KR20180062463A - 광 검출 장치 - Google Patents

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KR20180062463A
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마사키 히로세
가츠미 시바야마
다카시 가사하라
도시미츠 가와이
히로키 오야마
유미 데라마치
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하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
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Abstract

광 검출 장치는 광 투과 영역이 마련된 패브리 페로 간섭 필터와, 광 투과 영역을 투과한 광을 검출하는 광 검출기와, 개구를 가지고, 패브리 페로 간섭 필터 및 광 검출기를 수용하는 패키지와, 개구를 막도록 패키지의 내면에 배치되어, 광 투과 영역에 입사되는 광을 투과시키는 밴드 패스 필터를 포함하는 광 투과부를 구비한다. 라인에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 패브리 페로 간섭 필터의 외연은, 개구의 외연보다도 외측에 위치하고 있고, 광 투과부의 외연은 패브리 페로 간섭 필터의 외연보다도 외측에 위치하고 있다.

Description

광 검출 장치
본 개시는 서로의 거리가 가변(可變)으로 된 제1 미러 및 제2 미러를 가지는 패브리 페로(fabry-perot) 간섭 필터를 구비하는 광 검출 장치에 관한 것이다.
서로의 거리가 가변으로 된 제1 미러 및 제2 미러를 가지는 패브리 페로 간섭 필터와, 패브리 페로 간섭 필터를 투과한 광을 검출하는 광 검출기와, 패브리 페로 간섭 필터 및 광 검출기를 수용하는 패키지와, 패키지의 개구(開口)를 막도록 패키지의 내면에 배치된 광 투과부를 구비하는 광 검출 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1: 국제 공개 제15/064758호
상술한 것 같은 광 검출 장치에 있어서는, S/N비 및 분해능(分解能)을 향상시키는 관점에서, 미광(迷光)(패브리 페로 간섭 필터의 광 투과 영역을 투과하지 않는 광)이 광 검출기에 입사되는 것을 억제하는 것이 매우 중요하다. 또, 패브리 페로 간섭 필터에 있어서는, 제1 미러와 제2 미러의 거리를 매우 정밀도 좋게 제어할 필요가 있기 때문에, 사용 환경 온도의 변화에 기인하여 패브리 페로 간섭 필터에 생기는 응력의 변동을 억제하기 위해서, 패키지 내의 온도의 균일화를 도모하는 것도 매우 중요하다.
이에, 본 개시의 일 형태는, 광 검출 특성이 높은 광 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 형태에 따른 광 검출 장치는, 서로의 거리가 가변으로 된 제1 미러 및 제2 미러를 가지고, 제1 미러와 제2 미러의 거리에 따른 광을 투과시키는 광 투과 영역이 소정의 라인 상에 마련된 패브리 페로 간섭 필터와, 라인 상에 있어서 패브리 페로 간섭 필터의 제1 측에 배치되어, 광 투과 영역을 투과한 광을 검출하는 광 검출기와, 라인 상에 있어서 패브리 페로 간섭 필터의 제2 측에 위치하는 개구를 가지고, 패브리 페로 간섭 필터 및 광 검출기를 수용하는 패키지와, 개구를 막도록 패키지의 내면에 배치되어, 광 투과 영역에 입사되는 광을 투과시키는 밴드 패스 필터를 포함하는 광 투과부를 구비하고, 라인에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 패브리 페로 간섭 필터의 외연(外緣, 바깥 가장자리)은, 개구의 외연보다도 외측(外側)에 위치하고 있고, 광 투과부의 외연은, 패브리 페로 간섭 필터의 외연보다도 외측에 위치하고 있다.
이 광 검출 장치에서는, 패브리 페로 간섭 필터의 외연이 패키지의 개구의 외연보다도 외측에 위치하고 있고, 밴드 패스 필터를 포함하는 광 투과부의 외연이 패브리 페로 간섭 필터의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 패키지의 개구에서의 광의 입사각, 패키지의 개구에서의 회절 등에 기인하여 광 투과부의 측면(소정의 라인에 평행한 방향에 있어서 서로 대향하는 광 투과 부재의 광 입사면 및 광 출사면을 제외한 면)을 통해서 광이 패키지 내로 진입하여 미광이 되는 것을 억제할 수 있다. 또, 패키지의 개구에서의 광의 입사각, 패키지의 개구에서의 회절 등에 기인하여 미광이 된 광이 광 검출기에 입사되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 예를 들면 광 투과부의 외연이 패브리 페로 간섭 필터의 외연보다도 내측에 위치하고 있는 경우에 비해, 광 투과부의 열용량, 및 광 투과부와 패키지의 열적인 접속 면적이 커지기 때문에, 결과적으로, 패키지 내의 온도의 균일화를 도모할 수 있다. 이상에 의해, 이 광 검출 장치에서는, 광 검출 특성이 높아진다.
본 개시의 일 형태에 따른 광 검출 장치에서는, 광 투과부는 밴드 패스 필터가 마련된 광 투과 부재를 추가로 포함하고, 라인에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 광 투과 부재의 외연은 패브리 페로 간섭 필터의 외연보다도 외측에 위치하고 있어도 된다. 즉, 이 경우의 광 검출 장치(제1 측면의 광 검출 장치)는, 서로의 거리가 가변으로 된 제1 미러 및 제2 미러를 가지고, 제1 미러와 제2 미러의 거리에 따른 광을 투과시키는 광 투과 영역이 소정의 라인 상에 마련된 패브리 페로 간섭 필터와, 라인 상에 있어서 패브리 페로 간섭 필터의 한쪽 측(제1 측)에 배치되어, 광 투과 영역을 투과한 광을 검출하는 광 검출기와, 라인 상에 있어서 패브리 페로 간섭 필터의 다른 쪽 측(제2 측)에 위치하는 개구를 가지고, 패브리 페로 간섭 필터 및 광 검출기를 수용하는 패키지와, 개구를 막도록 패키지의 내면에 배치된 광 투과 부재와, 광 투과 부재에 마련된 밴드 패스 필터를 구비하고, 라인에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 패브리 페로 간섭 필터의 외연은, 개구의 외연보다도 외측에 위치하고 있고, 광 투과 부재의 외연은, 패브리 페로 간섭 필터의 외연보다도 외측에 위치하고 있다.
이 제1 측면의 광 검출 장치에서는, 패브리 페로 간섭 필터의 외연이 패키지의 개구의 외연보다도 외측에 위치하고 있고, 광 투과 부재의 외연이 패브리 페로 간섭 필터의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 패키지의 개구에서의 광의 입사각, 패키지의 개구에서의 회절 등에 기인하여 광 투과 부재의 측면(소정의 라인에 평행한 방향에 있어서 서로 대향하는 광 투과 부재의 광 입사면 및 광 출사면을 제외한 면)을 통해서 광이 패키지 내로 진입하여 미광이 되는 것을 억제할 수 있다. 또, 패키지의 개구에서의 광의 입사각, 패키지의 개구에서의 회절 등에 기인하여 미광이 된 광이 광 검출기에 입사되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 예를 들면 광 투과 부재의 외연이 패브리 페로 간섭 필터의 외연보다도 내측에 위치하고 있는 경우에 비해, 광 투과 부재의 열용량, 및 광 투과 부재와 패키지의 열적(熱的)인 접속 면적이 커지기 때문에, 결과적으로, 패키지 내의 온도의 균일화를 도모할 수 있다. 이상에 의해, 이 제1 측면의 광 검출 장치에서는, 광 검출 특성이 높아진다.
제1 측면의 광 검출 장치에서는, 라인에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 밴드 패스 필터의 외연은, 패브리 페로 간섭 필터의 외연보다도 외측에 위치하고 있어도 된다. 이것에 의해, 패브리 페로 간섭 필터의 광 투과 영역에 입사되는 광이 밴드 패스 필터를 투과한 것이 보증된다.
제1 측면의 광 검출 장치에서는, 광 투과 부재의 두께는 패브리 페로 간섭 필터와 광 투과 부재의 거리에 0.5를 곱한 값 이상의 값이어도 된다. 이것에 의해, 광 투과 부재의 열용량이 커지는 한편으로 패키지 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지 내의 온도에 대해 한층 더 균일화를 도모할 수 있다.
제1 측면의 광 검출 장치에서는, 패브리 페로 간섭 필터는 제1 미러 및 제2 미러를 지지하는 실리콘 기판을 가지고, 광 검출기는 광전 변환 영역이 형성된 InGaAs 기판을 가져도 된다. 광전 변환 영역이 형성된 InGaAs 기판을 가지는 광 검출기는, 예를 들면, 1200nm 보다도 짧은 파장을 가지는 광, 및 2100nm 보다도 긴 파장을 가지는 광에 비해, 1200nm 이상 2100nm 이하의 파장을 가지는 광에 대해서 높은 감도를 가진다. 그러나, 당해 광 검출기는 2100nm 보다도 긴 파장을 가지는 광에 비하면, 1200nm 보다도 짧은 파장을 가지는 광에 대해서도 높은 감도를 가진다. 여기서, 실리콘 기판은 1200nm 이상의 파장을 가지는 광에 비해, 1200nm 보다도 짧은 파장을 가지는 광에 대해서 높은 흡수성을 가진다(실리콘 기판의 제조 방법, 두께, 불순물 농도에도 의존하지만, 특히 1100nm 보다도 짧은 파장을 가지는 광에 대해서 높은 흡수성을 가진다). 따라서, 상기 구성에 의해, 예를 들면, 1200nm 이상 2100nm 이하의 파장을 가지는 광을 검출해야 하는 경우에, 패브리 페로 간섭 필터의 실리콘 기판을 하이 패스 필터로서 기능시킬 수 있고, 결과적으로, 밴드 패스 필터와의 상승 효과에 의해, 광 검출기가 노이즈광(1200nm 보다도 짧은(특히 1100nm 보다도 짧은) 파장을 가지는 광, 및 2100nm 보다도 긴 파장을 가지는 광)을 검출하는 것을 확실히 억제할 수 있다.
제1 측면의 광 검출 장치에서는, 밴드 패스 필터는 광 투과 부재의 광 출사면에 마련되어 있어도 된다. 이것에 의해, 외부로부터의 물리적 간섭에 기인하여 밴드 패스 필터에 파손 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다.
제1 측면의 광 검출 장치는 패키지를 관통하는 리드 핀과, 패브리 페로 간섭 필터의 단자와 리드 핀을 전기적으로 접속시키는 와이어를 추가로 구비해도 된다. 상술한 것처럼, 이 광 검출 장치에서는, 패브리 페로 간섭 필터의 외연이 패키지의 개구의 외연보다도 외측에 위치하고 있고, 광 투과 부재의 외연이 패브리 페로 간섭 필터의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 그 때문에, 와이어가 휘었다고 하더라도, 와이어와 패키지의 접촉을 방지할 수 있다.
본 개시의 일 형태에 따른 광 검출 장치는 접착 부재를 추가로 구비하고, 밴드 패스 필터의 형상은, 다각형 판 모양이며, 패키지는 개구가 형성된 제1 벽부, 패브리 페로 간섭 필터, 밴드 패스 필터 및 광 검출기를 사이에 두고 제1 벽부와 대향하는 제2 벽부, 및 패브리 페로 간섭 필터, 밴드 패스 필터 및 광 검출기를 포위하는 원통 모양의 측벽부를 가지고, 접착 부재는 제1 벽부의 내면에 대해서 밴드 패스 필터를 고정하고 있고, 라인에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 밴드 패스 필터의 외연은, 패브리 페로 간섭 필터의 외연보다도 외측에 위치하고 있어도 된다. 즉, 이 경우의 광 검출 장치(제2 측면의 광 검출 장치)는, 서로의 거리가 가변으로 된 제1 미러 및 제2 미러를 가지고, 제1 미러와 제2 미러의 거리에 따른 광을 투과시키는 광 투과 영역이 소정의 라인 상에 마련된 패브리 페로 간섭 필터와, 라인 상에 있어서 패브리 페로 간섭 필터의 한쪽 측(제2 측)에 배치되어, 광 투과 영역에 입사되는 광을 투과시키는 다각형 판 모양의 밴드 패스 필터와, 라인 상에 있어서 패브리 페로 간섭 필터의 다른 쪽 측(제1 측)에 배치되어, 광 투과 영역을 투과한 광을 검출하는 광 검출기와, 라인 상에 있어서 밴드 패스 필터의 한쪽 측에 위치하는 개구(광 입사 개구)가 형성된 제1 벽부, 패브리 페로 간섭 필터, 밴드 패스 필터 및 광 검출기를 사이에 두고 제1 벽부와 대향하는 제2 벽부, 및 패브리 페로 간섭 필터, 밴드 패스 필터 및 광 검출기를 포위하는 원통 모양의 측벽부를 가지는 패키지와, 제1 벽부의 내면에 대해서 밴드 패스 필터를 고정하는 접착 부재를 구비하고, 라인에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 패브리 페로 간섭 필터의 외연은, 개구의 외연보다도 외측에 위치하고 있고, 밴드 패스 필터의 외연은, 패브리 페로 간섭 필터의 외연보다도 외측에 위치하고 있다.
배경 기술로서 기재한 것 같은 광 검출 장치에 있어서, 예를 들면 소정의 파장 범위의 광에 대해서 분광 스펙트럼을 얻기 위해서는, 당해 파장 범위의 광만을 밴드 패스 필터가 투과시킬 필요가 있다. 즉, 광 검출 장치의 광 검출 특성을 향상시키기 위해서는, 밴드 패스 필터를 적절히 기능시키는 것이 중요하다. 그 점, 이 제2 측면의 광 검출 장치에서는, 패키지의 측벽부의 형상이 원통 모양인데 반해, 밴드 패스 필터의 형상이 다각형 판 모양이다. 이것에 의해, 밴드 패스 필터의 각 측면(소정의 라인에 평행한 방향에 있어서 서로 대향하는 밴드 패스 필터의 광 입사면 및 광 출사면을 제외한 면)과 측벽부의 내면의 거리에 비해, 밴드 패스 필터의 각 모서리부(角部)(서로 이웃하는 측면에 의해서 형성되는 모서리부)와 측벽부의 내면의 거리가 작아진다. 따라서, 패키지의 제1 벽부의 내면에 대해서 고정된 밴드 패스 필터는, 그 각 모서리부에 의해서, 고정밀도로 위치 결정된 상태가 된다. 여기서, 예를 들면 밴드 패스 필터의 형상이 원형 판 모양인 경우에, 밴드 패스 필터의 고정밀한 위치 결정을 실현할 수 있도록, 밴드 패스 필터의 측면과 측벽부의 내면의 거리가 작아지도록 밴드 패스 필터가 대경화(大徑化)되면, 다음과 같은 문제가 생긴다. 즉, 패키지의 제1 벽부의 내면과 열적으로 접속되는 밴드 패스 필터의 광 입사면의 면적이 커지기 때문에, 밴드 패스 필터가 패키지로부터의 열적인 영향(열에 의한 변형 등)을 받기 쉬워진다. 이것에 대해서, 밴드 패스 필터의 형상이 다각형 판 모양이면, 패키지의 제1 벽부의 내면과 열적으로 접속되는 밴드 패스 필터의 광 입사면의 면적이, 예를 들면 밴드 패스 필터의 형상이 원형 판 모양인 경우에 비해 작아지기 때문에, 밴드 패스 필터가 패키지로부터의 열적인 영향을 받기 어려워진다. 또한, 패브리 페로 간섭 필터의 외연이 개구의 외연보다도 외측에 위치하고 있고, 밴드 패스 필터의 외연이 패브리 페로 간섭 필터의 외연보다도 외측에 위치하고 있기 때문에, 패브리 페로 간섭 필터의 광 투과 영역에 입사되는 광이 밴드 패스 필터를 투과한 것이 보증된다. 이상에 의해, 이 제2 측면의 광 검출 장치에 의하면, 밴드 패스 필터를 적절히 기능시킬 수 있다.
