(57)【要約】【課題】波長（チャンネル）切り替え時に関係無い波長（チャンネル）に影響を及ぼさずに所望の波長に切り替えることができる、いわゆるヒットレス波長可変フィルターモジュールを提供する。さらに波長可変フィルターを透過した光ビームのパスバンド幅を拡大する方法を提供する。【解決手段】波長可変フィルターに隣接して反射鏡を設置し、波長可変フィルター上の最初のチャンネルから直接反射鏡に光ビームを移動させ、次いで反射鏡から所望のチャンネルの波長可変フィルターへ光ビームを移動させる。さらに、波長領域の異なる波長可変フィルターを複数具備し、各波長可変フィルターが反射鏡を共有することにより各波長可変フィルターの波長可変域を減少させ、各波長可変フィルターの膜厚傾斜率を減少させることにより透過する光ビームのパスバンドを拡大する方法を提供する。【選択図】        図５
2004177762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜厚を傾斜させて成膜した誘電体多層膜を有する波長可変フィルター、およびこれに隣接して信号を伝送する光ビームが初期の光ビーム位置から可変先の光ビーム位置へ移動する際通過する反射鏡を具備する波長可変フィルターモジュールにおいて、
反射鏡が複数の波長可変フィルターによって共有されることを特徴とする波長可変フィルターモジュール。
【請求項２】
請求項１の波長可変フィルターモジュールにおいて、波長領域の異なる波長可変フィルターを複数具備することにより波長可変フィルターを透過する光ビームのパスバンドを拡大することを特徴とする波長可変フィルターモジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の波長可変フィルターモジュールにおいて、光ビームの光学系に対して波長可変フィルターおよび反射鏡がフィルター面内で直行する２方向に移動することにより光ビームが隣接する反射鏡を経由して可変先の光ビーム位置へ移動することを特徴とする波長可変フィルターモジュール。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかに記載の波長可変フィルターモジュールにおいて、複数の波長可変フィルターと反射鏡の反射面を同一面内に設置することを特徴とする波長可変フィルターモジュール。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかに記載の波長可変フィルターモジュールにおいて、反射鏡の両側に異なる波長領域を有する波長可変フィルターを具備することを特徴とする波長可変フィルターモジュール。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかに記載の波長可変フィルターモジュールにおいて、波長可変フィルター内の膜厚傾斜率を０．５〜２．０％とすることを特徴とする波長可変フィルターモジュール。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれかに記載の波長可変フィルターモジュールにおいて、波長可変フィルターを透過した光ビームのパスバンド幅が０．３ｎｍ以上であることを特徴とする波長可変フィルターモジュール。
【請求項８】
膜厚を傾斜させて成膜した誘電体多層膜を有する波長可変フィルターを複数個と、反射鏡を１つ備え、
前記反射鏡の外縁には複数個の前記波長可変フィルターが隣接して配置され、信号を伝送する光ビームが、初期の光ビーム位置から可変先の光ビーム位置へ移動する際に、前記反射鏡上を経由して可変先の光ビーム位置へ到達することを特徴とする波長可変フィルターモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信システム等で使用される誘電体多層膜光学フィルター、さらに詳しくは波長可変フィルターモジュールの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の高速通信網の整備にともなって、高速で大量の情報が伝送されるようになってきた。