JP2017173687A - Wavelength selection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光フィルタを有する波長選択装置に関する。 The present invention relates to a wavelength selection device having an optical filter.
光フィルタは、例えば、入射された光の中から所定の波長(波長帯域)の光のみを選択的に出射するように構成された光学素子である。例えば、光フィルタのような波長選択素子は、互いに対向する一対の反射膜を配置した構成を有している。当該一対の反射膜は、例えば、間隙をおいて平行に配置される。また、反射膜間の間隔は、取出されるべき光の波長に応じて設定される。特許文献1には、波長可変干渉フィルタと、当該フィルタを透過した光を検出する検出部と、当該フィルタを制御して測定対象となる波長の光の強度を測定する測定部とを具備した光測定装置が開示されている。 The optical filter is an optical element configured to selectively emit only light having a predetermined wavelength (wavelength band) from incident light, for example. For example, a wavelength selection element such as an optical filter has a configuration in which a pair of reflective films facing each other are arranged. The pair of reflective films are arranged in parallel with a gap, for example. Further, the interval between the reflective films is set according to the wavelength of light to be extracted. Patent Document 1 includes a wavelength variable interference filter, a detection unit that detects light transmitted through the filter, and a measurement unit that controls the filter and measures the intensity of light having a wavelength to be measured. A measuring device is disclosed.
光フィルタのフィルタリング特性(波長選択特性)は、反射膜間の間隔(光学ギャップ)によって定まる。また、波長可変型の光フィルタは、光学ギャップを調節することでフィルタリング特性を調節する機能を有する。一般に、波長可変型の光フィルタの反射膜は可動部上に形成されており、当該可動部を動作させることで反射膜を変位させ、これによってフィルタリング特性を調整する。 The filtering characteristic (wavelength selection characteristic) of the optical filter is determined by the interval (optical gap) between the reflective films. The wavelength-tunable optical filter has a function of adjusting the filtering characteristics by adjusting the optical gap. In general, the reflection film of the wavelength tunable optical filter is formed on the movable part, and the reflection film is displaced by operating the movable part, thereby adjusting the filtering characteristics.
一方、波長可変型の光フィルタにおいては、可動部及び反射膜の変位が何度も行われることで、設計上の変位量と実際の変位量がずれてくる場合がある。この場合、例えば設計上の制御パラメータを可動部に与えても所望のフィルタリング特性(取り出し光)を得ることができないという問題が一例として挙げられる。 On the other hand, in a wavelength tunable optical filter, the displacement amount of the design and the actual displacement amount may deviate due to the displacement of the movable part and the reflection film many times. In this case, for example, there is a problem that a desired filtering characteristic (extracted light) cannot be obtained even if a design control parameter is given to the movable part.
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、制御値に対応した正確な波長選択特性を得ることが可能な波長選択装置を提供することを課題の1つとしている。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a wavelength selection device capable of obtaining an accurate wavelength selection characteristic corresponding to a control value.
請求項1に記載の発明は、互いに対向する基板上に設けられ、第1の光学距離をおいて互いに対向する一対の反射膜を有する第1のフィルタと、対向する基板の間隔を制御値に応じて変化させて第1の光学距離を変化させる制御部と、第2の光学距離をおいて互いに対向する一対の反射膜を有する第2のフィルタと、第1及び第2のフィルタを透過した光の光強度を検出する検出部と、制御値及び光強度に基づいて、制御値に対応する第1のフィルタの選択波長を算出する算出部と、を有することを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, the first filter having a pair of reflective films which are provided on the substrates facing each other and are opposed to each other at a first optical distance, and the distance between the substrates facing each other is set as a control value. A control unit that changes the first optical distance by changing the second optical distance, a second filter having a pair of reflecting films facing each other at a second optical distance, and the first and second filters transmitted It has a detection part which detects the light intensity of light, and a calculation part which calculates the selection wavelength of the 1st filter corresponding to a control value based on a control value and light intensity.
以下に本発明の実施例について詳細に説明する。 Examples of the present invention will be described in detail below.
