JPS63284502A - 誘電体多層膜フィルタの製造方法 - Google Patents
誘電体多層膜フィルタの製造方法Info
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- JPS63284502A JPS63284502A JP11890687A JP11890687A JPS63284502A JP S63284502 A JPS63284502 A JP S63284502A JP 11890687 A JP11890687 A JP 11890687A JP 11890687 A JP11890687 A JP 11890687A JP S63284502 A JPS63284502 A JP S63284502A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的)
(産業上の利用分野)
この発明は、例えば光波長多重伝送システムに用いられ
る誘電体多層膜フィルタの製造方法に関する。
る誘電体多層膜フィルタの製造方法に関する。
(従来の技術)
光波長多重伝送方式の光合分波器には誘電体多層膜フィ
ルタが使用されている。この種の誘電体多層膜フィルタ
としては、バンド・パス・フィルタ(以下BPFと略す
)と長波長域通過フィルタ(以下LWPFと略す)と短
波長域通過フィルタ(以下5WPFと略す)とがある。
ルタが使用されている。この種の誘電体多層膜フィルタ
としては、バンド・パス・フィルタ(以下BPFと略す
)と長波長域通過フィルタ(以下LWPFと略す)と短
波長域通過フィルタ(以下5WPFと略す)とがある。
これらの誘電体多層膜フィルタは、光学ガラス基板上に
、電子ビーム加熱による蒸着方法等により、高屈折率物
質と低屈折率物質とを交互に多層に積層してなる。高屈
折率物質としては二酸化チタン(TiO2)や酸化ジル
コニウム(ZrO2)が、低屈折率物質としては二酸化
シリコン(SiO3)や酸化アルミニウム(AJ720
3 )が用いられる。
、電子ビーム加熱による蒸着方法等により、高屈折率物
質と低屈折率物質とを交互に多層に積層してなる。高屈
折率物質としては二酸化チタン(TiO2)や酸化ジル
コニウム(ZrO2)が、低屈折率物質としては二酸化
シリコン(SiO3)や酸化アルミニウム(AJ720
3 )が用いられる。
誘電体多層膜フィルタは、長期間に亘って所定の光学特
性を有することが望まれるが、誘電体多層膜フィルタに
は経時変化があり、光学特性の変動は避けられなかった
。
性を有することが望まれるが、誘電体多層膜フィルタに
は経時変化があり、光学特性の変動は避けられなかった
。
(発明が解決しようとする問題点)
光学特性の経時変化の問題を解決するために、特開昭5
8−137809号公報には、誘電体多層膜を形成後、
空気または酸素雰囲気中で100’C乃至350℃で加
熱してアニールを行なうことにより、高安定な誘電体多
層膜フィルタを形成することが提案されている。
8−137809号公報には、誘電体多層膜を形成後、
空気または酸素雰囲気中で100’C乃至350℃で加
熱してアニールを行なうことにより、高安定な誘電体多
層膜フィルタを形成することが提案されている。
しかしながら、本発明者は、誘電体多層膜を形成後、上
述のアニールを行なっても、経時変化を高精度には抑制
できないことを見出した。即ち、アニール後、大気中・
室温に取出すと、例えばBPFの場合、その分光特性の
中心波長値はアニール前の中心波長値より短波長側へ移
動し、放置時間が経過するに従い長波長側に移動するこ
とが判明した。
述のアニールを行なっても、経時変化を高精度には抑制
できないことを見出した。即ち、アニール後、大気中・
室温に取出すと、例えばBPFの場合、その分光特性の
中心波長値はアニール前の中心波長値より短波長側へ移
動し、放置時間が経過するに従い長波長側に移動するこ
とが判明した。
1.3Im帯のBPFについて、その経時変化を第1図
に示す。成膜後アニールをしないで25°C1相対湿度
(1?H)60%の恒温恒湿槽中に保管した場合の経時
変化を曲線1で、また成膜後1日経過したものを、大気
中350’Cで30分アニールした場合の、R860%
の室温に取出してからの経時変化を曲線5で示す。成膜
後アニールをしない場合には、経時変化は1275nm
から1300nmへと変化し、変化率は約2.0%にも
なる。またアニールをした場合でも、経時変化は127
2nmから1297r1mへと変化し、変化率は約2.
