(57)【要約】【課題】  貼り合わせ型の複合型エタロン素子において、光学特性の劣化を防止することができると共に、偏光依存性がなく、温度安定性に優れ、且つ、小型化することが可能な複合型エタロン素子を提供する。【構成】  透明体の入射面と出射面にＨＲ膜３１，３２を有し、透明体の内部での光の多重反射を利用する複合型エタロン素子１において、透明体は、複数の透明体薄板１０，２０が入射面から出射面にかけて積層されてなり、透明体薄板１０，２０は、ＡＲ膜４０を介して接合された。【選択図】        図２１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明体の入射面と出射面に反射膜を有し、前記透明体の内部での光の多重反射を利用する複合型エタロン素子において、
前記透明体は、複数の透明体薄板が前記入射面から出射面にかけて積層されてなり、
前記透明体薄板は、隣合う透明体薄板と反射防止膜を介して接合されたことを特徴とする複合型エタロン素子。
【請求項２】
前記反射防止膜は、使用する波長の光に対して反射率が０．３％以下に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の複合型エタロン素子。
【請求項３】
前記反射防止膜は、単層又は複数層からなることを特徴とする請求項１に記載の複合型エタロン素子。
【請求項４】
前記反射防止膜は、隣合う透明体薄板の一方に積層されて形成されると共に、隣合う透明体薄板の他方と光学密着により接合されていることを特徴とする請求項１に記載の複合型エタロン素子。
【請求項５】
透明体の入射面と出射面に反射膜を有し、前記透明体の内部での光の多重反射を利用する複合型エタロン素子において、
前記透明体は、複数の透明体薄板が前記入射面から出射面にかけて積層されてなり、
前記透明体薄板は、隣合う透明体薄板との屈折率の差が０．１６０以下に設定されたことを特徴とする複合型エタロン素子。
【請求項６】
前記透明体は、各透明体薄板の厚さと屈折率の積の合計が温度変化に対して近似的に不変に保たれることを特徴とする請求項１又は５に記載の複合型エタロン素子。
【請求項７】
前記透明体は、温度変化に対して厚さと屈折率の積が増加する正の係数を有する透明体薄板と、温度変化に対して厚さと屈折率の積が減少する負の係数を有する透明体薄板からなり、
各透明体薄板の厚さと屈折率の積の合計が温度変化に対して近似的に不変に保たれるように、前記正及び負の係数を有する透明体薄板の厚さの比が設定されたことを特徴とする請求項１又は５に記載の複合型エタロン素子。
【請求項８】
前記負の係数を有する透明体薄板は、ＳｒＴｉＯ３，ＴｉＯ２，ＬｉＣａＡｌＦ６のいずれかからなることを特徴とする請求項７に記載の複合型エタロン素子。
【請求項９】
前記透明体は、光学ガラスからなる透明体薄板と、光学結晶からなる透明体薄板と、を含むことを特徴とする請求項１又は５に記載の複合型エタロン素子。
【請求項１０】
前記透明体は、光学結晶からなる透明体薄板であることを特徴とする請求項１又は５に記載の複合型エタロン素子。
【請求項１１】
前記透明体は、前記透明体薄板の厚さと屈折率の積の合計が温度変化に対して近似的に不変に保たれるように、前記光学結晶からなる透明体薄板の光学結晶軸の方向が、前記入射面から反射面へ向かう方向に対して所定の角度をなすように設定されたことを特徴とする請求項９又は１０に記載の複合型エタロン素子。
【請求項１２】
入射したレーザ光を２方向に分岐する分岐部と、該分岐部で一の方向へ分岐されたレーザ光を受光してレーザ光の強度を検出する強度検出部と、前記分光部で他の方向へ分岐されたレーザ光のうち所定波長のレーザ光を選択的に透過させる請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の複合型エタロン素子と、該複合型エタロン素子を透過した所定波長のレーザ光を受光して該所定波長のレーザ光の強度を検出する波長検出部と、を備えたことを特徴とするレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複合型エタロン素子及び該複合型エタロン素子を用いたレーザ装置に係り、特に光ファイバー通信等の光通信用光学部品として用いられる波長選択フィルター用の複合型エタロン素子及び該複合型エタロン素子を用いたレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信において高速で大量の信号を伝送するための方法として、波長分割多重方式がある。この波長分割多重方式では、搬送波の波長の異なる信号を狭い帯域にできるだけ多く収納することによって、一度に送信する情報量を多くすることができる。
【０００３】
このため、異なる搬送波の波長を有する異なるチャンネルの波長は、互いに非常に接近している。そのため、これら互いに接近した波長を有するチャンネルの信号を正しく送受信するためには、光通信網に使用される光学フィルタの波長に対する特性が安定していることが必要であり、わずかな特性の変化により光信号の送受信の質が劣化してしまう。したがって、光学フィルタは波長（周波数）特性，温度安定性等の特性が安定していることが要求される。
【０００４】
光学フィルタであるソリッド型のエタロン光学素子において温度安定性を向上させる技術として、両面に反射膜を有する透明体板の少なくとも片面に、この透明体板と異なる材質で構成され且つこの透明体板よりも線膨張係数の大きい板状体を密着させて光学素子を構成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この技術によれば、温度変化によって生じる透明体板の厚さと屈折率との積（すなわち、光学距離）の変化が、板状体の温度変化に伴って生じる体積変化によって相殺され、光学距離を近似的に不変に保つことができる。しかし、上記のような光学素子の構成では、透明体板の厚さが厚い場合、板状体の温度変化によって体積変化が生じ難くなり、光学距離を温度変化に対し不変に保つことが出来なくなるという不都合があった。
【０００６】
また、別の技術として、光学素子の透明体板に温度安定性の高い材料を選択する技術として、透明体板の屈折率の温度変化を屈折率で除した係数（１／ｎ・ｄｎ／ｄｔ）と線膨張係数αとの和（以下、特性指数という）が小さな材料を選択する技術がある（例えば、特許文献１、２参照）。このような材料として、ＰＭＭＡ，ＡｇＣｌ，ＬｉＣａＡｌＦ６，ＬｉＯ３，ＣａＣＯ３，ＣａＷＯ４等が挙げられており、これらを透明体板に用いて光学素子を構成した場合、中心波長（１５５０ｎｍ）における温度に対する変化量は０．８〜３．６ｐｍ／Ｋ程度となり、高い温度安定性を有するものとなる。
【０００７】
このように、透明体板に温度安定性の高い材料を選択して光学素子を構成する場合、材料の信頼性、加工性、安定性等を考慮すると（例えばポリマ材料のＰＭＭＡでは信頼性として十分ではない。）、上記材料の中ではＬｉＣａＡｌＦ６が実用的であると考えられる。ＬｉＣａＡｌＦ６を用いた場合は、中心波長（１５５０ｎｍ）における温度に対する変化量は−３．６ｐｍ／Ｋ程度となる。
【０００８】
また、より多くの信号を一度に送信するためにはＦＳＲの値が小さいことが望ましく、例えばＦＳＲを２５ＧＨｚに設定しＬｉＣａＡｌＦ６（屈折率ｎ＝１．３８６）を選択すると、入射角を略０度とした場合には、光学素子の厚さが４．３ｍｍ程度となる。
【０００９】
また、光学素子の温度安定性を向上させる別の技術として、ある結晶軸方向は正の特性指数の値、他の結晶軸方向は負の特性指数の値を有する材料を用い、入射光の入射角度を光学軸に対して所定角度に傾けることにより、実質的にその入射角度において特性指数を零とする技術がある（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
さらに、光学素子の温度安定性を向上させる別の技術として、透明体板を正の特性指数を有する材料と、負の特性指数を有する材料とを貼り合わせて構成する技術がある（例えば、特許文献１、特許文献３参照）。この技術によれば、正負の特性指数を有する材料を貼り合せて複合型光学素子を構成しているため、一方の材料は温度変化により光学距離が長くなり、他方の材料は光学距離が短くなる。したがって、温度変化による光学距離の変化を打ち消し合うように双方の材料の厚さを設定することにより、光学素子の温度安定性を向上させることができる。
【特許文献１】特許第３２９４９８６号公報（第３−７頁、第１−６図）
【特許文献２】特開２００１−３２４７０２号公報（第５−９頁）
【特許文献３】米国特許第６４５２７２５号明細書（第５−８頁、第１−７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
一度に多くの信号を送受信するためにはＦＳＲを小さく設定することが必要となるが、ＦＳＲを２５ＧＨｚに設定した場合、ＦＳＲを例えば５０ＧＨｚ，１００ＧＨｚに設定した場合と比べて、透明体板の厚さはそれぞれ２倍，４倍の厚さとなる。
【００１２】
透明体板に温度安定性の高い材料を選択して光学素子の温度安定性を向上させる技術としてＬｉＣａＡｌＦ６を用いた場合、中心波長（１５５０ｎｍ）における温度に対する変化量は−３．６ｐｍ／Ｋ程度、ＦＳＲが２５ＧＨｚに設定されたときの厚さは４．３ｍｍ程度となり、温度安定性に優れ且つ小型化にも寄与できる構成とすることができる。
【００１３】
しかし、ＬｉＣａＡｌＦ６を用いた光学素子は小型化されているとはいえ、さらに光学素子の小型化への市場の要求がある。それと共により高い温度安定性に対する需要もあることから、ＬｉＣａＡｌＦ６を用いた光学素子では温度安定性及び大きさという観点からは十分ではないという問題があった。
【００１４】
また、光学素子の結晶軸を傾けて所定角度で入射する光線に対して実質的に特性指数を零とする技術では、結晶軸の傾きを利用していることから偏光依存性が生じ、入射する光線の偏光方向に制限が生じるという問題があった。
【００１５】
また、貼り合わせ型（複合型）の光学素子の場合、より温度安定性を向上させることができるという利点はあるものの、貼り合わせた透明体板の光学接合面の反射が光学素子として使用する際に、必要な波長帯域に対して光学特性を乱してしまうという問題が生じていた。また、上記従来技術においては、２種の材料としてＢＫ７とＮａＣｌの組合せが例示されている。しかし、材料としてＢＫ７とＮａＣｌを使用する場合、材料の信頼性の面で十分とはいえなかった。
