JP2006023749A - 複数の電子部品間を光学的に相互接続する光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バックプレーン等での光信号伝送に関連する光損失を減らす光装置を提供すること。
【解決手段】 光装置は複数のＮ個の電子素子の間で光相互接続を行う。一実施例による光装置は、コア層を有し、光ビームが複数の方向に伝搬できるようにするスラブウエーブガイドと、複数のＮ個の受信ポートと、複数の送信ポートとを有し、各受信ポートは各自の電子素子用に割り当てられ、各々はスラブウエーブガイドのコア層に光学的に結合される。各送信ポートは関連する電子素子からの複数の光ビームを受信し、受信した光ビーム各々をスラブウエーブガイド上で受信ポートに送信する。各受信ポートは、少なくとも２つの異なる送信ポートから送信された複数の光ビームをスラブウエーブガイドから受信するように構築される。スラブウエーブガイド内の光ビームは互いの経路と交差することが許容される。それ以外の実施例も開示される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、中央ホストを通じて光信号をルーティングする必要なしに電子素子の各々と他の総ての電子素子との間で光通信がなされてもよいように、コンピュータドーターボード、ブレードサーバ、コンピュータ及びサーバ、ネットワーク等のような複数の電子素子間で光相互接続を行うことに関連する。

今日、様々なエンティティの間でブロードバンド通信を必要とする多くのアプリケーションがあり、そのエンティティ又は機能要素は「電子要素」として広範に言及される。そのような電子要素の具体例は：メインフレームコンピュータ又はスーパーコンピュータの「ドーターボード」、メインフレームサーバのブレードサーバ、ネットワークコンピューティングシステムのコンピュータ及びサーバ、ネットワークコンピューティングシステムのプリンタその他のリソース等である。

これらのシステムは、それらの相互接続用の電気配線を利用することに起因して帯域限界に到達しつつある。一例として、メインフレーム及びスーパーコンピュータを見ると、「ドーターボード」に搭載及びそれにより相互接続された数百乃至数千のＩＣチップを有し、ドーターボード各々は数十乃至数百のＩＣチップを有する。これらのシステムでは、様々なドーターボードに設けられているＩＣチップ間で電気信号を搬送する必要がある。これは一般にボード内に形成された数百（数千に及ぶこともある）の電気トレース及びドーターボード用の複数のスロットホルダを有する電気的バックプレーンを設けることによって行われる。各スロットホルダは電気コンタクト（電気接点）を有し、ドーターボードの保持端部に設けられた電気コンタクトに関連する電気接続を形成する。この電気接続はバックプレーン内の電気トレースに結合され、それらと共にドーターボード間で電気的に相互接続を行う。また、ある電気コンタクトはドーターボードに電力供給電源を与える。各スロットホルダは典型的には検査、修理及び／又は交換するためにそのドーターボードが選択的に取り外し可能であるようにする。

コンピュータシステムのクロック周波数がギガヘルツ領域に更に進むにつれて、チップ間で信号が光速で伝わる必要性が益々増える。しかしながら、バックプレーンの電気トレースを介する電気信号の伝搬速度は光速に比べて比較的遅い。

ドーターボード間で信号を搬送する光学手段を利用する多くの手法が存在する。１つの手法は、チャネルウエーブガイドを有するドーターボードと、チャネルウェーブガイドを有するバックプレーンとを利用するものであり、そのバックプレーンはボード及びバックプレーンのチャネルウエーブガイド間の光コネクタを備える。しかしながら、このシステムでは、あるドーターボードからバックプレーンへそして別のドーターボードへ光信号が伝搬するにつれて、光信号の光学的品質が劣化してしまう。他の手法は、隣接するドーターボード間でそれらの間の自由空間を通じて光信号を伝送する必要がある。しかしながら、ドーターボードは互いに精密に整合していなければならず、その作業は時間がかかり、高価な精密な素子を必要とする。これらの努力にもかかわらず、このシステムでの光信号もドーターボード間を伝搬する際に相当劣化してしまう。更に他の手法は、ＩＣチップ及びウエーブガイドの非常にコンパクトな交互の積層（各層は非常に薄い）を用いることで上記の問題に対処しようとする。しかしながらそのような手法ではＩＣチップの層を検査及び置換することが困難である。

帯域限界に到達するシステムの他の例として、ファイルサーバー、プリンタリソース及びコンピュータのバンクが中心的なホストに電気的に接続されている共通ネットワークコンピューティングシステムを考察する。ある電子要素（例えば、コンピュータ）から他のもの（例えば、ファイルサーバー又はプリンタ）への通信は中央ホストを通じてルーティングされる。ネットワーク上のエンティティ数が増えるにつれて、これらのシステムでは中央ホストでの通信の障害に至ってしまう。更に、これらの装置を相互接続するのに使用される電気ケーブルは、ケーブルの距離が長くなるにつれて帯域を制限し、その結果、配置はそのようなネットワークの地理的サイズを限定し、通信帯域を減らしてしまう。

本発明をなすにあたって、従来技術の光バックプレーンのチャネルウエーブガイドは０．１乃至０．５ｄＢ／ｃｍのオーダーの高い伝搬損失性を有し、この伝搬損失性は３０乃至１００ｃｍの距離にわたる光信号の伝送を非常に困難にしていることを本願発明者等は認識した。更に、そのような光バックプレーンは４５度に傾斜したミラー（光カプラ）をしばしば有し、そのミラーはバックプレーンの表面に平行に走る光信号をドーターボードのチャネルウエーブガイドからチャネルウエーブガイド内へ及びその外へ方向付け、それらの傾斜したミラーの各々は１ｄＢ乃至３ｄＢの光信号強度の損失をもたらす。従って、３０ｃｍ以上の相互接続距離については、リンク損失合計は１０ｄＢより非常に大きくなるかもしれない。本発明はチャネルウエーブガイド光バックプレーンを不要にすることでそのような問題及び他の問題に対処する。

本発明の課題は、バックプレーン等での光信号伝送に関連する光損失を減らすことである。

本発明の更なる課題は、光バックプレーン等を介して伝搬する光信号の強度及び信号品質を改善することである。

本発明の課題は、光バックプレーン等を製造するコストを減らすことである。

本発明の課題は、光バックプレーン等を製造する歩留まりを増やすことである。

本発明の課題は、中央サーバを介する光信号のルーティングを必要とせずに、複数の電子素子間でマルチポイント通信機能を提供することである。

本発明に関するこれら及び他の課題は、特許請求の範囲、明細書及び明細書により当業者に明白になるであろう。

概して本発明はＮ個（少なくとも３個であり、好ましくは少なくとも４個である）の複数の電子素子の間で光相互接続を行う光装置を使用する。本発明の一実施例による光装置は、コア層を有し、光ビームがコア層内を複数の方向に伝搬できるようにするスラブウエーブガイドと、複数のＮ個の受信ポートとを有し、各々は各自の電子素子用に割り当てられ、各々はスラブウエーブガイドのコア層に光学的に結合される。一実施例の光装置は複数のＮ個の送信ポートを有し、各送信ポートは各受信ポートに関連付けられ、関連付けられた受信ポートのものと同じ電子素子に割り当てられる。各送信ポートは関連する電子素子からの複数の光ビーム（即ち、光信号）を受信し、受信した光ビーム各々を光経路に沿ってスラブウエーブガイド上で受信ポートに送信する。送信ポートはスラブウエーブガイド内で複数の光経路を与える。各受信ポートは、少なくとも２つの異なる送信ポートから送信された複数の光ビームをスラブウエーブガイドから受信するように構築され、好ましくはＮ−１個の送信ポートからの光ビームを受信するが、自身に関連するものは除かれることが望ましい。スラブウエーブガイド内の光ビームは互いの経路と交差することが許容され、その場合に互いに実質的に干渉しない。更に、チャネルウエーブガイドで提供される２次元的な光閉じ込めではなく、スラブウエーブガイドは光ビームの１次元的な光閉じ込めだけを行う。