제2 측면의 광 검출 장치는, 개구를 막도록 제1 벽부의 내면에 배치된 광 투과 부재를 추가로 구비하고, 밴드 패스 필터는 접착 부재에 의해서, 광 투과 부재의 내면에 고정되어 있고, 접착 부재는 광 투과 부재의 내면과 대향하는 밴드 패스 필터의 광 입사면의 모든 영역에 배치되어 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 접착 부재가 밴드 패스 필터의 광 입사면의 모든 영역에 배치되어 있기 때문에, 제1 벽부의 내면에 대해서 밴드 패스 필터가 확실하게 고정된 상태가 된다. 또, 제조시에 접착 부재 중에 기포가 생겼다고 하더라도, 밴드 패스 필터의 각 측면과 측벽부의 내면의 사이로부터 당해 기포가 빠지기 쉽기 때문에, 접착 부재에서의 광의 산란 및 회절 등이 억제된다. 또한, 이 구성에 의하면, 광 투과 부재가 마련되어 있기 때문에, 패키지의 기밀성(氣密性)이 향상된다. 또, 밴드 패스 필터가 광 투과 부재의 내면에 고정되어 있기 때문에, 패키지로부터의 열적인 영향을 보다 받기 어려워진다.
제2 측면의 광 검출 장치에서는, 개구를 막도록 제1 벽부의 내면에 배치된 광 투과 부재를 추가로 구비하고, 밴드 패스 필터는, 접착 부재에 의해서, 광 투과 부재의 내면에 고정되어 있고, 접착 부재는 광 투과 부재의 내면과 대향하는 밴드 패스 필터의 광 입사면 중 모서리 영역을 제외한 영역에 배치되어 있지 않고, 모서리 영역에 배치되어 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 접착 부재가, 밴드 패스 필터의 광 입사면 중 모서리 영역을 제외한 영역에 배치되어 있지 않기 때문에, 접착 부재에서의 광의 산란 및 회절 등이 보다 확실히 억제된다. 또한, 이 구성에 의하면, 광 투과 부재가 마련되어 있기 때문에, 패키지의 기밀성이 향상된다. 또, 밴드 패스 필터가 광 투과 부재의 내면에 고정되어 있음과 아울러, 접착 부재가 밴드 패스 필터의 광 입사면 중 모서리 영역을 제외한 영역에 배치되어 있지 않기 때문에, 패키지로부터의 열적인 영향을 보다 받기 어려워진다.
제2 측면의 광 검출 장치에서는, 밴드 패스 필터는, 접착 부재에 의해서, 제1 벽부의 내면에 고정되어 있고, 접착 부재는 제1 벽부의 내면과 대향하는 밴드 패스 필터의 광 입사면 중 개구와 대향하는 대향 영역을 제외한 영역에 배치되어 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 접착 부재가, 밴드 패스 필터의 광 입사면 중 개구와 대향하는 대향 영역을 제외한 영역에 배치되어 있기 때문에, 제1 벽부의 내면에 대해서 밴드 패스 필터가 확실하게 고정된 상태가 된다. 또, 제조시에 접착 부재 중에 기포가 생겼다고 하더라도, 밴드 패스 필터의 각 측면과 측벽부의 내면의 사이뿐만이 아니라 개구로부터도 당해 기포가 빠지기 쉽기 때문에, 접착 부재에서의 광의 산란 및 회절 등이 억제된다.
제2 측면의 광 검출 장치에서는, 밴드 패스 필터는, 접착 부재에 의해서, 제1 벽부의 내면에 고정되어 있고, 접착 부재는 제1 벽부의 내면과 대향하는 밴드 패스 필터의 광 입사면 중 모서리 영역을 제외한 영역에 배치되어 있지 않고, 모서리 영역에 배치되어 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 접착 부재가, 밴드 패스 필터의 광 입사면 중 모서리 영역을 제외한 영역에 배치되어 있지 않기 때문에, 접착 부재에서의 광의 산란 및 회절 등이 보다 확실히 억제된다.
제2 측면의 광 검출 장치에서는, 접착 부재는 라인에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 밴드 패스 필터의 외연으로부터 외측으로 돌출되어 있고, 접착 부재 중 밴드 패스 필터의 외연으로부터 외측으로 돌출된 부분은, 밴드 패스 필터의 측면에 접촉하고 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 밴드 패스 필터가 보다 확실하게 고정된 상태가 된다.
제2 측면의 광 검출 장치에서는, 라인에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 개구의 형상은 원형 모양이어도 된다. 이 구성에 의하면, 패키지 내에 입사되는 광의 강도 프로파일이 균일화된다.
제2 측면의 광 검출 장치에서는, 밴드 패스 필터의 형상은 사각형 판 모양이어도 된다. 이 구성에 의하면, 패키지의 제1 벽부의 내면에 대한 밴드 패스 필터의 고정의 안정성을 확보하면서, 패키지로부터 밴드 패스 ?터에 주어지는 열적인 영향을 효과적으로 억제할 수 있다.
제2 측면의 광 검출 장치에서는, 패키지는 금속 재료에 의해서 형성되어 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 패키지의 기밀성이 향상됨과 아울러, 전기적인 쉴드가 용이해진다. 또한, 패키지가 금속 재료에 의해서 형성되어 있으면, 패키지의 열전도율이 높아지지만, 상술한 것처럼, 패키지의 측벽부의 형상이 원통 모양인데 반해, 밴드 패스 필터의 형상이 다각형 판 모양이기 때문에, 밴드 패스 필터는 패키지로부터의 열적인 영향을 받기 어렵다.
본 개시의 일 형태에 의하면, 광 검출 특성이 높은 광 검출 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태의 광 검출 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 광 검출 장치의 평면도이다.
도 3은 도 1의 광 검출 장치의 패브리 페로 간섭 필터의 사시도이다.
도 4는 도 3의 IV－IV선을 따른 패브리 페로 간섭 필터의 단면도이다.
도 5는 제2 실시 형태의 광 검출 장치의 단면도이다.
도 6은 제2 실시 형태의 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 7은 제3 실시 형태의 광 검출 장치의 단면도이다.
도 8은 도 7의 광 검출 장치의 일부의 확대도이다.
도 9는 도 7의 광 검출 장치의 평면도이다.
도 10은 도 7의 광 검출 장치의 패브리 페로 간섭 필터의 사시도이다.
도 11은 도 10의 XI-XI선을 따른 패브리 페로 간섭 필터의 단면도이다.
도 12는 제4 실시 형태의 광 검출 장치의 단면도이다.
도 13은 도 12의 광 검출 장치의 평면도이다.
도 14는 제5 실시 형태의 광 검출 장치의 단면도이다.
도 15는 도 14의 광 검출 장치의 평면도이다.
도 16은 제6 실시 형태의 광 검출 장치의 단면도이다.
도 17은 도 16의 광 검출 장치의 평면도이다.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 부분을 생략한다.
［제1 실시 형태］
［광 검출 장치의 구성］
도 1에 나타내지는 것처럼, 광 검출 장치(1A)는 패키지(2)를 구비하고 있다. 패키지(2)는 스템(stem, 3)과, 캡(4)을 가지는 CAN 패키지이다. 캡(4)은 측벽(5) 및 천벽(天壁, 6)에 의해서 일체적으로 구성되어 있다. 천벽(6)은 소정의 라인 L에 평행한 방향에 있어서 스템(3)과 대향하고 있다. 스템(3) 및 캡(4)은, 예를 들면 금속으로 이루어지고, 서로 기밀하게 접합되어 있다.
스템(3)의 내면(3a)에는, 배선 기판(7)이 고정되어 있다. 배선 기판(7)의 기판 재료로서는, 예를 들면, 실리콘, 세라믹, 석영, 유리, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 배선 기판(7)에는 광 검출기(8), 및 서미스터 등의 온도 보상용 소자(도시 생략)가 실장되어 있다. 광 검출기(8)는 라인 L상에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 광 검출기(8)는 그 수광부의 중심선이 라인 L과 일치하도록 배치되어 있다. 광 검출기(8)는, 예를 들면, InGaAs 등이 이용된 양자형 센서, 서모 파일(thermo pile) 또는 볼로미터(bolometer) 등이 이용된 열형(熱型) 센서 등의 적외선 검출기이다. 자외, 가시, 근적외의 각 파장 대역의 광을 검출하는 경우에는, 광 검출기(8)로서 예를 들면, 실리콘 포토 다이오드 등을 이용할 수 있다. 또한, 광 검출기(8)에는, 1개의 수광부가 마련되어 있어도 되고, 혹은, 복수의 수광부가 어레이 모양으로 마련되어 있어도 된다. 또한, 복수의 광 검출기(8)가 배선 기판(7)에 실장되어 있어도 된다.
배선 기판(7)상에는, 복수의 스페이서(9)가 고정되어 있다. 각 스페이서(9)의 재료로서는, 예를 들면, 실리콘, 세라믹, 석영, 유리, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 복수의 스페이서(9)상에는, 패브리 페로 간섭 필터(10)가 예를 들면 접착제에 의해서 고정되어 있다. 패브리 페로 간섭 필터(10)는 라인 L상에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 패브리 페로 간섭 필터(10)는 그 광 투과 영역(10a)의 중심선이 라인 L과 일치하도록 배치되어 있다. 또한, 스페이서(9)는 배선 기판(7)에 일체적으로 구성되어 있어도 된다. 또, 패브리 페로 간섭 필터(10)는 복수의 스페이서(9)에 의해서가 아니라, 1개의 스페이서(9)에 의해서 지지되어 있어도 된다.
스템(3)에는, 복수의 리드 핀(11)이 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 각 리드 핀(11)은 스템(3)과의 사이의 전기적인 절연성 및 기밀성이 유지된 상태로, 스템(3)을 관통하고 있다. 각 리드 핀(11)에는, 배선 기판(7)에 마련된 전극 패드, 광 검출기(8)의 단자, 온도 보상용 소자의 단자, 및 패브리 페로 간섭 필터(10)의 단자의 각각이, 와이어(12)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 이것에 의해, 광 검출기(8), 온도 보상용 소자, 및 패브리 페로 간섭 필터(10)의 각각에 대한 전기 신호의 입출력 등이 가능하다.
패키지(2)에는 개구(2a)가 마련되어 있다. 보다 구체적으로는, 개구(2a)는 그 중심선이 라인 L과 일치하도록 캡(4)의 천벽(6)에 마련되어 있다. 천벽(6)의 내면(6a)에는, 개구(2a)를 막도록 광 투과 부재(13)가 배치되어 있다. 광 투과 부재(13)는 천벽(6)의 내면(6a)에 기밀하게 접합되어 있다. 광 투과 부재(13)는 적어도 광 검출 장치(1A)의 측정 파장 범위의 광을 투과시킨다. 광 투과 부재(13)는 라인 L에 평행한 방향에 있어서 서로 대향하는 광 입사면(13a) 및 광 출사면(13b), 및 측면(13c)을 포함하는 판 모양의 부재이다. 광 투과 부재(13)는, 예를 들면, 유리, 석영, 실리콘, 게르마늄, 플라스틱 등으로 이루어진다.
광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에는, 밴드 패스 필터(14)가 마련되어 있다. 밴드 패스 필터(14)는, 예를 들면, 증착, 부착 등에 의해서, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 배치되어 있다. 밴드 패스 필터(14)는 광 검출 장치(1A)의 측정 파장 범위의 광을 선택적으로 투과시킨다. 밴드 패스 필터(14)는 예를 들면, TiO2, Ta2O5 등의 고굴절 재료와, SiO2, MgF2 등의 저굴절 재료의 조합으로 이루어지는 유전체 다층막이다.
광 검출 장치(1A)에 있어서는, 광 투과 부재(13) 및 밴드 패스 필터(14)에 의해서 광 투과부(100)가 구성되어 있다. 즉, 광 투과부(100)는 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사되는 광을 투과시키는 밴드 패스 필터(14)를 포함하고 있다.
광 검출 장치(1A)에서는, 패키지(2)가 배선 기판(7), 광 검출기(8), 온도 보상용 소자(도시 생략), 복수의 스페이서(9), 및 패브리 페로 간섭 필터(10)를 수용하고 있다. 패키지(2) 내에서는, 광 검출기(8)가 라인 L상에 있어서 패브리 페로 간섭 필터(10)의 한쪽 측(제1 측)에 위치하고 있고, 개구(2a) 및 광 투과 부재(13)가 라인 L상에 있어서 패브리 페로 간섭 필터(10)의 다른 쪽 측(제2 측)에 위치하고 있다.
광 투과 부재(13)의 두께 T(라인 L에 평행한 방향에 있어서의 두께, 광 입사면(13a)과 광 출사면(13b)의 거리)는, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 투과 부재(13)의 거리 D1(패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 부재(13)측의 표면과, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)의 거리)에 0.5를 곱한 값 이상의 값이다. 또, 광 투과 부재(13)의 두께 T는, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 검출기(8)의 거리 D2(패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 검출기(8)측의 표면과, 광 검출기(8)의 패브리 페로 간섭 필터(10)측의 표면의 거리) 이상의 값이다.
라인 L에 평행한 방향에서 보았을 경우에 있어서의 각 부의 위치 관계 및 대소 관계는, 다음과 같다. 도 2에 나타내지는 것처럼, 개구(2a)의 중심선, 광 투과 부재(13)의 중심선, 밴드 패스 필터(14)의 중심선, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 중심선, 및 광 검출기(8)의 수광부의 중심선은, 라인 L과 일치하고 있다. 개구(2a), 및 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 외연은, 예를 들면 원형 모양이다. 광 투과 부재(13), 밴드 패스 필터(14), 패브리 페로 간섭 필터(10), 및 광 검출기(8)의 외연은, 예를 들면 직사각형 모양이다.
패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 외연은, 광 검출기(8)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 개구(2a)의 외연은, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 밴드 패스 필터(14)의 외연은, 개구(2a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연은, 개구(2a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연은, 광 검출기(8)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 밴드 패스 필터(14)의 외연은, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 광 투과 부재(13)의 외연은, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 광 검출 장치(1A)에서는, 광 투과 부재(13)의 외연과 밴드 패스 필터(14)의 외연이 일치하고 있다. 또한, 「소정의 방향에서 보았을 경우에 한 외연이 다른 외연보다도 외측에 위치하고 있다」란, 「소정의 방향에서 보았을 경우에 한 외연이 다른 외연을 포위하고 있다」, 「소정의 방향에서 보았을 경우에 한 외연이 다른 외연을 포함하고 있다」의 의미이다.
이상과 같이 구성된 광 검출 장치(1A)에 있어서는, 외부로부터, 개구(2a), 광 투과 부재(13) 및 밴드 패스 필터(14)를 통해서, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 광이 입사되면, 소정의 파장을 가지는 광이 선택적으로 투과된다(자세한 것은 후술한다). 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과한 광은, 광 검출기(8)의 수광부에 입사되어, 광 검출기(8)에 의해서 검출된다.
［패브리 페로 간섭 필터의 구성］
도 3에 나타내지는 것처럼, 패브리 페로 간섭 필터(10)에서는, 제1 미러와 제2 미러의 거리에 따른 광을 투과시키는 광 투과 영역(10a)이 라인 L상에 마련되어 있다. 광 투과 영역(10a)에 있어서는, 제1 미러와 제2 미러의 거리가 매우 정밀도 좋게 제어된다. 즉, 광 투과 영역(10a)은 패브리 페로 간섭 필터(10) 중, 소정의 파장을 가지는 광을 선택적으로 투과시키기 위해서 제1 미러와 제2 미러의 거리를 소정의 거리로 제어하는 것이 가능한 영역으로서, 제1 미러와 제2 미러의 거리에 따른 소정의 파장을 가지는 광이 투과 가능한 영역이다.
도 4에 나타내지는 것처럼, 패브리 페로 간섭 필터(10)는 기판(21)을 구비하고 있다. 기판(21)의 광 입사측의 표면(21a)에는, 반사 방지층(31), 제1 적층체(32), 중간층(33) 및 제2 적층체(34)가 이 순서로 적층되어 있다. 제1 적층체(32)와 제2 적층체(34)의 사이에는, 프레임 모양의 중간층(33)에 의해서 공극(空隙)(에어 갭) S가 형성되어 있다. 기판(21)은, 예를 들면, 실리콘, 석영, 유리 등으로 이루어진다. 기판(21)이 실리콘으로 이루어지는 경우에는, 반사 방지층(31) 및 중간층(33)은, 예를 들면, 산화 실리콘으로 이루어진다. 중간층(33)의 두께는 중심 투과 파장(즉, 패브리 페로 간섭 필터(10)가 투과시킬 수 있는 파장 범위의 중심 파장)의 1/2의 정수배여도 된다.
