JPH10512975A

JPH10512975A - 多層薄膜バンドパスフィルタ

Info

Publication number: JPH10512975A
Application number: JP9504057A
Authority: JP
Inventors: ヘンリークッシング，デビッド
Original assignee: ジェイディーエスフィテルインコーポレイテッド
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 1998-12-08
Anticipated expiration: 2016-06-19
Also published as: WO1997001777A1; DE69605116D1; DE69605116T2; US5999322A; EP0835466A1; AU6119296A; EP0835466B1; JP3133765B2

Abstract

(57)【要約】通過帯域ゾーンにおいて殆どまたは全くリプルのない実質的に方形状をなす帯域通過フィルタを製造するための新規な設計を提供する。フィルタは、内側の共振器よりも４層少ない層からなる最初と最後の共振器を備えた帯域通過の多共振器を含む絶縁タイプですべてできている。内側の共振器はすべて同じ層数でできている。全ての共振器は低屈折率材よりなる４分の１波長厚の層によりお互いに分離されている。フィルタと入射媒質と出射媒質との間に低屈折率材よりなる層が付加されていてもよい。複数の２分の１波長層が外側共振器の４分の１波長積層体に特に付加され、また内側共振器の積層体の幾つかにも付加されてもよい。これらは高透過ゾーンに対して過度にリプルを付加することなく低透過から高透過への移行を急峻にする。最初の数層および最後の数層の厚さは、隣接する媒質に対する通過帯域の屈折率構造をマッチングさせることによりフィルタの透過性を高めるために変えられてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】多層薄膜バンドパスフィルタ発明の分野本発明は絶縁体バンドパスフィルタに関し、特に通過帯域における透過リプルを低減する多層多共振器構造に関する。発明の背景光の干渉は、光の伝送および反射の強度を変え、２または３以上の光のビームの重畳を生じる。重畳の原理は、生じた振幅が個々のビームの振幅の合計であるということを言明している。光り輝く色は、例えば光が石鹸の泡や水の上に浮いている油の薄膜により反射される時に見られ、２つの光波列間での干渉効果により生じる。光波は石鹸溶液または油の薄膜の反対の面で反射される。更に重要なことには、薄膜における干渉効果の実際の適用には、被覆した光学的な表面を製造することが含まれる。透明な物質でできた膜がガラスのような透明基板上に、例えばガラスの屈折率に対して適当な特定の屈折率を有し、かつその膜における光の特定の波長の４分の１となる厚さを有するように堆積される場合、その波長の光のガラス表面からの反射は殆ど完全に抑えられ得る。そうでなければ反射光は非反射膜によって吸収されず、むしろ、入射光のエネルギーが再分配され、そのため伝送される光の強度が増大するのに伴って反射が減少する。２または３以上の重畳された層を有する合成の膜を用いて、そのような膜の反射防止性能の改善が相当なされてきた。そのような膜を形成するのに、比較的屈折率が高い材料と比較的屈折率が低い材料の２つの異なる材料が用いられてもよい。その２つの材料は、その膜に適した所望の光特性を得るために所定の厚さに達するまで交互に堆積される。理論的にはこの手法で、極めて多様な伝送および反射のスペクトルに適した多層干渉被覆を設計することができる。これによって、複雑なスペクトルのフィルタ構造を利用した多くの新しい光デバイスが開発されてきた。反射防止被覆、レーザ誘電ミラー、テレビカメラのエッジフィルタ、光帯域通過フィルタ、および帯域消去フィルタが薄膜の干渉被覆を用いた有用なデバイスの幾つかの例である。ある特定のタイプの干渉被覆は帯域通過フィルタであり、所望の通過帯域の所定の範囲内の波長が伝送されるのに対して、その通過帯域の両側の波長範囲は著しく反射されることを可能とするように設計されている。理想的には帯域通過フィルタは、リプルの殆どない均一な通過帯域を得ながらも、方形状の応答特性をなすべきであり、従って帯域消去領域から帯域通過領域への移行はできるだけ迅速でなければならず、あるいは別の言い方をすればその傾斜すなわち移行領域は急峻であるべきである。多共振器フィルタは４０年以上も前から製造されている。フィルタ設計者の通常のアプローチは基板および出口の媒質に対して等長共振器構造を単純に反射防止とすることである。しかしながら、これは通過帯域に過剰なリプルを有するフィルタを生じる。この問題を取り除くための試みにおいて、共振器の長さを変更する必要性が薄膜分野の専門家らによって徹底的に研究されてきた。P．W．Baum eisterは１９８２年８月１５日に発行されたApplied Optics Vol.21，No.16の「 Use of microwave prototype filters to design multilayer dielectric bandp ass filters」という論文の中で、マイクロ波フィルタの合成を適用した反射ゾーンを適合させるために定在波比技術を用いることについて述べている。C．Jac obs は１９８１年３月１５日に発行されたApplied Optics Vol.20，No.6 の「Di electric square bandpass design」という論文の中で、等価屈折率法を用いることについて述べている。A．Thelen は１９８９年にMcGraw-Hill Book Company から出版された「光干渉被覆の設計」という本の中で、リプルを低減するための等価層および他の方法について述べている。しかしながら、これらの方法から開発された連続層体は一般的であるとは考えられず、また異なる屈折率比の多層体に対して同様に適用できない。一般に透過性が高いと、透過から透過阻止へ移行する際の傾斜特性が悪くなって（すなわち変化が緩慢になって）この透過の帯域幅が狭くなる。透過の改善は傾斜の変化よりも重要であるので、その傾斜を改善するためにフィルタに付加的な共振器が付加されてもよい。従来技術の制約を考慮して、本発明の目的は、これらの多くの制約を克服する帯域通過フィルタを提供することにある。さらには、本発明の目的は、通常他の帯域通過フィルタと結合されて通過帯域における透過リプルを低減する多層形態で多共振器構造の帯域通過フィルタを提供することである。さらには、本発明の目的は、通過帯域における透過リプルを低減する多層形態で多共振器構造の帯域通過フィルタを提供するとともに、通常リプルを低減するように設計された他の帯域通過フィルタと結合したフィルタよりも優れた傾斜特性を提供することである。発明の開示本発明は、屈折率の異なる２（または３以上）の透明な絶縁膜の交互層からなる多層膜で構成されている。本発明は、通過帯域において低反射特性を形成するために、フィルタ構造から基板および出力界面（必要な場合）への反射防止を利用し、またコア構造の両側に内側のコア構造よりも少ない４層を備えた出力共振器を利用している。最も方形状の特性をなすフィルタは、選択された共振器の種々の層に付加された追加の２分の１波長層を有している。これらの設計の何れに対しても帯域通過フィルタは等長共振器構造に比べて透過帯域幅を狭くする。説明したようにこのフィルタは、（リプルの低減されたフィルタに対する）背景情報において上記引用されたフィルタよりも高透過領域においてより優れた傾斜を有している。上述した構造は極めて急峻な傾斜を有する高透過特性のフィルタを設計するための極めて一般的なアプローチである。都合よく、本発明に従って説明されたフィルタは先述した従来技術のフィルタよりも極めてより優れた傾斜を有している。実際に関心のあるスペクトル領域で透明な何らかの適切な材料を用いることにより所望の結果が得られる。本発明によれば、２つの外側共振器および１または２以上の別の内側コア共振器を含む一続きの共振器を備え、各共振器は高屈折率材の層と低屈折率材の層が交互に並ぶ複数の４分の１波長反射積層体を備え、前記複数の積層体は絶縁材からなる２分の１波長厚の層によって分離されており、各共振器は低屈折率材からなる４分の１波長厚の層によって分離されており、少なくとも１または２以上の別の共振器における層数は７または７より大きい奇数であり、また前記一続きの共振器の最初と最後の共振器はそれぞれ各４分の１波長反射積層体において前記一続きにおける少なくとも１または２以上の別の共振器の別の４分の１波長反射積層体の層数よりも２層少ない層を有する帯域通過フィルタが提供される。本発明によれば、２つの外側共振器および１または２以上の別の内側コア共振器を含む一続きの共振器を備え、各共振器は高屈折率材の層と低屈折率材の層が交互に並ぶ複数の４分の１波長反射積層体を備え、前記複数の積層体は絶縁材からなる２分の１波長厚の層によって分離されており、各共振器は低屈折率材からなる４分の１波長厚の層によって分離されており、少なくとも１または２以上の別の共振器における層数は７または７より大きい奇数であり、また前記一続きの共振器の最初と最後の共振器はそれぞれ各４分の１波長反射積層体において前記一続きにおける少なくとも１または２以上の別の共振器の別の４分の１波長反射積層体の層数よりも２層少ない層を有する帯域通過フィルタが提供される。加えて通過帯域の傾斜を変えるために２分の１波長厚の層は外側共振器内の選択された４分の１波長厚の層に付加される。また変更された外側共振器によって引き起こされるリプルを取り除くために２分の１波長厚の層は内側共振器内に設けられて４分の１波長厚の層に付加される。