0%にもなる。なお、この経時変化の様子は酸素雰囲気
中でアニールした場合も同様の傾向であった。
に示す。成膜後アニールをしないで25°C1相対湿度
(1?H)60%の恒温恒湿槽中に保管した場合の経時
変化を曲線1で、また成膜後1日経過したものを、大気
中350’Cで30分アニールした場合の、R860%
の室温に取出してからの経時変化を曲線5で示す。成膜
後アニールをしない場合には、経時変化は1275nm
から1300nmへと変化し、変化率は約2.0%にも
なる。またアニールをした場合でも、経時変化は127
2nmから1297r1mへと変化し、変化率は約2.
0%にもなる。なお、この経時変化の様子は酸素雰囲気
中でアニールした場合も同様の傾向であった。
以上のように誘電体多層膜フィルタは、成膜後アニール
の有無に拘らず、経時変化により分光特性が大きく変化
する。また経時変化は長期間に亘っておこり、例えば大
気中で室温、あるいはR860%、25°Cの雰囲気中
で保管した場合には、アニールの有無に拘らず、経時変
化が飽和するまでに半年以上の時間がかかる。
の有無に拘らず、経時変化により分光特性が大きく変化
する。また経時変化は長期間に亘っておこり、例えば大
気中で室温、あるいはR860%、25°Cの雰囲気中
で保管した場合には、アニールの有無に拘らず、経時変
化が飽和するまでに半年以上の時間がかかる。
誘電体多層膜フィルタを光合分波器に用いる場合、分光
特性を高精度で合せようとすれば、成膜後経時変化が飽
和するまで長期間、誘電体多層膜フィルタを保管せねば
ならず、成膜した誘電体多層膜フィルタが規格範囲内の
ものであるか否かの判別に時間がかかり、従って、在庫
が多くなるという問題があった。さらに、経時変化の飽
和までに長時間を要し、分光特性の測定結果を誘電体多
層膜の成膜条件にフィードバックできず、分光特性を高
精度で再説性よく制御することができなかった。
特性を高精度で合せようとすれば、成膜後経時変化が飽
和するまで長期間、誘電体多層膜フィルタを保管せねば
ならず、成膜した誘電体多層膜フィルタが規格範囲内の
ものであるか否かの判別に時間がかかり、従って、在庫
が多くなるという問題があった。さらに、経時変化の飽
和までに長時間を要し、分光特性の測定結果を誘電体多
層膜の成膜条件にフィードバックできず、分光特性を高
精度で再説性よく制御することができなかった。
本発明は、上述の欠点を解消するもので、経時変化が少
ない誘電体多層膜フィルタを提供することを目的とする
。
ない誘電体多層膜フィルタを提供することを目的とする
。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
本発明は、基板上に高屈折率および低屈折率の誘電体物
質を多層に積層してなる誘電体多層膜フィルタの製造方
法において、前記基板に高屈折率および低屈折率の誘電
体物質を多層に積層した後、加湿雰囲気中で加熱するこ
とを特徴とする誘電体多層膜フィルタの製造方法でおる
。
質を多層に積層してなる誘電体多層膜フィルタの製造方
法において、前記基板に高屈折率および低屈折率の誘電
体物質を多層に積層した後、加湿雰囲気中で加熱するこ
とを特徴とする誘電体多層膜フィルタの製造方法でおる
。
(作 用)
成膜後の誘電体多層膜フィルタを加湿雰囲気中で加熱す
ることにより、以降の経時変化は極めて小さいものとな
り、経時変化が少ない誘電体多層膜フィルタが得られる
。
ることにより、以降の経時変化は極めて小さいものとな
り、経時変化が少ない誘電体多層膜フィルタが得られる
。
また経時変化が少ないため、誘電体多層膜の中心波長等
の分光特性を規格範囲内にあるか否かの判別が容易とな
り、また成膜の制御の指針が容易に得られ、所定の分光
特性を高精度で再現性良く制御可能とすることができる
。
の分光特性を規格範囲内にあるか否かの判別が容易とな
り、また成膜の制御の指針が容易に得られ、所定の分光
特性を高精度で再現性良く制御可能とすることができる
。
(実施例)
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
なお、誘電体多層膜フィルタとして、1.31JJn帯
のBPFを例にとり説明する。また作成したBPFの膜
厚構成は、下記の2313キヤビテイを有するものであ
る。
のBPFを例にとり説明する。また作成したBPFの膜
厚構成は、下記の2313キヤビテイを有するものであ
る。
基板IA−L−A−L−AI接着剤 ・・・・・・
(1)ここで、A=H−L−H・2L−H−L−H但し
、H−Lは各々光学的膜厚がλ。/4の高屈折率物質、
低屈折率物質である。2[は光学的膜厚がλ。/2の低
屈折率物質であり、キャビティを示す。
(1)ここで、A=H−L−H・2L−H−L−H但し
、H−Lは各々光学的膜厚がλ。/4の高屈折率物質、
低屈折率物質である。2[は光学的膜厚がλ。/2の低
屈折率物質であり、キャビティを示す。
