JPS63241322A - 可変干渉装置の製造方法 - 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】 く技術分野〉 本発明はファプリーペロー干渉計を利用した小型の分光
装置及びその製造方法に関するものでろる０ 〈従来の技術〉 従来、分光装置としては、回折格子を用いたものが多く
使われている。これは、回折格子を機械的に回転させる
ことによシ必要な単色光を得るものであって、高い分解
能が得られる反面、各光学素子の位置設定に高い精度を
必要とし、また犬型化する等の問題点を有している。一
方、他の方式の分光装置として、圧電素子を用いた７７
プリーベロー干渉装置が知られている。第５図にこの構
成を示す。この分光装置は対向する２つの反射鏡間隔を
圧電素子の伸縮によって制御し、干渉特性の変化から必
要な単色光を得るものである。このような分光装置にお
いては反射鏡の間隔は極めて精度よくかつ均一に制御し
なければならないので、ホルダーの機械的精度が非常に
重要な要件となる。

そのため、干渉計の作製は容易でない。そして周囲温度
の変動によるホルダーの熱膨張に起因して、反射鏡の間
隔が変化する可能性がある。また圧電素子による反射鏡
の間隔の制御も極めて困難である。

この原理に基づく分光装置ではいかに反射鏡の聞隔全哨
度よく制御するかに懸っていて、その点で第５図の分光
装置は大きな問題点を抱えている。

〈発明の目的〉 本発明はファプリーベロー干渉計の原理に基づき、干渉
計を構成する各要素部分を高精度に制御することができ
、かつ小型化及び大量生産化が可能となる可変干渉装置
及びその製造技術を提供することを目的とする。

〈実施例〉 第１図は本発明の一実施例によって作製されたファプリ
ーベロー干渉計の斜視図を示す。透光性基板１．２はス
ペーサ３を介して所定の間隔をもって対向している。そ
の対向している内面にはノ射膜４が形成され中空溝造と
なっている。

ここで可変干渉装置の基本原理について説明する。光が
基板面に対して垂直に入射し、反射膜４での光の位相の
とびがない場合を考える。反射膜４間の距離をｔｌその
間の媒体の屈折率をｎとすると、ファプリーペロー干渉
透過率Ｔ　（Ａ）は次の＋１．１式で表わされる波長ス
□で最大になる。

λ□＝カニ、　（ｍ＝Ｉ、　２．３．・・・）・・・・
・・（１）走査波長領域をλ１からス２（ただしλ２〈
２λ１）までとすると、反射膜４間の距離ｔがλ１／２
ｎ≦ｔ≦λ２／２ｎ　を満足するとき、波長λ”２ｎｔ
なる光だけが透過する。すなわちｔをλ１／２ｎからλ
２／２ｎまで任意に変化させると、λ１から＾２まで波
長領域の任意の波長の光だけを透過させることができる
。例えば、走査波長領域１４００〜７５０　ｎｍ　　と
すると、反射膜４の間隔ｔは２００ｎｍから３７５ｎｍ
の間で制御すればよい。この場合、反射膜４間は中空で
あるから、屈折率は約１である。厳密にはλ１より短波
長の光も透過するので、λ１以下の波長の光を除去する
フィルターを用いるか、λ１以下の波長の光に対して感
度のない受光素子（図示せず）を用いればよい。

第１図に示されるような干渉計の反射鏡間の距離し全外
部からの信号によって制御すれば可変干渉装置となる。

例えば第２図に、示すようにコイル６によって発生する
電磁力を利用した例がある。

コイル６に電流を流せば磁心５に電磁力が発生して、磁
性体７を引きつける。コイル６に流す電流を制御して、
電磁力を調節し、反射膜４の間隔ｔを任意に変えること
ができる。光の入射光路に対応する磁性体７の中央部は
透孔が穿設されている。

次に干渉計の作製方法について説明する。ガラスと導電
体あるいは半導体を接合する方法として、陽極接合（ア
ノ−ディック・ボンディング）あるいは静電接合（フィ
ールドアシステイツト・ボンディング）と称される方法
がある。ガラスと導電体あるいは半導体の互いの面を接
触させ、ガラスの融点以下で加熱して、導電体あるいは
半導体を正に、ガラスを負にして、直流電圧を印加して
接合するものである。

以下、本実施例の製造方法について図面音用いて詳細に
説明する。第３図（Ａ）（Ｂ）に干渉計の作製過程を示
す。透光性基板Ｉの片面に反射膜４が形成されている。

該基板！の残シの片面には電極用の金属膜８が形成され
ている。透光性基板Ｉとしてはガラス基板が適している
。透光性基板２には導電体あるいは半導体から成るスペ
ーサ３と反射膜４が形成されている。スペーサ３及び反
射膜４は蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等の薄膜形成法
によって作製される。スペーサ３の材料としてはＳ　ｉ
、　Ａｌ、Ｆｅ等の比較的酸化されやすい導電体若しく
は半導体が適している。

