JP4027089B2 - 光学フィルタ付き枠体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学フィルタを取付枠体に取付けてなる光学フィルタ付き枠体に関し、特に、光学フィルタを所望の透過特性を示すような傾斜角で傾斜させて取付枠体に高精度に取付けた光学フィルタ付き枠体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光学的用途のフィルタの中には、バンドパスフィルタと呼ばれる光学フィルタがある。この光学フィルタは、通常ガラス基板上に、複数種類の非金属や金属化合物等を交互に複数層積層した多層膜が形成されている。
そして、この光学フィルタは、多層膜の各層間での反射干渉が特定の条件を満足するように材質、膜厚を合わせることによって、図１９の波長対透過特性図の曲線ａに示すように、所望波長λの波長帯の光成分を主に透過するとともに、波長λの波長帯以外の光成分を反射するようなシャープな波長選択性を有する。
【０００３】
このような従来の光学フィルタは、例えば、図２０に模式的に示すような光分岐装置５０に使用される。
【０００４】
光分岐装置５０は、図２０に示すように、所望の光を出射する第１の光ファイバ５１と、第１の光ファイバ５１からの光が所定の入射角で入射するように配された光学フィルタ５２を取り付けた取付枠体５３からなる光学フィルタ付き枠体５４と、光学フィルタ付き枠体５４を挟んで第１の光ファイバ５１と対称位置に配される第２の光ファイバ５５と、光学フィルタ５２による反射光を受けるための第３の光ファイバ５６と、これら第１、第２及び第３の光ファイバ５１，５５，５６の各々と光学フィルタ５２間に配される第１、第２及び第３のコリメータレンズ５７，５８，５９とを備える。
【０００５】
この光分岐装置５０は、光学フィルタ５２により、第１の光ファイバ５１から第１のコリメータレンズ５７を介して光学フィルタ５２へ入射された光のうち、所望波長λの光成分を透過させて、第２のコリメータレンズ５８を介し第２の光ファイバ５５内へ入射させつつ、所望波長λ以外の光成分を反射して、第３のコリメータレンズ５９を介し第３の光ファイバ５６内へ入射させて、光を分岐する。
【０００６】
ところで、実際の光学フィルタ５２は、上述したように、ガラス基板上に多層膜を蒸着等により積層形成するため、材料成分の誤差や蒸着膜の膜厚誤差などにより、所望の波長にて透過率のピークをとるように製造することが困難であり、図１９の曲線ｂに示すように、製造された光学フィルタによって透過率のピークを取る主波長λ’に若干のずれ（λ’−λ）があり、透過特性にバラツキがある。
【０００７】
そのため、上述の光分岐装置５０に光学フィルタ５２を適用する際には、図２０に示すように、光学フィルタ付き枠体５４を所定の取付角度ｃ、即ち入射光の入射角を所定角度ｃとして光分岐装置５０に配した後に、図２１に示すように、取付枠体５３内の光学フィルタ５２を時計回りに又は反時計回りに例えば１°、２°、３°といった傾斜角度ε分傾斜させて、光学フィルタ５２の取付角度をｃ+εとすることにより、光学フィルタ５２における主波長のずれ（λ’−λ）を補完して、光学フィルタ５２の透過特性のバラツキを解消している。これは以下の原理に基づく。
【０００８】
光学フィルタ５２は、図２１に示すように、入射光の入射角を変化させると、例えば、入射角ｃから入射角ｃ+εへ変化させると、入射光の光学フィルタ５２内を通過する行路長が変化するため、図１９に示すように、透過波長帯が曲線ｂから曲線ａへシフトする性質がある。
【０００９】
そのため、この性質を利用して、例えば、製造した光学フィルタ５２を所定の取付角度ｃにて光分岐装置５０に配した際に、図１９の曲線ｂに示すように、透過率がピークとなる主波長が所望波長λからずれて波長λ’であった場合、図２１に示すように、光学フィルタ５２の取付角度をｃ+εに変化させることにより、透過波長帯を図１９の曲線ｂから曲線ａにシフトさせ、所望の波長λにて透過率がピークとなるように調整する。
【００１０】
そこで、具体的には、このような角度調整（ｃ→ｃ+ε）を、次のような角度調整手段を内蔵する光学フィルタ付き枠体５４を利用して行っている。
【００１１】
光学フィルタ付き枠体５４は、図２２に示すように、光学フィルタ５２を接着固定した座６０を取付枠本体５３の中にバネ６１を介して収納し、カバー６２を取付枠体５３に接着剤等で固定する。このような配置により光学フィルタ５２は、バネ６１の弾性力によって常にカバー６２の方に押し付けられている。取付枠本体５３には片側だけに調整ネジ６３が設けられており、座６０が調整ネジ６３に当たる部分が斜面になっている。
【００１２】
そして、この光学フィルタ付き枠体５４を光分岐装置５０に当初設定された取付角度ｃにて配した後で、調整ネジ６３を座６０の斜面に当接するようにネジ込んで、バネ６１の力に逆らって光学フィルタ５２を入れたままの座６０の片側を調整ネジ６３により下方へ押し付けて移動させ、光学フィルタ５２を所定角度ε傾斜させ、これにより取付角度をｃ+εに調整する。その結果、光学フィルタ５２の主波長がλ’からλへ補正されることになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の角度調整手段を内蔵した光学フィルタ付き枠体５４は、上述したように、光学フィルタ５２の傾斜角度調整を調整ネジ６３のネジ込み量により行っていたため、精度良く微妙な傾斜角度を調整することが困難であった。
【００１４】
また、従来の光学フィルタ付き枠体５４では、光分岐装置５０などの光学装置に配した後に光学フィルタ５２の微妙な角度調整を行っており、光学装置をインラインで連続的に組立てる製造工程において、この角度調整が非常に手間のかかる煩雑な工程となり、生産性を損ねる原因となっていた。
【００１５】
そこで、本発明は、このような従来の実情を鑑みて提案されたものであり、光学フィルタを所望の透過特性を示すような傾斜角で傾斜させて取付枠体に高精度に取付可能とし、しかも搭載される光学装置をインラインで生産する上でその生産性を向上させ得る光学フィルタ付き枠体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために完成された本発明に係る光学フィルタ付き枠体の製造方法は、基板に多層膜を積層して光学フィルタを作製し、所望の入射光の所定入射角に対して、前記光学フィルタが所望の透過特性を示すような前記光学フィルタの傾斜角を決定し、前記光学フィルタを取付ける取付箇所を有する取付枠体を成形し、前記取付枠体の前記取付箇所に、前記取付枠体が取付けられる取付面に対して前記光学フィルタを前記傾斜角で傾斜させるための所定の段差あるいは傾斜を形成し、次いで、前記光学フィルタを、前記取付面に対して前記傾斜角で傾斜させて前記取付枠体上に取り付けることを特徴とする製造方法である。
【００１７】
更に、本発明に係る光学フィルタ付き枠体の製造方法では、前記段差が、
前記取付枠体の前記取付箇所の一部に、所定の厚さの角度調整用薄膜を成膜することにより形成されていることを特徴とする製造方法である。
このような製造方法とすることにより、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、光学フィルタを傾斜させる傾斜角度を調整する手段として、取付枠体の取付箇所の一部に角度調整用薄膜を薄膜形成するので、容易に且つ精度良く角度調整用の段差が形成可能である。
その結果、この段差により所望の透過特性を示すように光学フィルタが精度良く且つ容易に傾斜されて取付けられた光学フィルタ付き枠体を製造することが可能となる。
しかも、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、予め光学フィルタを所望の傾斜角度にて取付枠体に取り付けてあるので、光学フィルタ付き枠体を有する光学装置をインラインで組立てる工程において、傾斜角度が調整済みの光学フィルタ付き枠体を用いることになるので、光学フィルタの傾斜角度を改めて調整する必要がなくなり、生産性の向上に寄与する光学フィルタ付き枠体を製造可能となる。
【００１８】
一方、上述した目的を達成するために完成された他の本発明に係る光学フィルタ付き枠体の製造方法は、前記段差が、前記取付枠体の前記取付箇所の一部を、所定深さエッチングすることにより形成されていることを特徴とする製造方法である。
このような製造方法とすることにより、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、光学フィルタを所望の傾斜角度に傾斜させる段差を、エッチングにより取付枠体を研削して形成するので、容易に且つ精度良く所定厚さの角度調整用段差が形成可能である。
その結果、この段差により所望の透過特性を示すように光学フィルタが精度良く且つ容易に傾斜されて取付けられた光学フィルタ付き枠体を製造することが可能となる。
しかも、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、予め光学フィルタを所望の傾斜角度にて取付枠体に取り付けてあるので、光学フィルタ付き枠体を有する光学装置をインラインで組立てる工程において、傾斜角度が調整済みの光学フィルタ付き枠体を用いることになるので、光学フィルタの傾斜角度を改めて調整する必要がなくなり、生産性の向上に寄与する光学フィルタ付き枠体を製造可能となる。
【００１９】
また、上述した目的を達成するために完成された他の本発明に係る光学フィルタ付き枠体の製造方法は、前記段差が、前記取付枠体の前記取付面を前記傾斜角にて傾斜する面となるよう研磨することにより形成されていることを特徴とする製造方法である。このような製造方法とすることにより、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、光学フィルタを所望の傾斜角度に傾斜させるために、成形後の取付け枠体の取付け面を傾斜面となるように研磨するので、光学フィルタを単に取付枠体の取付箇所に取付けるだけで、容易に且つ精度良く光学フィルタを所望の傾斜角度にて傾斜可能となる。
しかも、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、予め光学フィルタが所望の傾斜角度にて傾斜するように、取付枠体の形状を工夫してあるので、光学フィルタ付き枠体を有する光学装置をインラインで組立てる工程において、傾斜角度が調整済みの光学フィルタ付き枠体を用いることになるので、光学フィルタの傾斜角度を改めて調整する必要がなくなり、生産性の向上に寄与する光学フィルタ付き枠体を製造可能となる。
【００２０】
更に、本発明に係る光学フィルタ付き枠体の製造方法では、前記取付枠体がＳｉからなることを特徴とする製造方法である。これにより、取付枠体が成形容易となるものである。
【００２１】
更に、本発明に係る光学フィルタ付き枠体では、取付枠体の取付面が、光学フィルタを取付面に対して傾斜角をもって傾斜させるために、この傾斜角で傾斜する面となされていても良い。これにより、光学フィルタが所望の透過特性を示す傾斜角にて傾斜するように、光学フィルタを保持する取付枠体の取付面が傾斜面となされているので、光学フィルタを所望の傾斜角にて精度良く且つ容易に傾斜させることができる。
