JPH06208022A - ソリッドエタロン - Google Patents
ソリッドエタロンInfo
- Publication number
- JPH06208022A JPH06208022A JP1813893A JP1813893A JPH06208022A JP H06208022 A JPH06208022 A JP H06208022A JP 1813893 A JP1813893 A JP 1813893A JP 1813893 A JP1813893 A JP 1813893A JP H06208022 A JPH06208022 A JP H06208022A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etalon
- plate
- thickness
- refractive index
- transmission wavelength
- Prior art date
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- Pending
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- Optical Filters (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ソリッドエタロンの透過波長位置を希望の波
長位置に設定 【構成】 エタロン板の表面に同じ屈折率または近い屈
折率の物質を所定の厚みに蒸着する。この積層厚さは，
光学研磨されたエタロン板固有の透過波長位置，エタロ
ン板及び積層物質の屈折率，次数，そして目的とする透
過波長位置によって算出される。更に，反射膜を積層し
て所定のＱ値を得る。 【効果】 光学研磨では不可能であった精密板厚のソリ
ッドエタロンを提供できる。
長位置に設定 【構成】 エタロン板の表面に同じ屈折率または近い屈
折率の物質を所定の厚みに蒸着する。この積層厚さは，
光学研磨されたエタロン板固有の透過波長位置，エタロ
ン板及び積層物質の屈折率，次数，そして目的とする透
過波長位置によって算出される。更に，反射膜を積層し
て所定のＱ値を得る。 【効果】 光学研磨では不可能であった精密板厚のソリ
ッドエタロンを提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザーシステムや光通
信システムなどの波長安定化や制御更には光出力の安定
化や波長選択等に利用されるソリッドエタロンに関す
る。
信システムなどの波長安定化や制御更には光出力の安定
化や波長選択等に利用されるソリッドエタロンに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ソリッドエタロン板は石英などの光学素
材を精密に平行に光学研磨し，その両側にＱ値を上げる
ために適当な反射率を有する膜を積層したものである。
この場合，透過波長位置は研磨された基板の厚みによっ
て決定される。石英の厚さが１００μｍの場合，研磨精
度は１μｍ程度であり，透過波長位置の制御精度は約１
５ｎｍ程度である。
材を精密に平行に光学研磨し，その両側にＱ値を上げる
ために適当な反射率を有する膜を積層したものである。
この場合，透過波長位置は研磨された基板の厚みによっ
て決定される。石英の厚さが１００μｍの場合，研磨精
度は１μｍ程度であり，透過波長位置の制御精度は約１
５ｎｍ程度である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような研磨精度で
は実用上は透過波長位置を希望の波長にすることは到底
できない。現在のレーザー及び光通信分野において使用
するソリッドエタロンの透過波長位置の制御精度は，0.
１ｎｍ以下でないと実用上差し障りがある。光学研磨さ
れたソリッドエタロンの透過波長位置が，希望する光信
号またはレーザー波長に一致しないため，光信号の波長
を変化させるか，またはソリッドエタロンを回転させる
ことにより波長位置を変化させる等の方法で対処してい
る。真空蒸着等によって等価的にエタロン板の厚みを精
密調整するのが本発明である。
は実用上は透過波長位置を希望の波長にすることは到底
できない。現在のレーザー及び光通信分野において使用
するソリッドエタロンの透過波長位置の制御精度は，0.
