereinafter, using the wafer, the method for manufacturing the substrate 3d, the support portion 32, and the silicon layer 33, the manufactured substrate 3d (including the support portion 32 and the silicon layer 33), and the housing 2d for the optical device 1 are used. A method for manufacturing the optical device 1 will be described.
When the substrate 3d is manufactured, a silicon wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”) 7 is first prepared. The wafer 7 can be manufactured and prepared as follows, for example.
The wafer 7 preferably has a characteristic that the surface can be mirror-finished from the viewpoint of the surface roughness described above.
For this reason, as the wafer 7, for example, an SOI (Silicon on Insulator) substrate, an SOS (Silicon on Sapphire) substrate, a silicon substrate, or the like can be used.

本製造工程においては、ウエハー7として、SOI基板を使用する。
ウエハー7は、Siベース層71、SiO層72、上部Si層(活性層)73の3層の積層体で構成されている。
このウエハー7の厚さは、特に限定されないが、特に上部Si層73は、10〜100μm程度が好ましい。
In this manufacturing process, an SOI substrate is used as the wafer 7.
The wafer 7 is composed of a three-layered structure including an Si base layer 71, an SiO 2 layer 72, and an upper Si layer (active layer) 73.
The thickness of the wafer 7 is not particularly limited, but the upper Si layer 73 is particularly preferably about 10 to 100 μm.

[8] まず、図5(g)に示すように、上部Si層73の下面に、後述する接合の工程後において、凹部21dと対向するように、反射防止膜311dを設ける。
[9] 次に、図5(h)に示すように、ウエハー7の上部Si層73と、ハウジング2d’の凹部21dが形成された面とが対向し、直接接触するようにウエハー7をハウジング2d’上に配置する。そして、接触部を接合する。
[8] First, as shown in FIG. 5G, an antireflection film 311d is provided on the lower surface of the upper Si layer 73 so as to face the recess 21d after the bonding step described later.
[9] Next, as shown in FIG. 5H, the upper Si layer 73 of the wafer 7 and the surface of the housing 2d ′ on which the recess 21d is formed face each other so that the wafer 7 is in direct contact with the housing. Place on 2d '. And a contact part is joined.

この接合は、例えば、陽極接合、融接のような接合法により行うことができるが、陽極接合により行われるのが好ましい。陽極接合は、接合対象物を溶融する必要がないため、比較的低温下で接合することができる。これにより、熱による部材の劣化や変形を防止することができる。
このような陽極接合は、例えば、次のようにして行う。
This bonding can be performed by a bonding method such as anodic bonding or fusion welding, but is preferably performed by anodic bonding. In anodic bonding, since it is not necessary to melt the object to be bonded, bonding can be performed at a relatively low temperature. Thereby, deterioration and deformation of the member due to heat can be prevented.
Such anodic bonding is performed as follows, for example.

[9−1] まず、ハウジング2d’に図示しない直流電源のマイナス端子、上部Si層73に図示しない直流電源のプラス端子をそれぞれ接続する。
[9−2] 次に、ハウジング2d’を加熱しながら電圧を印加する。この加熱により、ハウジング2d’中のNa(ナトリウムイオン)等の可動イオンが移動し易くなる。このNaの移動により、ハウジング2d’の接合面はマイナスに帯電し、ウエハー7の接合面はプラスに帯電する。この結果、ハウジング2d’とウエハー7とは強固に接合される。
[9-1] First, a negative terminal of a DC power source (not shown) is connected to the housing 2 d ′, and a positive terminal of a DC power source (not shown) is connected to the upper Si layer 73.
[9-2] Next, a voltage is applied while heating the housing 2d ′. This heating facilitates movement of movable ions such as Na + (sodium ions) in the housing 2d ′. Due to the movement of Na + , the bonding surface of the housing 2d ′ is negatively charged, and the bonding surface of the wafer 7 is positively charged. As a result, the housing 2d ′ and the wafer 7 are firmly bonded.

このとき、印加電圧は、200〜2000V程度であるのが好ましく、500〜1000V程度であるのがより好ましい。電圧が前記範囲であれば、ハウジング2d’とウエハー7との陽極接合がより確実にそしてより強固になされる。
また、加熱温度としては、ハウジング2d’とウエハー7との陽極接合がなされれば、特に限定されないが、200〜500℃程度であるのが好ましく、300〜400℃程度であるのがより好ましい。これにより、ハウジング2d’とウエハー7との陽極接合がより確実にそしてより強固になされる。また、このような比較的低い温度でも、ハウジング2d’およびウエハー7の熱による劣化または変形を防止しつつ、前記接合を行うことができる。
At this time, the applied voltage is preferably about 200 to 2000V, and more preferably about 500 to 1000V. When the voltage is within the above range, the anodic bonding between the housing 2d ′ and the wafer 7 is performed more reliably and more firmly.
The heating temperature is not particularly limited as long as the anodic bonding between the housing 2d ′ and the wafer 7 is performed, but is preferably about 200 to 500 ° C., more preferably about 300 to 400 ° C. As a result, the anodic bonding between the housing 2d ′ and the wafer 7 is more reliably and firmly performed. Even at such a relatively low temperature, the bonding can be performed while preventing deterioration or deformation of the housing 2d ′ and the wafer 7 due to heat.

[10] 次に、図6(i)に示すように、エッチングや研磨を行ってSiベース層71を除去する。
エッチング方法としては、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチングが用いられるが、ドライエッチングを用いるのが好ましい。いずれの場合も、Siベース層71の除去のとき、SiO層72がストッパーとなるが、ドライエッチングは、エッチング液を用いないので、電極部23bに対向している上部Si層73の損傷を好適に防ぐことができる。これにより、高い歩留まりで光学デバイス1を製造することができる。
[10] Next, as shown in FIG. 6 (i), the Si base layer 71 is removed by etching and polishing.
As the etching method, for example, wet etching or dry etching is used, but dry etching is preferably used. In any case, when the Si base layer 71 is removed, the SiO 2 layer 72 serves as a stopper. However, since the dry etching does not use an etchant, the upper Si layer 73 facing the electrode portion 23b is damaged. It can prevent suitably. Thereby, the optical device 1 can be manufactured with a high yield.

[11] 次に、図6(j)に示すように、エッチングを行ってSiO層72を除去する。エッチングを行う場合には、フッ酸を含むエッチング液を用いるのが好ましい。これにより、SiO層72を好適に除去することができ、上部Si層73を好適に形成することができる。
なお、ウエハー7をSi単体で形成し、以降の工程を行うのに最適な厚さの場合には、工程[10]、[11]は行わなくてもよい。これにより、光学デバイス1を製造する際の工程を簡略化することができる。
[11] Next, as shown in FIG. 6J, etching is performed to remove the SiO 2 layer 72. When etching is performed, an etchant containing hydrofluoric acid is preferably used. Thereby, the SiO 2 layer 72 can be suitably removed, and the upper Si layer 73 can be suitably formed.
In the case where the wafer 7 is formed of Si alone and has an optimum thickness for performing the subsequent steps, the steps [10] and [11] may not be performed. Thereby, the process at the time of manufacturing the optical device 1 can be simplified.