図1(a)は、実施例1に係る波長選択装置10の概略的な断面図である。波長選択装置10は、例えば光フィルタである。波長選択装置10は、互いに対向する第1及び第2の基板11A及び11B上に設けられ、光学距離(第1の光学距離)DT1をおいて互いに対向する第1及び第2の反射膜12A及び12Bを有する。具体的には、図1(a)に示すように、まず、波長選択装置10は、間隙GPをおいて対向する第1及び第2の主表面PL1及びPL2をそれぞれ有する透光性の第1及び第2の基板11A及び11Bを有する。なお、本明細書において、透光性とは、光(可視光)を含む電磁波のうち、少なくとも一部の電磁波を透過する特性をいう。
FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a
本実施例においては、第1及び第2の基板11A及び11Bは、平板形状を有する。第1の主表面PL1は第1の基板11Aの主面の一方である。第1の反射膜12Aは、第1の主表面PL1上に形成されている。
In the present embodiment, the first and
また、本実施例においては、第2の基板11Bの主面の一方における中央部分に柱状の凹部が設けられ、当該凹部の底面が第2の主表面PL2である。また、本実施例においては、第2の基板11Bは、第2の主表面PL2上に形成された凸部を有する。第2の反射膜12Bは当該凸部上に形成され、光学距離(第1の光学距離)DT1をおいて第1の反射膜12Aに対向して配置されている。なお、第1及び第2の基板11A及び11Bは、第2の主表面PL2の外側において、接合部BDによって互いに接合されている。
In the present embodiment, a columnar recess is provided at the center of one of the main surfaces of the
なお、以下においては、第1及び第2の基板11A及び11Bの全体を基板対11と、第1及び第2の主表面PL1及びPL2の全体を主表面対PPと、第1及び第2の反射膜12A及び12Bの全体を反射膜対12と称する場合がある。
In the following, the entire first and
第1及び第2の基板11A及び11Bは、例えば、石英、ホウケイ酸ガラス、シリコンなどからなる。また、反射膜対12は、電磁波を選択的に透過する共振器特性を有する。反射膜対12は、例えば、ファブリペローエタロンを構成する。第1及び第2の反射膜12A及び12Bは、例えばAg及びAgを含む合金からなる薄膜であり、透過性を有する反射膜(反射性の膜)である。
The first and
波長選択装置10は、底面が第1の主表面PL1を構成し、第1の主表面PL1に垂直な方向Dに移動する可動部13を有する。また、波長選択装置10は、第1の主表面PL1における可動部13の周りに形成されて可動部13を移動可能に支持する支持部14を有する。第1の反射膜12Aは、可動部13上に形成されている。第1の反射膜12Aは、可動部13の移動に従って、第1の主表面PL1に垂直な方向Dに変位する(光学距離DT1が増減する)。すなわち、可動部13は、第1の主表面PL1に形成されて第1の反射膜12Aを第1の主表面PL1に垂直な方向Dに変位させる。
The
本実施例においては、支持部14は、可動部13の外側に設けられた第1の基板11Aの薄膜部からなる。より具体的には、第1の基板11Aにおける第1の主表面PL1の反対側の主面には溝が設けられており、支持部14は当該溝によって設けられた第1の基板11Aの比較的薄い部分である。そして、第1の基板11Aにおける支持部14の内側部分は変位可能な可動部13として機能する。可動部13及び支持部14における第2の基板11Bに対向する面(底面)は、第1の主表面PL1を構成する。
In the present embodiment, the
また、波長選択装置10は、第1及び第2の主表面PL1及びPL2上にそれぞれ形成され、可動部13を移動させる静電気力を生成する第1及び第2の電極15A及び15Bからなる駆動部15を有する。第1及び第2の電極15A及び15Bは、例えば、Ag、Al、Cr、Ni、Auなどの金属材料からなる。本実施例においては、第1及び第2の電極15A及び15Bは、それぞれ、第1及び第2の主表面PL1及びPL2上において第1及び第2の反射膜12A及び12Bの外側に膜状に形成されている。
Further, the
また、波長選択装置10は、互いに対向する第1及び第2の基板11A及び11Bの間隔を制御値に応じて変化させ、光学距離DT1を変化させる制御部16を有する。本実施例においては、制御部16は、駆動部15の第1及び第2の電極15A及び15Bに電圧を印加し、また、その電圧値を制御する。制御部16によって第1及び第2の電極12A及び12Bに電圧が印加されると、可動部13が移動し、第1の反射膜12Aが第1の主表面PL1に垂直な方向Dに変位する。すなわち、可動部13の移動に従って反射膜対12の光学距離(光学ギャップ)DT1が変化する。
