JPH08227014A - Tunable wavelength filter, manufacturing method thereof, and tunable light source - Google Patents

Tunable wavelength filter, manufacturing method thereof, and tunable light source

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JPH08227014A
JPH08227014A JP5647495A JP5647495A JPH08227014A JP H08227014 A JPH08227014 A JP H08227014A JP 5647495 A JP5647495 A JP 5647495A JP 5647495 A JP5647495 A JP 5647495A JP H08227014 A JPH08227014 A JP H08227014A
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JP
Japan
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substrate
wavelength
tunable filter
wavelength tunable
film thickness
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JP5647495A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshisada Sekiguchi
利貞 関口
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 広い波長範囲にわたり、透過率や急峻性の悪
化を招くことなく、波長特性を連続的に変化させる。 【構成】 ガラス基板11と、ガラス基板11上に交互
に多数形成された高屈折率誘電体層と低屈折率誘電体層
とからなる誘電体多層膜12とを備え、この誘電体多層
膜12の各誘電体層の膜厚を、それぞれ基板の位置に応
じて直線的に連続的に変化せしめ、その多層膜12に入
射させる光の位置を変化させることによって異なる波長
の光を通過させる。
(57) [Summary] [Purpose] To continuously change wavelength characteristics over a wide wavelength range without causing deterioration of transmittance and steepness. [Structure] A glass substrate 11 and a dielectric multilayer film 12 including a large number of high refractive index dielectric layers and low refractive index dielectric layers alternately formed on the glass substrate 11 are provided, and the dielectric multilayer film 12 is provided. The thickness of each dielectric layer is linearly and continuously changed according to the position of the substrate, and the position of the light incident on the multilayer film 12 is changed to allow the light of different wavelengths to pass through.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、波長可変フィルタお
よびその製造方法並びにその波長可変フィルタを用いた
波長可変光源に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength tunable filter, a method of manufacturing the same, and a wavelength tunable light source using the wavelength tunable filter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、波長可変フィルタとして、誘
電体多層膜フィルタへの入射角度を変化させることによ
りフィルタの波長特性を連続的に変化させる構成をとっ
たものが知られている。すなわち、入射角度を変える
と、光学膜厚が変化するので、フィルタの波長特性を変
化させることができる。また、透過波長が隣接する狭帯
域のバンドパスフィルタを数種あるいは数十種作り、こ
れらを微細加工して波長順に並列に並べてそのいずれか
を選択することにより波長特性を変化させるものも、色
彩分析機器として知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a wavelength tunable filter, there has been known a structure in which a wavelength characteristic of the filter is continuously changed by changing an incident angle to a dielectric multilayer filter. That is, when the incident angle is changed, the optical film thickness is changed, so that the wavelength characteristic of the filter can be changed. In addition, several kinds or dozens of narrow-band bandpass filters with adjacent transmission wavelengths are made, these are finely processed, arranged in parallel in the order of wavelength, and one of them is selected to change the wavelength characteristic. Known as an analytical instrument.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、誘電体
多層膜フィルタへの入射角度を変化させる場合、その入
射角度変化には許容範囲があり、これを越えると透過率
や急峻性が悪くなるという問題がある。つまり、入射角
度を変えることにより光学膜厚を変化させた場合、屈折
率の異なる層では入射角度変化に対する光学膜厚の変化
量が異なるため、透過性、急峻性が低下する。そのた
め、このように入射角度を変化させるものでは、広い範
囲で波長特性を変化させることができない。
However, when the incident angle to the dielectric multilayer filter is changed, there is an allowable range for the incident angle change, and if the incident angle is exceeded, the transmittance and steepness deteriorate. There is. That is, when the optical film thickness is changed by changing the incident angle, the amount of change of the optical film thickness with respect to the change of the incident angle is different in the layers having different refractive indices, so that the transmittance and the steepness are lowered. Therefore, the wavelength characteristics cannot be changed in a wide range by changing the incident angle.

【0004】また、隣接する狭帯域のバンドパスフィル
タを数種あるいは数十種並べるものでは、構成が複雑で
製造に困難が伴い、製造コストが高くなる。しかも、並
列されたバンドパスフィルタの接合部では光が漏れると
いう問題があるし、波長特性を連続的に変化させること
もできない。
Further, if several kinds or dozens of adjacent narrow band band pass filters are arranged, the structure is complicated and the manufacturing is difficult, and the manufacturing cost becomes high. Moreover, there is a problem that light leaks at the joint portion of the bandpass filters arranged in parallel, and the wavelength characteristic cannot be continuously changed.

【0005】この発明は、上記に鑑み、波長特性を広い
波長範囲で連続的に変化させることができる、構成簡単
な波長可変フィルタを提供することを目的とする。
In view of the above, it is an object of the present invention to provide a wavelength tunable filter having a simple structure capable of continuously changing wavelength characteristics in a wide wavelength range.

【0006】また、この発明は、波長特性を広い波長範
囲で連続的に変化させることができる波長可変フィルタ
を容易に製造することができる、波長可変フィルタの製
造方法を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a wavelength tunable filter, which can easily manufacture a wavelength tunable filter whose wavelength characteristics can be continuously changed in a wide wavelength range. .

