(57)【要約】【課題】フッ素化ポリイミドフィルタに代表される基板に薄膜を使用する多層膜フィルタが光導波路などの光回路へコリメータレンズなしで利用されはじめてている。しかし、コリメータレンズなしで、たとえば光導波路を用いた波長合分波器に低損失でかつ損失のバラツキが小さい状態で用いるのに適した、リップル特性やエッジ特性の優れたフィルタがなく、光合分波器の製造コストが高かった。【解決手段】優れたリップル特性と優れたエッジ特性を有し、かつ使用されるときの同一使用条件における反射の重心位置をそろえたフィルタを、量産に適した状態で、安価に作成して解決した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタの反射波長域にある第１の特定の波長λａの入射光を反射し、フィルタの透過波長域にある第２の特定の波長λｂの入射光を透過する特性のエッジフィルタとしての機能を有する多層膜を有する多層膜フィルタにおいて、以下において層Ｈと定義する屈折率が高い方の層である層Ｈと、以下において層Ｌと定義する屈折率が低い方の層である層Ｌをそれぞれ単層積層膜と定義して、前記多層膜の入射光の光路を含む断面における各単層積層膜あたりの反射量の分布の重心の位置を反射の重心位置と定義して、前記多層膜は少なくとも単層積層膜としての層Ｈと単層積層膜としての層Ｌを交互に積層した組合せ層で構成されており、前記多層膜に入射した前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の表面から特定の単層積層膜までの深さを単層積層膜の層数で表現する数値Ｄを５〜１０の数値とするとき、前記多層膜の前記第１の特定の波長λａの入射光が入射する側の表面からＤ層だけ前記多層膜の内側に形成されている前記単層積層膜の近傍にあることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載の多層膜フィルタにおいて、前記波長λａと前記波長λｂが１２００〜２０００ｎｍのいずれかの波長であり、前記波長λａが、当該エッジフィルタの反射波長域の中心波長と、前記反射波長域とそれに隣接する透過波長域の境界の波長であるエッジ波長との間の波長であり、同一仕様のフィルタにおける前記反射の重心位置を表す数値Ｄの最大値と最小値の差は３以内であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の多層膜フィルタにおいて、前記フィルタ機能を有する多層膜がフッ素化ポリイミドを用いた薄膜を用いた基板に形成されていることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の多層膜フィルタにおいて、前記フィルタ機能を有する多層膜がＳｉＯ２すなわち二酸化珪素を用いた薄膜を用いた基板に形成されていることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の多層膜フィルタにおいて、前記フィルタ機能を有する多層膜が誘電体で構成された誘電体多層膜であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の多層膜フィルタにおいて、前記数値Ｄが７〜９のいずれかの値であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項７】
請求項６に記載の多層膜フィルタにおいて、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、物理的寸法で２．０４〜２．５７μｍの位置にあることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項８】
請求項６に記載の多層膜フィルタにおいて、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、各単層積層膜の、その屈折率で割った空気換算厚みに、周囲媒質の屈折率を乗じた値である媒質換算寸法で１．９〜２．４μｍの位置にあることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の多層膜フィルタにおいて、前記フィルタ機能を有する多層膜の厚みが１８．９μｍであることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか１項に記載の多層膜フィルタにおいて、前記フィルタ機能を有する多層膜を構成する単層積層膜の層数が７１層であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の多層膜フィルタにおいて、前記多層膜フィルタを構成する各単層積層膜の膜厚が、前記基板側から各層の膜厚を光路長（屈折率×物理厚さ）として表現する場合、当該フィルタで反射域の中心にある中心波長とも呼称する設計基準波長をλｃとして、λｃ／４を単位とする光路長で表現した膜厚をｎで表現したときに、前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．１９，１．４３，０．７３，１．２８，１．０４，０．９５，１．１１，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９８，１．０２，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．０２，０．９８，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０４，１．０３，１．０９，０．９２，１．３，０．７９，１．４１，１．２７であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の多層膜フィルタにおいて、前記波長λｃが１８０５ｎｍであることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項１３】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の多層膜フィルタにおいて、前記フィルタ機能を有する多層膜の厚みが１３．７μｍであることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項１４】
請求項６〜８のいずれか１項または請求項１９に記載の多層膜フィルタにおいて、前記フィルタ機能を有する多層膜を構成する単層積層膜の層数が５１層であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項１５】
請求項１４に記載の多層膜フィルタにおいて、前記多層膜フィルタを構成する各単層積層膜の膜厚を表現する前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．１９，１．４３，０．７３，１．２８，１．０４，０．９５，１．１１，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，．９８，１．０２，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．０２，０．９８，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０４，１．０３，１．０９，０．９２，１．３，０．７９，１．４１，１．２７であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項１６】
請求項１５に記載の多層膜フィルタにおいて、前記波長λｃが１８０５ｎｍであることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項１７】
請求項６に記載の多層膜フィルタにおいて、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、物理的寸法で１．８２〜２．３２μｍの位置にあることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項１８】
請求項６に記載の多層膜フィルタにおいて、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、各単層積層膜の媒質換算寸法で１．５２〜１．９５μｍの位置にあることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項１９】
請求項６，１７，１８のいずれか１項に記載の多層膜フィルタにおいて、前記フィルタ機能を有する多層膜の厚みが１２．７４μｍであることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項２０】
請求項６または１７〜１９のいずれか１項に記載の多層膜フィルタにおいて、前記フィルタ機能を有する多層膜を構成する単層積層膜の層数が５０層であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項２１】
請求項２０に記載の多層膜フィルタにおいて、前記多層膜フィルタを構成する各単層積層膜の膜厚を表現する前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．１７，１．４１，０．８４１，１．１９，１．１２，０．８５４，１．１４５，１．０１４，１，１．０１４，１，１．０１４，１，１．０１４，１，１．０１４，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１．０１２，１，１．０１２，１，１．０１２，１，１．０１２，１，１．０１２，１．１，０．９２７，１．０７，１．０６４，１．１２，０．９９，１．４であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項２２】
請求項２１に記載の多層膜フィルタにおいて、前記波長λｃが１７２０ｎｍであることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項２３】
