JPH0618328A - 光デバイス及び装置 - Google Patents
光デバイス及び装置Info
- Publication number
- JPH0618328A JPH0618328A JP10594493A JP10594493A JPH0618328A JP H0618328 A JPH0618328 A JP H0618328A JP 10594493 A JP10594493 A JP 10594493A JP 10594493 A JP10594493 A JP 10594493A JP H0618328 A JPH0618328 A JP H0618328A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- semi
- resonator
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- fabry
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/26—Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ファブリー−ペロー型共振器の光デバイスに
関する。 【構成】 ファブリー−ペロー型共振器を形成する一対
の面半反射層（３，５）から成る光デバイスで、その層
間の間隙が共振器の周囲領域よりも中心領域でわずかに
広くされている。その結果として、中心領域でデバイス
に入射される入力ビームの光の発散が少なくなり、これ
に伴ってデバイスの伝送共振の線路幅も狭くなる。
関する。 【構成】 ファブリー−ペロー型共振器を形成する一対
の面半反射層（３，５）から成る光デバイスで、その層
間の間隙が共振器の周囲領域よりも中心領域でわずかに
広くされている。その結果として、中心領域でデバイス
に入射される入力ビームの光の発散が少なくなり、これ
に伴ってデバイスの伝送共振の線路幅も狭くなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光デバイスに関する。
特に本発明は、光周波数でファブリー−ペロー型共振器
を形成するように間隔を開けて配した一対の面半反射層
から成る光デバイスに関する。
特に本発明は、光周波数でファブリー−ペロー型共振器
を形成するように間隔を開けて配した一対の面半反射層
から成る光デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】このようなデバイスはレーザのような光
部品、光変調器及び光フィルタに応用されている。この
ようなデバイスの伝送共振の線路幅は通過光波の光発散
で広がることが熟知されている。その理由は共振周波数
が半反射層上で波長の入射角と共に増加するからであ
る。これは、平面波の重ね合わせとしてみなされる入力
光ビームに、また光ファイバの末端から出てくる狭い平
面波にも、すなわちポインテイング・ベクトルが半反射
面に対して全て直角で、回折発散が適切な値であるとし
ても当てはまる。
部品、光変調器及び光フィルタに応用されている。この
ようなデバイスの伝送共振の線路幅は通過光波の光発散
で広がることが熟知されている。その理由は共振周波数
が半反射層上で波長の入射角と共に増加するからであ
る。これは、平面波の重ね合わせとしてみなされる入力
光ビームに、また光ファイバの末端から出てくる狭い平
面波にも、すなわちポインテイング・ベクトルが半反射
面に対して全て直角で、回折発散が適切な値であるとし
ても当てはまる。
【０００３】この問題に対する従来の解決法は、 １）レンズを使用して入力ビームを拡大して、共振器で
の角度発散を十分低くし、容認可能な線路幅にするこ
と。 ２）共振器を長さの研磨された短い光ファイバで作るこ
と。
の角度発散を十分低くし、容認可能な線路幅にするこ
と。 ２）共振器を長さの研磨された短い光ファイバで作るこ
と。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】第１の解決法は、高価
であり、部品を正確に一直線に配列する必要もあるので
嵩が嵩むという不利益がある。第２の解決法は、このよ
うな共振器においては製造組み立てが比較的複雑で、調
整が難しく、かつ他の装置への改良使用が容易でないと
いう不利益がある。更に、どちらの解決法も、光構成部
品がプレーナ形で、ウエハ又は他の基板の主面に伝えら
れ、かつ光の伝播方向が基板の厚み方向である、部品へ
の使用に向いていない。上記のような構成部品は、偏光
に影響されず、光ファイバへの結合もたやすく、かつ基
板へのデバイス密度を高めることができるといった点
で、特に重要である。本発明の目的は、上述の不利益が
軽減されるファブリー−ペロー型共振器を提供すること
である。
であり、部品を正確に一直線に配列する必要もあるので
嵩が嵩むという不利益がある。第２の解決法は、このよ
うな共振器においては製造組み立てが比較的複雑で、調
整が難しく、かつ他の装置への改良使用が容易でないと
いう不利益がある。更に、どちらの解決法も、光構成部
品がプレーナ形で、ウエハ又は他の基板の主面に伝えら
れ、かつ光の伝播方向が基板の厚み方向である、部品へ
の使用に向いていない。上記のような構成部品は、偏光
に影響されず、光ファイバへの結合もたやすく、かつ基
板へのデバイス密度を高めることができるといった点
で、特に重要である。本発明の目的は、上述の不利益が
軽減されるファブリー−ペロー型共振器を提供すること
