JP2003207617A - Multi-layered optical filter and method and apparatus for designing film thickness thereof - Google Patents
Multi-layered optical filter and method and apparatus for designing film thickness thereofInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に使用され
る多層膜光学フィルタ、ならびにその膜厚設計方法およ
び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multilayer optical filter used for optical communication, and a film thickness designing method and apparatus thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】ブロードバンド時代の到来により、デー
タ伝送量のさらなる増加が求められている現在、複数の
異なる波長の光信号を多重化して伝送するWDM(Wave
lengthDivision Multiplexing:波長分割多重)通信方
式に大きな期待が寄せられている。2. Description of the Related Art With the advent of the broadband era, it is required to further increase the amount of data transmission. At present, WDM (Wave) that multiplexes and transmits optical signals of different wavelengths is transmitted.
There are great expectations for lengthDivision Multiplexing (wavelength division multiplexing) communication systems.
【0003】このWDM通信方式におけるキーデバイス
の1つに、上記多重化光信号を、光電変換を行うことな
く一括増幅可能なEDFA(Erbium Doped Fiber Ampli
fier)等の光増幅器が開発されている。One of the key devices in this WDM communication system is an EDFA (Erbium Doped Fiber Ampli) capable of collectively amplifying the multiplexed optical signal without performing photoelectric conversion.
optical amplifiers such as fier) have been developed.
【0004】ところで、WDM伝送システムにおいて
は、伝送される各波長の信号光にレベル偏差が生じてい
ると、光信号が劣化して伝送距離や伝送帯域を低減させ
る恐れがある。したがって、EDFA等の光増幅器を用
いる場合には、その出力において伝送波長帯域における
利得特性を平坦化(等化)することが要求されている。By the way, in the WDM transmission system, if a level deviation occurs in the signal light of each wavelength to be transmitted, the optical signal may be deteriorated and the transmission distance and the transmission band may be reduced. Therefore, when using an optical amplifier such as an EDFA, it is required to flatten (equalize) the gain characteristic in the transmission wavelength band at the output thereof.
【0005】この点、光増幅器における利得特性は、伝
送波長帯域において波長依存性を有している。したがっ
て、この波長依存性を有する利得特性(利得波長依存
性)を平坦化するために、上記伝送波長帯域において光
増幅器の利得特性と相反する光透過損失特性を有する利
得等化フィルタ(GFF; Gain Flattening Filter)を
光増幅器に組み合わせることにより、光増幅器の利得特
性を等化している(図21参照)。In this respect, the gain characteristic of the optical amplifier has wavelength dependence in the transmission wavelength band. Therefore, in order to flatten the gain characteristic having the wavelength dependency (gain wavelength dependency), a gain equalizing filter (GFF; Gain) having a light transmission loss characteristic contradictory to the gain characteristic of the optical amplifier in the transmission wavelength band. By combining a flattening filter) with an optical amplifier, the gain characteristics of the optical amplifier are equalized (see FIG. 21).
【0006】このGFFとしては、ファイバグレーティ
ング、エタロンフィルタ、多層膜フィルタ等が用いられ
るが、量産向けの光増幅器には、量産性に優れた多層膜
光学ルタ(以下、多層膜フィルタとも記載する)が用い
られる。As the GFF, a fiber grating, an etalon filter, a multilayer film filter or the like is used, but for an optical amplifier for mass production, a multilayer film optical filter (hereinafter also referred to as a multilayer film filter) having excellent mass productivity is used. Is used.
【0007】なお、本明細書において、“多層”とは、
複数層を表す意味として用いている。In this specification, the term "multilayer" means
It is used to mean multiple layers.
【0008】図22は、上述した多層膜フィルタの設計
目標(ターゲット)損失特性(GFF仕様:◇)、多層
膜フィルタの設計値に基づく損失特性(実線)および両
者の損失偏差(□)をそれぞれ示すグラフである。な
お、損失偏差の尺度となる平坦度(Flatness)は、最大
偏差から最小偏差を引いた値である。FIG. 22 shows the design target (target) loss characteristic (GFF specification: ◇) of the above-mentioned multilayer filter, the loss characteristic (solid line) based on the design value of the multilayer filter, and the loss deviation (□) between them. It is a graph shown. The flatness (Flatness), which is a measure of the loss deviation, is a value obtained by subtracting the minimum deviation from the maximum deviation.
【0009】図22に示すように、多層膜フィルタは、
前段における対応する光増幅器の伝送波長帯域(例え
ば、1530nm〜1565nm)において、光増幅器
の利得特性と相反する透過損失特性を目標損失特性(G
FF要求損失特性)とし、GFFの設計値を上記GFF
要求損失特性に近づけることにより、設計/製作されて
いる。As shown in FIG. 22, the multilayer filter has
In the transmission wavelength band (for example, 1530 nm to 1565 nm) of the corresponding optical amplifier in the preceding stage, the transmission loss characteristic contradictory to the gain characteristic of the optical amplifier is targeted loss characteristic (G
FF required loss characteristic), and the design value of GFF is the above GFF.
Designed / manufactured by approaching the required loss characteristics.
【0010】ところで、光増幅器においては、光増幅用
の励起光(ポンプ光)をGFFを透過させて出力する要
求、あるいはポンプ光を遮断させて出力する要求が生じ
る場合がある。By the way, in the optical amplifier, there is a case where the pumping light (pump light) for optical amplification is required to pass through the GFF and output, or the pump light is blocked and output.
【0011】この点、従来のGFFを用いてポンプ光を
透過/遮断(透過および/または遮断)させることが考
えられている。In this respect, it has been considered to transmit / block (transmit and / or block) the pump light using the conventional GFF.
【0012】しかしながら、光増幅用のポンプ光の波長
帯域(例えば、EDFAのポンプ光波長帯域の場合、1
450nm付近)は、上述した通常の光増幅器の伝送波
長帯域(1530nm〜1565nm)とは異なってい
る。このため、単にGFF要求損失特性をターゲットに
して設計された透過損失特性{(図22の実線(PP
[Pump Pass]なし設計)}を有するGFFは、その透
過損失特性に対応する波長帯域においては、ポンプ光を
透過/遮断できる特性を有していない。However, the wavelength band of the pump light for optical amplification (for example, in the case of the pump light wavelength band of the EDFA, 1
(Around 450 nm) is different from the transmission wavelength band (1530 nm to 1565 nm) of the above-described normal optical amplifier. Therefore, the transmission loss characteristic {(solid line (PP
GPF having [Pump Pass] -less design)} does not have the property of transmitting / blocking pump light in the wavelength band corresponding to its transmission loss property.
【0013】例えば、図22に示すように、光増幅用の
ポンプ光の波長帯域(1450nm付近)においては、
十分な透過特性(例えば、−1dB以上)が得られてい
ない。For example, as shown in FIG. 22, in the wavelength band of pump light for optical amplification (around 1450 nm),
Sufficient transmission characteristics (for example, -1 dB or more) are not obtained.
【0014】したがって、利得等化機能を有する多層膜
フィルタ(GFF)に対するポンプ光透過/遮断要求に
応えることができなかった。Therefore, it was not possible to meet the pump light transmission / blocking requirement for the multilayer filter (GFF) having a gain equalizing function.
【0015】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
ので、利得等化機能およびポンプ光透過/遮断機能を併
せ持つ多層膜フィルタ、この多層膜フィルタの膜厚設計
方法および装置等を提供することをその目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a multilayer filter having both a gain equalizing function and a pump light transmitting / blocking function, a method and an apparatus for designing a film thickness of the multilayer filter. Is its purpose.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様によ
れば、複数の光学膜が積層されて成る多層膜光学フィル
タであって、前記各光学膜の光学膜厚を、予め設定され
た利得等化用波長帯域内に所定の波長特性を有し、かつ
前記利得等化用波長帯域以外の励起光波長帯域に所定の
波長特性を有するように設計している。According to a first aspect of the present invention, there is provided a multilayer optical filter in which a plurality of optical films are laminated, wherein the optical film thickness of each optical film is preset. It is designed to have a predetermined wavelength characteristic in the gain equalization wavelength band and have a predetermined wavelength characteristic in the pumping light wavelength band other than the gain equalization wavelength band.
【0017】本発明の第2の態様によれば、複数の光学
膜が積層されて成る多層膜光学フィルタであって、予め
設定された励起光波長帯域以外の所定の波長帯域におけ
る波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとし
て表す理論値および対応する所定の波長帯域における目
標となる波長特定値間の第1の誤差と、前記励起光波長
帯域における目標となる波長特性値に対応する透過率が
当該励起光波長帯域において最低限必要な透過率よりも
小さい場合に、前記励起光波長帯域における波長特性を
前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとして表す理論値
および対応する励起光波長帯域における波長特性値間の
第2の誤差とがそれぞれ小さくなるように、前記各光学
膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を初期値とするフィッ
ティングを用いて設計している。According to a second aspect of the present invention, there is provided a multilayer optical filter comprising a plurality of optical films laminated, wherein the wavelength characteristics in a predetermined wavelength band other than the preset excitation light wavelength band are set forth above. Corresponding to a theoretical value representing the optical film thickness of each optical film as a parameter and a first error between a target wavelength specifying value in a corresponding predetermined wavelength band, and a target wavelength characteristic value in the excitation light wavelength band. When the transmittance is smaller than the minimum required transmittance in the excitation light wavelength band, a theoretical value representing the wavelength characteristic in the excitation light wavelength band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and the corresponding excitation light wavelength. By using fitting with the optical film thickness of each of the optical films as an initial value, a second error between wavelength characteristic values in the band is reduced. It has a total of.
【0018】本発明の第3の態様によれば、複数の光学
膜が積層されて成る多層膜光学フィルタであって、予め
設定された励起光波長帯域以外の所定の波長帯域におけ
る波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとし
て表す理論値および対応する所定の波長帯域における目
標となる波長特性値間の第1の誤差と、前記励起光波長
帯域における目標となる波長特性値に対応する透過率が
当該励起光波長帯域において許容される最大透過率より
も大きい場合に、前記励起光波長帯域における波長特性
を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとして表す理論
値および対応する励起光波長帯域における目標波長特性
値間の第2の誤差とがそれぞれ小さくなるように、前記
各光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を初期値とする
フィッティングを用いて設計している。According to a third aspect of the present invention, there is provided a multilayer optical filter comprising a plurality of optical films laminated, wherein the wavelength characteristic in a predetermined wavelength band other than a preset excitation light wavelength band is It corresponds to a first error between a theoretical value representing the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in a corresponding predetermined wavelength band, and a target wavelength characteristic value in the excitation light wavelength band. When the transmittance is larger than the maximum transmittance allowed in the excitation light wavelength band, the theoretical value representing the wavelength characteristic in the excitation light wavelength band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and the corresponding excitation light wavelength. In order to reduce the second error between the target wavelength characteristic values in the band, the optical film thickness of each optical film is set to an initial value of a predetermined optical film thickness. It has designed stomach.
【0019】本発明の第4の態様によれば、複数の光学
膜が積層されて成る多層膜光学フィルタの光学膜厚を設
計する膜厚設計装置であって、予め設定された利得等化
用波長帯域における所定の波長特性を前記各光学膜の光
学膜厚をパラメータとして表す理論値および対応する利
得等化用波長帯域における目標となる波長特性値間の第
1の誤差を算出する手段と、前記利得等化用波長帯域以
外の励起光波長帯域における波長特性を当該各光学膜の
光学膜厚をパラメータとして表す理論値および対応する
励起光波長帯域における目標となる波長特性値間の第2
の誤差を算出する手段と、算出された第1および第2の
誤差がそれぞれ小さくなるように、前記各光学膜の光学
膜厚を、所定の光学膜厚を初期値とするフィッティング
を用いて設計する手段とを備えている。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a film thickness designing device for designing an optical film thickness of a multilayer optical filter comprising a plurality of optical films laminated, which is for preset gain equalization. Means for calculating a first error between a theoretical value representing a predetermined wavelength characteristic in the wavelength band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding gain equalizing wavelength band, A second value between a theoretical value representing the wavelength characteristic in the pumping light wavelength band other than the gain equalizing wavelength band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding pumping light wavelength band.
Of the optical film thickness of each of the optical films is designed so that the calculated first error and the second error can be reduced by using fitting with an initial value of a predetermined optical film thickness. And means for doing so.
【0020】本発明の第5の態様によれば、複数の光学
膜が積層されて成る多層膜光学フィルタにおける各光学
層の光学膜厚を設計する膜厚設計装置であって、予め設
定された励起光波長帯域以外の所定の波長帯域における
波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとして
表す理論値および対応する所定の波長帯域における目標
となる波長特性値間の第1の誤差を算出する手段と、前
記励起光波長帯域における目標となる波長特性値に対応
する透過率が当該励起光波長帯域において最低限必要な
透過率よりも小さい場合に、前記励起光波長帯域におけ
る波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとし
て表す理論値および対応する励起光波長帯域における波
長特性値間の第2の誤差を算出する手段と、算出された
第1および第2の誤差がそれぞれ小さくなるように、前
記各光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を初期値とす
るフィッティングを用いて設計する手段とを備えてい
る。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a film thickness designing device for designing an optical film thickness of each optical layer in a multilayer optical filter formed by laminating a plurality of optical films, which is preset. A first error between a theoretical value representing the wavelength characteristic in a predetermined wavelength band other than the excitation light wavelength band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding predetermined wavelength band is calculated. And a transmittance corresponding to a target wavelength characteristic value in the pumping light wavelength band is smaller than a minimum required transmittance in the pumping light wavelength band, the wavelength characteristic in the pumping light wavelength band is Means for calculating a second error between the theoretical value representing the optical film thickness of each optical film as a parameter and the wavelength characteristic value in the corresponding excitation light wavelength band, and the calculated first and second values. As the difference is decreased, respectively, the optical thickness of each optical film, and a means designed using fitting to an initial value a predetermined optical film thickness.
【0021】本発明の第6の態様によれば、複数の光学
膜が積層されて成る多層膜光学フィルタにおける各光学
層の光学膜厚を設計する膜厚設計装置であって、予め設
定された励起光波長帯域以外の所定の波長帯域における
波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとして
表す理論値および対応する所定の波長帯域における目標
となる波長特性値間の第1の誤差を算出する手段と、前
記励起光波長帯域における目標となる波長特性に対応す
る透過率が当該励起光波長帯域において許容される最大
透過率よりも大きい場合に、前記励起光波長帯域におけ
る波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとし
て表す理論値および対応する励起光波長帯域における目
標波長特性値間の第2の誤差を算出する手段と、算出さ
れた第1および第2の誤差がそれぞれ小さくなるよう
に、前記各光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を初期
値とするフィッティングを用いて設計する設計手段とを
備えている。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a film thickness designing device for designing an optical film thickness of each optical layer in a multilayer optical filter formed by laminating a plurality of optical films, which is preset. A first error between a theoretical value representing the wavelength characteristic in a predetermined wavelength band other than the excitation light wavelength band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding predetermined wavelength band is calculated. And a transmittance corresponding to a target wavelength characteristic in the pumping light wavelength band is larger than the maximum transmittance allowed in the pumping light wavelength band, the wavelength characteristic in the pumping light wavelength band Means for calculating a second error between the theoretical value representing the optical film thickness of the optical film as a parameter and the target wavelength characteristic value in the corresponding pumping light wavelength band, and the calculated first and first errors. So that the error in the decrease, respectively, the optical thickness of each optical film, and a design means for designing with a fitting to an initial value a predetermined optical film thickness.
【0022】本発明の第7の態様によれば、複数の光学
膜が積層されて成る多層膜光学フィルタにおける各光学
層の光学膜厚を設計するためのコンピュータが実行可能
なプログラムであって、コンピュータを、予め設定され
た利得等化用波長帯域における所定の波長特性を前記各
光学膜の光学膜厚をパラメータとして表す理論値および
対応する利得等化用波長帯域における目標となる波長特
性値間の第1の誤差を算出する手段と、前記利得等化用
波長帯域以外の励起光波長帯域における波長特性を当該
各光学膜の光学膜厚をパラメータとして表す理論値およ
び対応する励起光波長帯域における目標となる波長特性
値間の第2の誤差を算出する手段と、算出された第1お
よび第2の誤差がそれぞれ小さくなるように、前記各光
学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を初期値とするフィ
ッティングを用いて設計する手段として機能させる。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a computer-executable program for designing an optical film thickness of each optical layer in a multilayer optical filter formed by laminating a plurality of optical films, Between a theoretical value that represents a predetermined wavelength characteristic in a preset wavelength band for gain equalization using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding wavelength band for gain equalization, Means for calculating the first error of, and a theoretical value representing the wavelength characteristic in the pumping light wavelength band other than the gain equalizing wavelength band with the optical film thickness of each optical film as a parameter and the corresponding pumping light wavelength band. A means for calculating the second error between the target wavelength characteristic values, and an optical film thickness of each of the optical films so that the calculated first and second errors are reduced respectively. To function as a means of designing with fitting to an initial value a predetermined optical film thickness.