請求項６に記載の多層膜フィルタにおいて、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、物理的寸法で１．８９〜２．３９μｍの位置にあることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項２４】
請求項６に記載の多層膜フィルタにおいて、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、各単層積層膜の媒質換算寸法で１．７６〜２．２２μｍの位置にあることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項２５】
請求項６，２３，２４のいずれか１項に記載の多層膜フィルタにおいて、前記フィルタ機能を有する多層膜の厚みが１２．４３μｍであることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項２６】
請求項６または２３〜２５のいずれか１項に記載の多層膜フィルタにおいて、前記フィルタ機能を有する多層膜を構成する単層積層膜の層数が４９層であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項２７】
請求項２６に記載の多層膜フィルタにおいて、前記多層膜フィルタを構成する各単層積層膜の膜厚を表現する前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．０９，１．４１，０３７６，１．２４，１．０４，０．９６，１．１，１．００３，１．０１１，１．００３，１．０１１，１．００３，１．０１１，１．００３，１．０１１，１．００３，１．０１１，１，１．０１，１．００２，１．００１，１．００２，１．００１，１．００２，１．００１，１．００２，１．００１，１．００２，１．００１，１．０１，０．９９，１．０２６，０．９８６６，１．０２６，０．９８６６，１．０２６，０．９８６６，１．０２６，０．９８６６，１．０２６，０．９８６６，１．０５，１．０１，１．０９，０．９３，１．２８，０．７８，１．３９，１．１３であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項２８】
請求項２７に記載の多層膜フィルタにおいて、前記波長λｃが１７１５ｎｍであることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項２９】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の多層膜フィルタにおいて、前記数値Ｄが６〜８のいずれかの値であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項３０】
請求項２９に記載の多層膜フィルタにおいて、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、物理的寸法で１．０〜１．３７μｍの位置にあることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項３１】
請求項２９に記載の多層膜フィルタにおいて、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、各単層積層膜の媒質換算寸法で０．９１〜１．２４μｍの位置にあることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項３２】
請求項２９〜３１のいずれか１項に記載の多層膜フィルタにおいて、前記フィルタ機能を有する多層膜の厚みが９．７２μｍであることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項３３】
請求項２９〜３２のいずれか１項に記載の多層膜フィルタにおいて、前記フィルタ機能を有する多層膜を構成する単層積層膜の層数が５３層であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項３４】
請求項３３に記載の多層膜フィルタにおいて、前記多層膜フィルタを構成する各単層積層膜の膜厚を表現する前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．０５，０．６８，０．６６，０．９２，１．２６，０．７９，０．９７，０．８５，１．１３２，０．８５，１．１３２，０．８５，１．１３２，０．８５，１．１３２，０．８５，１．１３２，０．８５，１．１３２，１，０．９２，１．０３５，０．９６５，１．０３５，０．９６５，１．０３５，０．９６５，１．０３５，０．９６５，１．０３５，０．９６５，１．０３５，０．９６５，０．８９，１．１５，０．９９８，０．９６６，０．９９８，０．９６６，０．９９８，０．９６６，０．９９８，０．９６６，０．９９８，０．９６６，０．９９８，０．９６６，０．９２，０．６８，１．２，０．８９，０．３２，１．２６であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項３５】
請求項３４に記載の多層膜フィルタにおいて、前記波長λｃが１３００ｎｍであることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項３６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の多層膜フィルタにおいて、前記数値Ｄが５〜６のいずれかの値であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項３７】
請求項３６に記載の多層膜フィルタにおいて、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、物理的寸法で１．３６〜１．５７μｍの位置にあることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項３８】
請求項３６に記載の多層膜フィルタにおいて、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、各単層積層膜の媒質換算寸法で１．３２〜１．４７μｍの位置にあることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項３９】
請求項３６〜３８のいずれか１項に記載の多層膜フィルタにおいて、前記フィルタ機能を有する多層膜の厚みが１１．７６μｍであることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項４０】
請求項３６〜３９のいずれか１項に記載の多層膜フィルタにおいて、前記フィルタ機能を有する多層膜を構成する単層積層膜の層数が４９層であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項４１】
請求項４０に記載の多層膜フィルタにおいて、前記多層膜フィルタを構成する各単層積層膜の膜厚を表現する前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．３６，１．３８，０．７５，１．３４，１，０．８２，１．１５，１．０５５，０．９４６，１．０５５，０．９４６，１．０５５，０．９４６，１．０５５，０．９４６，１．０５５，０．９４６，１．０５５，０．９４６，０．９８，１．０４，０．９８３，１．００４，０．９８３，１．００４，０．９８３，１．００４，０．９８３，１．００４，１．０２，１．０１，０．９０４，１．０９７，０．９０４，１．０９７，０．９０４，１．０９７，０．９０４，１．０９７，０．９０４，１．０９７，０．９０４，１．０９７，１．１２，０．８６，１．０３，１．２５，１．１２，１．３８であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項４２】
請求項４１に記載の多層膜フィルタにおいて、前記波長λｃが１６０３ｎｍであることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項４３】
請求項３６に記載の多層膜フィルタにおいて、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、物理的寸法で１．３２〜１．５１μｍの位置にあることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項４４】
請求項３６に記載の多層膜フィルタにおいて、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、各単層積層膜の媒質換算寸法で１．１８〜１．３１μｍの位置にあることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項４５】
請求項３６，４３，４４のいずれか１項に記載の多層膜フィルタにおいて、前記フィルタ機能を有する多層膜の厚みが１１μｍであることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項４６】
請求項４３〜４５のいずれか１項または請求項１７に記載の多層膜フィルタにおいて、前記フィルタ機能を有する多層膜を構成する単層積層膜の層数が４７層であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項４７】
請求項４６に記載の多層膜フィルタにおいて、前記多層膜フィルタを構成する各単層積層膜の膜厚を表現する前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１，１．３５，１，１．１７，０．８３，１．１６２，１．０３，０．９８２，１．０３，０．９８２，１．０３，０．９８２，１．０３，０．９８２，１．０３，０．９８２，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，０．９７８，１．０４４，０．９７８，１．０４４，０．９７８，１．０４４，０．９７８，１．０４４，０．９７８，１．０４４，１．２１，０．８３１３，１．１６，１．３７，１であることを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項４８】