【0007】さらに、波長特性を広い波長範囲で連続的
に変化させることができる波長可変フィルタを用いるこ
とにより、出射光の波長特性を広い範囲で連続的に変化
させることができ、しかも小型化可能な、波長可変光源
を提供することを目的とする。
Further, by using a wavelength tunable filter capable of continuously changing the wavelength characteristic in a wide wavelength range, the wavelength characteristic of the emitted light can be continuously changed in a wide range and further downsizing is possible. Another object is to provide a variable wavelength light source.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による波長可変フィルタにおいては、基板
と、該基板上に交互に多数形成された高屈折率誘電体層
と低屈折率誘電体層とからなり、これらの誘電体層の膜
厚が基板の位置に応じて連続的に変化していることが特
徴となっている。
In order to achieve the above object, in a wavelength tunable filter according to the present invention, a substrate, a high refractive index dielectric layer and a low refractive index dielectric layer which are alternately formed in large numbers on the substrate are provided. It is characterized in that it is composed of a body layer and the film thickness of these dielectric layers continuously changes depending on the position of the substrate.

【0009】上記の各誘電体層の膜厚は、基板の位置に
応じて、直線的に連続的に変化していてもよい。
The film thickness of each of the above dielectric layers may be linearly and continuously changed according to the position of the substrate.

【0010】上記の各誘電体層の膜厚は、基板の位置に
応じて、非直線的に連続的に変化していてもよい。
The film thickness of each of the above dielectric layers may vary non-linearly and continuously depending on the position of the substrate.

【0011】また、この発明による波長特性を広い波長
範囲で連続的に変化させることができる波長可変フィル
タを製造する製造方法は、真空蒸着容器中に高屈折率誘
電体材料の蒸発源および低屈折率誘電体材料の蒸発源を
実質的に交互に配置し、該蒸発源に対する基板表面の距
離が基板の位置に応じて異なるように、基板を上記真空
蒸着容器内で保持し、該基板表面上に上記2つの蒸発源
から蒸発した材料を交互に蒸着させることが特徴となっ
ている。
Further, according to the present invention, there is provided a manufacturing method for manufacturing a wavelength tunable filter capable of continuously changing the wavelength characteristic in a wide wavelength range, in which a high refractive index dielectric material evaporation source and a low refractive index are provided in a vacuum deposition container. The evaporation sources of the dielectric constant material are arranged substantially alternately, and the substrates are held in the vacuum vapor deposition container so that the distance of the substrate surface to the evaporation sources varies depending on the position of the substrate, and Is characterized in that the materials evaporated from the above two evaporation sources are alternately deposited.

【0012】上記の製造方法において、基板を直線的に
保持するようにしてもよい。
In the above manufacturing method, the substrate may be held linearly.

【0013】また、上記の製造方法において、基板を湾
曲させて保持するようにしてもよい。
Further, in the above manufacturing method, the substrate may be curved and held.

【0014】さらに、この発明による波長可変光源は、
半導体レーザ素子と、その出射光の光路に、位置が変更
できるようにして挿入される、位置に応じて各層の膜厚
が連続的に変化している波長可変フィルタとからなるこ
とを特徴とする。
Further, the wavelength tunable light source according to the present invention comprises:
It is characterized by comprising a semiconductor laser element and a wavelength tunable filter in which the film thickness of each layer is continuously changed depending on the position and is inserted in the optical path of the emitted light so that the position can be changed. .

【0015】また、この発明による波長可変光源は、光
共振器を構成する外部の反射鏡との間の光路中に、位置
が変更できるようにして挿入される、位置に応じて各層
の膜厚が連続的に変化している波長可変フィルタを有す
る半導体レーザ素子から構成することもできる。
In addition, the variable wavelength light source according to the present invention is inserted in the optical path between the external reflection mirror constituting the optical resonator so that the position can be changed, and the film thickness of each layer according to the position. It is also possible to use a semiconductor laser device having a wavelength tunable filter whose wavelength changes continuously.

【0016】[0016]

【作用】基板上に交互に多数積層された高屈折率誘電体
層と低屈折率誘電体層とから誘電体多層膜フィルタを形
成できる。そして、それらの各層の膜厚を基板の位置に
応じて連続的に変化させると、その位置に応じて波長特
性が変わることになる。すなわち、光を入射させる位置
を変えると、通過光の波長が変わる。そのため、光を入
射させる位置を変えることにより連続的に波長特性を変
化させることができる。光の入射角度は変わらないた
め、入射角度が許容範囲を超えて透過率が悪くなったり
波長特性の急峻性が悪化したりすることはなく、波長可
変範囲を広くすることができる。
A dielectric multilayer filter can be formed from a high-refractive-index dielectric layer and a low-refractive-index dielectric layer that are alternately laminated on a substrate. Then, if the film thickness of each of these layers is continuously changed depending on the position of the substrate, the wavelength characteristics will change depending on the position. That is, the wavelength of the passing light changes when the position where the light is incident is changed. Therefore, the wavelength characteristic can be continuously changed by changing the position where the light is incident. Since the incident angle of light does not change, the incident angle does not exceed the allowable range and the transmittance is not deteriorated or the steepness of the wavelength characteristic is not deteriorated, and the wavelength variable range can be widened.

