JP2637254B2 - 光バンドパスフィルタ - Google Patents
光バンドパスフィルタInfo
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- JP2637254B2 JP2637254B2 JP33628489A JP33628489A JP2637254B2 JP 2637254 B2 JP2637254 B2 JP 2637254B2 JP 33628489 A JP33628489 A JP 33628489A JP 33628489 A JP33628489 A JP 33628489A JP 2637254 B2 JP2637254 B2 JP 2637254B2
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Description
【発明の詳細な説明】 概要 所望の帯域の光を透過させる光バンドパスフィルタに
関し、 オープン構成で使用することができ、且つ、リップル
が小さい光バンドパスフィルタの提供を目的とし、 ガラス基板上にSiO2からなる低屈折率層とTiO2からな
る高屈折率層とをこの順に交互に最外層が上記低屈折率
層となるように41層積層してなる光バンドパスフィルタ
であって、各層の厚みの設計値又は該設計値及び許容さ
れ得る偏差を特徴として構成する。
関し、 オープン構成で使用することができ、且つ、リップル
が小さい光バンドパスフィルタの提供を目的とし、 ガラス基板上にSiO2からなる低屈折率層とTiO2からな
る高屈折率層とをこの順に交互に最外層が上記低屈折率
層となるように41層積層してなる光バンドパスフィルタ
であって、各層の厚みの設計値又は該設計値及び許容さ
れ得る偏差を特徴として構成する。
産業上の利用分野 本発明は所望の帯域の光を透過させる光バンドパスフ
ィルタに関する。
ィルタに関する。
光伝送の分野において、WDM伝送（波長分割多重伝
送）を行う場合には、同一伝送路を伝送されてきた波長
が異なる２以上の光を異なる光路に分離するために、或
いは、波長が異なる２以上の光を同一の光伝送路に導く
ために、光バンドパスフィルタが使用されることがあ
る。この種の光バンドパスフィルタは、屈折率が異なる
誘電体膜をガラス基板上に複数層積層して構成すること
ができる。光バンドパスフィルタに要求されることは、 （イ）透過率−波長特性曲線においてリップルが小さい
こと、 （ロ）光バンドパスフィルタを用いて構成される装置の
構成が複雑にならないこと、具体的には、ショート構成
（最外層が空気中に直接露出していない構成）にする必
要がなくオープン構成（最外層が空気中に直接露出して
いる構成）で使用できること、 等である。
送）を行う場合には、同一伝送路を伝送されてきた波長
が異なる２以上の光を異なる光路に分離するために、或
いは、波長が異なる２以上の光を同一の光伝送路に導く
ために、光バンドパスフィルタが使用されることがあ
る。この種の光バンドパスフィルタは、屈折率が異なる
誘電体膜をガラス基板上に複数層積層して構成すること
ができる。光バンドパスフィルタに要求されることは、 （イ）透過率−波長特性曲線においてリップルが小さい
こと、 （ロ）光バンドパスフィルタを用いて構成される装置の
構成が複雑にならないこと、具体的には、ショート構成
（最外層が空気中に直接露出していない構成）にする必
要がなくオープン構成（最外層が空気中に直接露出して
いる構成）で使用できること、 等である。
従来の技術 ガラス基板上に低屈折率層及び高屈折率層を交互に37
層積層してなる従来の光バンドパスフィルタにおける透
過率（％）−波長（nm）特性曲線の例を第５図に示す。
Ａは入射角を０゜に設定してオープン構成で使用したと
きの特性曲線、Ｂは入射角を15゜に設定してオープン構
成で使用したときの特性曲線である。これらの特性曲線
から、オープン構成で使用する場合0.3〜0.5dBのリップ
ルが生じていることが明らかである。特性曲線にリップ
ルが生じていると、光源からの光の波長の変動等に応じ
てこの光バンドパスフィルタの挿入損失が変動等するこ
とになる。そこで、従来は、特性曲線におけるリップル
を抑えるために、光バンドパスフィルタをショート構成
にして使用していた。第５図においてＣで示されている
のは、入射角を０゜に設定しショート構成で使用した場
合の特性曲線であり、透過帯域におけるリップルが減少
していることがわかる。光バンドパスフィルタをショー
ト構成にするには、具体的には、例えば、ガラス基板の
誘電体多層膜積層面上に、無反射処理が施されたもう一
つのガラス基板を光学接着剤により密着させる。
層積層してなる従来の光バンドパスフィルタにおける透