本願発明者等は彼らの研究過程でスラブウエーブガードはチャネルウエーブガイドより低い光損失性を有することを見出した。これは、側壁及び側壁の関連する粗さがスラブウエーブガイドに無いことに起因する。チャネルウエーブガイドでは、側壁の粗さが光を散乱させ、それが光損失を招いている。更に、スラブウエーブガイドは光ビームが互いに交差することを許容するので、単独のコア層が使用されてもよく、それにより製造コストを低くし、製造歩留まりを向上させる。これに対して、チャネルウエーブガイドは互いに交差することは許容されていない。このため、従来の光バックプレーンは一般に次々と積層されたいくつかのチャネルウエーブガイド層を有し、光信号がバックプレーン内を横切ることを可能にしていた。これらのバックプレーンは構築するのに高価であり、製造欠陥をもたらす危険性があり、製造歩留まりを下げていた。

更に、従来のバックプレーンは４５度に傾斜した鏡（チルトミラー）を利用して複数のコア層の間で光信号を接続する必要があり、それは光損失をかなり増やしてしまう。これに対して本発明の多くの実施例は、４５度のチルトミラーを必要とせずに光相互接続を可能にする。

更に、スラブウエーブガイドは高価でない方法で構築されてもよく、送信ポート及び受信ポートはウエハスケール生成法で構築されてもよく、その方法は精密な素子をもたらし、低価格の量産性をもたらす。

図１は、本発明による光学装置１００の第１実施例を示し、光学装置はコンピュータシステム１の中で複数の（Ｎ個の）ドーターボード５の間で光相互接続を行うために使用される。本実施例では、ドーターボード５は装置１００が光相互接続を行う電子素子である。装置１００は、スラブウエーブガイド１１０、スラブウエーブガイド１１０に光学的に結合された複数の（Ｎ個の）送信ポート１２０及びスラブウエーブガイドに光学的に結合された複数の（Ｎ個の）受信ポート１３０を有する。スラブウエーブガイド１１０は、コンピュータシステム１の主要なバックプレーンの一部をなしてもよい基板１０上に形成されてもよい。電力接続部及び低周波信号接続部は、（スラブウエーブガイド１１０内で光信号の伝送に影響を与えない方法で）基板１０を通じてドーターボード５に提供されてもよく、基板１０及び装置１００はコンピュータシステム１の電気／光バックプレーンとして集合的に機能してもよい。スラブウエーブガイド１１０は、下位クラッディング層１１２、コア層１１４及び好ましくは上位クラッディング層１１６を有する（但し、装置１００は空気層が上位クラッディング層１１６に代用されるように構築されている。）。層１１２−１１６は好ましくはポリマ材料より成り、スクリーン印刷、スプレーコーティング及び／又はスピンコーティングを基板の寸法に応じて行うことで基板１０上に形成されてもよい。コア層はクラッディング層の屈折率より大きい０．５％−３％（好ましくは１％−２％）の屈折率を有し、コア及びクラッディング層はスラブウエーブガイド１１０に結合される光線（光信号）の波長に対して高い透明性を有する。基板１０はＦＲ４ボードのような業界で使用されるいかなる既存のボード材料を有していてもよい。

ドーターボード５は、印刷基板又は当該技術分野で知られている他のボードから構成されてもよいし、当該技術分野で使用される既存のどのボード材料からでも形成されてよい。各ドーターボード５はボードの前面に設けられた複数の集積回路チップ（ＩＣ）、及びＩＣチップ間での電気接続を与える電気トレース網を有する。更に、各ドーターボード５は、ボード内に又はボード表面上に設けられた光信号送信機６の少なくとも１つのバンク、及びボード内又はボード表面上に設けられた光信号受信機７のバンクを有する。送信機６は、エッジ放出レーザ及び垂直空洞表面放出レーザ装置（ＶＣＳＥＬ）（目下例では好ましい）を備えたいかなる既存の光放出素子から構成されてもよい。発光ダイオードが使用されてもよい。受信機７は、目下の例では好ましいフォトダイオード（ＰＤ）を有するいかなる既存の受光素子から構成されてもよい。送信機６を用いて、ドーターボードの各々は他のドーターボードと通信するための光信号（光線）を生成する。（一般に、これらの光信号は、そのドーターボードが他のドーターボードに送信することを望む電気信号から生成される。）
概して、ドーターボードの送信機６で生成された光信号（光線）は、一群の光ファイバによってボードから各自の送信ポート１２０へルーティングされ、光ファイバはファイバアレイ２０のように一緒に製造されることが望ましい。光ファイバ群中の光線の各々は宛先のドーターボードを有する。送信ポート１２０はこれらの光線を結合し、各々をスラブウエーブガイド１１０に結合し、各自の光経路に沿って宛先のドーターボード用の受信ポート１３０（即ち、宛先ドーターボードのための光ビームを受信するように割り当てられた受信ポート１３０）に伝搬するようにする。スラブウエーブガイド１１０内での光線の伝搬は、図１にて太い破線で示されている。各受信ポート１３０はそこに向けられた光線（光信号）を収集し、収集した光線を別のファイバアレイ２０に搬送し、収集された光線を宛先のドーターボードに搬送する。ポート１２０，１３０の中で及びスラブウエーブガイド１１０の中で、光線の各々は典型的には四角形断面を有する（即ち、断面は円形又は楕円形である必要はない。）。光学の技術分野で知られているように、光線の断面はいかなる形状の断面でもよく、円形の断面に限定されない。ファイバアレイ２０内の光コアは、好ましくは低損失性材料より成り、光損失を更に減らすように円形断面を備えてもよい。ＭＴコネクタ及びフェルール（ｆｅｒｒｕｌｅ）を有するファイバアレイ２０は、数百に及ぶチャネル数を商業的に利用可能である。ファイバコアのピッチ間隔５０μｍ乃至１００μｍのオーダーで非常に小さくすることができる。送信機６の製造の一部として、ＶＣＳＥＬ装置の配列はこれらのピッチ間隔に合わせて半導体基板上に容易に形成可能である。同様に、受信機７を形成する一部として、フォトダイオード装置の配列はそれらのピッチ間隔に合わせて半導体基板上に容易に形成可能である。

図１に示されるように、ドーターボード５はスラブウエーブガイド１１０及び基板１０上に設けられ、各ボードの端部（エッジ）はスラブウエーブガイド１１０の上部表面に面している。ドーターボード５のエッジはスラブウエーブガイド１１０の上部表面に隣接し、図１に示されるようにドーターボードの表面はスラブウエーブガイド１１０の表面と９０度の角度をなし、或いはそれらはある角度に設けられてもよい（例えば、１０°乃至１７０°の範囲内のいかなる角度でもよい。）。（図示されていない）スロットホルダが基板１０に取り付けられていてもよく、それと共に各スロットホルダはドーターボード５のエッジを受け入れるように及びボードをその場所で堅固に保持するように構築されてもよい。各スロットホルダは好ましくはドーターボード５を検査、修理及び／又は置換用に選択的に取り外し可能にしてもよい。１つの選択肢として、スロットホルダは電気コネクタを更に備え、ドーターボードのエッジに設けられた対応する電気コネクタと電気的な接触をなすようにしてもよい。そのような電気コネクタは電力供給電圧及び電気信号を提供してもよい。他の手法として、（図示されていない）ホールディングフレームは、ドーターボード５、基板１０及びスラブウエーブガイド１１０の各々を互いの位置に関連して保持するように使用されてもよい。フレームはドーターボード各々に関して前及び横のスロットホルダを備えていてもよい。スロットホルダはドーターボードが検査、修理及び／又は置換のために取り外し可能であるようにすることが望ましい。