本発明によれば、２つの外側共振器および少なくとも１または２以上の別の共振器を含む一続きの共振器を備え、各共振器は高屈折率材の層と低屈折率材の層が交互に並ぶ複数の４分の１波長反射積層体を備え、少なくとも１または２以上の別の積層体は絶縁材からなる２分の１波長厚の層によって分離されており、フィルタの通過帯域の帯域幅を広げるとともに残りの反射を低減するために前記外側共振器の複数の積層体は絶縁材からなる複数の２分の１波長厚の層によって分離されており、各共振器は低屈折率材からなる４分の１波長厚の層によって分離されており、少なくとも１または２以上の別の共振器における層数は７または７より大きい奇数であり、また前記一続きの共振器の最初と最後の共振器はそれぞれ各４分の１波長反射積層体において前記一続きにおける少なくとも１または２以上の別の共振器の別の４分の１波長反射積層体の層数よりも２層少ない層を有する帯域通過フィルタがさらに提供される。加えて通過帯域の傾斜を変えるために２分の１波長厚の層は外側共振器内の選択された４分の１波長厚の層に付加される。また変更された外側共振器によって引き起こされるリプルを取り除くために２分の１波長厚の層は内側共振器内に設けられて選択された４分の１波長厚の層に付加される。本発明によれば、２つの外側共振器および少なくとも１または２以上の別の共振器を含む一続きの共振器を備え、各共振器は高屈折率材の層と低屈折率材の層が交互に並ぶ複数の４分の１波長反射積層体を備え、少なくとも１または２以上の別の積層体は絶縁材からなる複数の２分の１波長厚の層によって分離されており、またフィルタの通過帯域の帯域幅を広げるとともに残りの反射を低減するために前記外側共振器の複数の積層体は絶縁材からなる複数の２分の１波長厚の層によって分離されており、各共振器は低屈折率材からなる４分の１波長厚の層によって分離されており、少なくとも１または２以上の別の共振器における層数は７または７より大きい奇数であり、また前記一続きの共振器の最初と最後の共振器はそれぞれ各４分の１波長反射積層体において前記一続きにおける少なくとも１または２以上の別の共振器の別の４分の１波長反射積層体の層数よりも２層少ない層を有する帯域通過フィルタがさらに提供される。加えて通過帯域の傾斜を変えるために２分の１波長厚の層は外側共振器内の選択された４分の１波長厚の層に付加される。また変更された外側共振器によって引き起こされるリプルを取り除くために２分の１波長厚の層は内側共振器内に設けられて選択された４分の１波長厚の層に付加される。図面の簡単な説明以下に本発明の具体例を図面とともに説明する。図１ａは従来技術の帯域通過フィルタ全体の断面図であり、図１ｂは本発明による帯域通過フィルタ全体の断面図であり、図２は従来技術による固体エタロンフィルタの断面図であり、図３は従来技術の４分の１波長積層体（ＱＷＳ）の断面図であり、図４ａは従来技術の絶縁体フィルタ共振器の断面図であり、図４ｂは本発明による絶縁体フィルタ共振器の断面図であり、図５ａは従来技術の多共振器フィルタの断面図であり、図５ｂは本発明による多共振器フィルタの断面図であり、図６は各共振器が低屈折率の４分の１波長層により分離された１３層を有する従来の５共振器フィルタの透過率対波長のグラフであり、図７ａは９層の共振器、３つの１３層でできた共振器および第２の９層の共振器を有する本発明による構造に対する透過率対波長のグラフであり、図７ｂは１１層の共振器、２つの１５層でできた共振器および第２の１１層の共振器を有する、７９の４分の１波長層を伴う５５層からなる本発明による４共振器構造（太線）に対する透過率対波長のグラフである。そのグラフの細線は２分の１波長層が付加されていない同じ共振器構造に対する透過率対波長のグラフであり、図８は本発明に従って設計されてなる７９の４分の１波長層を伴う５５層の４共振器フィルタを表すグラフ（太線）である。基板はシリコンであり表面の媒質は空気である。細線は比較のためにガラスに埋め込まれた図７の構成のフィルタを示しており、図９ａは従来技術の９７層からなる７共振器（細線）のフィルタと、本発明に従って９１層に変更されてなり、変更された構造のタイプにおいてフィルタと媒質の間に低屈折率層が付加された共振器（太線）フィルタの透過率対波長を示すグラフであり、図９ｂは本発明に従って設計された９０の４分の１波長層を伴う７３層からなる４共振器フィルタを表すグラフであり、図１０ａは６２層の５共振器フィルタに対する透過率対波長を示すグラフであり、図１０ｂは本発明に従って設計されてなる１０７の４分の１波長層を伴う８９層の４共振器フィルタを表すグラフであり、図１１ａは（変更された）８共振器を備えた１０５層の帯域通過フィルタに対する透過率対波長のグラフであり、図１１ｂは材料として五酸化タンタルおよび二酸化シリコンを用いた５共振器構造を備えた５１層の帯域通過フィルタに対する透過率対波長のグラフであり、図１２は８共振器フィルタに対する透過率対波長のグラフである。フィルタ構造についての一般的な知識波長分割多重および他の通信産業の用途のためのフィルタは低損失でかつ殆どリプルのない極めて直線的な傾斜を必要とする。典型的な帯域幅は１２５０nmから１６５０nmまでの波長範囲に対して０．５nmから１００nmまでの範囲である。本発明によりもたらされる技術的な改善から得られる利益によって、フィルタの用途がさらに広がる。最も単純なフィルタは、図２の従来技術に示すように、透明な絶縁材からなる２分の１波長層により分離された２つの部分反射鏡またはハーフミラーでできている（エタロンと同様である）。ここで、図３に替わって、全ての絶縁体フィルタに対して、図示された部分的な反射鏡は高屈折率材と低屈折率材からなる交互層でできている。各層の厚さは所望のフィルタの波長で４分の１波長（ＱＷ）になるように調整されている。各部分反射鏡（単一層のみでできていてもよい）は４分の１波長積層体と呼ばれる。フィルタの帯域幅はこの構造における４分の１波長積層体の反射率の関数である。ここで、図４ａを参照すると、全ての絶縁体干渉フィルタにとって最も普遍的で基本的なビルディングブロックの一つであるフィルタ共振器が示されている。その共振器は、図４ａに示すように、２分の１波長（または複数の２分の１波長）層により分離された４分の１波長積層体でできた２つの理想的な反射鏡で構成されている。共振器は他の共振器の上に堆積され、傾斜を急峻にするために、間に低屈折率材からなる４分の１波長層を有している。これによって図５ａに示す多層共振器フィルタが作製される。実施の観点から、堆積される層の全数は実施可能な共振器数に調整される。０．３nmおよびそれよりも大きな帯域幅であれば多共振器を設計することができる。１０nmの帯域幅までのフィルタは３または４の共振器で容易に製造され得る。帯域幅が６nmよりも大きいと、不要な波長の光が透過するのを遮るための傾斜を達成するために、さらにより多くの共振器が必要になるかもしれない。これらのフィルタは多数の層を有している。表面積の収率は小さく、より狭い帯域に対しては直径２５mmが典型的であるかもしれない。等長共振器は最も広い通過ゾーンとともに最もよいロールオフを生じるが、しかし同等の共振器フィルタに対するグラフを検討すると、図６に示すように通過帯域におけるリプルを許容レベルまで低減するためには改善が必要であるということが明らかとなる。発明の詳細な説明図１ｂに示すように、本発明のフィルタの全体は、透明な基板６、必要であればその基板上に光マッチング層（図示せず）、Ｎ層を有する外側のフィルタ共振器１０ａ、ここでＮ＞３でかつそれらの層の幾つかの厚さは４分の３波長であってもよく、低屈折率層１２、それぞれが（Ｎ＋４）層を有する一連のフィルタコア共振器１０ｂ、隣接する共振器１０ａ，１０ｂの間で層１２は低屈折率を有しており、Ｎ層を有しかつそれらの層の幾つかの厚さが４分の３波長であってもよい別の外側のフィルタ共振器１０ａ、および必要ならば別のマッチング層（図示せず）を含んでいる。２分の１波長層は傾斜を改善するために４分の１波長積層体の中に所々入れられる。これらの付加された２分の１波長層の数と位置は個々の適用でもって変わる。対称的に、図１ａの従来技術は、５共振器を有する一般的なフィルタを示しており、各共振器は最も外側の共振器を含めてＭ層を有している。再び本発明の図１ｂを参照して、通常、光マッチング層は４分の１波長の厚さを有する低屈折率材よりなる。しかしながら、マッチング層の材料、厚さおよび屈折率は低屈折率材１２のそれとは異なっていてもよい。共振器１０ａ，１０ｂは４分の１波長の厚さの高屈折率材および低屈折率材が交互に積層されてできている。共振器１０ａの第１の材料は高屈折率であり、その後に低屈折率材が続く。最も単純な場合は低屈折率材は複数の２分の１波長の厚さであり、その後に高屈折率材が続き、すなわちＨＬＬＨとなる。ここでＨとＬの各層は４分の１波長厚の高屈折率材または低屈折率材を表している。従って、ＨＬＬＨは、低屈折率材よりなる２分の１波長層ＬＬがそれぞれ高屈折率材よりなる４分の１波長厚の２つの層ＨＨの間に設けられた３層構造であると考えられる。傾斜を改善するために、Ｈ層はＨＨＨ層に変更され、ＬＬ層はＬＬＬＬ層に変更される。つぎに、低屈折率層１２が各共振器１０ａおよび/ またはその後の共振器１０ｂの間に設けられる。つぎのコア共振器１０ｂは最も単純な場合にはＨＬＨＬＬＨＬＨの層構造でできている。従って、コア共振器１０ｂは、２分の１波長層ＬＬが２つの４分の１波長積層体ＨＬＨの間に設けられた７層構造であると考えられる。付加された２分の１波長層によってもたらされるリプルを低減するために、コア共振器内の幾つかの層もまたそれらの層に付加される２分の１波長層を有している。コア共振器１０ｂは、急峻な傾斜を有するフィルタを作製するために何回も繰り返されてもよい。それから第１の共振器１０ａが繰り返され、そして必要であれば最後につぎの媒質に対する別のマッチング層が付加される。基板６は重要な波長に亘って透明であり、ガラス、石英、透明なプラスチック、シリコンおよびゲルマニウムを含み、これらに限定はされないが、多種多様の材料でできていてもよい。この適用のために使用される絶縁材料は１．３から４．０よりも大きい範囲の屈折率を有している。好ましい材料はフッ化マグネシウム（１．３８）、フッ化トリウム（１．４７）、氷晶石（Cryolith）（１．３５）、二酸化シリコン（１．４６）、酸化アルミニウム（１．６３）、酸化ハフニウム（１．８５）、五酸化タンタル（２．０５）、酸化ニオブ（２．１９）、硫化亜鉛（２．２７）、酸化チタン（２．