JPH05196910A - Variable wavelength filter array - Google Patents
Variable wavelength filter arrayInfo
- Publication number
- JPH05196910A JPH05196910A JP17416391A JP17416391A JPH05196910A JP H05196910 A JPH05196910 A JP H05196910A JP 17416391 A JP17416391 A JP 17416391A JP 17416391 A JP17416391 A JP 17416391A JP H05196910 A JPH05196910 A JP H05196910A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transparent electrode
- variable wavelength
- wavelength filter
- filter array
- glass substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は波長多重された光信号の
任意の波長の光信号を選択的にかつ可変に取り出す可変
波長フィルタに属するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tunable wavelength filter which selectively and variably extracts an optical signal of an arbitrary wavelength among wavelength-multiplexed optical signals.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光ファイバによる光通信は大容量の情報
を高速に伝送することができるために、最近急速に実用
化されつつある。しかし現時点では、ある特定の波長の
光パルスを伝送しているのみである。多数の異なった周
波数の光パルスを伝送することができれば、さらに大容
量の情報を伝送することができる。これを波長多重（Ｗ
ＤＭ）、周波数多重通信（ＦＤＭ）と呼び、現在活発に
研究されている。周波数多重通信においては多数の周波
数の光パルスの中から選択的に任意の波長、周波数の光
のみを選び出す可変波長フィルタが必要となる。さらに
光は、高速性、並列性、波長多重性という優れた
特徴を持つため、これを利用して、時間軸、空間
軸、波長軸へ展開する光情報処理の研究も盛んであ
る。2. Description of the Related Art Optical communication using an optical fiber has recently been rapidly put into practical use because it can transmit a large amount of information at high speed. However, at this time, it is only transmitting an optical pulse of a specific wavelength. If a large number of optical pulses of different frequencies can be transmitted, a larger amount of information can be transmitted. This is wavelength multiplexed (W
DM) and frequency division multiplexing (FDM), which are currently under active research. In frequency multiplex communication, a variable wavelength filter that selectively selects only light of an arbitrary wavelength and frequency from optical pulses of many frequencies is required. Furthermore, since light has excellent characteristics such as high speed, parallelism, and wavelength multiplexing, research on optical information processing that uses this to develop into the time axis, space axis, and wavelength axis is also active.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、現状の技術で
はそれぞれの個々の軸上での優れた特性を持つ素子は開
発されているが、２つの軸の特性を兼ね備えているデバ
イスは少ない。特に波長が可変で２次元にアレイ化され
た可変波長フィルタはない。仮にこのようなデバイスが
開発されれば、光通信、光情報処理に大きなインパクト
を与えるデバイスが実現できることになる。例えばレー
ザアレイ、面発光レーザは１つの素子で何本ものビーム
を出すことができるが、これらと２次元の可変波長フィ
ルタアレイを組み合わせることにより、それぞれの光ビ
ームの波長を個別に制御できる素子を実現できる。現状
ではこのようなフィルタは存在しないので、透過波長の
異なる誘電体多層フィルタを切り貼りして、固定波長フ
ィルタアレイを作製しているのみである。However, although devices having excellent characteristics on each individual axis have been developed in the current technology, few devices have the characteristics of two axes. In particular, there is no variable wavelength filter having a variable wavelength and arranged in a two-dimensional array. If such a device were developed, it would be possible to realize a device that has a great impact on optical communication and optical information processing. For example, a laser array and a surface emitting laser can emit many beams with one element, but by combining these with a two-dimensional variable wavelength filter array, an element that can individually control the wavelength of each light beam is provided. realizable. At present, such a filter does not exist, so that a fixed wavelength filter array is simply produced by cutting and sticking dielectric multilayer filters having different transmission wavelengths.
【０００４】本発明は、個々の画素の透過波長を任意に
可変できる面型の可変波長フィルタアレイを提供するも
のである。その基本はガラス基板、透明電極、高反射ミ
ラー、配向膜、液晶、配向膜、高反射ミラー、透明電
極、ガラスを積層してなる液晶可変フィルタにおいて、
透明電極をパターニングし、１枚の素子の中に多数の可
変波長フィルタを形成することにある。The present invention provides a surface-type variable wavelength filter array capable of arbitrarily changing the transmission wavelength of each pixel. Basically, in a liquid crystal variable filter formed by laminating a glass substrate, a transparent electrode, a high reflection mirror, an alignment film, a liquid crystal, an alignment film, a high reflection mirror, a transparent electrode, and glass,
This is to pattern the transparent electrode and form a large number of variable wavelength filters in one element.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明では、ガラス基板、透明電極、高反射ミ
ラー、配向膜、液晶、配向膜、高反射ミラー、透明電
極、ガラス基板を積層した液晶可変波長フィルタにおい
て、透明電極がパターニングされ、１枚の素子の中に多
数の可変波長フィルタを形成することを特徴としてい
る。第２の発明では、前記可変波長フィルタアレイにお
いて、前面側と後面側のそれぞれの透明電極が平行なス
トライプにパターニングされ、前面側の透明電極と後面
側の透明電極との方向が互いに直交する位置関係に配置
されることによりＸＹマトリクス電極を形成し、これに
よって１枚のフィルタの中に多数のフィルタアレイを形
