JPS6132009A - 光合分波器 - Google Patents
光合分波器Info
- Publication number
- JPS6132009A JPS6132009A JP15315984A JP15315984A JPS6132009A JP S6132009 A JPS6132009 A JP S6132009A JP 15315984 A JP15315984 A JP 15315984A JP 15315984 A JP15315984 A JP 15315984A JP S6132009 A JPS6132009 A JP S6132009A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical multiplexer
- demultiplexer
- moisture
- dielectric multilayer
- center wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は異なる以上の波長の光を合波あるいは分波する
光合分波器に関する。
光合分波器に関する。
誘電体多層膜フィルタを用いた光合分波器の原理を第６
図の光合分波器の例を示して説明する。
図の光合分波器の例を示して説明する。
誘電体多層膜フィルタ（１１）としては例えば波長λ、
の光を透過させ、嘉長λ、の光を反射する特性を持つも
のが使用される。この第６図では単に透明基板（Ｉ乃に
多層膜（１υが形成された合波器の場合について示した
が、分波器の場合には光の方向を逆にし℃考えれば良い
。また第６図に示したような構造を複数組合せることに
より２波長以上の光を合波あるいは分波する光合分波器
が実現される（例えばｌ００Ｃ’ ８３．３０Ｃ１−２
）。
の光を透過させ、嘉長λ、の光を反射する特性を持つも
のが使用される。この第６図では単に透明基板（Ｉ乃に
多層膜（１υが形成された合波器の場合について示した
が、分波器の場合には光の方向を逆にし℃考えれば良い
。また第６図に示したような構造を複数組合せることに
より２波長以上の光を合波あるいは分波する光合分波器
が実現される（例えばｌ００Ｃ’ ８３．３０Ｃ１−２
）。
このような光合分波器に使用される誘電体多層膜フィル
タの中でも特に帯域通過フィルタに関しては、通過域損
失が小さく、阻止域減衰量が大きく、かつ使用光源の中
心波長偏差、入射角設定誤差による中心波長偏差などか
ら決まる所要帯域幅を持つことが要求される。光合分波
器用としてこの・ような所要特性を満たす誘電体多層膜
フィルタの設計、試作について、例えばＩＥＥＥ Ｊ、
ＬｉｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈ、 ＬＴ−１、Ｎｏ、
１（１９８３） １１６−１２１に報告されているが、
フィルタの中心波長偏差は余裕のある値ではない。量産
性を考慮した場合、もともとのフィルタの中心波長のバ
ラツキをある程度許容せざるを得ないが、その場合には
、温度、湿度による中心波長シフトに対する配分はかな
り小さい値となる。
タの中でも特に帯域通過フィルタに関しては、通過域損
失が小さく、阻止域減衰量が大きく、かつ使用光源の中
心波長偏差、入射角設定誤差による中心波長偏差などか
ら決まる所要帯域幅を持つことが要求される。光合分波
器用としてこの・ような所要特性を満たす誘電体多層膜
フィルタの設計、試作について、例えばＩＥＥＥ Ｊ、
ＬｉｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈ、 ＬＴ−１、Ｎｏ、
１（１９８３） １１６−１２１に報告されているが、
フィルタの中心波長偏差は余裕のある値ではない。量産
性を考慮した場合、もともとのフィルタの中心波長のバ
ラツキをある程度許容せざるを得ないが、その場合には
、温度、湿度による中心波長シフトに対する配分はかな
り小さい値となる。
電子ビーム蒸着法やスパッタリングで作製された誘電体
多ＩＦ１膜フィルターは一般に多孔質構造になっており
、この多孔質部に水分が吸着され薄膜の屈折率が変化す
ることによってフィルタの中心波長がシフトすると考え
られる。このシフトｉは薄膜の充填密度Ｐおよび多孔質
構造の毛管半径の分布に関連する。Ｐ＝１であれば屈折
率変化は起こらず従って中心波長も原理的にはシフトし
ないが、このような薄膜を得ることは技術上困難である
。通常、電子ビーム蒸着法で作製された薄膜の充填密度
は０．８〜０．９程度の値をとり、これを誘電体多層膜
フィルタとして用いると、湿度が変化した場合にかなり
大きな中心波長シフトが起こる。
多ＩＦ１膜フィルターは一般に多孔質構造になっており
、この多孔質部に水分が吸着され薄膜の屈折率が変化す
ることによってフィルタの中心波長がシフトすると考え
られる。このシフトｉは薄膜の充填密度Ｐおよび多孔質
構造の毛管半径の分布に関連する。Ｐ＝１であれば屈折
率変化は起こらず従って中心波長も原理的にはシフトし
ないが、このような薄膜を得ることは技術上困難である