３７）、シリコン（３．５）、ゲルマニウム（４．０）およびテルル化鉛（５．０）である。他の絶縁材料も同様に役に立つ。各共振器内の層数を決めた後、本発明の教えに従って、フィルタの設計が最適化ルーチンを備えた商業的に利用可能なコンピュータプログラム（例えばＳｏｆｔｗａｒｅＳｐｅｃｔｒａ株式会社製のＴＦＣａｌｃ^TMの支援によって容易に達成される。設計の要点をそのプログラムに入力すると、スペクトルの応答が計算される。要求された名目上の帯域幅に一致するように適切なサイズの共振器を備えた設計が選択される場合、マッチング層に対してフィルタの透過を最適化することがなされる。設計者は、４分の１波長に相当する状態で使用すべき材料の範囲から選択するか、または同じ低屈折率材料をマッチングをなすように厚さを調整して使用することを選んでもよい。図１ｂのフィルタは共振器のアレイを含んでおり、それぞれ低屈折率材よりなる４分の１波長層により分離されている。コア共振器１０ｂにおける層数は５よりも大きい奇数である。コア共振器１０ｂが７層以上であれば完全にリプルの低減が改善されると断言できる。本発明に従えば、最初および最後の共振器１０ａは各４分の１波長積層体において２層少なく、全体では各共振器で４層少ない。これらの外側の共振器１０ａにおける２分の１波長の数はコア積層体１０ｂにおける数と同じかそれよりも多くなるはずである。理論的なプロットによりそれぞれの位置に適した２分の１波長層の最適な層数が決まる。傾斜を改善するために外側の積層体の４分の１波長層に付加的な２分の１波長層が付け加えられて４分の３波長層となる。しかしながら、これによってリプルが生じる。それにもかかわらず傾斜が満足いく時には、内側の積層体の４分の１波長層に２分の１波長層を付加することによってリプルが低減されるかもしれず、それゆえ４分の３波長層を生じる。フィルタの一般的な性質が満足いく場合には、付加される多様な波長の層の位置は角度に対する感度に対して試験されるであろう。僅かにその位置を変えることによって、いろいろな入射角に対してフィルタ特性の改善がもたらされ得るものである。図７ａは３つの１３層のコア積層体および９層の外側積層体を有する帯域通過フィルタの透過特性を示す。９層の外側積層体は１または２の２分の１波長層を有している。２つの２分の１波長すなわち１波長積層体に対する透過特性は太線で示されており、２分の１波長積層体に対する透過特性は細線で示されている。基板および媒質はガラスであり、何れも屈折率は１．５１である。図７ｂ（太線）は２つの１５層のコア積層体および１１層の外側積層体を有する帯域通過フィルタの透過特性を示している。１１層の外側積層体はＨＬＨ３Ｌ３Ｈ４ＬＨ３ＬＨＬＨの形態をなしている。ここでＨは４分の１波長の光路長に相当する厚さの高屈折率材でできた層を表しており、３Ｈは高屈折率材でできた付加的な２分の１波長層を示しており、Ｌは４分の１波長の光路長に相当する厚さの低屈折率材でできた層を示しており、その他も同様である。内側積層体は一方の共振器にのみ（ＬＬ）が付加されてなるＨＬＨＬＨＬＨＬＬＨＬ（ＬＬ）ＨＬＨＬＨでできている。この（ＬＬ）は同様の効果を奏するために同じ位置で２分の１波長層の前に設けられ得る。高屈折率材は２．２４の屈折率を有し、一方低屈折率材は１．４５の屈折率を有する。細線は２分の１波長層のみを伴った層数か１１−１５−１５−１１の基本的なフィルタのスペクトル特性を示している。基板および媒質はガラスであり、何れも屈折率は１．５１である。透過ゾーンにおいて小さいリプルを有する傾斜が明らかに改善されている。電力半減点での帯域幅は実質的に変化していないか、しかし更に除去された点での帯域外の遮断は実質的によりよくなっている。基板および表面（すなわち出口）の媒質の屈折率はリプルに影響する。リプルを最小に低減するために、フィルタ構造を表面媒質に一致させる必要があるかもしれない。例えば、表面媒質の屈折率ｎが１．４４と１．８の間にある場合、低屈折率材でできた４分の１波長層は（おおよそ１．４８かまたはそれよりも小さい屈折率の低屈折率材に対して）適切なマッチングをなすかもしれない。１．８よりも大きいかまたは１．４４よりも小さい屈折率に対しては、表面媒質とフィルタとの間で層の変更が必要となる。この特定の問題は周知であり、当該分野の専門家らによって述べられてきた。図８はフィルタを出射媒質とマッチングさせることの効果を実証している。図７ｂと同じ４共振器フィルタが層１を除去することによってシリコン基板にマッチングさせられている。またその４共振器フィルタは、ＺｎＳでできた屈折率０．７１８５の４分の１波長層よりなる層５４およびＴｈＦ４でできた屈折率０．６４３の４分の１波長層よりなる付加層５５を含む反射防止マッチング層でもって出射媒質である空気にマッチングさせられている。通過帯域のリプルは図７ｂにおけるリプルと実質的に同じである。如何なる基板および出射媒質に対しても、その媒質の隣の構造変化はフィルタの特性を高めるため基板および出力媒質の屈折率は障害にならない。実施例硫化亜鉛（屈折率２．２４）およびフッ化トリウム（屈折率１．４５）よりなる多層を用いて、終端の共振器（終端に付加された超低屈折率層を有している）がリプルを低減する場合とそうでない場合とで７共振器フィルタが計算された。図９ａに示すようにリプルの低減は相当のものである。５共振器フィルタが種々の基板を用いて計算された。図７ａは屈折率１．５１を有するガラス内に埋没された状態での特性を示している。５共振器フィルタに対して媒質が１．４５と１．８との間の屈折率を有している場合には、１５１８ nmから１５４２nmまでの範囲での透過はフィルタ手段の最初と最後に低屈折率層が付加された状態で９８％を超える。基板の屈折率を４．０（ゲルマニウム）に変え、かつ表面媒質を空気（屈折率１．０）に変えた同一の５共振器構造に対して、フィルタの最初の２層および最後の２層の厚さを最適化するために計算機のプログラムが使用された。図１０ａは反射防止後にフィルタ特性が図７ａに示す結果から殆ど変わっていないことを実証している。高屈折率（ｎ＝３．５）のシリコンおよび低屈折率（ｎ＝１．８５）の一酸化シリコンで構成された１０５層からなる８共振器フィルタの出力応答が図１１ａに示されている。通過帯域に多少のリプルがあるか、その透過特性は従来の共振器フィルタよりも非常に優れている。１波長層がリプルを取り除くのに使用される。酸化ハフニウム（ｎ＝１．９）および石英（ｎ＝１．４６）を終端でフッ化マグネシウムとともに用いた８共振器フィルタの出力応答が図１２に示されており、ここでは材料は酸化ハフニウム（ｎ＝１．８５）および石英（ｎ＝１．４４）であり、このフィルタは該フィルタと媒質との間に付加されたフッ化マグネシウム（ｎ＝１．３８）よりなる層を備えている。これらおよびつぎのＨｆＯ₂からなる内側層は媒質にマッチさせるためにその厚さが調整されている。最初および最後の層はフッ化マグネシウムである。それらの層はつぎの内側層とともにその媒質にマッチさせられている。図１１ａとの比較は、基本的な帯域形状（出力応答）は屈折率比および各屈折率の絶対値の両方に依存していないことを実証している。比較として低屈折率を一定にして高屈折率を変えると通過帯域内のピークでの反射値にわずかな変化を示す。硫化亜鉛（屈折率２．２４）およびフッ化トリウム（屈折率１．４５）よりなる多層を用い、付加される２分の１波長層の量および位置を異ならせて種々の４共振器フィルタが計算された。本発明によるフィルタは、外側の共振器を除いて他は等長共振器（同じ層数）のアレイでできている。外側の共振器はそれぞれ４より少ない層（２分の１波長層の各側で２より少ない）を含んでいる。この構成の通過帯域の形状はたとえあってもリプルの小さい滑らかなグラフとなる。結果として生じたグラフの傾斜は都合のよいパーセントの透過率位置での帯域幅を分析することによって任意に決められてもよい。比較の目的で我々は帯域幅比を５０％に対する０．０１％Ｔと定義する。それは傾斜に関するＳと呼ばれる。帯域幅比Ｓは、リプルを改善するために変更されてきたフィルタ構造に対するよりも全等長共振器を備えたフィルタに対する方が極めて小さい。外側の共振器により少ない層を有するフィルタにとって、その比は、外側の共振器の２分の１波長層に２分の１波長層を付加することによってかなり改善される。０．０１％の点（および間の全ての他の点）での帯域幅の更なる改善は、特に外側の共振器の４分の１波長積層体を構成する層に２分の１波長厚の層を付加することによって達成され得る。これらは４分の３波長の厚さになる。これは帯域にリプルを加えるが、しかしその大きさは付加する２分の１波長層の数および位置を変えることによって制御され得る。加えて、リプルの制御は内側の共振器に付加された２分の１波長層の影響を受ける。帯域ファクターも同時に低下し、それゆえこの設計ツールの使用が個々別々に考慮されなければならない。帯域形状Ｓ＝（帯域幅＠０．０１％Ｔ／（帯域幅＠５０％Ｔ））およびリプルＲ＝１００％−％Ｔ＠通過帯域における最小値と定義することによって、フィルタタイプ間で比較を行うことができる。上述したファクターに加えて４分の１波長層の全数および全層数は最小化される。４分の１波長層構造に２分の１波長層を付加したことによる帯域幅の改善を測定するために、最初に基本的な帯域幅情報が検討されなければならない。共振器として１５層でできた硫化亜鉛−フッ化トリウム多層フィルタをもちいてこれを示すと以下のようになる。４共振器−−それぞれ１５層：Ｓ＝２．３５Ｒ＝８１％これは６７の４分の１波長層とともに６３層を含むこれらは基準となるものである。以下の４共振器の設計は何れもこれよりも優れた傾斜を有することはできない。比較例は以下のように設計され、１１−１５−１５−１１層からなる４共振器タイプ：Ｓ＝３．３７Ｒ＝９９．８％（ケース１）全部で２分の１波長層（２−２−２−２）を有し、媒質にマッチングしており、これは６１の４分の１波長層とともに５７層でできている。このファクターを改善するために最初と最後の共振器に対して２分の１波長層が１波長層（またはそれ以上）に変更されてもよい。ケース１と同様の４共振器であるが、しかし２分の１波長層を以下のように変更する共振器の４−２−２−４からなる４分の１波長層の＃：Ｓ＝２．