기존의 단일 고정 굴절률 렌즈 및 그라디언트 굴절률 렌즈 기반으로 광섬유 배열 콜리메이터를 제조하는 방법은 배열 소자 수 확장 어려움, 패키징 공정 복잡성 및 집적화 어려움과 같은 단점이 있다. 광학 마이크로 렌즈가 배열화가 용이하고 소자 특성 일관성이 우수한 장점을 활용하여, 평볼록 마이크로 렌즈 배열을 기반으로 한 광섬유 배열 콜리메이터 제조 방법을 제안하였다. 가우스 광학 및 행렬 광학 이론에 따라 광섬유 배열 콜리메이터의 콜리메이션 특성을 이론적으로 분석하고 시뮬레이션하였으며, 관련 설계 파라미터를 도출하였다. 이를 바탕으로 소자 간격이 250 μm인 4요소 1차원 배열 광섬유 배열 콜리메이터를 가공·제작하였다. 원거리 광점 방식을 통해 광섬유 배열 콜리메이터의 주요 성능 파라미터인 원거리 발산각을 측정하고, 몬테카를로 방법으로 측정 불확도 분석 및 평가를 수행하였다. 각 채널의 원거리 발산각 측정값은 0.69°, 0.67°, 0.71°, 0.68°이며, 측정 확장 불확도는 0.02°로 설계 허용오차(0.68±0.03)° 내에 있다. 해당 광섬유 배열 콜리메이터는 우수한 콜리메이션 특성을 가지며 광섬유 통신 시스템에서 소형화 및 집적화 요구를 만족시킬 수 있다.

광섬유 통신; 광섬유 배열 콜리메이터; 마이크로렌즈 배열; 원거리 발산각; 불확도 분석