[12] 次に、図6(k)に示すように、上部Si層73の上面の反射防止膜311dに対応する箇所に反射膜312dを設ける。
[13] 次に、基板3dおよび支持部32の形状(平面形状)に対応したパターンを有するレジスト層(図示せず)を形成する。次に、図6(L)に示すように、ドライエッチング法、特にICPエッチングにて、上部Si層73をエッチングし、貫通孔8を形成する。これにより、基板3dと、支持部32と、シリコン層33とが一体的に形成される。
[12] Next, as shown in FIG. 6 (k), a reflective film 312 d is provided at a location corresponding to the antireflection film 311 d on the upper surface of the upper Si layer 73.
[13] Next, a resist layer (not shown) having a pattern corresponding to the shape (planar shape) of the substrate 3d and the support portion 32 is formed. Next, as shown in FIG. 6L, the upper Si layer 73 is etched by a dry etching method, particularly ICP etching, to form a through hole 8. Thus, the substrate 3d, the support portion 32, and the silicon layer 33 are integrally formed.

本工程では、ICPエッチングを行う。すなわち、エッチング用ガスによるエッチングと、デポジッション用ガスによる保護膜の形成とを、交互に繰り返し行って、基板3dを形成する。
前記エッチング用ガスとしては、例えば、SF等が挙げられ、また、前記デポジッション用ガスとしては、例えば、C等が挙げられる。
In this step, ICP etching is performed. That is, the substrate 3d is formed by alternately repeating the etching with the etching gas and the formation of the protective film with the deposition gas.
Examples of the etching gas include SF 6 and the like, and examples of the deposition gas include C 4 F 8 and the like.

これにより、上部Si層73のみがエッチングされ、また、ドライエッチングなので、他の部位に影響を与えることなく、基板3dと、支持部32と、シリコン層33とを精度良く、確実に形成することができる。
このように、基板3dと、支持部32と、シリコン層33との形成においては、ドライエッチング法、特にICPエッチングを用いるので、特に基板3dを、容易、確実かつ精度良く形成することができる。
なお、本発明では、本工程において、前記と異なるドライエッチング法を用いて基板3dと、支持部32と、シリコン層33とを形成してもよく、また、ドライエッチング法以外の方法を用いて基板3dと、支持部32と、シリコン層33とを形成してもよい。
As a result, only the upper Si layer 73 is etched, and since it is dry etching, the substrate 3d, the support portion 32, and the silicon layer 33 are accurately and reliably formed without affecting other portions. Can do.
As described above, since the dry etching method, particularly ICP etching is used in forming the substrate 3d, the support portion 32, and the silicon layer 33, the substrate 3d can be formed easily, reliably, and accurately.
In the present invention, in this step, the substrate 3d, the support portion 32, and the silicon layer 33 may be formed by using a dry etching method different from the above, or by using a method other than the dry etching method. The substrate 3d, the support portion 32, and the silicon layer 33 may be formed.

以上により、光学デバイス1用の構造体10Dが得られる。
また、前記工程[1]〜[13]とほぼ同様の工程を経ることにより、光学デバイス1用の構造体10C、10Bおよび10Aを製造することができる。
なお、構造体10C、10Bにおいて、構造体10Dの反射防止膜100dと同様の反射防止膜は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。
As described above, the structure 10D for the optical device 1 is obtained.
Moreover, the structural bodies 10C, 10B, and 10A for the optical device 1 can be manufactured through substantially the same steps as the steps [1] to [13].
In the structures 10C and 10B, an antireflection film similar to the antireflection film 100d of the structure 10D may be provided as necessary and may be omitted.

[14] 次に、図6(m)に示すように、構造体10D上のシリコン層33に、枠状のスペーサ11を接合する。この接合は、例えば、陽極接合または直接接合により行うことができる。
このうち、陽極接合は、スペーサ11の構成材料が、アルカリ金属のような可動イオンを含有するガラスである場合に好適に用いられる。
一方、直接接合は、スペーサ11の構成材料が、シリコンである場合に好適に用いられる。
以下、陽極接合、直接接合について順次説明する。
[14] Next, as shown in FIG. 6M, the frame-shaped spacer 11 is bonded to the silicon layer 33 on the structure 10D. This bonding can be performed by, for example, anodic bonding or direct bonding.
Among these, anodic bonding is suitably used when the constituent material of the spacer 11 is glass containing movable ions such as alkali metal.
On the other hand, the direct bonding is suitably used when the constituent material of the spacer 11 is silicon.
Hereinafter, anodic bonding and direct bonding will be sequentially described.

<<陽極接合>>
[14−1A] まず、シリコン層33上にスペーサ11が直接接触するように、構造体10Dとスペーサ11とを配置する。
[14−2A] 次に、スペーサ11の上部に図示しない直流電源のマイナス端子、シリコン層33の下部に図示しない直流電源のプラス端子にそれぞれ接続する。そして、スペーサ11を加熱しながら電圧を印加する。これにより、スペーサ11中のNaのような可動イオンが電界に応じて移動し易くなる。このNaの移動により、スペーサ11の上面および下面はマイナスに帯電する。一方、シリコン層33の接合面はプラスに帯電する。この結果、スペーサ11とシリコン層33との間に強い静電引力が発生して吸着するとともに、共有結合等の化学結合に起因した強固な結合がなされる。
このとき、印加する電圧、加熱温度としては、前記工程[9−2]と同様である。
<< Anodic bonding >>
[14-1A] First, the structure 10D and the spacer 11 are arranged so that the spacer 11 directly contacts the silicon layer 33.
[14-2A] Next, a negative terminal of a DC power source (not shown) is connected to the upper portion of the spacer 11, and a positive terminal of a DC power source (not shown) is connected to the lower portion of the silicon layer 33. Then, a voltage is applied while heating the spacer 11. Thereby, movable ions such as Na + in the spacer 11 are easily moved according to the electric field. By this movement of Na + , the upper surface and the lower surface of the spacer 11 are negatively charged. On the other hand, the bonding surface of the silicon layer 33 is positively charged. As a result, a strong electrostatic attractive force is generated and adsorbed between the spacer 11 and the silicon layer 33, and a strong bond due to a chemical bond such as a covalent bond is formed.
At this time, the voltage to be applied and the heating temperature are the same as in step [9-2].

