JPH0749418A - 誘電体多層膜光フィルタ - Google Patents
誘電体多層膜光フィルタInfo
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- JPH0749418A JPH0749418A JP21491593A JP21491593A JPH0749418A JP H0749418 A JPH0749418 A JP H0749418A JP 21491593 A JP21491593 A JP 21491593A JP 21491593 A JP21491593 A JP 21491593A JP H0749418 A JPH0749418 A JP H0749418A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 屈折率の異なる複数の誘電体膜を交互に積層
した誘電体多層膜の上部および／または下部に調整層を
設け、該多層膜中央部の各層の屈折率ｎと膜厚ｄの積ｎ
ｄが一定であり、上記調整層の各層の屈折率ｎk と膜厚
ｄk の積の平均値［ｎk ・ｄk ］（k:１以上の自然数）
が、ｎｄ／２≦［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ、またはｎｄ≦
［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ・３／２によって定められた値を
有することを特徴とする誘電体多層膜光フィルタ。 【効果】石英系光ファイバ通信で主に使用されている波
長域において、その長波長域または短波長域における透
過損失うねり（リップル）を大幅に減少でき、優れた光
透過性を有する。また各層厚を調整するだけで容易に製
造することができる利点がある。
した誘電体多層膜の上部および／または下部に調整層を
設け、該多層膜中央部の各層の屈折率ｎと膜厚ｄの積ｎ
ｄが一定であり、上記調整層の各層の屈折率ｎk と膜厚
ｄk の積の平均値［ｎk ・ｄk ］（k:１以上の自然数）
が、ｎｄ／２≦［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ、またはｎｄ≦
［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ・３／２によって定められた値を
有することを特徴とする誘電体多層膜光フィルタ。 【効果】石英系光ファイバ通信で主に使用されている波
長域において、その長波長域または短波長域における透
過損失うねり（リップル）を大幅に減少でき、優れた光
透過性を有する。また各層厚を調整するだけで容易に製
造することができる利点がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光の透過帯域でのリッ
プル（透過損失の波長に対するうねり）を軽減して光特
性を高めた光フィルタに関する。より詳しくは、光ファ
イバ通信系において、特定波長の光を透過させ、または
反射するために用いられる光フィルタにおいて、透過帯
域でのリップルを減少させ光損失を可能な限り小さくし
た誘電体多層膜光フィルタに関する。
プル（透過損失の波長に対するうねり）を軽減して光特
性を高めた光フィルタに関する。より詳しくは、光ファ
イバ通信系において、特定波長の光を透過させ、または
反射するために用いられる光フィルタにおいて、透過帯
域でのリップルを減少させ光損失を可能な限り小さくし
た誘電体多層膜光フィルタに関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】光通信では、特定波長の光を透
過させ又は反射するために、通信系の所定の部分に光フ
ィルタが用いられており、一般にこの光フィルタは屈折
率の異なる複数の誘電体膜を積層した誘電体多層膜によ
って形成されている。現在、実用化されている石英系光
ファイバによる光通信においては、主に1.3 μm 域（13
10±20nm）と、1.5 μm 域（1550±20nm）の波長が用い
られており、夫々の波長域で光フィルタを通じた通信が
行われている場合がある。
過させ又は反射するために、通信系の所定の部分に光フ
ィルタが用いられており、一般にこの光フィルタは屈折
率の異なる複数の誘電体膜を積層した誘電体多層膜によ
って形成されている。現在、実用化されている石英系光
ファイバによる光通信においては、主に1.3 μm 域（13
10±20nm）と、1.5 μm 域（1550±20nm）の波長が用い
