サーフェス・カップリングとエッジ・カップリングMPCコネクタの汎用性

はじめに

フォトニクスの集積化には、フォトニック集積回路（PIC）アプリケーションの効率を最適化するための正確な光結合方法が必要である。2つの主要なカップリング技術、エッジカップリングと表面カップリングは、明確な利点とトレードオフを提示します。メタリックPICコネクター（MPC）は、両方のカップリングアプローチに対応できるように設計されており、幅広いアプリケーションで最適な性能を発揮します。

 

エッジカップリングとサーフェスカップリングを理解する

どちらの方法も光信号をPICに結合するために使用されるが、ビーム特性、アライメント公差、および全体的な設計上の考慮事項が異なる。

エッジ・カップリング

エッジ・カップリングは、一般的に円形で約10µmのターゲット・モード・フィールド径（MFD）を用いてPICに光信号をカップリングするために使用される方法である。エッジカップリングの主な利点の1つは、より広い範囲の光波長をサポートできることで、異なるレーザー光源を持つより多くの光学システムと互換性がある。さらに、エッジカップリングは高さが低く、コンパクトなフォトニック設計を可能にするために不可欠である。この特性は、スペースが限られ、合理的なフォームファクターが必要なアプリケーションで特に有益です。

しかし、エッジ・カップリングには、最適な性能を確保するために対処しなければならない課題もある。主な欠点のひとつは、より厳しいミスアライメント公差が要求されることである。この精度の要求は、製造とアライメントのプロセスを複雑にし、コストと複雑さを増大させる可能性がある。さらに、物理的なインターフェイス幅によるカップリング密度の制約があり、同時にカップリングできるファイバー数が制限され、システムのスケーラビリティに影響する。

表面結合

表面結合は、PICに光信号を集積するためのもう一つの広く使われている方法である。エッジ・カップリングとは異なり、表面カップリングは通常、2µm未満の楕円モードフィールド径（MFD）を採用している。この方法は、いくつかの本質的なトレードオフにもかかわらず、様々なアプリケーションに魅力的な選択肢となる独自の利点を提供する。

表面結合の最も顕著な利点の一つは、その高いミスアライメント許容度である。この特長は特に有利で、性能に大きな影響を与えることなく、ファイバー位置のわずかなずれに対応できます。この寛容な性質は、アライメントプロセスを簡素化し、製造の複雑さとコストを削減できる可能性があります。さらに、表面カップリングはカップリング密度の増加をサポートし、よりコンパクトなファイバーアレイを可能にします。この密度の向上は、限られたスペース内で多数の光接続を必要とするアプリケーションにとって極めて重要であり、システム全体のスケーラビリティと統合の可能性を高めます。

しかし、この方法に関する主な課題の1つは、帯域幅容量が低いことである。表面結合は一般に高速光信号に対する効率が低いため、高速データ伝送速度が要求されるアプリケーションでは性能の妨げになる。もう1つの欠点は、表面結合に伴うプロファイルの高さの増加で、コンパクトなシステムでの統合に課題をもたらす可能性がある。

MPCコネクターが両方のアプローチをサポートする方法

SENKOのMPCコネクターは、エッジカップリングとサーフェスカップリングの両方のアプリケーションに対応できるように綿密に設計されており、様々なフォトニックインテグレーションシナリオにおいて柔軟性と効率性を保証します。MPCの特長は、ビームプロファイルをカスタマイズできることです。調整可能な光学系により、特定のPIC入力要件に合わせて調整することができます。さらに、このコネクターは最適化された反射ミラー設計を誇ります。この技術革新は、効率的な光ステアリングと拡張を可能にし、光信号結合プロセスの効果を最大化する。

さらにMPCは、次世代フォトニックシステムに不可欠な高密度ファイバーインテグレーションをサポートしている。この機能により複数のコンフィギュレーションが可能となり、このコネクターは非常に汎用性が高く、幅広いアプリケーションに適しています。コンパクトなスペースで多数のファイバー接続をサポートすることで、フォトニックシステムの拡張性と統合の可能性を大幅に高めます。

 

結論

エッジカップリングとサーフェスカップリングにはそれぞれ長所と短所があり、異なるフォトニック集積シナリオに適している。これらの手法の選択は、アライメント耐性、カップリング密度、帯域幅の必要性、空間的制約など、アプリケーションの特定の要件によって決まります。MPCは、エッジカップリングと表面カップリングの両方の技術にシームレスに対応するように設計されており、多様なフォトニックシステムにおいて汎用性と最適な性能を保証します。