これを可能にする方法の一つとして波長多重光通信システム（ＤＷＤＭ：Ｄｅｎｓｅ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の開発が盛んに行われている。この波長多重光通信システムでは１本のグラスファイバーに複数の波長の光信号を重ねて伝送するものであり、このグラスファイバーから所望の波長の光信号を取り出したり、追加したりするためにはＯｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ  ＆  Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（ＯＡＤＭ）が必要とされる。このとき、従来は所望の波長の光信号の取り出しや追加にはセンター波長の決まった固定フィルターが使用されていた。本発明の波長可変フィルターモジュールは誘電体多層膜からなり、所望の波長領域を透過し、他の波長領域を反射させる狭帯域フィルター（ＮＢＰＦ：Ｎａｒｒｏｗ  Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）であるが、センター波長が可変となっている点が従来の固定フィルターと異なる。センター波長が可変となることにより固定フィルターを複数並べた合分波器を用いて全ての波長の光を同時に合波、分波する必要は無くなり、少数の波長可変フィルターを設けることにより、必要な波長の光だけに対して自由に光通信経路の変更ができるようになる（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  ＯＡＤＭ）。また、波長可変フィルターはＯＡＤＭ用途以外にも、波長を選択的に取り出すことができることから光解析器や光信号モニター用途に広く使用されることが期待される。
【０００３】
これらの多層膜光学フィルターはガラス基板上に高屈折率の誘電体膜と低屈折率の誘電体膜を交互に積層することにより数十層から二百層に及ぶ多層膜を形成し、その膜厚は数十μｍに達する。多層膜光学フィルターの構造例としては固定フィルターの例がある（例えば、特許文献１）。また、波長可変フィルターもしくは波長可変フィルターモジュールについてはその膜構造および可変機構の例がある（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４）。多層膜光学フィルターの基本的な構造は所望のセンター波長をもたせるために、光学膜厚がセンター波長の１／４波長の高屈折率誘電体層と、光学膜厚が１／４波長の低屈折率誘電体層を交互に積層したミラー層、および光学膜厚がセンター波長の１／２波長もしくはその整数倍のスペーサー層、および成膜基板、および反射防止膜から構成される。波長可変フィルターも基本的には固定フィルターと同様な膜構成になるが、膜厚がフィルター面内で変化する膜厚傾斜型のフィルターになっている点が異なる。多層膜光学フィルターを構成する各層の膜は１／１０，０００から１／１００，０００の膜厚精度が要求され、これらの層の膜厚や組合わせを多層膜光学フィルターの仕様に合せて調整することにより所望のセンター波長や急峻な裾野を持つ多層膜光学フィルターを作製することができる。
【０００４】
所望のセンター波長を持つ多層膜光学フィルターの一般的な作製方法は所望の波長の光を成膜中の基板に透過させ、透過光量をモニターしながら膜厚を判定して蒸着原料を交換しながら多層膜を形成する。このとき、透過光量は膜厚増加に伴って増減を繰り返すことが知られており、光量の増減は光学膜厚が１／４波長毎に生ずる。例えば、光学式の膜厚モニターに関するもので、透過率または反射率がピークを越えたとき蒸発を停止する方法がある（特許文献５）。これにより、１／４波長の光学膜厚を持つ膜を成膜することが可能になる。また、他の方法としては、光量のピークを予想するカーブフィッティングのソフトウエアを用いて正確にピークを検出し、成膜材料の切り替えを行うものも提案されている。
【０００５】