請求項４７に記載の多層膜フィルタにおいて、前記波長λｃが１５８０ｎｍであることを特徴とする多層膜フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、第１の特定波長の光を反射し第２の特定波長の光を透過するというような光フィルタ（以下、単にフィルタともいう）機能を有する多層膜を用いた多層膜フィルタに関し、さらに具体的には、コリメートレンズなしで光回路中に用いたときに、反射損失が小さく、反射損失のバラツキが小さい多層膜フィルタに関する。
【０００２】
【従来技術】
光通信は近年のブロ−ドバンドの要求により幹線系−メトロ系−アクセス系へと利用技術範囲を広げている。メトロ系から加入者に繋がるアクセス系では、加入者系の波長多重システムが導入され、そこではコスト低減と小型化のため、レンズなしで導波路や光ファイバからの光をフッ素化ポリイミド（以下、単に、ポリイミドともいう）薄膜を基板として、その上にフィルタ用の多層膜を形成したフッ素化ポリイミドフィルタ（単に、ポリイミドフィルタともいう）と呼ばれているフィルタによって透過あるいは反射させる波長合分波器が提案されている。
ポリイミドフィルタについては、たとえば、特開平４−２１１２０３（特許第２６０８６３３号）（以下、文献１という）にその特徴と製造方法が詳しく述べられている。
【０００３】
幹線系−メトロ系に用いる波長合分波器は、扱う波長間隔が狭いことなどにより高性能なものが必要とされている。
【０００４】
図１９は従来の光ファイバコリメータ（以下、光ファイバのことを単にファイバともいう）を用いた波長合分波器を説明するための模式図である。図１９において、符号２０８は波長合分波器、２０１および２０２は２芯光ファイバコリメータ２０３のファイバ芯線、２０４および２０６はレンズ、２０５はフィルタ、２０７は光ファイバ芯線である。
【０００５】
図１９において、レンズ２０４の焦点の付近にフィルタ２０５が配置されている。２芯光ファイバコリメータ２０３の一方のファイバ芯線２０１を伝送されてその端面から発散された光はレンズ２０４によって平行光にされた後に、その波長に応じてレンズ２０４の焦点付近に設置されたフィルタ２０５によって反射または透過される。透過光はレンズ２０６で光ファイバ芯線２０７に結合し、反射光は再びレンズ２０４を通過した後、光軸と平行に戻り、２芯光ファイバコリメータ２０３の他方の光ファイバ芯線２０２に光結合するように各光学系が配置されている。この際のフィルタ２０５を置く位置精度を見積もると、例えば光ファイバの開口数（以下、ＮＡともいう）が０．１、２芯光ファイバコリメータの光ファイバ芯線２０１と光ファイバ芯線２０２の中心間距離を１２５μｍ、レンズ２０４の焦点距離ｆを１．８ｍｍとしたとき、フィルタ２０５を置く位置の誤差を±１ｍｍとしても、光ファイバ芯線２０１と光ファイバ芯線２０２の間の損失は０．２ｄＢ程度で、フィルタ２０５の基板を除いた部分の厚さ１０〜２０μｍは、この範囲に十分に収まり、したがって、フィルタ２０５を置く位置の精度は全く問題にされていなかった。もちろん、衆知のように、実際の組み立て作業では、フィルタ２０５を置く位置の精度よりもフィルタの配置角度が反射損失に大きく作用する。
【０００６】
図２０は従来の光導波路（以下、単に、導波路ともいう）を用いた波長合分波器を説明するための断面図で、ポリイミドフィルタを用いており、レンズを用いていない例である。
【０００７】
図２０において、符号２１０は波長合分波器、２１１，２１２，２１６は光導波路のコア部、２１１ａ，２１２ａ，２１６ａはそれぞれコア部２１１，２１２，２１６の中心線、２１３はポリイミド薄膜を用いた多層膜フィルタ、２１３ａはポリイミドフィルタ２１３のフィルタ機能を有する多層膜、２１３ｂはフッ素化ポリイミド膜で形成されている基板、２１４は波長合分波器２１０の入射面としての多層膜の表面、２１５ａ〜２１５ｃは信号光の向きを説明するための矢印、２１７は接着剤である。
【０００８】
図２０で、光導波路のコア部２１１内を、前記のように、進行してきた信号光は、フィルタ２１３によって透過または反射されて光導波路のコア部２１６または２１２に入射される。
【０００９】
しかし、レンズ無しでフッ素化ポリイミドフィルタ２１３を用いる光導波路を用いた波長合分波器では、入射光ビームに対して所定角度だけ傾斜させて配置したフィルタ２１３に、コア部２１１からの光ビ−ムを直接当てるので、ビ−ム径はモ−ド径であるおおよそ１０μｍ程度の細さであり、フィルタ２１３で反射域の波長を有する入射光のフィルタ２１３での反射面が、たとえば、多層膜２１３ａの前面であるか後面であるかによって、反射光とそれを受けるコア部２１２との間に軸ずれを生じ、損失の増大を招く。
【００１０】
すなわち、反射面を図２０の多層膜２１３ａの表面２１４の位置である多層膜の前面と仮定して接着固定した場合には、実際の反射面が、仮に前面と後面の中間の位置であったときとの大きな損失差が生じてしまう。例えば、分岐角を１６度として、フィルタの周囲媒質（接着剤）換算厚さを１０μｍとすると、実際の反射面が、仮に前面と後面の中間の位置であったときとの前記損失差は理想的な計算値でも約０．４ｄＢとなる。
【００１１】
ポリイミドフィルタに関しては、前記のように、たとえば文献１に詳述されているので、ここでの詳しい記述は割愛するが、ポリイミドフィルタは、たとえばＢＫ−７ガラス（ドイツ国、ショット社の商品名）のような材料を用いた仮基板の上に、熱膨張の比較的小さい特性を有するフッ素化ポリイミドの薄膜（たとえば、厚さ５μｍ）を形成し、このフッ素化ポリイミドの薄膜の上に誘電体多層膜を形成し、その後前記仮基板から、上に誘電体多層膜を形成してあるフッ素化ポリイミドの薄膜を誘電体多層膜を付けた状態で剥離し、フッ素化ポリイミドの薄膜を基板とする誘電体多層膜フィルタを構成するようにしたものである。
【００１２】
このポリイミドフィルタは、基板を含めたフィルタ全体の厚みを薄くすることができ、光導波路の切断面に接着するなどして前記のような波長合分波器を形成するなど、これからの有望な光部品として期待されている。
【００１３】
しかし、その活用は著についたばかりで、たとえば図２０のフィルタでは、透過波長域と反射波長域のリップルを小さくするとともに前記両波長域の境界部分のカットオフ特性をシャープにするなど、良好なフィルタ特性の実現が一つの重要な課題になっている。
【００１４】
前記透過波長域と反射波長域のリップルを小さくするなど、フィルタ特性を良くすることに関しては、たとえば、李正中著、（株）アルバック訳、アグネ技術センター発行、光学薄膜と成膜技術（２００２年９月２５日発行）、の１７８〜１８３ページ（以下、文献２という）に記載されている。
【００１５】
多層膜フィルタは、衆知のように、以下において層Ｈと定義する屈折率が高い方の層である層Ｈと、以下において層Ｌと定義する屈折率が低い方の層である層Ｌをそれぞれ単層積層膜と定義すると、基本的には膜厚が、物理的厚さ×屈折率である光路長で表現した、設計波長の１／４（４分の１）の屈折率の高い方の単層積層膜と屈折率の低い方の単層積層膜とを交互に積層した組合せ層で構成するが、前記リップルを少なくするなどフィルタ特性を良くするために多くの改善が施されている。リップルを少なくする一つの方法として、前記文献２に記されているように、多層膜の表面と裏面の近傍の単層積層膜の膜厚を１／４波長からずらす方法が知られている。しかし、この方法は基本的には適用できるが、実際に製造してみた結果から、フィルタ特性への要求が高まるにつれて、この方法を単に当てはめただけでは、フィルタ特性が製品としての仕様を満たすことができず、そこに多くの改善、工夫が要求されているのが現状である。
【００１６】
そして、フィルタにおける微妙な反射の条件まではまだ大きな問題にされない状態でポリイミドフィルタが導波路に応用されはじめている。
【００１７】
ただ、利用する側のシステムの都合から、光回路全体の損失を低減させることが要求されている。
【００１８】
このため、レンズ無しでフッ素化ポリイミドフィルタを用いる従来の波長合分波器では、たとえば、導波路のポリイミドフィルタを挿入する部分のダイシングカット位置を多少変えたものを何通りも作成しておき、最小損失の位置を探すために、組立工程において、様々な技法により試行錯誤を繰り返して損失を測定しながら試作テストを行い、最小損失の位置を決定して、その状態でポリイミドフィルタと導波路を接着する接着剤を硬化させて波長合分波器を構成していた。このような製造工程では、製造に非常に手間がかかり、同時に多数の試作品を作らなければならないので、製造コストが極めて高くなってしまっていた。さらに、接着剤の厚さなどにも影響されやすいため、均質な性能を示す波長合分波器の作成は困難であった。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、フッ素化ポリイミドフィルタに代表される基板に薄膜を使用する多層膜フィルタや多層膜だけで用いる多層膜フィルタの場合、フィルタ全体の厚みが薄く、導波路などの光回路への利用が期待されている。
【００２０】
しかし、以上の説明からも推察できるように、フィルタ特性として、たとえばエッジフィルタでは透過波長域におけるリップルや透過波長域と反射波長域の境界のシャープさなどが大きな課題とされているが、それを用いる光回路、たとえば波長合分波器への利用に際して、光回路としての損失とそのバラツキを小さくするための課題はまだ解決されていない。
【００２１】
そして、前記のように、従来のフッ素化ポリイミドフィルタを用いた波長合分波器は、その製造コストが高く、損失が最小損失よりもかなり大きくなるのみならず、損失特性のバラツキが大きく、本格的実用化に対して大きな障害があった。
【００２２】
本発明は、このような点に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、上記の問題を解決して、損失が最小損失となるような波長合分波器を量産に適した状態で提供することができる多層膜フィルタを提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明では、前記課題を、フィルタの反射波に対する反射特性をそろえた多層膜フィルタを作成することによって解決した。
