2次元超並列を可能とする自導光回路の設計を試作に関する研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05555096
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 伊賀 健一 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (10016785)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 健太郎 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 講師 (20242315) ; 馬場 俊彦 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (50202271) ; 小山 二三夫 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (30178397)
• Keywords: 自導光回路 / 光ファイバ / 平番マイクロレンズ / レンズジャック / ファイバプラグ / 半導体レーザ

Research Abstract

超並列光エレクトロニクス技術の重要課題として、光軸の精密調整なしに光ファイバや半導体レーザなどの光素子を接続する"自導光回路"を提案、特許申請するとともに、基礎的な特性の把握を行ってその有効性を示した。本方法は、2次元アレー平板マイクロレンズを活用し、自導構成法によって、光ファイバを無調整で光素子と接続することを特徴とする。本研究では、この接続方法を基本とし、より多くの機能を集中化した光回路の実現を目指し、自導光結合法を用いた低損失光マイクロコネクタの実現、自導光結合法評価ツールの確立、光結合モジュールの設計と基礎検討を目的とし、結果は次のようになった。平板マイクロレンズと単一モード光ファイバとの無調整結合を行い、波長0.633μmで光結合損失5dB以下を得た。また、自導光結合のために導入したレンズジャックやファイバプラグの影響は小さいことが確認でにた。平板マイクロレンズを薄肉レンズとして扱い自導光結合評価ツールを確立し、これを用いて半導体レーザと単一モード光ファイバの光結合損失の様子を求め、モジュールの各部における損失の内訳を見積もった。半導体レーザと光ファイバの位置ずれ、角度ずれがないものとすると、1dBのトレランスを確保できる半導体レーザ平板マイクロレンズ間の距離は約15μm、同様に平板マイクロレンズ光ファイバの距離は約150μmと見積もられた。また、この解析によりレンズ基板による球面収差の影響が無視できないことを明らかにした。この影響を低減するために、光マイクロコネクタの構造が有効であることを示した。

Research Products

• [Publications] T.Kato: "New Put-in Micro-connector-II Using GRIN Microlenses" Technical Digest of Gradient Index Optical System. 12. 116-119 (1994)
• [Publications] T.Kato: "A Self-Aligning Optical Method Using Put-in Micro-connector-II" Technical Digest of 5th Optoectronics Conference. 460-461 (1994)
• [Publications] K.IGA: "Self-Aligned Optical Fiber Put-in Micro-connectors" Technical Digest of Gradient Index Optical System. 12. 112-115 (1994)