また、前述したように、陽極接合を用いることにより、比較的低温下でもスペーサ11とシリコン層33とを強固に結合することができる。これにより、スペーサ11およびシリコン層33等の熱による劣化または変形を防止することができる。
さらに、陽極接合によると、スペーサ11とシリコン層33とを気密接合することができる。これにより、本実施形態の光学デバイス1は気密封止され、光学デバイス1内部の反射膜や反射防止膜といった光学部品の外部環境による劣化または汚染等を防止(耐候性を向上)することができる。
Further, as described above, by using anodic bonding, the spacer 11 and the silicon layer 33 can be firmly bonded even at a relatively low temperature. Thereby, deterioration or deformation | transformation by the heat | fever of the spacer 11 and the silicon layer 33 grade can be prevented.
Furthermore, according to anodic bonding, the spacer 11 and the silicon layer 33 can be hermetically bonded. As a result, the optical device 1 of the present embodiment is hermetically sealed, and can prevent (improve weather resistance) deterioration or contamination due to the external environment of optical components such as a reflection film and an antireflection film inside the optical device 1. .

また、従来では、このような光学デバイスを外部環境から保護するため、光学デバイス全体を気密パッケージ内に封入することが行われていた。しかしながら、本発明の光学デバイス1では、前述のように、光学デバイス1自体が外部環境に対する耐性を有しているため、気密パッケージを省略することができる。これにより、光学デバイス1の製造コストの削減、製造工程の簡略化等が図られる。   Conventionally, in order to protect such an optical device from the external environment, the entire optical device has been sealed in an airtight package. However, in the optical device 1 of the present invention, as described above, since the optical device 1 itself has resistance to the external environment, an airtight package can be omitted. Thereby, reduction of the manufacturing cost of the optical device 1, simplification of a manufacturing process, etc. are achieved.

<<直接接合>>
[14−1B] まず、スペーサ11の接合面およびシリコン層33の接合面のうちの少なくとも一方に対して、表面酸化処理を行う。これにより、シリコン製のスペーサ11の接合面およびシリコン層33の接合面が酸化され、各接合面に酸化シリコン(SiO)が生成する。その結果、各接合面には多数の水酸基が生じ、接合面間には水素結合による結合が生じる。
<< Direct bonding >>
[14-1B] First, surface oxidation treatment is performed on at least one of the bonding surface of the spacer 11 and the bonding surface of the silicon layer 33. Thereby, the bonding surface of the silicon spacer 11 and the bonding surface of the silicon layer 33 are oxidized, and silicon oxide (SiO 2 ) is generated on each bonding surface. As a result, a large number of hydroxyl groups are generated on each bonding surface, and bonding due to hydrogen bonding occurs between the bonding surfaces.

表面酸化処理としては、酸素プラズマ処理、紫外線照射処理、イオン照射処理のようなドライプロセス処理、酸処理のようなウェットプロセス処理等が挙げられる。
これらの中でも、酸素プラズマ処理および酸処理のうちの少なくとも一方であるのが好ましい。これにより、前記接合面のシリコンをより効率よく酸化することができる。
酸素プラズマ処理は、接合面をプラズマによる活性酸素と接触させることにより、接合面に水酸基を生じさせる処理である。
酸素プラズマ処理の条件の一例としては、プラズマの出力が50〜1000W程度、酸素ガス流量が50〜100mL/min程度、処理温度が30〜90℃程度である。
Examples of the surface oxidation treatment include oxygen plasma treatment, ultraviolet irradiation treatment, dry process treatment such as ion irradiation treatment, wet process treatment such as acid treatment, and the like.
Among these, at least one of oxygen plasma treatment and acid treatment is preferable. Thereby, the silicon | silicone of the said joint surface can be oxidized more efficiently.
The oxygen plasma treatment is a treatment for generating a hydroxyl group on the joint surface by bringing the joint surface into contact with active oxygen generated by plasma.
As an example of the conditions for the oxygen plasma treatment, the plasma output is about 50 to 1000 W, the oxygen gas flow rate is about 50 to 100 mL / min, and the treatment temperature is about 30 to 90 ° C.

一方、酸処理は、接合面に酸を含む薬液を接触させることにより、接合面を酸化する処理である。
この酸としては、例えば、硫酸(HSO)、塩酸(HCl)等が挙げられる。
また、薬液としては、前記酸の他に、例えば、過酸化水素(H)、蒸留水、純水、超純水、イオン交換水、RO水のような各種水等を含んでいてもよい。
さらに、接合面に薬液を接触させる際には、薬液が沸騰する程度に加熱したり、薬液に超音波を照射しつつ行うようにしてもよい。これにより、より効率よく表面酸化処理を行うことができる。
On the other hand, the acid treatment is a treatment for oxidizing the joint surface by bringing a chemical solution containing an acid into contact with the joint surface.
Examples of the acid include sulfuric acid (H 2 SO 4 ), hydrochloric acid (HCl), and the like.
In addition to the acid, the chemical solution includes, for example, various kinds of water such as hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), distilled water, pure water, ultrapure water, ion exchange water, RO water, and the like. Also good.
Furthermore, when the chemical solution is brought into contact with the bonding surface, the chemical solution may be heated to a boiling level or may be performed while irradiating the chemical solution with ultrasonic waves. Thereby, surface oxidation treatment can be performed more efficiently.

[14−2B] 次に、シリコン層33上の表面酸化処理を施した接合面にスペーサ11の表面酸化処理を施した接合面が直接接触するように、構造体10Dとスペーサ11とを配置する。
[14−3B] 次に、配置した構造体10Dとスペーサ11とを加熱する。これにより、前記水素結合による結合は、Si−O−Si結合に変化し、シリコン層33とスペーサ11との直接接合(シリコンフュージョンボンディング)がなされる。その結果、シリコン層とスペーサ11とが強固に接合される。
[14-2B] Next, the structure 10D and the spacer 11 are arranged so that the joint surface on which the surface oxidation treatment is performed on the silicon layer 33 is in direct contact with the joint surface on which the spacer 11 is subjected to the surface oxidation treatment. .
[14-3B] Next, the arranged structure 10D and the spacer 11 are heated. Thereby, the bond by the hydrogen bond changes to a Si—O—Si bond, and the silicon layer 33 and the spacer 11 are directly bonded (silicon fusion bonding). As a result, the silicon layer and the spacer 11 are firmly bonded.

このとき、加熱温度としては、30〜500℃程度であるのが好ましく、300〜400℃程度であるのがより好ましい。これにより、接合対象物への熱の影響を最小限にしつつ、より強固に接合することができる。
また、加熱の際に、スペーサ11とシリコン層33とを近付ける方向に圧縮力を与えてもよい。これにより、より強固にかつムラなく接合することができる。
At this time, the heating temperature is preferably about 30 to 500 ° C, more preferably about 300 to 400 ° C. Thereby, it can join more firmly, minimizing the influence of the heat | fever to a joining target object.
Further, during heating, a compressive force may be applied in a direction in which the spacer 11 and the silicon layer 33 are brought close to each other. Thereby, it can join more firmly and evenly.