過率（％）−波長（nm）特性曲線の例を第５図に示す。
Ａは入射角を０゜に設定してオープン構成で使用したと
きの特性曲線、Ｂは入射角を15゜に設定してオープン構
成で使用したときの特性曲線である。これらの特性曲線
から、オープン構成で使用する場合0.3〜0.5dBのリップ
ルが生じていることが明らかである。特性曲線にリップ
ルが生じていると、光源からの光の波長の変動等に応じ
てこの光バンドパスフィルタの挿入損失が変動等するこ
とになる。そこで、従来は、特性曲線におけるリップル
を抑えるために、光バンドパスフィルタをショート構成
にして使用していた。第５図においてＣで示されている
のは、入射角を０゜に設定しショート構成で使用した場
合の特性曲線であり、透過帯域におけるリップルが減少
していることがわかる。光バンドパスフィルタをショー
ト構成にするには、具体的には、例えば、ガラス基板の
誘電体多層膜積層面上に、無反射処理が施されたもう一
つのガラス基板を光学接着剤により密着させる。
発明が解決しようとする課題 特性曲線にリップルが生じていると、光源からの光の
波長の変動又はばらつきに応じてこの光バンドパスフィ
ルタの挿入損失が変動し又はばらつくことになり、シス
テムを構築する上で甚だ都合が悪い。一方、光バンドパ
スフィルタをショート構成にして使用すると、リップル
は抑えられるものの、構成が複雑化し或いは大型化する
という欠点がある。このように従来技術であると、特性
曲線にリップルが生じることを許容して構成の簡略化を
図るか、或いは、構成が複雑化等することを許容してリ
ップルを抑えるか、何れか一方を選択する必要があっ
た。
波長の変動又はばらつきに応じてこの光バンドパスフィ
ルタの挿入損失が変動し又はばらつくことになり、シス
テムを構築する上で甚だ都合が悪い。一方、光バンドパ
スフィルタをショート構成にして使用すると、リップル
は抑えられるものの、構成が複雑化し或いは大型化する
という欠点がある。このように従来技術であると、特性
曲線にリップルが生じることを許容して構成の簡略化を
図るか、或いは、構成が複雑化等することを許容してリ
ップルを抑えるか、何れか一方を選択する必要があっ
た。
本発明はこのような事情に鑑みて創作されたもので、
オープン構成で使用することができ、且つ、リップルが
小さい光バンドパスフィルタの提供を目的としている。
オープン構成で使用することができ、且つ、リップルが
小さい光バンドパスフィルタの提供を目的としている。
課題を解決するための手段及び作用 第１図により本発明の構成を説明する。
本発明の光バンドパスフィルタは、ガラス基板１上に
SiO2からなる低屈折率層とTiO2からなる高屈折率層とを
この順に交互に最外層が上記低屈折率層となるように41
層積層して構成される。そして、透過帯域の中心波長の
４分の１の長さに等しい厚みを1.0とするときに、上記
各層の厚みの設計値を次のように設定する。
SiO2からなる低屈折率層とTiO2からなる高屈折率層とを
この順に交互に最外層が上記低屈折率層となるように41
層積層して構成される。そして、透過帯域の中心波長の
４分の１の長さに等しい厚みを1.0とするときに、上記
各層の厚みの設計値を次のように設定する。
第２層;0.9 第38層;0.22 第39層;0.33 第40層;1.65 第41層;0.93 第4,11,19,27,34層;2.0 それ以外の層;1.0 第１図においてＡで示される第１〜第37層は所謂５キ
ャビティのバンドパスフィルタを構成し、この積層部分
の存在によって、所望帯域の光のみを透過させるような
機能が生じる。Ａで示された積層部分に付加的に設けら
れた第38〜第41層（Ｂ）の存在によって、ショート構成
で使用することを必要とせずにリップルを抑えることが
できるようになり、また、透過帯域の光のフレネル反射
を有効に防止して透過帯域の光の透過率を高めることが
できるようになる。
ャビティのバンドパスフィルタを構成し、この積層部分
の存在によって、所望帯域の光のみを透過させるような
機能が生じる。Ａで示された積層部分に付加的に設けら
れた第38〜第41層（Ｂ）の存在によって、ショート構成
で使用することを必要とせずにリップルを抑えることが
できるようになり、また、透過帯域の光のフレネル反射
を有効に防止して透過帯域の光の透過率を高めることが
できるようになる。
各層の厚みの偏差を上記設定値に対して±１％の範囲
内に収めることによって、製造上の困難性を伴うことな
しに、リップルが実用上十分小さくしかもショート構成
にして使用する必要のない光バンドパスフィルタの提供
が可能になる。
内に収めることによって、製造上の困難性を伴うことな
しに、リップルが実用上十分小さくしかもショート構成
にして使用する必要のない光バンドパスフィルタの提供