成することを特徴としている。第３の発明では、前記可
変波長フィルタアレイにおいて、一方のガラス基板上の
透明電極は全面に形成され、他方のガラス基板上の透明
電極は画素状にパターニングされ、それぞれの画素に別
々の電圧を供給する電極を持つことを特徴としている。
第４の発明では、前記可変波長フィルタアレイにおい
て、一方のガラス基板上の透明電極は全面に形成され、
他方のガラス基板上の透明電極は画素状にパターニング
され、隣接する画素同士が抵抗を持つ薄膜伝導膜で結ば
れていることを特徴としている。第５の発明では、前記
可変波長フィルタアレイにおいて、一方のガラス基板上
の透明電極は全面に形成され、他方のガラス基板上の透
明電極は画素状にパターニングされ、それぞれの画素が
個別に薄膜トランジスタを備えていることを特徴として
いる。第６の発明では、前記液晶層を液晶層と薄いガラ
ス板で置き換えたことを特徴としている。In order to achieve the above object, in the first invention, a glass substrate, a transparent electrode, a high reflection mirror, an alignment film, a liquid crystal, an alignment film, a high reflection mirror, a transparent electrode, a glass substrate. In the liquid crystal variable wavelength filter in which the above are laminated, the transparent electrode is patterned to form a large number of variable wavelength filters in one element. In the second invention, in the variable wavelength filter array, the transparent electrodes on the front side and the rear side are patterned in parallel stripes, and the positions of the transparent electrodes on the front side and the transparent electrodes on the rear side are orthogonal to each other. It is characterized in that the XY matrix electrodes are formed by being arranged in a relation, and thereby a large number of filter arrays are formed in one filter. In the third invention, in the variable wavelength filter array, the transparent electrode on one glass substrate is formed on the entire surface, and the transparent electrode on the other glass substrate is patterned into a pixel shape, and a different voltage is applied to each pixel. It is characterized by having an electrode to supply.
In the fourth invention, in the variable wavelength filter array, the transparent electrode on one glass substrate is formed on the entire surface,
The transparent electrode on the other glass substrate is patterned in a pixel shape, and adjacent pixels are connected by a thin film conductive film having resistance. In the fifth invention, in the variable wavelength filter array, the transparent electrode on one glass substrate is formed on the entire surface, and the transparent electrode on the other glass substrate is patterned in a pixel shape, and each pixel individually forms a thin film transistor. It is characterized by having. A sixth aspect of the invention is characterized in that the liquid crystal layer is replaced with a liquid crystal layer and a thin glass plate.
【０００６】[0006]
【作用】これらの発明によれば、ガラス基板、透明電
極、高反射ミラー、配向膜、液晶、配向膜、高反射ミラ
ー、透明電極、ガラスを積層した液晶可変波長フィルタ
において、透明電極がパターニングされることにより、
１枚の素子の中に多数の可変波長フィルタを形成するこ
とができる。According to these inventions, in a liquid crystal variable wavelength filter in which a glass substrate, a transparent electrode, a high reflection mirror, an alignment film, a liquid crystal, an alignment film, a high reflection mirror, a transparent electrode and glass are laminated, the transparent electrode is patterned. By doing
A large number of variable wavelength filters can be formed in one element.
【０００７】[0007]
【実施例】図１に本発明に係わる可変波長フィルタの断
面図を示す。基本構造は液晶をキャビティに含むファブ
リペローエタロンであり、液晶に電圧を印加すると屈折
率が大きく変化することを利用して、共振波長すなわち
透明スペクトルの中心波長を変化させる。９９％反射ミ
ラーを用いた場合、代表的特性は透過スペクトル幅約
０．２５ｎｍ、透過率７０％、可変幅約５０ｎｍ（１．
５μｍ帯）である。図１において符号１はホモジニアス
配向したネマチック液晶層、２は液晶用配向膜、３は誘
電体ミラー、４はガラス基板上にパターニングされたイ
ンジュウムチンオキサイド（ＩＴＯ）透明電極、５はガ
ラス基板、６はＡＲコートである。1 is a sectional view of a variable wavelength filter according to the present invention. The basic structure is a Fabry-Perot etalon that contains a liquid crystal in its cavity. The resonant wavelength, that is, the central wavelength of the transparent spectrum is changed by utilizing the fact that the refractive index changes significantly when a voltage is applied to the liquid crystal. When a 99% reflection mirror is used, typical characteristics are a transmission spectrum width of about 0.25 nm, a transmittance of 70%, and a variable width of about 50 nm (1.
5 μm band). In FIG. 1, reference numeral 1 is a homogeneously aligned nematic liquid crystal layer, 2 is an alignment film for liquid crystal, 3 is a dielectric mirror, 4 is an indium tin oxide (ITO) transparent electrode patterned on a glass substrate, 5 is a glass substrate, 6 is an AR coat.
【０００８】図２（ａ）〜（ｄ）、及び図３（ｅ）
（ｆ）に本発明の可変波長フィルタアレイの透明電極４
のパターンを示す。また図４（ａ）〜（ｆ）にそれぞれ
の構造における各画素の透過中心波長を示す。2A to 2D and 3E.
(F) The transparent electrode 4 of the variable wavelength filter array of the present invention
Shows the pattern. 4A to 4F show the transmission center wavelength of each pixel in each structure.