【0023】本発明の第8の態様によれば、複数の光学
膜が積層されて成る多層膜光学フィルタにおける各光学
層の光学膜厚を設計するためのコンピュータが実行可能
なプログラムであって、コンピュータを、予め設定され
た励起光波長帯域以外の所定の波長帯域における波長特
性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとして表す理
論値および対応する所定の波長帯域における目標となる
波長特性値間の第1の誤差を算出する手段と、前記励起
光波長帯域における目標となる波長特性値に対応する透
過率が当該励起光波長帯域において最低限必要な透過率
よりも小さい場合に、前記励起光波長帯域における波長
特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとして表す
理論値および対応する励起光波長帯域における波長特性
値間の第2の誤差を算出する手段と、算出された第1お
よび第2の誤差がそれぞれ小さくなるように、前記各光
学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を初期値とするフィ
ッティングを用いて設計する手段として機能させる。According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a computer-executable program for designing an optical film thickness of each optical layer in a multilayer optical filter formed by laminating a plurality of optical films, Between the theoretical value representing the wavelength characteristic in a predetermined wavelength band other than the preset excitation light wavelength band as a parameter using the optical film thickness of each optical film and the target wavelength characteristic value in the corresponding predetermined wavelength band, Means for calculating a first error of the pumping light wavelength band, and the pumping light having a transmittance corresponding to a target wavelength characteristic value in the pumping light wavelength band is smaller than a minimum required transmittance in the pumping light wavelength band. A second error between the theoretical value representing the wavelength characteristic in the wavelength band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and the wavelength characteristic value in the corresponding excitation light wavelength band. As a means for calculating and a means for designing the optical film thickness of each of the optical films by using fitting with an initial value of a predetermined optical film thickness so that the calculated first and second errors are reduced respectively. Make it work.
【0024】本発明の第9の態様によれば、複数の光学
膜が積層されて成る多層膜光学フィルタにおける各光学
層の光学膜厚を設計するためのコンピュータが実行可能
なプログラムであって、コンピュータを、予め設定され
た励起光波長帯域以外の所定の波長帯域における波長特
性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとして表す理
論値および対応する所定の波長帯域における目標となる
波長特性値間の第1の誤差を算出する手段と、前記励起
光波長帯域における目標となる波長特性値に対応する透
過率が当該励起光波長帯域において許容される最大透過
率よりも大きい場合に、前記励起光波長帯域における波
長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとして表
す理論値および対応する励起光波長帯域における目標波
長特性値間の第2の誤差を算出する手段と、算出された
第1および第2の誤差がそれぞれ小さくなるように、前
記各光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を初期値とす
るフィッティングを用いて設計する手段として機能させ
る。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a computer-executable program for designing an optical film thickness of each optical layer in a multilayer optical filter formed by laminating a plurality of optical films, Between the theoretical value representing the wavelength characteristic in a predetermined wavelength band other than the preset excitation light wavelength band as a parameter using the optical film thickness of each optical film and the target wavelength characteristic value in the corresponding predetermined wavelength band, Means for calculating a first error of the pumping light and the pumping light having a transmittance corresponding to a target wavelength characteristic value in the pumping light wavelength band is larger than a maximum transmittance allowed in the pumping light wavelength band. A second value between the theoretical value representing the wavelength characteristic in the wavelength band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and the target wavelength characteristic value in the corresponding excitation light wavelength band. A means for calculating an error and an optical film thickness of each of the optical films are designed by using fitting with an initial value of a predetermined optical film thickness so that the calculated first and second errors are reduced respectively. Make it function as a means.
【0025】本発明の第10の態様によれば、希土類元
素がドープされたファイバを有し、信号光を増幅するた
めの希土類元素ドープファイバと、前記希土類元素ドー
プファイバを励起させるための励起光を発生する励起光
源と、前記励起光源により発生された励起光を前記信号
光と合波させ、当該励起光を前記希土類元素ドープファ
イバに対して出射する合波器と、前記合波器からの励起
光出射側および前記信号光下流側に配置された請求項1
記載の多層膜フィルタとを備えている。According to the tenth aspect of the present invention, there is provided a rare earth element-doped fiber, the rare earth element-doped fiber for amplifying the signal light, and the excitation light for exciting the rare earth element-doped fiber. A pumping light source for generating, a pumping light generated by the pumping light source is multiplexed with the signal light, a multiplexer for outputting the pumping light to the rare earth element-doped fiber, and from the multiplexer. The excitation light emitting side and the signal light downstream side are arranged.
And a multilayer filter as described above.
【0026】本発明の第11の態様によれば、互いに異
なる波長を有する複数の信号光を伝送する波長多重光伝
送システムであって、前記複数の信号光を光伝送路に対
して送信する光送信器と、前記光送信器から送信され前
記光伝送路を介して伝送される複数の信号光を一括して
増幅する請求項19記載の光増幅器と、前記光増幅器を
介して増幅され前記光伝送路を介して伝送される複数の
信号光を受信する光受信器とを備えている。According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a wavelength division multiplexing optical transmission system for transmitting a plurality of signal lights having mutually different wavelengths, the optical signal transmitting the plurality of signal lights to an optical transmission line. The optical amplifier according to claim 19, which amplifies a plurality of signal lights transmitted from the optical transmitter and transmitted via the optical transmission line, and the optical amplifier amplified via the optical amplifier. And an optical receiver for receiving a plurality of signal lights transmitted via the transmission path.
【0027】本発明の第12の態様によれば、複数の光
学膜が積層されて成る多層膜光学フィルタにおける各光
学層の光学膜厚を設計する膜厚設計方法であって、予め
設定された利得等化用波長帯域における所定の波長特性
を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとして表す理論
値および対応する利得等化用波長帯域における目標とな
る波長特性値間の第1の誤差を算出するステップと、前
記利得等化用波長帯域以外の励起光波長帯域における波
長特性を当該各光学膜の光学膜厚をパラメータとして表
す理論値および対応する励起光波長帯域における目標と
なる波長特性値間の第2の誤差を算出するステップと、
算出された第1および第2の誤差がそれぞれ小さくなる
ように、前記各光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を
初期値とするフィッティングを用いて設計するステップ
とを備えている。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a film thickness designing method for designing an optical film thickness of each optical layer in a multilayer optical filter formed by laminating a plurality of optical films, which is set in advance. A first error between a theoretical value representing a predetermined wavelength characteristic in the gain equalizing wavelength band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding gain equalizing wavelength band is calculated. Between the theoretical wavelength value in the pumping light wavelength band other than the gain equalization wavelength band and the target wavelength characteristic value in the corresponding pumping light wavelength band. Calculating a second error of
And a step of designing the optical film thickness of each of the optical films by using fitting with an initial value of a predetermined optical film thickness so that the calculated first and second errors are reduced.
【0028】本発明の第13の態様によれば、複数の光
学膜が積層されて成る多層膜光学フィルタにおける各光
学層の光学膜厚を設計する膜厚設計方法であって、予め
設定された励起光波長帯域以外の所定の波長帯域におけ
る波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとし
て表す理論値および対応する所定の波長帯域における目
標となる波長特性値間の第1の誤差を算出するステップ
と、前記励起光波長帯域における目標となる波長特性値
に対応する透過率が当該励起光波長帯域において最低限
必要な透過率よりも小さい場合に、前記励起光波長帯域
における波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメー
タとして表す理論値および対応する励起光波長帯域にお
ける波長特性値間の第2の誤差を算出するステップと、
算出された第1および第2の誤差がそれぞれ小さくなる
ように、前記各光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を
初期値とするフィッティングを用いて設計するステップ
とを備えている。According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a film thickness designing method for designing an optical film thickness of each optical layer in a multilayer optical filter formed by laminating a plurality of optical films, which is set in advance. A first error between a theoretical value representing the wavelength characteristic in a predetermined wavelength band other than the excitation light wavelength band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding predetermined wavelength band is calculated. Step, when the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic value in the pumping light wavelength band is smaller than the minimum required transmittance in the pumping light wavelength band, the wavelength characteristics in the pumping light wavelength band Calculating a second error between the theoretical value representing the optical film thickness of each optical film as a parameter and the wavelength characteristic value in the corresponding excitation light wavelength band,
And a step of designing the optical film thickness of each of the optical films by using fitting with an initial value of a predetermined optical film thickness so that the calculated first and second errors are reduced.
【0029】本発明の第14の態様によれば、複数の光
学膜が積層されて成る多層膜光学フィルタにおける各光
学層の光学膜厚を設計する膜厚設計方法であって、予め
設定された励起光波長帯域以外の所定の波長帯域におけ
る波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとし
て表す理論値および対応する所定の波長帯域における目
標となる波長特性値間の第1の誤差を算出するステップ
と、前記励起光波長帯域における目標となる波長特性値
に対応する透過率が当該励起光波長帯域において許容さ
れる最大透過率よりも大きい場合に、前記励起光波長帯
域における波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメ
ータとして表す理論値および対応する励起光波長帯域に
おける目標波長特性間の第2の誤差を算出するステップ
と、算出された第1および第2の誤差がそれぞれ小さく
なるように、前記各光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜
厚を初期値とするフィッティングを用いて設計するステ
ップとを備えている。According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a film thickness designing method for designing an optical film thickness of each optical layer in a multilayer optical filter formed by laminating a plurality of optical films, which is set in advance. A first error between a theoretical value representing the wavelength characteristic in a predetermined wavelength band other than the excitation light wavelength band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding predetermined wavelength band is calculated. Step, when the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic value in the pumping light wavelength band is larger than the maximum transmittance allowed in the pumping light wavelength band, the wavelength characteristic in the pumping light wavelength band A step of calculating a second error between the theoretical value representing the optical film thickness of each optical film as a parameter and the target wavelength characteristic in the corresponding pumping light wavelength band; And as the second error decreases, respectively, the optical thickness of each optical film, and a step of designing with fitting to an initial value a predetermined optical film thickness.
【0030】[0030]
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)図1は、本
発明の第1の実施の形態に係わる多層膜フィルタ1を示
す図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a multilayer filter 1 according to a first embodiment of the present invention.
【0031】図1に示すように、多層膜フィルタ1は、
基板2と、この基板2に例えば蒸着またはスパッタリン
グ等の方法により成膜・積層された複数の薄膜層3(第
1層3a1〜第N層3aN)とを備えている。複数の薄
膜層3a1〜3aNの内、基板2側から奇数層(第1層
3a1、第3層3a3、・・・、第2N−1層、・・
・)の薄膜層の膜物質の屈折率と基板2側から偶数層
(第2層3a2、第4層3a4、・・・、第2N層、・
・・)の薄膜層の膜物質の屈折率とは互いに異なってい
る。As shown in FIG. 1, the multilayer filter 1 has
The substrate 2 and a plurality of thin film layers 3 (first layer 3a1 to Nth layer 3aN) formed and laminated on the substrate 2 by a method such as vapor deposition or sputtering are provided. Of the plurality of thin film layers 3a1 to 3aN, odd layers (first layer 3a1, third layer 3a3, ..., 2N-1 layer, ...
The refractive index of the film material of the thin film layer of () and the even layers (the second layer 3a2, the fourth layer 3a4, ..., The second N layer, ...
The refractive index of the film material of the thin film layer of *) is different from each other.
【0032】また、複数の薄膜層3を構成する各薄膜
層、すなわち、第1層3a1〜第N層3anの物理膜厚
d1〜dNおよび屈折率n1〜nNの積である光学膜厚
は、後述する膜厚設計処理に基づいて薄膜層毎に正確に
設計されている。The optical film thickness, which is the product of the physical film thicknesses d1 to dN and the refractive indices n1 to nN of the thin film layers constituting the plurality of thin film layers 3, that is, the first layer 3a1 to the Nth layer 3an, is: Each thin film layer is accurately designed based on the film thickness designing process described later.
【0033】図2は、図1に示す多層膜フィルタ1の各
薄膜層3a1〜3aNの光学膜厚を設計するための膜厚
設計装置10のハードウエア構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration of a film thickness designing device 10 for designing the optical film thickness of each thin film layer 3a1-3aN of the multilayer film filter 1 shown in FIG.
【0034】図2に示すように、膜厚設計装置10はコ
ンピュータシステムであり、設計者が操作して情報を入
力可能な入力部11と、この入力部11に接続されたコ
ンピュータ12と、このコンピュータ12に通信可能に
接続されており、後述する膜厚設計処理を実行させるた
めのプログラムPを予め記憶する記憶媒体としてのメモ
リ13と、外部との入出力に関するインタフェース処理
を行う外部入出力インタフェース14とを備えている。
なお、記憶媒体としては、半導体メモリ、磁気メモリ
等、様々な記憶媒体が適用可能である。As shown in FIG. 2, the film thickness designing apparatus 10 is a computer system, and an input section 11 which a designer can operate to input information, a computer 12 connected to the input section 11, and a computer 12 connected to the input section 11. A memory 13 that is communicatively connected to the computer 12 and that stores a program P for executing a film thickness designing process to be described later in advance, and an external input / output interface that performs an interface process regarding input / output with the outside. 14 and.
As the storage medium, various storage media such as a semiconductor memory and a magnetic memory can be applied.
【0035】また、メモリ13は、N層の多層膜フィル
タ1の連続した波長における光透過率の理論値を表す理
論式データを含む理論式データファイル20と、GFF
として要求される目標光透過損失値(ターゲット値)お
よびポンプ光透過波長帯域(例えば、1460nm〜1
495nm)における目標光透過損失値(透過率;例え
ば、−1dB以上の透過率)を記憶するための目標透過
損失値データファイル21とを有している。Further, the memory 13 includes a theoretical formula data file 20 containing theoretical formula data representing the theoretical value of the light transmittance at successive wavelengths of the N layer multilayer film filter 1, and the GFF.
Target light transmission loss value (target value) and pump light transmission wavelength band (for example, 1460 nm to 1)
A target transmission loss value data file 21 for storing a target light transmission loss value (transmittance; for example, a transmittance of −1 dB or more) at 495 nm).
【0036】以下、理論式データファイル20に記憶さ
れた理論式データについて説明する。The theoretical formula data stored in the theoretical formula data file 20 will be described below.
【0037】各層3a1〜3aNの光学膜厚をパラメー
タとするN層の多層膜フィルタ1の光透過率の理論式
は、多層膜フィルタ1の膜表面に対して入射角が垂直で
あるとして、下式(1)に示すエネルギー透過率の式、
および下式(2)〜(5)により与えられる。The theoretical formula for the light transmittance of the N-layer multilayer filter 1 with the optical film thickness of each of the layers 3a1-3aN as a parameter is given below assuming that the incident angle is perpendicular to the film surface of the multilayer filter 1. Equation of energy transmittance shown in Equation (1),
And the following equations (2) to (5).
【数1】 [Equation 1]
【数2】 [Equation 2]
【数3】 [Equation 3]
【数4】 [Equation 4]
【数5】
ここで、式(1)におけるτは、式(2)で表され、ま
た、式(2)に示すパラメータm11、m12、m21、m22
は、式(3)で与えられる全N層での特性行列Mの各要
素であり、Mj(jは、1、2、・・・のように1から
順にNまで1ずつ増える整数)の総積によって与えら
れ、第j層の特性行列Mjは、式(4)で与えられる。
式(4)に示すgjは、式(5)により表されるもので
あり、njは、第j層の複素屈折率、djは、第j層の物
理膜厚である。[Equation 5] Here, τ in the equation (1) is represented by the equation (2), and the parameters m 11 , m 12 , m 21 , m 22 shown in the equation (2) are given.
Is each element of the characteristic matrix M in all N layers given by the equation (3), and M j (j is an integer increasing from 1 by 1 in order such as 1, 2, ...) The characteristic matrix M j of the j-th layer given by the total product is given by Expression (4).
G j shown in Expression (4) is represented by Expression (5), n j is the complex refractive index of the j-th layer, and d j is the physical film thickness of the j-th layer.
【0038】また、式(5)のλには、透過率を求める
波長が代入され、n0、nsは、それぞれ波長λにおける
媒質の複素屈折率、フィルタ基板2の複素屈折率であ
る。また、式(1)において、τ*は、τの共役複素
数、式(3)および式(4)におけるiは虚数単位であ
る。Further, the wavelength for obtaining the transmittance is substituted for λ in the equation (5), and n 0 and n s are the complex refractive index of the medium and the complex refractive index of the filter substrate 2 at the wavelength λ, respectively. Further, in Expression (1), τ * is a conjugate complex number of τ, and i in Expressions (3) and (4) is an imaginary unit.
