光ファイバーアレイコリメーターの設計および発散角測定

LIU Ruoxian ,  

ZHAO Shiyuan ,  

GU Yiying ,  

XIE Rifan ,  

ZHAO Mingshan ,  

摘要

従来の単一の固定屈折率レンズおよび勾配屈折率レンズに基づく光ファイバーアレイコリメーターの製造方法には、素子数の拡張が困難であること、封入工程が複雑であり集積化が難しいという欠点がある。光学マイクロレンズは配列化が容易で素子特性の一貫性が優れていることを利点とし、平凸マイクロレンズアレイに基づく光ファイバーアレイコリメーターの製造方法を提案した。ガウス光学と行列光学の理論に基づき、光ファイバーアレイコリメーターのコリメーション特性を理論的に解析およびシミュレーションし、関連する設計パラメーターを決定した。これに基づき、素子間隔が250μmの4素子1次元配列の光ファイバーアレイコリメーターを加工・製作した。遠方野スポット法により光ファイバーアレイコリメーターの主な性能パラメーターである遠方野発散角を測定し、モンテカルロ法により測定不確かさの解析および評価を行った。各チャネルの遠方野発散角の測定値はそれぞれ0.69°、0.67°、0.71°、0.68°であり、測定拡張不確かさは0.02°で、設計許容差(0.68±0.03)°内であった。当該光ファイバーアレイコリメーターは良好なコリメーション特性を有し、光ファイバー通信システムにおける光ファイバーアレイコリメーターの小型化および集積化の要求を満たすことができる。

关键词

光ファイバー通信; 光ファイバーアレイコリメーター; マイクロレンズアレイ; 遠方野発散角; 不確かさ解析

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