제1 적층체(32) 중 광 투과 영역(10a)에 대응하는 부분은, 제1 미러(35)로서 기능한다. 제1 미러(35)는 반사 방지층(31)을 통해서 기판(21)에 지지되어 있다. 제1 적층체(32)는 복수의 폴리 실리콘층과 복수의 질화 실리콘층이 한층씩 교호(交互)로 적층됨으로써 구성되어 있다. 제1 미러(35)를 구성하는 폴리 실리콘층 및 질화 실리콘층의 각각의 광학 두께는, 중심 투과 파장의 1/4의 정수배여도 된다. 또한, 질화 실리콘층 대신에 산화 실리콘층이 이용되어도 된다.
제2 적층체(34) 중 광 투과 영역(10a)에 대응하는 부분은, 공극 S를 통해서 제1 미러(35)와 대향하는 제2 미러(36)로서 기능한다. 제2 미러(36)는 반사 방지층(31), 제1 적층체(32) 및 중간층(33)을 통해서 기판(21)에 지지되어 있다. 제2 적층체(34)는 복수의 폴리 실리콘층과 복수의 질화 실리콘층이 한층씩 교호로 적층됨으로써 구성되어 있다. 제2 미러(36)를 구성하는 폴리 실리콘층 및 질화 실리콘층의 각각의 광학 두께는, 중심 투과 파장의 1/4의 정수배여도 된다. 또한, 질화 실리콘층 대신에 산화 실리콘층이 이용되어도 된다.
제2 적층체(34)에 있어서 공극 S에 대응하는 부분에는, 제2 적층체(34)의 표면(34a)으로부터 공극 S에 도달하는 복수의 관통공(도시 생략)이 마련되어 있다. 복수의 관통공은 제2 미러(36)의 기능에 실질적으로 영향을 주지 않는 정도로 형성되어 있다. 복수의 관통공은 에칭에 의해 중간층(33)의 일부를 제거하여 공극 S를 형성하기 위해서 이용된 것이다.
제1 미러(35)에는, 광 투과 영역(10a)을 둘러싸도록 제1 전극(22)이 형성되어 있다. 제1 미러(35)에는, 광 투과 영역(10a)을 포함하도록 제2 전극(23)이 형성되어 있다. 제1 전극(22) 및 제2 전극(23)은, 폴리 실리콘층에 불순물을 도프(dope)하여 저(低)저항화함으로써 형성되어 있다. 제2 전극(23)의 크기는, 광 투과 영역(10a)의 전체를 포함하는 크기여도 되고, 광 투과 영역(10a)의 크기와 대략 동일해도 된다.
제2 미러(36)에는 제3 전극(24)이 형성되어 있다. 제3 전극(24)은 라인 L에 평행한 방향에 있어서, 공극 S를 통해서 제1 전극(22) 및 제2 전극(23)과 대향하고 있다. 제3 전극(24)은 폴리 실리콘층에 불순물을 도프하여 저저항화함으로써 형성되어 있다.
패브리 페로 간섭 필터(10)에 있어서는, 제2 전극(23)은 라인 L에 평행한 방향에 있어서, 제1 전극(22)에 대해서 제3 전극(24)과는 반대측에 위치하고 있다. 즉, 제1 전극(22)과 제2 전극(23)은, 제1 미러(35)에 있어서 동일 평면상에 위치하고 있지 않다. 제2 전극(23)은 제1 전극(22)보다도 제3 전극(24)으로부터 떨어져 있다.
단자(25)는 광 투과 영역(10a)을 사이에 두고 대향하도록 한쌍 마련되어 있다. 각 단자(25)는 제2 적층체(34)의 표면(34a)으로부터 제1 적층체(32)에 도달하는 관통공 내에 배치되어 있다. 각 단자(25)는 배선(22a)을 통해서 제1 전극(22)과 전기적으로 접속되어 있다.
단자(26)는 광 투과 영역(10a)을 사이에 두고 대향하도록 한쌍 마련되어 있다. 각 단자(26)는 제2 적층체(34)의 표면(34a)으로부터 중간층(33)의 바로 앞에 도달하는 관통공 내에 배치되어 있다. 각 단자(26)는 배선(23a)을 통해서 제2 전극(23)과 전기적으로 접속되어 있음과 아울러, 배선(24a)을 통해서 제3 전극(24)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 한쌍의 단자(25)가 대향하는 방향과, 한쌍의 단자(26)가 대향하는 방향은, 직교하고 있다(도 3 참조).
제1 적층체(32)의 표면(32a)에는, 트렌치(trench, 27, 28)가 마련되어 있다. 트렌치(27)는 단자(26)로부터 라인 L에 평행한 방향을 따라서 연장되는 배선(23a)을 둘러싸도록 고리 모양으로 연장되어 있다. 트렌치(27)는 제1 전극(22)과 배선(23a)을 전기적으로 절연시키고 있다. 트렌치(28)는 제1 전극(22)의 내연(內緣, 안쪽 가장자리)을 따라서 고리 모양으로 연장되어 있다. 트랜치(28)는 제1 전극(22)과 제1 전극(22)의 내측 영역을 전기적으로 절연시키고 있다. 각 트랜치(27, 28) 내의 영역은 절연 재료여도, 공극이어도 된다.
제2 적층체(34)의 표면(34a)에는, 트렌치(29)가 마련되어 있다. 트렌치(29)는 단자(25)를 둘러싸도록 고리 모양으로 연장되어 있다. 트렌치(29)는 단자(25)와 제3 전극(24)을 전기적으로 절연시키고 있다. 트렌치(28) 내의 영역은, 절연 재료여도, 공극이어도 된다.
기판(21)의 광 출사측의 표면(21b)에는, 반사 방지층(41), 제3 적층체(42), 중간층(43) 및 제4 적층체(44)가 이 순서로 적층되어 있다. 반사 방지층(41) 및 중간층(43)은, 각각, 반사 방지층(31) 및 중간층(33)과 마찬가지의 구성을 가지고 있다. 제3 적층체(42) 및 제4 적층체(44)는, 각각, 기판(21)을 기준으로 하여 제1 적층체(32) 및 제2 적층체(34)와 대칭인 적층 구조를 가지고 있다. 반사 방지층(41), 제3 적층체(42), 중간층(43) 및 제4 적층체(44)는, 기판(21)의 휨을 억제하는 기능을 가지고 있다.
반사 방지층(41), 제3 적층체(42), 중간층(43) 및 제4 적층체(44)에는, 광 투과 영역(10a)을 포함하도록 개구(40a)가 마련되어 있다. 개구(40a)는 광 투과 영역(10a)의 크기와 대략 동일한 지름을 가지고 있다. 개구(40a)는 광 출사측에 개구되어 있고, 개구(40a)의 저면(底面)은 반사 방지층(41)에 도달하고 있다. 제4 적층체(44)의 광 출사측의 표면에는, 차광층(45)이 형성되어 있다. 차광층(45)은, 예를 들면 알루미늄 등으로 이루어진다. 차광층(45)의 표면 및 개구(40a)의 내면에는, 보호층(46)이 형성되어 있다. 보호층(46)은, 예를 들면 산화 알류미늄으로 이루어진다. 또한, 보호층(46)의 두께를 1~100nm(바람직하게는, 30nm 정도)로 함으로써, 보호층(46)에 의한 광학적인 영향을 무시할 수 있다.
이상과 같이 구성된 패브리 페로 간섭 필터(10)에 있어서는, 단자(25, 26)를 통해서 제1 전극(22)과 제3 전극(24)의 사이에 전압이 인가되면, 당해 전압에 따른 정전기력이 제1 전극(22)과 제3 전극(24)의 사이에 발생한다. 당해 정전기력에 의해서, 제2 미러(36)가, 기판(21)에 고정된 제1 미러(35)측으로 끌어당겨져, 제1 미러(35)와 제2 미러(36)의 거리가 조정된다. 이와 같이, 패브리 페로 간섭 필터(10)에서는, 제1 미러(35)와 제2 미러(36)의 거리가 가변으로 되어 있다.
패브리 페로 간섭 필터(10)를 투과하는 광의 파장은, 광 투과 영역(10a)에 있어서의 제1 미러(35)와 제2 미러(36)의 거리에 의존한다. 따라서, 제1 전극(22)과 제3 전극(24)의 사이에 인가하는 전압을 조정함으로써, 투과되는 광의 파장을 적당히 선택할 수 있다. 이 때, 제2 전극(23)은 제3 전극(24)과 같은 전위이다. 따라서, 제2 전극(23)은 광 투과 영역(10a)에 있어서 제1 미러(35) 및 제2 미러(36)를 평탄하게 유지하기 위한 보상 전극으로서 기능한다.
광 검출 장치(1A)에서는, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 인가하는 전압을 변화시키면서(즉, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 있어서 제1 미러(35)와 제2 미러(36)의 거리를 변화시키면서), 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과한 광을 광 검출기(8)에서 검출함으로써, 분광 스펙트럼을 얻을 수 있다.
［작용 및 효과］
광 검출 장치(1A)에서는, 칩 모양의 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연이 패키지(2)의 개구(2a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있고, 광 투과 부재(13)의 외연(광 투과부(100)의 외연)이 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 개구(2a)에서의 광의 입사각, 개구(2a)에서의 회절 등에 기인하여 광 투과 부재(13)의 측면(13c)을 통해서 광이 패키지(2) 내로 진입하여 미광이 되는 것을 억제할 수 있다. 또, 개구(2a)에서의 광의 입사각, 개구(2a)에서의 회절 등에 기인하여 미광이 된 광이 광 검출기(8)에 입사되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 예를 들면 광 투과 부재(13)의 외연이 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 내측에 위치하고 있는 경우에 비해, 광 투과 부재(13)의 열용량, 및 광 투과 부재(13)와 패키지(2)의 열적인 접속 면적이 커지기 때문에, 결과적으로, 패키지(2) 내의 온도에 대한 균일화를 도모할 수 있다. 이상에 의해, 광 검출 장치(1A)에서는, 광 검출 특성이 높아진다.
광 검출기(8)로의 미광의 입사의 억제에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다. 패키지(2)의 개구(2a)에 입사된 광의 일부는, 개구(2a)에서의 광의 입사각, 개구(2a)의 측면 및 출사측 모서리(角)부(개구(2a)의 측면과 천벽(6)의 내면(6a)이 교차하는 모서리부)에서의 회절 등에 기인하여, 광 투과 부재(13)의 측면(13c)으로부터 패키지(2) 내로 출사될 가능성이 있다. 이러한 광이 패키지(2) 내에서 다중 반사되어 광 검출기(8)에 입사되면, 미광에 의한 노이즈로서 출력 신호에 나타나져 버려, 광 검출 특성의 열화로 이어진다. 특히, 광 투과 부재(13)의 측면(13c)은, 광 입사면(13a) 및 광 출사면(13b)에 비해 거친 면으로 되어 있는 경우가 많기 때문에, 광 투과 부재(13)의 측면(13c)으로부터 패키지(2) 내로 출사되는 광은, 산란광이 되어 광 검출기(8)에 입사되기 쉽다. 그에 반해, 광 검출 장치(1A)에서는, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연이 패키지(2)의 개구(2a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있고, 광 투과 부재(13)의 외연이 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 예를 들면 광 투과 부재(13)의 외연이 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 내측에 위치하고 있는 경우에 비해, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a) 및 광 검출기(8)로부터 광 투과 부재(13)의 측면(13c)이 멀어진다. 그 때문에, 광 검출기(8)로의 미광의 입사가 억제되어, S/N비 및 분해능이 향상된다.
패키지(2) 내의 온도에 대한 균일화에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다. 패키지(2)의 개구(2a)가 작아지면, 패키지(2) 자체의 체적이 커진다. 또, 광 투과 부재(13)가 커지면, 광 투과 부재(13)의 열용량, 광 투과 부재(13)와 패키지(2)의 열적인 접속 면적이 커지는 한편으로, 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아진다. 이것에 의해, 다음과 같은 작용이 달성된다. 우선, 금속으로 이루어지고, 열전도율이 높고, 전체적으로 균일한 온도로 유지되기 쉬운(전체에 열이 퍼지기 쉬운) 패키지(2) 자체의 체적이 커진다. 또, 광 투과 부재(13)와 패키지(2)의 열적인 접속 면적이 크기 때문에, 패키지(2)로부터 광 투과 부재(13)에 열이 전해지기 쉬워, 광 투과 부재(13)도 패키지(2)와 균일한 온도로 유지된다. 또, 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작기 때문에, 패키지(2) 내의 공간(및, 그곳에 배치된 패브리 페로 간섭 필터(10) 등의 구성요소)의 온도도, 균일한 온도로 유지되는 패키지(2) 및 광 투과 부재(13)의 영향으로, 균일하게 유지된다. 또한, 열용량이 큰 광 투과 부재(13) 및 패키지(2)에 의해서, 시간적인 온도의 변화가 억제된다. 이들 작용에 의해, 패키지(2) 내의 온도가 열적으로 균일한 상태가 되어, 광 검출 장치(1A)의 열적 특성이 안정화된다.
또, 광 검출 장치(1A)에서는, 라인 L에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 밴드 패스 필터(14)의 외연이, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사되는 광이 밴드 패스 필터(14)를 투과했다는 것이 보증된다.
패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 외연은, 광 검출기(8)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 개구(2a)의 외연은 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 밴드 패스 필터(14)의 외연은, 개구(2a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 개구(2a) 및 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 통해서 광 검출기(8)에 입사되는 광이 밴드 패스 필터(14)를 투과했다는 것이 보증된다.
패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연은, 광 검출기(8)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과하지 않은 광이 미광으로서 광 검출기(8)에 입사되는 것을 억제할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1A)에서는, 광 투과 부재(13)의 두께 T가, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 투과 부재(13)의 거리 D1에 0.5를 곱한 값 이상의 값이다. 이것에 의해, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도에 대해 한층 더 균일화를 도모할 수 있다. 또, 광 투과 부재(13)가 패브리 페로 간섭 필터(10)에 상대적으로 가까워지게 되기 때문에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과하지 않은 광이 미광으로서 광 검출기(8)에 입사되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 패키지(2) 내의 온도에 대해 한층 더 균일화, 및 광 검출기(8)로의 미광의 입사에 대해 한층 더 억제를 도모하는데 있어서는, 두께 T는 거리 D1에 0.7을 곱한 값 이상의 값인 것이 보다 바람직하고, 거리 D1 이상의 값인 것이 더욱 바람직하다.
또, 광 검출 장치(1A)에서는, 광 투과 부재(13)의 두께 T는 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 검출기(8)의 거리 D2 이상의 값이다. 이것에 의해, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도에 대해 한층 더 균일화를 도모할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1A)에서는, 밴드 패스 필터(14)가 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 마련되어 있다. 이것에 의해, 외부로부터의 물리적 간섭에 기인하여 밴드 패스 필터(14)에 파손 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1A)에서는, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 각 단자(25, 26)와 각 리드 핀(11)이 와이어(12)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 상술한 것처럼, 광 검출 장치(1A)에서는, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연이 패키지(2)의 개구(2a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있고, 광 투과 부재(13)의 외연이 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 그 때문에, 와이어(12)가 휘었다고 하더라도, 와이어(12)와 패키지(2)의 접촉을 방지할 수 있다.
와이어(12)와 패키지(2)의 접촉의 방지에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다. 금속으로 이루어지는 패키지(2)에 와이어(12)가 접촉하면, 패브리 페로 간섭 필터(10)를 제어하기 위한 전기 신호가 패키지(2)에도 흐르게 되어, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 제어가 곤란하게 된다. 이것에 대해, 절연성 재료로 이루어지는 광 투과 부재(13)에 와이어(12)가 접촉하더라도, 패브리 페로 간섭 필터(10)를 제어하기 위한 전기 신호가 광 투과 부재(13)에 흐르지 않아, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 고정밀한 제어가 가능하다. 와이어(12)와 패키지(2)의 접촉을 방지할 수 있는 상기 구성은 중요하다.