【００２２】
また、上述した目的を達成するために完成された本発明に係る光学フィルタ付き枠体の製造方法は、基板に多層膜を積層して光学フィルタを作製し、所望の入射光の所定入射角に対して、光学フィルタが所望の透過特性を示すような光学フィルタの傾斜角を決定する。その後、光学フィルタを取付ける取付箇所を有する取付枠体を成形し、成形後の取付枠体の取付箇所の一部に、取付枠体が取付けられる取付面に対して光学フィルタを上記の傾斜角で傾斜させるための所定厚さの角度調整用薄膜を形成し、次いで、光学フィルタを、角度調整用薄膜を介して取付枠体上に取付面に対して傾斜角で傾斜させて取り付けることを特徴とする製造方法である。
このような製造方法とすることにより、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、光学フィルタを傾斜させる傾斜角度を調整する手段として、取付枠体の取付箇所の一部に角度調整用薄膜を薄膜形成するので、容易に且つ精度良く角度調整用の段差が形成可能である。その結果、この段差により所望の透過特性を示すように光学フィルタが精度良く且つ容易に傾斜されて取付けられた光学フィルタ付き枠体を製造することが可能となる。
しかも、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、予め光学フィルタを所望の傾斜角度にて取付枠体に取り付けてあるので、光学フィルタ付き枠体を有する光学装置をインラインで組立てる工程において、傾斜角度が調整済みの光学フィルタ付き枠体を用いることになるので、光学フィルタの傾斜角度を改めて調整する必要がなくなり、生産性の向上に寄与する光学フィルタ付き枠体を製造可能となる。
【００２３】
一方、上述した目的を達成するために完成された他の本発明に係る光学フィルタ付き枠体の製造方法は、基板に多層膜を積層して光学フィルタを作製し、所望の入射光の所定入射角に対して、光学フィルタが所望の透過特性を示すような光学フィルタの傾斜角を決定する。その後、光学フィルタを取付ける取付箇所を有する取付枠体を成形し、成形後の取付枠体の取付箇所の一部に、取付枠体が取付けられる取付面に対して光学フィルタを上記の傾斜角で傾斜させるための所定厚さの段差をエッチングにより形成し、次いで、光学フィルタを、段差を介して取付枠体上に取付面に対して傾斜角で傾斜させて取り付けることを特徴とする製造方法である。
このような製造方法とすることにより、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、光学フィルタを所望の傾斜角度に傾斜させる段差を、エッチングにより取付枠体を研削して形成するので、容易に且つ精度良く所定厚さの角度調整用段差が形成可能である。その結果、この段差により所望の透過特性を示すように光学フィルタが精度良く且つ容易に傾斜されて取付けられた光学フィルタ付き枠体を製造することが可能となる。
しかも、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、予め光学フィルタを所望の傾斜角度にて取付枠体に取り付けてあるので、光学フィルタ付き枠体を有する光学装置をインラインで組立てる工程において、傾斜角度が調整済みの光学フィルタ付き枠体を用いることになるので、光学フィルタの傾斜角度を改めて調整する必要がなくなり、生産性の向上に寄与する光学フィルタ付き枠体を製造可能となる。
【００２４】
更に、上述した目的を達成するために完成された他の本発明に係る光学フィルタ付き枠体の製造方法は、基板に多層膜を積層して光学フィルタを作製し、所望の入射光の所定入射角に対して、光学フィルタが所望の透過特性を示すような光学フィルタの傾斜角を決定する。その後、光学フィルタを取付ける取付箇所を有する取付枠体を成形し、光学フィルタを取付枠体が取付けられる取付面に対して傾斜角をもって傾斜させるために、成形後の取付枠体の取付面を上記傾斜角で傾斜する面となるよう研磨する。次いで、光学フィルタを取付枠体の取付箇所に取り付けることを特徴とする製造方法である。
このような製造方法とすることにより、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、光学フィルタを所望の傾斜角度に傾斜させるために、成形後の取付け枠体の取付け面を傾斜面となるように研磨するので、光学フィルタを単に取付枠体の取付箇所に取付けるだけで、容易に且つ精度良く光学フィルタを所望の傾斜角度にて傾斜可能となる。
しかも、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、予め光学フィルタが所望の傾斜角度にて傾斜するように、取付枠体の形状を工夫してあるので、光学フィルタ付き枠体を有する光学装置をインラインで組立てる工程において、傾斜角度が調整済みの光学フィルタ付き枠体を用いることになるので、光学フィルタの傾斜角度を改めて調整する必要がなくなり、生産性の向上に寄与する光学フィルタ付き枠体を製造可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体を示す斜視図である。図２は、図１に示す光学フィルタ付き枠体の分解斜視図である。図３は、図１中の線３−３に沿って切断した断面図である。
【００２６】
本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体１は、図１乃至図３に示すように、四角柱状の光学フィルタ２と、四角柱状であり且つ中央部に光学フィルタ２を収納するための貫通する空洞部３ａを有する取付枠体３とを備える。
【００２７】
光学フィルタ２は、ガラス板ベース上に、複数種類の非金属や金属化合物等を交互に十数層にも蒸着法により薄く積層形成されており、例えば、ガラス基板上にＴｉＯ２／ＳｉＯ２の薄膜を交互に数十層積層させて形成される。この光学フィルタ２は、例えば、バンドパスフィルタであり、所定波長の波長帯域の光成分のみ透過し、所定波長の波長帯域以外の光成分を反射させる波長選択性を有する。
【００２８】
取付枠体３は、空洞部３ａを形成する内壁が、図２及び図３に示すように、四方を囲む傾斜面３ｂと、これら傾斜面３ｂに繋がって四角状に囲みつつ内方へ突出する突出部３ｃとからなる。なお、取付枠体３は、エッチング加工可能な材料であれば材料を選ばないが、特に、Ｓｉ材料からなることが好ましい。このようにＳｉ材料から取付枠体３を形成することにより、エッチング条件が容易に整備可能で且つエッチング選択性に優れるウエットエッチングを利用して成形可能となる。
【００２９】
取付枠体３の四角状に囲んでなる突出部３ｃの上面３ｃ１は、光学フィルタ２が載置されて取り付けられるフィルタ取付面となされており、平坦面である。
特に、本実施形態では、この四角状に囲むフィルタ取付面である上面３ｃ１のうちの一辺側３ｃ２上に、光学フィルタ２を所望の透過特性を取るように傾斜させるための角度調整用薄膜４が形成されている。
【００３０】
そして、光学フィルタ２がこの角度調整用薄膜４を介して突出部３ｃの上面３ｃ１であるフィルタ取付面上に載置される。これにより、光学フィルタ２が取付枠体３の後述する光分岐装置への取付面３ｄに対して、所望の波長にて透過率ピークをとるように、傾斜角αをもって傾斜するように調整される。
【００３１】
ここで、角度調整用薄膜４は、スパッタリング等により形成可能な材料であれば材料を選ばないが、特に、Ｎｉ，Ｃｒ，ＴｉＯ２，ＳｉＯ２のうちの少なくとも何れかからなることが好ましい。これにより、例えばＳｉからなる取付枠体３への密着性に優れる。
【００３２】
このようにして、光学フィルタ付き枠体１は、角度調整用薄膜４により光学フィルタ２が所望の透過特性を取るように傾斜された状態でフィルタ取付面上に載置されるとともに、光学フィルタ２の両側面２ａ，２ｂにＵＶ樹脂５により取付枠体３の傾斜面３ｂへ取付け固定される。
【００３３】
以上のように構成される光学フィルタ付き枠体１は、例えば、次のような光分岐装置１０に適用される。図４に、光分岐装置の一例を模式的に示す。
【００３４】
光分岐装置１０は、所望の光を出射する第１の光ファイバ１１と、取付枠体３の取付面３ｄを介して取付けられた上述の光学フィルタ付き枠体１と、光学フィルタ付き枠体１を挟んで第１の光ファイバ１１と対称位置に配される第２の光ファイバ１２と、光学フィルタ２による反射光を受けるための第３の光ファイバ１３と、これら第１、第２及び第３の光ファイバ１１，１２，１３の各々と光学フィルタ２間に配される第１、第２及び第３のコリメータレンズ１４，１５，１６とを備える。
【００３５】
このとき、上述したように、光学フィルタ付き枠体１では、光学フィルタ２が図５の波長対透過特性図に示すように所望の波長λにて透過率のピークをとるように、図３に示すように、取付枠体３の取付面３ｄに対して傾斜角α傾けられて、取付枠体３に取付けられている。
【００３６】
ここで、本実施形態による角度調整後の光学フィルタ付き枠体１は、光分岐装置１０に対して取付角度ｃで取付けられるが、取付枠体３内の光学フィルタ２が取付枠体３の取付面３ｄに対して傾斜角αで傾斜しているので、光学フィルタ２は、図６に示すように、光分岐装置１０に取付角度ｃ＋αとなるよう調整されて取付けられることになる。
【００３７】
このような光分岐装置１０は、第１の光ファイバ１１から出射された光が第１のコリメータレンズ１４に入射し平行光となされ、この第１のコリメータレンズ１４を通過した平行光が光学フィルタ２へ入射する。
そして、光学フィルタ２へ入射した光のうち、所望波長λの光成分が光学フィルタ２を透過し、第２のコリメータレンズ１５へ入射して平行光となされ、第２の光ファイバ１２へ入射する。
一方、光学フィルタ２へ入射した光のうち、所望波長λ以外の光成分が光学フィルタ２により反射し、第３のコリメータレンズ１６へ入射して平行光となされ、第３の光ファイバ１３へ入射する。
このようにして、光分岐装置１０は所望波長λの光成分とそれ以外の波長の光成分とに分岐する。
【００３８】
以上述べたような本実施形態の光学フィルタ付き枠体１によれば、光学フィルタ２が所望の透過特性を示すように光学フィルタ２を傾斜させるための所定厚さの角度調整用薄膜４が形成されており、光学フィルタをこの角度調整用薄膜４を介して取付枠体３上に配するだけで取付面３ｄに対する最適な傾斜角に保持でき、光学フィルタ２を所望の傾斜角αにて精度良く且つ容易に傾斜させて取付枠体３に取付可能となる。
また、本実施形態の光学フィルタ付き枠体１によれば、予め光学フィルタ２を所望の傾斜角αにて取付枠体３に取り付けてあるので、光学フィルタ付き枠体１を有する光分岐装置１０をインラインで組立てる工程で、傾斜角αが調整済みの光学フィルタ付き枠体１を用いることになる。よって、光学フィルタ２を取付枠体３に取付けた後に光学フィルタ２の傾斜角度を改めて調整する必要がなくなるので、インラインでの光分岐装置１０の組立て工程の生産性及び実効的歩留まりを向上させることができる。