【0039】そこで、これらの式(1)〜式(5)を用
いることにより、第j層における光学膜厚の値をパラメ
ータとして、N層の連続した多層膜フィルタ1の連続し
た波長における光透過率の理論値が求まり、この光透過
率を光透過損失値(挿入損失値)に換算すれば、光学膜
厚および波長を変数(パラメータ)として光透過損失値
を表すことができる。Therefore, by using these equations (1) to (5), the light transmission at the continuous wavelength of the continuous multilayer filter 1 of N layers is performed with the value of the optical film thickness of the j-th layer as a parameter. If the theoretical value of the rate is obtained and this light transmittance is converted into a light transmission loss value (insertion loss value), the light transmission loss value can be expressed using the optical film thickness and wavelength as variables (parameters).
【0040】すなわち、理論式データファイル21に
は、上記光透過損失値(挿入損失値)ILを表す理論式
が理論式データDAとして記憶されている。That is, the theoretical formula data file 21 stores a theoretical formula representing the light transmission loss value (insertion loss value) IL as theoretical formula data DA.
【0041】次に、本実施形態の全体動作について説明
する。Next, the overall operation of this embodiment will be described.
【0042】多層膜フィルタ1を製作するにあたり、ま
ず、多層膜フィルタ1の各層3a1〜3anの光学膜厚
を設計する(ステップS1)。In manufacturing the multilayer filter 1, first, the optical film thickness of each layer 3a1-3an of the multilayer filter 1 is designed (step S1).
【0043】すなわち、設計者は、膜厚設計装置10の
入力部11を介して、目標透過損失値(データ)IL
(λi)をコンピュータ12に入力する。なお、この目
標透過損失値(データ)IL(λi)は、ポンプ光の目
標透過損失特性およびGFFの目標透過損失特性をそれ
ぞれ表すものであり、ポンプ光の目標特性波長帯域(例
えば、1460nm〜1495nm)およびGFFの目
標特性波長帯域(例えば、1530nm〜1560n
m)を含む波長帯域における不連続な各波長λi(i
は、1からNまで1ずつ順に増える整数であり、i=
1、2、3、…、N−1、Nとなる)に対する上記ポン
プ光透過用およびGFF用の仕様損失値である。That is, the designer inputs the target transmission loss value (data) IL via the input unit 11 of the film thickness designing apparatus 10.
Input (λ i ) to the computer 12. The target transmission loss value (data) IL (λ i ) represents the target transmission loss characteristic of the pump light and the target transmission loss characteristic of the GFF, and the target characteristic wavelength band of the pump light (for example, 1460 nm to 1495 nm) and the target characteristic wavelength band of GFF (for example, 1530 nm to 1560 n).
m) each wavelength λ i (i
Is an integer sequentially increasing from 1 to N by 1 and i =
1, 2, 3, ..., N-1, N) for the pump light transmission and GFF.
【0044】さらに、設計者は、光学膜厚のパラメータ
(以下、膜厚パラメータとする)aの初期値として、そ
の初期値(膜厚)に対応する上記特性波長帯域内の透過
損失プロファイルにおける遮断帯域がポンプ光透過波長
帯域(1460nm〜1495nm)に重ならない値を
入力する(ステップS1)。Furthermore, the designer sets the cutoff in the transmission loss profile within the characteristic wavelength band corresponding to the initial value (film thickness) as the initial value of the optical film thickness parameter (hereinafter referred to as film thickness parameter) a. A value that does not overlap the pump light transmission wavelength band (1460 nm to 1495 nm) is input (step S1).
【0045】コンピュータ12は、プログラムPに従っ
て動作し、入力された目標透過損失特性値IL(λi)
および膜厚パラメータa(初期値)を受信する。そし
て、コンピュータ12は、膜厚パラメータaをメモリ1
3に記憶し、目標透過損失特性値IL(λi)を目標透
過損失値データファイル21に記憶する(ステップS1
1)。The computer 12 operates according to the program P, and the inputted target transmission loss characteristic value IL (λ i )
And a film thickness parameter a (initial value). Then, the computer 12 stores the film thickness parameter a in the memory 1
3, and the target transmission loss characteristic value IL (λ i ) is stored in the target transmission loss value data file 21 (step S1).
1).
【0046】図5は、特性波長帯域におけるポンプ光の
目標透過損失特性(目標透過特性)T1、GFFの目標
透過損失特性T2および光学膜厚の初期値に対応する透
過損失プロファイルPR(a)をそれぞれ示すグラフで
ある。FIG. 5 shows a target transmission loss characteristic (target transmission characteristic) T1 of pump light in the characteristic wavelength band, a target transmission loss characteristic T2 of GFF, and a transmission loss profile PR (a) corresponding to the initial value of the optical film thickness. It is a graph which shows each.
【0047】すなわち、図5に示すように、光学膜厚の
初期値aに対応する透過損失プロファイルPR(a)
は、1570nmを超えた帯域に中心波長を有し、且つ
遮断帯域の短波長側のエッジ部分をGFF部分の透過損
失特性の初期値に設定することにより、その遮断帯域は
ポンプ光透過波長帯域(1460nm〜1495nm)
に重なっていないことが分かる。That is, as shown in FIG. 5, the transmission loss profile PR (a) corresponding to the initial value a of the optical film thickness.
Has a center wavelength in the band exceeding 1570 nm, and the edge part on the short wavelength side of the stop band is set to the initial value of the transmission loss characteristic of the GFF part, so that the stop band is the pump light transmission wavelength band ( (1460 nm to 1495 nm)
You can see that they do not overlap.
【0048】次いで、コンピュータ12は、変数nを0
に設定し(ステップS12)、その変数nを1インクリ
メントし(ステップS13)、特性波長帯域内の波長パ
ラメータλnをλiに設定する。なお、今は、n=1であ
るため、λn=λ1となる(ステップS14)。Next, the computer 12 sets the variable n to 0.
(Step S12), the variable n is incremented by 1 (step S13), and the wavelength parameter λ n within the characteristic wavelength band is set to λ i . Since n = 1 at this time, λ n = λ 1 (step S14).
【0049】次いで、コンピュータ21は、メモリ42
の理論式データファイル21に記憶された理論式データ
を読出し、読み出した理論式データDAに対して膜厚パ
ラメータa(初期値)を入力する。そして、コンピュー
タ21は、その膜厚パラメータaおよび波長λnを変数
とした多層膜3の挿入損失値IL(λn、a)を求め
る。続いて、コンピュータ21は、多層膜3の挿入損失
値IL(λn、a)と対応する波長λnでの多層膜3全体
の目標透過損失値IL(λn)との2乗誤差En(a):Next, the computer 21 has a memory 42.
The theoretical formula data stored in the theoretical formula data file 21 is read, and the film thickness parameter a (initial value) is input to the read theoretical formula data DA. Then, the computer 21 obtains the insertion loss value IL (λ n , a) of the multilayer film 3 with the film thickness parameter a and the wavelength λ n as variables. Subsequently, computer 21 square error E n of the insertion loss value IL of the multilayer film 3 (lambda n, a) with a corresponding multi-layer film 3 across the target transmission loss value IL of a wavelength λ n (λ n) (A):
【数6】
を求め、求めた多層膜3全体の2乗誤差En(a)をメ
モリ13に記憶する(ステップS15)。[Equation 6] And the obtained squared error E n (a) of the entire multilayer film 3 is stored in the memory 13 (step S15).
【0050】次いで、コンピュータ12は、n>Nであ
るか否か判断する(ステップS16)。今、n=1であ
るため、ステップS16の判断はNOとなり、コンピュ
ータ12は、ステップS13に戻ってnを1インクリメ
ントし、ステップS13以降の処理を実行する。Next, the computer 12 determines whether or not n> N (step S16). Since n = 1 now, the determination in step S16 is NO, the computer 12 returns to step S13, increments n by 1, and executes the processing of step S13 and thereafter.
【0051】すなわち、コンピュータ12は、n>Nに
なるまで、すなわち、波長パラメータλn=λNに基づく
ステップS15の処理を終了するまで、上述したステッ
プS13〜S16の処理を繰り返し実行する。That is, the computer 12 repeatedly executes the above-described processing of steps S13 to S16 until n> N, that is, until the processing of step S15 based on the wavelength parameter λ n = λ N is completed.
【0052】この結果、各層3a1〜3aNにおける膜
厚パラメータa(初期値)での全特性波長帯域における
光透過損失理論値IL(λn、a)と対応する波長λnで
の目標透過損失値IL(λn)との2乗誤差En(a)が
波長毎に求められる。As a result, the target transmission loss value at the wavelength λ n corresponding to the theoretical value IL (λ n , a) of the light transmission loss in the entire characteristic wavelength band with the film thickness parameter a (initial value) in each of the layers 3a1 to 3aN. The squared error E n (a) from IL (λ n ) is obtained for each wavelength.
【0053】そして、n>Nになると、上記ステップS
16の処理はYESとなり、コンピュータ12は、求め
た全特性波長帯域における多層膜3全体の2乗誤差En
(a)の加算平均値(2乗平均誤差、2乗誤差平均値)
を次式(7)に従って算出し、算出した波長パラメータ
aにおける2乗平均誤差をメモリ13に記憶する(ステ
ップS17)。When n> N, the above step S
The process of 16 is YES, and the computer 12 causes the computer 12 to calculate the squared error E n of the entire multilayer film 3 in the entire characteristic wavelength band.
(A) arithmetic mean value (square mean error, square error mean value)
Is calculated according to the following equation (7), and the root mean square error in the calculated wavelength parameter a is stored in the memory 13 (step S17).
【0054】[0054]
【数7】 [Equation 7]
【0055】次いで、コンピュータ12は、算出した波
長パラメータaにおける2乗平均誤差に基づいて、その
2乗平均誤差の値が収束しているか、あるいは現在の光
学膜厚値a(1)〜a(N)を用いた多層膜3全体の透
過損失値IL(λ1〜λN、a(1)〜a(N))と対応
する目的透過損失値IL(λ1〜λN)との損失偏差(平
坦度)が一定値(例えば、1dB)以下になったか否か
判断する(ステップS18)。Next, based on the calculated root mean square error in the wavelength parameter a, the computer 12 has converged the value of the root mean square error, or the present optical film thickness values a (1) to a ( N), the loss deviation between the transmission loss value IL (λ 1 to λ N , a (1) to a (N)) of the entire multilayer film 3 and the corresponding target transmission loss value IL (λ 1 to λ N ). It is determined whether (flatness) has become a fixed value (for example, 1 dB) or less (step S18).
【0056】このステップS18の判断の結果NO(2
乗平均誤差の値が非収束、損失偏差が一定値を超えてい
る場合)、コンピュータ12は、光学膜層3a1〜3a
Nの内の少なくとも1層の膜厚パラメータaを変更して
(ステップS19)、ステップS12の処理に戻り、ス
テップS12〜S19のフィッティング処理を、ステッ
プS18の判断の結果がYESになるまで繰り替えし実
行する。As a result of the judgment in step S18, NO (2
If the value of the root-mean-square error is non-converging and the loss deviation exceeds a certain value), the computer 12 causes the optical film layers 3a1-3a to
The film thickness parameter a of at least one layer of N is changed (step S19), the process returns to step S12, and the fitting process of steps S12 to S19 is repeated until the result of the determination of step S18 is YES. Run.
【0057】すなわち、コンピュータ12は、現在の光
学膜厚値a(1)〜a(N)を用いた多層膜3全体の透
過損失値IL(λ1〜λN、a(1)〜a(N))が対応
する目的透過損失値IL(λ1〜λN)に対して十分に近
付くまでステップS12〜S19のフィッティング処理
を、光学膜層3a1〜3aNの膜厚パラメータaを層毎
に変化させながら繰り返し、2乗平均誤差の値が収束し
てしまう場合、あるいは現在の光学膜厚値a(1)〜a
(N)を用いた多層膜3全体の透過損失値IL(λ1〜
λN、a(1)〜a(N))と対応する目的透過損失値
IL(λ1〜λN)との損失偏差が一定値以下になった場
合に(ステップS18→YES)、処理を終了する。That is, the computer 12 causes the transmission loss values IL (λ 1 to λ N , a (1) to a () of the entire multilayer film 3 using the current optical film thickness values a (1) to a (N). N)) is sufficiently close to the corresponding target transmission loss value IL (λ 1 to λ N ), the fitting process of steps S12 to S19 is performed, and the film thickness parameter a of the optical film layers 3a1 to 3aN is changed layer by layer. When the value of the root mean square error converges, the current optical film thickness values a (1) to a (a)
The transmission loss value IL (λ 1 ~
If the loss deviation between λ N , a (1) to a (N)) and the corresponding target transmission loss value IL (λ 1 to λ N ) is below a certain value (step S18 → YES), the process is executed. finish.
【0058】上記フィッティング処理において、本実施
形態では、光学膜厚の初期値に対応する透過損失プロフ
ァイルPR(a)の遮断帯域がポンプ光透過波長帯域
(1460nm〜1495nm)に重なっていないた
め、上記ポンプ光透過波長帯域に対しても良好にフィッ
ティングを行うことができる。In the above fitting process, in the present embodiment, the stop band of the transmission loss profile PR (a) corresponding to the initial value of the optical film thickness does not overlap the pump light transmission wavelength band (1460 nm to 1495 nm). Good fitting can be performed even in the pump light transmission wavelength band.
【0059】例えば、通常のGFFの設計時と同様に、
GFFの透過損失特性用の波長帯域(1529nm〜1
561nm)の中心に中心波長を設定し、光学膜厚の初
期値に対応する透過損失プロファイルPR(b)を、そ
の遮断帯域の長波長側のエッジ部分を目標透過損失特性
T2の初期値に設定すれば、GFFの光透過損失特性部
分において良好なフィッティングを行うことができる。For example, as in the case of designing a normal GFF,
Wavelength band for transmission loss characteristics of GFF (1529 nm to 1
561 nm) and the center wavelength is set to the center, and the transmission loss profile PR (b) corresponding to the initial value of the optical film thickness is set to the initial value of the target transmission loss characteristic T2 at the edge portion on the long wavelength side of the stop band. If so, good fitting can be performed in the light transmission loss characteristic portion of the GFF.
【0060】しかしながら、上記通常のGFFと同様の
初期値設定では、図6に示すように、遮断帯域がポンプ
光透過波長帯域(1460nm〜1495nm)に重な
ってしまうため、ポンプ光透過波長帯域部分でのフィッ
ティングが難しくなる。However, in the same initial value setting as that of the normal GFF, as shown in FIG. 6, the stop band overlaps the pump light transmission wavelength band (1460 nm to 1495 nm), so that in the pump light transmission wavelength band portion. Fitting becomes difficult.
【0061】したがって、本実施形態で述べた各光学膜
厚の初期値として、その遮断帯域がポンプ光透過波長帯
域(1460nm〜1495nm)と重ならない値を用
いることにより、GFFの光透過損失特性部分に加え
て、ポンプ光透過波長帯域においても、良好なフィッテ
ィングを行うことができる。Therefore, as the initial value of each optical film thickness described in the present embodiment, a value whose stop band does not overlap with the pump light transmission wavelength band (1460 nm to 1495 nm) is used, so that the light transmission loss characteristic portion of the GFF is obtained. In addition, good fitting can be performed in the pump light transmission wavelength band.
【0062】このようにして層毎の膜厚パラメータa
(1)〜a(N)が最適化されると、コンピュータ12
は、最適化された層毎の膜厚パラメータa(1)〜a
(N)、すなわち、多層膜フィルタ1の各層3a1〜3
aNに対して最適に設定(設計)された各光学膜厚値a
(1)〜a(N)をメモリ13に記憶する。In this way, the film thickness parameter a for each layer
When (1) to a (N) are optimized, the computer 12
Is an optimized film thickness parameter a (1) to a for each layer.
(N), that is, each layer 3a1-3 of the multilayer filter 1
Each optical film thickness value a that is optimally set (designed) for aN
(1) to a (N) are stored in the memory 13.
【0063】このようにして各層3a1〜3aNに対し
て各光学膜厚値a(1)〜a(N)が最適に設定される
と、この最適設計された各光学膜厚値a(1)〜a
(N)を用いて膜厚制御を行いながら成膜処理を実行す
る(ステップS2)。When the optical film thickness values a (1) to a (N) are optimally set for the respective layers 3a1 to 3aN in this manner, the optimum designed optical film thickness values a (1) are obtained. ~ A
The film forming process is executed while controlling the film thickness using (N) (step S2).
【0064】この成膜処理においては、蒸着やスパッタ
リングにより基板2に対して成膜材料を蒸着していく。
このとき、モニタ用の光を成膜中の薄膜に照射し、例え
ばその透過光をモニタすることにより、成膜中の薄膜の
光学膜厚が最適設計された光学膜厚と一致するように膜
厚制御される。なお、この成膜処理(膜厚制御処理)
は、上記最適化された各光学膜厚値a(1)〜a(N)
に基づくコンピュータを含む成膜装置により実行され
る。In this film forming process, the film forming material is vapor-deposited on the substrate 2 by vapor deposition or sputtering.
