(57)【要約】【課題】従来型の平坦多層膜型波長フィルターの有していた、使用する膜材料の屈折率に起因する残留透過率及び透過波長帯から遮断波長帯に切り替わる遷移波長帯の幅の性能限界を打破することが可能な波長フィルターを提供することである。【解決手段】３次元空間ｘｙｚにおいてｚ方向には屈折率の異なる材料からなる交互多層膜構造をなし、ｘ方向には屈折率が周期ｐをもって周期的に変動しており、ｙ方向には周期がｑ（ｑ≧ｐ）をもって周期的に変動している構造体からなり、ｚ軸に平行に入射する光の真空中での波長をλ０とするときｐ≦λ０、ｑ＞（λ０／３）を満たすようにしたことを特徴とする。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元空間ｘｙｚにおいてｚ方向には屈折率の異なる材料からなる交互多層膜構造をなし、
ｘ方向には屈折率が周期ｐをもって周期的に変動しており、ｙ方向には周期がｑ（ｑ≧ｐ）をもって周期的に変動している構造体からなり、ｚ軸に平行に入射する光の真空中での波長をλ０とするときｐ≦λ０、ｑ＞（λ０／３）を満たすようにしたことを特徴とする波長フィルター。
【請求項２】
３次元空間ｘｙｚにおいてｚ方向には屈折率の異なる材料からなる交互多層膜構造をなし、
ｘ方向には屈折率が周期ｐをもって周期的に変動しており、ｙ方向には屈折率分布が一様である構造体からなり、ｚ軸に平行に入射する光の真空中での波長をλ０とするとき（λ０／３）＜ｐ≦λ０を満たすようにしたことを特徴とする波長フィルター。
【請求項３】
前記構造体は、２次元的に周期的な凹凸を持つ基板の上に２種類以上の物質を周期的に順次積層し、その積層全体の中の少なくとも一部分にスパッタエッチングを単独で、または成膜と同時に用いることにより形成した構造体であることを特徴とする請求項１又は２記載の波長フィルター。
【請求項４】
前記構造体は、平坦な交互多層膜に対し、ｘｙ平面内で周期的に形成された溝の列もしくは孔の列を形成した構造体であることを特徴とする請求項１又は２記載の波長フィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光計測技術の分野に属する。特に測定対象とする信号光のスペクトルから所望の波長成分のみを取り出すことを目的とした、いわゆる光波長フィルターの構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
波長フィルターは様々な波長成分を持つ光信号から、所望の波長範囲の光を取り出す、または特定の波長範囲の光成分のみを除去する素子であり、光画像計測、光ファイバー通信、顕微蛍光分光など、光を扱うほとんどすべての工学領域において多用される。波長フィルターの種類として、特定の波長範囲のみを通過させ、その前後の波長は抑制する帯域通過フィルター（バンドパスフィルター）、その逆に特定の波長範囲の光のみ抑制する帯域除去フィルタ（バンドリジェクションフィルター）、ある波長を境に透過と抑制が反転する階段型フィルター（エッジフィルター）などがある。
【０００３】
このうち、特に帯域除去フィルターと階段型フィルターにおいては、抑制されるべき波長帯における光の残留透過率ができるだけ小さいこと、そして透過波長帯から抑制波長帯への切り替わりが急峻なことが要求される。後者は、透過と抑制の波長帯の中間に存在する遷移波長帯の幅ができるだけ狭いことが必要とされる、と表現することもできる。これらの特性は波長の異なる複数のレーザー光を信号に用いる光ファイバー通信において、特定の波長チャンネルのみ選択的に通過または除去しなければならないデバイスを構成する際に必須となる。またたとえばレーザーラマン分光のようにレーザーによる高強度の励起光波長成分のみを観測視野内から選択的に除去したい場合などにも必須である。
【０００４】
上述した２つの重要な特性、すなわち低い残留透過率と狭い遷移波長幅を実現するための光波長フィルターの構成法として、従来から誘電体交互多層膜構造が用いられてきた（特許文献１、特許文献２）。
【０００５】