【0017】各誘電体層の膜厚が基板の位置に応じて直
線的に連続的に変化するよう膜厚が定められていれば、
狭帯域の波長可変フィルタとすることができる。
If the film thickness of each dielectric layer is determined so as to change linearly and continuously according to the position of the substrate,
The wavelength tunable filter can have a narrow band.

【0018】各誘電体層の膜厚が基板の位置に応じて非
直線的に連続的に変化するよう膜厚が定められていれ
ば、広帯域の波長可変フィルタとすることができる。
If the film thickness of each dielectric layer is determined so that it changes non-linearly and continuously depending on the position of the substrate, a wide band wavelength tunable filter can be obtained.

【0019】真空蒸着容器中で、基板を、蒸発源に対す
る基板表面の距離が基板の位置に応じて異なるように、
保持して、この基板表面に蒸発源から蒸発した材料を蒸
着させて各誘電体層を形成するだけで、各誘電体層の膜
厚が位置に応じて連続的に変化している多層膜を作るこ
とができる。これにより波長可変フィルタを簡単・容易
に製造できる。
In the vacuum vapor deposition container, the substrate is arranged such that the distance of the substrate surface with respect to the evaporation source varies depending on the position of the substrate.
By holding and evaporating the material evaporated from the evaporation source on the surface of this substrate to form each dielectric layer, the multilayer film in which the film thickness of each dielectric layer continuously changes depending on the position is formed. Can be made. As a result, the variable wavelength filter can be manufactured easily and easily.

【0020】この場合、基板を直線的に保持すれば、各
誘電体層の膜厚を基板の位置に応じて直線的に連続的に
変化させることができ、狭帯域の波長可変フィルタを簡
単・容易に製造できる。
In this case, if the substrate is held linearly, the film thickness of each dielectric layer can be linearly and continuously changed according to the position of the substrate, and a narrow band wavelength tunable filter can be easily constructed. Easy to manufacture.

【0021】また、基板を湾曲させて保持すれば、各誘
電体層の膜厚を基板の位置に応じて非直線的に連続的に
変化させることができ、広帯域の波長可変フィルタを簡
単・容易に製造できる。
Further, if the substrate is curved and held, the film thickness of each dielectric layer can be continuously changed non-linearly according to the position of the substrate, and a wide band tunable filter can be easily and easily provided. Can be manufactured.

【0022】このように各層の膜厚が変化している波長
可変フィルタを、半導体レーザ素子の出射光の光路に挿
入し、その位置を連続的に変更すれば、出射光の波長を
連続的に変化させることができる。この光源は出射光の
強度および波長特性における急峻性が、広い波長範囲で
安定している、波長可変光源となる。
By inserting the wavelength tunable filter in which the thickness of each layer is changed in this way into the optical path of the emitted light of the semiconductor laser device and continuously changing the position, the wavelength of the emitted light is continuously changed. Can be changed. This light source is a wavelength tunable light source in which the intensity of emitted light and the steepness in wavelength characteristics are stable in a wide wavelength range.

【0023】半導体レーザ素子の外部に反射鏡を設けて
外部光共振器を形成し、その外部光共振器の光路中に、
各層の膜厚が変化している波長可変フィルタを挿入する
と、この波長可変フィルタを通った波長の光のみが共振
してレーザ発振する。こうして波長選択性のある外部光
共振器が形成でき、波長可変フィルタの光路に対する位
置を連続的に変化させることにより、その発振波長を連
続的に変化させることができる。したがって、この半導
体レーザ素子から得られる出射光の波長を連続的に変化
させることができるとともに、出射光の強度および波長
特性における急峻性を、広い波長範囲で安定させること
ができる。
A reflection mirror is provided outside the semiconductor laser element to form an external optical resonator, and in the optical path of the external optical resonator,
When a wavelength tunable filter in which the film thickness of each layer is changed is inserted, only the light of the wavelength that has passed through this wavelength tunable filter resonates and oscillates. In this way, an external optical resonator having wavelength selectivity can be formed, and its oscillation wavelength can be continuously changed by continuously changing the position of the wavelength tunable filter with respect to the optical path. Therefore, the wavelength of the emitted light obtained from this semiconductor laser device can be continuously changed, and the steepness in the intensity and wavelength characteristics of the emitted light can be stabilized in a wide wavelength range.

【0024】[0024]

【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。図1に示す波長可
変フィルタは、ガラス基板11に多数の誘電体薄膜から
なる多層膜12が形成されたものである。ガラス基板1
1としては光学ガラスが用いられる。多層膜12は、二
酸化チタンなどの高屈折率材料の層と、二酸化珪素など
の低屈折率材料の層が交互に多数(たとえば30〜50
層)積層されてなり、光の干渉性により、各層の膜厚の
4倍の波長の光のみを通す干渉膜フィルタとなる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The wavelength tunable filter shown in FIG. 1 has a glass substrate 11 on which a multi-layered film 12 composed of a large number of dielectric thin films is formed. Glass substrate 1
Optical glass is used as 1. The multilayer film 12 includes a large number of alternating layers of high refractive index material such as titanium dioxide and low refractive index material such as silicon dioxide (for example, 30 to 50).
Layers are laminated, and due to the coherence of light, it becomes an interference film filter that passes only light having a wavelength of four times the film thickness of each layer.