At this time, the thin film during film formation is irradiated with monitoring light, and the transmitted light is monitored, for example, so that the optical film thickness of the thin film during film formation matches the optimally designed optical film thickness. Thickness controlled. This film formation process (film thickness control process)
Is each of the optimized optical film thickness values a (1) to a (N)
It is executed by a film forming apparatus including a computer based on.
【0065】以上述べたように、本実施形態によれば、
各光学膜厚の初期値を、その初期値に基づく透過損失特
性の遮断帯域がポンプ光透過波長帯域(1460nm〜
1495nm)と重ならず、その遮断帯域の短波長側エ
ッジ部分がGFF部分の透過損失特性の初期値になるよ
うに設定している。このため、多層膜フィルタ1の各薄
膜層3a1〜3aNの光学膜厚を、ポンプ光の目標透過
損失特性T1およびGFFの目標透過損失特性T2それ
ぞれをターゲットとしてフィッティングすることができ
る。したがって、上記ポンプ光の目標透過損失特性T1
およびGFFの目標透過損失特性T2を併せ持つ多機能
多層膜フィルタ1を提供することができる。As described above, according to this embodiment,
The cutoff band of the transmission loss characteristic based on the initial value of each optical film thickness is the pump light transmission wavelength band (1460 nm-
(1495 nm) and the short wavelength side edge portion of the stop band thereof is set to the initial value of the transmission loss characteristic of the GFF portion. Therefore, the optical film thickness of each of the thin film layers 3a1 to 3aN of the multilayer filter 1 can be fitted with the target transmission loss characteristic T1 of pump light and the target transmission loss characteristic T2 of GFF as targets. Therefore, the target transmission loss characteristic T1 of the pump light is
It is possible to provide the multi-functional multilayer filter 1 that also has the target transmission loss characteristic T2 of GFF.
【0066】なお、本実施形態においては、各層の光学
膜厚を厚くして、初期値に基づく透過損失特性の遮断帯
域幅を狭くすることにより、図7に示すように、その初
期値a1を、当該初期値a1に基づく透過損失特性PR
(a1)の遮断帯域がポンプ光透過波長帯域(1460
nm〜1495nm)と重ならず、且つ上記透過損失特
性の中心波長を、GFFの透過損失特性用の波長帯域
(1529nm〜1561nm)の中心に設定すること
も可能である。In this embodiment, by increasing the optical film thickness of each layer and narrowing the cutoff band width of the transmission loss characteristic based on the initial value, the initial value a1 is changed as shown in FIG. , The transmission loss characteristic PR based on the initial value a1
The stop band of (a1) is the pump light transmission wavelength band (1460
It is also possible to set the center wavelength of the above transmission loss characteristics at the center of the wavelength band (1529 nm to 1561 nm) for the transmission loss characteristics of GFF.
【0067】(第2の実施の形態)本実施形態の膜厚設
計装置10Aのハードウエア構成を示す図である。(Second Embodiment) It is a diagram showing a hardware configuration of a film thickness designing apparatus 10A of the present embodiment.
【0068】本実施形態において、膜厚設計処理を実行
させるためのプログラムPAおよびそのプログラムPA
に基づいてコンピュータ12により実行される膜厚設計
処理(図9参照)が第1実施形態の構成と異なってい
る。In this embodiment, a program PA for executing the film thickness designing process and the program PA
The film thickness designing process (see FIG. 9) executed by the computer 12 based on the above is different from that of the first embodiment.
【0069】また、本実施形態のメモリ13Aには、ポ
ンプ光透過波長帯域(1460nm〜1495nm)に
おいて許容される最大挿入損失ILmaxが透過率に換算
された最小透過率データTminを含む許容最小透過率デ
ータファイル25が予め記憶されている。In the memory 13A of this embodiment, the maximum insertion loss IL max allowed in the pump light transmission wavelength band (1460 nm to 1495 nm) includes the minimum transmittance data T min converted into the transmittance. The transmittance data file 25 is stored in advance.
【0070】なお、他の点については、第1実施形態の
構成と同様であるため、その説明を省略する。Since the other points are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted.
【0071】本実施形態において、膜厚設計処理を実行
するに際し、コンピュータ12は、プログラムPAに従
って動作し、第1実施形態と同様にステップS11〜S
14の処理を行う。In this embodiment, when executing the film thickness designing process, the computer 12 operates in accordance with the program PA, and steps S11 to S are performed as in the first embodiment.
14 processing is performed.
【0072】次いで、コンピュータ12は、パラメータ
波長λnがポンプ光透過波長帯域であるか否か判断する
(ステップS20)。Next, the computer 12 determines whether or not the parameter wavelength λ n is in the pump light transmission wavelength band (step S20).
【0073】この判断の結果NO、すなわち、パラメー
タ波長λnがポンプ光透過波長帯域でない間において
は、第1実施形態と同様に、ステップS12〜ステップ
S14、ステップS20、ステップS15〜ステップS
16の処理が繰り返し行われる。この結果、多層膜3全
体の挿入損失値IL(λn、a)と対応する波長λnでの
多層膜3全体の目標透過損失値IL(λn)との2乗平
均誤差En(a)がメモリ13に記憶される。As a result of this determination NO, that is, while the parameter wavelength λ n is not in the pump light transmission wavelength band, as in the first embodiment, steps S12 to S14, step S20, and steps S15 to S are performed.
The processing of 16 is repeated. As a result, the root mean square error E n (a between the insertion loss value IL (λ n , a) of the entire multilayer film 3 and the target transmission loss value IL (λ n ) of the entire multilayer film 3 at the corresponding wavelength λ n. ) Is stored in the memory 13.
【0074】一方、nのインクリメントが繰り返され、
パラメータ波長λnがポンプ光透過波長帯域1460n
m〜1495nmに含まれた場合には、ステップS20
の判断はYESとなり、コンピュータ12は、目標透過
損失値IL(λn)を透過率に換算した目標透過率T
(λn)が、許容最小透過率データファイル25に記憶
された最小透過率データTmin以上であるか否か判断す
る(ステップS21)。On the other hand, the increment of n is repeated,
The parameter wavelength λ n is the pump light transmission wavelength band 1460 n
m to 1495 nm, in step S20.
Is YES, the computer 12 converts the target transmission loss value IL (λ n ) into the target transmittance T.
It is determined whether (λ n ) is greater than or equal to the minimum transmittance data T min stored in the allowable minimum transmittance data file 25 (step S21).
【0075】このステップS21の判断の結果NO、す
なわち、目標透過率T(λn)が、許容最小透過率デー
タファイル25に記憶された最小透過率データTminを
超えていない場合には、ステップS15の処理に移行し
て、上述した処理により多層膜3の挿入損失値IL(λ
n、a)と目標透過損失値IL(λn)との2乗誤差E n
(a)が算出されてメモリ13に記憶される。As a result of the determination in step S21, NO,
That is, the target transmittance T (λn) Is the minimum allowable transmittance
Data T stored in the data file 25minTo
If it does not exceed, the process proceeds to step S15.
Then, the insertion loss value IL (λ
n, A) and the target transmission loss value IL (λn) And the squared error E n
(A) is calculated and stored in the memory 13.
【0076】一方、ステップS21の判断の結果YE
S、すなわち、目標透過率T(λn)が、許容最小透過
率データファイル25に記憶された最小透過率データT
min以上の場合には、この部分の2乗誤差En(a)を0
に設定する(ステップS22)。On the other hand, as a result of the judgment in step S21, YE
S, that is, the target transmittance T (λ n ) is the minimum transmittance data T stored in the allowable minimum transmittance data file 25.
If it is more than min, the square error E n (a) of this part is set to 0.
Is set (step S22).
【0077】次いで、コンピュータ12は、ステップS
16の処理に移行し、n>Nになるまで、上述したステ
ップS13、S14、S20、S15〜S16(波長パ
ラメータλnがポンプ光透過波長帯域以外の場合)、ス
テップS13〜S14、S20〜S21およびS15〜
S16(波長パラメータλnがポンプ光透過波長帯域内
で目標透過率T(λn)が最小透過率データTminを超え
ていない場合)およびステップS13〜S14およびS
20〜S22(波長パラメータλnがポンプ光透過波長
帯域内で目標透過率T(λn)が最小透過率データTmin
を超えている場合)を繰り返し実行する。Next, the computer 12 causes the step S
The process proceeds to step S16, and steps S13, S14, S20, and S15 to S16 (when the wavelength parameter λ n is outside the pump light transmission wavelength band), steps S13 to S14, and S20 to S21 until n> N. And S15-
S16 (when the wavelength parameter λ n is within the pump light transmission wavelength band and the target transmittance T (λ n ) does not exceed the minimum transmittance data T min ) and steps S13 to S14 and S
20 to S22 (where the wavelength parameter λ n is the pump light transmission wavelength band, the target transmittance T (λ n ) is the minimum transmittance data T min
If it exceeds the value), repeat.
【0078】以下、第1実施形態と同様に、n>Nにな
ると、上記ステップS16の処理はYESとなり、コン
ピュータ12は、求めた全特性波長帯域における多層膜
3全体の2乗誤差En(a)の加算平均値(2乗平均誤
差、2乗誤差平均値)を算出してメモリ13に記憶する
(ステップS17)。Thereafter, as in the first embodiment, if n> N, the processing in step S16 becomes YES, and the computer 12 causes the square error E n (of the entire multilayer film 3 in the obtained entire characteristic wavelength band to be E n ( The arithmetic mean value (square mean error, square error mean value) of a) is calculated and stored in the memory 13 (step S17).
【0079】次いで、コンピュータ12は、算出した波
長パラメータaにおける2乗平均誤差に基づいて、その
2乗平均誤差の値が収束しているか、あるいは現在の光
学膜厚値a(1)〜a(N)を用いた多層膜3全体の透
過損失値IL(λ1〜λN、a(1)〜a(N))と対応
する目的透過損失値IL(λ1〜λN)との損失偏差(平
坦度)が一定値(例えば、1dB)以下になったか否か
判断する(ステップS18)。Next, based on the calculated root mean square error in the wavelength parameter a, the computer 12 converges the value of the root mean square error, or the present optical film thickness values a (1) to a ( N), the loss deviation between the transmission loss value IL (λ 1 to λ N , a (1) to a (N)) of the entire multilayer film 3 and the corresponding target transmission loss value IL (λ 1 to λ N ). It is determined whether (flatness) has become a fixed value (for example, 1 dB) or less (step S18).
【0080】このステップS18の判断の結果NO(2
乗平均誤差の値が非収束、損失偏差が一定値を超えてい
る場合)、コンピュータ12は、光学膜層3a1〜3a
Nの内の少なくとも1層の膜厚パラメータaを変更して
(ステップS19)、ステップS12の処理に戻り、ス
テップS12〜S19、S20〜S22の処理を、ステ
ップS18の判断の結果がYESになるまで繰り替えし
実行する。As a result of the judgment in step S18, NO (2
If the value of the root-mean-square error is non-converging and the loss deviation exceeds a certain value), the computer 12 causes the optical film layers 3a1-3a to
The film thickness parameter a of at least one layer of N is changed (step S19), the process returns to step S12, the processes of steps S12 to S19 and S20 to S22 are performed, and the determination result of step S18 is YES. Repeat until and execute.
【0081】すなわち、コンピュータ12は、現在の光
学膜厚値a(1)〜a(N)を用いた多層膜3全体の透
過損失値IL(λ1〜λN、a(1)〜a(N))が対応
する目的透過損失値IL(λ1〜λN)に対して十分に近
付くまでステップS12〜S19のフィッティング処理
を、光学膜層3a1〜3aNの膜厚パラメータaを層毎
に変化させながら繰り返し、2乗平均誤差の値が収束し
てしまう場合、あるいは現在の光学膜厚値a(1)〜a
(N)を用いた多層膜3全体の透過損失値IL(λ1〜
λN、a(1)〜a(N))と対応する目的透過損失値
IL(λ1〜λN)との損失偏差が一定値以下になった場
合に(ステップS18→YES)、処理を終了する。That is, the computer 12 uses the present optical film thickness values a (1) to a (N) to obtain the transmission loss values IL (λ 1 to λ N , a (1) to a ( N)) is sufficiently close to the corresponding target transmission loss value IL (λ 1 to λ N ), the fitting process of steps S12 to S19 is performed, and the film thickness parameter a of the optical film layers 3a1 to 3aN is changed layer by layer. When the value of the root mean square error converges, the current optical film thickness values a (1) to a (a)
The transmission loss value IL (λ 1 ~
If the loss deviation between λ N , a (1) to a (N)) and the corresponding target transmission loss value IL (λ 1 to λ N ) is below a certain value (step S18 → YES), the process is executed. finish.
【0082】このとき、本実施形態では、ポンプ光透過
波長帯域内で目標透過率T(λn)が最小透過率データ
Tminを超えている場合においては、多層膜3全体の挿
入損失値IL(λn、a)と目標透過損失値IL(λn)
との2乗平均誤差を強制的に0にし、この部分の偏差
(リプル)を許容する。そして、このポンプ光透過波長
帯域内でのリプルを許容して、他の光透過損失帯域(例
えば、要求の厳しいGFFの光透過損失帯域)のフィッ
ティング特性を高めている。At this time, in this embodiment, when the target transmittance T (λ n ) exceeds the minimum transmittance data T min within the pump light transmission wavelength band, the insertion loss value IL of the entire multilayer film 3 is obtained. (Λ n , a) and the target transmission loss value IL (λ n )
The root mean square error between and is forced to 0, and the deviation (ripple) in this portion is allowed. Then, the ripples within the pump light transmission wavelength band are allowed, and the fitting characteristics of other light transmission loss bands (for example, the light transmission loss band of GFF, which has a severe demand) are enhanced.
【0083】すなわち、本実施形態の膜厚設計装置10
Aは、GFF部分の光透過損失特性の平坦度(Flatnes
s)に対する仕様が厳しい場合に特に有効である。That is, the film thickness designing apparatus 10 of the present embodiment.
A is the flatness (Flatnes) of the light transmission loss characteristic of the GFF part.
This is especially effective when the specifications for s) are strict.
【0084】本発明者等は、本実施形態の効果を検証す
るため、下記の表1に示す仕様に応じた多層膜フィルタ
1を、第1の実施形態の多層膜設計装置10および第2
の多層膜設計装置10Aそれぞれにおいて実際に設計
し、その設計結果を図10(a)および(b)と図11
(a)および(b)としてそれぞれ示した。In order to verify the effect of the present embodiment, the inventors of the present invention installed the multilayer film filter 1 according to the specifications shown in Table 1 below in the multilayer film designing apparatus 10 and the second embodiment of the first embodiment.
Each of the multilayer film design apparatuses 10A of FIG.
Shown as (a) and (b) respectively.
【0085】なお、図10(a)および(b)と図11
(a)および(b)は、多層膜の総数Nを異なるものと
した(図10(a)および(b)の多層膜フィルタ1A
→N=46;図11(a)および(b)の多層膜フィル
タ1B→N=26)。10 (a) and 10 (b) and FIG.
10A and 10B, the total number N of multilayer films is different (the multilayer filter 1A of FIGS. 10A and 10B).
→ N = 46; the multilayer filter 1B of FIGS. 11A and 11B → N = 26).
【0086】[0086]
【表1】
図10(a)は、第1実施形態の膜厚設計装置10に基
づく膜厚設計により得られた多層膜フィルタ1Aの設計
目標(ターゲット)損失特性(GFFターゲットおよび
ポンプ光透過波長帯域におけるターゲット:◇)、多層
膜フィルタ1Aの設計値に基づく損失特性(実線)およ
びターゲット値と設計値との損失偏差(□)をそれぞれ
示すグラフである。なお、ポンプ光透過波長帯域におけ
るターゲットを0dBに設定した。[Table 1] FIG. 10A is a design target (target) loss characteristic of the multilayer filter 1A obtained by the film thickness design based on the film thickness designing apparatus 10 of the first embodiment (the GFF target and the target in the pump light transmission wavelength band: 6] is a graph showing a loss characteristic (solid line) based on the design value of the multilayer filter 1A and a loss deviation (□) between the target value and the design value. The target in the pump light transmission wavelength band was set to 0 dB.
【0087】図10(a)に示すように、第1実施形態
の膜厚設計では、GFF部分のFlatnessが0.24dBとな
り、GFF部分の要求Flatness:0.2dB以下を満足するこ
とができなかった。これは、上述したように、ポンプ光
透過波長帯域におけるフィッティングの影響と考えられ
る。As shown in FIG. 10A, in the film thickness design of the first embodiment, the flatness of the GFF part was 0.24 dB, and the required flatness of the GFF part: 0.2 dB or less could not be satisfied. This is considered to be the influence of fitting in the pump light transmission wavelength band, as described above.