。通常、電子ビーム蒸着法で作製された薄膜の充填密度
は０．８〜０．９程度の値をとり、これを誘電体多層膜
フィルタとして用いると、湿度が変化した場合にかなり
大きな中心波長シフトが起こる。
第７図は光合分波器に使用される場合の誘電体多層膜フ
ィルタの状態も示す例である。このように透明基板ａり
がプリズムＩに接着され、誘電体多層膜面がカラスα■
に接着されている場合には膜に垂直方向の水分の出入り
は抑えられるが、多層膜側面内および接着剤（１９を通
っての水分の拡散により、やはり中心波長シフトが起こ
る。
ィルタの状態も示す例である。このように透明基板ａり
がプリズムＩに接着され、誘電体多層膜面がカラスα■
に接着されている場合には膜に垂直方向の水分の出入り
は抑えられるが、多層膜側面内および接着剤（１９を通
っての水分の拡散により、やはり中心波長シフトが起こ
る。
第８図は中心波長１．２μｍの帯域通過フィルタ４二つ
いて実験で得られたデータをもとに中心波長シフトのシ
ミュレーションを行なった結果である。
いて実験で得られたデータをもとに中心波長シフトのシ
ミュレーションを行なった結果である。
ここでは２０℃、相対湿度６０％の環境で第７図のよう
に多層膜圓とガラス（ｌ（６）は接着剤ａＱにより接着
した帯域通過フィルタを、接着時とは異なる湿度の環境
中に放置した場合の中心波長シフトの経時変化を示して
いる。この例では、接着時との相対湿度差が３０％の環
境中では１ケ月で約１ｎｒｒ＋の中心波長シフトが起こ
ることになる。この変化の速度は温度に大きく依存し、
例えば５０℃のもとでは２０°Ｃの場合に比べて約５倍
に加速される。
に多層膜圓とガラス（ｌ（６）は接着剤ａＱにより接着
した帯域通過フィルタを、接着時とは異なる湿度の環境
中に放置した場合の中心波長シフトの経時変化を示して
いる。この例では、接着時との相対湿度差が３０％の環
境中では１ケ月で約１ｎｒｒ＋の中心波長シフトが起こ
ることになる。この変化の速度は温度に大きく依存し、
例えば５０℃のもとでは２０°Ｃの場合に比べて約５倍
に加速される。
以上述べたようなフィルタの中心波長シフトは光合分波
器の損失増加に直接つながるため、無視できない問題で
ある。このような中心波長シフトを防ぐ一つの手段とし
て光合分波器自体をシールすることが考えられる（電気
通信研究所・研究実用化報告μｍ ３’ （１９８４）
Ｐ４９８ ）。この方法は湿度変化による中心波長シ
フトを防ぐには有効な方法であるが、光合分波器全体を
シールすることは難しく、また、温度変化に対しては効
果は大きくない。すなわち、温度が変化するとシールさ
れた内部の空間の飽和蒸気圧が変わるため相対湿度が変
イｋ ｌ −Ｓ／ −ｎ、 ４ ｈ ｂ
プｏ Ｆ−１’＋ ３− −ｔ ス ｎ、 々
シ ｎ）Ｔ’−Ｅｌ −ｒ喀−ｋＡｈの出入りが起こ
るからである。これは多孔質薄膜中に吸着される水分量
の平衡状態での値が絶対湿度ではなく相対湿度によって
ほぼ決定されることによる。（材料と水分ハンドブック
Ｐ３１． ）また第９図は２０℃、相対湿度６０％の状
態で接着した帯域通過フィルタを温度５０℃の環境に放
置した場合の中心波長シフトを示したものである。これ
によればシールされた空間中の相対湿度が低くなるため
、時間とともに中心波長は短波長側にシフトしてしまう
という問題がある。
器の損失増加に直接つながるため、無視できない問題で
ある。このような中心波長シフトを防ぐ一つの手段とし
て光合分波器自体をシールすることが考えられる（電気
通信研究所・研究実用化報告μｍ ３’ （１９８４）
Ｐ４９８ ）。この方法は湿度変化による中心波長シ
フトを防ぐには有効な方法であるが、光合分波器全体を
シールすることは難しく、また、温度変化に対しては効
果は大きくない。すなわち、温度が変化するとシールさ
れた内部の空間の飽和蒸気圧が変わるため相対湿度が変
イｋ ｌ −Ｓ／ −ｎ、 ４ ｈ ｂ
プｏ Ｆ−１’＋ ３− −ｔ ス ｎ、 々
シ ｎ）Ｔ’−Ｅｌ −ｒ喀−ｋＡｈの出入りが起こ
るからである。これは多孔質薄膜中に吸着される水分量
の平衡状態での値が絶対湿度ではなく相対湿度によって
ほぼ決定されることによる。（材料と水分ハンドブック
Ｐ３１． ）また第９図は２０℃、相対湿度６０％の状
態で接着した帯域通過フィルタを温度５０℃の環境に放
置した場合の中心波長シフトを示したものである。これ
によればシールされた空間中の相対湿度が低くなるため
、時間とともに中心波長は短波長側にシフトしてしまう
という問題がある。
本発明の目的は、温度、湿度の変化による誘電体多層膜
フィルタの中心波長シフトを抑制する構造を備えた光合
分波器を提供することにある。
フィルタの中心波長シフトを抑制する構造を備えた光合
分波器を提供することにある。
本発明は誘電体多層膜のエツジ部分を融着させることに
より、水分の出入りに帰因する中心波長シフトを抑制す
るようにしたものである。
より、水分の出入りに帰因する中心波長シフトを抑制す
るようにしたものである。
本発明によれば簡単な構造で誘電体多層膜フィルタの中
