JP2019145797A - 波長可変ｍｅｍｓファブリペローフィルター - Google Patents

波長可変ｍｅｍｓファブリペローフィルター Download PDF

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Abstract

【課題】微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ベースのファブリペロー（ＦＰ）フィルターによるキャビティ調整を伴う波長可変利得媒質を、波長可変レーザーとして提供する。【解決手段】当該システムは、波長選択用のレーザーキャビティとフィルターキャビティとを含む。レーザーキャビティは、半導体光増幅器（ＳＯＡ）等の利得媒質と、２つのコリメーティングレンズと、端部反射器とからなる。ＭＥＭＳ−ＦＰフィルター２１０キャビティは、静電力で制御可能な、固定反射器１１４と可動反射器１１５とを含む。ＭＥＭＳ反射器を動かすことによって、ＦＰフィルターキャビティ長を変えることで、波長を調整することができる。ＭＥＭＳ−ＦＰフィルターキャビティ変位は、ステップ電圧によって離散的に、または連続駆動電圧によって連続して調整することができる。波長可変範囲は、３０ｎｍ、４０ｎｍ、および１００ｎｍ超等の異なる波長可変範囲に及び得る。【選択図】図２Ａ

Description

優先権主張
本願は、２０１３年１１月２６日に出願された米国仮出願第６１／９０９，２７７号の
米国特許法第１１９条（ｅ）による優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を
、ここに参照のために取り込む。
本明細書に記載の技術は、概して波長可変レーザー光源用のファブリペローフィルター
に関し、特にＭＥＭＳデバイスを備えるファブリペローフィルターに関する。
ファブリペロー（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ（ＦＰ））フィルターは、外部キャビティお
よびリングキャビティを有するものを含めて、波長可変レーザー光源に広く使用されてい
る。このようなレーザーにおいて、フィルターキャビティは、レーザーキャビティの外側
にある。ＦＰフィルターは、古典的な波長可変方法を用いる。当該方法は、当業者には周
知であるため、ここでは簡単に説明するにとどめる。詳細については、例えば、Ｋ．Ｋ．
Ｓｈａｒｍａ，“ＯＰＴＩＣＳ：Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏ
ｎｓ”，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ；１ｓｔ ｅｄｉｔｉｏｎ（２００６年８月３０
日）に記載があり、ここに参照のために取り込む。波長可変ＦＰフィルターの光学キャビ
ティは、空隙によって離間された固定反射器と可動反射器との２つの反射器を含む。誘電
体材料からなる分布ブラッグ反射器（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ ｒｅｆｌｅ
ｃｔｏｒ（ＤＢＲ））ミラーは、高反射率を有することから、通常、キャビティ反射器と
して利用される。
ＦＰフィルターの３つの重要なパラメータは、その自由スペクトル領域（ｆｒｅｅ ｓ
ｐｅｃｔｒａｌ ｒａｎｇｅ（ＦＳＲ））と、キャビティフィネスと、キャビティフィル
ター帯域幅とであるが、これらパラメータは全て、有効光学キャビティ長および有効反射
率に依存する。フィルターパラメータをより正確に算出するために、ＦＰフィルターの有
効光学キャビティ長を用いる必要がある。当該長さには、キャビティ反射器間の光学距離
と、誘電体ＤＢＲミラー内への光学侵入深さとが含まれる。光学距離は、光が移動する物
理的（幾何学的）距離と光が伝播する媒質の屈折率との積として定義される。
ＦＰフィルターにおいて、最大伝送波長が周期的に発生し、隣接する最大値間の間隔（
モード間隔）は、自由スペクトル領域と呼ばれ、ΔλＦＳＲで表される。所与の設計波長
λに対するＦＰフィルターのＦＳＲは、キャビティ反射器間の有効光学距離Ｌｅｆｆ、即
ち、有効光学キャビティ長によって決まり、これは、
で表される。
特に、この定義関係から、ＦＳＲは光学キャビティ長に反比例すること、即ち、より短
いキャビティがより広いＦＳＲを提供することが分かる。
ＦＰフィルターのフィネスは、次の通り、ＦＰキャビティの有効反射率ｒｅｆｆによっ
て決まる：
。
一方、キャビティ反射率ｒｅｆｆは、２つの反射器の反射率によって決まる。反射率は、
０＜ｒｅｆｆ＜１の範囲である。
ＦＰフィルターのＦＳＲと帯域幅との比は、そのフィネスＦＦＰである。当該量は、デ
バイスの線質係数（「Ｑ係数」）と類似する。したがって、一定ＦＳＲのためにフィルタ
ー帯域幅を狭くすることで、フィネスが増加する。
ＦＰフィルターのフィルター帯域幅δλＦＰは、各透過ピークの鋭さである。帯域幅は
、干渉計板の反射率（および損失）および板間隔によって決まる。これはまた、自由スペ
クトル領域（ＦＳＲ）とフィネス（Ｆ）との比であり、
で与えられる。ここで、λは設計波長、ＬｅｆｆはＦＰキャビティの有効光学キャビティ
長である。また、フィルター帯域幅は、その最小分解可能帯域幅（すなわち、分解能）で
ある。高光伝送、低挿入損失、および低波面歪みのために、狭フィルター帯域幅が望まし
い。狭フィルター帯域幅を実現する重要要件は、（１）より長い有効光学キャビティ長と
、（２）ＦＰキャビティ反射器のより高い反射率とであると言える。
ＦＰ波長可変フィルターは、フィルターキャビティ長を変えることによって、選択波長
に調整することができる。ＦＰフィルターの波長可変範囲Δλは、
で与えられる。ここで、ΔＬはＦＰキャビティのキャビティ長の変化である。通常、波長
波長可変範囲は、ＦＰフィルターのＦＳＲよりも小さい。広い波長可変範囲（例えば、１
００ｎｍ以上）を実現するために、有効光学キャビティ長は、数ミクロンの範囲である必
要がある。
ＦＰフィルターのフィルターキャビティ長（および有効光学キャビティ長）を変化させ
て波長調整を可能にするために、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術が利用されてい
る。ＭＥＭＳを用いる波長可変ファブリペローフィルターの例が、Ｆｌａｎｄｅｒｓの「
波長可変ファブリペローフィルター」に対して２００２年４月１６日に発行された米国特
許第６，３７３，６３２号Ｂ１に開示されており、ここに参照のために取り込む。
当該特許では、ＦＰキャビティを画定する２つの反射器は、２つの別個のウェーハ上に
位置し、その後これらウェーハは接合される。このプロセス後にミラーが互いに平行であ
ることを確認することが重要である。動作は、ＦＰキャビティの一方側の膜を動かすこと