【０００９】図２（ａ）では透明電極４はそれぞれスト
ライプ状にパターニングされており、互いに対向させた
ときにＸＹマトリクス電極を形成する。各電極はスイッ
チング素子と交流パルス電極につながっており、線順次
操作により各画素に任意の電圧を印加できる。これによ
り各画素の透過スペクトル波長を可変できる。図４
（ａ）に、図２（ａ）に示す位置関係に透明電極４が配
置された場合における、各画素の透過スペクトル波長を
示す。λarb.は任意の波長を意味する。各画素で任意の
波長を選択できる。但し、画素数が多くなると各画素に
印加されるパルスのデューティが低下するので、大容量
化には限界がある。In FIG. 2A, the transparent electrodes 4 are patterned in stripes, and when they are opposed to each other, they form XY matrix electrodes. Each electrode is connected to a switching element and an AC pulse electrode, and an arbitrary voltage can be applied to each pixel by line sequential operation. This makes it possible to change the transmission spectrum wavelength of each pixel. Figure 4
FIG. 2A shows the transmission spectrum wavelength of each pixel when the transparent electrode 4 is arranged in the positional relationship shown in FIG. λ arb. means any wavelength. Any wavelength can be selected for each pixel. However, as the number of pixels increases, the duty of the pulse applied to each pixel decreases, so there is a limit to increasing the capacity.
【００１０】図２（ｂ）は前面側の基板全面に透明電極
４が形成され、後面側の透明電極４が画素状にパターニ
ングされて、引出し電極４’が基板端まで設けてあり、
交流電源につながっている。各画素に任意の電圧を供給
できる。但し画素数が多くなると引出し電極４’が多く
なるので、大容量化には限界がある。図４（ｂ）に、図
２（ｂ）に示す位置関係に透明電極４が配置された場合
における、各画素の透過スペクトル波長を示す。そし
て、図２（ｂ）のように透明電極４が配置された場合に
も、図２（ａ）と同様に各画素で任意の波長を透過でき
る。In FIG. 2 (b), the transparent electrode 4 is formed on the entire surface of the front side substrate, the transparent electrode 4 on the rear side is patterned in a pixel shape, and the extraction electrode 4'is provided up to the end of the substrate.
It is connected to the AC power supply. Arbitrary voltage can be supplied to each pixel. However, as the number of pixels increases, the number of extraction electrodes 4 ′ increases, so there is a limit to increasing the capacity. FIG. 4B shows the transmission spectrum wavelength of each pixel when the transparent electrode 4 is arranged in the positional relationship shown in FIG. 2B. Then, even when the transparent electrode 4 is arranged as shown in FIG. 2B, an arbitrary wavelength can be transmitted through each pixel as in the case of FIG. 2A.
【００１１】図２（ｃ）は前面側の基板全面に透明電極
４が形成され、後面側は透明電極４が画素状にパターニ
ングされており、隣接する画素は薄膜抵抗７で結ばれて
いる。薄膜抵抗はＩＴＯ透明電極４の作製条件を変える
ことにより形成できる。これにより画素状のＩＴＯ透明
電極４パターンが作製法を変えたＩＴＯ抵抗膜によって
結ばれている。この始点にしきい電圧以上の電圧Ｖ1 を
印加し、終点にしきい電圧以上の電圧Ｖ2 を印加するこ
とにより、各画素には（Ｖ2 −Ｖ1 ）／画素番号の電圧
が印加されて、図４（ｃ）に示すように始点から終点ま
で連続的に波長の異なる光が透過することになる。In FIG. 2C, the transparent electrode 4 is formed on the entire surface of the front side substrate, and the transparent electrode 4 is patterned in a pixel shape on the rear side, and adjacent pixels are connected by a thin film resistor 7. The thin film resistor can be formed by changing the manufacturing conditions of the ITO transparent electrode 4. As a result, the pixel-shaped ITO transparent electrode 4 pattern is connected by the ITO resistance film obtained by changing the manufacturing method. By applying a voltage V 1 equal to or higher than the threshold voltage to the start point and a voltage V 2 equal to or higher than the threshold voltage at the end point, a voltage of (V 2 −V 1 ) / pixel number is applied to each pixel, As shown in FIG. 4C, light having different wavelengths is continuously transmitted from the start point to the end point.
【００１２】図２（ｄ）は前面基板全面に透明電極４が
形成され、後面は透明電極４が画素状にパターニングさ
れており、それぞれの画素に薄膜トランジスタ８が形成
されている。ここではａ−Ｓｉ薄膜トランジスタを用い
た。薄膜トランジスタはスイッチングデバイスであり、
任意の画素に電圧を供給することができる。これにより
図２（ｄ）に示すように、λon、λoff の２種類の波長
の光を任意のパターンで取り出すフィルタを形成でき
る。In FIG. 2D, the transparent electrode 4 is formed on the entire surface of the front substrate, and the transparent electrode 4 is patterned in a pixel shape on the rear surface, and the thin film transistor 8 is formed in each pixel. Here, an a-Si thin film transistor was used. The thin film transistor is a switching device,
A voltage can be supplied to any pixel. As a result, as shown in FIG. 2D, it is possible to form a filter that takes out light having two wavelengths of λ on and λ off in an arbitrary pattern.
【００１３】図３（ｅ）（ｆ）に示す透明電極４は面型
でなく、１次元に配列した例であり、それぞれ図２
（ａ）（ｃ）が１次元配列になったものに対応してい
る。この場合の透過スペクトル波長を図４（ｅ）（ｆ）
に示す。透過スペクトル波長を任意に変化できる１次元
アレイが実現されている。なお、上記実施例では液晶一
層を誘電体ミラーで挟んだ構造としたが、我々が先の出
願の特願平３−１３４１４［可変波長フィルタ］で述べ
ているように液晶一層の代わりに液晶層と薄いガラス板
を積層したものでも同様の効果がある。The transparent electrodes 4 shown in FIGS. 3 (e) and 3 (f) are not a planar type, but are one-dimensionally arrayed examples.