１ｎｍ以下でないと実用上差し障りがある。光学研磨さ
れたソリッドエタロンの透過波長位置が，希望する光信
号またはレーザー波長に一致しないため，光信号の波長
を変化させるか，またはソリッドエタロンを回転させる
ことにより波長位置を変化させる等の方法で対処してい
る。真空蒸着等によって等価的にエタロン板の厚みを精
密調整するのが本発明である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】石英や硝子等の基板を所
定の厚さに光学研磨してなるエタロン板表面に，二酸化
ケイ素またはこの基板に近い屈折率を有する物質を，真
空蒸着，スパッタリング，ＣＶＤ等のコーティング手段
によって所望の透過波長位置に対応した光学厚さ分積層
し，等価的にエタロン板の厚みを精密調整する。そし
て，所定のＱ値を得るためにエタロン板の両側面に誘電
体多層膜を更に積層して反射膜を形成する。
定の厚さに光学研磨してなるエタロン板表面に，二酸化
ケイ素またはこの基板に近い屈折率を有する物質を，真
空蒸着，スパッタリング，ＣＶＤ等のコーティング手段
によって所望の透過波長位置に対応した光学厚さ分積層
し，等価的にエタロン板の厚みを精密調整する。そし
て，所定のＱ値を得るためにエタロン板の両側面に誘電
体多層膜を更に積層して反射膜を形成する。
【０００５】
【作用】一般にエタロン板の屈折率をｎ，厚みをＬとす
るとこのソリッドエタロンの次数ｍ次の透過波長位置λ
m は，下記の式で表される。 λm ＝［２×ｎ×Ｌ］／ｍ ………… 研磨されたソリッドエタロンを光学分光測定，偏光解析
及び厚み測定等によって，λm ，ｎ，Ｌの３数値が測定
されと，式によって次数ｍが求まる。仮に，石英エタ
ロン板( 屈折率n ＝1.445)を１００μｍの厚さに研磨
し，その時の分光測定により，1562.16nm 付近にソリッ
ドエタロンの一つのピークがあったとする。式によ
り, 次数ｍは１８５となる。次に，λm の値を１０nmシ
ストさせる方法を考えてみる。蒸着物質として同じ二酸
化ケイ素(SiO2,屈折率＝1.445)を採用すると, 式か
ら, 1562.16＋10＝［2 ×1.445 ×｛100,000 ＋X ｝］／185 ……… この式より蒸着によってエタロン板に積層すべき厚さ
(X) は,630nmと演算される。また，λm の値を0.1nm ず
らすためにエタロン板に積層すべき厚さ(X) は,630÷10
0 ＝6.3nm となり，光学研磨では不可能で蒸着の領域と
なる。次に，蒸着物質の屈折率がエタロン板と僅かに異
なる場合について考えてみよう。ここで僅かに屈折率が
異なる物質とは，等価的にエタロン板の厚みを精密調整
することが可能な意味である。この僅かに異なる物質の
屈折率をｎ1 , 積層すべき厚さをX とすると，式は下
記式になり， λm ＝［２×ｎ×Ｌ＋２×ｎ1 ×X ］／ｍ ………… この式にエタロン板と僅かに異なる屈折率の硝子( 屈
折率ｎ1 ＝1.50) を採用し，式と同じようにλm の値
を１０nmシストさせるには， 1562.16＋10＝［2 ×1.445 ×100,0000＋2 ×1.50×X ］／185 …… となる。 この式からＸ＝616.5nm が導かれる。つま
り，上記エタロン板の両面に合計616.5nm 厚さの硝子を
蒸着すれば，透過波長位置は1562.16 nm から1572.16
nmにシフトされる。
るとこのソリッドエタロンの次数ｍ次の透過波長位置λ
m は，下記の式で表される。 λm ＝［２×ｎ×Ｌ］／ｍ ………… 研磨されたソリッドエタロンを光学分光測定，偏光解析
及び厚み測定等によって，λm ，ｎ，Ｌの３数値が測定
されと，式によって次数ｍが求まる。仮に，石英エタ
ロン板( 屈折率n ＝1.445)を１００μｍの厚さに研磨
し，その時の分光測定により，1562.16nm 付近にソリッ
ドエタロンの一つのピークがあったとする。式によ
り, 次数ｍは１８５となる。次に，λm の値を１０nmシ
ストさせる方法を考えてみる。蒸着物質として同じ二酸
化ケイ素(SiO2,屈折率＝1.445)を採用すると, 式か
ら, 1562.16＋10＝［2 ×1.445 ×｛100,000 ＋X ｝］／185 ……… この式より蒸着によってエタロン板に積層すべき厚さ
(X) は,630nmと演算される。また，λm の値を0.1nm ず
らすためにエタロン板に積層すべき厚さ(X) は,630÷10
0 ＝6.3nm となり，光学研磨では不可能で蒸着の領域と
なる。次に，蒸着物質の屈折率がエタロン板と僅かに異
なる場合について考えてみよう。ここで僅かに屈折率が
異なる物質とは，等価的にエタロン板の厚みを精密調整
することが可能な意味である。この僅かに異なる物質の
屈折率をｎ1 , 積層すべき厚さをX とすると，式は下
