JPH0690329B2 - ファブリペロ−干渉計 - Google Patents

ファブリペロ−干渉計

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JPH0690329B2
JPH0690329B2 JP61505411A JP50541186A JPH0690329B2 JP H0690329 B2 JPH0690329 B2 JP H0690329B2 JP 61505411 A JP61505411 A JP 61505411A JP 50541186 A JP50541186 A JP 50541186A JP H0690329 B2 JPH0690329 B2 JP H0690329B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はファブリペロー干渉計に関する。
〔背景技術〕
通常のファブリペロー干渉計は、実質的に平行な一対の
反射面をもち、その間隔によりギャップを定義し、少な
くとも一つの面を他の面に対して移動させてギャップの
幅を変化させることができる。使用時には、多数の異な
る波長を含む放射が干渉計に入射し、ギャップ内に伝搬
して二つの反射面の間で反射される。強め合う干渉と弱
め合う干渉とが生じ、所定の波長が干渉計を透過し、他
の波長は透過しない。通常のファブリペロー干渉計で
は、透過した波長に対応して、よく定義された一連の透
過ピークが得られ、ピークの位置の波長はギャップの幅
の変化により調節できる。
ファブリペロー干渉計はレーザ共振器を作るために広く
用いられているが、多重波長を透過するフィルタとして
の使用方法も見出されている。干渉計の反射面は可能な
かぎり平行であることが重要であり、反射面の間隔を広
い範囲で変化させることができる必要がある。
近年使用されているファブリペロー干渉計の最も一般的
な形状は、安定な支持具にしっかりと取り付けられた二
つのガラス平板を備え、これらの二つのガラス平板は、
十分に研磨され、反射面となるための適当な被膜が施さ
れている。ギャップの幅は1mmないし数cmの範囲で変化
させることができ、マイクロジャスタおよびまたは圧電
変換素子を使用して変化させることができる。しかし、
この構造は取り扱いが困難で高価であり、全体の寸法が
比較的大きく、通常はインチのオーダとなる。
他の形状のファブリペロー干渉計として、一枚の固体ガ
ラス平板を用い、その対向する面を研磨し、適当な被膜
を施して反射面としたものがある。このガラス平板の表
面の間隔すなわちギャップを変化させる唯一の実際的な
方法は、平板を加熱して熱膨張を引き起こすことであ
る。この構造は、得られる間隔の変化が小さい欠点があ
り、正確に平行なな面を得ることが非常に困難である欠
点がある。
〔発明の開示〕
本発明のファブリペロー干渉計は、一方の反射面がダイ
ヤフラム上に設けられ、このダイヤフラムは蝶着アセン
ブリにより支持具に取り付けられている。
本発明は公知の干渉計を改良し、ダイヤフラムを使用し
て一方の反射面を設け、このダイヤフラムを蝶着アセン
ブリにより支持具に取り付けて、ダイヤフラムの位置を
容易に変化させることができるようにしている。これに
より、ギャップの幅を容易かつ高速に変化させることが
できる。例えば、この干渉計を使用して、複数の異なる
チャネルが異なる波長信号により搬送される波長分割多
重信号の分離を行うことができる。この応用では、ひと
つのチャネルから他のチャネルに速やかに同調させるこ
とが必要となることがあり、これは、本発明の干渉計を
用いることにより容易に可能となる。
ダイヤフラムおよび蝶着アセンブリは支持具と一体に形
成されることが望ましい。これにより小型で堅牢な構造
となり、公知の干渉計に比較して安価に製造でき、部品
点数が削減される。
支持具、ダイヤフラムおよび蝶着アセンブリには、シリ
コンその他の単結晶を用いることが便利である。これ
は、支持具、ダイヤフラムおよび蝶着アセンブリを形成
するために、異方性エッチングその他の一般的な微細加
工技術を利用できることから特に便利である。このよう
な微細加工技術としては、マスク技術、エッチング技術
およびレーザ・エッチング技術を含む（これらの技術
は、反射面の方向を正確に制御することができ、これに
より、一方の反射面を他方の反射面と平行に配置するこ
とが容易となると考えられる）。
本発明の干渉計はさらに、制御信号に応答して、ダイヤ
フラムを支持具に対して他の反射面の方向およびその反
対の方向に移動させる制御手段を含むことができる。制
御手段は、制御回路に接続されて静電界を発生する一対
の電極を含み、ダイヤフラムの位置が電界の強度に対応
