Abstract
In order to set up the design of micro optical bench, optical coupling efficiencies of two sets of test benches are calculated. Simple linear connections of incoming and outgoing optical fibers with and without ball lenses are designed. Positional errors that are possible in actual fabrication processes we considered in the calculations and their tolerances are determined from -3 ㏈ conditions. For a simple fiber-to-fiber connection, the lateral misalignment should be limited to 2.7 um and tilt error 5.8o. In case of the fiber-to-fiber with ball lens, the working distance between fibers can be extended over 60 um. The optical coupling efficiency depends strongly on the positional errors of ball lenses along the optical axis, and it is also found that the lateral and vertical positional errors should be considered simultaneously in order to keep the high coupling efficiency.
미세 광학 벤치의 설계를 위해서 두 가지 테스트 벤치에 대해 결합효율을 계산하였다. 광섬유로 들어오고 나가게 되는 빛을 볼 렌즈를 통과한 것과 그렇지 않은 것으로 설계하였다. 미세 광학 벤치의 실제 제작 과정에서 발생할 수 있는 광소자들의 위치 에러를 고려하여 시뮬레이션을 하였고, 그것들의 허용오차를 -3 ㏈ 조건으로 정하였다. 볼 렌즈가 없는 fiber-to-fiber에서는 lateral misalignment가 2.7 um 그리고 tilt 에러가 5.8o 이내로 나타났다. 각각의 광섬유 앞단에 광의 집속을 위해 볼 렌즈가 놓여지면 working distance는 60 um로 확장되어지나, 각각의 광소자들이 놓여진 위치 파라미터 사이에 보다 강한 교호작용이 존재하기 때문에 tolerance design을 위해 교호작용을 함께 고려해야 한다.
