JPH0545618A - 可変波長フイルタ - Google Patents
可変波長フイルタInfo
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- JPH0545618A JPH0545618A JP4013811A JP1381192A JPH0545618A JP H0545618 A JPH0545618 A JP H0545618A JP 4013811 A JP4013811 A JP 4013811A JP 1381192 A JP1381192 A JP 1381192A JP H0545618 A JPH0545618 A JP H0545618A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 １．３〜１．５５μｍ帯において、周波数多
重通信に適用できる透過率，半値幅を達成する。 【構成】 ガラス基板８Ａ、透明電極層５Ａ、高反射ミ
ラー４Ａ、配向膜３Ａ、液晶層１、配向膜３Ｂ、液晶層
１の液晶と屈折率の一致したガラス板２または高分子膜
１８、高反射ミラー４Ｂ、透明電極層５Ｂ、ガラス基板
８Ｂをこの順序で積層配置して構成した可変波長フィル
タ。エタロンキャビティに液晶層１とその液晶と屈折率
の一致したガラス板２または高分子膜１８による２層を
配置することにより、キャビティ長を長くしてもキャビ
ティの吸収散乱が増加することがないので、半値幅を狭
く、かつ透過率を高くすることができ、ＦＤＭの要求条
件である半値幅０．０７ｎｍ、透過率３５％以上、可変
幅１２ｎｍを達成できる。
重通信に適用できる透過率，半値幅を達成する。 【構成】 ガラス基板８Ａ、透明電極層５Ａ、高反射ミ
ラー４Ａ、配向膜３Ａ、液晶層１、配向膜３Ｂ、液晶層
１の液晶と屈折率の一致したガラス板２または高分子膜
１８、高反射ミラー４Ｂ、透明電極層５Ｂ、ガラス基板
８Ｂをこの順序で積層配置して構成した可変波長フィル
タ。エタロンキャビティに液晶層１とその液晶と屈折率
の一致したガラス板２または高分子膜１８による２層を
配置することにより、キャビティ長を長くしてもキャビ
ティの吸収散乱が増加することがないので、半値幅を狭
く、かつ透過率を高くすることができ、ＦＤＭの要求条
件である半値幅０．０７ｎｍ、透過率３５％以上、可変
幅１２ｎｍを達成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ中の波長多
重された光信号から任意所望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関するものであ
る。
重された光信号から任意所望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関するものであ
る。
【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。これを周波数多重
通信（ＦＤＭ）と呼び、現在活発に研究されている。
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。これを周波数多重
通信（ＦＤＭ）と呼び、現在活発に研究されている。
【０００３】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所望の周波数の光のみ
を選び出す可変波長フィルタが必要となる。その選択条
件としては、可変波長範囲１０ｎｍ程度、透過ピークの
半値幅０．０７ｎｍ（９ＧＨｚ）、ロス４ｄＢ以下であ
ることが要求される。
の光パルスの中から選択的に任意所望の周波数の光のみ
を選び出す可変波長フィルタが必要となる。その選択条
件としては、可変波長範囲１０ｎｍ程度、透過ピークの
半値幅０．０７ｎｍ（９ＧＨｚ）、ロス４ｄＢ以下であ
ることが要求される。
【０００４】種々の可変波長フィルタが検討されている
が、たとえば、エタロンキャビティ内に液晶を充填し、
電圧を印加することにより、液晶の屈折率を変化させ、
エタロンの光学的ギャップを可変するようにしたフィル
タがある（ＳｔｅｐｈｅｎＲ．Ｍａｌｌｉｎｓｏｎ，Ａ
ｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．３
（１９８７）ｐ４３０）。
が、たとえば、エタロンキャビティ内に液晶を充填し、
電圧を印加することにより、液晶の屈折率を変化させ、
エタロンの光学的ギャップを可変するようにしたフィル