する。
本発明の干渉計は、ダイヤフラムを用いた圧力に敏感な
取り付け構造であることから、圧力センサとして使用で
きる。例えば音場による圧力変化によりダイヤフラムが
振動し、これにより単一波長の入射光波を変調できる。
これは、マイクロホンおよびハイドロホンとして利用で
きる。
通常は、他方の反射面は、基板に隣接して配置された対
向板su-perstrate）のダイヤフラムに面した表面に設け
られる。対向板はガラスにより形成することが便利であ
る。
対向板および基板は、中間スペーサ層を介して互いに連
結することが望ましく、これにより構造を小型にするこ
とができる。
上述したように、本発明の干渉計は、波長多重化信号を
分離するために使用でき、またレーザ共振器に利用する
こともできる。レーザ共振器に利用する場合には、反射
面の間に適当な利得媒体が配置される。
本発明の干渉計を実際に利用できる他の応用として、光
ビーム変調器に利用することができる。ダイヤフラムを
使用することにより、反射面の間隔を高速に、例えばキ
ロヘルツの速度で変化させることができる。単一波長ビ
ームが干渉計に入射した場合には、ビームが透過する位
置と遮断する位置とにダイヤフラムを移動させることに
より、このビームを変調することができる。
他の応用として、本発明の干渉計は、二つの異なる波長
を中心とする放射ビームが干渉計に入射したときの波長
スイッチとして利用できる。空隙の幅を適当に選択する
ことにより、ひとつの波長を透過し、他の波長を反射す
る構成とすることができる。
本発明実施例のファブリペロー干渉計について添付図面
を参照して説明する。
〔図面の簡単な説明〕
第１図は断面図。
第２図は平面図。
第３図および第４図は二つの異なる空隙についての干渉
計の特性を示す図。
〔発明を実施するための最良の形態〕
第１図および第２図に示した干渉計は単結晶シリコン基
板１を備え、この基板１と一体に、正方形を形成する四
つの壁２〜５が設けられている。ダイヤフラム６は、典
型的な長さが１〜5mm程度の四つのブリッジ８〜11を含
む蝶着アセンブリにより、壁２〜５の上部から中央開口
部７内に吊り下げられている。蝶着アセンブリは、基板
１およびダイヤフラム６の双方と一体に形成されてい
る。この構造は、基板１を異方性エッチングすることに
より得られる。ダイヤフラム６の上面は研磨され、この
面に半反射被膜12が設けられている。
スペーサ層13は、その厚さが典型的には５〜50μｍの範
囲であり、基板１の周辺部に形成され、ガラスの対向板
14がこのスペーサ層13に接着される。対向板14と基板１
との間に空気ギャップ15が形成される。ダイヤフラム６
側を向いた対向板14の表面の一部16は、研磨および反射
被膜の膜付けが行われ、第二の反射面を形成する。
表面６、16にはそれぞれ透明電極の被膜が設けられ、こ
れらの透明電極は制御回路（図示せず）に接続される。
電極としては、インジウム・ティン・オキサイド（Indi
um Tin Oxide）が適している。一方の電極を参照番号17
で示し、これが接触パッド18に接続される。これとは別
に、一方の電極をダイヤフラムの反対側の面に設けるこ
ともできる（図示せず）。
使用時には、放射ビームがガラスの対向板14またはダイ
ヤフラム６の下側のどちらか一方に入射し、空気ギャッ
プ15を通過する。反射面12、16により、この空気ギャッ
プ15内でビームの反射が生じ、入射ビームの異なる波長
で強め合う干渉と弱め合う干渉とが生じる。この結果、
非常にバンド幅の狭いあるビームが空気ギャップを通過
して反対側の基板または対向板に入射し、他の多くの波
長成分は反射される。
空気ギャップ15の大きさ（すなわち反射面12、16の間
隔）は、電極の間に生じる電界を変化させることにより
調整できる。この電界は、ダイヤフラム６を基板１の他
の部分に対して移動させる。空気ギャップの大きさの変
化により、透過する波長の変化が生じる。
基板として単結晶を使用することは、特に、上述したよ
うに、壁２〜４、ダイヤフラム６およびブリッジ８〜11
を一般的な微細加工技術により一体に形成できる利点が
ある。これにより、従来の干渉計に比較して非常に安価
に製造でき、小さい空気ギャップを形成することができ
る。共振器のギャップが製造中に定義されることから、
干渉計の調節は必要なく、セットアップも必要としな
い。
必要な場合には、対向板14およびブリッジ６の向き合っ
ている面に容量プレートを設け、これらの板の間の容量
を監視することにより、ギャップの大きさを監視するこ
とができる。これは、電極間に電圧を印加するのではな
く、これらの電極を容量プレートとして使用することに
より簡単に実施できる。
さらに、寸法が小さいことから、多数のファブリペロー