또, 광 검출 장치(1A)에서는, 실리콘 기판을 패브리 페로 간섭 필터(10)의 기판(21)에 적용하고, 광전 변환 영역이 형성된 InGaAs 기판을 광 검출기(8)에 적용함으로써, 다음과 같은 작용 및 효과가 달성된다. 광전 변환 영역이 형성된 InGaAs 기판을 가지는 광 검출기(8)는, 예를 들면, 1200nm 보다도 짧은 파장을 가지는 광, 및 2100nm 보다도 긴 파장을 가지는 광에 비해, 1200nm 이상 2100nm 이하의 파장을 가지는 광에 대해서 높은 감도를 가진다. 그러나, 당해 광 검출기(8)는 2100nm 보다도 긴 파장을 가지는 광에 비하면, 1200nm 보다도 짧은 파장을 가지는 광에 대해서도 높은 감도를 가진다. 여기서, 실리콘 기판은 1200nm 이상의 파장을 가지는 광에 비해, 1200nm 보다도 짧은 파장을 가지는 광에 대해서 높은 흡수성을 가진다(실리콘 기판의 제조 방법, 두께, 불순물 농도에도 의존하지만, 특히 1100nm 보다도 짧은 파장을 가지는 광에 대해서 높은 흡수성을 가진다). 따라서, 상기 구성에 의해, 예를 들면, 1200nm 이상 2100nm 이하의 파장을 가지는 광을 검출해야 하는 경우에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 실리콘 기판을 하이 패스 필터로서 기능시킬 수 있고, 결과적으로, 밴드 패스 필터(14)와의 상승 효과에 의해, 광 검출기(8)가 노이즈광(1200nm 보다도 짧은 (특히 1100nm 보다도 짧은) 파장을 가지는 광, 및 2100nm 보다도 긴 파장을 가지는 광)을 검출하는 것을 확실히 억제할 수 있다.
［제2 실시 형태］
［광 검출 장치의 구성］
도 5에 나타내지는 것처럼, 광 검출 장치(1B)는 광 투과 부재(13) 및 밴드 패스 필터(14)의 구성에 있어서, 상술한 광 검출 장치(1A)와 상위(相違)하다. 광 검출 장치(1B)에 있어서는, 패키지(2)의 내면에 배치된 광 투과 부재(13)가, 개구(2a) 내 및 측벽(5)의 내면(5a)에 도달하고 있다. 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)은, 개구(2a)에 있어서 천벽(6)의 외면과 대략 같은 면으로 되어 있다. 이러한 광 투과 부재(13)는, 개구(2a)를 하측으로 한 상태로 캡(4)의 내측에 유리 펠릿(glass pellet)을 배치하고, 그 유리 펠릿을 용융(溶融)시킴으로써 형성된다. 즉, 광 투과 부재(13)는 융착 유리로 이루어진다. 밴드 패스 필터(14)는 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)으로부터 캡(4)의 측벽(5)의 내면(5a)의 일부에 도달하고 있다.
광 검출 장치(1B)에 있어서도, 상술한 광 검출 장치(1A)와 마찬가지로, 광 투과 부재(13) 및 밴드 패스 필터(14)에 의해서 광 투과부(100)가 구성되어 있다. 즉, 광 투과부(100)는 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사되는 광을 투과시키는 밴드 패스 필터(14)를 포함하고 있다.
광 검출 장치(1B)에 있어서도, 광 투과 부재(13)의 두께 T는 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 투과 부재(13)의 거리 D1에 0.5를 곱한 값 이상의 값이다. 또, 광 투과 부재(13)의 두께 T는 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 검출기(8)의 거리 D2 이상의 값이다.
또, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 외연은, 광 검출기(8)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 개구(2a)의 외연은, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 밴드 패스 필터(14)의 외연은, 개구(2a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연은, 개구(2a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연은, 광 검출기(8)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 밴드 패스 필터(14)의 외연은, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 광 투과 부재(13)의 외연은, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다.
［작용 및 효과］
광 검출 장치(1B)에 의해서도, 상술한 광 검출 장치(1A)와 마찬가지의 작용 및 효과가 달성된다. 특히, 광 투과 부재(13)의 측면(13c)이 측벽(5)의 내면(5a)에 도달하고 있기 때문에, 개구(2a)에서의 광의 입사각, 개구(2a)에서의 회절 등에 기인하여 광 투과 부재(13)의 측면(13c)을 통해서 광이 패키지(2) 내로 진입하여 미광이 되는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다. 또한, 광 투과 부재(13)의 열용량, 및 광 투과 부재(13)와 패키지(2)의 열적인 접속 면적이 보다 커지기 때문에, 결과적으로, 패키지(2) 내의 온도에 대해 한층 더 균일화를 도모할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1B)에서는, 광 투과 부재(13)의 체적(특히, 두께 T)이 크기 때문에, 융착 유리로 이루어지는 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a) 및 광 출사면(13b)의 평면성(平面性)을 향상시킬 수 있다. 또한, 융착 유리로 이루어지는 광 투과 부재(13)에, 형성시에 생긴 기포가 잔존한다고 하더라도, 광 투과 부재(13)의 체적(특히, 두께 T)이 크기 때문에, 그 기포의 영향을 저감시킬 수 있다.
또한, 도 6에 나타내지는 광 검출 장치(1C)와 같이, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 판 모양의 밴드 패스 필터(14)가 접착제 등으로 붙여져 있어도 된다. 판 모양의 밴드 패스 필터(14)는, 예를 들면, 실리콘, 유리 등으로 이루어지는 광 투과 부재의 표면에 유전체 다층막이 형성된 것이다. 융착 유리로 이루어지는 광 투과 부재(13)에 있어서는, 두께 T가 큼으로써 광 출사면(13b)의 평면성이 향상되어 있기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 광 출사면(13b)에 적합하게 배치할 수 있다. 광 검출 장치(1C)에 의하면, 판 모양의 밴드 패스 필터(14)에 의해서 열용량이 커지고, 또한 패키지(2) 내의 공간의 체적이 보다 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도에 대해 보다 한층 더 균일화를 도모할 수 있다. 또한, 판 모양의 밴드 패스 필터(14)를 구성하는 광 투과 부재의 두께의 분만큼, 밴드 패스 필터(14)와 패브리 페로 간섭 필터(10)의 거리가 작아지기 때문에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사되는 광이 밴드 패스 필터(14)를 투과했다는 것이 보다 확실히 보증된다.
광 검출 장치(1C)에 있어서도, 상술한 광 검출 장치(1A)와 마찬가지로, 광 투과 부재(13) 및 밴드 패스 필터(14)에 의해서 광 투과부(100)가 구성되어 있다. 즉, 광 투과부(100)는 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사되는 광을 투과시키는 밴드 패스 필터(14)를 포함하고 있다.
［변형예］
이상, 본 개시의 제 1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 개시의 일 형태는, 상술한 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 각 구성의 재료 및 형상으로는, 상술한 재료 및 형상으로 한정하지 않고, 다양한 재료 및 형상을 채용할 수 있다.
또, 밴드 패스 필터(14)는 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)에 마련되어 있어도 되고, 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a) 및 광 출사면(13b)의 양쪽에 마련되어 있어도 된다. 일례로서, 도 5에 나타내지는 광 검출 장치(1B)와 같이, 개구(2a)에 있어서 천벽(6)의 외면과 대략 같은 면으로 되어 있는 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)에, 밴드 패스 필터(14)가 마련되어 있어도 된다.
또, 패브리 페로 간섭 필터(10)는 기판(21)의 광 출사측의 표면(21b)에 마련된 적층 구조(반사 방지층(41), 제3 적층체(42), 중간층(43), 제4 적층체(44), 차광층(45) 및 보호층(46))를 구비하고 있지 않아도 된다.
또, 라인 L에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 외연이 개구(2a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있어도 된다. 이 경우, 개구(2a)로부터 입사된 광 중 광 투과 영역(10a)으로 들어가는 광의 비율이 늘어나, 개구(2a)로부터 입사된 광의 이용 효율이 높아진다. 또, 광 투과 영역(10a)에 대한 개구(2a)의 위치가 다소 어긋났다고 하더라도, 개구(2a)로부터의 입사된 광이 광 투과 영역(10a)으로 들어가기 때문에, 광 검출 장치(1A, 1B, 1C)의 조립시에 있어서의 위치 정밀도의 요구가 완화된다.
［제3 실시 형태］
［광 검출 장치의 구성］
도 7에 나타내지는 것처럼, 광 검출 장치(1D)는 패키지(2)를 구비하고 있다. 패키지(2)는 스템(제2 벽부)(3)과, 캡(4)을 가지는 CAN 패키지이다. 캡(4)은 측벽(측벽부)(5) 및 천벽(제1 벽부)(6)에 의해서 일체적으로 구성되어 있다. 스템(3) 및 캡(4)은, 금속 재료에 의해서 형성되어 있고, 서로 기밀하게 접합되어 있다. 금속 재료에 의해서 형성된 패키지(2)에 있어서, 측벽(5)의 형상은, 소정의 라인 L을 중심선으로 하는 원통 모양이다. 스템(3) 및 천벽(6)은 라인 L에 평행한 방향에 있어서 서로 대향하고 있으며, 측벽(5)의 양단을 각각 막고 있다.
스템(3)의 내면(3a)에는, 배선 기판(7)이 고정되어 있다. 배선 기판(7)의 기판 재료로서는, 예를 들면, 실리콘, 세라믹, 석영, 유리, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 배선 기판(7)에는, 광 검출기(8), 및 서미스터 등의 온도 보상용 소자(도시 생략)가 실장되어 있다. 광 검출기(8)는 라인 L상에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 광 검출기(8)는 그 수광부의 중심선이 라인 L과 일치하도록 배치되어 있다. 광 검출기(8)는, 예를 들면, InGaAs 등이 이용된 양자형 센서, 서모 파일 또는 볼로미터 등이 이용된 열형 센서 등의 적외선 검출기이다. 자외, 가시, 근적외의 각 파장 대역의 광을 검출하는 경우에는, 광 검출기(8)로서, 예를 들면, 실리콘 포토 다이오드 등을 이용할 수 있다. 또한, 광 검출기(8)에는, 1개의 수광부가 마련되어 있어도 되고, 혹은, 복수의 수광부가 어레이 모양으로 마련되어 있어도 된다. 또한, 복수의 광 검출기(8)가 배선 기판(7)에 실장되어 있어도 된다.
배선 기판(7)상에는, 복수의 스페이서(9)가 고정되어 있다. 각 스페이서(9)의 재료로서는, 예를 들면, 실리콘, 세라믹, 석영, 유리, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 복수의 스페이서(9)상에는, 패브리 페로 간섭 필터(10)가 예를 들면 접착제에 의해서 고정되어 있다. 패브리 페로 간섭 필터(10)는 라인 L상에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 패브리 페로 간섭 필터(10)는 그 광 투과 영역(10a)의 중심선이 라인 L과 일치하도록 배치되어 있다. 또한, 스페이서(9)는 배선 기판(7)에 일체적으로 구성되어 있어도 된다. 또, 패브리 페로 간섭 필터(10)는 복수의 스페이서(9)에 의해서가 아니라, 1개의 스페이서(9)에 의해서 지지되어 있어도 된다.
스템(3)에는, 복수의 리드 핀(11)이 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 각 리드 핀(11)은, 스템(3)과의 사이의 전기적인 절연성 및 기밀성이 유지된 상태로, 스템(3)을 관통하고 있다. 각 리드 핀(11)에는, 배선 기판(7)에 마련된 전극 패드, 광 검출기(8)의 단자, 온도 보상용 소자의 단자, 및 패브리 페로 간섭 필터(10)의 단자의 각각이, 와이어(12)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 이것에 의해, 광 검출기(8), 온도 보상용 소자, 및 패브리 페로 간섭 필터(10)의 각각에 대한 전기 신호의 입출력 등이 가능하다.
패키지(2)에는 개구(광 입사 개구)(2a)가 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 개구(2a)는 그 중심선이 라인 L과 일치하도록 캡(4)의 천벽(6)에 형성되어 있다. 라인 L에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 개구(2a)의 형상은 원형 모양이다. 천벽(6)의 내면(6a)에는, 개구(2a)를 막도록 광 투과 부재(13)가 배치되어 있다. 광 투과 부재(13)는 천벽(6)의 내면(6a)에 기밀하게 접합되어 있다. 광 투과 부재(13)는 라인 L에 평행한 방향에 있어서 서로 대향하는 광 입사면(13a) 및 광 출사면(내면)(13b), 및 측면(13c)을 가지고 있다. 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)은, 개구(2a)에 있어서 천벽(6)의 외면과 대략 같은 면으로 되어 있다. 광 투과 부재(13)의 측면(13c)은, 패키지(2)의 측벽(5)의 내면(5a)에 접촉해 있다. 즉, 광 투과 부재(13)는 개구(2a) 내 및 측벽(5)의 내면(5a)에 도달하고 있다. 이러한 광 투과 부재(13)는, 개구(2a)를 하측으로 한 상태로 캡(4)의 내측에 유리 펠릿을 배치하고, 그 유리 펠릿을 용융시킴으로써 형성된다. 즉, 광 투과 부재(13)는 융착 유리에 의해서 형성되어 있다.
광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에는, 접착 부재(15)에 의해서, 밴드 패스 필터(14)가 고정되어 있다. 즉, 접착 부재(15)는 천벽(6)의 내면(6a)에 접합된 광 투과 부재(13)를 통해서, 천벽(6)의 내면(6a)에 대해서 밴드 패스 필터(14)를 고정하고 있다. 밴드 패스 필터(14)는 광 투과 부재(13)를 투과한 광 중, 광 검출 장치(1D)의 측정 파장 범위의 광(소정의 파장 범위의 광으로서, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사시켜야 할 광)을 선택적으로 투과시킨다(즉, 당해 파장 범위의 광만을 투과시킨다). 밴드 패스 필터(14)의 형상은 사각형 판 모양이다. 보다 구체적으로는, 밴드 패스 필터(14)는 라인 L과 평행한 방향에 있어서 서로 대향하는 광 입사면(14a) 및 광 출사면(14b), 및 4개의 측면(14c)을 가지고 있다. 밴드 패스 필터(14)는 광 투과성 재료(예를 들면, 실리콘, 유리 등)에 의해서 사각형 판 모양으로 형성된 광 투과 부재의 표면에, 유전체 다층막(예를 들면, TiO2, Ta2O5 등의 고굴절 재료와 SiO2, MgF2 등의 저굴절 재료의 조합으로 이루어지는 다층막)이 형성된 것이다.
광 검출 장치(1D)에 있어서는, 밴드 패스 필터(14)에 의해서 광 투과부(100)가 구성되어 있다. 즉, 광 투과부(100)는 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사되는 광을 투과시키는 밴드 패스 필터(14)를 포함하고 있다.
접착 부재(15)는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)의 모든 영역에 배치된 제1 부분(15a)을 가지고 있다. 즉, 제1 부분(15a)은 접착 부재(15) 중, 서로 대향하는 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)과 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)의 사이에 배치된 부분이다. 또한, 접착 부재(15)는 라인 L에 평행한 방향에서 보았을 경우에 밴드 패스 필터(14)의 외연으로부터 외측으로 돌출된 제2 부분(15b)을 가지고 있다. 제2 부분(15b)은 측벽(5)의 내면(5a)에 도달하고 있고, 측벽(5)의 내면(5a)에 접촉해 있다. 또, 제2 부분(15b)은 밴드 패스 필터(14)의 측면(14c)에 접촉해 있다. 도 8에 나타내지는 것처럼, 라인 L에 평행한 방향에 있어서의 제2 부분(15b)의 두께는, 각 측면(14c)의 중앙 부분에 접촉해 있은 부분에서 최대가 되어 있고, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(14d)(서로 이웃하는 측면(14c)에 의해서 형성되는 모서리부)에 접촉해 있은 부분에서 최소가 되어 있다. 다만, 라인 L에 평행한 방향에 있어서의 제2 부분(15b)의 두께가, 예를 들면, 제2 부분(15b)의 표면이 볼록 곡면을 나타냄으로써, 각 측면(14c)의 중앙 부분으로부터 각 모서리부(14d)에 가까워짐에 따라 감소하고 있으면, 당해 제2 부분(15b)의 두께는, 각 모서리부(14d)에 접촉해 있은 부분에서 최소가 되어 있지 않아도 된다. 각 모서리부(14d)에 접촉해 있은 부분에서 당해 제2 부분(15b)의 두께가 최대가 되지 않으면, 밴드 패스 필터(14)의 모서리부(14d)에 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 접착 부재(15)의 재료로서는, 광 투과성 재료(예를 들면, 광 투과성 수지, 저융점 유리 등)를 이용할 수 있다. 또한, 도 8에서는, 설명의 편의상, 패키지(2) 및 광 투과 부재(13)만이 단면으로 나타내져 있다.