【００２４】
本発明の多層膜フィルタは、フィルタの反射波長域にある第１の特定の波長λａの入射光を反射し、フィルタの透過波長域にある第２の特定の波長λｂの入射光を透過する特性のエッジフィルタとしての機能を有する多層膜を有する多層膜フィルタで、以下において層Ｈと定義する屈折率が高い方の層である層Ｈと、以下において層Ｌと定義する屈折率が低い方の層である層Ｌをそれぞれ単層積層膜と定義して、前記多層膜の入射光の光路を含む断面における各単層積層膜あたりの反射量の分布の重心の位置を反射の重心位置と定義して、前記多層膜は少なくとも単層積層膜としての層Ｈと単層積層膜としての層Ｌを交互に積層した組合せ層で構成されており、前記多層膜に入射した前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の表面から特定の単層積層膜までの深さを単層積層膜の層数で表現する数値Ｄを５〜１０の数値とするとき、前記多層膜の前記第１の特定の波長λａの入射光が入射する側の表面からＤ層だけ前記多層膜の内側に形成されている前記単層積層膜の近傍にあることを特徴としている。
【００２５】
本発明の多層膜フィルタの例は、以下に説明する種々の例が場合によって特定の例に固有の特徴もを有するわけであるが、矛盾しない範囲において可能な限りそれらの特徴を組み合わせて有することができるものである。
【００２６】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記波長λａと前記波長λｂが１２００〜２０００ｎｍのいずれかの波長であり、前記波長λａが、当該エッジフィルタの反射波長域の中心波長と、前記反射波長域とそれに隣接する透過波長域の境界の波長であるエッジ波長との間の波長であり、同一仕様のフィルタにおける前記反射の重心位置を表す数値Ｄの最大値と最小値の差は３以内であることを特徴としている。
【００２７】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記フィルタ機能を有する多層膜がフッ素化ポリイミドを用いた薄膜を用いた基板に形成されていることを特徴としている。
【００２８】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記フィルタ機能を有する多層膜がＳｉＯ２すなわち二酸化珪素を用いた薄膜を用いた基板に形成されていることを特徴としている。
【００２９】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記フィルタ機能を有する多層膜が誘電体で構成された誘電体多層膜であることを特徴としている。
【００３０】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記各特徴を適宜組み合わせた特徴を有することができるものであるが、さらに、本発明の多層膜フィルタの例は、その特徴によりいくつかのグループあるいはそのグループの中の小グループに分類して説明することができるものである。
【００３１】
本発明の多層膜フィルタの例の第１のグループは、次のような特徴を有している。
【００３２】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記数値Ｄが７〜９のいずれかの値であることを特徴としている。
【００３３】
そして、本発明の第１のグループの第１の小グループに属する発明は次のような特徴を有している。
【００３４】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、物理的寸法で２．０４〜２．５７μｍの位置にあることを特徴としている。
【００３５】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、各単層積層膜の、その屈折率で割った空気換算厚みに、周囲媒質の屈折率を乗じた値である媒質換算寸法で１．９〜２．４μｍの位置にあることを特徴としている。
【００３６】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記フィルタ機能を有する多層膜の厚みが１８．９μｍであることを特徴としている。
【００３７】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記フィルタ機能を有する多層膜を構成する単層積層膜の層数が７１層であることを特徴としている。
【００３８】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記多層膜フィルタを構成する各単層積層膜の膜厚が、前記基板側から各層の膜厚を光路長（屈折率×物理厚さ）として表現する場合、当該フィルタで反射域の中心にある中心波長とも呼称する設計基準波長をλｃとして、λｃ／４を単位とする光路長で表現した膜厚をｎで表現したときに、前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．１９，１．４３，０．７３，１．２８，１．０４，０．９５，１．１１，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９８，１．０２，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．０２，０．９８，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０４，１．０３，１．０９，０．９２，１．３，０．７９，１．４１，１．２７であることを特徴としている。そして、本発明の多層膜フィルタの例は、前記波長λｃが１８０５ｎｍであることを特徴としている。
【００３９】
そして、本発明の第１のグループの第２の小グループに属する発明は次のような特徴を有している。
【００４０】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、物理的寸法で２．０４〜２．５７μｍの位置にあることを特徴としている。
【００４１】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、各単層積層膜の媒質換算寸法で１．９〜２．４μｍの位置にあることを特徴としている。
【００４２】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記フィルタ機能を有する多層膜の厚みが１３．７μｍであることを特徴としている。
【００４３】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記フィルタ機能を有する多層膜を構成する単層積層膜の層数が５１層であることを特徴としている。
【００４４】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記多層膜フィルタを構成する各単層積層膜の膜厚を表現する前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．１９，１．４３，０．７３，１．２８，１．０４，０．９５，１．１１，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，．９８，１．０２，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．０２，０．９８，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０４，１．０３，１．０９，０．９２，１．３，０．７９，１．４１，１．２７であることを特徴としている。
【００４５】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記波長λｃが１８０５ｎｍであることを特徴としている。
【００４６】
そして、本発明の第１のグループの第３の小グループに属する発明は次のような特徴を有している。
【００４７】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、物理的寸法で１．８２〜２．３２μｍの位置にあることを特徴としている。
【００４８】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、各単層積層膜の媒質換算寸法で１．５２〜１．９５μｍの位置にあることを特徴としている。
【００４９】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記フィルタ機能を有する多層膜の厚みが１２．７４μｍであることを特徴としている。
【００５０】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記フィルタ機能を有する多層膜を構成する単層積層膜の層数が５０層であることを特徴としている。
【００５１】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記多層膜フィルタを構成する各単層積層膜の膜厚を表現する前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．１７，１．４１，０．８４１，１．１９，１．１２，０．８５４，１．１４５，１．０１４，１，１．０１４，１，１．０１４，１，１．０１４，１，１．０１４，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１．０１２，１，１．０１２，１，１．０１２，１，１．０１２，１，１．０１２，１．１，０．９２７，１．０７，１．０６４，１．１２，０．９９，１．４であることを特徴としている。
【００５２】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記波長λｃが１７２０ｎｍであることを特徴としている。
【００５３】
そして、本発明の第１のグループの第４の小グループに属する発明は次のような特徴を有している。
【００５４】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、物理的寸法で１．８９〜２．３９μｍの位置にあることを特徴としている。