更に、光学フィルタ付き枠体１は、既に傾斜角αが調整済みなため、インライン上の光分岐装置１０の組立て工程時において非常にハンドリング性に優れたものとなる。
【００３９】
このように構成される本実施形態に係る光学フィルタ付き枠体１は、次のようにして製造される。図７は、光学フィルタ付き枠体１の製造工程を示すフローチャートである。
【００４０】
まず、図７中のステップ１に示すように、ガラス基板上にＴｉＯ２／ＳｉＯ２の薄膜を交互に数十層積層させて、光学フィルタ２を作製する。
【００４１】
次に、図７中のステップ２に示すフィルタ特性評価を以下のようにして行う。
最初に、作製された光学フィルタ２を、入射光の入射角、即ち取付角度が、図４に示す角度ｃとなるように配し、例えば１５５３から１５５５［ｎｍ］間の複数の波長のそれぞれの光に対して、光学フィルタ２の各透過率を測定し、図８中の曲線の傾斜角α＝０°の透過曲線を得る。
同様にして、光学フィルタ２の取付角度をｃ＋α（α＝１°，１．５°等）に変化させて光学フィルタ２を配し、各取付角度について、複数の波長における各透過率を測定して、図８中の曲線α＝１°，１．５°等の透過曲線を得る。
このようにして、図８に示すような光学フィルタ２における波長対透過特性図を得て、図７中のステップ２に示すフィルタ特性評価を完了する。
【００４２】
次に、図７中のステップ３に示すように、上述のステップ２にて得られた図８に示す光学フィルタ２の波長対透過特性図に基づいて、所望の波長が例えば１５５３．７８［ｎｍ］であるとすると、この波長のときに透過率がピークである傾斜角αは、この図からα＝１．５°であることが判明する。したがって、光学フィルタ２の取付枠体３への取付時における傾斜角αを１．５°と決定する。
なお、傾斜角の設定は、上記の実施形態では、図８に示す波長対透過特性図に基づき、所望の波長を基準としてこの波長のとき透過率がピークを取る傾斜角を決定しているが、この方法に限らない。例えば、透過曲線の傾きを基準としてその傾きγが所望の傾き数値である傾斜角を決定しても良い。
また、本実施形態では図８に示す波長対透過特性図を得ているが、本発明はこれに限らず、光学フィルタ２に所望波長λの光を入射角ｃ＋αを変化させながら照射して、透過率ピークをとるような傾斜角αを決定しても良い。
【００４３】
次に、図７中のステップ４に示す取付枠体３の成形を以下のようにして行う。
最初に、図９Ａに示すように、表面３ｆ１が（１００）面であるＳｉ基板３ｆを用意する。
そして、図９Ｂに示すように、Ｓｉ基板３ｆの両面を酸化させて両面にＳｉＯ２膜６を形成する。その後、両面のＳｉＯ２膜６上に、化学蒸着法（ＣＶＤ）にてＳｉＮ膜７を各々成膜する。
その後、ＳｉＮ膜７上にレジスト層を所定形状に形成してマスクとし、マスク形成後、ＳｉＮ膜７をガスＳＦ６を用いてドライエッチングによりエッチングし、次いで、ＳｉＯ２膜６をＢＨＦ（ＮＨ４ＯＨ：ＨＦ＝７：１）を用いてウエットエッチングして、図９Ｃに示すように、ＳｉＯ２膜６及びＳｉＮ膜７が表面に一部残されたＳｉ基板３ｆを形成する。
その後、図９Ｄに示すように、Ｓｉ基板３ｆの表面に残ったＳｉＯ２膜６及びＳｉＮ膜７をマスクとして、ＫＯＨ水溶液を用いてＳｉ基板３ｆをエッチングし、Ｓｉ基板３ｆを所望形状に残す。そして、マスクとして働いたＳｉＯ２膜６及びＳｉＮ膜７を、ＨＦ溶液により除去する。
このようにして、図７中のステップ４にて、貫通孔３ａ、傾斜面３ｂ、突出部３ｃ及びフィルタ取付面となる平坦な上面３ｃ１が形成された取付枠体３の成形を完了する。
【００４４】
なお、Ｓｉ基板３ｆの表面３ｆ１を（１００）面とするのは、後述するようにＳｉ基板をＫＯＨ水溶液にてウエットエッチングするためである。よって、取付枠体をウエットエッチングにより成形するのでなく、他のエッチング方法によって成形する場合は、Ｓｉ基板３ｆである必要もなく、勿論その表面３ｆ１をＳｉの（１００）面とする必要もない。
【００４５】
次に、図７中のステップ５にて、図１０に示すように、成形後の取付枠体３の上面に所定形状のステンシルマスク３ｇを配する。そして、取付枠体３の突出部３ｃの一部３ｃ２上に、Ｎｉ，Ｃｒ，ＴｉＯ２，ＳｉＯ２のうちの少なくとも何れかの材料を用いてスパッタリングにより、所定厚さの角度調整用薄膜４を薄膜形成する。
このとき、角度調整用薄膜４の膜厚は、図７中のステップ３にて決定した傾斜角度に基づき、光学フィルタ２をその決定した傾斜角をもって傾斜するように決められる。
【００４６】
なお、例えば、図２及び図３に示すように、光学フィルタ２の長手方向の長さｌが１．４ｍｍである場合、この光学フィルタ２を傾斜させる傾斜角αを１°とするには、角度調整用薄膜４の膜厚ｄを（ｄ＝ｌ．４×ｓｉｎα＝ｌ．４×ｓｉｎ（１°）＝）２４μｍとすれば良い。同様に、例えば、傾斜角αを１．５°とするには膜厚ｄを３６μｍ、αを２°ならｄを４８μｍとすれば良い。
また、角度調整用薄膜４がスパッタリングにより形成される場合、傾斜角の角度調整誤差は、スパッタリングによる膜厚誤差に依存するが、通常スパッタリングによる膜厚誤差は３％程度であるので、例えば傾斜角を２°とすると、傾斜角に±０．０６°レベルの誤差が生じるだけであるため、高精度な傾斜角設定が可能である。
【００４７】
このように光学フィルタ２を傾斜させる段差形成手段として角度調整用薄膜４を薄膜形成することにより、非常に容易に且つ精度良く段差を形成することができる。
【００４８】
最後に、図７中のステップ６にて、図１１に示すように、ステンシルマスク３ｇを除去し、角度調整用薄膜４を介して取付枠体３の突出部３ｃの上面３ｃ１上に光学フィルタ２を載置し、光学フィルタ２の両側面２ａ，２ｂと取付枠体３の内部の傾斜面３ｂとの間にＵＶ樹脂５を配して、光学フィルタ２を取付枠体３に取付ける。
このようにして、図５に示すように所望波長λにて透過率ピークをとるように、光学フィルタ２を角度調整用薄膜４により予め傾斜角αにて傾斜した状態で取付枠体３に取付けらた光学フィルタ付き枠体１を得ることができる。
【００４９】
以上述べたように、本実施形態の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、取付枠体３の取付箇所の一部に角度調整用薄膜４を形成するので、容易に且つ精度良く角度調整用の段差が形成可能である。
しかも、本実施形態の光学フィルタ付き枠体１の製造方法によれば、予め光学フィルタ２を所望の傾斜角αにて取付枠体３に取り付けてあるので、光学フィルタ付き枠体１を有する光分岐装置１０をインラインで組立てる工程において、傾斜角αが調整済みの光学フィルタ付き枠体１を用いることになる。よって、光学フィルタ２を取付枠体３に取付けた後に光学フィルタ２の傾斜角度を改めて調整する必要がなくなるので、インラインでの光分岐装置１０の組立て工程の生産性を向上させることができる。
【００５０】
つぎに、本発明の第２の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１２は、本発明の第２の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体を示す分解斜視図である。図１３は、本実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の長手方向Ｆに沿って切断した断面図である。
【００５１】
以下、本発明の第２の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体２０における光学フィルタ２は、第１の実施形態と同様な構成のもので良いため図中同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、本実施形態の光学フィルタ付き枠体２０は、第１の実施形態における光学フィルタ付き枠体１と同様に、図４に示す光分岐装置１０に適用可能である。
【００５２】
本実施形態の取付枠体２１は、四角柱状をなし且つ中央部に光学フィルタ２を収納するための貫通する空洞部２１ａを有する。
【００５３】
取付枠体２１は、この空洞部２１ａを形成する内壁が、四方を囲んで形成された傾斜面２１ｂと、これら傾斜面２１ｂに繋がって四角状に囲みつつ内方へ突出する切欠き部２１ｃとからなる。
特に、本実施形態では、図１３に示すように、取付枠体２１の四角状に囲む切欠き部２１ｃの上面のうち一辺部２１ｃ１だけが取付枠体２１の上面２１ａから深さＤの位置に形成されており、残りの三辺部２１ｃ２が上面２１ａから深さＤよりもｄ２分深い深さＤ’の位置に形成されている。これにより、取付枠体２１の内部にて深さｄ２の角度調整用段差が設けられる。
ここで、深さｄ２は、光学フィルタ２が所望の波長で透過率ピークを取るように光学フィルタ２を傾斜させる傾斜角αを与える深さである。
【００５４】
そして、光学フィルタ２が、この深さｄ２の段差を介して切欠き部２１ｃの上面２１ｃ１、２１ｃ２上に載置される。これにより、光学フィルタ２が、取付枠体２１の光分岐装置１０への取付面２１ｄに対して、所望の波長λにて透過率ピークをとるような傾斜角αをもって傾斜するように調整される。
【００５５】
以上述べたような本実施形態の光学フィルタ付き枠体２０によれば、光学フィルタ２が所望の透過特性を示すように光学フィルタ２を傾斜させる所定深さｄ２の角度調整用段差が、取付枠体２１に形成されており、光学フィルタをこの角度調整用段差を介して取付枠体２１上に配するだけで良いので、光学フィルタ２を所望の傾斜角αにて精度良く且つ容易に傾斜させて取付枠体２１に取付られる。また、本実施形態の光学フィルタ付き枠体２０によれば、予め光学フィルタ２を所望の傾斜角αにて取付枠体２１に取り付けてあるので、光学フィルタ付き枠体２０を有する光分岐装置１０をインラインで組立てる工程で、光学フィルタ２の傾斜角度を改めて調整する必要がなく、光分岐装置１０の組立て工程の生産性や実効的歩留まりを向上できる。
更に、光学フィルタ付き枠体２０は、既に傾斜角αが調整済みなため、非常にハンドリング性に優れる。
【００５６】
このように構成される本実施形態に係る光学フィルタ付き枠体２０は、次のようにして製造される。図１４は、光学フィルタ付き枠体２０の製造工程を示すフローチャートである。
【００５７】
本発明の第２の実施形態では、図１４中のステップ１乃至４までが、第１の実施形態における図７中のステップ１乃至４と同じ工程である。
【００５８】
そして、図１４中ステップ５Ａに示すように、ステップ４における取付枠体２１の成形後に、図１５に示すように、取付枠体２１の上面の所定位置にエッチング用マスクをレジスト２２にて形成し、ドライエッチングにより、取付枠体２１の所定位置、即ち切欠き部２１ｃの上面のうち１辺部２１ｃ１を除く部分を所定深さｄ２分研削して、角度調整用段差を形成する。
このとき、段差の深さｄ２は、図１４中のステップ３にて決定した傾斜角度に基づき、光学フィルタ２を取付枠体２１に取付けた際にその決定した傾斜角をもって傾斜するように決められている。
【００５９】
なお、角度調整用段差の深さｄ２は、第１の実施形態の角度調整用薄膜４の厚さと同じような数値で形成されれば良い。