【0025】この図1に示す実施例では、多層膜12の
各層の膜厚が、高屈折率層も低屈折率層も一方向に、位
置に対して同じ比率で直線的に徐々に厚くなっており、
そのため、光の入射位置に比例して透過波長特性が異な
る。すなわち、図1に示すように、細い光ビームを透過
させるなら、その光ビームの位置に応じて透過波長を1
200nm〜1400nm程度の範囲で連続的に変化さ
せることができる。
In the embodiment shown in FIG. 1, the thickness of each layer of the multilayer film 12 is gradually increased linearly in one direction in both the high refractive index layer and the low refractive index layer at the same ratio with respect to the position. And
Therefore, the transmission wavelength characteristics differ in proportion to the incident position of light. That is, as shown in FIG. 1, if a thin light beam is transmitted, the transmission wavelength is set to 1 depending on the position of the light beam.
It can be continuously changed in the range of about 200 nm to 1400 nm.

【0026】この場合、光の入射位置を変えるだけで異
なる波長特性を得るので、透過特性における透過性や急
峻性を低下させることなく広い波長範囲で波長特性を変
化させることができる。つまり、多層膜フィルタの全体
を傾けて光の入射角度を変化させて波長特性を変える場
合の問題が解決される。
In this case, different wavelength characteristics are obtained only by changing the incident position of light, so that it is possible to change the wavelength characteristics in a wide wavelength range without lowering the transparency or steepness in the transmission characteristics. That is, the problem of changing the wavelength characteristic by tilting the entire multilayer filter to change the incident angle of light is solved.

【0027】図2に示す実施例では、多層膜12の各層
の膜厚が、高屈折率層も低屈折率層も一方向に、位置に
対して同じ比率で、非直線的に徐々に厚くされている。
この図2の波長可変フィルタは通過波長帯域が広くなる
ように設計されたものである。このように通過波長帯域
が広い場合、各層の屈折率の波長分散を考慮し、波長λ
における膜厚dλをつぎの数式1のようにして定めてい
る。
In the embodiment shown in FIG. 2, the thickness of each layer of the multilayer film 12 is gradually increased non-linearly in one direction in both the high refractive index layer and the low refractive index layer at the same ratio with respect to the position. Has been done.
The wavelength tunable filter of FIG. 2 is designed so that the pass wavelength band is wide. When the pass wavelength band is wide in this way, the wavelength λ
The film thickness dλ in the above equation is determined by the following mathematical formula 1.

【数1】 この数式1でλはフィルタの設計上の中心波長、θ0は
屈折率n0の入射媒質からの入射角度、nλは波長λに
おける各層の屈折率である。
[Equation 1] In Equation 1, λ is the center wavelength of the design of the filter, θ0 is the incident angle from the incident medium having the refractive index n0, and nλ is the refractive index of each layer at the wavelength λ.

【0028】そこで、この場合、上記の数式1から膜厚
dλと波長λとの関係は図3の実線のようになる。な
お、点線は、各層の屈折率の波長分散を無視することの
できる、通過波長帯域の狭い場合である。図4の実線で
示すように、ガラス基板11上の位置に対して膜厚dλ
を定めることにより、位置ごとに波長特性が変化する、
通過波長帯域の広い波長可変フィルタを得ることができ
る。
Therefore, in this case, the relationship between the film thickness dλ and the wavelength λ is expressed by the solid line in FIG. The dotted line indicates the case where the wavelength band of the pass wavelength is narrow where the wavelength dispersion of the refractive index of each layer can be ignored. As shown by the solid line in FIG. 4, the film thickness dλ with respect to the position on the glass substrate 11.
, The wavelength characteristics change at each position,
A wavelength tunable filter having a wide pass wavelength band can be obtained.

【0029】波長分散を無視すれば、この図4の点線の
ように基板上の位置と膜厚dλとの関係は直線的なもの
となる。すなわち、図1で示した波長可変フィルタがこ
れに基づいており、図1の波長可変フィルタは通過波長
帯域の狭いフィルタとなる。この場合、図3、図4の点
線から通過波長の中心波長が基板上の位置に応じて直線
的に変化する。
Ignoring the wavelength dispersion, the relationship between the position on the substrate and the film thickness dλ becomes linear as shown by the dotted line in FIG. That is, the wavelength tunable filter shown in FIG. 1 is based on this, and the wavelength tunable filter of FIG. 1 becomes a filter having a narrow pass wavelength band. In this case, the central wavelength of the passing wavelength changes linearly from the dotted lines in FIGS. 3 and 4 according to the position on the substrate.