干渉計をひとつのウェハ上に製造することもでき、これ
は光通信の分野で特に有用である。
第３図および第４図は、ギャップがそれぞれ12μｍおよ
び48μｍの干渉計の透過特性の例を示す。どちらの場合
にも、向き合っている面の反射率は0.8であるが、0.999
程度にすることもできる。
本発明の干渉計は、長い外部共振器が設けられたレーザ
の波長選択素子としても利用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ８５２５４６１ (32)優先日 1985年10月16日 (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号 ８５２５４６２ (32)優先日 1985年10月16日 (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号 ８５２６１８９ (32)優先日 1985年10月23日 (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ）

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一つの反射面（12）がダイヤフラム（６）
    の表面に設けられ、 このダイヤフラムは蝶着アセンブリ（８−11）により支
    持具（１）に取り付けられ、 上記ダイヤフラム（６）、上記蝶着アセンブリ（８−1
    1）および上記支持具（１）が単結晶により一体に形成
    された ファブリペロー干渉計。
  2. 【請求項２】結晶はシリコンである請求の範囲第１項に
    記載のファブリペロー干渉計。
  3. 【請求項３】制御信号に応答して上記ダイヤフラム
    （６）を上記支持具（１）に対して他の反射面（16）に
    近づく方向または離れる方向に移動させる制御手段を備
    えた請求の範囲第１項または第２項に記載のファブリペ
    ロー干渉計。
  4. 【請求項４】上記制御手段は制御回路に接続されて静電
    界を発生する一対の電極を含む請求の範囲第３項に記載
    のファブリペロー干渉計。
  5. 【請求項５】他の反射面（16）が上記基板に隣接する対
    向板に形成された請求の範囲第１項ないし第４項のいず
    れかに記載のファブリペロー干渉計。
  6. 【請求項６】上記基板（１）と上記対向板（14）との間
    にスペーサが配置された請求の範囲第５項に記載のファ
    ブリペロー干渉計。
  7. 【請求項７】上記対向板（14）はガラス製である請求の
    範囲第５項または第６項に記載のファブリペロー干渉
    計。
  8. 【請求項８】一つの反射面がダイヤフラムの表面に設け
    られ、このダイヤフラムは蝶着アセンブリにより支持具
    に取り付けられ、上記ダイヤフラム、上記蝶着アセンブ
    リおよび上記支持具が単結晶により一体に形成されたフ
    ァブリペロー干渉計にビームを入射し、 このビームが上記ファブリペロー干渉計を透過する第一
    の位置と透過しない第二の位置との間で上記ダイヤフラ
    ムを制御信号に応答して振動させる 放射ビームの変調方法。
JP61505411A 1985-10-16 1986-10-16 ファブリペロ−干渉計 Expired - Fee Related JPH0690329B2 (ja)

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GB8525462 1985-10-16
GB858525458A GB8525458D0 (en) 1985-10-16 1985-10-16 Positioning optical components & waveguides
GB8525458 1985-10-16
GB858525462A GB8525462D0 (en) 1985-10-16 1985-10-16 Radiation deflector assembly
GB8525461 1985-10-16
GB858525460A GB8525460D0 (en) 1985-10-16 1985-10-16 Movable member mounting
GB8525460 1985-10-16
GB858525461A GB8525461D0 (en) 1985-10-16 1985-10-16 Wavelength selection device
GB8525459 1985-10-16
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