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アライメントフリーなシリコン光チップとファイバ間の高効率結合デバイス

免对准硅光芯片与光纤之间的高效耦合装置

基本信息

批准号：
22K04248
负责人：
藤川知栄美
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

【はじめに】光配線による光接続（光インターコネクト）技術は，古典的なメタル配線におけるボトルネックとなっている多くの課題を克服する大きな解決策であると期待されている．一つのシリコン基板上に光導波路および電子回路が集積されたシリコン光チップは，高密度および大容量の将来の光配線実現の鍵である．シリコン光チップと光ファイバ間を光結合するための結合デバイスは，実用的な光結合効率，極めて微細でしかも容易なアライメントが要求される．本研究では，スポット径の異なるシリコン導波路と光ファイバ間の効率的な光接続，および簡易に作製可能な光結合用スポットサイズコンバータを提供することを目的としている．【提案したスポットサイズコンバータの試作および評価】２種類のスポットサイズコンバータを提案，設計，試作し，評価した．①標準シングルモードファイバ端面に自己形成光導波路（Self-Written Waveguide: SWW）技術を用いて作製するテーパピラー型スポットサイズコンバータと②シリコン光チップ端面に作製するスポットサイズエキスパンダである．試作，評価を行ったテーパピラー型スポットサイズコンバータは，標準シングルモードファイバ側から出射する紫外光を用いているためアライメントフリーであることから，従来のHiNAファイバを使用したテーパピラー型スポットサイズコンバータよりも高い結合効率を有することを確認した．また，シリコン光チップ側に，シリコン光チップからの出射光ビームを拡大し，標準シングルモードファイバのスポットサイズに一致させるスポットサイズコンバータを提案した．スポットサイズエキスパンダは，マイクロ光デバイスを用いた光結合における実装上の課題となるアライメント精度を緩和できることをシリコン光チップを用いた光結合実験により示した．

【はじめに】Optical wiring and optical connection technology (光インターコネクト) technology, classical light wiring wiringけるボトルネックとなっている多くの题目をOVERCOMING する大きなSOLUTION DECISION であると EXPECTATION されている. Optical waveguide and electronic circuit on a single substrateン光チップは, high density and large capacity, the key to the future of optical wiring.シリコ光チップと光ファイバ间を光combinationするためのcombinationデバイスは,実The light binding efficiency used is extremely fine and easy to use. This study focuses on the efficiency of the optical interface between the optical fiber guide and the optical waveguide. It is easy to make and can be made by combining the light with the スポットサイズコンバータを. [Proposal of the original trial version of the trial version] 2 typesのスポットサイズコンバータを proposal, design, trial production, evaluation 価した． ① The standard SELF-Written Waveguide end face forms the optical waveguide by itself (Self-Written Waveguide: SWW）Technology: Made of するテーパピラーtype スポットサイズコンバータと②シリコ光チップEnd面にするスポットサイズエキスパンダである. Trial production, evaluation of たテーパピラーtype スポットサイズコンバータは, standard シングルモードファイバlateral light emitting UV lightしたテーパピラーType スポットサイズコバータよりもHigh binding efficiency is confirmed by することを.また, シリコン光チップlateral に, シリコン光チップからの出光ビームを拡大し, standard シングルモードファイバのスポットサイズに unanimous させるスポットサイズコンバータを proposal した.スポットサイズエキスパンダは, マイクロ光デバイスを Use いた光 Combined における実 to install the subjectとなるアライメント precision をease できることをシリコン光チップを Use いた光combination実験によりshowした.