心波長シフトを抑制でき、中心波長シフトに伴なう損失
の増加を防ぐことができる。
心波長シフトを抑制でき、中心波長シフトに伴なう損失
の増加を防ぐことができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の実施例を示したものである。
第７図に示すような従来の光合分波器構造では、水分は
主として誘電体多層膜の端部（エツジ部）における薄膜
間の界面から出入りすると考えられる。第１図の実施例
ではこのエツジ部を融着させることによって水分の出入
りを抑制する構造としている。また第２図は第１図に示
す光合分波器の製造方法の実施例を示すものである。こ
の例では誘電体多層膜のエツジ部分にＣＯ，レーザ光を
収束させて照射することにより、多層膜のエツジ部を融
着させている。これにより薄膜間の界面および薄膜とガ
ラス基板（透明基板１２）との界面がなくなり、またア
、テール効果により、薄膜の多孔質構造がつぶされるた
めに、この部分の透湿率は非常に小さくなる。誘電体多
層膜フィルタの材質が。
主として誘電体多層膜の端部（エツジ部）における薄膜
間の界面から出入りすると考えられる。第１図の実施例
ではこのエツジ部を融着させることによって水分の出入
りを抑制する構造としている。また第２図は第１図に示
す光合分波器の製造方法の実施例を示すものである。こ
の例では誘電体多層膜のエツジ部分にＣＯ，レーザ光を
収束させて照射することにより、多層膜のエツジ部を融
着させている。これにより薄膜間の界面および薄膜とガ
ラス基板（透明基板１２）との界面がなくなり、またア
、テール効果により、薄膜の多孔質構造がつぶされるた
めに、この部分の透湿率は非常に小さくなる。誘電体多
層膜フィルタの材質が。
Ｓ★０．やＴｉＯ泣どの酸化物ガラスである場合：二［
′！、融着の効果は大きく、水分の出入りをほとんどな
くすことができる。またこの場合のＣＯ，レーザ光は誘
電体多層膜フィルタのエツジ部のみ１＝、収束させて照
射するので、光の通る中心部の構造は変わらず、フィル
タ特性は変化しない。また、レーザ光のパワーに応じて
ＸＹステージを送る速度を制御することによりエツジ部
以外を破損させることなく、均一にエツジ部のみを融着
することができる。
′！、融着の効果は大きく、水分の出入りをほとんどな
くすことができる。またこの場合のＣＯ，レーザ光は誘
電体多層膜フィルタのエツジ部のみ１＝、収束させて照
射するので、光の通る中心部の構造は変わらず、フィル
タ特性は変化しない。また、レーザ光のパワーに応じて
ＸＹステージを送る速度を制御することによりエツジ部
以外を破損させることなく、均一にエツジ部のみを融着
することができる。
この制御は例えばパルスモータ−などを介して計算機で
行なわせることにより、高い再現性を得ることができる
。
行なわせることにより、高い再現性を得ることができる
。
なお第１図の例では水分の出入りは接着剤層を介しても
起こり得るが、接着剤層を薄くしかつ透湿率の小さい接
着剤を用いれば中心波長シフトの変化の速度は抑えられ
る。実用上は、例えば数ケ月以上高温、高温中におかれ
るようなことはないので、第１図の構造で十分に安定な
光合分波器が得られる。
起こり得るが、接着剤層を薄くしかつ透湿率の小さい接
着剤を用いれば中心波長シフトの変化の速度は抑えられ
る。実用上は、例えば数ケ月以上高温、高温中におかれ
るようなことはないので、第１図の構造で十分に安定な
光合分波器が得られる。
・次に第３図は本発明の他の実施例を示したものである
。この例ではさらにフィルタとガラスブロック（透明体
α階）とを隔着させている。この構造は誘電体多層膜フ
ィルタ卸とガラスブロックａ９とを接着剤（１５）で接
着した後、第２図と同様な方法でエツジ部にＣＯ２レー
ザ光を照射することにより作製できる。このようにする
と接着剤層を介しての水分の出入りもなくなるので中心
波長シフトをほとんどなくすことができる。
。この例ではさらにフィルタとガラスブロック（透明体
α階）とを隔着させている。この構造は誘電体多層膜フ
ィルタ卸とガラスブロックａ９とを接着剤（１５）で接
着した後、第２図と同様な方法でエツジ部にＣＯ２レー
ザ光を照射することにより作製できる。このようにする
と接着剤層を介しての水分の出入りもなくなるので中心
波長シフトをほとんどなくすことができる。
第４図は本発明の第３の実施例を示したものである。こ
の例では透明体（１ｂ）として、誘電体多層膜フィルタ
のついた透明基板αりと同じ大きさの基板を用い、その
貼り合わせ端面な融着している。第５図は、第４図に示
した光合分波器の製造方法の実施例を示したものである
。このように二つの基板０２）及び（Ｉ６）を貼り合わ
せたものをあらかしめ融着しておけるので、第４図の光
合分波器に組み入れる前に単独でフ・ｆルタ特性、安定
性などを評価することができる。
の例では透明体（１ｂ）として、誘電体多層膜フィルタ
のついた透明基板αりと同じ大きさの基板を用い、その
貼り合わせ端面な融着している。第５図は、第４図に示
した光合分波器の製造方法の実施例を示したものである