【００５５】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、各単層積層膜の媒質換算寸法で１．７６〜２．２２μｍの位置にあることを特徴としている。
【００５６】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記フィルタ機能を有する多層膜の厚みが１２．４３μｍであることを特徴としている。
【００５７】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記フィルタ機能を有する多層膜を構成する単層積層膜の層数が４９層であることを特徴としている。
【００５８】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記多層膜フィルタを構成する各単層積層膜の膜厚を表現する前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．０９，１．４１，０３７６，１．２４，１．０４，０．９６，１．１，１．００３，１．０１１，１．００３，１．０１１，１．００３，１．０１１，１．００３，１．０１１，１．００３，１．０１１，１，１．０１，１．００２，１．００１，１．００２，１．００１，１．００２，１．００１，１．００２，１．００１，１．００２，１．００１，１．０１，０．９９，１．０２６，０．９８６６，１．０２６，０．９８６６，１．０２６，０．９８６６，１．０２６，０．９８６６，１．０２６，０．９８６６，１．０５，１．０１，１．０９，０．９３，１．２８，０．７８，１．３９，１．１３であることを特徴としている。
【００５９】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記波長λｃが１７１５ｎｍであることを特徴としている。
【００６０】
本発明の多層膜フィルタの例の前記とは別の第２のグループは、次のような特徴を有している。
【００６１】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記数値Ｄが６〜８のいずれかの値であることを特徴としている。
【００６２】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、物理的寸法で１．０〜１．３７μｍの位置にあることを特徴としている。
【００６３】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、各単層積層膜の媒質換算寸法で０．９１〜１．２４μｍの位置にあることを特徴としている。
【００６４】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記フィルタ機能を有する多層膜の厚みが９．７２μｍであることを特徴としている。
【００６５】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記フィルタ機能を有する多層膜を構成する単層積層膜の層数が５３層であることを特徴としている。
【００６６】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記多層膜フィルタを構成する各単層積層膜の膜厚を表現する前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．０５，０．６８，０．６６，０．９２，１．２６，０．７９，０．９７，０．８５，１．１３２，０．８５，１．１３２，０．８５，１．１３２，０．８５，１．１３２，０．８５，１．１３２，０．８５，１．１３２，１，０．９２，１．０３５，０．９６５，１．０３５，０．９６５，１．０３５，０．９６５，１．０３５，０．９６５，１．０３５，０．９６５，１．０３５，０．９６５，０．８９，１．１５，０．９９８，０．９６６，０．９９８，０．９６６，０．９９８，０．９６６，０．９９８，０．９６６，０．９９８，０．９６６，０．９９８，０．９６６，０．９２，０．６８，１．２，０．８９，０．３２，１．２６であることを特徴としている。
【００６７】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記波長λｃが１３００ｎｍであることを特徴としている。
【００６８】
本発明の多層膜フィルタの例の前記とは別の第３のグループは、次のような特徴を有している。
【００６９】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記数値Ｄが５〜６のいずれかの値であることを特徴としている。
【００７０】
そして、本発明の第３のグループの第１の小グループに属する発明は次のような特徴を有している。
【００７１】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、物理的寸法で１．３６〜１．５７μｍの位置にあることを特徴としている。
【００７２】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、各単層積層膜の媒質換算寸法で１．３２〜１．４７μｍの位置にあることを特徴としている。
【００７３】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記フィルタ機能を有する多層膜の厚みが１１．７６μｍであることを特徴としている。
【００７４】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記フィルタ機能を有する多層膜を構成する単層積層膜の層数が４９層であることを特徴としている。
【００７５】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記多層膜フィルタを構成する各単層積層膜の膜厚を表現する前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．３６，１．３８，０．７５，１．３４，１，０．８２，１．１５，１．０５５，０．９４６，１．０５５，０．９４６，１．０５５，０．９４６，１．０５５，０．９４６，１．０５５，０．９４６，１．０５５，０．９４６，０．９８，１．０４，０．９８３，１．００４，０．９８３，１．００４，０．９８３，１．００４，０．９８３，１．００４，１．０２，１．０１，０．９０４，１．０９７，０．９０４，１．０９７，０．９０４，１．０９７，０．９０４，１．０９７，０．９０４，１．０９７，０．９０４，１．０９７，１．１２，０．８６，１．０３，１．２５，１．１２，１．３８であることを特徴としている。
【００７６】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記波長λｃが１６０３ｎｍであることを特徴としている。
【００７７】
そして、本発明の第３のグループの第２の小グループに属する発明は次のような特徴を有している。
【００７８】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、物理的寸法で１．３２〜１．５１μｍの位置にあることを特徴としている。
【００７９】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記第１の特定の波長λａの入射光の反射の重心位置が、前記多層膜の当該入射光の入射面から、各単層積層膜の媒質換算寸法で１．１８〜１．３１μｍの位置にあることを特徴としている。
【００８０】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記フィルタ機能を有する多層膜の厚みが１１μｍであることを特徴としている。
【００８１】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記フィルタ機能を有する多層膜を構成する単層積層膜の層数が４７層であることを特徴としている。
【００８２】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記多層膜フィルタを構成する各単層積層膜の膜厚を表現する前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１，１．３５，１，１．１７，０．８３，１．１６２，１．０３，０．９８２，１．０３，０．９８２，１．０３，０．９８２，１．０３，０．９８２，１．０３，０．９８２，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，０．９７８，１．０４４，０．９７８，１．０４４，０．９７８，１．０４４，０．９７８，１．０４４，０．９７８，１．０４４，１．２１，０．８３１３，１．１６，１．３７，１であることを特徴としている。
【００８３】
本発明の多層膜フィルタの例は、前記波長λｃが１５８０ｎｍであることを特徴としている。
【００８４】
なお、本発明の前記課題を解決するための手段は、これらの例の特徴を適宜組み合わせた特徴を有することは前記の如くであるが、本発明の多層膜フィルタは前記の如き特徴を有する技術に基づいた多くのバリエーションを可能とするものである。
【００８５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、説明に用いる各図は本発明を理解できる程度に各構成要素の寸法、形状、配置関係などを概略的に示してある。そして、本発明の説明の都合上、部分的に拡大率を変えて図示する場合もあり、本発明に用いる図は、必ずしも実施の形態などの実物や記述と相似形でない場合もある。また、各図において、同様な構成要素については同一の番号を付けて示し、重複する説明を省略することもある。
【００８６】
図１は、光導波路に本発明の多層膜フィルタを用いた波長合分波器の例を説明するための断面図で、入射光の光路を含んでフッ素化ポリイミドフィルタの周辺を拡大した図である。多層膜フィルタとしてポリイミドフィルタを用いており、レンズを用いていない例である。
【００８７】