が可能になる。
実 施 例 以下本発明の実施例を説明する。
ガラス基板１の材質としてはBK−７（屈折率1.5）を
用いることができ、ガラス基板１の形状は平板状とする
ことができる。ガラス基板１上への誘電体多層膜の積層
方法としては、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法等
をあげることができる。SiO2の屈折率は1.46であり、Ti
O2の屈折率は2.3である。
用いることができ、ガラス基板１の形状は平板状とする
ことができる。ガラス基板１上への誘電体多層膜の積層
方法としては、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法等
をあげることができる。SiO2の屈折率は1.46であり、Ti
O2の屈折率は2.3である。
第２図は誘電体多層膜各層の厚みを設計値通りに設定
したときの透過率（％）と波長（nm）の関係を示す図で
ある。実線Ａが上記関係を表す特性曲線であり、参考ま
でに従来構成の光バンドパスフィルタをショート構成で
使用したときの特性を一点鎖線Ｂで表す。いずれの特性
ともに誘電体多層膜への入射角を15゜に設定して測定さ
れたものである。この発明によると、光バンドパスフィ
ルタをオープン構成で使用しているにも関わらず、従来
品をショート構成で使用した場合と同等の特性曲線を得
ることができ、リップルがほぼ完全に抑制されているこ
とが明らかである。
したときの透過率（％）と波長（nm）の関係を示す図で
ある。実線Ａが上記関係を表す特性曲線であり、参考ま
でに従来構成の光バンドパスフィルタをショート構成で
使用したときの特性を一点鎖線Ｂで表す。いずれの特性
ともに誘電体多層膜への入射角を15゜に設定して測定さ
れたものである。この発明によると、光バンドパスフィ
ルタをオープン構成で使用しているにも関わらず、従来
品をショート構成で使用した場合と同等の特性曲線を得
ることができ、リップルがほぼ完全に抑制されているこ
とが明らかである。
ところで、誘電体多層膜の各層の厚みを厳密にコント
ロールするには製造上の困難性を伴う。そこで、リップ
ルが小さくしかもオープン構成で使用することができる
光バンドパスフィルタを製造上の困難を伴うことなしに
提供することを目的として、リップルを実用上十分小さ
くする上で各層の厚みに許容される偏差について検討す
る。
ロールするには製造上の困難性を伴う。そこで、リップ
ルが小さくしかもオープン構成で使用することができる
光バンドパスフィルタを製造上の困難を伴うことなしに
提供することを目的として、リップルを実用上十分小さ
くする上で各層の厚みに許容される偏差について検討す
る。
第３図は各層の厚みの偏差が設計値に対して±１％の
範囲内にあるときに特性曲線がとり得る範囲を斜線にて
示した図である。波長が1280〜1320（nm）の範囲におい
て、リップルが生じることによる透過率の減少が0.45
（dB）よりも小さいとすれば、実用上許容し得るリップ
ルであるということができる。このように、偏差が±１
％の範囲内にある場合には、実用上許容し得るリップル
になっていることが明らかである。
範囲内にあるときに特性曲線がとり得る範囲を斜線にて
示した図である。波長が1280〜1320（nm）の範囲におい
て、リップルが生じることによる透過率の減少が0.45
（dB）よりも小さいとすれば、実用上許容し得るリップ
ルであるということができる。このように、偏差が±１
％の範囲内にある場合には、実用上許容し得るリップル
になっていることが明らかである。
第４図は各層の厚みの偏差が設計値に対して±２％の
範囲内にあるときに特性曲線がとり得る範囲を示す図で
ある。この場合、波長が1280〜1320（nm）の範囲内にお
いて透過率の減少が0.45（dB）よりも大きくなることが
あるから、リップルを実用上許容し得る範囲に抑えるこ
とができるとはいえない。
範囲内にあるときに特性曲線がとり得る範囲を示す図で
ある。この場合、波長が1280〜1320（nm）の範囲内にお
いて透過率の減少が0.45（dB）よりも大きくなることが
あるから、リップルを実用上許容し得る範囲に抑えるこ
とができるとはいえない。
よって、各層の厚みの偏差を設計値に対して±１％の
範囲内にすることによって、リップルが実用上十分小さ
くしかもオープン構成で使用することができる光バンド
パスフィルタを製造上の困難性を伴うことなしに提供す
ることができる。
範囲内にすることによって、リップルが実用上十分小さ
くしかもオープン構成で使用することができる光バンド
パスフィルタを製造上の困難性を伴うことなしに提供す
ることができる。
発明の効果 以上説明したように、この発明においては、ガラス基