屈折率がｎ１、厚みがｄ１である膜材料１と、屈折率がｎ２、厚みがｄ２である膜材料２からなる交互多層膜においては、一般に光波長をλ０とするとき、（ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２）＝ｍλ０／２を満たす波長の近傍においてブラッグ反射による光学的遮断域、すなわちバンドギャップが生じる。なお次数ｍは１以上の整数である。このバンドギャップにおいては光のパワーの多くが多層膜から反射され、透過出来ないため、このバンドギャップの波長帯は帯域除去フィルターとして利用される。またバンドギャップの端付近の波長帯は、エッジフィルターとして利用される。バンドギャップが深いことと残留透過率が小さいこと、遷移領域の幅が狭いことはほぼ等価である。また平坦な膜からなる交互多層膜の場合、光の周波数の単位で表したバンドギャップの幅と、バンドギャップの中心周波数における膜の１周期あたりの光減衰率は比例関係にある。従って深いバンドギャップを設けるにはバンドギャップの幅を広げることが必要となる。
【０００６】
さて、膜材料１と膜材料２が与えられた場合、ｎ１ｄ１＝ｎ２ｄ２を満たす場合に最も広く、深いバンドギャップが実現される。換言すれば、膜材料と、製造する膜の総層数が予め決まっている場合、平坦な多層膜構造ではこれを超える性能の帯域除去フィルターやエッジフィルターを実現することはできない。
【特許文献１】特開２００６−０２３４７１号公報
【特許文献２】特開２００４−４５８５３号公報
【特許文献３】特許３３２５８２５号公報
【非特許文献１】川上彰二郎、大寺康夫、川嶋貴之、「フォトニック結晶の作製と光デバイスへの応用」、応用物理、第６８巻１２号、ｐｐ．１３３５−１３４５、１９９９年１２月号
【非特許文献２】Ｃ．Ｃ．Ｃｈｅｎｇ，  Ａ．Ｓｈｅｒｅｒ，  Ｒ．Ｔｙａｎ，  Ｙ．Ｆａｉｎｍａｎｎ，  Ｇ．Ｗｉｔｚｇａｌｌ，  ａｎｄ  Ｅ．Ｙａｂｌｏｎｏｖｉｔｃｈ，  “Ｎｅｗ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｆｏｒ  ｈｉｇｈ  ｑｕａｌｉｔｙ  ｐｈｏｔｏｎｉｃ  ｃｒｙｓｔａｌｓ，”  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｂ，  ｖｏｌ．１５，ｎｏ．６，  ｐｐ．２７６４−２７６７，１９９７
【非特許文献３】大寺康夫、小貫哲平、井上喜彦、川上彰二郎、“フォトニック結晶による可視〜近赤外域用波長フィルタ・アレイ”、２００６年春季第５３回応用物理学関係連合講演会、２４ｐ−Ｌ−２，２００６年３月２４日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した従来の平坦多層膜型波長フィルターが有していた、バンドギャップの深さ及び遷移領域の幅に関する制限の問題を解決することを目的とする。
本発明は、バンドギャップが深く、遷移波長領域の幅が狭い波長フィルターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、３次元空間ｘｙｚにおいてｚ方向には屈折率の異なる材料からなる交互多層膜構造をなし、
ｘ方向には屈折率が周期ｐをもって周期的に変動しており、ｙ方向には周期がｑ（ｑ≧ｐ）をもって周期的に変動している構造体からなり、ｚ軸に平行に入射する光の真空中での波長をλ０とするときｐ≦λ０、ｑ＞（λ０／３）を満たすようにしたことを特徴とする波長フィルターである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、３次元空間ｘｙｚにおいてｚ方向には屈折率の異なる材料からなる交互多層膜構造をなし、
