JPH0248640A - Fabry-perot type optical filter - Google Patents
Fabry-perot type optical filterInfo
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- JPH0248640A JPH0248640A JP19890388A JP19890388A JPH0248640A JP H0248640 A JPH0248640 A JP H0248640A JP 19890388 A JP19890388 A JP 19890388A JP 19890388 A JP19890388 A JP 19890388A JP H0248640 A JPH0248640 A JP H0248640A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、通過波長を可変できるファブリ・ペロー形光
フィルタに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a Fabry-Perot optical filter that can vary the wavelength of transmission.
〈従来の技術〉
従来の7アプリ・ペロー形光フィルタの1つの例は、ガ
ラス平行平板の対向する2面にミラーを形成したもので
ある。この形式のファブリ・ペロー形光フィルタでは、
ミラー間の媒質がガラスであり、ミラー間の屈折率や間
隔を電気的に制御して変化させることができないため、
それの通過波長を可変することは困難である。<Prior Art> One example of a conventional 7-application-Perot optical filter is one in which mirrors are formed on two opposing surfaces of a parallel flat glass plate. In this type of Fabry-Perot optical filter,
The medium between the mirrors is glass, and the refractive index and spacing between the mirrors cannot be changed by electrical control.
It is difficult to vary its transmission wavelength.
従来のファブリ・ペロー形光フィルタの別の例は、2枚
のミラーを、共通のペース上に、対向して平行に配置し
、スクリュー式やピエゾ式の微動装置によりミラー間の
間隔を変えて、通過波長を可変するものである。この形
式のファブリ・ペロー形光フィルタでは、通過波長を可
変できるものの、ミラーが個別部品であるため、1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。Another example of a conventional Fabry-Perot optical filter is to arrange two mirrors parallel to each other on a common surface, and then change the distance between the mirrors using a screw or piezo fine adjustment device. , which can vary the passing wavelength. Although this type of Fabry-Perot optical filter can vary the wavelength it passes, since the mirror is a separate component, its alignment is easily lost due to the influence of vibrations or Since the dimensions are relatively large, there is a problem in that it cannot be constructed in a compact size.
〈発明が解決しようとする課題〉
従来のファブリ・ペロー形光フィルタの第1の例では、
2枚のミラーが一体形成されているミラー間媒質はガラ
スであるので、ミラー間の屈折率や間隔を電気的に制御
して変化させることが困難であり、通過波長を可変する
ことができない。<Problem to be solved by the invention> In the first example of the conventional Fabry-Perot type optical filter,
Since the intermirror medium in which the two mirrors are integrally formed is glass, it is difficult to electrically control and change the refractive index and spacing between the mirrors, and it is not possible to vary the passing wavelength.
また、従来のファブリ・ペロー形光フィルタの第2の例
では、2枚の個別のミラーを対向して平行に配置し、そ
のうちの1枚のミラーの位置を微動装置で動かしてミラ
ー間の間隔を変え、通過波長を可変するものである。In the second example of the conventional Fabry-Perot optical filter, two individual mirrors are arranged facing each other in parallel, and the position of one of the mirrors is moved by a fine adjustment device to adjust the distance between the mirrors. It changes the wavelength of the light passing through it.
しかしながら、ミラーの7ライメントが温度や振動など
の影響で狂いやすく、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。However, the seven alignments of the mirror are easily distorted by the influence of temperature, vibration, etc., and the fine movement device is relatively large in size, so it cannot be made compact.
以上のように、従来の7アプリ・ペロー形光フィルタに
おいては、通過波長を可変とすることができないか、あ
るいは装置が大形化し、不安定化するという問題点があ
った。As described above, in the conventional 7-application Perot optical filter, there are problems in that the passing wavelength cannot be made variable or the device becomes large and unstable.
本発明は、上記従来技術に艦み、小型かっ安定で、その
通過波長を電気的な制御で可変できるファブリ・べ四−
形光フィルタを提供することを目的とする。The present invention is based on the above-mentioned conventional technology, and is based on a Fabry vessel that is small, stable, and whose passing wavelength can be varied by electrical control.
The purpose of the present invention is to provide a shaped optical filter.
く課題を解決するための手段〉
斯かる目的を達成するための本発明の構成は2枚の高反
射率ミラーを平行に向い合せて配置することにより共振
回路を構成し、前記ミラーのうちのいずれか一方にほぼ
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、残りの波長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、電界が印加されると屈
折率が変化するという電気光効果を有する誘電体平行平
板を前記ミラー間に挿入すると共に該誘電体平行平板の
向い合う面に透明電極を各々形成したことを特徴とする
。Means for Solving the Problems> The configuration of the present invention to achieve the above object is to configure a resonant circuit by arranging two high reflectivity mirrors facing each other in parallel, and to In a Fabry-Perot optical filter, which passes only the light with a wavelength that satisfies the resonance condition out of the light that is almost perpendicularly incident on either side, and blocks the light with the remaining wavelengths, when an electric field is applied, the refractive index changes. The present invention is characterized in that a dielectric parallel plate having a changing electro-optical effect is inserted between the mirrors, and transparent electrodes are formed on opposing surfaces of the dielectric parallel plate.