から発する。フィルターには１つのキャビティがあり、さらに他の隣接するキャビティが
ＭＥＭＳによって画定される。２つのチップの接合によって、所望の帯域幅およびＦＳＲ
のためにフィルター光学キャビティ長を構成する自由度が得られるが、２つのチップを接
合することで、製造が複雑になり、製造コストが上がる。
本発明は、ＭＥＭＳを用いるＦＰフィルターであって、ＭＥＭＳキャビティがＦＰフィ
ルターキャビティの一部であるＦＰフィルターを含む。このような構成は、製造面で効率
的であり、設計もコンパクトである。
本発明は、以前の記載にあるように別個の構成要素の高コストで複雑な接合を行う代わ
りに、一連の半導体製造プロセスを用いてＭＥＭＳ−ＦＰフィルターを製造する。（別個
のキャビティの代わりに）ＭＥＭＳ（静電）および光学機能を含む１つのキャビティのみ
を有するデバイスを作製することで、接合ステップを回避する。さらに、ＦＰフィルター
の一部である空隙は、製造プロセスにおいてエッチングアウトすることができる。
また、本発明のＭＥＭＳ−ＦＰフィルターは、離散的にまたは連続して調整可能である
。フィルターは、１００〜３０００ｎｍ、好ましくは６００〜１８００ｎｍのさまざまな
設計波長範囲を対象にすることができ、後者には、６００〜６９９ｎｍ、７００〜７９９
ｎｍ、８００〜８９９ｎｍ、９００〜９９９ｎｍ、１０００〜１０９９ｎｍ、１１００〜
１１９９ｎｍ、１２００〜１２９９ｎｍ、１３００〜１３９９ｎｍ、１４００〜１４９９
ｎｍ、１５００〜１５９９ｎｍ、１６００〜１６９９ｎｍ、１７００〜１８００ｎｍが含
まれる。好適な設計波長の例としては、８５０ｎｍ、１０６０ｎｍ、１３００ｎｍ、１５
５０ｎｍ、１７５０ｎｍがある。
ＦＰフィルターの設計および構成は、高フィネスをもたらす狭フィルター帯域幅および
広ＦＳＲを実現するという要求に基づく。しかし、これら２つのパラメータを同時に最大
にすることは、困難である。実際には、２つのパラメータは、フィルターキャビティ長と
、ミラー反射率と、ミラー調整や接合といった構造側面とによって制限される。したがっ
て、所望のフィルター帯域幅およびＦＳＲが得られるようにフィルターキャビティを構成
することが重要である。
本発明において、ＦＰフィルターの光学キャビティは、ウェーハ基板の裏側の固定反射
器と、ウェーハ基板からカットアウトがエッチングされた後に残る基板部分と、基板の上
側の反射防止コーティングと、空隙と、可動反射器とによって形成される。ウェーハ基板
の上側と可動反射器とは、ＭＥＭＳ電極として機能する。したがって、ＭＥＭＳ静電キャ
ビティは、フィルター光学キャビティと空間的に重なり、フィルター光学キャビティの一
部をなす。こうして、本発明の設計手法により、２つの別個のＭＥＭＳチップを接合して
個別のＭＥＭＳキャビティおよびＦＰフィルターキャビティを形成する必要がなくなる。
本発明のＭＥＭＳ−ＦＰフィルターは、集積デバイスであるため、フィルター光学キャビ
ティおよびＭＥＭＳ静電キャビティを形成するためのアライメントは不要である。フィル
ター光学キャビティ長は、フィルターキャビティを形成する基板部分の厚さを調整するこ
とで構成可能である。このように、フィルター光学キャビティは、ＭＥＭＳ静電キャビテ
ィを変えることなく、構成可能である。加えて、高反射金属コーティングまたは多層誘電
体ＤＢＲミラーを用いて、両キャビティ反射器から高反射率を得ることができる。結果的
に、本発明は、所望のフィルター帯域幅およびＦＳＲを得るべくＦＰフィルター光学キャ
ビティ長および反射率を構成するための設計をより高い自由度で提供する。いくつかの実
施形態において、可動反射器は、誘電体ＭＥＭＳ構造からなる。他の実施形態において、
可動反射器は、多層ＤＢＲミラーをその上に有するＭＥＭＳ構造である。
一実施形態において、本発明は、波長可変ＭＥＭＳ−ＦＰフィルターであって、上面と
下面とを有する半導体または誘電体基板と、前記基板の下面に取り付けられる固定反射器
と、前記基板の上面に配置される底部電極と、前記基板の上面に配置されるＡＲ層と、上
面と下面とを有し、１つ以上のサスペンションビームに支持され、ＭＥＭＳ構造と、多層
誘電体ＤＢＲミラーと、当該上面に配置される上部電極とを含む可動反射器とを備え、可
動反射器の下面と前記基板の上面との間には空隙が形成され、前記固定反射器と可動反射
器との間には光学キャビティが形成される。デバイスは、前記光学キャビティのキャビテ
ィ長を変えるために前記上部電極と前記底部電極との間に電圧を供給する電圧源を構成す
ることによって、動作する。
他の実施形態において、波長可変ＭＥＭＳ−ＦＰフィルターであって、上面と下面とを
有する半導体または誘電体基板と、前記基板の下面に取り付けられる固定反射器と、前記
基板の上面に配置される底部電極と、前記基板の上面に配置されるＡＲ層と、上面と下面
とを有し、１つ以上のサスペンションビームに支持され、多層誘電体ＤＢＲミラーと、当
該上面に配置される上部電極とを含む可動反射器であって、可動反射器の下面と前記基板
の上面との間には空隙が形成され、前記固定反射器と可動反射器との間には光学キャビテ
ィが形成される、可動反射器と、光学キャビティのキャビティ長を変えるために前記上部
電極と前記底部電極との間に電圧を供給する電圧源とを備える。
本発明はさらに、ＭＥＭＳ−ＦＰフィルターの製造方法であって、フィルターの例示的
実施形態に対して、基板の下面からカットアウトをエッチングし、前記カットアウトの表
面に１つ以上の多層誘電体ＤＢＲミラーを堆積し、前記基板の上面に反射防止コーティン
グ層を堆積し、前記反射防止コーティング層をパターニングおよびエッチングし、前記基
板の上面に底部電極を堆積し、前記底部電極をパターニングおよびエッチングし、前記パ
ターニングされた反射防止コーティングおよび底部電極の上に、犠牲層と、ＭＥＭＳ構造
と、上部電極とを堆積し、前記上部電極をパターニングおよびエッチングし、前記ＭＥＭ
Ｓ構造および前記上部電極上に１つ以上の多層誘電体ＤＢＲミラーを堆積し、前記ＭＥＭ
Ｓ構造上の多層誘電体ＤＢＲミラーをパターニングおよびエッチングし、前記ＭＥＭＳ構
造および前記犠牲層を選択的にエッチングして、空隙と、前記基板を前記ＭＥＭＳ構造に
接続する支持フレームとを作る。
（Ａ）は静電駆動ＭＥＭＳシステム構成の概略図であり、（Ｂ）はＭＥＭＳ−ＦＰフィルターシステムの可動反射器の上面図である。 本発明の２つの例示的実施形態にかかる誘電体ミラーベースのＭＥＭＳ−ＦＰフィルターの概略図である。 本発明の２つの例示的実施形態にかかる誘電体ミラーベースのＭＥＭＳ−ＦＰフィルターの概略図である。 本発明の２つの例示的実施形態にかかる誘電体ミラーおよびＨＲコーティングベースのＭＥＭＳ−ＦＰフィルターの概略図である。 本発明の２つの例示的実施形態にかかる誘電体ミラーおよびＨＲコーティングベースのＭＥＭＳ−ＦＰフィルターの概略図である。 本発明の例示的実施形態にかかるＨＲコーティングベースのＭＥＭＳ−ＦＰフィルターの概略図である。 本発明のＭＥＭＳ−ＦＰフィルターに基づく波長可変レーザーシステム構成の概略図である。 本発明のＭＥＭＳ−ＦＰフィルターに基づくファイバー結合波長可変レーザーシステム構成の概略図である。 本発明にかかるＭＥＭＳ−ＦＰフィルターの製造ステップを示すプロセスフローチャートである。