図２は本発明の一実施例によるポート１５０の分解図を示す。各送信ポート１２０は一例のポート１５０から構成されてもよく、各受信ポート１３０は一例のポート１５０から構成されてもよい。ポート１５０は、はんだ又は接着剤でスラブウエーブガイド１１０に取り付けられたアダプタ１５２（好ましくは留め具（図示せず）により基板に固定される）より成る。アダプタ１５２は、ドーターボードからのファイバアレイ２０のコネクタ端部と連動する。ファイバアレイ２０のコネクタはファイバフェルール及びガイドピンを有するＭＴコネクタから構成されるので、アダプタはそのガイドピンを受け入れる受け入れ開口１５４を有する。更に、アダプタ１５２は移動止めロック機構（図示せず）を有してもよく、その機構は、アダプタ１５２に対して固定位置でＭＴコネクタを保持するために、ファイバアレイ２０のＭＴコネクタ内の窪みに係合する。ファイバアレイ２０及びアダプタ１５２のコネクタは、そのコネクタ端部がアダプタ１５２に容易に着脱可能であるように構築可能である。同様に、送信機６及び受信機７は、ファイバアレイのコネクタ端部が送信機６及び受信機７に容易に着脱可能であるように構築可能である。

アダプタ１５２内に設けられるものは、アダプタ１５２に隣接する背面及び背面と反対側の前面を有する平坦なマイクロレンズモジュール１５８及びであり、好ましくはそこに接着剤で接着される。マイクロレンズモジュール１５８は、ファイバアレイ２０のコネクタエッジに面するトップエッジ、トップエッジと反対側のボトムエッジ及びアダプタ１５２の内面に隣接し接着剤でそこに接着される２つのサイドエッジを有する。ボトムエッジは、スラブウエーブガイド１１０に対面するように設けられ、スラブウエーブガイド１１０に直接的に接触してもよいし、スラブウエーブガイドの凹部１９０内に設けられてもよい（後に詳細に説明される。）。複数のウエーブガイド１６０、複数の平坦なマイクロレンズ１７０及び複数の反射部１８０はマイクロレンズ１５８の前面（正面）に形成される。ウエーブガイド１６０、平坦なレンズ１７０及び反射部（リフレクタ）１８０は互いに一緒にグループ化されて設けられ、ファイバアレイ２０のファイバ及びスラブウエーブガイド１１０のコア層の間の光線に結合されるようにする。具体的には、各ウエーブガイド１６０は第１端部を有し、第１端部（第１エッジ）はファイバアレイ２０の対応するファイバコアからの光線を受信し、第２エッジは各自のマイクロレンズ１７０の一側面に結合されるよう設けられる。各マイクロレンズ１７０は光線のビーム幅を広げ、広く並列化したビームを各リフレクタ１８０に与える。リフレクタ１８０の各々はこのビームを受信し、スラブウエーブガイド１１０のコア層内にある角度（例えば、９０度）でそれを反射する。これを促進するため、リセス１９４がスラブウエーブガイド１１０内に設けられる。リセス１９４はウエーブガイド１８０を受け入れるように規定され、コア層１１４の底に又はそれ以上下るまで伸びる深さを有する。

光通過素子１６０，１７０，１８０は、ウエーブガイド、平坦なレンズ又はリフレクタに向けて劣化又は実質的な変化なしに逆方向に伝搬させてもよい。この場合、光線はリフレクタ１８０で受信され、ビームはある角度で反射し、平坦マイクロレンズ１７０の方向に向かい、より小さな幅にビームを集束させ、それをウエーブガイド１６０に向け、ファイバアレイ２０のファイバにそれを結合させる。このように、ポート１５０は受信ポート１３０として使用されてもよい。

光がリフレクタ１８０からスラブウエーブガイド１１０に結合されると、それは通常はリフレクタ１８０から真っ直ぐ伝搬する。光線を適切な受信ポートに仕向けるには、偏向素子１９５が少なくともコア層１１４内に（しばしば層１１２，１１６内に）通常は設けられ、所望の宛先受信ポートに向かう所定の角度でビームを偏向させる。偏向子１９５は通常的には受信ポートにも設けられ、受信ポートに向く光線を各自のリフレクタ１８０側に曲げる。各偏向子１９５は、層１１２−１１６内で縦に設けられた鏡面、回折格子、又はコア層１１４のものとは異なる屈折率を有するプリズム形状の材料片のような様々な方法で実現可能である。当然に、プリズム形状の材料は形成が容易であり、目下の例に望ましい。

図３は平坦マイクロレンズモジュール１５８の正面図を示し、図４はその側面図を示す。両図を参照するに、各要素１６０，１７０，１８０は堅固な基板１５９の上部に形成されたウエーブガイド層を有する。ウエーブガイド層は、基板１５９上に形成された低位クラッディング層、低クラッディング層上に形成されたコア層及びコア層上に形成された上位クラッディング層を有する（図４）。ウエーブガイド層は全面層のように当初形成され、その後パターニング及びエッチングされ、それらを規定する要素１６０，１７０，１８０の外側寸法周囲の材料を除去する。各平坦なレンズ１７０及び対応するリフレクタ１８０の間にギャップ（隙間）１７８があり、通常は空気で又はコア層のものより低い屈折率の材料で満たされる。ギャップの一方又は両側は、レンズの焦点を絞るために湾曲している（即ち、レンズギャップ１７８はマイクロレンズ１７０の一部である。）。コア／クラッディング層及び（もしあれば）レンズギャップ１７８内の材料の屈折率が与えられれば、その形状は当業者によって容易に計算することができる。ギャップは平坦なレンズ１７０が光を平行化可能にする。マイクロレンズモジュール１５８の側面図を示す図４を参照するに、各リフレクタ１８０の一方端には４５度のチルトミラー１８２を用意するように傾斜が与えられている（マイクロレンズ１５８の基板１５９がスラブウエーブガイド１１０に垂直に設けられていないならば、その角度は（４５度と）相違するかもしれない。）。コア層及び空気（又は背後の充填材料）の屈折率の相違は、ほとんどの光が傾斜面で反射させられる程度に十分に大きい。

