エタロンフィルタ
【課題】 波長温度特性を向上させ、また消光比の変化量が従来よりも少なくする。
【解決手段】 ガラス又は水晶からなる第一の透明部材及び第二の透明部材と、第一の透明部材と第二の透明部材との間に設けられる中空部材とを備え、第一の透明部材が中空部材と対向する面及びこの面と平行となる反対側の面に反射膜を備えつつ反射膜に第一接合膜を備え、第二の透明部材が中空部材と対向する面及びこの面と平行となる反対側の面に反射膜を備えつつ中空部材を向く側の反射膜に第二接合膜を備え、中空部材が第一の透明部材と対向する面及び第二の透明部材と対向する面に第三接合膜を備え、第一接合膜と第三接合膜とが接合され、第二接合膜と第三接合膜とが接合され、前記中空部材の中空の内部が気密状態となり、第一の透明部材及び第二の透明部材の厚みをｔ、中空部材の開口幅をａとしたとき、ｔ／ａ≧０．３で構成されることを特徴とする。
【解決手段】 ガラス又は水晶からなる第一の透明部材及び第二の透明部材と、第一の透明部材と第二の透明部材との間に設けられる中空部材とを備え、第一の透明部材が中空部材と対向する面及びこの面と平行となる反対側の面に反射膜を備えつつ反射膜に第一接合膜を備え、第二の透明部材が中空部材と対向する面及びこの面と平行となる反対側の面に反射膜を備えつつ中空部材を向く側の反射膜に第二接合膜を備え、中空部材が第一の透明部材と対向する面及び第二の透明部材と対向する面に第三接合膜を備え、第一接合膜と第三接合膜とが接合され、第二接合膜と第三接合膜とが接合され、前記中空部材の中空の内部が気密状態となり、第一の透明部材及び第二の透明部材の厚みをｔ、中空部材の開口幅をａとしたとき、ｔ／ａ≧０．３で構成されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ装置に用いられるエタロンフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ装置は、半導体レーザと、この半導体レーザから照射されるレーザ光を平行にする光学系と、レーザ光を２系統に分割するビームスプリッタと、分割された一方のレーザ光に所定の波長の共振をさせるファブリペロー共振器と、このレーザ光が入射される光検出器とから主に構成される。
【０００３】
このように構成されるレーザ装置において、ファブリペロー共振器を２枚の反射板を用いた構造が知られている。この構造のファブリペロー共振器は、２枚の反射板の高い設置精度が求められる。例えば、２枚の反射板は、秒単位の平行度で設置しなければ、レーザ光の光透過特性が変わってしまうという問題があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
そこで、ファブリペロー共振器に代えてエタロンフィルタを用いたレーザ装置が提案されている。従来のエタロンフィルタには、例えば、ソリッド構造とエアギャップ構造の２種類のものが用いられている。
【０００５】
ソリッド構造のエタロンフィルタは、例えば、四角柱形状の部材の平行となる２平面に反射膜を設けた構造となっている。反射膜を設けた２平面のうち、一方の平面側から他方の平面に向けて光が透過するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、エタロンフィルタを透過する光の特性について説明する。例えば、図１（ｂ）に示すように、エタロンフィルタを透過する光は、縦軸を透過強度Ｔ（λ）、横軸を波長λとしたとき、所定の間隔で透過強度Ｔ（λ）の強度が高くなるピークを複数生じさせる特性を有している。
【０００６】
この複数のピークのうちの隣り合う２つのピークの間隔をＦＳＲ（フリー・スペクトラム・レンジ）という。
このＦＳＲは、２平面に設けた反射膜の間をエタロンフィルタの光路の物理長数Ｌとしソリッドの屈折率をｎとしたとき、光路の物理長数Ｌとソリッドの屈折率をｎの積及び波長λによって決まる値でもある。
例えば、ＦＳＲは、以下の式で近似される。
ＦＳＲ＝λ２／（２ｎＬ）
【０００７】
エアギャップ構造のエタロンフィルタは、２つの平板状の透明部材の間に２つの板部材を挟み、これら２つの板部材を所定の間隔をあけて２つの透明部材の間に空間を形成した構造となっている（例えば、特許文献２参照）。ここで２つの平板状の透明部材には、互いに向かい合う平面に反射膜が設けられている。このようなエアギャップ構造のエタロンフィルタは、２つの板部材によって、２つの平板状の透明部材の距離を所定の間隔に保つことができるようになっている。
ここで、エアギャップ構造のエタロンフィルタは、２つの透明部材に設けられた反射膜の間を光路の物理長数Ｌとしている。この場合のＦＳＲは、ソリッド構造のエタロンフィルタと同様に光路の物理長数Ｌとエアギャップ部の媒質の屈折率ｎの積によって決まる。
また、エアギャップ構造のエタロンフィルタは、２つの平板状の透明部材の間に設けられる板部材を接合するために、接着剤を用いている。エアギャップ構造のエタロンフィルタは、接合に接着剤を用いることで容易な製造を可能としている。
また、接着剤を用いない接合としては、従来周知のオプティカルコンタクト法による接合が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許２８３５０６８号公報
【特許文献２】特開２００３−１９５０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、エアギャップ構造のエタロンフィルタにおいて、接着剤を用いた接合状態では、製造の状況により接着剤の厚みにバラツキが生じる場合がある。このとき、接着剤の厚みのバラツキがエタロンフィルタの光路の物理長数Ｌを狂わせる原因となる。
また、接着剤でエアギャップ構造のエタロンフィルタを製造した場合、接着剤の厚みにより２つの平板状の透明部材が平行にならない状態で位置する場合がある。この場合もエタロンフィルタの光路の物理長数Ｌを狂わせる原因となる。
したがって、光路の物理長数Ｌと定めたエタロンフィルタが接着剤により異なる光路の物理長数Ｌ´となってしまう。
これにより、エタロンフィルタを透過する光の特性が、縦軸を透過強度Ｔ（λ）、横軸を波長λとしたとき、エタロンフィルタの光路の物理長数Ｌで定めたＦＳＲとは異なる位置にずれて新たなＦＳＲ´となる（図１（ｂ）参照）。
そのため、所定の透過強度Ｔ（λ）に対して波長λが異なった値を示すこととなり、光学装置で使用されている発振波長を正しく知ること、つまり、発振波長のモニターが正しくできなくなる恐れがある。
【００１０】
また、２つの透明部材の所定の厚みによっては、波長温度特性が大きくなったり、外部の温度変化による波長温度特性の変動があった。
また、エアギャップ型のエタロンフィルタが、外部の空気を介在させる構造である場合、この外部から空気の影響で、例えば、波長１９０ｎｍ以下の光が吸収されさてしまう現象が発生することが懸念される。また、この空気より結露が生じる場合は、水分のＯＨ基の影響で波長１４００ｎｍ、２２００ｎｍ、２７００ｎｍの光が吸収される現象が発生することが懸念される。そのため、消光比が悪化してしまう恐れがあった。
【００１１】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、波長温度特性を向上させ、また消光比の変化量が従来よりも少ないエタロンフィルタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明は、エタロンフィルタであって、 第一の透明部材と、第二の透明部材と、前記第一の透明部材と前記第二の透明部材との間に設けられる中空部材と、を備え、前記第一の透明部材が、前記中空部材と対向する面に反射膜を備えつつ前記反射膜上に第一接合膜を備え、前記第二の透明部材が、前記中空部材と対向する面に反射膜を備えつつ前記反射膜上に第二接合膜を備え、前記中空部材が、中空部分の開口周囲であって前記第一の透明部材と対向する面及び前記第二の透明部材と対向する面に第三接合膜を備え、前記第一の透明部材の第一接合膜と前記中空部材の第三接合膜とが原子拡散接合法により接合され、前記第二の透明部材の第二接合膜と前記中空部材の第三接合膜とが原子拡散接合法により接合され、前記中空部材の中空の内部が気密状態となり、前記第一の透明部材及び前記第二の透明部材の厚みをｔ、前記中空部材の開口幅をａとしたとき、ｔ／ａ≧０．３となるように構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
このようなエタロンフィルタによれば、接着剤を用いずに第一の透明部材と中空部材と第二の透明部材とを接合でき、かつ、厚みのバラツキを軽減することができるので、エタロンフィルタの光路の物理長数Lの変化と透明部材の間に介在する媒質の屈折率ｎの変化を起こしにくくすることができる。また、前記第一の透明部材及び前記第二の透明部材の厚みをｔ、前記中空部材の開口幅をａとしたとき、ｔ／ａ≧０．３となるように構成されるので、温度変化による中空部分の膨張や収縮の影響が小さくなり、前記第一の透明部材及び前記第二の透明部材の変形が軽減される。これにより、波長温度特性が向上し、また消光比の変化量が従来よりも少なくすることができる。
また、前記第一接合膜、前記第二接合膜、前記第三接合膜の膜厚が１ｎｍ以下となっているので、入射される光の屈折を考慮する必要がなく、また、前記第一接合膜と前記第三接合膜との接合、及び前記第二接合膜と前記第三接合膜との接合が原子拡散接合により接合されているので、熱環境による剥がれを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係るエタロンフィルタの一例を示す断面図であり、（ｂ）は透過強度と波長の関係を示すグラフである。
【図２】（ａ）は第一ウェハと第二ウェハと第三ウェハの一例を示す模式図であり、（ｂ）は、第一ウェハと第三ウェハと第二ウェハとを接合した状態を示す模式図であり、（ｃ）は貫通孔の開口形状が円形となっている状態を示す模式図である。
【図３】波長温度特性の規格化厚みの依存性を示す図である。
【図４】（ａ）は、３００℃の温度で５分間、加熱したときの消光比の変化量を示す図であり、（ｂ）は、３００℃の温度で５分間、加熱したときの波長温度特性を示す図である。
【図５】接着剤が用いられた場合と原子拡散接合が用いられた場合とを比較した図であって、（ａ）は、ＦＳＲの値を比較した図であり、（ｂ）は、消光比を比較した図であり、（ｃ）は波長温度特性を比較した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各構成要素について、状態をわかりやすくするために、誇張して図示している。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、本発明の実施形態に係るエタロンフィルタ１００は、第一の透明部材１０と第二の透明部材２０と中空部材３０とから主に構成されている。
【００１７】
第一の透明部材１０は、透明部材であって例えばガラス又は結晶材料からなり、例えば四角柱形状に形成されている。この四角柱形状の第一の透明部材１０は、所定の平行する２面間を光が透過するようになっている。この所定の平行する２面のうちの一方の面は、後述する中空部材３０と対向している。また、この第一の透明部材１０は、後述する中空部材３０と対向する面に反射膜１１を備えつつこの反射膜１１上に膜厚が１ｎｍ以下の金属からなる第一接合膜１２を備えている。
なお、第一の透明部材１０には、中空部材３０と対向する面と平行となる面に反射防止膜１３を設けても良い。
ここで、この第一の透明部材１０は、所定の厚みｔで構成されている。
【００１８】
第二の透明部材２０は、透明部材であって、例えばガラス又は結晶材料からなり、例えば第一の透明部材１０と同じ大きさで、かつ、四角柱形状に形成されている。この四角柱形状の第二の透明部材２０は、所定の平行する２面間を光が透過するようになっている。この所定の平行する２面のうちの一方の面は、後述する中空部材３０と対向している。また、この第二の透明部材２０は、後述する中空部材３０と対向する面に反射膜２１を備えつつこの反射膜２１上に膜厚が１ｎｍ以下の金属からなる第二接合膜２２を備えている。
