(57)【要約】【課題】誘電体薄膜を用いた光干渉フィルタにおいて、高価な温度補償機構を不要とし、温度による、特性変化量を簡易に低減することを目的とする。【解決手段】ガラスの基板２の主表面の一面に、少なくとも１種類以上の誘電体薄膜１を積層してなる光干渉フィルタにおいて、前記の基板２の厚みを、誘電体薄膜１のＸ軸、Ｙ軸よりも厚くすることにより、高価な温度補償機構を用いることなく、温度特性を良化でき、光通信分野に有用なものとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主表面に、少なくとも１種類以上の誘電体薄膜を積層してなる光干渉フィルタであって、前記基板の厚さは、前記誘電体薄膜のＸ軸、Ｙ軸よりも大きくした光干渉フィルタ。
【請求項２】
基板表面の外周の内側に、誘電体薄膜を設けた請求項１記載の光干渉フィルタ。
【請求項３】
基板の線膨張係数より小さい誘電体薄膜を設けた請求項１、または２に記載の光干渉フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光通信用の光干渉フィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いた光情報通信システムにおいて、ファイバによる放射、吸収などにより光は減衰する。この減衰した光を増幅するシステムとして光ファイバアンプが用いられている。システム構成の一例を図４（ａ）に示す。図４（ａ）において、光アイソレータ、エルビウムをドープした光ファイバ６１、励起用のレーザ光を入射するためのポンピングレーザ６２、出力モニタリング用ＰＤ（フォトダイオード）６３、利得（ゲイン）を調整する光干渉フィルタ６４で光ファイバアンプが構成され、これは光信号を電気信号に変換することなく出力増幅が可能であるため光通信網に不可欠なシステムとなっている。ポンピングレーザ６２の波長はシングルモードファイバでは波長が１．４８μｍのものが用いられる。しかし、図４（ｂ）の特性Ａに示すごとく、その増幅利得に周波数依存性をもつため、図４（ｃ）の特性Ｂに示す特性Ａとは逆特性をもつ光干渉フィルタ６４を光出力増幅後の伝送経路に挿入し、図４（ｄ）のごとく、増幅利得を特性Ｃに示すように平坦化する必要がある。この光干渉フィルタ６４をゲイン平坦化フィルタ（ＧＦＦ）と呼ぶ。光情報通信システムに用いられる、光干渉フィルタは信号の安定性を確保するために２ｐｍ／℃以下の特性安定性を求められている。
【０００３】
なお、先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平７−１９８９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来の光干渉フィルタ６４は、周囲の温度変化に伴って膨張し光学膜厚が変化してしまう。その結果、透過特性もしくは反射特性に変化が生じる。そのため、温度特性を補償するために高価で、大きな温度補償機構を備えた光干渉フィルタモジュールが用いられていた。そこで本発明は高価な温度補償機構を廃することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そして、この目的を達成するために、本発明は基板の厚さを、誘電体薄膜のＸ軸、Ｙ軸よりも大きくしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
以上のように本発明は、最適な基板の厚みを選ぶことによって、光干渉フィルタの温度特性を低減することができ、高価な温度補償機構が不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
（実施の形態１）
以下に本発明による光干渉フィルタ素子の実施の形態１を図１（ａ）〜（ｇ）を用いて説明する。
【０００８】
１は誘電体薄膜、２は基板（を示している）。つまり、ＳｉＯ2やＴａ2Ｏ5などに代表される屈折率が異なる二つ以上の誘電体薄膜１を基板２の表面上に多数積層したものである。
【０００９】