도 7에 나타내지는 것처럼, 광 검출 장치(1D)에서는, 패키지(2)가 배선 기판(7), 광 검출기(8), 온도 보상용 소자(도시 생략), 복수의 스페이서(9), 패브리 페로 간섭 필터(10), 및 밴드 패스 필터(14)를 수용하고 있다. 또, 광 검출 장치(1D)에서는, 개구(2a), 광 투과 부재(13) 및 밴드 패스 필터(14)가, 라인 L상에 있어서 패브리 페로 간섭 필터(10)의 한쪽 측(제2 측)에 배치되어 있고, 광 검출기(8)가, 라인 L상에 있어서 패브리 페로 간섭 필터(10)의 다른 쪽 측(제1 측)에 배치되어 있다. 또한, 광 검출 장치(1D)에서는, 스템(3)이, 패브리 페로 간섭 필터(10), 밴드 패스 필터(14) 및 광 검출기(8)를 사이에 두고, 캡(4)의 천벽(6)과 대향하고 있고, 캡(4)의 측벽(5)이, 패브리 페로 간섭 필터(10), 밴드 패스 필터(14) 및 광 검출기(8)를 포위하고 있다.
광 투과 부재(13)의 두께 T(라인 L에 평행한 방향에 있어서의 두께, 광 입사면(13a)과 광 출사면(13b)의 거리)는, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 투과 부재(13)의 거리 D1(패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 부재(13)측의 표면과, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)의 거리)에 0.3을 곱한 값 이상의 값이다. 또, 광 투과 부재(13)의 두께 T는, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 검출기(8)의 거리 D2(패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 검출기(8)측의 표면과, 광 검출기(8)의 패브리 페로 간섭 필터(10)측의 표면의 거리) 이상의 값이다.
라인 L에 평행한 방향에서 보았을 경우에 있어서의 각 부의 위치 관계 및 대소 관계는, 다음과 같다. 도 9에 나타내지는 것처럼, 개구(2a)의 중심선, 광 투과 부재(13)의 중심선, 밴드 패스 필터(14)의 중심선, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 중심선, 및 광 검출기(8)의 수광부의 중심선은, 라인 L과 일치하고 있다. 개구(2a), 광 투과 부재(13), 접착 부재(15) 및 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 외연은, 원형 모양이다. 밴드 패스 필터(14), 패브리 페로 간섭 필터(10), 및 광 검출기(8)의 외연은, 사각형 모양이다.
패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 외연은, 광 검출기(8)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 개구(2a)의 외연은, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연은, 개구(2a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 밴드 패스 필터(14)의 외연은, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 광 투과 부재(13) 및 접착 부재(15)의 각각의 외연은, 밴드 패스 필터(14)의 외연보다도 외측에 위치하고 있고, 캡(4)의 측벽(5)의 내면(5a)과 일치하고 있다. 또한, 「소정의 방향에서 보았을 경우에 한 외연이 다른 외연보다도 외측에 위치하고 있다」란, 「소정의 방향에서 보았을 경우에 한 외연이 다른 외연을 포위하고 있다」, 「소정의 방향에서 보았을 경우에 한 외연이 다른 외연을 포함하고 있다」의 의미이다.
이상과 같이 구성된 광 검출 장치(1D)에 있어서는, 외부로부터, 개구(2a), 광 투과 부재(13) 및 접착 부재(15)를 통해서, 광이 밴드 패스 필터(14)에 입사되면, 소정의 파장 범위의 광이 선택적으로 투과된다. 밴드 패스 필터(14)를 투과한 광이 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사되면, 소정의 파장 범위의 광 중 소정의 파장의 광이 선택적으로 투과된다. 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과한 광은, 광 검출기(8)의 수광부에 입사되어, 광 검출기(8)에 의해서 검출된다.
［패브리 페로 간섭 필터의 구성］
도 10에 나타내지는 것처럼, 패브리 페로 간섭 필터(10)에서는, 제1 미러와 제2 미러의 거리에 따른 광을 투과시키는 광 투과 영역(10a)이 라인 L상에 마련되어 있다. 광 투과 영역(10a)에 있어서는, 제1 미러와 제2 미러의 거리가 매우 정밀도 좋게 제어된다. 즉, 광 투과 영역(10a)은 패브리 페로 간섭 필터(10) 중, 소정의 파장을 가지는 광을 선택적으로 투과시키기 위해서 제1 미러와 제2 미러의 거리를 소정의 거리로 제어하는 것이 가능한 영역으로서, 제1 미러와 제2 미러의 거리에 따른 소정의 파장을 가지는 광이 투과 가능한 영역이다.
도 11에 나타내지는 것처럼, 패브리 페로 간섭 필터(10)는 기판(21)을 구비하고 있다. 기판(21)의 광 입사측의 표면(21a)에는, 반사 방지층(31), 제1 적층체(32), 중간층(33) 및 제2 적층체(34)가 이 순서로 적층되어 있다. 제1 적층체(32)와 제2 적층체(34)의 사이에는, 프레임 모양의 중간층(33)에 의해서 공극(에어 갭) S가 형성되어 있다. 기판(21)은, 예를 들면, 실리콘, 석영, 유리 등으로 이루어진다. 기판(21)이 실리콘으로 이루어지는 경우에는, 반사 방지층(31) 및 중간층(33)은, 예를 들면, 산화 실리콘으로 이루어진다. 중간층(33)의 두께는, 중심 투과 파장(즉, 패브리 페로 간섭 필터(10)가 투과시킬 수 있는 파장 범위의 중심 파장)의 1/2의 정수배여도 된다.
제1 적층체(32) 중 광 투과 영역(10a)에 대응하는 부분은, 제1 미러(35)로서 기능한다. 제1 미러(35)는 반사 방지층(31)을 통해서 기판(21)에 지지되어 있다. 제1 적층체(32)는 복수의 폴리 실리콘층과 복수의 질화 실리콘층이 한층씩 교호로 적층됨으로써 구성되어 있다. 제1 미러(35)를 구성하는 폴리 실리콘층 및 질화 실리콘층의 각각의 광학 두께는, 중심 투과 파장의 1/4의 정수배여도 된다. 또한, 질화 실리콘층 대신에 산화 실리콘층이 이용되어도 된다.
제2 적층체(34) 중 광 투과 영역(10a)에 대응하는 부분은, 공극 S를 통해서 제1 미러(35)와 대향하는 제2 미러(36)로서 기능한다. 제2 미러(36)는 반사 방지층(31), 제1 적층체(32) 및 중간층(33)을 통해서 기판(21)에 지지되어 있다. 제2 적층체(34)는 복수의 폴리 실리콘층과 복수의 질화 실리콘층이 한층씩 교호로 적층됨으로써 구성되어 있다. 제2 미러(36)를 구성하는 폴리 실리콘층 및 질화 실리콘층의 각각의 광학 두께는, 중심 투과 파장의 1/4의 정수배여도 된다. 또한, 질화 실리콘층 대신에 산화 실리콘층이 이용되어도 된다.
제2 적층체(34)에 있어서 공극 S에 대응하는 부분에는, 제2 적층체(34)의 표면(34a)으로부터 공극 S에 도달하는 복수의 관통공(24b)이 마련되어 있다. 복수의 관통공(24b)은 제2 미러(36)의 기능에 실질적으로 영향을 주지 않는 정도로 형성되어 있다. 복수의 관통공(24b)은 에칭에 의해 중간층(33)의 일부를 제거하여 공극 S를 형성하기 위해서 이용된 것이다.
제1 미러(35)에는, 광 투과 영역(10a)을 둘러싸도록 제1 전극(22)이 형성되어 있다. 제1 미러(35)에는, 광 투과 영역(10a)을 포함하도록 제2 전극(23)이 형성되어 있다. 제1 전극(22) 및 제2 전극(23)은, 폴리 실리콘층에 불순물을 도프하여 저저항화함으로써 형성되어 있다. 제2 전극(23)의 크기는 광 투과 영역(10a)의 크기와 대략 동일하다.
제2 미러(36)에는, 제3 전극(24)이 형성되어 있다. 제3 전극(24)은, 라인 L에 평행한 방향에 있어서, 공극 S를 통해서 제1 전극(22) 및 제2 전극(23)과 대향하고 있다. 제3 전극(24)은 폴리 실리콘층에 불순물을 도프하여 저저항화함으로써 형성되어 있다.
패브리 페로 간섭 필터(10)에 있어서는, 제2 전극(23)은 라인 L에 평행한 방향에 있어서, 제1 전극(22)과 동일 평면상에 위치하고 있다. 제2 전극(23)과 제3 전극(24)의 거리는, 제1 전극(22)과 제3 전극(24)의 거리와 동일하다. 또, 라인 L에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 제2 전극(23)은 제1 전극(22)에 의해서 포위되어 있다.
단자(25)는 광 투과 영역(10a)을 사이에 두고 대향하도록 한쌍 마련되어 있다. 각 단자(25)는 제2 적층체(34)의 표면(34a)으로부터 제1 적층체(32)에 도달하는 관통공 내에 배치되어 있다. 각 단자(25)는 배선(22a)을 통해서 제1 전극(22)과 전기적으로 접속되어 있다.
단자(26)는 광 투과 영역(10a)을 사이에 두고 대향하도록 한쌍 마련되어 있다. 각 단자(26)는 제2 적층체(34)의 표면(34a)으로부터 중간층(33)의 바로 앞에 도달하는 관통공 내에 배치되어 있다. 각 단자(26)는 배선(23a)을 통해서 제2 전극(23)과 전기적으로 접속되어 있음과 아울러, 배선(24a)을 통해서 제3 전극(24)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 한쌍의 단자(25)가 대향하는 방향과, 한쌍의 단자(26)가 대향하는 방향은, 직교하고 있다(도 10 참조).
제1 적층체(32)의 표면(32a)에는, 트렌치(27, 28)가 마련되어 있다. 트렌치(27)는 단자(26)로부터 라인 L에 평행한 방향을 따라서 연장되는 배선(23a)의 단자(26)와의 접속부를 둘러싸도록 고리 모양으로 연장되어 있다. 트렌치(27)는 제1 전극(22)과 배선(23a)을 전기적으로 절연시키고 있다. 트렌치(28)는 제1 전극(22)의 내연에 따라서 고리 모양으로 연장되어 있다. 트렌치(28)는 제1 전극(22)과 제2 전극(23)을 전기적으로 절연시키고 있다. 각 트렌치(27, 28) 내의 영역은, 절연 재료여도, 공극이어도 된다.
제2 적층체(34)의 표면(34a)에는, 트렌치(29)가 마련되어 있다. 트렌치(29)는 단자(25)를 둘러싸도록 고리 모양으로 연장되어 있다. 트렌치(29)는 단자(25)와 제3 전극(24)을 전기적으로 절연시키고 있다. 트렌치(28) 내의 영역은, 절연 재료여도, 공극이어도 된다.
기판(21)의 광 출사측의 표면(21b)에는, 반사 방지층(41), 제3 적층체(42), 중간층(43) 및 제4 적층체(44)가 이 순서로 적층되어 있다. 반사 방지층(41) 및 중간층(43)은, 각각, 반사 방지층(31) 및 중간층(33)과 마찬가지의 구성을 가지고 있다. 제3 적층체(42) 및 제4 적층체(44)는, 각각, 기판(21)을 기준으로 하여 제1 적층체(32) 및 제2 적층체(34)와 대칭인 적층 구조를 가지고 있다. 반사 방지층(41), 제3 적층체(42), 중간층(43) 및 제4 적층체(44)는, 기판(21)의 휨을 억제하는 기능을 가지고 있다.
반사 방지층(41), 제3 적층체(42), 중간층(43) 및 제4 적층체(44)에는, 광 투과 영역(10a)을 포함하도록 개구(40a)가 마련되어 있다. 개구(40a)는 광 투과 영역(10a)의 크기와 대략 동일한 지름을 가지고 있다. 개구(40a)는 광 출사측으로 개구되어 있고, 개구(40a)의 저면은 반사 방지층(41)에 도달하고 있다. 제4 적층체(44)의 광 출사측의 표면에는, 차광층(45)이 형성되어 있다. 차광층(45)은, 예를 들면 알루미늄 등으로 이루어진다. 차광층(45)의 표면 및 개구(40a)의 내면에는, 보호층(46)이 형성되어 있다. 보호층(46)은, 예를 들면 산화 알류미늄으로 이루어진다. 또한, 보호층(46)의 두께를 1~100nm(바람직하게는, 30nm 정도)로 함으로써, 보호층(46)에 의한 광학적인 영향을 무시할 수 있다.
이상과 같이 구성된 패브리 페로 간섭 필터(10)에 있어서는, 단자(25, 26)를 통해서 제1 전극(22)과 제3 전극(24)의 사이에 전압이 인가되면, 당해 전압에 따른 정전기력이 제1 전극(22)과 제3 전극(24)의 사이에 발생한다. 당해 정전기력에 의해서, 제2 미러(36)가 기판(21)에 고정된 제1 미러(35)측으로 끌어당겨져, 제1 미러(35)와 제2 미러(36)의 거리가 조정된다. 이와 같이, 패브리 페로 간섭 필터(10)에서는, 제1 미러(35)와 제2 미러(36)의 거리가 가변으로 되어 있다.
패브리 페로 간섭 필터(10)를 투과하는 광의 파장은, 광 투과 영역(10a)에 있어서의 제1 미러(35)와 제2 미러(36)의 거리에 의존한다. 따라서, 제1 전극(22)과 제3 전극(24)의 사이에 인가하는 전압을 조정함으로써, 투과되는 광의 파장을 적당히 선택할 수 있다. 이 때, 제2 전극(23)은 제3 전극(24)과 같은 전위이다. 따라서, 제2 전극(23)은, 광 투과 영역(10a)에 있어서 제1 미러(35) 및 제2 미러(36)를 평탄하게 유지하기 위한 보상 전극으로서 기능한다.
광 검출 장치(1D)에서는, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 인가하는 전압을 변화시키면서(즉, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 있어서 제1 미러(35)와 제2 미러(36)의 거리를 변화시키면서), 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과한 광을 광 검출기(8)에서 검출함으로써, 분광 스펙트럼을 얻을 수 있다.
［작용 및 효과］
이상 설명한 것처럼, 광 검출 장치(1D)에서는, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 원통 모양인데 반해, 밴드 패스 필터(14)의 형상이 사각형 판 모양이다. 이것에 의해, 밴드 패스 필터(14)의 각 측면(14c)과 측벽(5)의 내면(5a)의 거리에 비해, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(14d)와 측벽(5)의 내면(5a)의 거리가 작아진다. 따라서, 패키지(2)의 천벽(6)의 내면(6a)에 대해서 고정된 밴드 패스 필터(14)는, 그 각 모서리부(14d)에 의해서, 고정밀도로 위치 결정된 상태가 된다. 여기서, 예를 들면 밴드 패스 필터(14)의 형상이 원형 판 모양인 경우에, 밴드 패스 필터(14)의 고정밀한 위치 결정을 실현할 수 있도록, 밴드 패스 필터(14)의 측면(14c)과 측벽(5)의 내면(5a)의 거리가 작아지도록 밴드 패스 필터(14)가 대경화되면, 다음과 같은 문제가 생긴다. 즉, 패키지(2)의 천벽(6)의 내면(6a)과 열적으로 접속되는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)의 면적이 커지기 때문에, 밴드 패스 필터(14)가 패키지(2)로부터의 열적인 영향(열에 의한 변형 등)을 받기 쉬워진다. 이것에 대해서, 밴드 패스 필터(14)의 형상이 사각형 판 모양이면, 패키지(2)의 천벽(6)의 내면(6a)과 열적으로 접속되는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)의 면적이, 예를 들면 밴드 패스 필터(14)의 형상이 원형 판 모양인 경우에 비해 작아지기 때문에, 밴드 패스 필터(14)가 패키지(2)로부터의 열적인 영향을 받기 어려워진다. 또한, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연이 개구(2a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있고, 밴드 패스 필터(14)의 외연이 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 외측에 위치하고 있기 때문에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사되는 광이 밴드 패스 필터(14)를 투과했다는 것이 보증된다. 이상에 의해, 광 검출 장치(1D)에 의하면, 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시킬 수 있다.