【0088】一方、図10(b)は、第2実施形態の膜
厚設計装置10Aに基づく膜厚設計により得られた多層
膜フィルタ1Bの設計目標(ターゲット)損失特性(G
FFターゲット、ポンプ光透過波長帯域におけるターゲ
ット:◇)、多層膜フィルタ1Bの設計値に基づく損失
特性(実線)およびターゲット値と設計値との損失偏差
(□)をそれぞれ示すグラフである。なお、ポンプ光透
過波長帯域におけるターゲットを−0.6dBに設定し
ている。また、最大挿入損失ILmax(最小透過率デー
タTmin)を0.6dBに設定した。On the other hand, FIG. 10B shows a design target (target) loss characteristic (G) of the multilayer filter 1B obtained by the film thickness design based on the film thickness designing apparatus 10A of the second embodiment.
3 is a graph showing an FF target, a target in a pump light transmission wavelength band: ⋄), a loss characteristic (solid line) based on a design value of the multilayer filter 1B, and a loss deviation (□) between the target value and the design value. The target in the pump light transmission wavelength band is set to -0.6 dB. Further, the maximum insertion loss IL max (minimum transmittance data T min ) was set to 0.6 dB.
【0089】図10(b)に示すように、第2実施形態
の膜厚設計では、ポンプ光透過波長帯域における設計値
に基づく損失特性(実線)には、最小透過率データT
minを超えている透過率を有する場合のターゲット値お
よび設計値間の2乗誤差を0に設定しているため、その
分のリップルが生じている。しかしながら、このリップ
ル部分の仕様は、極大値―極小値間{pp(ピークトゥピ
ーク)間}で0.8dBpp以下と許容範囲が大きいた
め、上記仕様を十分に満足する。さらに、GFF部分の
Flatnessが0.19dBとなり、GFF部分の要求Flatness:
0.2dB以下を満足することができた。As shown in FIG. 10B, in the film thickness design of the second embodiment, the minimum transmittance data T is shown in the loss characteristic (solid line) based on the design value in the pump light transmission wavelength band.
Since the squared error between the target value and the design value when the transmittance exceeds min is set to 0, the ripple is generated accordingly. However, the specification of this ripple portion has a large allowable range of 0.8 dBpp or less between the maximum value and the minimum value {between peaks (peak to peak)}, and thus sufficiently satisfies the above specifications. In addition, the GFF part
Flatness becomes 0.19 dB, and the required Flatness of GFF part:
We were able to satisfy 0.2 dB or less.
【0090】同様に、図11(a)は、第1実施形態の
膜厚設計装置10に基づく膜厚設計により得られた多層
膜フィルタ1Bの設計目標損失特性(GFFターゲッ
ト、ポンプ光透過波長帯域におけるターゲット:◇)、
多層膜フィルタ1Bの設計値に基づく損失特性(実線)
およびターゲット値と設計値との損失偏差(□)をそれ
ぞれ示すグラフである。なお、ポンプ光透過波長帯域に
おけるターゲットを0dBに設定した。Similarly, FIG. 11A shows the design target loss characteristics (GFF target, pump light transmission wavelength band) of the multilayer filter 1B obtained by the film thickness design based on the film thickness designing apparatus 10 of the first embodiment. Target in: ◇),
Loss characteristics based on design values of multilayer filter 1B (solid line)
3 is a graph showing a loss deviation (□) between a target value and a design value. The target in the pump light transmission wavelength band was set to 0 dB.
【0091】図11(a)に示すように、第1実施形態
の膜厚設計では、GFF部分のFlatnessが0.265Bとな
り、GFF部分の要求Flatness:0.2dB以下を満足するこ
とができなかった。これも、同様にポンプ光透過波長帯
域におけるフィッティングの影響と考えられる。As shown in FIG. 11A, in the film thickness design of the first embodiment, the flatness of the GFF portion was 0.265B, and the required flatness of the GFF portion: 0.2 dB or less could not be satisfied. This is also considered to be the effect of fitting in the pump light transmission wavelength band.
【0092】一方、図11(b)は、第2実施形態の膜
厚設計装置10Aに基づく膜厚設計により得られた多層
膜フィルタ1Bの設計目標損失特性(GFFターゲッ
ト、ポンプ光透過波長帯域におけるターゲット:◇)、
多層膜フィルタ1Bの設計値に基づく損失特性(実線)
およびターゲット値と設計値との損失偏差(□)をそれ
ぞれ示すグラフである。なお、ポンプ光透過波長帯域に
おけるターゲットを−0.6dBに設定している。ま
た、最大挿入損失ILmax(最小透過率データTmin)を
0.6dBに設定した。On the other hand, FIG. 11B shows the design target loss characteristics (in the GFF target and pump light transmission wavelength band) of the multilayer filter 1B obtained by the film thickness design based on the film thickness designing apparatus 10A of the second embodiment. Target: ◇),
Loss characteristics based on design values of multilayer filter 1B (solid line)
3 is a graph showing a loss deviation (□) between a target value and a design value. The target in the pump light transmission wavelength band is set to -0.6 dB. Further, the maximum insertion loss IL max (minimum transmittance data T min ) was set to 0.6 dB.
【0093】図11(b)も図10(b)と同様に、第
2実施形態の膜厚設計では、ポンプ光透過波長帯域にお
ける設計値に基づく損失特性(実線)には、対応する波
長透過帯域においてリップルが生じている。しかしなが
ら、このリップル部分の仕様は0.8dBpp以下と許容
範囲が大きいため、上記仕様を十分に満足する。さら
に、GFF部分のFlatnessが0.20dBとなり、GFF部分
の要求Flatness:0.2dB以下を満足することができた。Similar to FIG. 10B, in FIG. 11B, in the film thickness design of the second embodiment, the loss characteristic (solid line) based on the design value in the pump light transmission wavelength band shows the corresponding wavelength transmission. There is ripple in the band. However, since the specification of this ripple portion has a large allowable range of 0.8 dBpp or less, the above specification is sufficiently satisfied. Further, the Flatness of the GFF part was 0.20 dB, and it was possible to satisfy the required Flatness of the GFF part: 0.2 dB or less.
【0094】そして、本実施形態の膜厚設計装置1Aに
基づく膜厚設計によれば、ポンプ光透過波長帯域におけ
る許容最大挿入損失ILmax(最小透過率データTmin)
の設定を大きく(最小透過率データTminの設定を小さ
く)するにつれて、膜厚フィッティングの自由度が増大
し、Flatness特性を向上させることができる。透過帯の
リップルを約1dBまで許容すれば、Fitnessの値は0.1
8dBとなり、ポンプ光透過を考慮しない通常設計のGF
Fと同等のFlatness特性を得ることができる(図12参
照)。According to the film thickness design based on the film thickness designing apparatus 1A of this embodiment, the maximum allowable insertion loss IL max (minimum transmittance data T min ) in the pump light transmission wavelength band is obtained.
As the setting of (1) is increased (the setting of the minimum transmittance data T min is decreased), the degree of freedom of the film thickness fitting is increased, and the Flatness characteristic can be improved. If the ripple in the transmission band is allowed up to about 1 dB, the Fitness value is 0.1
8dB, GF of normal design without considering pump light transmission
Flatness characteristics equivalent to F can be obtained (see FIG. 12).
【0095】なお、第1および第2実施形態において
は、透過させるポンプ光の透過波長帯域を、1450n
m〜1495nmとしたが、本発明はこれに限定される
ものではなく、ポンプ光透過波長帯域を、他の波長帯
域、例えば980nm帯のポンプ光を透過させるように
設計することも可能である。In the first and second embodiments, the transmission wavelength band of the pump light to be transmitted is set to 1450n.
However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to design the pump light transmission wavelength band so as to transmit pump light in another wavelength band, for example, the 980 nm band.
【0096】図13(a)は、980nm帯のポンプ光
波長帯域に対する所定の光透過特性、およびGFF部分
(1529nm〜1561nm)において所定の光透過
損失特性をそれぞれ有する多層膜フィルタの設計値(第
2実施形態の膜厚設計による)に基づく損失特性(実
線)を示すグラフである。なお、図13(b)は、図1
3(a)において(b)として示す部分、すなわち、上
記980nm帯前後の光透過特性を拡大して示すグラフ
である。また、なお、図13(c)は、図13(a)に
おいて(c)として示す部分、すなわち、上記GFF部
分(1529nm〜1561nm)における透過損失特
性を拡大して示すグラフである。FIG. 13A shows design values (first value) of a multilayer filter having a predetermined light transmission characteristic for the pump light wavelength band of 980 nm and a predetermined light transmission loss characteristic in the GFF portion (1529 nm to 1561 nm). It is a graph which shows the loss characteristic (solid line) based on the film thickness design of 2 embodiment. It should be noted that FIG.
3A is a graph showing an enlarged part of FIG. 3A as (b), that is, the light transmission characteristics around the 980 nm band. In addition, FIG. 13C is a graph showing an enlarged transmission loss characteristic in the portion shown as (c) in FIG. 13A, that is, the GFF portion (1529 nm to 1561 nm).
【0097】図13(a)〜図13(c)に示すよう
に、ポンプ光透過帯域が異なっても、そのポンプ光透過
機能および利得等化用の透過損失機能を併せ持つ多層膜
フィルタを設計することができる。また、第1および第
2実施形態においては、所定のポンプ光透過波長帯域に
おいてポンプ光を透過させるポンプ光透過機能およびG
FF機能を併せ持つ多層膜フィルタを設計したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、第1および第2実
施形態と同様の設計手法により、所定のポンプ光遮断波
長帯域においてポンプ光を遮断させるポンプ光遮断機能
およびGFF機能を併せ持つ多層膜フィルタを設計する
ことも可能である。As shown in FIGS. 13 (a) to 13 (c), a multilayer film filter having a pump light transmission function and a transmission loss function for gain equalization is designed even if the pump light transmission bands are different. be able to. Further, in the first and second embodiments, a pump light transmission function of transmitting pump light in a predetermined pump light transmission wavelength band and G
Although the multilayer filter having the FF function is designed, the present invention is not limited to this, and the pump light is cut off in a predetermined pump light cutoff wavelength band by the same design method as in the first and second embodiments. It is also possible to design a multilayer filter having both a pump light blocking function and a GFF function.
【0098】特に、第2の実施形態においては、メモリ
13Aに、許容最小透過率データファイル25の代わ
り、あるいは加えて、ポンプ光遮断波長帯域(1480
nmを中心波長とした遮断(カット)波長帯域;例え
ば、1460nm〜1520nm)において許容される
最小挿入損失ILminが透過率に換算された最大透過率
データTmaxを含む許容最大透過率データファイル25
´を記憶しておく。In particular, in the second embodiment, the pump light cutoff wavelength band (1480) is added to the memory 13A instead of or in addition to the allowable minimum transmittance data file 25.
A cut-off wavelength band having a center wavelength of nm (for example, 1460 nm to 1520 nm), the allowable maximum transmittance data file 25 including the maximum transmittance data T max obtained by converting the minimum insertion loss IL min allowed into the transmittance.
Remember ´.
【0099】このとき、コンピュータ12は、その図9
に示す膜厚設計処理におけるステップS21の処理にお
いて、目標透過損失値IL(λn)を透過率に換算した
目標透過率T(λn)が、許容最大透過率データファイ
ル25´に記憶された最大透過率データTmax以下であ
るか否か判断する(ステップS21´)。At this time, the computer 12 operates as shown in FIG.
In the process of step S21 in the film thickness designing process shown in, the target transmittance T (λ n ) obtained by converting the target transmission loss value IL (λ n ) into the transmittance is stored in the maximum allowable transmittance data file 25 ′. It is determined whether or not it is equal to or less than the maximum transmittance data T max (step S21 ′).
【0100】そして、このステップS21´の判断の結
果NO、すなわち、目標透過率T(λn)が、最大透過
率Tmax以下でない場合には、ステップS15の処理に
移行して、上述した処理により多層膜3全体の挿入損失
値IL(λn、a)と目標透過損失値IL(λn)との2
乗誤差En(a)が算出されてメモリ13に記憶され
る。If the result of the determination in step S21 'is NO, that is, if the target transmittance T (λ n ) is not less than or equal to the maximum transmittance T max , the process proceeds to step S15 and the above-described process is performed. Therefore, the insertion loss value IL (λ n , a) of the entire multilayer film 3 and the target transmission loss value IL (λ n ) are 2
The multiplication error E n (a) is calculated and stored in the memory 13.
【0101】一方、ステップS21´の判断の結果YE
S、すなわち、目標透過率T(λn)が、最大透過率デ
ータTmax以下の場合には、この部分の2乗誤差E
n(a)を0に設定する(ステップS22)。On the other hand, as a result of the judgment in step S21 ', YE
If S, that is, the target transmittance T (λ n ) is less than or equal to the maximum transmittance data T max , the squared error E of this portion is obtained.
n (a) is set to 0 (step S22).
【0102】すなわち、本変形例によれば、ポンプ光遮
断波長帯域内で目標透過率T(λn)が最大透過率デー
タTmax以下である場合においては、多層膜3全体の挿
入損失値IL(λn、a)と目標透過損失値IL(λn)
との2乗誤差En(a)を強制的に0に設定してフィッ
ティング特性を高めている。That is, according to this modification, when the target transmittance T (λ n ) is equal to or less than the maximum transmittance data T max in the pump light cutoff wavelength band, the insertion loss value IL of the entire multilayer film 3 is reduced. (Λ n , a) and the target transmission loss value IL (λ n )
The squared error E n (a) between and is forcibly set to 0 to improve the fitting characteristic.
【0103】この結果、例えば、図14に示すように、
GFF部分の光透過損失特性の平坦度(Flatness)に対
する仕様が厳しい場合においても対応できるポンプ光遮
断機能およびGFF機能を併せ持つ多層膜フィルタを提
供することができる。As a result, for example, as shown in FIG.
It is possible to provide a multilayer filter having both a pump light blocking function and a GFF function, which can be applied even when the specifications regarding the flatness (Flatness) of the light transmission loss characteristic of the GFF portion are strict.
【0104】次に、第1および第2実施形態やその変形
例で説明した多層膜フィルタ1、1Aに基づくGFFを
含む光増幅器の実施形態を図面に基づいて説明する。Next, an embodiment of an optical amplifier including a GFF based on the multilayer filters 1 and 1A described in the first and second embodiments and their modifications will be described with reference to the drawings.
【0105】図15は、前方励起型の光増幅器100の
概略構成を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of the forward-pumping type optical amplifier 100.
【0106】図15に示すように、光増幅器100は、
信号光が入力される光ファイバ107aに接続されてお
り、希土類元素である例えばエルビウム(Er)がドー
プ(添加)されたファイバから構成された第1のEDF
101と、この第1のEDF101に縦列接続されてお
り、希土類元素である例えばエルビウム(Er)ドープ
ファイバから構成された第2のEDF102と、第1の
EDF101および第2のEDF102の間に配置され
た本発明に係わる多層膜フィルタ1、1Aに基づくGF
F103とを備えており、第2のEDF102およびG
FF103は光ファイバ107bに接続されている。As shown in FIG. 15, the optical amplifier 100 is
The first EDF is connected to the optical fiber 107a to which the signal light is input, and is composed of a fiber doped (doped) with a rare earth element such as erbium (Er).
101 and a second EDF 102 that is cascade-connected to the first EDF 101 and is composed of a rare earth element, for example, erbium (Er) -doped fiber, and is arranged between the first EDF 101 and the second EDF 102. GF based on the multilayer filter 1, 1A according to the present invention
F103 and a second EDF 102 and G
The FF 103 is connected to the optical fiber 107b.
【0107】なお、上述した光増幅器の実施形態では、
ドーパントとしてのエルビニウムがドープされたEDF
を増幅媒体として含む光増幅器について説明したが、本
発明はこれに限定されるものではない。同様の励起構成
を有する光増幅器が適用可能である。例えば、増幅媒体
としては、そのファイバのホストガラスにTellurite
系、Fluoride系、Silica系等が適用可能であり、また、
ドーパントとしては、エルビウムの他に、ツリウム、プ
ラセオジウム、イットリビウム、テルビウム等が適用可
能である。In the embodiment of the optical amplifier described above,
EDF doped with erbium as a dopant
Although the optical amplifier including is used as an amplification medium, the present invention is not limited to this. An optical amplifier having a similar pump configuration is applicable. For example, as a medium for amplification, Tellurite is added to the host glass of the fiber.
, Fluoride, Silica, etc. are applicable, and
In addition to erbium, thulium, praseodymium, ytterbium, terbium, etc. can be used as the dopant.