また、角度調整用段差はエッチングにより形成されるので、傾斜角の角度調整誤差は、エッチングレートのバラツキに依存するが、通常エッチングレートによる誤差は３％程度であるので、例えば傾斜角を２°とする場合、傾斜角に±０．０６°レベルの誤差が生じるだけであるため、高精度な傾斜角設定が可能である。
【００６０】
このように、光学フィルタ２を傾斜させる段差形成手段として、角度調整用段差をエッチングにより形成することにより、非常に容易に且つ精度良く段差を形成することができる。
なお、ここではエッチング用マスクをレジストにて形成しているが、ステンシルマスクを利用しても構わない。
【００６１】
最後に、図１４中ステップ６Ａにて、図１３に示すように、光学フィルタ２を角度調整用の段差が設けられた取付枠体２１の切欠き部２１ｃの上面に載置し、光学フィルタ２の両側面にＵＶ樹脂５をかませて取付枠体２１へ取付ける。
このようにして、図５に示すように所望波長λにて透過率ピークをとるように、光学フィルタ２を角度調整用段差により予め傾斜角αにて傾斜した状態で取付枠体２１に取付けらた光学フィルタ付き枠体２０を得ることができる。
【００６２】
以上述べたように、本実施形態の光学フィルタ付き枠体２０の製造方法によれば、光学フィルタ２を所望の傾斜角α傾斜させる段差を、エッチングにより取付枠体２１を研削して形成するので、容易に且つ精度良く所定厚さの段差が形成可能である。
しかも、本実施形態の光学フィルタ付き枠体２０の製造方法によれば、予め光学フィルタ２を所望の傾斜角αにて取付枠体２１に取り付けてあるので、光学フィルタ付き枠体２０を有する光分岐装置１０をインラインで組立てる工程において、傾斜角αが調整済みの光学フィルタ付き枠体２０を用いることになる。よって、光学フィルタ２を取付枠体２１に取付けた後に光学フィルタ２の傾斜角度を改めて調整する必要がなくなるので、インラインでの光分岐装置１０の組立て工程の生産性を向上させることができる。
【００６３】
つぎに、本発明の第３の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１６は、本発明の第３の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体３０を示す断面図である。
以下、本発明の第３の実施形態における光学フィルタは、第１及び第２の実施形態と同様な光学フィルタ２で良いため、図中同一の符号を付し、その説明も省略する。なお、本実施形態の光学フィルタ付き枠体３０は、第１及び第２の実施形態と同様に、図４に示す光分岐装置１０に適用可能である。
【００６４】
本発明の第３の実施形態における取付枠体３１は、第１及び第２の実施形態の取付枠体３，２１と同様に、四角柱状をなし且つ中央部に光学フィルタ２を収納するための貫通する空洞部３１ａを有する。
但し、本実施形態の取付枠体３１は、図１６に示すように、光分岐装置１０に取付けられる取付面３１ｂが傾斜角αで傾斜するような傾斜面となされている点が、第１及び第２の実施形態の取付枠体３，２１と異なる点である。
【００６５】
そして、この取付枠体３１の内底面３１ｃは平坦面となされており、この内底面３１ｃ上に光学フィルタ２が載置され、ＵＶ樹脂５により固定される。
これにより、取付枠体３１の内底面３１ｃが光分岐装置１０の取付箇所の面に対して取付角度がｃとなるように、取付枠体３１の取付面３１ｂが光分岐装置１０に取付けられると、光学フィルタ２は、所望の透過特性を示すように傾斜角αにて傾斜された状態で取付枠体３１に取付けられることになる。
【００６６】
以上のべたような本実施形態の光学フィルタ付き枠体３０によれば、光学フィルタ２が所望の透過特性を示す傾斜角αにて傾斜するように、光学フィルタ２を保持する取付枠体３１の取付面３１ａが傾斜面となされているので、光学フィルタ２を単に取付枠体３１の内底面３１ｃ上に載置するだけで、光学フィルタ２を所望の傾斜角αにて精度良く且つ容易に傾斜させることができる。
【００６７】
このように構成される本実施形態に係る光学フィルタ付き枠体３０は、次のようにして製造される。図１７は、光学フィルタ付き枠体３０の製造工程を示すフローチャートである。
【００６８】
本発明の第３の実施形態では、図１７中のステップ１乃至４までが、第１及び第２の実施形態における図７及び図１４中のステップ１乃至４に示す工程と同じ工程である。
【００６９】
このステップ４にて取付枠体３１用基板、即ち取付面３１ａが傾斜面となされる前段階の取付枠体３１が成形された後に、ステップ５Ｂに示すように、図示しない研磨装置にて取付面３１ｂを研磨し、図１８に示すように、取付面３１ｂが傾斜角αで傾斜する傾斜面となされた取付枠体３１が得られる。なお、取付枠体３１の内底面３１ｃは平坦面となされている。
最後に、ステップ６Ｂにて、この取付枠体３１の内底面３１ｃ上に光学フィルタ２を載置し、ＵＶ樹脂５をかませて取付枠体３１に光学フィルタ２を取付け固定し、図１６に示すような光学フィルタ付き枠体３０が得られる。
この光学フィルタ付き枠体３０は、取付面３１ａを光分岐装置１０の所定位置に取付けた際に、取付面３１ａが傾斜角αの傾斜面となされているので、光学フィルタ２が傾斜角αにて傾斜した状態となる。
【００７０】
以上述べたように、本実施形態の光学フィルタ付き枠体３０の製造方法によれば、光学フィルタ２を所望の傾斜角αに傾斜させるために、成形後の取付枠体３１の取付面３１ｂを傾斜角αで傾斜する傾斜面となるように研磨するので、光学フィルタ２を単に取付枠体３１上に載置くだけで、容易に且つ精度良く光学フィルタ２を所望の傾斜角αにて傾斜可能となる。
しかも、本発明の光学フィルタ付き枠体３０の製造方法によれば、予め光学フィルタ２が所望の傾斜角αにて傾斜するように、取付枠体３１の形状を工夫してあるので、光学フィルタ付き枠体３０を有する光分岐装置１０をインラインで組立てる工程において、傾斜角αが調整済みの光学フィルタ付き枠体３０を用いることができるので、光学フィルタ２の傾斜角αを改めて調整する必要がなくなり、生産性の向上に寄与することが可能となる。
【００７１】
【発明の効果】
以上詳細に述べたように、本発明によれば、光学フィルタが所望の透過特性を示すような傾斜角で傾斜させた状態で取付枠体に固定されるので、光学フィルタを取付枠体に取付け後に光学フィルタの傾斜角の微妙な調整をする手間を省くことが可能となり、精度良く光学フィルタを傾斜させた状態で保持することができる光学フィルタ付き枠体及びその製造方法を提供可能である。
詳しくは、本発明によれば、光学フィルタが所望の透過特性を示すように光学フィルタを傾斜させるための所定厚さの段差が取付枠体に設けられ、光学フィルタをこの段差を介して取付枠体上に配するだけで良いので、所望の透過特性を得るべく、光学フィルタを所定の傾斜角にて精度良く且つ容易に傾斜させて取付けた光学フィルタ付き枠体及びその製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、光学フィルタ付き枠体を含む光学装置をインラインで組立てる工程において、傾斜角度が調整済みの光学フィルタ付き枠体を用いることができるので、光学フィルタの傾斜角度を改めて調整する必要がなくなり、生産性及び実効的歩留まりの向上を図ることが可能な光学フィルタ付き枠体及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の分解斜視図である。
【図３】図３は、図１中の線３−３に沿って切断した断面図である。
【図４】光分岐装置の一例を示す模式図である。
【図５】光学フィルタの波長対透過特性図である。
【図６】光学フィルタを傾斜角度α傾けた状態を示す模式図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の製造工程を示すフローチャートである。
【図８】光学フィルタの透過特性の傾斜角依存性を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の製造工程において、取付枠体を成形する工程を説明する断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の製造工程において、角度調整用薄膜を形成する工程を説明する断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の製造工程において、光学フィルタを取付枠体に載置する工程を説明する断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体を示す分解斜視図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の長手方向に沿って切断した断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の製造工程を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の製造工程において、角度調整用段差を取付枠体に形成する工程を説明する断面図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体を示す断面図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の製造工程を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第３の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の製造工程において、取付枠体を研磨する工程を説明する断面図である。
【図１９】従来の製造後の光学フィルタにて、透過率のピークを取る主波長λ’に若干のずれ（λ’−λ）があることを説明する波長対透過特性図である。
【図２０】従来の光学フィルタ付き枠体が搭載された光分岐装置の模式図である。
【図２１】光学フィルタを傾斜角εにて傾斜させた状態を示す模式図である。
【図２２】従来の角度調整手段を内蔵する光学フィルタ付き枠体を示す断面図である。
【符号の説明】
１，２０，３０ 光学フィルタ付き枠体
２ 光学フィルタ
３，２１，３１ 取付枠体
３ｃ 突出部
３ｄ 取付面
４ 角度調整用薄膜
１０ 光分岐装置
１１，１２，１３ 光ファイバ
１４，１５，１６ コリメータレンズ
α 傾斜角
ｄ２ 深さ
５０ 光分岐装置
５２ 光学フィルタ
５３ 取付枠体
５４ 光学フィルタ付き枠体
６３ 調整ネジ
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学フィルタを取付枠体に取付けてなる光学フィルタ付き枠体に関し、特に、光学フィルタを所望の透過特性を示すような傾斜角で傾斜させて取付枠体に高精度に取付けた光学フィルタ付き枠体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光学的用途のフィルタの中には、バンドパスフィルタと呼ばれる光学フィルタがある。この光学フィルタは、通常ガラス基板上に、複数種類の非金属や金属化合物等を交互に複数層積層した多層膜が形成されている。
