JP7039160B2 - 光検出装置 - Google Patents

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Description

本発明は、互いの距離が可変とされた第１ミラー及び第２ミラーを有するファブリペロー干渉フィルタを備える光検出装置に関する。
特許文献１には、ファブリペロー干渉計と、ファブリペロー干渉計を保持するホルダと、ホルダに取り付けられたペルチェ素子と、ファブリペロー干渉計、ホルダ及びペルチェ素子を収容する真空容器と、を備える、干渉計のエタロン部が記載されている。このエタロン部では、真空容器の光入射窓からファブリペロー干渉計を介して真空容器の光出射窓に至る光路に対して、ホルダの側方にペルチェ素子が取り付けられている。
特開平１－２５０８３４号公報
しかしながら、上述した構成では、ファブリペロー干渉計がペルチェ素子によって側方から冷却されるため、ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器がパッケージに収容されている場合、ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器が均一に冷却されないため、ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器が均一な温度に維持されないおそれがある。しかも、上述した構成では、真空容器の光入射窓近傍がペルチェ素子によって冷却されるため、ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器を収容するパッケージの開口に光透過部材が設けられている場合、光透過部材において結露が発生するおそれがある。
本発明は、パッケージ内に光を入射させるための光透過部材において結露や割れが発生するのを抑制しつつ、パッケージに収容されたファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器を均一な温度に維持することができる光検出装置を提供することを目的とする。
本発明の光検出装置は、互いの距離が可変とされた第１ミラー及び第２ミラーを有し、第１ミラーと第２ミラーとの距離に応じた光を透過させる光透過領域が所定のライン上に設けられたファブリペロー干渉フィルタと、ライン上においてファブリペロー干渉フィルタに対して一方の側に配置され、光透過領域を透過した光を検出する光検出器と、ライン上においてファブリペロー干渉フィルタに対して他方の側に位置する開口を有し、ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器を収容するパッケージと、開口を塞ぐようにパッケージに設けられた光透過部材と、ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器と熱的に接続されて吸熱領域及び発熱領域の一方として機能する第１領域を有する温度調節素子と、を備え、第１領域は、少なくともライン上において光検出器に対して一方の側に位置している。
この光検出装置では、吸熱領域及び発熱領域の一方として機能する温度調節素子の第１領域が少なくともライン上において光検出器に対して一方の側に位置している。これにより、例えば、ラインに対してファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器の側方に温度調節素子の第１領域が位置している場合に比べ、ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器が均一な温度に維持される。更に、少なくともライン上においては、光透過部材と温度調節素子の第１領域との間にファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器が配置されている。これにより、光透過部材が過度に冷却されて光透過部材の温度と外気温（光検出装置の使用環境温度）との差が大きくなることに起因する光透過部材における結露の発生が抑制される。また、光透過部材が過度に加熱されて光透過部材の温度と外気温との差が大きくなることに起因する光透過部材における割れの発生が抑制される。よって、この光検出装置によれば、パッケージ内に光を入射させるための光透過部材において結露や割れが発生するのを抑制しつつ、パッケージに収容されたファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器を均一な温度に維持することができる。
本発明の光検出装置では、ラインに平行な方向から見た場合に、開口の外縁は、ファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも内側に位置しており、温度調節素子は、パッケージと熱的に接続されて吸熱領域及び発熱領域の他方として機能する第２領域を有してもよい。この構成では、例えば、開口の外縁がファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置している場合に比べ、吸熱領域及び発熱領域の他方として機能する温度調節素子の第２領域と光透過部材との間で、パッケージを介して熱が伝わり易い。よって、この構成によれば、光透過部材において結露や割れが発生するのをより確実に抑制することができる。
本発明の光検出装置では、ラインに平行な方向から見た場合に、光透過部材の外縁は、ファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置していてもよい。この構成では、例えば、光透過部材の外縁がファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも内側に位置している場合に比べ、光透過部材とパッケージとの接触面積が増えて、光透過部材とパッケージとの間で熱が伝わり易い。よって、この構成によれば、光透過部材において結露や割れが発生するのをより確実に抑制することができる。
本発明の光検出装置では、温度調節素子は、パッケージ内に配置されており、光検出器は、温度調節素子上に配置されており、ファブリペロー干渉フィルタは、光検出器が温度調節素子とファブリペロー干渉フィルタとの間に位置するように温度調節素子上に配置されていてもよい。この構成によれば、小型且つ簡易な構成で効率良く、ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器を均一な温度に維持することができる。
本発明の光検出装置は、ファブリペロー干渉フィルタの底面のうち光透過領域の外側の部分を支持する支持部材と、ファブリペロー干渉フィルタの側面、及び支持部材と接触する熱伝導部材と、を更に備えてもよい。この構成では、例えば、ファブリペロー干渉フィルタの側面、及び支持部材と接触する熱伝導部材が設けられていない場合に比べ、ファブリペロー干渉フィルタと温度調節素子の第１領域との間で、支持部材を介して熱が伝わり易い。よって、この構成によれば、効率良く、ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器を均一な温度に維持することができる。
本発明の光検出装置では、熱伝導部材は、ファブリペロー干渉フィルタと支持部材とを接着する接着部材であってもよい。この構成によれば、支持部材上におけるファブリペロー干渉フィルタの保持状態を安定させることができる。
本発明の光検出装置では、支持部材は、ファブリペロー干渉フィルタの底面のうち光透過領域の外側の部分が載置された載置面を有し、ファブリペロー干渉フィルタの側面の少なくとも一部は、載置面の一部が側面の外側に配置されるように、載置面上に位置しており、熱伝導部材は、側面、及び載置面の一部によって形成された隅部に配置され、側面、及び載置面の一部のそれぞれと接触していてもよい。この構成によれば、より効率良く、ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器を均一な温度に維持することができると共に、支持部材上におけるファブリペロー干渉フィルタの保持状態をより確実に安定させることができる。