ｘ方向には屈折率が周期ｐをもって周期的に変動しており、ｙ方向には屈折率分布が一様である構造体からなり、ｚ軸に平行に入射する光の真空中での波長をλ０とするとき（λ０／３）＜ｐ≦λ０を満たすようにしたことを特徴とする波長フィルターである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記構造体は、２次元的に周期的な凹凸を持つ基板の上に２種類以上の物質を周期的に順次積層し、その積層全体の中の少なくとも一部分にスパッタエッチングを単独で、または成膜と同時に用いることにより形成した構造体であることを特徴とする請求項１又は２記載の波長フィルターである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、前記構造体は、平坦な交互多層膜に対し、ｘｙ平面内で周期的に形成された溝の列もしくは孔の列を形成した構造体であることを特徴とする請求項１又は２記載の波長フィルター。
【００１２】
本発明においては、面内方向にも屈折率が周期的に変調するような多層膜構造とすることで課題の解決を図る。面内にも屈折率周期性を有する多層膜構造においては、面内方向に伝搬する電磁界モードに起因するバンドギャップが生じるが、このバンドギャップにおける減衰定数の周波数依存性を、従来の平面多層膜の有する減衰定数に比べ急峻とすることが面内の屈折率変調の周期や変調の構造の設計によって可能である。
【００１３】
つまり、本発明においては、多層膜を平坦膜ではなく、基板に平行な面内に周期的に構造が変化する膜構造とする。
３次元空間ｘｙｚにおいてフィルターの基板面をｘｙ面、基板の法線方向をｚとするとき、従来型の平坦多層膜型波長フィルターでは屈折率分布がｚ方向にのみ変化する、いわば「１次元屈折率周期構造」であった（特許文献１、特許文献２）。
【００１４】
これに対し、本発明ではｘ方向、もしくはｘとｙの２方向にも屈折率分布が周期的に変動する、「２次元屈折率周期構造」または「３次元屈折率周期構造」とする。例えばｘ方向にも屈折率変調のある２次元周期構造を考える。２次元周期構造中を伝搬する光のモードには、１次元周期構造中をｚ方向に直進しながら伝搬するのとほぼ同じ性質を持ったモードの他に、ｘ方向に伝搬するモードとｚ方向に伝搬するモードが結合して生じた面内伝搬型の電磁界モードが存在し、その影響で新たなバンドギャップも生じる。この面内伝搬型モードのバンドギャップは、場合によっては１次元周期構造中の従来型のバンドギャップよりも深く、遷移領域の幅も狭くなりうるので、この効果を利用する。
【００１５】
具体的な２次元または３次元周期構造の形態として、周期的な溝または孔の列の形成された基板上に多層膜を成膜することで作製される「自己クローニング型波板膜構造」（特許文献３、非特許文献１）や、一旦基板上に平坦な交互多層膜を積層した後、その表面から周期的な溝または孔の列をエッチングで掘る構造（例えば非特許文献２に記載）などがある。
【００１６】
なお、請求項１において、ｐ≦λ０とした場合におけるより好ましい範囲は、λ０／３≦ｐ≦λ０である。これにより、平坦膜構造より狭い遷移波長幅と深いバンドギャップ特性という効果も得られる。ｐの下限としては、λ０／３が好ましい。かかる下限を超えると遷移波長幅やバンドギャップ深さの特性が平坦膜構造と同程度か、あるいはそれより低くなってしまう。
請求項２において、より好ましい範囲は、λ０／３≦ｐ≦λ０である。なお、下限である。（λ０／３）以下では、遷移波長幅やバンドギャップ深さの特性が平坦膜構造の特性より大幅に優れる効果が失われてしまう。
本発明においては、平坦多層膜にも存在する膜に垂直に伝搬するモードと、２次元周期構造化することで現れる面内伝搬モードとが結合して深いバンドギャップが生じるための条件は、２次元格子の屈折率が至るところ１と仮定した最も単純な「空格子モデル」を想定した場合、面内格子定数をｐ、波長をλ０、積層周期をａとすると、ｐ＝ａ＝λ０と表される。現実の屈折率分布のある多層膜構造ではこの条件からずれるに従い、上記２種類のモード間の結合は徐々に弱まっていき、バンドギャップも浅く緩やかになっていく。
ｐの下限はｐ＝λ０／３である。これよりｐが小さくなるとバンドギャップが平坦多層膜構造のそれと同等か、あるいは浅くなり、従来型の平坦膜より優れた性能を得ることができない。
上限はｐ＝λ０であり、これより大きなｐでも同様に２種類のモード間の結合が弱まり、
バンドギャップが浅くなるため、従来型の平坦膜より優れた性能を得ることができなくなる。
