標(biāo)準(zhǔn)具及標(biāo)準(zhǔn)具的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)具(1)包括：第一透光體(7A)，該第一透光體(7A)相對(duì)于溫度上升的變化其光路長度的變化為正；第二透光體(7B)，該第二透光體(7B)相對(duì)于溫度上升的變化其光路長度的變化為負(fù)；第一反射膜(5A)，該第一反射膜(5A)覆蓋第一外側(cè)面(51A)；第一防反射膜(9A)，該第一防反射膜(9A)覆蓋第一內(nèi)側(cè)面(55A)；第二防反射膜(9B)，該第二防反射膜(9B)覆蓋第二內(nèi)側(cè)面(55B)；以及第二反射膜(5B)，該第二反射膜(5B)覆蓋第一外側(cè)面(51A)。第一內(nèi)側(cè)面(55A)與第二內(nèi)側(cè)面(55B)隔著間隙(53)彼此相對(duì)。
【專利說明】標(biāo)準(zhǔn)具及標(biāo)準(zhǔn)具的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光系統(tǒng)或光通信系統(tǒng)中所使用的標(biāo)準(zhǔn)具及標(biāo)準(zhǔn)具的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知有一種能對(duì)因溫度變化引起的特性變化進(jìn)行抑制的復(fù)合型標(biāo)準(zhǔn)具(例如專利文獻(xiàn)I)。這種復(fù)合型標(biāo)準(zhǔn)具由平板狀的透光體構(gòu)成，所述平板狀的透光體由相對(duì)于溫度上升的變化其光路長度的變化為正的透明薄板、與相對(duì)于溫度上升的變化其光路長度的變化為負(fù)的透明薄板貼合而成。另外，當(dāng)在折射率為η的介質(zhì)中有距離d的光通過時(shí)，用nd來表示光路長度。將透光體的一個(gè)面作為入射面，另一個(gè)面作為出射面，在入射面及出射面上形成有反射膜。在透明薄板之間設(shè)置有防反射膜。
[0003]在上述結(jié)構(gòu)的復(fù)合型標(biāo)準(zhǔn)具中，透明薄板之間因溫度變化而引起的光路長度的變化相互抵消，因而能夠抑制因溫度變化而引起的特性變化。此外，根據(jù)專利文獻(xiàn)1，通過在透明薄板之間設(shè)置防反射膜，使得透過標(biāo)準(zhǔn)具的光的強(qiáng)度的光譜波形具有周期性，且最大值及最小值保持一致。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2005-10734號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0005]然而，在上述結(jié)構(gòu)的復(fù)合型標(biāo)準(zhǔn)具中會(huì)產(chǎn)生各種問題。例如，由于防反射膜設(shè)置在透明薄板之間，因此在透明薄板之間被接合之前無法準(zhǔn)確地掌握反射率。例如，即使在接合透明薄板前對(duì)防反射膜的反射率進(jìn)行測定，但接合有可能會(huì)導(dǎo)致防反射膜的物質(zhì)性質(zhì)或膜厚發(fā)生變化，從而導(dǎo)致反射率發(fā)生變化。其結(jié)果是，例如，通過在接合透明薄板前測定防反射膜的反射率，來避免進(jìn)行使防反射膜產(chǎn)生問題的透明薄板的接合，即使在這種情況下，結(jié)果還是有可能導(dǎo)致最終的產(chǎn)品是不合格品，從而發(fā)生與預(yù)期效果相反的情況。