一般的な誘電体多層膜の成膜方法にはイオンアシスト蒸着法が採用されている。イオンアシスト蒸着法では前述の誘電体多層膜を構成する高屈折率材料および低屈折率材料をＥＢガン（電子銃）を用いて交互に蒸発させ、上記基板に成膜させる。このとき、同時にイオンガンを用いて酸素もしくはアルゴンと酸素の混合イオンを基板に照射し、蒸着粒子が基板上をマイグレーションすることを助ける。これにより、柱状組織になりやすい多層膜を充填密度の高い多層膜に改善することができる。誘電体多層膜のうち波長可変フィルターは、基板の半径方向に膜厚傾斜を持った多層膜を形成し、半径方向に切り出すことにより所望の波長可変フィルターを作製することができる（例えば、特許文献６）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１９７７２１号公報（第５頁、図１）
【特許文献２】
特開平０５−２８１４８０号公報（第３頁、図１、図２）
【特許文献３】
特開平０６−２６５７２２号公報（第４〜５頁、図１、図４）
【特許文献４】
特開平１１−３２６６３３号公報（第５頁、図４）
【特許文献５】
特開昭６１−２９６３０５号公報（第２頁）
【特許文献６】
米国特許第５８７２６５５号明細書（ＦＩＧ．３）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の波長可変フィルターモジュールは光学系に対して波長可変フィルターを膜厚傾斜方向に直線的に移動させる手段を具備し、直線的な移動によりフィルターのセンター波長を連続的に変化させていた。しかしながら、この方法では最初の波長から次に所望する波長へ切り替える際、光ビームはフィルター上の最初の場所から所望の場所へ移動する間、透過光のセンター波長が連続的に変化することになる。この結果、複数のチャンネル（波長）からなる光束を伝送していた場合、最初の波長と所望の波長の間にあるチャンネルの信号は切り替えの間一旦途切れてから反射光の出力ポートに出ることになる。また、透過光を出力するドロップポートには切り替えの間不要なチャンネルの信号が出力されることになる。すなわち、チャンネルを切り替える際には関係するチャンネル以外のチャンネルが影響を受けることになり、光通信を行う上で不都合が生ずることになる。
【０００８】
一方、従来の波長可変フィルターモジュールはドロップポートに出力された光ビームの分光特性を測定すると、特にパスバンド幅が狭いことが問題であった。通常の固定フィルターはいわゆるフラットトップと呼ばれるパスバンド幅の広い分光特性を示すことが特徴であり、例えば１００ＧＨｚの狭帯域フィルターではピークから−０．５ｄＢのパスバンド幅は０．４ｎｍ以上になることが一般的であった。しかしながら、従来の波長可変フィルターでは０．２ｎｍ以下のパスバンド幅が一般的であった。
【０００９】
したがって、本発明は波長可変フィルターモジュールにおいて、波長（チャンネル）切り替え時に関係無い波長（チャンネル）に影響を及ぼさずに所望の波長に切り替えることができる、いわゆるヒットレス波長可変フィルターモジュールを提供するとともに、パスバンド幅の広い波長可変フィルターモジュールを提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは波長可変フィルターのチャンネル切り替え方法に関して詳細な検討を行った結果、切り替えの間は全てのチャンネル（波長）の光ビームを反射鏡に入射させ、反射鏡によって反射された光ビームを出力ポートから出射する構成にすることが望ましいことを明らかにした。また、このためには波長可変フィルターに隣接して反射鏡を設置し、波長可変フィルター上の最初のチャンネルから直接反射鏡に光ビームを移動させ、次いで反射鏡から所望のチャンネルの波長可変フィルターへ光ビームを移動させればよいことを明らかにした。
【００１１】
さらに、従来の波長可変フィルターのパスバンド幅が狭い原因を解明した結果、波長可変フィルター内の膜厚傾斜率が高く、この結果として波長可変フィルターを透過する光ビーム径内に膜厚変化が生じ、膜厚の異なるフィルターの分光特性が重なることによってパスバンド幅が狭くなることを明らかにした。例えば、特許文献４には膜厚傾斜率（膜厚差の比）として１％以上有することを記載している。したがって、この問題を解決するためには波長可変フィルター内の膜厚傾斜率を減少させることが望ましいが、膜厚傾斜率を減少させれば、波長可変フィルターの長辺が長くなり、光部品が求められる小型化の流れからは外れてしまう。一方、小型化の中で膜厚傾斜率を減少させれば、波長可変範囲が減少し、波長可変フィルターとしては用途が限られてしまう。すなわち、波長可変フィルターは光通信波長帯域の中で少なくともＣバンドあるいはＬバンドをカバーする可変域をもつことが望まれる。