なお、第二の透明部材２０には、中空部材３０と対向する面と平行となる面に反射防止膜２３を設けても良い。
ここで、この第二の透明部材２０は、第一の透明部材１０と同様の厚みであって、所定の厚みｔで構成されている。
【００１９】
中空部材３０は、第一の透明部材１０と第二の透明部材２０との間に設けられるガラス又は結晶材料からなる。
この中空部材３０は、壁部３１を環状に形成して中空部分３０ａを形成した筒状となっており、壁部３１に沿いつつ中空部分３０ａの中心を通る中心線Ｃに対して直交する方向の断面形状が四角形となっている。言い換えれば、中空部材３０を輪切りにした場合の断面形状は、外形の輪郭形状が第一の透明部材１０及び第二の透明部材２０と同じ形状の四角形となり、中空部分３０ａの輪郭が外形形状よりも大きさが小さい四角形となっている。
ここで、四角形に開口した開口幅は、所定の開口幅ａで構成されている。なお、本実施の形態では開口は四角形であるが、本発明はこれに限ることなく、円形の開口でも良い（図２（ｃ）参照）。その場合、ａは開口径とする。
この中空部材３０は、中空部分３０ａの開口周囲であって第一の透明部材１０と対向する面及び第二の透明部材２０と対向する面に膜厚が１ｎｍ以下の第三接合膜３２を備えている。
【００２０】
第一の透明部材１０と中空部材３０とは、第一の透明部材１０に設けられた第一接合膜１２と中空部材３０に設けられた第三接合膜３２とが原子拡散接合法により接合されている。
同様に、第二の透明部材２０と中空部材３０とは、第二の透明部材２０に設けられた第二接合膜２２と中空部材３０に設けられた第三接合膜３２とが原子拡散接合法により接合されている。
なお、第一の透明部材１０と中空部材３０との接合及び第二の透明部材２０と中空部材３０との接合の際は、例えば、真空雰囲気中又は不活性ガス雰囲気中のいずれかの環境で行われる。
これにより、中空部材３０の中空部分３０ａは、例えば、真空雰囲気中で接合が行われた場合、真空の状態を維持した気密状態となる。
また例えば、中空部材３０の中空部分３０ａは、真空の他に、大気圧を維持した気密状態としても良いし、不活性ガス雰囲気中であって所定の圧力が維持された気密状態としても良い。
【００２１】
このようなエタロンフィルタ１００によれば、接着剤を用いずに第一の透明部材１０と中空部材３０と第二の透明部材２０とを接合でき、かつ、厚みのバラツキが軽減してＦＳＲのずれを防ぐことができ、エタロンフィルタ１００の光路の物理長数Ｌと中空部の媒質の屈折率ｎの積の変化を起こしにくくすることができる。これにより、光学装置で使用されている発振波長のモニターを精度良く行うことができる。
また、第一接合膜１２、第二接合膜２２、第三接合膜３２の膜厚が１ｎｍ以下となっているので、入射される光の屈折を考慮する必要がなく、また、第一接合膜１２と第三接合膜３２との接合、及び第二接合膜２２と第三接合膜３２との接合が原子拡散接合により接合されているので、熱環境による剥がれを防ぐことができる。
また、第一の透明部材１０と第二の透明部材２０の厚みと中空部材３０の開口幅との関係ｔ／ａを０．３以上としたことにより、温度変化による中空部分の膨張や収縮の影響が小さくなり、前記第一の透明部材及び前記第二の透明部材の変形が軽減される。これにより、波長温度特性が向上し、また消光比の変化量が従来よりも少なくすることができる。
【００２２】
また、本発明の実施形態に係るエタロンフィルタ１００は、以下のように製造することができる。
本発明の実施形態に係るエタロンフィルタを製造する際は、図２（ａ）に示すように、第一の透明部材となる第一ウェハ１０Ｗと、第二の透明部材となる第二ウェハ２０Ｗと、中空部材となる第三ウェハ３０Ｗとを用意する。
なお、図２（ａ）及び（ｂ）は、反射防止膜を省略して図示している。
【００２３】
第一ウェハ１０Ｗの一方の主面に例えばスパッタ等を用いて反射膜１１を設ける。
同様に、第二ウェハ２０Ｗの一方の主面に例えばスパッタ等を用いて反射膜２１を設ける。なお、第二ウェハの他方の主面には、反射防止膜２３（図１（ａ）参照）を設けておいても良い。
また、第三ウェハ３０Ｗに厚み方向に貫通する貫通方向と直角になる方向で切断したときの断面が四角形状となる貫通孔３０ａを複数形成する。
【００２４】
この状態において、第一ウェハ１０Ｗの反射膜１１上に第一接合膜１２を設け、かつ、第三ウェハ３０Ｗの一方の主面に第三接合膜３２を設ける。
第一ウェハ１０Ｗの反射膜１１上に設けられた第一接合膜１２と第三ウェハ３０Ｗの一方の主面に設けられた第三接合膜３２とを重ね合わせて原子拡散接合により接合する。
ここで、前記原子拡散接合法とは、互いに重なり合う接合面において、互いを構成する材料の原子が拡散し合うことによって接合する方法である。
【００２５】
第一ウェハ１０Ｗと第三ウェハ３０Ｗとが接合された状態において、第三ウェハ３０Ｗの他方の主面に第三接合膜３２を設け、かつ、第二ウェハ２０Ｗの反射膜２１上に第二接合膜２２を設ける。
第二ウェハ２０Ｗの反射膜２１上に設けられた第二接合膜２２と第三ウェハ３０Ｗの他方の主面に設けられた第三接合膜３２とを重ね合わせて原子拡散接合により、例えば、真空雰囲気中で接合する。
【００２６】
これにより、第一ウェハ１０Ｗと第三ウェハ３０Ｗと第二ウェハ２０Ｗとが接合されて本発明の実施形態に係る複数のエタロンフィルタが連なった状態となる（図２（ｂ）参照）。
この状態で、例えば、第三ウェハ３０Ｗに設けた複数の貫通孔３０ａの間Ｂを目印にして、隣り合う貫通孔３０ａの間を切断することで、個々のエタロンフィルタ１００を得ることができる。なお、このときの貫通孔３０ａは、図１における中空部材３０の中空部分３０ａを指す。
【００２７】
このように製造することにより、例えば、貫通孔３０ａ内部、つまり中空部材３０の中空部分３０ａを真空以外に大気圧の状態で気密することができ、又は、不活性ガスを所定の圧力で気密することができる。
【００２８】
このようにすれば、本発明の実施形態に係るエタロンフィルタを容易に製造することができる。
【００２９】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。透明部材としては、接合膜あるいは反射膜を設けることができる耐熱性に優れた部材が好ましく、例えば、結晶材料である水晶や、ガラスや、ポリカーボネート等の樹脂を用いることができる。また、接合膜は拡散係数の大きいＣｕ、Ｔｉ、Ａｕなどの金属を用いることが好ましい。
なお、貫通孔の開口形状が円形となる場合は、第三ウェハ３０Ｗ´を用いる（図２（ｃ）参照）。
【実施例】
【００３０】
次に、本発明のエタロンフィルタの実施例について説明する。
まず、波長温度特性の規格化厚みの依存性について説明する。図３は、波長温度特性の規格化厚みの依存性を示す図である。
なお、波長温度特性とは、温度変化に対するエタロンフィルタ透過波形のピークシフト量を示している。また、ｔ／ａを「規格化厚み」と呼称する。また、中空部の貫通孔の開口形状を円形とする。
ここでは、波長温度特性が１．０００ｐｍ／℃以下の値となる場合を良好な値と評価する。また、エタロンフィルタの中空部の開口幅をａ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みをｔとする。また、中空部の貫通孔の開口形状を円形とする。
このとき、中空部の開口幅ａと第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔとを変化させて、それぞれのエタロンフィルタの波長温度特性の規格化厚みの依存性の確認を行った。
【００３１】
なお、表１に示すように、サンプル番号１を比較例１、サンプル番号２を比較例２、サンプル番号３を比較例３とする。
また、サンプル番号４を実施例１、サンプル番号５を実施例２、サンプル番号６を実施例３、サンプル番号７を実施例４、サンプル番号８を実施例５、サンプル番号９を実施例６とする。
また、サンプル番号１０を実施例７、サンプル番号１１を実施例８、サンプル番号１２を実施例９、サンプル番号１３を実施例１０、サンプル番号１４を実施例１１、サンプル番号１５を実施例１２、サンプル番号１６を実施例１３、サンプル番号１７を実施例１４、サンプル番号１８を実施例１５とする。
【００３２】
サンプル番号１の比較例１は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．２０８で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
比較例１のエタロンフィルタは、
波長温度特性が１．０６１ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃を超える結果となった。
【００３３】
サンプル番号２の比較例２は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．２０８で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
比較例２のエタロンフィルタは、
波長温度特性が１．０７５ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃を超える結果となった。
【００３４】
サンプル番号３の比較例３は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．２０８で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
比較例３のエタロンフィルタは、
波長温度特性が１．１４２ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃を超える結果となった。
【００３５】
これにより、比較例１〜比較例３の規格化厚みｔ／ａ＝０．２０８となる場合は、波長温度特性の評価基準１．０００ｐｍ／℃以下を満たさない結果となった。
【００３６】
サンプル番号４の実施例１は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．４１７で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例１のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９１７ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００３７】
サンプル番号５の実施例２は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．４１７で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例２のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９３９ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００３８】
サンプル番号６の実施例３は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．４１７で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例３のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９０３ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００３９】
