光ファイバーとシリコン光導波路を結合する技術：福田昭のデバイス通信（157） imecが語る最新のシリコンフォトニクス技術（17）（2/2 ページ）

今回は、光ファイバーとシリコン光導波路を結合する技術を解説する。

[福田昭，EE Times Japan]

回折格子型結合器とエッジ型結合器の試作例

　次に、回折格子型光ファイバー結合器の試作例を見ていこう。回折格子には、1次元と2次元の2種類がある。1次元の回折格子による結合器は結合効率が高く、最小挿入損失は2dBと低い。ただし偏光依存性が大きい。

　2次元の回折格子による結合器は結合効率がやや低く、最小挿入損失は3dB〜4dBと増大する。挿入損失は大きくなるものの、1次元の回折格子に比べると偏光依存性は弱まる。なお挿入損失が1dB増加する帯域で規定した波長帯域幅は、20nm〜40nmである。

回折格子型光ファイバー結合器の試作例。左上は顕微鏡の観察画像。右上は結合効率（挿入損失）の波長特性。右下はいくつかの研究機関による試作結果のプロット（縦軸が最小挿入損失、横軸が1dB帯域）。出典：imec（クリックで拡大）

　続いて、エッジ型光ファイバー結合器の試作例である。2dB以下の低い挿入損失を、100nmを超える広い波長帯域で得ている。ただし実験では、光ビームの直径（MFD：Mode Field Diameter）を3μmと短くした特殊な光ファイバーを使用していることに注意されたい。光ビームの直径が約10μmの標準的なシングルモードファイバーを使うと、挿入損失はもっと高くなると推測する。

エッジ型光ファイバー結合器の試作例。左上は概念図。左下は試作した結合器の写真。右上は挿入損失の波長特性。出典：imec（クリックで拡大）

（次回に続く）

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