られており、夫々の波長域で光フィルタを通じた通信が
行われている場合がある。
【０００３】現在使用されている光フィルタの多くは、
石英ガラスなどの基板表面に屈折率の異なるＳｉＯ2 、
ＴｉＯ2 などの誘電体薄膜を交互に蒸着積層して形成し
たものであり、ＳｉＯ2 、ＴｉＯ2 の層厚はおのおのほ
ぼ一定である。ところで屈折率ｎ1,ｎ2 …ｎk 、膜厚ｄ
1,ｄ2,…ｄk の多層膜を通過する光の透過率Ｔは、入射
光の波長、入射角、各膜の屈折率と膜厚の積、周囲の媒
体の屈折率によって決定されるが、従来の光フィルタの
ように各ＳｉＯ2 層および各ＴｉＯ2 層の層厚がおのお
の一定であるものは、光を透過する波長域において、損
失が波長に対して繰り返し現れる現象（リップル）が存
在し、透過率向上の大きな障害となっている。その実例
を図６に示す。
石英ガラスなどの基板表面に屈折率の異なるＳｉＯ2 、
ＴｉＯ2 などの誘電体薄膜を交互に蒸着積層して形成し
たものであり、ＳｉＯ2 、ＴｉＯ2 の層厚はおのおのほ
ぼ一定である。ところで屈折率ｎ1,ｎ2 …ｎk 、膜厚ｄ
1,ｄ2,…ｄk の多層膜を通過する光の透過率Ｔは、入射
光の波長、入射角、各膜の屈折率と膜厚の積、周囲の媒
体の屈折率によって決定されるが、従来の光フィルタの
ように各ＳｉＯ2 層および各ＴｉＯ2 層の層厚がおのお
の一定であるものは、光を透過する波長域において、損
失が波長に対して繰り返し現れる現象（リップル）が存
在し、透過率向上の大きな障害となっている。その実例
を図６に示す。
【０００４】図６は、基板上にＳｉＯ2 膜およびＴｉＯ
2 膜を交互に４０層積層し、不透過域のある波長λ0 に
対して、全てのＳｉＯ2 膜およびＴｉＯ2 膜の屈折率ｎ
と膜厚ｄの積ｎｄを一定（ｎｄ＝λ0 ／４）にした光フ
ィルタについて、入射光の波長とその損失を示すグラフ
である。同図に示すように、この従来の光フィルタで
は、1.1 μm 以下の波長域および約1.5 〜1.7 μm の波
長域において透過光の大きな損失うねり（リップル）が
生じており、この波長域での透過性が大幅に低下する。
2 膜を交互に４０層積層し、不透過域のある波長λ0 に
対して、全てのＳｉＯ2 膜およびＴｉＯ2 膜の屈折率ｎ
と膜厚ｄの積ｎｄを一定（ｎｄ＝λ0 ／４）にした光フ
ィルタについて、入射光の波長とその損失を示すグラフ
である。同図に示すように、この従来の光フィルタで
は、1.1 μm 以下の波長域および約1.5 〜1.7 μm の波
長域において透過光の大きな損失うねり（リップル）が
生じており、この波長域での透過性が大幅に低下する。
【０００５】
【発明の解決課題】本発明は、従来の上記課題を解決し
た誘電体多層膜からなる光フィルタを提供することを目
的とする。本発明において、光フィルタの上層部または
下層部の少なくとも一方を調整層とし、中央部の屈折率
と層厚の積を一定に保つ一方、調整層の屈折率と層厚の
積を外層に向かって段階的に減少した値に設定すること
によって長波長域のリップルを減少させることができ、
また該調整層の屈折率と層厚の積を外層に向かって段階
的に増加した値に設定することによって短波長域のリッ
プルを減少できることが見出だされた。本発明はかかる
知見に基づいて従来の上記課題を克服したものである。
た誘電体多層膜からなる光フィルタを提供することを目
的とする。本発明において、光フィルタの上層部または
下層部の少なくとも一方を調整層とし、中央部の屈折率
と層厚の積を一定に保つ一方、調整層の屈折率と層厚の
積を外層に向かって段階的に減少した値に設定すること
によって長波長域のリップルを減少させることができ、
また該調整層の屈折率と層厚の積を外層に向かって段階
的に増加した値に設定することによって短波長域のリッ
プルを減少できることが見出だされた。本発明はかかる
知見に基づいて従来の上記課題を克服したものである。
【０００６】
【課題の解決手段】本発明によれば以下の誘電体多層膜
光フィルタが提供される。 （１） 屈折率の異なる複数の誘電体膜を交互に積層し
た誘電体多層膜からなる光フィルタにおいて、該多層膜
の上部および／または下部に調整層が設けられ、該多層
膜中央部の各層の屈折率ｎと膜厚ｄの積ｎｄが一定であ
り、上記調整層の各層の屈折率ｎk と膜厚ｄk の積の平
均値［ｎk ・ｄk ］（k:１以上の自然数）が、 ｎｄ／２≦［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ によって定められる値を有することを特徴とする誘電体