サンプル番号７の実施例４は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例４のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９１７ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４０】
サンプル番号８の実施例５は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例５のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９３６ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４１】
サンプル番号９の実施例６は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例６のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９３１ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４２】
サンプル番号１０の実施例７は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．３１３で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例７のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９０６ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４３】
サンプル番号１１の実施例８は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．３１３で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例８のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９２２ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４４】
サンプル番号１２の実施例９は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．３１３で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例９のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９４４ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４５】
サンプル番号１３の実施例１０は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例１０のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９３９ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４６】
サンプル番号１４の実施例１１は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例１１のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９４４ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４７】
サンプル番号１５の実施例１２は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例１２のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９１７ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４８】
サンプル番号１６の実施例１３は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．９３８で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例１３のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９０６ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４９】
サンプル番号１７の実施例１４は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．９３８で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例１４のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９２２ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００５０】
サンプル番号１８の実施例１５は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．９３８で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例１５のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９４４ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００５１】
これにより、実施例１〜実施例１５の規格化厚みｔ／ａ＝０．３１３〜０．９３８となる場合は、波長温度特性の評価基準１．０００ｐｍ／℃以下を満たす結果となった。
したがって、規格化厚みｔ／ａ≧０．３となる場合に、波長温度特性を向上させることができる。
【表１】
【００５２】
次に、エタロンフィルタを３００℃の温度で５分間、加熱したときの消光比と波長温度特性の変化を確認した。
図４（ａ）は、３００℃の温度で５分間、加熱したときの消光比の変化量を示す図であり、図４（ｂ）は、３００℃の温度で５分間、加熱したときの波長温度特性を示す図である。
消光比とは、図１（ｂ）に示すように、エタロンフィルタの透過強度の最大値と最小値の差を示している。
なお、表２に示すように、サンプル番号１９を比較例４、サンプル番号２０を比較例５、サンプル番号２１を比較例６とする。
また、サンプル番号２２を実施例１６、サンプル番号２３を実施例１７、サンプル番号２４を実施例１８、サンプル番号２５を実施例１９、サンプル番号２６を実施例２０、サンプル番号２７を実施例２１とする。
【００５３】
サンプル番号１９の比較例４は、比較例１と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．２０８で構成されたエタロンフィルタである。
比較例４のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が−０．１３となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．１３の変化量があったことを示しており、加熱前の状態が維持されにくいことを示唆していると考察される。
また、比較例４のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が１．１７ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．２７ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前、加熱後ともに、評価基準を満たさない結果となった。
【００５４】
サンプル番号２０の比較例５は、比較例１と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．２０８で構成されたエタロンフィルタである。
比較例５のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が−０．１０となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．１０の変化量があったことを示しており、加熱前の状態が維持されにくいことを示唆していると考察される。
また、比較例５のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が１．０７ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．２２ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前、加熱後ともに、評価基準を満たさない結果となった。
【００５５】
サンプル番号２１の比較例６は、比較例１と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．２０８で構成されたエタロンフィルタである。
比較例６のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が−０．１４となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．１４の変化量があったことを示しており、加熱前の状態が維持されにくいことを示唆していると考察される。
また、比較例６のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が１．１５ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．５０ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前、加熱後ともに、評価基準を満たさない結果となった。
【００５６】
サンプル番号２２の実施例１６は、実施例１と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．４１７で構成されたエタロンフィルタである。
実施例１６のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が０．０１となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．０１の変化量があったことを示しており、加熱前の状態と加熱後の状態との差が比較例より小さいことが確認された。
また、実施例１６のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が０．９７ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０１ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前は評価基準を満たし、加熱後は評価基準を満たさない結果となった。
ただし、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０１ｐｍ／℃で比較例よりも小さな変化であることが確認された。
【００５７】
サンプル番号２３の実施例１７は、実施例１と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．４１７で構成されたエタロンフィルタである。
実施例１７のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が０．０２となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．０２の変化量があったことを示しており、加熱前の状態と加熱後の状態との差が比較例より小さいことが確認された。