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種全新形式的標(biāo)準(zhǔn)具及其制造方法。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0007]本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的標(biāo)準(zhǔn)具包括:第一透光體，該第一透光體具有構(gòu)成入射面及出射面中的一個(gè)面的第一外側(cè)面、及其背面的第一內(nèi)側(cè)面，且相對(duì)于溫度上升的變化其光路長度的變化為正；第二透光體，該第二透光體具有構(gòu)成入射面及出射面中的另一個(gè)面的第二外側(cè)面、及其背面的第二內(nèi)側(cè)面，且相對(duì)于溫度上升的變化其光路長度的變化為負(fù)；第一反射膜，該第一反射膜覆蓋所述第一外側(cè)面；第一防反射膜，該第一防反射膜覆蓋所述第一內(nèi)側(cè)面；第二反射膜，該第二反射膜覆蓋所述第二外側(cè)面；以及第二防反射膜，該第二防反射膜覆蓋所述第二內(nèi)側(cè)面，所述第一內(nèi)側(cè)面與所述第二內(nèi)側(cè)面隔著間隙彼此相對(duì)。本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的標(biāo)準(zhǔn)具的制造方法包括:準(zhǔn)備第一透光體的步驟，該第一透光體具有第一外側(cè)面及其背面的第一內(nèi)側(cè)面，且相對(duì)于溫度上升的變化其光路長度的變化為正；準(zhǔn)備第二透光體的步驟，該第二透光體具有第二外側(cè)面及其背面的第二內(nèi)側(cè)面，且相對(duì)于溫度上升的變化其光路長度的變化為負(fù)；形成第一反射膜的步驟，該第一反射膜覆蓋所述第一外側(cè)面；形成第一防反射膜的步驟，該第一防反射膜覆蓋所述第一內(nèi)側(cè)面；形成第二反射膜的步驟，該第二反射膜覆蓋所述第二外側(cè)面；形成第二防反射膜的步驟，該第二防反射膜覆蓋所述第二內(nèi)側(cè)面；以及在使被所述第一防反射膜覆蓋的所述第一內(nèi)側(cè)面與被所述第二防反射膜覆蓋的所述第二內(nèi)側(cè)面隔著間隙彼此相對(duì)的狀態(tài)下、將所述第一透光體與所述第二透光體彼此固定的步驟。
發(fā)明效果
[0009]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)或步驟，能夠提供一種全新形式的標(biāo)準(zhǔn)具。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的標(biāo)準(zhǔn)具的示意側(cè)視圖。
圖2是示意性地表示標(biāo)準(zhǔn)具的透射特性的圖。
圖3是表示圖1的標(biāo)準(zhǔn)具的制造方法的步驟的流程圖。
圖4是用于說明比較例及實(shí)施例所涉及的標(biāo)準(zhǔn)具的圖表。
圖5是表示標(biāo)準(zhǔn)具的應(yīng)用例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011](標(biāo)準(zhǔn)具的結(jié)構(gòu))
圖1是示意性地表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的標(biāo)準(zhǔn)具I的側(cè)視圖或剖視圖。
[0012]標(biāo)準(zhǔn)具具有:透光部3，該透光部3具有彼此平行的第一外側(cè)面51A及第二外側(cè)面51B ;第一反射膜5A,該第一反射膜5A設(shè)置在第一外側(cè)面51A上；以及第二反射膜5B,該第二反射膜5B設(shè)置在第二外側(cè)面5IB上。
[0013]另外，在下文的描述中，對(duì)于標(biāo)注有“第一”及“A”、或“第二”及“B”的結(jié)構(gòu)，有時(shí)會(huì)省略“第一”及“A”等。例如，關(guān)于第一外側(cè)面51A及第二外側(cè)面51B，有時(shí)僅用“外側(cè)面51”來表示即可，而不對(duì)兩者進(jìn)行區(qū)分。
[0014]一對(duì)外側(cè)面51中的一個(gè)面(在圖1的示例中為第一外側(cè)面51A)構(gòu)成光Lt的入射面，另一個(gè)面(在圖1的示例中為第二外側(cè)面51B)構(gòu)成光Lt的出射面。射入透光部3的光Lt在一對(duì)反射膜5之間反復(fù)進(jìn)行反射，僅射出由透光部3的光路長度所確定的規(guī)定頻率的光。另外，在圖1中示出光Lt垂直射入入射面的情況的例子，但光Lt也可以斜射入入射面。