本発明の光検出装置では、温度調節素子は、パッケージの壁部に埋設されていてもよい。この構成によれば、パッケージ内の空間の体積を小さくすることができ、その結果、より効率良く、ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器を均一な温度に維持することができる。
本発明によれば、パッケージ内に光を入射させるための光透過部材において結露や割れが発生するのを抑制しつつ、パッケージに収容されたファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器を均一な温度に維持することができる光検出装置を提供することが可能となる。
第１実施形態の光検出装置の断面図である。 図１の光検出装置の平面図である。 図１の光検出装置のうち、ファブリペロー干渉フィルタ、支持部材及び熱伝導部材を含む部分の平面図である。 図１の光検出装置のファブリペロー干渉フィルタの斜視図である。 図４のV－V線に沿ってのファブリペロー干渉フィルタの断面図である。 第２実施形態の光検出装置の断面図である。 第２実施形態の光検出装置の変形例の断面図である。 第２実施形態の光検出装置の変形例の断面図である。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する部分を省略する。
［第１実施形態］
［光検出装置の構成］
図１に示されるように、光検出装置１Ａは、パッケージ２を備えている。パッケージ２は、ステム３と、キャップ４と、を有するＣＡＮパッケージである。キャップ４は、側壁５及び天壁６によって一体的に構成されている。天壁６は、直線である所定のラインＬに平行な方向においてステム３と対向している。ステム３及びキャップ４は、例えば金属からなり、互いに気密に接合されている。
ステム３の内面３ａには、温度調節素子５０が固定されている。温度調節素子５０は、例えばペルチェ素子であり、ラインＬに平行な方向において互いに対向する吸熱領域５０ａ及び発熱領域５０ｂを有している。温度調節素子５０は、ステム３の内面３ａ側に発熱領域５０ｂが位置し且つその反対側に吸熱領域５０ａが位置するように、パッケージ２内に配置されている。これにより、温度調節素子５０の発熱領域５０ｂは、パッケージ２と熱的に接続されている。
温度調節素子５０の吸熱領域５０ａ上には、配線基板７が固定されている。配線基板７の基板材料としては、例えば、シリコン、セラミック、石英、ガラス、プラスチック等を用いることができる。配線基板７には、光検出器８、及びサーミスタ等の温度補償用素子（図示省略）が実装されている。これにより、温度調節素子５０の吸熱領域５０ａは、配線基板７を介して、光検出器８及び温度補償用素子（図示省略）と熱的に接続されている。
光検出器８は、ラインＬ上に配置されている。より具体的には、光検出器８は、その受光部の中心線がラインＬに一致するように配置されている。光検出器８は、例えば、ＩｎＧａＡｓ等が用いられた量子型センサ、サーモパイル又はボロメータ等が用いられた熱型センサ等の赤外線検出器である。紫外、可視、近赤外の各波長域の光を検出する場合には、光検出器８として、例えば、シリコンフォトダイオード等を用いることができる。なお、光検出器８には、１つの受光部が設けられていてもよいし、或いは、複数の受光部がアレイ状に設けられていてもよい。更に、複数の光検出器８が配線基板７に実装されていてもよい。
配線基板７上には、複数の支持部材９が熱伝導部材（図示省略）を介して固定されている。各支持部材９の材料としては、例えば、シリコン、セラミック、石英、ガラス、プラスチック等を用いることができる。複数の支持部材９上には、ファブリペロー干渉フィルタ１０が熱伝導部材１５を介して固定されている。これにより、温度調節素子５０の吸熱領域５０ａは、配線基板７、上記熱伝導部材（図示省略）、複数の支持部材９、及び熱伝導部材１５を介して、ファブリペロー干渉フィルタ１０と熱的に接続されている。
熱伝導部材１５は、ファブリペロー干渉フィルタ１０から支持部材９に熱を伝える熱伝導部材であることに加え、ファブリペロー干渉フィルタ１０と支持部材９とを接着する接着部材でもある。同様に、配線基板７と各支持部材９との間に配置された熱伝導部材（図示省略）は、各支持部材９から配線基板７に熱を伝える熱伝導部材であることに加え、各支持部材９と配線基板７とを接着する接着部材でもある。熱伝導部材１５及び上記熱伝導部材（図示省略）の材料としては、例えば樹脂材料（例えば、シリコーン系、ウレタン系、エポキシ系、アクリル系、ハイブリッド等の樹脂材料であって、導電性であっても或いは非導電性であってもよい）を用いることができる。
ファブリペロー干渉フィルタ１０は、ラインＬ上に配置されている。より具体的には、ファブリペロー干渉フィルタ１０は、その光透過領域１０ａの中心線がラインＬに一致するように配置されている。なお、ファブリペロー干渉フィルタ１０は、複数の支持部材９によってではなく、１つの支持部材９によって支持されていてもよい。また、ファブリペロー干渉フィルタ１０は、配線基板７に一体的に構成された支持部材９によって支持されていてもよい。
ステム３には、複数のリードピン１１が固定されている。より具体的には、各リードピン１１は、ステム３との間の電気的な絶縁性及び気密性が維持された状態で、ステム３を貫通している。各リードピン１１には、配線基板７に設けられた電極パッド、温度調節素子５０の端子、光検出器８の端子、温度補償用素子の端子、及びファブリペロー干渉フィルタ１０の端子のそれぞれが、ワイヤ１２によって電気的に接続されている。これにより、温度調節素子５０、光検出器８、温度補償用素子、及びファブリペロー干渉フィルタ１０のそれぞれに対する電気信号の入出力等が可能である。
パッケージ２には、開口２ａが設けられている。より具体的には、開口２ａは、その中心線がラインＬに一致するようにキャップ４の天壁６に設けられている。天壁６の内面６ａには、開口２ａを塞ぐように光透過部材１３が配置されている。つまり、光透過部材１３は、開口２ａを塞ぐようにパッケージ２に設けられている。光透過部材１３は、天壁６の内面６ａに気密に接合されている。光透過部材１３は、少なくとも光検出装置１Ａの測定波長範囲の光を透過させる。光透過部材１３は、ラインＬに平行な方向において互いに対向する光入射面１３ａ及び光出射面１３ｂ、並びに側面１３ｃを含む板状の部材である。光透過部材１３は、例えば、ガラス、石英、シリコン、ゲルマニウム、プラスチック等からなる。光透過部材１３は、パッケージ２を構成する材料に比べ、熱伝導率の低い材料からなる。
光透過部材１３の光出射面１３ｂには、バンドパスフィルタ１４が設けられている。バンドパスフィルタ１４は、例えば、蒸着、貼り付け等によって、光透過部材１３の光出射面１３ｂに配置されている。バンドパスフィルタ１４は、光検出装置１Ａの測定波長範囲の光を選択的に透過させる。バンドパスフィルタ１４は、例えば、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５等の高屈折材料と、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２等の低屈折材料との組合せからなる誘電体多層膜である。