多層膜光フィルタ。 （２） 上記調整層の各層の屈折率と膜厚の積の平均値
［ｎk ・ｄk ］が外層に向かって順に段階的に減少した
値を有する上記(1) の光フィルタ。 （３） 屈折率の異なる複数の誘電体膜を交互に積層し
た誘電体多層膜からなる光フィルタにおいて、該多層膜
の上部および／または下部に調整層が設けられ、該多層
膜中央部の各層の屈折率ｎと膜厚ｄの積ｎｄが一定であ
り、上記調整層の各層の屈折率ｎk と膜厚ｄk の積の平
均値［ｎk ・ｄk ］（k:１以上の自然数）が、 ｎｄ≦［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ・３／２ によって定められる値を有することを特徴とする誘電体
多層膜光フィルタ。 （４） 上記調整層の各層の屈折率と膜厚の積の平均値
［ｎk ・ｄk ］が外層に向かって順に段階的に増加した
値を有する上記(3) の光フィルタ。 （５） 屈折率の異なる複数の誘電体膜を交互に積層し
た誘電体多層膜からなる光フィルタにおいて、該多層膜
の各層の屈折率ｎk と膜厚ｄk の積の平均値［ｎk ・ｄ
k ］（k:１以上の自然数）が、 ｎｄ／２≦［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ または ｎｄ≦［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ・３／２ によって定められる値を有することを特徴とする誘電体
多層膜光フィルタ。
光フィルタが提供される。 （１） 屈折率の異なる複数の誘電体膜を交互に積層し
た誘電体多層膜からなる光フィルタにおいて、該多層膜
の上部および／または下部に調整層が設けられ、該多層
膜中央部の各層の屈折率ｎと膜厚ｄの積ｎｄが一定であ
り、上記調整層の各層の屈折率ｎk と膜厚ｄk の積の平
均値［ｎk ・ｄk ］（k:１以上の自然数）が、 ｎｄ／２≦［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ によって定められる値を有することを特徴とする誘電体
多層膜光フィルタ。 （２） 上記調整層の各層の屈折率と膜厚の積の平均値
［ｎk ・ｄk ］が外層に向かって順に段階的に減少した
値を有する上記(1) の光フィルタ。 （３） 屈折率の異なる複数の誘電体膜を交互に積層し
た誘電体多層膜からなる光フィルタにおいて、該多層膜
の上部および／または下部に調整層が設けられ、該多層
膜中央部の各層の屈折率ｎと膜厚ｄの積ｎｄが一定であ
り、上記調整層の各層の屈折率ｎk と膜厚ｄk の積の平
均値［ｎk ・ｄk ］（k:１以上の自然数）が、 ｎｄ≦［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ・３／２ によって定められる値を有することを特徴とする誘電体
多層膜光フィルタ。 （４） 上記調整層の各層の屈折率と膜厚の積の平均値
［ｎk ・ｄk ］が外層に向かって順に段階的に増加した
値を有する上記(3) の光フィルタ。 （５） 屈折率の異なる複数の誘電体膜を交互に積層し
た誘電体多層膜からなる光フィルタにおいて、該多層膜
の各層の屈折率ｎk と膜厚ｄk の積の平均値［ｎk ・ｄ
k ］（k:１以上の自然数）が、 ｎｄ／２≦［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ または ｎｄ≦［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ・３／２ によって定められる値を有することを特徴とする誘電体
多層膜光フィルタ。
【０００７】
【発明の具体的な説明】以下、本発明を実施例と共に図
面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る光
フィルタの基本構造を示す模式断面図であり、図２〜図
５は該光フィルタの損失波長特性を示すグラフである。
本発明の光フィルタは、図１に示すように、屈折率の異
なる２種の誘電体膜１、２を交互に積層した誘電体多層
膜からなる光フィルタであって、該多層膜中央部Ｍの上
部および／または下部に調整層Ｎが設けられている。一
般に、光フィルタを形成する各層は屈折率ｎと膜厚ｄの
積ｎｄによってその光特性が定まり、この値はブラック
の反射条件に従い、反射しようとする入射光の波長λ0
に対してｎｄ＝λ0 ／４に設定される。本発明の光フィ
ルタにおいては、中央部各層Ｍ1,Ｍ2 …の屈折率ｎと膜