第３（Ｂ）図の如く、スペーサ３とガラス基板１の互い
の面を接触させる。スペーサ３及び電極８には金属ワイ
ヤー９が溶着されていて、直流電源に結ばれている。ス
ペーサ３は陽極に、電極５は陰極に直結されている。そ
してこの状態でガラスの軟化点以下の温度（通常８００
°Ｃ以下）に加熱し、直流電圧（通常ガラスの厚さ１咽
当り２００〜２０００Ｖ）を印加する。この方法によっ
て導電体若しくは半導体から成るスペーサ３とガラス基
板１が接合される。この実施例ではスペーサ３は接合材
としての機能と所定の基板間隔に制御するスペーサ機能
全持ち合わせている。当然、これらの機能を分離して、
異なる材質のものを用いてもよい。

本発明の他の実施例を第４図に示す。ｓｉ基板１０の片
面に５ｉＯｚ膜ＩＩを一部、熱酸化法、真空蒸着法、ス
パッタ法、ＣＶＤ法等によって積層形成する。５ｉＯｚ
［ｉｌｌは透明である。またＳｉ基板１０の反対面には
Ｓｉのエツチングを防止するだめのホトマスクがパター
ニングされている。

この状態のＳｉ基板ｌＯを化学エツチング（結晶軸等方
性エツチングあるいは結晶軸異方性エツチング〕すると
５ｉ０２膜ＩＩだけが残シ、微小なダイアフラムを有す
る構造物となる。その後ホトマスクを除去し、５ｉ０２
膜１１のエツチングされて露出した側の面に反射膜４を
形成する。一方、透光性基板ｌの両面にはそれぞれ反射
膜４と金属膜の電極８が形成されている。この透光性基
板１にはガラス基板が適している。この後５１基板１０
と透光性基板２ｆ、接合する方法は上述した通りである
。Ｓｉ基板１０を陽極に、透光性基板１を陰極に結んで
、所定の温度下で直流電圧を印加する。

このようにして中空構造を擁した干渉計が作製できる。

得られた干渉計に第２図で示すようなコイル６と磁心５
及び磁性体７から成る干渉計の湾曲機欄を付設する。光
源（図示せず）より出力された入射光は磁性体７の中央
の透孔を介して干渉計に入射され、干渉効果を受けた後
、透孔を介して外部−・導出されることとなる。

〈発明の効果〉 本発明によれば、中空構造を擁した可変干渉装置の主要
部品である干渉計が全て薄膜形成グロセスにて作製でき
、反射膜の間隔がスペーサとして用いられる薄膜の厚さ
によって決定されかつ接合時にそのスペーサの変形もな
いため、反射膜の間隔の制御（精度、均一性、再現性）
が容易となり、またバッチ処理を行なうことができるた
め、１度に多数の干渉計を作ることができる。そしてま
た干渉計の小型化にも大いに効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

ｉ１図は本発明の一実施例によって作製されたファプリ
ーベロー干渉計の斜視図である。第２図は本発明の一実
施例を示す可変干渉装置の構成図である。第３図は本発
明の一実施例の説明に供する干渉計作製の一過程を示す
図である。第４図は本発明の他の実施例によって作製さ
れたファプリーベロー干渉計の断面図である。第５図は
従来の可変干渉装置の構成断面図である。 １．２・・・透光性基板　　　３・・・スペーサ４・・
・反射膜　　　　　　８・・・電　極１０・・・Ｓｉ　
　　　　　　　　　　　１１　　・・・５ｉ０２代理人
　弁理士　杉　山　毅　至（他１名）第２図 （Ｅ） 第４Ｕ：！Ｊ Ｉｚ丘！系子 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対向配置された少なくとも一方が透光性を有する１
   対の基板間に導電体膜または半導体膜を接合材として介
   挿しかつ、前記基板を接合して成るファブリーペロー干
   渉計に、光を導入及び導出する光学系と前記干渉計の干
   渉特性を変化させる可変手段を付設したことを特徴とす
   る可変干渉装置。 ２、前記導電体膜または半導体膜が前記１対の基板の間
   隔を設定するスペーサを兼ねる特許請求の範囲第１項記
   載の可変干渉装置。 ３、透光性を有する基板がガラス基板である特許請求の
   範囲第１項記載の可変干渉装置。 ４、前記導電体膜または半導体膜がＡｌ、ＦｅまたはＳ
   ｉのいずれかである特許請求の範囲第１項記載の可変干
   渉装置。 ５、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板のうち
   片方の基板の内面に導電体膜または半導体膜を形成し、
   他方の基板を前記導電体膜または半導体膜に接触させ、
   前記一対の基板の融点以下の温度に加熱しかつ前記導電
   体膜または半導体膜に直流電圧を印加して前記１対の基
   板を接合せしめることによりファブリーペロー干渉計を
   作製し、該干渉計に干渉特性を変化させる可変手段と光
   を導入及び導出する光学系を付設することを特徴とする
   可変干渉装置の製造方法。