(A) and (c) correspond to the one-dimensional array. The transmission spectrum wavelength in this case is shown in FIGS.
Shown in. One-dimensional arrays in which the transmission spectrum wavelength can be arbitrarily changed have been realized. In the above embodiment, a structure in which one liquid crystal layer is sandwiched between dielectric mirrors is used. The same effect can be obtained by stacking thin glass plates.
【００１４】[0014]
【発明の効果】以上説明してきたように、ガラス基板、
透明電極、高反射ミラー、配向膜、液晶、配向膜、高反
射ミラー、透明電極、ガラスを積層した液晶可変波長フ
ィルタにおいて、透明電極をパターニングすることによ
り、１枚の素子の中に多数の可変波長フィルタを形成す
ることができる。これにより各種の可変波長アレイデバ
イスが実現できる。As described above, the glass substrate,
In a liquid crystal variable wavelength filter in which a transparent electrode, a high-reflection mirror, an alignment film, a liquid crystal, an alignment film, a high-reflection mirror, a transparent electrode, and glass are laminated, by patterning the transparent electrode, a large number of variable elements can be formed in one device. Wavelength filters can be formed. As a result, various variable wavelength array devices can be realized.
【図１】可変波長フィルタの断面図。FIG. 1 is a sectional view of a variable wavelength filter.
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明の可変波長フィルタア
レイの透明電極のパターンを示す平面図。2A to 2D are plan views showing patterns of transparent electrodes of the variable wavelength filter array of the present invention.
【図３】（ｅ）及び（ｆ）は、図２（ａ）〜（ｄ）と同
様、本発明の可変波長フィルタアレイの透明電極のパタ
ーンを示す平面図。3 (e) and 3 (f) are plan views showing patterns of transparent electrodes of the variable wavelength filter array of the present invention, as in FIGS. 2 (a) to 2 (d).
【図４】図４（ａ）〜（ｆ）は、図２（ａ）〜（ｄ）及
び図３（ｅ）（ｆ）にそれぞれ対応した素子の各フィル
タ画素の透過スペクトル波長を示す図。4A to 4F are diagrams showing transmission spectrum wavelengths of respective filter pixels of elements corresponding to FIGS. 2A to 2D and FIGS. 3E and 3F.
１ ホモジニアス配向したネマチック液晶層 ２ 液晶用配向膜 ３ 誘電体ミラー ４ インジュウムチンオキサイド（ＩＴＯ）透明電極 ４’ 引出し電極 ５ ガラス基板 ６ ＡＲコート ７ 薄膜抵抗 ８ 薄膜トランジスタ 1 Homogeneously aligned nematic liquid crystal layer 2 Alignment film for liquid crystal 3 Dielectric mirror 4 Indium tin oxide (ITO) transparent electrode 4'Extractor electrode 5 Glass substrate 6 AR coat 7 Thin film resistance 8 Thin film transistor
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成５年４月１５日[Submission date] April 15, 1993
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】発明の詳細な説明[Name of item to be amended] Detailed explanation of the invention
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は波長多重された光信号の
任意の波長の光信号を選択的にかつ可変に取り出す可変
波長フィルタに属するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tunable wavelength filter which selectively and variably extracts an optical signal of an arbitrary wavelength among wavelength-multiplexed optical signals.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光ファイバによる光通信は大容量の情報
を高速に伝送することができるために、最近急速に実用
化されつつある。しかし現時点では、ある特定の波長の
光パルスを伝送しているのみである。多数の異なった周
波数の光パルスを伝送することができれば、さらに大容
量の情報を伝送することができる。これを波長多重（Ｗ
ＤＭ）、周波数多重通信（ＦＤＭ）と呼び、現在活発に
研究されている。周波数多重通信においては多数の周波
数の光パルスの中から選択的に任意の波長、周波数の光
のみを選び出す可変波長フィルタが必要となる。さらに
光は、高速性、並列性、波長多重性という優れた
特徴を持つため、これを利用して、時間軸、空間
軸、波長軸へ展開する光情報処理の研究も盛んであ
る。2. Description of the Related Art Optical communication using an optical fiber has recently been rapidly put into practical use because it can transmit a large amount of information at high speed. However, at this time, it is only transmitting an optical pulse of a specific wavelength. If a large number of optical pulses of different frequencies can be transmitted, a larger amount of information can be transmitted. This is wavelength multiplexed (W
DM) and frequency division multiplexing (FDM), which are currently under active research. In frequency multiplex communication, a variable wavelength filter that selectively selects only light of an arbitrary wavelength and frequency from optical pulses of many frequencies is required. Furthermore, since light has excellent characteristics such as high speed, parallelism, and wavelength multiplexing, research on optical information processing that uses this to develop into the time axis, space axis, and wavelength axis is also active.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、現状の技術で
はそれぞれの個々の軸上での優れた特性を持つ素子は開
発されているが、２つの軸の特性を兼ね備えているデバ
イスは少ない。特に波長が可変で２次元にアレイ化され
た可変波長フィルタはない。仮にこのようなデバイスが
開発されれば、光通信、光情報処理に大きなインパクト
を与えるデバイスが実現できることになる。例えばレー
ザアレイ、面発光レーザは１つの素子で何本ものビーム
を出すことができるが、これらと２次元の可変波長フィ
ルタアレイを組み合わせることにより、それぞれの光ビ
ームの波長を個別に制御できる素子を実現できる。現状
ではこのようなフィルタは存在しないので、透過波長の
異なる誘電体多層フィルタを切り貼りして、固定波長フ
ィルタアレイを作製しているのみである。However, although devices having excellent characteristics on each individual axis have been developed in the current technology, few devices have the characteristics of two axes. In particular, there is no variable wavelength filter having a variable wavelength and arranged in a two-dimensional array. If such a device were developed, it would be possible to realize a device that has a great impact on optical communication and optical information processing. For example, a laser array and a surface emitting laser can emit many beams with one element, but by combining these with a two-dimensional variable wavelength filter array, an element that can individually control the wavelength of each light beam is provided. realizable. At present, such a filter does not exist, so that a fixed wavelength filter array is simply produced by cutting and sticking dielectric multilayer filters having different transmission wavelengths.