記式になり， λm ＝［２×ｎ×Ｌ＋２×ｎ1 ×X ］／ｍ ………… この式にエタロン板と僅かに異なる屈折率の硝子( 屈
折率ｎ1 ＝1.50) を採用し，式と同じようにλm の値
を１０nmシストさせるには， 1562.16＋10＝［2 ×1.445 ×100,0000＋2 ×1.50×X ］／185 …… となる。 この式からＸ＝616.5nm が導かれる。つま
り，上記エタロン板の両面に合計616.5nm 厚さの硝子を
蒸着すれば，透過波長位置は1562.16 nm から1572.16
nmにシフトされる。
【０００６】
【実施例】光学研磨されて厚さが250.9 μｍの石英( 屈
折率n ＝1.445)からなるエタロン板１は，467 次の透過
波長位置が1552.65 nmであり，光ファイバーの超低損失
波長である1555nmに透過ピークをシストするためには,
二酸化ケイ素(SiO2,屈折率＝1.445)を0.377 μｍ蒸着す
れば良い( 式参照) 。第１図ではエタロン板１の各片
面に188.32 nm の厚さの積層膜２を夫々真空蒸着してあ
る。スパッタリングやＣＶＤ等のコーティング手段が適
宜採用される。この蒸着によって等価的に厚さを精密調
整されたエタロン板１の透過スペクトルを第２図に示
す。理論通りに467 次の透過波長位置は1555 nm になっ
ている。左右の透過波長ピークは次数の異なる透過波長
位置である。このエタロン板１に所定のＱ値を与えるべ
く更に反射膜３を積層したのが第３図である。二酸化チ
タン（TiO2: 屈折率＝2.3)と, 二酸化ケイ素(SiO2:屈折
率＝1.445)そして二酸化チタンと交互に３層積層し，か
つ, 各膜厚をλ／４交互層（TiO2の膜厚＝0.169 μｍ,S
iO2 の膜厚＝0.269 μｍ) とする。この反射膜３を両面
に付着したことでＱ値が上がり，ピークがシャープにな
っている（第４図）。
折率n ＝1.445)からなるエタロン板１は，467 次の透過
波長位置が1552.65 nmであり，光ファイバーの超低損失
波長である1555nmに透過ピークをシストするためには,
二酸化ケイ素(SiO2,屈折率＝1.445)を0.377 μｍ蒸着す
れば良い( 式参照) 。第１図ではエタロン板１の各片
面に188.32 nm の厚さの積層膜２を夫々真空蒸着してあ
る。スパッタリングやＣＶＤ等のコーティング手段が適
宜採用される。この蒸着によって等価的に厚さを精密調
整されたエタロン板１の透過スペクトルを第２図に示
す。理論通りに467 次の透過波長位置は1555 nm になっ
ている。左右の透過波長ピークは次数の異なる透過波長
位置である。このエタロン板１に所定のＱ値を与えるべ
く更に反射膜３を積層したのが第３図である。二酸化チ
タン（TiO2: 屈折率＝2.3)と, 二酸化ケイ素(SiO2:屈折
率＝1.445)そして二酸化チタンと交互に３層積層し，か
つ, 各膜厚をλ／４交互層（TiO2の膜厚＝0.169 μｍ,S
iO2 の膜厚＝0.269 μｍ) とする。この反射膜３を両面
に付着したことでＱ値が上がり，ピークがシャープにな
っている（第４図）。
【０００７】上記実施例と同じ石英のエタロン板１（厚
さは250.9 μｍ）に酸化アルミニューム（Al2 Ｏ3 : 屈
折率＝1.60) を真空蒸着した。エタロン板１に近い屈折
率を有する物質を採用する。式によって，透過波長位
置が1552.65 nmのエタロン板１の透過波長位置を1555 n
m にシストするには，Ｘ＝0.340 μｍとなる。このエタ
ロン板１の各片面に夫々170 nm の厚さのAl2 Ｏ3 を真
空蒸着によって積層した実施例では，第2 図と殆ど同じ
透過スペクトル図がえられた。強いてその違いを挙げれ
ば, 石英エタロン板1 と屈折率が異なる物質を付着した
ので，表面の反射率が変化し, その結果，Ｑ値が少し上
がってピークがシャープになっているが，透過波長位置
は同じである。
さは250.9 μｍ）に酸化アルミニューム（Al2 Ｏ3 : 屈
折率＝1.60) を真空蒸着した。エタロン板１に近い屈折
率を有する物質を採用する。式によって，透過波長位
置が1552.65 nmのエタロン板１の透過波長位置を1555 n
m にシストするには，Ｘ＝0.340 μｍとなる。このエタ
ロン板１の各片面に夫々170 nm の厚さのAl2 Ｏ3 を真
空蒸着によって積層した実施例では，第2 図と殆ど同じ
透過スペクトル図がえられた。強いてその違いを挙げれ
ば, 石英エタロン板1 と屈折率が異なる物質を付着した
ので，表面の反射率が変化し, その結果，Ｑ値が少し上
がってピークがシャープになっているが，透過波長位置
は同じである。
【０００８】
【発明の効果】要するに，本発明は所定の厚さに光学研
磨されたエタロン板１の表面に，エタロン板と同じかま
たは近い屈折率を有する物質を，所望の透過波長位置に
対応した光学厚さ分積層するため，エタロン板１の透過
