JPH02193111A - ファブリ・ペロー形光フィルタ - Google Patents
ファブリ・ペロー形光フィルタInfo
- Publication number
- JPH02193111A JPH02193111A JP1186889A JP1186889A JPH02193111A JP H02193111 A JPH02193111 A JP H02193111A JP 1186889 A JP1186889 A JP 1186889A JP 1186889 A JP1186889 A JP 1186889A JP H02193111 A JPH02193111 A JP H02193111A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirrors
- optical filter
- cell
- fabry
- substance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、通過波長を可変としたファブリ・ペロー形光
フィルタに関する。
フィルタに関する。
〈従来の技術〉
通過波長を可変としたファブリ・ペロー形光フィルタの
従来の例としては、共通のベース上に２枚のミラーを対
向して平行に配置し、ねじ式若しくはピエゾ式の微動装
置を介して２枚のミラー間の間隔を変えることにより、
通過波長を可変とするものが挙げられる。
従来の例としては、共通のベース上に２枚のミラーを対
向して平行に配置し、ねじ式若しくはピエゾ式の微動装
置を介して２枚のミラー間の間隔を変えることにより、
通過波長を可変とするものが挙げられる。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、前述したような形式の従来のファブリ・
ペロー形光フィルタでは、２枚のミラーが個別部品であ
るため、温度や振動などの影響でそのアライメントが狂
いやすく、また、ミラーを移動するための微動装置の寸
法が比較的大きいので、小形に構成できないという問題
がある。
ペロー形光フィルタでは、２枚のミラーが個別部品であ
るため、温度や振動などの影響でそのアライメントが狂
いやすく、また、ミラーを移動するための微動装置の寸
法が比較的大きいので、小形に構成できないという問題
がある。
そこで、本発明者らは、電気光学効果を有する誘電体平
行平板の対向する２つの平面上に、共振回路を構成する
２枚のミラーを設け、上記誘電体平行平板に電界を印加
してその屈折率を変化させることにより、通過波長を可
変としたファブリ・ペロー形光フィルタを先に発明した
（特願昭６３−１９８９０３号）。
行平板の対向する２つの平面上に、共振回路を構成する
２枚のミラーを設け、上記誘電体平行平板に電界を印加
してその屈折率を変化させることにより、通過波長を可
変としたファブリ・ペロー形光フィルタを先に発明した
（特願昭６３−１９８９０３号）。
このファブリ・ペロー形光フィルタハ、可動部を有さな
いので上記問題点を解決することはできるが、通過波長
の可変範囲がかなり小さいという問題がある。例えば、
通過波長が１．３μｍ程度である、１００μｍ厚程度の
ニオブ酸リチウムからなる誘電体平行平板を用いたファ
ブリ・ペロー形光フィルタにおいては、１ ｋＶ程度の
電圧を加えても、通過波長が３５ ｐｍ程度しか変化し
ないという問題がある。
いので上記問題点を解決することはできるが、通過波長
の可変範囲がかなり小さいという問題がある。例えば、
通過波長が１．３μｍ程度である、１００μｍ厚程度の
ニオブ酸リチウムからなる誘電体平行平板を用いたファ
ブリ・ペロー形光フィルタにおいては、１ ｋＶ程度の
電圧を加えても、通過波長が３５ ｐｍ程度しか変化し
ないという問題がある。
本発明はこのような事情に鑑み、小形且つ安定であり、
その通過波長を比較的広範囲に変化する乙とができるフ
ァブリ・ペロー形光フィルタを提供することを目的とす
る。
その通過波長を比較的広範囲に変化する乙とができるフ
ァブリ・ペロー形光フィルタを提供することを目的とす
る。
〈課題を解決するための手段〉
前記目的を達成する本発明にかかるファブリ・ペロー形
光フィルタは、２枚の高反射率ミラーを相対向して平行
に配置することにより共振回路を構成し、上記ミラーの