図１において、符号１１は本発明の多層膜フィルタを用いた波長合分波器、１〜３は光導波路のコア部、１ａはコア部１とコア部２の端面（以下、導波路の端面あるいは光導波路の端面ともいう）、４は基板５の上に形成された多層膜、６は基板５と多層膜４で構成される多層膜フィルタ、７は多層膜フィルタ６を導波路の端面に接着するための接着剤、８〜１０は光導波路のコア部１〜３の中心線、８ａと９ａは信号光の進行方向を表すための矢印、４ａはコア部１から第１の特定波長である波長λａの光が多層膜フィルタ６に入射してコア部２の方向に反射されるときの反射の重心位置、４ｂは見かけの反射面と定義する想定した反射面、４ｃは多層膜４の表面であるとともに多層膜フィルタ６の一方の入射面、ｗ１はコア部１とコア部２の合流点からコア部１とコア部２の端面１ａまでの距離、ｗ２はコア部１とコア部２の端面１ａと多層膜４の表面４ｃの間隔、Ｄ、ｄｐｈ、ｄは多層膜４の表面４ｃから反射の重心位置４ａまでの距離で、Ｄは多層膜４を構成する単層積層膜の層数で表現した場合、ｄｐｈは物理的寸法で表現した場合、ｄは距離ｄｐｈを媒質の屈折率で割った空気換算厚みに周囲媒質である接着剤の屈折率を乗じた媒質換算寸法で表現した場合の距離である。
【００８８】
図１で、コア部１とコア部２はθ１の角度をなして形成されており、コア部３は多層膜フィルタ６から見てコア部１およびコア部２とは反対側に設けられている。また、多層膜フィルタ６は薄膜からなる基板５にイオンアシスト蒸着などの方法で多層膜４を形成することによって形成されており、多層膜フィルタ６は接着剤７によってコア部１およびコア部２の端面１ａに接着固定されている。
【００８９】
図１に示したような、光導波路に多層膜フィルタを用いた波長合分波器を作成する場合、コア部１を進行してきて多層膜フィルタ４により反射されてコア部２に進行させるべき光を、コア部１からコア部２に如何に低損失で入射させるかが重要な課題である。従来のように、コア部１から多層膜フィルタ６の多層膜４に入射して反射されてコア部２に進行する光の多層膜４における反射に関するたとえば反射の重心位置４ａのような情報がわからない場合、前記のように、コア部１とコア部２の合流点からコア部１とコア部２の端面１ａまでの距離ｗ１を一義的に設定できなかったが、反射の重心位置４ａの範囲がわかっている場合、それを基に見かけの反射面４ｂを設定することができるので、コア部１の中心線８とコア部２の中心線９の交点が見かけの反射面４ｂ上に来るように距離ｗ１を設定して導波路の端面１ａを切断しておけばよい。
【００９０】
このように設定された距離ｗ１を有する導波路の端面に多層膜４の表面４ｃを配置し、接着剤７によって接着固定する。
【００９１】
多層膜４としては、後述のように、良好なフィルタ特性を有して、反射の重心位置を明確にすることができる積層膜を用いることができる。
【００９２】
図２〜図１０は本発明による多層膜フィルタの例における透過波長域と反射波長域のフィルタ特性を説明する図、図１１〜図１８は、それぞれ図３〜図１０の特性を有する本発明の各多層膜フィルタの、反射域にある特定波長λａに対する反射特性を説明する図である。
【００９３】
図２は、本発明の多層膜フィルタの例の波長特性を波長が８００ｎｍ〜２４００ｎｍにわたって示した図で、図３は図２のフィルタ特性を１３００〜１６００ｎｍの範囲について拡大して示した図である。図４〜図１０は本発明の多層膜フィルタの他の例の波長特性を示した図である。図２〜図１０で横軸はｎｍ単位で表した波長、縦軸は％単位で表したフィルタの透過率である。図１１〜図１８で横軸は単層積層膜の層数単位で表した入射面から多層膜内部の各反射位置への距離、縦軸は％単位で表したフィルタの反射率で、前記特定波長λａの入射光が当該フィルタの入射面から多層膜内部の各反射位置までの間に反射された総反射光量の入射光量に対する割合を％で表した値である。
【００９４】
いずれの多層膜フィルタも、フッ素かポリイミド薄膜を基板に用い、その上に後述の多層膜を形成したものである。
【００９５】
図２〜図１８で、符号６１，７１，８１，９１，１０１，１１１，１２１，１３１は透過波長域における透過特性曲線（ｓ偏光に対する特性とｐ偏光に対する特性が重なっているため一本の線に見える）、６２，７２，８２，９２，１０２，１１２，１２２，１３２は反射波長域における透過特性曲線（ｓ偏光に対する特性とｐ偏光に対する特性が重なっているため一本の線に見える）、６３，７３，８３，９３，１０３，１１３，１２３，１３３はｓ偏光に対する透過波長域と反射波長域の境界部分の特性、６４，７４，８４，９４，１０４，１１４，１２４，１３４はｐ偏光に対する透過波長域と反射波長域の境界部分の特性、６５，７５，８５，９５，１０５，１１５，１２５，１３５は反射率が５０％になる多層膜中における反射位置で、本発明ではこれを基に反射の重心位置を表している。
【００９６】
図２と図３で特性を示した本発明の多層膜フィルタの例（以下、フィルタＦ１ともいう）は、反射波長域では１５５０〜１５６０ｎｍの波長域の反射特性を重視し、透過波長域では１２６０〜１３８０ｎｍと１４８０〜１５００ｎｍの透過特性を重視し（リップルが特に少なくなるようにし）さらに、透過波長域と反射波長域の境界部分の特性がシャープになるようにし、反射波長域における反射の重心位置の当該多層膜の入射面からの距離のバラツキが小さくなるようにした例である。発展途上にあるともいえる光導波路に用いる多層膜フィルタは、その使用される条件により、極めて難しい条件の特性を実現しなければならず、従来の設計条件を当てはめたのでは、到底実現できない仕様を要求されることが多い。図２、図３に示した特性の多層膜フィルタは、この一つの例ということができるものである。本発明の多層膜フィルタの例としてのフィルタＦ１では、これらの条件を満たすため、前記設計基準波長λｃを１７２５ｎｍに設定して多層膜フィルタを製作した。その結果、図２、図３に示したようなフィルタ特性を有し、図１１に示したような反射特性を有する多層膜フィルタを得ることができた。
【００９７】
図３，図１１に示した特性からわかるように、本発明の多層膜フィルタＦ１は、透過波長域の１２６０〜１３８０ｎｍと１４８０〜１５００ｎｍの波長域におけるリップルがせいぜい１ｄＢ程度と極めて小さく、エッジ領域である透過波長域と反射波長域の境界部分の特性が１０ｎｍ以内でシャープに下がっている。そして、反射量の積算値が入射光量の５０％になる位置がフィルタの入射面から８〜１０層目になっている。
【００９８】
フィルタＦ１の反射特性について調べた結果をさらに詳細に説明すると、反射の重心位置は、フィルタの入射面から、単層積層膜の層数で表現する数値Ｄの値で８〜１０層目，物理的寸法で表現すると２．２３〜２．７３μｍ、媒質換算寸法で表現すると１．３２〜１．６２μｍの深さにある。
【００９９】
図３，図１１の特性を有する前記フィルタＦ１の例として、基板としてフッ素化ポリイミド薄膜を用い、その上に、層ＨとしてＴａ２Ｏ５（五酸化タンタル）を用いて形成した層を、層ＬとしてＳｉＯ２（二酸化ケイ素）を用いて形成した層を、設計基準波長をλｃを１７２５ｎｍとし、λｃ／４を単位とする光路長で表現した膜厚をｎで表現し、隣り合った２層の前記ｎの値がｎ１とｎ２である層の組合せをｍ回繰り返すときの表現を（ｎ１，ｎ２）×ｍ組で表現したときに、前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．２０３４７，１．４４５９３，０．６８６３８，１．２７３９２，１．０４８０６，０．９９１１６，１．０４７８，（１．０７９８４，０．９３４３９）×７組，（１．０１６７３，０．９９０１４）×組，（１，１）×２６組，（０．９９９２４，１．００６２）×５組，（０．９６１５９，１．０５２５７）×７組，１．０９５６，０．８７２５２，１．１３２６８，１．０２９３，１．１２７４９，０．９７２１３，１．３９３９６，１．４２３９２になるように単層積層膜を１１５層積層して多層膜を形成して多層膜フィルタＦ１を実現することができた。
【０１００】
図４と図１２で特性を示した本発明の多層膜フィルタの例（以下、フィルタＦ２ともいう）は、反射波長域では１６４５〜１６５５ｎｍの波長域の反射特性を重視し、透過波長域でのリップルが特に少なくなるようにし、さらに、透過波長域と反射波長域の境界部分の特性がシャープになるようにし、反射波長域における反射の重心位置の当該多層膜の入射面からの距離のバラツキが小さくなるようにした例である。
【０１０１】
本発明の多層膜フィルタの例としてのフィルタＦ２では、これらの条件を満たすため、前記設計基準波長λｃを１８０５ｎｍに設定して多層膜フィルタを製作した。その結果、図４に示したようなフィルタ特性を有し、図１２に示したような反射特性を有する多層膜フィルタを得ることができた。
【０１０２】
図４，図１２に示した特性からわかるように、本発明の多層膜フィルタＦ２は、透過波長域の１４５０〜１５３５ｎｍを除くその両側の波長域におけるリップルがせいぜい１ｄＢ程度と極めて小さく、エッジ領域である透過波長域と反射波長域の境界部分もシャープに下がっている。そして、反射量の積算値が入射光量の５０％になる位置がフィルタの入射面から７〜９層目になっている。
【０１０３】
フィルタＦ２の反射特性について調べた結果をさらに詳細に説明すると、反射の重心位置は、フィルタの入射面から、単層積層膜の層数で表現する数値Ｄの値で７〜９層目，物理的寸法で表現すると２．０４〜２．５７μｍ、媒質換算寸法で表現すると１．９〜２．４μｍの深さにある。
【０１０４】
図４，図１２の特性を有する前記フィルタＦ２の例として、基板としてフッ素化ポリイミド薄膜を用い、その上に、層ＨとしてＴａ２Ｏ５（五酸化タンタル）を用いて形成した層を、層ＬとしてＳｉＯ２（二酸化ケイ素）を用いて形成した層を、設計基準波長をλｃを１８０５ｎｍとし、前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．１９，１．４３，０．７３，１．２８，１．０４，０．９５，１．１１，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９８，１．０２，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．０２，０．９８，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０４，１．０３，１．０９，０．９２，１．３，０．７９，１．４１，１．２７になるように単層積層膜を７１層積層して多層膜を形成して多層膜フィルタＦ２を実現することができた。