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、光周波
数でファブリー−ペロー型共振器を形成するように間隔
を開けて配した一対の面半反射層から成る光デバイスに
おいて、前記間隔は、動作中入力ビームがデバイスに入
射される領域の周囲領域よりも入射される領域で広く、
該領域でデバイスの出力ビームの閉じ込めを強化するよ
うな広さにされていることを特徴とする光デバイスが提
供される。好ましくは、前記間隔は前記領域の端で階段
状に狭くされていることが望ましい。
数でファブリー−ペロー型共振器を形成するように間隔
を開けて配した一対の面半反射層から成る光デバイスに
おいて、前記間隔は、動作中入力ビームがデバイスに入
射される領域の周囲領域よりも入射される領域で広く、
該領域でデバイスの出力ビームの閉じ込めを強化するよ
うな広さにされていることを特徴とする光デバイスが提
供される。好ましくは、前記間隔は前記領域の端で階段
状に狭くされていることが望ましい。
【０００６】
【実施例】以下、例として本発明による数例のデバイス
を添付図面を参照して説明する。図１を参照して説明す
ると、これは、本発明の第１実施例として記述される単
一のファブリー−ペロー型共振器である。共振器は、光
伝送基板１上に延長して形成され、光伝送材料層７の両
側に形成された平行な半反射鏡層３及び５で構成されて
いる。半反射層３，５は銀又はアルミニウムような金属
で構成する方が適しているが、別のやり方としては誘電
積層体で構成してもよい。
を添付図面を参照して説明する。図１を参照して説明す
ると、これは、本発明の第１実施例として記述される単
一のファブリー−ペロー型共振器である。共振器は、光
伝送基板１上に延長して形成され、光伝送材料層７の両
側に形成された平行な半反射鏡層３及び５で構成されて
いる。半反射層３，５は銀又はアルミニウムような金属
で構成する方が適しているが、別のやり方としては誘電
積層体で構成してもよい。
【０００７】デバイスを使用する際、基板１内の光源
（図示せず）からの入力ビームは、矢印で示すように、
層３，５及び層７の面に直角な方向に手前の鏡層３から
層７に向けて入射される。共振器は、入力ビームの内、
鏡層３，５の空間距離ｔと層７を形成する材料の屈折率
に依存した共振周波数の範囲にある光のみを既知の方法
で伝えるフィルタとしての役目をする。
（図示せず）からの入力ビームは、矢印で示すように、
層３，５及び層７の面に直角な方向に手前の鏡層３から
層７に向けて入射される。共振器は、入力ビームの内、
鏡層３，５の空間距離ｔと層７を形成する材料の屈折率
に依存した共振周波数の範囲にある光のみを既知の方法
で伝えるフィルタとしての役目をする。
【０００８】本発明によれば、デバイスを通る伝送の線
路幅を狭くするために、入力ビームが入射される領域
で、層７がその周囲領域よりもわずかに厚くなるよう
に、共振器の出力側に鋲（スタッド）のような突起が形
成される。
路幅を狭くするために、入力ビームが入射される領域
で、層７がその周囲領域よりもわずかに厚くなるよう
に、共振器の出力側に鋲（スタッド）のような突起が形
成される。
【０００９】突起状のスタッド９の高さは、デバイス中
を通常光、すなわちデバイスの線路幅外の周波数の光が
通ったり反射するときに著しい影響を及ばさないよう
に、なるべくなら層７のわずかな厚さｔの１％以下の高
さｄｔにすることが望ましい。
を通常光、すなわちデバイスの線路幅外の周波数の光が
通ったり反射するときに著しい影響を及ばさないよう
に、なるべくなら層７のわずかな厚さｔの１％以下の高
さｄｔにすることが望ましい。
【００１０】スタッド９が従来のファブリー−ペロー型
共振器で起こる回折発散によって伝送線路幅が広がるの
を防ぐ理由は次の通り説明できる。図２を参照して説明
すると、スタッド９を有しない従来の共振器において
は、線１１で示すようにガウス・エネルギ分布に従った
適当な周波数の光の入力ビームがデバイスに向けられた
とき、その出力ビームは線１３で示すようにかなり広い
断面積のビームになる。これは回折発散によるものであ
る。この回折発散は出力ビームの波長が多数回反射して
不完全な重ね合わせをした結果生じたものである。
共振器で起こる回折発散によって伝送線路幅が広がるの
を防ぐ理由は次の通り説明できる。図２を参照して説明
すると、スタッド９を有しない従来の共振器において
は、線１１で示すようにガウス・エネルギ分布に従った
適当な周波数の光の入力ビームがデバイスに向けられた
とき、その出力ビームは線１３で示すようにかなり広い
断面積のビームになる。これは回折発散によるものであ
る。この回折発散は出力ビームの波長が多数回反射して
不完全な重ね合わせをした結果生じたものである。
【００１１】共振器が導波路中、例えば光ファイバの長
さ方向に形成されているならば、回折は導波路中の光ビ
ームの境界線、すなわち光ファイバのコアとクラッドと
の間で屈折率の値が小さくなるという制限効果で防げ
る。共振器の線路幅は望み通りに小さくすることが可能
である。図２に示されているようなプレーナー形のファ
ブリー−ペロー型共振器の場合、このような屈折率の急
激な変化はかなり都合が悪い。その代わりとして、本発
明によれば、共振空洞が入力ビームの領域にほんのわず
かな厚さで形成される。これは、勿論、図１のスタッド
９の領域で多重反射する光はわずかに行程が長くなり、
したがって周囲領域の光に対して位相が遅れるので、屈
折率を上げるのと等価になる。
さ方向に形成されているならば、回折は導波路中の光ビ
ームの境界線、すなわち光ファイバのコアとクラッドと