ウエーブガイド１６０は、正方形又は長方形断面を有し、一辺当たり２０μｍ乃至７０μｍの側面寸法を有し、５００μｍ乃至１０００μｍの長さを有するマルチモードのチャネルウエーブガイドから構成されることが望ましい。シングルモードのチャネルウエーブガイドも可能であるが、ファイバアレイ２０のファイバコアに対する調整がより困難になる。マイクロレンズ１５８からウエーブガイド１６０を省略すること及びファイバアレイ２０のファイバコアを各自のマイクロレンズ１７０に直接的に結合することも可能である。典型的には、マイクロレンズ１７０は５００μｍ乃至２０００μｍの範囲内の長さ、及び１００μｍ乃至５００μｍの範囲内の幅を有する。マイクロレンズ１７０の高さは典型的にはウエーブガイド１６０のものと同じであり、５μｍ乃至２５μｍの範囲内の典型的なコア層の厚さを有する。典型的には、リフレクタ１８０は２００μｍ乃至い１０００μｍの範囲内の長さ及び１００μｍ乃至５００μｍの範囲内の幅を有する。リフレクタ１８０の高さは典型的にはマイクロレンズ１７０のものと同じであり、５μｍ乃至２５μｍの範囲内の典型的なコア層の厚さを有する。ギャップ１７８の幅は典型的には２０μｍ乃至２００μｍの間の範囲内にある。それらのコアの幅は比較的広いので、マイクロレンズ１７０及びリフレクタ１８０は小規模のスラブウエーブガイドとして効果的に機能する。マイクロレンズ１７０はビームを、並列な又は僅かにクロスしたコリメートしたビームにコリメートする（後に更に詳細に説明される。）。リフレクタ１８０及びデフレクタ１９５は典型的にはコリメートした及びクロスコリメートした属性に影響を与えない。そのようなビームは著しくは発散せずに非常に長距離を伝搬できる。例えば、０．４ｍｍの幅を有するビームは１０ｃｍまで伝搬可能であるが、１ｍｍの幅を有するビームは著しい発散なしに５０ｃｍ乃至１００ｃｍより多くの距離を伝搬することができる。典型的な構成例では、ウエーブガイド１６０は１０μｍ乃至５０μｍのオーダーの幅を有し、マイクロレンズ１７０は、リフレクタ１８０の端部で測定される５０μｍ乃至１０００μｍ（１ｍｍ）の範疇の幅を典型的に有する平行化したビームを生成する。そのため、ポート１５０は典型的には比較的狭い幅の複数の光線を受信することができ、５０μｍ乃至１０００μｍ（１ｍｍ）の幅有するコリメートビームのアレイにそれらを変換することができる。本願の開示内容により、当業者は、コリメートしたビーム属性を用意するために要素１６０，１７０，１８０の寸法及びレンズ曲率を選択することができる。

図５はスラブウエーブガイド１１０と光学的に接触するマイクロレンズアレイ１５８の横断面図を示す。基板１５９の低端部は凹部１９０内に適合し、リフレクタ１８０のチルトミラー１８２は凹部１９４に適合する。チルトミラー１８２は削られた端面を有するので、チルトミラーは凹部１８４に完全には適合せず、満たされていない空間が（空気の入ったまま）空いたまま残され、或いは低屈折率の材料で満たされてもよい。チルトミラー１８２及びギャップ１９０，１９４の寸法は、（上から下への）リフレクタ１８０を通じて伝播する光が１８０のコア層の削られた端面で反射してコア層１１４内へ向かうように選択される。コア層１１４では、光ビームが偏向子１９５に向かって伝搬し、その伝搬方向は光ビーム（光信号）の宛先受信ポート１８０に向かう経路に従って変えられる。図５に示されるように、偏向子１９５は好ましくはリフレクタ１８０のチルトミラー１８２の前に設けられる。素子が良好に整合していると、ファイバアレイ２０からスラブウエーブガイド１１０への光線の効率的な結合が可能になる。この点に関し、アダプタ１５２はマイクロレンズモジュール１５８をスラブウエーブガイド１１０に（特にリフレクタ１８０のコア層をスラブウエーブガイド１１０のコア層１１４に及びデフレクタ１９５に）整合させるよう機能し、更にマイクロレンズ１５８をファイバアレイ２０に（特にウエーブガイド１６０のコアをファイバアレイのコアに）整合させるよう更に機能する。

上述したように、偏向子１９５は様々な手法で実現されてもよい。図６は、スラブウエーブガイド１１０に結合されるマイクロレンズモジュール１５８の分離された概略平面図を示し、３つの例を示す。左側の図は、プリズム形状の材料片より成る偏向子１９５Ａの例を示し、スラブウエーブガイド１１０のコア層１１４内に設けられ、コアのものより高い屈折率を有する材料より成る。特に屈折率がクラッディング層のものより大きかったならば、より低い屈折率を有する材料で隙間を充填することもできる（この場合、隙間の形状は異なってもよい。）。プリズムは、上位クラッディング層１１６が形成される前に既存のエッチング法でコア層１１４から材料の整形片（例えば、三角形、台形、多角形）を除去することで容易に形成される。整形された隙間は（層１１４のものより高い）高屈折率材料で充填されてもよい。その充填工程は、基板上をその材料で全面的に被覆し、コア層１１４上に高屈折率材料の余分な層を残すことで通常は行われる。余分な層は既存の研磨技法で除去され、コア層及び充填された隙間の表面を平坦化する。また、余分な層は、充填された隙間をマスクし、余分な層を除去するエッチング工程が続くフォトリソグラフィ工程で除去されてもよい。その後、上位クラッディング層１１６が形成される。

図６中央の図は回折格子構造より成る偏向子１９５Ｂの例を示す。回折格子構造は異なる屈折率の交互の材料層を有し、光を偏向させるよう機能する。互い違いの材料層はコア及び上位クラッディング層の材料から構成されてもよいし、或いは２つの異なるコア材料（各々がクラッディング層より大きな屈折率を有する）から構成されてもよい。最後に、図６右側の図はミラーより成る偏向子１９５Ｃの例を示す。層１１２−１１６を通じるトレンチをエッチングし、そのトレンチを材料で充填することでミラーが形成されてもよい。僅かな量の偏向しか必要とされないならば、トレンチは充填されないまま残されてもよいし、或いは（コア層１１４のものより低く、典型的にはクラッディング層１１２，１１６のものより低い）低屈折率の材料で充填されてもよい。屈折率の変化は浅い角度で光を曲げる程度に十分なものである。

マイクロレンズモジュール１５８は様々な方法で製造可能である。好ましい方法では、シリコンウエハのような共通の基板上に複数のマイクロレンズ１５８が同時に形成可能である。３つのポリマ層（クラッディング−コア−クラッディング）がスラブウエーブガイドを形成するために堆積される。その後に、スラブウエーブガイドから材料を除去することで、ウエーブガイド１６０、マイクロレンズ１７０及びリフレクタ１８０が規定される。ポリマ層が光学的に規定可能な（即ち、光描画可能な）材料より成る場合、或いはそれが（フォトマスクを用いる）標準的なフォトリソグラフィ及びポリマ材料のエッチングにより実行可能な場合には、直接的なパターニングが使用されてもよい。スラブウエーブガイドを形成するのにポリマ材料を使用する代わりに、ガラス、シリカ、シリコンのような（所定の波長帯域で）動作波長に透明な他の材料を利用してもよい。素子１６０，１７０，１８０を規定した後に、マイクロレンズモジュール１５８は共通ウエハから分離される。この工程は、（正面及び背面マスクを用いる）化学的エッチング、レーザアブレーション又はダイシング（後者は最も典型的な手法である）によりなされてもよい。ダイシング法を利用しながら、削られた端面を有するダイシングソーを利用することで、リフレクタ１８０のチルトミラー１８２が形成されてもよい。図７を参照するに、１つの手法は４５°及び０°のダイシング傾斜面を有するブレード（刃）でウエハの背面ダイシングを行うことである。ブレードが基板を背面側から切断すると、チルトミラー１８２用の４５°の角度を及びチャネルウエーブガイド入力側終端の平坦な０°の角度を形成する。この製造方法は、要素１６０，１７０，１８０がポリマ材料より成る場合に非常に適している。チルトミラー１８２のテーパー（先細り形状）は、研磨、特殊なマスクを用いるエッチング、レーザアブレーション等のような他の既存の技術で形成することもできる。