また、直接接合によると、前記陽極接合と同様、スペーサ11とシリコン層33とを気密接合することができるため、光学デバイス1の耐候性を向上させることができるとともに、製造コストの削減、製造工程の簡略化等を図ることができる。
さらに、直接接合を用いる場合、スペーサ11はシリコンで構成されている。このため、スペーサ11とシリコン層33の間の熱膨張率差がほぼなくなり、スペーサ11およびシリコン層33の熱膨張差に伴う熱応力の発生を防止することができる。その結果、熱応力による接合部の損傷、光学デバイス1の変形、それらによるデバイス特性の低下等を確実に防止し、高品質な光学デバイス1を得ることができる。
また、光学デバイス1が小型化され、変形の許容範囲を縮小せざるを得ない場合にも、直接接合を用いることにより光学デバイス1の変形が防止されるため、光学デバイス1の特性の低下を防止しつつ小型化を図ることができる。
In addition, according to the direct bonding, since the spacer 11 and the silicon layer 33 can be hermetically bonded as in the case of the anodic bonding, the weather resistance of the optical device 1 can be improved, the manufacturing cost can be reduced, and the manufacturing process can be performed. Can be simplified.
Further, when direct bonding is used, the spacer 11 is made of silicon. For this reason, the difference in thermal expansion coefficient between the spacer 11 and the silicon layer 33 is almost eliminated, and generation of thermal stress due to the difference in thermal expansion between the spacer 11 and the silicon layer 33 can be prevented. As a result, it is possible to reliably prevent damage to the joint due to thermal stress, deformation of the optical device 1, deterioration of device characteristics due to them, and the like, and obtain a high-quality optical device 1.
Further, even when the optical device 1 is downsized and the allowable range of deformation is inevitably reduced, the deformation of the optical device 1 is prevented by using direct bonding, so that the characteristics of the optical device 1 are deteriorated. The size can be reduced while preventing.

[15] 次に、図7(n)に示すように、構造体10Dのシリコン層33上に、基板3cと基板3dとが対向するように、枠状のスペーサ11を接合する。この接合は、例えば、前記工程[14]と同様の方法により行うことができる。
また、この接合は減圧雰囲気下で行われるのが好ましい。これにより、構造体10C、10Dおよびスペーサ11で画成された空間が減圧された状態の光学デバイス1を得ることができる。その結果、光学デバイス1内に配置された基板3cおよび基板3dが変位する際の空気抵抗を低減するとともに、反射膜や反射防止膜等の光学部品の経時劣化を抑制することができる。すなわち、信頼性の高い光学デバイス1を得ることができる。
[15] Next, as shown in FIG. 7 (n), a frame-shaped spacer 11 is bonded onto the silicon layer 33 of the structure 10 </ b> D so that the substrate 3 c and the substrate 3 d face each other. This joining can be performed, for example, by the same method as in the step [14].
Further, this bonding is preferably performed in a reduced pressure atmosphere. Thereby, the optical device 1 in a state where the space defined by the structures 10C and 10D and the spacer 11 is decompressed can be obtained. As a result, it is possible to reduce the air resistance when the substrate 3c and the substrate 3d disposed in the optical device 1 are displaced, and to suppress deterioration with time of optical components such as a reflection film and an antireflection film. That is, the optical device 1 with high reliability can be obtained.

なお、本実施形態では、前記工程[14]と前記工程[15]とを個別に行う場合について説明したが、これらは同時に行うこともできる。すなわち、構造体10Dのシリコン層33上に、スペーサ11が直接接触するように配置し、さらに、構造体10Cのシリコン層33がスペーサ11に直接接触するように配置する。そして、これらを陽極接合または直接接合により一括して接合する。このような方法によれば、製造工程の簡略化を図ることができる。
以上により、光学デバイス1用の第2の構造体U2が得られる。
また、前記工程[14]〜[15]とほぼ同様の工程を経ることにより、光学デバイス1用の第1の構造体U1を製造することができる。
In addition, although this embodiment demonstrated the case where the said process [14] and the said process [15] were performed separately, these can also be performed simultaneously. That is, the spacer 11 is disposed on the silicon layer 33 of the structure 10D so as to be in direct contact, and further, the silicon layer 33 of the structure 10C is disposed so as to be in direct contact with the spacer 11. These are bonded together by anodic bonding or direct bonding. According to such a method, the manufacturing process can be simplified.
Thus, the second structure U2 for the optical device 1 is obtained.
Moreover, the 1st structure U1 for optical devices 1 can be manufactured by passing through the process substantially the same as said process [14]-[15].

[16] 次に、図7(o)に示すように、第2の構造体U2上に、第1の構造体U1を積層(接合)する。このとき、第1の構造体U1と第2の構造体U2とは、入射する光の光軸に沿って、中間層4を介して積層される。以下、シート状の中間層を介して第1の構造体U1と第2の構造体U2を積層する方法を代表に説明する。
[16−1] まず、第2の構造体U2のハウジング2c上に、シート状の中間層を重ねる。
[16−2] 次に、第1の構造体U1のハウジング2bの下面が中間層に接触するように、第1の構造体U1と第2の構造体U2とを配置する。これにより、ハウジング2cの上面とハウジング2bの下面との間隙を中間層で充填することができる。
以上のような工程を経ることにより、光学デバイス1の集合体が得られる。
[16] Next, as shown in FIG. 7 (o), the first structure U1 is stacked (joined) on the second structure U2. At this time, the first structure body U1 and the second structure body U2 are stacked via the intermediate layer 4 along the optical axis of the incident light. Hereinafter, a method of laminating the first structure body U1 and the second structure body U2 via a sheet-like intermediate layer will be described as a representative.
[16-1] First, a sheet-like intermediate layer is overlaid on the housing 2c of the second structure U2.
[16-2] Next, the first structure U1 and the second structure U2 are arranged so that the lower surface of the housing 2b of the first structure U1 is in contact with the intermediate layer. Thereby, the gap between the upper surface of the housing 2c and the lower surface of the housing 2b can be filled with the intermediate layer.
The assembly of the optical device 1 is obtained through the above steps.

[17] 次に、光学デバイス1の集合体を分割することにより、複数個の光学デバイス1を取り出す。これにより、光学デバイス1の製造に要する時間の増大を防止しつつ、歩留まりの向上を図ることができる。その結果、光学デバイス1の製造コストの低減を図ることができる。
また、複数個を一括して製造するため、光学デバイス1間の特性のバラツキを抑制することもできる。
[17] Next, a plurality of optical devices 1 are taken out by dividing the aggregate of the optical devices 1. As a result, it is possible to improve the yield while preventing an increase in time required for manufacturing the optical device 1. As a result, the manufacturing cost of the optical device 1 can be reduced.
Moreover, since a plurality are manufactured in a lump, variation in characteristics between the optical devices 1 can be suppressed.