タがある（ＳｔｅｐｈｅｎＲ．Ｍａｌｌｉｎｓｏｎ，Ａ
ｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．３
（１９８７）ｐ４３０）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この液晶を用
いた可変波長フィルタにあっては、可変波長範囲は数１
０ｎｍ以上と非常に大きいが、液晶層の吸収散乱が大き
いため、ピークの半値幅は１ｎｍ、フィネスは３０程度
であり、透過率は３８％であり、ＦＤＭに適用が困難で
ある。
いた可変波長フィルタにあっては、可変波長範囲は数１
０ｎｍ以上と非常に大きいが、液晶層の吸収散乱が大き
いため、ピークの半値幅は１ｎｍ、フィネスは３０程度
であり、透過率は３８％であり、ＦＤＭに適用が困難で
ある。
【０００６】また、エタロンキャビティのキャビティ長
を長くして半値幅を狭くしても、液晶の吸収散乱が大き
くなり、透過率が低下する。またキャビティ長を長くす
ると、液晶の応答速度が著しく遅くなるという欠点が生
じる。例えば７０μｍのキャビティ長の場合応答速度は
数秒〜数十秒となり、実用に供することができない。す
なわち、半値幅と透過率および応答速度とはトレードオ
フの関係にあり、両者の特性を同時に上げることはでき
ない。
を長くして半値幅を狭くしても、液晶の吸収散乱が大き
くなり、透過率が低下する。またキャビティ長を長くす
ると、液晶の応答速度が著しく遅くなるという欠点が生
じる。例えば７０μｍのキャビティ長の場合応答速度は
数秒〜数十秒となり、実用に供することができない。す
なわち、半値幅と透過率および応答速度とはトレードオ
フの関係にあり、両者の特性を同時に上げることはでき
ない。
【０００７】ＦＤＭ通信においては、可変幅１０ｎｍ程
度、半値幅０．１ｎｍ以下、透過率５０％以上が要求さ
れるが、上記の液晶エタロン型可変波長フィルタについ
ては可変幅は十分要求条件を満たしているが、半値幅，
透過率は要求を満たしていない。
度、半値幅０．１ｎｍ以下、透過率５０％以上が要求さ
れるが、上記の液晶エタロン型可変波長フィルタについ
ては可変幅は十分要求条件を満たしているが、半値幅，
透過率は要求を満たしていない。
【０００８】そこで、本発明の目的は、液晶を充填した
可変波長フィルタにおいて、１．３〜１．５５μｍ帯に
おいて、周波数多重通信に適用できる透過率，半値幅を
達成するべく、キャビティの吸収，散乱を低減するよう
に適切に構成した可変波長フィルタを提供することにあ
る。
可変波長フィルタにおいて、１．３〜１．５５μｍ帯に
おいて、周波数多重通信に適用できる透過率，半値幅を
達成するべく、キャビティの吸収，散乱を低減するよう
に適切に構成した可変波長フィルタを提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、第１ガラス基板、第１透明電極
層、第１高反射ミラー、第１配向膜、液晶層、第２配向
膜、前記液晶層の液晶と屈折率の一致したガラス板また
は高分子膜、第２高反射ミラー、第２透明電極層および
第２ガラス基板を、この順序で配置して構成したことを
特徴とする。
るために、本発明は、第１ガラス基板、第１透明電極
層、第１高反射ミラー、第１配向膜、液晶層、第２配向
膜、前記液晶層の液晶と屈折率の一致したガラス板また
は高分子膜、第２高反射ミラー、第２透明電極層および
第２ガラス基板を、この順序で配置して構成したことを
特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明では、エタロンキャビティ全体を液晶で
埋めるのではなく、このキャビティに液晶と屈折率の合
致した透明なガラス板を挿入することにより、エタロン
全体の吸収，散乱を低減する。また液晶の厚さを薄く保
ったままであるので、応答速度が遅くなるという欠点も
ない。これにより、可変波長幅は狭くなるが、現在ＦＤ
Ｍに要求されている可変波長範囲は高々１０ｎｍ程度で
あるので、このような構造にしても上述した要求条件を
満足できる。
埋めるのではなく、このキャビティに液晶と屈折率の合
致した透明なガラス板を挿入することにより、エタロン
全体の吸収，散乱を低減する。また液晶の厚さを薄く保
ったままであるので、応答速度が遅くなるという欠点も
ない。これにより、可変波長幅は狭くなるが、現在ＦＤ
Ｍに要求されている可変波長範囲は高々１０ｎｍ程度で
あるので、このような構造にしても上述した要求条件を