【００１２】
したがって、本発明は波長可変フィルターモジュールにおいて、波長可変フィルターに隣接して反射鏡を具備し、波長を切り替える際は波長可変フィルター上の最初のチャンネルから一旦反射鏡を経由して所望のチャンネルの波長可変フィルターへ光ビームを移動させることにより、波長可変フィルター上の他のチャンネル領域を通過することを避け、ヒットレスフィルターとする方法を提供する。また、波長領域の異なる波長可変フィルターを複数具備し、各波長可変フィルターが反射鏡を共有することにより各波長可変フィルターの波長可変域を減少させ、各波長可変フィルターの膜厚傾斜率を減少させることにより透過する光ビームのパスバンドを拡大する方法を提供する。ここで、波長可変フィルターを複数具備することは反射鏡を共有することによってはじめて可能になる。さらに、波長可変フィルターに隣接する反射鏡は波長可変フィルターと同一面内に設置することが好ましく、波長可変フィルターから反射される光ビーム位置と反射鏡から反射される光ビーム位置を一致させることが望ましい。さらに、反射鏡の反射損失は波長可変フィルターの当該波長領域において、十分低い値であることが望ましい。
【００１３】
［１］  本発明の波長可変フィルターモジュールは膜厚を傾斜させて成膜した誘電体多層膜を有する波長可変フィルターおよびこれに隣接して信号を伝送する光ビームが初期の光ビーム位置から可変先の光ビーム位置へ移動する際通過する反射鏡を具備する波長可変フィルターモジュールにおいて、反射鏡が複数の波長可変フィルターによって共有されることを特徴とする。この構成によりヒットレス波長可変フィルターモジュールとなる。
ここで、“ヒットレス”とは、他のチャンネルに影響を及ぼさずに可変動作を完了させることを意味する。また、”初期の光ビーム位置”とは切り替え前の光ビーム位置、”可変先の光ビーム位置”とは切り替え後の光ビーム位置を指す。したがって、切り替え動作によってドロップポートへ出るチャンネルは初期のチヤンネルから可変後のチャンネルに変化するが、他のチャンネルはなんら変化無く信号の伝送を継続できる。複数の波長可変フィルター間でヒットレスを実施するためには反射鏡の共有化が必須である。なお、波長可変フィルターの部分は、膜厚を傾斜させて基板上に成膜した誘電体多層膜からなる構成にすることが望ましい。
【００１４】
［２］  上記［１］の波長可変フィルターモジュールは波長領域の異なる波長可変フィルターを複数具備することにより波長可変フィルターを透過する光ビームのパスバンドを拡大することを特徴とする。
ここで複数の波長可変フィルターとすることにより、各フィルターの波長可変領域は狭くすることが可能になり、各波長可変フィルター内の膜厚傾斜率を減少させることができ、パスバンド幅を拡大することが可能になる。
【００１５】
［３］  上記［１］又は［２］の波長可変フィルターモジュールは光ビームの光学系に対して波長可変フィルターおよび反射鏡がフィルター面内で直行する２方向に移動することにより光ビームが隣接する反射鏡を経由して可変先の光ビーム位置へ移動することを特徴とする。
ここで、２方向に移動する手段は、光ビームが波長可変フィルターの初期の光ビーム位置から反射鏡に移動するための手段、光ビームが反射鏡内を移動する手段、もしくは反射鏡から波長可変フィルターの所望の光ビーム位置へ移動する手段として使用される。
【００１６】
［４］  上記［１］乃至［３］のいずれかに記載の波長可変フィルターモジュールは複数の波長可変フィルターと反射鏡の反射面を同一面内に設置することを特徴とする。
これは特に波長可変フィルターモジュールが３ポートからなる場合に有効である。すなわち、モジュールに入力するポート、反射光を出力するポート、ドロップポートから構成される３ポート構造の場合は反射光の光路を常に受光部に向けることが望ましい。
