Improvement of the characteristics and fabrication of a planar waveguide lens

평면 광도파로 렌즈의 제작 및 특성 개선

  • 정석문 (해군사관학교 전자공학과) ;
  • 김재창 (부산대학교 전자공학과) ;
  • 윤태훈 (부산대학교 전자공학과) ;
  • 김길중 (동서공과대학교 전자공학과)
  • Published : 1996.03.01

Abstract

In this paper, we propose a new type of a planar waveguide lens, a meniscus lens instead of a plano-convex lens used widely for the optical integrated circuits such as optical numerical processors. A plano-convex lens has a spherical aberration caused by the linear boundary. In the proposed meniscus lens, this linear boundary is replaced by a circular-boundary, and the spherical aberration is removed. To test the performance of the proposed lens, a meniscus lens is designed using Fermat principle and fabricated on the Y-cut $LiNbO_3$ substrate. First a $Ti:LiNbO_3$ planar waveguide is fabricated on the $LiNbO_3$ substrate by Ti indiffusion. Then a meniscus lens is fabricated on the planar waveguide by TIPE(Ti indiffued proton-exchange) method. A plano-convex lens is also fabricated on the same substrate to compare the spot size at the focal point. The measured spot size of the meniscus lens is reduced to 59% that of the plano-convex lens. This result shows that the proposed meniscus lens is more effective for optical integrated circuits than the plano-convex lens.

평면 광도파로 렌즈는 집적광학회로에 널리 사용된다. 본 논문에서는 새로운 형태의 평면 광도파로 렌즈를 제안하고 제작하여 기존의 볼록-평면렌즈와 그 특성을 비교하였다. 제안한 볼록-오목형 렌즈는 원형의 경계를 가지며 선형경계를 가지는 볼록-평면 렌즈에서 발생하는 구면 수차를 제거할 수 있다. Y-cut LiNbO$_{3}$ 기판 위에 Ti-내부확산 양자교환방식을 이용하여 제안한 볼록-오목 렌즈와 기존의 볼록-평면 렌즈에 비해 초점에서의 spot의 크기를 약 59% 정도 줄일 수 있었다.

Keywords

References

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