満足できる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１２】実施例１ 図１に本発明の可変波長フィルタの一実施例の構造を示
す。
す。
【００１３】ここで、１はホモジニアス配向したネマチ
ック液晶層、２は液晶層１の液晶と屈折率の一致した透
明なガラス板、３Ａおよび３Ｂは液晶用配向膜、４Ａお
よび４Ｂは高反射ミラーとしての誘電体ミラー、５Ａお
よび５Ｂはインジュウムチンオキサイド（ＩＴＯ）透明
電極層、６Ａおよび６Ｂはスペーサ用のガラス板、７Ａ
および７Ｂはスペーサ、８Ａおよび８Ｂはガラス基板、
９Ａおよび９ＢはＡＲコートである。
ック液晶層、２は液晶層１の液晶と屈折率の一致した透
明なガラス板、３Ａおよび３Ｂは液晶用配向膜、４Ａお
よび４Ｂは高反射ミラーとしての誘電体ミラー、５Ａお
よび５Ｂはインジュウムチンオキサイド（ＩＴＯ）透明
電極層、６Ａおよび６Ｂはスペーサ用のガラス板、７Ａ
および７Ｂはスペーサ、８Ａおよび８Ｂはガラス基板、
９Ａおよび９ＢはＡＲコートである。
【００１４】ここで、ガラス基板８Ａの上に各層５Ａ，
４Ａ，３Ａ，１，３Ｂ，２，４Ｂ，５Ｂ，９Ａを配置
し、さらに、ガラス基板８Ａおよび８Ｂの各外側表面上
にＡＲコート９Ａおよび９Ｂをそれぞれ被着する。基板
８Ａと８Ｂとの間隔はスペーサ用ガラス板６Ａおよび６
Ｂとスペーサ７Ａおよび７Ｂとにより規定される。
４Ａ，３Ａ，１，３Ｂ，２，４Ｂ，５Ｂ，９Ａを配置
し、さらに、ガラス基板８Ａおよび８Ｂの各外側表面上
にＡＲコート９Ａおよび９Ｂをそれぞれ被着する。基板
８Ａと８Ｂとの間隔はスペーサ用ガラス板６Ａおよび６
Ｂとスペーサ７Ａおよび７Ｂとにより規定される。
【００１５】一般に、エタロンのキャビティ内に吸収、
散乱のある材料がある場合には、エタロンの特性は以下
のように示される。
散乱のある材料がある場合には、エタロンの特性は以下
のように示される。
【００１６】
【数２】T ＝Tmax /{1＋Fsin2 (2πmL/ λ)}
【００１７】
【数３】 Tmax＝ {(1−R)2・exp・ (−αL)} /{ 1−R・exp(−αL)}2
【００１８】
【数４】F ＝ 4R・exp(−αL) /{1−R・exp(−αL)}2
【００１９】
【数５】
【００２０】
【数６】FWHM＝ 2λ0 /KπF ここで、Ｔはエタロンの透過率、Ｔmax は最大透過率、
ＦＷＨＭは半値幅，λは入射光波長、αはキャビティの
吸収係数、Ｌはキャビティギャプ、Ｒはミラーの反射
率、ｍは整数である。
ＦＷＨＭは半値幅，λは入射光波長、αはキャビティの
吸収係数、Ｌはキャビティギャプ、Ｒはミラーの反射
率、ｍは整数である。
【００２１】ところが、図１に示した本発明の実施例の
ように、エタロンのキャビティが液晶層１とガラス板２
による２層構成であり、ガラス板２の吸収散乱が０の場
合には、エタロンの特性は以下のように表せる。
ように、エタロンのキャビティが液晶層１とガラス板２
による２層構成であり、ガラス板２の吸収散乱が０の場
合には、エタロンの特性は以下のように表せる。
【００２２】
【数７】T ＝Tmax /{1＋Fsin2 (2πmL/ λ)}
【００２３】
【数８】 Tmax＝ {(1−R)2 B・exp(−αL)}/{1−R・B・exp(−αL)}2
【００２４】
【数９】 F ＝ 4R・B・exp(−αL) /{1−R・B・exp(−αL)}2
【００２５】
【数１０】
【００２６】
【数１１】FWHM＝ 2λ0 /KπF
【００２７】
【数１２】B ＝4n1 n2 /(n1 ＋ｎ２）２ ここで、ｎ１ ，ｎ2 は液晶とガラス板の屈折率であ
り、Ｂは２層１と２との間の屈折率の差から生じる反射
ロスである。
り、Ｂは２層１と２との間の屈折率の差から生じる反射
ロスである。
【００２８】今、キャビティギャップを７０μｍとし、
液晶層１およびガラス層２の厚さを、それぞれ、１５μ
ｍおよび５５μｍと仮定し、液晶層の屈折率およびガラ
スの屈折率を、それぞれ、１．５２９６および１．５０
５６３（ＢＫ７ガラス）と仮定すると、透過率、フィネ
ス、半値幅のミラーに対する反射率依存性は図２，図３
および図４に示すようになる。図２，図３および図４に
は、キャビティ全体が７０μｍの液晶層であると仮定し
た場合についても示す。Ａが本発明による２層構造キャ
ビティ素子、Ｂが従来の１層キャビティ素子についての
特性である。
液晶層１およびガラス層２の厚さを、それぞれ、１５μ
ｍおよび５５μｍと仮定し、液晶層の屈折率およびガラ