そして、この光学フィルタは、多層膜の各層間での反射干渉が特定の条件を満足するように材質、膜厚を合わせることによって、図１９の波長対透過特性図の曲線ａに示すように、所望波長λの波長帯の光成分を主に透過するとともに、波長λの波長帯以外の光成分を反射するようなシャープな波長選択性を有する。
【０００３】
このような従来の光学フィルタは、例えば、図２０に模式的に示すような光分岐装置５０に使用される。
【０００４】
光分岐装置５０は、図２０に示すように、所望の光を出射する第１の光ファイバ５１と、第１の光ファイバ５１からの光が所定の入射角で入射するように配された光学フィルタ５２を取り付けた取付枠体５３からなる光学フィルタ付き枠体５４と、光学フィルタ付き枠体５４を挟んで第１の光ファイバ５１と対称位置に配される第２の光ファイバ５５と、光学フィルタ５２による反射光を受けるための第３の光ファイバ５６と、これら第１、第２及び第３の光ファイバ５１，５５，５６の各々と光学フィルタ５２間に配される第１、第２及び第３のコリメータレンズ５７，５８，５９とを備える。
【０００５】
この光分岐装置５０は、光学フィルタ５２により、第１の光ファイバ５１から第１のコリメータレンズ５７を介して光学フィルタ５２へ入射された光のうち、所望波長λの光成分を透過させて、第２のコリメータレンズ５８を介し第２の光ファイバ５５内へ入射させつつ、所望波長λ以外の光成分を反射して、第３のコリメータレンズ５９を介し第３の光ファイバ５６内へ入射させて、光を分岐する。
【０００６】
ところで、実際の光学フィルタ５２は、上述したように、ガラス基板上に多層膜を蒸着等により積層形成するため、材料成分の誤差や蒸着膜の膜厚誤差などにより、所望の波長にて透過率のピークをとるように製造することが困難であり、図１９の曲線ｂに示すように、製造された光学フィルタによって透過率のピークを取る主波長λ’に若干のずれ（λ’−λ）があり、透過特性にバラツキがある。
【０００７】
そのため、上述の光分岐装置５０に光学フィルタ５２を適用する際には、図２０に示すように、光学フィルタ付き枠体５４を所定の取付角度ｃ、即ち入射光の入射角を所定角度ｃとして光分岐装置５０に配した後に、図２１に示すように、取付枠体５３内の光学フィルタ５２を時計回りに又は反時計回りに例えば１°、２°、３°といった傾斜角度ε分傾斜させて、光学フィルタ５２の取付角度をｃ+εとすることにより、光学フィルタ５２における主波長のずれ（λ’−λ）を補完して、光学フィルタ５２の透過特性のバラツキを解消している。これは以下の原理に基づく。
【０００８】
光学フィルタ５２は、図２１に示すように、入射光の入射角を変化させると、例えば、入射角ｃから入射角ｃ+εへ変化させると、入射光の光学フィルタ５２内を通過する行路長が変化するため、図１９に示すように、透過波長帯が曲線ｂから曲線ａへシフトする性質がある。
【０００９】
そのため、この性質を利用して、例えば、製造した光学フィルタ５２を所定の取付角度ｃにて光分岐装置５０に配した際に、図１９の曲線ｂに示すように、透過率がピークとなる主波長が所望波長λからずれて波長λ’であった場合、図２１に示すように、光学フィルタ５２の取付角度をｃ+εに変化させることにより、透過波長帯を図１９の曲線ｂから曲線ａにシフトさせ、所望の波長λにて透過率がピークとなるように調整する。
【００１０】
そこで、具体的には、このような角度調整（ｃ→ｃ+ε）を、次のような角度調整手段を内蔵する光学フィルタ付き枠体５４を利用して行っている。
【００１１】
光学フィルタ付き枠体５４は、図２２に示すように、光学フィルタ５２を接着固定した座６０を取付枠本体５３の中にバネ６１を介して収納し、カバー６２を取付枠体５３に接着剤等で固定する。このような配置により光学フィルタ５２は、バネ６１の弾性力によって常にカバー６２の方に押し付けられている。取付枠本体５３には片側だけに調整ネジ６３が設けられており、座６０が調整ネジ６３に当たる部分が斜面になっている。
【００１２】
そして、この光学フィルタ付き枠体５４を光分岐装置５０に当初設定された取付角度ｃにて配した後で、調整ネジ６３を座６０の斜面に当接するようにネジ込んで、バネ６１の力に逆らって光学フィルタ５２を入れたままの座６０の片側を調整ネジ６３により下方へ押し付けて移動させ、光学フィルタ５２を所定角度ε傾斜させ、これにより取付角度をｃ+εに調整する。その結果、光学フィルタ５２の主波長がλ’からλへ補正されることになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の角度調整手段を内蔵した光学フィルタ付き枠体５４は、上述したように、光学フィルタ５２の傾斜角度調整を調整ネジ６３のネジ込み量により行っていたため、精度良く微妙な傾斜角度を調整することが困難であった。
【００１４】
また、従来の光学フィルタ付き枠体５４では、光分岐装置５０などの光学装置に配した後に光学フィルタ５２の微妙な角度調整を行っており、光学装置をインラインで連続的に組立てる製造工程において、この角度調整が非常に手間のかかる煩雑な工程となり、生産性を損ねる原因となっていた。
【００１５】
そこで、本発明は、このような従来の実情を鑑みて提案されたものであり、光学フィルタを所望の透過特性を示すような傾斜角で傾斜させて取付枠体に高精度に取付可能とし、しかも搭載される光学装置をインラインで生産する上でその生産性を向上させ得る光学フィルタ付き枠体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために完成された本発明に係る光学フィルタ付き枠体の製造方法は、基板に多層膜を積層して光学フィルタを作製し、所望の入射光の所定入射角に対して、前記光学フィルタが所望の透過特性を示すような前記光学フィルタの傾斜角を決定し、前記光学フィルタを取付ける取付箇所を有する取付枠体を成形し、前記取付枠体の前記取付箇所に、前記取付枠体が取付けられる取付面に対して前記光学フィルタを前記傾斜角で傾斜させるための所定の段差あるいは傾斜を形成し、次いで、前記光学フィルタを、前記取付面に対して前記傾斜角で傾斜させて前記取付枠体上に取り付けることを特徴とする製造方法である。
【００１７】
更に、本発明に係る光学フィルタ付き枠体の製造方法では、前記段差が、
前記取付枠体の前記取付箇所の一部に、所定の厚さの角度調整用薄膜を成膜することにより形成されていることを特徴とする製造方法である。
このような製造方法とすることにより、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、光学フィルタを傾斜させる傾斜角度を調整する手段として、取付枠体の取付箇所の一部に角度調整用薄膜を薄膜形成するので、容易に且つ精度良く角度調整用の段差が形成可能である。
その結果、この段差により所望の透過特性を示すように光学フィルタが精度良く且つ容易に傾斜されて取付けられた光学フィルタ付き枠体を製造することが可能となる。
しかも、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、予め光学フィルタを所望の傾斜角度にて取付枠体に取り付けてあるので、光学フィルタ付き枠体を有する光学装置をインラインで組立てる工程において、傾斜角度が調整済みの光学フィルタ付き枠体を用いることになるので、光学フィルタの傾斜角度を改めて調整する必要がなくなり、生産性の向上に寄与する光学フィルタ付き枠体を製造可能となる。
【００１８】
一方、上述した目的を達成するために完成された他の本発明に係る光学フィルタ付き枠体の製造方法は、前記段差が、前記取付枠体の前記取付箇所の一部を、所定深さエッチングすることにより形成されていることを特徴とする製造方法である。
このような製造方法とすることにより、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、光学フィルタを所望の傾斜角度に傾斜させる段差を、エッチングにより取付枠体を研削して形成するので、容易に且つ精度良く所定厚さの角度調整用段差が形成可能である。
その結果、この段差により所望の透過特性を示すように光学フィルタが精度良く且つ容易に傾斜されて取付けられた光学フィルタ付き枠体を製造することが可能となる。
しかも、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、予め光学フィルタを所望の傾斜角度にて取付枠体に取り付けてあるので、光学フィルタ付き枠体を有する光学装置をインラインで組立てる工程において、傾斜角度が調整済みの光学フィルタ付き枠体を用いることになるので、光学フィルタの傾斜角度を改めて調整する必要がなくなり、生産性の向上に寄与する光学フィルタ付き枠体を製造可能となる。
【００１９】
また、上述した目的を達成するために完成された他の本発明に係る光学フィルタ付き枠体の製造方法は、前記段差が、前記取付枠体の前記取付面を前記傾斜角にて傾斜する面となるよう研磨することにより形成されていることを特徴とする製造方法である。このような製造方法とすることにより、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、光学フィルタを所望の傾斜角度に傾斜させるために、成形後の取付け枠体の取付け面を傾斜面となるように研磨するので、光学フィルタを単に取付枠体の取付箇所に取付けるだけで、容易に且つ精度良く光学フィルタを所望の傾斜角度にて傾斜可能となる。
しかも、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、予め光学フィルタが所望の傾斜角度にて傾斜するように、取付枠体の形状を工夫してあるので、光学フィルタ付き枠体を有する光学装置をインラインで組立てる工程において、傾斜角度が調整済みの光学フィルタ付き枠体を用いることになるので、光学フィルタの傾斜角度を改めて調整する必要がなくなり、生産性の向上に寄与する光学フィルタ付き枠体を製造可能となる。
【００２０】
更に、本発明に係る光学フィルタ付き枠体の製造方法では、前記取付枠体がＳｉからなることを特徴とする製造方法である。これにより、取付枠体が成形容易となるものである。
【００２１】
更に、本発明に係る光学フィルタ付き枠体では、取付枠体の取付面が、光学フィルタを取付面に対して傾斜角をもって傾斜させるために、この傾斜角で傾斜する面となされていても良い。これにより、光学フィルタが所望の透過特性を示す傾斜角にて傾斜するように、光学フィルタを保持する取付枠体の取付面が傾斜面となされているので、光学フィルタを所望の傾斜角にて精度良く且つ容易に傾斜させることができる。
【００２２】
また、上述した目的を達成するために完成された本発明に係る光学フィルタ付き枠体の製造方法は、基板に多層膜を積層して光学フィルタを作製し、所望の入射光の所定入射角に対して、光学フィルタが所望の透過特性を示すような光学フィルタの傾斜角を決定する。その後、光学フィルタを取付ける取付箇所を有する取付枠体を成形し、成形後の取付枠体の取付箇所の一部に、取付枠体が取付けられる取付面に対して光学フィルタを上記の傾斜角で傾斜させるための所定厚さの角度調整用薄膜を形成し、次いで、光学フィルタを、角度調整用薄膜を介して取付枠体上に取付面に対して傾斜角で傾斜させて取り付けることを特徴とする製造方法である。