く作 用〉
2枚の高反射率ミラーによって構成される共振回路の共
振条件はミラー間の媒体の屈折率によって変化する。そ
こで、透明電極間に電流を流して誘電体平行平板に電界
を印加し、その屈折率を変化させれば、共振条件が変わ
り通過波長も変化する。Effect> The resonance conditions of a resonant circuit constituted by two high-reflectance mirrors change depending on the refractive index of the medium between the mirrors. Therefore, if a current is passed between the transparent electrodes and an electric field is applied to the dielectric parallel plates to change the refractive index, the resonance conditions change and the wavelength transmitted also changes.
く実 施 例〉
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図面に本発明の一実施例を示す。同図に示すように、電
気光学効果を有する誘電体平行平板(以下、電気光学効
果結晶という)1の両面に高反射率ミラー2,3が形成
され、更にその外側に透明電極4,5が形成されている
。電気光学効果結晶1は、電界が印加されると、屈折率
楕円体が変化し、その屈折率が変化するという電気光学
効果を有し、例えばニオブ酸リチウム(LiNbO3)
やタンタル酸リチウム(LiTa03)等が知られてい
る。透明電極4,5としてはスズ添加酸化インジウム(
SnドープIn、03)が−数的である。尚、ミラー2
.3が金属薄膜ミーラーであるときは、これを電極とし
て用い、透明電極4,5を省略することができる。ミラ
ー2,3としては、金属薄膜ミラーの他に、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
ミラーも用いることができろ。反射率及び光吸収特性の
面から誘電体多層ミラーのほうが実用上は有利である。An embodiment of the present invention is shown in the drawings. As shown in the figure, high reflectance mirrors 2 and 3 are formed on both sides of a dielectric parallel plate having an electro-optic effect (hereinafter referred to as an electro-optic effect crystal) 1, and transparent electrodes 4 and 5 are further formed on the outside thereof. It is formed. The electro-optic effect crystal 1 has an electro-optic effect in which a refractive index ellipsoid changes and its refractive index changes when an electric field is applied. For example, lithium niobate (LiNbO3)
and lithium tantalate (LiTa03) are known. The transparent electrodes 4 and 5 are made of tin-doped indium oxide (
Sn-doped In, 03) is -numerical. Furthermore, mirror 2
.. When 3 is a metal thin film miller, this can be used as an electrode and the transparent electrodes 4 and 5 can be omitted. As the mirrors 2 and 3, in addition to metal thin film mirrors, a dielectric multilayer mirror formed by laminating a plurality of dielectric films having different refractive indexes may also be used. A dielectric multilayer mirror is practically more advantageous in terms of reflectance and light absorption characteristics.
上記構成のファブリ・ペロー形光フィルタの共振条件:
よ、真空中での波長λ。の光がファブリ・ペロー形光フ
ィルタにほぼ垂直に入射し、ミラー2,3の間を1往復
した時の位相変化が2πの整数(m)倍に等しいことで
ある。即ち、共振条件を満足する光の波長久。2゜は次
式で示される。Resonance conditions for the Fabry-Perot optical filter with the above configuration:
Yo, the wavelength λ in a vacuum. When the light enters the Fabry-Perot optical filter almost perpendicularly and makes one round trip between the mirrors 2 and 3, the phase change is equal to an integer (m) times 2π. In other words, the wavelength of light that satisfies the resonance conditions. 2° is expressed by the following equation.
λ =2nd/m
ただし、nは電気光学効果結晶の屈折率、dは電気光学
効果結晶の厚さである。λ = 2nd/m where n is the refractive index of the electro-optic effect crystal, and d is the thickness of the electro-optic effect crystal.
従って、透明電極4,5の間に電界Eを印加し、電気光
学効果結晶の屈折率nを変化させれば、共振条件が変化
し、通過波長λ。、、、が変化することとなる。Therefore, by applying an electric field E between the transparent electrodes 4 and 5 and changing the refractive index n of the electro-optic effect crystal, the resonance condition changes and the passing wavelength λ is changed. , , will change.