スの屈折率を、それぞれ、１．５２９６および１．５０
５６３（ＢＫ７ガラス）と仮定すると、透過率、フィネ
ス、半値幅のミラーに対する反射率依存性は図２，図３
および図４に示すようになる。図２，図３および図４に
は、キャビティ全体が７０μｍの液晶層であると仮定し
た場合についても示す。Ａが本発明による２層構造キャ
ビティ素子、Ｂが従来の１層キャビティ素子についての
特性である。
【００２９】図２，図３および図４からわかるように、
本発明によれば、２層構造とし、９９％前後のミラーを
用いることにより、透過率８０％以上で半値幅０．０５
ｎｍを実現できる。この場合の可変波長範囲は約１０ｎ
ｍであり、ＦＤＭの要求条件を達成できる。これに対
し、全体を液晶層とした従来例では、９９％前後のミラ
ーを用いると、半値幅は０．０５ｎｍとなるが、透過率
が５０％以下となってしまい、ＦＤＭの要求条件を満足
できない。またこの図面には示していないが、液晶層の
膜厚が７０μｍの場合応答速度は数秒〜数十秒と遅くな
る。
本発明によれば、２層構造とし、９９％前後のミラーを
用いることにより、透過率８０％以上で半値幅０．０５
ｎｍを実現できる。この場合の可変波長範囲は約１０ｎ
ｍであり、ＦＤＭの要求条件を達成できる。これに対
し、全体を液晶層とした従来例では、９９％前後のミラ
ーを用いると、半値幅は０．０５ｎｍとなるが、透過率
が５０％以下となってしまい、ＦＤＭの要求条件を満足
できない。またこの図面には示していないが、液晶層の
膜厚が７０μｍの場合応答速度は数秒〜数十秒と遅くな
る。
【００３０】次に液晶層の膜厚をｄ1 、ガラスまたは高
分子層の膜厚をｄ2 、液晶の異常光線屈折率をｎe 、
常光線屈折率をｎ0 とした場合、これらの最適な関係を
以下に説明する。
分子層の膜厚をｄ2 、液晶の異常光線屈折率をｎe 、
常光線屈折率をｎ0 とした場合、これらの最適な関係を
以下に説明する。
【００３１】透過ピークの波長は
【００３２】
【数１３】
【００３３】で与えられ、ピーク間隔は、
【００３４】
【数１４】
【００３５】で与えられる。
【００３６】液晶の屈折率変化Δｎ＝ｎe −ｎo とする
と、電圧印加によるシフト幅は
と、電圧印加によるシフト幅は
【００３７】
【数１５】
【００３８】の近似式で与えられる。
【００３９】従って最適条件は、ピーク間隔とシフト幅
が等しい時得られ、
が等しい時得られ、
【００４０】
【数１６】1.5d1(ne−no) ＝ 2ne(d1 ＋d2)/(m＋1) d2/d1 ＝A ＝ 0.75(ne−no) (m＋1)/ne −1 となる。ここで、ｍは１より充分大きいので、
【００４１】
【数１７】d2/d1 ≒A ＝ 0.75(ne−no) m/ne−1 となる。
【００４２】たとえば、Δｎ＝０．０７の場合、ｎe ＝
１．５，λ＝１．５μｍ，ｄ1 ＋ｄ2 ＝７０μｍとする
とｍ＝１４０であり、ｄ1 ＝１４μｍ，ｄ2 ＝５６μｍ
が最適値であり、この時ピーク間隔は１０ｎｍとなる。
しかしｄ2 ／ｄ1 の値は正確にＡに等しくなくても、
０．８Ａから１．２Ａの間に入っていればほぼ問題はな
い。
１．５，λ＝１．５μｍ，ｄ1 ＋ｄ2 ＝７０μｍとする
とｍ＝１４０であり、ｄ1 ＝１４μｍ，ｄ2 ＝５６μｍ
が最適値であり、この時ピーク間隔は１０ｎｍとなる。
しかしｄ2 ／ｄ1 の値は正確にＡに等しくなくても、
０．８Ａから１．２Ａの間に入っていればほぼ問題はな
い。
【００４３】以上の計算結果を参考にして本発明素子を
作製した具体例について述べる。
作製した具体例について述べる。
【００４４】図１に示した本発明の可変波長フィルタの
構造において、まず、裏面にＡＲコート９をあらかじめ
設けてある面精度λ／２０の合成石英ガラス基板８Ａお
よび８Ｂ上にインジュウムチンオキサイド（ＩＴＯ）透
明電極５Ａおよび５Ｂを、それぞれ、厚さ１０〜４０ｎ
ｍほど形成し、さらに各透明電極層５Ａおよび５Ｂ上
に、それぞれ、９９％反射率の誘電体ミラー４Ａおよび
４Ｂを形成する。
構造において、まず、裏面にＡＲコート９をあらかじめ
設けてある面精度λ／２０の合成石英ガラス基板８Ａお
よび８Ｂ上にインジュウムチンオキサイド（ＩＴＯ）透
明電極５Ａおよび５Ｂを、それぞれ、厚さ１０〜４０ｎ
ｍほど形成し、さらに各透明電極層５Ａおよび５Ｂ上
に、それぞれ、９９％反射率の誘電体ミラー４Ａおよび
４Ｂを形成する。
【００４５】次いで、５５μｍ厚（面精度λ／２０）の
ＢＫ７ガラスをガラス板２として接着剤（屈折率がＢＫ