また、従来のエタロン素子を用いたレーザモジュール等のレーザ装置では、エタロン素子を所定の温度に保持するための冷却装置や制御装置が必要であったり、冷却装置等を配設する代わりにサイズの大きなエアギャップ型のエタロン素子を用いる必要があったりするため、レーザ装置自体が大型化したり、電力消費量が大きかったりするという不都合があった。
【００１６】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、貼り合わせ型の複合型エタロン素子において、光学特性の劣化を防止することができると共に、偏光依存性がなく、温度安定性に優れ、且つ、小型化することが可能な複合型エタロン素子及び該複合型エタロン素子を用いたレーザ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題は、請求項１に記載の複合型エタロン素子によれば、透明体の入射面と出射面に反射膜を有し、前記透明体の内部での光の多重反射を利用する複合型エタロン素子において、前記透明体は、複数の透明体薄板が前記入射面から出射面にかけて積層されてなり、前記透明体薄板は、隣合う透明体薄板と反射防止膜を介して接合されることにより解決される。
【００１８】
このように本発明の複合型エタロン素子は、入射面と出射面に反射膜が形成された透明体が、複数の透明体薄板を入射面から出射面にかけて積層することにより形成され、且つ透明体薄板同士が反射防止膜を介して接合されている。このように構成することにより、複合型エタロン素子内に入射した光線が、透明体薄板同士の接合界面において反射されてしまうことを低減することができる。
【００１９】
これにより複合型エタロン素子の分光透過率（光学特性）の変化が反射によって乱されることを抑制することができ、分光透過率の変化を周期的なものに維持することができる。そして、分光透過率の周期的な変化の極大値の値を揃えることができると共に、極大値をとる波長の間隔を略一定とすることが可能となる。したがって、本発明の複合型エタロン素子では、透明体薄板を貼り合わせることによって生じる光学特性の劣化を効果的に防止することが可能となる。
【００２０】
また、請求項２に記載のように前記反射防止膜は、使用する波長の光に対して反射率が０．３％以下に設定されれば好適である。透明体薄板同士を反射防止膜を介すことなく接合した場合は、接合界面で数パーセントの反射が発生してしまう。しかし、本発明のように使用する波長の光に対して反射率を０．３％以下とすることにより、透明体薄板を貼り合わせることによって生じる光学特性の劣化を効果的に防止することが可能となる。
【００２１】
また、請求項３に記載のように前記反射防止膜は、単層又は複数層から構成することができる。また、請求項４に記載のように前記反射防止膜は、隣合う透明体薄板の一方に積層されて形成されると共に、隣合う透明体薄板の他方と光学密着により接合されれば好適である。このように光学密着により反射防止膜を介して透明体薄板同士を接合することにより、例えば有機物質等による接着のように接着界面で減衰，反射等を起こしてしまうことなく、光学特性の劣化に対する影響を低減することができる。
【００２２】
また、前記課題は、請求項５に記載の複合型エタロン素子によれば、透明体の入射面と出射面に反射膜を有し、前記透明体の内部での光の多重反射を利用する複合型エタロン素子において、前記透明体は、複数の透明体薄板が前記入射面から出射面にかけて積層されてなり、前記透明体薄板は、隣合う透明体薄板との屈折率の差が０．１６０以下に設定されたことにより解決される。
このような簡単な構成により、複合型エタロン素子内に入射した光線の接合界面における反射を低減して、分光透過率の変化が乱されることを抑制することができ、分光透過率の変化を周期的なものに維持することが可能となる。これにより、透明体薄板を貼り合わせることによって生じる光学特性の劣化を効果的に防止することができる。
【００２３】
また、請求項６に記載のように前記透明体は、各透明体薄板の厚さと屈折率の積の合計が温度変化に対して近似的に不変に保たれれば好適である。透明体薄板を適宜に選択することにより、各透明体薄板の厚さと屈折率の積の合計が温度変化に対して近似的に不変に保たれれば、複合型エタロン素子内の光学距離が温度によらず一定となるので、温度安定性に優れた複合型エタロン素子を得ることが可能となる。
【００２４】
また、請求項７に記載のように前記透明体は、温度変化に対して厚さと屈折率の積が増加する正の係数を有する透明体薄板と、温度変化に対して厚さと屈折率の積が減少する負の係数を有する透明体薄板からなり、各透明体薄板の厚さと屈折率の積の合計が温度変化に対して近似的に不変に保たれるように、前記正及び負の係数を有する透明体薄板の厚さの比が設定されれば好適である。
【００２５】
このように、透明体薄板の材料として、温度変化に対して光学距離が減少する性質を有する（すなわち、負の係数を有する）材料と、温度変化に対して光学距離が増加する性質を有する（すなわち、正の係数を有する）材料とを選択し、且つ、これらの材料の厚さの比を前記正負の係数の大きさを考慮して最適値に設定すれば、複合型エタロン素子内の光学距離を温度によらず一定とすることができるので、温度安定性に優れた複合型エタロン素子を得ることが可能となる。
【００２６】
また、請求項８に記載のように前記負の係数を有する透明体薄板は、ＳｒＴｉＯ３，ＴｉＯ２，ＬｉＣａＡｌＦ６のいずれかからなるものとすることができる。ＳｒＴｉＯ３は等方性を有する光学結晶であり、ＴｉＯ２は等方性を有しない光学結晶である。ＴｉＯ２は等方性を有しない光学結晶であるが、光学軸と平行に光線を入射した場合、光学的に等方とみなすことができる。そして、ＴｉＯ２は上記のように光線に入射した場合、負の係数を持つ結晶である。したがって、等方性を有しない光学結晶を負の係数を有する透明体薄板に用いた場合であっても、偏光依存性の極めて少ない複合型エタロン素子を得ることが可能である。これらの材料は光学ガラスよりも屈折率が大きいので、これらの材料を用いることにより、複合型エタロン素子のサイズを小さくすることができる。なお、ＬｉＣａＡｌＦ６は光学ガラスと屈折率が近い材料である。
【００２７】
また、請求項９に記載のように前記透明体は、光学ガラスからなる透明体薄板と、光学結晶からなる透明体薄板と、を含むように構成することができる。また、請求項１０に記載のように前記透明体は、光学結晶からなる透明体薄板によって構成することができる。
【００２８】
また、請求項１１に記載のように前記透明体は、前記透明体薄板の厚さと屈折率の積の合計が温度変化に対して近似的に不変に保たれるように、前記光学結晶からなる透明体薄板の光学結晶軸の方向が、前記入射面から反射面へ向かう方向に対して所定の角度をなすように設定することによって複合型エタロン素子を構成することもできる。
【００２９】
また、前記課題は、請求項１２に記載のレーザ装置によれば、入射したレーザ光を２方向に分岐する分岐部と、該分岐部で一の方向へ分岐されたレーザ光を受光してレーザ光の強度を検出する強度検出部と、前記分光部で他の方向へ分岐されたレーザ光のうち所定波長のレーザ光を選択的に透過させる上記複合型エタロン素子と、該複合型エタロン素子を透過した所定波長のレーザ光を受光して該所定波長のレーザ光の強度を検出する波長検出部と、を備えることにより解決される。上記複合型エタロン素子を備えることにより、従来のようにエタロン素子を所定温度に保持するために冷却等するための装置が不要となるので、レーザ装置自体をコンパクトに構成することができると共に、製造コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の複合型エタロン素子は、透明体薄板を反射防止膜を介して光学密着にて貼り付けた構成としたことにより、接合面においての反射及び損失が低減され、使用する光線の波長を含む広い波長範囲において複合型エタロン素子の分光透過率の変化を周期的とし、その変化の極大値をとる波長の間隔を略一定とすることができると共に極大値を揃えることができる。
【００３１】
また、本発明の複合型エタロン素子は、温度変化に対して光学距離が増大する正の係数を備えた光学材料からなる透明体薄板と、温度変化に対して光学距離が減少する負の係数を備えた光学材料からなる透明体薄板とを貼り合わせて構成し、且つ、これらの厚さを温度変化に対する光学距離の変化が互いに打ち消されるように設定したので、温度によらず安定した光学特性を有する。
【００３２】
また、このような光学材料として、屈折率が高いものを選択することにより、より小型化された複合型エタロン素子を得ることが可能となった。さらに、光学材料として光学結晶を用いる場合に結晶軸方向を傾けることなく複合型エタロン素子を形成することが可能となった。
【００３３】
以上のように、本発明によれば、貼り合わせ型の複合型エタロン素子において、光学特性の劣化を防止することができると共に、偏光依存性がなく、温度安定性に優れ、且つ、小型化することが可能な複合型エタロン素子を提供することができる。また、本発明の複合型エタロンをレーザ装置に用いることにより、レーザ装置をコンパクトに構成することができると共に、製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１乃至図２１はＳｒＴｉＯ３と光学ガラス（Ｓ−ＴＩＨ５３）の組合せに係る実施例であって、図１は実施例の単層の反射防止膜を有する複合型エタロン素子の断面説明図、図２は実施例の単層の反射防止膜の分光反射率特性を表すグラフ、図３は図２の拡大図、図４は別実施例の単層の反射防止膜の分光反射率特性を表すグラフである。図５，図７はそれぞれ実施例の２層，３層の反射防止膜を有する複合型エタロン素子の断面説明図、図６，図８はそれぞれ実施例の２層，３層の反射防止膜の分光反射率特性を表すグラフである。
図９乃至図１８は高反射膜の反射率を変えて設定した場合の例であり、図９，図１１，図１３，図１５，図１７は実施例の複合型エタロン素子の分光透過率特性を表すグラフ、図１０，図１２，図１４，図１６，図１８は実施例の複合型エタロン素子において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
