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

用于波长复用通信的二氧化钛-氧化锆多层光解复用滤光片的开发

• 批准号: 11750578
• 负责人: 王 新栄
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750578/
• 关键词: 光学多層膜; 光分波フィルタ; SiO_2; TiO_2; 屈折率; 傾斜機能材料; ヘリコンスパッタ

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。

Wavelength division multiplexing is a new technology for increasing the capacity of high-speed and large-capacity optical communications. The development of high performance optical wavelength division multiplexing is extremely important for increasing wavelength multiplicity. In this paper, the concept of tilt functional materials is introduced into the design of optical multilayer films, and the design and manufacture of advanced band-reflection and narrow-band transmission optical multilayer films are carried out. The results of the research for the year are shown below. 1. The optimal design and optical properties of SiO_2/TiO_2 and SiO_2/ZrO_2 multilayer films with symmetrical structure and inclined refractive index are discussed theoretically. 2. The optical system of SiO_2/TiO_2 with 33 layers of band-domain reflection with refractive index tilt. The central wavelength of 1340nm is consistent with the design value and the optical characteristics are maintained. 33-layer narrow-band transmission SiO_2/TiO_2 optical fiber with refractive index tilt, design value, and optical properties consistent with 1550nm. 3. Fabrication of 42-layer SiO_2/ZrO_2 multilayer optical films with refractive index tilt The central wavelength of 770nm is consistent with the design value and the optical characteristics are maintained. 4. The relationship between structure and optical properties of multilayer films prepared from ZrO_2 single phase and SiO_2-ZrO_2 mixed phase is discussed.

项目成果

X.WANG,H.Masumoto,Y.Someno,L.Chen and T.Hirai: "Fabrication of a 33-layer optical reflection filter with step-wise graded refractive index profiles"J. Mater. Res.. 15(in press). (2000)

X.WANG，H.Masumoto，Y.Someno，L.Chen和T.Hirai：“具有阶梯式折射率分布的33层光学反射滤光片的制作”J。

X.WANG,H.Masumoto,Y.Someno,L.Chen and T.Hirai: "Design and preparation of a 33-layer optical reflection filter of TiO_2-SiO_2 system"J. Vac. Sci. Technol., A. 18(in press). (2000)

X.WANG,H.Masumoto,Y.Someno,L.Chen,T.Hirai:“TiO_2-SiO_2体系33层光学反射滤光片的设计与制备”J.