【０００４】本発明は、個々の画素の透過波長を任意に
可変できる面型の可変波長フィルタアレイを提供するも
のである。その基本はガラス基板、透明電極、高反射ミ
ラー、配向膜、液晶、配向膜、高反射ミラー、透明電
極、ガラスを積層してなる液晶可変フィルタにおいて、
透明電極をパターニングし、１枚の素子の中に多数の可
変波長フィルタを形成することにある。The present invention provides a surface-type variable wavelength filter array capable of arbitrarily changing the transmission wavelength of each pixel. Basically, in a liquid crystal variable filter formed by laminating a glass substrate, a transparent electrode, a high reflection mirror, an alignment film, a liquid crystal, an alignment film, a high reflection mirror, a transparent electrode, and glass,
This is to pattern the transparent electrode and form a large number of variable wavelength filters in one element.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明では、ガラス基板、透明電極、高反射ミ
ラー、配向膜、液晶、配向膜、高反射ミラー、透明電
極、ガラス基板を積層した液晶可変波長フィルタにおい
て、透明電極がパターニングされ、１枚の素子の中に多
数の可変波長フィルタを形成することを特徴としてい
る。第２の発明では、前記可変波長フィルタアレイにお
いて、前面側と後面側のそれぞれの透明電極が平行なス
トライプにパターニングされ、前面側の透明電極と後面
側の透明電極との方向が互いに直交する位置関係に配置
されることによりＸＹマトリクス電極を形成し、これに
よって１枚のフィルタの中に多数のフィルタアレイを形
成することを特徴としている。第３の発明では、前記可
変波長フィルタアレイにおいて、一方のガラス基板上の
透明電極は全面に形成され、他方のガラス基板上の透明
電極は画素状にパターニングされ、それぞれの画素に別
々の電圧を供給する電極を持つことを特徴としている。
第４の発明では、前記可変波長フィルタアレイにおい
て、一方のガラス基板上の透明電極は全面に形成され、
他方のガラス基板上の透明電極は画素状にパターニング
され、隣接する画素同士が抵抗を持つ薄膜伝導膜で結ば
れていることを特徴としている。第５の発明では、前記
可変波長フィルタアレイにおいて、一方のガラス基板上
の透明電極は全面に形成され、他方のガラス基板上の透
明電極は画素状にパターニングされ、それぞれの画素が
個別に薄膜トランジスタを備えていることを特徴として
いる。第６の発明では、前記液晶層を液晶層と薄いガラ
ス板で置き換えたことを特徴としている。In order to achieve the above object, in the first invention, a glass substrate, a transparent electrode, a high reflection mirror, an alignment film, a liquid crystal, an alignment film, a high reflection mirror, a transparent electrode, a glass substrate. In the liquid crystal variable wavelength filter in which the above are laminated, the transparent electrode is patterned to form a large number of variable wavelength filters in one element. In the second invention, in the variable wavelength filter array, the transparent electrodes on the front side and the rear side are patterned in parallel stripes, and the positions of the transparent electrodes on the front side and the transparent electrodes on the rear side are orthogonal to each other. It is characterized in that the XY matrix electrodes are formed by being arranged in a relation, and thereby a large number of filter arrays are formed in one filter. In the third invention, in the variable wavelength filter array, the transparent electrode on one glass substrate is formed on the entire surface, and the transparent electrode on the other glass substrate is patterned into a pixel shape, and a different voltage is applied to each pixel. It is characterized by having an electrode to supply.
In the fourth invention, in the variable wavelength filter array, the transparent electrode on one glass substrate is formed on the entire surface,
The transparent electrode on the other glass substrate is patterned in a pixel shape, and adjacent pixels are connected by a thin film conductive film having resistance. In the fifth invention, in the variable wavelength filter array, the transparent electrode on one glass substrate is formed on the entire surface, the transparent electrode on the other glass substrate is patterned in a pixel shape, and each pixel individually forms a thin film transistor. It is characterized by having. The sixth invention is characterized in that the liquid crystal layer is replaced with a liquid crystal layer and a thin glass plate.
【０００６】[0006]
【作用】これらの発明によれば、ガラス基板、透明電
極、高反射ミラー、配向膜、液晶、配向膜、高反射ミラ
ー、透明電極、ガラスを積層した液晶可変波長フィルタ
において、透明電極がパターニングされることにより、
１枚の素子の中に多数の可変波長フィルタを形成するこ
とができる。According to these inventions, in a liquid crystal variable wavelength filter in which a glass substrate, a transparent electrode, a high reflection mirror, an alignment film, a liquid crystal, an alignment film, a high reflection mirror, a transparent electrode and glass are laminated, the transparent electrode is patterned. By doing
A large number of variable wavelength filters can be formed in one element.