【０１０５】
図５と図１３で特性を示した本発明の多層膜フィルタの例（以下、フィルタＦ３ともいう）は、反射波長域では１２７０〜１３５０ｎｍの波長域の反射特性を重視し、透過波長域でのリップルが特に少なくなるようにし、さらに、透過波長域と反射波長域の境界部分の特性がシャープになるようにし、反射波長域における反射の重心位置の当該多層膜の入射面からの距離のバラツキが小さくなるようにした例である。
【０１０６】
本発明の多層膜フィルタの例としてのフィルタＦ３では、これらの条件を満たすため、前記設計基準波長λｃを１３００ｎｍに設定して多層膜フィルタを製作した。その結果、図５に示したようなフィルタ特性を有し、図１３に示したような反射特性を有する多層膜フィルタを得ることができた。
【０１０７】
図５，図１３に示した特性からわかるように、本発明の多層膜フィルタＦ３は、反射量の積算値が入射光量の５０％になる位置がフィルタの入射面から６〜８層目になっている。
【０１０８】
フィルタＦ３の反射特性について調べた結果をさらに詳細に説明すると、反射の重心位置は、フィルタの入射面から、単層積層膜の層数で表現する数値Ｄの値で６〜８層目，物理的寸法で表現すると１．０〜１．３７μｍ、媒質換算寸法で表現すると０．９１〜１．２４μｍの深さにある。
【０１０９】
図５，図１３の特性を有する前記フィルタＦ３の例として、基板としてフッ素化ポリイミド薄膜を用い、その上に、層ＨとしてＴａ２Ｏ５（五酸化タンタル）を用いて形成した層を、層ＬとしてＳｉＯ２（二酸化ケイ素）を用いて形成した層を、設計基準波長をλｃを１３００ｎｍとし、前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．０５，０．６８，０．６６，０．９２，１．２６，０．７９，０．９７，０．８５，１．１３２，０．８５，１．１３２，０．８５，１．１３２，０．８５，１．１３２，０．８５，１．１３２，０．８５，１．１３２，１，０．９２，１．０３５，０．９６５，１．０３５，０．９６５，１．０３５，０．９６５，１．０３５，０．９６５，１．０３５，０．９６５，１．０３５，０．９６５，０．８９，１．１５，０．９９８，０．９６６，０．９９８，０．９６６，０．９９８，０．９６６，０．９９８，０．９６６，０．９９８，０．９６６，０．９９８，０．９６６，０．９２，０．６８，１．２，０．８９，０．３２，１．２６になるように単層積層膜を５３層積層して多層膜を形成して多層膜フィルタＦ３を実現することができた。
【０１１０】
図６と図１４で特性を示した本発明の多層膜フィルタの例（以下、フィルタＦ４ともいう）は、反射波長域では１６４５〜１６５５ｎｍの波長域の反射特性を重視し、透過波長域でのリップルが特に少なくなるようにし、反射波長域における反射の重心位置の当該多層膜の入射面からの距離のバラツキが小さくなるようにした例である。
【０１１１】
本発明の多層膜フィルタの例としてのフィルタＦ４では、これらの条件を満たすため、前記設計基準波長λｃを１８０５ｎｍに設定して多層膜フィルタを製作した。その結果、図６に示したようなフィルタ特性を有し、図１４に示したような反射特性を有する多層膜フィルタを得ることができた。
【０１１２】
図６，図１４に示した特性からわかるように、本発明の多層膜フィルタＦ４は、反射量の積算値が入射光量の５０％になる位置がフィルタの入射面から７〜９層目になっている。
【０１１３】
フィルタＦ４の反射特性について調べた結果をさらに詳細に説明すると、反射の重心位置は、フィルタの入射面から、単層積層膜の層数で表現する数値Ｄの値で７〜９層目，物理的寸法で表現すると２．０４〜２．５７μｍ、媒質換算寸法で表現すると１．９〜２．４μｍの深さにある。
【０１１４】
図６，図１４の特性を有する前記フィルタＦ４の例として、基板としてフッ素化ポリイミド薄膜を用い、その上に、層ＨとしてＴａ２Ｏ５（五酸化タンタル）を用いて形成した層を、層ＬとしてＳｉＯ２（二酸化ケイ素）を用いて形成した層を、設計基準波長をλｃを１８０５ｎｍとし、前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．１９，１．４３，０．７３，１．２８，１．０４，０．９５，１．１１，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，０．９９８，１．０２，．９８，１．０２，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．００１，１．０２，０．９８，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０１７，１．００１，１．０４，１．０３，１．０９，０．９２，１．３，０．７９，１．４１，１．２７になるように単層積層膜を５１層積層して多層膜を形成して多層膜フィルタＦ４を実現することができた。
【０１１５】
図７と図１５で特性を示した本発明の多層膜フィルタの例（以下、フィルタＦ５ともいう）は、反射波長域では１５５０〜１５６０ｎｍの波長域の反射特性を重視し、透過波長域でのリップルが特に少なくなるようにし、反射波長域における反射の重心位置の当該多層膜の入射面からの距離のバラツキが小さくなるようにした例である。
【０１１６】
本発明の多層膜フィルタの例としてのフィルタＦ５では、これらの条件を満たすため、前記設計基準波長λｃを１７２０ｎｍに設定して多層膜フィルタを製作した。その結果、図７に示したようなフィルタ特性を有し、図１５に示したような反射特性を有する多層膜フィルタを得ることができた。
【０１１７】
図７，図１５に示した特性からわかるように、本発明の多層膜フィルタＦ５は、反射量の積算値が入射光量の５０％になる位置がフィルタの入射面から７〜９層目になっている。
【０１１８】
フィルタＦ５の反射特性について調べた結果をさらに詳細に説明すると、反射の重心位置は、フィルタの入射面から、単層積層膜の層数で表現する数値Ｄの値で７〜９層目，物理的寸法で表現すると１．８２〜２．３２μｍ、媒質換算寸法で表現すると１．５２〜１．９５μｍの深さにある。
【０１１９】
図７，図１５の特性を有する前記フィルタＦ５の例として、基板としてフッ素化ポリイミド薄膜を用い、その上に、層ＨとしてＴａ２Ｏ５（五酸化タンタル）を用いて形成した層を、層ＬとしてＳｉＯ２（二酸化ケイ素）を用いて形成した層を、設計基準波長をλｃを１７２０ｎｍとし、前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．１７，１．４１，０．８４１，１．１９，１．１２，０．８５４，１．１４５，１．０１４，１，１．０１４，１，１．０１４，１，１．０１４，１，１．０１４，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１．０１２，１，１．０１２，１，１．０１２，１，１．０１２，１，１．０１２，１．１，０．９２７，１．０７，１．０６４，１．１２，０．９９，１．４になるように単層積層膜を５０層積層して多層膜を形成して多層膜フィルタＦ５を実現することができた。
【０１２０】
図８と図１６で特性を示した本発明の多層膜フィルタの例（以下、フィルタＦ６ともいう）は、反射波長域では１５５０〜１５６０ｎｍの波長域の反射特性を重視し、透過波長域でのリップルが特に少なくなるようにし、反射波長域における反射の重心位置の当該多層膜の入射面からの距離のバラツキが小さくなるようにした例である。
【０１２１】
本発明の多層膜フィルタの例としてのフィルタＦ６では、これらの条件を満たすため、前記設計基準波長λｃを１７１５ｎｍに設定して多層膜フィルタを製作した。その結果、図８に示したようなフィルタ特性を有し、図１６に示したような反射特性を有する多層膜フィルタを得ることができた。
【０１２２】
図８，図１６に示した特性からわかるように、本発明の多層膜フィルタＦ６は、反射量の積算値が入射光量の５０％になる位置がフィルタの入射面から７〜９層目になっている。
【０１２３】
フィルタＦ６の反射特性について調べた結果をさらに詳細に説明すると、反射の重心位置は、フィルタの入射面から、単層積層膜の層数で表現する数値Ｄの値で７〜９層目，物理的寸法で表現すると１．８９〜２．３９μｍ、媒質換算寸法で表現すると１．７６〜２．２２μｍの深さにある。
【０１２４】
図８，図１６の特性を有する前記フィルタＦ６の例として、基板としてフッ素化ポリイミド薄膜を用い、その上に、層ＨとしてＴａ２Ｏ５（五酸化タンタル）を用いて形成した層を、層ＬとしてＳｉＯ２（二酸化ケイ素）を用いて形成した層を、設計基準波長をλｃを１７１５ｎｍとし、前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．０９，１．４１，０３７６，１．２４，１．０４，０．９６，１．１，１．００３，１．０１１，１．００３，１．０１１，１．００３，１．０１１，１．００３，１．０１１，１．００３，１．０１１，１，１．０１，１．００２，１．００１，１．００２，１．００１，１．００２，１．００１，１．００２，１．００１，１．００２，１．００１，１．０１，０．９９，１．０２６，０．９８６６，１．０２６，０．９８６６，１．０２６，０．９８６６，１．０２６，０．９８６６，１．０２６，０．９８６６，１．０５，１．０１，１．０９，０．９３，１．２８，０．７８，１．３９，１．１３になるように単層積層膜を４９層積層して多層膜を形成して多層膜フィルタＦ６を実現することができた。
【０１２５】
図９と図１７で特性を示した本発明の多層膜フィルタの例（以下、フィルタＦ７ともいう）は、反射波長域では１５２０〜１５８０ｎｍの波長域の反射特性を重視し、透過波長域でのリップルが特に少なくなるようにし、反射波長域における反射の重心位置の当該多層膜の入射面からの距離のバラツキが小さくなるようにした例である。
【０１２６】
本発明の多層膜フィルタの例としてのフィルタＦ７では、これらの条件を満たすため、前記設計基準波長λｃを１６０３ｎｍに設定して多層膜フィルタを製作した。その結果、図９に示したようなフィルタ特性を有し、図１７に示したような反射特性を有する多層膜フィルタを得ることができた。