【0108】また、光増幅器100は、EDF励起用の
励起光(ポンプ光)を出射する励起光源104と、この
励起光源104から出射された励起光を第1のEDF1
01の信号光入力端側から第1のEDF101および第
2のEDF102へ供給する合波器105とを備えてい
る。Further, the optical amplifier 100 pumps the pumping light (pump light) for pumping the EDF, and the pumping light emitted from the pumping light source 104 to the first EDF 1.
The multiplexer 105 supplies the first EDF 101 and the second EDF 102 from the signal light input end side of 01.
【0109】さらに、光増幅器100においては、必要
に応じて、信号光入力側光ファイバ107aおよび信号
光出力側光ファイバ107bの内の少なくとも一方に、
アイソレータ108を配設することも可能である。な
お、図100においては、光ファイバ107aおよび光
ファイバ107bの双方にアイソレータ108を配設し
た構成を示している。Further, in the optical amplifier 100, at least one of the signal light input side optical fiber 107a and the signal light output side optical fiber 107b is connected to the optical amplifier 100, if necessary.
It is also possible to provide the isolator 108. Note that FIG. 100 shows a configuration in which the isolator 108 is provided in both the optical fiber 107a and the optical fiber 107b.
【0110】図16は、後方励起型の光増幅器110の
概略構成を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of the backward pumping type optical amplifier 110.
【0111】図15に示した前方励起型の光増幅器10
0との相違点は、励起光を第2のEDF102の信号光
出力側から供給することである。すなわち、後方励起型
光増幅器110は、第2のEDF102の信号光出力側
に配設された合波器105と、EDF励起用の励起光を
出射する励起光源114とを備え、合波器105によ
り、励起光源114から出射された励起光を第2のED
F102の信号光出力端側から第2のEDF102およ
び第1のEDF101へ供給するようになっている。Forward pump optical amplifier 10 shown in FIG.
The difference from 0 is that pumping light is supplied from the signal light output side of the second EDF 102. That is, the backward pumping optical amplifier 110 includes a multiplexer 105 arranged on the signal light output side of the second EDF 102 and a pumping light source 114 that emits pumping light for EDF pumping. The excitation light emitted from the excitation light source 114 by the second ED
The signal light is output from the F102 to the second EDF 102 and the first EDF 101.
【0112】図17は、双方向励起型の光増幅器120
の概略構成を示す図である。FIG. 17 shows a bidirectional pumping type optical amplifier 120.
It is a figure which shows schematic structure of.
【0113】図17に示すように、双方向励起型光増幅
器120は、図15に示す前方励起型光増幅器100と
図16に示す後方励起型光増幅器110とを組み合わせ
た構成を有している。すなわち、双方向励起型光増幅器
120は、EDF励起用の励起光を出射する励起光源1
04と、この励起光源104から出射された励起光を第
1のEDF101の信号光入力端側から第1のEDF1
01および第2のEDF102へ供給する第1の合波器
105aと、EDA励起用の励起光を出射する励起光源
114と、この励起光源114から出射された励起光を
第2のEDF102の信号光出力端側から第2のEDF
102および第1のEDF101へ供給する第2の合波
器105bとを備えている。As shown in FIG. 17, the bidirectional pumping optical amplifier 120 has a configuration in which the forward pumping optical amplifier 100 shown in FIG. 15 and the backward pumping optical amplifier 110 shown in FIG. 16 are combined. . That is, the bidirectional pumping optical amplifier 120 is a pumping light source 1 that emits pumping light for EDF pumping.
04 and the pumping light emitted from this pumping light source 104 from the signal light input end side of the first EDF 101 to the first EDF 1
01 and the second multiplexer 105a to be supplied to the second EDF 102, the excitation light source 114 for emitting the excitation light for EDA excitation, and the excitation light emitted from this excitation light source 114 for the signal light of the second EDF 102. The second EDF from the output end side
102 and a second multiplexer 105b that supplies the first EDF 101.
【0114】図15〜図17に示したように、本発明に
係わる第1および第2実施形態やその変形例で説明した
多層膜フィルタ1、1Aに基づくGFF103を含む光
増幅器100、110および120においては、図18
および図19に示す特性が得られた。As shown in FIGS. 15 to 17, the optical amplifiers 100, 110 and 120 including the GFF 103 based on the multilayer filters 1 and 1A described in the first and second embodiments of the present invention and the modifications thereof. In FIG.
And the characteristics shown in FIG. 19 were obtained.
【0115】図18は、図17に示す双方向励起型光増
幅器120における利得と波長との相関関係(利得の波
長特性)を示すグラフである。図18において、●は、
本発明に係わるGFF103を含む光増幅器120にお
ける利得の波長特性(Pump Passあり)を示し、△は、
本発明に係わるGFF103を含まない光増幅器におけ
る利得の波長特性(Pump Passなし)を示している。FIG. 18 is a graph showing the correlation between gain and wavelength (gain wavelength characteristic) in the bidirectionally pumped optical amplifier 120 shown in FIG. In FIG. 18, ● represents
The wavelength characteristic of gain (with Pump Pass) in the optical amplifier 120 including the GFF 103 according to the present invention is shown, and Δ is
9 shows the wavelength characteristics of gain (without Pump Pass) in the optical amplifier not including the GFF 103 according to the present invention.
【0116】図18から分かるように、光増幅器に対し
て、本発明に係わるGFF103を配置することによ
り、光増幅器の利得の値を0.5〜0.7dB程度向上
させることができる。As can be seen from FIG. 18, by disposing the GFF 103 according to the present invention in the optical amplifier, the gain value of the optical amplifier can be improved by about 0.5 to 0.7 dB.
【0117】また、図19は、図17に示す双方向励起
型光増幅器におけるNF(Noise Figure)と波長との相
関関係を示すグラフである。図19において、●は、本
発明に係わるGFF103を含む光増幅器120におけ
るNFの波長特性(Pump Passあり)を示し、△は、本
発明に係わるGFF103を含まない光増幅器における
NFの波長特性(Pump Passなし)を示している。FIG. 19 is a graph showing the correlation between NF (Noise Figure) and wavelength in the bidirectionally pumped optical amplifier shown in FIG. In FIG. 19, ● indicates the NF wavelength characteristic (with Pump Pass) in the optical amplifier 120 including the GFF 103 according to the present invention, and Δ indicates the NF wavelength characteristic (Pump Pass) in the optical amplifier that does not include the GFF 103 according to the present invention. No Pass) is shown.
【0118】図19から分かるように、光増幅器に対し
て、本発明に係わるGFF103を配置することによ
り、光増幅器のNFの値を0.03〜0.04dB程度
低下させるることができる。As can be seen from FIG. 19, the NF value of the optical amplifier can be reduced by about 0.03 to 0.04 dB by disposing the GFF 103 according to the present invention in the optical amplifier.
【0119】なお、図18および図19では、図17に
示した双方向励起型光増幅器120についての利得波長
特性およびNF波長特性をそれぞれ示したが、図15に
示した前方励起型光増幅器100および図16に示した
後方励起型光増幅器110においても、双方向励起型光
増幅器120と略同等の波長特性が得られるため、図示
および説明を省略している。18 and 19, the gain wavelength characteristic and the NF wavelength characteristic of the bidirectional pumping optical amplifier 120 shown in FIG. 17 are shown, but the forward pumping optical amplifier 100 shown in FIG. 15 is shown. Also, the backward pumping optical amplifier 110 shown in FIG. 16 can obtain substantially the same wavelength characteristics as the bidirectional pumping optical amplifier 120, and therefore the illustration and description thereof are omitted.
【0120】以上述べたように、本発明に係わる多層膜
フィルタ1、1Aに基づくGFFを光増幅器に配置する
ことにより、GFF自体の効果に加えて、光増幅器にお
ける利得およびNFの波長特性をそれぞれ良化させるこ
とができる。As described above, by arranging the GFF based on the multilayer filters 1 and 1A according to the present invention in the optical amplifier, in addition to the effect of the GFF itself, the gain and NF wavelength characteristics in the optical amplifier are respectively reduced. Can be improved.
【0121】次に、図15(図16、図17)の光増幅
器を含む波長多重光伝送システムの実施形態を図20を
参照して説明する。Next, an embodiment of a wavelength division multiplexing optical transmission system including the optical amplifier of FIG. 15 (FIGS. 16 and 17) will be described with reference to FIG.
【0122】図20は、上記波長多重光伝送システム2
00の概略構成を示すブロック図である。FIG. 20 shows the wavelength division multiplexing optical transmission system 2 described above.
It is a block diagram which shows schematic structure of 00.
【0123】図20に示すように、波長多重光伝送シス
テム200は、互いに異なる波長を有する複数の信号光
が多重化された波長多重信号光を光伝送路Pに送信する
光送信器Tと、前記光伝送路Pを介して伝送される波長
多重信号光を受信する光受信器Rと、この光送信器Tお
よび光受信器Rの間に介在された中継器としての機能を
有しており、互いに縦列接続された複数の光増幅器10
0とを備えている。すなわち、この光増幅器100は、
光伝送路Pを介して伝送される波長多重信号光を一括し
て増幅させる機能を有している。As shown in FIG. 20, the wavelength division multiplexing optical transmission system 200 includes an optical transmitter T for transmitting a wavelength division multiplexing signal light in which a plurality of signal lights having different wavelengths are multiplexed to an optical transmission line P, The optical receiver R receives the wavelength-multiplexed signal light transmitted through the optical transmission line P, and has a function as a repeater interposed between the optical transmitter T and the optical receiver R. , A plurality of optical amplifiers 10 connected in series to each other
It has 0 and. That is, the optical amplifier 100 is
It has a function of collectively amplifying the wavelength division multiplexed signal light transmitted through the optical transmission line P.
【0124】なお、光増幅器としては、図15に示した
前方励起型の光増幅器100に限らず、図16に示した
後方励起型の光増幅器110、双方向励起型の光増幅器
120を用いてもよいことは当然である。前方励起型光
増幅器100、後方励起型の光増幅器110および双方
向励起型光増幅器120の内の何れかを自由に選択し、
任意に配置することが可能である。The optical amplifier is not limited to the forward pump type optical amplifier 100 shown in FIG. 15, but the backward pump type optical amplifier 110 and the bidirectional pump type optical amplifier 120 shown in FIG. Of course it is good. Freely select any one of the forward pumping optical amplifier 100, the backward pumping optical amplifier 110 and the bidirectional pumping optical amplifier 120,
It can be arranged arbitrarily.
【0125】図20に示す波長多重光伝送システム20
0によれば、光送信器Tから送信された波長多重信号光
は、上述したGFF103(図15参照)を備えた各光
増幅器100を介して順次増幅されながら光受信器Rま
で伝送される。このとき、各光増幅器100では、波長
多重信号光に対する利得等化とNFの抑圧とがGFF1
03により施されるため、各波長のレベルが揃った光S
N比の高い波長多重信号光を光送信器Tから光受信器R
に対して伝送することが可能になる。以上、本発明を実
施の形態を用いて説明したが、本発明は上記実施の形態
に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的
思想に基づく範囲内において、上記実施形態に対して多
様な変更または改良を加えることも可能である。The wavelength division multiplexing optical transmission system 20 shown in FIG.
According to 0, the wavelength-multiplexed signal light transmitted from the optical transmitter T is transmitted to the optical receiver R while being sequentially amplified via each optical amplifier 100 including the above-mentioned GFF 103 (see FIG. 15). At this time, in each optical amplifier 100, the gain equalization and the NF suppression for the WDM signal light are GFF1.
03, so the light S with the same level of each wavelength
The wavelength division multiplexed signal light having a high N ratio is transmitted from the optical transmitter T to the optical receiver R.
Can be transmitted to. Although the present invention has been described above using the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment. That is, it is possible to add various changes or improvements to the above embodiment within the scope based on the technical idea of the present invention.
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係わる多層
膜光学フィルタ、ならびにその膜厚設定方法および装置
によれば、多層膜フィルタの各薄膜層の光学膜厚は、予
め設定された利得等化用波長帯域内の波長毎に所定の波
長特性を有し、かつ上記利得等化用波長帯域以外の励起
光波長帯域に所定の波長特性を有するように設計されて
いるため、上記利得等化用波長帯域における所定の波長
特性および励起光波長帯域における所定の波長特性を併
せ持つ多層膜光学フィルタを提供することができる。As described above, according to the multilayer optical filter of the present invention, and the film thickness setting method and device thereof, the optical film thickness of each thin film layer of the multilayer filter is set to a predetermined gain. It has a predetermined wavelength characteristic for each wavelength in the equalization wavelength band, and since it is designed to have a predetermined wavelength characteristic in the pumping light wavelength band other than the gain equalization wavelength band, the gain, etc. It is possible to provide a multilayer optical filter having both a predetermined wavelength characteristic in a chemical wavelength band and a predetermined wavelength characteristic in an excitation light wavelength band.
【0126】したがって、利得等化機能を有する例えば
GFF等の多層膜光学フィルタに対する励起光透過/遮
断要求に対応することができ、多層膜光学フィルタの実
用性を大幅に高めることができる。Therefore, it is possible to meet the demand for excitation light transmission / blocking for a multilayer optical filter such as GFF having a gain equalizing function, and it is possible to greatly enhance the practicality of the multilayer optical filter.
【0127】また、上記励起光透過/遮断要求に対応す
る十分な波長特性を有する多層膜光学フィルタを光増幅
器と組み合わせることにより、光増幅器の出力特性を従
来よりも低損失/高出力に設定することができる。この
結果、出力効率の高い増幅特性を有する光増幅器を提供
することが可能になる。By combining a multilayer optical filter having a sufficient wavelength characteristic corresponding to the pumping light transmission / cutoff requirement with an optical amplifier, the output characteristic of the optical amplifier can be set to a lower loss / higher output than before. be able to. As a result, it becomes possible to provide an optical amplifier having an amplification characteristic with high output efficiency.
【0128】さらに、上述した光増幅器を光送受信器と
組み合わせてシステム化することにより、システム全体
として低消費電力化が可能になる。Furthermore, by combining the above-mentioned optical amplifier with an optical transmitter / receiver to form a system, it is possible to reduce the power consumption of the entire system.
【0129】[0129]
【図1】本発明の第1の実施の形態に係わる多層膜フィ
ルタを示す図。FIG. 1 is a diagram showing a multilayer filter according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す多層膜フィルタの各薄膜層の光学膜
厚を設計するための膜厚設計装置のハードウエア構成を
示す図。FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration of a film thickness designing device for designing an optical film thickness of each thin film layer of the multilayer film filter shown in FIG.
【図3】本発明の第1の実施の形態における多層膜フィ
ルタ製造工程の一例を示すフローチャート。FIG. 3 is a flowchart showing an example of a multilayer filter manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1の実施の形態における膜厚設計処
理の一例を示す概略フローチャート。FIG. 4 is a schematic flowchart showing an example of a film thickness designing process according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第1の実施の形態に係わる特性波長帯
域におけるポンプ光の目標透過損失特性、GFFの目標
透過損失特性および光学膜厚の初期値に対応する透過損
失プロファイルをそれぞれ示すグラフ。FIG. 5 is a graph showing a target transmission loss characteristic of pump light, a target transmission loss characteristic of GFF, and a transmission loss profile corresponding to an initial value of an optical film thickness in a characteristic wavelength band according to the first embodiment of the present invention. .
【図6】特性波長帯域におけるポンプ光の目標透過損失
特性、GFFの目標透過損失特性および光学膜厚の初期
値に対応する透過損失プロファイルをそれぞれ示すグラ
フ。FIG. 6 is a graph showing a target transmission loss characteristic of pump light in a characteristic wavelength band, a target transmission loss characteristic of GFF, and a transmission loss profile corresponding to an initial value of an optical film thickness.
【図7】本発明の第1の実施の形態に係わる特性波長帯
域におけるポンプ光の目標透過損失特性、GFFの目標
透過損失特性および光学膜厚の初期値に対応する透過損
失プロファイルをそれぞれ示すグラフ。FIG. 7 is a graph showing a target transmission loss characteristic of pump light, a target transmission loss characteristic of GFF, and a transmission loss profile corresponding to an initial value of an optical film thickness in a characteristic wavelength band according to the first embodiment of the present invention. .
【図8】本発明の第2の実施の形態に係わる多層膜フィ
ルタの各薄膜層の光学膜厚を設計するための膜厚設計装
置のハードウエア構成を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a hardware configuration of a film thickness designing device for designing an optical film thickness of each thin film layer of the multilayer film filter according to the second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第2の実施の形態における膜厚設計処
理の一例を示す概略フローチャート。FIG. 9 is a schematic flowchart showing an example of a film thickness designing process according to the second embodiment of the present invention.