リフレクタ１８０にチルトミラー１８２を組み込む代わりに、リフレクタ１８０の遠方端の平坦な表面を利用し、根幹のスラブウエーブガイド１１０内にチルトミラーを組み込んでもよい。これは、図５に示される断面と同じ面を示す図８の断面図に示されている。ここで、チルトミラー１８３はスラブエーブガイド１１０のリセス１９４内に形成される。リセス１９４はその目的で削られた斜面と共に形成されてもよい。リセス１９４の傾斜面は当該技術分野で既知の多数の手法で作成することができる。例えば、トップからテーパーの付いたブレードダイシング、レーザアブレーション、エッチングに続くグレースケールマスキング等を利用してもよい。その後に材料層がチルトミラー１８３の形成を完了させるために削られた面に形成されてもよい。チルトミラー１８３の角度及び位置は、リフレクタ１８０（本実施例では平坦な面１８１を有する）からの光をスラブウエーブガイド１１０のコア層１１４内に方向付けるように構成される。

図１を参照するに、送信ポート１２０は第1のストレートラインに沿って設けられるよう示され、受信ポート１３０は第２のストレートラインに沿って設けられるよう示されていた。しかしながら、ポートに関する多くの様々なレイアウトが使用されてもよい。図９は本発明による第２実施例の装置１００’の平面図を示し、送信ポート１２０は円又は楕円の第1の弓状部（アーチ）に沿って設けられ、受信ポート１３０は円又は楕円の第２の弓状部に沿って設けられ、第1及び第２の弓状部は互いに対向している。概してこの構成例は偏向子１９５により与えられる必要のある偏向量を減らす。図１０は本発明の第３実施例による装置１００”の平面図を示し、送信ポート１２０及び受信ポート１３０がスラブウエーブガイド１１０の同じ側（スラブウエーブガイド１１０内に形成されたミラー構造に対向する側）に設けられている。送信ポート１２０はそれらの光信号をミラー構造１１８に向け、ミラー構造は対応する受信部１３０にそれらを反射する。ミラー構造の反射特性周知であり、既存の光線トレース技術を利用して、送信ポート１２０から宛先のドーターボードの受信ポート１３０へ光信号を搬送するのに必要な光信号の放出角を計算してもよい。

本発明者等はスラブウエーブガイド１１０内の光伝搬損失が一般的なチャネルウエーブガイドで見出されるものより少ないことを見出した。チャネルウエーブガイドの側壁は（散乱による損失のような）光損失に寄与する表面の粗さを有し、スラブウエーブガイド１１０はそのような表面を有しないことがその理由であると本発明者等は考えている。スラブウエーブガイド１１０は剛直な基板に形成されるように示されているが、スラブウエーブガイド１１０はフレキシブル基板や製造後に除去される基板に形成されてもよいことが理解されるであろう。スラブウエーブガイド１１０のフレキシブルな実施例はそのウエーブガイドが円筒面状に周囲を包囲されること或いは背面を包囲されることを可能にし、特定の電子素子に関する送信及び受信ポートが互いに近接して設けられることを可能にする。

本装置は各自の送信ポートで処理される送信された光信号、及び各自の受信ポートで処理される受信された光信号と共に示されているが、電子素子に関する送信及び受信された光信号が１つのファイバアレイにグループ化され、ポート１５０（又は以下に示されるポート２５０）の単一の実施例で処理されてもよいことが理解されるであろう。マイクロレンズ１７０はスラブウエーブガイド１１０に直接的に集積され、ウエーブガイド１６０は反射部（リフレクタ）１８０に光を直接的に結合してよいことも理解されるであろう。後者の実現性は本発明による光学装置の次に提示する例に関連する。

図１１は本発明による光学装置の第２実施例２００を示し、光学装置は複数のＮ個の電子素子の中で光学的な相互接続を与えるように使用される。Ｎ個の電子素子は上述のドーターボードでもよいし、或いは以後詳細に説明される他の素子でもよい。図１１はコンピュータシステム１’内で複数のドーターボード５を光学的に相互接続する応用例に関する光学装置２００を示す。装置２００はスラブウエーブガイド１１０、スラブウエーブガイド１１０に光学的に結合された複数のＮ個の送信ポート、及びスラブウエーブガイド１１０に光学的に結合された複数のＮ個の受信ポート２３０を有する。スラブウエーブガイド１１０は上述したような基板１０上に形成され、その基板はフレキシブルなものでもよいし、取り外し可能なものでもよい。上述したように、スラブウエーブガイド１１０は低位クラッディング層１１２、コアレイヤ１１４及び（装置２００は空気が上位クラッディングレイヤ１１６として機能するように構成されるが）好ましくは上位クラッディングレイヤ１１６より成る。層１１２−１１６は好ましくはポリマ材料より成り、ボードの寸法に応じてスクリーン印刷、スプレーコーティング及び／又はスピンコーティングによって基板上に形成されてもよい。コアレイヤはクラッディング層の屈折率より０．５％−３％（より好ましくは１％−２％）高い）屈折率を有し、コア及びクラッディング層はスラブウエーブガイド１１０に結合される光信号の波長に対して非常に透明である。各層１１２−１１６の厚さは典型的には５μｍないし１００μｍの範疇に、より好ましくは１０μｍ乃至５０μｍの範囲内にあってもよい。１つの典型例として、各層１１２−１１６は５０μｍの厚さを有してもよい。スラブウエーブガイド１１０内の光信号は互いに交差することが許可される。基板１０はＦＲ４ボードのような当該技術分野で使用される既存のいかなるボード材料から構成されてもよい。

ドーターボード５は上述したものと同じである。それらは各自のファイバアレイ２０により各自の送信ポート２２０に光ビーム（光信号）を送信し、各自のファイバアレイ２０により各自の受信ポート２３０から光ビームを受信する。光ビームは上述したようにスラブウエーブガイド１１０により送信ポート２２０から受信ポート２３０へ結合される。図１１での装置２００の図示の簡明化のため、ポート２２０，２３０は図中概略的に示され、その構成の詳細は以下の更なる図面と共に示される。しかしながら、図１１はポート２２０，２３０の要点を示しており、ポートはトップ表面ではなくスラブウエーブガイド１１０のエッジで光ビームをコア層に結合している。この特徴によりリフレクタ１８０及びチルトミラー（上述）の必要性を排除し、これにより光学損失を減らす。