また、実施例１７のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が０．９９ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０４ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前は評価基準を満たし、加熱後は評価基準を満たさない結果となった。
ただし、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０４ｐｍ／℃で比較例よりも小さな変化であることが確認された。
【００５８】
サンプル番号２４の実施例１８は、実施例１と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．４１７で構成されたエタロンフィルタである。
実施例１８のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が０．０２となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．０２の変化量があったことを示しており、加熱前の状態と加熱後の状態との差が比較例より小さいことが確認された。
また、実施例１８のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が１．０２ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０７ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前、加熱後ともに評価基準を満たさない結果となった。
ただし、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０２ｐｍ／℃で比較例よりも小さな変化であることが確認された。
【００５９】
サンプル番号２５の実施例１９は、実施例４と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
実施例１９のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が−０．０１となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．０１の変化量があったことを示しており、加熱前の状態と加熱後の状態との差が比較例より小さいことが確認された。
また、実施例１９のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が０．９９ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０２ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前は評価基準を満たし、加熱後は評価基準を満たさない結果となった。
ただし、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０２ｐｍ／℃で比較例よりも小さな変化であることが確認された。
【００６０】
サンプル番号２６の実施例２０は、実施例４と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
実施例２０のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が−０．０１となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．０１の変化量があったことを示しており、加熱前の状態と加熱後の状態との差が比較例より小さいことが確認された。
また、実施例２０のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が０．９８ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．００ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前、加熱後ともに評価基準を満たす結果となった。
ただし、加熱試験後の波長温度特性の値が１．００ｐｍ／℃で比較例よりも小さな変化であることが確認された。
【００６１】
サンプル番号２７の実施例２１は、実施例４と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
実施例２１のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が−０．０１となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．０１の変化量があったことを示しており、加熱前の状態と加熱後の状態との差が比較例より小さいことが確認された。
また、実施例２１のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が０．９６ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０１ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前は評価基準を満たし、加熱後は評価基準を満たさない結果となった。
ただし、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０１ｐｍ／℃で比較例よりも小さな変化であることが確認された。
【００６２】
このように、実施例１６〜実施例２１において、加熱試験前と加熱試験後の消光比の変化量は、比較例４〜比較例６と比較して小さな変化であることが確認された。
また、実施例１６〜実施例２１において、加熱試験前と加熱試験後の波長温度特性の変化は、比較例４〜比較例６と比較して小さな変化であることが確認された。
【表２】
【００６３】
次に、接着剤を用いて構成したエタロンフィルタと原子拡散接合を用いて構成したエタロンフィルタとの消光比と波長温度特性を確認した。
図５は、接着剤が用いられた場合と原子拡散接合が用いられた場合とを比較した図であって、図５（ａ）は、ＦＳＲの値を比較した図であり、図５（ｂ）は、消光比を比較した図であり、図５（ｃ）は波長温度特性を比較した図である。
各実施例及び各比較例のエタロンフィルタは、実施例１と同様の、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．４１７で構成されている。
ここで、接着剤で第一の透明部材１０と第二の透明部材２０と中空部材３０とを接合したエタロンフィルタを比較例Ａ〜比較例Ｉとし、原子拡散接合で透明部材１０と第二の透明部材２０と中空部材３０とを接合したエタロンフィルタを実施例Ａ〜実施例Ｉとする。
【００６４】
まず、各実施例及び各比較例のエタロンフィルタのＦＳＲの値が、基準とする５０±０．０３ＧＨｚの範囲に収まっているか確認した。
比較例について説明すると、図５（ａ）及び表３に示すように、
比較例Ａが４９．９４５ＧＨｚ、
比較例Ｂが４９．９４８ＧＨｚ、
比較例Ｃが４９．９５９ＧＨｚ、
比較例Ｄが４９．９４７ＧＨｚ、
比較例Ｅが４９．９５０ＧＨｚ、
比較例Ｆが４９．９６０ＧＨｚ、
比較例Ｇが４９．９６２ＧＨｚ、
比較例Ｈが４９．９６４ＧＨｚ、
比較例Ｉが４９．９６８ＧＨｚ
となり、基準とする５０±０．０３ＧＨｚの範囲に収まらない結果となった。
【００６５】
次に実施例について説明すると、
実施例Ａが４９．９９０ＧＨｚ、
実施例Ｂが４９．９９４ＧＨｚ、
実施例Ｃが４９．９９１ＧＨｚ、
実施例Ｄが４９．９９２ＧＨｚ、
実施例Ｅが４９．９８９ＧＨｚ、
実施例Ｆが４９．９８９ＧＨｚ、
実施例Ｇが４９．９８９ＧＨｚ、
実施例Ｈが４９．９９３ＧＨｚ、
実施例Ｉが４９．９９０ＧＨｚ
となり、基準とする５０±０．０３ＧＨｚの範囲に収まる結果となった。
【００６６】
これにより、接着剤を用いたエタロンフィルタよりも原子拡散接合を用いたエタロンフィルタのほうが、基準とする５０±０．０３ＧＨｚの範囲に収まっているため、ＦＳＲのずれが少ないことが確認できる。
【表３】
【００６７】
次に、各実施例及び各比較例のエタロンフィルタの消光比の値が、基準とする７±０．３ｄＢの範囲に収まっているか確認した。
比較例について説明すると、図５（ｂ）及び表４に示すように、
比較例Ａが７．０３７ｄＢ、
比較例Ｂが６．９１４ｄＢ、
比較例Ｃが６．２６６ｄＢ、
比較例Ｄが６．８３０ｄＢ、
比較例Ｅが６．９２６ｄＢ、
比較例Ｆが６．３０３ｄＢ、
比較例Ｇが６．２９７ｄＢ、
比較例Ｈが６．３５５ｄＢ、
比較例Ｉが６．１１５ｄＢ
となり、比較例Ａを除いて基準とする７±０．３ｄＢの範囲に収まらない結果となった。
【００６８】
次に実施例について説明すると、
実施例Ａが６．９８０ｄＢ、
実施例Ｂが７．００３ｄＢ、
実施例Ｃが６．９９８ｄＢ、
実施例Ｄが７．０３７ｄＢ、
実施例Ｅが７．０７９ｄＢ、
実施例Ｆが７．０８２ｄＢ、
実施例Ｇが７．０７７ｄＢ、
実施例Ｈが７．０３６ｄＢ、
実施例Ｉが７．０６７ｄＢ
となり、基準とする７±０．３ｄＢの範囲に収まる結果となった。
【００６９】
これにより、接着剤を用いたエタロンフィルタよりも原子拡散接合を用いたエタロンフィルタのほうが、基準とする７±０．３ｄＢの範囲に収まっているため、消光比のばらつきが少なく安定した値が得られたことが確認できる。
【表４】
【００７０】
各実施例及び各比較例のエタロンフィルタの波長温度特性の値が、基準とする１．０００ｐｍ／℃以下となっているか確認した。
比較例について説明すると、図５（ｃ）及び表５に示すように、
比較例Ａが０．９００ｐｍ／℃、
比較例Ｂが１．４４４ｐｍ／℃、
比較例Ｃが１．７７３ｐｍ／℃、
比較例Ｄが１．００７ｐｍ／℃、
比較例Ｅが１．０２２ｐｍ／℃、
比較例Ｆが１．７３８ｐｍ／℃、
比較例Ｇが１．０２０ｐｍ／℃、
比較例Ｈが１．３１３ｐｍ／℃、
比較例Ｉが１．６０２ｐｍ／℃
となり、比較例Ａを除いて基準とする１．０００ｐｍ／℃以下にならない結果となった。
【００７１】
次に実施例について説明すると、
実施例Ａが０．９１７ｐｍ／℃、
実施例Ｂが０．９３９ｐｍ／℃、
実施例Ｃが０．９０３ｐｍ／℃、
実施例Ｄが０．９１７ｐｍ／℃、
実施例Ｅが０．９３６ｐｍ／℃、
実施例Ｆが０．９３１ｐｍ／℃、
実施例Ｇが０．９０６ｐｍ／℃、
実施例Ｈが０．９２２ｐｍ／℃、
実施例Ｉが０．９４４ｐｍ／℃
となり、基準とする１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００７２】
これにより、接着剤を用いたエタロンフィルタよりも原子拡散接合を用いたエタロンフィルタのほうが、基準とする１．０００ｐｍ／℃以下に収まっているため、波長温度特性のばらつきが少なく安定した値が得られたことが確認できる。
【表５】
【符号の説明】
【００７３】
１００ エタロンフィルタ
１０ 第一の透明部材
１１ 反射膜
１２ 第一接合膜
２０ 第二の透明部材
２１ 反射膜
２２ 第二接合膜
３０ 中空部材
３０ａ 中空部分
３２ 第三接合膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ装置に用いられるエタロンフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ装置は、半導体レーザと、この半導体レーザから照射されるレーザ光を平行にする光学系と、レーザ光を２系統に分割するビームスプリッタと、分割された一方のレーザ光に所定の波長の共振をさせるファブリペロー共振器と、このレーザ光が入射される光検出器とから主に構成される。
【０００３】