光検出装置１Ａでは、パッケージ２は、温度調節素子５０、配線基板７、光検出器８、温度補償用素子（図示省略）、複数の支持部材９、熱伝導部材１５、及びファブリペロー干渉フィルタ１０を収容している。光検出器８は、配線基板７を介して温度調節素子５０の吸熱領域５０ａ上に配置されている。ファブリペロー干渉フィルタ１０は、光検出器８が温度調節素子５０とファブリペロー干渉フィルタ１０との間に位置するように、配線基板７、複数の支持部材９、及び熱伝導部材１５を介して、温度調節素子５０の吸熱領域５０ａ上に配置されている。
光検出器８は、ラインＬ上においてファブリペロー干渉フィルタ１０に対して一方の側（ここでは、ステム３側）に位置しており、温度調節素子５０の吸熱領域５０ａは、ラインＬ上において光検出器８に対して一方の側（ここでは、ステム３側）に位置している。パッケージ２の開口２ａ及び光透過部材１３は、ラインＬ上においてファブリペロー干渉フィルタ１０に対して他方の側（一方の側の反対側）（ここでは、ステム３の反対側）に位置している。なお、ファブリペロー干渉フィルタ１０と光透過部材１３とは、空隙を介して互いに離間している。
ラインＬに平行な方向から見た場合における各部の位置関係及び大小関係は、次のとおりである。図２に示されるように、光検出器８の受光部の中心線、ファブリペロー干渉フィルタ１０の光透過領域１０ａの中心線、及びパッケージ２の開口２ａの中心線は、ラインＬに一致している。ファブリペロー干渉フィルタ１０の光透過領域１０ａの外縁、及びパッケージ２の開口２ａの外縁は、例えば円形状である。光検出器８の外縁、及びファブリペロー干渉フィルタ１０の外縁は、例えば矩形状である。
ファブリペロー干渉フィルタ１０の光透過領域１０ａの外縁は、光検出器８の外縁よりも外側に位置している。パッケージ２の開口２ａの外縁は、ファブリペロー干渉フィルタ１０の光透過領域１０ａの外縁よりも外側に位置しており、且つファブリペロー干渉フィルタ１０の外縁よりも内側に位置している。光透過部材１３の外縁は、ファブリペロー干渉フィルタ１０の外縁よりも外側に位置している。温度調節素子５０の外縁は、ファブリペロー干渉フィルタ１０の外縁よりも外側に位置している。なお、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁よりも外側に位置している」とは、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁を包囲している」、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁を含んでいる」との意味である。また、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁よりも内側に位置している」とは、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁に包囲されている」、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁に含まれている」との意味である。
支持部材９、熱伝導部材１５及びファブリペロー干渉フィルタ１０の構成の詳細は、次のとおりである。図３に示されるように（図３では、温度調節素子５０、ワイヤ１２、ステム３等が省略されている）、ファブリペロー干渉フィルタ１０は、一対の支持部材９によって支持されている。一対の支持部材９は、ラインＬに平行な方向から見た場合に、ファブリペロー干渉フィルタ１０の光透過領域１０ａを挟んで互いに対向している。各支持部材９の載置面９ａには、ファブリペロー干渉フィルタ１０の底面１０ｂのうち、光透過領域１０ａの外側の部分であって且つファブリペロー干渉フィルタ１０の側面１０ｃの一部に沿った部分が載置されている。このように、支持部材９は、ファブリペロー干渉フィルタ１０の底面１０ｂのうち光透過領域１０ａの外側の部分を支持している。
ファブリペロー干渉フィルタ１０の側面１０ｃの一部は、各支持部材９の載置面９ａの一部が当該側面１０ｃの一部の外側（ラインＬに平行な方向から見た場合における当該側面１０ｃの一部の外側）に配置されるように、各支持部材９の載置面９ａ上に位置している。これにより、側面１０ｃの一部と各支持部材９の載置面９ａの一部（当該側面１０ｃの一部の外側の部分、すなわち、載置面９ａのうちファブリペロー干渉フィルタ１０が載置されていない部分）とで隅部Ｃが形成されている。
熱伝導部材１５は、隅部Ｃに沿うように、各支持部材９の載置面９ａに配置されている。各支持部材９の載置面９ａにおいて、熱伝導部材１５は、第１部分１５ａ及び第２部分１５ｂを含んでいる。第１部分１５ａは、隅部Ｃに沿って配置された部分である。第２部分１５ｂは、支持部材９の載置面９ａとファブリペロー干渉フィルタ１０の底面１０ｂとの間に配置された部分である。このように、熱伝導部材１５は、ファブリペロー干渉フィルタ１０の底面１０ｂの一部及び側面１０ｃの一部、並びに支持部材９の載置面９ａの一部のそれぞれと接触している。なお、第１部分１５ａは、後述するファブリペロー干渉フィルタ１０の基板２１の側面に至っている。
以上のように構成された光検出装置１Ａにおいては、図１に示されるように、外部から、パッケージ２の開口２ａ、光透過部材１３及びバンドパスフィルタ１４を介して、ファブリペロー干渉フィルタ１０の光透過領域１０ａに光が入射すると、所定の波長を有する光が選択的に透過させられる（詳細は後述する）。ファブリペロー干渉フィルタ１０の光透過領域１０ａを透過した光は、光検出器８の受光部に入射して、光検出器８によって検出される。
［ファブリペロー干渉フィルタの構成］
図４に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ１０では、第１ミラーと第２ミラーとの距離に応じた光を透過させる光透過領域１０ａがラインＬ上に設けられている。光透過領域１０ａにおいては、第１ミラーと第２ミラーとの距離が極めて精度良く制御される。つまり、光透過領域１０ａは、ファブリペロー干渉フィルタ１０のうち、所定の波長を有する光を選択的に透過させるために第１ミラーと第２ミラーとの距離を所定の距離に制御することが可能な領域であって、第１ミラーと第２ミラーとの距離に応じた所定の波長を有する光が透過可能な領域である。
図５に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ１０は、基板２１を備えている。基板２１の光入射側の表面２１ａには、反射防止層３１、第１積層体３２、中間層３３及び第２積層体３４がこの順序で積層されている。第１積層体３２と第２積層体３４との間には、枠状の中間層３３によって空隙（エアギャップ）Ｓが形成されている。基板２１は、例えば、シリコン、石英、ガラス等からなる。基板２１がシリコンからなる場合には、反射防止層３１及び中間層３３は、例えば、酸化シリコンからなる。中間層３３の厚さは、中心透過波長（すなわち、ファブリペロー干渉フィルタ１０が透過させ得る波長範囲の中心波長）の１／２の整数倍であることが好ましい。
第１積層体３２のうち光透過領域１０ａに対応する部分は、第１ミラー３５として機能する。第１ミラー３５は、反射防止層３１を介して基板２１に支持されている。第１積層体３２は、複数のポリシリコン層と複数の窒化シリコン層とが一層ずつ交互に積層されることで構成されている。第１ミラー３５を構成するポリシリコン層及び窒化シリコン層のそれぞれの光学厚さは、中心透過波長の１／４の整数倍であることが好ましい。なお、窒化シリコン層の代わりに酸化シリコン層が用いられてもよい。
第２積層体３４のうち光透過領域１０ａに対応する部分は、空隙Ｓを介して第１ミラー３５と対向する第２ミラー３６として機能する。第２ミラー３６は、反射防止層３１、第１積層体３２及び中間層３３を介して基板２１に支持されている。第２積層体３４は、複数のポリシリコン層と複数の窒化シリコン層とが一層ずつ交互に積層されることで構成されている。第２ミラー３６を構成するポリシリコン層及び窒化シリコン層のそれぞれの光学厚さは、中心透過波長の１／４の整数倍であることが好ましい。なお、窒化シリコン層の代わりに酸化シリコン層が用いられてもよい。