８５Ｒ＝９９．６％（ケース２）媒質にマッチングしており、これは６３の４分の１波長層とともに５７層でできている。この形状は、再び４分の１波長積層体のある層に２分の１波長層を付加することによって、更に改善されるかもしれない。目標が厳し過ぎなければ、少しの層を付加するだけで十分な特性が得られ、他の所望の特性も生じるであろう。形状ファクターを改善するために付加される層の数を厳密に最も少なくして用いると、最初と最後の共振器に対してＺＴＺＴ３Ｚ４Ｔ３ＺＴＺＴＺＲ＝９５％でＳ＝２．６これは７１の４分の１波長層とともに５５層を含み、また最初と最後の共振器に対してＺＴＺ３Ｔ３Ｚ２Ｔ３Ｚ３ＴＺＴＺＲ＝９５％でＳ＝２．６２これは７５の４分の１波長層とともに５５層を有している。これらのフィルタ特性は殆どの適用に対して妥当である。光ファイバー通信ではリプルがより少ないことが要求される。リプルファクターがより優れるには４分の３または２分の１の波長層を必要とし、また非常にリプルの低いフィルタは２．８５に近いＳ値を有している。例えば、ＺＴＺ３Ｔ３Ｚ２ＴＺＴＺＴＺの外側共振器は前記４−２−２−４タイプと同様の結果を生じる。Ｒ＝９９．５％Ｓ＝２．８５外側共振器をＺＴＺ３Ｔ３Ｚ２Ｔ３ＺＴＺＴＺに変更すると以下のような中間の結果を生じる。Ｒ＝９７．６％およびＳ＝２．７４４分の３波長層を２分の１波長層から離すように移すことはリプルをなめらかにするが、しかしバンド形状比は悪化する。一般的な適用のためには、光の入射角が変化するのに伴うフィルタの特性変化が極めて小さいのが望ましい。最初に検討されたフィルタ（ケース１）では１３度を含む角度での等価損失すなわち帯域ファクターの変化が全くない。ケース２と同様に１波長層が用いられれば、１３度で１０％の透過損失が生じる。ＺＴＺ３Ｔ３Ｚ２ＴＺＴＺＴＺからなる最初と最後の共振器に対しては、１３度で４％の透過損失が生じる。種々の構造が調べられた結果、全てに亘って最も特性がよいのは以下の通りである。そのタイプは、外側共振器としてＺＴＺ３Ｔ３Ｚ４ＴＺ３ＴＺＴＺであり、また内側共振器の何れに対しても如何なる方向においても２分の１波長層から離れた第２層目の位置に２分の１波長層が１つ付加されている。７９の４分の１波長層からなる５５層のフィルタが生じる。透過の結果は、１３度で９６％Ｔ、リプルＲ＝９７．５％最小および形状ファクターＳ＝２．７２を維持している。これは図７ｂに示されている。リプルファクターＲ＝９２％最小および比Ｓ＝２．５５を有するフィルタは、最初と最後の共振器に対して以下のようになる。Ｚ３Ｔ３Ｚ３Ｔ３Ｚ２Ｔ３Ｚ３Ｔ３Ｚ３ＴＺこれは全層数を８７層とするためにフィルタに３２の４分の１波長層を付加している。代わりにもう１つ共振器を付加すればより多くの利益が得られるであろう。以下の構造を有する５共振器は７３層および９０の４分の１波長層を有している。ＺＴＺ３Ｔ３Ｚ４Ｔ３Ｚ３Ｔ（ＺＴ）６（ＴＺ）７Ｔ３Ｚ４Ｔ（ＺＴ）８（ＴＺ）６３Ｔ３Ｚ４Ｔ３Ｚ３ＴＺＴＺ１３度での透過率は９７％である。リプルＲ＝９７．５％および形状ファクターＳ＝２．０である。これは図９ｂに示されている。５共振器に対してよりよい形状を達成するために、その構造は以下の通りであり、７３層と９０の４分の１波長層を有している。ＴＺＴ３Ｚ３Ｔ３Ｚ４Ｔ３Ｚ３ＴＺ３Ｔ（ＺＴ）５（ＴＺ）７３Ｔ３Ｚ２ＴＺ３Ｔ（ＺＴ）７（ＴＺ）５３ＴＺ３Ｔ３Ｚ４Ｔ３Ｚ３Ｔ３ＺＴＺＴ１３度での透過率は９１％最小である。リプルＲ＝９６％および形状ファクターＳ＝１．９０である。４分の１波長層の少ない６共振器フィルタは以下のようにより優れた特性を有している。以下の構造を有する６共振器は８９層および１０７の４分の１波長層を有している。Ｔ（ＺＴ）２３Ｚ４Ｔ（ＺＴ）７（ＴＺ）８２ＴＺ３Ｔ（ＺＴ）４Ｚ３Ｔ３ＺＴＺ２Ｔ（ＺＴ）８（ＴＺ）７４Ｔ３Ｚ（ＴＺ）２Ｔ１３度での透過率は９６％である。リプルＲ＝９８．５％および形状ファクターＳ＝１．７３である。特性が図１０ｂに示されている。五酸化タンタルおよび二酸化シリコンの交互層からなるフィルタのスペクトル特性が図１１ｂにプロットされている。その設計は以下のようであり、７６の４分の１波長層とともに５１層を含んでいる。Ｔ３Ｑ３Ｔ４Ｑ３ＴＱ（ＴＱ）４（ＱＴ）５３ＱＴ４Ｑ（ＴＱ）６（ＱＴ）４Ｑ３Ｔ４Ｑ３Ｔ３ＱＴ透過率は９８．５％最小よりも大きい。傾斜Ｓ＝２．２である。透過率対波長のグラフが図１１ｂに示されている。これは、基本的な帯域が屈折率比および各屈折率の絶対値の両方に殆ど依存していない、ということを実証している。低屈折率を一定にして高屈折率を変えた比較例は通過帯域内のピークでの反射値にわずかな変化を示す。要するに、本発明によるフィルタはその出力応答において従来のフィルタを上回る実質的な改善をもたらす。これは、確実に外側共振器を内側共振器よりも４層少なくすることと２分の１波長層を４分の１波長積層体に付加すること（およびできれは外側共振器を２分の１波長層とすること）によって達成される。勿論、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく多くの他の具体例および適用が考えられてもよい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年４月４日【補正内容】多層薄膜バンドパスフィルタ発明の分野本発明は絶縁体バンドパスフィルタに関し、特に通過帯域における透過リプルを低減する多層多共振器構造に関する。発明の背景光の干渉は、光の伝送および反射の強度を変え、２または３以上の光のビームの重畳を生じる。重畳の原理は、生じた振幅が個々のビームの振幅の合計であるということを言明している。光り輝く色は、例えば光が石鹸の泡や水の上に浮いている油の薄膜により反射される時に見られ、２つの光波列間での干渉効果により生じる。光波は石鹸溶液または油の薄膜の反対の面で反射される。更に重要なことには、薄膜における干渉効果の実際の適用には、被覆した光学的な表面を製造することが含まれる。透明な物質でできた膜がガラスのような透明基板上に、例えばガラスの屈折率に対して適当な特定の屈折率を有し、かつその膜における光の特定の波長の４分の１となる厚さを有するように堆積される場合、その波長の光のガラス表面からの反射は殆ど完全に抑えられ得る。そうでなければ反射光は非反射膜によって吸収されじ、むしろ入射光のエネルギーが再分配され、そのため伝送される光の強度が増大するのに伴って反射が減少する。２または３以上の重畳された層を有する合成の膜を用いて、そのような膜の反射防止性能の改善が相当なされてきた。そのような膜を形成するのに、比較的屈折率が高い材料と比較的屈折率が低い材料の２つの異なる材料が用いられてもよい。その２つの材料は、その膜に適した所望の光特性を得るために所定の厚さに達するまで交互に堆積される。理論的にはこの手法で、極めて多様な伝送および反射のスペクトルに適した多層干渉被覆を設計することができる。これによって、複雑なスペクトルのフィルタ構造を利用した多くの新しい光デバイスが開発されてきた。反射防止被覆、レーザ誘電ミラー、テレビカメラのエッジフィルタ、光帯域通過フィルタ、および帯域消去フィルタが薄膜の干渉被覆を用いた有用なデバイスの幾つかの例である。ある特定のタイプの干渉被覆は帯域通過フィルタであり、所望の通過帯域の所定の範囲内の波長が伝送されるのに対して、その通過帯域の両側の波長範囲は著しく反射されることを可能とするように設計されている。理想的には帯域通過フィルタは、リプルの殆どない均一な通過帯域を得ながらも、方形状の応答特性をなすべきであり、従って帯域消去領域から帯域通過領域への移行はできるだけ迅速でなければならず、あるいは別の言い方をすればその傾斜すなわち移行領域は急峻であるべきである。多共振器フィルタは４０年以上も前から製造されている。フィルタ設計者の通常のアプローチは基板および出口の媒質に対して等長共振器構造を単純に反射防止とすることである。しかしながら、これは通過帯域に過剰なリプルを有するフィルタを生じる。この問題を取り除くための試みにおいて、共振器の長さを変更する必要性が薄膜分野の専門家らによって徹底的に研究されてきた。P．W．Baum eisterは１９８２年８月１５日に発行されたApplied Optics Vol.21，No.16の「 Use of microwave prototype filters to design multilayer dielectric bandp ass filters」という論文の中で、マイクロ波フィルタの合成を適用した反射ゾーンを適合させるために定在波比技術を用いることについて述べている。C．Jac obs は１９８１年３月１５日に発行されたApplied Optics Vol.20，No.6 の「Di electric square bandpass design」という論文の中で、等価屈折率法を用いることについて述べている。A ．Thelenは１９８９年にMcGraw-Hill Book Company から出版された「光干渉被覆の設計」という本の中で、リプルを低減するための等価層および他の方法について述べている。しかしながら、これらの方法から開発された連続層体は一般的であるとは考えられず、また異なる屈折率比の多層体に対して同様に適用できない。別の従来技術のフィルタが、１９８４年３月２７日に出願人VEB Carl Zeissにより出願された英国特許出願番号第2 137 769 A 号に開示されている。この出願は通過帯域を有する干渉膜について開示し、多層膜を構成しており、以後出願人により開示された出願よりも製造するのがややより困難である。一般に透過性が高いと、透過から透過阻止へ移行する際の傾斜特性が悪くなって（すなわち変化が緩慢になって）この透過の帯域幅が狭くなる。透過の改善は傾斜の変化よりも重要であるので、その傾斜を改善するためにフィルタに付加的な共振器が付加されてもよい。従来技術の制約を考慮して、本発明の目的は、これらの多くの制約を克服する帯域通過フィルタを提供することにある。さらには、本発明の目的は、通常他の帯域通過フィルタと結合されて通過帯域における透過リプルを低減する多層形態で多共振器構造の帯域通過フィルタを提供することである。