光学デバイス1の集合体を分割する方法としては、特に限定されないが、例えば、ダイシングソー、ワイヤソーのような機械加工、レーザ加工、ウォータージェット加工、衝撃による割断、エッチング等の各種方法が挙げられる。
また、本実施形態のように、光学デバイス1の構造体10A、10Bおよびスペーサ11で画成された空間や、構造体10C、10Dおよびスペーサ11で画成された空間が封止されている場合には、前述の分割加工の際に、水や切り屑等の不要物が前記空間に侵入することにより、光学デバイス1の特性を低下させるのを防止することができる。
The method for dividing the assembly of the optical device 1 is not particularly limited, and examples thereof include various methods such as machining such as dicing saw and wire saw, laser processing, water jet processing, cleaving due to impact, and etching.
Further, as in the present embodiment, when the space defined by the structures 10A and 10B and the spacer 11 of the optical device 1 and the space defined by the structures 10C and 10D and the spacer 11 are sealed In the above-described division processing, it is possible to prevent deterioration of the characteristics of the optical device 1 due to the entry of unnecessary materials such as water and chips into the space.

以上のような工程を追加することにより、1個の光学デバイス1が得られる。
なお、本実施形態では、複数個の光学デバイス1を一括して製造する場合について説明したが、本発明の光学デバイスの製造方法はこのような場合に限定されない。すなわち、1個の光学デバイス1を製造する場合に、本発明の光学デバイスの製造方法が適用可能なことは言うまでもない。
By adding the steps as described above, one optical device 1 is obtained.
In addition, although this embodiment demonstrated the case where the some optical device 1 was manufactured collectively, the manufacturing method of the optical device of this invention is not limited to such a case. That is, when manufacturing one optical device 1, it goes without saying that the method for manufacturing an optical device of the present invention is applicable.

<第2実施形態>
図8は、本発明の光学デバイスの第2実施形態を示す断面図(側面図)、図9は、図8に示す光学デバイスのB−B線断面図(平面図)である。なお、以下の説明では、図8中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
以下、これらの図を参照して本発明の光学デバイスの第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
Second Embodiment
8 is a cross-sectional view (side view) showing a second embodiment of the optical device of the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view (plan view) taken along the line BB of the optical device shown in FIG. In the following description, the upper side in FIG. 8 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
Hereinafter, the second embodiment of the optical device of the present invention will be described with reference to these drawings. However, the difference from the above-described embodiment will be mainly described, and the description of the same matters will be omitted.

本実施形態の光学デバイス1は、電極部23e、23f、23g、23hの構成がそれぞれ異なること以外は前記第1実施形態の光学デバイス1と同様である。
図8および図9に示すように、光学デバイス1Aの電極部23eは、2つの(一対の)電極板231、232で構成されている。各電極板231、232には、独立して通電することができる。
The optical device 1 of the present embodiment is the same as the optical device 1 of the first embodiment except that the configurations of the electrode portions 23e, 23f, 23g, and 23h are different.
As shown in FIGS. 8 and 9, the electrode portion 23 e of the optical device 1 </ b> A includes two (a pair of) electrode plates 231 and 232. The electrode plates 231 and 232 can be energized independently.

また、各電極板231、232は、基板3aの縁部31に対向して設けられている。
このような各電極板231、232は、第1実施形態の製造工程[6]において、凹部21dの底部211に第2の電極部23dを形成する際に、マスクとなるレジスト層の形状を変更することにより形成することができる。
また、上記方法と同様にして、2つの電極板231、232で構成された電極部23f、23g、23hを形成することもできる。
The electrode plates 231 and 232 are provided to face the edge 31 of the substrate 3a.
Such electrode plates 231 and 232 change the shape of the resist layer serving as a mask when the second electrode portion 23d is formed on the bottom 211 of the recess 21d in the manufacturing process [6] of the first embodiment. Can be formed.
Similarly to the above method, the electrode portions 23f, 23g, and 23h constituted by the two electrode plates 231 and 232 can be formed.

このように2つの電極板231、232で構成された電極部23eでは、電極板231に通電をすることにより、基板3aが電極板231側に傾斜することとなる(図8参照)。一方、電極板232に通電をすることにより、基板3aが電極板232側に傾斜することとなる。
なお、電極部23eの電極板231および232の双方に通電を行うことにより、前記第1実施形態と同様に、基板3aを上下方向に変位させることができる。
このように、電極部23eの通電パターンを変更することにより、基板3aの姿勢を容易かつ確実に変更することができる。
Thus, in the electrode part 23e comprised by the two electrode plates 231 and 232, by supplying with electricity to the electrode plate 231, the board | substrate 3a will incline to the electrode plate 231 side (refer FIG. 8). On the other hand, when the electrode plate 232 is energized, the substrate 3a is inclined toward the electrode plate 232 side.
In addition, by energizing both the electrode plates 231 and 232 of the electrode portion 23e, the substrate 3a can be displaced in the vertical direction as in the first embodiment.
Thus, by changing the energization pattern of the electrode part 23e, the posture of the substrate 3a can be easily and reliably changed.

図8に示すように、光学デバイス1Aの電極部23fは、電極部23eとほぼ同様に、2つの電極板231、232で構成されている。各電極板231、232に、独立して通電することができる。また、各電極板231、232は、基板3bの縁部31に対向して設けられている。
このような構成の電極部23fは、電極板231に通電をすることにより、基板3bが電極板231側に傾斜することとなる。一方、電極板232に通電をすることにより、基板3bが電極板232側に傾斜することとなる。
なお、電極部23fの電極板231および232の双方に通電を行うことにより、前記第1実施形態と同様に、基板3bを上下方向に変位させることができる。
As shown in FIG. 8, the electrode part 23f of the optical device 1A is composed of two electrode plates 231 and 232 in substantially the same manner as the electrode part 23e. The electrode plates 231 and 232 can be energized independently. The electrode plates 231 and 232 are provided to face the edge 31 of the substrate 3b.
In the electrode part 23f having such a configuration, when the electrode plate 231 is energized, the substrate 3b is inclined toward the electrode plate 231 side. On the other hand, when the electrode plate 232 is energized, the substrate 3b is inclined toward the electrode plate 232 side.
In addition, by energizing both the electrode plates 231 and 232 of the electrode portion 23f, the substrate 3b can be displaced in the vertical direction as in the first embodiment.

このように、電極部23fの通電パターンを変更することにより、基板3bの姿勢を容易かつ確実に変更することができる。
また、図8に示す電極部23gは電極部23eと、電極部23hは電極部23fと、それぞれ同様の作用・効果が得られる。
このような構成の光学デバイス1Aでは、電極部23eと電極部23fとの通電パターンを変更(選択)することにより、基板3aと基板3bとがほぼ平行となる平行状態と、基板3aと基板3bとが非平行となる非平行状態とを取り得る。
Thus, by changing the energization pattern of the electrode portion 23f, the posture of the substrate 3b can be easily and reliably changed.
Further, the electrode part 23g shown in FIG. 8 has the same action and effect as the electrode part 23e, and the electrode part 23h has the same effect as the electrode part 23f.
In the optical device 1A having such a configuration, by changing (selecting) the energization pattern between the electrode part 23e and the electrode part 23f, the parallel state in which the substrate 3a and the substrate 3b are substantially parallel, and the substrate 3a and the substrate 3b are obtained. Can be in a non-parallel state where they are non-parallel.