第２積層体３４において空隙Ｓに対応する部分には、第２積層体３４の表面３４ａから空隙Ｓに至る複数の貫通孔（図示省略）が設けられている。複数の貫通孔は、第２ミラー３６の機能に実質的に影響を与えない程度に形成されている。複数の貫通孔は、エッチングにより中間層３３の一部を除去して空隙Ｓを形成するために用いられたものである。
第１ミラー３５には、光透過領域１０ａを囲むように第１電極２２が形成されている。第１ミラー３５には、光透過領域１０ａを含むように第２電極２３が形成されている。第１電極２２及び第２電極２３は、ポリシリコン層に不純物をドープして低抵抗化することで形成されている。第２電極２３の大きさは、光透過領域１０ａの全体を含む大きさであることが好ましいが、光透過領域１０ａの大きさと略同一であってもよい。
第２ミラー３６には、第３電極２４が形成されている。第３電極２４は、ラインＬに平行な方向において、空隙Ｓを介して第１電極２２及び第２電極２３と対向している。第３電極２４は、ポリシリコン層に不純物をドープして低抵抗化することで形成されている。
ファブリペロー干渉フィルタ１０においては、第２電極２３は、ラインＬに平行な方向において、第１電極２２に対して第３電極２４とは反対側に位置している。すなわち、第１電極２２と第２電極２３とは、第１ミラー３５において同一平面上に位置していない。第２電極２３は、第１電極２２よりも第３電極２４から離れている。
端子２５は、光透過領域１０ａを挟んで対向するように一対設けられている。各端子２５は、第２積層体３４の表面３４ａから第１積層体３２に至る貫通孔内に配置されている。各端子２５は、配線２２ａを介して第１電極２２と電気的に接続されている。
端子２６は、光透過領域１０ａを挟んで対向するように一対設けられている。各端子２６は、第２積層体３４の表面３４ａから中間層３３の手前に至る貫通孔内に配置されている。各端子２６は、配線２３ａを介して第２電極２３と電気的に接続されていると共に、配線２４ａを介して第３電極２４と電気的に接続されている。なお、一対の端子２５が対向する方向と、一対の端子２６が対向する方向とは、直交している（図４参照）。
第１積層体３２の表面３２ａには、トレンチ２７，２８が設けられている。トレンチ２７は、端子２６からラインＬに平行な方向に沿って延びる配線２３ａを囲むように環状に延在している。トレンチ２７は、第１電極２２と配線２３ａとを電気的に絶縁している。トレンチ２８は、第１電極２２の内縁に沿って環状に延在している。トレンチ２８は、第１電極２２と第１電極２２の内側の領域とを電気的に絶縁している。各トレンチ２７，２８内の領域は、絶縁材料であっても、空隙であってもよい。
第２積層体３４の表面３４ａには、トレンチ２９が設けられている。トレンチ２９は、端子２５を囲むように環状に延在している。トレンチ２９は、端子２５と第３電極２４とを電気的に絶縁している。トレンチ２８内の領域は、絶縁材料であっても、空隙であってもよい。
基板２１の光出射側の表面２１ｂには、反射防止層４１、第３積層体４２、中間層４３及び第４積層体４４がこの順序で積層されている。反射防止層４１及び中間層４３は、それぞれ、反射防止層３１及び中間層３３と同様の構成を有している。第３積層体４２及び第４積層体４４は、それぞれ、基板２１を基準として第１積層体３２及び第２積層体３４と対称の積層構造を有している。反射防止層４１、第３積層体４２、中間層４３及び第４積層体４４は、基板２１の反りを抑制する機能を有している。
反射防止層４１、第３積層体４２、中間層４３及び第４積層体４４には、光透過領域１０ａを含むように開口４０ａが設けられている。開口４０ａは、光透過領域１０ａの大きさと略同一の径を有している。開口４０ａは、光出射側に開口しており、開口４０ａの底面は、反射防止層４１に至っている。第４積層体４４の光出射側の表面には、遮光層４５が形成されている。遮光層４５は、例えばアルミニウム等からなる。遮光層４５の表面及び開口４０ａの内面には、保護層４６が形成されている。保護層４６は、例えば酸化アルミニウムからなる。なお、保護層４６の厚さを１～１００ｎｍ（好ましくは、３０ｎｍ程度）にすることで、保護層４６による光学的な影響を無視することができる。
以上のように構成されたファブリペロー干渉フィルタ１０においては、端子２５，２６を介して第１電極２２と第３電極２４との間に電圧が印加されると、当該電圧に応じた静電気力が第１電極２２と第３電極２４との間に発生する。当該静電気力によって、第２ミラー３６が、基板２１に固定された第１ミラー３５側に引き付けられ、第１ミラー３５と第２ミラー３６との距離が調整される。このように、ファブリペロー干渉フィルタ１０では、第１ミラー３５と第２ミラー３６との距離が可変とされている。
ファブリペロー干渉フィルタ１０を透過する光の波長は、光透過領域１０ａにおける第１ミラー３５と第２ミラー３６との距離に依存する。したがって、第１電極２２と第３電極２４との間に印加する電圧を調整することで、透過する光の波長を適宜選択することができる。このとき、第２電極２３は、第３電極２４と同電位である。したがって、第２電極２３は、光透過領域１０ａにおいて第１ミラー３５及び第２ミラー３６を平坦に保つための補償電極として機能する。
光検出装置１Ａでは、ファブリペロー干渉フィルタ１０に印加する電圧を変化させながら（すなわち、ファブリペロー干渉フィルタ１０において第１ミラー３５と第２ミラー３６との距離を変化させながら）、ファブリペロー干渉フィルタ１０の光透過領域１０ａを透過した光を光検出器８で検出することで、分光スペクトルを得ることができる。
［作用及び効果］
光検出装置１Ａでは、温度調節素子５０の吸熱領域５０ａがラインＬ上において光検出器８に対して一方の側に位置している。これにより、例えば、ラインＬに対してファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８の側方に温度調節素子５０の吸熱領域５０ａが位置している場合に比べ、ファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８が均一に冷却される。特に、温度調節素子５０の上面及び配線基板７の下面、配線基板７の上面及び光検出器８の下面、配線基板７の上面及び支持部材９の下面、並びに、支持部材９の上面及びファブリペロー干渉フィルタ１０の下面は、それぞれ、接着剤等を介して互いに面接触している。これにより、例えば各部材が点接触している場合に比べ、冷却が効率的に行われる。更に、ラインＬ上においては、光透過部材１３と温度調節素子５０の吸熱領域５０ａとの間にファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８が配置されている。これにより、光透過部材１３が過度に冷却されて光透過部材１３の温度と外気温（光検出装置１Ａの使用環境温度）との差が大きくなることに起因する光透過部材１３における結露の発生が抑制される。よって、光検出装置１Ａによれば、パッケージ２内に光を入射させるための光透過部材１３において結露が発生するのを抑制しつつ、パッケージ２に収容されたファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８を均一な温度に維持することができる。