。このように二つの基板０２）及び（Ｉ６）を貼り合わ
せたものをあらかしめ融着しておけるので、第４図の光
合分波器に組み入れる前に単独でフ・ｆルタ特性、安定
性などを評価することができる。
第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は本発明の製
造方法に関する実施例を示す図、第３図は他の実施例を
示す図、第４図はさらに他の実施例を示す図、第５図は
第４図の光合分波器の製造方法の実施例を示す図、第６
図は光合分波器の原理を示す図、第７図は従来の光合分
波器における誘電体多層膜フィルタの状態を示す図、第
８図は湿度変化による誘電体多層膜フィルタの中心波長
シフトを示す図、第９図は温度変化による中心波長シフ
トを示す因である。 １１・・・誘電体多層膜フィルタ １２・・・透明基板
１：３ 、１６・・・透明体 １４・・・プ
リズム１５・・・接着剤 ２１・・・レ
ンズ２２・・・ＣＯ，レーザ光２３・・・ＸＹステージ
２４・・・回転ステージ 代理人弁理士 則近憲佑（はが１名） 第１図 第２図 第３図 第５図 ７＞ 第６図 第７図 第８図 ρ 乙ρ １２ρ ｌみ ゑω
３ρ１時町（〜） 第９図 晴間（ｄαｙ）
造方法に関する実施例を示す図、第３図は他の実施例を
示す図、第４図はさらに他の実施例を示す図、第５図は
第４図の光合分波器の製造方法の実施例を示す図、第６
図は光合分波器の原理を示す図、第７図は従来の光合分
波器における誘電体多層膜フィルタの状態を示す図、第
８図は湿度変化による誘電体多層膜フィルタの中心波長
シフトを示す図、第９図は温度変化による中心波長シフ
トを示す因である。 １１・・・誘電体多層膜フィルタ １２・・・透明基板
１：３ 、１６・・・透明体 １４・・・プ
リズム１５・・・接着剤 ２１・・・レ
ンズ２２・・・ＣＯ，レーザ光２３・・・ＸＹステージ
２４・・・回転ステージ 代理人弁理士 則近憲佑（はが１名） 第１図 第２図 第３図 第５図 ７＞ 第６図 第７図 第８図 ρ 乙ρ １２ρ ｌみ ゑω
３ρ１時町（〜） 第９図 晴間（ｄαｙ）
Claims (6)
- （１）透明基板の一主面に形成された複数層からなる誘
電体多層膜フィルタと、この誘電体多層膜フィルタの一
主面が接着固定された透明体とからなる光合分波器に於
いて、前記誘電体多層膜フィルタの各層が端部で互いに
融着されていることを特徴とする光合分波器。 - （２）誘電体多層膜フィルタの端部は前記透明基板に融
着されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の光合分波器。 - （３）誘電体多層膜フィルタの端部は前記透明体に融着
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の光合分波器。 - （４）透明基板及び透明体の材質はガラスであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光合分波器。 - （５）誘電体多層膜フィルタの材質は酸化物ガラスであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光合分
波器。 - （６）誘電体多層膜フィルタの各層の端部は収束レーザ
ー光により互いに融着されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の光合分波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15315984A JPS6132009A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 光合分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15315984A JPS6132009A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 光合分波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6132009A true JPS6132009A (ja) | 1986-02-14 |
Family
ID=15556322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15315984A Pending JPS6132009A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 光合分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6132009A (ja) |
-
1984
- 1984-07-25 JP JP15315984A patent/JPS6132009A/ja active Pending
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