【００１７】
［５］  上記［１］乃至［４］のいずれかに記載の波長可変フィルターモジュールは反射鏡の両側に異なる波長領域を有する波長可変フィルターを具備することを特徴とする。
反射鏡の両側に波長可変フィルターを具備することにより、波長可変フィルターモジュールを小型化することができるだけでなく、チャンネル（波長）を切り替えるために要する時間を短縮することが可能になる。
【００１８】
［６］  上記［１］乃至［５］のいずれかに記載の波長可変フィルターモジュールは波長可変フィルター内の膜厚傾斜率を０．５〜２．０％とすることを特徴とする。
ここで、波長可変フィルターを複数設けることは波長可変フィルターの波長可変域を増加することが可能になり、有利である。一方、決まった可変域に対しては、例えばＣバンドの全領域をカバーするためには少なくとも２．２％の膜厚傾斜率を持つことが必要になるが、本発明の波長可変フィルターは複数に分割されることにより膜厚傾斜率を減少させることができ、パスバンドの広い高性能の波長可変フィルターモジュールを得ることが可能になる。
【００１９】
［７］  上記［１］乃至［６］のヒットレス波長可変フィルターモジュールが波長可変フィルターを透過した光ビームのパスバンド幅０．３ｎｍ以上を有することを特徴とする。
ここで、パスバンド幅は分光特性のピークから−０．５ｄＢのバンド幅を示し、本発明により従来０．２ｎｍ以下であったパスバンド幅を拡大することが可能になる。
【００２０】
［８］  本発明に係る波長可変フィルタモジュールは、膜厚を傾斜させて成膜した誘電体多層膜を有する波長可変フィルターを複数個と、反射鏡を１つ備え、前記反射鏡の外縁には複数個の前記波長可変フィルターが隣接して配置され、信号を伝送する光ビームが、初期の光ビーム位置から可変先の光ビーム位置へ移動する際に、前記反射鏡上を経由して可変先の光ビーム位置へ到達することを特徴とする。例えば、反射膜の周囲を取り囲むように４個の波長可変フィルターを配置することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明を実施例に基づき詳しく説明する。なお、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
（実施例１）  波長可変フィルターは次の工程で製造した。裏面に反射防止膜４を形成した板厚が７ｍｍの洗浄ガラス基板を成膜基板３として成膜装置に装填し、真空度を６．７×１０−４Ｐａ（≒約５×１０−６Ｔｏｒｒ）以下に排気した後、成膜を開始した。ガラス基板の板厚は、例えば５〜１２ｍｍの範囲内のものを用いることができる。本実施例で作製した波長可変フィルターは図１に示すＤＷＤＭ用狭帯域フィルター（ＮＢＰＦ）であり、その基本構造はミラーになる１／４波長積層体１と、スペーサーになる１／２波長もしくはその整数倍層２を積層数＝１５８層で積層した。なお、積層数は百数十層からニ百数十層の範囲で変えることができる。
【００２２】
ここで、ミラーになる１／４波長積層体１はＴａ酸化物（Ｔａ２Ｏ５）もしくはＮｂ酸化物（Ｎｂ２Ｏ５）からなる光学膜厚が１／４波長の高屈折率誘電体層と、Ｓｉ酸化物（ＳｉＯ２）からなる光学膜厚が１／４波長の低屈折率誘電体層を交互に積層した構造である。また、スペーサーになる１／２波長もしくはその整数倍層２はＳｉ酸化物からなる光学膜厚が１／２波長もしくはその整数倍の低屈折率誘電体層、あるいはＴａ酸化物もしくはＮｂ酸化物からなる光学膜厚が１／２波長もしくはその整数倍の高屈折率誘電体層である。なお、図１の断面図は、連続した積層回数が多いため、途中の積層状態の図示を省略した。
【００２３】