何れか一方にほぼ垂直に入射した光のうち共振条件を満
足する波長の光のみを通過させ、他の波長を有する残り
の光を通過させないファブリ・ペロー形光フィルタにお
いて、上記２枚のミラーでセルを形成すると共に該セル
内に光学的に透明で等方的な物質を有し、且つ、当該物
質を加熱若しくは冷却することによりその屈折率を変化
させて共振条件を変える温度制御手段を具備することを
特徴とする。
光フィルタは、２枚の高反射率ミラーを相対向して平行
に配置することにより共振回路を構成し、上記ミラーの
何れか一方にほぼ垂直に入射した光のうち共振条件を満
足する波長の光のみを通過させ、他の波長を有する残り
の光を通過させないファブリ・ペロー形光フィルタにお
いて、上記２枚のミラーでセルを形成すると共に該セル
内に光学的に透明で等方的な物質を有し、且つ、当該物
質を加熱若しくは冷却することによりその屈折率を変化
させて共振条件を変える温度制御手段を具備することを
特徴とする。
く作 用〉
前記構成において、温度制御手段により２枚のミラーで
形成されたセル内の物質の温度を変化させると２枚のミ
ラーの何れか一方にほぼ垂直に入射する光の共振条件が
変化する。
形成されたセル内の物質の温度を変化させると２枚のミ
ラーの何れか一方にほぼ垂直に入射する光の共振条件が
変化する。
よって、これにより通過波長、すなわち当該光フィルタ
を通過する光の波長が変化される。
を通過する光の波長が変化される。
〈実 施 例〉
以下、本発明の好適な実施例を図面を参照しながら詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は、本実施例にかかるファブリ・ペロー形光フィ
ルタの一部を切り欠いた構造図、第２図はその縦断面図
である。両図に示すように、相対向して配置された２枚
の基板１ａ。
ルタの一部を切り欠いた構造図、第２図はその縦断面図
である。両図に示すように、相対向して配置された２枚
の基板１ａ。
１ｂの内面には高反射率のミラー２ａ、２ｂが設けられ
ている。これらミラー２ａ、２ｂばスペーサ３を介して
一定間隔を置いて平行に配設されており、これらミラー
２ａ、２ｂとスペーサ３とにより密閉された空間である
セル４が形成されている。そして、このセル４内には熱
光学効果物質５が充填されると共に、この熱光学効果物
質５を加熱する温度制御手段であるヒータ６が配設され
ている。
ている。これらミラー２ａ、２ｂばスペーサ３を介して
一定間隔を置いて平行に配設されており、これらミラー
２ａ、２ｂとスペーサ３とにより密閉された空間である
セル４が形成されている。そして、このセル４内には熱
光学効果物質５が充填されると共に、この熱光学効果物
質５を加熱する温度制御手段であるヒータ６が配設され
ている。
ここで、基板１ａ、Ｉｂは、光の透過損失の少ない材料
で形成するのが望ましいが、通常は光学ガラスを用いれ
ばよい。また、ミラー２ａ、２ｂとしては、金属ミラー
、屈折率の異なる複数の誘電体膜を積層して形成される
誘電体多層膜ミラーなどを用いることができるが、反射
率と光吸収特性の面から誘電体多層膜ミラーの方が実用
上は有利である。
で形成するのが望ましいが、通常は光学ガラスを用いれ
ばよい。また、ミラー２ａ、２ｂとしては、金属ミラー
、屈折率の異なる複数の誘電体膜を積層して形成される
誘電体多層膜ミラーなどを用いることができるが、反射
率と光吸収特性の面から誘電体多層膜ミラーの方が実用
上は有利である。
方、スペーサ３の材質は特に制限されないが、好ましく
は熱膨張係数の小さいものがよく、例えばインバーや低
熱膨張係数のガラスを用いればよい。なお、ミラー２ａ
、２ｂとスペーサ３との接着は例えば低融点ガラスの粉
を溶かして行えばよい。
は熱膨張係数の小さいものがよく、例えばインバーや低
熱膨張係数のガラスを用いればよい。なお、ミラー２ａ
、２ｂとスペーサ３との接着は例えば低融点ガラスの粉
を溶かして行えばよい。
このようなファブリ・ペロー形光フィルタの共振条件は
、光がミラー２ａとミラー２ｂとの間を１往復したとき
の位相変化量が２πの整数い）倍に等しいことである。
、光がミラー２ａとミラー２ｂとの間を１往復したとき
の位相変化量が２πの整数い）倍に等しいことである。