波長位置を正確にシフトすることができる。光学研磨加
工では不可能であった精密板厚のソリッドエタロンを提
供でき，レーザーシステムや光通信分野で要求される透
過波長位置に答えることができる。
磨されたエタロン板１の表面に，エタロン板と同じかま
たは近い屈折率を有する物質を，所望の透過波長位置に
対応した光学厚さ分積層するため，エタロン板１の透過
波長位置を正確にシフトすることができる。光学研磨加
工では不可能であった精密板厚のソリッドエタロンを提
供でき，レーザーシステムや光通信分野で要求される透
過波長位置に答えることができる。
【図１】エタロン板の両面に板厚を調節する蒸着膜を積
層した時の説明図である。
層した時の説明図である。
【図２】第１図のエタロン板の透過スペクトル図であ
る。
る。
【図３】第１図の実施例に更に反射膜を積層した時の説
明図である。
明図である。
【図４】第３図のエタロン板の透過スペクトル図であ
る。
る。
１ エタロン板 ２ 積層膜 ３ 反射膜
Claims (4)
- 【請求項１】 所定の厚さに光学研磨されたエタロン板
の表面に，エタロン板と同じかまたは近い屈折率を有す
る物質を，所望の透過波長位置に対応した光学厚さ分積
層する，ソリッドエタロン。 - 【請求項２】 反射膜を更に積層してなる，請求項１記
載のソリッドエタロン。 - 【請求項３】 石英や硝子等の基板を所定の厚さに光学
研磨してなるエタロン板表面に，二酸化ケイ素またはこ
の基板に近い屈折率を有する物質を，真空蒸着，スパッ
タリング，ＣＶＤ等のコーティング手段によって所望の
透過波長位置に対応した光学厚さ分積層し，等価的にエ
タロン板の厚みを精密調整することを特徴とする，ソリ
ッドエタロン。 - 【請求項４】 積層したエタロン板の両面に反射膜を更
に積層してなる，請求項３記載のソリッドエタロン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1813893A JPH06208022A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | ソリッドエタロン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1813893A JPH06208022A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | ソリッドエタロン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06208022A true JPH06208022A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=11963248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1813893A Pending JPH06208022A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | ソリッドエタロン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06208022A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006292911A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Epson Toyocom Corp | ソリッドエタロンフィルタ |
| JP2013029549A (ja) * | 2011-07-26 | 2013-02-07 | Kyocera Crystal Device Corp | エタロンフィルタ及びエタロンフィルタの設計方法 |
-
1993
- 1993-01-08 JP JP1813893A patent/JPH06208022A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006292911A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Epson Toyocom Corp | ソリッドエタロンフィルタ |
| JP4650071B2 (ja) * | 2005-04-08 | 2011-03-16 | エプソントヨコム株式会社 | ソリッドエタロンフィルタ |
| JP2013029549A (ja) * | 2011-07-26 | 2013-02-07 | Kyocera Crystal Device Corp | エタロンフィルタ及びエタロンフィルタの設計方法 |
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