專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用了光子晶體的光學(xué)裝置。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體單晶體是周期性地且規(guī)則地排列特定的原子而成的物質(zhì)。其電子傳輸特性由半導(dǎo)體晶體中的原子間隔決定。即，半導(dǎo)體具有能量禁帶寬度，該能量禁帶寬度是由電子的波動(dòng)性及原子的周期電勢(shì)決定的。
另外，光子晶體(photonic crystal)是以光的波長(zhǎng)程序的周期排列相對(duì)于光具有位勢(shì)差的物質(zhì)、即具有折射率差的物質(zhì)而成的三維構(gòu)造體。這樣的光子晶體構(gòu)成的物質(zhì)由亞布拉撓維奇(Yablonovich)等提出的。
在光子晶體內(nèi)，光傳輸特性由光的波動(dòng)性的約束條件限制著。即，光子晶體中的光的傳輸與半導(dǎo)體中的電子的傳輸同樣受到限制。在光子晶體中，存在著對(duì)于光的禁止帶、所謂的光子禁帶寬度，由于該禁帶寬度的存在，特定波長(zhǎng)范圍的光不能在結(jié)晶內(nèi)傳輸。
過(guò)去，提出了各種各樣的光子晶體。例如，有以光的波長(zhǎng)程度的周期排列亞微米尺寸的粒子而成的光子晶體。眾所周知的是若是微波帶，則將作為粒子的聚合物球排列在空間中。
另外，還具有通過(guò)在金屬內(nèi)使聚合物球固化后化學(xué)性地熔解聚合物球而在金屬中周期性地形成微小空間的光子晶體、以等間隔在金屬中穿射孔的光子晶體、用激光在固體材料中形成折射率與周?chē)煌膮^(qū)域的光子晶體、使用石印技術(shù)槽狀加工將光聚合性聚合物的光子晶體等。由這些加工形成的光子晶體具有由其構(gòu)造一意地決定的光子禁帶寬度。
使用了這樣的光子晶體的光學(xué)裝置可以選擇輸入光的規(guī)定波長(zhǎng)區(qū)域進(jìn)行輸出。在說(shuō)明中，將輸入到光子晶體的光作為輸入光，將通過(guò)光子晶體內(nèi)從光子晶體輸出的光作為輸出光。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在光學(xué)裝置中，由于不能充分地使光子晶體的光子禁帶寬度變化，因此，不能使其輸出光的波長(zhǎng)可變，本發(fā)明是鑒于這樣的課題而做出的，其目的是提供一種通過(guò)由于外力而變形而可以充分地使輸出光的波長(zhǎng)變化的光學(xué)裝置。
為了解決上述課題，本發(fā)明的光學(xué)裝置，通過(guò)對(duì)光子晶體施加外力使光子晶體的光子禁帶寬度變化，其特征在于，光子晶體是塑性的。
由于本發(fā)明的光子晶體是塑性的，因此，當(dāng)對(duì)其施加外力而使光子晶體變形時(shí)，光子禁帶寬度產(chǎn)生大的變化，從光子晶體輸出的輸出光的波長(zhǎng)充分地進(jìn)行變化。在這樣的光學(xué)裝置中，即使在減小了光子晶體本身的容積時(shí)也可以有效地進(jìn)行波長(zhǎng)選擇，因此也可以使裝置整體小型化。
本發(fā)明的光學(xué)裝置其特征是，還具有進(jìn)行上述外力的施加的外力施加裝置。作為外力施加裝置有種種的形式。
作為其中的一種外力施加裝置，其特征是，它是相應(yīng)于電氣輸入進(jìn)行變形的壓電元件。這時(shí)，通過(guò)壓電元件因電氣輸入進(jìn)行變形，對(duì)光子晶體施加外力，因此，可以構(gòu)成根據(jù)特定的測(cè)量值等進(jìn)行電氣輸入的系統(tǒng)。
作為其中的另一種外力施加裝置，其特征是，它是相應(yīng)于手動(dòng)輸入推壓光子晶體的推壓機(jī)械。在該種情況下，由于在實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)中可以進(jìn)行由手動(dòng)進(jìn)行的外力調(diào)整，因此，可以將本裝置適用于光子晶體的基準(zhǔn)研究。