【0030】つぎに上記のような波長可変フィルタの製
造方法の一実施例について述べる。基本的には、図5に
示すように、真空蒸着容器(ベルジャーまたはチャンバ
ー)21中にガラス基板11を配置して、蒸発源23か
ら蒸発させた高・低の屈折率材料をガラス基板11の表
面上に蒸着させる。さらに具体的に述べると、ガラス基
板11はドーム状の回転支持台22上に支持する。蒸発
源23としては、二酸化チタンなどの高屈折率材料と、
二酸化珪素などの低屈折率材料を、上記のドーム状回転
支持台22の回転中心を中心とする同心円上に配置し、
電子ビーム加熱法などによって加熱してこれらの材料を
蒸発させ、適宜なシャッターによって交互に遮蔽するこ
とによって、高屈折率層と低屈折率層とを交互に多数形
成する。その際、各層の厚さをコントロールするため、
モニター基板24に対する成膜厚さを、反射光を利用し
た光学的膜厚検出器25で検出する。
Next, an embodiment of a method of manufacturing the above wavelength tunable filter will be described. Basically, as shown in FIG. 5, the glass substrate 11 is placed in a vacuum deposition container (bell jar or chamber) 21, and the high and low refractive index materials evaporated from the evaporation source 23 are transferred to the glass substrate 11. Evaporate on surface. More specifically, the glass substrate 11 is supported on a dome-shaped rotary support 22. As the evaporation source 23, a high refractive index material such as titanium dioxide,
A low refractive index material such as silicon dioxide is arranged on a concentric circle centered on the rotation center of the dome-shaped rotation support base 22 described above,
A large number of high refractive index layers and low refractive index layers are alternately formed by heating by an electron beam heating method or the like to evaporate these materials and by alternately shielding with a suitable shutter. At that time, in order to control the thickness of each layer,
The film thickness formed on the monitor substrate 24 is detected by an optical film thickness detector 25 using reflected light.

【0031】ガラス基板11は、ドーム状回転支持台2
2で支持されることにより、公転することになるが、別
途自転させるようにしてもよい。通常であれば、蒸発源
23とガラス基板11とを結ぶ直線に対してガラス基板
11の表面が直角になるように配置することによって、
蒸発源23からガラス基板11の表面までの距離が、表
面の各位置でなるべく同じになるようにして、蒸着層が
各位置で均一の厚さとなるようにするのであるが、ここ
では、蒸着層の膜厚に傾斜を設けるため、ガラス基板1
1の表面が、蒸発源23とガラス基板11とを結ぶ直線
に対して直角から傾いたものとする。
The glass substrate 11 is a dome-shaped rotary support base 2
Although it is revolved by being supported by 2, it may be rotated separately. Normally, by arranging the surface of the glass substrate 11 at a right angle to the straight line connecting the evaporation source 23 and the glass substrate 11,
The distance from the evaporation source 23 to the surface of the glass substrate 11 is made as uniform as possible at each position on the surface so that the vapor deposition layer has a uniform thickness at each position. In order to provide a gradient in the film thickness of the glass substrate 1
It is assumed that the surface of No. 1 is inclined from a right angle with respect to the straight line connecting the evaporation source 23 and the glass substrate 11.

【0032】すなわち、図6の(a),(b)に示すよ
うに保持器31、32でガラス基板11を、回転支持台
22上で傾けて保持する。このとき、2つの蒸発源23
に対して傾きが同じになるようにする。この図6の
(a),(b)のように、ガラス基板11を直線に保っ
たまま傾けて蒸着を行なうと、位置に対して膜厚が直線
的に変化するように各層を形成でき、図1に示すような
狭帯域の波長可変フィルタを作ることができる。この場
合、ガラス基板11としては1辺がたとえば10〜50
mm程度の正方形のものを用いる。ガラス基板11の傾
き角度は、上記の基準となる直角の角度に対して、1゜
以上90゜未満、理想的には10゜以上60゜以下とす
るのが好ましい。
That is, as shown in FIGS. 6A and 6B, the glass substrates 11 are held by the holders 31 and 32 while being tilted on the rotation support base 22. At this time, the two evaporation sources 23
The inclination should be the same. As shown in FIGS. 6A and 6B, when the glass substrate 11 is tilted and vapor deposition is performed while keeping it straight, each layer can be formed so that the film thickness changes linearly with respect to the position. A narrow band wavelength tunable filter as shown in FIG. 1 can be produced. In this case, one side of the glass substrate 11 is, for example, 10 to 50.
A square having a size of about mm is used. The inclination angle of the glass substrate 11 is preferably 1 ° or more and less than 90 °, and ideally 10 ° or more and 60 ° or less with respect to the above-mentioned reference right angle.

【0033】さらに、図6の(c)のように、ガラス基
板11を湾曲させて回転支持台22上に保持する保持器
33を用いれば、位置に対して膜厚が非直線的に変化す
るように各層を形成でき、図2に示すような広帯域の波
長可変フィルタを作ることができる。ガラス基板11と
して厚さがたとえば20μm程度のものを用いれば、こ
のように湾曲させてもなんら問題がない。曲げる曲率に
よっては100μm程度以下の厚さのガラス基板11を
用いることも可能である。
Further, as shown in FIG. 6C, if a holder 33 that bends the glass substrate 11 and holds it on the rotary support 22 is used, the film thickness changes non-linearly with respect to the position. Each layer can be formed as described above, and a wide band tunable filter as shown in FIG. 2 can be manufactured. If the glass substrate 11 having a thickness of, for example, about 20 μm is used, there is no problem even if it is curved in this way. Depending on the bending curvature, it is possible to use the glass substrate 11 having a thickness of about 100 μm or less.