[0015]透光部3包括--第一透光體7A ;第二透光體7B,該第二透光體7B隔著間隙53與所述第一透光體7A相對(duì)；第一防反射膜9A，該第一防反射膜9A位于第一透光體7A的間隙53 一側(cè)；第二防反射膜9B，該第二防反射膜9B位于第二透光體7B的間隙53 —側(cè)；以及間隔件11，該間隔件11介于一對(duì)透光體7之間(更詳細(xì)而言一對(duì)防反射膜9之間)。
[0016]第一透光體7A具有上述的第一外側(cè)面51A和成為其背面的第一內(nèi)側(cè)面55A。第二透光體7B具有上述的第二外側(cè)面51B和成為其背面的第二內(nèi)側(cè)面55B。于是，第一內(nèi)側(cè)面55A與第二內(nèi)側(cè)面55B隔著間隙53彼此相對(duì)。
[0017]在各透光體7中，外側(cè)面51與內(nèi)側(cè)面55例如是平行的。從光Lt的透射方向所觀察到的各透光體7的形狀(外側(cè)面51及內(nèi)側(cè)面55的平面形狀)也可以是矩形或圓形等適當(dāng)?shù)男螤睢Ｔ谝粚?duì)透光體7中，各外側(cè)面51如上所述的那樣相互平行，并且，各內(nèi)側(cè)面55也相互平行。
[0018]透光體7的厚度等可以根據(jù)所期望的光學(xué)特性適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行設(shè)定，例如為100 μ m?2_。各面的表面粗糙度及平行度也可根據(jù)所期望的光學(xué)特性或其精度適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行設(shè)定，例如表面粗糙度小于lnm，平行度小于I分。這種微小的表面粗糙度或高精度的平行度例如通過對(duì)各面進(jìn)行光學(xué)研磨而得到。
[0019]一對(duì)透光體7中的一個(gè)(本實(shí)施方式中設(shè)為第二透光體7B)由相對(duì)于溫度上升的變化其光路長度的變化為正(特性指數(shù)為正)的材料形成，另一個(gè)(本實(shí)施方式中設(shè)為第一透光體7A)由相對(duì)于溫度上升的變化其光路長度的變化為負(fù)(特性指數(shù)為負(fù))的材料形成。其中，在圖1中，特性指數(shù)為正的材料位于出射側(cè)，特征指數(shù)為負(fù)的材料位于入射偵U，入射出射與特性指數(shù)的正負(fù)之間的關(guān)系也可以與圖1所示的相反。作為特性指數(shù)為正的材料，可以舉出例如水晶(SiO2)。此外，作為特性指數(shù)為負(fù)的材料，可以舉出例如鈦酸鍶(SrTiO3)。
[0020]防反射膜9用于抑制透光體7與間隙53之間的界面上的反射。因此，防反射膜9形成為使得其光路長度與透過標(biāo)準(zhǔn)具I的光的1/4波形相近或相等，更優(yōu)選形成為使得該防反射膜9的折射率與位于防反射膜9的兩側(cè)的透光體7及間隙53的折射率的幾何平均值相近或相等。另外，在設(shè)計(jì)時(shí)，可以使用所設(shè)想的標(biāo)準(zhǔn)具I的使用溫度范圍內(nèi)的適當(dāng)?shù)臏囟认碌臄?shù)據(jù)來作為各介質(zhì)的光路長度、折射率。
[0021]雖然未特別進(jìn)行圖示，但防反射膜9例如可由折射率彼此不同的多個(gè)薄膜層疊而構(gòu)成。為獲得所期望的光學(xué)特性(例如反射率)，對(duì)多個(gè)薄膜的材料、層疊數(shù)及厚度進(jìn)行設(shè)計(jì)。各薄膜的材料例如為電介質(zhì)。電介質(zhì)例如為二氧化硅(SiO2)、二氧化鈦(TiO2)、五氧化鉭(Ta2O5)。各薄膜的厚度例如為亞微米左右。此外，將各薄膜中的各薄膜的厚度設(shè)為固定，進(jìn)而，防反射膜9的厚度為固定。多個(gè)薄膜的層疊數(shù)例如為10以下。多個(gè)薄膜彼此緊密接觸并固定，并且，防反射膜9與透光體7緊密接觸并固定。