このような製造方法とすることにより、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、光学フィルタを傾斜させる傾斜角度を調整する手段として、取付枠体の取付箇所の一部に角度調整用薄膜を薄膜形成するので、容易に且つ精度良く角度調整用の段差が形成可能である。その結果、この段差により所望の透過特性を示すように光学フィルタが精度良く且つ容易に傾斜されて取付けられた光学フィルタ付き枠体を製造することが可能となる。
しかも、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、予め光学フィルタを所望の傾斜角度にて取付枠体に取り付けてあるので、光学フィルタ付き枠体を有する光学装置をインラインで組立てる工程において、傾斜角度が調整済みの光学フィルタ付き枠体を用いることになるので、光学フィルタの傾斜角度を改めて調整する必要がなくなり、生産性の向上に寄与する光学フィルタ付き枠体を製造可能となる。
【００２３】
一方、上述した目的を達成するために完成された他の本発明に係る光学フィルタ付き枠体の製造方法は、基板に多層膜を積層して光学フィルタを作製し、所望の入射光の所定入射角に対して、光学フィルタが所望の透過特性を示すような光学フィルタの傾斜角を決定する。その後、光学フィルタを取付ける取付箇所を有する取付枠体を成形し、成形後の取付枠体の取付箇所の一部に、取付枠体が取付けられる取付面に対して光学フィルタを上記の傾斜角で傾斜させるための所定厚さの段差をエッチングにより形成し、次いで、光学フィルタを、段差を介して取付枠体上に取付面に対して傾斜角で傾斜させて取り付けることを特徴とする製造方法である。
このような製造方法とすることにより、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、光学フィルタを所望の傾斜角度に傾斜させる段差を、エッチングにより取付枠体を研削して形成するので、容易に且つ精度良く所定厚さの角度調整用段差が形成可能である。その結果、この段差により所望の透過特性を示すように光学フィルタが精度良く且つ容易に傾斜されて取付けられた光学フィルタ付き枠体を製造することが可能となる。
しかも、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、予め光学フィルタを所望の傾斜角度にて取付枠体に取り付けてあるので、光学フィルタ付き枠体を有する光学装置をインラインで組立てる工程において、傾斜角度が調整済みの光学フィルタ付き枠体を用いることになるので、光学フィルタの傾斜角度を改めて調整する必要がなくなり、生産性の向上に寄与する光学フィルタ付き枠体を製造可能となる。
【００２４】
更に、上述した目的を達成するために完成された他の本発明に係る光学フィルタ付き枠体の製造方法は、基板に多層膜を積層して光学フィルタを作製し、所望の入射光の所定入射角に対して、光学フィルタが所望の透過特性を示すような光学フィルタの傾斜角を決定する。その後、光学フィルタを取付ける取付箇所を有する取付枠体を成形し、光学フィルタを取付枠体が取付けられる取付面に対して傾斜角をもって傾斜させるために、成形後の取付枠体の取付面を上記傾斜角で傾斜する面となるよう研磨する。次いで、光学フィルタを取付枠体の取付箇所に取り付けることを特徴とする製造方法である。
このような製造方法とすることにより、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、光学フィルタを所望の傾斜角度に傾斜させるために、成形後の取付け枠体の取付け面を傾斜面となるように研磨するので、光学フィルタを単に取付枠体の取付箇所に取付けるだけで、容易に且つ精度良く光学フィルタを所望の傾斜角度にて傾斜可能となる。
しかも、本発明の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、予め光学フィルタが所望の傾斜角度にて傾斜するように、取付枠体の形状を工夫してあるので、光学フィルタ付き枠体を有する光学装置をインラインで組立てる工程において、傾斜角度が調整済みの光学フィルタ付き枠体を用いることになるので、光学フィルタの傾斜角度を改めて調整する必要がなくなり、生産性の向上に寄与する光学フィルタ付き枠体を製造可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体を示す斜視図である。図２は、図１に示す光学フィルタ付き枠体の分解斜視図である。図３は、図１中の線３−３に沿って切断した断面図である。
【００２６】
本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体１は、図１乃至図３に示すように、四角柱状の光学フィルタ２と、四角柱状であり且つ中央部に光学フィルタ２を収納するための貫通する空洞部３ａを有する取付枠体３とを備える。
【００２７】
光学フィルタ２は、ガラス板ベース上に、複数種類の非金属や金属化合物等を交互に十数層にも蒸着法により薄く積層形成されており、例えば、ガラス基板上にＴｉＯ２／ＳｉＯ２の薄膜を交互に数十層積層させて形成される。この光学フィルタ２は、例えば、バンドパスフィルタであり、所定波長の波長帯域の光成分のみ透過し、所定波長の波長帯域以外の光成分を反射させる波長選択性を有する。
【００２８】
取付枠体３は、空洞部３ａを形成する内壁が、図２及び図３に示すように、四方を囲む傾斜面３ｂと、これら傾斜面３ｂに繋がって四角状に囲みつつ内方へ突出する突出部３ｃとからなる。なお、取付枠体３は、エッチング加工可能な材料であれば材料を選ばないが、特に、Ｓｉ材料からなることが好ましい。このようにＳｉ材料から取付枠体３を形成することにより、エッチング条件が容易に整備可能で且つエッチング選択性に優れるウエットエッチングを利用して成形可能となる。
【００２９】
取付枠体３の四角状に囲んでなる突出部３ｃの上面３ｃ１は、光学フィルタ２が載置されて取り付けられるフィルタ取付面となされており、平坦面である。
特に、本実施形態では、この四角状に囲むフィルタ取付面である上面３ｃ１のうちの一辺側３ｃ２上に、光学フィルタ２を所望の透過特性を取るように傾斜させるための角度調整用薄膜４が形成されている。
【００３０】
そして、光学フィルタ２がこの角度調整用薄膜４を介して突出部３ｃの上面３ｃ１であるフィルタ取付面上に載置される。これにより、光学フィルタ２が取付枠体３の後述する光分岐装置への取付面３ｄに対して、所望の波長にて透過率ピークをとるように、傾斜角αをもって傾斜するように調整される。
【００３１】
ここで、角度調整用薄膜４は、スパッタリング等により形成可能な材料であれば材料を選ばないが、特に、Ｎｉ，Ｃｒ，ＴｉＯ２，ＳｉＯ２のうちの少なくとも何れかからなることが好ましい。これにより、例えばＳｉからなる取付枠体３への密着性に優れる。
【００３２】
このようにして、光学フィルタ付き枠体１は、角度調整用薄膜４により光学フィルタ２が所望の透過特性を取るように傾斜された状態でフィルタ取付面上に載置されるとともに、光学フィルタ２の両側面２ａ，２ｂにＵＶ樹脂５により取付枠体３の傾斜面３ｂへ取付け固定される。
【００３３】
以上のように構成される光学フィルタ付き枠体１は、例えば、次のような光分岐装置１０に適用される。図４に、光分岐装置の一例を模式的に示す。
【００３４】
光分岐装置１０は、所望の光を出射する第１の光ファイバ１１と、取付枠体３の取付面３ｄを介して取付けられた上述の光学フィルタ付き枠体１と、光学フィルタ付き枠体１を挟んで第１の光ファイバ１１と対称位置に配される第２の光ファイバ１２と、光学フィルタ２による反射光を受けるための第３の光ファイバ１３と、これら第１、第２及び第３の光ファイバ１１，１２，１３の各々と光学フィルタ２間に配される第１、第２及び第３のコリメータレンズ１４，１５，１６とを備える。
【００３５】
このとき、上述したように、光学フィルタ付き枠体１では、光学フィルタ２が図５の波長対透過特性図に示すように所望の波長λにて透過率のピークをとるように、図３に示すように、取付枠体３の取付面３ｄに対して傾斜角α傾けられて、取付枠体３に取付けられている。
【００３６】
ここで、本実施形態による角度調整後の光学フィルタ付き枠体１は、光分岐装置１０に対して取付角度ｃで取付けられるが、取付枠体３内の光学フィルタ２が取付枠体３の取付面３ｄに対して傾斜角αで傾斜しているので、光学フィルタ２は、図６に示すように、光分岐装置１０に取付角度ｃ＋αとなるよう調整されて取付けられることになる。
【００３７】
このような光分岐装置１０は、第１の光ファイバ１１から出射された光が第１のコリメータレンズ１４に入射し平行光となされ、この第１のコリメータレンズ１４を通過した平行光が光学フィルタ２へ入射する。
そして、光学フィルタ２へ入射した光のうち、所望波長λの光成分が光学フィルタ２を透過し、第２のコリメータレンズ１５へ入射して平行光となされ、第２の光ファイバ１２へ入射する。
一方、光学フィルタ２へ入射した光のうち、所望波長λ以外の光成分が光学フィルタ２により反射し、第３のコリメータレンズ１６へ入射して平行光となされ、第３の光ファイバ１３へ入射する。
このようにして、光分岐装置１０は所望波長λの光成分とそれ以外の波長の光成分とに分岐する。
【００３８】
以上述べたような本実施形態の光学フィルタ付き枠体１によれば、光学フィルタ２が所望の透過特性を示すように光学フィルタ２を傾斜させるための所定厚さの角度調整用薄膜４が形成されており、光学フィルタをこの角度調整用薄膜４を介して取付枠体３上に配するだけで取付面３ｄに対する最適な傾斜角に保持でき、光学フィルタ２を所望の傾斜角αにて精度良く且つ容易に傾斜させて取付枠体３に取付可能となる。
また、本実施形態の光学フィルタ付き枠体１によれば、予め光学フィルタ２を所望の傾斜角αにて取付枠体３に取り付けてあるので、光学フィルタ付き枠体１を有する光分岐装置１０をインラインで組立てる工程で、傾斜角αが調整済みの光学フィルタ付き枠体１を用いることになる。よって、光学フィルタ２を取付枠体３に取付けた後に光学フィルタ２の傾斜角度を改めて調整する必要がなくなるので、インラインでの光分岐装置１０の組立て工程の生産性及び実効的歩留まりを向上させることができる。
更に、光学フィルタ付き枠体１は、既に傾斜角αが調整済みなため、インライン上の光分岐装置１０の組立て工程時において非常にハンドリング性に優れたものとなる。
【００３９】
このように構成される本実施形態に係る光学フィルタ付き枠体１は、次のようにして製造される。図７は、光学フィルタ付き枠体１の製造工程を示すフローチャートである。
【００４０】
まず、図７中のステップ１に示すように、ガラス基板上にＴｉＯ２／ＳｉＯ２の薄膜を交互に数十層積層させて、光学フィルタ２を作製する。
【００４１】
次に、図７中のステップ２に示すフィルタ特性評価を以下のようにして行う。
