高結合効率球レンズLDモジュールの開発

摘要

球レンズ付LDモジュールの高結合効率化の開発を行っている．球レンズを使って，LDとファイバとの結合をとる方法は，非球面レンズを使った方法と比較して，レンズが安価であること，実装が容易であることから，モジュールの低コスト化に有効な方法である．しかし，球レンズでは，球面収差による結合損失が大きく，屈折率が1.5 の入手容易な球レンズを使った従来のモジュールでは，-7.0dB程度の結合効率しか得られていなかった．そこで，結合損失の主要因である球面収差を小さくするため，屈折率及び球レンズ直径と，結合効率の関係を求めた．球面収差をシミュレーションに取り込むため，ガウスビームの球レンズ光学系による変換に光線追跡の手法を用いた．変換されたビームプロファイルを，レンズ位置に設定した参照面で積分して結合効率を求め，収差損失を定量的に評価した．その結果，安価な球レンズを使ったモジュールにおいても，結合効率-4.4dBが実現できることを確認した．