このように、光検出装置１Ａでは、ファブリペロー干渉フィルタ１０が温度調節素子５０によって均一に冷却されるため、光検出装置１Ａの使用環境温度によらずファブリペロー干渉フィルタ１０の温度を一定に維持することができ、その結果、光検出装置１Ａの使用環境温度の変化に起因する透過光の波長シフトを抑制することができる。特に、互いの距離が可変とされた第１ミラー３５及び第２ミラー３６を有するファブリペロー干渉フィルタ１０においては、薄膜状の第２ミラー３６を極めて精度良く動作させて、第１ミラー３５と第２ミラー３６との距離を極めて精度良く制御する必要がある。ここで、ファブリペロー干渉フィルタ１０が部位ごとに不均一な温度になると、第１ミラー３５と第２ミラー３６との距離を極めて精度良く制御することが困難になる。そのため、ファブリペロー干渉フィルタ１０を均一な温度に維持することは非常に重要である。更に、光検出器８が温度調節素子５０によって均一に冷却されるため、光検出器８で発生する暗電流を減少させることができる。
なお、パッケージ２内に温度調節素子５０が配置された構成は、パッケージ２外に温度調節素子５０が配置された構成と比べ、パッケージ２内の容積が増大し易い。そのため、パッケージ２内に温度調節素子５０が配置された構成では、パッケージ２内の容積が増大する分、パッケージ２内の温度を均一に維持するのが難しい。しかし、光検出装置１Ａの構成によれば、測定結果の精度に大きな影響を与えるファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８を均一な温度に維持することを効果的に実施することができる。
ここで、光透過部材１３における結露の発生に起因するリスクについて説明する。まず、光透過部材１３の光入射面１３ａ及び／又は光出射面１３ｂで結露が発生すると、パッケージ２内に入射する光の光量が減少し、光検出器８の感度が低下するおそれがある。更に、パッケージ２内に入射する光について、多重反射、散乱、レンズ効果等が発生し、それが迷光の原因となって、光検出器８に入射する透過光の分解能、Ｓ／Ｎ比等が低下するおそれがある。このように、光透過部材１３の光入射面１３ａ及び／又は光出射面１３ｂで結露が発生すると、光検出器８における検出特性の安定性が低下するおそれがある。
また、ファブリペロー干渉フィルタ１０の第２ミラー３６上において結露が発生すると、ファブリペロー干渉フィルタ１０に印加する制御電圧に対する透過光のピーク波長が変化するおそれがある。更に、水分によって第１ミラー３５と第２ミラー３６とが貼りつき、故障に繋がるおそれがある。
これに対し、光検出装置１Ａでは、光透過部材１３において結露が発生するのを抑制することができるため、上述したリスクを回避することができる。特に、製造過程においてパッケージ２内に水分が残存した場合には、光透過部材１３における結露の発生を抑制し得る光検出装置１Ａの構成は有効である。更に、光検出装置１Ａの構成は光透過部材１３における結露の発生を抑制し得る構成であるから、各部材間の距離を近付けて、光検出装置１Ａを小型化することも可能である。
光検出装置１Ａでは、ラインＬに平行な方向から見た場合に、パッケージ２の開口２ａの外縁が、ファブリペロー干渉フィルタ１０の外縁よりも内側に位置しており、温度調節素子５０の発熱領域５０ｂが、パッケージ２と熱的に接続されている。これにより、例えば、開口２ａの外縁がファブリペロー干渉フィルタ１０の外縁よりも外側に位置している場合に比べ、温度調節素子５０の発熱領域５０ｂと光透過部材１３との間で、パッケージ２を介して熱が伝わり易い（具体的には、温度調節素子５０の発熱領域５０ｂからパッケージ２を介して光透過部材１３に熱が伝わり易い）。よって、光透過部材１３において結露が発生するのをより確実に抑制することができる。
光検出装置１Ａでは、ラインＬに平行な方向から見た場合に、光透過部材１３の外縁が、ファブリペロー干渉フィルタ１０の外縁よりも外側に位置している。これにより、例えば、光透過部材１３の外縁がファブリペロー干渉フィルタ１０の外縁よりも内側に位置している場合に比べ、光透過部材１３とパッケージ２との接触面積が増えて、光透過部材１３とパッケージ２との間で熱が伝わり易い（具体的には、温度調節素子５０の発熱領域５０ｂからパッケージ２を介して光透過部材１３に熱が伝わり易い）。更に、光検出装置１Ａでは、光透過部材１３の側面１３ｃがパッケージ２に接触しているため、光透過部材１３とパッケージ２との接触面積がより大きくなる。よって、光透過部材１３において結露が発生するのをより確実に抑制することができる。更に、この構成によれば、ファブリペロー干渉フィルタ１０に接続されたワイヤ１２が撓んだとしても、絶縁性の光透過部材１３によって、ワイヤ１２とパッケージ２との接触が防止される。これにより、ファブリペロー干渉フィルタ１０を制御するための電気信号がパッケージ２に流れることを防止し、ファブリペロー干渉フィルタ１０の高精度な制御が可能となる。
光検出装置１Ａでは、温度調節素子５０がパッケージ２内に配置されており、光検出器８が温度調節素子５０上に配置されており、光検出器８が温度調節素子５０とファブリペロー干渉フィルタ１０との間に位置するようにファブリペロー干渉フィルタ１０が温度調節素子５０上に配置されている。これにより、小型且つ簡易な構成で効率良く、ファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８を均一な温度に維持することができる。
一例として、ラインＬに平行な方向において、温度調節素子５０の厚さは０．７～２ｍｍであり、配線基板７の厚さは０．３ｍｍであり、支持部材９の厚さは０．６ｍｍであり、ファブリペロー干渉フィルタ１０の厚さは０．６ｍｍである。また、リードピン１１のうちステム３の上面から突出する部分の高さは０．２～１ｍｍであり、例えば０．５ｍｍである。すなわち、温度調節素子５０は、配線基板７、支持部材９及びファブリペロー干渉フィルタ１０のそれぞれよりも厚い。温度調節素子５０が厚いため、発熱領域５０ｂから発する熱の影響を、光検出器８及びファブリペロー干渉フィルタ１０が受け難い。その一方で、配線基板７、支持部材９及びファブリペロー干渉フィルタ１０が薄いため、吸熱領域５０ａによる冷却が効率的に行われる。
また、光検出装置１Ａでは、リードピン１１の上面が、温度調節素子５０、配線基板７、支持部材９及びファブリペロー干渉フィルタ１０のそれぞれの上面よりも低い位置にある。これにより、光検出器８及びファブリペロー干渉フィルタ１０からリードピン１１へのワイヤ１２の接続が行い易い（特にファブリペロー干渉フィルタ１０に上方を覆われるように配置される光検出器８や温度補償用素子から引き出されるワイヤ１２がファブリペロー干渉フィルタ１０に干渉するのを抑制することができる）。
なお、ファブリペロー干渉フィルタ１０からリードピン１１へのワイヤ１２の接続の行い易さを考慮すると、ステム３からのファブリペロー干渉フィルタ１０の高さは高過ぎないほうが好ましい。したがって、配線基板７、支持部材９及びファブリペロー干渉フィルタ１０の積層の下に温度調節素子５０が配置された構成は、ファブリペロー干渉フィルタ１０のステム３からの高さが高くなってしまうため、リードピン１１へのワイヤの接続という観点では好ましくない。しかし、光検出装置１Ａでは、配線基板７、支持部材９及びファブリペロー干渉フィルタ１０の厚さを薄く抑えることで、ファブリペロー干渉フィルタ１０のステム３からの高さを抑制して、デメリットを最小限に留めている。
光検出装置１Ａでは、ファブリペロー干渉フィルタ１０と光透過部材１３とが、空隙を介して互いに離間している。これにより、ファブリペロー干渉フィルタ１０が、光検出装置１Ａの使用環境温度の影響、並びに、パッケージ２及び光透過部材１３からの熱の影響を受けるのを抑制することができる。特に、光検出装置１Ａでは、ファブリペロー干渉フィルタ１０の上側の空間（ファブリペロー干渉フィルタ１０の上面と光透過部材１３の光出射面１３ｂとの間の空間）の体積が、ファブリペロー干渉フィルタ１０の下側の空間（ファブリペロー干渉フィルタ１０の下面と配線基板７の上面との間の空間）の体積よりも大きい。このため、ファブリペロー干渉フィルタ１０と光透過部材１３との間における熱の伝達が効果的に抑制される。