厚ｄの積ｎｄが一定であり、ｎｄ＝λ0 ／４に設定され
る。一方、上記調整層は、その各層Ｎ1,Ｎ2 …の屈折率
ｎk と膜厚ｄk の積の平均値［ｎk ・ｄk ］（k:１以上
の自然数）が次の式１または式２によって定められた値
を有する。式１の調整層Ｎを有するものは長波長域のリ
ップルが大幅に減少し、また式２の調整層Ｎを有するも
のは短波長域のリップルが大幅に減少する。
面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る光
フィルタの基本構造を示す模式断面図であり、図２〜図
５は該光フィルタの損失波長特性を示すグラフである。
本発明の光フィルタは、図１に示すように、屈折率の異
なる２種の誘電体膜１、２を交互に積層した誘電体多層
膜からなる光フィルタであって、該多層膜中央部Ｍの上
部および／または下部に調整層Ｎが設けられている。一
般に、光フィルタを形成する各層は屈折率ｎと膜厚ｄの
積ｎｄによってその光特性が定まり、この値はブラック
の反射条件に従い、反射しようとする入射光の波長λ0
に対してｎｄ＝λ0 ／４に設定される。本発明の光フィ
ルタにおいては、中央部各層Ｍ1,Ｍ2 …の屈折率ｎと膜
厚ｄの積ｎｄが一定であり、ｎｄ＝λ0 ／４に設定され
る。一方、上記調整層は、その各層Ｎ1,Ｎ2 …の屈折率
ｎk と膜厚ｄk の積の平均値［ｎk ・ｄk ］（k:１以上
の自然数）が次の式１または式２によって定められた値
を有する。式１の調整層Ｎを有するものは長波長域のリ
ップルが大幅に減少し、また式２の調整層Ｎを有するも
のは短波長域のリップルが大幅に減少する。
【０００８】
【式１】 ｎｄ／２≦［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ
【式２】 ｎｄ≦［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ・３／２
【０００９】上記光フィルタを形成する誘電体膜の材質
は、石英系光フィバ用の光フィルタとしては、主にＳｉ
Ｏ2 およびＴｉＯ2 が用いられ、ＳｉＯ2 膜およびＴｉ
Ｏ2膜を交互に積層して形成される。膜の形成手段は蒸
着など常法に従えば良い。上記調整層Ｎの各ＳｉＯ2 層
およびＴｉＯ2 層の光特性ｎｄは膜厚を増減することに
よって調整することができる。
は、石英系光フィバ用の光フィルタとしては、主にＳｉ
Ｏ2 およびＴｉＯ2 が用いられ、ＳｉＯ2 膜およびＴｉ
Ｏ2膜を交互に積層して形成される。膜の形成手段は蒸
着など常法に従えば良い。上記調整層Ｎの各ＳｉＯ2 層
およびＴｉＯ2 層の光特性ｎｄは膜厚を増減することに
よって調整することができる。
【００１０】調整層Ｎの各層が式１によって定められる
値を有するものの好適な態様は、該調整層Ｎの各層Ｎ1,
Ｎ2 …の屈折率と膜厚の積の平均値［ｎk ・ｄk ］（k:
１以上の自然数）が外層に向かって順に段階的に減少し
た値を有する構造のものである。各層Ｎ1,Ｎ2 …の屈折
率と膜厚の積（ｎk ・ｄk ）は、交互に積層されたＳｉ
Ｏ2 膜およびＴｉＯ2 膜を何れも一定の割合で減少させ
た構造でも良く、またはＳｉＯ2 膜の膜厚を一定とし、
ＴｉＯ2 膜の膜厚を段階的に減少させた構造でも良い。
値を有するものの好適な態様は、該調整層Ｎの各層Ｎ1,
Ｎ2 …の屈折率と膜厚の積の平均値［ｎk ・ｄk ］（k:
１以上の自然数）が外層に向かって順に段階的に減少し
た値を有する構造のものである。各層Ｎ1,Ｎ2 …の屈折
率と膜厚の積（ｎk ・ｄk ）は、交互に積層されたＳｉ
Ｏ2 膜およびＴｉＯ2 膜を何れも一定の割合で減少させ
た構造でも良く、またはＳｉＯ2 膜の膜厚を一定とし、
ＴｉＯ2 膜の膜厚を段階的に減少させた構造でも良い。
【００１１】式１に該当する具体例を図２に示す。本例
に用いた光フィルタは、その中央部がＳｉＯ2 膜および
ＴｉＯ2 膜を交互に２０層積層して形成されており、そ
の上下に、ＴｉＯ2 −ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 の３層からな
る調整層を設け、ＳｉＯ2 膜の膜厚を一定とし（中央部
の膜厚と同一）、上部調整層のＴｉＯ2 膜の膜厚を外層
に向かって中央部の膜厚よりも順に−１０％、−４０％
に減少させ、また下部調整層の膜厚を外層に向かって中
央部の膜厚よりも順に−４０％、−１０％に減少させた
ものである。なお一例として中央部の膜厚は、ＳｉＯ2