作為其中的另一種外力施加裝置，其特征是，是內(nèi)徑進(jìn)行變化地可變形的空心構(gòu)件，光子晶體配置在空心構(gòu)件內(nèi)。由于空心構(gòu)件以?xún)?nèi)徑變化的形式進(jìn)行變形，光子晶體相應(yīng)于該變形以沿空心構(gòu)件的長(zhǎng)度方向進(jìn)行伸縮的形式進(jìn)行變形。輸入光從光子晶體的長(zhǎng)度方向一端被輸入，輸出光從另一端被輸出。因此，可以抑制徑向的光的擴(kuò)散，可以抑制輸出光的每單位面積的強(qiáng)度降低。
本發(fā)明的光學(xué)裝置，其特征在于，還具有測(cè)量相應(yīng)于光子晶體的光子禁帶寬度進(jìn)行變化的物理量，并根據(jù)該測(cè)量值控制由外力施加裝置產(chǎn)生的外力的大小的反饋裝置。在成為所希望的光子禁帶寬度時(shí)，測(cè)量相應(yīng)于此進(jìn)行變化的物理量、最好是輸出光強(qiáng)度或輸出光光譜，反饋裝置控制外力施加裝置，以使輸出光的強(qiáng)度或特定波長(zhǎng)的強(qiáng)度為一定。
另外，本發(fā)明的光學(xué)裝置，其特征在于，還具有加熱光子晶體的加熱器、測(cè)定光子晶體的溫度的溫度傳感器根據(jù)由溫度傳感器測(cè)量的溫度控制向加熱器供給的供給電力，這時(shí)由于一邊由溫度傳感器測(cè)定光子晶體的溫度一邊加熱該光子晶體，因此，可以使光子晶體的溫度成為所希望的值、最好是一定值，可以抑制由光子禁帶寬度的溫度引起的變化。
另外，本發(fā)明的光學(xué)裝置，其特征在于，還具有收容光子晶體的容器，外力施加裝置沿一定方向?qū)毫ψ鳛樯鲜鐾饬κ┘佑诒皇杖菰谌萜鲀?nèi)的光子晶體。這時(shí)，由容器的外壁保持光子晶體來(lái)抑制由所希望的外力以外的力引起的變形，并且可以限制其變形方向。
另外，本發(fā)明的光學(xué)裝置，其特征在于，將容器的外壁的至少一部分做成透明的、或在該部分上設(shè)置透明窗，通過(guò)該部分向光子晶體內(nèi)輸入光。這時(shí)，輸入光通過(guò)透明的外壁或窗被導(dǎo)入到光子晶體內(nèi)，但是由于光子晶體被該外壁保持著，因此可以減少零件數(shù)量。
上述光子晶體，其特征在于，是在凝膠狀的物質(zhì)內(nèi)含有多個(gè)硅或鈦酸鋇微小球而成。而且上述光子晶體也可以是通過(guò)在凝膠狀的物質(zhì)內(nèi)含有多個(gè)微小空間而成。這時(shí)，可以容易使光子晶體變形。
另外，在本發(fā)明的光學(xué)裝置中，其特征在于，上述容器是通過(guò)加工半導(dǎo)體基底而形成的，壓電元件形成在半導(dǎo)體基底上。這時(shí)，在形成于半導(dǎo)體基底上的容器、特別是凹部?jī)?nèi)配置光子晶體，在該半導(dǎo)體基底上形成壓電元件，因此，可以使用半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)形成它們，可以使裝置整體小型化。


圖1是實(shí)施例的光學(xué)裝置的說(shuō)明圖。
圖2是光子晶體2的立體圖。
圖3是表示由分色鏡產(chǎn)生的輸出光的透過(guò)率(任意常數(shù))的波長(zhǎng)(nm)依存性的曲線圖。
圖4是表示光學(xué)裝置的最佳例子的說(shuō)明圖。
圖5A、5B、5C是表示由分色鏡產(chǎn)生的輸出光的透過(guò)率(任意常數(shù))的波長(zhǎng)(nm)依存性的曲線圖。
圖6是使用了氣泡的光子晶體2的立體圖。
圖7是另一實(shí)施例的光學(xué)裝置的說(shuō)明圖。
圖8是又一實(shí)施例的光學(xué)裝置的說(shuō)明圖。
圖9是使用了管形壓電元件的光學(xué)裝置的主要部分的立體圖。
圖10是再一實(shí)施例的光學(xué)裝置的說(shuō)明圖。
