JPH01217304A - 光干渉フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野ｊ 本発明は入射光から特定の波長の光のみを選択して透過
させるための光干渉フィルタ装置ｆｆ、（に関するもの
である。

「従来の技術」 入射光から特定の波長の光のみを選択するには、第８図
に示すように、まず、拡散板（１１）で種々の方向に拡
散した光や微小物体からの点光源（１３）の光などを光
干渉フィルタ（１）に入射して透過させる。この光干渉
フィルタ（１）を透過する光の波長はフィルタ面に形成
された薄膜（３）の光路長によって決定され、この光路
長は光線のフィルタ面に対する入射角度によって変化す
る。例えば第８図の光線（］、２ａ）のように、直線的
に入射したときは第９図の特性曲線（ａ）のようなある
波長（ｆａ）だけが得られ、また、第８図の光線（１２
ｂ）のようにある入射角度（０）をもって入射したとき
は第９図の特性曲線（ｂ）のように波長（ｆｂ）がすれ
、この結果、光干渉フィルタ（１）からは第７図（ｃ）
のように種々の入射角度の合成により多峰性の特性曲線
となって目的の波長のみの光が得られない。

そこで、特定の波長のみの光を得るためしこは光干渉フ
ィルタ（１）の入射面に則して一定の角度をもつ光線の
みを光干渉フィルタ（１）に入射することが必要である
。

従来、光干渉フィルタ（１）面に対して一定の角度をも
つ光線、すなわち平行光線を得るために、第１０図のよ
うに光源（１３）と光干渉フィルタ（１）の間に凸レン
ズ（１４）を介在し、光源（１３）とレンズ（１４）の
焦点とを一致させ、このレンズ（１４）によって平行光
線を作り出して光干渉フィルタ（１）に入射していた。

［発明が解決しようとする課題」 従来のようにレンズ（１４）によって平行光線を得るた
めには、レンズ（１４）の焦点と光源（１３）とを−致
させなければならない。ところが、光源（１３）を焦点
位置に置けない場合や拡散板のように光源が点でない場
合には平行光線が得られず、第８図に示したような理由
により透過光が長波長側へ広がるという問題点があった
。また点光源しか利用できないため、効率が悪いなどの
問題点があった。

本発明は光源の位置、光源の大きさなどを問わず一定し
た透過光の得られる光干渉フィルタ装置を得ることを目
的とするものである。

「課題を解決するための手段」 本発明は以上のような問題点を解決するためになされた
もので、光干渉フィルタに光を入射透過させて所定波長
の光を得るようにした装置において、前記光干渉フィル
タに、開口数の小さな光ファイバを多数積層して板状に
形成した光ファイバプレートの平担な端面を臨ませてな
るものである。

「作用」 入射光が光ファイバプレートに入射すると、この光ファ
イバプレートは開口数が例えば０．３５と小さいものを
使用したものとすると、入射角が約２０度以下の光のみ
が通過し、それ以上の光は通過しない。そのため略平行
な光線のみが選択されて通過する。この略平行な光が光
干渉フィルタを透過すると光干渉フィルタの特性に基づ
く特定波長のみの光が選択されて出力する。

１実施例」 本発明の実施例を第１図ないし第７図に基づいて説明す
る。第１図ないし第３図において（１）はガラス等の透
明板（２）表面に光干渉層となる薄膜（３）を形成した
光干渉フィルタである。この光干渉フィルタ（１）はそ
の薄膜（３）の厚さによって透過波長が異なるので、使
用目的に応じて薄膜（３）の厚さが選択される。この光
干渉フィルタ（１）の光入射面側には光ファイバプレー
ト（４）が設けられている。この光ファイバプレート（
４）は例えば直径５〜５０μｍの光ファイバ（５）を多
数束ね、この光ファイバ（５）の光伝送方向に直角な面
で約５ｍｍの厚さとなるように切断して１枚の板状にし
たものである。個々の光ファイバ（５）は光通信に用い
られる光ファイバ（５）と同じ構造で、コア（６）の屈
折率（Ｎ□）の方がクラッド（７）の屈折率（Ｎ２）よ
り高くなっている。また隣接するクラッド（７）（７）
の間には光吸収壁（８）が設けられ、他の光ファイバ（
５）へ光が漏洩しないようになっている。

この光ファイバプレート（４）には開口数（ＮＡ＝Ｎｕ
ｍｅｒｉｃａｌ　Ａｐｅｒｔｕｒｅ）の大きなものから
小さなものまで種々存在し、本発明ではＮＡの小さなも
のが用いられる。すなわち、このＮＡは第３図の透過＝
４− する最大入射角θまたは前記屈折率Ｎ、　、　Ｎ、に基
づき次式で求められる。

Ｎ　Ａ　＝　ｓｉｎθ −ｆマ、　２　　Ｎ　、　２ また、ＮＡとθとの具体的関係は例えば次式の通りであ
る。

そして、本発明ではＮＡの小さなもの、例えばＮＡ＝０
．３５の光ファイバプレートが用いられる。

以上の構成において、第３図に示すように、光ファイバ
プレート（４）に光が入射すると、光ファイバ（５）の
光軸（９）に対する入射角度Ｏが大きい点線で示すよう
な光線（１０１）は光ファイバプレート（４）を透過で
きずにクラッド（７）を透過し光吸収壁（８）に吸収さ
れる。入射角度θが小さい実線で示すような光線（１０
□）、すなわち光ファイバプレート（４）のＮＡから求
められる角度以下の光だけが光フアイバプレー１−（４
）を透過し、光干渉フィルタ（１）に入射される。具体
的には、例えば開口数ＮＡ＝０．３５の光フアイバプレ
ー１へ（４）であれば（ａｒｃｓｉｎ　Ｎ　Ａ　）°”
＝　２０ａ以」二の角度を持つ光は透過できず、２０°
以下の角度を持つ光は光ファイバプレート（４）を透過
して光干渉フィルタ（１）に入射される。この光干渉フ
ィルタ（１）の薄膜（３）に入射された光は光路長、す
なわち薄膜（３）の厚さに対応した中心波長（ｆ、）を
もつ特定波長の光のみが干渉によって強められ薄膜（３
）を透過する。したがって第７図（ａ）のような特性図
となる。