In addition, the
本実施例においては、第1及び第2の電極15A及び15Bに電圧を印加すると、例えば、第1及び第2の電極15A及び15B間に静電引力が生ずる。支持部14は、この静電引力によって弾性変形を起こし、第2の基板11Bに向かって屈曲(傾斜)する。従って、可動部13が第2の基板11Bに向かって移動する。これによって、例えば、第1及び第2の反射膜12A及び12B間の間隔が減少する。なお、印加する電圧値によっては、第1及び第2の電極15A及び15B間に静電斥力を生じさせ、光学距離DT1が増加する方向に可動部13を移動させることもできる。このように、制御部16は、反射膜対12の光学距離DT1を電圧値(制御値)に応じて変化させる。
In this embodiment, when a voltage is applied to the first and
また、波長選択装置10は、第2の基板11Bの第2の主表面PL2とは反対側の主面に形成され、光学距離(第2の光学距離)DT2をおいて第2の反射膜12Bの外周部に対向して配置された第3の反射膜17を有する。本実施例においては、第2の基板11Bの裏面の第2の反射膜12Bの外周部に対向する領域に溝が設けられ、当該溝の底部に第3の反射膜17が形成されている。第3の反射膜17は、例えば第1及び第2の反射膜12A及び12Bと同様の材料からなる金属膜である。
The
波長選択装置10は、第1、第2及び第3の反射膜12A、12B及び17を透過した光の光強度を検出する検出部18を有する。検出部18は、第1、第2及び第3の反射膜12A、12B及び17を透過した光を受光する受光部REと、受光部REに入射した光の強度を測定する測定部MEを含む。検出部18は、例えばフォトディテクタ、イメージセンサなどからなる。
The
また、波長選択装置10は、検出部18が検出した光強度に基づいて、制御部16が印加する電圧値(制御値)に対応する第1及び第2の反射膜12A及び12Bの選択波長を算出する算出部19を有する。具体的には、制御部16は電圧値を変化させ、反射膜対12の光学距離DT1を変化させる。検出部18は、3つの第1、第2及び第3の反射膜12A、12B及び17を透過した光の強度を検出(測定)する。そして、算出部18は、制御部16による電圧値と、検出部18が検出した光強度とに基づいて、制御部16と反射膜対12(2つの反射膜12A及び12B)の選択波長との関係を算出する。
Further, the
また、制御部16は、算出部19によって算出された反射膜対12の選択波長に対応する電圧値の関係(相関)に基づいて、駆動部15に印加する電圧値を校正(補正)する。
Further, the
図1(b)は、波長選択装置10の模式的な上面図である。なお、図1(a)は、図1(b)のV−V線に沿った断面図である。本実施例においては、図1(b)に示すように、まず、基板対11は、上面視、すなわち第1及び第2の主表面PL1及びPL2に垂直な方向Dから見たとき、矩形の形状を有する。反射膜対12(図1(b)では第1の反射膜12Aの形状を示している)は、上面視において円形の形状を有する。可動部13は上面視において円柱形状を有している。支持部14は、上面視において可動部13の外周を取り囲むように環状に形成されている。
FIG. 1B is a schematic top view of the
また、図1(b)に示すように、本実施例においては、第3の反射膜17は、第2の反射膜12Bの外周部に対向して環状に形成されている。なお、図の明確さのため、図1(b)においては、第3の反射膜17の領域にハッチングを施している。また、図示していないが、本実施例においては、検出部18の受光部REは、第3の反射膜17の形状に対応する受光面を有し、当該受光面は第3の反射膜17に対向して配置されている。
As shown in FIG. 1B, in the present embodiment, the third
なお、本実施例においては、第1及び第2の反射膜12A及び12B、可動部13、支持部14並びに第3の反射膜17は、上面視において、1点を中心として回転対称に形成されている。
In the present embodiment, the first and
図2は、波長選択装置10に入射した光の進路を模式的に示す図である。図2を用いて波長選択装置10の構成及びフィルタリング動作について説明する。なお、図2は、図1(a)と同様の断面図であるが、ハッチングを省略している。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a path of light incident on the
まず、第1の反射膜12A及び第2の反射膜12Bは、波長選択装置10の波長選択特性を定める波長可変型の第1の光フィルタ(以下、第1のフィルタと称する)F1を構成する。次に、第2の反射膜12B及び第3の反射膜17は、制御部16による電圧値と第1のフィルタF1の選択波長(波長選択特性)との校正を行うための固定波長型の第2の光フィルタ(以下、第2のフィルタと称する)F2を構成する。
