JP6142429B2 - エタロン及びエタロン装置 - Google Patents
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Description
このエタロンは、キューブ状に形成されたソリッド型と平行平板となる透明部材の間に環状体を接合して構成されるエアギャップ型とがある。
これらエタロンは、光学機器において、光が通過する経路内に設けられており、光の進行方向とエタロンの長さ方向とを一致させて用いられる(例えば、特許文献1参照)。このようなエアギャップ型のエタロンは、透過波形の調整を行う必要がある。一般的に、この透過波形の調整は、光の入射角度や温度を調整することで行なわれる。
例えば、光の入射角度で透過波形の調整を行う場合は、光が垂直入射する場合と比べて消光比が低下することがあった。また、光の入射角度の変更は、透過波形の変化が大きくなるため、調整の工程が多くなる傾向がある。そのため、多くの手間と多くのコストを要する状態となる。
また、例えば、温度で透過波形の調整を行う場合は、エタロン用のヒーターなどの温度調節装置を用いることが想定されるが、エタロン以外の電子部品用の温度調節装置が存在すると、エタロンを所定の温度にすることが困難となる恐れがある。
本発明の第一の実施形態に係るエタロン10は、図1(a)及び(b)に示すように、2つ一対の透明部材11、圧電部材12、外部接続端子13で主に構成されている。
なお、透明部材11は、ウエッジ形状に形成されていても良い。ウエッジ形状に形成されたこの透明部材11は、11a面が11b面に対して傾斜した構成となっている。このように透明部材11を構成すると、11a面からの不要な反射を防ぐことが出来る。
また、これら透明部材11の少なくとも1つの側面には、後述する外部接続端子13が設けられている。
なお、反射防止膜11aは、例えば、従来周知の蒸着により透明部材の他方の主面に設けられる。また、反射膜11bは、例えば、従来周知の蒸着により透明部材11の一方の主面に設けられる。
この反射膜11bの上に環状に金属膜11cが設けられる。よって、透明部材11の圧電部材12側を向く面には金属膜11cが設けられた状態となる。この金属膜11cは、例えば、下地金属膜がクロム、主金属膜が金で構成されており、フォトリソグラフィ技術とスパッタ技術や蒸着技術で環状に設けることができる。
この外部接続端子13は、例えば、下地金属膜と主金属膜とで構成される。この外部接続端子13として、例えば下地金属膜としてクロムが用いられ、この下地金属膜の上に例えば金(Au)を設けて構成される。
このような外部接続端子13は、例えば、2つ一対の透明部材11と圧電部材12とを接合した後にフォトリソグラフィ技術とスパッタ技術や蒸着技術を用いて設けることができる。
なお、外部接続端子13は、圧電部材12の伸び又は縮みを阻害しないように、圧電部材12にかからないように設けられる。
例えば、ウェットエッチングを用いて貫通部を形成する場合は、圧電部材となる圧電ウェハの表面にレジストを設け、所定のパターンで露光し、現像を行って圧電ウェハの表面を露出させ、圧電ウェハの露出した部分をウェットエッチングで除去して貫通部を形成する。なお、ドリルなどの穿孔により貫通部を設けても良い。
透過波形を調整するためには、屈折率かエタロン10の共振器長を変化させる必要がる。この共振器長の変化は、圧電部材12の歪の変化に関係している。この歪とは、圧電部材12を伸ばして共振器長を長く又は短くすることである(図4参照)。この歪が大きくなることで透過波形の調整の幅を大きくすることができる。
計算式は、以下の式1で示す。
S=s×T+d×E (式1)
式1より、小さい電界Eで歪みを大きくするためには、圧電定数を大きくすればよい。したがって、図2より±10°以内の範囲が透過波形の調整の幅を大きくすることができる範囲となる。
また、この歪は、圧電部材12の両端面に設けた金属膜12aに電圧を印加することで逆圧電現象により起き、圧電部材12を中心軸線C(図1(b)参照)に沿って伸ばすことができる。また電圧の印加を止めると伸びた状態が解放されて縮み、元の状態に戻すことができる。
また、図4に示すように、電流の極性を切り替えることによって、伸びた状態と縮んだ状態との入れ替えを選択して行うことができる。
このカットアングル以外の角度の場合は、圧電部材12が伸びにくくなり透過波形の調整の幅を大きくすることができなくなる。