여기서, 패브리 페로 간섭 필터(10)를 구비하는 광 검출 장치(1D)에 있어서 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시키는 것의 중요성에 대해 설명한다. 패브리 페로 간섭 필터(10)에서는, 일반적으로 λ=2nd/a(n：굴절률, d：제1 미러(35)와 제2 미러(36) 사이의 거리, a：정수)를 만족하는 파장 λ가 광 투과 영역(10a)을 투과하는 광의 피크 파장이 된다. 같은 거리 d라도, 정수 a의 값을 크게 하면(고차 측으로 하면), 그것에 대응한 피크 파장이 단파장측에서 출현한다. 이 때문에, 광 검출 장치(1D)에서는, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 더하여, 소정의 파장 범위 이외의 광(특히 단파장측의 광)을 컷하는 밴드 패스 필터(14)가 필요하다.
예를 들면, 2차광(a=2)에 대해서 분광 스펙트럼을 얻기 위한 광 검출 장치에 있어서는, 특히 단파장측에 출현하는 3차 이후의 다차광을 컷할 필요가 있다. 또, 광 검출기(8)에 InGaAs PIN 포토 다이오드(단소자 포토 다이오드)가 사용되고, 광원에 염가의 백색광(할로겐 램프 등)이 사용되는 경우가 상정된다. 이 때문에, 광원/광 검출기(8)의 광축 상의 어느 위치에, 밴드 패스 필터(14)를 배치할 필요가 있다. 밴드 패스 필터(14)를 구비하는 광 검출 장치와, 밴드 패스 필터(14)를 구비하지 않은 광 검출 장치를 비교했는데, 밴드 패스 필터(14)를 구비하는 광 검출 장치에서는, 단파장측의 고차광이 컷되어 있는 것이 확인되었다.
이상에 의해, 광 검출 장치(1D)가 밴드 패스 필터(14)를 구비함으로써, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 커스텀을 필요로 하지 않는 완성도가 높은 일반 제품으로서 광 검출 장치(1D)를 제공하는 것이 가능해진다. 또, 광 검출기(8)로서 단소자 포토 다이오드를 이용할 수 있기 때문에, 광 검출 장치(1D)의 제조 코스트를 삭감시키는 것이 가능해진다.
다음에, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 원통 모양인 것의 메리트에 대해 설명한다. 우선, 광 검출 장치(1D)에서는, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 원통 모양이기 때문에, 광 검출 장치(1D)의 내구성이 향상된다. 보다 구체적으로는, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 원통 모양이기 때문에, 패키지(2)의 형상 안정성이, 예를 들면 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 다각형 통 모양인 경우에 비해 높아진다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 원통 모양이기 때문에, 예를 들면 패키지(2)의 형상이 다각형 통 모양인 경우에 비해, 응력 집중이 생기기 어렵다. 패키지(2)의 형상이 다각형 통 모양인 경우에는, 패키지(2)에 가해진 충격에 의한 응력이 모서리부에 집중되기 쉬운 경향에 있는데에 반해서, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 원통 모양인 경우에는, 충격에 응력이 일점에 집중되지 않고 분산되기 때문이다. 특히, 패키지(2)에 수용되어 있는 패브리 페로 간섭 필터(10)는 물리적 충격에 약하다. 이 때문에, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상을 원통 모양으로 함으로써, 패브리 페로 간섭 필터(10)가 외부의 물리적 충격으로부터 적합하게 보호된다.
또, 광 검출 장치(1D)의 조립시(접착 부재(15)의 열경화(熱硬化), 와이어(12)의 접속, 스템(3)의 실링 등)의 열이력(熱履歷), 및 조립 후의 온도 변화 등에 의해서, 패키지(2) 내에 열응력이 발생하는 경우가 있다. 열응력은 광 검출 장치(1D)를 구성하는 부재간의 열선 팽창 계수의 차에 의해서 발생한다. 이 열응력이 광 검출 장치(1D)의 내부의 특정의 장소 또는 특정의 방향으로 집중하여 축적되는 것은 피하는 것이 바람직하다. 특정의 장소 또는 특정의 방향으로 열응력이 집중하면, 광 검출 장치(1D)의 특성 이상 또는 파손으로 이어지기 때문이다. 광 검출 장치(1D)에서는, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 원통 모양이기 때문에, 발생한 열응력이 일점에 집중되지 않고 분산되고, 그 결과, 광 검출 장치(1D)에 특성 이상이 발생하거나 광 검출 장치(1D)가 파손되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1D)는 개구(2a)를 막도록 천벽(6)의 내면(6a)에 배치된 광 투과 부재(13)를 추가로 구비하고, 밴드 패스 필터(14)는 접착 부재(15)에 의해서, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(내면)(13b)에 고정되어 있고, 접착 부재(15)는 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)과 대향하는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)의 모든 영역에 배치되어 있다. 이 구성에 의하면, 접착 부재(15)가 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)의 모든 영역에 배치되어 있기 때문에, 천벽(6)의 내면(6a)에 대해서 밴드 패스 필터(14)가 확실하게 고정된 상태가 된다. 또, 제조시에 접착 부재(15) 중에 기포가 생겼다고 하더라도, 밴드 패스 필터(14)의 각 측면(14c)과 측벽(5)의 내면(5a)의 사이로부터 당해 기포가 빠지기 쉽기 때문에, 접착 부재(15)에서의 광의 산란 및 회절 등이 억제된다. 또한, 이 구성에 의하면, 광 투과 부재(13)가 마련되어 있기 때문에, 패키지(2)의 기밀성이 향상된다. 또, 밴드 패스 필터(14)가 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 고정되어 있기 때문에, 패키지(2)로부터의 열적인 영향을 보다 받기 어려워진다. 또, 밴드 패스 필터(14)는 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 고정되어 있기 때문에, 개구(2a)로부터의 물리적 간섭에 기인하여 밴드 패스 필터(14)에 파손 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 접착 부재(15)에서의 광의 산란 및 회절 등이 억제되는 효과에 대해 설명한다. 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)은 플랫니스(flatness)가 양호하지 않고, 곡율을 가지고 있는 경우가 있다. 특히, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b) 중 개구(2a)에 대향하는 영역은, 개구(2a)측으로 오목하게 변형되어 있는 경우가 있다. 이것은, 당해 영역에서는, 소성(燒成)시의 광 투과 부재(13)(용융 유리임)의 자중(自重)에 의해, 광 투과 부재(13)가 개구(2a)측으로 오목하게 변형되기 때문이다. 이것에 의해, 제조시에 접착 부재(15) 중에서 생긴 기포가, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b) 중 개구(2a)에 대향하는 영역에서 빠지기 어려워져, 접착 부재(15)에서의 광의 산란 및 불필요한 회절 등의 원인이 될 우려가 있다. 또, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)의 플랫니스가 양호하지 않은 경우가 있다. 이것에 의해, 밴드 패스 필터(14)가 고정밀도로 위치 결정되어 있지 않은 상태로 될 우려가 있다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(14d)와 측벽(5)의 내면(5a)은 접촉해 있지 않고, 떨어져 있다. 이것에 의해, 각 모서리부(14d)와 측벽(5)의 내면(5a)의 접촉에 의한 밴드 패스 필터(14)(특히, 각 모서리부(14d))의 파손을 방지할 수 있다. 또, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(14d)와 측벽(5)의 내면(5a)은 접촉해 있지 않고, 떨어져 있기 때문에, 밴드 패스 필터(14)가 패키지(2)로부터의 열적인 영향을 받기 어려워진다. 또한, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(14d)와 측벽(5)의 내면(5a)은 접촉해 있지 않고, 떨어져 있기 때문에, 즉, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(14d)는, 패키지(2)의 R부(광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)과 측벽(5)의 내면(5a)에 의해서 형성되는 R부)와 떨어져 있기 때문에, 밴드 패스 필터(14)가 플랫한 면인 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 확실하게 고정된 상태가 된다.
광 검출 장치(1D)에서는, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 원통 모양인데 반해, 밴드 패스 필터(14)의 형상이 사각형 판 모양이다. 이것에 의해, 상술한 것처럼, 밴드 패스 필터(14)는, 그 각 모서리부(14d)에 의해서, 고정밀도로 위치 결정된 상태가 된다. 여기서, 예를 들면 밴드 패스 필터(14)의 형상이 원형 판 모양인 경우에, 밴드 패스 필터(14)의 고정밀한 위치 결정을 실현할 수 있도록, 밴드 패스 필터(14)의 측면(14c)과 측벽(5)의 내면(5a)의 거리가 작아지도록 밴드 패스 필터(14)가 대경화되면, 다음과 같은 문제가 생긴다. 즉, 접착 부재(15)에 의해서, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 고정되어 있는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)의 면적이 커지기 때문에, 접착 부재(15)에서 생긴 기포가 빠지기 어려워진다. 이것에 대해서, 밴드 패스 필터(14)의 형상이 사각형 판 모양이면, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 고정되어 있는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)의 면적이, 예를 들면 밴드 패스 필터(14)의 형상이 원형 판 모양인 경우에 비해 작아지기 때문에, 접착 부재(15) 중에 생긴 기포가, 밴드 패스 필터(14)의 각 측면(14c)과 측벽(5)의 내면(5a)의 사이로부터 빠지기 쉬워지고, 그 결과, 접착 부재(15)에서의 광의 산란 및 회절 등이 억제된다.
또한, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b) 중 개구(2a)에 대향하는 영역이, 개구(2a)측으로 오목하게 변형되어 있으면, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 광이 입사되는 영역이, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 물리적으로 접촉하는 것이 회피되어, 당해 영역에 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 접착 부재(15)는 라인 L에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 밴드 패스 필터(14)의 외연으로부터 외측으로 돌출되어 있고, 접착 부재(15) 중 밴드 패스 필터(14)의 외연으로부터 외측으로 돌출된 부분은, 밴드 패스 필터(14)의 측면(14c)에 접촉해 있다. 이 구성에 의하면, 밴드 패스 필터(14)가 보다 확실하게 고정된 상태가 된다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 라인 L에 평행한 방향에 있어서의 접착 부재(15)의 제2 부분(15b)의 두께가, 각 측면(14c)의 중앙 부분에 접촉해 있은 부분에서 최대가 되어 있고, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(14d)에 접촉해 있은 부분에서 최소가 되어 있다. 이 구성에 의하면, 예를 들면 접착 부재(15)의 경화시에, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(14d)에 대응하는 부분에서 접착 부재(15)에 크랙이 생기는 것을 억제할 수 있다. 다만, 라인 L에 평행한 방향에 있어서의 제2 부분(15b)의 두께가, 예를 들면, 제2 부분(15b)의 표면이 볼록 곡면을 나타냄으로써, 각 측면(14c)의 중앙 부분으로부터 각 모서리부(14d)에 가까워짐에 따라 감소하고 있으면, 당해 제2 부분(15b)의 두께는 각 모서리부(14d)에 접촉해 있은 부분에서 최소가 되어 있지 않아도 된다. 각 모서리부(14d)에 접촉해 있은 부분에서 당해 제2 부분(15b)의 두께가 최대가 되지 않으면, 밴드 패스 필터(14)의 모서리부(14d)에 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 라인 L에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 개구(2a)의 형상은, 원형 모양이다. 이 구성에 의하면, 패키지(2) 내에 입사되는 광의 강도 프로파일이 균일화된다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 밴드 패스 필터(14)의 형상은 사각형 판 모양이다. 이 구성에 의하면, 패키지(2)의 천벽(6)의 내면(6a)에 대한 밴드 패스 필터(14)의 고정의 안정성을 확보하면서, 패키지(2)로부터 밴드 패스 필터(14)에 주어지는 열적인 영향을 효과적으로 억제할 수 있다. 또, 제조시에 접착 부재(15) 중에서 생긴 기포가, 밴드 패스 필터(14)의 각 측면(14c)과 패키지(2)의 측벽(5)의 내면(5a)의 사이로부터 더욱 빠지기 쉬워져, 접착 부재(15)에서의 광의 산란 및 회절 등이 억제된다. 또한, 웨이퍼 프로세스에 의한 밴드 패스 필터(14)의 제조 코스트가 염가가 된다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 패키지(2)는 금속 재료에 의해서 형성되어 있다. 이 구성에 의하면, 밀봉된(hermetic) 실링이 가능해지기 때문에, 패키지(2)의 기밀성이, 예를 들면 플라스틱에 의해서 형성되어 있은 패키지(2)에 비해 향상된다. 이 결과, 패키지(2)의 내부에 수용된 각 구성의 습도 대책을 위한 처리가 불필요해져, 광 검출 장치(1D)의 제조 코스트가 삭감된다. 또, 패키지(2)가 금속 재료에 의해서 형성되어 있으면, 패키지(2)의 강도가, 예를 들면 플라스틱에 의해서 형성되어 있은 패키지(2)에 비해 향상되기 때문에, 패키지(2)의 내부에 수용되어 있는 각 구성은, 외부로부터의 물리적 충격으로부터 보호된다. 또, 패키지(2)가 금속 재료에 의해서 형성되어 있으면, 전기적인 쉴드가 용이해진다. 또한, 패키지(2)가 금속 재료에 의해서 형성되어 있으면, 패키지(2)의 열전도율이 높아지지만, 상술한 것처럼, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 원통 모양인데 반해, 밴드 패스 필터(14)의 형상이 사각형 판 모양이기 때문에, 밴드 패스 필터(14)는 패키지(2)로부터의 열적인 영향을 받기 어렵다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연이 패키지(2)의 개구(2a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있고, 광 투과 부재(13)의 외연이 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 개구(2a)에서의 광의 입사각, 개구(2a)에서의 회절 등에 기인하여 광 투과 부재(13)의 측면(13c)을 통해서 광이 패키지(2) 내로 진입하여 미광이 되는 것을 억제할 수 있다. 또, 개구(2a)에서의 광의 입사각, 개구(2a)에서의 회절 등에 기인하여 미광이 된 광이 광 검출기(8)에 입사되는 것을 억제할 수 있다.
광 검출기(8)로의 미광의 입사의 억제에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다. 패키지(2)의 개구(2a)에 입사된 광의 일부는, 개구(2a)에서의 광의 입사각, 개구(2a)의 측면 및 출사측 모서리부(개구(2a)의 측면과 천벽(6)의 내면(6a)이 교차하는 모서리부)에서의 회절 등에 기인하여, 광 투과 부재(13)의 측면(13c)으로부터 패키지(2) 내로 출사될 가능성이 있다. 이러한 광이 패키지(2) 내에서 다중 반사되어 광 검출기(8)에 입사되면, 미광에 의한 노이즈로서 출력 신호에 나타나져 버려, 광 검출 특성의 열화로 이어진다. 특히, 광 투과 부재(13)의 측면(13c)은 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a) 및 광 출사면(13b)에 비해 거친 면으로 되어 있는 경우가 많기 때문에, 광 투과 부재(13)의 측면(13c)으로부터 패키지(2) 내로 출사되는 광은, 산란광이 되어 광 검출기(8)에 입사되기 쉽다. 이것에 대해, 광 검출 장치(1D)에서는, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연이 패키지(2)의 개구(2a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있고, 광 투과 부재(13)의 외연이 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 또, 광 투과 부재(13)의 외연, 즉, 광 투과 부재(13)의 측면(13c)은 패키지(2)의 측벽(5)의 내면(5a)에 접촉해 있다. 이것에 의해, 예를 들면 광 투과 부재(13)의 외연이 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 내측에 위치하고 있는 경우에 비해, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a) 및 광 검출기(8)로부터 광 투과 부재(13)의 측면(13c)이 멀어진다. 또한, 광 투과 부재(13)의 측면(13c)은 패키지(2)의 측벽(5)의 내면(5a)에 접촉해 있고, 내면(5a)에 의해 덮여 있다. 이 때문에, 광 검출기(8)로의 미광의 입사가 억제되어, S/N비 및 분해능이 향상된다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 외연은, 광 검출기(8)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 개구(2a)의 외연은 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연은, 개구(2a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 밴드 패스 필터(14)의 외연은, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 개구(2a) 및 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 통해서 광 검출기(8)에 입사되는 광이 밴드 패스 필터(14)를 투과했다는 것이 보증된다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연은 광 검출기(8)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과하지 않은 광이 미광으로서 광 검출기(8)에 입사되는 것을 억제할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1D)는 광 투과 부재(13)를 구비하고 있다. 또한, 광 검출 장치(1D)에서는, 광 투과 부재(13)의 두께 T가, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 투과 부재(13)의 거리 D1에 0.3을 곱한 값 이상의 값이다. 이것에 의해, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도에 대한 균일화를 도모할 수 있다. 따라서, 밴드 패스 필터(14) 및 패브리 페로 간섭 필터(10) 등의 패키지(2) 내에 수용된 각 부는, 온도 변화의 영향을 받기 어려워진다. 또, 광 투과 부재(13)가 패브리 페로 간섭 필터(10)에 상대적으로 가까워지게 되기 때문에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과하지 않은 광이 미광으로서 광 검출기(8)에 입사되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 패키지(2) 내의 온도에 대한 균일화, 및 광 검출기(8)로의 미광의 입사에 대해 한층 더 억제를 도모하는데 있어서는, 두께 T는, 거리 D1에 0.6을 곱한 값 이상의 값인 것이 보다 바람직하다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 광 투과 부재(13)의 두께 T는, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 검출기(8)의 거리 D2 이상의 값이다. 이것에 의해, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도에 대해 한층 더 균일화를 도모할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 각 단자(25, 26)와 각 리드 핀(11)이 와이어(12)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 상술한 것처럼, 광 검출 장치(1D)에서는, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연이 패키지(2)의 개구(2a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있고, 광 투과 부재(13)의 외연이 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 또한, 광 투과 부재(13)의 외연, 즉, 광 투과 부재(13)의 측면(13c)은 패키지(2)의 측벽(5)의 내면(5a)에 접촉해 있다. 즉, 광 투과 부재(13)는 패키지(2)의 천벽(6)의 내면(6a)의 모든 면을 덮고 있다. 이 때문에, 와이어(12)가 휘었다고 하더라도, 와이어(12)와 패키지(2)의 천벽(6)의 내면(6a)의 접촉을 방지할 수 있다.