【０００７】[0007]
【実施例】図１に本発明に係わる可変波長フィルタの断
面図を示す。基本構造は液晶をキャビティに含むファブ
リペローエタロンであり、液晶に電圧を印加すると屈折
率が大きく変化することを利用して、共振波長すなわち
透明スペクトルの中心波長を変化させる。９９％反射ミ
ラーを用いた場合、代表的特性は透過スペクトル幅約
０．２５ｎｍ、透過率７０％、可変幅約５０ｎｍ（１．
５μｍ帯）である。図１において符号１はホモジニアス
配向したネマチック液晶層、２は液晶用配向膜、３は誘
電体ミラー、４はガラス基板上にパターニングされたイ
ンジュウムチンオキサイド（ＩＴＯ）透明電極、５はガ
ラス基板、６はＡＲコートである。1 is a sectional view of a variable wavelength filter according to the present invention. The basic structure is a Fabry-Perot etalon that contains a liquid crystal in its cavity. The resonant wavelength, that is, the central wavelength of the transparent spectrum is changed by utilizing the fact that the refractive index changes significantly when a voltage is applied to the liquid crystal. When a 99% reflection mirror is used, typical characteristics are a transmission spectrum width of about 0.25 nm, a transmittance of 70%, and a variable width of about 50 nm (1.
5 μm band). In FIG. 1, reference numeral 1 is a homogeneously aligned nematic liquid crystal layer, 2 is an alignment film for liquid crystal, 3 is a dielectric mirror, 4 is an indium tin oxide (ITO) transparent electrode patterned on a glass substrate, 5 is a glass substrate, 6 is an AR coat.
【０００８】図２（ａ）〜（ｄ）、及び図３（ｅ）
（ｆ）に本発明の可変波長フィルタアレイの透明電極４
のパターンを示す。また図４（ａ）〜（ｆ）にそれぞれ
の構造における各画素の透過中心波長を示す。2A to 2D and 3E.
(F) The transparent electrode 4 of the variable wavelength filter array of the present invention
Shows the pattern. 4A to 4F show the transmission center wavelength of each pixel in each structure.
【０００９】図２（ａ）では透明電極４はそれぞれスト
ライプ状にパターニングされており、互いに対向させた
ときにＸＹマトリクス電極を形成する。各電極はスイッ
チング素子と交流パルス電極につながっており、線順次
操作により各画素に任意の電圧を印加できる。これによ
り各画素の透過スペクトル波長を可変できる。図４
（ａ）に、図２（ａ）に示す位置関係に透明電極４が配
置された場合における、各画素の透過スペクトル波長を
示す。λarb.は任意の波長を意味する。各画素で任意の
波長を選択できる。但し、画素数が多くなると各画素に
印加されるパルスのデューティが低下するので、大容量
化には限界がある。In FIG. 2A, the transparent electrodes 4 are patterned in stripes, and when they are opposed to each other, they form XY matrix electrodes. Each electrode is connected to a switching element and an AC pulse electrode, and an arbitrary voltage can be applied to each pixel by line sequential operation. This makes it possible to change the transmission spectrum wavelength of each pixel. Figure 4
FIG. 2A shows the transmission spectrum wavelength of each pixel when the transparent electrode 4 is arranged in the positional relationship shown in FIG. λ arb. means any wavelength. Any wavelength can be selected for each pixel. However, as the number of pixels increases, the duty of the pulse applied to each pixel decreases, so there is a limit to increasing the capacity.
【００１０】図２（ｂ）は前面側の基板全面に透明電極
４が形成され、後面側の透明電極４が画素状にパターニ
ングされて、引出し電極４’が基板端まで設けてあり、
交流電源につながっている。各画素に任意の電圧を供給
できる。但し画素数が多くなると引出し電極４’が多く
なるので、大容量化には限界がある。図４（ｂ）に、図
２（ｂ）に示す位置関係に透明電極４が配置された場合
における、各画素の透過スペクトル波長を示す。そし
て、図２（ｂ）のように透明電極４が配置された場合に
も、図２（ａ）と同様に各画素で任意の波長を透過でき
る。In FIG. 2 (b), the transparent electrode 4 is formed on the entire surface of the front side substrate, the transparent electrode 4 on the rear side is patterned in a pixel shape, and the extraction electrode 4'is provided up to the end of the substrate.
It is connected to the AC power supply. Arbitrary voltage can be supplied to each pixel. However, as the number of pixels increases, the number of extraction electrodes 4 ′ increases, so there is a limit to increasing the capacity. FIG. 4B shows the transmission spectrum wavelength of each pixel when the transparent electrode 4 is arranged in the positional relationship shown in FIG. 2B. Then, even when the transparent electrode 4 is arranged as shown in FIG. 2B, an arbitrary wavelength can be transmitted through each pixel as in the case of FIG. 2A.
