低損失垂直結合のための矩形光導波路内の凹面マイクロミラーの段階的なレーザーアブレーション加工

Stepped laser-ablation fabrication of concave micromirrors in rectangular optical waveguides for low loss vertical coupling.

• Chuanlu Deng
• Xueting Wang
• Ruhuan Zhang
• Yi Huang
• Xiaobei Zhang
• Tingyun Wang

抄録

本報告では、矩形光導波路内に凹型マイクロミラーを作製するための段階的レーザーアブレーション法について述べる。数値シミュレーションにより、凹面マイクロミラーの反射の垂直結合損失を1.53dBまで低減することができた。凹型マイクロミラーを作製するために、エキシマレーザーの加工パラメータ（ステップ数,幅,深さなど）を最適化した。熱リフロー後、3次元光学プロファイラを用いて得られた円形凹面マイクロミラーの測定曲線は、表面粗さ39.56nmの標準的な円とよく一致した。さらに、62.5 µm MMFの垂直カップリングを行ったところ、厚さ50 nmのAu膜でコーティングした円形凹面マイクロミラーの損失は1.83 dBと低く、65.61%という高いカップリング効率に対応していることがわかりました。この新しい、便利で効率的な凹面マイクロミラーの作製技術は、光プリント基板（OPCB）相互接続技術の垂直結合に応用できます。

In this report, we present a stepped laser-ablation method for the fabrication of concave micromirrors in rectangular optical waveguides. The numerically simulated vertical coupling loss of the reflection of the concave micromirror can be reduced to 1.53 dB. The processing parameters of the utilized excimer laser, such as the step number, width, and depth, were optimized to fabricate the concave micromirrors. After the thermal reflow process, the measured curve of the circular concave micromirrors obtained using a 3D optical profiler agreed well with a standard circle with a surface roughness of 39.56 nm. Furthermore, vertical coupling for 62.5 µm MMF revealed that the loss of the circular concave micromirror coated with a 50 nm thick Au film is as low as 1.83 dB, corresponding to a high coupling efficiency of 65.61%. This new, convenient, and efficient fabrication technology for the fabrication of concave micromirrors can be applied to vertical coupling for optical printed circuit board (OPCB) interconnection technology.