の屈折率ｎs ＝1.46、ＴｉＯ2 の屈折率ｎt ＝2.23、入
射光の波長λ0 ＝1.275 μm のとき、ＳｉＯ2 の膜厚ｄ
s はλ0 ／４ｎs ＝0.218 μm 、ＴｉＯ2 の膜厚ｄt は
λ0 ／４ｎt ＝0.142 μm である。同図に示すように、
本例の光フィルタは、1.5 〜1.7 μm の波長域において
リップルが全く発生せず、優れた光透過性を有する。ま
た図３の例に用いた光フィルタは、中央部の層数を４０
層に増加した以外は図２の光フィルタと同様の構造を有
するものであり、本例の光フィルタは図６の従来の光フ
ィルタを用いた場合に比べて、1.5 〜1.7 μm の長波長
域のリップルが大幅に減少している。
に用いた光フィルタは、その中央部がＳｉＯ2 膜および
ＴｉＯ2 膜を交互に２０層積層して形成されており、そ
の上下に、ＴｉＯ2 −ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 の３層からな
る調整層を設け、ＳｉＯ2 膜の膜厚を一定とし（中央部
の膜厚と同一）、上部調整層のＴｉＯ2 膜の膜厚を外層
に向かって中央部の膜厚よりも順に−１０％、−４０％
に減少させ、また下部調整層の膜厚を外層に向かって中
央部の膜厚よりも順に−４０％、−１０％に減少させた
ものである。なお一例として中央部の膜厚は、ＳｉＯ2
の屈折率ｎs ＝1.46、ＴｉＯ2 の屈折率ｎt ＝2.23、入
射光の波長λ0 ＝1.275 μm のとき、ＳｉＯ2 の膜厚ｄ
s はλ0 ／４ｎs ＝0.218 μm 、ＴｉＯ2 の膜厚ｄt は
λ0 ／４ｎt ＝0.142 μm である。同図に示すように、
本例の光フィルタは、1.5 〜1.7 μm の波長域において
リップルが全く発生せず、優れた光透過性を有する。ま
た図３の例に用いた光フィルタは、中央部の層数を４０
層に増加した以外は図２の光フィルタと同様の構造を有
するものであり、本例の光フィルタは図６の従来の光フ
ィルタを用いた場合に比べて、1.5 〜1.7 μm の長波長
域のリップルが大幅に減少している。
【００１２】以上のように本発明の光フィルタは所定の
波長域でのリップルを減少する調整層を有する。図５は
調整層のみの損失波長特性を示すグラフであるが、図５
に示すように調整層によって所定の波長域でのリップル
が減少され、なめらかな損失波長特性が得られる。調整
層の平均［ｎk ｄk ］値を中央部の平均ｎｄ値よりも小
さくすることによって不透過域より長波長側のリップル
が減少する。リップルは中央部の各層を積層した構造で
あるために発生する現象であり、調整層はこの中央部の
膜構造によって生じる周期性を乱すことによりリップル
を減少させる。なお、透過波長域での損失が大きい調整
層を設けることはリップルを減少させることにならず、
むしろ光フィルタ本来の光透過性を低下させるので好ま
しくない。不透過域よりも短波長側の透過域のリップル
を減少させるためには、後述するように中央部の平均ｎ
ｄ値よりも大きい平均ｎｄ値を有する調整層を設ける。
式１において調整層の平均［ｎk ｄk ］値の下限を［ｎ
ｄ］／２に設定するのは、波長λ0 の入射光に対して奇
数倍の波長で不透過域が現れるのでこれを打消すためで
あり、［ｎｄ］／２は透過域と不透過域が逆転する大き
さである。調整層の平均［ｎk ｄk ］値を、［ｎｄ］／
２≦［ｎk ｄk ］に設定することにより透過域より長波
長側の不透過域におけるリップルが減少する。同様の理
由から、透過域より短波長側のリップルを減少するに
は、式２において調整層の平均［ｎk ｄk ］値の上限を
［ｎｄ］・３／２に設定する。
波長域でのリップルを減少する調整層を有する。図５は
調整層のみの損失波長特性を示すグラフであるが、図５
に示すように調整層によって所定の波長域でのリップル
が減少され、なめらかな損失波長特性が得られる。調整
層の平均［ｎk ｄk ］値を中央部の平均ｎｄ値よりも小
さくすることによって不透過域より長波長側のリップル
が減少する。リップルは中央部の各層を積層した構造で
あるために発生する現象であり、調整層はこの中央部の
膜構造によって生じる周期性を乱すことによりリップル
を減少させる。なお、透過波長域での損失が大きい調整
層を設けることはリップルを減少させることにならず、
むしろ光フィルタ本来の光透過性を低下させるので好ま
しくない。不透過域よりも短波長側の透過域のリップル
を減少させるためには、後述するように中央部の平均ｎ
ｄ値よりも大きい平均ｎｄ値を有する調整層を設ける。
