JP2008276074A - Filter for optical communication, and module for optical communication using the same - Google Patents

Filter for optical communication, and module for optical communication using the same Download PDF

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JP2008276074A JP2007121889A JP2007121889A JP2008276074A JP 2008276074 A JP2008276074 A JP 2008276074A JP 2007121889 A JP2007121889 A JP 2007121889A JP 2007121889 A JP2007121889 A JP 2007121889A JP 2008276074 A JP2008276074 A JP 2008276074A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a filter for optical communication which can be made compact and has excellent demultiplexing characteristics and productivity and to provide a module for optical communication using the same. <P>SOLUTION: The filter 100 for optical communication includes a substrate 101 on the principal surface of which a periodical projecting and recessed shapes having prescribed pitches are formed in directions x and y when the principal surface is a plane xy and a multilayer film formed on the principal surface and formed by alternately layering low refractive index layers 107 and high refractive index layers 106. The periodical projecting and recessed shapes are formed on the substrate 101 to be divided into a plurality of regions 102, 103 and 104 for every pitch. The high refractive index film 106 has a refractive index of 2.5 or more and the refractive index ratio of the refractive index of the high refractive index film 106 to the refractive index of the low refractive index film 107 is 1.6 or more. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光通信用フィルタ及びこれを用いた光通信用モジュールに関し、特に、フォトニック結晶を用いた光通信用フィルタ及び光通信用モジュールに関する。   The present invention relates to an optical communication filter and an optical communication module using the same, and more particularly to an optical communication filter and an optical communication module using a photonic crystal.

近年、通信分野において、波長多重光通信技術(WDM:Wavelength Division Multiplexing)の導入が進められている。光通信では、3端子モジュールをカスケードに組み合わせることにより、複数波長の帯域光の合分波が可能である。しかし、少なくとも合分波の数より1個少ない3端子モジュールが必要となり、小型化に限界があった。   In recent years, introduction of wavelength division multiplexing (WDM) has been promoted in the communication field. In optical communication, a combination of three-terminal modules in a cascade enables multiplexing / demultiplexing of band light of a plurality of wavelengths. However, at least one three-terminal module less than the number of multiplexing / demultiplexing is required, and there is a limit to downsizing.

これに対し、特許文献1には、単一モジュール内に複数のバンドパスフィルタ、エッジフィルタを組み込み、複数波長を合分波するモジュールが開示されている。従来、異なる波長の光通信用フィルタを同一基板上に形成するのは困難であっため、各波長の光通信用フィルタを別々に作成し、1枚の基板上に貼付していた。そのため、生産性に劣る問題があった。   On the other hand, Patent Document 1 discloses a module in which a plurality of band-pass filters and edge filters are incorporated in a single module to multiplex / demultiplex a plurality of wavelengths. Conventionally, since it has been difficult to form optical communication filters of different wavelengths on the same substrate, optical communication filters of each wavelength have been prepared separately and attached on a single substrate. For this reason, there is a problem inferior in productivity.

係る状況下、異なる波長の光を分離するため、屈折率の異なる誘電体の多層膜からなるフォトニック結晶を基板上に形成した光通信用フィルタが注目されている(例えば、特許文献2〜5参照)。   Under such circumstances, in order to separate light of different wavelengths, an optical communication filter in which a photonic crystal formed of a dielectric multilayer film having different refractive indexes is formed on a substrate has attracted attention (for example, Patent Documents 2 to 5). reference).