[0022]間隔件11在保持間隙53的間隔具有適當(dāng)?shù)拇笮〉耐瑫r(shí)，還有助于將一對(duì)透光體相互固定。間隔件11位于使光Lt透過的區(qū)域的外側(cè)，即位于內(nèi)側(cè)面55的外邊緣側(cè)。例如，間隔件11沿著內(nèi)側(cè)面55的外周形成為環(huán)狀。間隔件11形成為其整體具有固定的厚度，從而確保一對(duì)內(nèi)側(cè)面55 (防反射膜9)相互保持平行(確保間隙53的間隔固定)。
[0023]間隔件11例如由金屬層形成。更具體而言，間隔件11例如具有與第一防反射膜9A重合的第一金屬層13A、以及與第二防反射膜9B重合的第二金屬層13B。
[0024]雖然未特別進(jìn)行圖示，但各金屬層13例如可通過從防反射膜9 一側(cè)開始層疊Cr和Au，或?qū)盈BTa和Au而構(gòu)成。于是，通過利用金屬擴(kuò)散使各Au彼此接合，從而使得一對(duì)金屬層13相互接合。由此，通過采用使金屬層與防反射膜9 (或透光體7)牢固接合的Cr或Ta、與使各金屬彼此牢固接合的Au的層疊結(jié)構(gòu)，來對(duì)一對(duì)透光體7恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行固定。
[0025]間隙53與透光體7及防反射膜9 一起構(gòu)成使光Lt透過的區(qū)域。間隙53可以是密閉的，也可以不密閉。在密閉的情況下，可以在間隙53內(nèi)填充空氣或特定的氣體，也可以使間隙53處于真空或接近于真空的狀態(tài)。此外，當(dāng)填充空氣等氣體時(shí)，間隙53內(nèi)的壓力可以高于大氣壓，也可以低于大氣壓。
[0026]間隙53的間隔例如比各透光體7的厚度要小。例如，間隙53的間隔為亞微米級(jí)至微米級(jí)。由于間隙53與透光體7相比折射率相對(duì)較小，因此通過使間隙53相對(duì)較小，使透光體7相對(duì)較大，從而能夠在確保光路長度nd的同時(shí)使透光部3整體較小。其中，間隙53的間隔也可以大于透光體7的厚度。
[0027]雖然未特別進(jìn)行圖示，但反射膜5例如可由折射率彼此不同的多個(gè)薄膜層疊而構(gòu)成。為獲得所期望的光學(xué)特性(例如反射率)，對(duì)多個(gè)薄膜的材料、層疊數(shù)及厚度進(jìn)行設(shè)計(jì)。各薄膜的材料例如由電介質(zhì)構(gòu)成。電介質(zhì)例如為二氧化硅(SiO2)、二氧化鈦(TiO2)、五氧化鉭(Ta2O5)。各薄膜的厚度例如為亞微米左右。此外，將各薄膜中的各薄膜的厚度設(shè)為固定，進(jìn)而，反射膜5的厚度為固定。多個(gè)薄膜的層疊數(shù)例如為10以下。多個(gè)薄膜彼此緊密接觸并固定，并且，反射膜5與透光體7緊密接觸并固定。
[0028]圖2是示意性地表示標(biāo)準(zhǔn)具I的透射特性的圖。在圖2中，橫軸表示波長λ，縱軸表示透射系數(shù)Τ。其中，透射系數(shù)T是指射入標(biāo)準(zhǔn)具I之前的光Lt的強(qiáng)度Iin與從標(biāo)準(zhǔn)具I射出后的光Lt的強(qiáng)度Itjut兩者的比1_/%η。
[0029]如上所述，射入標(biāo)準(zhǔn)具I的光Lt在一對(duì)反射膜5之間反復(fù)進(jìn)行反射，而后從標(biāo)準(zhǔn)具I射出。因此，在標(biāo)準(zhǔn)具I中，與現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)具相同，在m級(jí)峰值波長λπ(峰值振動(dòng)頻率vffl)中透射系數(shù)T周期性地上升。另外，通常用峰值振動(dòng)頻率間隔(vm-vm+1)來表示FSR(自由光譜范圍)，在圖2中，為方便理解而在峰值波長之間標(biāo)注出了 FSR。
[0030]簡而言之，使用 被一對(duì)反射膜夾住的介質(zhì)的光路長度nd，通過下式(I)來表示FSR。