光検出装置１Ａでは、ファブリペロー干渉フィルタ１０の底面１０ｂのうち光透過領域１０ａの外側の部分を支持する支持部材９と、ファブリペロー干渉フィルタ１０の側面１０ｃ、及び支持部材９と接触する熱伝導部材１５と、が設けられている。これにより、例えば、ファブリペロー干渉フィルタ１０の側面１０ｃ、及び支持部材９と接触する熱伝導部材１５が設けられていない場合に比べ、ファブリペロー干渉フィルタ１０と温度調節素子５０の吸熱領域５０ａとの間で、支持部材９を介して熱が伝わり易い（具体的には、ファブリペロー干渉フィルタ１０から支持部材９を介して温度調節素子５０の吸熱領域５０ａに熱が伝わり易い）。よって、効率良く、ファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８を均一な温度に維持することができる。
光検出装置１Ａでは、熱伝導部材１５が、ファブリペロー干渉フィルタ１０と支持部材９とを接着する接着部材である。これにより、支持部材９上におけるファブリペロー干渉フィルタ１０の保持状態を安定させることができる。
光検出装置１Ａでは、熱伝導部材１５が隅部Ｃに配置され、ファブリペロー干渉フィルタ１０の側面１０ｃの一部、及び支持部材９の載置面９ａの一部のそれぞれと接触している。これにより、より効率良く、ファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８を均一な温度に維持することができると共に、支持部材９上におけるファブリペロー干渉フィルタ１０の保持状態をより確実に安定させることができる。特に、熱伝導部材１５を隅部Ｃに配置することは、熱伝導部材１５の体積を大きくすることができ、また、熱伝導部材１５の姿勢を安定させることができるので、有効である。
［第２実施形態］
［光検出装置の構成］
図６に示されるように、光検出装置１Ｂは、ＳＭＤ（Surface Mount Device）として構成されている点で、上述した光検出装置１Ａと異なっている。光検出装置１Ｂは、光検出器８及びファブリペロー干渉フィルタ１０を収容するパッケージ２を構成する本体部２００を備えている。本体部２００の材料としては、例えば、セラミック、樹脂等を用いることができる。本体部２００には、複数の配線（図示省略）が敷設されている。本体部２００の底面２００ａには、複数の実装用電極パッド２０７が設けられている。互いに対応する配線（図示省略）と実装用電極パッド２０７とは、互いに電気的に接続されている。
本体部２００には、第１拡幅部２０１、第２拡幅部２０２、第３拡幅部２０３、第４拡幅部２０４、及び凹部２０５が形成されている。凹部２０５、第４拡幅部２０４、第３拡幅部２０３、第２拡幅部２０２、及び第１拡幅部２０１は、直線である所定のラインＬを中心線として、底面２００ａ側からこの順序で並んでおり、底面２００ａの反対側に開口する１つの空間を形成している。
凹部２０５の底面には、光検出器８が固定されている。凹部２０５の底面と光検出器８の底面とは、例えば接着部材（図示省略）を介して接着されている。光検出器８は、ラインＬ上に配置されている。より具体的には、光検出器８は、その受光部の中心線がラインＬに一致するように配置されている。第３拡幅部２０３の底面には、ファブリペロー干渉フィルタ１０が熱伝導部材１５を介して固定されている。すなわち、第３拡幅部２０３の底面とファブリペロー干渉フィルタ１０の底面１０ｂとは、熱伝導部材１５を介して接着されている。ファブリペロー干渉フィルタ１０は、ラインＬ上に配置されている。より具体的には、ファブリペロー干渉フィルタ１０は、その光透過領域１０ａの中心線がラインＬに一致するように配置されている。第１拡幅部２０１の底面には、板状の光透過部材１３が固定されている。光透過部材１３の光出射面１３ｂには、バンドパスフィルタ１４が設けられている。なお、本体部２００には、温度補償用素子（図示省略）が埋設されている。
光検出器８の端子、温度補償用素子の端子、及びファブリペロー干渉フィルタ１０の端子のそれぞれは、ワイヤ１２及び配線（図示省略）を介して、又は配線（図示省略）のみを介して、対応する実装用電極パッド２０７と電気的に接続されている。これにより、光検出器８、温度補償用素子、及びファブリペロー干渉フィルタ１０のそれぞれに対する電気信号の入出力等が可能である。
更に、パッケージ２の壁部である本体部２００の所定の部分には、温度調節素子５０が埋設されている。より詳細には、本体部２００のうち、凹部２０５の底面と本体部２００の底面２００ａとの間の部分、第４拡幅部２０４の底面と本体部２００の底面２００ａとの間の部分、及び第３拡幅部２０３の底面と本体部２００の底面２００ａとの間の部分の全体に渡って、温度調節素子５０が埋設されている。
温度調節素子５０は、例えばペルチェ素子である。温度調節素子５０においては、複数のＮ型半導体層５１と複数のＰ型半導体層５２とが交互に並んでいる。交互に並んだ全てのＮ型半導体層５１及びＰ型半導体層５２が直列に接続されるように、隣り合うＮ型半導体層５１及びＰ型半導体層５２のうち底面２００ａの反対側の端部同士は、第１金属部材５３を介して互いに接続され、隣り合うＮ型半導体層５１及びＰ型半導体層５２のうち底面２００ａ側の端部同士は、第２金属部材５４を介して互いに接続されている。
第１金属部材５３によって互いに接続されたＮ型半導体層５１及びＰ型半導体層５２に着目した場合に、Ｎ型半導体層５１からＰ型半導体層５２という方向に電流が流されると、第１金属部材５３において吸熱現象が発生する。これにより、第３拡幅部２０３の底面、第４拡幅部２０４の底面、及び凹部２０５の底面は、吸熱領域５０ａとして機能する。
第２金属部材５４によって互いに接続されたＰ型半導体層５２及びＮ型半導体層５１に着目した場合に、Ｐ型半導体層５２からＮ型半導体層５１という方向に電流が流されると、第２金属部材５４において発熱現象が発生する。これにより、本体部２００の底面２００ａは、発熱領域５０ｂとして機能する。
温度調節素子５０の端子は、配線（図示省略）を介して、対応する実装用電極パッド２０７と電気的に接続されている。これにより、温度調節素子５０に対する電気信号の入出力等が可能である。温度調節素子５０では、交互に並んだ全てのＮ型半導体層５１及びＰ型半導体層５２が直列に接続されている。そのため、所定の方向に電流が流されると、第１金属部材５３ではＮ型半導体層５１からＰ型半導体層５２という方向に電流が流れて、第３拡幅部２０３の底面、第４拡幅部２０４の底面、及び凹部２０５の底面が吸熱領域５０ａとして機能し、一方、第２金属部材５４ではＰ型半導体層５２からＮ型半導体層５１という方向に電流が流れて、本体部２００の底面２００ａが発熱領域５０ｂとして機能する。
光検出装置１Ｂでは、パッケージ２は、光検出器８、熱伝導部材１５、及びファブリペロー干渉フィルタ１０を収容している。パッケージ２の壁部には、温度補償用素子（図示省略）、及び温度調節素子５０が埋設されている。光検出器８は、温度調節素子５０の吸熱領域５０ａである凹部２０５の底面上に配置されている。吸熱領域５０ａである凹部２０５の底面は、光検出器８と熱的に接続されている。ファブリペロー干渉フィルタ１０は、光検出器８が温度調節素子５０とファブリペロー干渉フィルタ１０との間に位置するように、熱伝導部材１５を介して、温度調節素子５０の吸熱領域５０ａである第３拡幅部２０３の底面上に配置されている。吸熱領域５０ａである第３拡幅部２０３の底面は、ファブリペロー干渉フィルタ１０と熱的に接続されている。
温度調節素子５０の発熱領域５０ｂである本体部２００の底面２００ａには、例えば熱伝導の良い接着部材を介して、ヒートシンク６０が接着されている。これにより、発熱領域５０ｂから生じた熱を、ヒートシンク６０を介して効率的に放熱させることができる。ヒートシンク６０が電極パッド２０７よりも厚い場合には、光検出装置１Ｂを実装する外部の配線基板にヒートシンク６０が干渉しないように貫通穴を設けておくことで、外部の配線基板に光検出装置１Ｂを実装することができる。或いは、外部の配線基板に貫通穴を設けず、電極パッド２０７を本体部２００の側面に配置し、ラインＬが外部の配線基板の表面に略水平になるように光検出装置１Ｂを実装してもよい。或いは、電極パッド２０７よりも薄い金属板を本体部２００の底面２００ａに接着し、ヒートシンク６０として用いてもよい。この場合、金属板を電極パッド２０７と同じ材質（例えば、金、銀、銅、アルミニウム、タングステン等）とすれば、底面２００ａへの形成工程を同時に行うことができる。