誘電体多層膜の成膜には、多層膜光学フィルター形成装置として、図２の断面図に示すイオンアシスト蒸着装置を用いた。イオンアシスト蒸着装置では、チャンバー内で前述の誘電体多層膜を構成する高屈折率材料および低屈折率材料をリング状の蒸着源ハース６内に装填し、電子銃５から電子線を照射することにより両原料を交互に蒸発させ、蒸着源シャッター７と基板シャッター９を開き、ガラス基板８に成膜させた。このとき、同時にアシスト用のイオンガン１２を用いて酸素イオンもしくはアルゴンと酸素の混合イオンをガラス基板８に照射し、蒸着粒子がガラス基板８上をマイグレーションすることを助けた。これにより、柱状組織になりやすい多層膜を充填密度の高い多層膜に改善することができた。本実施例ではイオンガン１２の加速電圧を５００〜９００Ｖとし、均一で充填密度の高い波長可変フィルター膜を得ることができた。
【００２４】
図２では、電子線の軌道を太い点線で表し、原料の蒸発する向きを細い点線で表した。ガラス基板８を保持する部材は、高速基板回転モーター１１により回転させた。誘電体多層膜を構成する各々の誘電体膜の厚さは、水晶式膜厚モニター１０で測定した。ガラス基板８上に形成された多層膜の厚さは、光学式膜厚モニター投光部１３から照射された光を、多層膜を成膜したガラス基板を透過させ、透過光を光学式膜厚モニター受光部１４で受けることにより、測定した。図２のチャンバーの右側（白抜き矢印で示した側）には真空排気装置を接続しているが、その図示は省略した。
【００２５】
図３は、波長可変フィルター形成装置で用いる光学式膜厚モニターを示す概略図である。光学式膜厚モニター投光部１３−１，１３−２としてハロゲンランプを用いた構成である。成膜中の膜厚は図３に示すように、ハロゲンランプの白色光をチャンバー内に入射させ、成膜中の多層膜及び高速回転しているガラス基板８に直接透過させ、透過光を光学式膜厚モニター受光部１４−１，１４−２である受光レンズで受けて、光ファイバ１８を介して分光器１９（光を分光し、波長毎にの強度を電気信号に変換するもの）で検出することにより、モニタリングを行った。光量演算・制御用コンピューター２０は、分光器１９の電気信号を入力してモニターを行うと共に、ハロゲンランプに接続したランプ用電源２１を制御するものである。さらに、光量演算・制御用コンピューター２０は、蒸着源１６において、リング状の蒸着源ハースや電子銃を制御するが、それらとの接続状態の図示は省略した。
【００２６】
具体的には、透過光は多層膜の一層の光学的膜厚が１／４波長毎に透過と反射を繰り返すため、透過光の光強度をモニターすることにより終点を検知し、蒸着源を交換することにより交互に高屈折率膜と低屈折率膜を製膜した。これらの膜厚を高精度に変化させることにより、所望の波長可変フィルターを作製することができた。
【００２７】
波長可変フィルターを安定に生産するためにはガラス基板８を透過する白色光を２系統とすることが好ましい。すなわちガラス基板８の半径方向に誘電体多層膜の膜厚を傾斜させて波長可変とするため、２つの半径位置で膜厚をモニターすることが望ましい。さらに、この２つの光学式膜厚モニターから出力した信号をフィードバックし、ガラス基板８と蒸着源１６の間に挿入した膜厚分布補正板１７の形状を変化させることにより、さらに高精度の傾斜膜を基板上に形成することが可能になる。
【００２８】
本実施例の波長可変フィルター形成装置では、ガラス基板を固定する基板ホルダーを交換することにより、直径１５０〜３００ｍｍの円盤状のガラス基板を用いることができる。このガラス基板上に膜厚傾斜した波長可変フィルターを成膜するためには主に蒸着源１６とガラス基板８の距離の変化に基づく膜厚分布を利用して傾斜膜とする方法の他、膜厚分布補正板１７を使用して膜厚分布を形成し、膜厚傾斜とする方法がある。また、本実施例では光学式膜厚モニターのモニター位置は外周から１５〜５０ｍｍ内側とした。また、光学式膜厚モニターを２つ用いた場合は２つの半径差を１５〜３０ｍｍとした。したがって、光学特性を満足する波長可変フィルターを作製することのできる有効領域は外周に近い領域であった。
【００２９】
図４は作製した膜厚傾斜を有する波長可変フィルターの側面図を示す。この図では波長可変フィルター２６と反射防止膜２５の膜厚をガラス基板２４に比較して拡大して図示している。波長可変フィルターを透過する光ビームの分光特性は傾斜膜の膜厚に比例してセンター波長が増加する。この結果、所望の膜厚位置を選択することにより所望のチャンネルを選ぶことが可能になる。太線の矢印は光ビーム２７の透過方向を表す。