圖11是又一實(shí)施例的光學(xué)裝置的說(shuō)明圖。
圖12是又一實(shí)施例的光學(xué)裝置的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
以下，對(duì)實(shí)施例的光學(xué)裝置進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)于同一要素或具有同一功能的要素使用相同的符號(hào)，省略其重復(fù)說(shuō)明。
圖1是實(shí)施例的光學(xué)裝置的說(shuō)明圖。該光學(xué)裝置，是從輸入光的波長(zhǎng)范圍選擇所希望的波長(zhǎng)范圍作為輸出光輸出的裝置。在底座1上設(shè)置光子晶體2，光子晶體2由對(duì)其施加壓力或使施加在其上的壓力減少的加壓/減壓裝置(外力施加裝置)3推壓。
光子晶體2是由于外力的施加而高精度地進(jìn)行變形，相應(yīng)于其變形光子禁帶寬度進(jìn)行變化的物質(zhì)。當(dāng)由加壓/減壓裝置3使光子晶體2變形時(shí)，其光子禁帶寬度變化。加壓/減壓裝置3由外壓控制裝置(外壓控制手段)4控制，外壓控制裝置4控制上述外力的大小其及施加時(shí)間。
輸入光通過(guò)使光傳輸?shù)牡谝还鈱W(xué)元件5輸入到光子晶體2中。輸入光中的特定波長(zhǎng)成分不能通過(guò)光子晶體2，相應(yīng)于光子禁帶寬度(光學(xué)響應(yīng)特性)選擇規(guī)定波長(zhǎng)區(qū)域，作為輸出光從光子晶體2輸出。輸出光輸入到使光傳輸?shù)牡诙鈱W(xué)元件6，通過(guò)第二光學(xué)元件6輸出到本光學(xué)裝置外部。即，由于外力的施加，第一及第二光學(xué)元件5、6間的光學(xué)結(jié)合特性變化。
本光學(xué)裝置是通過(guò)對(duì)光學(xué)晶體2施加外力而使光學(xué)晶體2的光學(xué)禁帶寬度變化的光學(xué)裝置，光學(xué)晶體2是塑性的。另外，光學(xué)晶體2也可以具有彈性。
由于光學(xué)晶體2是塑性的，當(dāng)對(duì)其給予外力使光學(xué)晶體2變形時(shí)，光子禁帶寬度產(chǎn)生大的變化，從光子晶體2輸出的光的波長(zhǎng)充分地進(jìn)行變化。在這樣的光學(xué)裝置中，即使減小了光學(xué)晶體2自身的容積的情況下，也可以有效地進(jìn)行波長(zhǎng)選擇，因此也可以使裝置整體小型化。
圖2是光學(xué)晶體2的立體圖。
該光學(xué)晶體2在凝膠狀的物質(zhì)2G內(nèi)含有多個(gè)硅或鈦酸鋇的微小球(光學(xué)微晶體)2B。該光學(xué)晶體2可以容易使其變形。微小球2B以光波長(zhǎng)程度的周期規(guī)則地均勻地排列在物質(zhì)2G內(nèi)。微小球2B的間隔是想要選擇的光的波長(zhǎng)的一半～四分之一，微小球2B相對(duì)于該波長(zhǎng)是透明的。當(dāng)將波長(zhǎng)范圍Δλ(包括λ1)的光入射到光子晶體2中時(shí)，相應(yīng)于光子禁帶寬度，只有特定波長(zhǎng)范圍λ1的成分透過(guò)光子晶體2。
由于凝膠在外力作用下容易變形，因此，光子晶體2的光子禁帶寬度容易變化。由于該變化，通過(guò)光子晶體2的上述波長(zhǎng)范圍λ1變化。微小球2B與物質(zhì)2G的折射率不同，而且雙方相對(duì)于選擇的光的波長(zhǎng)是透明的。
例如，作為凝膠的材料可以使用摻入了紫外線固化樹(shù)脂的物質(zhì)、凝膠化可以通過(guò)對(duì)其照射紫外線來(lái)進(jìn)行。代表性的紫外線固化樹(shù)脂是在丙烯酰胺中摻合了交聯(lián)劑及光聚合開(kāi)始劑，都是過(guò)去公知的物質(zhì)。
