A Highly Efficient Method of Light Coupling into Optical Fiber with a Tapered Microlens

Tapered Lens를 사용한 Light Source와 Optical Fiber의 고효율 Coupling

Microlenses with an extremely small radius of curvature are efficiently use d to couple LED/laser diode light into optica1 fiber. We propose a Tapered lens for the highly efficient coupling of the optical fiber communication light souses into the fiber. Ray optical analysis shows that the maximum coupling efficiency is as high as 90 %, Tapered lens with optimum parameters are fabricated by using heating and pulling technique. Experiment shows that this new technique improves the coupling efficiency by two and four times for LED and laser diode, respectively, as compared with the simple flat - end coupling.

LED나 laser diode와 optical fiber의 coupling efficiency를 높이기 위해서는 lens의 곡율반경을 작게 하는 것이 효과적이다. 본 연구에서는 heating and pulling 반경에 의한 tapered lens를 고안함으로써 최적 size의 lens 제작을 용이하게 하였으며, taper의 특성을 이용하여 고효율 coupling을 가능하게 하였다. 이론적 계산에 의하여 90%까지의 light coupling이 가능함을 보였으며, 실험결과 flat end에 대한 improvement factor는 LED에서 3dB, laser diode에서 6dB까지 증가시킬 수 있었다. epoxy를 사용하여 LED에 pigital을 부착한 결과 온도특성 및 기계적 안정성에서 실용화에 충분할 정도로 우수하였다.