【００１１】図２（ｃ）は前面側の基板全面に透明電極
４が形成され、後面側は透明電極４が画素状にパターニ
ングされており、隣接する画素は薄膜抵抗７で結ばれて
いる。薄膜抵抗はＩＴＯ透明電極４の作製条件を変える
ことにより形成できる。これにより画素状のＩＴＯ透明
電極４パターンが作製法を変えたＩＴＯ抵抗膜によって
結ばれている。この始点にしきい電圧以上の電圧Ｖ1 を
印加し、終点にしきい電圧以上の電圧Ｖ2 を印加するこ
とにより、各画素には（Ｖ2 −Ｖ1 ）／画素番号の電圧
が印加されて、図４（ｃ）に示すように始点から終点ま
で連続的に波長の異なる光が透過することになる。In FIG. 2C, the transparent electrode 4 is formed on the entire surface of the front side substrate, and the transparent electrode 4 is patterned in a pixel shape on the rear side, and adjacent pixels are connected by a thin film resistor 7. The thin film resistor can be formed by changing the manufacturing conditions of the ITO transparent electrode 4. As a result, the pixel-shaped ITO transparent electrode 4 pattern is connected by the ITO resistance film obtained by changing the manufacturing method. By applying a voltage V 1 equal to or higher than the threshold voltage to the start point and a voltage V 2 equal to or higher than the threshold voltage at the end point, a voltage of (V 2 −V 1 ) / pixel number is applied to each pixel, As shown in FIG. 4C, light having different wavelengths is continuously transmitted from the start point to the end point.
【００１２】図２（ｄ）は前面基板全面に透明電極４が
形成され、後面は透明電極４が画素状にパターニングさ
れており、それぞれの画素に薄膜トランジスタ８が形成
されている。ここではａ−Ｓｉ薄膜トランジスタを用い
た。薄膜トランジスタはスイッチングデバイスであり、
任意の画素に電圧を供給することができる。これにより
図２（ｄ）に示すように、λon、λoff の２種類の波長
の光を任意のパターンで取り出すフィルタを形成でき
る。In FIG. 2D, the transparent electrode 4 is formed on the entire surface of the front substrate, the transparent electrode 4 is patterned in a pixel shape on the rear surface, and the thin film transistor 8 is formed in each pixel. Here, an a-Si thin film transistor was used. The thin film transistor is a switching device,
A voltage can be supplied to any pixel. As a result, as shown in FIG. 2D, it is possible to form a filter that takes out light having two wavelengths of λ on and λ off in an arbitrary pattern.
【００１３】図３（ｅ）（ｆ）に示す透明電極４は面型
でなく、１次元に配列した例であり、それぞれ図２
（ａ）（ｃ）が１次元配列になったものに対応してい
る。この場合の透過スペクトル波長を図４（ｅ）（ｆ）
に示す。透過スペクトル波長を任意に変化できる１次元
アレイが実現されている。なお、上記実施例では液晶一
層を誘電体ミラーで挟んだ構造としたが、我々が先の出
願の特願平３−１３４１４［可変波長フィルタ］で述べ
ているように液晶一層の代わりに液晶層と薄いガラス板
を積層したものでも同様の効果がある。The transparent electrodes 4 shown in FIGS. 3 (e) and 3 (f) are not a planar type but are one-dimensionally arranged, and are shown in FIG.
(A) and (c) correspond to the one-dimensional array. The transmission spectrum wavelength in this case is shown in FIGS.
Shown in. One-dimensional arrays in which the transmission spectrum wavelength can be arbitrarily changed have been realized. In the above embodiment, a structure in which one liquid crystal layer is sandwiched by dielectric mirrors is used, but as described in Japanese Patent Application No. 3-13414 [Variable wavelength filter] of the previous application, a liquid crystal layer is used instead of the one liquid crystal layer. The same effect can be obtained by stacking thin glass plates.
【００１４】[0014]
【発明の効果】以上説明してきたように、ガラス基板、
透明電極、高反射ミラー、配向膜、液晶、配向膜、高反
射ミラー、透明電極、ガラスを積層した液晶可変波長フ
ィルタにおいて、透明電極をパターニングすることによ
り、１枚の素子の中に多数の可変波長フィルタを形成す
ることができる。これにより各種の可変波長アレイデバ
イスが実現できる。As described above, the glass substrate,
In a liquid crystal variable wavelength filter in which a transparent electrode, a high-reflection mirror, an alignment film, a liquid crystal, an alignment film, a high-reflection mirror, a transparent electrode, and glass are laminated, by patterning the transparent electrode, a large number of variable elements can be formed in one device. Wavelength filters can be formed. As a result, various variable wavelength array devices can be realized.
Claims (6)
配向膜、液晶、配向膜、高反射ミラー、透明電極、ガラ
ス基板を積層した液晶可変波長フィルタにおいて、透明
電極がパターニングされ、１枚の素子の中に多数の可変
波長フィルタを形成することを特徴とする可変波長フィ
ルタアレイ。1. A glass substrate, a transparent electrode, a high reflection mirror,
In a liquid crystal variable wavelength filter in which an alignment film, a liquid crystal, an alignment film, a high reflection mirror, a transparent electrode, and a glass substrate are laminated, the transparent electrode is patterned to form a large number of variable wavelength filters in one element. Variable wavelength filter array.
ィルタアレイにおいて、前面側と後面側のそれぞれの透
明電極が平行なストライプにパターニングされ、前面側
の透明電極と後面側の透明電極との方向が互いに直交す
る位置関係に配置されることによりＸＹマトリクス電極
を形成し、これによって１枚のフィルタの中に多数の可
変波長フィルタを形成することを特徴とする可変波長フ
ィルタアレイ。2. The variable wavelength filter array according to claim 1, wherein the transparent electrodes on the front surface side and the rear surface side are patterned into parallel stripes to form a transparent electrode on the front surface side and a transparent electrode on the rear surface side. A tunable wavelength filter array characterized in that a plurality of tunable wavelength filters are formed in one filter by forming XY matrix electrodes by arranging in such a manner that their directions are orthogonal to each other.