図１９は実施例の反射防止膜の反射率を異ならせた場合の分光透過率特性を表すグラフ、図２０は実施例の複合型エタロン素子において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフ、図２１は実施例の複合型エタロン素子において反射防止膜を形成した場合及び形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【００３５】
図２２乃至図３２はＳｒＴｉＯ３と石英の組合せに係る実施例であって、図２２は単層の反射防止膜、図２３は２層の反射防止膜、図２４は３層の反射防止膜の実施例の分光反射率特性を表すグラフである。図２５乃至図３２は高反射膜の反射率を変えて設定した場合の例であり、図２５，図２７，図２９，図３１は実施例の複合型エタロン素子の分光透過率特性を表すグラフ、図２６，図２８，図３０，図３２は実施例の複合型エタロン素子において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【００３６】
図３３乃至図４４はＬｉＣＡＦと光学ガラス（Ｓ−ＢＡＨ３２）の組合せに係る実施例であって、図３３は単層の反射防止膜、図３４は２層の反射防止膜、図３５は３層の反射防止膜の実施例の分光反射率特性を表すグラフである。図３６乃至図３９，図４１及び図４２は高反射膜の反射率を変えて設定した場合の例であり、図３６，図３８，図４１は実施例の複合型エタロン素子の分光透過率特性を表すグラフ、図３７，図３９，図４２は実施例の複合型エタロン素子において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
図４０は実施例の複合型エタロン素子において反射防止膜を形成した場合及び形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフ、図４３は実施例の反射防止膜の反射率を異ならせた場合の分光透過率特性を表すグラフ、図４４は実施例の複合型エタロン素子において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【００３７】
図４５乃至図５０はＬｉＣＡＦと光学ガラス（Ｓ−ＦＳＬ５）の組合せに係る実施例であって、図４５は単層の反射防止膜の実施例の分光反射率特性を表すグラフである。図４６乃至図４９は高反射膜の反射率を変えて設定した場合の例であり、図４６，図４８は実施例の複合型エタロン素子の分光透過率特性を表すグラフ、図４７，図４９は実施例の複合型エタロン素子において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。図４０は実施例の複合型エタロン素子において反射防止膜を形成した場合及び形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
図５１乃至図５４は実施例の複合型エタロン素子の温度特性を表すグラフ、図５５はレーザ装置の構成図である。なお、以下に説明する構成等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
【００３８】
本発明の複合型エタロン素子１は、光通信用波長選択フィルタとしてのエタロン光学フィルタである。複合型エタロン素子１は、透明体２の平行な両側面に形成された反射膜によって透明体２内部に入射した光線を多重反射させるものでありファブリペロー型光学素子である。そして本発明の複合型エタロン素子１は、波長（周波数）及び温度によらず安定した光学特性（分光透過率特性）を備えていることを特徴としている。先ず、本発明の複合型エタロン素子１が、波長（周波数）によらず安定した光学特性（分光透過率特性）を備えることについて説明する。
【００３９】
○実施例１（ＳｒＴｉＯ３と光学ガラスの組合せ）
図１に示すように複合型エタロン素子１の透明体２は、透明体薄板１０，２０及びＡＲ膜（反射防止膜）４０が積層して配置されて構成されている。透明体薄板１０，２０はＡＲ膜（反射防止膜）４０を介して積層され密着して配設され、透明体薄板１０，２０の外側側面（それぞれ入射面及び出射面）にはＨＲ膜（高反射膜）３１，３２が配設された構成となっている。本実施例の透明体薄板１０，２０は、それぞれ光学結晶であるＳｒＴｉＯ３，光学ガラスであるＳ−ＴＩＨ５３（株式会社オハラ製光学ガラス）から構成されている。
【００４０】
ＳｒＴｉＯ３の屈折率ｎ１は２．２７９、Ｓ−ＴＩＨ５３の屈折率ｎ２は１．８００であり、透明体薄板１０の厚さＤ１は２９２．２７μｍ，透明体薄板２０の厚さＤ２は４４３．９１μｍに形成されている。したがって、複合型エタロン素子１全体の厚さは約０．７３６ｍｍとなる。なお、本実施例の複合型エタロン素子１は、厚さＤ１とＤ２が後述する温度特性を考慮した設定とはなっていない。また、本発明において厚さとは、入射面から出射面へ向かう方向の材料の厚さを指すものとする。
【００４１】
透明体薄板１０，２０の接合面は、面精度を極めて高精度に磨りあわせ研磨してオプティカルフラットが形成されている。そして、ＡＲ膜４０は透明体薄板１０又は２０の接合面に例えば真空蒸着法，スパッタリング法，イオンアシスト蒸着法，イオンプレーティング法等により所定厚さとなるように積層されて形成されている。
【００４２】
そして、透明体薄板１０，２０は、ＡＲ膜４０を挟んで有機物質等による接着方法ではなく、接着界面には何も使わない光学密着にて一体に連結されている。これにより、接着界面を通過する光線が、接着界面により減衰，反射することを低減することができる。
【００４３】
ＡＲ膜４０は、透明体薄板１０と透明体薄板２０との接合界面での反射をさらに低減するために設けられている。図２は、透明体薄板１０，２０としてそれぞれＳｒＴｉＯ３，Ｓ−ＴＩＨ５３を選択した場合のＡＲ膜４０の反射率特性（図中線ａ）及びＡＲ膜４０を形成しない場合の反射率特性（図中線ｂ）を示している。ＡＲ４０膜は、屈折率ｎが２．０２５の光学材料を用いて、その光学膜厚が０．２５λ（λ＝１５５０ｎｍ）となるように単層膜に形成されている。また、図３に図２の縦軸（反射率）を拡大した図を示す。
【００４４】
このようにＡＲ膜４０を形成することにより、中心波長１５５０ｎｍにおいて反射率をほぼ零％とすることができる（図中線ａ参照）。また、波長１５５０ｎｍを中心として、光ファイバ通信で用いられるＳ，Ｃ及びＬバンド（１４６０ｎｍ〜１６２５ｎｍ）において反射率を０．０２％以下の極めて低いレベルに抑えることができる。また、製造誤差を考慮しても、少なくとも反射率を０．３％以下に抑えることができる。なお、界面にＡＲ膜４０を設けない場合は、反射率が１．３８％程度と大きくなる（図中線ｂ参照）。
【００４５】
また、図４にＡＲ膜４０の材料として、屈折率ｎが２．０２５の材料以外に、屈折率ｎが１．９００，１．９５０，２．１００，２．１５０の材料を用いた場合の反射率特性を示す。なお、それぞれの厚さｄは、ｎｄ＝０．２５λを満たすように設定されている。図中、線ａは屈折率ｎが２．０２５，線ｂは屈折率ｎが１．９５０，線ｃは屈折率ｎが１．９００，線ｄは屈折率ｎが２．１００，線ｅは屈折率ｎが２．１５０の場合の反射率の変化を表わす。
【００４６】
このように、ＡＲ膜４０に用いる材料としては、屈折率ｎが２．０２５の材料を用いるのが最も望ましいが、屈折率ｎが２．０２５近辺であれば波長１５５０ｎｍを中心として１４６０ｎｍ〜１６２５ｎｍの波長範囲において反射率を０．３％以下に抑えることが可能である。このような光学材料として、例えばＴａ２Ｏ５，ＨｆＯ２等を用いることができる。
【００４７】
また、図２乃至図４ではＡＲ膜４０を単層膜とした例を示したが、これに限らず、ＡＲ膜４０を２層以上で形成してもよい。図５はＡＲ膜４０を２層膜に形成した場合の複合型エタロン素子１の断面説明図である。図５のＡＲ膜４０は、屈折率ｎａ（ｎａ＝１．４５），屈折率ｎｂ（ｎｂ＝２．１０）の材料をそれぞれ積層して形成した膜４０ａ，４０ｂからなる２層膜である。膜４０ａは厚さｄａがｎａｄａ＝０．０２５λとなるように形成されており、膜４０ｂは厚さｄｂがｎｂｄｂ＝０．１５５λとなるように形成されている。
【００４８】
このように構成されたＡＲ膜４０の反射率特性を図６に示す。図６に示すように、反射率特性は中心波長１５５０ｎｍではほぼ零％であり、１４６０ｎｍ〜１６２５ｎｍ程度の波長範囲において０．０２％以下の反射率に抑えられている。したがって、製造誤差を考慮しても１４６０ｎｍ〜１６２５ｎｍの波長範囲において反射率を０．３％以下に抑えることが可能である。
【００４９】
また、図７はＡＲ膜４０を３層で形成した場合の複合型エタロン素子１の断面説明図である。図７のＡＲ膜４０は、屈折率ｎａ（ｎａ＝１．４５），屈折率ｎｂ（ｎｂ＝２．１０），屈折率ｎｃ（ｎｃ＝１．７０）の材料をそれぞれ積層して形成した膜４０ａ，４０ｂ，４０ｃからなる３層膜である。膜４０ａ，４０ｂ，４０ｃはそれぞれ厚さｄａ，ｄｂ，ｄｃがｎａｄａ＝０．０２５λ，ｎｂｄｂ＝０．１５５λ，ｎｃｄｃ＝０．５０λとなるように形成されている。
【００５０】
このように構成されたＡＲ膜４０の反射率特性を図８に示す。図８に示すように、反射率特性は中心波長１５５０ｎｍではほぼ零％であり、１４６０ｎｍ〜１６２５ｎｍ程度の波長範囲においても反射率をほぼ零に抑えることができる。したがって、製造誤差を考慮しても１４６０ｎｍ〜１６２５ｎｍの波長範囲において反射率を０．３％以下に抑えることが可能である。
【００５１】
以上のように、ＡＲ膜４０を単層又は複数層に形成することにより、波長１５５０ｎｍを中心として、広い波長範囲において低い反射率を達成することができる。そして、少なくとも１４６０ｎｍ〜１６２５ｎｍ程度の波長範囲において０．３％以下の反射率に抑えることができる。なお、上記実施例ではＡＲ膜４０として単層，２層又は３層膜構成の例を示したが、これに限らず、４層膜構成以上としてもよい。
【００５２】