【0034】このようにして作った図1や図2で示すよ
うな波長可変フィルタを用いることにより、波長可変光
源を構成することができる。図7に示す実施例では、半
導体レーザ素子41からの出射光をレンズ42を介して
波長可変フィルタ10(図1や図2で示すもの)に入射
させ、これを通った光をレンズ43で集光してフェルー
ル44に導いて光ファイバ45に入射させる。この光フ
ァイバ45の他端には光コネクタ46が設けられる。
A wavelength tunable light source can be constructed by using the wavelength tunable filter as shown in FIGS. 1 and 2 thus produced. In the embodiment shown in FIG. 7, the light emitted from the semiconductor laser device 41 is made incident on the wavelength tunable filter 10 (shown in FIGS. 1 and 2) via the lens 42, and the light passing therethrough is collected by the lens 43. The light is guided to the ferrule 44 and made incident on the optical fiber 45. An optical connector 46 is provided at the other end of the optical fiber 45.

【0035】この図7のようにして構成された波長可変
光源では、波長可変フィルタ10の、光路に対する位置
を図の矢印のように動かすことにより、この波長可変フ
ィルタ10を透過する光の波長を任意に選択できる。す
なわち、光コネクタ46から出射される光の波長が、波
長可変フィルタ10の位置によって連続的に変更可能
な、波長可変光源として構成される。
In the wavelength tunable light source configured as shown in FIG. 7, the wavelength of the light transmitted through the wavelength tunable filter 10 is changed by moving the position of the wavelength tunable filter 10 with respect to the optical path as shown by the arrow in the figure. It can be arbitrarily selected. That is, the wavelength of the light emitted from the optical connector 46 is continuously variable depending on the position of the tunable filter 10 and is configured as a tunable light source.

【0036】図8で示す実施例では、半導体レーザ素子
41からの光をレンズ42によりフェルール44の一端
に集束して光ファイバ45の一端に入射させ、光コネク
タ46よりその光を出射させる構成において、光ファイ
バ45の途中で波長可変フィルタ10を挿入するように
している。すなわち、平面光回路51において、導波路
基板52に設けられた導波路53を切断するように溝5
4を形成し、その溝54に波長可変フィルタ10を入れ
て、溝54の長さ方向に波長可変フィルタ10が移動可
能な構成とする。そして光ファイバ45の一端を球状に
して(いわゆる先球光ファイバとする)導波路53の一
端と光結合させるとともに、光コネクタ46に接続され
る側の光ファイバ47の一端を同じく球状(先球光ファ
イバ)にして導波路53の一端と光結合させる。波長可
変フィルタ10を溝54に沿って移動させれば、光が通
る位置(導波路53の位置)が変わるため、波長可変フ
ィルタ10を通る光の波長特性が連続的に変化する。そ
の結果、光コネクタ46から出射される光の波長が連続
的に変わる。
In the embodiment shown in FIG. 8, the light from the semiconductor laser device 41 is converged by the lens 42 at one end of the ferrule 44, is made incident on one end of the optical fiber 45, and is emitted from the optical connector 46. The tunable filter 10 is inserted in the middle of the optical fiber 45. That is, in the planar optical circuit 51, the groove 5 is formed so as to cut the waveguide 53 provided on the waveguide substrate 52.
4 is formed, the tunable filter 10 is put in the groove 54, and the tunable filter 10 is movable in the length direction of the groove 54. Then, one end of the optical fiber 45 is formed into a spherical shape (so-called a spherical optical fiber) to be optically coupled with one end of the waveguide 53, and one end of the optical fiber 47 on the side connected to the optical connector 46 is also formed into a spherical shape (a spherical shape). An optical fiber) and is optically coupled to one end of the waveguide 53. When the wavelength tunable filter 10 is moved along the groove 54, the position where the light passes (the position of the waveguide 53) changes, so that the wavelength characteristic of the light passing through the wavelength tunable filter 10 continuously changes. As a result, the wavelength of the light emitted from the optical connector 46 changes continuously.

【0037】この図7、図8では、光路に対する波長可
変フィルタ10の位置を変えて光コネクタ46から出射
する光の波長特性を連続的に変化させており、そのた
め、広い波長範囲で変化させても出射光の強度および波
長特性(急峻性)が安定した波長可変光源として構成す
ることができる。ちなみに、従来のように多層膜フィル
タを傾けて入射角度を変化させるように構成するので
は、使用可能な角度の許容範囲を超えると多層膜フィル
タの透過率が悪くなるため、出射光強度が安定しない
し、また波長特性における急峻性も悪くなるが、このよ
うな不都合がない。
In FIGS. 7 and 8, the wavelength characteristic of the light emitted from the optical connector 46 is continuously changed by changing the position of the wavelength tunable filter 10 with respect to the optical path. Therefore, the wavelength characteristic is changed in a wide wavelength range. Can be configured as a wavelength tunable light source in which the intensity of emitted light and the wavelength characteristic (steepness) are stable. By the way, if the multilayer filter is tilted to change the incident angle as in the conventional case, the transmittance of the multilayer filter deteriorates if the allowable angle range is exceeded, and the output light intensity is stable. No, and the steepness in the wavelength characteristic is deteriorated, but there is no such inconvenience.