同様に、電極部23gと電極部23hとの通電パターンを変更(選択)することにより、基板3cと基板3dとがほぼ平行となる平行状態と、基板3cと基板3dとが非平行となる非平行状態とを取り得る。
平行状態では、前記第1実施形態で述べたように、入射した光L1が反射膜312aと反射膜312bとの間において反射を繰り返し、干渉を生じさせて、前記間隔h1に応じた波長の光L2を隣接する第2の構造体U2に向けて出射する。第2の構造体U2に入射した光L2は、第2の構造体U2の反射膜312cと反射膜312dとの間において反射を繰り返し、干渉を生じさせて、間隔h2に応じた波長の光L3を外部に出射(透過)することができる。すなわち、波長分離が行われる。
非平行状態では、以下に示す3つのパターン(状態)がある。
なお、第1の構造体U1および第2の構造体U2では、その構成が同様であることから、以下では、第1の構造体U1を代表に説明し、第2の構造体U2については、その説明を省略する。
Similarly, by changing (selecting) the energization pattern between the electrode portion 23g and the electrode portion 23h, the parallel state in which the substrate 3c and the substrate 3d are substantially parallel to each other and the non-parallel state in which the substrate 3c and the substrate 3d are not parallel to each other. Parallel state can be taken.
In the parallel state, as described in the first embodiment, the incident light L1 is repeatedly reflected between the reflective film 312a and the reflective film 312b, causing interference, and light having a wavelength corresponding to the interval h1. L2 is emitted toward the adjacent second structural body U2. The light L2 incident on the second structure U2 is repeatedly reflected between the reflection film 312c and the reflection film 312d of the second structure U2, causing interference, and the light L3 having a wavelength corresponding to the interval h2. Can be emitted (transmitted) to the outside. That is, wavelength separation is performed.
In the non-parallel state, there are the following three patterns (states).
In addition, since the structure is the same in the 1st structure U1 and the 2nd structure U2, below, the 1st structure U1 is demonstrated as a representative, and about the 2nd structure U2, The description is omitted.

(1)水平な基板3bに対して基板3aが傾斜する状態。
(2)水平な基板3aに対して基板3bが傾斜する状態。すなわち、パターン(1)とは、逆のパターン。
(3)基板3aおよび基板3bがそれぞれ、図中上下方向(鉛直方向)に対して傾斜する状態。
(1) A state in which the substrate 3a is inclined with respect to the horizontal substrate 3b.
(2) A state in which the substrate 3b is inclined with respect to the horizontal substrate 3a. That is, the pattern is the reverse of pattern (1).
(3) The substrate 3a and the substrate 3b are inclined with respect to the vertical direction (vertical direction) in the drawing.

このような非平行状態では、前記光L1の反射の繰り返しが阻止され、光L3の出射(透過)が阻止される。従って、光学デバイス1Aは、スイッチとしての機能を有している。
また、非平行状態では、基板3aと基板3bとの平行度を制御することにより、反射膜312aと反射膜312bとの間における光L1の減衰の程度を制御することができる。また、基板3cと基板3dとの平行度を制御することにより、反射膜312cと反射膜312dとの間における光L2の減衰の程度を制御することができる。そして、最終的に透過する光L3の減衰の程度を、厳密に制御することができる。従って、光学デバイス1Aは、アッテネータとしての機能を有している。
In such a non-parallel state, the reflection of the light L1 is prevented from being repeated, and the emission (transmission) of the light L3 is prevented. Therefore, the optical device 1A has a function as a switch.
In the non-parallel state, the degree of attenuation of the light L1 between the reflective film 312a and the reflective film 312b can be controlled by controlling the parallelism between the substrate 3a and the substrate 3b. Further, the degree of attenuation of the light L2 between the reflective film 312c and the reflective film 312d can be controlled by controlling the parallelism between the substrate 3c and the substrate 3d. The degree of attenuation of the finally transmitted light L3 can be strictly controlled. Therefore, the optical device 1A has a function as an attenuator.

以上のような構成の光学デバイス1Aでは、平行状態と非平行状態とを取ることができる。これにより、平行状態では、様々な波長を有する光に対して波長分離が行われる状態となり、非平行状態では、波長分離が停止または抑制される状態となる。従って、各状態に容易かつ確実に切り替えることができる。
以上、本発明の光学デバイスを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、光学デバイスを構成する各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
In the optical device 1A having the above configuration, a parallel state and a non-parallel state can be taken. Thereby, in a parallel state, it will be in the state in which wavelength separation is performed with respect to the light which has various wavelengths, and in a non-parallel state, it will be in the state in which wavelength separation is stopped or suppressed. Therefore, it can switch to each state easily and reliably.
The optical device of the present invention has been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part constituting the optical device is an arbitrary configuration having the same function. Can be substituted. Moreover, other arbitrary components may be added.

また、本発明の光学デバイスは、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
また、各基板3a、3b、3c、3dは、それぞれ、平面視での形状が円形をなすのに限定されず、一方が、平面視での形状が円形をなしていてもよい。
また、各基板の平面視での形状は、ぞれぞれ、ほぼ円形に限定されず、例えば、正方形、長方形、菱形、楕円形等であってもよい。
Moreover, the optical device of the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments.
In addition, each of the substrates 3a, 3b, 3c, and 3d is not limited to a circular shape in plan view, and one of the substrates may have a circular shape in plan view.
Further, the shape of each substrate in plan view is not limited to a substantially circular shape, and may be, for example, a square, a rectangle, a rhombus, an ellipse, or the like.

また、基板3a、3cの各上面および凹部21a、21cの各底部にそれぞれ反射防止膜が形成されているのに限定されず、例えば、基板3aの上面および凹部21aの底部のいずれか一方、または、基板3cの上面および凹部21cの底部のいずれか一方に設けられていてもよい。
同様に、基板3b、3dの各下面および凹部21b、21dの各底部にそれぞれ反射防止膜が形成されているのに限定されず、例えば、基板3bの下面および凹部21bの底部のいずれか一方、または、基板3dの下面および凹部21dの底部のいずれか一方に設けられていてもよい。
Further, the present invention is not limited to the formation of antireflection films on the top surfaces of the substrates 3a and 3c and the bottom portions of the recesses 21a and 21c. For example, either one of the top surface of the substrate 3a and the bottom portion of the recess 21a, or The upper surface of the substrate 3c and the bottom of the recess 21c may be provided.
Similarly, the present invention is not limited to the formation of antireflection films on the bottom surfaces of the substrates 3b and 3d and the bottom portions of the recesses 21b and 21d. For example, one of the bottom surface of the substrate 3b and the bottom portion of the recess 21b, Alternatively, it may be provided on either the lower surface of the substrate 3d or the bottom of the recess 21d.