なお、以上の実施例では、点光源の場合を説明したが、
面光源の場合も同様である。

以上の実施例しこおいて光ファイバプレート（４）は光
干渉フィルタ（１）の光入射面側に設けたが、光射出面
側に設けても良い。この場合、最初に光は光干渉フィル
タ（１）を通過するので、その薄膜（３）を透過した光
には入射角度によって異なる種々の波長を有する光線が
含まれている。すなわち入射角度の小さい中心付近では
、１」的の波長（ｆｏ）付近の光線のみが透過し、入射
角度の大きな範囲では目的の波長（ｆ、　）から大きく
外れた光線のみカス透過する。これらの光が光コアイノ
くプレーｈ（４）に入射すると、入射角度の大きな目的
の波長（ｆ、）から大きく外れた光線は光ファイ）＜プ
レート（４）を透過できすに遮断され、入射角度の小さ
な目的の波長（ｆＯ）付近の光線は光ファイバプレート
（４）を透過して第７図（ａ）と同様の特性図となる。

以上の実施例において、開口数Ｎ　Ａ　＝０．３５．０
゜８０の各光ファイバプレート（４）に、透過光の中心
波長ｆ。＝４９０ｎｍの光干渉フィルタ（１）を用し）
だときと光ファイバプレート（４）のないときの実験結
果を第７図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）に示す。第７図（ａ
）は開口数ＮＡ＝０．３５の光フアイバプレー１−（４
）を用いたときの特性であり、中心波長ｆ。＝４９０ｎ
ｍにピークを有する。第７図（ｂ）は開口数Ｎ　Ａ　＝
０．８０の光ファイノベプレート（４）を用いたときの
特性であり、第７図（Ｃ）は光フアイバプレー１−（４
）のないときの特性でありいずれも透過波長が短波長側
へ広がり、本来ノ中心波長ｆ。＝４９０ｎｍ以外にもピ
ークが現われ、光干渉フィルタとして不適当なことが解
る。

以上の実施例においては光フアイバプレー１−（４）と
光干渉フィルタ（１）は別々に形成して重ね合わせたが
、第６図に示すように必要に応じて光フアイバプレー１
−（４）の光入射面あるいは光射出面に直接、光干渉層
である薄膜（３）を形成してもよい。

また光ファイバ（５）のクララＩり（７）と光吸収壁（
８）は別々に設けたが、第５図に示すようにクラッド（
７）に光を吸収する材料を用いたものであってもよい。

「発明の効果」 本発明は以上のように構成したので、光源の位置を問わ
す、中心波長ｆ、にピークを有する特定波長の光だけが
透過する。また拡散板を介して光を入射した場合など、
面光源の場合でも全ての光を利用することができ、点光
源しか利用できないレンズ方式に比し効率か極めて高い
などの効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の実施例を示すもので、第
１図は光干渉フィルタ装置の側面図、第２図は光ファイ
バプレートの拡大正面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断
面図、第４図は光の入射方向を反転させた例を示す側面
図、第５図［まクラッドに光吸収材を用いた光ファイバ
プレートの拡大断面図、第６図は他の実施例を示す側面
図、第７図は本発明の光干渉フィルタ装置の透過特性を
示す特性図、第８図は光干渉フィルタの特性を説明する
ための説明図、第９図は第８図の特性図、第１０図は従
来例を示す側面図である。 （１）・・・光干渉フィルタ、（２）・・透明板、（３
）・・薄膜、（４）・光ファイバプレート、（５）・・
光コアイノく、（６）・コア、（７）・・・クラット、
（８）・・光吸収壁、（９）光軸、（１０１）（１０□
）・−・光線、（１１）・・拡散板。 出願人　　浜松ホトニクス株式会社 ←′＠噌−← 手続補正帯（自発） 昭和６３年０３月２６日 ２、発明の名称 光干渉フィルタ装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　　所　　静岡県浜松市市野町１１２６番地の１名　
称　浜松ホトニクス株式会社 代表者　吏　馬　輝　夫 ４、代　　理　　人　　　〒１０２ 住　　所　　東京都千代田区平河町１丁目５番３号６、
補正により増加する発明の数　　　なし７、補正の対象 明細書および図面 ８、補正の内容 別紙のとおり 本願の発明に関し、明細書の「３、発明の詳細な説明」
の欄を下記の通り補正し、添付図面の第８図を別紙の通
り補正する。 記 （１）第３頁第１６行目に「透過光が長波長側へ」とあ
るのを「透過光が短波長側へ」と補正する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光干渉フィルタに光を入射透過させて所定波長の
   光を得るようにした装置において、前記光干渉フィルタ
   に、開口数の小さな光ファイバを多数積層して板状に形
   成した光ファイバプレートの平担な端面を臨ませてなる
   ことを特徴とする光干渉フィルタ装置。
2. （２）光源と光干渉フィルタとの間に、光ファイバプレ
   ートを介在してなる請求項（１）記載の光干渉フィルタ
   装置。
3. （３）光干渉フィルタの光射出側に光ファイバプレート
   を設けてなる請求項（１）記載の光干渉フィルタ装置。