このように構成されるレーザ装置において、ファブリペロー共振器を２枚の反射板を用いた構造が知られている。この構造のファブリペロー共振器は、２枚の反射板の高い設置精度が求められる。例えば、２枚の反射板は、秒単位の平行度で設置しなければ、レーザ光の光透過特性が変わってしまうという問題があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
そこで、ファブリペロー共振器に代えてエタロンフィルタを用いたレーザ装置が提案されている。従来のエタロンフィルタには、例えば、ソリッド構造とエアギャップ構造の２種類のものが用いられている。
【０００５】
ソリッド構造のエタロンフィルタは、例えば、四角柱形状の部材の平行となる２平面に反射膜を設けた構造となっている。反射膜を設けた２平面のうち、一方の平面側から他方の平面に向けて光が透過するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、エタロンフィルタを透過する光の特性について説明する。例えば、図１（ｂ）に示すように、エタロンフィルタを透過する光は、縦軸を透過強度Ｔ（λ）、横軸を波長λとしたとき、所定の間隔で透過強度Ｔ（λ）の強度が高くなるピークを複数生じさせる特性を有している。
【０００６】
この複数のピークのうちの隣り合う２つのピークの間隔をＦＳＲ（フリー・スペクトラム・レンジ）という。
このＦＳＲは、２平面に設けた反射膜の間をエタロンフィルタの光路の物理長数Ｌとしソリッドの屈折率をｎとしたとき、光路の物理長数Ｌとソリッドの屈折率をｎの積及び波長λによって決まる値でもある。
例えば、ＦＳＲは、以下の式で近似される。
ＦＳＲ＝λ２／（２ｎＬ）
【０００７】
エアギャップ構造のエタロンフィルタは、２つの平板状の透明部材の間に２つの板部材を挟み、これら２つの板部材を所定の間隔をあけて２つの透明部材の間に空間を形成した構造となっている（例えば、特許文献２参照）。ここで２つの平板状の透明部材には、互いに向かい合う平面に反射膜が設けられている。このようなエアギャップ構造のエタロンフィルタは、２つの板部材によって、２つの平板状の透明部材の距離を所定の間隔に保つことができるようになっている。
ここで、エアギャップ構造のエタロンフィルタは、２つの透明部材に設けられた反射膜の間を光路の物理長数Ｌとしている。この場合のＦＳＲは、ソリッド構造のエタロンフィルタと同様に光路の物理長数Ｌとエアギャップ部の媒質の屈折率ｎの積によって決まる。
また、エアギャップ構造のエタロンフィルタは、２つの平板状の透明部材の間に設けられる板部材を接合するために、接着剤を用いている。エアギャップ構造のエタロンフィルタは、接合に接着剤を用いることで容易な製造を可能としている。
また、接着剤を用いない接合としては、従来周知のオプティカルコンタクト法による接合が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許２８３５０６８号公報
【特許文献２】特開２００３−１９５０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、エアギャップ構造のエタロンフィルタにおいて、接着剤を用いた接合状態では、製造の状況により接着剤の厚みにバラツキが生じる場合がある。このとき、接着剤の厚みのバラツキがエタロンフィルタの光路の物理長数Ｌを狂わせる原因となる。
また、接着剤でエアギャップ構造のエタロンフィルタを製造した場合、接着剤の厚みにより２つの平板状の透明部材が平行にならない状態で位置する場合がある。この場合もエタロンフィルタの光路の物理長数Ｌを狂わせる原因となる。
したがって、光路の物理長数Ｌと定めたエタロンフィルタが接着剤により異なる光路の物理長数Ｌ´となってしまう。
これにより、エタロンフィルタを透過する光の特性が、縦軸を透過強度Ｔ（λ）、横軸を波長λとしたとき、エタロンフィルタの光路の物理長数Ｌで定めたＦＳＲとは異なる位置にずれて新たなＦＳＲ´となる（図１（ｂ）参照）。
そのため、所定の透過強度Ｔ（λ）に対して波長λが異なった値を示すこととなり、光学装置で使用されている発振波長を正しく知ること、つまり、発振波長のモニターが正しくできなくなる恐れがある。
【００１０】
また、２つの透明部材の所定の厚みによっては、波長温度特性が大きくなったり、外部の温度変化による波長温度特性の変動があった。
また、エアギャップ型のエタロンフィルタが、外部の空気を介在させる構造である場合、この外部から空気の影響で、例えば、波長１９０ｎｍ以下の光が吸収されさてしまう現象が発生することが懸念される。また、この空気より結露が生じる場合は、水分のＯＨ基の影響で波長１４００ｎｍ、２２００ｎｍ、２７００ｎｍの光が吸収される現象が発生することが懸念される。そのため、消光比が悪化してしまう恐れがあった。
【００１１】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、波長温度特性を向上させ、また消光比の変化量が従来よりも少ないエタロンフィルタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明は、エタロンフィルタであって、 第一の透明部材と、第二の透明部材と、前記第一の透明部材と前記第二の透明部材との間に設けられる中空部材と、を備え、前記第一の透明部材が、前記中空部材と対向する面に反射膜を備えつつ前記反射膜上に第一接合膜を備え、前記第二の透明部材が、前記中空部材と対向する面に反射膜を備えつつ前記反射膜上に第二接合膜を備え、前記中空部材が、中空部分の開口周囲であって前記第一の透明部材と対向する面及び前記第二の透明部材と対向する面に第三接合膜を備え、前記第一の透明部材の第一接合膜と前記中空部材の第三接合膜とが原子拡散接合法により接合され、前記第二の透明部材の第二接合膜と前記中空部材の第三接合膜とが原子拡散接合法により接合され、前記中空部材の中空の内部が気密状態となり、前記第一の透明部材及び前記第二の透明部材の厚みをｔ、前記中空部材の開口幅をａとしたとき、ｔ／ａ≧０．３となるように構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
このようなエタロンフィルタによれば、接着剤を用いずに第一の透明部材と中空部材と第二の透明部材とを接合でき、かつ、厚みのバラツキを軽減することができるので、エタロンフィルタの光路の物理長数Lの変化と透明部材の間に介在する媒質の屈折率ｎの変化を起こしにくくすることができる。また、前記第一の透明部材及び前記第二の透明部材の厚みをｔ、前記中空部材の開口幅をａとしたとき、ｔ／ａ≧０．３となるように構成されるので、温度変化による中空部分の膨張や収縮の影響が小さくなり、前記第一の透明部材及び前記第二の透明部材の変形が軽減される。これにより、波長温度特性が向上し、また消光比の変化量が従来よりも少なくすることができる。
また、前記第一接合膜、前記第二接合膜、前記第三接合膜の膜厚が１ｎｍ以下となっているので、入射される光の屈折を考慮する必要がなく、また、前記第一接合膜と前記第三接合膜との接合、及び前記第二接合膜と前記第三接合膜との接合が原子拡散接合により接合されているので、熱環境による剥がれを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係るエタロンフィルタの一例を示す断面図であり、（ｂ）は透過強度と波長の関係を示すグラフである。
【図２】（ａ）は第一ウェハと第二ウェハと第三ウェハの一例を示す模式図であり、（ｂ）は、第一ウェハと第三ウェハと第二ウェハとを接合した状態を示す模式図であり、（ｃ）は貫通孔の開口形状が円形となっている状態を示す模式図である。
【図３】波長温度特性の規格化厚みの依存性を示す図である。
【図４】（ａ）は、３００℃の温度で５分間、加熱したときの消光比の変化量を示す図であり、（ｂ）は、３００℃の温度で５分間、加熱したときの波長温度特性を示す図である。
【図５】接着剤が用いられた場合と原子拡散接合が用いられた場合とを比較した図であって、（ａ）は、ＦＳＲの値を比較した図であり、（ｂ）は、消光比を比較した図であり、（ｃ）は波長温度特性を比較した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各構成要素について、状態をわかりやすくするために、誇張して図示している。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、本発明の実施形態に係るエタロンフィルタ１００は、第一の透明部材１０と第二の透明部材２０と中空部材３０とから主に構成されている。
【００１７】
第一の透明部材１０は、透明部材であって例えばガラス又は結晶材料からなり、例えば四角柱形状に形成されている。この四角柱形状の第一の透明部材１０は、所定の平行する２面間を光が透過するようになっている。この所定の平行する２面のうちの一方の面は、後述する中空部材３０と対向している。また、この第一の透明部材１０は、後述する中空部材３０と対向する面に反射膜１１を備えつつこの反射膜１１上に膜厚が１ｎｍ以下の金属からなる第一接合膜１２を備えている。
なお、第一の透明部材１０には、中空部材３０と対向する面と平行となる面に反射防止膜１３を設けても良い。
ここで、この第一の透明部材１０は、所定の厚みｔで構成されている。
【００１８】
第二の透明部材２０は、透明部材であって、例えばガラス又は結晶材料からなり、例えば第一の透明部材１０と同じ大きさで、かつ、四角柱形状に形成されている。この四角柱形状の第二の透明部材２０は、所定の平行する２面間を光が透過するようになっている。この所定の平行する２面のうちの一方の面は、後述する中空部材３０と対向している。また、この第二の透明部材２０は、後述する中空部材３０と対向する面に反射膜２１を備えつつこの反射膜２１上に膜厚が１ｎｍ以下の金属からなる第二接合膜２２を備えている。
なお、第二の透明部材２０には、中空部材３０と対向する面と平行となる面に反射防止膜２３を設けても良い。
ここで、この第二の透明部材２０は、第一の透明部材１０と同様の厚みであって、所定の厚みｔで構成されている。
【００１９】
中空部材３０は、第一の透明部材１０と第二の透明部材２０との間に設けられるガラス又は結晶材料からなる。
この中空部材３０は、壁部３１を環状に形成して中空部分３０ａを形成した筒状となっており、壁部３１に沿いつつ中空部分３０ａの中心を通る中心線Ｃに対して直交する方向の断面形状が四角形となっている。言い換えれば、中空部材３０を輪切りにした場合の断面形状は、外形の輪郭形状が第一の透明部材１０及び第二の透明部材２０と同じ形状の四角形となり、中空部分３０ａの輪郭が外形形状よりも大きさが小さい四角形となっている。
ここで、四角形に開口した開口幅は、所定の開口幅ａで構成されている。なお、本実施の形態では開口は四角形であるが、本発明はこれに限ることなく、円形の開口でも良い（図２（ｃ）参照）。その場合、ａは開口径とする。
この中空部材３０は、中空部分３０ａの開口周囲であって第一の透明部材１０と対向する面及び第二の透明部材２０と対向する面に膜厚が１ｎｍ以下の第三接合膜３２を備えている。
【００２０】
第一の透明部材１０と中空部材３０とは、第一の透明部材１０に設けられた第一接合膜１２と中空部材３０に設けられた第三接合膜３２とが原子拡散接合法により接合されている。
同様に、第二の透明部材２０と中空部材３０とは、第二の透明部材２０に設けられた第二接合膜２２と中空部材３０に設けられた第三接合膜３２とが原子拡散接合法により接合されている。
なお、第一の透明部材１０と中空部材３０との接合及び第二の透明部材２０と中空部材３０との接合の際は、例えば、真空雰囲気中又は不活性ガス雰囲気中のいずれかの環境で行われる。
これにより、中空部材３０の中空部分３０ａは、例えば、真空雰囲気中で接合が行われた場合、真空の状態を維持した気密状態となる。