また、ＨＲ膜３１，３２は、それぞれ透明体薄板１０，２０の外側側面に真空蒸着法等により積層されて形成されている。本実施例の複合型エタロン素子１はそれぞれ異なる材料からなる透明体薄板１０，２０を貼り合わせて構成されているので、ＨＲ膜３１，３２を同じ膜構成とするとそれぞれの側面において反射率が異なってしまう。そこで、本実施例の複合型エタロン素子１では、ＨＲ膜３１，３２を異なる膜構成に形成し、それぞれの側面における反射率を合わせている。
【００５３】
次に、図９に図１の構成における複合型エタロン素子１の光学特性（分光透過率特性）を示す。なお、ＨＲ膜３１，３２はともに反射率を約５％に設定している。また、ＡＲ膜４０は，図２で示した単層膜を用いている。図９から明らかなように、接合界面にＡＲ膜４０を介在させた場合には複合型エタロン素子１の光学特性として、波長に比例し略一定の周期を保ち、且つ極大値及び極小値が揃った規則的な分光透過波形を得ることができる。また、極大値は略１００％に揃い、損失が少ない複合型エタロン素子１を得ることができる。
【００５４】
一方、図１０に図１の複合型エタロン素子１において、ＡＲ膜４０を介在させなかった場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。なお、ＨＲ膜３１，３２は同様に反射率を約５％に揃えている。図１０から明らかなように、接合界面の反射が約１．３８％と大きい場合はファブリペローの原理から光学特性の変化が不規則な周期となることが分かる。すなわち、図１０においては、ＡＲ膜４０がないことにより接合界面において反射が生じ、この反射によって光学特性の変化が乱される。このため、光学特性の変化は一定の周期性を有さず、また、極大値及び極小値が不揃いとなり複合型エタロン素子１には損失が発生する。
【００５５】
このように、本実施例の複合型エタロン素子１では透明体薄板１０と透明体薄板２０との間にＡＲ膜４０を介在させて接合界面での反射を低減したことにより、波長に比例し略一定の周期を有する光学特性を得ることが可能となると共に、損失を低減することが可能となった。
【００５６】
また、図１１に図１の複合型エタロン素子１において、ＨＲ膜３１，３２の反射率を約１８％に設定した場合の光学特性を示す。また、ＡＲ膜４０は，図２で示した単層膜を用いている。このように、側面の反射率を約１８％とした複合型エタロン素子１の場合でも、規則的且つ極大値及び極小値が揃った高品質の光学特性を得ることができる。
【００５７】
一方、図１２に図１の複合型エタロン素子１において、ＨＲ膜３１，３２の反射率を約１８％に設定し、且つＡＲ膜４０を介在させなかった場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。図１２から明らかなように、界面の反射が大きい場合は光学特性の変化が不規則な周期となり、また、極大値及び極小値が不揃いとなり損失が発生する。
【００５８】
また、同様に図１３に図１の複合型エタロン素子１において、ＨＲ膜３１，３２の反射率を約３６％に設定した場合の光学特性を示す。また、ＡＲ膜４０は，図２で示した単層膜を用いている。このように、側面の反射率を約３６％とした複合型エタロン素子１の場合でも、規則的且つ極大値及び極小値が揃った高品質の光学特性を得ることができる。
【００５９】
一方、図１４に図１の複合型エタロン素子１において、ＨＲ膜３１，３２の反射率を約３６％に設定し、且つＡＲ膜４０を形成しなかった場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。図１４から明らかなように、界面の反射が大きい場合は光学特性の変化が不規則な周期となり、また、極大値及び極小値が不揃いとなり損失が発生する。
【００６０】
さらに、図１５に図１の複合型エタロン素子１において、ＨＲ膜３１，３２の反射率を約７９％に設定した場合の光学特性を示す。また、ＡＲ膜４０は，図２で示した単層膜を用いている。このように、側面の反射率を約７９％とした複合型エタロン素子１の場合でも、規則的且つ極大値及び極小値が揃った高品質な光学特性を得ることができる。
【００６１】
一方、図１６に図１の複合型エタロン素子１において、ＨＲ膜３１，３２の反射率を約７９％に設定し、且つＡＲ膜４０を形成しなかった場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。図１６を一見するとＨＲ膜３１，３２の反射率が大きくなると、接合界面におけるＡＲ膜４０の反射防止効果が複合型エタロン素子１の光学特性に及ぼす影響が小さくなるように見える。しかし、極大値が不揃いとなり、且つ極大値をとる波長の周期性が一定でないことは、図１６から明らかである。
【００６２】
また、図１７に図１の複合型エタロン素子１においてＨＲ膜３１，３２を形成しない場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。また、ＡＲ膜４０は，図２で示した単層膜を用いている。図１７から分かるようにＨＲ膜３１，３２を形成しない場合は、光学特性の変化は略一定の規則性を有する正弦波に近いものとなり、極大値及び極小値が略揃ったものとなる。しかし、すべての極大値における透過率が１００％とはならないため、複合型エタロン素子１を通過する光線には数パーセントの損失が生じる。
【００６３】
一方、図１８に図１の複合型エタロン素子１においてＨＲ膜３１，３２を形成せず、且つＡＲ膜４０を形成しなかった場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。図１８から分かるように、界面の反射が大きい場合は光学特性の変化が不規則な周期となり、また、極大値及び極小値が不揃いとなり損失が発生する。
【００６４】
以上のように、接合界面におけるＡＲ膜４０の反射防止効果はＨＲ膜３１，３２の反射率の大小にかかわりなく、複合型エタロン素子１の光学特性の変化の周期性及び極大値をとる波長の間隔の一定性を確保するのに極めて有効であることが分かる。
【００６５】
次に、図１９に図１の複合型エタロン素子１においてＡＲ膜４０の反射率を約０．０１％，約０．３５％とした場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。なお、ＨＲ膜３１，３２の反射率は、約５％に設定している。また、横軸（波長）は１５４８ｎｍ〜１５５２ｎｍの範囲、縦軸（透過率）は５０％〜１００％の範囲を示している。図中、線ａ，ｂはそれぞれＡＲ膜４０の反射率を約０．０１％，約０．３５％に設定した場合の光学特性の変化を表わす。また、図２０に図１の複合型エタロン素子１においてＡＲ膜４０を形成しなかった場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。なお、ＨＲ膜３１，３２の反射率は、図１９と同様に約５％に設定している。
【００６６】
図１９及び図２０から接合界面における反射率が大きくなると、複合型エタロン素子１の光学特性（分光透過率）の変化における透過光量の周期が乱れ、極大値をとる波長の間隔が一定とならないことが分かる。したがって、ＡＲ膜４０の反射率を低く抑えることが複合型エタロン素子１の光学特性の変化の周期性を確保するのに有効である。
【００６７】
接合界面の反射率の大きさが、極大値をとる波長の間隔の周期性に影響を及ぼすことを図２１で説明する。図２１は図１の複合型エタロン素子１のＨＲ膜３１，３２の反射率を約７９％とした場合において、ＡＲ膜４０として図２で示した単層膜を用いたときの光学特性の変化（線ａ）とＡＲ膜４０が形成されなかったときの光学特性の変化（線ｂ）を示す。
【００６８】
図中、Ｗａ１乃至Ｗａ４は線ａの極大値をとる波長の間隔、Ｗｂ１乃至Ｗｂ３は線ｂの極大値をとる波長の間隔を表わしている。Ｗａ１乃至Ｗａ４は、略０．８１９ｎｍの値をとり、極大値の間隔は略一定に保たれている。また、Ｗｂ１乃至Ｗｂ３はそれぞれ０．８７０ｎｍ，０．７５８ｎｍ，０．８８１ｎｍの値をとり、極大値の間隔が一定となっていない。これは接合界面のＡＲ膜４０の有無によりファブリペローの共振長が変わり、極大値間の間隔が一定に保たれず変化するからと考えられる。
【００６９】
このように、本実施例の複合型エタロン素子１では、透明体薄板１０と透明体薄板２０との間にＡＲ膜４０を設けることにより、複合型エタロン素子１の透過率特性において透過率の極大値をとる波長の間隔を一定に保ち、周期的な変化となる光学特性を得られることから、波長（周波数）によらず一定の品質を確保することができる。
【００７０】
○実施例２（ＳｒＴｉＯ３と光学ガラスの組合せ）
次に、透明体薄板１０として光学結晶であるＳｒＴｉＯ３、透明体薄板２０として一般的光学材料である石英を用いた場合の複合型エタロン素子１について説明する。石英の屈折率は１．４４４である。本実施例の複合型エタロン素子１は、透明体薄板１０の厚さＤ１が２９２．２７μｍ，透明体薄板２０の厚さＤ２が５５３．３５μｍに形成されている。なお、本実施例の複合型エタロン素子１は、厚さＤ１とＤ２が後述する温度特性を考慮した設定とはなっていない。また、本実施例の複合型エタロン素子１もＦＳＲが１００ＧＨｚに設定されている。
【００７１】
図２２は、透明体薄板１０，２０としてそれぞれＳｒＴｉＯ３，石英を選択したときの、ＡＲ膜４０の反射率特性を表わす。ＡＲ膜４０は、屈折率ｎが１．８１の光学材料を用いてその光学膜厚が０．２５λ（λ＝１５５０ｎｍ）となるように単層膜に形成されている。このように単層膜を形成することにより、中心波長１５５０ｎｍにおいて反射率をほぼ零％とすることができる。また、波長１５５０ｎｍを中心として、１４６０ｎｍ〜１６２５ｎｍ程度の波長範囲において反射率を０．０５％以下に抑えることができる。
【００７２】
また、図２３に図５と同様にＡＲ膜４０を２層膜構成とした場合のＡＲ膜４０の反射率特性を示す。なお、ＡＲ膜４０は、屈折率１．４５と屈折率２．１０の光学材料を用いてそれぞれの光学材料の厚さと屈折率の積が０．０７１λ，０．１０３λ（λはいずれも１５５０ｎｍ）となるように積層して形成されている。このように２層膜を形成することにより、中心波長１５５０ｎｍにおいて反射率をほぼ零％とすることができる。また、波長１５５０ｎｍを中心として、１４６０ｎｍ〜１６２５ｎｍ程度の波長範囲において反射率を０．０８％以下に抑えることができる。
【００７３】