【００３０】
図５はヒットレス波長可変フィルターを説明する平面図である。この例では光ビームは矢印の経路を通ってチャンネルが切り替えられる。本実施例ではＣバンド対応波長可変フィルターの例を示し、反射鏡２９の両側に波長可変フィルター２８および３０を設置した。本波長可変フィルターモジュールの例ではセンター波長１５３０．３３ｎｍ（５９ｃｈ）から１５６５．５０ｎｍ（１５ｃｈ）までカバーする。図５にはドロップポートへ出力していた１５３３．４７ｎｍ（５５ｃｈ）の信号を１５４３．７３ｎｍ（４２ｃｈ）および１５５７．３６ｎｍ（２５ｃｈ）の信号に切り替える場合を例に説明する。まず、最初のチャンネルである１５３３．４７ｎｍ（５５ｃｈ）にあった光ビームに対し、波長可変フィルターと反射鏡を一体として波長可変フィルターの長辺と直角方向に移動し、光ビームを反射鏡上に移動する。次いで、波長可変フィルターと反射鏡を移動し、反射鏡上で光ビームを波長可変フィルターの長辺と平行に移動する。所望の１５４３．７３ｎｍ（４２ｃｈ）のチャンネル位置もしくは１５５７．３６ｎｍ（２５ｃｈ））のチャンネル位置では波長可変フィルターと反射鏡を波長可変フィルターの長辺と直角方向に移動し、所望のチャンネルに切り替えを完了することができる。
【００３１】
図６には本発明の波長可変フィルターモジュールの他の例を示す。反射鏡３５の四方向に波長可変フィルター３４―１、３４―２、３４―３、３４―４を具備する構成である。各波長可変フィルター３４―１、３４―２、３４―３、３４―４はＣバンドの波長領域を４分割した異なる波長領域をカバーし、全体としてＣバンドをカバーする。反射鏡は四つのフィルターによって共有され、どの波長可変フィルターから他の波長可変フィルターへチャンネルを切り替える場合も反射鏡３５を経由して光ビームが移動する。Ｃバンドを４分割した結果、各波長可変フィルター内の膜厚傾斜率は０．７パーセント以下に減少し、０．３ｎｍ以上のパスバンド幅を得ることができた。なお、四つの波長可変フィルターでＣバンドをカバーする代わりにＣバンドとＬバンドもしくはＣバンドとＳバンドをカバーさせることも可能である。
【００３２】
図７は本実施例で作製した波長可変フィルターモジュールの１例を示す。波長可変フィルターモジュールは入力ポート３６、ドロップポート３７、反射光の出力ポート３８、ステッピングモーター３９、波長可変フィルター４０、駆動系４１を具備し、入力ポート３６から入射した光ビームは波長可変フィルター４０を介して所望のチャンネル（波長）をドロップポート３７へ出力する。一方、所望のチャンネル以外の波長を持つ光ビームは全て波長可変フィルター４０で反射されて反射光の出力ポート３８へ出射される。このとき、ステッピングモーター３９を稼動させ、駆動系４１を介して波長可変フィルター４０を移動させることにより、チャンネルを切り替えることができる。本実施例はいわゆる３ポート型の波長可変フィルターモジュールであるが、２ポート型の波長可変フィルターモジュールにも適用できる。なお、２ポート型の波長可変フィルターモジュールでは入射光と反射光が同一ポートを通過するため、これを分離するためにサーキュレーターを使用する。
【００３３】
図８には本実施例の波長可変フィルターモジュールのドロップポート３７から出射した光ビームの分光特性を測定した結果を示す。本実施例では１００ＧＨｚ対応の波長可変フィルターモジュールの例を示している。従来の波長可変フィルターモジュールからドロップされる光ビームの分光特性に比べて十分なフラットトップ特性を示しており、そのパスバンド幅は０．４ｎｍに達している。
【００３４】
図９には本実施例の波長可変フィルターモジュールのドロップポート３７から出射した光ビームの分光特性を測定し、そのセンター波長をステッピングモーター３９を稼動するポテンショメーターの電圧に対してプロットした例を示す。図から明らかなように、ポテンショメーターの電圧が増加するに伴って、センター波長は単調に増加し、ドロップポート３７から出力される光ビームのセンター波長、すなわちチャンネルが連続的に切り替えられたことを示す。
【００３５】