板上に積層された誘電体多層膜の各層の厚みの設計値を
特定することによって、オープン構成で使用することが
でき、且つ、リップルが小さい光バンドパスフィルタの
提供が可能になるという効果を奏する。
板上に積層された誘電体多層膜の各層の厚みの設計値を
特定することによって、オープン構成で使用することが
でき、且つ、リップルが小さい光バンドパスフィルタの
提供が可能になるという効果を奏する。
また、各層の厚みの設計値を特定するとともに各層の
厚みの偏差を特定することによって、オープン構成で使
用することができ、且つ、リップルが小さい光バンドパ
スフィルタを、製造上の困難性を伴うことなしに提供す
ることができるようになる。
厚みの偏差を特定することによって、オープン構成で使
用することができ、且つ、リップルが小さい光バンドパ
スフィルタを、製造上の困難性を伴うことなしに提供す
ることができるようになる。
第１図は本発明の構成を説明するための図、 第２図は各層の厚みを設計値に設定したときの特性図、 第３図は各層の厚みの偏差が設計値に対して±１％の範
囲内にあるときに特性曲線がとり得る範囲を示す図、 第４図は各層の厚みの偏差が設計値に対して±２％の範
囲内にあるときに特性曲線がとり得る範囲を示す図、 第５図は従来技術及びその問題点の説明図である。 １……ガラス基板。
囲内にあるときに特性曲線がとり得る範囲を示す図、 第４図は各層の厚みの偏差が設計値に対して±２％の範
囲内にあるときに特性曲線がとり得る範囲を示す図、 第５図は従来技術及びその問題点の説明図である。 １……ガラス基板。
Claims (2)
- 【請求項１】ガラス基板（１）上にSiO2からなる低屈折
率層とTiO2からなる高屈折率層とをこの順に交互に最外
層が上記低屈折率層となるように41層積層してなる光バ
ンドパスフィルタであって、 透過帯域の中心波長の４分の１の長さに等しい厚みを1.
0とするときに、上記各層の厚みの設計値を、 第２層;0.9 第38層;0.22 第39層;0.33 第40層;1.65 第41層;0.93 第4,11,19,27,34層;2.0 それ以外の層;1.0 に設定したことを特徴とする光バンドパスフィルタ。 - 【請求項２】上記各層の厚みの偏差を上記設計値に対し
て±１％の範囲内としたことを特徴とする請求項１に記
載の光バンドパスフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33628489A JP2637254B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 光バンドパスフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33628489A JP2637254B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 光バンドパスフィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03197901A JPH03197901A (ja) | 1991-08-29 |
| JP2637254B2 true JP2637254B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=18297519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33628489A Expired - Fee Related JP2637254B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 光バンドパスフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2637254B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3243474B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2002-01-07 | 光伸光学工業株式会社 | 多層膜バンドパスフィルタの製造方法及び波長シフト温度係数値が略ゼロの多層膜バンドパスフィルタ |
-
1989
- 1989-12-27 JP JP33628489A patent/JP2637254B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03197901A (ja) | 1991-08-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |