JP2874439B2 - 光波長可変フィルタ及びその製造方法 - Google Patents
光波長可変フィルタ及びその製造方法Info
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- JP2874439B2 JP2874439B2 JP4081211A JP8121192A JP2874439B2 JP 2874439 B2 JP2874439 B2 JP 2874439B2 JP 4081211 A JP4081211 A JP 4081211A JP 8121192 A JP8121192 A JP 8121192A JP 2874439 B2 JP2874439 B2 JP 2874439B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光波長可変フィルタ及
びその製造方法に関するものである。
びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来例の図で、(A) は構成図、
(B) は詳細図である。図４において、11は光学ガラスよ
りなる直方体状の透明基板である。
(B) は詳細図である。図４において、11は光学ガラスよ
りなる直方体状の透明基板である。
【０００３】12は、透明基板11の選択した面に、所定の
膜厚の高屈折率誘電体薄膜（例えばTiO2で、屈折率は2.
3)と低屈折率誘電体薄膜（例えばSiO2で、屈折率は1.4
6）とを、交互に所望数重層して形成された誘電体多層
膜である。
膜厚の高屈折率誘電体薄膜（例えばTiO2で、屈折率は2.
3)と低屈折率誘電体薄膜（例えばSiO2で、屈折率は1.4
6）とを、交互に所望数重層して形成された誘電体多層
膜である。
【０００４】上述のような誘電体多層膜12は、所定の波
長のみ透過する。したがって、透明基板11に誘電体多層
膜12を形成してなる光波長フィルタ10は、パンドパスフ
ィルタ等である。
長のみ透過する。したがって、透明基板11に誘電体多層
膜12を形成してなる光波長フィルタ10は、パンドパスフ
ィルタ等である。
【０００５】従来は、図４の(A) に図示したように、光
伝送路（例えば光ファイバ)1-1の出射光をレンズで平行
ビームにし、その平行ビームを光波長フィルタ10に投射
し、光波長フィルタ10を透過した平行ビームを、他のレ
ンズで集光して他の光伝送路1-2 に入射させている。
伝送路（例えば光ファイバ)1-1の出射光をレンズで平行
ビームにし、その平行ビームを光波長フィルタ10に投射
し、光波長フィルタ10を透過した平行ビームを、他のレ
ンズで集光して他の光伝送路1-2 に入射させている。
【０００６】この際、光波長フィルタ10の光路に対する
角度を変える、即ち入射角を変えることで透過する波長
帯が変化する。即ち光波長可変フィルタとなる。なお、
入射角を大きくすると、短波長側にシフトし、入射角を
小さくすると、長波長側にシフトする。
角度を変える、即ち入射角を変えることで透過する波長
帯が変化する。即ち光波長可変フィルタとなる。なお、
入射角を大きくすると、短波長側にシフトし、入射角を
小さくすると、長波長側にシフトする。
【０００７】上述の光波長フィルタ10の角度を変えるこ
とによる波長シフトは、1500nm帯で（２〜３）nm／度で
ある。また、光波長フィルタと光伝送路間の結合損失は
通常０.5 dB 以下である。
とによる波長シフトは、1500nm帯で（２〜３）nm／度で
ある。また、光波長フィルタと光伝送路間の結合損失は
通常０.5 dB 以下である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで上述のように
誘電体多層膜に投射する平行ビームの入射角を変えるこ
とで、光波長可変フィルタとした従来のものは、図４の
(B) に図示したように、光軸が入射角に比例して、δだ
けずれる。
誘電体多層膜に投射する平行ビームの入射角を変えるこ
とで、光波長可変フィルタとした従来のものは、図４の
(B) に図示したように、光軸が入射角に比例して、δだ
けずれる。
【０００９】このことにより、入射角を大きくすると即
ち可変幅を拡開すると光波長フィルタと光伝送路間の結
合損失が著しく増加するという問題点があった。一方、
入射角が変わると誘電体多層膜の透過率が変化するの
で、波長を広範囲に可変することができないという問題
点があった。
ち可変幅を拡開すると光波長フィルタと光伝送路間の結
合損失が著しく増加するという問題点があった。一方、
入射角が変わると誘電体多層膜の透過率が変化するの
で、波長を広範囲に可変することができないという問題
点があった。
【００１０】本発明はこのような点に鑑みて創作された
もので、結合損失が一定で、且つ透過率が変動しない光
波長可変フィルタを提供することにある。また他の目的
は、上述の特性を有する光波長可変フィルタの製造方法
を提供することにある。
もので、結合損失が一定で、且つ透過率が変動しない光
波長可変フィルタを提供することにある。また他の目的
は、上述の特性を有する光波長可変フィルタの製造方法
を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、図１に図示したように、直方体状の透明
基板21と、一方の端部に移行するに伴い膜厚が漸次減少
する高屈折率誘電体薄膜と低屈折率誘電体薄膜とが、交
互に重層して透明基板21の表面に形成されてなる、一方
の端部の膜厚が薄く他方の端部の膜厚が厚い誘電体多層
膜22と、透明基板21を光路に直交する方向に微細移動す
る手段とを、備えた構成とする。
めに本発明は、図１に図示したように、直方体状の透明
基板21と、一方の端部に移行するに伴い膜厚が漸次減少
する高屈折率誘電体薄膜と低屈折率誘電体薄膜とが、交
互に重層して透明基板21の表面に形成されてなる、一方
の端部の膜厚が薄く他方の端部の膜厚が厚い誘電体多層
膜22と、透明基板21を光路に直交する方向に微細移動す
る手段とを、備えた構成とする。
【００１２】またその製造方法は、基台30の底面32に対
向する面を所定の曲面31に形成し、その曲面31に、剥離
可能に透明体薄板25を貼着する。そして、所定の屈折率
を有する誘電体物質を、底面32にほぼ直交する方向か
ら、透明体薄板25に交互に投射し蒸着して、透明体薄板
25の表面に一方の端部の膜厚が薄く他方の端部の膜厚が
厚い誘電体多層膜22を設ける。
向する面を所定の曲面31に形成し、その曲面31に、剥離
可能に透明体薄板25を貼着する。そして、所定の屈折率
を有する誘電体物質を、底面32にほぼ直交する方向か
ら、透明体薄板25に交互に投射し蒸着して、透明体薄板
25の表面に一方の端部の膜厚が薄く他方の端部の膜厚が
厚い誘電体多層膜22を設ける。
【００１３】その後、透明体薄板25を基台30から剥離
し、直方体状の透明基板21の表面に貼着して、光波長可
変フィルタとする。
し、直方体状の透明基板21の表面に貼着して、光波長可
変フィルタとする。
【００１４】
【作用】本発明に係わる誘電体多層膜は、一方の端部に
移行するに伴い膜厚が漸次減少する高屈折率誘電体薄膜
と、同方向の端部に移行するに伴い膜厚が漸次減少する
低屈折率誘電体薄膜とが、交互に重層して形成されたも
のである。
移行するに伴い膜厚が漸次減少する高屈折率誘電体薄膜
と、同方向の端部に移行するに伴い膜厚が漸次減少する
低屈折率誘電体薄膜とが、交互に重層して形成されたも
のである。
【００１５】したがって、透明基板即ち誘電体多層膜を
光路に直交する方向に移動することで、光が通過する部
分の誘電体多層膜の膜厚が変化する。よって、パンドパ
スフィルタ等のパスする波長帯がシフトする。
光路に直交する方向に移動することで、光が通過する部
分の誘電体多層膜の膜厚が変化する。よって、パンドパ
スフィルタ等のパスする波長帯がシフトする。
【００１６】本発明によれば、光は透明基板に直交する
ように入射するので、光波長フィルタを通過する前と後
とで光軸がずれることがない。よって、光伝送路と光波
長可変フィルタ間の結合損失が増加することがない。
ように入射するので、光波長フィルタを通過する前と後
とで光軸がずれることがない。よって、光伝送路と光波
長可変フィルタ間の結合損失が増加することがない。
【００１７】また、誘電体多層膜を光路に直交する方向
に移動すのであるから入射角は不変である。即ち、誘電
体多層膜の透過率もまた変動することがない。一方、本
発明の製造に際して用いる基台は、所定の形状の曲面
で、この局面に板厚が一定の透明体薄板を貼着し、その
透明体薄板の表面に所定の同方向から誘電体物質を投射
し蒸着している。
に移動すのであるから入射角は不変である。即ち、誘電
体多層膜の透過率もまた変動することがない。一方、本
発明の製造に際して用いる基台は、所定の形状の曲面
で、この局面に板厚が一定の透明体薄板を貼着し、その
透明体薄板の表面に所定の同方向から誘電体物質を投射
し蒸着している。
【００１８】したがって、それぞれの誘電体薄膜の膜厚
は、誘電体物質の入射角の余弦に比例して形成されるこ
とになる。即ち、この曲面を所定の二次曲線よりなる曲
面とすることで、一方の端部の膜厚が薄く他方の端部の
膜厚が厚い誘電体薄膜を透明体薄板の表面に形成するこ
とができる。
は、誘電体物質の入射角の余弦に比例して形成されるこ
とになる。即ち、この曲面を所定の二次曲線よりなる曲
面とすることで、一方の端部の膜厚が薄く他方の端部の
膜厚が厚い誘電体薄膜を透明体薄板の表面に形成するこ