また、各反射膜および各反射防止膜は、それぞれ、多層膜で構成されているのが好ましいが、これに限定されず、単層膜で構成されていてもよい。
また、各反射防止膜は、それ自体が絶縁性を有するのが好ましいが、これに限定されず、例えば、絶縁膜を別途設けてもよい。その場合、熱酸化によるSiO層を設けてもよいし、TEOS−CVDにて形成したSiO層を設けてもよい。
Each reflective film and each antireflective film is preferably composed of a multilayer film, but is not limited thereto, and may be composed of a single layer film.
In addition, each antireflection film itself preferably has an insulating property, but is not limited thereto, and for example, an insulating film may be separately provided. In that case, a SiO 2 layer formed by thermal oxidation may be provided, or a SiO 2 layer formed by TEOS-CVD may be provided.

本発明の光学デバイスの第1実施形態を示す断面図(側面図)である。It is sectional drawing (side view) which shows 1st Embodiment of the optical device of this invention. 図1に示す光学デバイスのA−A線断面図(平面図)である。FIG. 2 is a cross-sectional view (plan view) taken along line AA of the optical device shown in FIG. 1. 各光L1、L2、L3のそれぞれの波長分布を示す図である。It is a figure which shows each wavelength distribution of each light L1, L2, and L3. 図1に示す光学デバイスの製造方法を説明する図(製造工程を模式的に示す図)である。It is a figure explaining the manufacturing method of the optical device shown in FIG. 1 (the figure which shows a manufacturing process typically). 図1に示す光学デバイスの製造方法を説明する図(製造工程を模式的に示す図)である。It is a figure explaining the manufacturing method of the optical device shown in FIG. 1 (the figure which shows a manufacturing process typically). 図1に示す光学デバイスの製造方法を説明する図(製造工程を模式的に示す図)である。It is a figure explaining the manufacturing method of the optical device shown in FIG. 1 (the figure which shows a manufacturing process typically). 図1に示す光学デバイスの製造方法を説明する図(製造工程を模式的に示す図)である。It is a figure explaining the manufacturing method of the optical device shown in FIG. 1 (the figure which shows a manufacturing process typically). 本発明の光学デバイスの第2実施形態を示す断面図(側面図)である。It is sectional drawing (side view) which shows 2nd Embodiment of the optical device of this invention. 図8に示す光学デバイスのB−B線断面図(平面図)である。It is a BB sectional view (plan view) of the optical device shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1、1A……光学デバイス 2a、2b、2c、2d、2d’……ハウジング 20a、20b、20c、20d……ハウジング本体 21a、21b、21c、21d……凹部 211……底部 23a、23b、23c、23d、23e、23f、23g、23h……電極部 231、232、233……電極板 25……ギャップ 3a、3b、3c、3d……基板 31……縁部 312a、312b、312c、312d……反射膜 32……支持部 33……シリコン層(シリコン膜) 331……内周部 4……中間層 5……透明基板 6……マスク層 61……開口 7……ウエハー 71……Siベース層 72……SiO層 73……上部Si層 8……貫通孔 10A、10B、10C、10D……構造体 11……スペーサ 100a、100d、210a、210b、210c、210d、311a、311b、311c、311d……反射防止膜 400……光源 L1、L2、L3……光 h1、h2……間隔、U1……第1の構造体、U2……第2の構造体、FSR1、FSR2……ピーク間隔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A ... Optical device 2a, 2b, 2c, 2d, 2d '... Housing 20a, 20b, 20c, 20d ... Housing main body 21a, 21b, 21c, 21d ... Recessed part 211 ... Bottom part 23a, 23b, 23c , 23d, 23e, 23f, 23g, 23h... Electrode portion 231, 232, 233... Electrode plate 25... Gap 3a, 3b, 3c, 3d. ... Reflective film 32 ... Supporting part 33 ... Silicon layer (silicon film) 331 ... Inner peripheral part 4 ... Intermediate layer 5 ... Transparent substrate 6 ... Mask layer 61 ... Opening 7 ... Wafer 71 ... Si base layer 72 ...... SiO 2 layer 73 ...... upper Si layer 8 ...... through holes 10A, 10B, 10C, 10D ...... structure 11 ...... spacers 100a, 100d, 10a, 210b, 210c, 210d, 311a, 311b, 311c, 311d ... Antireflection film 400 ... Light source L1, L2, L3 ... Light h1, h2 ... Spacing, U1 ... First structure, U2 ... ... second structure, FSR1, FSR2 ... peak interval

Claims (11)

