マイクロレンズと検出器チップの統合応用により、検出器の光エネルギー利用効率が向上し、検出器の感度が向上する。InP基板のInGaAs単一光子赤外線検出器2種類に対して、それぞれガリウムリン化物とシリコンの2種類の四角形開口部マイクロレンズアレイを設計した。マイクロレンズアレイ構造パラメータの設計フローを紹介し、各ステップの設計要点を分析した。光線追跡ソフトウェアを用いて設計したマイクロレンズアレイ構造パラメータのシミュレーション検証を行い、2種類のマイクロレンズアレイが設計要件を満たすことを確認した。ステップメーターおよび共焦点顕微鏡を用いて製作完了した2種類のマイクロレンズアレイの形態測定を行い、2種類のマイクロレンズアレイの曲率偏差はそれぞれ1.38％および3.44％と算出された。1.064 μm波長における2種類のマイクロレンズアレイの空気中の焦点距離を実験的に測定し、シミュレーション結果と比較して焦点距離偏差は5.69％および2.76％であった。マイクロレンズの製造プロセスを分析した結果、2つの偏差は応用要件を満たしていることが確認された。

マイクロレンズアレイ;光検出器;光エネルギー利用効率;矩形開口部