の間で屈折率の値が小さくなるという制限効果で防げ
る。共振器の線路幅は望み通りに小さくすることが可能
である。図２に示されているようなプレーナー形のファ
ブリー−ペロー型共振器の場合、このような屈折率の急
激な変化はかなり都合が悪い。その代わりとして、本発
明によれば、共振空洞が入力ビームの領域にほんのわず
かな厚さで形成される。これは、勿論、図１のスタッド
９の領域で多重反射する光はわずかに行程が長くなり、
したがって周囲領域の光に対して位相が遅れるので、屈
折率を上げるのと等価になる。
【００１２】光導波路の屈折率の変化領域における案内
効果と類似していて、スタッド９の実際の断面形状はあ
まり重要ではないが、しかし一般に円形にする方が便利
である。しかし、スタッド９の高さと断面積は所望の案
内効果を得るために入力ビームとうまく合わせる必要が
ある。ついでながら述べると、共振器の断面積を更に大
きくする場合、多数のスタッドを用いてもよいことが判
る。このような配列構造のスタッド間の領域は通常マス
クされねばならない。このような配列構造は、プレーナ
ー・フィルタ、例えば広視野で狭い通過域の撮像装置に
使用するようなものを製造するために用いられる。
効果と類似していて、スタッド９の実際の断面形状はあ
まり重要ではないが、しかし一般に円形にする方が便利
である。しかし、スタッド９の高さと断面積は所望の案
内効果を得るために入力ビームとうまく合わせる必要が
ある。ついでながら述べると、共振器の断面積を更に大
きくする場合、多数のスタッドを用いてもよいことが判
る。このような配列構造のスタッド間の領域は通常マス
クされねばならない。このような配列構造は、プレーナ
ー・フィルタ、例えば広視野で狭い通過域の撮像装置に
使用するようなものを製造するために用いられる。
【００１３】本発明の原理が図１の単一共振器デバイス
以外の光デバイスに利用されることが判る。本発明の第
２実施例を示す図３を参照して説明すると、図１に示し
たものが２つ、図示したようにファブリー−ペロー１５
及び１７共振器が４ポートカプラを形成するように接近
した状態で共通基板１９上に形成されている。このよう
な配列構造は、図３の矢印２３で示すように非共振光の
経路から矢印２１で示すように共振周波数光をそらすこ
とによって、ファブリー−ペロー・フィルタでの非共振
伝送を少なくするために使用される。
以外の光デバイスに利用されることが判る。本発明の第
２実施例を示す図３を参照して説明すると、図１に示し
たものが２つ、図示したようにファブリー−ペロー１５
及び１７共振器が４ポートカプラを形成するように接近
した状態で共通基板１９上に形成されている。このよう
な配列構造は、図３の矢印２３で示すように非共振光の
経路から矢印２１で示すように共振周波数光をそらすこ
とによって、ファブリー−ペロー・フィルタでの非共振
伝送を少なくするために使用される。
【００１４】本発明の第３実施例を示す図４を参照して
説明すると、ファブリー−ペロー型共振器デバイスは非
平行状にわずかに傾いた面半反射層２５，２７を有す
る。共振器の出力側に形成されたスタッド２９は矢印３
１で示すようにデバイスに入射される入力光ビームが曲
げられるので、上述したように発散効果を阻止する役目
をする。
説明すると、ファブリー−ペロー型共振器デバイスは非
平行状にわずかに傾いた面半反射層２５，２７を有す
る。共振器の出力側に形成されたスタッド２９は矢印３
１で示すようにデバイスに入射される入力光ビームが曲
げられるので、上述したように発散効果を阻止する役目
をする。
【００１５】本発明にかかるデバイスは、例えばレー
ザ、変調器及び液晶同調フィルタといったファブリー−
ペロー型共振器を使用する光デバイスにほとんど応用で
きることが判る。
ザ、変調器及び液晶同調フィルタといったファブリー−
ペロー型共振器を使用する光デバイスにほとんど応用で
きることが判る。
【００１６】本発明にかかるデバイスで、半反射層間の
材料が半導体材料の場合、デバイスは、半導体層の外面
に半反射層を成長させる前に、半導体層の外面を適当に
エッチングして突出したスタッドを形成することにより
製造することができる。半反射層間の材料が、例えば同
調光フィルタに用いられるような液晶材料の場合には、
液晶材料を取り囲む２つのウインドウの一方の内面をエ
ッチングして小さい穴を形成し、ウインドウ外面に半反
射層を形成するようにしてもよい。
材料が半導体材料の場合、デバイスは、半導体層の外面
に半反射層を成長させる前に、半導体層の外面を適当に
エッチングして突出したスタッドを形成することにより
製造することができる。半反射層間の材料が、例えば同
調光フィルタに用いられるような液晶材料の場合には、
液晶材料を取り囲む２つのウインドウの一方の内面をエ
ッチングして小さい穴を形成し、ウインドウ外面に半反
射層を形成するようにしてもよい。
【図１】本発明によるファブリー−ペロー型共振器の断
面図である。
面図である。
【図２】従来のファブリー−ペロー型共振器の断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明による光カプラの断面図である。
【図４】本発明による光ベンドデバイスの断面図であ
る。
る。
１，１９ 基板 ３，５，２５，２７ 半反射層 ７ 光伝送材料層 ９，２９ スタッド １５，１７ ファブリー−ペロー
Claims (10)
- 【請求項１】 光周波数でファブリー−ペロー型共振器
を形成するように間隔を開けて配した一対の面半反射層
から成る光デバイスにおいて、前記間隔は、動作中入力