와이어(12)와 패키지(2)의 접촉의 방지에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다. 금속으로 이루어지는 패키지(2)에 와이어(12)가 접촉하면, 패브리 페로 간섭 필터(10)를 제어하기 위한 전기 신호가 패키지(2)에도 흐르게 되어, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 제어가 곤란하게 된다. 이것에 대해, 절연성 재료로 이루어지는 광 투과 부재(13)에 와이어(12)가 접촉하더라도, 패브리 페로 간섭 필터(10)를 제어하기 위한 전기 신호가 광 투과 부재(13)에 흐르지 않아, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 고정밀한 제어가 가능하다. 와이어(12)와 패키지(2)의 접촉을 방지할 수 있는 상기 구성은 중요하다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 실리콘 기판을 패브리 페로 간섭 필터(10)의 기판(21)에 적용하고, 광전 변환 영역이 형성된 InGaAs 기판을 광 검출기(8)에 적용함으로써, 다음과 같은 작용 및 효과가 달성된다. 광전 변환 영역이 형성된 InGaAs 기판을 가지는 광 검출기(8)는, 예를 들면, 1200nm 보다도 짧은 파장을 가지는 광, 및 2100nm 보다도 긴 파장을 가지는 광에 비해, 1200nm 이상 2100nm 이하의 파장을 가지는 광에 대해서 높은 감도를 가진다. 그러나, 당해 광 검출기(8)는 2100nm 보다도 긴 파장을 가지는 광에 비하면, 1200nm 보다도 짧은 파장을 가지는 광에 대해서도 높은 감도를 가진다. 여기서, 실리콘 기판은 1200nm 이상의 파장을 가지는 광에 비해, 1200nm 보다도 짧은 파장을 가지는 광에 대해서 높은 흡수성을 가진다(실리콘 기판의 제조 방법, 두께, 불순물 농도에도 의존하지만, 특히 1100nm 보다도 짧은 파장을 가지는 광에 대해서 높은 흡수성을 가진다). 따라서, 상기 구성에 의해, 예를 들면, 1200nm 이상 2100nm 이하의 파장을 가지는 광을 검출해야 하는 경우에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 실리콘 기판을 하이 패스 필터로서 기능시킬 수 있고, 결과적으로, 밴드 패스 필터(14)와의 상승 효과에 의해, 광 검출기(8)가 노이즈광(1200nm 보다도 짧은(특히 1100nm 보다도 짧은) 파장을 가지는 광, 및 2100nm 보다도 긴 파장을 가지는 광)을 검출하는 것을 확실히 억제할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 칩 모양의 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연이 패키지(2)의 개구(2a)의 외연보다도 외측에 위치하고 있고, 광 투과부(100)의 외연이 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 개구(2a)에서의 광의 입사각, 개구(2a)에서의 회절 등에 기인하여 광 투과부(100)의 측면을 통해서 광이 패키지(2) 내로 진입하여 미광이 되는 것을 억제할 수 있다. 또, 개구(2a)에서의 광의 입사각, 개구(2a)에서의 회절 등에 기인하여 미광이 된 광이 광 검출기(8)에 입사되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 예를 들면 광 투과부(100)의 외연이 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외연보다도 내측에 위치하고 있는 경우에 비해, 광 투과부(100)의 열용량, 및 광 투과부(100)와 패키지(2)의 열적인 접속 면적이 커지기 때문에, 결과적으로, 패키지(2) 내의 온도에 대한 균일화를 도모할 수 있다. 이상에 의해, 광 검출 장치(1D)에서는, 광 검출 특성이 높아진다.
［제4 실시 형태］
［광 검출 장치의 구성］
도 12 및 도 13에 나타내지는 것처럼, 광 검출 장치(1E)는 접착 부재(15)가 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(서로 이웃하는 측면(14c)에 의해서 형성되는 모서리부)에 대응하도록 배치되어 있는 점에서, 상술한 광 검출 장치(1D)와 주로 상위하다.
광 검출 장치(1E)에서는, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부에 있어서, 접착 부재(15)의 제1 부분(15a)은, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 모서리 영역(14e)(광 입사면(14a) 중, 서로 이웃하는 측면(14c)에 의해서 형성되는 모서리부를 포함하는 영역)에 배치되어 있다. 즉, 제1 부분(15a)은 서로 대향하는 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)과 밴드 패스 필터(14)의 모서리 영역(14e)의 사이에 배치되어 있다. 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부에 있어서, 접착 부재(15)의 제2 부분(15b)은 라인 L에 평행한 방향에서 보았을 경우에 밴드 패스 필터(14)의 외연으로부터 외측으로 돌출되어 있다. 제2 부분(15b)은 측벽(5)의 내면(5a)에 도달하고 있고, 측벽(5)의 내면(5a)에 접촉해 있다. 또, 제2 부분(15b)은 밴드 패스 필터(14)의 측면(14c)에 접촉해 있다. 또, 제2 부분(15b)은 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b) 중 모서리 영역(14e)과 대향하는 영역을 덮고 있다. 이것에 의해, 밴드 패스 필터(14)가 보다 확실하게 고정된 상태가 된다. 이 때, 밴드 패스 필터(14) 중 모서리 영역(14e)이 개구(2a)로부터 가장 멀어지도록 위치되어 있기 때문에, 광 출사면(14b) 중 모서리 영역(14e)과 대향하는 영역을 덮고 있는 제2 부분(15b)은, 광 출사면(14b) 중 광 투과 영역(10a)과 대향하는 영역을 덮을 가능성은 낮다. 또, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부에 있어서의 접착 부재(15)는 서로 이격되어 있다. 이와 같이, 광 검출 장치(1E)에서는, 접착 부재(15)는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 모서리 영역(14e)을 제외한 영역에 배치되어 있지 않고, 모서리 영역(14e)에 배치되어 있다. 또한, 광 검출 장치(1E)에 있어서도, 접착 부재(15)는 천벽(6)의 내면(6a)에 접합된 광 투과 부재(13)를 통해서, 천벽(6)의 내면(6a)에 대해서 밴드 패스 필터(14)를 고정하고 있다.
광 검출 장치(1E)에 있어서도, 상술한 광 검출 장치(1D)와 마찬가지로, 밴드 패스 필터(14)에 의해서 광 투과부(100)가 구성되어 있다. 즉, 광 투과부(100)는 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사되는 광을 투과시키는 밴드 패스 필터(14)를 포함하고 있다.
또한, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b) 중 개구(2a)에 대향하는 영역이, 개구(2a)측으로 오목하게 변형되어 있으면, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 광이 입사되는 영역이, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 물리적으로 접촉하는 것이 회피되어, 당해 영역에 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부에 대응하도록 배치된 접착 부재(15)가, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b) 중 개구(2a)에 대향하는 영역으로 들어가는 것을 방지할 수 있다. 이것은 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b) 중 개구(2a)에 대향하는 영역을 포위하는 영역이 부풀어 오르는 경향이 있기 때문이다.
［작용 및 효과］
이상 설명한 것처럼, 광 검출 장치(1E)에 의하면, 상술한 광 검출 장치(1D)와 마찬가지로, 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 광 검출 장치(1E)에서는, 상술한 광 검출 장치(1D)와 마찬가지로, 광 검출 특성이 높아진다.
또, 광 검출 장치(1E)는 개구(2a)를 막도록 천벽(6)의 내면(6a)에 배치된 광 투과 부재(13)를 추가로 구비하고, 밴드 패스 필터(14)는 접착 부재(15)에 의해서, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 고정되어 있고, 접착 부재(15)는 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)과 대향하는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 모서리 영역(14e)을 제외한 영역에 배치되어 있지 않고, 모서리 영역(14e)에 배치되어 있다. 이 구성에 의하면, 접착 부재(15)가 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 모서리 영역(14e)을 제외한 영역에 배치되어 있지 않기 때문에, 접착 부재(15)에서의 광의 산란 및 회절 등이 보다 확실히 억제된다. 또한, 이 구성에 의하면, 광 투과 부재(13)가 마련되어 있기 때문에, 패키지(2)의 기밀성이 향상된다. 또, 밴드 패스 필터(14)가 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 고정되어 있기 때문에, 패키지(2)로부터의 열적인 영향을 보다 받기 어려워진다.
또, 접착 부재(15)가 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 모서리 영역(14e)을 제외한 영역에 배치되어 있지 않기 때문에, 접착 부재(15)의 사용량이 삭감된다. 이것에 의해, 패키지(2) 내에 잔류하는 아웃 가스의 양이 적어지게 되어, 패브리 페로 간섭 필터(10) 및 광 검출기(8)의 수광면으로의 아웃 가스의 부착량이 적어지게 된다. 이 때문에, 패브리 페로 간섭 필터(10) 및 광 검출기(8)의 광 검출 특성의 변화 및 열화 등이 일어나기 어려워진다.
［제5 실시 형태］
［광 검출 장치의 구성］
도 14 및 도 15에 나타내지는 것처럼, 광 검출 장치(1F)는 광 투과 부재(13)를 구비하고 있지 않은 점에서, 상술한 광 검출 장치(1D)와 주로 상위하다.
광 검출 장치(1F)에서는, 밴드 패스 필터(14)는, 접착 부재(15)에 의해서, 천벽(6)의 내면(6a)에 직접적으로 고정되어 있다. 즉, 광 검출 장치(1F)에 있어서는, 접착 부재(15)는 다른 부재(천벽(6)의 내면(6a)에 접합된 광 투과 부재(13) 등)를 통하는 일 없이, 천벽(6)의 내면(6a)에 대해서 밴드 패스 필터(14)를 고정하고 있다. 접착 부재(15)의 제1 부분(15a)은, 천벽(6)의 내면(6a)과 대향하는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 개구(2a)와 대향하는 대향 영역(14f)을 제외한 영역에 배치되어 있다. 즉, 제1 부분(15a)은 서로 대향하는 천벽(6)의 내면(6a)과 당해 영역(즉, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 대향 영역(14f)을 제외한 영역)의 사이에 배치되어 있다. 접착 부재(15)의 제2 부분(15b)은, 라인 L에 평행한 방향에서 보았을 경우에 밴드 패스 필터(14)의 외연으로부터 외측으로 돌출되어 있다. 제2 부분(15b)은 측벽(5)의 내면(5a)에 도달하고 있고, 측벽(5)의 내면(5a)에 접촉해 있다. 또, 제2 부분(15b)은 밴드 패스 필터(14)의 측면(14c)에 접촉해 있다.
광 검출 장치(1F)에 있어서도, 상술한 광 검출 장치(1D)와 마찬가지로, 밴드 패스 필터(14)에 의해서 광 투과부(100)가 구성되어 있다. 즉, 광 투과부(100)는 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사되는 광을 투과시키는 밴드 패스 필터(14)를 포함하고 있다.
［작용 및 효과］
이상 설명한 것처럼, 광 검출 장치(1F)에 의하면, 상술한 광 검출 장치(1D)와 마찬가지로, 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 광 검출 장치(1F)에서는, 상술한 광 검출 장치(1D)와 마찬가지로, 광 검출 특성이 높아진다.
또, 광 검출 장치(1F)에서는, 밴드 패스 필터(14)는, 접착 부재(15)에 의해서, 천벽(6)의 내면(6a)에 고정되어 있고, 접착 부재(15)는 천벽(6)의 내면(6a)과 대향하는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 개구(2a)와 대향하는 대향 영역(14f)을 제외한 영역에 배치되어 있다. 이 구성에 의하면, 접착 부재(15)가 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 개구(2a)와 대향하는 대향 영역(14f)을 제외한 영역에 배치되어 있기 때문에, 천벽(6)의 내면(6a)에 대해서 밴드 패스 필터(14)가 확실하게 고정된 상태가 된다. 또, 제조시에 접착 부재(15) 중에 기포가 생겼다고 하더라도, 밴드 패스 필터(14)의 각 측면(14c)과 측벽(5)의 내면(5a)의 사이뿐만이 아니라 개구(2a)로부터도 당해 기포가 빠지기 쉽기 때문에, 접착 부재(15)에서의 광의 산란 및 회절 등이 억제된다.
［제6 실시 형태］
［광 검출 장치의 구성］
도 16 및 도 17에 나타내지는 것처럼, 광 검출 장치(1G)는 광 투과 부재(13)를 구비하지 않은 점에서, 상술한 광 검출 장치(1E)와 주로 상위하다.
광 검출 장치(1G)에서는, 밴드 패스 필터(14)는, 접착 부재(15)에 의해서, 천벽(6)의 내면(6a)에 직접적으로 고정되어 있다. 즉, 광 검출 장치(1G)에 있어서는, 접착 부재(15)는 다른 부재(천벽(6)의 내면(6a)에 접합된 광 투과 부재(13) 등)를 통하는 일 없이, 천벽(6)의 내면(6a)에 대해서 밴드 패스 필터(14)를 고정하고 있다. 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부에 있어서, 접착 부재(15)의 제1 부분(15a)은 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 모서리 영역(14e)에 배치되어 있다. 즉, 제1 부분(15a)은 서로 대향하는 천벽(6)의 내면(6a)과 밴드 패스 필터(14)의 모서리 영역(14e)의 사이에 배치되어 있다. 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부에 있어서, 접착 부재(15)의 제2 부분(15b)은, 라인 L에 평행한 방향에서 보았을 경우에 밴드 패스 필터(14)의 외연으로부터 외측으로 돌출되어 있다. 제2 부분(15b)은 측벽(5)의 내면(5a)에 도달하고 있고, 측벽(5)의 내면(5a)에 접촉해 있다. 또, 제2 부분(15b)은 밴드 패스 필터(14)의 측면(14c)에 접촉해 있다. 또, 제2 부분(15b)은 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b) 중 모서리 영역(14e)과 대향하는 영역을 덮고 있다. 이것에 의해, 밴드 패스 필터(14)가 보다 확실하게 고정된 상태가 된다. 이 때, 밴드 패스 필터(14) 중 모서리 영역(14e)이 개구(2a)로부터 가장 멀어지도록 위치되어 있기 때문에, 광 출사면(14b) 중 모서리 영역(14e)과 대향하는 영역을 덮고 있는 제2 부분(15b)은, 광 출사면(14b) 중 광 투과 영역(10a)과 대향하는 영역을 덮을 가능성은 낮다. 또, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부에 있어서의 접착 부재(15)는 서로 이격되어 있다. 이와 같이, 광 검출 장치(1G)에서는, 접착 부재(15)는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 모서리 영역(14e)을 제외한 영역에 배치되어 있지 않고, 모서리 영역(14e)에 배치되어 있다.
광 검출 장치(1G)에 있어서도, 상술한 광 검출 장치(1D)와 마찬가지로, 밴드 패스 필터(14)에 의해서 광 투과부(100)가 구성되어 있다. 즉, 광 투과부(100)는 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사되는 광을 투과시키는 밴드 패스 필터(14)를 포함하고 있다.