最初に、作製された光学フィルタ２を、入射光の入射角、即ち取付角度が、図４に示す角度ｃとなるように配し、例えば１５５３から１５５５［ｎｍ］間の複数の波長のそれぞれの光に対して、光学フィルタ２の各透過率を測定し、図８中の曲線の傾斜角α＝０°の透過曲線を得る。
同様にして、光学フィルタ２の取付角度をｃ＋α（α＝１°，１．５°等）に変化させて光学フィルタ２を配し、各取付角度について、複数の波長における各透過率を測定して、図８中の曲線α＝１°，１．５°等の透過曲線を得る。
このようにして、図８に示すような光学フィルタ２における波長対透過特性図を得て、図７中のステップ２に示すフィルタ特性評価を完了する。
【００４２】
次に、図７中のステップ３に示すように、上述のステップ２にて得られた図８に示す光学フィルタ２の波長対透過特性図に基づいて、所望の波長が例えば１５５３．７８［ｎｍ］であるとすると、この波長のときに透過率がピークである傾斜角αは、この図からα＝１．５°であることが判明する。したがって、光学フィルタ２の取付枠体３への取付時における傾斜角αを１．５°と決定する。
なお、傾斜角の設定は、上記の実施形態では、図８に示す波長対透過特性図に基づき、所望の波長を基準としてこの波長のとき透過率がピークを取る傾斜角を決定しているが、この方法に限らない。例えば、透過曲線の傾きを基準としてその傾きγが所望の傾き数値である傾斜角を決定しても良い。
また、本実施形態では図８に示す波長対透過特性図を得ているが、本発明はこれに限らず、光学フィルタ２に所望波長λの光を入射角ｃ＋αを変化させながら照射して、透過率ピークをとるような傾斜角αを決定しても良い。
【００４３】
次に、図７中のステップ４に示す取付枠体３の成形を以下のようにして行う。
最初に、図９Ａに示すように、表面３ｆ１が（１００）面であるＳｉ基板３ｆを用意する。
そして、図９Ｂに示すように、Ｓｉ基板３ｆの両面を酸化させて両面にＳｉＯ２膜６を形成する。その後、両面のＳｉＯ２膜６上に、化学蒸着法（ＣＶＤ）にてＳｉＮ膜７を各々成膜する。
その後、ＳｉＮ膜７上にレジスト層を所定形状に形成してマスクとし、マスク形成後、ＳｉＮ膜７をガスＳＦ６を用いてドライエッチングによりエッチングし、次いで、ＳｉＯ２膜６をＢＨＦ（ＮＨ４ＯＨ：ＨＦ＝７：１）を用いてウエットエッチングして、図９Ｃに示すように、ＳｉＯ２膜６及びＳｉＮ膜７が表面に一部残されたＳｉ基板３ｆを形成する。
その後、図９Ｄに示すように、Ｓｉ基板３ｆの表面に残ったＳｉＯ２膜６及びＳｉＮ膜７をマスクとして、ＫＯＨ水溶液を用いてＳｉ基板３ｆをエッチングし、Ｓｉ基板３ｆを所望形状に残す。そして、マスクとして働いたＳｉＯ２膜６及びＳｉＮ膜７を、ＨＦ溶液により除去する。
このようにして、図７中のステップ４にて、貫通孔３ａ、傾斜面３ｂ、突出部３ｃ及びフィルタ取付面となる平坦な上面３ｃ１が形成された取付枠体３の成形を完了する。
【００４４】
なお、Ｓｉ基板３ｆの表面３ｆ１を（１００）面とするのは、後述するようにＳｉ基板をＫＯＨ水溶液にてウエットエッチングするためである。よって、取付枠体をウエットエッチングにより成形するのでなく、他のエッチング方法によって成形する場合は、Ｓｉ基板３ｆである必要もなく、勿論その表面３ｆ１をＳｉの（１００）面とする必要もない。
【００４５】
次に、図７中のステップ５にて、図１０に示すように、成形後の取付枠体３の上面に所定形状のステンシルマスク３ｇを配する。そして、取付枠体３の突出部３ｃの一部３ｃ２上に、Ｎｉ，Ｃｒ，ＴｉＯ２，ＳｉＯ２のうちの少なくとも何れかの材料を用いてスパッタリングにより、所定厚さの角度調整用薄膜４を薄膜形成する。
このとき、角度調整用薄膜４の膜厚は、図７中のステップ３にて決定した傾斜角度に基づき、光学フィルタ２をその決定した傾斜角をもって傾斜するように決められる。
【００４６】
なお、例えば、図２及び図３に示すように、光学フィルタ２の長手方向の長さｌが１．４ｍｍである場合、この光学フィルタ２を傾斜させる傾斜角αを１°とするには、角度調整用薄膜４の膜厚ｄを（ｄ＝ｌ．４×ｓｉｎα＝ｌ．４×ｓｉｎ（１°）＝）２４μｍとすれば良い。同様に、例えば、傾斜角αを１．５°とするには膜厚ｄを３６μｍ、αを２°ならｄを４８μｍとすれば良い。
また、角度調整用薄膜４がスパッタリングにより形成される場合、傾斜角の角度調整誤差は、スパッタリングによる膜厚誤差に依存するが、通常スパッタリングによる膜厚誤差は３％程度であるので、例えば傾斜角を２°とすると、傾斜角に±０．０６°レベルの誤差が生じるだけであるため、高精度な傾斜角設定が可能である。
【００４７】
このように光学フィルタ２を傾斜させる段差形成手段として角度調整用薄膜４を薄膜形成することにより、非常に容易に且つ精度良く段差を形成することができる。
【００４８】
最後に、図７中のステップ６にて、図１１に示すように、ステンシルマスク３ｇを除去し、角度調整用薄膜４を介して取付枠体３の突出部３ｃの上面３ｃ１上に光学フィルタ２を載置し、光学フィルタ２の両側面２ａ，２ｂと取付枠体３の内部の傾斜面３ｂとの間にＵＶ樹脂５を配して、光学フィルタ２を取付枠体３に取付ける。
このようにして、図５に示すように所望波長λにて透過率ピークをとるように、光学フィルタ２を角度調整用薄膜４により予め傾斜角αにて傾斜した状態で取付枠体３に取付けらた光学フィルタ付き枠体１を得ることができる。
【００４９】
以上述べたように、本実施形態の光学フィルタ付き枠体の製造方法によれば、取付枠体３の取付箇所の一部に角度調整用薄膜４を形成するので、容易に且つ精度良く角度調整用の段差が形成可能である。
しかも、本実施形態の光学フィルタ付き枠体１の製造方法によれば、予め光学フィルタ２を所望の傾斜角αにて取付枠体３に取り付けてあるので、光学フィルタ付き枠体１を有する光分岐装置１０をインラインで組立てる工程において、傾斜角αが調整済みの光学フィルタ付き枠体１を用いることになる。よって、光学フィルタ２を取付枠体３に取付けた後に光学フィルタ２の傾斜角度を改めて調整する必要がなくなるので、インラインでの光分岐装置１０の組立て工程の生産性を向上させることができる。
【００５０】
つぎに、本発明の第２の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１２は、本発明の第２の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体を示す分解斜視図である。図１３は、本実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の長手方向Ｆに沿って切断した断面図である。
【００５１】
以下、本発明の第２の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体２０における光学フィルタ２は、第１の実施形態と同様な構成のもので良いため図中同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、本実施形態の光学フィルタ付き枠体２０は、第１の実施形態における光学フィルタ付き枠体１と同様に、図４に示す光分岐装置１０に適用可能である。
【００５２】
本実施形態の取付枠体２１は、四角柱状をなし且つ中央部に光学フィルタ２を収納するための貫通する空洞部２１ａを有する。
【００５３】
取付枠体２１は、この空洞部２１ａを形成する内壁が、四方を囲んで形成された傾斜面２１ｂと、これら傾斜面２１ｂに繋がって四角状に囲みつつ内方へ突出する切欠き部２１ｃとからなる。
特に、本実施形態では、図１３に示すように、取付枠体２１の四角状に囲む切欠き部２１ｃの上面のうち一辺部２１ｃ１だけが取付枠体２１の上面２１ａから深さＤの位置に形成されており、残りの三辺部２１ｃ２が上面２１ａから深さＤよりもｄ２分深い深さＤ’の位置に形成されている。これにより、取付枠体２１の内部にて深さｄ２の角度調整用段差が設けられる。
ここで、深さｄ２は、光学フィルタ２が所望の波長で透過率ピークを取るように光学フィルタ２を傾斜させる傾斜角αを与える深さである。
【００５４】
そして、光学フィルタ２が、この深さｄ２の段差を介して切欠き部２１ｃの上面２１ｃ１、２１ｃ２上に載置される。これにより、光学フィルタ２が、取付枠体２１の光分岐装置１０への取付面２１ｄに対して、所望の波長λにて透過率ピークをとるような傾斜角αをもって傾斜するように調整される。
【００５５】
以上述べたような本実施形態の光学フィルタ付き枠体２０によれば、光学フィルタ２が所望の透過特性を示すように光学フィルタ２を傾斜させる所定深さｄ２の角度調整用段差が、取付枠体２１に形成されており、光学フィルタをこの角度調整用段差を介して取付枠体２１上に配するだけで良いので、光学フィルタ２を所望の傾斜角αにて精度良く且つ容易に傾斜させて取付枠体２１に取付られる。また、本実施形態の光学フィルタ付き枠体２０によれば、予め光学フィルタ２を所望の傾斜角αにて取付枠体２１に取り付けてあるので、光学フィルタ付き枠体２０を有する光分岐装置１０をインラインで組立てる工程で、光学フィルタ２の傾斜角度を改めて調整する必要がなく、光分岐装置１０の組立て工程の生産性や実効的歩留まりを向上できる。
更に、光学フィルタ付き枠体２０は、既に傾斜角αが調整済みなため、非常にハンドリング性に優れる。
【００５６】
このように構成される本実施形態に係る光学フィルタ付き枠体２０は、次のようにして製造される。図１４は、光学フィルタ付き枠体２０の製造工程を示すフローチャートである。
【００５７】
本発明の第２の実施形態では、図１４中のステップ１乃至４までが、第１の実施形態における図７中のステップ１乃至４と同じ工程である。
【００５８】
そして、図１４中ステップ５Ａに示すように、ステップ４における取付枠体２１の成形後に、図１５に示すように、取付枠体２１の上面の所定位置にエッチング用マスクをレジスト２２にて形成し、ドライエッチングにより、取付枠体２１の所定位置、即ち切欠き部２１ｃの上面のうち１辺部２１ｃ１を除く部分を所定深さｄ２分研削して、角度調整用段差を形成する。
このとき、段差の深さｄ２は、図１４中のステップ３にて決定した傾斜角度に基づき、光学フィルタ２を取付枠体２１に取付けた際にその決定した傾斜角をもって傾斜するように決められている。
【００５９】
なお、角度調整用段差の深さｄ２は、第１の実施形態の角度調整用薄膜４の厚さと同じような数値で形成されれば良い。
また、角度調整用段差はエッチングにより形成されるので、傾斜角の角度調整誤差は、エッチングレートのバラツキに依存するが、通常エッチングレートによる誤差は３％程度であるので、例えば傾斜角を２°とする場合、傾斜角に±０．０６°レベルの誤差が生じるだけであるため、高精度な傾斜角設定が可能である。
【００６０】
このように、光学フィルタ２を傾斜させる段差形成手段として、角度調整用段差をエッチングにより形成することにより、非常に容易に且つ精度良く段差を形成することができる。
なお、ここではエッチング用マスクをレジストにて形成しているが、ステンシルマスクを利用しても構わない。
【００６１】
最後に、図１４中ステップ６Ａにて、図１３に示すように、光学フィルタ２を角度調整用の段差が設けられた取付枠体２１の切欠き部２１ｃの上面に載置し、光学フィルタ２の両側面にＵＶ樹脂５をかませて取付枠体２１へ取付ける。