また例えば、中空部材３０の中空部分３０ａは、真空の他に、大気圧を維持した気密状態としても良いし、不活性ガス雰囲気中であって所定の圧力が維持された気密状態としても良い。
【００２１】
このようなエタロンフィルタ１００によれば、接着剤を用いずに第一の透明部材１０と中空部材３０と第二の透明部材２０とを接合でき、かつ、厚みのバラツキが軽減してＦＳＲのずれを防ぐことができ、エタロンフィルタ１００の光路の物理長数Ｌと中空部の媒質の屈折率ｎの積の変化を起こしにくくすることができる。これにより、光学装置で使用されている発振波長のモニターを精度良く行うことができる。
また、第一接合膜１２、第二接合膜２２、第三接合膜３２の膜厚が１ｎｍ以下となっているので、入射される光の屈折を考慮する必要がなく、また、第一接合膜１２と第三接合膜３２との接合、及び第二接合膜２２と第三接合膜３２との接合が原子拡散接合により接合されているので、熱環境による剥がれを防ぐことができる。
また、第一の透明部材１０と第二の透明部材２０の厚みと中空部材３０の開口幅との関係ｔ／ａを０．３以上としたことにより、温度変化による中空部分の膨張や収縮の影響が小さくなり、前記第一の透明部材及び前記第二の透明部材の変形が軽減される。これにより、波長温度特性が向上し、また消光比の変化量が従来よりも少なくすることができる。
【００２２】
また、本発明の実施形態に係るエタロンフィルタ１００は、以下のように製造することができる。
本発明の実施形態に係るエタロンフィルタを製造する際は、図２（ａ）に示すように、第一の透明部材となる第一ウェハ１０Ｗと、第二の透明部材となる第二ウェハ２０Ｗと、中空部材となる第三ウェハ３０Ｗとを用意する。
なお、図２（ａ）及び（ｂ）は、反射防止膜を省略して図示している。
【００２３】
第一ウェハ１０Ｗの一方の主面に例えばスパッタ等を用いて反射膜１１を設ける。
同様に、第二ウェハ２０Ｗの一方の主面に例えばスパッタ等を用いて反射膜２１を設ける。なお、第二ウェハの他方の主面には、反射防止膜２３（図１（ａ）参照）を設けておいても良い。
また、第三ウェハ３０Ｗに厚み方向に貫通する貫通方向と直角になる方向で切断したときの断面が四角形状となる貫通孔３０ａを複数形成する。
【００２４】
この状態において、第一ウェハ１０Ｗの反射膜１１上に第一接合膜１２を設け、かつ、第三ウェハ３０Ｗの一方の主面に第三接合膜３２を設ける。
第一ウェハ１０Ｗの反射膜１１上に設けられた第一接合膜１２と第三ウェハ３０Ｗの一方の主面に設けられた第三接合膜３２とを重ね合わせて原子拡散接合により接合する。
ここで、前記原子拡散接合法とは、互いに重なり合う接合面において、互いを構成する材料の原子が拡散し合うことによって接合する方法である。
【００２５】
第一ウェハ１０Ｗと第三ウェハ３０Ｗとが接合された状態において、第三ウェハ３０Ｗの他方の主面に第三接合膜３２を設け、かつ、第二ウェハ２０Ｗの反射膜２１上に第二接合膜２２を設ける。
第二ウェハ２０Ｗの反射膜２１上に設けられた第二接合膜２２と第三ウェハ３０Ｗの他方の主面に設けられた第三接合膜３２とを重ね合わせて原子拡散接合により、例えば、真空雰囲気中で接合する。
【００２６】
これにより、第一ウェハ１０Ｗと第三ウェハ３０Ｗと第二ウェハ２０Ｗとが接合されて本発明の実施形態に係る複数のエタロンフィルタが連なった状態となる（図２（ｂ）参照）。
この状態で、例えば、第三ウェハ３０Ｗに設けた複数の貫通孔３０ａの間Ｂを目印にして、隣り合う貫通孔３０ａの間を切断することで、個々のエタロンフィルタ１００を得ることができる。なお、このときの貫通孔３０ａは、図１における中空部材３０の中空部分３０ａを指す。
【００２７】
このように製造することにより、例えば、貫通孔３０ａ内部、つまり中空部材３０の中空部分３０ａを真空以外に大気圧の状態で気密することができ、又は、不活性ガスを所定の圧力で気密することができる。
【００２８】
このようにすれば、本発明の実施形態に係るエタロンフィルタを容易に製造することができる。
【００２９】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。透明部材としては、接合膜あるいは反射膜を設けることができる耐熱性に優れた部材が好ましく、例えば、結晶材料である水晶や、ガラスや、ポリカーボネート等の樹脂を用いることができる。また、接合膜は拡散係数の大きいＣｕ、Ｔｉ、Ａｕなどの金属を用いることが好ましい。
なお、貫通孔の開口形状が円形となる場合は、第三ウェハ３０Ｗ´を用いる（図２（ｃ）参照）。
【実施例】
【００３０】
次に、本発明のエタロンフィルタの実施例について説明する。
まず、波長温度特性の規格化厚みの依存性について説明する。図３は、波長温度特性の規格化厚みの依存性を示す図である。
なお、波長温度特性とは、温度変化に対するエタロンフィルタ透過波形のピークシフト量を示している。また、ｔ／ａを「規格化厚み」と呼称する。また、中空部の貫通孔の開口形状を円形とする。
ここでは、波長温度特性が１．０００ｐｍ／℃以下の値となる場合を良好な値と評価する。また、エタロンフィルタの中空部の開口幅をａ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みをｔとする。また、中空部の貫通孔の開口形状を円形とする。
このとき、中空部の開口幅ａと第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔとを変化させて、それぞれのエタロンフィルタの波長温度特性の規格化厚みの依存性の確認を行った。
【００３１】
なお、表１に示すように、サンプル番号１を比較例１、サンプル番号２を比較例２、サンプル番号３を比較例３とする。
また、サンプル番号４を実施例１、サンプル番号５を実施例２、サンプル番号６を実施例３、サンプル番号７を実施例４、サンプル番号８を実施例５、サンプル番号９を実施例６とする。
また、サンプル番号１０を実施例７、サンプル番号１１を実施例８、サンプル番号１２を実施例９、サンプル番号１３を実施例１０、サンプル番号１４を実施例１１、サンプル番号１５を実施例１２、サンプル番号１６を実施例１３、サンプル番号１７を実施例１４、サンプル番号１８を実施例１５とする。
【００３２】
サンプル番号１の比較例１は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．２０８で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
比較例１のエタロンフィルタは、
波長温度特性が１．０６１ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃を超える結果となった。
【００３３】
サンプル番号２の比較例２は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．２０８で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
比較例２のエタロンフィルタは、
波長温度特性が１．０７５ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃を超える結果となった。
【００３４】
サンプル番号３の比較例３は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．２０８で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
比較例３のエタロンフィルタは、
波長温度特性が１．１４２ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃を超える結果となった。
【００３５】
これにより、比較例１〜比較例３の規格化厚みｔ／ａ＝０．２０８となる場合は、波長温度特性の評価基準１．０００ｐｍ／℃以下を満たさない結果となった。
【００３６】
サンプル番号４の実施例１は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．４１７で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例１のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９１７ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００３７】
サンプル番号５の実施例２は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．４１７で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例２のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９３９ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００３８】
サンプル番号６の実施例３は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．４１７で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例３のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９０３ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００３９】
サンプル番号７の実施例４は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例４のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９１７ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４０】
サンプル番号８の実施例５は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例５のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９３６ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４１】
サンプル番号９の実施例６は、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例６のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９３１ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４２】
サンプル番号１０の実施例７は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．３１３で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例７のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９０６ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４３】
サンプル番号１１の実施例８は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．３１３で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例８のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９２２ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４４】