図面における同じ参照符号は、同じ要素を指す。
本明細書における本発明の種々の実施形態は、有効光学キャビティ長を延ばして有効反
射率を高めるＭＥＭＳ−ＦＰフィルターキャビティ反射器のそれぞれ異なる構成を示す。
本発明の波長可変ＭＥＭＳ−ＦＰフィルターは、自由空間集積波長可変レーザー光源また
はファイバー結合波長可変レーザー光源に組み入れてもよい。
ＭＥＭＳデバイスでは、一般に、平行板静電アクチュエーションが用いられる。平行板
アクチュエータは、キャパシタであり、その板のうちの１つが支持構造によって吊るされ
て、平行板間に駆動電圧Ｖが印加されると動くようになっている。電圧変位関係は、
で与えられる。ここで、Ｖは駆動電圧、Ｌａｉｒは２つの板の間の空隙の長さ、Ａは板の
面積、ε０は真空誘電率、ｋｅｆｆはＭＥＭＳ構造の有効ばね定数、ΔＬは可動ＭＥＭＳ
板の変位である。
このように、ＭＥＭＳキャビティがＦＰ光学キャビティの一部である場合、電圧をステ
ップ変化させるとフィルターキャビティ長が漸進的変化することから、波長を離散的に調
整することができる。
また、ＭＥＭＳ構造を任意の駆動周波数、特に共振周波数で動的に駆動することによっ
て、波長を（離散的にではなく）連続して調整することもできる。ＭＥＭＳ構造の共振周
波数ｆは、
で与えられる。ここで、ｍｅｆｆはＭＥＭＳ構造の有効質量である。
有効光学キャビティを長くするためには、ＭＥＭＳ電極間距離を広げる必要があり、こ
のためには、可動ＭＥＭＳ構造を変位させる駆動電圧を上げる必要がある。
本発明において、所与の設計波長に対して、所望のＦＰフィルターＦＳＲおよび所望の
波長可変範囲を得るようにフィルターキャビティ長を構成可能である。ＭＥＭＳ−ＦＰフ
ィルターのＦＳＲは、少なくとも５０ｎｍに及び得る。好ましくは、ＦＳＲは、１００ｎ
ｍ以上である。波長可変範囲は、ＦＰフィルターＦＳＲと同じか、ＦＰフィルターＦＳＲ
よりも小さくてもよい。したがって、波長可変範囲は、５０ｎｍに及び得る。好ましい可
変範囲は、１００ｎｍ以上である。所望のＦＳＲおよび選択設計波長に対して、有効光学
キャビティ長は、式（１）から算出可能である。例えば、所望のＦＰフィルターＦＳＲが
１５０ｎｍであり設計波長が１３００ｎｍである場合、有効光学キャビティ長は、５．６
３μｍである必要がある。本発明は、この例に限定されない。有効光学キャビティ長は、
任意の所望のＦＰフィルターＦＳＲおよび選択設計波長に対して、設計可能である。
ＦＰフィルターにおいて狭フィルター帯域幅を得るためには、より高い有効反射率を要
する。高反射金属コーティング反射器および分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）ミラーの使用
等、高反射率を得るための方法は多数ある。ＤＢＲミラーは、１／４波長の厚い高屈折率
および低屈折率誘電体材料の交互の層からなる。１／４波長層は、式ｎｉｔｉ＝λ／４を
満たす光学厚さｎｉｔｉ（ｎｉはｉ番目の層の屈折率であり、ｔｉはｉ番目の層の厚さで
ある）を持つ層である。ここで、λはＦＰフィルターの設計波長である。通常、ＤＢＲは
、２０層以下を含む。
本発明（図１参照）において、固定反射器１１４および可動反射器１１５の反射率は、
ＭＥＭＳ−ＦＰフィルターの有効反射率を最大にするように構成可能である。ＭＥＭＳ−
ＦＰフィルターキャビティ反射器は、キャビティ反射率が０．９８９５超、０．９９７５
超、および０．９９９７超になるように構成可能である。これによって、有効光学キャビ
ティ長および設計波長に応じて、０．１ｎｍ、０．０２５ｎｍ、および０．００３ｎｍよ
りも狭い（よりも優れた）フィルター帯域幅がそれぞれ得られる。
図１Ａは、本発明にかかるＭＥＭＳ−ＦＰフィルター１１０の基本的特徴を示す概略図
である。この概略図において、可動反射器１１５は、１つ以上のサスペンションビームで
支持されている。図１Ａにおいて、サスペンションビームは、有効ばね剛性ｋｅｆｆの等
価ばね１１８で表される。固定反射器１１４と可動反射器１１５との間の距離は、空隙１
１１で満たされる。電圧源１１６から電圧を印加すると、２つの反射器間で静電力が発生
し、変位距離１１２として示すように可動反射器１１５が動く。
図１Ｂは、可動反射器１１５の概略上面図である。可動反射器１１５は、ＭＥＭＳ膜１
１７と、サスペンションビーム１１３と、支持フレーム２１８とで構成される。可動ＭＥ
ＭＳ膜１１７は、サスペンションビーム１１３を支持フレーム２１８と共に用いて、吊る
される。波長可変ＦＰフィルターでは、ＭＥＭＳ膜１１７の直径は、通常２００μｍ〜５
００μｍである。ＭＥＭＳ駆動電圧１１６は、ＭＥＭＳ幾何学的配置、材料、空隙１１１
、および目標変位１１２に依存する。駆動電圧１１６は、通常５０Ｖ〜５００Ｖの範囲で
ある。
図２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂの実施形態において、基板２１２の下面がエッチングされて
カットアウトを形成し、この中に固定反射器が配置される。ウェーハや基板は通常厚すぎ
てＦＰフィルターのフィルターキャビティの一部として機能し得ないため、カットアウト
が必要となる。カットアウトをエッチングアウトすることで、所望のＦＳＲに対して所望
の有効光学キャビティ長を得ることができる。
図２Ａは、ＭＥＭＳ−ＦＰフィルター２１０の一実施形態の（図１Ｂの線Ａ−Ａに沿っ
た）断面図である。本実施形態において、固定反射器１１４は、多層誘電体ＤＢＲミラー
２１４を含む。可動反射器１１５は、ＭＥＭＳ構造２１１と、多層誘電体ＤＢＲミラー２
１３とを含む。ＭＥＭＳ構造２１１は、Ｓｉ、ＳｉＮｘ、または任意の誘電体材料からな
ってもよい。可動反射器１１５は、支持フレーム２１８を介して基板に取り付けられ、こ
れは、縁端部においてサスペンションビームとして作用して、ＭＥＭＳ構造２１１の移動
を可能にする。こうして、空隙１１１は、支持フレーム２１８と２つの反射器との間に封
入される。ＭＥＭＳ電極２１７および２１９は、それぞれ基板２１２および可動反射器１
１５上に堆積し、どちらも電圧源（図示なし）に接続される。
ＭＥＭＳ−ＦＰフィルター２１０の光学キャビティ長は、固定反射器１１４内への入力
光２２０の光学侵入深さと、基板２１２の部分の厚さ２１６と、反射防止（ＡＲ）コーテ
ィング層２１５の厚さと、空隙１１１の長さと、ＭＥＭＳ構造２１１の厚さと、反射器２