光検出器８は、ラインＬ上においてファブリペロー干渉フィルタ１０に対して一方の側（ここでは、本体部２００の底面２００ａ側）に位置しており、温度調節素子５０の吸熱領域５０ａである凹部２０５の底面は、ラインＬ上において光検出器８に対して一方の側（ここでは、本体部２００の底面２００ａ側）に位置している。パッケージ２の開口（第１拡幅部２０１）及び光透過部材１３は、ラインＬ上においてファブリペロー干渉フィルタ１０に対して他方の側（一方の側の反対側）（ここでは、本体部２００の底面２００ａの反対側）に位置している。なお、ファブリペロー干渉フィルタ１０と光透過部材１３とは、空隙を介して互いに離間している。
光検出装置１Ｂでは、熱伝導部材１５は、ファブリペロー干渉フィルタ１０の側面と第３拡幅部２０３の内面との隙間に沿うように、第３拡幅部２０３の底面に配置されている。熱伝導部材１５は、ファブリペロー干渉フィルタ１０の側面と第３拡幅部２０３の内面との隙間に沿って配置された第１部分、及び第３拡幅部２０３の底面とファブリペロー干渉フィルタ１０の底面との間に配置された第２部分を含んでいる。このように、熱伝導部材１５は、ファブリペロー干渉フィルタ１０の底面の一部及び側面の一部、並びに第３拡幅部２０３の底面のそれぞれと接触している。なお、上記第１部分は、ファブリペロー干渉フィルタ１０の基板２１の側面に至っている。
以上のように構成された光検出装置１Ｂにおいては、外部から、パッケージ２の開口（第１拡幅部２０１）、光透過部材１３及びバンドパスフィルタ１４を介して、ファブリペロー干渉フィルタ１０の光透過領域１０ａに光が入射すると、光透過領域１０ａにおける第１ミラー３５と第２ミラー３６との距離に応じて、所定の波長を有する光が選択的に透過させられる。ファブリペロー干渉フィルタ１０の光透過領域１０ａを透過した光は、光検出器８の受光部に入射して、光検出器８によって検出される。光検出装置１Ｂでは、ファブリペロー干渉フィルタ１０に印加する電圧を変化させながら（すなわち、ファブリペロー干渉フィルタ１０において第１ミラー３５と第２ミラー３６との距離を変化させながら）、ファブリペロー干渉フィルタ１０の光透過領域１０ａを透過した光を光検出器８で検出することで、分光スペクトルを得ることができる。
［作用及び効果］
光検出装置１Ｂでは、温度調節素子５０の吸熱領域５０ａのうち凹部２０５の底面がラインＬ上において光検出器８に対して一方の側に位置している。更に、温度調節素子５０の吸熱領域５０ａのうち第３拡幅部２０３の底面がファブリペロー干渉フィルタ１０に対して一方の側に位置している。これらにより、ファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８が均一に冷却される。特に、凹部２０５の底面及び光検出器８の下面、並びに、第３拡幅部２０３の底面及びファブリペロー干渉フィルタ１０の下面は、それぞれ、接着剤等を介して互いに面接触している。これにより、例えば各部材が点接触している場合に比べ、冷却が効率的に行われる。更に、ラインＬ上においては、光透過部材１３と凹部２０５の底面との間にファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８が配置されている。更に、光透過部材１３と第３拡幅部２０３の底面との間にファブリペロー干渉フィルタ１０が配置されている。これらにより、光透過部材１３が過度に冷却されて光透過部材１３の温度と外気温（光検出装置１Ｂの使用環境温度）との差が大きくなることに起因する光透過部材１３における結露の発生が抑制される。よって、光検出装置１Ｂによれば、パッケージ２内に光を入射させるための光透過部材１３において結露が発生するのを抑制することができると共に、パッケージ２に収容されたファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８を均一な温度に維持することができる。
光検出装置１Ｂでは、熱伝導部材１５が、ファブリペロー干渉フィルタ１０と本体部２００とを接着する接着部材である。これにより、本体部２００の第３拡幅部２０３におけるファブリペロー干渉フィルタ１０の保持状態を安定させることができる。
光検出装置１Ｂでは、熱伝導部材１５が、ファブリペロー干渉フィルタ１０の側面と第３拡幅部２０３の内面との隙間に沿うように、第３拡幅部２０３の底面に配置され、ファブリペロー干渉フィルタ１０の側面の一部、及び第３拡幅部２０３の底面のそれぞれと接触している。これにより、より効率良く、ファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８を均一な温度に維持することができると共に、本体部２００の第３拡幅部２０３におけるファブリペロー干渉フィルタ１０の保持状態をより確実に安定させることができる。
光検出装置１Ｂでは、温度調節素子５０がパッケージ２の壁部に埋設されている。これにより、パッケージ２内の空間の体積を小さくすることができ、その結果、より効率良く、ファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８を均一な温度に維持することができる。
［変形例］
以上、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について説明したが、本発明は、上述した第１実施形態及び第２実施形態に限定されるものではない。例えば、各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。
また、図７に示されるように、第２実施形態の光検出装置１Ｂの変形例として、温度調節素子５０、光検出器８、熱伝導部材１５及びファブリペロー干渉フィルタ１０を囲む環状の溝２０６が、本体部２００に形成されていてもよい。この構成によれば、温度調節素子５０、光検出器８、熱伝導部材１５及びファブリペロー干渉フィルタ１０を熱的に分離することができ、その結果、より効率良く、ファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８を均一な温度に維持することができる。
また、図８に示されるように、第２実施形態の光検出装置１Ｂの変形例として、ファブリペロー干渉フィルタ１０の端子、及び光検出器８の端子が、本体部２００に敷設された配線（図示省略）に、バンプ１６によって接続されてもよい。この構成によれば、ワイヤ１２が不要となるので、光検出装置１Ｂを小型化することができる。
また、第１実施形態の光検出装置１Ａ及び第２実施形態の光検出装置１Ｂのそれぞれにおいて、バンドパスフィルタ１４は、光透過部材１３の光入射面１３ａに設けられていてもよいし、光透過部材１３の光入射面１３ａ及び光出射面１３ｂの両方に設けられていてもよい。
また、第１実施形態の光検出装置１Ａ及び第２実施形態の光検出装置１Ｂのそれぞれにおいて、ファブリペロー干渉フィルタ１０は、基板２１の光出射側の表面２１ｂに設けられた積層構造（反射防止層４１、第３積層体４２、中間層４３、第４積層体４４、遮光層４５及び保護層４６）を備えていなくてもよい。また、必要に応じて一部の層のみ（例えば、反射防止層４１及び保護層４６のみ）を備えていてもよい。