さらには、本発明の目的は、通過帯域における透過リプルを低減する多層形態で多共振器構造の帯域通過フィルタを提供するとともに、通常リプルを低減するように設計された他の帯域通過フィルタと結合したフィルタよりも優れた傾斜特性を提供することである。発明の開示本発明は、屈折率の異なる２（または３以上）の透明な絶縁膜の交互層からなる多層膜で構成されている。本発明は、通過帯域において低反射特性を形成するために、フィルタ構造から基板および出力界面（必要な場合）への反射防止を利用し、またコア構造の両側に内側のコア構造よりも少ない４層を備えた出力共振器を利用している。最も方形状の特性をなすフィルタは、選択された共振器の種々の層に付加された追加の２分の１波長層を有している。これらの設計の何れに対しても帯域通過フィルタは等長共振器構造に比べて透過帯域幅を狭くする。説明したようにこのフィルタは、（リプルの低減されたフィルタに対する）背景情報において上記引用されたフィルタよりも高透過領域においてより優れた傾斜を有している。上述した構造は極めて急峻な傾斜を有する高透過特性のフィルタを設計するための極めて一般的なアプローチである。都合よく、本発明に従って説明されたフィルタは先述した従来技術のフィルタよりも極めてより優れた傾斜を有している。実際に関心のあるスペクトル領域で透明な何らかの適切な材料を用いることにより所望の結果が得られる。本発明によれば、２つの外側共振器および１または２以上の別の内側コア共振器を含む一続きの共振器を備え、各共振器は高屈折率材の層と低屈折率材の層が交互に並ぶ２つの４分の１波長反射積層体を備え、前記２つの積層体は絶縁材からなる２分の１波長厚の層によって分離されており、各共振器は低屈折率材からなる４分の１波長厚の層によって分離されており、１または２以上の別の共振器における層数は７または７より大きい奇数であり、また前記一続きの共振器の最初と最後の共振器はそれぞれ各４分の１波長反射積層体において前記一続きにおける１または２以上の別の共振器の別の４分の１波長反射積層体の層数よりも２層少ない層を有する帯域通過フィルタが提供される。本発明によれは、２つの外側共振器および１または２以上の別の内側コア共振器を含む一続きの共振器を備え、各共振器は高屈折率材の層と低屈折率材の層が交互に並ぶ複数の４分の１波長反射積層体を備え、前記複数の積層体は絶縁材からなる２分の１波長厚の層によって分離されており、各共振器は低屈折率材からなる４分の１波長厚の層によって分離されており、１または２以上の別の共振器における層数は７または７より大きい奇数であり、また前記一続きの共振器の最初と最後の共振器はそれぞれ各４分の１波長反射積層体において前記一続きにおける１または２以上の別の共振器の別の４分の１波長反射積層体の層数よりも２層少ない層を有する帯域通過フィルタが提供される。加えて通過帯域の傾斜を変えるために２分の１波長厚の層は外側共振器内の選択された４分の１波長厚の層に付加される。また変更された外側共振器によって引き起こされるリプルを取り除くために２分の１波長厚の層は内側共振器内に設けられて４分の１波長厚の層に付加される。加えて通過帯域の傾斜を変えるために２分の１波長厚の層は外側共振器内の選択された４分の１波長厚の層に付加される。また変更された外側共振器によって引き起こされるリプルを取り除くために２分の１波長厚の層は内側共振器内に設けられて選択された４分の１波長厚の層に付加される。本発明によれば、２つの外側共振器および１または２以上の別共振器を含む一続きの共振器を備え、各共振器は高屈折率材の層と低屈折率材の層が交互に並ぶ複数の４分の１波長反射積層体を備え、１または２以上の別の積層体は絶縁材からなる複数の２分の１波長厚の層によって分離されており、またフィルタの通過帯域の帯域幅を広げるとともに残りの反射を低減するために前記外側共振器の複数の積層体は絶縁材からなる複数の２分の１波長厚の層によって分離されており、各共振器は低屈折率材からなる４分の１波長厚の層によって分離されており、１または２以上の別の共振器における層数は７または７より大きい奇数であり、また前記一続きの共振器の最初と最後の共振器はそれぞれ各４分の１波長反射積層体において前記一続きにおける１または２以上の別の共振器の別の４分の１波長反射積層体の層数よりも２層少ない層を有する帯域通過フィルタがさらに提供される。加えて通過帯域の傾斜を変えるために２分の１波長厚の層は外側共振器内の選択された４分の１波長厚の層に付加される。また変更された外側共振器によって引き起こされるリプルを取り除くために２分の１波長厚の層は内側共振器内に設けられて選択された４分の１波長厚の層に付加される。図面の簡単な説明以下に本発明の具体例を図面とともに説明する。図１ａは従来技術の帯域通過フィルタ全体の断面図であり、図１ｂは本発明による帯域通過フィルタ全体の断面図であり、図２は従来技術による固体エタロンフィルタの断面図であり、図３は従来技術の４分の１波長積層体（ＱＷＳ）の断面図であり、図４ａは従来技術の絶縁体フィルタ共振器の断面図であり、図４ｂは本発明による絶縁体フィルタ共振器の断面図であり、図５ａは従来技術の多共振器フィルタの断面図であり、図５ｂは本発明による多共振器フィルタの断面図であり、図６は各共振器が低屈折率の４分の１波長層により分離された１３層を有する従来の５共振器フィルタの透過率対波長のグラフであり、図７ａは９層の共振器、３つの１３層でできた共振器および第２の９層の共振器を有する本発明による構造に対する透過率対波長のグラフであり、図７ｂは１１層の共振器、２つの１５層でできた共振器および第２の１１層の共振器を有する、７９の４分の１波長層を伴う５５層からなる本発明による４共振器構造（太線）に対する透過率対波長のグラフである。そのグラフの細線は２分の１波長層が付加されていない同じ共振器構造に対する透過率対波長のグラフであり、図８は本発明に従って設計されてなる７９の４分の１波長層を伴う５５層の４共振器フィルタを表すグラフ（太線）である。基板はシリコンであり表面の媒質は空気である。細線は比較のためにガラスに埋め込まれた図７の構成のフィルタを示しており、図９ａは従来技術の９７層からなる７共振器（細線）のフィルタと、本発明に従って９１層に変更されてなり、変更された構造のタイプにおいてフィルタと媒質の間に低屈折率層が付加された共振器（太線）フィルタの透過率対波長を示すグラフであり、図９ｂは本発明に従って設計された９０の４分の１波長層を伴う７３層からなる４共振器フィルタを表すグラフであり、図１０ａは６２層の５共振器フィルタに対する透過率対波長を示すグラフであり、図１０ｂは本発明に従って設計されてなる１０７の４分の１波長層を伴う８９層の４共振器フィルタを表すグラフであり、図１１ａは（変更された）８共振器を備えた１０５層の帯域通過フィルタに対する透過率対波長のグラフであり、図１１ｂは材料として五酸化タンタルおよび二酸化シリコンを用いた５共振器構造を備えた５１層の帯域通過フィルタに対する透過率対波長のグラフであり、図１２は８共振器フィルタに対する透過率対波長のグラフである。フィルタ構造についての一般的な知識波長分割多重および他の通信産業の用途のためのフィルタは低損失でかつ殆どリプルのない極めて直線的な傾斜を必要とする。典型的な帯域幅は１２５０nmから１６５０nmまでの波長範囲に対して０．５nmから１００nmまでの範囲である。本発明によりもたらされる技術的な改善から得られる利益によって、フィルタの用途がさらに広がる。最も単純なフィルタは、図２の従来技術に示すように、透明な絶縁材からなる２分の１波長層により分離された２つの部分反射鏡またはハーフミラーでできている（エタロンと同様である）。ここで、図３に替わって、全ての絶縁体フィルタに対して、図示された部分的な反射鏡は高屈折率材と低屈折率材からなる交互層でできている。各層の厚さは所望のフィルタの波長で４分の１波長（ＱＷ）になるように調整されている。各部の反射鏡（単一層のみでできていてもよい）は４分の１波長積層体と呼ばれる。フィルタの帯域幅はこの構造における４分の１波長積層体の反射率の関数である。ここで、図４ａを参照すると、全ての絶縁体干渉フィルタにとって最も普遍的で基本的なビルディングブロックの一つであるフィルタ共振器が示されている。その共振器は、図４ａに示すように、２分の１波長（または複数の２分の１波長）層により分離された４分の１波長積層体でできた２つの理想的な反射鏡で構成されている。共振器は他の共振器の上に堆積され、傾斜を急峻にするために、間に低屈折率材からなる４分の１波長層を有している。これによって図５ａに示す多層共振器フィルタが作製される。実施の観点から、堆積される層の全数は実施可能な共振器数に調整される。０．３nmおよびそれよりも大きな帯域幅であれば多共振器を設計することができる。１０nmの帯域幅までのフィルタは３または４の共振器で容易に製造され得る。帯域幅が６nmよりも大きいと、不要な波長の光が透過するのを遮るための傾斜を達成するために、さらにより多くの共振器が必要になるかもしれない。これらのフィルタは多数の層を有している。表面積の収率は小さく、より狭い帯域に対しては直径２５mmが典型的であるかもしれない。等長共振器は最も広い通過ゾーンとともに最もよいロールオフを生じるが、しかし同等の共振器フィルタに対するグラフを検討すると、図６に示すように通過帯域におけるリプルを許容レベルまで低減するためには改善が必要であるということが明らかとなる。発明の詳細な説明図１ｂに示すように、本発明のフィルタの全体は、透明な基板６、必要であればその基板上に光マッチング層（図示せず）、Ｎ層を有する外側のフィルタ共振器１０ａ、ここでＮ＞３でかつそれらの層の幾つかの厚さは４分の３波長であってもよく、低屈折率層１２、それぞれが（Ｎ＋４）層を有する一連のフィルタコア共振器１０ｂ、隣接する共振器１０ａ，１０ｂの間で層１２は低屈折率を有しており、Ｎ層を有しかつそれらの層の幾つかの厚さが４分の３波長であってもよい別の外側のフィルタ共振器１０ａ、および必要ならば別のマッチング層（図示せず）を含んでいる。２分の１波長層は傾斜を改善するために４分の１波長積層体の中に所々入れられる。