波長多重通信用チタニアージルコニア系多層膜光分波フィルタの開発

波長分割多重通信は、高速かつ大容量の光通信における容量の飛躍的な増大に対応する新たな技術である。高性能光分波フィルタの開発は波長多重数の増加に極めて重要である。本研究は傾斜機能材料の概念を光学多層膜の設計に導入することにより、先進型広帯域反射型と狭帯域透過型光学フィルタの設計および作製を行った。本年度は、研究実績は以下の通りに示す。1.対称構造と傾斜屈折率積層を有するSiO_2/TiO_2およびSiO_2/ZrO_2多層膜の最適化設計を行い、光学フィルタの光学特性に対する傾斜屈折率積層および対称構造の影響について理論的に検討した。2.ヘリコンスパッタ装置を用いて、屈折率傾斜の33層広帯域反射型SiO_2/TiO_2光学フィルタを作製した。フィルタは1340nmの中心波長があり、設計値とほぼ一致した優れた光学特性を持つ。また、作製した屈折率傾斜の33層狭帯透過射型SiO_2/TiO_2光学フィルタ中心波長は1550nmがあり、設計値とほぼ一致した優れた光学特性を持つ。3.ヘリコンスパッタ装置を用いて、屈折率傾斜の42層広帯域反射型SiO_2/ZrO_2多層膜光学フィルタを作製した。フィルタは770nmの中心波長があり、設計値とほぼ一致した優れた光学特性を持つ。4.作製したZrO_2単相およびSiO_2-ZrO_2混合相の多層膜試料について、SEMおよびTEMなどを用いて、構造を観察し、構造と光学特性との関係を明らかにした。

波長分割多重通信は、高速かつ大容量の光通信における容量の飛躍的な増大に対応する新たな技術である。高性能光分波フィルタの開発は波長多重数の増加に極めて重要である。本研究は傾斜機能材料の概念を光学多層膜の設計に導入することにより、先進型広帯域反射型と狭帯域透過型光学フィルタの設計および作製を行った。本年度は、研究実績は以下の通りに示す。1.対称構造と傾斜屈折率積層を有するSiO_2/TiO_2およびSiO_2/ZrO_2多層膜の最適化設計を行い、光学フィルタの光学特性に対する傾斜屈折率積層および対称構造の影響について理論的に検討した。2.ヘリコンスパッタ装置を用いて、屈折率傾斜の33層広帯域反射型SiO_2/TiO_2光学フィルタを作製した。フィルタは1340nmの中心波長があり、設計値とほぼ一致した優れた光学特性を持つ。また、作製した屈折率傾斜の33層狭帯透過射型SiO_2/TiO_2光学フィルタ中心波長は1550nmがあり、設計値とほぼ一致した優れた光学特性を持つ。3.ヘリコンスパッタ装置を用いて、屈折率傾斜の42層広帯域反射型SiO_2/ZrO_2多層膜光学フィルタを作製した。フィルタは770nmの中心波長があり、設計値とほぼ一致した優れた光学特性を持つ。4.作製したZrO_2単相およびSiO_2-ZrO_2混合相の多層膜試料について、SEMおよびTEMなどを用いて、構造を観察し、構造と光学特性との関係を明らかにした。