［작용 및 효과］
이상 설명한 것처럼, 광 검출 장치(1G)에 의하면, 상술한 광 검출 장치(1D)와 마찬가지로, 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 광 검출 장치(1G)에서는, 상술한 광 검출 장치(1D)와 마찬가지로, 광 검출 특성이 높아진다.
또, 광 검출 장치(1G)에서는, 밴드 패스 필터(14)는, 접착 부재(15)에 의해서, 천벽(6)의 내면(6a)에 고정되어 있고, 접착 부재(15)는 천벽(6)의 내면(6a)과 대향하는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 모서리 영역(14e)을 제외한 영역에 배치되어 있지 않고, 모서리 영역(14e)에 배치되어 있다. 이 구성에 의하면, 접착 부재(15)가, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 모서리 영역(14e)을 제외한 영역에 배치되어 있지 않기 때문에, 접착 부재(15)에서의 광의 산란 및 회절 등이 보다 확실히 억제된다.
［변형예］
이상, 본 개시의 제 3 실시 형태, 제4 실시 형태, 제5 실시 형태 및 제6 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 개시의 일 형태는, 상술한 각 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 각 구성의 재료 및 형상으로는, 상술한 재료 및 형상으로 한정하지 않고, 다양한 재료 및 형상을 채용할 수 있다.
또, 각 실시 형태에 있어서, 접착 부재(15)는 라인 L에 평행한 방향에서 보았을 경우에 밴드 패스 필터(14)의 외연으로부터 외측으로 돌출되어 있지 않아도 된다. 또, 각 실시 형태에 있어서, 접착 부재(15) 중 밴드 패스 필터(14)의 외연으로부터 외측으로 돌출된 제2 부분(15b)은, 측벽(5)의 내면(5a)에 도달하지 않고, 측벽(5)의 내면(5a)으로부터 이격되어 있어도 된다. 예를 들면, 접착 부재(15)의 재료가 광 투과성 수지인 경우에는, 천벽(6)의 내면(6a)에 대한 밴드 패스 필터(14)의 고정 강도를 향상시키는 관점에서, 제2 부분(15b)은 측벽(5)의 내면(5a)에 도달하고 있은 것이 바람직하다. 그러나, 예를 들면, 접착 부재(15)의 재료가 저융점 유리, 또는 경도가 큰 수지인 경우에는, 측벽(5)으로부터 접착 부재(15)에 응력이 작용함으로써 접착 부재(15)에 크랙이 생기는 것을 방지하는 관점에서, 제2 부분(15b)은 측벽(5)의 내면(5a)에 도달하지 않는 것이 바람직하다.
또, 제3 실시 형태 및 제5 실시 형태에 있어서는, 접착 부재(15)의 점도(粘度)에 의해서, 라인 L에 평행한 방향에 있어서의 접착 부재(15)의 제2 부분(15b)의 두께는, 측벽(5)의 내면(5a)에 접촉해 있은 부분에서 최대가 되어 있어도 된다. 이것에 의해, 예를 들면 접착 부재(15)의 경화시에, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(14d)에 대응하는 부분에서 접착 부재(15)에 크랙이 생기는 것을 억제할 수 있다. 또, 접착 부재(15)가 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)상으로 돌아 들어가는 것이 방지된다.
또, 제4 실시 형태, 제5 실시 형태 및 제6 실시 형태에 있어서는, 라인 L상에 있어서 개구(2a)와 대향하는 영역에 접착 부재(15)가 배치되어 있지 않기 때문에, 접착 부재(15)의 재료는 광을 투과시키지 않는 재료여도 된다.
또, 제6 실시 형태에 있어서는, 모서리 영역(14e)에 배치된 접착 부재(15)에 의해서 천벽(6)의 내면(6a)에 대해서 밴드 패스 필터(14)를 고정한 후, 라인 L에 평행한 방향에서 보았을 경우에 밴드 패스 필터(14)의 외연 중, 접착 부재(15)가 배치되지 않은 영역으로부터, 천벽(6)의 내면(6a)과 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)의 사이에 추가로 더 접착 부재(15)를 충전해도 된다. 또한, 이 때, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 개구(2a)와 대향하는 대향 영역에는 접착 부재(15)가 칩입하지 않도록 한다.
또, 밴드 패스 필터(14)의 형상은 사각형 판 모양으로 한정되지 않고, 다각형 판 모양이면 된다. 그 경우에도, 각 모서리부에 의해서 밴드 패스 필터(14)가 고정밀도로 위치 결정된 상태가 되고, 또, 밴드 패스 필터(14)가 패키지(2)로부터의 열적인 영향을 받기 어려워진다. 따라서, 밴드 패스 필터(14)의 형상이 다각형 판 모양인 경우에도, 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시킬 수 있다.
또, 광 검출기(8)로서 이용되는 수광 소자의 종류에 따라서는, 밴드 패스 필터(14)는 단파장측에 출현하는 3차광 이후의 다차광을 컷하는 것 만이 아니고, 장파장(예를 들면, a=1)측에 출현하는 광을 컷할 필요가 있는 경우가 있다. 즉, A차광(a=A)에 대해서 분광 스펙트럼을 얻기 위한 광 검출 장치에 있어서는, 단파장측에 출현하는 고차광(a＞A), 및 장파장 측에 출현하는 저차광(a＜A)의 양쪽을 컷할 필요가 있는 경우가 있다.
또, 패키지(2)는 상술한 것 같은 CAN 패키지로 한정되지 않고, 다음과 같은 것이면 된다. 즉, 패키지(2)는 개구(2a)가 형성된 제1 벽부, 패브리 페로 간섭 필터(10), 밴드 패스 필터(14) 및 광 검출기(8)를 사이에 두고 제1 벽부와 대향하는 제2 벽부, 및 패브리 페로 간섭 필터(10), 밴드 패스 필터(14) 및 광 검출기(8)를 포위하는 원통 모양의 측벽부를 가지는 것이면 된다.
1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G … 광 검출 장치
2 … 패키지 2a … 개구
3 … 스템(제2 벽부) 5 … 측벽(측벽부)
6 … 천벽(제1 벽부) 6a … 내면
8 … 광 검출기 10 … 패브리 페로 간섭 필터
10a … 광 투과 영역 11 … 리드 핀
12 … 와이어 13 … 광 투과 부재
13b … 광 출사면(내면) 14 … 밴드 패스 필터
14a … 광 입사면 14c … 측면
14e … 모서리 영역 14f … 대향 영역
15 … 접착 부재 35 … 제1 미러
36 … 제2 미러 L … 라인

Claims (16)

  1. 서로의 거리가 가변으로 된 제1 미러 및 제2 미러를 가지고, 상기 제1 미러와 상기 제2 미러의 거리에 따른 광을 투과시키는 광 투과 영역이 소정의 라인 상에 마련된 패브리 페로 간섭 필터와,
    상기 라인 상에 있어서 상기 패브리 페로 간섭 필터의 제1 측에 배치되어, 상기 광 투과 영역을 투과한 광을 검출하는 광 검출기와,
    상기 라인 상에 있어서 상기 패브리 페로 간섭 필터의 제2 측에 위치하는 개구를 가지고, 상기 패브리 페로 간섭 필터 및 상기 광 검출기를 수용하는 패키지와,
    상기 개구를 막도록 상기 패키지의 내면에 배치되어, 상기 광 투과 영역에 입사되는 광을 투과시키는 밴드 패스 필터를 포함하는 광 투과부를 구비하고,
    상기 라인에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 상기 패브리 페로 간섭 필터의 외연(外緣)은, 상기 개구의 외연보다도 외측에 위치하고 있고, 상기 광 투과부의 외연은, 상기 패브리 페로 간섭 필터의 상기 외연보다도 외측에 위치하고 있는 광 검출 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 투과부는 상기 밴드 패스 필터가 마련된 광 투과 부재를 추가로 포함하고,
    상기 라인에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 상기 광 투과 부재의 외연은, 상기 패브리 페로 간섭 필터의 상기 외연보다도 외측에 위치하고 있는 광 검출 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 라인에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 상기 밴드 패스 필터의 외연은 상기 패브리 페로 간섭 필터의 상기 외연보다도 외측에 위치하고 있는 광 검출 장치.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 광 투과 부재의 두께는 상기 패브리 페로 간섭 필터와 상기 광 투과 부재의 거리에 0.5를 곱한 값 이상의 값인 광 검출 장치.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패브리 페로 간섭 필터는 상기 제1 미러 및 상기 제2 미러를 지지하는 실리콘 기판을 가지고,
    상기 광 검출기는 광전 변환 영역이 형성된 InGaAs 기판을 가지는 광 검출 장치.
  6. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밴드 패스 필터는 상기 광 투과 부재의 광 출사면에 마련되어 있는 광 검출 장치.
  7. 청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패키지를 관통하는 리드 핀과,
    상기 패브리 페로 간섭 필터의 단자와 상기 리드 핀을 전기적으로 접속시키는 와이어를 추가로 구비하는 광 검출 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    접착 부재를 추가로 구비하고,
    상기 밴드 패스 필터의 형상은 다각형 판 모양이고,
    상기 패키지는 상기 개구가 형성된 제1 벽부, 상기 패브리 페로 간섭 필터, 상기 밴드 패스 필터 및 상기 광 검출기를 사이에 두고 상기 제1 벽부와 대향하는 제2 벽부, 및 상기 패브리 페로 간섭 필터, 상기 밴드 패스 필터 및 상기 광 검출기를 포위하는 원통 모양의 측벽부를 가지고,
    상기 접착 부재는, 상기 제1 벽부의 내면에 대해서 상기 밴드 패스 필터를 고정하고 있고,
    상기 라인에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 상기 밴드 패스 필터의 외연은, 상기 패브리 페로 간섭 필터의 상기 외연보다도 외측에 위치하고 있는 광 검출 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 개구를 막도록 상기 제1 벽부의 상기 내면에 배치된 광 투과 부재를 추가로 구비하고,
    상기 밴드 패스 필터는, 상기 접착 부재에 의해서, 상기 광 투과 부재의 내면에 고정되어 있고,
    상기 접착 부재는 상기 광 투과 부재의 상기 내면과 대향하는 상기 밴드 패스 필터의 광 입사면의 모든 영역에 배치되어 있는 광 검출 장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 개구를 막도록 상기 제1 벽부의 상기 내면에 배치된 광 투과 부재를 추가로 구비하고,
    상기 밴드 패스 필터는, 상기 접착 부재에 의해서, 상기 광 투과 부재의 내면에 고정되어 있고,
    상기 접착 부재는 상기 광 투과 부재의 상기 내면과 대향하는 상기 밴드 패스 필터의 광 입사면 중 모서리 영역을 제외한 영역에 배치되어 있지 않고, 상기 모서리 영역에 배치되어 있는 광 검출 장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 밴드 패스 필터는, 상기 접착 부재에 의해서, 상기 제1 벽부의 상기 내면에 고정되어 있고,
    상기 접착 부재는 상기 제1 벽부의 상기 내면과 대향하는 상기 밴드 패스 필터의 광 입사면 중 상기 개구와 대향하는 대향 영역을 제외한 영역에 배치되어 있는 광 검출 장치.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 밴드 패스 필터는, 상기 접착 부재에 의해서, 상기 제1 벽부의 상기 내면에 고정되어 있고,
    상기 접착 부재는 상기 제1 벽부의 상기 내면과 대향하는 상기 밴드 패스 필터의 광 입사면 중 모서리 영역을 제외한 영역에 배치되어 있지 않고, 상기 모서리 영역에 배치되어 있는 광 검출 장치.
  13. 청구항 9 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착 부재는, 상기 라인에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 상기 밴드 패스 필터의 상기 외연으로부터 외측으로 돌출되어 있고,
    상기 접착 부재 중 상기 밴드 패스 필터의 상기 외연으로부터 외측으로 돌출된 부분은, 상기 밴드 패스 필터의 측면에 접촉해 있는 광 검출 장치.
  14. 청구항 8 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라인에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 상기 개구의 형상은 원형 모양인 광 검출 장치.
  15. 청구항 8 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밴드 패스 필터의 형상은, 사각형 판 모양인 광 검출 장치.
  16. 청구항 8 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패키지는 금속 재료에 의해서 형성되어 있는 광 검출 장치.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5987573B2 (ja) * 2012-09-12 2016-09-07 セイコーエプソン株式会社 光学モジュール、電子機器、及び駆動方法
JP7039160B2 (ja) * 2016-03-09 2022-03-22 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
JP7142419B2 (ja) * 2017-05-01 2022-09-27 浜松ホトニクス株式会社 光計測制御プログラム、光計測システム及び光計測方法
EP3640703A4 (en) * 2017-06-13 2021-03-31 Hamamatsu Photonics K.K. OPTICAL FILTER SYSTEM
JP7313115B2 (ja) * 2017-11-24 2023-07-24 浜松ホトニクス株式会社 光検査装置及び光検査方法
JP6517309B1 (ja) * 2017-11-24 2019-05-22 浜松ホトニクス株式会社 異物除去方法、及び光検出装置の製造方法
JP7388815B2 (ja) 2018-10-31 2023-11-29 浜松ホトニクス株式会社 分光ユニット及び分光モジュール
DE102018221522A1 (de) 2018-12-12 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Spektrometervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Spektrometervorrichtung
JP7181784B2 (ja) * 2018-12-18 2022-12-01 浜松ホトニクス株式会社 モニタ装置、光学フィルタシステム、モニタ方法、電流発生装置
DE102019207383A1 (de) * 2019-05-21 2020-11-26 Robert Bosch Gmbh Interferometereinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung
DE102019213270A1 (de) 2019-09-03 2021-03-04 Robert Bosch Gmbh Interferometereinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung
JP2021060249A (ja) * 2019-10-04 2021-04-15 浜松ホトニクス株式会社 分光ユニット及び分光モジュール

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015064758A1 (ja) 2013-10-31 2015-05-07 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58178647A (ja) 1982-04-12 1983-10-19 Toshiba Corp 位相同期回路
JPS58178647U (ja) * 1982-05-26 1983-11-29 オムロン株式会社 単色光センサ
US6747742B1 (en) * 2001-06-22 2004-06-08 Tanner Research, Inc. Microspectrometer based on a tunable fabry-perot interferometer and microsphere cavities
TWI240794B (en) * 2004-03-02 2005-10-01 Ind Tech Res Inst Wavelength meter
US7417746B2 (en) * 2005-12-29 2008-08-26 Xerox Corporation Fabry-perot tunable filter systems and methods
US20080049228A1 (en) * 2006-08-28 2008-02-28 Novaspectra, Inc. Fabry-perot interferometer array
JP5094742B2 (ja) * 2007-06-08 2012-12-12 浜松ホトニクス株式会社 分光器
FI125817B (fi) * 2009-01-27 2016-02-29 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Parannettu sähköisesti säädettävä Fabry-Perot-interferometri, välituote, elektrodijärjestely ja menetelmä sähköisesti säädettävän Fabry-Perot-interferometrin tuottamiseksi
DE102009035386B4 (de) * 2009-07-30 2011-12-15 Cochlear Ltd. Hörhilfeimplantat
JP5048795B2 (ja) * 2010-01-21 2012-10-17 浜松ホトニクス株式会社 分光装置
CN102789993B (zh) * 2011-05-17 2015-08-19 重庆鹰谷光电有限公司 高效、广角、抗干扰、微型激光接收器的制作方法
JP5878723B2 (ja) * 2011-10-04 2016-03-08 浜松ホトニクス株式会社 分光センサ
JP5966405B2 (ja) * 2012-02-14 2016-08-10 セイコーエプソン株式会社 光学フィルターデバイス、及び光学フィルターデバイスの製造方法
JP5875936B2 (ja) * 2012-05-18 2016-03-02 浜松ホトニクス株式会社 分光センサ
JP2014013339A (ja) * 2012-07-05 2014-01-23 Seiko Epson Corp 波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器
JP6107254B2 (ja) * 2013-03-14 2017-04-05 セイコーエプソン株式会社 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器
JP2015049276A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 セイコーエプソン株式会社 干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、電子機器、及び光学部材
JP6290594B2 (ja) * 2013-10-31 2018-03-07 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
US10156473B2 (en) * 2015-09-02 2018-12-18 The Boeing Company Remote target identification using laser Doppler vibrometry

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015064758A1 (ja) 2013-10-31 2015-05-07 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置

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Publication number Publication date
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WO2017057372A1 (ja) 2017-04-06
US20180292267A1 (en) 2018-10-11

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