また、図２４に図７と同様にＡＲ膜４０を３層膜構成とした場合のＡＲ膜４０の反射率特性を示す。なお、ＡＲ膜４０は、屈折率１．４５，屈折率２．１０，屈折率１．３８の光学材料を用いてそれぞれの光学材料の厚さと屈折率の積が０．０７１λ，０．１０３λ，０．５０λ（λはいずれも１５５０ｎｍ）となるように積層して形成されている。このように３層膜を形成することにより、中心波長１５５０ｎｍにおいて反射率をほぼ零％とすることができる。また、波長１５５０ｎｍを中心として、１４６０ｎｍ〜１６２５ｎｍ程度の波長範囲において反射率を０．０３％以下に抑えることができる。
【００７４】
次に、図２５に図１の構成において透明体薄板１０，２０にそれぞれＳｒＴｉＯ３，石英を用いた場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。なお、ＨＲ膜３１，３２はともに反射率を約５％に設定している。また、ＡＲ膜４０は，図２２で示した単層膜を用いている。図２５から明らかなように、接合界面にＡＲ膜４０を介在させた場合には複合型エタロン素子１の光学特性として、波長に比例し略一定の周期を保ち、且つ極大値及び極小値が揃った規則的な分光透過波形を得ることができる。また、極大値は略１００％に揃い、損失が少ない複合型エタロン素子１を得ることができる。
【００７５】
一方、図２６に図１の構成において透明体薄板１０，２０にそれぞれＳｒＴｉＯ３，石英を用い、且つＡＲ膜４０を形成しなかった場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。なお、ＨＲ膜３１，３２は同様に反射率を約５％に揃えている。図２６から明らかなように、光学特性の変化は不規則な周期となる。すなわち、図２６においては、光学特性の変化が一定の周期性を有しておらず、また、極大値及び極小値が不揃いとなり損失が発生する。
【００７６】
このように、本実施例の複合型エタロン素子１においても透明体薄板１０と透明体薄板２０との間にＡＲ膜４０を介在させて接合界面での反射を低減することにより、波長に比例し略一定の周期を有する光学特性を得ることが可能となると共に、損失を低減することが可能となる。
【００７７】
また、図２７に図１の構成において透明体薄板１０，２０にそれぞれＳｒＴｉＯ３，石英を用いた場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。ＨＲ膜３１，３２の反射率は約１８％に設定されている。また、ＡＲ膜４０は，図２２で示した単層膜を用いている。このように、側面の反射率を約１８％とした複合型エタロン素子１の場合でも、規則的且つ極大値及び極小値が揃った高品質の光学特性を得ることができる。
【００７８】
一方、図２８に図１の構成において透明体薄板１０，２０にそれぞれＳｒＴｉＯ３，石英を用い、且つＡＲ膜４０を形成しなかった場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。ＨＲ膜３１，３２の反射率は約１８％に設定されている。図２８から明らかなように、界面の反射が大きい場合は光学特性の変化が不規則な周期となり、また、極大値及び極小値が不揃いとなり損失が発生する。
【００７９】
また、同様に図２９に図１の構成において透明体薄板１０，２０にそれぞれＳｒＴｉＯ３，石英を用いた場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。ＨＲ膜３１，３２の反射率は約３６％に設定されている。また、ＡＲ膜４０は，図２２で示した単層膜を用いている。このように、側面の反射率を約３６％とした複合型エタロン素子１の場合でも、規則的且つ極大値及び極小値が揃った高品質の光学特性を得ることができる。
【００８０】
一方、図３０に図１の構成において透明体薄板１０，２０にそれぞれＳｒＴｉＯ３，石英を用い、且つＡＲ膜４０を形成しなかった場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。ＨＲ膜３１，３２の反射率は約３６％に設定されている。図３０から明らかなように、界面の反射が大きい場合は光学特性の変化が不規則な周期となり、また、極大値及び極小値が不揃いとなり損失が発生する。
【００８１】
さらに、図３１に図１の構成において透明体薄板１０，２０にそれぞれＳｒＴｉＯ３，石英を用いた場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。ＨＲ膜３１，３２の反射率は約７９％に設定されている。また、ＡＲ膜４０は，図２２で示した単層膜を用いている。このように、側面の反射率を約７９％とした複合型エタロン素子１の場合でも、規則的且つ極大値及び極小値が揃った高品質の光学特性を得ることができる。
【００８２】
一方、図３２に図１の構成において透明体薄板１０，２０にそれぞれＳｒＴｉＯ３，石英を用い、且つＡＲ膜４０を形成しなかった場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。ＨＲ膜３１，３２の反射率は約７９％に設定されている。図３２から側面の反射率を約７９％とした複合型エタロン素子１の場合でも、極大値が不揃いとなり、且つ極大値をとる波長の周期性が一定とならないことが分かる。
【００８３】
このように、透明体薄板１０，２０にそれぞれＳｒＴｉＯ３，石英を用いて複合型エタロン素子１を構成した場合であっても、接合界面におけるＡＲ膜４０の反射防止効果はＨＲ膜３１，３２の反射率の大小にかかわりなく、複合型エタロン素子１の光学特性の周期性及び極大値の一定性を確保するのに極めて有効であることが分かる。
【００８４】
○実施例３（ＬｉＣａＡｌＦ６と光学ガラスの組合せ）
次に、透明体薄板１０として光学結晶であるＬｉＣａＡｌＦ６（以下、「ＬｉＣＡＦ」と表記する）、透明体薄板２０として光学ガラスであるＳ−ＢＡＨ３２（株式会社オハラ製光学ガラス）を用いた場合の複合型エタロン素子１について説明する。ＬｉＣＡＦ，Ｓ−ＢＡＨ３２の屈折率はそれぞれ１．３８６，１．６４４である。本実施例の複合型エタロン素子１は、透明体薄板１０の厚さＤ１が８６９．１５μｍ，透明体薄板２０の厚さＤ２が１７２．９６μｍに形成されている。なお、本実施例の複合型エタロン素子１は、厚さＤ１とＤ２が後述する温度特性を考慮した設定とはなっていない。また、本実施例の複合型エタロン素子１もＦＳＲが１００ＧＨｚに設定されている。
【００８５】
図３３は、透明体薄板１０，２０としてそれぞれＬｉＣＡＦ，Ｓ−ＢＡＨ３２を選択したときの、ＡＲ膜４０の反射率特性を表わす。ＡＲ膜４０は、屈折率ｎが１．５１の光学材料を用いてその光学膜厚が０．２５λ（λ＝１５５０ｎｍ）となるように単層膜に形成されている。このように単層膜を形成することにより、中心波長１５５０ｎｍにおいて反射率をほぼ零％とすることができる。また、波長１５５０ｎｍを中心として、１４６０ｎｍ〜１６２５ｎｍ程度の波長範囲において反射率を０．０１％以下に抑えることができる。なお、ＡＲ膜４０がない場合には、０．７３％程度の反射が生じる。
【００８６】
また、図３４に図５と同様にＡＲ膜４０を２層膜構成とした場合のＡＲ膜４０の反射率特性を示す。なお、ＡＲ膜４０は、屈折率２．１０と屈折率１．４５の光学材料を用いてそれぞれの光学材料の厚さと屈折率の積が０．０２５λ，０．１３５λ（λはいずれも１５５０ｎｍ）となるように積層して形成されている。このように２層膜を形成することにより、中心波長１５５０ｎｍにおいて反射率をほぼ零％とすることができる。また、波長１５５０ｎｍを中心として、１４６０ｎｍ〜１６２５ｎｍ程度の波長範囲において反射率を０．０１％以下に抑えることができる。
【００８７】
また、図３５に図７と同様にＡＲ膜４０を３層膜構成とした場合のＡＲ膜４０の反射率特性を示す。なお、ＡＲ膜４０は、屈折率２．１０，屈折率１．４５，屈折率１．７０の光学材料を用いてそれぞれの光学材料の厚さと屈折率の積が０．０２５λ，０．１３５λ，０．５０λ（λはいずれも１５５０ｎｍ）となるように積層して形成されている。このように３層膜を形成することにより、中心波長１５５０ｎｍにおいて反射率をほぼ零％とすることができる。また、波長１５５０ｎｍを中心として、１４６０ｎｍ〜１６２５ｎｍ程度の波長範囲において反射率を０．０１％以下に抑えることができる。
【００８８】
次に、図３６に図１の構成において透明体薄板１０，２０にそれぞれＬｉＣＡＦ，Ｓ−ＢＡＨ３２を用いた場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。ＡＲ膜４０は，図３３で示した単層膜を用いている。一方、図３７にＡＲ膜４０を形成しなかった場合の光学特性を示す。なお、ＨＲ膜３１，３２は共に反射率を約５％に設定している。図３６及び図３７から分かるように、接合界面にＡＲ膜４０を介在させた場合には複合型エタロン素子１の光学特性として、波長に比例し略一定の周期を保ち、且つ極大値及び極小値が揃った規則的な分光透過波形を得ることができる。また、極大値は略１００％に揃い、損失が少ない複合型エタロン素子１を得ることができる。しかし、接合界面にＡＲ膜４０を介在させなかった場合には、光学特性の変化が一定の周期性を有さず、極大値及び極小値が不揃いとなり損失が発生するものとなる。
このように、本実施例の複合型エタロン素子１においても透明体薄板１０と透明体薄板２０との間にＡＲ膜４０を介在させて接合界面での反射を低減することにより、波長に比例し略一定の周期を有する光学特性を得ることが可能となると共に、損失を低減することが可能となる。
【００８９】
また、図３８に図１の構成において透明体薄板１０，２０にそれぞれＬｉＣＡＦ，Ｓ−ＢＡＨ３２を用い、ＨＲ膜３１，３２の反射率を約８０％に設定した場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。ＡＲ膜４０は，図３３で示した単層膜を用いている。一方、図３９にＡＲ膜４０を形成しなかった場合の光学特性を示す。ＨＲ膜３１，３２の反射率は図３８と同様に約８０％に設定されている。図４０は、図３８及び図３９の光学特性曲線（それぞれ線ａ，線ｂ）を波長１５４８ｎｍから１５５２ｎｍにおいて表示したものである。