ビームがデバイスに入射される領域の周囲領域よりも入
射される領域で広く、該領域でデバイスの出力ビームの
閉じ込めを強化するような広さにされていることを特徴
とするデバイス。 - 【請求項２】 前記間隔は前記領域の端で階段状にわず
かに狭くなっていることを特徴とする請求項１記載のデ
バイス。 - 【請求項３】 前記領域の間隔は前記周囲領域よりも１
％以下大きくされていることを特徴とする請求項１又は
請求項２記載のデバイス。 - 【請求項４】 前記間隔は全領域において実質的に一様
であることを特徴とする前項いずれか１記載のデバイ
ス。 - 【請求項５】 前記半反射層は平行であることを特徴と
する前項いずれか１記載のデバイス。 - 【請求項６】 前記半反射層は半導体材料で分離されて
いることを特徴とする前項いずれか１記載のデバイス。 - 【請求項７】 前記半反射層は液晶材料で分離されてい
ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１記載
のデバイス。 - 【請求項８】 前記共振器は光伝送基板に形成され、か
つ前記入力ビームは該基板からデバイスに向けて半反射
層の面に実質的に直角な方向から入射されることを特徴
とする前項いずれか１記載のデバイス。 - 【請求項９】 ２つの光デバイスが前項いずれか１記載
のデバイスから成り、２つのデバイスのファブリー−ペ
ロー型共振器は４ポートの光カプラを形成するように接
近した状態で形成されていることを特徴とする光装置。 - 【請求項１０】添付図面の図１、図３又は図４を参照し
てここで記述される実質的な光デバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9207996.1 | 1992-04-10 | ||
| GB929207996A GB9207996D0 (en) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | Optical devices |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618328A true JPH0618328A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=10713883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10594493A Pending JPH0618328A (ja) | 1992-04-10 | 1993-04-09 | 光デバイス及び装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0565261A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0618328A (ja) |
| GB (1) | GB9207996D0 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7808725B2 (en) | 2007-10-23 | 2010-10-05 | Olympus Medical Systems Corp. | Taking optical system |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5986808A (en) * | 1996-10-11 | 1999-11-16 | California Institute Of Technology | Surface-plasmon-wave-coupled tunable filter |
| US6246480B1 (en) * | 1999-09-01 | 2001-06-12 | Lucent Technologies Inc. | Stepped etalon |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58225678A (ja) * | 1982-06-23 | 1983-12-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPH01204488A (ja) * | 1988-02-10 | 1989-08-17 | Nec Corp | 半導体レーザ |
-
1992
- 1992-04-10 GB GB929207996A patent/GB9207996D0/en active Pending
-
1993
- 1993-03-22 EP EP93302145A patent/EP0565261A1/en not_active Withdrawn
- 1993-04-09 JP JP10594493A patent/JPH0618328A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7808725B2 (en) | 2007-10-23 | 2010-10-05 | Olympus Medical Systems Corp. | Taking optical system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0565261A1 (en) | 1993-10-13 |
| GB9207996D0 (en) | 1992-05-27 |
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