７ガラスとほぼ等しい接着剤）で誘電体ミラー４Ｂのミ
ラー面と接着する。さらに、同じ厚さのＢＫ７ガラスを
ガラス板６Ａおよび６Ｂとしてガラス基板８Ｂの両端部
に接着する。その際、接着部の厚さは１μｍ以下とす
る。
ＢＫ７ガラスをガラス板２として接着剤（屈折率がＢＫ
７ガラスとほぼ等しい接着剤）で誘電体ミラー４Ｂのミ
ラー面と接着する。さらに、同じ厚さのＢＫ７ガラスを
ガラス板６Ａおよび６Ｂとしてガラス基板８Ｂの両端部
に接着する。その際、接着部の厚さは１μｍ以下とす
る。
【００４６】さらに、誘電体ミラー４Ａおよびガラス板
２の上にスピナーにより、それぞれ、液晶用配向膜３Ａ
および３Ｂを６０ｎｍ厚に形成し、それぞれ、対向する
面が反平行になるようにラビングする。
２の上にスピナーにより、それぞれ、液晶用配向膜３Ａ
および３Ｂを６０ｎｍ厚に形成し、それぞれ、対向する
面が反平行になるようにラビングする。
【００４７】次に、ガラス基板８Ａの両端部に液晶ディ
スプレイ用の球状スペーサ７Ａ（１５μｍ）および７Ｂ
を接着剤と混ぜて接着すると共に、層５Ａ，４Ａおよび
３Ａの設けられたガラス基板８Ａと、層５Ｂ，４Ｂ，２
および３Ｂの設けられたガラス基板８Ｂとをガラス板６
Ａおよび６Ｂを介して張り合わせ、両ガラス基板８Ａと
８Ｂとが互いに平行になるように、干渉縞を観測しなが
ら調整して固定する。その後に、配向膜３Ａと３Ｂとの
間に形成されているキャビティにネマチック液晶を充填
して液晶層１を形成する。液晶層の厚さは１５μｍであ
った。
スプレイ用の球状スペーサ７Ａ（１５μｍ）および７Ｂ
を接着剤と混ぜて接着すると共に、層５Ａ，４Ａおよび
３Ａの設けられたガラス基板８Ａと、層５Ｂ，４Ｂ，２
および３Ｂの設けられたガラス基板８Ｂとをガラス板６
Ａおよび６Ｂを介して張り合わせ、両ガラス基板８Ａと
８Ｂとが互いに平行になるように、干渉縞を観測しなが
ら調整して固定する。その後に、配向膜３Ａと３Ｂとの
間に形成されているキャビティにネマチック液晶を充填
して液晶層１を形成する。液晶層の厚さは１５μｍであ
った。
【００４８】このようにして作製した液晶エタロン型可
変波長フィルタに対して、波長１．５２μｍ付近に広い
発光スペクトルを持つスーパールミネセントダイオード
からの光を、光ファイバ，レンズおよび偏光ビームスプ
リッタを通して入射させ、その出射光を光スペクトルア
ナライザで観測した。その透過スペクトルを図５に示
す。波長１．５μｍ付近でのピークの間隔は約１２ｎｍ
であり、その半値幅は０．０７ｎｍであり、そのロスは
４ｄＢ，応答速度は１０ｍｓｅｃであった。
変波長フィルタに対して、波長１．５２μｍ付近に広い
発光スペクトルを持つスーパールミネセントダイオード
からの光を、光ファイバ，レンズおよび偏光ビームスプ
リッタを通して入射させ、その出射光を光スペクトルア
ナライザで観測した。その透過スペクトルを図５に示
す。波長１．５μｍ付近でのピークの間隔は約１２ｎｍ
であり、その半値幅は０．０７ｎｍであり、そのロスは
４ｄＢ，応答速度は１０ｍｓｅｃであった。
【００４９】さらに、この可変波長フィルタの液晶層に
電圧を印加した場合のピークのシフトの様子を図６に示
す。約３０Ｖの電圧を液晶層に印加することにより、ピ
ークは１０ｎｍシフトした。この電圧印加によっても半
値幅，透過率は変化を受けなかった。
電圧を印加した場合のピークのシフトの様子を図６に示
す。約３０Ｖの電圧を液晶層に印加することにより、ピ
ークは１０ｎｍシフトした。この電圧印加によっても半
値幅，透過率は変化を受けなかった。
【００５０】このように、本発明可変波長フィルタは、
従来の液晶エタロン型可変波長フィルタに比べて、可変
幅は狭いが、半値幅が狭く、透過率が高いため、ＦＤＭ
通信に十分適用できることが確認された。
従来の液晶エタロン型可変波長フィルタに比べて、可変
幅は狭いが、半値幅が狭く、透過率が高いため、ＦＤＭ
通信に十分適用できることが確認された。
【００５１】なお、上述した本発明実施例では、液晶層
１としてネマチック液晶の例を示したが、本発明におけ
る液晶層はネマチック液晶に限られるものではなく、い
かなる種類の液晶であってもよいことは勿論である。
１としてネマチック液晶の例を示したが、本発明におけ
る液晶層はネマチック液晶に限られるものではなく、い
かなる種類の液晶であってもよいことは勿論である。
【００５２】実施例２ 実施例１では、透明物質としてガラス板を用いたが、こ
こではポリイミド高分子膜を用いた例について説明す