【0038】なお、出射光の光路中に波長可変フィルタ
10を挿入して、その位置を連続的に変化させる構成と
すればよいので、上記のようにフェルール44への入射
経路中に波長可変フィルタ10を挿入したり、平面光回
路51を設けて光ファイバ45の途中に波長可変フィル
タ10を挿入したりするだけでなく、光ファイバ45自
体を(補強用V溝部材により補強した上で)コア部分ま
で切断してその切断部に波長可変フィルタ10を位置が
変更できるようにして挿入する構成などをとることがで
きる。
Since the wavelength tunable filter 10 may be inserted in the optical path of the outgoing light so that the position thereof is continuously changed, the wavelength tunable filter is provided in the incident path to the ferrule 44 as described above. 10 or inserting the tunable filter 10 in the middle of the optical fiber 45 by providing the planar optical circuit 51, the optical fiber 45 itself (after being reinforced by the reinforcing V groove member) It is possible to adopt a configuration in which the tunable filter 10 is cut into parts and the tunable filter 10 is inserted into the cut parts so that the position can be changed.

【0039】図9の実施例では、半導体レーザ素子41
の一端の外部に全反射鏡48を配置してレンズ42とと
もに外部光共振器を形成する場合に、その外部光共振器
中に、位置可変の波長可変フィルタ10を挿入してい
る。これにより、波長選択性外部光共振器が構成できる
ため、他端から出射する光の波長特性を、波長可変フィ
ルタ10の位置によって連続的に変えることができる。
すなわち、半導体レーザ素子41の他端から出射しレン
ズ43を経てフェルール44に導かれ、さらに光ファイ
バ45を通って光コネクタ46から出射する光の波長特
性を連続的に変化させることができる。
In the embodiment shown in FIG. 9, the semiconductor laser device 41 is used.
When the total reflection mirror 48 is arranged outside one end of the above to form an external optical resonator together with the lens 42, the position variable wavelength tunable filter 10 is inserted into the external optical resonator. With this, since the wavelength selective external optical resonator can be configured, the wavelength characteristic of the light emitted from the other end can be continuously changed depending on the position of the tunable filter 10.
That is, it is possible to continuously change the wavelength characteristic of the light emitted from the other end of the semiconductor laser element 41, guided to the ferrule 44 through the lens 43, and further emitted from the optical connector 46 through the optical fiber 45.

【0040】これらの波長可変光源(図7〜図9)で
は、小さな波長可変フィルタ10を移動可能に組み込む
だけなので、構成簡単で、小型化が可能であり、光コネ
クタ46からの出射光の強度および波長特性における急
峻性が広い波長範囲で低下することのない、安定な波長
可変光源が得られる。
In these wavelength tunable light sources (FIGS. 7 to 9), only the small wavelength tunable filter 10 is movably incorporated, so that the structure is simple and the size can be reduced, and the intensity of the light emitted from the optical connector 46 can be increased. Also, a stable wavelength tunable light source can be obtained in which the steepness in wavelength characteristics does not decrease in a wide wavelength range.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明の波長可変フィルタによれば、広い波長範囲で、
透過率の低下や波長特性における急峻性の悪化を招くこ
となしに、波長特性を連続的に変化させることができ
る。また、この発明による波長可変フィルタの製造方法
によれば、上記のような波長可変フィルタを簡単・容易
に製造することができる。さらに、上記のような波長可
変フィルタを用いて波長可変光源を形成することによ
り、出射光の強度の低下や波長特性における急峻性の悪
化を招くことなしに、出射光の波長特性を広い範囲で連
続的に変化させることができ、しかも小型化可能な、波
長可変光源を得ることができる。
As described above with reference to the embodiments, according to the wavelength tunable filter of the present invention, in a wide wavelength range,
It is possible to continuously change the wavelength characteristics without lowering the transmittance or deteriorating the steepness of the wavelength characteristics. Further, according to the method of manufacturing the wavelength tunable filter according to the present invention, the wavelength tunable filter as described above can be easily and easily manufactured. Further, by forming a wavelength tunable light source using the wavelength tunable filter as described above, the wavelength characteristics of the emitted light can be adjusted in a wide range without causing a decrease in the intensity of the emitted light or deterioration of the steepness in the wavelength characteristics. It is possible to obtain a variable wavelength light source that can be continuously changed and can be miniaturized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例にかかる波長可変フィルタ
およびその特性を示す模式図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a wavelength tunable filter according to an embodiment of the present invention and its characteristics.

【図2】他の実施例にかかる波長可変フィルタを示す模
式図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a wavelength tunable filter according to another embodiment.

【図3】透過する光の波長と多層膜の各膜厚との関係を
示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the wavelength of transmitted light and the thickness of each multilayer film.

【図4】基板上の位置と多層膜の各膜厚との関係を示す
グラフ。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the position on the substrate and each film thickness of the multilayer film.