特許文献2〜5に開示されているように、周期的な凹凸構造が形成された基板表面上に、所定の条件でフォトニック結晶を積層すると、この凹凸構造に対応した断面形状が三角波型の周期的構造を有するフォトニック結晶が形成される。この凹凸構造のピッチを変化させることにより、膜厚は一定のまま、透過帯域の中心波長を変化させることができる。従って、ピッチの異なる凹凸構造を1枚の基板上に複数領域に分割して形成し、この上にスパッタリングなどによりフォトニック結晶を積層することにより、1枚の基板上に複数の透過帯域を有する多波長フィルタを容易に形成することができる。
特開平8−82711号公報 特開2003−255161号公報 特開2004−325902号公報 特開2004−325903号公報 特開2004−341506号公報
As disclosed in Patent Documents 2 to 5, when a photonic crystal is laminated on a substrate surface on which a periodic concavo-convex structure is formed under predetermined conditions, the cross-sectional shape corresponding to the concavo-convex structure is a triangular wave type. A photonic crystal having a periodic structure is formed. By changing the pitch of the concavo-convex structure, the center wavelength of the transmission band can be changed while the film thickness remains constant. Accordingly, a concavo-convex structure with different pitches is formed by dividing into a plurality of regions on a single substrate, and a plurality of transmission bands are formed on a single substrate by laminating a photonic crystal thereon by sputtering or the like. A multi-wavelength filter can be easily formed.
JP-A-8-82711 JP 2003-255161 A JP 2004-325902 A JP 2004-325903 A JP 2004-341506 A

ところで、上記凹凸構造が形成された基板面をxy平面とすると、x方向の凹凸構造のピッチとy方向の凹凸構造のピッチとを同一とすることにより、偏波依存性を無くすことができる。他方、x方向の凹凸構造のピッチとy方向の凹凸構造のピッチとを同一とすると、ピッチ変化量に対する透過帯域の中心波長のシフト量が小さくなり、分波特性に劣る問題があった。   By the way, if the substrate surface on which the concavo-convex structure is formed is an xy plane, polarization dependency can be eliminated by making the pitch of the concavo-convex structure in the x direction and the pitch of the concavo-convex structure in the y direction the same. On the other hand, if the pitch of the concavo-convex structure in the x direction is the same as the pitch of the concavo-convex structure in the y direction, the shift amount of the center wavelength of the transmission band with respect to the pitch change amount becomes small, and there is a problem inferior in the demultiplexing characteristics.

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、小型化可能で、分波特性及び生産性に優れる光通信用フィルタ及びそれを用いた光通信用モジュールを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and provides an optical communication filter that can be miniaturized and has excellent demultiplexing characteristics and productivity, and an optical communication module using the same. For the purpose.

本発明に係る光通信用フィルタは、主面をxy平面としてx方向とy方向とに所定のピッチの周期的凹凸形状が、当該主面上に形成された基板と、前記主面上に形成され、低屈折率膜と高屈折率膜とを交互に積層した多層膜とを備え、前記周期的凹凸形状が、前記ピッチ毎に複数の領域に分割して前記基板上に形成された光通信用フィルタであって、前記高屈折率膜の屈折率が2.5以上であり、かつ、前記高屈折率膜と前記低屈折率膜との屈折率比が1.6以上であるものである。   The optical communication filter according to the present invention has a main surface as an xy plane, a periodic uneven shape having a predetermined pitch in the x direction and the y direction, formed on the main surface, and the main surface. An optical communication comprising a multilayer film in which a low refractive index film and a high refractive index film are alternately laminated, wherein the periodic uneven shape is divided into a plurality of regions for each pitch and formed on the substrate. The high-refractive-index film has a refractive index of 2.5 or more, and a refractive-index ratio between the high-refractive-index film and the low-refractive-index film is 1.6 or more. .

また、積層周期aが300〜850nmであり、かつ、前記周期的凹凸形状のx方向のピッチp及びy方向のピッチpと前記積層周期aとの比p/a及びp/aがいずれも0.75〜1.25であり、0.5≦p/p≦2であることが好ましい。さらに、前記低屈折率膜がSiO又はMgFからなること、前記高屈折率膜がSi、Ge、CdSe、CdTe、ZnSe、SiGeのいずれかからなることが好ましい。そして、前記多層膜の積層数が30組以上であることが好ましい。 Further, lamination period a is 300~850Nm, and the ratio p x / a and p y / a between the pitch p x and y direction of the pitch p y and the lamination period a in the x direction of the periodic irregularities There is a 0.75 to 1.25 both, it is preferable that 0.5 ≦ p x / p y ≦ 2. Furthermore, it is preferable that the low refractive index film is made of SiO 2 or MgF 2 , and the high refractive index film is made of any one of Si, Ge, CdSe, CdTe, ZnSe, and SiGe. And it is preferable that the lamination | stacking number of the said multilayer film is 30 or more sets.