由于該微小球2B的周期構(gòu)造數(shù)可以是50左右，光學(xué)晶體2最大是100μm見(jiàn)方的元件，就可以充分地產(chǎn)生作用。因此，若使用該光子晶體2，則可以實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。
圖3是表示由多層膜構(gòu)造的光學(xué)晶體、即分色鏡產(chǎn)生的輸出光的透過(guò)率(任意常數(shù))的波長(zhǎng)(nm)依存性的曲線圖。輸入光是白色光。該曲線圖不是上述的光學(xué)晶體2的曲線圖，但是在微小球2B完全等間隔地被排列的情況，關(guān)于特定的方向，其光學(xué)特性與該圖所示的相同。在本實(shí)施例中，波長(zhǎng)范圍400nm附近的光的透過(guò)率比其周?chē)ㄩL(zhǎng)范圍低。
上述光學(xué)裝置，具有進(jìn)行上述外力施加的外力施加裝置3，但是，作為外力施加裝置3有各種形式的施加外力裝置。
圖4是表示上述光學(xué)裝置的最佳例子的說(shuō)明圖。這時(shí)，上述外力施加裝置3是對(duì)應(yīng)于電氣輸入進(jìn)行變形的壓電元件(壓電元件)3′。作為外壓控制裝置4使用可變電壓電源4′。
在本實(shí)施例中，壓電元件3′相應(yīng)于從電源4′施加的電壓沿垂直于底座1的表面的方向移動(dòng)。在光子晶體2的上部配置壓板3”，壓板3”與底座1一起夾持光子晶體2。壓電元件3的上面配置在相對(duì)于底座1被固定的位置，其下面被固定在壓板3”上。當(dāng)壓電元件3′進(jìn)行伸縮時(shí)，壓板3”與底座1之間的距離產(chǎn)生變化，因此，光子晶體2沿光路延伸地進(jìn)行變形。
在這樣的構(gòu)成中，通過(guò)以電氣的輸入使壓電元件3′進(jìn)行變形，從而在光子晶體2上施加外力，因此，可以構(gòu)成根據(jù)特定的測(cè)量值等進(jìn)行電氣輸入的系統(tǒng)。
圖5A、圖5B、圖5C是表示由多層膜構(gòu)造的光子晶體、即分色鏡產(chǎn)生的輸出光的透射率(任意常數(shù))的波長(zhǎng)(nm)的依存性的曲線圖。圖5(A)是未在分色鏡上施加外力時(shí)的曲線圖，圖5B是使1％的格子變形產(chǎn)生于反射鏡垂直方向上地施加了壓力時(shí)的曲線圖。圖5C是使1％的晶格變形產(chǎn)生于反射鏡垂直方向上地施加了壓力時(shí)的曲線圖。也可以使晶格變形沿反射鏡面產(chǎn)生地施加壓力。
根據(jù)該曲線圖，給予反射光光譜的強(qiáng)度峰值的波長(zhǎng)λCENTER在沒(méi)有外力時(shí)是1.5μm左右。而且，波長(zhǎng)λCENTER在給予了1％的壓縮變形時(shí)移動(dòng)到1470nm左右(短波長(zhǎng)側(cè))，在給予了1％延展變形時(shí)移動(dòng)到1530nm(長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè))。
該曲線圖不是圖4所示的光學(xué)晶體2的曲線圖，但其光學(xué)特性的變化傾向與這些曲線圖相同，輸出光的波長(zhǎng)范圍由于外力、即變形發(fā)生變化。
另外，上述光學(xué)晶體2也可做成為在凝膠狀的物質(zhì)內(nèi)含有多個(gè)微小空間的形式。
圖6是表示上述微小空間使用的是氣泡的光子晶體2的立體圖。該光子晶體2在物質(zhì)2G內(nèi)具有多個(gè)氣泡2B′，是將上述的微小球2B替換為氣泡2B′而成的。這樣的光子晶體2也可以由外力容易地使其變形。
圖7是另外的形式的光學(xué)裝置的說(shuō)明圖。在本例子中，將圖1所示的外力施加裝置3做成為相應(yīng)于手動(dòng)輸入推壓光子晶體2的推壓機(jī)構(gòu)3，除了外壓控制裝置4是手動(dòng)這一點(diǎn)外，其它的構(gòu)成與圖1的相同。推壓機(jī)構(gòu)3具有由配置在相對(duì)于底座1被固定的位置上的支承板3a、螺紋結(jié)合在設(shè)置于支承板3a上的螺紋孔中的螺桿部3b、及固定在螺桿部3b的一端的螺紋旋轉(zhuǎn)頭部3c構(gòu)成的螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)。在螺桿部3b的另一端抵接著推壓板3”。