第2図に示す電子ビーム蒸着装置において、蒸発源30
を収能するルツボ32は、二酸化チタンと二酸化シリコ
ンの2種類を複数個ずつ具備可能な、図示しない円板型
のものである。所定の物質を蒸着させる場合、電子銃3
4からエミッション電流が到達する位置へ回転させて持
って来る。電子銃34の加速電圧は、例えば10kVで
あり、エミッション電流値は、例えば二酸化チタンの場
合280mAであり、二酸化シリコンの場合60m A
である。二酸化チタンの蒸着の場合、二酸化チタンが還
元して黒色に着色した膜となるのを防ぐため、真空槽2
0内を高真空に排気した俊、酸素を例えば1X10=T
orr導入する反応性蒸着を用いる。又、基板22の温
度は、例えば300℃とした。
を収能するルツボ32は、二酸化チタンと二酸化シリコ
ンの2種類を複数個ずつ具備可能な、図示しない円板型
のものである。所定の物質を蒸着させる場合、電子銃3
4からエミッション電流が到達する位置へ回転させて持
って来る。電子銃34の加速電圧は、例えば10kVで
あり、エミッション電流値は、例えば二酸化チタンの場
合280mAであり、二酸化シリコンの場合60m A
である。二酸化チタンの蒸着の場合、二酸化チタンが還
元して黒色に着色した膜となるのを防ぐため、真空槽2
0内を高真空に排気した俊、酸素を例えば1X10=T
orr導入する反応性蒸着を用いる。又、基板22の温
度は、例えば300℃とした。
各層の膜厚制御は、蒸着中にモニタ基板12をポジショ
ン11の位置におき、光源31からの光線の透過率(あ
るいは図示しない方法である反射率〉を受光素子32で
検知し、透過率(あるいは反射率)の変化による極値を
検出することによって、ドーム21上に配置された製品
となる基板22.22.22に形成される膜厚を制御す
る光学的な膜厚制御方式を用いた。即ち、光源31から
の白色光は薄膜が蒸着されつつあるモニタ基板12を通
過し、波長が例えば波長λ。を有する単色フィルタ35
を通過して受光素子32に到達する。このようにして測
定された蒸着中の光量変化を信号として、図示しない増
幅器やペンレコーダを経て透過率の変化を表示、記録し
、λo / 4に相当する極値を検出して光学的膜厚を
制御する。なお、制御波長としてλ。として1240n
mを用いた。
ン11の位置におき、光源31からの光線の透過率(あ
るいは図示しない方法である反射率〉を受光素子32で
検知し、透過率(あるいは反射率)の変化による極値を
検出することによって、ドーム21上に配置された製品
となる基板22.22.22に形成される膜厚を制御す
る光学的な膜厚制御方式を用いた。即ち、光源31から
の白色光は薄膜が蒸着されつつあるモニタ基板12を通
過し、波長が例えば波長λ。を有する単色フィルタ35
を通過して受光素子32に到達する。このようにして測
定された蒸着中の光量変化を信号として、図示しない増
幅器やペンレコーダを経て透過率の変化を表示、記録し
、λo / 4に相当する極値を検出して光学的膜厚を
制御する。なお、制御波長としてλ。として1240n
mを用いた。
このようにして、23層構成の誘電体多層膜を真空中で
基板22.22.22上に形成後、例えば基板温度を2
50℃以下に冷却後、大気圧に戻し、真空槽20より取
り出した。
基板22.22.22上に形成後、例えば基板温度を2
50℃以下に冷却後、大気圧に戻し、真空槽20より取
り出した。
形成されたBPFの分光特性を第3図及び第4図に示す
。BPFを始めとする誘電体多層膜フィルタを光合分波
器に組立てる場合には、ガラス・ブロックに接着剤を介
して貼合せるため、BPFの膜構成は前述の(1)の如
くなる。しかし、成膜後、加湿、加温した恒温恒湿槽に
保管する時点では、構成(1)においては接着剤の変り
に空気となる。第3図及び第4図はこの時の分光特性を
示す。なお、ガラス・ブロックに接着剤を介して貼合せ
たときの分光特性を第5図及び第6図に示す。
。BPFを始めとする誘電体多層膜フィルタを光合分波
器に組立てる場合には、ガラス・ブロックに接着剤を介
して貼合せるため、BPFの膜構成は前述の(1)の如
くなる。しかし、成膜後、加湿、加温した恒温恒湿槽に
保管する時点では、構成(1)においては接着剤の変り
に空気となる。第3図及び第4図はこの時の分光特性を
示す。なお、ガラス・ブロックに接着剤を介して貼合せ
たときの分光特性を第5図及び第6図に示す。
さて、成膜後、25℃、R060%の恒温恒湿槽中でB
PFを保管すると、BPFの中心波長値は、既に説明し
たように第1図の曲線1の経時変化を示し、約200日
後はぼ一定値に飽和した。一方、同一製造ロットのBP
Fを、成膜後25℃、40℃および80℃での温度でそ
れぞれR895%の雰囲気を有する恒温恒湿槽中に3日
間保管後、恒温恒湿槽から取出し、25℃、R060%
の雰囲気中に戻し、経時変化を追跡した。この結果を同
様に第1図に示す。
PFを保管すると、BPFの中心波長値は、既に説明し