また、本発明に係る光通信用モジュールは、上記光通信用フィルタと、当該フィルタの入射面に対向配置された反射部とを備えるものである。   In addition, an optical communication module according to the present invention includes the optical communication filter and a reflection portion disposed to face the incident surface of the filter.

本発明によれば、小型化可能で、分波特性及び生産性に優れる光通信用フィルタ及びそれを用いた光通信用モジュールを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the filter for optical communication which can be reduced in size and is excellent in a demultiplexing characteristic and productivity, and an optical communication module using the same can be provided.

以下に、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化されている。   Embodiments of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to the following embodiment. Further, in order to clarify the explanation, the following description and drawings are appropriately omitted and simplified.

発明の実施の形態
まず、図1〜3を用いて本発明に係る光通信用フィルタについて説明する。図1は、本発明に係る光通信用フィルタを示す平面図である。図1に示すように、光通信用フィルタ100は、基板101、第1の波長透過領域102、第2の波長透過領域103、第3の波長透過領域104の3つの透過領域が形成されている。すなわち、光通信用フィルタ100は、1枚の基板で3つの透過帯域を備える。このように、本発明に係る光通信用フィルタは、1枚の基板上に複数の波長透過領域が形成された多波長フィルタであり、小型化に好適である。ここで、第1の波長透過領域102、第2の波長透過領域103、第3の波長透過領域104は使用波長のビーム径より大きくする必要があるが、小型化のためには概ね2mm角以下が望ましい。フィルタ形成部の形状は、円形、四角形状、六方形状でも構わない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an optical communication filter according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view showing an optical communication filter according to the present invention. As shown in FIG. 1, the optical communication filter 100 is formed with three transmission regions of a substrate 101, a first wavelength transmission region 102, a second wavelength transmission region 103, and a third wavelength transmission region 104. . That is, the optical communication filter 100 includes three transmission bands on a single substrate. Thus, the optical communication filter according to the present invention is a multi-wavelength filter in which a plurality of wavelength transmission regions are formed on a single substrate, and is suitable for miniaturization. Here, the first wavelength transmission region 102, the second wavelength transmission region 103, and the third wavelength transmission region 104 need to be larger than the beam diameter of the used wavelength. Is desirable. The shape of the filter forming portion may be circular, square, or hexagonal.

図2は、図1における第1の波長透過領域102の拡大平面図であり、基板101の表面に形成された周期的凹凸構造を示している。図2に示すように、基板101の主面の表面には、基板101の主面の法線方向から見て、正方形状の凹部105が多数形成されている。換言すれば、第1の波長透過領域102に、周期的凹凸形状が形成されている。   FIG. 2 is an enlarged plan view of the first wavelength transmission region 102 in FIG. 1 and shows a periodic concavo-convex structure formed on the surface of the substrate 101. As shown in FIG. 2, a large number of square-shaped concave portions 105 are formed on the surface of the main surface of the substrate 101 when viewed from the normal direction of the main surface of the substrate 101. In other words, a periodic uneven shape is formed in the first wavelength transmission region 102.

ここで、基板101としては、光通信で使用する波長帯域(1200〜1600nm)で透明な基板、SiO2、Al2O3などの酸化物、Si、Ge、GaAs、GaP、ZnS、ZnSe、CdTe、CdSe等の半導体、ガラス等を用いればよい。また、凹部105は、詳細には後述するように、平坦な基板101上に、レジストパターンを形成した後、基板101をエッチングすることにより形成することができる。凹部105の深さは使用波長λとして、λ/4程度とする。   Here, as the substrate 101, a transparent substrate in a wavelength band (1200 to 1600 nm) used in optical communication, an oxide such as SiO2, Al2O3, Si, Ge, GaAs, GaP, ZnS, ZnSe, CdTe, CdSe, etc. A semiconductor, glass, or the like may be used. Further, as will be described in detail later, the recess 105 can be formed by forming a resist pattern on a flat substrate 101 and then etching the substrate 101. The depth of the recess 105 is about λ / 4 as the wavelength λ used.