図３８及び図３９から分かるように、側面の反射率を約８０％とした複合型エタロン素子１の場合、規則的且つ極大値及び極小値が揃った高品質の光学特性を得ることができる。また、界面の反射が大きい場合にも一見して変化が規則な周期であって、極大値及び極小値も揃ったような光学特性に見える。
しかし、より詳細には、図４０からＷａ１乃至Ｗａ４は、略０．８０６ｎｍの値をとり、極大値の間隔は略一定に保たれているが、Ｗｂ１乃至Ｗｂ４はそれぞれ０．８１８ｎｍ，０．８３１ｎｍ，０．８０５ｎｍ，０．７８１ｎｍの値をとり、極大値の間隔が一定となっていない。
【００９０】
また、図４１に図１の複合型エタロン素子１においてＨＲ膜３１，３２を形成しない場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。また、ＡＲ膜４０は，図３３で示した単層膜を用いている。一方、図４２にＨＲ膜３１，３２を形成せず、且つＡＲ膜４０を形成しなかった場合の光学特性を示す。図４１及び図４２から分かるように、ＨＲ膜３１，３２を形成しない場合は、光学特性の変化は略一定の規則性を有する正弦波に近いものとなり、極大値及び極小値が略揃ったものとなる。しかし、すべての極大値における透過率が１００％とはならないため、複合型エタロン素子１を通過する光線には数パーセントの損失が生じる。また、界面の反射が大きい場合は、光学特性の変化が不規則な周期となり、さらに極大値及び極小値が不揃いとなり損失が発生する。
【００９１】
次に、図４３に図１の複合型エタロン素子１においてＡＲ膜４０の反射率を約０．０１％，約０．２９％とした場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。なお、ＨＲ膜３１，３２の反射率は、約５％に設定している。図中、線ａ，ｂはそれぞれＡＲ膜４０の反射率を約０．０１％，約０．２９％に設定した場合の光学特性の変化を表わす。また、図４４に図１の複合型エタロン素子１においてＡＲ膜４０を形成しなかった場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。なお、ＨＲ膜３１，３２の反射率は、図４３と同様に約５％に設定している。
【００９２】
図４３では線ｂは線ａからわずかにずれたものとなっている。すなわち、図４３及び図４４から接合界面における反射率が大きくなると、光学特性（分光透過率）の変化における透過光量の周期が乱れ、極大値をとる波長の間隔が一定とならないことが分かる。したがって、ＡＲ膜４０の反射率を低く抑えることが複合型エタロン素子１の光学特性の変化の周期性を確保するのに有効である。
【００９３】
以上のように、透明体薄板１０，２０にそれぞれＬｉＣＡＦ，Ｓ−ＢＡＨ３２を用いて複合型エタロン素子１を構成した場合であっても、接合界面におけるＡＲ膜４０の反射防止効果はＨＲ膜３１，３２の反射率の大小にかかわりなく、複合型エタロン素子１の光学特性の周期性及び極大値の一定性を確保するのに極めて有効であることが分かる。
【００９４】
○実施例４（ＬｉＣａＡｌＦ６と光学ガラスの組合せ）
透明体薄板１０としてＬｉＣＡＦ、透明体薄板２０として光学ガラスであるＳ−ＦＳＬ５（株式会社オハラ製光学ガラス）を用いた場合の複合型エタロン素子１について説明する。Ｓ−ＦＳＬ５の屈折率は１．４７３である。本例は、ＬｉＣＡＦ（屈折率ｎ＝１．３８６）と屈折率が近い材料との組合せ例である。すなわち、上述の実施例（Ｓ−ＢＡＨ３２との組合せ）では屈折率ｎが１．６４４であったが、本例（Ｓ−ＦＳＬ５との組合せ）では屈折率ｎが１．４７３であり、屈折率の差が０．０８７となっている。また、他の実施例と比べても透明体薄板１０と透明体薄板２０の材料の屈折率が近い値となっている。
本実施例の複合型エタロン素子１は、透明体薄板１０の厚さＤ１が８６３．４４μｍ，透明体薄板２０の厚さＤ２が１９８．５９μｍに形成されている。なお、本実施例の複合型エタロン素子１は、厚さＤ１とＤ２が後述する温度特性を考慮した設定とはなっていない。また、本実施例の複合型エタロン素子１もＦＳＲが１００ＧＨｚに設定されている。
【００９５】
図４５は、透明体薄板１０，２０としてそれぞれＬｉＣＡＦ，Ｓ−ＦＳＬ５を選択したときの、ＡＲ膜４０の反射率特性（図中線ａ）及びＡＲ膜４０を形成しない場合の反射率特性（図中線ｂ）を示している。ＡＲ膜４０は、屈折率ｎが１．４３の光学材料を用いてその光学膜厚が０．２５λ（λ＝１５５０ｎｍ）となるように単層膜に形成されている。このように単層膜を形成することにより、中心波長１５５０ｎｍにおいて反射率をほぼ零％とすることができる（図中線ａ参照）。また、波長１５５０ｎｍを中心として、１４６０ｎｍ〜１６２５ｎｍ程度の波長範囲において反射率を０．０１％以下に抑えることができる。なお、図４５に示すように、ＡＲ膜４０がない場合であっても、反射率は０．０９％程度と低い値となっている（図中線ｂ参照）。
【００９６】
次に、図４６に図１の構成において透明体薄板１０，２０にそれぞれＬｉＣＡＦ，Ｓ−ＦＳＬ５を用いた場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。ＡＲ膜４０は，図４５で示した単層膜を用いている。一方、図４７にＡＲ膜４０を形成しなかった場合の光学特性を示す。なお、ＨＲ膜３１，３２は共に反射率を約５％に設定している。図４６及び図４７から分かるように、接合界面にＡＲ膜４０を介在させた場合には複合型エタロン素子１の光学特性として、波長に比例し略一定の周期を保ち、且つ極大値及び極小値が揃った規則的な分光透過波形を得ることができる。また、極大値は略１００％に揃い、損失が少ない複合型エタロン素子１を得ることができる。しかし、接合界面にＡＲ膜４０を介在させなかった場合には、図４５で示したように界面の反射率が０．０９％程度と小さくても、光学特性の変化が一定波形を有さず、極大値は略１００%に揃うものの極小値は一定値をとらない。
【００９７】
また、図４８に図１の構成において透明体薄板１０，２０にそれぞれＬｉＣＡＦ，Ｓ−ＦＳＬ５を用い、ＨＲ膜３１，３２の反射率を約８０％に設定した場合の複合型エタロン素子１の光学特性を示す。ＡＲ膜４０は，図４５で示した単層膜を用いている。一方、図４９にＡＲ膜４０を形成しなかった場合の光学特性を示す。ＨＲ膜３１，３２の反射率は図４８の場合と同様に約８０％に設定されている。図５０は、図４８及び図４９の光学特性曲線（それぞれ線ａ，線ｂ）を波長１５４８ｎｍから１５５２ｎｍにおいて表示したものである。
図４８及び図４９から分かるように、側面の反射率を約８０％とした複合型エタロン素子１の場合でも、規則的且つ極大値及び極小値が揃った高品質の光学特性を得ることができる。また、ＡＲ膜４０を形成しなかった場合であっても光学特性の変化の波形が略一定となると共に、略周期的なものとなる。
より詳細には、図５０からＷａ１乃至Ｗａ４は、略０．８０６ｎｍの値をとり、極大値の間隔は略一定に保たれている。また、Ｗｂ１乃至Ｗｂ４はそれぞれ０．８０８ｎｍ，０．８０１ｎｍ，０．８０１ｎｍ，０．８０５ｎｍの値をとり、極大値の間隔がわずかなばらつきはあるものの略一定となっている。このように、本実施例では、ＡＲ膜４０を介在させなかった場合に、少なくとも極大値をとる波長は略一定の周期性を保持したものとなる。
【００９８】
透明体薄板１０，２０にそれぞれＬｉＣＡＦ，Ｓ−ＦＳＬ５を用いて複合型エタロン素子１を構成した場合、ＬｉＣＡＦとＳ−ＦＳＬ５との屈折率の値が近いことにより、接合界面での反射率が０．０９％程度と小さくなっている。このため、ＡＲ膜４０が形成されていない場合でも、光学特性の周期性及び極大値の一定性を確保することができる。したがって、このように接合界面での反射の程度が小さくなるように屈折率の値が近い透明体薄板１０，２０を選択すれば、ＡＲ膜４０は必ずしも必要がない。このようにすれば、ＳＲ膜４０を形成する工程を省略することができ、複合型エタロン素子１の製造コストを低減することが可能となる。
【００９９】
ＡＲ膜４０を形成しない場合、接合界面での反射率を０．３%以下に抑えることが実用上望ましい。このためには、屈折率の差が０．１６０以下であればよい。すなわち、透明体薄板１０としてＬｉＣＡＦを選択した場合、透明体薄板２０として選択する材料は、屈折率が１．２２６から１．５４６の範囲のものを選択すればよい。例えば、石英、Ｓ−ＦＰＬ５１、Ｓ−ＦＰＬ５２、Ｓ−ＦＰＬ５３、水晶等を選択することができる。なお、本実施例では透明体薄板１０としてＬｉＣＡＦを選択した場合を説明したが、これに限らず、透明体薄板１０としてＳｒＴｉＯ３やＴｉＯ２を選択し、且つ、屈折率の差が０．１６０以下となるような透明体薄板２０をこれらに合わせて選択してもよい。
【０１００】
以上、実施例１〜４で示したように、本発明の複合型エタロン素子１は、透明体薄板１０，２０がＡＲ膜４０を介して貼り合わされた構成となっており、ＡＲ膜４０によって複合型エタロン素子１内部に入射した光線の接合界面での反射が低減されている。このように接合界面での反射を低く抑えることにより、複合型エタロン素子１の分光透過率の変化を周期的なものとすることができる。これにより、分光透過率の変化の極大値及び極小値を略一定の値に揃えることができると共に、極大値をとる波長の間隔も略一定とすることができる。したがって、本発明の複合型エタロン素子１は、波長（周波数）によらず安定した光学特性を備えることができる。
【０１０１】
次に、本発明の複合型エタロン素子１が、温度によらず安定した光学特性（分光透過率特性）を備えることについて説明する。光学材料の厚さがＤ、その材料の屈折率がｎであるとき光学距離Ｄ０はｎＤで表わされる。そして、温度変化が生じた場合の光学距離Ｄ０の変化は次の導関数で表わされる。
【０１０２】
【数１】
2005010734.tif 000003
【０１０３】
ここで、線膨張係数αを１／Ｄ・ｄＤ／ｄｔとすれば、式（１）は、
【数２】
2005010734.tif 000004
となる。
【０１０４】
式（２）のうち（α＋１/ｎ・ｄｎ/ｄｔ）を光学材料の特性指数と定義する。そして、この特性指数が正の係数である場合は、光学材料は温度が上昇すると光学距離Ｄ０が増加するものとなる。また、逆に特性指数が負の係数である場合は、光学材料は温度が上昇すると光学距離Ｄ０が減少するものとなる。
【０１０５】