First, the
換言すれば、波長選択装置10は、互いに対向する基板11A及び11B上に設けられ、第1の光学距離DT1をおいて互いに対向する一対の反射膜12A及び12Bを有する第1のフィルタF1と、基板11A及び11Bの間隔を制御値に応じて変化させて第1の光学距離DT1を変化させる制御部16と、第2の光学距離DT2をおいて互いに対向する一対の反射膜12B及び17を有する第2のフィルタF2と、を有する。
In other words, the
また、検出部18は、第1及び第2のフィルタF1及びF2を透過した光の光強度を検出し、算出部19は当該光強度及び当該制御値に基づいて、当該制御値に対応する第1のフィルタF1の選択波長を算出する。また、制御部16は、算出部19が算出した制御値と第1のフィルタF1の選択波長との関係に基づいて、第1の光学距離DT1を変化させる。
Further, the
次に、図2を用いて、波長選択装置10の波長選択動作及び検出部18による検出動作の概略について説明する。まず、本実施例においては、波長選択装置10は、第1の反射膜12A側から入射した入力光ILが第2の反射膜12Bから選択光(第1の選択光)SL1として取り出されるように構成されている。まず、入力光ILは、第1の基板11Aを介して波長選択装置10に入射する。入力光ILは、第1及び第2の反射膜12A及び12B間において多重反射を繰り返す。この際、入力光ILのうち、第1及び第2の反射膜12A及び12B間の光学距離DT1に対応する波長の光は残存し、他の波長の光は減衰する。この残存した波長の光は、選択光SL1として第2の反射膜12Bを透過する。選択光SL1は、第2の反射膜12Bを透過した後、第2の基板11Bから出射する。このようにして、波長選択装置10は、入射された光(電磁波)を選択的に出力(透過)する。
Next, the outline of the wavelength selection operation of the
次に、選択光(第1の選択光)SL1のうち、第3の反射膜17(第2のフィルタF2)に入射した光(選択光SL11)においては、第2及び第3の反射膜12B及び17によって2回目のフィルタリングが行われる。第2のフィルタF2に入射した選択光SL11のうち、第2及び第3の反射膜12B及び17間の光学距離DT2に対応する波長の光が残存し、第3の反射膜17から選択光(第2の選択光)SL2として取り出される。第1及び第2のフィルタF1及びF2を透過した選択光SL2は、検出部18の受光部REに受光され、その光強度が測定(検出)される。
Next, in the selection light (first selection light) SL1, the light (selection light SL11) incident on the third reflection film 17 (second filter F2) is the second and
図3(a)は、第1のフィルタF1の波長選択特性を示す図である。図3(a)は、所定の光学距離DT1の第1のフィルタF1の選択光SL1のスペクトル図である。図3(a)に示すように、第1のフィルタF1は、光学距離DT1に対応する特定の波長(本実施例においては約680nm)の光を選択的に取り出すように構成されている。本実施例においては、例えば、第1のフィルタF1の光学距離DT1は、設計上の入力光IL及び選択光SL1を考慮してその可変波長範囲と同程度の距離に設定されている。 FIG. 3A is a diagram illustrating the wavelength selection characteristics of the first filter F1. FIG. 3A is a spectrum diagram of the selection light SL1 of the first filter F1 having a predetermined optical distance DT1. As shown in FIG. 3A, the first filter F1 is configured to selectively extract light having a specific wavelength (about 680 nm in this embodiment) corresponding to the optical distance DT1. In the present embodiment, for example, the optical distance DT1 of the first filter F1 is set to a distance comparable to the variable wavelength range in consideration of the design input light IL and the selection light SL1.