このようにして、図５に示すように所望波長λにて透過率ピークをとるように、光学フィルタ２を角度調整用段差により予め傾斜角αにて傾斜した状態で取付枠体２１に取付けらた光学フィルタ付き枠体２０を得ることができる。
【００６２】
以上述べたように、本実施形態の光学フィルタ付き枠体２０の製造方法によれば、光学フィルタ２を所望の傾斜角α傾斜させる段差を、エッチングにより取付枠体２１を研削して形成するので、容易に且つ精度良く所定厚さの段差が形成可能である。
しかも、本実施形態の光学フィルタ付き枠体２０の製造方法によれば、予め光学フィルタ２を所望の傾斜角αにて取付枠体２１に取り付けてあるので、光学フィルタ付き枠体２０を有する光分岐装置１０をインラインで組立てる工程において、傾斜角αが調整済みの光学フィルタ付き枠体２０を用いることになる。よって、光学フィルタ２を取付枠体２１に取付けた後に光学フィルタ２の傾斜角度を改めて調整する必要がなくなるので、インラインでの光分岐装置１０の組立て工程の生産性を向上させることができる。
【００６３】
つぎに、本発明の第３の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１６は、本発明の第３の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体３０を示す断面図である。
以下、本発明の第３の実施形態における光学フィルタは、第１及び第２の実施形態と同様な光学フィルタ２で良いため、図中同一の符号を付し、その説明も省略する。なお、本実施形態の光学フィルタ付き枠体３０は、第１及び第２の実施形態と同様に、図４に示す光分岐装置１０に適用可能である。
【００６４】
本発明の第３の実施形態における取付枠体３１は、第１及び第２の実施形態の取付枠体３，２１と同様に、四角柱状をなし且つ中央部に光学フィルタ２を収納するための貫通する空洞部３１ａを有する。
但し、本実施形態の取付枠体３１は、図１６に示すように、光分岐装置１０に取付けられる取付面３１ｂが傾斜角αで傾斜するような傾斜面となされている点が、第１及び第２の実施形態の取付枠体３，２１と異なる点である。
【００６５】
そして、この取付枠体３１の内底面３１ｃは平坦面となされており、この内底面３１ｃ上に光学フィルタ２が載置され、ＵＶ樹脂５により固定される。
これにより、取付枠体３１の内底面３１ｃが光分岐装置１０の取付箇所の面に対して取付角度がｃとなるように、取付枠体３１の取付面３１ｂが光分岐装置１０に取付けられると、光学フィルタ２は、所望の透過特性を示すように傾斜角αにて傾斜された状態で取付枠体３１に取付けられることになる。
【００６６】
以上のべたような本実施形態の光学フィルタ付き枠体３０によれば、光学フィルタ２が所望の透過特性を示す傾斜角αにて傾斜するように、光学フィルタ２を保持する取付枠体３１の取付面３１ａが傾斜面となされているので、光学フィルタ２を単に取付枠体３１の内底面３１ｃ上に載置するだけで、光学フィルタ２を所望の傾斜角αにて精度良く且つ容易に傾斜させることができる。
【００６７】
このように構成される本実施形態に係る光学フィルタ付き枠体３０は、次のようにして製造される。図１７は、光学フィルタ付き枠体３０の製造工程を示すフローチャートである。
【００６８】
本発明の第３の実施形態では、図１７中のステップ１乃至４までが、第１及び第２の実施形態における図７及び図１４中のステップ１乃至４に示す工程と同じ工程である。
【００６９】
このステップ４にて取付枠体３１用基板、即ち取付面３１ａが傾斜面となされる前段階の取付枠体３１が成形された後に、ステップ５Ｂに示すように、図示しない研磨装置にて取付面３１ｂを研磨し、図１８に示すように、取付面３１ｂが傾斜角αで傾斜する傾斜面となされた取付枠体３１が得られる。なお、取付枠体３１の内底面３１ｃは平坦面となされている。
最後に、ステップ６Ｂにて、この取付枠体３１の内底面３１ｃ上に光学フィルタ２を載置し、ＵＶ樹脂５をかませて取付枠体３１に光学フィルタ２を取付け固定し、図１６に示すような光学フィルタ付き枠体３０が得られる。
この光学フィルタ付き枠体３０は、取付面３１ａを光分岐装置１０の所定位置に取付けた際に、取付面３１ａが傾斜角αの傾斜面となされているので、光学フィルタ２が傾斜角αにて傾斜した状態となる。
【００７０】
以上述べたように、本実施形態の光学フィルタ付き枠体３０の製造方法によれば、光学フィルタ２を所望の傾斜角αに傾斜させるために、成形後の取付枠体３１の取付面３１ｂを傾斜角αで傾斜する傾斜面となるように研磨するので、光学フィルタ２を単に取付枠体３１上に載置くだけで、容易に且つ精度良く光学フィルタ２を所望の傾斜角αにて傾斜可能となる。
しかも、本発明の光学フィルタ付き枠体３０の製造方法によれば、予め光学フィルタ２が所望の傾斜角αにて傾斜するように、取付枠体３１の形状を工夫してあるので、光学フィルタ付き枠体３０を有する光分岐装置１０をインラインで組立てる工程において、傾斜角αが調整済みの光学フィルタ付き枠体３０を用いることができるので、光学フィルタ２の傾斜角αを改めて調整する必要がなくなり、生産性の向上に寄与することが可能となる。
【００７１】
【発明の効果】
以上詳細に述べたように、本発明によれば、光学フィルタが所望の透過特性を示すような傾斜角で傾斜させた状態で取付枠体に固定されるので、光学フィルタを取付枠体に取付け後に光学フィルタの傾斜角の微妙な調整をする手間を省くことが可能となり、精度良く光学フィルタを傾斜させた状態で保持することができる光学フィルタ付き枠体及びその製造方法を提供可能である。
詳しくは、本発明によれば、光学フィルタが所望の透過特性を示すように光学フィルタを傾斜させるための所定厚さの段差が取付枠体に設けられ、光学フィルタをこの段差を介して取付枠体上に配するだけで良いので、所望の透過特性を得るべく、光学フィルタを所定の傾斜角にて精度良く且つ容易に傾斜させて取付けた光学フィルタ付き枠体及びその製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、光学フィルタ付き枠体を含む光学装置をインラインで組立てる工程において、傾斜角度が調整済みの光学フィルタ付き枠体を用いることができるので、光学フィルタの傾斜角度を改めて調整する必要がなくなり、生産性及び実効的歩留まりの向上を図ることが可能な光学フィルタ付き枠体及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の分解斜視図である。
【図３】図３は、図１中の線３−３に沿って切断した断面図である。
【図４】光分岐装置の一例を示す模式図である。
【図５】光学フィルタの波長対透過特性図である。
【図６】光学フィルタを傾斜角度α傾けた状態を示す模式図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の製造工程を示すフローチャートである。
【図８】光学フィルタの透過特性の傾斜角依存性を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の製造工程において、取付枠体を成形する工程を説明する断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の製造工程において、角度調整用薄膜を形成する工程を説明する断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の製造工程において、光学フィルタを取付枠体に載置する工程を説明する断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体を示す分解斜視図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の長手方向に沿って切断した断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の製造工程を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の製造工程において、角度調整用段差を取付枠体に形成する工程を説明する断面図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体を示す断面図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の製造工程を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第３の実施形態に係る光学フィルタ付き枠体の製造工程において、取付枠体を研磨する工程を説明する断面図である。
【図１９】従来の製造後の光学フィルタにて、透過率のピークを取る主波長λ’に若干のずれ（λ’−λ）があることを説明する波長対透過特性図である。
【図２０】従来の光学フィルタ付き枠体が搭載された光分岐装置の模式図である。
【図２１】光学フィルタを傾斜角εにて傾斜させた状態を示す模式図である。
【図２２】従来の角度調整手段を内蔵する光学フィルタ付き枠体を示す断面図である。
【符号の説明】
１，２０，３０ 光学フィルタ付き枠体
２ 光学フィルタ
３，２１，３１ 取付枠体
３ｃ 突出部
３ｄ 取付面
４ 角度調整用薄膜
１０ 光分岐装置
１１，１２，１３ 光ファイバ
１４，１５，１６ コリメータレンズ
α 傾斜角
ｄ２ 深さ
５０ 光分岐装置
５２ 光学フィルタ
５３ 取付枠体
５４ 光学フィルタ付き枠体
６３ 調整ネジ
Claims (5)
- 基板に多層膜を積層して光学フィルタを作製し、所望の入射光の所定入射角に対して、前記光学フィルタが所望の透過特性を示すような前記光学フィルタの傾斜角を決定し、前記光学フィルタを取付ける取付箇所を有する取付枠体を成形し、前記取付枠体の前記取付箇所に、前記取付枠体が取付けられる取付面に対して前記光学フィルタを前記傾斜角で傾斜させるための所定の段差あるいは傾斜を形成し、次いで、前記光学フィルタを、前記取付面に対して前記傾斜角で傾斜させて前記取付枠体上に取り付けることを特徴とする光学フィルタ付き枠体の製造方法。
- 前記段差が、
前記取付枠体の前記取付箇所の一部に、所定の厚さの角度調整用薄膜を成膜することにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ付き枠体の製造方法。 - 前記段差が、前記取付枠体の前記取付箇所の一部を、所定深さエッチングすることにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ付き枠体の製造方法。
- 前記段差が、前記取付枠体の前記取付面を前記傾斜角にて傾斜する面となるよう研磨することにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ付き枠体の製造方法。
- 前記取付枠体がＳｉからなることを特徴とする請求項１から４記載の光学フィルタ付き枠体の製造方法。
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