る。ここで用いたポリイミド膜はＮＴＴ開発のＦＬＵＰ
Ｉ−０１である（参考文献：佐々木，プラスチック，ｖ
ｏｌ．４２，Ｎｏ．９，ｐｐ．４７、またはＭａｔｓｕ
ｍｕｒａ ｅｔ ａｌ． Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌ
ｅ，ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．１８，１９９１）。ＦＬＵＰ
Ｉ−０１はトリフルオロメチル基を２つもつ特定のフッ
素化ジアミンと２種類の酸無水物から合成される。ＦＬ
ＵＰＩ−０１の合成原料を図７に、ＦＬＵＰＩの化学構
造を図８に示す。ＦＬＵＰＩ−０１のフッ素含有量は３
１．３％である。ＦＬＵＰＩ−０１のロスは波長１．３
μｍにおいて、０．３ｄＢ／ｃｍであり非常に透明性が
高い。屈折率は約１．５２である。ＡＲコート付きのガ
ラス基板に透明電極ＩＴＯを４０ｎｍ形成し、さらにそ
の上に誘電体ミラー（反射率９９％）を形成する。この
上にＤＭＡｃを溶媒として、スピナーで５５μｍＦＬＵ
ＰＩ−０１を形成する。その後３５０℃で１時間アニー
ルした。
こではポリイミド高分子膜を用いた例について説明す
る。ここで用いたポリイミド膜はＮＴＴ開発のＦＬＵＰ
Ｉ−０１である（参考文献：佐々木，プラスチック，ｖ
ｏｌ．４２，Ｎｏ．９，ｐｐ．４７、またはＭａｔｓｕ
ｍｕｒａ ｅｔ ａｌ． Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌ
ｅ，ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．１８，１９９１）。ＦＬＵＰ
Ｉ−０１はトリフルオロメチル基を２つもつ特定のフッ
素化ジアミンと２種類の酸無水物から合成される。ＦＬ
ＵＰＩ−０１の合成原料を図７に、ＦＬＵＰＩの化学構
造を図８に示す。ＦＬＵＰＩ−０１のフッ素含有量は３
１．３％である。ＦＬＵＰＩ−０１のロスは波長１．３
μｍにおいて、０．３ｄＢ／ｃｍであり非常に透明性が
高い。屈折率は約１．５２である。ＡＲコート付きのガ
ラス基板に透明電極ＩＴＯを４０ｎｍ形成し、さらにそ
の上に誘電体ミラー（反射率９９％）を形成する。この
上にＤＭＡｃを溶媒として、スピナーで５５μｍＦＬＵ
ＰＩ−０１を形成する。その後３５０℃で１時間アニー
ルした。
【００５３】その後実施例１と同様に素子を作製した。
その構造を図９に示す。１１は液晶層（１５μｍ）、１
２は配向膜、１３は誘電体ミラー、１４は透明電極、１
５はガラス基板、１６はＡＲコート、１７はスペーサ、
１８はポリイミド高分子膜である。
その構造を図９に示す。１１は液晶層（１５μｍ）、１
２は配向膜、１３は誘電体ミラー、１４は透明電極、１
５はガラス基板、１６はＡＲコート、１７はスペーサ、
１８はポリイミド高分子膜である。
【００５４】このようにして作製した液晶エタロン形可
変波長フィルタに対して、波長１．５μｍ付近に広い発
光スペクトルを持つスーパールミネセントダイオードか
らの光を光ファイバ，レンズ、および偏光ビームスプリ
ッタを通して入射させ、その出射光を光スペクトラムア
ナライザで観測した。その透過スペクトルを図１０に示
す。波長１．５μｍ付近でのピークの間隔は約１２ｎｍ
であり、その半値値は０．０７ｎｍであり、その透過率
は約３５％であった。
変波長フィルタに対して、波長１．５μｍ付近に広い発
光スペクトルを持つスーパールミネセントダイオードか
らの光を光ファイバ，レンズ、および偏光ビームスプリ
ッタを通して入射させ、その出射光を光スペクトラムア
ナライザで観測した。その透過スペクトルを図１０に示
す。波長１．５μｍ付近でのピークの間隔は約１２ｎｍ
であり、その半値値は０．０７ｎｍであり、その透過率
は約３５％であった。
【００５５】さらに、この可変波長フィルタの液晶層に
電圧を印加した場合のピーク波長のシフトの様子を図１
１に示す。約６０Ｖの電圧を印加することにより、ピー
ク波長は１２ｎｍシフトした。この電圧印加によっても
半値値、透過率は変化を受けなかった。また素子の応答
速度は数１０ｍｓｅｃであり、実用上問題は無かった。
電圧を印加した場合のピーク波長のシフトの様子を図１
１に示す。約６０Ｖの電圧を印加することにより、ピー
ク波長は１２ｎｍシフトした。この電圧印加によっても
半値値、透過率は変化を受けなかった。また素子の応答
速度は数１０ｍｓｅｃであり、実用上問題は無かった。
【００５６】このように、透明物質をガラス板の代わり
