特異値分解を用いた２次元光デバイスのアライメントの解析

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面発光レーザアレイやフォトディテクタアレイなど 高密度に実装された２次元アレイ状の光デバイスを 用いた光インターコネクションの実現には、高精度かつ 安定した素子間のアライメントが極めて重大である. 一般にある光学系のアライメントを行うには、 例えば各デバイスの位置姿勢など極めて多くのパラ メータを調整する必要がある。我々は「特異値分解」と 呼ばれる数学的手法を用いることにより、アライメント において重要となる「自由度」をシスティマティックに 導く理論を構築した。 本手法は、(1)光学系のモデル化, (2)「アライメント指標」の構成, (3)光学系のパラメータの微小変化と「アライメント指標」の微小変化 を関係づけるヤコビ行列の特異値分解, からなる。 ここで示された理論に基づいて、例えば、アライメントに大きく 寄与する自由度に対しては高性能のアクチュエータを用い て「アクティブアライメント」を行い、比較的アライメントへの寄 与の少ない自由度に対しては手動あるいは低性能のアクチュエータで 制御するといった、光学系設計上の指針を得ることができる。

参考文献

1. M. Naruse and M. Ishikawa, Analysis and Characterization of Alignment for Free-Space Optical Interconnects Based on Singular-Value Decomposition, Applied Optics, Vol. 39, No, 2, pp. 293-301, 2000.
2. Makoto Naruse, and Masatoshi Ishikawa: A theoretical and experimental analysis of active alignment based on singular value decomposition, 1997 International Topical Meeting on Optics in Computing (Lake Tahoe, 1997.3.20)/Technical Digest, pp.230-232 [gzip ps file(48k)]
3. 成瀬誠, 石川正俊: 特異値分解を用いた２次元光デバイスのアライメントの解析, 第44回応用物理学関係連合講演会 (東京, 1997.3.29)／予稿集, pp.908 [gzip ps file(18.4k)] [pdf file(52k)]

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