サンプル番号１２の実施例９は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．３１３で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例９のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９４４ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４５】
サンプル番号１３の実施例１０は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例１０のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９３９ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４６】
サンプル番号１４の実施例１１は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例１１のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９４４ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４７】
サンプル番号１５の実施例１２は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例１２のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９１７ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４８】
サンプル番号１６の実施例１３は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．９３８で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例１３のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９０６ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００４９】
サンプル番号１７の実施例１４は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．９３８で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例１４のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９２２ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００５０】
サンプル番号１８の実施例１５は、中空部の開口幅ａ＝０．８ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．９３８で構成されたエタロンフィルタである。
波長温度特性の規格化厚みの依存性を調べたところ、図３及び表１に示すように、
実施例１５のエタロンフィルタは、
波長温度特性が０．９４４ｐｍ／℃となり、評価基準の１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００５１】
これにより、実施例１〜実施例１５の規格化厚みｔ／ａ＝０．３１３〜０．９３８となる場合は、波長温度特性の評価基準１．０００ｐｍ／℃以下を満たす結果となった。
したがって、規格化厚みｔ／ａ≧０．３となる場合に、波長温度特性を向上させることができる。
【表１】
【００５２】
次に、エタロンフィルタを３００℃の温度で５分間、加熱したときの消光比と波長温度特性の変化を確認した。
図４（ａ）は、３００℃の温度で５分間、加熱したときの消光比の変化量を示す図であり、図４（ｂ）は、３００℃の温度で５分間、加熱したときの波長温度特性を示す図である。
消光比とは、図１（ｂ）に示すように、エタロンフィルタの透過強度の最大値と最小値の差を示している。
なお、表２に示すように、サンプル番号１９を比較例４、サンプル番号２０を比較例５、サンプル番号２１を比較例６とする。
また、サンプル番号２２を実施例１６、サンプル番号２３を実施例１７、サンプル番号２４を実施例１８、サンプル番号２５を実施例１９、サンプル番号２６を実施例２０、サンプル番号２７を実施例２１とする。
【００５３】
サンプル番号１９の比較例４は、比較例１と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．２０８で構成されたエタロンフィルタである。
比較例４のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が−０．１３となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．１３の変化量があったことを示しており、加熱前の状態が維持されにくいことを示唆していると考察される。
また、比較例４のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が１．１７ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．２７ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前、加熱後ともに、評価基準を満たさない結果となった。
【００５４】
サンプル番号２０の比較例５は、比較例１と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．２０８で構成されたエタロンフィルタである。
比較例５のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が−０．１０となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．１０の変化量があったことを示しており、加熱前の状態が維持されにくいことを示唆していると考察される。
また、比較例５のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が１．０７ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．２２ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前、加熱後ともに、評価基準を満たさない結果となった。
【００５５】
サンプル番号２１の比較例６は、比較例１と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．２５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．２０８で構成されたエタロンフィルタである。
比較例６のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が−０．１４となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．１４の変化量があったことを示しており、加熱前の状態が維持されにくいことを示唆していると考察される。
また、比較例６のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が１．１５ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．５０ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前、加熱後ともに、評価基準を満たさない結果となった。
【００５６】
サンプル番号２２の実施例１６は、実施例１と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．４１７で構成されたエタロンフィルタである。
実施例１６のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が０．０１となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．０１の変化量があったことを示しており、加熱前の状態と加熱後の状態との差が比較例より小さいことが確認された。
また、実施例１６のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が０．９７ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０１ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前は評価基準を満たし、加熱後は評価基準を満たさない結果となった。
ただし、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０１ｐｍ／℃で比較例よりも小さな変化であることが確認された。
【００５７】
サンプル番号２３の実施例１７は、実施例１と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．４１７で構成されたエタロンフィルタである。
実施例１７のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が０．０２となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．０２の変化量があったことを示しており、加熱前の状態と加熱後の状態との差が比較例より小さいことが確認された。
また、実施例１７のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が０．９９ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０４ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前は評価基準を満たし、加熱後は評価基準を満たさない結果となった。
ただし、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０４ｐｍ／℃で比較例よりも小さな変化であることが確認された。
【００５８】
サンプル番号２４の実施例１８は、実施例１と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．４１７で構成されたエタロンフィルタである。
実施例１８のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が０．０２となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．０２の変化量があったことを示しており、加熱前の状態と加熱後の状態との差が比較例より小さいことが確認された。
また、実施例１８のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が１．０２ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０７ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前、加熱後ともに評価基準を満たさない結果となった。
ただし、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０２ｐｍ／℃で比較例よりも小さな変化であることが確認された。
【００５９】
サンプル番号２５の実施例１９は、実施例４と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