本実施例の複合型エタロン素子１は２種類の光学材料を貼り合わせているから、これらの厚さをＤ１，Ｄ２、屈折率をｎ１，ｎ２とすれば、複合型エタロン素子１の光学距離Ｄ０はｎ１Ｄ１とｎ２Ｄ２との和で与えられる。そして、複合型エタロン素子１の光学距離Ｄ０の温度変化は次の式で表わされる。
【０１０６】
【数３】
2005010734.tif 000005
【０１０７】
したがって、複合型エタロン素子１が温度によらず一定の光学距離を保持するためには、ｄＤ０／ｄｔが零と近似できればよい。したがって、このためには式（３）からＤ２はＤ１と以下の関係にあればよい。
【０１０８】
【数４】
2005010734.tif 000006
【０１０９】
なお、（α１＋１/ｎ１・ｄｎ１／ｄｔ）及び（α２＋１/ｎ２・ｄｎ２／ｄｔ）に相当する係数は、それぞれの材料の特性指数である。式（４）から分かるように一方の光学材料の特性指数と他方の光学材料の特性指数の値の符号が異なれば、厚さＤ１及びＤ２を適正な厚さの比に設定することにより、複合型エタロン素子１は、その光学距離Ｄ０が温度に依存せず一定値が保持される。
【０１１０】
光学材料として、正の特性指数を有する実用的な材料が多数あることは一般に知られているが、負の特性指数を有する実用的な材料は一般に知られていなかった。しかし、本発明者等は、負の特性指数を有する実用的な材料として、光学結晶のＳｒＴｉＯ３、ＴｉＯ２（ルチル型）があることを見出した。ＳｒＴｉＯ３は等方性であり、屈折率は２．２７９，特性指数は−１０．５１６×１０−６である。また、ＴｉＯ２は正方晶系であり、ｃ軸方向の屈折率は２．４５３，特性指数は−１５．８０７×１０−６である。
【０１１１】
表１に複合型エタロン素子１を構成する光学材料の組合せの例と、これら材料の屈性率，特性指数及び式（４）に基づいて求められたこれらの光学材料の厚さ比を示す。表１に示す負の特性指数を有する材料（表１の材料１、本発明の負の係数を有する材料）は、上記ＳｒＴｉＯ３，ＴｉＯ２（ルチル型），ＬｉＣＡＦであり、表１ではこれらに対して正の特性指数を有する材料（表１の材料２、本発明の正の係数を有する材料）を組み合わせた例を示している。
【０１１２】
【表１】
2005010734.tif 000007
【０１１３】
表１中、Ｓ−ＴＩＨ５３，Ｓ−ＬＡＨ５８，Ｓ−ＮＳＬ３，Ｓ−ＦＳＬ５、Ｓ−ＦＴＭ１６，Ｓ−ＦＰＬ５１，Ｓ−ＦＰＬ５２，Ｓ−ＦＰＬ５３，Ｓ−ＢＡＨ１１，Ｓ−ＢＡＨ１２，Ｓ−ＢＡＨ３２は、株式会社オハラ製光学ガラスである。なお、ＴｉＯ２，水晶は、ｃ軸方向に光線を入射するように設定されている。
【０１１４】
例えば、Ｓ−ＴＩＨ５３，Ｓ−ＬＡＨ５８は高屈折材料であり、複合型エタロン素子１の全体の厚さを小さく構成することができる例である。石英は一般的光学材料の例である。
【０１１５】
また、２種の光学材料は、線膨張係数が近い値を有することが望ましい。すなわち、線膨張係数が近い値を有していれば、温度変化に伴って接合界面における光学密着がずれてしまうおそれを低減することができる。例えば、ＳｒＴｉＯ３の線膨張係数は９．０×１０−６であり，これに対してＳ−ＮＳＬ３，Ｓ−ＦＳＬ５、Ｓ−ＦＴＭ１６はいずれも９．０×１０−６の線膨張係数を有する。なお、ＴｉＯ２の線膨張係数は、８．９７×１０−６程度である。
【０１１６】
また、Ｓ−ＦＰＬ５１，Ｓ−ＦＰＬ５２，Ｓ−ＦＰＬ５３は低光弾性材料であり、外力に対して光学的に安定した材料である例である。また、ＳｒＴｉＯ３と水晶の組合せ及びＴｉＯ２と水晶の組合せは、光学結晶同士の組合せ例である。
【０１１７】
具体的な、２種の貼り合わせ材料の厚みの例を示す。実施例１で示したＳｒＴｉＯ３とＳ−ＴＩＨ５３との組合せでは、ＦＳＲを１００ＧＨｚとした場合は、それぞれ２３８．８５μｍ、５１２．５５μｍ（全体として約０．７５ｍｍ）とすることができる。また、ＦＳＲを５０ＧＨｚとした場合は、それぞれ４７７．６９μｍ、１０２５．０９μｍ（全体として約１．５０ｍｍ）とすることができる。ＦＳＲを２５ＧＨｚとした場合は、それぞれ９５５．３８μｍ、２０５０．１８μｍ（全体として約３．０１ｍｍ）とすることができる。
【０１１８】
また、実施例２で示したＳｒＴｉＯ３と石英との組合せでは、ＦＳＲを１００ＧＨｚとした場合は、それぞれ２３７．５３μｍ、６４３．３６μｍとすることができる。ＦＳＲを５０ＧＨｚとした場合は、それぞれ４７５．０６μｍ、１２８６．７２μｍとすることができる。ＦＳＲを２５ＧＨｚとした場合は、それぞれ９５０．１１μｍ、２５７３．４４μｍ（全体として約３．５２ｍｍ）とすることができる。
【０１１９】
また、ＴｉＯ２とＳ−ＢＡＨ１１との組合せでは、ＦＳＲが１００ＧＨｚの場合はそれぞれ２１７．２２μｍ、５７４．６６μｍ、ＦＳＲが５０ＧＨｚの場合はそれぞれ４３４．４４μｍ、１１４９．３１μｍ、ＦＳＲが２５ＧＨｚの場合はそれぞれ８６８．８８μｍ、２２９８．６２μｍ（全体として約３．１７ｍｍ）とすることができる。実施例３で示したＬｉＣＡＦとＳ−ＢＡＨ３２との組合せでは、ＦＳＲが１００ＧＨｚの場合はそれぞれ９１８．４２μｍ、１３１．７７μｍ、ＦＳＲが５０ＧＨｚの場合はそれぞれ１８３６．８３μｍ、２６３．５３μｍ、ＦＳＲが２５ＧＨｚの場合はそれぞれ３６７３．６７μｍ、５２７．０７μｍ（全体として約４．２０ｍｍ）とすることができる。
このように、本発明のＦＳＲを２５ＧＨｚに設定した複合型エタロン素子１と、従来例のＬｉＣａＡｌＦ６を用いた光学素子（厚さ約４．３ｍｍ）とを比べると、何れも本発明の複合型エタロン素子１の方がより小型化されていることが分かる。
【０１２０】
図５１乃至図５４に２種の材料の組合せとしてそれぞれＳｒＴｉＯ３とＳ−ＴＩＨ５３、ＳｒＴｉＯ３と石英、ＴｉＯ２とＳ−ＢＡＨ１１、ＬｉＣＡＦとＳ−ＢＡＨ３２を選択して構成した場合の複合型エタロン素子１の温度変化に対する中心波長の変化（以下、温度安定性という）を示す。なお、複合型エタロン素子１を構成する２種の材料の厚さは式（４）を満たすように形成されている。
【０１２１】
図５１の線ａは複合型エタロン素子１の温度安定性を表わしている。また、線ｂ，ｃはそれぞれＳ−ＴＩＨ５３，ＳｒＴｉＯ３の温度安定性を表わしている。図５１からＳ−ＴＩＨ５３，ＳｒＴｉＯ３はそれぞれ温度変化に対して正，負の方向に中心波長をシフトさせる効果を有していることが分かる。そして、これらの材料を使用して適正な厚さ比で構成することにより、複合型エタロン素子１は中心波長の変化量を温度によらずほぼ零となる。すなわち、複合型エタロン素子１の中心波長（１５５０ｎｍ）における温度に対する変化量は、約０ｐｍ／Ｋを達成することができる。
【０１２２】
また、図５２の線ａは複合型エタロン素子１の温度安定性を表わしている。また、線ｂ，ｃはそれぞれ石英，ＳｒＴｉＯ３の温度安定性を表わしている。図５２から石英，ＳｒＴｉＯ３はそれぞれ温度変化に対して正，負の方向に中心波長をシフトさせる効果を有しており、これらの材料を使用して適正な厚さ比で構成することにより、複合型エタロン素子１は中心波長の変化量が温度によらずほぼ零となる。
【０１２３】
また、図５３の線ａは複合型エタロン素子１の温度安定性を表わしている。また、線ｂ，ｃはそれぞれＳ−ＢＡＨ１１，ＴｉＯ２の温度安定性を表わしている。図５３からＳ−ＢＡＨ１１，ＴｉＯ２はそれぞれ温度変化に対して正，負の方向に中心波長を変化させる効果を有しており、これらの材料を使用して適正な厚さ比で構成することにより、複合型エタロン素子１は中心波長の変化量が温度によらずほぼ零となる。
【０１２４】
なお、本例の複合型エタロン素子１は、光学結晶として等方性でないＴｉＯ２，水晶を含んでいるが、これらは光線の入射方向に対して結晶軸（ｃ軸）が平行となるように配置されている。このように配置しても、複合型エタロン素子１は中心波長の変化量が温度によらずほぼ零とすることができる。このように結晶軸（ｃ軸）が光線に対して傾けられていないので、複合型エタロン素子１の偏光依存性を解消することができる。
【０１２５】
なお、ＴｉＯ２の結晶軸（ｃ軸）を光線の入射方向に対して傾けた状態で複合型エタロン素子１を形成してもよい。例えば表１に示すように、ＴｉＯ２はａ軸方向の屈折率が２．７０９３，特性指数が−２２．３００×１０−６である。つまりｃ軸に対して９０度傾けた場合であっても、ＴｉＯ２は特性指数が負の係数となる。したがって、正の特性指数を有するＳ−ＬＡＨ５８との組合せにおいて、表１に示す厚さの比で複合型エタロン素子１を構成することにより、温度安定性に優れた複合型エタロン素子１を得ることができる。
【０１２６】
また、ａ軸及びｃ軸に対して４５度の角度方向のＴｉＯ２の屈折率は２．５６８６，特性指数は−１９．４００×１０−６である。この場合も、正の特性指数を有するＳ−ＬＡＨ５８との組合せにおいて、表１に示す厚さの比で複合型エタロン素子１を構成することにより、温度安定性に優れた複合型エタロン素子１を得ることができる。なお、上記光線の入射方向に対してｃ軸を所定角度に傾けて構成する複合型エタロン素子１は、入射光が直線偏光で電場の振動方向が結晶のｂ軸と垂直な面内にある場合としている。なお、ＴｉＯ２の結晶軸方向を傾けて構成する場合、他の貼り合わせる材料として上記のようにＳ−ＬＡＨ５８（光学ガラス）以外に光学結晶材料（例えば、水晶）を選択しても、温度安定性に優れた光学材料１を構成することができる。
【０１２７】
また、図５４の線ａは複合型エタロン素子１の温度安定性を表わしている。また、線ｂ，ｃはそれぞれＳ−ＢＡＨ３２，ＬｉＣＡＦの温度安定性を表わしている。図５４からＳ−ＢＡＨ３２，ＬｉＣＡＦはそれぞれ温度変化に対して正，負の方向に中心波長を変化させる効果を有しており、これらの材料を使用して適正な厚さ比で構成することにより、複合型エタロン素子１は中心波長の変化量が温度によらずほぼ零となる。
【０１２８】
以上のように、発明者等は負の特性指数を有する実用的な光学材料としてＳｒＴｉＯ３，ＴｉＯ２，ＬｉＣＡＦを見出した。そして、本発明の複合型エタロン素子１を、これらの材料を含む正負の特性指数を有する光学材料を貼り合わせて構成し、且つこれらの厚さ比を適正に設定することにより、複合型エタロン素子１内を通過する光線の光学距離を温度によらず一定とすることが可能となった。このように、本発明の複合型エタロン素子１は、極めて温度安定性に優れたものとすることができる。
【０１２９】