とができる。
【００１９】
【実施例】以下図を参照しながら、本発明を具体的に説
明する。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物を示
す。
明する。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物を示
す。
【００２０】図１は本発明の構成図で、(A) は平面図、
(B) は側面図、図２は本発明の実施例の断面図、図３の
(A),(B) は本発明の製造工程を示す図である。図におい
て、21は、光学ガラスまたは高分子材料等からなる直方
体状の透明基板である。
(B) は側面図、図２は本発明の実施例の断面図、図３の
(A),(B) は本発明の製造工程を示す図である。図におい
て、21は、光学ガラスまたは高分子材料等からなる直方
体状の透明基板である。
【００２１】22は、一方の端部に移行するに伴い膜厚が
漸次減少する高屈折率誘電体薄膜と低屈折率誘電体薄膜
とが、交互に重層して透明基板21の表面に形成された、
一方の端部の膜厚が薄く他方の端部の膜厚が厚い誘電体
多層膜である。
漸次減少する高屈折率誘電体薄膜と低屈折率誘電体薄膜
とが、交互に重層して透明基板21の表面に形成された、
一方の端部の膜厚が薄く他方の端部の膜厚が厚い誘電体
多層膜である。
【００２２】詳細すると、図２に例示したように透明基
板21の選択した面に、一方の端部の膜厚が薄く他方の端
部の膜厚が厚い、中心部の膜厚がλ0 ／４（λ0 は光波
長）の高屈折率誘電体薄膜（例えばTiO2で、屈折率は2.
3)22-1が蒸着等されて形成されている。
板21の選択した面に、一方の端部の膜厚が薄く他方の端
部の膜厚が厚い、中心部の膜厚がλ0 ／４（λ0 は光波
長）の高屈折率誘電体薄膜（例えばTiO2で、屈折率は2.
3)22-1が蒸着等されて形成されている。
【００２３】そして、その上に、同方向の端部の膜厚が
薄く他方の端部の膜厚が厚い、中心部の膜厚がλ0 ／４
（λ0 は光波長）の低屈折率誘電体薄膜（例えばSiO
2で、屈折率は1.46）22-2が形成され、さらにこの低屈
折率誘電体薄膜22-2の表面上に他の高屈折率誘電体薄膜
22-1が形成されている。
薄く他方の端部の膜厚が厚い、中心部の膜厚がλ0 ／４
（λ0 は光波長）の低屈折率誘電体薄膜（例えばSiO
2で、屈折率は1.46）22-2が形成され、さらにこの低屈
折率誘電体薄膜22-2の表面上に他の高屈折率誘電体薄膜
22-1が形成されている。
【００２４】そしてその表面上に、中心部の膜厚がλ0
／２（λ0 は光波長）の低屈折率誘電体（例えばSiO
2で、屈折率は1.46）よりなるキャビティ薄膜22-3が形
成され、次に高屈折率誘電体薄膜22-1, 低屈折率誘電体
薄膜22-2, 高屈折率誘電体薄膜22-1, キャビティ薄膜22
-3と交互に、例えば50層を蒸着等して重層させたもので
ある。
／２（λ0 は光波長）の低屈折率誘電体（例えばSiO
2で、屈折率は1.46）よりなるキャビティ薄膜22-3が形
成され、次に高屈折率誘電体薄膜22-1, 低屈折率誘電体
薄膜22-2, 高屈折率誘電体薄膜22-1, キャビティ薄膜22
-3と交互に、例えば50層を蒸着等して重層させたもので
ある。
【００２５】上述のような誘電体多層膜22は、所定の波
長λ0 のみ透過する。したがって、透明基板21に誘電体
多層膜22を形成してなる光波長フィルタ20は、パンドパ
スフィルタである。
長λ0 のみ透過する。したがって、透明基板21に誘電体
多層膜22を形成してなる光波長フィルタ20は、パンドパ
スフィルタである。
【００２６】なお、キャビティ薄膜の数及びその膜厚に
より、パスする波長帯の幅を所望に加減し得る。光伝送
路（例えば光ファイバ)1-1の出射光をレンズで平行ビー
ムにし、その平行ビームを光波長フィルタ20の誘電体多
層膜22に直交するように投射し、光波長フィルタ20を透
過した平行ビームを、他のレンズで集光して他の光伝送
路1-2 に入射させている。
より、パスする波長帯の幅を所望に加減し得る。光伝送
路（例えば光ファイバ)1-1の出射光をレンズで平行ビー
ムにし、その平行ビームを光波長フィルタ20の誘電体多
層膜22に直交するように投射し、光波長フィルタ20を透
過した平行ビームを、他のレンズで集光して他の光伝送
路1-2 に入射させている。
【００２７】一方、透明基板21の長手方向の側面の下部
を挟むように、一対の平行するガイド27を設けるととも
に、貫通するねじ孔を有する角形部材28を、透明基板21
の横方向に所望の間隔を隔てて設置している。
を挟むように、一対の平行するガイド27を設けるととも
に、貫通するねじ孔を有する角形部材28を、透明基板21
の横方向に所望の間隔を隔てて設置している。