次に、光干渉フィルタの作製手順について説明する。先ず図１（ａ）に示すごとく光干渉フィルタを作製するための、十分厚い基板２を用いる。次に図１（ｂ）に示すように、基板２上に、スパッタや蒸着によって誘電体薄膜１を成膜する。次に、図１（ｃ）のように、一枚の大きな基板２の裏面を所望の厚みまで研削し、研磨を行う。このとき、光干渉フィルタの特性に影響を与えないように、表面粗さはＲａ＝１．０ｎｍ以下に抑えるのが望ましい。このとき、基板２の表面と裏面とで、干渉が起こり、信号特性に影響を与えないように、表面と裏面とを平行平面から０．２〜０．５度程度ずらした方が望ましい。また、裏面（図１の下側）に反射防止膜などを形成すると、なお効果的である。次に、基板２を所望の大きさに切断し、図１（ｇ）のごとく光干渉フィルタとする。このとき、基板２から誘電体薄膜１が剥離することを防ぐためにも、図１（ｄ）〜（ｆ）の様に、誘電体薄膜１側から基板２に達する切込み４を入れた後に切断線３で切断を行うのが望ましい。
【００１０】
次に、測定結果を示す。今回測定した誘電体薄膜１は正方形で、サイズは、縦×横＝１．４ｍｍ×１．４ｍｍとし、基板２の厚さを０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍの三種類を用意した。この光干渉フィルタの温度特性を、ＯＲ５００ＡＮ（株式会社オプトラン製）を用いて測定した結果を図２（ａ）に示す。横軸に基板２の厚さを示し、縦軸は１℃変化させたときの波長シフト量［ｐｍ］を示した。基板２の厚さが厚くなるにつれて、内部応力を変化させることができ、この結果温度による波長シフト量が小さくなっていくのが判る。このとき、誘電体薄膜１の縦横の大きさを１．４ｍｍとし、誘電体薄膜１の全体厚みを１００μｍの範囲で測定を行った。図２からも判るように、基板２の厚みを１．５ｍｍならば温度特性に優位な差が見られ、厚み２ｍｍ以上においては、温度特性の変化量は誤差範囲内に収まっていた。
【００１１】
このように、基板２の厚さを変更することにより温度特性を改善することができる。
【００１２】
（実施の形態２）
以下に本発明による光干渉フィルタ素子の実施の形態２を説明する。この実施の形態２では、基板２としてガラス基板などを用いるが、このとき、基板２の線膨張係数を、誘電体薄膜１全層の線膨張係数よりも大きくしたものである。図２（ｂ）は４種類の膜厚の誘電体薄膜１を、三種類の線膨張係数を持つガラス製の基板２上に作製し、ＯＲ５００ＡＮ（株式会社オプトラン製）を用いて温度特性を測定した結果を示す。横軸に基板２の線膨張係数を示し、縦軸は１℃変化させたときの波長シフト量［ｐｍ］を示した。このとき、基板２の種類を変えても、基板２の厚さを上記１．５ｍｍ以上に厚くすることによって温度による特性変化量を抑制できる事は確認している。また同一膜構成ならば、基板２の線膨張係数が大きくなるにつれて、波長シフト量が小さくなっている。しかし、線膨張係数が単に大きければ、全ての膜構成において温度特性の最良値が取れるわけではなく、膜厚によって、最良な線膨張係数を持つ基板２を選択した上で、基板２の厚さも調整することによって、温度による特性変化を最小限に止めることができる。
【００１３】
（実施の形態３）
以下に本発明による光干渉フィルタの実施の形態３を図３および図４を用いて説明する。本発明の特徴として、信号光に影響を与えない範囲で誘電体薄膜１の面積を狭めている。すなわち、本実施の形態３では基板２の表面外周の内側に余白部分２ａを介在させて誘電体薄膜１を設けたものである。なお、余白２ａ部分は隣接する光干渉フィルタから分離する図１（ｆ）の切断線３部分とし、切断時の誘電体薄膜１の剥離を防止する。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
以上のように本発明は高価な温度補償機構を用いることなく、温度特性を良化でき、光通信分野に有効なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）〜（ｇ）はそれぞれ本発明の実施の形態１による光干渉フィルタの製造方法を示す斜視図
【図２】（ａ）、（ｂ）はともに、本発明の実施の形態２による光干渉フィルタの温度特性を示す特性図
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態３による光干渉フィルタの構造図の一例を示す側面図、（ｂ）はその上面図、（ｃ）はその斜視図
【図４】（ａ）は従来例の光アンプシステムの構成図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ特性図
【符号の説明】
【００１６】
１  誘電体薄膜
２  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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