【発明の効果】
【００１７】
所定の膜材料１と膜材料２に対し、同じ総膜層数において従来型の平坦多層膜構造よりも深い光学的バンドギャップ及び狭い透過／抑制の遷移波長幅を有するような多層膜型の帯域除去フィルター、及びエッジフィルターを提供する。積層に伴う膜厚揺らぎなど、製造工程上の制限から総膜数の上限が決まっている場合、平坦な多層膜構造よりも優れた性能の波長フィルターを提供することができる。また逆に総膜数に特に制限がない場合も、同じ仕様値を満足するのに少ない層数でフィルターを構成することができるので、製造時間や歩留まり、多層積層による膜応力の低減などの点で有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１に本発明の実施の形態を示す。膜材料として、例えば可視から近赤外の波長用にはＮｂ２Ｏ５の層１０１（屈折率約２．３）とＳｉＯ２の層１０２（屈折率約１．５）の組み合わせを用いる。なお高屈折率側の膜としてはＮｂ２Ｏ５の代わりにＴａ２Ｏ５やＴｉＯ２、ＨｆＯ２などでもよく、また波長１３００ｎｍ以上の赤外領域ではＳｉやＧｅ，ＺｎＳｅなどでもよい。また低屈折率側の材料もＳｉＯ２に限られるものではない。
【００１９】
３次元空間ｘｙｚにおいて基板１０３の面をｘｙとし、ｚ方向に多層膜構造とする。またｙ方向に伸びた溝の列を基板上に形成し、この上に自己クローニング法で膜を成膜することで波板状の多層膜とする。この場合屈折率の周期はｘとｚの２つの方向に設けられることになる。光はｚ軸に平行か、あるいは必要に応じｚ軸から傾いた方向から入射する。用いる波長λ０に対し、面内方向の周期、すなわち溝の間隔ｐはｐ≦λ０＜３ｐを満たすように設定する。この範囲の中での最適値は膜厚、波板の斜面の角度、総層数や膜材料の屈折率などを決めた上で周期構造中の分散関係や膜の透過スペクトルを電磁界シミュレーションで設計することで求める。なお、特許文献４、非特許文献３にも自己クローニング型フォトニック結晶を各種波長フィルターとして使用する方法が記載されているが、膜厚や構造定数が最適化されていないため、必ずしも従来型の平坦多層膜による波長フィルターを超える性能が得られていない。
【００２０】
本発明は、面内格子間隔と動作波長がｐ≦λ０＜３ｐを満たした上で、従来型のフィルターの性能（バンドギャップの最大深さ、遷移波長帯の幅）を超える性能を有する構造を提供するものである。
【００２１】
以下では実際の実施例を示す。
【実施例１】
【００２２】
（自己クローニング型周期構造）
自己クローニング型の波板多層膜構造によるエッジフィルターの実施例を示す。図２は屈折率ｎ１＝２．２８のＮｂ２Ｏ５層２０１と屈折率ｎ２＝１．４７のＳｉＯ２層２０２からなる自己クローニング型の波板状多層膜である。ここで波板の斜面の、基板面に対する斜度は４５°とした。またＮｂ２Ｏ５層の膜厚ｄ１及びＳｉＯ２層の膜厚ｄ２はｎ１ｄ１＝ｎ２ｄ２を満足する値として、ｄ１＝１５６．８ｎｍ、ｄ２＝２４３．２ｎｍとした。積層方向の周期ＬはＬ＝ｄ１＋ｄ２＝４００ｎｍである。ｘ軸方向の周期ｐは４２０ｎｍである。周期構造がｘとｚの両方向に無限に続いていると仮定した場合の、この構造中での光の分散関係の計算値を図３に示す。この計算は有限差分時間領域法を用いて行った。表示してあるのは電界の振動方向がｙ軸に平行なモード（ここではＴＥモードと呼ぶ）のみである。またＴＥモードの中でも、外部からの垂直入射光と結合可能な、偶対称モード（電界分布が鏡映対称面に関し偶対称）のみを表示してある。
【００２３】