當(dāng)將頭部3c向規(guī)定方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺桿部3b向壓板3”方向移動(dòng)。由于壓板3”的下面由粘接劑固定在光子晶體2上，因此，伴隨著頭部3c的旋轉(zhuǎn)而在光子晶體2上施加外力，光子晶體2沿光路延伸地進(jìn)行變形。光子晶體2是塑性的，但也可以具有壓縮性及延展性地進(jìn)行變形。
這樣的光學(xué)裝置，在實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)中可以進(jìn)行由手動(dòng)產(chǎn)生的外力的微調(diào)整，因此，可以將本裝置適用于光子晶體的基礎(chǔ)研究等。
圖8是另一形式的光學(xué)裝置的說(shuō)明圖。
該光學(xué)裝置，還具有收容光子晶體2的容器9，外力施加裝置3對(duì)于收容在容器9內(nèi)的光子晶體2沿一定方向施加作為外力的壓力。這時(shí)，由容器9的外壁保持光子晶體2來(lái)抑制由所希望的外力以外的力引起的變形，并且可以限制其變形方向。另外，在本例子中，圖示的是作為外力施加裝置3使用的是壓電元件3′。
容器9的外壁的至少一部分、即輸入光的光路是透明的。也可以在該部分設(shè)置透明的窗。通過(guò)該透明的外壁或窗向光子晶體2內(nèi)入射輸入光。輸出光的光路中的外壁也可做成透明的。由于光子晶體2由該外壁保持，因此，可以減少裝置所需要的零件數(shù)量。另外，在上述及以下的實(shí)施例中作為光子晶體2的外力施加裝置3也可以使用管形壓電元件。
圖9是表示使用了管形壓電元件的光學(xué)裝置主要部分的立體圖。作為外力施加裝置3的壓電元件(空心構(gòu)件)3′是管形，將其作為容器，在其內(nèi)部配置光子晶體2。即，本例子的外力施加裝置3是內(nèi)徑進(jìn)行變化地可進(jìn)行變形的壓電元件3′，光學(xué)晶體配置在壓電元件3′內(nèi)。
該壓電元件3′由于是以?xún)?nèi)徑進(jìn)行變化的方式進(jìn)行變形，相應(yīng)于該變形，光子晶體2沿空心的壓電元件的長(zhǎng)度方向進(jìn)行伸縮地變形。輸入光從光子晶體2的長(zhǎng)度方向的一端輸入，輸出光從另一端輸出。因此，可以抑制徑向光的擴(kuò)散，若使用該方式的壓電元件，則可以抑制輸出光的單位面積的強(qiáng)度降低。
圖10是另一實(shí)施例的光學(xué)裝置的說(shuō)明圖。該光學(xué)裝置，與圖4所示的相比，在光學(xué)晶體2的光輸入面上貼上窗件10這一點(diǎn)上不同，其它的構(gòu)成與圖4所示的相同。從第一光學(xué)元件5出射的輸入光通過(guò)窗件10被導(dǎo)入到光子晶體2內(nèi)。在本例子中，由窗件10可以保護(hù)光學(xué)晶體2的光輸入面。另外，也可以將窗件10做成為光學(xué)濾光器。
圖11是另一實(shí)施例的光學(xué)裝置的說(shuō)明圖。該光學(xué)裝置，與圖10所示的相比，在光學(xué)晶體2的光輸出面上也貼上了窗件10這一點(diǎn)、及設(shè)有測(cè)量相應(yīng)于光子晶體2的光子禁帶寬度進(jìn)行變化的物理量、并根據(jù)該測(cè)定值控制由外力施加裝置3產(chǎn)生的外力的大小的反饋裝置(光學(xué)特性測(cè)量?jī)x器11及電源4′)這一點(diǎn)上不同，其它的構(gòu)成與圖10所示的相同。