【０１２７】
図９，図１７に示した特性からわかるように、本発明の多層膜フィルタＦ７は、反射量の積算値が入射光量の５０％になる位置がフィルタの入射面から５〜６層目になっている。
【０１２８】
フィルタＦ７の反射特性について調べた結果をさらに詳細に説明すると、反射の重心位置は、フィルタの入射面から、単層積層膜の層数で表現する数値Ｄの値で５〜６層目，物理的寸法で表現すると１．３６〜１．５７μｍ、媒質換算寸法で表現すると１．３２〜１．４７μｍの深さにある。
【０１２９】
図９，図１７の特性を有する前記フィルタＦ７の例として、基板としてフッ素化ポリイミド薄膜を用い、その上に、層ＨとしてＴａ２Ｏ５（五酸化タンタル）を用いて形成した層を、層ＬとしてＳｉＯ２（二酸化ケイ素）を用いて形成した層を、設計基準波長をλｃを１６０３ｎｍとし、前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１．３６，１．３８，０．７５，１．３４，１，０．８２，１．１５，１．０５５，０．９４６，１．０５５，０．９４６，１．０５５，０．９４６，１．０５５，０．９４６，１．０５５，０．９４６，１．０５５，０．９４６，０．９８，１．０４，０．９８３，１．００４，０．９８３，１．００４，０．９８３，１．００４，０．９８３，１．００４，１．０２，１．０１，０．９０４，１．０９７，０．９０４，１．０９７，０．９０４，１．０９７，０．９０４，１．０９７，０．９０４，１．０９７，０．９０４，１．０９７，１．１２，０．８６，１．０３，１．２５，１．１２，１．３８になるように単層積層膜を４９層積層して多層膜を形成して多層膜フィルタＦ７を実現することができた。
【０１３０】
図１０と図１８で特性を示した本発明の多層膜フィルタの例（以下、フィルタＦ８ともいう）は、反射波長域では１５２０〜１５８０ｎｍの波長域の反射特性を重視し、透過波長域でのリップルが特に少なくなるようにし、反射波長域における反射の重心位置の当該多層膜の入射面からの距離のバラツキが小さくなるようにした例である。
【０１３１】
本発明の多層膜フィルタの例としてのフィルタＦ８では、これらの条件を満たすため、前記設計基準波長λｃを１５８０ｎｍに設定して多層膜フィルタを製作した。その結果、図１０に示したようなフィルタ特性を有し、図１８に示したような反射特性を有する多層膜フィルタを得ることができた。
【０１３２】
図１０，図１８に示した特性からわかるように、本発明の多層膜フィルタＦ８は、反射量の積算値が入射光量の５０％になる位置がフィルタの入射面から５〜６層目になっている。
【０１３３】
フィルタＦ８の反射特性について調べた結果をさらに詳細に説明すると、反射の重心位置は、フィルタの入射面から、単層積層膜の層数で表現する数値Ｄの値で５〜６層目，物理的寸法で表現すると１．３２〜１．５１μｍ、媒質換算寸法で表現すると１．１８〜１．３１μｍの深さにある。
【０１３４】
図１０，図１８の特性を有する前記フィルタＦ８の例として、基板としてフッ素化ポリイミド薄膜を用い、その上に、層ＨとしてＴａ２Ｏ５（五酸化タンタル）を用いて形成した層を、層ＬとしてＳｉＯ２（二酸化ケイ素）を用いて形成した層を、設計基準波長をλｃを１５８０ｎｍとし、前記ｎの値が前記多層膜の基板側から表面の側へ順に、それぞれ層Ｌ、層Ｈの順に、１，１．３５，１，１．１７，０．８３，１．１６２，１．０３，０．９８２，１．０３，０．９８２，１．０３，０．９８２，１．０３，０．９８２，１．０３，０．９８２，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，０．９７８，１．０４４，０．９７８，１．０４４，０．９７８，１．０４４，０．９７８，１．０４４，０．９７８，１．０４４，１．２１，０．８３１３，１．１６，１．３７，１になるように単層積層膜を４７層積層して多層膜を形成して多層膜フィルタＦ８を実現することができた。
【０１３５】
前記フィルタ１〜８は、その特徴の共通性によりいくつかのグループにまとめて考えることができ、使われる場合の詳細な使用条件によって、さらに狭いグループとして扱うことができるが、光回路に使用することを目的に製造されるときは、その仕様が詳細に設定されるので、これを考慮すると、本発明による多層膜フィルタは、反射特性のそろったものにすることができる。
【０１３６】
以上説明したように、本発明の多層膜フィルタは、フィルタとしての優れたリップル特性と優れたエッジ特性を持たせた上で、さらに、たとえば波長合分波器への同一使用条件において、フィルタの入射光の光路を含む断面における、フィルタの反射波長域にある特定の波長λａの入射光の反射の重心位置のバラツキを、多層膜フィルタの多層膜を構成する前記単層積層膜の層数で３層程度の範囲のバラツキになるような多層膜フィルタを作成し、たとえば図１のように波長合分波器に使用したときの反射損失とそのバラツキを極めて小さくすることができるようにしたものである。
【０１３７】
以上、いくつかの例をあげて本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらの例に狭く限定されるものではなく、多くのバリエーションを可能とするのである。たとえば、多層膜を構成する層Ｈを形成する材料としてＴａ２Ｏ５を用い、層Ｌを形成する材料としてＳｉＯ２を用いたが、層Ｈにはこのほかにも多くの材料を用いることができ、層Ｌも層Ｈよりも屈折率が低い材料をひろく用いることによっても本発明の効果を発揮することができる。また、各積層膜の形成方法も従来の方法を広く用いることができるものである。
【０１３８】
そして、本発明の実施の形態例として説明した前記の各例は、実験の結果、波長が１２００〜２０００ｎｍにおいてきわめて顕著な効果を発揮することが確認できた。
【０１３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の多層膜フィルタは、光導波路を用いた波長合分波器などのようにコリメータレンズを用いずにフィルタを光回路中に用いるときに、光回路の損失増大を防ぎかつ損失のバラツキを小さく押さえることができ、波長合分波器等の製造工程を簡素化でき、量産に適した部品として、安価に提供できるという大きな効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層膜フィルタを用いた分岐導波路波長合分波器を説明する断面図である。
【図２】本発明の多層膜フィルタの例の透過波長域と反射波長域のフィルタ特性を説明する図である。
【図３】本発明の多層膜フィルタの例の透過波長域と反射波長域のフィルタ特性を説明する図である。
【図４】本発明の多層膜フィルタの例の透過波長域と反射波長域のフィルタ特性を説明する図である。
【図５】本発明の多層膜フィルタの例の透過波長域と反射波長域のフィルタ特性を説明する図である。
【図６】本発明の多層膜フィルタの例の透過波長域と反射波長域のフィルタ特性を説明する図である。
【図７】本発明の多層膜フィルタの例の透過波長域と反射波長域のフィルタ特性を説明する図である。
【図８】本発明の多層膜フィルタの例の透過波長域と反射波長域のフィルタ特性を説明する図である。
【図９】本発明の多層膜フィルタの例の透過波長域と反射波長域のフィルタ特性を説明する図である。
【図１０】本発明の多層膜フィルタの例の透過波長域と反射波長域のフィルタ特性を説明する図である。
【図１１】本発明の多層膜フィルタの例の反射域にある特定波長λａに対する反射特性を説明する図である。
【図１２】本発明の多層膜フィルタの例の反射域にある特定波長λａに対する反射特性を説明する図である。
【図１３】本発明の多層膜フィルタの例の反射域にある特定波長λａに対する反射特性を説明する図である。
【図１４】本発明の多層膜フィルタの例の反射域にある特定波長λａに対する反射特性を説明する図である。
【図１５】本発明の多層膜フィルタの例の反射域にある特定波長λａに対する反射特性を説明する図である。
【図１６】本発明の多層膜フィルタの例の反射域にある特定波長λａに対する反射特性を説明する図である。
【図１７】本発明の多層膜フィルタの例の反射域にある特定波長λａに対する反射特性を説明する図である。
【図１８】本発明の多層膜フィルタの例の反射域にある特定波長λａに対する反射特性を説明する図である。
【図１９】従来の多層膜フィルタを用いた対向光ファイバコリメ−タ波長合分波器を説明する図である。
【図２０】従来の多層膜フィルタを用いた分岐導波路波長合分波器を説明する断面図である。
【符号の説明】
１〜３，２１１，２１２，２１６：光導波路のコア部
１ａ：端面
４，２１３ａ：多層膜
４ａ：反射の重心位置
４ｂ：見かけの反射面
４ｃ：入射面
５，２１３ｂ：基板
６，２０５，２１３：フィルタ
７，２１７：接着剤、
８〜１０，２１１ａ，２１２ａ，２１６ａ：コア部の中心線
８ａ，９ａ，２１５ａ〜２１５ｃ：矢印
１１，２１０：波長合分波器
６１，７１，８１，９１，１０１，１１１，１２１，１３１：透過波長域における透過特性曲線
６２，７２，８２，９２，１０２，１１２，１２２，１３２：反射波長域における透過特性曲線
６３，７３，８３，９３，１０３，１１３，１２３，１３３：ｓ偏光に対する透過波長域と反射波長域の境界部分の特性
６４，７４，８４，９４，１０４，１１４，１２４，１３４：ｐ偏光に対する透過波長域と反射波長域の境界部分の特性
６５，７５，８５，９５，１０５，１１５，１２５，１３５：反射率が５０％になる多層膜中における反射位置
２０１，２０２，２０７：ファイバ芯線
２０３：２芯光ファイバコリメータ
２０４，２０６：レンズ
２１４：多層膜の表面
Ｄ：単層積層膜の層数で表現した多層膜の表面から反射の重心位置までの距離
ｄ：媒質換算寸法で表現した多層膜の表面から反射の重心位置までの距離
ｄｐｈ：物理的寸法で表現した多層膜の表面から反射の重心位置までの距離
ｗ１：２つのコア部の合流点とコア部の端面の距離
ｗ２：コア部の端面と多層膜の表面の間隔
θ１：角度
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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