【図5】製造方法の一実施例を示す模式図。FIG. 5 is a schematic view showing an example of a manufacturing method.

【図6】ガラス基板の保持例を模式的に示す部分拡大断
面図。
FIG. 6 is a partially enlarged sectional view schematically showing an example of holding a glass substrate.

【図7】波長可変光源の一実施例を示す模式図。FIG. 7 is a schematic diagram showing an embodiment of a variable wavelength light source.

【図8】波長可変光源の他の実施例を示す模式図。FIG. 8 is a schematic view showing another embodiment of the variable wavelength light source.

【図9】波長可変光源のさらに別の実施例を示す模式
図。
FIG. 9 is a schematic view showing still another embodiment of the variable wavelength light source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 波長可変フィルタ 11 ガラス基板 12 多層膜 21 真空蒸着容器 22 ドーム状回転支持台 23 蒸発源 24 モニター基板 25 膜厚検出器 31、32、33 ガラス基板の保持器 41 半導体レーザ素子 42、43 レンズ 44 フェルール 45、47 光ファイバ 46 光コネクタ 48 全反射鏡 51 平面光回路 52 導波路基板 53 導波路 54 溝 10 wavelength tunable filter 11 glass substrate 12 multilayer film 21 vacuum deposition container 22 dome-shaped rotary support 23 evaporation source 24 monitor substrate 25 film thickness detector 31, 32, 33 glass substrate holder 41 semiconductor laser device 42, 43 lens 44 Ferrule 45, 47 Optical fiber 46 Optical connector 48 Total reflection mirror 51 Planar optical circuit 52 Waveguide substrate 53 Waveguide 54 Groove

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、該基板上に交互に多数形成され
た高屈折率誘電体層と低屈折率誘電体層とからなり、こ
れらの誘電体層の膜厚が基板の位置に応じて連続的に変
化していることを特徴とする波長可変フィルタ。
1. A substrate, and a high-refractive-index dielectric layer and a low-refractive-index dielectric layer, which are alternately formed in large numbers on the substrate, and the film thickness of these dielectric layers depends on the position of the substrate. A wavelength tunable filter characterized by continuously changing.
【請求項2】 各誘電体層の膜厚は、基板の位置に応じ
て、直線的に連続的に変化していることを特徴とする請
求項1記載の波長可変フィルタ。
2. The wavelength tunable filter according to claim 1, wherein the film thickness of each dielectric layer changes linearly and continuously according to the position of the substrate.
【請求項3】 各誘電体層の膜厚は、基板の位置に応じ
て、非直線的に連続的に変化していることを特徴とする
請求項1記載の波長可変フィルタ。
3. The wavelength tunable filter according to claim 1, wherein the film thickness of each dielectric layer changes non-linearly and continuously according to the position of the substrate.
【請求項4】 真空蒸着容器中に高屈折率誘電体材料の
蒸発源および低屈折率誘電体材料の蒸発源を実質的に交
互に配置し、該蒸発源に対する基板表面の距離が基板の
位置に応じて異なるように、基板を上記真空蒸着容器内
で保持し、該基板表面上に上記2つの蒸発源から蒸発し
た材料を交互に蒸着させることを特徴とする波長可変フ
ィルタの製造方法。
4. An evaporation source of a high-refractive-index dielectric material and an evaporation source of a low-refractive-index dielectric material are substantially alternately arranged in a vacuum deposition container, and the distance of the substrate surface to the evaporation source is the position of the substrate. The method of manufacturing a wavelength tunable filter, characterized in that the substrate is held in the vacuum vapor deposition container and the materials evaporated from the two evaporation sources are alternately deposited on the surface of the substrate so as to differ depending on the above.
【請求項5】 基板を直線的に保持することを特徴とす
る請求項4記載の波長可変フィルタの製造方法。
5. The method of manufacturing a wavelength tunable filter according to claim 4, wherein the substrate is held linearly.
【請求項6】 基板を湾曲させて保持することを特徴と
する請求項4記載の波長可変フィルタの製造方法。
6. The method of manufacturing a wavelength tunable filter according to claim 4, wherein the substrate is curved and held.
【請求項7】 半導体レーザ素子と、その出射光の光路
に、位置が変更できるようにして挿入される、位置に応
じて各層の膜厚が連続的に変化している波長可変フィル
タとを有することを特徴とする波長可変光源。
7. A semiconductor laser device and a wavelength tunable filter in which the film thickness of each layer is continuously changed according to the position, and is inserted in the optical path of the emitted light so that the position can be changed. A variable wavelength light source characterized in that
【請求項8】 半導体レーザ素子と、該半導体レーザ素
子の光共振器を構成する外部の反射鏡と、該半導体レー
ザ素子と外部の反射鏡との間の光路中に、位置が変更で
きるようにして挿入される、位置に応じて各層の膜厚が
連続的に変化している波長可変フィルタとを有すること
を特徴とする波長可変光源。
8. A position changeable in a semiconductor laser device, an external reflecting mirror forming an optical resonator of the semiconductor laser device, and an optical path between the semiconductor laser device and the external reflecting mirror. And a wavelength tunable filter in which the film thickness of each layer is continuously changed according to the position.
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