【００２８】そして、角形部材28のねじ孔に調整ねじ29
を螺合し、調整ねじ29の先端部を透明基板21の端面に取
りつけたラジアルボールベアリングの孔に圧入してい
る。したがって、調整ねじ29を所望に回動することで、
光波長フィルタ20は、光路に直交する方向に微細に移動
する。このことにより、光が通過する部分の誘電体多層
膜22膜厚が微細に変化する。即ちパンドパスフィルタの
パスする波長帯がシフトする。
を螺合し、調整ねじ29の先端部を透明基板21の端面に取
りつけたラジアルボールベアリングの孔に圧入してい
る。したがって、調整ねじ29を所望に回動することで、
光波長フィルタ20は、光路に直交する方向に微細に移動
する。このことにより、光が通過する部分の誘電体多層
膜22膜厚が微細に変化する。即ちパンドパスフィルタの
パスする波長帯がシフトする。
【００２９】なお、膜厚が薄い方向に光波長フィルタ20
を移動すると、短波長側にシフトし、膜厚が厚い方向に
光波長フィルタ20を移動すると、長波長側にシフトす
る。以下図３を参照しながら、上述の光波長可変フィル
タの製造方法を説明する。
を移動すると、短波長側にシフトし、膜厚が厚い方向に
光波長フィルタ20を移動すると、長波長側にシフトす
る。以下図３を参照しながら、上述の光波長可変フィル
タの製造方法を説明する。
【００３０】図において、30は、底面32に対向する面
が、所定の二次曲線が並列してなる曲面31を有する基台
である。この二次曲線は下式で示される。
が、所定の二次曲線が並列してなる曲面31を有する基台
である。この二次曲線は下式で示される。
【００３１】
【数１】 ｂは定数25は、光学ガラス又は高分子材料( ポリイミド
樹脂等) 等からなる、板厚が50μm 程度の短冊形の透明
体薄板である。
樹脂等) 等からなる、板厚が50μm 程度の短冊形の透明
体薄板である。
【００３２】上述の透明体薄板25を、基台30の曲面31に
剥離可能に貼着した後に、高屈折率誘電体物質を底面32
に直交する方向から、透明体薄板25の面に投射し蒸着し
て、所望の膜厚の高屈折率誘電体薄膜を形成する。次に
低屈折率誘電体物質を底面32に直交する方向から、透明
体薄板25の面に投射し蒸着して、所望の膜厚の低屈折率
誘電体薄膜をを形成する。
剥離可能に貼着した後に、高屈折率誘電体物質を底面32
に直交する方向から、透明体薄板25の面に投射し蒸着し
て、所望の膜厚の高屈折率誘電体薄膜を形成する。次に
低屈折率誘電体物質を底面32に直交する方向から、透明
体薄板25の面に投射し蒸着して、所望の膜厚の低屈折率
誘電体薄膜をを形成する。
【００３３】このように屈折率の異なる誘電体物質を交
互に蒸着し重層して、所望の層数の誘電体多層膜を透明
体薄板25の表面に形成する。その後、透明体薄板25を基
台30から剥離し、直方体状の透明基板21の表面に、光学
接着材26を用いて貼着することで、光波長フィルタ20が
完成する。できる。
互に蒸着し重層して、所望の層数の誘電体多層膜を透明
体薄板25の表面に形成する。その後、透明体薄板25を基
台30から剥離し、直方体状の透明基板21の表面に、光学
接着材26を用いて貼着することで、光波長フィルタ20が
完成する。できる。
【００３４】上述のように形成された誘電体多層膜のそ
れぞれの誘電体薄膜の膜厚Ｔ(x) と、誘電体物質の投射
される入射角θとは、
れぞれの誘電体薄膜の膜厚Ｔ(x) と、誘電体物質の投射
される入射角θとは、
【００３５】
【数２】 ａは定数の関係にある。
【００３６】一方、曲面31は(1) 式のｙに示すような二
次曲線からなる曲面である。したがって、
次曲線からなる曲面である。したがって、
【００３７】
【数３】 となるので、ｘに比例して減少する膜厚の誘電体薄膜が
得られる。
得られる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、一方の端
部に移行するに伴い膜厚が漸次減少する高屈折率誘電体
薄膜と、同方向の端部に移行するに伴い膜厚が漸次減少
する低屈折率誘電体薄膜とを、交互に重層してなる誘電
体多層膜を、直方体状の透明基板に表面に形成し、誘電
体多層膜を光路に直交する方向に移動して、パスする波
長帯をシフトするようにした光波長可変フィルタであっ
て、光波長フィルタを通過する前と後とで光軸がずれる
ことがないので、光伝送路と光波長可変フィルタ間の結
合損失が一定で小さいという、実用上で優れた効果を有
する。
部に移行するに伴い膜厚が漸次減少する高屈折率誘電体
薄膜と、同方向の端部に移行するに伴い膜厚が漸次減少
する低屈折率誘電体薄膜とを、交互に重層してなる誘電
体多層膜を、直方体状の透明基板に表面に形成し、誘電
体多層膜を光路に直交する方向に移動して、パスする波