すなわち、熱光学効果物質５の屈折率をｎ、Ｅシー２ａ
とミラー２ｂとの間隔をｄとすれば、 λ。＝ ２ ｎ ｄ ／ ｍ の式でファブリ・ペロー光フィルタの通過波長λ。が決
定される。そこで、本発明では熱光学効果物質５の屈折
率ｎを変化させることにより、通過波長λ。を可変とし
ている。すなわち、ヒータ６によって熱光学効果物質５
の温度を変えることによりその屈折率ｎを変化させ、通
過波長λ。を制御するようになっている。
とミラー２ｂとの間隔をｄとすれば、 λ。＝ ２ ｎ ｄ ／ ｍ の式でファブリ・ペロー光フィルタの通過波長λ。が決
定される。そこで、本発明では熱光学効果物質５の屈折
率ｎを変化させることにより、通過波長λ。を可変とし
ている。すなわち、ヒータ６によって熱光学効果物質５
の温度を変えることによりその屈折率ｎを変化させ、通
過波長λ。を制御するようになっている。
ことて、熱光学効果物質５の温度がＴｏのとき、その屈
折率がｎ。で、ファブリ・ペロー形光フィルタの通過波
長がλ。。、熱光学効果物質５の温度がＴ１のとき、そ
の屈折率がｎｌで、ファブリ・ペロー形光フィルタの通
過波長がλ とすると、 入 ＝２ｎｄ／ｍ λ ＝２ｎｄ／ｍ ｎ、＝ｎｏ（１＋ｋ （Ｔ、−Ｔｏ） ）の関係があり
、 λ。１／λ。。−ｎ 、／ ｎ。
折率がｎ。で、ファブリ・ペロー形光フィルタの通過波
長がλ。。、熱光学効果物質５の温度がＴ１のとき、そ
の屈折率がｎｌで、ファブリ・ペロー形光フィルタの通
過波長がλ とすると、 入 ＝２ｎｄ／ｍ λ ＝２ｎｄ／ｍ ｎ、＝ｎｏ（１＋ｋ （Ｔ、−Ｔｏ） ）の関係があり
、 λ。１／λ。。−ｎ 、／ ｎ。
＝１＋ｋ （Ｔ１−Ｔｏ）
となる。但し、ｋは屈折率ｎの温度係数である。そして
、 八λ＝λ ΔＴ＝Ｔ とすると、 １＋Δλ／λ。。＝１十に八Ｔ Δλ／λ。。二にΔＴ の式が導かれる。したがって、熱光学効果物質５の温度
変化によって効率的に通過波長の変化Δλを生じさせる
には、屈折率ｎの温度係数にの大きな熱光学効果物質５
を用いる必要がある。
、 八λ＝λ ΔＴ＝Ｔ とすると、 １＋Δλ／λ。。＝１十に八Ｔ Δλ／λ。。二にΔＴ の式が導かれる。したがって、熱光学効果物質５の温度
変化によって効率的に通過波長の変化Δλを生じさせる
には、屈折率ｎの温度係数にの大きな熱光学効果物質５
を用いる必要がある。
したがって、このような理由から、熱光学効果物質５と
しては、１，３−シクロロブ四パン、１，２−ジブロモ
プロパン、アニリン、ニド資ベンゼン、０−トルイジン
などの温度係数ｋが大きい物質を用いるのが好ましい。
しては、１，３−シクロロブ四パン、１，２−ジブロモ
プロパン、アニリン、ニド資ベンゼン、０−トルイジン
などの温度係数ｋが大きい物質を用いるのが好ましい。
これらの例示物質は何れも−５Ｘ １０”−’／℃程度
の屈折率の温度係数ｋを有している。
の屈折率の温度係数ｋを有している。
これらの物質を熱光学効果物質５とした場合、
ΔＴ−±２０６
とすると、
Δλ／＾。０〜０．０１
となる。これを前述したニオブ酸リチウムからなる誘電
体平板を用いた場合と比べるために、λ。。＝１．３μ
ｍを想定すると、△λヱ±ｉ３ｎｍとなり、本実施例の
通過波長範囲は誘電体平板を用いたファブリ・べ四−形
光フィルタの例に比べて数百倍以上大きい値であること
が認められる。
体平板を用いた場合と比べるために、λ。。＝１．３μ
ｍを想定すると、△λヱ±ｉ３ｎｍとなり、本実施例の
通過波長範囲は誘電体平板を用いたファブリ・べ四−形
光フィルタの例に比べて数百倍以上大きい値であること
が認められる。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明では、共振回路を構成する
２枚のミラーでセルを構成して該セル内に充填した物質
の温度制御を行うことによりその屈折率を変化させ、通
過波長を可変とするようにしている。したがって、可動
部がないという理由からも小形且つ安定なものであり、
しかも、熱光学効果による屈折率変化は電気光学効果に
よる屈折率変化と比べても大きいので、通過波長可変範
囲も比較的大きなファブリ・ペロー形光フィルタが実現
できる。
２枚のミラーでセルを構成して該セル内に充填した物質
の温度制御を行うことによりその屈折率を変化させ、通
過波長を可変とするようにしている。したがって、可動