例えば、2つ一対の透明部材11となる、例えばガラス板からなるそれぞれの透明部材ウェハ(図示せず)は、一方の主面に反射防止膜11aが設けられ、他方の主面に反射膜11bが設けられ、この反射膜11bに金属膜11cが設けられている。
つまり、透明部材11の金属膜11cと圧電部材12の金属膜12aとが重ねあわされた状態で、金属膜同士が接合した状態となっている。なお、この接合の際に加熱をしても良い。
これら個々のエタロン10を外部接続端子となる部分に、貫通穴が設けられた所定の治具に配置し、2つ一対のそれぞれの透明部材の側面に蒸着やスパッタなどで外部接続端子13を設ける。
これにより、本発明のエタロンを製造することができる。
本発明の第二の実施形態に係るエタロン装置101は、図5に示すように、本発明の第一の実施形態に係るエタロン10に係るエタロンが用いられ、エタロンの構成要素の1つである透明部材11の外周面に設けられた外部接続端子13に接続される可変電圧電源20を備えて主に構成される。
具体的には、+極性の配線を+X面に接続すると、圧電部材12は、X軸方向に縮むこととなる(図4(a)参照)。また、+極性の配線を−X面に接続するとX軸方向に伸びることとなる(図4(b)参照)。
このとき、エタロン10は、2つ一対の透明部材11のうち、一方の透明部材11を固定端とし、他方の透明部材11を自由端としている(図示せず)。これにより、圧電部材12の伸縮が阻害されるのを防ぐことができる。
本発明の第三の実施形態に係るエタロン装置102は、図6及び図7に示すように、第一の実施形態に係るエタロン10と可変電圧電源20との間に極性を入れ替えるスイッチ30を備えている点で第二の実施形態と異なる。
例えば、スイッチ30は、回転構造の切替機構を備えており、可変電圧電源20に接続している+極性の配線の端子をA1、−極性の配線の端子をA2とし、エタロン10の一方の外部接続端子13に接続される配線の端子をB1及びB2とし、エタロン10の他方の外部接続端子13に接続される配線の端子をC1及びC2とする。
ここで、同一円周上に各端子が位置しており、かつ、反時計回りに端子C1,A1,B1,の順に等間隔で配置されつつ、反時計回りに端子B2,A2,C2の順に等間隔で配置され、さらに、端子A1とA2,端子B1とB2,端子C1とC2が向かい合うように配置する。
したがって、このスイッチは、端子A1,A2に合わせた状態のときは通電を切った状態となる。
また、このスイッチ30は、時計回りに回転させると端子A1とC1とが接続しつつ、端子A2とB2が接続した状態となる。
さらに、このスイッチ30は、反時計回りに回転させると端子A1とB1とが接続しつつ端子A2とC2とが接続した状態となる。
これにより、可変電圧電源20に接続される+極性の配線と−極性の配線とを入れ替えてエタロン10に接続させることができる。
11 透明部材
11a 反射防止膜
11b 反射膜
11c 金属膜
12 圧電部材
12a 金属膜
13 外部接続端子
20 可変電圧電源
30 スイッチ
101,102 エタロン装置
Claims (4)
- 2つ一対の透明部材の間に環状の圧電部材が挟まれた状態で接合されて構成されるエタロンであって、
前記圧電部材側を向く主面に、前記透明部材側から順にクロムを下地とし前記クロムの上に金を形成してなる金属膜が設けられている平面視四角形の平板である前記透明部材と、
前記透明部材側を向く面に、前記圧電部材側から順にクロムを下地とし前記クロムの上に金を形成してなる金属膜が設けられている環状の前記圧電部材と、
前記エタロンの外周に露出する前記透明部材に設けられた前記金属膜と前記圧電部材に設けられた前記金属膜とを接続する外部接続端子とを備え、
前記外部接続端子が、前記エタロンの外周を構成する前記透明部材の側面の一つに設けられていることを特徴とするエタロン。 - 前記圧電部材が水晶であって、
水晶の結晶軸であるY軸を回転軸としてZ軸を基準に反時計回り方向を+方向とした場合、
前記圧電部材の前記透明部材側を向く面が、水晶の結晶軸であるX軸と垂直となる場合を0°とし、±10°の範囲で回転している
ことを特徴とする請求項1に記載のエタロン。 - 請求項1又は請求項2に記載のエタロンと、
前記エタロンの前記外部接続端子に接続される可変電圧電源と、
を備えて構成されることを特徴とするエタロン装置。 - 前記外部接続端子と前記可変電圧電源との間に極性を入れ替えるスイッチを備えて構成されることを特徴とする請求項3に記載のエタロン装置。
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