レンズ集積技術を用いた1.3μm帯面型レーザおよびフォトダイオードの高効率ファイバ結合

摘要

Highly efficient fiber coupling of a lens-integrated surface-emitting laser and a lens-integrated photodiode was demonstrated. The lens was fabricated by the etching of an InP substrate. The profile of an etched InP lens was estimated to be a highly symmetrical parabolic shape that is ideal for the collimation of a Gaussian beam. A fabricated lens-integrated surface-emitting laser operated at 1.3-μm wavelength exhibited a circular, narrow far-field pattern (3.9°× 3.5°). A highly efficient direct coupling to a single mode fiber with a coupling efficiency of -2.7 dB was confirmed. A large alignment tolerance and responsivity for direct coupling to a single mode fiber of an aspheric-lens-integrated PIN photodiode was also demonstrated.%次世代光通信に求められる実装簡易性に優れた光素子の開発を目的として、光素子へのレンズ集積技術を検討した。集積レンズはInP基板をエッチングすることで作製した。作製したレンズの3次元形状を解析した結果、レーザビームのコリメートに理想的な非球面形状が得られていることを確認した。この技術を用いてレンズを集積した1.3μm波長帯の水平共振器面型レーザを試作した結果、円形狭窄ビーム（3.9°×3.5°）を得ることに成功し、シングルモードファイバとの高効率（-2.7dB）な直接光結合を確認した。また、レンズ集積フォトダイオードを試作した結果、受光感度の増大と光結合トレランスの拡大を確認した。