長帯をシフトするようにした光波長可変フィルタであっ
て、光波長フィルタを通過する前と後とで光軸がずれる
ことがないので、光伝送路と光波長可変フィルタ間の結
合損失が一定で小さいという、実用上で優れた効果を有
する。
【００３９】また、誘電体多層膜の透過率が変動するこ
とがなくて、安定した波長特性を有する。一方、本発明
方法によれば、所望に膜厚が減少する誘電体多層膜を容
易に得られる。
とがなくて、安定した波長特性を有する。一方、本発明
方法によれば、所望に膜厚が減少する誘電体多層膜を容
易に得られる。
【図１】 本発明の構成図で (A) は平面図 (B）は側面図
【図２】 本発明の実施例の断面図
【図３】 (A),(B) は本発明の製造工程を示す図
【図４】 従来例の図で (A) は構成図 (B) は詳細図
1-1,1-2 光伝送路 10,20 光波長フィルタ 11, 21 透明基板 12, 22 誘電体多層膜 22-1 高屈折率誘電体薄膜 22-2 低屈折率誘電体薄膜 22-3 キャビティ薄膜 25 透明体薄板 29 調整ねじ 30 基台
Claims (3)
- 【請求項１】 表面に屈折率の異なる誘電体膜を交互に
積層し該誘電体膜の膜厚が漸次減少するよう構成した誘
電体多層膜を有する透明基板(21)と、 該透明基板を光路に対して該膜厚が変化する方向に平行
にガイドするガイドと、 該透明基板をガイドに沿って移動させる手段とを備えた
ことを特徴とする光波長可変フィルタ。 - 【請求項２】 基台(30)の底面(32)に対向する面を所定
の曲面(31)に形成し、該曲面(31)に剥離可能に透明体薄
板(25)を貼着し、 所定の屈折率を有する誘電体物質を、該底面(32)にほぼ
直交する方向から、該透明体薄板(25)に交互に投射し蒸
着して該透明体薄板(25)の表面に、一方の端部の膜厚が
薄く他方の端部の膜厚が厚い誘電体多層膜(22)を設けた
後に、 該透明体薄板(25)を該基台(30)から剥離し、直方体状の
透明基板(21)の表面に貼着することを特徴とする光波長
可変フィルタの製造方法。 - 【請求項３】 表面に屈折率の異なる誘電体膜を交互に
積層し該誘電体膜の膜厚が漸次減少するよう構成した誘
電体多層膜を有する透明基板(21)と、 該誘電体多層膜に対する光の入射角が一定になるように
該透明基板を平行移動する手段と 、該誘電体多層膜を通過する光を平行光にする１対のレン
ズ を備えたことを特徴とする光波長可変フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4081211A JP2874439B2 (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 光波長可変フィルタ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4081211A JP2874439B2 (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 光波長可変フィルタ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05281480A JPH05281480A (ja) | 1993-10-29 |
| JP2874439B2 true JP2874439B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=13740156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4081211A Expired - Lifetime JP2874439B2 (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 光波長可変フィルタ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2874439B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8620161B2 (en) | 2010-08-31 | 2013-12-31 | Nec Corporation | Wavelength multiplexing unit and wavelength multiplexing method of wavelength multiplexing optical transmission system |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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