１３内への光の光学侵入深さとからなる。よって、本実施形態において、ＭＥＭＳ−ＦＰ
の光学キャビティ長Ｌｅｆｆは、
で与えられる。ここで、Ｌｐｅｎ，ｆｉｘｅｄは反射器１１４内への光の光学侵入深さ、
ＬｓｕｂはＦＰキャビティの光路に沿った基板厚さ２１６、ｎｓｕｂは基板材料の屈折率
、ＬＡＲは反射防止（ＡＲ）コーティング層２１５の厚さ、ｎＡＲはＡＲコーティング材
料の屈折率、ＬａｉｒはＭＥＭＳ空隙１１１、ＬＭＥＭＳはＭＥＭＳ構造２１１の厚さ、
ｎＭＥＭＳはＭＥＭＳ構造材料の屈折率、Ｌｐｅｎ，ｍｏｖｅａｂｌｅは反射器２１３内
への光の光学侵入深さである。
入力光線２２０は、固定反射器１１４を通ってＭＥＭＳ−ＦＰフィルターキャビティ内
へ進み、可動反射器１１５を通り、フィルター処理出力光２３０として現れる。任意のＦ
Ｐフィルターと同様、フィルター処理出力光２３０の波長および帯域幅は、２つのフィル
ターキャビティ反射器の有効キャビティ長Ｌｅｆｆおよび全反射率に依存する。電圧を印
加してＭＥＭＳ可動反射器の変位１１２を変え、それによって有効キャビティ長Ｌｅｆｆ
を変えることで、フィルター処理出力光２３０の波長を調整することができる。
基板２１２として、任意の半導体または誘電体基板（例えば、Ｓｉ、ＩｎＰ、ＧａＡｓ
、またはＧａＰ）を使用してもよい。基板部分２１６と可変空隙１１１との間の界面にお
いて、光学キャビティ内にＡＲコーティング層２１５を配置することによって、ＭＥＭＳ
−ＦＰの光学キャビティが形成される。空気・基板界面におけるＡＲコーティング層によ
り、当該界面からの反射が最小になり、反射器間に形成されたフィルター光学キャビティ
が改善される。全有効光学キャビティ長は、基板部分２１６と、ＡＲコーティング層２１
５の厚さと、空隙１１１とを含む。任意の誘電体材料の組み合わせ（例えば、Ｓｉ／Ｓｉ
Ｏ２、Ｓｉ／Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５／ＳｉＯ２、またはＳｉＯ２／ＴｉＯ２）を多層誘
電体ＤＢＲミラー２１３および多層誘電体ＤＢＲミラー２１４として組み入れて、高反射
率を得てもよい。
ＭＥＭＳ−ＦＰフィルターの有効光学キャビティ長は、設計波長の半分の整数倍である
。誘電体ＤＢＲミラーの厚さおよび層数は、設計波長および所望の反射率に依存する。通
常、ＤＢＲミラー層の光学厚さは、ＭＥＭＳ−ＦＰフィルターの設計波長の１／４である
。
図２Ｂは、本発明にかかるＭＥＭＳ−ＦＰフィルターの他の実施形態２５０を示す。本
実施形態において、可動反射器１１５は、多層誘電体ＤＢＲミラー２１７からなるＭＥＭ
Ｓ構造を含む。他の点では、本実施形態は、図２Ａの実施形態と同一である。本実施形態
において、ＭＥＭＳ−ＦＰの光学キャビティ長は、
で与えられる。
図３Ａは、ＭＥＭＳ−ＦＰフィルターの他の実施形態３１０を示す。本実施形態におい
て、固定反射器１１４は、高反射（ＨＲ）コーティング層３１１を含む。可動反射器１１
５は、ＭＥＭＳ構造２１１と、ＭＥＭＳ構造上の多層誘電体ＤＢＲミラー２１３とを含む
。本実施形態において、ＭＥＭＳ−ＦＰの有効光学キャビティ長は、
で与えられる。
図３Ｂは、ＭＥＭＳ−ＦＰフィルターの他の実施形態３５０を示す。本実施形態におい
て、可動反射器１１５は、多層誘電体ＤＢＲミラーを含むＭＥＭＳ構造である。本実施形
態において、ＭＥＭＳ−ＦＰの有効光学キャビティ長は、
で与えられる。
図３Ａおよび３Ｂの実施形態がそれぞれ図２Ａおよび２Ｂの実施形態と異なる点は、図
２Ａおよび２Ｂの多層誘電体ＤＢＲミラーが図３Ａおよび３ＢでＨＲコーティング層に置
き換えられていることである。
図４は、ＭＥＭＳ−ＦＰフィルターの他の実施形態４１０を示す。本実施形態において
、固定反射器１１４は、高反射（ＨＲ）コーティング層３１１を含む。可動反射器１１５
は、高反射（ＨＲ）コーティング層３１２と、ＭＥＭＳ構造２１１とを含む。本実施形態
において、ＭＥＭＳ−ＦＰの有効光学キャビティ長は、
で与えられる。
図５は、本発明のＭＥＭＳ−ＦＰフィルターに基づく波長可変レーザー光源５００の実
施形態の概略図である。例えば、図５の５１０は、図２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、および４
のＭＥＭＳ−ＦＰフィルターのいずれであってもよい。波長可変レーザー５００は、波長
選択用のレーザーキャビティ５２０とフィルターキャビティ５３０とを含む。リニアレー
ザーキャビティは、反射器１１６と、半導体光増幅器（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｏ
ｐｔｉｃａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ（ＳＯＡ））等の利得媒質５１１と、レンズ５１２と
、他のレンズ５１３と、反射器１１４とからなる。フィルターキャビティは、固定反射器
１１４と可動反射器１１５とからなり、これらは共にファブリペロー（ＦＰ）キャビティ
５３０を形成する。フィルターキャビティ長ＬＦＣ５３０は、レーザーキャビティ長ＬＬ
Ｃ５２０よりも大幅に短い。通常、フィルターキャビティ長は、５〜２０μｍの範囲であ
り、他方、レーザーキャビティ長は、ｍｍの範囲であり、例えば、２０ｍｍ以上である。
ＦＰフィルターキャビティ長５３０を変えることで、波長を調整することができる。波長
可変レーザー光は、フィルターキャビティ可動反射器１１５を通じて、出力５４０を与え
る。
図６は、本発明のＭＥＭＳ−ＦＰフィルターに基づく波長可変レーザー光源６００の実
施形態の概略図である。本実施形態において、リングレーザーキャビティは、（ＳＯＡ等
の）利得媒質５１１と、第１光ファイバー６１１と、ＭＥＭＳ−ＦＰフィルター６１０（
図２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、および４のＭＥＭＳ−ＦＰフィルター等、本明細書に記載の
ＭＥＭＳ−ＦＰフィルターのいずれであってもよい）と、第２光ファイバー６１２と、簡
単に入手可能な１×２光ファイバー結合器６１４と、第３光ファイバー６１３とを含む。
望ましくない後方反射を防止するために、リングキャビティに、デュアルアイソレーター
集積利得媒質または光ファイバーアイソレータ―を加えてもよい。リングレーザーキャビ
ティは、光ファイバー結合器６１４を通じて、フィルター処理波長出力６１５を与えるこ
とができる。よって、結合器６１４は、光を、光ファイバー６１３と出力６１５とに分岐
させる。
製造方法
本明細書に記載のＦＰフィルターの製造方法の例を、図２Ａの実施形態について説明す
る。但し、製造プロセスは、当業者の能力の範囲内で変更を採用することによって、全て
の実施形態に適用可能である。
本発明において、ＭＥＭＳ−ＦＰフィルター２１０は、光学キャビティと、ＭＥＭＳ静
電キャビティとを含む。光学キャビティは、固定反射器１１４と可動反射器１１５との間
に形成され、ＭＥＭＳ静電キャビティは、底部電極２１７と上部電極２１９との間に形成
される。したがって、集積ＭＥＭＳ−ＦＰフィルター２１０は、一連の堆積およびエッチ
ングプロセスを利用して製造される。また、該当する場合は、さまざまなステップで化学
機械研磨を用いてもよい。可動反射器１１５は、底部電極２１７と上部電極２１９との間
に印加される駆動電圧で動くように設計される。その結果、光学キャビティ長が変化し、
波長調整が可能になる。
本発明において、ＭＥＭＳ静電キャビティは、ＭＥＭＳ−ＦＰフィルター光学キャビテ
ィの一部である。有効光学キャビティ長Ｌｅｆｆは、所望のＦＳＲに対してウェーハ基板
部分２１６の厚さを変えることによって、構成可能である。同様に、ＭＥＭＳ静電キャビ
ティ長（空隙１１１）は、所望のＦＳＲおよび波長可変範囲に対して犠牲層の厚さを変え
ることによって、構成可能である。
ＭＥＭＳ−ＦＰフィルター２１０は、一連の半導体製造プロセスにより製造される。図
７は、本発明にかかるＭＥＭＳ−ＦＰ２１０の製造方法におけるステップを示すフローチ
ャート７００である。製造プロセスにおける最初のステップ７１１では、基板２１２の一
方側（以下、基板の当該側を下面と称する）をエッチングして、領域基板２１６の所望の
厚さのカットアウトを形成する。次に、ステップ７１２で、カットアウト内のウェーハ基
板の下面上に高屈折率および低屈折率材料の交互の層を堆積することによって、多層誘電
体ＤＢＲミラー２１４を作製する。次に、ステップ７１３で、基板の他方側（以下、基板
の当該側を上面と称する）にＡＲコーティング層２１５を堆積する。続いて、ＡＲコーテ
ィング層２１５を、シャドーマスクでパターニングおよびエッチングする。次に、ステッ
プ７１４で、金属電極接触層２１７を、基板ウェーハ２１２の上面に堆積し、適切に設計
されたシャドーマスクでパターニングおよびエッチングする。金属接触層２１７は、ＭＥ
ＭＳ構造の底部電極として作用する。次に、犠牲層（ステップ７１５）、ＭＥＭＳ構造２
１１（ステップ７１６）、および他の金属接触電極２１９（ステップ７１７）を、パター
ニングされたＡＲコーティング２１５および底部電極接触層２１７の上に堆積する。その
後、金属接触電極２１９を、適切なシャドーマスクでパターニングおよびエッチングする
。金属接触層２１９は、ＭＥＭＳ構造の上部電極として作用する。ステップ７１８で、Ｍ
ＥＭＳ構造２１１および上部電極２１９の上に高屈折率および低屈折率材料の交互の層を
堆積することによって、多層誘電体ＤＢＲミラー２１３を作製する。そして、多層誘電体
ＤＢＲミラー２１３を、適切なマスクでパターニングおよびエッチングする。最後に、ス
テップ７１９で、選択的エッチングプロセスを行って、機能的ＭＥＭＳ構造２１１、空隙
１１１、およびＭＥＭＳ支持フレーム２１８を作製する。空隙１１１および支持フレーム
２１８は、エッチングプロセスにより犠牲層から作られる。これらエッチングプロセスの
詳細については、Ｇ．Ｄ．Ｃｏｌｅ，Ｅ．Ｂｅｈｙｍｅｒ，Ｌ．Ｌ．Ｇｏｄｄａｒｄ，
ａｎｄ Ｔ．Ｃ．Ｂｏｎｄ，“Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｄ
ｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｉｒｒｏｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｖｉａ ｘｅｎｏｎ ｄｉ
ｆｌｕｏｒｉｄｅ ｅｔｃｈｉｎｇ ｏｆ ａｎ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｇｅｒｍａｎｉ
ｕｍ ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ ｌａｙｅｒ，” Ｊ． ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅ
ｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂ，ｖｏｌ．２６，ｎｏ．２，ｐｐ．５９３−
５９７，Ｍａｒｃｈ／Ａｐｒｉｌ ２００８に記載があり、ここに参照のために取り込む
。
先の記載は、本技術のさまざまな態様を説明するものであり、本明細書に記載の例は添
付の請求項の範囲を限定するものではない。発明が十分に説明されたことから、添付の請
求項の精神や範囲から逸脱することなく多くの変更や変形が可能であることは、当業者に
は自明であろう。

Claims (14)

  1. 波長可変ＭＥＭＳ−ＦＰフィルターであって、
    上面と下面とを有する半導体または誘電体基板と、
    前記基板の下面に取り付けられる固定反射器と、前記基板の上面に配置される底部電極
    と、前記基板の上面に配置されるＡＲ層と、
    上面と下面とを有し、１つ以上のサスペンションビームに支持され、ＭＥＭＳと、多層
    誘電体ＤＢＲミラーと、当該上面に配置される上部電極とを含む可動反射器であって、可
    動反射器の下面と前記基板の上面との間には空隙が形成され、前記固定反射器と可動反射
    器との間には光学キャビティが形成される、可動反射器と、
    前記光学キャビティのキャビティ長を変えるために前記上部電極と前記底部電極との間
    に電圧を供給する電圧源と
    を備える、波長可変ＭＥＭＳ−ＦＰフィルター。
  2. 前記多層ＤＢＲミラーは、Ｓｉ／ＳｉＯ２、Ｓｉ／ＡＩ２Ｏ３、ＳｉＯ２／ＴｉＯ２、
    またはＴａ２Ｏ５／ＳｉＯ２からなる、請求項１に記載の波長可変ＭＥＭＳ−ＦＰフィル
    ター。
  3. 前記基板は、Ｓｉ、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、およびＧａＰから選択される半導体または誘電
    体材料からなる、請求項１に記載の波長可変ＭＥＭＳ−ＦＰフィルター。
  4. 前記固定反射器は、高反射（ＨＲ）コーティング層を含む、請求項１に記載の波長可変
    ＭＥＭＳ−ＦＰフィルター。
  5. 前記固定反射器は、多層誘電体ＤＢＲミラーを含む、請求項１に記載の波長可変ＭＥＭ
    Ｓ−ＦＰフィルター。
  6. 波長可変ＭＥＭＳ−ＦＰフィルターであって、
    上面と下面とを有する半導体または誘電体基板と、
    前記基板の下面に取り付けられる固定反射器と、前記基板の上面に配置される底部電極
    と、前記基板の上面に配置されるＡＲ層と、
    上面と下面とを有し、１つ以上のサスペンションビームに支持され、多層誘電体ＤＢＲ
    ミラーと、当該上面に配置される上部電極とを含む可動反射器であって、可動反射器の下
    面と前記基板の上面との間には空隙が形成され、前記固定反射器と可動反射器との間には
    光学キャビティが形成される、可動反射器と、
    光学キャビティのキャビティ長を変えるために前記上部電極と前記底部電極との間に電
    圧を供給する電圧源と
    を備える、波長可変ＭＥＭＳ−ＦＰフィルター。
  7. 前記固定反射器は、高反射（ＨＲ）コーティング層を含む、請求項６に記載の波長可変
    ＭＥＭＳ−ＦＰフィルター。
  8. 請求項１に記載の波長可変ＭＥＭＳ−ＦＰフィルターを含む、自由空間リニアキャビテ
    ィ波長可変レーザー光源。
  9. さらに、利得媒質と、２つのレンズと、端部反射器とを含む、請求項８に記載の波長可
    変レーザー光源。
  10. 前記利得媒質は、ＳＯＡである、請求項９に記載の波長可変レーザー光源。
  11. 請求項１に記載のＭＥＭＳ−ＦＰフィルターと、ファイバー結合利得媒質と、光ファイ
    バー結合器とを含む、ファイバー結合リングキャビティ波長可変レーザー光源。
  12. 前記利得媒質は、ＳＯＡである、請求項１１に記載のファイバー結合リングキャビティ
    波長可変レーザー光源。
  13. ＭＥＭＳ−ＦＰフィルターの製造方法であって、
    基板の下面からカットアウトをエッチングし、
    前記カットアウトの表面に１つ以上の多層誘電体ＤＢＲミラーを堆積し、
    前記基板の上面に反射防止コーティング層を堆積し、
    前記反射防止コーティング層をパターニングおよびエッチングし、
    前記基板の上面に底部電極を堆積し、
    前記底部電極をパターニングおよびエッチングし、
    前記パターニングされた反射防止コーティングおよび底部電極の上に、犠牲層と、ＭＥ
    ＭＳ構造と、上部電極とを堆積し、
    前記上部電極をパターニングおよびエッチングし、
    前記ＭＥＭＳ構造および前記上部電極上に１つ以上の多層誘電体ＤＢＲミラーを堆積し
    、
    前記ＭＥＭＳ構造上の多層誘電体ＤＢＲミラーをパターニングおよびエッチングし、
    前記ＭＥＭＳ構造および前記犠牲層を選択的にエッチングして、空隙と、前記基板を前
    記ＭＥＭＳ構造に接続する支持フレームとを作る、
    ＭＥＭＳ−ＦＰフィルターの製造方法。
  14. フィルターキャビティの一部であるＭＥＭＳキャビティを有する、ＭＥＭＳ−ＦＰフィ
    ルター。
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9652827B2 (en) 2013-06-24 2017-05-16 Technology Innovation Momentum Fund (Israel) Limited Partnership System and method for color image acquisition
CA2917147C (en) 2013-07-03 2016-09-27 Inphenix, Inc. Wavelength-tunable vertical cavity surface emitting laser for swept source optical coherence tomography system
JP6196867B2 (ja) * 2013-10-01 2017-09-13 浜松ホトニクス株式会社 光学モジュール
KR20160091379A (ko) 2013-11-26 2016-08-02 인피닉스, 인크. 파장 튜닝가능한 mems-파브리 페롯 필터
CN107850771B (zh) * 2015-07-15 2020-08-28 科技创新动量基金（以色列）有限责任合伙公司 可调微机电标准具
CN108291800B (zh) 2015-07-30 2021-07-13 科技创新动量基金（以色列）有限责任合伙公司 光谱成像方法和系统
JP6824605B2 (ja) * 2015-11-12 2021-02-03 キヤノン株式会社 増幅素子、光源装置及び撮像装置
CN110383138B (zh) * 2016-11-20 2021-12-28 尤尼斯拜特罗有限责任公司 可调谐标准具设备和成像设备
JP6897226B2 (ja) * 2017-03-28 2021-06-30 セイコーエプソン株式会社 光学モジュール及び光学モジュールの駆動方法
CN110914654A (zh) 2017-05-26 2020-03-24 加州理工学院 具有可控光谱带宽和分辨率的光谱滤波器
EP3502637A1 (en) * 2017-12-23 2019-06-26 ABB Schweiz AG Method and system for real-time web manufacturing supervision
CN108242763B (zh) * 2018-03-05 2020-02-18 中国科学院半导体研究所 电吸收调制激光器的整片结构及其制作测试方法
US11860441B2 (en) * 2018-05-18 2024-01-02 Unispectral Ltd. Optical device with expansion compensation
CN108919478A (zh) * 2018-07-27 2018-11-30 电子科技大学 一种可调谐f-p滤光片及其制备方法
WO2020027724A1 (en) * 2018-07-30 2020-02-06 Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Low-height optoelectronic modules and packages
CN109269644B (zh) * 2018-11-02 2020-10-02 天津津航技术物理研究所 宽调谐范围光谱成像传感器
EP3683557B1 (en) * 2019-01-18 2021-09-22 Infineon Technologies Dresden GmbH & Co . KG Tunable fabry-perot filter element, spectrometer device and method for manufacturing a tunable fabry-perot filter element
US11287322B2 (en) 2019-02-06 2022-03-29 California Institute Of Technology Compact hyperspectral mid-infrared spectrometer
CN109798979B (zh) * 2019-03-12 2021-02-12 天津津航技术物理研究所 宽光谱范围的半导体工艺兼容高光谱成像芯片设计方法
CN109945965A (zh) * 2019-03-27 2019-06-28 国网上海市电力公司 光纤efpi超声波传感器用支撑梁臂式敏感膜片
CN114868068B (zh) * 2019-09-25 2023-11-17 深圳市海谱纳米光学科技有限公司 一种可调光学滤波装置
WO2021056257A1 (zh) * 2019-09-25 2021-04-01 深圳市海谱纳米光学科技有限公司 一种可调光学滤波器件
WO2021056279A1 (zh) * 2019-09-25 2021-04-01 深圳市海谱纳米光学科技有限公司 一种可调光学滤波器件
CN114830017A (zh) * 2019-09-25 2022-07-29 深圳市海谱纳米光学科技有限公司 一种可调光学滤波器件
US11313722B2 (en) 2019-11-08 2022-04-26 California Institute Of Technology Infrared spectrometer having dielectric-polymer-based spectral filter
CN114034300A (zh) * 2021-11-09 2022-02-11 中国电子科技集团公司信息科学研究院 光学加速度计和惯性导航系统

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001042232A (ja) * 1999-06-14 2001-02-16 Lucent Technol Inc 光ファイバ通信システム
JP2002500446A (ja) * 1997-12-29 2002-01-08 コアテック・インコーポレーテッド マイクロエレクトロメカニカル的に同調可能な共焦型の垂直キャビティ表面放出レーザ及びファブリー・ペローフィルタ
US20020031155A1 (en) * 1998-06-26 2002-03-14 Parviz Tayebati Microelectromechanically tunable, confocal, vertical cavity surface emitting laser and fabry-perot filter
JP2002511199A (ja) * 1998-04-28 2002-04-09 コリア アドバンスト インスティテュート オブ サイエンス アンド テクノロジー 波長移動レーザ及びその作動方法
WO2003052506A1 (en) * 2001-12-18 2003-06-26 Nokia Corporation Electrically tunable interferometric filter
JP2003270604A (ja) * 2002-03-18 2003-09-25 Fujitsu Ltd 波長制御光装置及び光制御方法
US20050008045A1 (en) * 2002-08-29 2005-01-13 Jinchun Xie Laser with reflective etalon tuning element
US20060118721A1 (en) * 2002-08-13 2006-06-08 Jarek Antoszewski Resonant cavity enhanced device and a method for fabricating same
US20060215713A1 (en) * 2005-03-28 2006-09-28 Axsun Technologies, Inc. Laser with tilted multi spatial mode resonator tuning element
JP2007086517A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Seiko Epson Corp 波長可変フィルタ
JP2007155965A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Anritsu Corp 可変波長光フィルタ
US20070183643A1 (en) * 2006-01-20 2007-08-09 Vijaysekhar Jayaraman System for swept source optical coherence tomography

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0878787A (ja) * 1994-09-02 1996-03-22 Mitsubishi Electric Corp 波長可変光源装置
US6380531B1 (en) * 1998-12-04 2002-04-30 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Wavelength tunable narrow linewidth resonant cavity light detectors
US6373632B1 (en) 2000-03-03 2002-04-16 Axsun Technologies, Inc. Tunable Fabry-Perot filter
US6339603B1 (en) 2000-10-25 2002-01-15 Axsun Technologies, Inc. Tunable laser with polarization anisotropic amplifier for fabry-perot filter reflection isolation
JP3858606B2 (ja) * 2001-02-14 2006-12-20 セイコーエプソン株式会社 干渉フィルタの製造方法、干渉フィルタ、波長可変干渉フィルタの製造方法及び波長可変干渉フィルタ
WO2002071562A2 (en) 2001-03-02 2002-09-12 Science & Technology Corporation @ Unm Quantum dot vertical cavity surface emitting laser
US6594059B2 (en) * 2001-07-16 2003-07-15 Axsun Technologies, Inc. Tilt mirror fabry-perot filter system, fabrication process therefor, and method of operation thereof
US7027472B2 (en) * 2001-07-19 2006-04-11 Axsun Technologies, Inc. Fixed wavelength single longitudinal mode coolerless external cavity semiconductor laser system