また、この凹部105は、図2に示すように、基板101の主面をxy平面としてx方向とy方向とに概略同一ピッチで形成されている。すなわち、図2中に示すx方向のピッチpとy方向のピッチpとは略等く、p≒p≒pである。なお、この凹部105の形状は正方形に限定されることはなく、円形、正三角形や正六角形などの等方的形状であれば良い。 Further, as shown in FIG. 2, the concave portions 105 are formed at substantially the same pitch in the x direction and the y direction with the main surface of the substrate 101 as the xy plane. That is, the pitch p y of pitch p x and y direction of the x direction shown in FIG. 2 Ryakutoku a p xp y ≒ p. The shape of the recess 105 is not limited to a square, and may be an isotropic shape such as a circle, a regular triangle, or a regular hexagon.

図3は図2のX−X断面図である。すなわち、光通信用フィルタ100の第1の波長透過領域102の断面図である。図3に示すように、凹部105が周期的に形成された基板101の一方の主面上に、高屈折率膜106と低屈折率膜107とを交互に多数積層したフォトニック結晶が形成されている。   FIG. 3 is a sectional view taken along line XX in FIG. That is, it is a cross-sectional view of the first wavelength transmission region 102 of the optical communication filter 100. As shown in FIG. 3, a photonic crystal in which a large number of high refractive index films 106 and low refractive index films 107 are alternately stacked is formed on one main surface of a substrate 101 on which concave portions 105 are periodically formed. ing.

ここで、高屈折率膜106及び低屈折率膜107の膜厚は、使用波長をλとして、λ/(4・n)又はλ/(2・n)(ここでnは各膜の屈折率)である。また、高屈折率膜106及び低屈折率膜107の積層数は30周期すなわち30組以上とすることが好ましい。30組以上形成すれば、フィルタの反射領域での透過率が十分小さくなり、不要な帯域の光が漏れ込むクロストークを抑制することができる。積層途中にキャビティ層を設けてもよい。また、リップルを抑制するため、高屈折率膜106及び低屈折率膜107の膜厚をλ/(4・n)又はλ/(2・n)(ここでnは各膜の屈折率)から±20%程度ずらしてもよい。   Here, the film thicknesses of the high refractive index film 106 and the low refractive index film 107 are λ / (4 · n) or λ / (2 · n) (where n is the refractive index of each film) where λ is the wavelength used. ). The number of stacked high refractive index films 106 and low refractive index films 107 is preferably 30 periods, that is, 30 sets or more. If 30 sets or more are formed, the transmittance in the reflection region of the filter becomes sufficiently small, and crosstalk in which unnecessary band light leaks can be suppressed. A cavity layer may be provided in the middle of the lamination. In order to suppress ripples, the film thicknesses of the high refractive index film 106 and the low refractive index film 107 are determined from λ / (4 · n) or λ / (2 · n) (where n is the refractive index of each film). It may be shifted by about ± 20%.

上記の通り、基板101表面上に周期的な凹凸構造が形成されているため、この凹凸構造に対応した断面形状が三角波型の周期的構造を有するフォトニック結晶が形成されている。このような構成により、特定波長を透過することができる。   As described above, since the periodic concavo-convex structure is formed on the surface of the substrate 101, a photonic crystal having a periodic structure having a triangular wave cross section corresponding to the concavo-convex structure is formed. With such a configuration, a specific wavelength can be transmitted.