在將光子晶體2的光子禁帶寬度形成為所希望的光子禁帶寬度時(shí)，測(cè)量相應(yīng)于此進(jìn)行變化的物理量、最好是測(cè)量輸出光強(qiáng)度或輸出光光譜，反饋裝置11、4′使輸出光的強(qiáng)度或特定波長(zhǎng)的強(qiáng)度成為一定地控制外力施加裝置3。
詳細(xì)地說(shuō)，由光子晶體2調(diào)制了的光作為輸出光由光學(xué)特性測(cè)量?jī)x器11測(cè)量其強(qiáng)度或光譜，作為構(gòu)造控制裝置的壓電元件3′被反饋控制而使得上述測(cè)量數(shù)據(jù)成為特定的值。例如，在被測(cè)量的特定波長(zhǎng)的強(qiáng)度低時(shí)使壓電元件3′向所予的方向伸縮，由此在強(qiáng)度增加了時(shí)，向同一方向進(jìn)行壓電元件3′的伸縮，在減少了時(shí)向相反方向進(jìn)行伸縮。
由該反饋控制可以實(shí)現(xiàn)由光子晶體2產(chǎn)生的輸出光響應(yīng)特性的穩(wěn)定化、高精度化。
光子晶體2也可以使用半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)(微電子加工技術(shù)·MEMS技術(shù))制造。例如，通過(guò)加工半導(dǎo)體基底形成上述容器，將壓電元件3′形成在該半導(dǎo)體基底(未圖示)上。這時(shí)，在形成在半導(dǎo)體基底上的容器、特別是凹部?jī)?nèi)配置光子晶體2，在該半導(dǎo)體基底上形成壓電元件3′，因此，使用半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)可以形成它們，可以使裝置整體小型化。當(dāng)然，也可以在半導(dǎo)體基底內(nèi)形成壓電元件3′的驅(qū)動(dòng)電路、電源、帶波長(zhǎng)過(guò)濾器的光電二極管(ホトダイオ一ド)等。
半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)例如在制作掃描型隧道顯微鏡的探針等時(shí)也使用。在該探針上設(shè)置壓電元件，但是可以以數(shù)nm級(jí)控制壓電元件的伸縮。
圖12是另一實(shí)施例的光學(xué)裝置的說(shuō)明圖。該光學(xué)裝置與圖11所示的相比，在具有加熱器12、溫度傳感器13、加熱器電源14的點(diǎn)上不同，其它的構(gòu)成與圖11的相同。
在該光學(xué)裝置中，將加熱光子晶體2的加熱器12設(shè)置底座1上。將測(cè)量光子晶體2的溫度的溫度傳感器13設(shè)置在底座1上。它們位于光子晶體2的附近。加熱電源14對(duì)應(yīng)于由溫度傳感器13的測(cè)量的溫度控制供向加熱器12的電力。
在本例子中，由于一邊由溫度傳感器13測(cè)量光子晶體2的溫度，一邊加熱光子晶體2，可以將光子晶體2的溫度成為所希望的值、最好是一定值，可以抑制光子禁帶寬度的由溫度引起的變化。加熱器12和溫度傳感器13也可用MEMS技術(shù)制造在單片(monolithic)上。
另外，法布里·珀羅干涉儀或多層膜鏡(分色鏡)也是零維或1維的光子晶體。光子晶體2也可以應(yīng)用于這樣的用途。另外，上述那樣的柔軟的光子晶體2期待對(duì)于其微小球2B或氣泡2B′的大小和排列的穩(wěn)定性、用于提高其控制性的機(jī)械精度、凝膠的長(zhǎng)期穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、與光纖或其它的光學(xué)元件的連接方法、凝膠封入容器、每次可以施加相同的外力的外力施加機(jī)構(gòu)等的研究的進(jìn)展。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可以利用于使用了光子晶體的光學(xué)裝置。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)裝置，通過(guò)對(duì)光子晶體施加外力使上述光子晶體的光子禁帶寬度變化，其特征在于，光子晶體是塑性的。