US6618414B1 (en) * 2002-03-25 2003-09-09 Optical Communication Products, Inc. Hybrid vertical cavity laser with buried interface
JP4625639B2 (ja) * 2003-01-17 2011-02-02 富士フイルム株式会社 光変調素子、光変調素子アレイ、画像形成装置、及び平面表示装置
WO2005089098A2 (en) 2004-01-14 2005-09-29 The Regents Of The University Of California Ultra broadband mirror using subwavelength grating
KR100583768B1 (ko) * 2004-07-07 2006-05-26 한국과학기술원 광압을 이용한 입자빔 집속장치
JP4603489B2 (ja) 2005-01-28 2010-12-22 セイコーエプソン株式会社 波長可変フィルタ
CN100410723C (zh) * 2005-01-28 2008-08-13 精工爱普生株式会社 可变波长滤光器以及可变波长滤光器的制造方法
JP2009518833A (ja) 2005-12-07 2009-05-07 インノルメ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 広帯域スペクトル発光を有するレーザ光源
US7701588B2 (en) 2006-04-11 2010-04-20 Santec Corporation Swept source type optical coherent tomography system
JP5027010B2 (ja) 2007-03-01 2012-09-19 古河電気工業株式会社 面発光レーザ素子
US8309929B2 (en) 2008-03-18 2012-11-13 Lawrence Livermore National Security, Llc. Tunable photonic cavities for in-situ spectroscopic trace gas detection
FI125897B (fi) * 2011-06-06 2016-03-31 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Mikromekaanisesti säädettävä Fabry-Perot-interferometri ja menetelmä sen valmistamiseksi
US10215551B2 (en) 2012-07-27 2019-02-26 Praevium Research, Inc. Agile imaging system
WO2014144998A2 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Praevium Researach, Inc. Tunable laser array system
CA2917147C (en) * 2013-07-03 2016-09-27 Inphenix, Inc. Wavelength-tunable vertical cavity surface emitting laser for swept source optical coherence tomography system
KR20160091379A (ko) 2013-11-26 2016-08-02 인피닉스, 인크. 파장 튜닝가능한 mems-파브리 페롯 필터

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002500446A (ja) * 1997-12-29 2002-01-08 コアテック・インコーポレーテッド マイクロエレクトロメカニカル的に同調可能な共焦型の垂直キャビティ表面放出レーザ及びファブリー・ペローフィルタ
JP2002511199A (ja) * 1998-04-28 2002-04-09 コリア アドバンスト インスティテュート オブ サイエンス アンド テクノロジー 波長移動レーザ及びその作動方法
US20020031155A1 (en) * 1998-06-26 2002-03-14 Parviz Tayebati Microelectromechanically tunable, confocal, vertical cavity surface emitting laser and fabry-perot filter
JP2001042232A (ja) * 1999-06-14 2001-02-16 Lucent Technol Inc 光ファイバ通信システム
WO2003052506A1 (en) * 2001-12-18 2003-06-26 Nokia Corporation Electrically tunable interferometric filter
JP2003270604A (ja) * 2002-03-18 2003-09-25 Fujitsu Ltd 波長制御光装置及び光制御方法
US20060118721A1 (en) * 2002-08-13 2006-06-08 Jarek Antoszewski Resonant cavity enhanced device and a method for fabricating same
US20050008045A1 (en) * 2002-08-29 2005-01-13 Jinchun Xie Laser with reflective etalon tuning element
US20060215713A1 (en) * 2005-03-28 2006-09-28 Axsun Technologies, Inc. Laser with tilted multi spatial mode resonator tuning element
JP2007086517A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Seiko Epson Corp 波長可変フィルタ
JP2007155965A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Anritsu Corp 可変波長光フィルタ
US20070183643A1 (en) * 2006-01-20 2007-08-09 Vijaysekhar Jayaraman System for swept source optical coherence tomography

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