また、透明体薄板に光学材料として等方性でない光学結晶を使用した場合であっても、結晶軸を傾けて構成することなく複合型エタロン素子１を形成することができる。したがって、等方性でない光学結晶を使用した場合であっても、中心波長の変化量を温度によらず略０ｐｍ／Ｋとすることができるので、偏光依存性の極めて少ない複合型エタロン素子１を得ることができる。
【０１３０】
また、上記実施の形態では、複合型エタロン素子１は透明体薄板１０，２０の２種の光学材料を貼り合わせて構成されているが、これに限らず、３種類以上の光学材料の貼り合わせにより構成してもよい。この場合、隣合う透明体薄板間にはＡＲ膜４０を形成し、各透明体薄板の厚さと屈性率との積の合計が温度によらず一定となるように、それぞれの厚さの比を設定すればよい。
【０１３１】
次に、複合型エタロン素子１を用いたレーザ装置としての高密度波長多重（ＤＷＤＭ）通信用のレーザモジュール５０について説明する。図５５にレーザモジュール５０の概略構成図を示す。レーザモジュール５０では、レーザ光出射部としてのＬＤ５４の後端面から出射されたレーザ光は、分岐部としてのハーフミラー５３に入射して２方向に分岐され、一方は直接強度検出部としてのＰＤ５１に結合されて光出力モニタとして用いられ、他方は複合型エタロン素子１を透過させた後に波長検出部としてのＰＤ５２に結合されて波長モニタとして用いられる。ＰＤ５１では、受光したレーザ光の強度が検出される。また、ＰＤ５２では複合型エタロン素子１を選択的に透過した所定波長のレーザ光の強度が検出される。
また、前端面から出射されたレーザ光はレンズ５６を透過して外部へ出力される。ＰＤ５１，５２からの出力信号は不図示の制御装置に出力され、制御装置はこの出力信号をもとに、ペルチェ素子５５への電力を制御することによってＬＤ５４を所定の温度に保持している。なお、ハーフミラー５３の代わりにプリズムを用いてもよい。
【０１３２】
本発明の複合型エタロン素子１は、上述のように温度安定性に優れているため、複合型エタロン素子１のための専用のペルチェ素子を設ける必要がなく、ペルチェ素子を駆動するための電力消費量が低減される。また、これに伴い、レーザモジュール５０の構成が簡単となり、製造コストを低減することができる。なお、エアギャップ型のエタロン素子を用いてもペルチェ素子を配設する必要がない場合があるが、エアギャップ型のエタロン素子はサイズが大きいため、レーザモジュール５０自体のサイズが大きくなってしまうという不都合があった。また、本発明の複合型エタロン素子１は従来の複合型エタロン素子と比べてもサイズが小さいという特徴を有するため、レーザモジュール５０をより小型化することができる。
【０１３３】
上記実施形態では、本発明の複合型エタロン素子１をＤＷＤＭ通信用のレーザモジュール５０に用いた例を示したが、これに限らず、波長ロッカ等のレーザ装置に使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】実施例１の単層の反射防止膜を有する複合型エタロン素子の断面説明図である。
【図２】実施例１の単層の反射防止膜の分光反射率特性を表すグラフである。
【図３】図２の拡大図である。
【図４】実施例１の単層の反射防止膜の分光反射率特性を表すグラフである。
【図５】実施例１の２層の反射防止膜を有する複合型エタロン素子の断面説明図である。
【図６】実施例１の２層の反射防止膜の分光反射率特性を表すグラフである。
【図７】実施例１の３層の反射防止膜を有する複合型エタロン素子の断面説明図である。
【図８】実施例１の３層の反射防止膜の分光反射率特性を表すグラフである。
【図９】実施例１の複合型エタロン素子（ＨＲ膜の反射率５％）の分光透過率特性を表すグラフである。
【図１０】図９において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図１１】実施例１の複合型エタロン素子（ＨＲ膜の反射率１８％）の分光透過率特性を表すグラフである。
【図１２】図１１において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図１３】実施例１の複合型エタロン素子（ＨＲ膜の反射率３６％）の分光透過率特性を表すグラフである。
【図１４】図１３において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図１５】実施例１の複合型エタロン素子（ＨＲ膜の反射率７９％）の分光透過率特性を表すグラフである。
【図１６】図１５において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図１７】実施例１の複合型エタロン素子（ＨＲ膜なし）の分光透過率特性を表すグラフである。
【図１８】図１７において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図１９】実施例１の反射防止膜の反射率を異ならせた場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図２０】図１９において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図２１】実施例１の複合型エタロン素子（ＨＲ膜の反射率７９％）において反射防止膜を形成した場合及び形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図２２】実施例２の単層の反射防止膜の分光反射率特性を表すグラフである。
【図２３】実施例２の２層の反射防止膜の分光反射率特性を表すグラフである。
【図２４】実施例２の３層の反射防止膜の分光反射率特性を表すグラフである。
【図２５】実施例２の複合型エタロン素子（ＨＲ膜の反射率５％）の分光透過率特性を表すグラフである。
【図２６】図２５において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図２７】実施例２の複合型エタロン素子（ＨＲ膜の反射率１８％）の分光透過率特性を表すグラフである。
【図２８】図２７において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図２９】実施例２の複合型エタロン素子（ＨＲ膜の反射率３６％）の分光透過率特性を表すグラフである。
【図３０】図２９において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図３１】実施例２の複合型エタロン素子（ＨＲ膜の反射率７９％）の分光透過率特性を表すグラフである。
【図３２】図３１において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図３３】実施例３の単層の反射防止膜の分光反射率特性を表すグラフである。
【図３４】実施例３の２層の反射防止膜の分光反射率特性を表すグラフである。
【図３５】実施例３の３層の反射防止膜の分光反射率特性を表すグラフである。
【図３６】実施例３の複合型エタロン素子（ＨＲ膜の反射率５％）の分光透過率特性を表すグラフである。
【図３７】図３６において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図３８】実施例３の複合型エタロン素子（ＨＲ膜の反射率８０％）の分光透過率特性を表すグラフである。
【図３９】図３８において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図４０】実施例３の複合型エタロン素子（ＨＲ膜の反射率８０％）において反射防止膜を形成した場合及び形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図４１】実施例３の複合型エタロン素子（ＨＲ膜なし）の分光透過率特性を表すグラフである。
【図４２】図４１において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図４３】実施例３の反射防止膜の反射率を異ならせた場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図４４】図４３において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図４５】実施例４の単層の反射防止膜の分光反射率特性を表すグラフである。
【図４６】実施例４の複合型エタロン素子（ＨＲ膜の反射率５％）の分光透過率特性を表すグラフである。
【図４７】図４６において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図４８】実施例４の複合型エタロン素子（ＨＲ膜の反射率８０％）の分光透過率特性を表すグラフである。
【図４９】図４８において反射防止膜を形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図５０】実施例４の複合型エタロン素子（ＨＲ膜の反射率８０％）において反射防止膜を形成した場合及び形成しない場合の分光透過率特性を表すグラフである。
【図５１】実施例の複合型エタロン素子の温度特性を表すグラフである。
【図５２】実施例の複合型エタロン素子の温度特性を表すグラフである。
【図５３】実施例の複合型エタロン素子の温度特性を表すグラフである。
【図５４】実施例の複合型エタロン素子の温度特性を表すグラフである。
【図５５】実施例のレーザモジュールの構成図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１  複合型エタロン素子、２  透明体、１０，２０  透明体薄板、３１，３２  ＨＲ膜、４０  ＡＲ膜、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ  膜、５０  レーザモジュール、５１，５２  ＰＤ、５３  ハーフミラー、５４  ＬＤ、５５  ペルチェ素子、５６  レンズ、ｄａ，ｄｂ，ｄｃ  厚さ、Ｗａ４乃至Ｗａ４，Ｗｂ３乃至Ｗｂ４  間隔
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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