また、x方向のピッチpとy方向のピッチpが略等しくp≒pであるため、偏波依存性がない。ここで、0.5≦p/p≦2であることが望ましい。また、図3に示すように、高屈折率膜と低屈折率膜との膜厚の和を積層膜の積層周期をaとすると、a=300〜850nmであり、かつ、周期的凹凸形状のx方向のピッチp及びy方向のピッチpと積層周期aとの比p/a及びp/aがいずれも0.75〜1.25であることが好ましい。積層周期aは、各層の膜厚が、使用波長λとして、のλ/(4・n)ないしはλ/(2・n)(ここでnは各膜の屈折率)であるためa=300〜850nmとなる。300nm未満、850nmを超える場合、透過帯域が、光通信で良く使われる帯域、1200〜1600nmの範囲から外れることとなる。すなわち、積層周期aは、使用する波長で決定される。また、設計上、使用する波長帯の平均波長とするのが有利である。光通信で通常使用される波長帯は1200〜1600nmであり、平均波長は1400nmとなる。そこで、各フィルタの基板の凹凸ピッチp、pの膜の積層周期aに対する比であるp/a及びp/aが、0.75〜1.25の範囲にあれば、各フィルタの透過特性を、1200〜1600nmの範囲に入るよう設計できる。 Further, since the pitch p y of pitch p x and y direction of the x-direction is substantially equal p xp y, there is no polarization dependency. Here, it is desirable that 0.5 ≦ p x / py ≦ 2. Further, as shown in FIG. 3, when the sum of the film thicknesses of the high refractive index film and the low refractive index film is a, the lamination period of the laminated film is a = 300 to 850 nm, and the periodic uneven shape is it is preferred ratios p x / a and p y / a between the pitch p x and y direction of the pitch p y a lamination period a in the x direction is 0.75 to 1.25 both. Since the film thickness of each layer is λ / (4 · n) or λ / (2 · n) (where n is the refractive index of each film), the stacking period a is the wavelength λ used. It becomes 850 nm. When it is less than 300 nm and exceeds 850 nm, the transmission band is out of the range of 1200 to 1600 nm, which is often used in optical communication. That is, the stacking period a is determined by the wavelength used. In terms of design, it is advantageous to set the average wavelength in the wavelength band to be used. The wavelength band normally used in optical communication is 1200 to 1600 nm, and the average wavelength is 1400 nm. Therefore, if the ratios p x / a and p y / a, which are the ratios of the uneven pitches p x and p y of the substrate of each filter to the film stacking period a, are in the range of 0.75 to 1.25, each filter Can be designed to fall within the range of 1200-1600 nm.

また、高屈折率膜の屈折率は2.5以上であり、かつ、高屈折率膜と低屈折率膜との屈折率比が1.6以上である。従来、偏波依存性がない構成とすると、ピッチ変化量に対する透過帯域の中心波長のシフト量が小さくなり、分波特性が低下する問題があった。本発明により、偏波無依存構成のまま、分波特性を向上させることができる。   The refractive index of the high refractive index film is 2.5 or more, and the refractive index ratio between the high refractive index film and the low refractive index film is 1.6 or more. Conventionally, when the configuration has no polarization dependency, there is a problem that the shift amount of the center wavelength of the transmission band with respect to the pitch change amount becomes small, and the demultiplexing characteristic is deteriorated. According to the present invention, it is possible to improve the demultiplexing characteristics while maintaining the polarization-independent configuration.

具体的には、高屈折率膜106は、Si、Ge、CdSe、CdTe、ZnSe、SiGeのいずれかからなることが好ましい。他方、低屈折率膜107はSiO又はMgFからなることが好ましい。これにより、上記条件を満たし、分波特性を向上させることができる。 Specifically, the high refractive index film 106 is preferably made of any one of Si, Ge, CdSe, CdTe, ZnSe, and SiGe. On the other hand, the low refractive index film 107 is preferably made of SiO 2 or MgF 2 . Thereby, the said conditions are satisfy | filled and a demultiplexing characteristic can be improved.

また、周期的な凹凸構造のピッチを変化させることにより、透過帯域の中心波長を変化させることができる。具体的には、第1の波長透過領域102、第2の波長透過領域103、第3の波長透過領域104では、互に凹凸構造のピッチが異なる。換言すれば、周期的凹凸形状が、ピッチ毎に複数の領域102、103、104に分割して基板101上に形成されている。そのため、透過領域毎に異なる波長を透過することができる。   Further, the center wavelength of the transmission band can be changed by changing the pitch of the periodic uneven structure. Specifically, in the first wavelength transmission region 102, the second wavelength transmission region 103, and the third wavelength transmission region 104, the pitch of the concavo-convex structure is different from each other. In other words, the periodic uneven shape is formed on the substrate 101 by being divided into a plurality of regions 102, 103, 104 for each pitch. Therefore, a different wavelength can be transmitted for each transmission region.