部がないという理由からも小形且つ安定なものであり、
しかも、熱光学効果による屈折率変化は電気光学効果に
よる屈折率変化と比べても大きいので、通過波長可変範
囲も比較的大きなファブリ・ペロー形光フィルタが実現
できる。
第１図は本発明の一実施例にかかるファブリ・ペロー形
光フィルタの一部を切り欠いた構造図、第２図はその縦
断面図である。 一 図面中、 ｌａ、ｌｂは基板、 ２ａ、２ｂはミラー ３はスペーサ、 ４はセル、 ５は熱光学効果物質、 ６はヒータである。
光フィルタの一部を切り欠いた構造図、第２図はその縦
断面図である。 一 図面中、 ｌａ、ｌｂは基板、 ２ａ、２ｂはミラー ３はスペーサ、 ４はセル、 ５は熱光学効果物質、 ６はヒータである。
Claims (1)
- ２枚の高反射率ミラーを相対向して平行に配置すること
により共振回路を構成し、上記ミラーの何れか一方にほ
ぼ垂直に入射した光のうち共振条件を満足する波長の光
のみを通過させ、他の波長を有する残りの光を通過させ
ないファブリ・ペロー形光フィルタにおいて、上記２枚
のミラーでセルを形成すると共に該セル内に光学的に透
明で等方的な物質を有し、且つ、当該物質を加熱若しく
は冷却することによりその屈折率を変化させて共振条件
を変える温度制御手段を具備することを特徴とするファ
ブリ・ペロー形光フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1186889A JPH02193111A (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | ファブリ・ペロー形光フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1186889A JPH02193111A (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | ファブリ・ペロー形光フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02193111A true JPH02193111A (ja) | 1990-07-30 |
Family
ID=11789702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1186889A Pending JPH02193111A (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | ファブリ・ペロー形光フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02193111A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0643501A (ja) * | 1992-04-29 | 1994-02-18 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 同調可能エタロンフィルタ |
| EP1126293A3 (en) * | 1999-12-02 | 2004-02-25 | JDS Uniphase Inc. | Multiplexing/demultiplexing optical circuit |
-
1989
- 1989-01-23 JP JP1186889A patent/JPH02193111A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0643501A (ja) * | 1992-04-29 | 1994-02-18 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 同調可能エタロンフィルタ |
| EP1126293A3 (en) * | 1999-12-02 | 2004-02-25 | JDS Uniphase Inc. | Multiplexing/demultiplexing optical circuit |
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