式１において調整層の平均［ｎk ｄk ］値の下限を［ｎ
ｄ］／２に設定するのは、波長λ0 の入射光に対して奇
数倍の波長で不透過域が現れるのでこれを打消すためで
あり、［ｎｄ］／２は透過域と不透過域が逆転する大き
さである。調整層の平均［ｎk ｄk ］値を、［ｎｄ］／
２≦［ｎk ｄk ］に設定することにより透過域より長波
長側の不透過域におけるリップルが減少する。同様の理
由から、透過域より短波長側のリップルを減少するに
は、式２において調整層の平均［ｎk ｄk ］値の上限を
［ｎｄ］・３／２に設定する。
【００１３】調整層Ｎの各層が式２によって定められる
値を有するものの好適な態様は、該調整層Ｎの各層Ｎ1,
Ｎ2 …の屈折率と膜厚の積の平均値［ｎk ・ｄk ］が外
層に向かって順に段階的に増加した値を有する構造のも
のである。各層Ｎ1,Ｎ2 …の屈折率と膜厚の積（ｎk ・
ｄk ）は、交互に積層されたＳｉＯ2 膜およびＴｉＯ2
膜を何れも一定の割合で増加させた構造でも良く、また
はＳｉＯ2 膜の膜厚を一定とし、ＴｉＯ2 膜の膜厚を段
階的に増加させた構造でも良い。
値を有するものの好適な態様は、該調整層Ｎの各層Ｎ1,
Ｎ2 …の屈折率と膜厚の積の平均値［ｎk ・ｄk ］が外
層に向かって順に段階的に増加した値を有する構造のも
のである。各層Ｎ1,Ｎ2 …の屈折率と膜厚の積（ｎk ・
ｄk ）は、交互に積層されたＳｉＯ2 膜およびＴｉＯ2
膜を何れも一定の割合で増加させた構造でも良く、また
はＳｉＯ2 膜の膜厚を一定とし、ＴｉＯ2 膜の膜厚を段
階的に増加させた構造でも良い。
【００１４】式２に該当する具体例を図４に示す。本例
に用いた光フィルタは、その中央部がＳｉＯ2 膜および
ＴｉＯ2 膜を交互に２０層積層して形成されており、そ
の上下に、ＴｉＯ2 −ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 の３層からな
る調整層を設け、ＳｉＯ2 膜の膜厚を一定とし（中央部
の膜厚と同一）、上部調整層のＴｉＯ2 膜の膜厚を外層
に向かって中央部の膜厚よりも順に＋１０％、＋４０％
に増加させ、また下部調整層の膜厚を外層に向かって中
央部の膜厚よりも順に＋４０％、＋１０％に増加させた
ものである。なお中央部の膜厚は前述の場合と同様であ
る。同図に示すように、本例の光フィルタは図６の従来
の光フィルタを用いた場合に比べ、1.1 μm 以下の短波
長域のリップルが大幅に減少している。
に用いた光フィルタは、その中央部がＳｉＯ2 膜および
ＴｉＯ2 膜を交互に２０層積層して形成されており、そ
の上下に、ＴｉＯ2 −ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 の３層からな
る調整層を設け、ＳｉＯ2 膜の膜厚を一定とし（中央部
の膜厚と同一）、上部調整層のＴｉＯ2 膜の膜厚を外層
に向かって中央部の膜厚よりも順に＋１０％、＋４０％
に増加させ、また下部調整層の膜厚を外層に向かって中
央部の膜厚よりも順に＋４０％、＋１０％に増加させた
ものである。なお中央部の膜厚は前述の場合と同様であ
る。同図に示すように、本例の光フィルタは図６の従来
の光フィルタを用いた場合に比べ、1.1 μm 以下の短波
長域のリップルが大幅に減少している。
【００１５】以上のように、本発明の光フィルタは、そ
の上部または下部の少なくとも何れか一方に上記調整層
が形成されていれば良い。調整層およびフィルタ中央部
の層数は使用条件に応じて適宜定めることができる。な
お以上の説明において、調整層の膜厚を増減する例を示
したが、膜厚に限らず屈折率ｎk と膜厚ｄk の積ｎkｄk
が増減されれば良い。なお、光フィルタの上部および
下部に調整層を設ける場合、長波長域でのリップルを減
少するには上部調整層と下部調整層の膜厚を中央部の膜
厚に対して共に減少した値に定め、短波長域でのリップ
ルを減少するには両者の膜厚を中央部よりも増加した値
に定める。中央部の膜厚に対して上部調整層と下部調整
層の膜厚を一方は減少した値に設定し、他方は増加した
値に設定すると両調整層の作用が互いに相殺されて効果
がない。
の上部または下部の少なくとも何れか一方に上記調整層
が形成されていれば良い。調整層およびフィルタ中央部
の層数は使用条件に応じて適宜定めることができる。な
お以上の説明において、調整層の膜厚を増減する例を示
したが、膜厚に限らず屈折率ｎk と膜厚ｄk の積ｎkｄk
が増減されれば良い。なお、光フィルタの上部および
下部に調整層を設ける場合、長波長域でのリップルを減