装置２２０の第２の特徴として、ポートのウエーブガイド１６０及びマイクロレンズ１７０はウエーブガイド１１０内に集積される。これは図１２に示され、図１２はスラブウエーブガイドに結合されるポート２２０及び２３０と共にスラブウエーブガイドの概略平面図を示す。本実施例のより拡張的な例を与えるため、（３つでなく）６つの送信ポート２２０及び６つの受信ポート２３０が図１２に示されている。送信及び受信ポートの６つの組（ペア）は６つの電子素子に関連し、電子素子は図１２でＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆにより示され、これらの素子に導くファイバアレイ２０上に記載されている。電子素子の各送信ポートは光ビームを他の電子素子の受信ポートに送信し、好ましくは自身お電子素子に関連する受信ポートには送信しない。例えば、電子素子Ａの送信ポート２２０は電子素子Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに関連する受信ポート２３０に光ビームを送信し；電子素子Ｂの送信ポート２２０は電子素子Ａ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに関連する受信ポート２３０に光ビームを送信する；以下同様。これらの光ビームの送信光経路は図１２で破線で示されている。図示の簡明化のため、素子Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの送信ポートから受信ポート２３０へ発した光ビームは破線で示されていない。（しかしながら、これらのポートのマイクロレンズ１７０は光ビームを適切な受信ポートに搬送するように並べられることが図中で理解されるであろう。）
ポート２２０，２３０の各々は例示的なポート２５０で示されるように（僅かな相違はあっても）同じ基礎構造を有してもよい。ポート２５０はアダプタ２５２より成り、アダプタはファイバアレイ２０のファイバ端部を受け、コア層１４、複数のウエーブガイド１６０及び複数のマイクロレンズ１７０のレベルに合わせて関連するファイバコアをスラブウエーブガイド１１０のエッジに結合する。各ウエーブガイド１６０は、ファイバアレイ２０の対応するファイバコアに直面するよう位置づけられる第1端部と、各自のマイクレンズ１７０の一面に結合される第２端部とを有する。ポート２５０が送信ポート２２０として機能する場合に、各自のマイクロレンズポート１７０は光ビームのビーム幅を広げ、スラブウエーブガイド１１０上で実質的に平行な又は交差する光ビームを宛先のドーターボードの受信ポート２３０への各自の光経路に沿って結合する。ウエーブガイド１６０及びマイクロレンズ１７０の双方は会クラッディング層として層１１２、それらのコア層として層１１４及びそれらの上位クラッディング層として層１１６を有する。更に、ウエーブガイド１６０はある量だけ長さに沿って曲げられており、その量は各自のマイクロレンズ１７０が宛先のドーターボードの受信ポートに直面することを可能にする量である。ポート２５０が受信ポート２３０として機能する場合には、各自のマイクロレンズ１７０は送信ポート２２０によりそこに仕向けられるようにスラブウエーブガイド１１０からの光ビームを結合し、その光をウエーブガイド１６０内に収束させる。各ウエーブガイド１６０は好ましくは受信するマイクロレンズ１７０に結合され、長さ方向に沿ってある量だけ曲げられており、その量は各自のマイクロレンズ１７０が光ビームを与える送信ポート２２０に直面することを可能にする量である。

上記のような湾曲したウエーブガイド１６０は（図２，５，６，８に示されるような）偏向子１９５を削除可能にする。更に、目下の製造プロセスはウエーブガイド１６０及びマイクロレンズ１７０の正確な位置決め及び構築を可能にし、（図２−５に示されるような）マイクロレンズアレイ１５８を（図２に示されるような）ポート１５０のスラブウエーブガイド１１０に整合させるステップを省略可能にする。

図１３はポート２５０の切断斜視図を示し、ウエーブガイド１６０、マイクロレンズ１７０並びにマイクロレンズ１７０及びスラブウエーブガイド１１０間のギャップ１７８を示す。図示の簡明化のため、アダプタ２５２は取り外された位置（ウエーブガイド１６０及びスラブウエーブガイド１１０の左エッジの左上）に示されている。アダプタ２５２がウエーブガイド１１０に取り付けられると、アレイ２０の各ファイバコアは対応するウエーブガイド１６０のコア層に隣接及び整合する。好適実施例ではアダプタ２５２を接続するＭＴマウントはファイバアレイ２０の端部で使用されない。その代わりに、ファイバアレイ２０の個々のファイバはアダプタ２５２の内側表面上で各自のＶ字溝内に保持され、接着剤でそこに接着されてもよい。アダプタ２５２は、Ｖ字溝が形成される低位基板と、低位基板及びファイバ双方の上に設けられてそこでファイバを固定する上位基板とを有してもよい。アダプタ２５２の上位及び低位基板は接着剤及び／又は止め具により固定位置に保持されてもよい。アダプタ２５２は当該技術分野で利用可能などの手法でもそれによってスラブ基板１１０に着脱可能に取り付けられてもよい。一例として、アダプタ２５２の上位表面は基板１０にねじ留めされる或いはボルトで留められてもよく、ねじ／ボルトは上位表面の距離を隔てた端部に設けられる。スラブウエーブガイド１１０の製造工程の一部として、正確なアライメントマークがアダプタ２５２をそこに合わせるためにスラブウエーブガイド１１０の上位に付されてもよい。

図１４はスラブウエーブガイド１１０に形成されるようなウエーブガイド１６０、ポート２５０のマイクロレンズ１７０の平面図を示し、レンズギャップ１７８’として示される第２の例のレンズギャップを備える。図中の破線は光のビーム幅を示し、光ビームはウエーブガイド１６０からスラブウエーブガイド１１０へ又はその逆へマイクロレンズ１７０を通じて搬送される。規定ギャップ２５６はウエーブガイド１６０をスラブウエーブガイド１１０から分離及び規定するために、及びウエーブガイド１６０の取り付け位置をマイクロレンズ１７０に規定するために使用される。ギャップ２５６はコア層１１４を通じて降りて下位クラッディング層１１２の少なくとも上面に達する。規定ギャップ２５６は開放されたままでもよく（例えば空気で満たされる）、或いはコア層１１４より低い屈折率を有する材料で充填されてもよい。例えば、上位クラッディング層１１６の材料は規定ギャップ２５６を充填するのに使用されてもよい。規定ギャップ２５６はウエーブガイド１６０の側からレンズ１７８に伸び、マイクロレンズ１７０の横側をカバーしてもよい。そのような拡張は、マイクロレンズ内のビームの広がりはマイクロレンズ１７０の横側によって閉じ込められる必要はないので通常的には必須でない。しかしながら、レンズの側に侵入する迷い込む光及びウエーブガイド６０により偶然に受信した迷い込む光或いはマイクロレンズ１７０により送信された迷い込む光（即ち、他の伝送ポートからの光）を遮る予防策としてそれがなされてもよい。同様に、レンズギャップ１７８’はマイクロレンズ１７０のレンズ面をスラブウエーブガイド１１０から分離及び規定する。レンズギャップ１７８’はコア層１１４を通じて下降して少なくとも下位クラッディング層１１２の上部に達する。レンズ１７８’は開放されたままでもよいし（例えば、空気で充填される）、コア層１１４より低い屈折率を有する材料で充填されてもよいし、より高い屈折率を有する材料で充填されてもよい（図示されるものとは異なる表面形状を必要とする。）。材料は液体形式で充填され、その後に熱及び／又は紫外光線で硬化させられる。

上述したレンズギャップ１７８は１つの湾曲面を有していたが、レンズギャップ１７８’は（互いに対向する）２つの湾曲面を有している。一般にレンズギャップの一方又は双方の面は湾曲している。例えばレンズギャップ１７８’の左右の面は湾曲しているが、左面が平面的であり右面が湾曲している例が構築されてもよい。そしてレンズギャップはマイクロレンズ１７０の一部であることが理解できる。

