並列光コンピューティングシステムのための3次元集積光学系に関する研究

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将来の情報処理技術である並列光コンピューティング分野において、効率的なシステム構成手法の開発を目指して、反射型ブロック光学系への自導光結合法の導入を検証し、基礎実験によりその有効性を確認した.反射型ブロック光学系を用いると透明固体媒質に反射型の光学素子を接着したモジュールを組み合わせることにより、安定な光学系を簡便に構成することができる。自導光結合法は、入力面に置かれた点光源からの光によって感光性樹脂を硬化させて出力面に光プラグを作り、それをガイドとして素子アライメントを実現する手法である。実験では感光性樹脂として感光性ポリイミドを用いた、アルミニウムを凸面にコーティングした凸レンズを反射型レンズとして用い、これをガラスブロックに接着することにより,20mm×20mm×60mm程度の大きさの斜入射型反射型ブロック光学系を構成した.光学系の入力面に置かれたピンホールまたはスリットを波長458nmのアルゴンレーザーで照明し,その光学的像の光によって出力面に塗布された感光性ポリイミドを露光して,光プラグを形成させた.約0.081/cm^2の光エネルギーで直径約100μm,高さ数十μmの円柱状の光プラグを形成することができた.ガラス基盤に窪み(ソケット)を作っておき、これを光プラグと填め合って自導光結合が行えることを確かめた。円形の光プラグは微小であるためソケットと結合させるのが困難であったが,線状の光プラグの結合を確認する事ができ,入出力間のアライメント精度として50μm以下が達成できた.アライメント精度は,露光や現像条件の最適化により光プラグとソケットの形状を一致させることでさらに高めることが可能である.