[0031][數(shù)學(xué)式I]
【權(quán)利要求】
1.一種標(biāo)準(zhǔn)具，其特征在于，包括: 第一透光體，該第一透光體具有構(gòu)成入射面及出射面中的一個(gè)面的第一外側(cè)面、及其背面的第一內(nèi)側(cè)面，且相對(duì)于溫度上升的變化其光路長度的變化為正； 第二透光體，該第二透光體具有構(gòu)成入射面及出射面中的另一個(gè)面的第二外側(cè)面、及其背面的第二內(nèi)側(cè)面，且相對(duì)于溫度上升的變化其光路長度的變化為負(fù)； 第一反射膜，該第一反射膜覆蓋所述第一外側(cè)面； 第一防反射膜，該第一防反射膜覆蓋所述第一內(nèi)側(cè)面； 第二反射膜，該第二反射膜覆蓋所述第二外側(cè)面；以及 第二防反射膜，該第二防反射膜覆蓋所述第二內(nèi)側(cè)面， 所述第一內(nèi)側(cè)面與所述第二內(nèi)側(cè)面隔著間隙彼此相對(duì)。
2.如權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)具，其特征在于， 在所述第一內(nèi)側(cè)面及所述第二內(nèi)側(cè)面的外邊緣側(cè)還具有介于這兩個(gè)內(nèi)側(cè)面之間而接合所述第一透光體及所述第二透光體的金屬層。
3.—種標(biāo)準(zhǔn)具的制造方法，其特征在于，包括: 準(zhǔn)備第一透光體的步驟，該第一透光體具有第一外側(cè)面及其背面的第一內(nèi)側(cè)面，且相對(duì)于溫度上升的變化其光路長度的變化為正； 準(zhǔn)備第二透光體的步驟，該第二透光體具有第二外側(cè)面及其背面的第二內(nèi)側(cè)面，且相對(duì)于溫度上升的變化其光路長度的變化為負(fù)； 形成第一反射膜的步驟，該第一反`射膜覆蓋所述第一外側(cè)面； 形成第一防反射膜的步驟，該第一防反射膜覆蓋所述第一內(nèi)側(cè)面； 形成第二反射膜的步驟，該第二反射膜覆蓋所述第二外側(cè)面； 形成第二防反射膜的步驟，該第二防反射膜覆蓋所述第二內(nèi)側(cè)面；以及在被所述第一防反射膜覆蓋的所述第一內(nèi)側(cè)面與被所述第二防反射膜覆蓋的所述第二內(nèi)側(cè)面隔著間隙彼此相對(duì)的狀態(tài)下將所述第一透光體與所述第二透光體彼此固定的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的標(biāo)準(zhǔn)具的制造方法，其特征在于， 還包括在將所述第一透光體與所述第二透光體彼此固定之前、測定所述第一透光體及所述第二透光體的厚度的步驟， 在將所述第一透光體與所述第二透光體彼此固定的步驟中，基于測定出的所述第一透光體及所述第二透光體的厚度來調(diào)整所述間隙的間隔。
5.如權(quán)利要求4所述的標(biāo)準(zhǔn)具的制造方法，其特征在于， 在將所述第一透光體與所述第二透光體彼此固定的步驟中，在所述第一內(nèi)側(cè)面及所述第二內(nèi)側(cè)面中的至少一個(gè)面的外邊緣側(cè)將金屬層進(jìn)行成膜，通過該金屬層來固定所述第一透光體與所述第二透光體，并且，通過調(diào)整所述金屬層成膜時(shí)的厚度來調(diào)整所述間隙的間隔。
6.如權(quán)利要求3至5的任一項(xiàng)所述的標(biāo)準(zhǔn)具的制造方法，其特征在于， 在將所述第一透光體與所述第二透光體彼此固定的步驟之前，還包括: 測定所形成的所述第一防反射膜的反射率的步驟；以及 測定所形成的所述第二防反射膜的反射率的步驟，僅在測定出的反射率落入規(guī)定的允許范圍內(nèi)時(shí)，進(jìn)行固定所述第一透光體與所述第二透光體的 步驟。
【文檔編號(hào)】G02B5/28GK103733112SQ201280038609
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月15日
【發(fā)明者】若林小太郎, 古堅(jiān)由紀(jì)子 申請(qǐng)人:京瓷晶體元件有限公司