また、第１実施形態の光検出装置１Ａ及び第２実施形態の光検出装置１Ｂのそれぞれにおいて、ラインＬに平行な方向から見た場合に、ファブリペロー干渉フィルタ１０の光透過領域１０ａの外縁が開口２ａの外縁よりも外側に位置していてもよい。この場合、開口２ａから入射した光のうち光透過領域１０ａに入り込む光の割合が増し、開口２ａから入射した光の利用効率が高くなる。また、光透過領域１０ａに対する開口２ａの位置が多少ずれたとしても、開口２ａからの入射した光が光透過領域１０ａに入り込むため、光検出装置１Ａ，１Ｂの組立時における位置精度の要求が緩和される。
また、第１実施形態の光検出装置１Ａ及び第２実施形態の光検出装置１Ｂのそれぞれにおいて、熱伝導部材１５は、第１部分１５ａを含んでいれば、第２部分１５ｂを含んでいなくてもよい。熱伝導部材１５は、上述した材料に限定されず、半田等の金属であってもよい。
また、第１実施形態の光検出装置１Ａ及び第２実施形態の光検出装置１Ｂのそれぞれにおいて、温度調節素子５０の吸熱領域５０ａは、ファブリペロー干渉フィルタ１０と直接接触することでファブリペロー干渉フィルタ１０と熱的に接続されていてもよいし、何らかの部材を介してファブリペロー干渉フィルタ１０と熱的に接続されていてもよい。同様に、温度調節素子５０の吸熱領域５０ａは、光検出器８と直接接触することで光検出器８と熱的に接続されていてもよいし、何らかの部材を介して光検出器８と熱的に接続されていてもよい。
また、第１実施形態の光検出装置１Ａにおいて、温度調節素子５０の発熱領域５０ｂは、パッケージ２と直接接触することでパッケージ２と熱的に接続されていてもよいし、何らかの部材を介してパッケージ２と熱的に接続されていてもよい。
また、第１実施形態の光検出装置１Ａ及び第２実施形態の光検出装置１Ｂのそれぞれにおいて、光検出器８は、温度調節素子５０上に直接配置されていてもよいし、何らかの部材を介して温度調節素子５０上に配置されていてもよい。
また、第１実施形態の光検出装置１Ａ及び第２実施形態の光検出装置１Ｂのそれぞれにおいては、パッケージ２内を冷却する目的で温度調節素子５０を用いた。これは、ファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８の設定温度（適切な動作温度）よりも光検出装置１Ａ，１Ｂの使用環境温度が高い場合に有効である。これに対し、ファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８の設定温度よりも光検出装置１Ａ，１Ｂの使用環境温度が低い場合には、パッケージ２内を加熱する目的で温度調節素子５０を用いてもよい。すなわち、温度調節素子５０において、吸熱領域５０ａとして機能していた領域（ファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８と熱的に接続された第１領域）を発熱領域５０ｂとして機能させ、発熱領域５０ｂとして機能していた領域（第１実施形態の光検出装置１Ａでは、パッケージ２と熱的に接続された第２領域）を吸熱領域５０ａとして機能させてもよい。これにより、光検出装置１Ａ，１Ｂの使用環境温度が低い場合でも、パッケージ２に収容されたファブリペロー干渉フィルタ１０及び光検出器８を均一な温度に維持することができ、特に、光検出装置１Ａ，１Ｂの使用環境温度の変化に起因する透過光の波長シフトを抑制することができる。また、光透過部材１３が過度に加熱されて光透過部材１３の温度と外気温（光検出装置１Ａ，１Ｂの使用環境温度）との差が大きくなることに起因する光透過部材１３の破損（低い外気温によって収縮する光入射面１３ａと加熱されて膨張する光出射面１３ｂとの間の応力差に起因する割れの発生等）を抑制することができる。なお、温度調節素子５０としてペルチェ素子を用いれば、ペルチェ素子において電流が流れる方向を切り替えることで、吸熱領域と発熱領域とを容易に切り替えることができる。
１Ａ，１Ｂ…光検出装置、２…パッケージ、２ａ…開口、８…光検出器、９…支持部材、９ａ…載置面、１０…ファブリペロー干渉フィルタ、１０ａ…光透過領域、１０ｂ…底面、１０ｃ…側面、１３…光透過部材、１５…熱伝導部材、３５…第１ミラー、３６…第２ミラー、５０…温度調節素子、５０ａ…吸熱領域、５０ｂ…発熱領域、Ｃ…隅部、Ｌ…ライン。

Claims (5)

  1. 互いの距離が可変とされた第１ミラー及び第２ミラーを有し、前記第１ミラーと前記第２ミラーとの距離に応じた光を透過させる光透過領域が、前記第１ミラー及び前記第２ミラーが対向する方向に平行な所定のライン上に設けられたファブリペロー干渉フィルタと、
    前記ライン上において前記ファブリペロー干渉フィルタに対して一方の側に配置され、前記光透過領域を透過した光を検出する光検出器と、
    前記ライン上において前記光検出器に対して一方の側に配置された基板と、
    前記ライン上において前記ファブリペロー干渉フィルタに対して他方の側に位置する開口を有し、前記ファブリペロー干渉フィルタ及び前記光検出器を収容するパッケージと、
    前記開口を塞ぐように前記パッケージに設けられた光透過部材と、
    前記基板を介して前記ファブリペロー干渉フィルタ及び前記光検出器と熱的に接続されて吸熱領域及び発熱領域の一方として機能する第１領域を有する温度調節素子と、を備え、
    前記第１領域は、少なくとも前記ライン上において前記基板に対して前記一方の側に位置しており、
    前記ラインに平行な方向から見た場合に、前記開口の外縁は、前記ファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも内側に位置しており、
    前記ラインに平行な方向から見た場合に、前記光透過部材の外縁は、前記ファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置しており、
    前記温度調節素子は、前記パッケージと熱的に接続されて前記吸熱領域及び前記発熱領域の他方として機能する第２領域を有する、光検出装置。
  2. 前記温度調節素子は、前記パッケージ内に配置されており、
    前記光検出器は、前記基板を介して前記温度調節素子上に配置されており、
    前記ファブリペロー干渉フィルタは、前記光検出器が前記基板と前記ファブリペロー干渉フィルタとの間に位置するように前記基板を介して前記温度調節素子上に配置されている、請求項１記載の光検出装置。
  3. 前記ファブリペロー干渉フィルタの底面のうち前記光透過領域の外側の部分を支持する支持部材と、
    前記ファブリペロー干渉フィルタの側面、及び前記支持部材と接触する熱伝導部材と、を更に備える、請求項１又は２記載の光検出装置。
  4. 前記熱伝導部材は、前記ファブリペロー干渉フィルタと前記支持部材とを接着する接着部材である、請求項３記載の光検出装置。
  5. 前記支持部材は、前記ファブリペロー干渉フィルタの前記底面のうち前記光透過領域の外側の前記部分が載置された載置面を有し、
    前記ファブリペロー干渉フィルタの前記側面の少なくとも一部は、前記載置面の一部が前記側面の外側に配置されるように、前記載置面上に位置しており、
    前記熱伝導部材は、前記側面、及び前記載置面の前記一部によって形成された隅部に配置され、前記側面、及び前記載置面の前記一部のそれぞれと接触している、請求項３又は４記載の光検出装置。
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ＡＮＴＩＬＡ， Ｊａｒｋｋｏ ｅｔ ａｌ．， Ａｄｖａｎｃｅｄ ＭＥＭＳ ｓｐｅｃｔｒａｌｓｅｎｓｏｒ ｆｏｒ ｔｈｅ ＮＩＲ，ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ＯＦ ＳＰＩＥ，２０１５年 ２月２７日，Ｖｏｌ．９３７５，ｐ．９３７５０Ｆ－１－９３７５０Ｆ－１４

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