少するには上部調整層と下部調整層の膜厚を中央部の膜
厚に対して共に減少した値に定め、短波長域でのリップ
ルを減少するには両者の膜厚を中央部よりも増加した値
に定める。中央部の膜厚に対して上部調整層と下部調整
層の膜厚を一方は減少した値に設定し、他方は増加した
値に設定すると両調整層の作用が互いに相殺されて効果
がない。
【００１６】本発明の光フィルタは、該光フィルタを形
成している誘電多層膜の全層が屈折率ｎk と膜厚ｄk の
積の平均値［ｎk ・ｄk ］（k:１以上の自然数）が、上
記式１または式２によって定められる値を有する態様を
含む。図５に、誘電多層膜の全層が上記式１によって定
められる値を有する光フィルタを用いた損失波長特性の
グラフを示す。本例は、ＴｉＯ2 膜およびＳｉＯ2 膜を
交互に６層積層し、最上部のＴｉＯ2 膜から最下部のＳ
ｉＯ2 膜に至る膜厚を順に−４０％、−３０％、０％、
−４０％、−３０％、０％に設定した光フィルタを用い
た例である。なお基準となるＴｉＯ2 膜およびＳｉＯ2
膜の膜厚は前述の場合と同様である。本例の光フィルタ
は、同図に示すように、1.5 〜 1.7μmの長波長域で透
過光の損失うねり（リップル）が全く生じていない。
成している誘電多層膜の全層が屈折率ｎk と膜厚ｄk の
積の平均値［ｎk ・ｄk ］（k:１以上の自然数）が、上
記式１または式２によって定められる値を有する態様を
含む。図５に、誘電多層膜の全層が上記式１によって定
められる値を有する光フィルタを用いた損失波長特性の
グラフを示す。本例は、ＴｉＯ2 膜およびＳｉＯ2 膜を
交互に６層積層し、最上部のＴｉＯ2 膜から最下部のＳ
ｉＯ2 膜に至る膜厚を順に−４０％、−３０％、０％、
−４０％、−３０％、０％に設定した光フィルタを用い
た例である。なお基準となるＴｉＯ2 膜およびＳｉＯ2
膜の膜厚は前述の場合と同様である。本例の光フィルタ
は、同図に示すように、1.5 〜 1.7μmの長波長域で透
過光の損失うねり（リップル）が全く生じていない。
【００１７】
【発明の効果】本発明の光フィルタは、石英系光ファイ
バ通信で主に使用されている波長域において、その長波
長域または短波長域における透過損失うねり（リップ
ル）を大幅に減少させたものであり、優れた光透過性を
有する。また本発明の光フィルタは、誘電多層膜を蒸着
形成する際に、層厚を調整するだけで容易に製造するこ
とができる利点がある。
バ通信で主に使用されている波長域において、その長波
長域または短波長域における透過損失うねり（リップ
ル）を大幅に減少させたものであり、優れた光透過性を
有する。また本発明の光フィルタは、誘電多層膜を蒸着
形成する際に、層厚を調整するだけで容易に製造するこ
とができる利点がある。
【図１】 本発明の光フィルタの構造を示す模式断面図
であり、式１に該当する２０層の積層構造を示す。
であり、式１に該当する２０層の積層構造を示す。
【図２】 図１の光フィルタによる透過光の損失波長特
性を示すグラフ。
性を示すグラフ。
【図３】本発明の式１に該当する光フィルタ（４０層）
による透過光の損失波長特性を示すグラフ。
による透過光の損失波長特性を示すグラフ。
【図４】 本発明の式２に該当する光フィルタ（２０
層）による透過光の損失波長特性を示すグラフ。
層）による透過光の損失波長特性を示すグラフ。
【図５】 本発明の調整層のみ有する光フィルタによる
透過光の損失波長特性を示すグラフ。
透過光の損失波長特性を示すグラフ。
【図６】 従来の調整層のない光フィルタによる透過光
の損失波長特性を示すグラフ。
の損失波長特性を示すグラフ。
１、２−誘電体多層膜、 Ｍ−中央部、 Ｎ−調整層
Claims (5)
- 【請求項１】 屈折率の異なる複数の誘電体膜を交互に
積層した誘電体多層膜からなる光フィルタにおいて、該
多層膜の上部および／または下部に調整層が設けられ、
該多層膜中央部の各層の屈折率ｎと膜厚ｄの積ｎｄが一
定であり、上記調整層の各層の屈折率ｎk と膜厚ｄk の
積の平均値［ｎk ・ｄk ］（k:１以上の自然数）が、 ｎｄ／２≦［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ によって定められる値を有することを特徴とする誘電体
多層膜光フィルタ。 - 【請求項２】 上記調整層の各層の屈折率と膜厚の積の
平均値［ｎk ・ｄk ］が外層に向かって順に段階的に減
少した値を有する請求項１の光フィルタ。 - 【請求項３】 屈折率の異なる複数の誘電体膜を交互に