に、ポリイミド膜を用いても同様の効果が得られた。本
実施例では、高分子膜として、ポリイミドを用いたが、
他の高分子膜であっても、透明性の高いものであれば、
同様の効果が得られた。
に、ポリイミド膜を用いても同様の効果が得られた。本
実施例では、高分子膜として、ポリイミドを用いたが、
他の高分子膜であっても、透明性の高いものであれば、
同様の効果が得られた。
【００５７】
【発明の効果】以上説明してきたたように、本発明によ
れば、液晶エタロン型可変波長フィルタにおいて、エタ
ロンキャビティ全体に液晶を充填するのではなく、２層
キャビティとして、液晶およびこの液晶と屈折率の一致
した透明なガラス板または高分子膜を配置することによ
り、キャビティ長を長くしてもキャビティの吸収散乱が
増加することがないようにしたので、半値幅を狭くし、
かつ透過率を高くすることができ、以て、ＦＤＭの要求
条件である半値幅０．０７ｎｍ、透過率３５％以上、可
変幅１０ｎｍを達成できる。
れば、液晶エタロン型可変波長フィルタにおいて、エタ
ロンキャビティ全体に液晶を充填するのではなく、２層
キャビティとして、液晶およびこの液晶と屈折率の一致
した透明なガラス板または高分子膜を配置することによ
り、キャビティ長を長くしてもキャビティの吸収散乱が
増加することがないようにしたので、半値幅を狭くし、
かつ透過率を高くすることができ、以て、ＦＤＭの要求
条件である半値幅０．０７ｎｍ、透過率３５％以上、可
変幅１０ｎｍを達成できる。
【図１】本発明による液晶エタロン型可変波長フィルタ
の実施例１の構造を示す断面図である。
の実施例１の構造を示す断面図である。
【図２】図１に示した本発明可変波長フィルタの透過率
のミラー反射率依存性を示す図である。
のミラー反射率依存性を示す図である。
【図３】図１に示した本発明可変波長フィルタのフィネ
スのミラー反射率依存性を示す図である。
スのミラー反射率依存性を示す図である。
【図４】図１に示した本発明可変波長フィルタの半値幅
（ＦＷＨＭ）のミラー反射率依存性を示す図である。
（ＦＷＨＭ）のミラー反射率依存性を示す図である。
【図５】本発明可変波長フィルタの電圧無印加時の透過
スペクトルを示す図である。
スペクトルを示す図である。
【図６】本発明可変波長フィルタのピーク波長の電圧印
加によるシフトの様子を示す図である。
加によるシフトの様子を示す図である。
【図７】ＦＬＵＰＩ−０１の合成原料の分子構造を示す
化学構造式である。
化学構造式である。
【図８】ＦＬＵＰＩ−０１の化学構造を示す化学構造式
である。
である。
【図９】本発明による液晶エタロン型可変波長フィルタ
の実施例２の構造を示す断面図である。
の実施例２の構造を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施例２の素子の透過スペクトルで
ある。
ある。
【図１１】本発明の実施例２の可変波長フィルタの波長
可変特性である。
可変特性である。
１ ホモジニアス配向したネマチック液晶層 ２ 液晶と屈折率の一致した透明ガラス板 ３Ａ，３Ｂ 液晶用配向膜 ４Ａ，４Ｂ 誘電体ミラー ５Ａ，５Ｂ インジュウムチンオキサイド（ＩＴＯ）透
明電極層 ６Ａ，６Ｂ スペーサ用のガラス板 ７Ａ，７Ｂ スペーサ ８Ａ，８Ｂ ガラス基板 ９Ａ，９Ｂ ＡＲコート １１ 液晶層（１５μｍ） １２ 配向膜 １３ 誘電体ミラー １４ 透明電極 １５ ガラス基板 １６ ＡＲコート １７ スペーサ １８ ポリイミド高分子膜
明電極層 ６Ａ，６Ｂ スペーサ用のガラス板 ７Ａ，７Ｂ スペーサ ８Ａ，８Ｂ ガラス基板 ９Ａ，９Ｂ ＡＲコート １１ 液晶層（１５μｍ） １２ 配向膜 １３ 誘電体ミラー １４ 透明電極 １５ ガラス基板 １６ ＡＲコート １７ スペーサ １８ ポリイミド高分子膜
Claims (3)
- 【請求項１】 第１ガラス基板、第１透明電極層、第１
高反射ミラー、第１配向膜、液晶層、第２配向膜、前記
液晶層の液晶と屈折率の一致したガラス板、第２高反射
ミラー、第２透明電極層および第２ガラス基板を、この
順序で配置して構成したことを特徴とする可変波長フィ
ルタ。 - 【請求項２】 請求項１記載の可変波長フィルタにおい
て、前記ガラス板の代わりに液晶と屈折率の一致した高
分子膜を用いることを特徴とする可変波長フィルタ。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の可変波長フィル
タにおいて液晶層膜厚ｄ1 、ガラス板または高分子膜厚