図3(b)は、第2のフィルタF2の波長選択特性を示す図である。本実施例においては、第2のフィルタF2の光学距離DT2は、第1のフィルタF1の光学距離DT1の最大可変距離よりも大きい固定光学距離である。また、本実施例においては、第2のフィルタF2は、第1のフィルタF1の選択光SL1に対して十分な(例えば10倍以上)の光学距離DT2で反射膜12B及び17が配置されている。すなわち、第2のフィルタF2の光学距離DT2は、選択光SL2の光強度が複数の極大点を有するように定められている。
FIG. 3B is a diagram illustrating the wavelength selection characteristics of the second filter F2. In the present embodiment, the optical distance DT2 of the second filter F2 is a fixed optical distance that is larger than the maximum variable distance of the optical distance DT1 of the first filter F1. In the present embodiment, the second filter F2 includes the
従って、図3(b)に示すように、第1のフィルタF1がほぼ1つの波長帯域の光を取り出すのに対し、第2のフィルタF2は、複数の波長帯域の光を取り出すように構成されている。 Accordingly, as shown in FIG. 3 (b), the first filter F1 extracts light of almost one wavelength band, whereas the second filter F2 is configured to extract light of a plurality of wavelength bands. ing.
図3(c)は、所定の光学距離DT1における第1及び第2のフィルタF1及びF2を透過した光のスペクトル図である。第2のフィルタF2の選択波長が第1のフィルタF1の選択波長の整数倍となった場合、図3(c)に示すように、第1及び第2のフィルタF1及びF2内で光が強め合い、当該所定の波長の光が高い強度で取り出される。なお、一方、第2のフィルタF2の選択波長が第1のフィルタF1の選択波長の整数倍とならない場合、第1のフィルタF1で選択された光のほとんどが第2のフィルタF2内で減衰するため、選択光SL2の強度は小さいものとなる。 FIG. 3C is a spectrum diagram of light transmitted through the first and second filters F1 and F2 at a predetermined optical distance DT1. When the selected wavelength of the second filter F2 is an integral multiple of the selected wavelength of the first filter F1, as shown in FIG. 3C, the light is strengthened in the first and second filters F1 and F2. Therefore, the light of the predetermined wavelength is extracted with high intensity. On the other hand, when the selected wavelength of the second filter F2 is not an integral multiple of the selected wavelength of the first filter F1, most of the light selected by the first filter F1 is attenuated in the second filter F2. Therefore, the intensity of the selection light SL2 is small.