他方、いずれの波長透過領域においても、高屈折率膜106と低屈折率膜107とからなる多層膜の膜厚は一定である。そのため、本発明に係る光通信用フィルタは、スパッタリングや真空蒸着などの成膜方法により、複数の波長透過領域を1枚の基板上に一括形成することができ、生産性に優れる。従来は、各波長の光通信用フィルタを別々に作成し、1枚の基板上に貼付していたため、生産性に劣っていた。また、貼付していた各波長の光通信用フィルタは多層膜であるため、反りが生じやすく、それ自体の小型化にも限界があった。   On the other hand, in any wavelength transmission region, the thickness of the multilayer film composed of the high refractive index film 106 and the low refractive index film 107 is constant. Therefore, the filter for optical communication according to the present invention can form a plurality of wavelength transmission regions on a single substrate by a film forming method such as sputtering or vacuum evaporation, and is excellent in productivity. Conventionally, the optical communication filter for each wavelength was separately prepared and stuck on a single substrate, so that the productivity was inferior. Further, since the optical communication filter of each wavelength that has been affixed is a multilayer film, warping is likely to occur, and there is a limit to downsizing itself.

次に、本発明に係る光通信用フィルタの製造方法について説明する。まず、ガラス基板101の一方の主面上に、凹部105形成部分を露出させたレジストパターンを形成する。レジストパターンは、LSIやMEMSデバイスの作製で通常用いられるフォトリソグラフィやナノインプリントにより形成することができる。   Next, a method for manufacturing an optical communication filter according to the present invention will be described. First, a resist pattern is formed on one main surface of the glass substrate 101 so as to expose the concave portion 105 formation portion. The resist pattern can be formed by photolithography or nanoimprint that is usually used in the production of LSI or MEMS devices.

その後、ウェットエッチング又はドライエッチングすることにより基板101に凹部105を形成する。これにより、第1の波長透過領域102、第2の波長透過領域103、第3の波長透過領域104の各々に所望のピッチの凹部105を一括形成することができる。すなわち、本発明に係る光通信用フィルタは生産性に優れ、かつ、小型化することができる。   Thereafter, a recess 105 is formed in the substrate 101 by wet etching or dry etching. As a result, recesses 105 having a desired pitch can be collectively formed in each of the first wavelength transmission region 102, the second wavelength transmission region 103, and the third wavelength transmission region 104. That is, the optical communication filter according to the present invention is excellent in productivity and can be downsized.

次に、一方の主面上に凹部105が形成された基板101の当該主面上に、スパッタリングや真空蒸着などにより、高屈折率膜106と低屈折率膜107とを交互に多数積層する。上記の通り、基板105上の凹凸構造に対応した断面形状が三角波型の周期的構造を形成するには、成膜方法としてRFスパッタリング、イオンビームスパッタ、イオンアシスト蒸着、RFバイアス蒸着法を用いることが好ましい。上記特許文献2〜5などに記載の公知の成膜条件により、所望の周期的構造を形成することができる。   Next, a large number of high-refractive index films 106 and low-refractive index films 107 are alternately stacked on the main surface of the substrate 101 in which the concave portion 105 is formed on one main surface by sputtering, vacuum deposition, or the like. As described above, RF sputtering, ion beam sputtering, ion-assisted vapor deposition, and RF bias vapor deposition are used as a film forming method in order to form a periodic structure having a triangular wave cross section corresponding to the concavo-convex structure on the substrate 105. Is preferred. A desired periodic structure can be formed by known film forming conditions described in Patent Documents 2 to 5 and the like.

このように、ピッチの異なる凹凸構造を1枚の基板101上に複数領域に分割して形成した後、この上にスパッタリングなどによりフォトニック結晶を積層すれば、1枚の基板101上に複数の透過帯域を有する光通信用の多波長フィルタ100を容易に一括形成することができる。   As described above, when the uneven structure having different pitches is formed on a single substrate 101 by dividing it into a plurality of regions, and then a photonic crystal is laminated on the single substrate 101 by sputtering or the like, a plurality of the uneven structures are formed on the single substrate 101. The multi-wavelength filter 100 for optical communication having a transmission band can be easily formed collectively.