これらの付加された２分の１波長層の数と位置は個々の適用でもって変わる。対称的に、図１ａの従来技術は、５共振器を有する一般的なフィルタを示しており、各共振器は最も外側の共振器を含めてＭ層を有している。再び本発明の図１ｂを参照して、通常、光マッチング層は４分の１波長の厚さを有する低屈折率材よりなる。しかしながら、マッチング層の材料、厚さおよび屈折率は低屈折率材１２のそれとは異なっていてもよい。共振器１０ａ，１０ｂは４分の１波長の厚さの高屈折率材および低屈折率材が交互に積層されてできている。共振器１０ａの第１の材料は高屈折率であり、その後に低屈折率材が続く。最も単純な場合は低屈折率材は複数の２分の１波長の厚さであり、その後に高屈折率材が続き、すなわちＨＬＬＨとなる。ここでＨとＬの各層は４分の１波長厚の高屈折率材または低屈折率材を表している。従って、ＨＬＬＨは、低屈折率材よりなる２分の１波長層ＬＬがそれぞれ高屈折率材よりなる４分の１波長厚の２つの層ＨＨの間に設けられた３層構造であると考えられる。傾斜を改善するために、Ｈ層はＨＨＨ層に変更され、ＬＬ層はＬＬＬＬ層に変更される。つぎに、低屈折率層１２が各共振器１０ａおよび/ またはその後の共振器１０ｂの間に設けられる。つぎのコア共振器１０ｂは最も単純な場合にはＨＬＨＬＬＨＬＨの層構造でできている。従って、コア共振器１０ｂは、２分の１波長層ＬＬが２つの４分の１波長積層体ＨＬＨの間に設けられた７層構造であると考えられる。付加された２分の１波長層によってもたらされるリプルを低減するために、コア共振器内の幾つかの層もまたそれらの層に付加される２分の１波長層を有している。コア共振器１０ｂは、急峻な傾斜を有するフィルタを作製するために何回も繰り返されてもよい。それから第１の共振器１０ａが繰り返され、そして必要であれば最後につぎの媒質に対する別のマッチング層が付加される。基板６は重要な波長に亘って透明であり、ガラス、石英、透明なプラスチック、シリコンおよびゲルマニウムを含み、これらに限定はされないが、多種多様の材料でできていてもよい。この適用のために使用される絶縁材料は１．３から４．０よりも大きい範囲の屈折率を有している。好ましい材料はフッ化マグネシウム（１．３８）、フッ化トリウム（１．４７）、氷晶石（Cryolith）（１．３５）、二酸化シリコン（１．４６）、酸化アルミニウム（１．６３）、酸化ハフニウム（１．８５）、五酸化タンタル（２．０５）、酸化ニオブ（２．１９）、硫化亜鉛（２．２７）、酸化チタン（２．３７）、シリコン（３．５）、ゲルマニウム（４．０）およびテルル化鉛（５．０）である。他の絶縁材料も同様に役に立つ。各共振器内の層数を決めた後、本発明の教えに従って、フィルタの設計が最適化ルーチンを備えた商業的に利用可能なコンピュータプログラム（例えばＳｏｆｔｗａｒｅＳｐｅｃｔｒａ株式会社製のＴＦＣａｌｃ^TM）の支援によって容易に達成される。設計の要点をそのプログラムに入力すると、スペクトルの応答が計算される。要求された名目上の帯域幅に一致するように適切なサイズの共振器を備えた設計が選択される場合、マッチング層に対してフィルタの透過を最適化することがなされる。設計者は、４分の１波長に相当する状態で使用すべき材料の範囲から選択するか、または同じ低屈折率材料をマッチングをなすように厚さを調整して使用することを選んでもよい。図１ｂのフィルタは共振器のアレイを含んでおり、それぞれ低屈折率材よりなる４分の１波長層により分離されている。コア共振器１０ｂにおける層数は５よりも大きい奇数である。コア共振器１０ｂが７層以上であれば完全にリプルの低減が改善されると断言できる。本発明に従えば、最初および最後の共振器１０ａは各４分の１波長積層体において２層少なく、全体では各共振器で４層少ない。これらの外側の共振器１０ａにおける２分の１波長の数はコア積層体１０ｂにおける数と同じかそれよりも多くなるはずである。理論的なプロットによりそれぞれの位置に適した２分の１波長層の最適な層数が決まる。傾斜を改善するために外側の積層体の４分の１波長層に付加的な２分の１波長層が付け加えられて４分の３波長層となる。しかしなから、これによってリプルが生じる。それにもかかわらず傾斜が満足いく時には、内側の積層体の４分の１波長層に２分の１波長層を付加することによってリプルが低減されるかもしれず、それゆえ４分の３波長層を生じる。フィルタの一般的な性質が満足いく場合には、付加される多様な波長の層の位置は角度に対する感度に対して試験されるであろう。僅かにその位置を変えることによって、いろいろな入射角に対してフィルタ特性の改善がもたらされ得るものである。図７ａは３つの１３層のコア積層体および９層の外側積層体を有する帯域通過フィルタの透過特性を示す。９層の外側積層体は１または２の２分の１波長層を有している。２つの２分の１波長すなわち１波長積層体に対する透過特性は太線で示されており、２分の１波長積層体に対する透過特性は細線で示されている。基板および媒質はガラスであり、何れも屈折率は１．５１である。図７ｂ（太線）は２つの１５層のコア積層体および１１層の外側積層体を有する帯域通過フィルタの透過特性を示している。１１層の外側積層体はＨＬＨ３Ｌ３Ｈ４ＬＨ３ＬＨＬＨの形態をなしている。ここでＨは４分の１波長の光路長に相当する厚さの高屈折率材でできた層を表しており、３Ｈは高屈折率材でできた付加的な２分の１波長層を示しており、Ｌは４分の１波長の光路長に相当する厚さの低屈折率材でできた層を示しており、その他も同様である。内側積層体は一方の共振器にのみ（ＬＬ）が付加されてなるＨＬＨＬＨＬＨＬＬＨＬ（ＬＬ）ＨＬＨＬＨでできている。この（ＬＬ）は同様の効果を奏するために同じ位置で２分の１波長層の前に設けられ得る。高屈折率材は２．２４の屈折率を有し、一方低屈折率材は１．４５の屈折率を有する。細線は２分の１波長層のみを伴った層数が１１−１５−１５−１１の基本的なフィルタのスペクトル特性を示している。基板および媒質はガラスであり、何れも屈折率は１．５１である。透過ゾーンにおいて小さいリプルを有する傾斜が明らかに改善されている。電力半減点での帯域幅は実質的に変化していないが、しかし更に除去された点での帯域外の遮断は実質的によりよくなっている。基板および表面（すなわち出口）の媒質の屈折率はリプルに影響する。リプルを最小に低減するために、フィルタ構造を表面媒質に一致させる必要があるかもしれない。例えば、表面媒質の屈折率ｎが１．４４と１．８の間にある場合、低屈折率材でできた４分の１波長層は（おおよそ１．４８かまたはそれよりも小さい屈折率の低屈折率材に対して）適切なマッチングをなすかもしれない。１．８よりも大きいかまたは１．４４よりも小さい屈折率に対しては、表面媒質とフィルタとの間で層の変更が必要となる。この特定の問題は周知であり、当該分野の専門家らによって述べられてきた。図８はフィルタを出射媒質とマッチングさせることの効果を実証している。図７ｂと同じ４共振器フィルタが層１を除去することによってシリコン基板にマッチングさせられている。またその４共振器フィルタは、ＺｎＳでできた屈折率０．７１８５の４分の１波長層よりなる層５４およびＴｈＦ４でできた屈折率０．６４３の４分の１波長層よりなる付加層５５を含む反射防止マッチング層でもって出射媒質である空気にマッチングさせられている。通過帯域のリプルは図７ｂにおけるリプルと実質的に同じである。如何なる基板および出射媒質に対しても、その媒質の隣の構造変化はフィルタの特性を高めるため基板および出力媒質の屈折率は障害にならない。実施例硫化亜鉛（屈折率２．２４）およびフッ化トリウム（屈折率１．４５）よりなる多層を用いて、終端の共振器（終端に付加された超低屈折率層を有している）がリプルを低減する場合とそうでない場合とで７共振器フィルタが計算された。図９ａに示すようにリプルの低減は相当のものである。５共振器フィルタが種々の基板を用いて計算された。図７ａは屈折率１．５１を有するガラス内に埋没された状態での特性を示している。５共振器フィルタに対して媒質が１．４５と１．８との間の屈折率を有している場合には、１５１８ nmから１５４２nmまでの範囲での透過はフィルタ手段の最初と最後に低屈折率層が付加された状態で９８％を超える。基板の屈折率を４．０（ゲルマニウム）に変え、かつ表面媒質を空気（屈折率１．０）に変えた同一の５共振器構造に対して、フィルタの最初の２層および最後の２層の厚さを最適化するために計算機のプログラムが使用された。図１０ａは反射防止後にフィルタ特性が図７ａに示す結果から殆ど変わっていないことを実証している。高屈折率（ｎ＝３．５）のシリコンおよび低屈折率（ｎ＝１．８５）の一酸化シリコンで構成された１０５層からなる８共振器フィルタの出力応答が図１１ａに示されている。通過帯域に多少のリプルがあるが、その透過特性は従来の共振器フィルタよりも非常に優れている。１波長層がリプルを取り除くのに使用される。酸化ハフニウム（ｎ＝１．９）および石英（ｎ＝１．４６）を終端でフッ化マグネシウムとともに用いた８共振器フィルタの出力応答が図１２に示されており、ここでは材料は酸化ハフニウム（ｎ＝１．８５）および石英（ｎ＝１．４４）であり、このフィルタは該フィルタと媒質との間に付加されたフッ化マグネシウム（ｎ＝１．３８）よりなる層を備えている。これらおよびつぎのＨｆＯ2 からなる内側層は媒質にマッチさせるためにその厚さが調整されている。最初および最後の層はフッ化マグネシウムである。それらの層はつぎの内側層とともにその媒質にマッチさせられている。図１１ａとの比較は、基本的な帯域形状（出力応答）は屈折率比および各屈折率の絶対値の両方に依存していないことを実証している。比較として低屈折率を一定にして高屈折率を変えると通過帯域内のピークでの反射値にわずかな変化を示す。硫化亜鉛（屈折率２．２４）およびフッ化トリウム（屈折率１．４５）よりなる多層を用い、付加される２分の１波長層の量および位置を異ならせて種々の４共振器フィルタが計算された。本発明によるフィルタは、外側の共振器を除いて他は等長共振器（同じ層数）のアレイでできている。外側の共振器はそれぞれ４より少ない層（２分の１波長層の各側で２より少ない）を含んでいる。この構成の通過帯域の形状はたとえあってもリプルの小さい滑らかなグラフとなる。