積層した誘電体多層膜からなる光フィルタにおいて、該
多層膜の上部および／または下部に調整層が設けられ、
該多層膜中央部の各層の屈折率ｎと膜厚ｄの積ｎｄが一
定であり、上記調整層の各層の屈折率ｎk と膜厚ｄk の
積の平均値［ｎk ・ｄk ］（k:１以上の自然数）が、 ｎｄ≦［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ・３／２ によって定められる値を有することを特徴とする誘電体
多層膜光フィルタ。 - 【請求項４】 上記調整層の各層の屈折率と膜厚の積の
平均値［ｎk ・ｄk ］が外層に向かって順に段階的に増
加した値を有する請求項３の光フィルタ。 - 【請求項５】屈折率の異なる複数の誘電体膜を交互に積
層した誘電体多層膜からなる光フィルタにおいて、該多
層膜の各層の屈折率ｎk と膜厚ｄk の積の平均値［ｎk
・ｄk ］（k:１以上の自然数）が、 ｎｄ／２≦［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ または ｎｄ≦［ｎk ・ｄk ］≦ｎｄ・３／２ によって定められる値を有することを特徴とする誘電体
多層膜光フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21491593A JPH0749418A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 誘電体多層膜光フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21491593A JPH0749418A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 誘電体多層膜光フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0749418A true JPH0749418A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=16663692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21491593A Pending JPH0749418A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 誘電体多層膜光フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749418A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6738183B2 (en) * | 2000-11-30 | 2004-05-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical filter functioning as both a gain equalizer and noise-light blocking filter |
| WO2009063609A1 (ja) | 2007-11-13 | 2009-05-22 | Kohei Hayamizu | 発電ユニット及び発光具 |
-
1993
- 1993-08-06 JP JP21491593A patent/JPH0749418A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6738183B2 (en) * | 2000-11-30 | 2004-05-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical filter functioning as both a gain equalizer and noise-light blocking filter |
| WO2009063609A1 (ja) | 2007-11-13 | 2009-05-22 | Kohei Hayamizu | 発電ユニット及び発光具 |
| US8541927B2 (en) | 2007-11-13 | 2013-09-24 | Kohei Hayamizu | Power generation unit and light emitting tool |
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