次に、図4を用いて本実施の形態に係る光通信用フィルタを用いた光通信用モジュールの一例について説明する。図4は本発明に係る光通信用モジュール200を示す断面図である。図4に示すように、光通信用モジュール200は、第1の波長透過領域102、第2の波長透過領域103、第3の波長透過領域104を有する光通信用フィルタ100、光ファイバ211、212、213、214、レンズ221、222、223、224、反射板230を備える。   Next, an example of an optical communication module using the optical communication filter according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a sectional view showing an optical communication module 200 according to the present invention. As illustrated in FIG. 4, the optical communication module 200 includes an optical communication filter 100 having a first wavelength transmission region 102, a second wavelength transmission region 103, and a third wavelength transmission region 104, and optical fibers 211 and 212. 213, 214, lenses 221, 222, 223, 224, and a reflector 230.

反射板230の反射面は光通信用フィルタ100の入射面と対向配置されている。レンズ221は光ファイバ211の一端に光学的に接続され、光通信用フィルタ100の入射面側に配置されている。一方、光ファイバ212、213、214、レンズ222、223、224は光通信用フィルタ100の出射面側に配置されている。   The reflecting surface of the reflecting plate 230 is disposed opposite to the incident surface of the optical communication filter 100. The lens 221 is optically connected to one end of the optical fiber 211 and is disposed on the incident surface side of the optical communication filter 100. On the other hand, the optical fibers 212, 213, and 214 and the lenses 222, 223, and 224 are disposed on the emission surface side of the optical communication filter 100.

より具体的には、レンズ222は光ファイバ212の一端に光学的に接続され、光通信用フィルタ100の第1の波長透過領域102を透過した透過光が入射するように配置されている。同様に、レンズ223は光ファイバ213の一端に光学的に接続され、光通信用フィルタ100の第2の波長透過領域103を透過した透過光が入射するように配置されている。レンズ224は光ファイバ214の一端に光学的に接続され、光通信用フィルタ100の第3の波長透過領域104を透過した透過光が入射するように配置されている。   More specifically, the lens 222 is optically connected to one end of the optical fiber 212 and is disposed so that transmitted light that has passed through the first wavelength transmission region 102 of the optical communication filter 100 is incident thereon. Similarly, the lens 223 is optically connected to one end of the optical fiber 213 and is disposed so that the transmitted light that has passed through the second wavelength transmission region 103 of the optical communication filter 100 is incident thereon. The lens 224 is optically connected to one end of the optical fiber 214 and is disposed so that transmitted light that has passed through the third wavelength transmission region 104 of the optical communication filter 100 is incident thereon.

第1の波長λ、第2の波長λ、第3の波長λを含む信号光が、光ファイバ211を介してレンズ221から出射する。この出射光は、光通信用フィルタ100の第1の波長透過領域102に入射する。ここで、第1の波長λのみが光通信用フィルタ100を透過し、レンズ222に入射して光ファイバ212内を伝播する。他方、第1の波長λ以外の波長の光は、光通信用フィルタ100で反射する。 Signal light including the first wavelength λ 1 , the second wavelength λ 2 , and the third wavelength λ 3 is emitted from the lens 221 through the optical fiber 211. The emitted light is incident on the first wavelength transmission region 102 of the optical communication filter 100. Here, only the first wavelength λ 1 passes through the optical communication filter 100, enters the lens 222, and propagates through the optical fiber 212. On the other hand, light having a wavelength other than the first wavelength λ 1 is reflected by the optical communication filter 100.

当該反射光は、さらに反射板230で反射し、光通信用フィルタ100の第2の波長透過領域104に入射する。ここで、第2の波長λのみが光通信用フィルタ100を透過し、レンズ223に入射して光ファイバ213内を伝播する。他方、第2の波長λ以外の波長の光は、光通信用フィルタ100で反射する。 The reflected light is further reflected by the reflector 230 and enters the second wavelength transmission region 104 of the optical communication filter 100. Here, only the second wavelength λ 2 passes through the optical communication filter 100, enters the lens 223, and propagates through the optical fiber 213. On the other hand, light having a wavelength other than the second wavelength λ 2 is reflected by the optical communication filter 100.

当該反射光は、さらに反射板230で反射し、光通信用フィルタ100の第3の波長透過領域104に入射する。ここで、第3の波長λが光通信用フィルタ100を透過し、レンズ224に入射して光ファイバ214内を伝播する。 The reflected light is further reflected by the reflecting plate 230 and enters the third wavelength transmission region 104 of the optical communication filter 100. Here, the third wavelength λ 3 passes through the optical communication filter 100, enters the lens 224, and propagates through the optical fiber 214.