たように第1図の曲線1の経時変化を示し、約200日
後はぼ一定値に飽和した。一方、同一製造ロットのBP
Fを、成膜後25℃、40℃および80℃での温度でそ
れぞれR895%の雰囲気を有する恒温恒湿槽中に3日
間保管後、恒温恒湿槽から取出し、25℃、R060%
の雰囲気中に戻し、経時変化を追跡した。この結果を同
様に第1図に示す。
曲線2は25°C,R895%、曲線3は40’C,R
895%、曲線4は80℃、R895%の条件で加熱、
加湿したものである。
895%、曲線4は80℃、R895%の条件で加熱、
加湿したものである。
この結果より、25℃、R895%の場合は経時変化が
長波長側に移動したのに対し、80℃、R895%の場
合は経時変化が短波長側に移動した。しかし、これらの
経時変化の量は、れぞれ約0.2%、約0゜4%でおり
、25℃、R060%で保管した場合の約2゜0%と比
べ極めて小さい。また、40℃、RH95%場合には、
25℃、R060%の雰囲気中に戻した後の経時変化は
殆どなかった。なお、80℃、R895%の条件で加熱
、加湿した場合には、25℃、R895%の条件の場合
に比べ経時変化が早期に飽和している。
長波長側に移動したのに対し、80℃、R895%の場
合は経時変化が短波長側に移動した。しかし、これらの
経時変化の量は、れぞれ約0.2%、約0゜4%でおり
、25℃、R060%で保管した場合の約2゜0%と比
べ極めて小さい。また、40℃、RH95%場合には、
25℃、R060%の雰囲気中に戻した後の経時変化は
殆どなかった。なお、80℃、R895%の条件で加熱
、加湿した場合には、25℃、R895%の条件の場合
に比べ経時変化が早期に飽和している。
上述の実施例では、25℃1.IO’cおよび80’C
での温度でそれぞれR895%の雰囲気を有する恒温恒
湿槽中に3日間保管した場合を示したが、R895%で
温度が25℃乃至80℃の場合には、概ね曲線2と4と
の間の領域で経時変化する。また実施例では、加熱・加
湿の時間が4日間の場合を例に取り説明したが、1日以
上の加熱・加湿の時間ならば、第1図の時間軸が移動す
るのみで、曲線2.3.4とほぼ同様のものとなる。更
に、加湿条件はR860%以上であれば経時変化の短縮
に効果があり、以降の特性変動を極めて小さくできるこ
とが確認された。
での温度でそれぞれR895%の雰囲気を有する恒温恒
湿槽中に3日間保管した場合を示したが、R895%で
温度が25℃乃至80℃の場合には、概ね曲線2と4と
の間の領域で経時変化する。また実施例では、加熱・加
湿の時間が4日間の場合を例に取り説明したが、1日以
上の加熱・加湿の時間ならば、第1図の時間軸が移動す
るのみで、曲線2.3.4とほぼ同様のものとなる。更
に、加湿条件はR860%以上であれば経時変化の短縮
に効果があり、以降の特性変動を極めて小さくできるこ
とが確認された。
また本実施例では誘電体多層膜フィルタとしてBRFの
場合を例にとり説明したが、経時変化が問題となる他の
誘電体多層膜フィルタ、例えば他の膜構成のBPFやL
WPF、5WPFに対して適用しても良く、同様に経時
変化促進の効果が得られる。
場合を例にとり説明したが、経時変化が問題となる他の
誘電体多層膜フィルタ、例えば他の膜構成のBPFやL
WPF、5WPFに対して適用しても良く、同様に経時
変化促進の効果が得られる。
また、成膜後、膜に吸収があり透過率の低いもの、例え
ばBPFの透過率の最大値が80%等のものが得られる
ことがあるが、加湿・加温雰囲気、例えば40’C,R
895%雰囲気の恒温恒湿槽に4日間保管した後、25
℃、RHf30%の雰囲気に戻したところ透過率値は上
昇し、第3図に示すような高透過率のBPFが得られた
。即ち、本発明によれば、透過率が向上するという効果
もある。しかし25℃、R860%の雰囲気に保管した
場合には、このような効果は認められず、この低透過率
は回復しなかった。
ばBPFの透過率の最大値が80%等のものが得られる
ことがあるが、加湿・加温雰囲気、例えば40’C,R
895%雰囲気の恒温恒湿槽に4日間保管した後、25
℃、RHf30%の雰囲気に戻したところ透過率値は上
昇し、第3図に示すような高透過率のBPFが得られた
。即ち、本発明によれば、透過率が向上するという効果
もある。しかし25℃、R860%の雰囲気に保管した
場合には、このような効果は認められず、この低透過率
は回復しなかった。
[発明の効果]
以上のように本発明によれば、成膜後の誘電体多層膜フ
ィルタを加湿雰囲気中で加熱することにより、以降の経
時変化は極めて小さいものとなり、−経時変化が少ない
誘電体多層膜フィルタが得られる。このため、分光特性
の測定結果を誘電体多層膜の成膜条件にフィードバック
でき、中心波長値等の分光特性を高精度で再現性良く制
御でき、歩留り向上に寄与する。また通過帯域の透過率
の向上が得られ、膜の吸収の殆どない透明な高性能の誘
電体多層膜フィルタが提供出来る。