ｄ2 、液晶の異常光線屈折率ｎe ，常光線屈折率ｎo 、
透過ピーク波長がλmであり、 【数１】 とした時、ｄ2 ／ｄ1 の値が０．８Ａから１．２Ａの内
に入ることを特徴とする可変波長フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4013811A JP2568782B2 (ja) | 1991-02-04 | 1992-01-29 | 可変波長フィルタ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-13414 | 1991-02-04 | ||
| JP1341491 | 1991-02-04 | ||
| JP4013811A JP2568782B2 (ja) | 1991-02-04 | 1992-01-29 | 可変波長フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0545618A true JPH0545618A (ja) | 1993-02-26 |
| JP2568782B2 JP2568782B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=26349212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4013811A Expired - Lifetime JP2568782B2 (ja) | 1991-02-04 | 1992-01-29 | 可変波長フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2568782B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006019514A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Asahi Glass Co Ltd | 波長可変ミラーおよび波長可変レーザ |
| US7564504B2 (en) | 2002-11-29 | 2009-07-21 | Asahi Glass Company, Limited | Phase plate and an optical data recording/reproducing device |
| CN103779777A (zh) * | 2012-10-28 | 2014-05-07 | 天津奇谱光电技术有限公司 | 一种使用可调谐法布里-珀罗滤波器的可调谐激光器 |
| JP2018530761A (ja) * | 2015-07-28 | 2018-10-18 | 武漢光迅科技股▲ふん▼有限公司 | マルチチャンネル波長可変レーザの性能試験装置 |
-
1992
- 1992-01-29 JP JP4013811A patent/JP2568782B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7564504B2 (en) | 2002-11-29 | 2009-07-21 | Asahi Glass Company, Limited | Phase plate and an optical data recording/reproducing device |
| JP2006019514A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Asahi Glass Co Ltd | 波長可変ミラーおよび波長可変レーザ |
| CN103779777A (zh) * | 2012-10-28 | 2014-05-07 | 天津奇谱光电技术有限公司 | 一种使用可调谐法布里-珀罗滤波器的可调谐激光器 |
| JP2018530761A (ja) * | 2015-07-28 | 2018-10-18 | 武漢光迅科技股▲ふん▼有限公司 | マルチチャンネル波長可変レーザの性能試験装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2568782B2 (ja) | 1997-01-08 |
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Legal Events
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