入射した光のうち、特定波長域の光を透過させる光学デバイスであって、
一対の第1の反射膜と、前記第1の反射膜同士を互いに接近・離間させる第1の変位手段とを有し、前記第1の変位手段により前記第1の反射膜同士の間隔を設定し、その状態で、前記光を入射して、前記一対の第1の反射膜の間で反射を繰り返し、干渉を生じさせて、前記第1の反射膜同士の間隔に応じた波長域の光を透過し得るよう構成されている第1の構造体と、
一対の第2の反射膜と、前記第2の反射膜同士を互いに接近・離間させる第2の変位手段とを有し、前記第2の変位手段により前記第2の反射膜同士の間隔を設定し、その状態で、前記第1の構造体を透過した光を入射して、前記一対の第2の反射膜の間で反射を繰り返し、干渉を生じさせて、前記第2の反射膜同士の間隔に応じた波長域の光を外部に透過し得るよう構成されている第2の構造体とを有し、
前記第1の構造体と前記第2の構造体とを、前記入射した光の光軸に沿って配置してなることを特徴とする光学デバイス。
Of the incident light, an optical device that transmits light in a specific wavelength range,
A pair of first reflecting films and a first displacing means for moving the first reflecting films closer to and away from each other, and setting an interval between the first reflecting films by the first displacing means; Then, in this state, the light is incident, reflection is repeated between the pair of first reflection films, and interference is generated, so that light in a wavelength region corresponding to the interval between the first reflection films is obtained. A first structure configured to be able to pass through;
A pair of second reflecting films and a second displacing means for moving the second reflecting films closer to and away from each other, and setting an interval between the second reflecting films by the second displacing means; In this state, light that has passed through the first structure is incident, and reflection is repeated between the pair of second reflection films to cause interference. A second structure that is configured to transmit light in a wavelength range corresponding to the interval to the outside;
An optical device comprising the first structure and the second structure arranged along an optical axis of the incident light.
前記第1の反射膜同士の間隔と前記第2の反射膜同士の間隔とが異なるように設定することにより、前記第1の構造体を透過する光の波長域と前記第2の構造体を透過する光の波長域とを異ならせる請求項1に記載の光学デバイス。   By setting the distance between the first reflective films to be different from the distance between the second reflective films, the wavelength range of light transmitted through the first structure and the second structure are determined. The optical device according to claim 1, wherein a wavelength range of transmitted light is different. 前記第1の構造体と前記第2の構造体とで除去する光の波長域を分担する請求項2に記載の光学デバイス。   The optical device according to claim 2, wherein the first structural body and the second structural body share a wavelength range of light to be removed. 前記一対の第1の反射膜および前記一対の第2の反射膜の少なくとも一方を、それらの間隔を設定する際に、非平行状態とすることにより、前記光の透過を阻止するよう構成されている請求項1ないし3のいずれかに記載の光学デバイス。   At least one of the pair of first reflective films and the pair of second reflective films is configured to prevent transmission of the light by setting a non-parallel state when setting the interval between them. The optical device according to claim 1. 前記第1の変位手段および前記第2の変位手段の少なくとも一方は、クーロン力の作用により作動するものである請求項1ないし4のいずれかに記載の光学デバイス。   5. The optical device according to claim 1, wherein at least one of the first displacement means and the second displacement means is operated by an action of a Coulomb force. 前記第1の変位手段は、前記一対の第1の反射膜をそれぞれ支持し、光透過性を有する一対の第1の基板と、前記各第1の基板と対向配置された一対の第1の電極部とを有する請求項5に記載の光学デバイス。   The first displacing means supports the pair of first reflective films, and has a pair of first substrates having light transmittance, and a pair of first substrates disposed to face the first substrates. The optical device according to claim 5, further comprising an electrode portion. 前記第2の変位手段は、前記一対の第2の反射膜をそれぞれ支持し、光透過性を有する一対の第2の基板と、前記各第2の基板と対向配置された一対の第2の電極部とを有する請求項5または6に記載の光学デバイス。   The second displacing means supports the pair of second reflective films, and has a pair of second substrates having optical transparency, and a pair of second substrates disposed to face the second substrates. The optical device according to claim 5, further comprising an electrode portion. 前記第1の構造体は、前記第1の反射膜および前記第1の変位手段を収納可能な一対の凹部を有する一対のハウジングと、
前記ハウジング同士を、互いに前記凹部同士が対向するように接合するスペーサとを有する請求項1ないし7のいずれかに記載の光学デバイス。
The first structure includes a pair of housings having a pair of recesses capable of accommodating the first reflective film and the first displacement means;
The optical device according to claim 1, further comprising a spacer that joins the housings so that the recesses face each other.
前記第2の構造体は、前記第2の反射膜および前記第2の変位手段を収納可能な一対の凹部を有する一対のハウジングと、
前記ハウジング同士を、互いに前記凹部同士が対向するように接合するスペーサとを有する請求項1ないし8のいずれかに記載の光学デバイス。
The second structure includes a pair of housings having a pair of recesses capable of accommodating the second reflective film and the second displacement means;
The optical device according to claim 1, further comprising a spacer that joins the housings so that the recesses face each other.
前記第1の構造体および前記第2の構造体は、中間層を介して接合されている請求項1ないし9のいずれかに記載の光学デバイス。   The optical device according to claim 1, wherein the first structure body and the second structure body are bonded via an intermediate layer. 前記中間層の屈折率は、前記第1の構造体の前記光が透過する部分の屈折率および前記第2の構造体の前記光が透過する部分の屈折率とほぼ等しい請求項10に記載の光学デバイス。
The refractive index of the intermediate layer is substantially equal to a refractive index of a portion of the first structure through which the light is transmitted and a refractive index of a portion of the second structure through which the light is transmitted. Optical device.
JP2005178315A 2005-06-17 2005-06-17 Optical device Pending JP2006350125A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005178315A JP2006350125A (en) 2005-06-17 2005-06-17 Optical device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005178315A JP2006350125A (en) 2005-06-17 2005-06-17 Optical device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006350125A true JP2006350125A (en) 2006-12-28

Family

ID=37646034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005178315A Pending JP2006350125A (en) 2005-06-17 2005-06-17 Optical device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006350125A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013004680A (en) * 2011-06-15 2013-01-07 Canon Inc Charged particle beam lens
US8947782B2 (en) 2010-11-12 2015-02-03 Seiko Epson Company Wavelength variable interference filter, optical module, and light analyzer
CN114200565A (en) * 2020-09-17 2022-03-18 精工爱普生株式会社 Optical filter and electronic device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8947782B2 (en) 2010-11-12 2015-02-03 Seiko Epson Company Wavelength variable interference filter, optical module, and light analyzer
JP2013004680A (en) * 2011-06-15 2013-01-07 Canon Inc Charged particle beam lens
CN114200565A (en) * 2020-09-17 2022-03-18 精工爱普生株式会社 Optical filter and electronic device
CN114200565B (en) * 2020-09-17 2023-12-08 精工爱普生株式会社 Optical filter and electronic device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4561728B2 (en) Optical device, optical device manufacturing method, tunable filter, tunable filter module, and optical spectrum analyzer
JP4466634B2 (en) Optical device, wavelength tunable filter, wavelength tunable filter module, and optical spectrum analyzer
TWI276847B (en) Wavelength-variable filter and method of manufacturing the same
KR100685550B1 (en) Optical tunable filter and method for manufacturing the same
JP4525836B2 (en) Optical device, wavelength tunable filter, wavelength tunable filter module, and optical spectrum analyzer
CN1289926C (en) Wavelength-variable filter and its making method
JP4379457B2 (en) Optical device, wavelength tunable filter, wavelength tunable filter module, and optical spectrum analyzer
US7106514B2 (en) Optical tunable filter and method for manufacturing the optical tunable filter
JP4548288B2 (en) Tunable filter
CN1667448A (en) Optical modulator and manufacturing method of optical modulator
JP2006350124A (en) Method of manufacturing optical device and optical device
JP2007004074A (en) Variable wavelength filter
JP2005309174A (en) Tunable filter and method of manufacturing the same
JP5316483B2 (en) Optical device, optical device manufacturing method, tunable filter, tunable filter module, and optical spectrum analyzer
JP2006350125A (en) Optical device
JP2001160654A (en) Optical element, laser array and method for manufacturing optical element
JP2006343686A (en) Optical device
JP2013033257A (en) Optical tunable filter
JP2012234208A (en) Wavelength variable filter
JP4831245B2 (en) Tunable filter
JP4831242B2 (en) Tunable filter
JP4479351B2 (en) Wavelength tunable filter and method of manufacturing wavelength tunable filter
JP2006343685A (en) Optical device
JP4831244B2 (en) Tunable filter
JP2005024825A (en) Interference filter, variable wavelength interference filter and method of manufacturing the filters