結果として生じたグラフの傾斜は都合のよいパーセントの透過率位置での帯域幅を分析することによって任意に決められてもよい。比較の目的で我々は帯域幅比を５０％に対する０．０１％Ｔと定義する。それは傾斜に関するＳと呼ばれる。帯域幅比Ｓは、リプルを改善するために変更されてきたフィルタ構造に対するよりも全等長共振器を備えたフィルタに対する方が極めて小さい。外側の共振器により少ない層を有するフィルタにとって、その比は、外側の共振器の２分の１波長層に２分の１波長層を付加することによってかなり改善される。０．０１％の点（および間の全ての他の点）での帯域幅の更なる改善は、特に外側の共振器の４分の１波長積層体を構成する層に２分の１波長厚の層を付加することによって達成され得る。これらは４分の３波長の厚さになる。これは帯域にリプルを加えるが、しかしその大きさは付加する２分の１波長層の数および位置を変えることによって制御され得る。加えて、リプルの制御は内側の共振器に付加された２分の１波長層の影響を受ける。帯域ファクターも同時に低下し、それゆえこの設計ツールの使用が個々別々に考慮されなければならない。帯域形状Ｓ＝（帯域幅＠０．０１％Ｔ）／（帯域幅＠５０％Ｔ）およびリプルＲ＝１００％−％Ｔ＠通過帯域における最小値と定義することによって、フィルタタイプ間で比較を行うことができる。上述したファクターに加えて４分の１波長層の全数および全層数は最小化される。４分の１波長層構造に２分の１波長層を付加したことによる帯域幅の改善を測定するために、最初に基本的な帯域幅情報が検討されなければならない。共振器として１５層でできた硫化亜鉛−フッ化トリウム多層フィルタをもちいてこれを示すと以下のようになる。４共振器−−それぞれ１５層：Ｓ＝２．３５Ｒ＝８１％これは６７の４分の１波長層とともに６３層を含むこれらは基準となるものである。以下の４共振器の設計は何れもこれよりも優れた傾斜を有することはできない。比較例は以下のように設計され、１１−１５−１５−１１層からなる４共振器タイプ：Ｓ＝３．３７Ｒ＝９９．８％（ケース１）全部で２分の１波長層（２−２−２−２）を有し、媒質にマッチングしており、これは６１の４分の１波長層とともに５７層でできている。このファクターを改善するために最初と最後の共振器に対して２分の１波長層が１波長層（またはそれ以上）に変更されてもよい。ケース１と同様の４共振器であるが、しかし２分の１波長層を以下のように変更する共振器の４−２−２−４からなる４分の１波長層の＃：Ｓ＝２．８５Ｒ＝９９．６％（ケース２）媒質にマッチングしており、これは６３の４分の１波長層とともに５７層でできている。この形状は、再び４分の１波長積層体のある層に２分の１波長層を付加することによって、更に改善されるかもしれない。目標が厳し過ぎなければ、少しの層を付加するだけで十分な特性が得られ、他の所望の特性も生じるであろう。形状ファクターを改善するために付加される層の数を厳密に最も少なくして用いると、最初と最後の共振器に対してＺＴＺＴ３Ｚ４Ｔ３ＺＴＺＴＺＲ＝９５％でＳ＝２．６これは７１の４分の１波長層とともに５５層を含み、また最初と最後の共振器に対してＺＴＺ３Ｔ３Ｚ２Ｔ３Ｚ３ＴＺＴＺＲ＝９５％でＳ＝２．６２これは７５の４分の１波長層とともに５５層を有している。これらのフィルタ特性は殆どの適用に対して妥当である。光ファイバー通信ではリプルがより少ないことが要求される。リプルファクターがより優れるには４分の３または２分の１の波長層を必要とし、また非常にリプルの低いフィルタは２．８５に近いＳ値を有している。例えば、ＺＴＺ３Ｔ３Ｚ２ＴＺＴＺＴＺの外側共振器は前記４−２−２−４タイプと同様の結果を生じる。Ｒ＝９９．５％Ｓ＝２．８５外側共振器をＺＴＺ３Ｔ３Ｚ２Ｔ３ＺＴＺＴＺに変更すると以下のような中間の結果を生じる。Ｒ＝９７．６％およびＳ＝２．７４４分の３波長層を２分の１波長層から離すように移すことはリプルをなめらかにするが、しかしバンド形状比は悪化する。一般的な適用のためには、光の入射角が変化するのに伴うフィルタの特性変化が極めて小さいのが望ましい。最初に検討されたフィルタ（ケース１）では１３度を含む角度での等価損失すなわち帯域ファクターの変化が全くない。ケース２と同様に１波長層が用いられれば、１３度で１０％の透過損失が生じる。ＺＴＺ３Ｔ３Ｚ２ＴＺＴＺＴＺからなる最初と最後の共振器に対しては、１３度で４％の透過損失が生じる。種々の構造が調べられた結果、全てに亘って最も特性がよいのは以下の通りである。そのタイプは、外側共振器としてＺＴＺ３Ｔ３Ｚ４ＴＺ３ＴＺＴＺであり、また内側共振器の何れに対しても如何なる方向においても２分の１波長層から離れた第２層目の位置に２分の１波長層が１つ付加されている。７９の４分の１波長層からなる５５層のフィルタが生じる。透過の結果は、１３度で９６％Ｔ、リプルＲ＝９７．５％最小および形状ファクターＳ＝２．７２を維持している。これは図７ｂに示されている。リプルファクターＲ＝９２％最小および比Ｓ＝２．５５を有するフィルタは、最初と最後の共振器に対して以下のようになる。Ｚ３Ｔ３Ｚ３Ｔ３Ｚ２Ｔ３Ｚ３Ｔ３Ｚ３ＴＺこれは全層数を８７層とするためにフィルタに３２の４分の１波長層を付加している。代わりにもう１つ共振器を付加すれば、より多くの利益が得られるであろう。以下の構造を有する５共振器は７３層および９０の４分の１波長層を有している。ＺＴＺ３Ｔ３Ｚ４Ｔ３Ｚ３Ｔ（ＺＴ）６（ＴＺ）７Ｔ３Ｚ４Ｔ（ＺＴ）８（ＴＺ）６３Ｔ３Ｚ４Ｔ３Ｚ３ＴＺＴＺ１３度での透過率は９７％である。リプルＲ＝９７．５％および形状ファクターＳ＝２．０である。これは図９ｂに示されている。５共振器に対してよりよい形状を達成するために、その構造は以下の通りであり、７３層と９０の４分の１波長層を有している。ＴＺＴ３Ｚ３Ｔ３Ｚ４Ｔ３Ｚ３ＴＺ３Ｔ（ＺＴ）５（ＴＺ）７３Ｔ３Ｚ２ＴＺ３Ｔ（ＺＴ）７（ＴＺ）５３ＴＺ３Ｔ３Ｚ４Ｔ３Ｚ３Ｔ３ＺＴＺＴ１３度での透過率は９１％最小である。リプルＲ＝９６％および形状ファクターＳ＝１．９０である。４分の１波長層の少ない６共振器フィルタは以下のようにより優れた特性を有している。以下の構造を有する６共振器は８９層および１０７の４分の１波長層を有している。Ｔ（ＺＴ）２３Ｚ４Ｔ（ＺＴ）７（ＴＺ）８２ＴＺ３Ｔ（ＺＴ）４Ｚ３Ｔ３ＺＴＺ２Ｔ（ＺＴ）８（ＴＺ）７４Ｔ３Ｚ（ＴＺ）２Ｔ１３度での透過率は９６％である。リプルＲ＝９８．５％および形状ファクターＳ＝１．７３である。特性が図１０ｂに示されている。五酸化タンタルおよび二酸化シリコンの交互層からなるフィルタのスペクトル特性が図１１ｂにプロットされている。その設計は以下のようであり、７６の４分の１波長層とともに５１層を含んでいる。Ｔ３Ｑ３Ｔ４Ｑ３ＴＱ（ＴＱ）４（ＱＴ）５３ＱＴ４Ｑ（ＴＱ）６（ＱＴ）４Ｑ３Ｔ４Ｑ３Ｔ３ＱＴ透過率は９８．５％最小よりも大きい。傾斜Ｓ＝２．２である。透過率対波長のグラフが図１１ｂに示されている。これは、基本的な帯域が屈折率比および各屈折率の絶対値の両方に殆ど依存していない、ということを実証している。低屈折率を一定にして高屈折率を変えた比較例は通過帯域内のピークでの反射値にわずかな変化を示す。要するに、本発明によるフィルタはその出力応答において従来のフィルタを上回る実質的な改善をもたらす。これは、確実に外側共振器を内側共振器よりも４層少なくすることと２分の１波長層を４分の１波長積層体に付加すること（およびできれば外側共振器を２分の１波長層とすること）によって達成される。勿論、本発明の要旨から逸脱することなく多くの他の具体例および適用が考えられてもよい。【図１】【図１】【図２】【図３】【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年６月１９日【補正内容】請求の範囲１．２つの外側共振器［１０ａ］および１または２以上の別の内側コア共振器［１０ｂ］を含む複数の共振器［１０ａ，１０ｂ］を備え、各共振器［１０ａ，１０ｂ］は高屈折率材の層と低屈折率材の層が交互に並ぶ２つの４分の１波長反射積層体を備え、各共振器［１０ａ，１０ｂ］の前記積層体は絶縁材からなる２分の１波長厚の層によって分離されており、各共振器［１０ａ，１０ｂ］は低屈折率材からなる４分の１波長厚の層によって隣の共振器［１０ａ，１０ｂ］から分離されてなる帯域通過フィルタであって、１または２以上の内側コア共振器［１０ｂ］における層数は７または７より大きい奇数であり、外側共振器［１０ａ］はそれぞれ各４分の１波長反射積層体において１または２以上の内側コア共振器［１０ｂ］の別の４分の１波長反射積層体の層数よりも２層少ない層を有していることを特徴とする帯域通過フィルタ。２．２つの外側共振器および１または２以上の別の共振器［１０ａ，１０ｂ］を含む複数の共振器を備え、各共振器［１０ａ，１０ｂ］は高屈折率材の層と低屈折率材の層が交互に並ぶ２つの４分の１波長反射積層体を備え、１または２以上の別の共振器［１０ｂ］は絶縁材からなる３またはそれよりも少ない２分の１波長厚の層を有する単一の２分の１波長厚の層または複数の２分の１波長厚の層によって分離されており、またフィルタの通過帯域の帯域幅を広げるとともに残りの反射を低減するために前記外側共振器［１０ａ］の積層体は絶縁材からなる複数の２分の１波長厚の層によって分離されてなる帯域通過フィルタであって、各共振器［１０ａ，１０ｂ］は低屈折率材からなる４分の１波長厚の層によって分離されており、１または２以上の別の共振器［１０ｂ］における層数は７または７より大きい奇数であり、前記複数の共振器における外側共振器［１０ａ］はそれぞれ各４分の１波長反射積層体において１または２以上の別の共振器［１０ｂ］の別の４分の１波長反射積層体の層数よりも２層少ない層を有していることを特徴とする帯域通過フィルタ。３．