【図10】(a)は、第1実施形態に係わる多層膜フィ
ルタの設計目標損失特性、多層膜フィルタの設計値に基
づく損失特性およびターゲット値と設計値との損失偏差
をそれぞれ示すグラフ、(b)は、第2実施形態に係わ
る多層膜フィルタの設計目標損失特性、多層膜フィルタ
の設計値に基づく損失特性およびターゲット値と設計値
との損失偏差をそれぞれ示すグラフ。10A is a graph showing the design target loss characteristic of the multilayer filter according to the first embodiment, the loss characteristic based on the design value of the multilayer filter, and the loss deviation between the target value and the design value, FIG. b) is a graph showing the design target loss characteristic of the multilayer filter according to the second embodiment, the loss characteristic based on the design value of the multilayer filter, and the loss deviation between the target value and the design value.
【図11】(a)は、第1実施形態に係わる多層膜フィ
ルタの設計目標損失特性、多層膜フィルタの設計値に基
づく損失特性およびターゲット値と設計値との損失偏差
をそれぞれ示すグラフ、(b)は、第2実施形態に係わ
る多層膜フィルタの設計目標損失特性、多層膜フィルタ
の設計値に基づく損失特性およびターゲット値と設計値
との損失偏差をそれぞれ示すグラフ。FIG. 11A is a graph showing the design target loss characteristic of the multilayer filter according to the first embodiment, the loss characteristic based on the design value of the multilayer filter, and the loss deviation between the target value and the design value, respectively. b) is a graph showing the design target loss characteristic of the multilayer filter according to the second embodiment, the loss characteristic based on the design value of the multilayer filter, and the loss deviation between the target value and the design value.
【図12】第2の実施形態に係わる多層膜フィルタの設
計目標損失特性、多層膜フィルタの設計値に基づく損失
特性およびターゲット値と設計値との損失偏差をそれぞ
れ示すグラフ。FIG. 12 is a graph showing the design target loss characteristic of the multilayer filter according to the second embodiment, the loss characteristic based on the design value of the multilayer filter, and the loss deviation between the target value and the design value.
【図13】(a)は、本発明の第2の実施形態の変形例
に係わる980nm帯のポンプ光波長帯域に対する所定
の光透過特性、およびGFF部分において所定の光透過
損失特性をそれぞれ有する多層膜フィルタの設計値に基
づく損失特性を示すグラフ、(b)は、図13(a)に
おける(b)として示す部分を拡大して示すグラフ、
(c)は、図13(a)において(c)として示す部分
を拡大して示すグラフ。FIG. 13A is a multilayer having a predetermined light transmission characteristic with respect to a pump light wavelength band of 980 nm band and a predetermined light transmission loss characteristic in a GFF portion according to a modification of the second embodiment of the present invention. A graph showing a loss characteristic based on a design value of the membrane filter, (b) is an enlarged graph showing a portion shown as (b) in FIG. 13 (a),
FIG. 13C is an enlarged graph showing the portion shown in FIG.
【図14】本発明の第2の実施形態の変形例に係わるポ
ンプ光遮断機能およびGFF機能を併せ持つ多層膜フィ
ルタの設計目標損失特性および設計値に基づく損失特性
をそれぞれ示すグラフ。FIG. 14 is a graph showing a design target loss characteristic and a loss characteristic based on a design value of a multilayer filter having both a pump light blocking function and a GFF function according to a modification of the second embodiment of the present invention.
【図15】本発明に係わる多層膜フィルタに基づくGF
Fを含む前方励起型の光増幅器の概略構成を示す図。FIG. 15: GF based on a multilayer filter according to the present invention
The figure which shows schematic structure of the forward pumping type optical amplifier containing F.
【図16】本発明に係わる多層膜フィルタに基づくGF
Fを含む後方励起型の光増幅器の概略構成を示す図。FIG. 16: GF based on a multilayer filter according to the present invention
The figure which shows schematic structure of the backward pumping type optical amplifier containing F.
【図17】本発明に係わる多層膜フィルタに基づくGF
Fを含む双方向励起型の光増幅器の概略構成を示す図。FIG. 17: GF based on a multilayer filter according to the present invention
The figure which shows schematic structure of the bidirectional pumping type optical amplifier containing F.
【図18】図17に示す双方向励起型光増幅器における
利得と波長との相関関係を示すグラフ。18 is a graph showing the correlation between gain and wavelength in the bidirectionally pumped optical amplifier shown in FIG.
【図19】図17に示す双方向励起型光増幅器における
NF(Noise Figure)と波長との相関関係を示すグラ
フ。19 is a graph showing a correlation between NF (Noise Figure) and wavelength in the bidirectionally pumped optical amplifier shown in FIG.
【図20】図15(図16、図17)の光増幅器を含む
波長多重光伝送システムの概略構成を示すブロック図。20 is a block diagram showing a schematic configuration of a wavelength division multiplexing optical transmission system including the optical amplifier shown in FIG. 15 (FIGS. 16 and 17).
【図21】利得等化フィルタの利得等化機能を説明する
ための図。FIG. 21 is a diagram for explaining the gain equalization function of the gain equalization filter.
【図22】多層膜フィルタの設計目標損失特性、多層膜
フィルタの設計値に基づく損失特性および両者の損失偏
差をそれぞれ示すグラフ。FIG. 22 is a graph showing a design target loss characteristic of a multilayer filter, a loss characteristic based on a design value of the multilayer filter, and a loss deviation between the two.
1 多層膜フィルタ 2 基板 3 多層膜 3a1〜3aN 薄膜層 10、10A 膜厚設計装置 11 入力部 12 コンピュータ 13、13A メモリ 14 外部入出力インタフェース 20 理論式データファイル 21 目標透過損失値データファイル 25 許容最小透過率データファイル 100 前方励起型光増幅器 101 第1のEDF 102 第2のEDF 103 GFF 104、114 励起光源 105、105a、105b 合波器 107a、107b 光ファイバ 108 アイソレータ 110 後方励起型光増幅器 120 双方向励起型光増幅器 200 波長多重伝送システム P、PA プログラム T 光送信器 R 光受信器 1 Multilayer filter 2 substrates 3 multilayer film 3a1-3aN thin film layer 10, 10A film thickness design device 11 Input section 12 computers 13, 13A memory 14 External I / O interface 20 theoretical formula data file 21 Target transmission loss value data file 25 Allowable minimum transmittance data file 100 Forward pump optical amplifier 101 First EDF 102 Second EDF 103 GFF 104, 114 Excitation light source 105, 105a, 105b multiplexer 107a, 107b Optical fiber 108 Isolator 110 Back-pumped optical amplifier 120 Bi-directional pump type optical amplifier 200 WDM system P, PA program T optical transmitter R optical receiver
Claims (25)
学フィルタであって、 前記各光学膜の光学膜厚を、予め設定された利得等化用
波長帯域内に所定の波長特性を有し、かつ前記利得等化
用波長帯域以外の励起光波長帯域に所定の波長特性を有
するように設計したことを特徴とする多層膜光学フィル
タ。1. A multilayer optical filter comprising a plurality of optical films laminated, wherein the optical film thickness of each optical film has a predetermined wavelength characteristic within a preset wavelength band for gain equalization. In addition, the multilayer optical filter is designed to have a predetermined wavelength characteristic in a pumping light wavelength band other than the gain equalization wavelength band.
性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとして表す理
論値および対応する利得等化用波長帯域における目標と
なる波長特性値間の第1の誤差と、前記励起光波長帯域
における波長特性を当該各光学膜の光学膜厚をパラメー
タとして表す理論値および対応する励起光波長帯域にお
ける目標となる波長特性値間の第2の誤差とがそれぞれ
小さくなるように、前記各光学膜の光学膜厚を、所定の
光学膜厚を初期値とするフィッティングを用いて設計し
たことを特徴とする請求項1記載の多層膜光学フィル
タ。2. A first value between a theoretical value representing the wavelength characteristic in the wavelength band for gain equalization using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding wavelength band for gain equalization. And a theoretical value representing the wavelength characteristic in the pumping light wavelength band with the optical film thickness of each optical film as a parameter, and a second error between the target wavelength characteristic value in the corresponding pumping light wavelength band. 2. The multilayer optical filter according to claim 1, wherein the optical film thickness of each optical film is designed to be small by using fitting with an initial value of a predetermined optical film thickness.
膜の光学膜厚の初期値を、その波長特性プロファイルに
おける遮断波長帯域が前記励起光波長帯域に重ならない
ように設計したことを特徴とする請求項2記載の多層膜
光学フィルタ。3. The initial value of the optical film thickness of each optical film in the fitting is designed so that the cutoff wavelength band in the wavelength characteristic profile does not overlap with the excitation light wavelength band. The multilayer optical filter described.
膜の光学膜厚の初期値を、その波長特性プロファイルに
おける遮断波長帯域の短波長側エッジ部分が前記利得等
化用波長帯域に重なるように設計したことを特徴とする
請求項3記載の多層膜光学フィルタ。4. The initial value of the optical film thickness of each of the optical films in the fitting is designed so that the edge portion on the short wavelength side of the cutoff wavelength band in the wavelength characteristic profile overlaps the wavelength band for gain equalization. The multilayer optical filter according to claim 3, wherein
学フィルタであって、 予め設定された励起光波長帯域以外の所定の波長帯域に
おける波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータ
として表す理論値および対応する所定の波長帯域におけ
る目標となる波長特定値間の第1の誤差と、前記励起光
波長帯域における目標となる波長特性値に対応する透過
率が当該励起光波長帯域において最低限必要な透過率よ
りも小さい場合に、前記励起光波長帯域における波長特
性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとして表す理
論値および対応する励起光波長帯域における波長特性値
間の第2の誤差とがそれぞれ小さくなるように、前記各
光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を初期値とするフ
ィッティングを用いて設計したことを特徴とする多層膜
光学フィルタ。5. A multilayer optical filter comprising a plurality of optical films laminated, wherein a wavelength characteristic in a predetermined wavelength band other than a preset excitation light wavelength band is determined by a parameter of an optical film thickness of each optical film. In the pumping light wavelength band, the first error between the theoretical value and the target wavelength specifying value in the corresponding predetermined wavelength band and the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic value in the pumping light wavelength band are A second value between the theoretical value representing the wavelength characteristic in the pumping light wavelength band with the optical film thickness of each optical film as a parameter and the wavelength characteristic value in the corresponding pumping light wavelength band when the transmittance is smaller than the minimum required transmittance. The optical film thickness of each optical film is designed by using fitting with an initial value of a predetermined optical film thickness so that the error of Film optical filter.
性値に対応する透過率が当該励起光波長帯域において最
低限必要な透過率よりも大きい場合に、前記励起光波長
帯域における波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラ
メータとして表す理論値および対応する励起光波長帯域
における目標波長特性値間の第2の誤差を0としたこと
を特徴とする請求項5記載の多層膜光学フィルタ。6. When the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic value in the pumping light wavelength band is higher than the minimum required transmittance in the pumping light wavelength band, the wavelength characteristic in the pumping light wavelength band 6. The multilayer optical filter according to claim 5, wherein the second error between the theoretical value representing the optical film thickness of the optical film as a parameter and the target wavelength characteristic value in the corresponding pumping light wavelength band is set to zero.
学フィルタであって、 予め設定された励起光波長帯域以外の所定の波長帯域に
おける波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータ
として表す理論値および対応する所定の波長帯域におけ
る目標となる波長特性値間の第1の誤差と、前記励起光
波長帯域における目標となる波長特性値に対応する透過
率が当該励起光波長帯域において許容される最大透過率
よりも大きい場合に、前記励起光波長帯域における波長
特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとして表す
理論値および対応する励起光波長帯域における目標波長
特性値間の第2の誤差とがそれぞれ小さくなるように、
前記各光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を初期値と
するフィッティングを用いて設計したことを特徴とする
多層膜光学フィルタ。7. A multilayer optical filter comprising a plurality of optical films laminated, wherein wavelength characteristics in a predetermined wavelength band other than a preset excitation light wavelength band are parameters of the optical film thickness of each optical film. The first error between the theoretical value expressed as and the target wavelength characteristic value in the corresponding predetermined wavelength band, and the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic value in the pumping light wavelength band are in the pumping light wavelength band. When it is larger than the maximum permissible transmittance, the wavelength characteristic in the pumping light wavelength band is a theoretical value representing the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding pumping light wavelength band. So that the error of 2 and
A multilayer optical filter, wherein the optical film thickness of each optical film is designed by using fitting with a predetermined optical film thickness as an initial value.
性値に対応する透過率が当該励起光波長帯域において許
容される最大透過率よりも小さい場合に、前記励起光波
長帯域における波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパ
ラメータとして表す理論値および対応する励起光波長帯
域における目標波長特性間の第2の誤差を0としたこと
を特徴とする請求項7記載の多層膜光学フィルタ。8. When the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic value in the pumping light wavelength band is smaller than the maximum transmittance allowed in the pumping light wavelength band, the wavelength characteristics in the pumping light wavelength band are set to the respective ones. 8. The multilayer optical filter according to claim 7, wherein the second error between the theoretical value representing the optical film thickness of the optical film as a parameter and the target wavelength characteristic in the corresponding pumping light wavelength band is set to zero.
学フィルタの光学膜厚を設計する膜厚設計装置であっ
て、 予め設定された利得等化用波長帯域における所定の波長
特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとして表す
理論値および対応する利得等化用波長帯域における目標
となる波長特性値間の第1の誤差を算出する手段と、 前記利得等化用波長帯域以外の励起光波長帯域における
波長特性を当該各光学膜の光学膜厚をパラメータとして
表す理論値および対応する励起光波長帯域における目標
となる波長特性値間の第2の誤差を算出する手段と、 算出された第1および第2の誤差がそれぞれ小さくなる
ように、前記各光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を
初期値とするフィッティングを用いて設計する手段とを
備えたことを特徴とする多層膜光学フィルタの膜厚設計
装置。9. A film thickness designing device for designing an optical film thickness of a multilayer optical filter comprising a plurality of optical films laminated, wherein a predetermined wavelength characteristic in a preset wavelength band for gain equalization is set. Means for calculating a first error between the theoretical value representing the optical film thickness of each optical film as a parameter and the target wavelength characteristic value in the corresponding gain equalization wavelength band, and means other than the gain equalization wavelength band Means for calculating a wavelength characteristic in the excitation light wavelength band, a second error between a theoretical value representing the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding excitation light wavelength band, And a means for designing the optical film thickness of each of the optical films by using fitting with an initial value of a predetermined optical film thickness so that the first and second errors become smaller. Device for designing film thickness of multilayer optical filter.
光学フィルタにおける各光学層の光学膜厚を設計する膜
厚設計装置であって、 予め設定された励起光波長帯域以外の所定の波長帯域に
おける波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータ
として表す理論値および対応する所定の波長帯域におけ
る目標となる波長特性値間の第1の誤差を算出する手段
と、 前記励起光波長帯域における目標となる波長特性値に対
応する透過率が当該励起光波長帯域において最低限必要
な透過率よりも小さい場合に、前記励起光波長帯域にお
ける波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータと
して表す理論値および対応する励起光波長帯域における
波長特性値間の第2の誤差を算出する手段と、 算出された第1および第2の誤差がそれぞれ小さくなる
ように、前記各光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を
初期値とするフィッティングを用いて設計する手段とを
備えたことを特徴とする多層膜光学フィルタの膜厚設計
装置。10. A film thickness designing device for designing an optical film thickness of each optical layer in a multilayer optical filter formed by laminating a plurality of optical films, the device having a predetermined wavelength other than a preset excitation light wavelength band. Means for calculating a first error between a theoretical value representing the wavelength characteristic in the band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding predetermined wavelength band; and the pumping light wavelength band. In the case where the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic value in is smaller than the minimum required transmittance in the excitation light wavelength band, the wavelength characteristics in the excitation light wavelength band are parameterized by the optical film thickness of each optical film. Means for calculating the second error between the theoretical value expressed as and the wavelength characteristic value in the corresponding pumping light wavelength band, and the calculated first and second errors are reduced respectively. As described above, the film thickness designing apparatus for a multilayer optical filter, comprising: means for designing the optical film thickness of each optical film by using fitting having a predetermined optical film thickness as an initial value.