算出部19は、第2のフィルタF2の既知の波長選択特性を利用して、第1のフィルタF1の選択波長と、制御部16が駆動部15に与える電圧値(制御値)との間の実際の関係を算出(導出)する。具体的には、算出部19は、選択光SL2の光強度が極大となったときの制御値に基づいて、制御値に対応する第1のフィルタF1の選択波長を算出する。
The
また、制御部16によって光学距離DT1を徐々に変化させることによって、検出部18では光強度の極大点が複数回検出される。算出部19は、選択光SL2の光強度が極大となったときの複数の制御値を記憶し、当該複数の制御値に対応する第1のフィルタF1の選択波長を算出する。これによって、印加される電圧値と第1のフィルタF1の選択波長との算出精度が向上する。
Further, by gradually changing the optical distance DT1 by the
なお、算出部19は、光強度が極大点となったときの複数の制御値の間の制御値については当該制御値に対応する第1のフィルタF1の選択波長を推定する。例えば、算出部19は、検出部18によって光強度の極大点が検出された際の複数の電圧値を元に、その間の光強度が小さいときの電圧値の領域での第1のフィルタF1の選択波長を補完する。
In addition, the
具体的には、例えば、算出部19は、選択光SL2の強度が極大となったときの電圧値と第1のフィルタF1の選択波長との関係をグラフにプロットし、当該プロットされた点を必ず通るように多項式近似を行う。そして、算出部19は、プロットされた点を繋ぐような曲線を導出し、制御部16の電圧値の変化に応じた第1のフィルタF1の選択波長を算出する。また、制御部16は、算出部19が算出した制御値及び選択波長の相関に基づいてその制御値を校正する。
Specifically, for example, the
なお、本実施例においては、制御部16が電圧値に応じて第1の光学距離DT1を変化させる場合について説明したが、制御部16は、例えばアクチュエータを用いて物理的なパラメータを変化させるなど、種々の制御値に応じて第1の光学距離DT1を変化させるように構成されていればよい。
In this embodiment, the case where the
また、駆動部15が静電気力によって第1の光学距離DT1を変化させる場合について説明したが、駆動部15の構成はこれに限定されず、例えば電磁気的に第1の光学距離DT1を変化させるように構成されていてもよい。また、本実施例においては、第1のフィルタF1の第2の反射膜12Bが第2のフィルタF2の一方の反射膜を構成する場合について説明したが、第2のフィルタF2は第1のフィルタF1とは異なる一対の反射膜を有していてもよい。
Moreover, although the case where the
また、本実施例においては、制御部16が算出部19の算出結果に基づいて制御値を補正する場合について説明したが、制御部16は制御値を補正する必要はない。算出部19によって正確な制御値及び透過波長の対応関係が算出されればよい。また、第2のフィルタF2が固定波長型の光フィルタである(第2の光学距離DT2が固定されている)場合について説明したが、第2のフィルタF2は、校正用のマスターとなる既知の波長選択特性を有していればよい。
In the present embodiment, the case where the
図4は、実施例1の変形例1に係る波長選択装置10Aの断面図である。波長選択装置10においては、第3の反射膜17が第2の基板11Bに設けられ、第2の反射膜12Bと対となって第2のフィルタF2を構成する場合について説明した。一方、本変形例においては、波長選択装置10Aは、第1の基板11Aの第1の反射膜12Aに対向する位置に形成された第3のフィルタ17Aを有する。すなわち、第3の反射膜17A及び第1の反射膜12Aが対となり、第2のフィルタF2を構成してもよい。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
また、本変形例においては、波長選択装置10Aは、第1の基板11A側に検出部18Aが設けられている。波長選択装置10Aは、第2の基板11B(第2の反射膜12B)から光を入射させ、第1の基板11A側に選択光を取り出すように構成されている。本変形例においても、検出部18Aは、第2、第1及び第3の反射膜12B、12A及び17Aを透過した光の強度を検出する。
In this modification, the
本変形例のように、第1の反射膜12Aが第2のフィルタF2の一方の反射膜を構成してもよい。この構成においても、第1及び第3の反射膜12A及び17Aによって構成された第2のフィルタF2の波長選択特性を既知のものとすることで、第2のフィルタF2を用いて第1のフィルタF1の選択波長の算出及び制御値の補正を行うことができる。
As in this modification, the first
また、波長選択装置10及び10Aのように、第1のフィルタF1の反射膜12A及び12Bのいずれか一方が第2のフィルタF2における一方の反射膜を構成することで、装置のコンパクト化を図ることができる。
Further, as in the
図5は、実施例1の変形例2に係る波長選択装置10Bの構成を示す模式的な断面図である。本変形例においては、波長選択装置10Bは、第2のフィルタF3の構成を除いては波長選択装置10又は10Aと同様の構成を有する。第2のフィルタF3は、第1及び第2の反射膜12A及び12Bとは別に設けられた第3及び第4の反射膜17B1及び17B2を有する。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a
具体的には、波長選択装置10Bは、反射ミラーMLによって反射された選択光SL1を入射させ、選択光SL2を取り出す第2のフィルタF3を有する。第2のフィルタF3は、透光基板SBと、透光基板SB上に形成され、光学距離をおいて対向して配置された第3及び第4の反射膜17B1及び17B2と、を有する。検出部18は、第2のフィルタF3から取り出された選択光SL2の光強度を検出する。
Specifically, the
本変形例に示すように、第1及び第2のフィルタF1及びF3が互いに異なる反射膜対を有していてもよい。本変形例においても、第3及び第4の反射膜17B1及び17B2によって構成された第2のフィルタF3の波長選択特性を既知のものとすることで、第2のフィルタF3を用いて第1のフィルタF1の選択波長の算出及び制御値の補正を行うことができる。 As shown in this modification, the first and second filters F1 and F3 may have different reflective film pairs. Also in this modification, the first filter is used by using the second filter F3 by making the wavelength selection characteristics of the second filter F3 configured by the third and fourth reflection films 17B1 and 17B2 known. Calculation of the selected wavelength of the filter F1 and correction of the control value can be performed.