図１３に示されるポート２５０ではファイバアレイ２０のファイバコアがアダプタ２５２により直接的に方向付けられていた。アダプタは一般的なファイバアレイコネクタ（例えば、ＭＴコネクタ）を受け入れるように構成されてもよいことが理解されるであろう。概して図１５はファイバアレイの従来のコネクタに接続する例示的なアダプタ２５２’を示す。アダプタ２５２’はスラブウエーブガイド１１０に永続的に及び基板１０に任意的に取り付けられてもよい。またアダプタ２５２’はファイバアレイ２０がアダプタ２５２’から取り外せるようにファイバアレイ２０のコネクタ端に着脱可能に接続するカップリング開口を有する。ファイバアレイのコア及びウエーブガイドの対向するコアの間の光線の整合性を支援するため、図１５に示されるようにファイバコア及びウエーブガイド１６０間に当該技術分野で利用可能な及び／又は既知のカップリングレンズ又はカップリングレンズアレイの如何なるものが設けられてもよい。そのようなカップリングレンズは０．５ｄＢ乃至２ｄＢの範囲内の光損失を招くのが一般的である。ファイバアレイコネクタは能動的に又は受動的にスラブウエーブガイド１１０に整合することができる。受動的な整合に関し、当該技術分野で既知のアライメント用の特徴（例えば、アライメントマーク）がコネクタ及びスラブウエーブガイドに形成されてもよい。

図１６は光ビームのビーム幅特性の一例を示し、光ビームが送信ポートのマイクロレンズ１７０から受信ポートのマイクロレンズ１７０に伝搬する場合のビーム幅特性を示す。ビーム幅は実質的にはガウシアン形状である。相互視準された又はクロスコリメートされた（ｃｒｏｓｓ−ｃｏｌｌｉｍａｔｅｄ）ビームの属性も図示されており、マイクロレンズ１７０間の中央でのレンズ幅はマイクロレンズにおけるものよりも狭くなっている。入力及び出力のレンズ間の距離は典型的には１０ｍｍ乃至１０００ｍｍの範囲内である。このような距離を伝搬するために、入力マイクロレンズは光ビームを横向きに視準し又はクロスコリメートし、そのような距離を効率的に伝搬できるようにする。

当該技術分野で知られているように、光ビーム幅の発散性は光ビーム幅が狭くなるにつれて大きくなる。マイクロレンズ１７０は比較的小さいので、光ビームの幅に関し、光ビームがレンズを出てスラブウエーブガイドに入る場合に発散する傾向がある。これはマイクロレンズ１７０を幅広くすることで対処できるが、それはより多くのスペースを要し、スラブウエーブガイド１１０を通じて搬送できる光信号の総数を減らしてしまうかもしれない。従って装置２００を構築する際に以下のジレンマに遭遇する：より多くの光信号のためにより多くのマイクロレンズ１７０を収容しようとするとスラブウエーブガイド１１０はより大きく形成されるが、より大きなサイズは光ビームが伝搬する距離を増やし、マイクロレンズ１７０を幅広くすることを必要とし、使用可能なマイクロレンズ数を減らしてしまう。発明者等はこの明白なジレンマに対する解決手段を見出し、その解決手段は図１６に示されるように各自の出力ビームがクロスコリメートされるようにマイクロレンズ１７０を設計するものである。クロスコリメーションは小さな幅のマイクロレンズ１７０から送信されても光ビームが遠くに伝搬することを可能にする。コリメートされた光ビームを形成するようにマイクロレンズ１７０の寸法を構成することは当該技術分野の通常の知識の範疇で十分である。これにより、レンズギャップ１７８又は１７８’のレン図面の一方又は双方の曲率を僅かに増やすことで、クロスコリメートされたビームを得ることができる。本願の教示内容を使用し且つ商業的に取得可能な光学設計ソフトウエアを使用すれば、図１６に示されるクロスコリメーションを達成するマイクロレンズ１７０を構築することは当業者の能力の範疇にある。

例として、本発明者等は装置２００を実施することができ、その装置は４００μｍより細いビーム幅で１００ｍｍまでの距離をスラブウエーブガイド１１０を通じて伝搬可能である（ビーム幅は強度が１／ｅ^２になる点で測定される（１／ｅ^２≒０．１３））。５００ｍｍ乃至１０００ｍｍの距離を越える光伝送については、本発明者等は好ましくはビーム幅は１ｍｍ又はそれ以上に増やされるべきことを見出している。ポートのマイクロレンズ１７０は光信号が伝搬する距離に依存して様々な横寸法及び設計パラメータを有してもよい。また、最大伝搬距離を有する光ビームを収容するためにレンズが全て同じ横寸法を有し得る場合に、マイクロレンズ１７０は同じ寸法を有してもよい。

図１７は装置２００と同様にして構築された光装置３００を示すが、９個の送信ポート２２０及び９個の受信ポート２３０が存在する点及びファイバアレイ２０がスラブウエーブガイド１１０に及び／又は（スラブウエーブガイド１１０が設けられる）基板に永続的に取り付けられてもよい点（即ち、通常的には取り外しできない）で異なる。対向して設けられた送信ポート２２０及び受信ポート２３０のペアの各々は電子素子に関連付けられ；送信ポート２２０の各々はその光素子からの光信号を他の電子素子の受信ポートに送信する（及び好ましくは自身の電子素子に関連する受信ポートには送信されない）。装置３００は光ハブとして機能し、光ハブは８つの電子素子のための８つの入力送信（Ｔｘ１−Ｔｘ８）チャネルと８つの出力受信（Ｒｘ１−Ｒｘ８）とを備え、８つ全ての電子素子に光学的に結合された制御送信チャネル及び制御受信チャネルを備える。ハブコントローラは制御送信チャネル及び制御受信チャネルに結合されてもよい。ファイバアレイ２０はＭＴ／ＭＴＰコネクタを備える８−１２の折り畳みファイバリボンから構成されてもよい。スラブウエーブガイド１１０、送信ポート２２０、受信ポート２３０及び任意的にファイバアレイ２０の端部は装置３００を一層丈夫にするためにパッケージ内に封止されてもよい。

本発明のいくつかの応用例を説明する前に、好適実施例の装置１００，２００及び３００のいくつかの特徴が議論される。図１，９，１０，１１，１２，１７に示されるように、送信ポートにより多数の光経路がスラブウエーブガイド１１０内に確立される。これらの非常に多数の光経路は互いに並行ではなく、経路は発散又は収束し、多くの場合に互いに交差する。つまり、２以上の他の光経路と交差する少なくとも１つの光経路が通常的には存在し、３以上の他の光経路と交差する少なくとも１つの光経路が通常的には存在する。一般に、Ｎ個の送信ポート及びＮ個の受信ポートがある場合に、各光経路は（Ｎ−１）この他の光経路と通常的には交差し、少数の光経路は少なくとも（Ｎ−１）＋（Ｎ−２）^２個の他の光経路と交差することができる。他の特徴として、本発明の好適実施例はスラブウエーブガイド１１０の主要部中に形成された電気的にアクティブないかなる光電装置も有しておらず、電気的にアクティブかされた光電装置を通過せずに送信マイクロレンズ１７０から受信マイクロレンズ１７０へ光ビームの各々が伝搬可能であるようにしている（或いは、装置１００の場合のように電気的にアクティブな光電装置を通過せずにある偏向子１９５から別の偏向子１９５へ伝搬可能であるようにしている）。別の特徴として、マイクロレンズ１７０からマイクロレンズ１７０へ（又は偏向子１９５から偏向子１９５へ）光ビームが伝搬する距離は同一ではなく、多くは相違する。従って、各距離に対して裁量のビーム伝搬特性を与えるために、レンズ構成は一般的には異なる（特にクロスコリメートされたビームを送信及び受信するマイクロレンズを構築する場合に異なる）。様々なレンズ構成ではレンズ表面の曲率量が通常的には相違し、それらは様々な焦点を有する。