このように、本実施の形態に係る光通信用モジュールを用いることにより、第1の波長λ、第2の波長λ、第3の波長λを含む信号光を各波長に分波することができる。 As described above, by using the optical communication module according to the present embodiment, the signal light including the first wavelength λ 1 , the second wavelength λ 2 , and the third wavelength λ 3 is demultiplexed into each wavelength. be able to.

本発明に係る光通信用フィルタを示す平面図である。It is a top view which shows the filter for optical communications which concerns on this invention. 図1における第1の波長透過領域の拡大平面図である。FIG. 2 is an enlarged plan view of a first wavelength transmission region in FIG. 1. 図2のX−X断面図である。It is XX sectional drawing of FIG. 本発明に係る光通信用モジュールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the module for optical communication which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100 光通信用フィルタ
101 基板
102 第1の波長透過領域
103 第2の波長透過領域
104 第3の波長透過領域
105 凹部
106 高屈折率膜
107 低屈折率膜
200 光通信用モジュール
211、212、213、214 光ファイバ
221、222、223、223 レンズ
230 反射板
100 Optical communication filter 101 Substrate 102 First wavelength transmission region 103 Second wavelength transmission region 104 Third wavelength transmission region 105 Recess 106 High refractive index film 107 Low refractive index film 200 Optical communication modules 211, 212, 213 , 214 Optical fibers 221, 222, 223, 223 Lens 230 Reflector

Claims (6)

主面をxy平面としてx方向とy方向とに所定のピッチの周期的凹凸形状が、当該主面上に形成された基板と、
前記主面上に形成され、低屈折率膜と高屈折率膜とを交互に積層した多層膜とを備え、
前記周期的凹凸形状が、前記ピッチ毎に複数の領域に分割して前記基板上に形成された光通信用フィルタであって、
前記高屈折率膜の屈折率が2.5以上であり、かつ、前記高屈折率膜と前記低屈折率膜との屈折率比が1.6以上である光通信用フィルタ。
A substrate in which a periodic concavo-convex shape having a predetermined pitch in the x direction and the y direction is formed on the main surface with the main surface as an xy plane;
A multilayer film formed on the main surface and alternately laminated with a low refractive index film and a high refractive index film;
The periodic uneven shape is an optical communication filter formed on the substrate by dividing into a plurality of regions for each pitch,
An optical communication filter, wherein a refractive index of the high refractive index film is 2.5 or more, and a refractive index ratio between the high refractive index film and the low refractive index film is 1.6 or more.
積層周期aが300〜850nmであり、前記周期的凹凸形状のx方向のピッチp及びy方向のピッチpと前記積層周期aとの比p/a及びp/aがいずれも0.75〜1.25であり、0.5≦p/p≦2であることを特徴とする請求項1に記載の光通信用フィルタ。 Lamination period a is 300~850Nm, both the ratio p x / a and p y / a between the pitch p y and the lamination period a pitch p x and y direction of the x-direction of the periodic irregularities 0 a .75~1.25, optical communication filter according to claim 1, characterized in that a 0.5 ≦ p x / p y ≦ 2. 前記低屈折率膜がSiO又はMgFからなることを特徴とする請求項1又は2に記載の光通信用フィルタ。 The optical communication filter according to claim 1, wherein the low refractive index film is made of SiO 2 or MgF 2 . 前記高屈折率膜がSi、Ge、CdSe、CdTe、ZnSe、SiGeのいずれかからなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光通信用フィルタ。   The optical communication filter according to claim 1, wherein the high refractive index film is made of any one of Si, Ge, CdSe, CdTe, ZnSe, and SiGe. 前記多層膜の積層数が30組以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光通信用フィルタ。   The optical communication filter according to any one of claims 1 to 4, wherein the number of laminated multilayer films is 30 or more. 請求項1から5のいずれかに記載の光通信用フィルタと、当該フィルタの入射面に対向配置された反射部とを備える光通信用モジュール。   6. An optical communication module comprising: the optical communication filter according to claim 1; and a reflection portion disposed so as to face the incident surface of the filter.
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