上記実施例では波長可変フィルターとしてチャンネルピッチが２５〜２００ＧＨｚのＤＷＤＭ用狭帯域フィルターの例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、４  Ｓｋｉｐ  １等の波長可変広帯域フィルター等、傾斜膜を用いてセンター波長を可変とする多層膜光学薄膜のモジュールに適用できる。また、本実施例では成膜装置としてイオンアシスト蒸着装置を用いた場合を示したが、傾斜膜を作製することができる成膜装置であれば良い。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明した通り、この発明に係る波長可変フィルターモジュールは、チャンネル（波長）切り替え時に初期のチャンネル（波長）から所望のチャンネルへ光ビームを移動する間、関係無いチャンネルに影響を及ぼさずに所望の波長に切り替えることを可能にする。すなわち、関係無いチャネルは切り替え時も影響を受けずに信号の伝送を継続できる、いわゆるヒットレス波長可変フィルターモジュールを提供する。また、複数の波長可変フィルターを具備し、反射鏡を共有することにより各波長可変フィルター内の膜厚傾斜率を減少させることができ、ドロップポートから出射する光ビームのパスバンド幅を拡大することができる。すなわち、フラットトップ性の良い光ビームを得る構成を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】多キャビティのバンドパスフィルターを構成する誘電体多層膜構造を示す断面図である。
【図２】本実施例で使用した多層膜光学フィルター形成装置を示す断面図である。
【図３】本実施例で使用した光学式膜厚モニターの構成を示す概略図である。
【図４】本実施例で作製した膜厚傾斜膜からなる波長可変フィルターおよび光ビームの関係を示す側面図である。
【図５】本実施例で作製した波長可変フィルターモジュールの波長可変フィルターおよび反射鏡と光ビームの関係を示す平面図である。
【図６】本実施例で作製した波長可変フィルターモジュールの他の例を示す平面図である。複数の波長可変フィルターが反射鏡の周囲を取り囲む構成になっている。
【図７】本実施例で作製した３ポート型の波長可変フィルターモジュールの構成を示す平面図である。
【図８】本実施例で作成した波長可変フィルターモジュールのドロップポートから出力された光ビームの分光特性の一例を示す図である。
【図９】本実施例で作製した波長可変フィルターモジュールのドロップポートから出力された光ビームの分光特性から求めたセンター波長とステッピングモーターを稼動するポテンショメーターの電圧の関係を示す図である。
【符号の説明】
１  ミラーになる１／４波長積層体、
２  スペーサーになる１／２波長もしくはその整数倍層、
３  成膜基板、  ４  反射防止膜、  ５  電子銃、  ６  蒸着源ハース、
７  蒸着源シャッター、  ８  ガラス基板、  ９  基板シャッター、
１０  水晶式膜厚モニター、  １１  高速基板回転モーター、
１２  イオンガン、
１３，１３―１，１３―２  光学式膜厚モニター投光部、
１４，１４―１，１４―２  光学式膜厚モニター受光部、
１５  チャンバー壁、  １６  蒸着源、  １７  膜厚分布補正板、
１８  光ファイバー、  １９  分光器、
２０  光量演算・制御用コンピューター、
２１  ランプ用電源、  ２４  ガラス基板、  ２５  反射防止膜、
２６  波長可変フィルター、  ２７  光ビーム、
２８，３０  波長可変フィルター、  ２９  反射鏡、
３１  初期の光ビーム位置、  ３２，３３  切り替え後の光ビーム位置、
３４―１，３４―２，３４―３，３４―４  波長可変フィルター、
３５  反射鏡、  ３６  入力ポート、  ３７  ドロップポート、
３８  反射光の出力ポート、  ３９  ステッピングモーター、
４０  波長可変フィルター、  ４１  駆動系
【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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