また図４には従来型の平坦多層膜中を膜法線に平行に伝搬する光の分散関係を示した。図３と図４で各層の厚みと屈折率は同じ値にしてある。それぞれの図で左側の図の横軸にある「Ｂｌｏｃｈ波数」とは、膜を１周期進むごとに光の感じる位相変化量である。また、それぞれの図の右側の横軸にある「減衰定数」とは、光の振幅が膜を１周期進むごとに受ける減衰量に対応する。縦軸は積層周期Ｌと波長λ０の比であり、正規化された光周波数に相当する。減衰定数が０である周波数領域が光のパスバンド、すなわち膜の向こう側に光が透過する周波数帯であり、減衰定数が有限の値を持つ周波数領域がストップバンドである。従来型の分散関係では４０１で示した領域が最大の幅及び深さを与えるバンドギャップである。本発明の分散関係では、面内伝搬モードのバンド３０１の出現によって、３０２に示した各周波数域に複数のバンドギャップが新たに現れるので、それを利用する。特３０３に示した部分の減衰定数は、光周波数とともに急激に増加する傾向を示している。これは狭いパスバンド−ストップバンド間の遷移領域特性の源となる。このような急峻な減衰特性を持つストップバンドは、ｘｚ各方向の周期や屈折率に応じて、高周波側の高次のバンドギャップにおいても生じうる。
【００２４】
図５及び図６はそれぞれ、上述の膜構成において、層膜数を４０層（積層周期でいうと２０周期）とした場合の透過率を示したもので、図５が本発明の自己クローニング型波板膜構造、図６が従来型の平坦膜構造である。横軸は光周波数を、縦軸は光の電力透過率をデシベル（ｄＢ）を単位として表示したものである。なお図５の本発明の構造において、光の偏波面はｙ方向、すなわち電界の振動方向はｙ軸方向とした。バンドギャップの現れる周波数が両構造で異なるが、比較のためにそれぞれの図面で横軸の周波数幅は共に１２０ＴＨｚに統一してある５０１で示す低周波数側の遷移特性が、本発明の構造では極めて急峻である。またバンドギャップの最大深さ５０２も、本発明の方が深いことがわかる。
本実施例において、バンドギャップの生じる周波数帯はおおよそ３４５ＴＨｚから４００ＴＨｚの範囲であり、これを波長で表すとおおよそ７５０ｎｍ≦λ０≦８７０ｎｍである。すなわち１．７ｐ≦λ０≦２．１ｐである。
【００２５】
なお本発明は膜に垂直に伝搬するモードと面内伝搬モードの結合により生じる３０２の様なバンドギャップを利用することが本質的であるので、そのようなモードの結合及び減衰特性が生じるようにλ０に応じてｐやｄ１、ｄ２などを決めることが肝要である。すなわち自己クローニング型多層膜構造によって本発明を実現するために必要な各構造定数および膜材料の材料定数はこの実施例で示した値に限定されるものではない。また本実施例ではＴＥ波に対する構成例を述べたが、ＴＭ波（ＴＥ波とは逆に、磁界の振動方向がｙ軸に平行である偏波）に対して動作するような構成にも当然、同様の面内伝搬モードに起因するバンドギャップが生じるので、これを利用する構成も本発明の範囲に含まれる。またここでは溝の列上に多層膜を形成した２次元屈折率周期構造についての例を示したが、周期的な孔や突起の配置された基板上に多層膜を形成することで得られる３次元型の自己クローニング型多層膜構造であってもよい。３次元構造も面内に屈折率の周期変調があることに変わりはなく、面内伝搬モードが発生するため、孔または突起の間隔ｐ，ｑをλ０に応じて適切に設定することで、上述と同様の鋭い減衰曲線を得ることが可能である。
【実施例２】
【００２６】
（周期溝加工付き多層膜構造）
図７には平坦多層膜に、膜を貫く形で周期的な溝の列を形成した構造による実施例を示す。この様な構造は例えば、平坦多層膜を積層後、表面に金属等でマスク膜を形成し、リソグラフィでマスクに溝の列を形成し、その後反応性イオンエッチング等で多層膜をエッチングすることで製造できる。膜材料とその屈折率は実施例１と同じとした。すなわち膜材料１の層７０１は屈折率ｎ１＝２．２８のＮｂ２Ｏ５層とし、膜材料２の層７０２は屈折率ｎ２＝１．４７のＳｉＯ２層とした。また溝７０３の部分は空気であり屈折率は１．０である。またＮｂ２Ｏ５層の膜厚ｄ１及びＳｉＯ２層の膜厚ｄ２はｎ１ｄ１＝ｎ２ｄ２を満足する別の組み合わせとして、ｄ１＝１９６ｎｍ、ｄ２＝３０４ｎｍとした。積層方向の周期ＬはＬ＝ｄ１＋ｄ２＝５００ｎｍである。溝の配置間隔、すなわちｘ方向の屈折率変調の周期ｐは５００ｎｍとし、溝の幅wは１５６．２５ｎｍとした。実施例１と同じく総層数を４０層とした場合の透過スペクトルを図８に示す。８０１で示すのが本発明の構造の、ＴＥ波（電界の振動方向がｙ軸に平行な直線偏波）の透過スペクトルである。８０２は溝加工をしていない、元の平坦多層膜の透過スペクトルである。この図で波長５８０ｎｍから６２０ｎｍに存在するバンドギャップを用いる。この場合のバンドギャップの幅は平坦多層膜によるものよりも狭いが、最大深さはそれより約２０ｄＢ深く、また波長６２０ｎｍ付近の長波長側のカットオフ特性も大幅に急峻化されている。この実施例における動作波長λ０と溝周期ｐの関係は、１．１６ｐ≦λ０≦１．２４ｐである。