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于，還具有施加上述外力的外力施加裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)裝置，其特征在于，還具有測(cè)量相應(yīng)于光子晶體的光子禁帶寬度進(jìn)行變化的物理量、并根據(jù)該測(cè)量值控制由上述外力施加裝置產(chǎn)生的外力的大小的反饋裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于，還具有加熱上述光子晶體的加熱器、測(cè)定上述光子晶體的溫度的溫度傳感器，根據(jù)由上述溫度傳感器測(cè)量的溫度控制供向上述加熱器的電力。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于，還具有收容上述光子晶體的容器，上述外力施加裝置沿一定方向?qū)毫ψ鳛樯鲜鐾饬κ┘佑诒皇杖菰谏鲜鋈萜鲀?nèi)的上述光子晶體上。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于，將上述容器的外壁的至少一部分做成透明的、或在該部分上設(shè)置透明窗，通過(guò)該部分向上述光子晶體內(nèi)輸入光。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于，上述光子晶體是在凝膠狀的物質(zhì)內(nèi)含有多個(gè)硅或鈦酸鋇微小球而成。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于，上述光子晶體是在凝膠狀的物質(zhì)內(nèi)含有多個(gè)被形成的微小空間而成。
9.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)裝置，其特征在于，上述外力施加裝置是相應(yīng)于電氣輸入進(jìn)行變形的壓電元件。
10.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)裝置，其特征在于，上述外力施加裝置是相應(yīng)于手動(dòng)輸入推壓上述光子晶體的推壓機(jī)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)裝置，其特征在于，上述外力施加裝置是可內(nèi)徑變化地進(jìn)行變形的空心構(gòu)件，上述光子晶體配置在上述空心構(gòu)件內(nèi)。
12.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)裝置，其特征在于，上述容器是通過(guò)加工半導(dǎo)體基底而形成的。
全文摘要
一種光學(xué)裝置，其光子晶體(2)是使凝膠狀的物質(zhì)內(nèi)含有硅或鈦酸鋇微小球或氣泡的可塑性光子晶體。當(dāng)對(duì)該光子晶體施加外力時(shí)，光子晶體(2)產(chǎn)生變形，由此，光子禁帶寬度容易進(jìn)行變化，當(dāng)光子禁帶寬度進(jìn)行變化時(shí)，限制特定波長(zhǎng)的光通過(guò)。因此，從光子晶體(2)輸出所希望的波長(zhǎng)的光。在本發(fā)明中，該波長(zhǎng)在外力作用下可以容易變化。
文檔編號(hào)G02B6/122GK1466700SQ01816328
公開(kāi)日2004年1月7日 申請(qǐng)日期2001年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月26日
發(fā)明者瀧口義浩, 伊藤研策, 山中淳平, 平, 策 申請(qǐng)人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社