ここで、透明電極4,5の間に印加されろ電界Eによっ
て電気光学効果結晶1の屈折率nがどのように変化する
かについて説明すると、本実施例のファブリ・ベロー形
光フィルタでは、光の進行方向と電界Eの印加方向が同
方向の縦形電極構成であり、また、入射される光の偏光
状態は、−数的に、特別な状態には決っていないので、
ファブリ・ベロー形光フィルタの特性が入射光の偏光状
態に依存しないように考慮する。このような条件を与え
ると、電気光学効果結晶1としては、正方晶系のく4〉
および<411111〉、三方晶系の〈3〉および<3
11IIl〉、六方晶系のく6〉およびく6鵡〉が適当
で、ミラー2,3や透明電81i4.5が形成されろ電
気光学効果結晶1の面は3面が適当である。ここで、括
弧〈 〉は結晶点群を示している。これらの場合、電気
光学効果結晶1の屈折率nは透明電極4゜50間に印加
される電界Eにより、次のような変化分Δnを生じる。Here, to explain how the refractive index n of the electro-optic effect crystal 1 changes depending on the electric field E applied between the transparent electrodes 4 and 5, in the Fabry-Bello type optical filter of this embodiment, the optical The vertical electrode configuration has the same direction as the traveling direction of E and the direction of application of the electric field E, and the polarization state of the incident light is not numerically determined to be a special state.
Consideration is given so that the characteristics of the Fabry-Bello type optical filter do not depend on the polarization state of the incident light. When such conditions are given, the electro-optic effect crystal 1 has a tetragonal system.
and <411111>, trigonal <3> and <3
11II1>, hexagonal crystal system 6> and 61i> are suitable, and the mirrors 2, 3 and the transparent electrode 81i4.5 are formed.Three faces of the electro-optic effect crystal 1 are suitable. Here, the parentheses 〈 〉 indicate the crystal point group. In these cases, the refractive index n of the electro-optic effect crystal 1 changes by the following change Δn due to the electric field E applied between the transparent electrodes 4° and 50°.
Δn = no γ13E/2
ここで、noは常光線に対する屈折率、ア、3はポッケ
ルス係数を表す。したがって、通過波長λ。Plは、下
式に示すように透明電極4゜5の間に印加される電界E
を制御することによって可変することができる。Δn = no γ13E/2 Here, no represents the refractive index for ordinary rays, a, and 3 represent the Pockels coefficient. Therefore, the passing wavelength λ. Pl is the electric field E applied between the transparent electrodes 4°5 as shown in the formula below.
can be varied by controlling.
λ。、、= 2 (n0+n03713E/2)d/m
〈発明の効果〉
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように本発明
では、誘電体平行平板に電界を印加して、電気光学効果
によりその屈折率を変化させることができる。このため
、2枚のミラーで構成される共振回路の共振条件を変え
て、通過波長を電気的に制御することが可能となった。λ. ,,=2 (n0+n03713E/2)d/m
<Effects of the Invention> As described above in detail based on the examples, in the present invention, an electric field is applied to a dielectric parallel plate to change its refractive index by the electro-optic effect. Therefore, it has become possible to electrically control the passing wavelength by changing the resonance conditions of a resonant circuit composed of two mirrors.
しかも、ミラーを移動させろ微動装置不要となり、小型
で、かつ安定度が高くなる。Furthermore, moving the mirror eliminates the need for a fine movement device, resulting in a smaller size and higher stability.
図面は本発明の一実施例にかかるファブリ・ベロー形光
フィルタの構造図である。
図 面 中、
1は電気光学効果結晶、
2.3はミラー
4.5は透明電極である。
特 許 出 願 人
日本電信電話株式会社
代 理 人The drawing is a structural diagram of a Fabry-Bello optical filter according to an embodiment of the present invention. In the drawings, 1 is an electro-optic effect crystal, 2.3 is a mirror 4.5 is a transparent electrode. Patent applicant: Agent of Nippon Telegraph and Telephone Corporation
Claims (1)
とにより共振回路を構成し、前記ミラーのうちのいずれ
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、残りの波長の光を通過させ
ないファブリ・ペロー形光フィルタにおいて、電界が印
加されると屈折率が変化するという電気光効果を有する
誘電体平行平板を前記ミラー間に挿入すると共に該誘電
体平行平板の向い合う面に透明電極を各々形成したこと
を特徴とするファブリ・ペロー形光フィルタ。A resonant circuit is constructed by arranging two high-reflectance mirrors facing each other in parallel, and only the light with a wavelength that satisfies the resonance condition among the light that is almost perpendicularly incident on one of the mirrors is generated. In a Fabry-Perot optical filter that allows light of the remaining wavelengths to pass through, a dielectric parallel plate having an electro-optical effect in which the refractive index changes when an electric field is applied is inserted between the mirrors, and the dielectric A Fabry-Perot optical filter characterized in that transparent electrodes are formed on opposite surfaces of body-parallel plates.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19890388A JPH0248640A (en) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | Fabry-perot type optical filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19890388A JPH0248640A (en) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | Fabry-perot type optical filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0248640A true JPH0248640A (en) | 1990-02-19 |
Family
ID=16398862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19890388A Pending JPH0248640A (en) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | Fabry-perot type optical filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0248640A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006295015A (en) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Shimadzu Corp | Solid state laser equipment |
-
1988
- 1988-08-11 JP JP19890388A patent/JPH0248640A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006295015A (en) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Shimadzu Corp | Solid state laser equipment |
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