における目標波長特性値に対応する透過率が当該励起光
波長帯域において最低限必要な透過率よりも大きい場合
に、前記励起光波長帯域における波長特性を前記各光学
膜の光学膜厚をパラメータとして表す理論値および対応
する励起光波長帯域における目標波長特性値間の第2の
誤差を0とする手段を備えたことを特徴とする請求項1
0記載の多層膜光学フィルタの膜厚設計装置。11. The design means, in the case where the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic value in the pumping light wavelength band is higher than the minimum required transmittance in the pumping light wavelength band, in the pumping light wavelength band. A means for setting a second error between a theoretical value representing the wavelength characteristic using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding pumping light wavelength band to be 0. 1
0. A film thickness designing apparatus for a multilayer optical filter according to 0.
光学フィルタにおける各光学層の光学膜厚を設計する膜
厚設計装置であって、 予め設定された励起光波長帯域以外の所定の波長帯域に
おける波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータ
として表す理論値および対応する所定の波長帯域におけ
る目標となる波長特性値間の第1の誤差を算出する手段
と、 前記励起光波長帯域における目標となる波長特性に対応
する透過率が当該励起光波長帯域において許容される最
大透過率よりも大きい場合に、前記励起光波長帯域にお
ける波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータと
して表す理論値および対応する励起光波長帯域における
目標波長特性値間の第2の誤差を算出する手段と、 算出された第1および第2の誤差がそれぞれ小さくなる
ように、前記各光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を
初期値とするフィッティングを用いて設計する設計手段
とを備えたことを特徴とする多層膜光学フィルタの膜厚
設計装置。12. A film thickness designing device for designing an optical film thickness of each optical layer in a multilayer optical filter formed by laminating a plurality of optical films, the device having a predetermined wavelength other than a preset excitation light wavelength band. Means for calculating a first error between a theoretical value representing the wavelength characteristic in the band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding predetermined wavelength band; and the pumping light wavelength band. When the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic in is larger than the maximum transmittance allowed in the excitation light wavelength band, the wavelength characteristic in the excitation light wavelength band is set with the optical film thickness of each optical film as a parameter. Means for calculating a second error between the theoretical value represented and the target wavelength characteristic value in the corresponding pumping light wavelength band, and the calculated first and second errors are small. As described above, the optical film thickness designing device for designing the optical film thickness of each optical film by using fitting having a predetermined optical film thickness as an initial value. .
における目標波長特性値に対応する透過率が当該励起光
波長帯域において許容される最大透過率よりも小さい場
合に、前記励起光波長帯域における波長特性を前記各光
学膜の光学膜厚をパラメータとして表す理論値および対
応する励起光波長帯域における目標波長特性間の第2の
誤差を0とする手段を備えたことを特徴とする請求項1
2記載の多層膜光学フィルタの膜厚設計装置。13. The design means, in the pumping light wavelength band, when the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic value in the pumping light wavelength band is smaller than the maximum transmittance allowed in the pumping light wavelength band. 2. A means for setting a second error between the theoretical value representing the wavelength characteristic using the optical film thickness of each optical film as a parameter and the target wavelength characteristic in the corresponding pumping light wavelength band to be 0.
2. A film thickness designing apparatus for a multilayer optical filter according to 2.
光学フィルタにおける各光学層の光学膜厚を設計するた
めのコンピュータが実行可能なプログラムであって、 コンピュータを、予め設定された利得等化用波長帯域に
おける所定の波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラ
メータとして表す理論値および対応する利得等化用波長
帯域における目標となる波長特性値間の第1の誤差を算
出する手段と、 前記利得等化用波長帯域以外の励起光波長帯域における
波長特性を当該各光学膜の光学膜厚をパラメータとして
表す理論値および対応する励起光波長帯域における目標
となる波長特性値間の第2の誤差を算出する手段と、 算出された第1および第2の誤差がそれぞれ小さくなる
ように、前記各光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を
初期値とするフィッティングを用いて設計する手段とし
て機能させることを特徴とするプログラム。14. A computer-executable program for designing an optical film thickness of each optical layer in a multilayer optical filter formed by laminating a plurality of optical films, the computer comprising a preset gain and the like. Means for calculating a first error between a theoretical value representing a predetermined wavelength characteristic in the wavelength band for equalization using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding wavelength band for gain equalization. And a theoretical value representing the wavelength characteristic in the pumping light wavelength band other than the gain equalizing wavelength band as the optical film thickness of each optical film and a target wavelength characteristic value in the corresponding pumping light wavelength band. 2 means for calculating an error, and an optical film thickness of each of the optical films is set to an initial value of a predetermined optical film thickness so that the calculated first and second errors become smaller. A program characterized by causing it to function as a means for designing using fitting.
光学フィルタにおける各光学層の光学膜厚を設計するた
めのコンピュータが実行可能なプログラムであって、 コンピュータを、予め設定された励起光波長帯域以外の
所定の波長帯域における波長特性を前記各光学膜の光学
膜厚をパラメータとして表す理論値および対応する所定
の波長帯域における目標となる波長特性値間の第1の誤
差を算出する手段と、 前記励起光波長帯域における目標となる波長特性値に対
応する透過率が当該励起光波長帯域において最低限必要
な透過率よりも小さい場合に、前記励起光波長帯域にお
ける波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータと
して表す理論値および対応する励起光波長帯域における
波長特性値間の第2の誤差を算出する手段と、 算出された第1および第2の誤差がそれぞれ小さくなる
ように、前記各光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を
初期値とするフィッティングを用いて設計する手段とし
て機能させることを特徴とするプログラム。15. A computer-executable program for designing an optical film thickness of each optical layer in a multilayer optical filter comprising a plurality of optical films laminated, wherein the computer sets a preset excitation light. A means for calculating a first error between a theoretical value representing the wavelength characteristic in a predetermined wavelength band other than the wavelength band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding predetermined wavelength band. When the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic value in the pumping light wavelength band is smaller than the minimum required transmittance in the pumping light wavelength band, the wavelength characteristic in the pumping light wavelength band is set to each of the optical values. Means for calculating a second error between the theoretical value representing the optical film thickness of the film as a parameter and the wavelength characteristic value in the corresponding pumping light wavelength band; The optical film thickness of each of the optical films is made to function as a means for designing using a fitting having an initial value of a predetermined optical film thickness so that the respective first and second errors are reduced. Program to do.
における目標波長特性値に対応する透過率が当該励起光
波長帯域において最低限必要な透過率よりも大きい場合
に、前記励起光波長帯域における波長特性を前記各光学
膜の光学膜厚をパラメータとして表す理論値および対応
する励起光波長帯域における目標波長特性値間の第2の
誤差を0とする手段を備えたことを特徴とする請求項1
5記載のプログラム。16. The pumping light wavelength band in the pumping light wavelength band when the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic value in the pumping light wavelength band is higher than the minimum required transmittance in the pumping light wavelength band. A means for setting a second error between a theoretical value representing the wavelength characteristic using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding pumping light wavelength band to be 0. 1
The program described in 5.
光学フィルタにおける各光学層の光学膜厚を設計するた
めのコンピュータが実行可能なプログラムであって、 コンピュータを、予め設定された励起光波長帯域以外の
所定の波長帯域における波長特性を前記各光学膜の光学
膜厚をパラメータとして表す理論値および対応する所定
の波長帯域における目標となる波長特性値間の第1の誤
差を算出する手段と、 前記励起光波長帯域における目標となる波長特性に対応
する透過率が当該励起光波長帯域において許容される最
大透過率よりも大きい場合に、前記励起光波長帯域にお
ける波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータと
して表す理論値および対応する励起光波長帯域における
目標波長特性値間の第2の誤差を算出する手段と、 算出された第1および第2の誤差がそれぞれ小さくなる
ように、前記各光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を
初期値とするフィッティングを用いて設計する手段とし
て機能させることを特徴とするプログラム。17. A computer-executable program for designing an optical film thickness of each optical layer in a multilayer optical filter comprising a plurality of optical films laminated, the computer comprising: A means for calculating a first error between a theoretical value representing the wavelength characteristic in a predetermined wavelength band other than the wavelength band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding predetermined wavelength band. When the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic in the pumping light wavelength band is larger than the maximum transmittance allowed in the pumping light wavelength band, the wavelength characteristics in the pumping light wavelength band are set to the respective optical films. A means for calculating a second error between the theoretical value representing the optical film thickness of as a parameter and the target wavelength characteristic value in the corresponding pumping light wavelength band; It is characterized in that it functions as a means for designing the optical film thickness of each of the optical films by using a fitting whose initial value is a predetermined optical film thickness so that the first and second errors that have been produced are reduced. And the program.
における目標波長特性値に対応する透過率が当該励起光
波長帯域において許容される最大透過率よりも小さい場
合に、前記励起光波長帯域における波長特性を前記各光
学膜の光学膜厚をパラメータとして表す理論値および対
応する励起光波長帯域における目標波長特性間の第2の
誤差を0とする手段を備えたことを特徴とする請求項1
7記載のプログラム。18. The design means, in the pumping light wavelength band, when the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic value in the pumping light wavelength band is smaller than the maximum transmittance allowed in the pumping light wavelength band. 2. A means for setting a second error between the theoretical value representing the wavelength characteristic using the optical film thickness of each optical film as a parameter and the target wavelength characteristic in the corresponding pumping light wavelength band to be 0.
7. The program described in 7.
有し、信号光を増幅するための希土類元素ドープファイ
バと、前記希土類元素ドープファイバを励起させるため
の励起光を発生する励起光源と、前記励起光源により発
生された励起光を前記信号光と合波させ、当該励起光を
前記希土類元素ドープファイバに対して出射する合波器
と、前記合波器からの励起光出射側および前記信号光下
流側に配置された請求項1記載の多層膜フィルタとを備
えたことを特徴とする光増幅器。19. A rare-earth-element-doped fiber for amplifying signal light, a pumping light source for generating pumping light for pumping the rare-earth-element-doped fiber, and the pumping. A multiplexer that combines the excitation light generated by a light source with the signal light and emits the excitation light to the rare earth element-doped fiber, and a pumping light emission side from the multiplexer and the signal light downstream. An optical amplifier comprising the multilayer film filter according to claim 1 disposed on the side.
光を伝送する波長多重光伝送システムであって、 前記複数の信号光を光伝送路に対して送信する光送信器
と、前記光送信器から送信され前記光伝送路を介して伝
送される複数の信号光を一括して増幅する請求項19記
載の光増幅器と、前記光増幅器を介して増幅され前記光
伝送路を介して伝送される複数の信号光を受信する光受
信器とを備えたことを特徴とする波長多重光伝送システ
ム。20. A wavelength division multiplexing optical transmission system for transmitting a plurality of signal lights having mutually different wavelengths, the optical transmitter transmitting the plurality of signal lights to an optical transmission line, and the optical transmitter. 20. An optical amplifier according to claim 19, which collectively amplifies a plurality of signal lights transmitted and transmitted via the optical transmission line, and a plurality of optical amplifiers amplified via the optical amplifier and transmitted via the optical transmission line. And a light receiver for receiving the signal light of the wavelength division multiplexing optical transmission system.
光学フィルタにおける各光学層の光学膜厚を設計する膜
厚設計方法であって、 予め設定された利得等化用波長帯域における所定の波長
特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとして表す
理論値および対応する利得等化用波長帯域における目標
となる波長特性値間の第1の誤差を算出するステップ
と、 前記利得等化用波長帯域以外の励起光波長帯域における
波長特性を当該各光学膜の光学膜厚をパラメータとして
表す理論値および対応する励起光波長帯域における目標
となる波長特性値間の第2の誤差を算出するステップ
と、 算出された第1および第2の誤差がそれぞれ小さくなる
ように、前記各光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を
初期値とするフィッティングを用いて設計するステップ
とを備えたことを特徴とする多層膜光学フィルタの膜厚
設計方法。21. A film thickness designing method for designing an optical film thickness of each optical layer in a multilayer optical filter formed by laminating a plurality of optical films, the method comprising: Calculating a first error between a theoretical value representing the wavelength characteristic with the optical film thickness of each of the optical films as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding gain equalizing wavelength band; A step of calculating a second error between a theoretical value representing the wavelength characteristic in the pumping light wavelength band other than the wavelength band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding pumping light wavelength band. And designing the optical film thickness of each optical film by using fitting with an initial value of a predetermined optical film thickness so that the calculated first and second errors are reduced respectively. A method of designing a film thickness of a multilayer optical filter, comprising:
光学フィルタにおける各光学層の光学膜厚を設計する膜
厚設計方法であって、 予め設定された励起光波長帯域以外の所定の波長帯域に
おける波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータ
として表す理論値および対応する所定の波長帯域におけ
る目標となる波長特性値間の第1の誤差を算出するステ
ップと、 前記励起光波長帯域における目標となる波長特性値に対
応する透過率が当該励起光波長帯域において最低限必要
な透過率よりも小さい場合に、前記励起光波長帯域にお
ける波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータと
して表す理論値および対応する励起光波長帯域における
目標波長特性間の第2の誤差を算出するステップと、 算出された第1および第2の誤差がそれぞれ小さくなる
ように、前記各光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を
初期値とするフィッティングを用いて設計するステップ
とを備えたことを特徴とする多層膜光学フィルタの膜厚
設計方法。22. A film thickness designing method for designing an optical film thickness of each optical layer in a multilayer optical filter formed by laminating a plurality of optical films, the method having a predetermined wavelength other than a preset excitation light wavelength band. Calculating a first error between a theoretical value representing the wavelength characteristic in the band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding predetermined wavelength band; and the pumping light wavelength band. In the case where the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic value in is smaller than the minimum required transmittance in the excitation light wavelength band, the wavelength characteristics in the excitation light wavelength band are parameterized by the optical film thickness of each optical film. And a step of calculating a second error between the target wavelength characteristics in the corresponding pump light wavelength band and the calculated first and second errors, respectively. And a step of designing the optical film thickness of each of the optical films so that the optical film thickness becomes smaller, using a fitting having a predetermined optical film thickness as an initial value. .
帯域における目標波長特性値に対応する透過率が当該励
起光波長帯域において最低限必要な透過率よりも大きい
場合に、前記励起光波長帯域における波長特性を前記各
光学膜の光学膜厚をパラメータとして表す理論値および
対応する励起光波長帯域における目標波長特性値間の第
2の誤差を0とするステップを備えたことを特徴とする
請求項22記載の多層膜光学フィルタの膜厚設計方法。23. In the designing step, when the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic value in the pumping light wavelength band is higher than the minimum required transmittance in the pumping light wavelength band, the designing step in the pumping light wavelength band is performed. 7. A step of setting the second error between the theoretical value representing the wavelength characteristic using the optical film thickness of each optical film as a parameter and the target wavelength characteristic value in the corresponding pumping light wavelength band to 0. 22. A method for designing a film thickness of a multilayer optical filter according to 22.
光学フィルタにおける各光学層の光学膜厚を設計する膜
厚設計方法であって、 予め設定された励起光波長帯域以外の所定の波長帯域に
おける波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータ
として表す理論値および対応する所定の波長帯域におけ
る目標となる波長特性値間の第1の誤差を算出するステ
ップと、 前記励起光波長帯域における目標となる波長特性に対応
する透過率が当該励起光波長帯域において許容される最
大透過率よりも大きい場合に、前記励起光波長帯域にお
ける波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータと
して表す理論値および対応する励起光波長帯域における
目標波長特性値間の第2の誤差を算出するステップと、 算出された第1および第2の誤差がそれぞれ小さくなる
ように、前記各光学膜の光学膜厚を、所定の光学膜厚を
初期値とするフィッティングを用いて設計するステップ
とを備えたことを特徴とする多層膜光学フィルタの膜厚
設計方法。24. A film thickness designing method for designing an optical film thickness of each optical layer in a multilayer optical filter formed by laminating a plurality of optical films, the predetermined wavelength other than a preset excitation light wavelength band. Calculating a first error between a theoretical value representing the wavelength characteristic in the band using the optical film thickness of each optical film as a parameter and a target wavelength characteristic value in the corresponding predetermined wavelength band; and the pumping light wavelength band. When the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic in is larger than the maximum transmittance allowed in the excitation light wavelength band, the wavelength characteristic in the excitation light wavelength band is set with the optical film thickness of each optical film as a parameter. Calculating a second error between the theoretical value represented and the target wavelength characteristic value in the corresponding pumping light wavelength band; and calculating the first and second errors respectively. And a step of designing the optical film thickness of each of the optical films by using fitting having a predetermined optical film thickness as an initial value so as to be smaller. Method.
帯域における目標波長特性値に対応する透過率が当該励
起光波長帯域において許容される最大透過率よりも小さ
い場合に、前記励起光波長帯域における波長特性を前記
各光学膜の光学膜厚をパラメータとして表す理論値およ
び対応する励起光波長帯域における目標波長特性間の第
2の誤差を0とするステップを備えたことを特徴とする
請求項24記載の多層膜光学フィルタの膜厚設計方法。25. In the designing step, when the transmittance corresponding to the target wavelength characteristic value in the pumping light wavelength band is smaller than the maximum transmittance allowed in the pumping light wavelength band, the designing step in the pumping light wavelength band is performed. 25. The step of setting the second error between the theoretical value representing the wavelength characteristic using the optical film thickness of each of the optical films as a parameter and the target wavelength characteristic in the corresponding pumping light wavelength band to 0, 25. A method for designing a film thickness of the multilayer optical filter described.
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JP2012221970A (en) * | 2011-04-04 | 2012-11-12 | Fujitsu Ltd | Optical amplifier, control method of optical amplifier, optical receiving station and optical transmission system |
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