本実施例及びその変形例においては、波長選択装置10は、第1の光学距離DT1で波長選択を行う第1のフィルタF1と、制御値に応じて第1の光学距離DT1を変化させる制御部16と、第2の光学距離DT2で波長選択を行う第2のフィルタF2と、第1及び第2のフィルタF1及びF2を透過した光SL2の光強度を検出する検出部18と、当該制御値及び光強度に基づいて当該制御値に対応する第1のフィルタF1の選択波長を算出する算出部19とを有する。
In this embodiment and its modification, the
従って、制御部16が第1の光学距離DT1を変化させるために駆動部15に与える制御値の変化に対応する第1のフィルタF1の選択波長の変化との関係を解析及び比較し、正確な両者の関係を算出することができる。従って、例えば経年的に制御値とフィルタリング特性との関係がずれてきた場合でも、そのずれを補正する又は把握することで、正確なフィルタリング動作を行うことができる。従って、制御値に対応した正確な波長選択特性を得ることが可能となる。
Therefore, the
図6(a)は、実施例2に係る波長選択装置20の概略的な断面図である。また、図6(b)は、波長選択装置20の模式的な上面図である。図6(a)は、図6(b)のW−W線に沿った断面図である。波長選択装置20は、第3の反射膜21及び検出部22の構成を除いては、波長選択装置10と同様の構成を有する。
FIG. 6A is a schematic cross-sectional view of the
図6(a)及び(b)に示すように、波長選択装置20の第3の反射膜21は、複数の反射膜片21Aを有する。本実施例においては、反射膜片21Aの各々は、第2の反射膜12Bの外周部に対向し、互いに離間して配置されている。本実施例においても、実施例1と同様に、第3の反射膜22は第2の反射膜12Bと共に第2のフィルタF2(図2参照)を構成する。また、検出部22の受光部は、各々の反射膜片21Aに対向して配置された受光領域RE1を有する。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the third
本実施例においては、検出部22は、第2のフィルタF2の複数の箇所(例えば反射膜片21Aの各々)において、選択光SL2の光強度を検出する。これによって、例えば第1のフィルタF1におけるフィルタリング特性の分布(例えば第1の光学距離DT1の膜内における差)を検出することで、例えば第1の反射膜12Aの傾斜を検出することができる。
In the present embodiment, the
算出部19は、例えば、反射膜片21Aのそれぞれを透過した選択光SL2の光強度が異なる場合に、第1のフィルタF1の選択波長が場所によって異なると判定し、これを考慮した算出動作を行う。算出部19は、例えば、複数の箇所の光強度のうち、大部分の光強度が同程度の場合、この部分の光強度に基づいて第1のフィルタF1の選択波長を算出してもよい。
For example, when the light intensity of the selection light SL2 transmitted through each of the
図7(a)は、実施例2の変形例に係る波長選択装置20Aの概略的な断面図である。また、図7(b)は、波長選択装置20Aの模式的な上面図である。図7(a)は、図7(b)のX−X線に沿った断面図である。波長選択装置20Aは、第3の反射膜23及び検出部24の構成を除いては、波長選択装置20と同様の構成を有する。
FIG. 7A is a schematic cross-sectional view of a
図7(a)及び(b)に示すように、波長選択装置20Aの第3の反射膜23は、第2の反射膜12Bの外周部に対向する複数の第1の反射膜片23Aと、第2の反射膜12Bの中央部に対向する第2の反射膜片23Bとを有する。検出部24の受光部は、第1の反射膜片22Aに対向する第1の受光領域RESと、第2の反射膜片22Bに対向する第2の受光領域RECとを有する。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the third
本変形例においては、第3の反射膜23は、反射膜片21Aに相当する第1の反射膜片23Aに加え、第2の反射膜12Bの中央部に対向する第2の反射膜片23Bを有する。また、検出部24は、これら反射膜片23A及び23Bに対応する受光領域RES及びRECを有する。
In the present modification, the third
本変形例においては、検出部24によって第1のフィルタF1の中央部と外周部(周辺部)との間の光強度の差を検出することで、例えば、第1の基板11A又は第1の反射膜12Aの反りを検出することができる。この場合、算出部19は、例えば第1のフィルタF1の中央部(第1の反射膜片23B)の光強度を考慮して算出動作を行ってもよい。例えば第1の基板11Aが動作時に反って(屈曲して)いることが検出及び算出された場合、この結果に基づいて容易に反りを抑制する調整を行うことができる。