実施例１９のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が−０．０１となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．０１の変化量があったことを示しており、加熱前の状態と加熱後の状態との差が比較例より小さいことが確認された。
また、実施例１９のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が０．９９ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０２ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前は評価基準を満たし、加熱後は評価基準を満たさない結果となった。
ただし、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０２ｐｍ／℃で比較例よりも小さな変化であることが確認された。
【００６０】
サンプル番号２６の実施例２０は、実施例４と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
実施例２０のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が−０．０１となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．０１の変化量があったことを示しており、加熱前の状態と加熱後の状態との差が比較例より小さいことが確認された。
また、実施例２０のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が０．９８ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．００ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前、加熱後ともに評価基準を満たす結果となった。
ただし、加熱試験後の波長温度特性の値が１．００ｐｍ／℃で比較例よりも小さな変化であることが確認された。
【００６１】
サンプル番号２７の実施例２１は、実施例４と同様に、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．７５ｍｍ、ｔ／ａ＝０．６２５で構成されたエタロンフィルタである。
実施例２１のエタロンフィルタは、
図４（ａ）及び表２に示すように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値との変化量が−０．０１となった。
このように、加熱試験前の消光比の値と加熱試験後の消光比の値とに絶対値で０．０１の変化量があったことを示しており、加熱前の状態と加熱後の状態との差が比較例より小さいことが確認された。
また、実施例２１のエタロンフィルタは、
図４（ｂ）及び表２に示すように、加熱試験前の波長温度特性の値が０．９６ｐｍ／℃であり、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０１ｐｍ／℃であった。
評価基準を１．０００ｐｍ／℃以下とした場合、加熱前は評価基準を満たし、加熱後は評価基準を満たさない結果となった。
ただし、加熱試験後の波長温度特性の値が１．０１ｐｍ／℃で比較例よりも小さな変化であることが確認された。
【００６２】
このように、実施例１６〜実施例２１において、加熱試験前と加熱試験後の消光比の変化量は、比較例４〜比較例６と比較して小さな変化であることが確認された。
また、実施例１６〜実施例２１において、加熱試験前と加熱試験後の波長温度特性の変化は、比較例４〜比較例６と比較して小さな変化であることが確認された。
【表２】
【００６３】
次に、接着剤を用いて構成したエタロンフィルタと原子拡散接合を用いて構成したエタロンフィルタとの消光比と波長温度特性を確認した。
図５は、接着剤が用いられた場合と原子拡散接合が用いられた場合とを比較した図であって、図５（ａ）は、ＦＳＲの値を比較した図であり、図５（ｂ）は、消光比を比較した図であり、図５（ｃ）は波長温度特性を比較した図である。
各実施例及び各比較例のエタロンフィルタは、実施例１と同様の、中空部の開口幅ａ＝１．２ｍｍ、第一の透明部材と第二の透明部材の厚みｔ＝０．５０ｍｍ、ｔ／ａ＝０．４１７で構成されている。
ここで、接着剤で第一の透明部材１０と第二の透明部材２０と中空部材３０とを接合したエタロンフィルタを比較例Ａ〜比較例Ｉとし、原子拡散接合で透明部材１０と第二の透明部材２０と中空部材３０とを接合したエタロンフィルタを実施例Ａ〜実施例Ｉとする。
【００６４】
まず、各実施例及び各比較例のエタロンフィルタのＦＳＲの値が、基準とする５０±０．０３ＧＨｚの範囲に収まっているか確認した。
比較例について説明すると、図５（ａ）及び表３に示すように、
比較例Ａが４９．９４５ＧＨｚ、
比較例Ｂが４９．９４８ＧＨｚ、
比較例Ｃが４９．９５９ＧＨｚ、
比較例Ｄが４９．９４７ＧＨｚ、
比較例Ｅが４９．９５０ＧＨｚ、
比較例Ｆが４９．９６０ＧＨｚ、
比較例Ｇが４９．９６２ＧＨｚ、
比較例Ｈが４９．９６４ＧＨｚ、
比較例Ｉが４９．９６８ＧＨｚ
となり、基準とする５０±０．０３ＧＨｚの範囲に収まらない結果となった。
【００６５】
次に実施例について説明すると、
実施例Ａが４９．９９０ＧＨｚ、
実施例Ｂが４９．９９４ＧＨｚ、
実施例Ｃが４９．９９１ＧＨｚ、
実施例Ｄが４９．９９２ＧＨｚ、
実施例Ｅが４９．９８９ＧＨｚ、
実施例Ｆが４９．９８９ＧＨｚ、
実施例Ｇが４９．９８９ＧＨｚ、
実施例Ｈが４９．９９３ＧＨｚ、
実施例Ｉが４９．９９０ＧＨｚ
となり、基準とする５０±０．０３ＧＨｚの範囲に収まる結果となった。
【００６６】
これにより、接着剤を用いたエタロンフィルタよりも原子拡散接合を用いたエタロンフィルタのほうが、基準とする５０±０．０３ＧＨｚの範囲に収まっているため、ＦＳＲのずれが少ないことが確認できる。
【表３】
【００６７】
次に、各実施例及び各比較例のエタロンフィルタの消光比の値が、基準とする７±０．３ｄＢの範囲に収まっているか確認した。
比較例について説明すると、図５（ｂ）及び表４に示すように、
比較例Ａが７．０３７ｄＢ、
比較例Ｂが６．９１４ｄＢ、
比較例Ｃが６．２６６ｄＢ、
比較例Ｄが６．８３０ｄＢ、
比較例Ｅが６．９２６ｄＢ、
比較例Ｆが６．３０３ｄＢ、
比較例Ｇが６．２９７ｄＢ、
比較例Ｈが６．３５５ｄＢ、
比較例Ｉが６．１１５ｄＢ
となり、比較例Ａを除いて基準とする７±０．３ｄＢの範囲に収まらない結果となった。
【００６８】
次に実施例について説明すると、
実施例Ａが６．９８０ｄＢ、
実施例Ｂが７．００３ｄＢ、
実施例Ｃが６．９９８ｄＢ、
実施例Ｄが７．０３７ｄＢ、
実施例Ｅが７．０７９ｄＢ、
実施例Ｆが７．０８２ｄＢ、
実施例Ｇが７．０７７ｄＢ、
実施例Ｈが７．０３６ｄＢ、
実施例Ｉが７．０６７ｄＢ
となり、基準とする７±０．３ｄＢの範囲に収まる結果となった。
【００６９】
これにより、接着剤を用いたエタロンフィルタよりも原子拡散接合を用いたエタロンフィルタのほうが、基準とする７±０．３ｄＢの範囲に収まっているため、消光比のばらつきが少なく安定した値が得られたことが確認できる。
【表４】
【００７０】
各実施例及び各比較例のエタロンフィルタの波長温度特性の値が、基準とする１．０００ｐｍ／℃以下となっているか確認した。
比較例について説明すると、図５（ｃ）及び表５に示すように、
比較例Ａが０．９００ｐｍ／℃、
比較例Ｂが１．４４４ｐｍ／℃、
比較例Ｃが１．７７３ｐｍ／℃、
比較例Ｄが１．００７ｐｍ／℃、
比較例Ｅが１．０２２ｐｍ／℃、
比較例Ｆが１．７３８ｐｍ／℃、
比較例Ｇが１．０２０ｐｍ／℃、
比較例Ｈが１．３１３ｐｍ／℃、
比較例Ｉが１．６０２ｐｍ／℃
となり、比較例Ａを除いて基準とする１．０００ｐｍ／℃以下にならない結果となった。
【００７１】
次に実施例について説明すると、
実施例Ａが０．９１７ｐｍ／℃、
実施例Ｂが０．９３９ｐｍ／℃、
実施例Ｃが０．９０３ｐｍ／℃、
実施例Ｄが０．９１７ｐｍ／℃、
実施例Ｅが０．９３６ｐｍ／℃、
実施例Ｆが０．９３１ｐｍ／℃、
実施例Ｇが０．９０６ｐｍ／℃、
実施例Ｈが０．９２２ｐｍ／℃、
実施例Ｉが０．９４４ｐｍ／℃
となり、基準とする１．０００ｐｍ／℃以下となる結果となった。
【００７２】
これにより、接着剤を用いたエタロンフィルタよりも原子拡散接合を用いたエタロンフィルタのほうが、基準とする１．０００ｐｍ／℃以下に収まっているため、波長温度特性のばらつきが少なく安定した値が得られたことが確認できる。
【表５】
【符号の説明】
【００７３】
１００ エタロンフィルタ
１０ 第一の透明部材
１１ 反射膜
１２ 第一接合膜
２０ 第二の透明部材
２１ 反射膜
２２ 第二接合膜
３０ 中空部材
３０ａ 中空部分
３２ 第三接合膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の透明部材と、
第二の透明部材と、
前記第一の透明部材と前記第二の透明部材との間に設けられる中空部材と、を備え、
前記第一の透明部材が、前記中空部材と対向する面に反射膜を備えつつ前記反射膜上に第一接合膜を備え、
前記第二の透明部材が、前記中空部材と対向する面に反射膜を備えつつ前記反射膜上に第二接合膜を備え、
前記中空部材が、中空部分の開口周囲であって前記第一の透明部材と対向する面及び前記第二の透明部材と対向する面に第三接合膜を備え、
前記第一の透明部材の第一接合膜と前記中空部材の第三接合膜とが原子拡散接合法により接合され、
前記第二の透明部材の第二接合膜と前記中空部材の第三接合膜とが原子拡散接合法により接合され、
前記中空部材の中空の内部が気密状態となり、
前記第一の透明部材及び前記第二の透明部材の厚みをｔ、前記中空部材の開口幅をａとしたとき、
ｔ／ａ≧０．３となるように構成されることを特徴とするエタロンフィルタ。
【請求項１】
第一の透明部材と、
第二の透明部材と、
前記第一の透明部材と前記第二の透明部材との間に設けられる中空部材と、を備え、
前記第一の透明部材が、前記中空部材と対向する面に反射膜を備えつつ前記反射膜上に第一接合膜を備え、
前記第二の透明部材が、前記中空部材と対向する面に反射膜を備えつつ前記反射膜上に第二接合膜を備え、
前記中空部材が、中空部分の開口周囲であって前記第一の透明部材と対向する面及び前記第二の透明部材と対向する面に第三接合膜を備え、
前記第一の透明部材の第一接合膜と前記中空部材の第三接合膜とが原子拡散接合法により接合され、
前記第二の透明部材の第二接合膜と前記中空部材の第三接合膜とが原子拡散接合法により接合され、
前記中空部材の中空の内部が気密状態となり、
前記第一の透明部材及び前記第二の透明部材の厚みをｔ、前記中空部材の開口幅をａとしたとき、
ｔ／ａ≧０．３となるように構成されることを特徴とするエタロンフィルタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９７１５０（Ｐ２０１３−９７１５０Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９３２９（Ｐ２０１１−２３９３２９）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラクリスタルデバイス株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラクリスタルデバイス株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
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