【００２７】
図９は同じ膜厚及び同じ溝間隔ｐで、溝の幅を２５０ｎｍにしたものである。この場合急峻かつ深い当該バンドギャップは波長５３５ｎｍから６００ｎｍに存在し、動作波長λ０と溝周期ｐの関係は、１．０７ｐ≦λ０≦１．２ｐとなる。なおここでは各層の膜厚がｎ１ｄ１＝ｎ２ｄ２を満たす場合についての実施例を示したが、当然本発明の本質はこの膜厚関係に限定されるものではない。また溝の幅についても同様である。溝を満たす媒質の屈折率も一般には１．０以外でもよい。本実施例で示した以外の構造においても、動作波長域や各層の膜厚に応じて、面内伝搬モード型のバンドギャップが生じるように適宜溝間隔や溝の幅を設定することが本質的なのであって、本発明はここで述べた構造定数や材料定数を持つものに限られるものではない。また本実施例ではＴＥ波に対する構成例を述べたが、ＴＭ波（磁界の振動方向がｙ軸に平行）に対して動作するような構成も当然、同様の面内伝搬モードに起因するバンドギャップを利用するのであるから、本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明による波長フィルターは、光画像計測、光ファイバー通信、レーザー分光などなどの分野において、特定の波長域の光を選択的に高効率で除去する目的で広く利用することができる。特にエッジフィルターとして用いた場合、短波長端もしくは長波長端で従来の平坦多層膜を大幅に超える急峻な遮断特性を示すので、高純度な光スペクトルの分離が可能である。本発明の波長フィルターは現在平坦多層膜型の波長フィルターが用いられているすべての産業分野において、広範囲に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の波長フィルターの構成図であｒ。
【図２】自己クローニング型波板多層膜構造からなる波長フィルターの概念図である。
【図３】図２の構造における光の分散関係を示す図である。
【図４】平坦多層膜構造における光の分散関係を示す図である。
【図５】図２の構造で、総層数を４０層とした際の、溝に平行な電界を持つ直線偏光に対する透過スペクトル図である。
【図６】図２と同じ膜厚及び膜数で、層形状が平坦である場合の透過スペクトル図である。
【図７】平坦多層膜に周期的な溝列を形成して作製される波長フィルターの概念図である。
【図８】図７の構造で、溝幅が１５６．２５ｎｍである構造の透過スペクトル、及び溝のない平坦多層膜の透過スペクトル図である。
【図９】図７の構造で、溝幅が２５０ｎｍである構造の透過スペクトル、及び溝のない平坦多層膜の透過スペクトル図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０１    Ｎｂ２Ｏ５の層
１０２    ＳｉＯ２の層
１０３    基板
２０１    Ｎｂ２Ｏ５の層
２０２    ＳｉＯ２の層
３０１    面内伝搬モードの分散関係
３０２    面内伝搬モードによって生じたバンドギャップ
３０３    急峻な減衰特性を持つバンドギャップ中の分散曲線
４０１    平坦膜構造における深さ最大のバンドギャップ
５０１    本発明の構造が有する、バンドギャップにおける急峻な遮断特性
５０２    バンドギャップにおける最大減衰量
７０１    膜材料１の層
７０２    膜材料２の層
７０３    周期的に配置された溝
８０１    本実施例による透過スペクトル
８０２    従来型の平坦多層膜の持つ透過スペクトル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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