２つの外側共振器［１０ａ］および１または２以上の別の共振器を含む複数の共振器［１０ａ，１０ｂ］を備え、各共振器［１０ａ，１０ｂ］は高屈折率材の層と低屈折率材の層が交互に並ぶ２つの４分の１波長反射積層体を備え、１または２以上の別の共振器［１０ｂ］の積層体は絶縁材からなる３またはそれよりも少ない２分の１波長厚の層を有する単一の２分の１波長厚の層または複数の２分の１波長厚の層によって分離されており、フィルタの通過帯域の帯域幅を広げるとともに残りの反射を低減するために前記外側共振器［１０ａ］の積層体は絶縁材からなる複数の２分の１波長厚の層によって分離されてなる帯域通過フィルタであって、各共振器［１０ａ，１０ｂ］は低屈折率材からなる４分の１波長厚の層によって分離されており、１または２以上の別の共振器［１０ｂ］における層数は７または７より大きい奇数であり、前記複数の共振器［１０ａ，１０ｂ］における外側共振器［１０ａ］はそれぞれ各４分の１波長反射積層体において１または２以上の別の共振器［１０ｂ］の別の４分の１波長反射積層体の層数よりも２層少ない層を有していることを特徴とする帯域通過フィルタ。４．１または２以上の別の共振器［１０ｂ］の絶縁材からなる複数の２分の１波長厚の層は、２つの外側共振器［１０ａ］の複数の２分の１波長厚の層よりも少ない層数の２分の１波長厚の複数層を有することを特徴とする請求項３に記載の帯域通過フィルタ。５．幾つかの４分の１波長反射積層体は少なくとも１つの４分の３波長厚の層を含み、通過帯域の傾斜を変えるために、何れの外側共振器［１０ａ］にも３つの４分の１波長厚の層があり、また何れかの外側共振器［１０ａ］にある何れか３つの４分の１波長厚の層によりもたらされるリプルを小さくするために、内側共振器［１０ｂ］に設けられた３つの４分の１波長厚の層があることを特徴とする請求項１、２または３に記載の帯域通過フィルタ。６．通過帯域の傾斜を増大するために外側共振器［１０ａ］の４分の１波長反射積層体のうちの少なくとも一つは外側共振器［１０ａ］内に４分の３波長厚の選択された層を有しており、また外側共振器［１０ａ］の一方または両方の中にある４分の３波長厚の層によって引き起こされるリプルを小さくするために１または２以上の内側共振器［１０ｂ］の４分の１波長積層体の選択された層は４分の３波長厚であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の帯域通過フィルタ。７．通過帯域の傾斜を変えるために外側共振器［１０ａ］の４分の１波長反射積層体のうちの幾つかは外側共振器［１０ａ］内に４分の３波長厚の選択された層を有しており、また外側共振器［１０ａ］の一方または両方の中にある４分の３波長厚の層によって引き起こされるリプルを小さくするために１または２以上の内側共振器［１０ｂ］の４分の１波長積層体の選択された層は４分の３波長厚であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の帯域通過フィルタ。８．外側共振器［１０ａ］の隣の１または２以上の別の共振器［１０ｂ］の絶縁材からなる複数の２分の１波長厚の層は、２つの外側共振器［１０ａ］の複数の２分の１波長厚の層よりも少ない層数の２分の１波長厚の複数層を有することを特徴とする請求項３に記載の帯域通過フィルタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．２つの外側共振器および１または２以上の別の内側コア共振器を含む一続きの共振器を備え、各共振器は高屈折率材の層と低屈折率材の層が交互に並ぶ複数の４分の１波長反射積層体を備え、前記複数の積層体は絶縁材からなる２分の１波長厚の層によって分離されており、各共振器は低屈折率材からなる４分の１波長厚の層によって分離されてなる帯域通過フィルタであって、少なくとも１または２以上の別の共振器における層数は７または７より大きい奇数であり、また前記一続きの共振器における最初と最後の共振器はそれぞれ各４分の１波長反射積層体において、前記一続きにおける少なくとも１または２以上の別の共振器の別の４分の１波長反射積層体の層数よりも２層少ない層を有していることを特徴とする帯域通過フィルタ。２．２つの外側共振器および少なくとも１または２以上の別の共振器を含む一続きの共振器を備え、各共振器は高屈折率材の層と低屈折率材の層が交互に並ぶ複数の４分の１波長反射積層体を備え、少なくとも１または２以上の別の共振器は絶縁材からなる２分の１波長厚の層によって分離されており、フィルタの通過帯域の帯域幅を広げるとともに残りの反射を低減するために前記外側共振器の複数の積層体は絶縁材からなる複数の２分の１波長厚の層によって分離されてなる帯域通過フィルタであって、各共振器は低屈折率材からなる４分の１波長厚の層によって分離されており、少なくとも１または２以上の別の共振器における層数は７または７より大きい奇数であり、また前記一続きの共振器における最初と最後の共振器はそれぞれ各４分の１波長反射積層体において、前記一続きにおける少なくとも１または２以上の別の共振器の別の４分の１波長反射積層体の層数よりも２層少ない層を有していることを特徴とする帯域通過フィルタ。３．２つの外側共振器および少なくとも１または２以上の別の共振器を含む一続きの共振器を備え、各共振器は高屈折率材の層と低屈折率材の層が交互に並ぶ複数の４分の１波長反射積層体を備え、少なくとも１または２以上の別の共振器は絶縁材からなる複数の２分の１波長厚の層によって分離されており、フィルタの通過帯域の帯域幅を広げるとともに残りの反射を低減するために前記外側共振器の複数の積層体は絶縁材からなる複数の２分の１波長厚の層によって分離されてなる帯域通過フィルタであって、各共振器は低屈折率材からなる４分の１波長厚の層によって分離されており、少なくとも１または２以上の別の共振器における層数は７または７より大きい奇数であり、また前記一続きの共振器における最初と最後の共振器はそれぞれ各４分の１波長反射積層体において、前記一続きにおける少なくとも１または２以上の別の共振器の別の４分の１波長反射積層体の層数よりも２層少ない層を有していることを特徴とする帯域通過フィルタ。４．少なくとも１または２以上の別の共振器の絶縁材からなる複数の２分の１波長厚の層は、２つの外側共振器の複数の２分の１波長厚の層よりも少ない層数の２分の１波長厚の複数層を有することを特徴とする請求項３に記載の帯域通過フィルタ。５．２つの外側共振器および１または２以上の別の内側コア共振器を含む一続きの共振器を備え、各共振器は複数の４分の１波長反射積層体を備え、幾つかの４分の１波長反射積層体は少なくとも１つの４分の３波長厚の層を含み、その反射積層体は高屈折率材の層と低屈折率材の層が交互に並んでできており、前記複数の積層体は絶縁材からなる２分の１波長厚の層によって分離されてなる帯域通過フィルタであって、各共振器は低屈折率材からなる４分の１波長厚の層によって分離されており、少なくとも１または２以上の別の共振器における層数は７または７より大きい奇数であり、また前記一続きの共振器における最初と最後の共振器はそれぞれ各４分の１波長反射積層体において、前記一続きにおける少なくとも１または２以上の別の共振器の別の４分の１波長反射積層体の層数よりも２層少ない層を有しており、何れの外側共振器にもあるあらゆる少なくとも４分の３波長厚の層は通過帯域の傾斜を変えるためにあり、また内側共振器に設けられたあらゆる４分の３波長厚の層は、外側共振器の何れにもあるあらゆる４分の３波長厚の層により引き起こされるリプルを小さくするためにあることを特徴とする帯域通過フィルタ。６．２つの外側共振器および少なくとも１または２以上の別の共振器を含む一続きの共振器を備え、各共振器は高屈折率材の層と低屈折率材の層が交互に並ぶ複数の４分の１波長反射積層体を備え、少なくとも１または２以上の別の積層体は絶縁材からなる２分の１波長厚の層によって分離されており、フィルタの通過帯域の帯域幅を広げるとともに残りの反射を低減するために前記外側共振器の複数の積層体は絶縁材からなる複数の２分の１波長厚の層によって分離されてなる帯域通過フィルタであって、各共振器は低屈折率材からなる４分の１波長厚の層によって分離されており、少なくとも１または２以上の別の共振器における層数は７または７より大きい奇数であり、また前記一続きの共振器における最初と最後の共振器はそれぞれ各４分の１波長反射積層体において、前記一続きにおける少なくとも１または２以上の別の共振器の別の４分の１波長反射積層体の層数よりも２層少ない層を有しており、通過帯域の傾斜を増大するために外側共振器の４分の１波長反射積層体のうちの少なくとも一つは外側共振器内に４分の３波長厚の選択された層を有しており、また外側共振器の一方または両方の中にある４分の３波長厚の層によって引き起こされるリプルを小さくするために１または２以上の内側共振器の４分の１波長積層体の選択された層は４分の３波長厚であることを特徴とする帯域通過フィルタ。７．２つの外側共振器および少なくとも１または２以上の別の共振器を含む一続きの共振器を備え、各共振器は高屈折率材の層と低屈折率材の層が交互に並ぶ複数の４分の１波長反射積層体を備え、少なくとも１または２以上の別の積層体は絶縁材からなる複数の２分の１波長厚の層によって分離されており、フィルタの通過帯域の帯域幅を広げるとともに残りの反射を低減するために前記外側共振器の複数の積層体は絶縁材からなる複数の２分の１波長厚の層によって分離されてなる帯域通過フィルタであって、各共振器は低屈折率材からなる４分の１波長厚の層によって分離されており、少なくとも１または２以上の別の共振器における層数は７または７より大きい奇数であり、また前記一続きの共振器における最初と最後の共振器はそれぞれ各４分の１波長反射積層体において、前記一続きにおける少なくとも１または２以上の別の共振器の別の４分の１波長反射積層体の層数よりも２層少ない層を有しており、通過帯域の傾斜を変えるために外側共振器の４分の１波長反射積層体のうちの幾つかは外側共振器内に４分の３波長厚の選択された層を有しており、また外側共振器の一方または両方の中にある４分の３波長厚の層によって引き起こされるリプルを小さくするために１または２以上の内側共振器の４分の１波長積層体の選択された層は４分の３波長厚であることを特徴とする帯域通過フィルタ。８．外側共振器の隣の少なくとも１または２以上の別の共振器の絶縁材からなる複数の２分の１波長厚の層は、２つの外側共振器の複数の２分の１波長厚の層よりも少ない層数の２分の１波長厚の複数層を有することを特徴とする請求項３に記載の帯域通過フィルタ。