ィルタを加湿雰囲気中で加熱することにより、以降の経
時変化は極めて小さいものとなり、−経時変化が少ない
誘電体多層膜フィルタが得られる。このため、分光特性
の測定結果を誘電体多層膜の成膜条件にフィードバック
でき、中心波長値等の分光特性を高精度で再現性良く制
御でき、歩留り向上に寄与する。また通過帯域の透過率
の向上が得られ、膜の吸収の殆どない透明な高性能の誘
電体多層膜フィルタが提供出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図はBPFの中心周波数の経時変化特性を示す図、
第2図はBPFを形成するための電子ビーム蒸着装置を
示す構成図、第3図乃至第6図はBPFの分光特性の測
定結果を示す特性曲線図である。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 竹 花 喜久男
第2図はBPFを形成するための電子ビーム蒸着装置を
示す構成図、第3図乃至第6図はBPFの分光特性の測
定結果を示す特性曲線図である。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 竹 花 喜久男
Claims (1)
- 基板上に高屈折率および低屈折率の誘電体物質を多層に
積層してなる誘電体多層膜フィルタの製造方法において
、前記基板に高屈折率および低屈折率の誘電体物質を多
層に積層した後、加湿雰囲気中で加熱することを特徴と
する誘電体多層膜フィルタの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11890687A JPS63284502A (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | 誘電体多層膜フィルタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11890687A JPS63284502A (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | 誘電体多層膜フィルタの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63284502A true JPS63284502A (ja) | 1988-11-21 |
Family
ID=14748095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11890687A Pending JPS63284502A (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | 誘電体多層膜フィルタの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63284502A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0389201A (ja) * | 1989-08-31 | 1991-04-15 | Toshiba Glass Co Ltd | 多層光干渉膜 |
JP2003043420A (ja) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Fujikura Ltd | 誘電体多層膜付光コリメータ部品およびその製造方法 |
US10007039B2 (en) | 2012-09-26 | 2018-06-26 | 8797625 Canada Inc. | Multilayer optical interference filter |
-
1987
- 1987-05-18 JP JP11890687A patent/JPS63284502A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0389201A (ja) * | 1989-08-31 | 1991-04-15 | Toshiba Glass Co Ltd | 多層光干渉膜 |
JP2003043420A (ja) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Fujikura Ltd | 誘電体多層膜付光コリメータ部品およびその製造方法 |
JP4657515B2 (ja) * | 2001-08-01 | 2011-03-23 | 株式会社フジクラ | 誘電体多層膜付光コリメータ部品の製造方法 |
US10007039B2 (en) | 2012-09-26 | 2018-06-26 | 8797625 Canada Inc. | Multilayer optical interference filter |
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