ィルタアレイにおいて、一方のガラス基板上の透明電極
は全面に形成され、他方のガラス基板上の透明電極は画
素状にパターニングされ、それぞれの画素に別々の電圧
を供給する電極を持つことを特徴とする可変波長フィル
タアレイ。3. The variable wavelength filter array according to claim 1, wherein the transparent electrode on one glass substrate is formed on the entire surface and the transparent electrode on the other glass substrate is patterned in a pixel shape. Tunable wavelength filter array having electrodes for supplying different voltages to the pixels.
ィルタアレイにおいて、一方のガラス基板上の透明電極
は全面に形成され、他方のガラス基板上の透明電極は画
素状にパターニングされ、隣接する画素同士が抵抗を持
つ薄膜伝導膜で結ばれていることを特徴とする可変波長
フィルタアレイ。4. The variable wavelength filter array according to claim 1, wherein the transparent electrode on one glass substrate is formed on the entire surface, and the transparent electrode on the other glass substrate is patterned in a pixel shape and adjacent to each other. A variable wavelength filter array characterized in that the pixels to be connected are connected by a thin film conductive film having resistance.
ィルタアレイにおいて、一方のガラス基板上の透明電極
は全面に形成され、他方のガラス基板上の透明電極は画
素状にパターニングされ、それぞれの画素が個別に薄膜
トランジスタを備えていることを特徴とする可変波長フ
ィルタアレイ。5. The variable wavelength filter array according to claim 1, wherein the transparent electrode on one glass substrate is formed on the entire surface, and the transparent electrode on the other glass substrate is patterned in a pixel shape. Variable wavelength filter array, wherein each pixel is provided with a thin film transistor individually.
層を液晶層と薄いガラス板で置き換えたことを特徴とす
る可変波長フィルタアレイ。6. A variable wavelength filter array characterized in that the liquid crystal layer according to claims 1 to 5 is replaced with a liquid crystal layer and a thin glass plate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17416391A JPH05196910A (en) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | Variable wavelength filter array |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17416391A JPH05196910A (en) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | Variable wavelength filter array |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05196910A true JPH05196910A (en) | 1993-08-06 |
Family
ID=15973804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17416391A Pending JPH05196910A (en) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | Variable wavelength filter array |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05196910A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8463126B2 (en) | 2010-05-28 | 2013-06-11 | Santec Corporation | Optically variable filter array apparatus |
| US8463125B2 (en) | 2010-04-30 | 2013-06-11 | Santec Corporation | Optically variable filter array apparatus |
| US8488229B2 (en) | 2010-12-15 | 2013-07-16 | Santec Corporation | Method for calibration of optically variable filter array apparatus |
-
1991
- 1991-07-15 JP JP17416391A patent/JPH05196910A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8463125B2 (en) | 2010-04-30 | 2013-06-11 | Santec Corporation | Optically variable filter array apparatus |
| US8463126B2 (en) | 2010-05-28 | 2013-06-11 | Santec Corporation | Optically variable filter array apparatus |
| US8488229B2 (en) | 2010-12-15 | 2013-07-16 | Santec Corporation | Method for calibration of optically variable filter array apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9823538B2 (en) | Display device based on phase-change materials | |
| US20100046060A1 (en) | Tunable plasmonic filter | |
| US11119381B2 (en) | Non-moving optical beam steering using non-pixelated liquid crystal optical phased arrays | |
| US8200055B2 (en) | Two-dimensional surface normal slow-light photonic crystal waveguide optical phased array | |
| US9019448B2 (en) | Display apparatus having improved outdoor visibility | |
| KR20060015242A (en) | Variable wavelength optical filter | |
| CN110751900B (en) | Display device and electronic apparatus | |
| US6778722B1 (en) | Method and apparatus for switching optical signals with a photon band gap device | |
| US6888661B1 (en) | Square filter function tunable optical devices | |
| JPH05196910A (en) | Variable wavelength filter array | |
| CN108363249B (en) | Display panel, driving method thereof and display device | |
| JP3281603B2 (en) | Tunable filter | |
| JP2678182B2 (en) | Tunable wavelength filter | |
| US7731409B2 (en) | Illumination device and method for producing a spatial pattern of light at different wavelengths | |
| JP2003270602A (en) | Electrooptical effect element using single crystal of lead zinc niobate - lead titanate mixed crystal ferroelectric material and optical switch using the same | |
| JPH0882711A (en) | Optical multiplxer and optical demultiplexer | |
| JPH1090730A (en) | Optical element, its drive method and display device | |
| KR100670819B1 (en) | Planar display device for colorful text | |
| RU2680431C1 (en) | Device and method for controlling the direction of beam distribution | |
| CN1402032A (en) | Tunable wavelength selective 2X2 photoswitch | |
| JP4513258B2 (en) | Tunable filter | |
| JP2017126037A (en) | Wavelength variable optical filter | |
| JPH0731332B2 (en) | Flat panel display | |
| US20230194909A1 (en) | Spatial light modulator and wavelength selective switch | |
| CN211718667U (en) | Display panel and display device |