In the present modification, the
本実施例においては、検出部22及び24は、第1のフィルタF1(第1及び第2の反射膜12A及び12B)の複数の箇所で選択光SL2の光強度を検出する。従って、算出部19によって詳細な算出動作を行うことができ、制御値に対応した正確な波長選択特性を得ることが可能となる。また、例えば経年的に第1の反射膜12Aが傾斜又は屈曲していた場合でも、容易にかつ早期にその傾斜などを把握することができる。また、算出部19の算出方法を工夫することで、制御部16によって、第1の光学距離DT1、すなわち第1のフィルタF1のフィルタリング特性を正確に制御することができる。
In the present embodiment, the
10、10A、10B、20、20A 波長選択装置
F1 第1の光フィルタ
F2 第2の光フィルタ
16 制御部
12A 第1の反射膜
12B 第2の反射膜
17、17A、17B1、21、23 第3の反射膜
18 検出部
19 算出部
10, 10A, 10B, 20, 20A Wavelength selection device F1 First optical filter F2 Second
Claims (7)
前記対向する基板の間隔を制御値に応じて変化させて前記第1の光学距離を変化させる制御部と、
第2の光学距離をおいて互いに対向する一対の反射膜を有する第2のフィルタと、
前記第1及び第2のフィルタを透過した光の光強度を検出する検出部と、
前記制御値及び前記光強度に基づいて、前記制御値に対応する前記第1のフィルタの選択波長を算出する算出部と、を有することを特徴とする波長選択装置。 A first filter provided on a substrate facing each other and having a pair of reflective films facing each other at a first optical distance;
A control unit that changes the first optical distance by changing an interval between the opposing substrates according to a control value;
A second filter having a pair of reflective films facing each other at a second optical distance;
A detector for detecting the light intensity of the light transmitted through the first and second filters;
A wavelength selection device comprising: a calculation unit that calculates a selection wavelength of the first filter corresponding to the control value based on the control value and the light intensity.
前記算出部は、前記光強度が極大となったときの複数の制御値を記憶し、前記複数の制御値に対応する前記第1のフィルタの選択波長を算出し、かつ前記複数の制御値の間の制御値については前記制御値に対応する前記第1のフィルタの選択波長を推定することを特徴とする請求項4に記載の波長選択装置。 The second optical distance is determined so that the light intensity has a plurality of maximum points,
The calculation unit stores a plurality of control values when the light intensity reaches a maximum, calculates a selection wavelength of the first filter corresponding to the plurality of control values, and calculates the plurality of control values. The wavelength selection apparatus according to claim 4, wherein a selected wavelength of the first filter corresponding to the control value is estimated for a control value between.
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