図１８は装置１００，２００，３００の各々が使用されてもよいアプリケーション例を示す。図示の簡明化のため、装置３００が示される。アプリケーションは複数のサーバーブレードを有するインターネットサーバーシステム用である。一般に、インターネットサーバーシステムはウェブページその他の情報を与えるようにインターネットから要求を受信し、いくつかのディスクドライブ及び／又はファイルサーバーから情報を取得する。サーバーブレードはインターネットとのインターフェース機能やファイルフェッチ機能のようないくつかの機能を実行するように、或いは全ての機能を実行するように構成されてもよい。機能するシステムに関し、サーバーブレードは互いに通信することを必要とし、中央コントローラを必要とする。（正面に示される）コントローラサーバは中央コントローラの機能を提供し、サーバーブレード間の通信を調整し、ボード間の通信パケットトラフィックを制御する。装置３００は各サーバーブレードが他の全てのサーバーブレードと任意的に相互接続することを可能にし、コントローラサーバが全てのサーバーブレードと任意的に通信可能にする。図１８に示されるのと同じトポロジがスーパーコンピュータで使用されてもよい（その場合にはドーターボードがサーバーブレードに置き換わる。）。

図１９は装置１００，２００，３００の各々が使用されてもよいアプリケーション例を示す。図示の簡明化のため装置３００が示される。アプリケーションは比ａｋ利ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）用であり、複数のコンピュータステーション、ファイルサーバー、プリンタ及び他のリソースが相互接続される。コンピュータステーション、ファイルサーバー、プリンタ及び他のリソースの各々は長いファイバアレイにより装置３００のＴＸ及びＲＸポート２２０，２３０の各自の対に結合される。装置３００により、コンピュータステーションの各々はファイルサーバー、プリンタ及び他のＬＡＮリソースに加えて他のコンピュータステーションに任意的に結合される。１つのファイルサーバーは（ファイル供給を行う代わりに又はそれに加えて）中央コントローラとして機能してもよく、装置３００のコントローラＴＸ及びＲＸポートに結合されてもよい。このファイルサーバーは装置３００による光通信を制御するように機能してもよい。しかしながら装置３００は、コンピュータステーション及びファイルサーバーがそれらの光通信を独立に制御可能にする及びそれら自身でポイントトゥポイント通信を確立可能にする柔軟性を有する。

装置１００，２００，３００の各々は複数の電子素子が１対１の高速光通信を互いの間で確立可能にする。これは図２０に示され、図２０は５つの電子素子間で可能な光相互接続を示す。これらの素子の各々はコンピュータシステムのドーターボードでもよいし、上述のＬＡＮ素子でもよい。図１９に示されるＬＡＮは装置３００に関してスター型の配線形態を示すが、その装置はＬＡＮ素子の間では図２０に例示される１対１通信の作用をなす。本発明による目下の装置は電子素子の各ペアの間で毎秒１０ギガビットまでの１対１送信及び受信レートを可能にする。

以上本発明は図示の実施例に関して具体的に説明されてきたが、本件の開示内容に基づいて様々な代替例、修正例及び適用例がなされてもよく、それらは本発明の範疇にあることが意図されていることは理解されるであろう。本発明は最も現実的で好ましい例であると目下のところ考えられているものに関連して説明されてきたが、本発明は説明された実施例に限定されず、むしろ様々な修正例及び等価な態様を添付の特許請求の範囲内に含めるように意図されていることが理解されるべきである。

以下、本発明により教示される手段が例示的に列挙される。

（付記１）
少なくとも３個であるＮ個の複数の電子素子の間で光相互接続を行う光装置であって：
上表面及びコア層を有し、光ビームがコア層内を複数の方向に伝搬できるようにし、光ビームが実質的に互いに干渉せずに互いに交差できるようにするスラブウエーブガイド；
複数のＮ個の受信ポート；及び
複数のＮ個の送信ポート；
を有し、各受信ポートは各自の電子素子用に割り当てられ；
各送信ポートは各受信ポートに関連付けられ、関連付けられた受信ポートのものと同じ電子素子に割り当てられ、各送信ポートは関連する電子素子からの複数の光ビームを受信し、受信した光ビーム各々を光経路に沿ってスラブウエーブガイド上で受信ポートに送信し、送信ポートはスラブウエーブガイド内で複数の光経路を与え；
各受信ポートは、少なくとも２つの異なる送信ポートから送信された複数の光信号をスラブウエーブガイドから受信するように構築され；及び
少なくとも２つの光経路が互いに交差する；
ことを特徴とする光装置。

（付記２）
送信ポートが第1のラインに沿ってスラブウエーブガイドの第1側面に設けられ、受信ポートが第２のラインに沿ってスラブウエーブガイドの第２の側面に設けられる
ことを特徴とする付記１記載の光装置。

（付記３）
送信ポートが円又は楕円の第1の弓形部に沿ってスラブウエーブガイドの第1側面に設けられ、受信ポートが円又は楕円の第1の弓形部に沿ってスラブウエーブガイドの第２側面に設けられる
ことを特徴とする付記１記載の光装置。

（付記４）
スラブウエーブガイドがスラブウエーブガイドの第1側面に沿って設けられるミラー構造より成り、送信ポート及び受信ポートがスラブウエーブガイドの第２側面に沿って設けられる
ことを特徴とする付記１記載の光装置。

（付記５）
少なくとも１つのポートが：
第1光学面及び第２光学面を有するプレーナマイクロレンズ；及び
スラブウエーブガイド内に設けられ、自身とスラブウエーブガイドとの間で光を結合するように構成される光偏向子；
を有し、前記プレーナマイクロレンズ及び前記光偏向子はプレーナマイクロレンズの第２光学面及び光偏向子の間に光を結合可能にするように設けられる
ことを特徴とする付記１記載の光装置。

（付記６）
少なくとも１つのポートが光ウエーブガイドより成り、光ウエーブガイドは、第1端部、マイクロレンズの第1光学面に面するよう設けられた第２端部、第1及び第２端部間に沿って光が伝搬する長さ部分、及び長さ部分に垂直な幅部分を有し、幅部分は長さ部分より小さい
ことを特徴とする付記５記載の光装置。

（付記７）
マイクロレンズが基板上に形成され、マイクロレンズの第２光学面がスラブウエーブガイドの上表面の地点の上に設けられ、少なくとも１つのポートが上表面の前記地点に設けられた反射面を有し、反射面はマイクロレンズの第２光学面及び光偏向子の間で光ビームを結合可能である
ことを特徴とする付記５記載の光装置。

（付記８）
反射面がマイクロレンズと同一基板上に形成される
ことを特徴とする付記７記載の光装置。

（付記９）
基板が少なくとも１つの端部を有し、反射面が前記少なくとも１つの端部に設けられ、スラブウエーブガイドが凹部を有し、該凹部は基板の前記少なくとも１つの端部及び前記反射面を受け入れるように構成される
ことを特徴とする付記８記載の光装置。

（付記１０）
反射面がスラブウエーブガイド内に形成される
ことを特徴とする付記７記載の光装置。

（付記１１）
基板が少なくとも１つの端部を有し、マイクロレンズが出力ビームを前記少なくとも１つの端部に仕向け、スラブウエーブガイドが凹部を有し、該凹部は基板の前記少なくとも１つの端部を受け入れるように構成される
ことを特徴とする付記１０記載の光装置。

（付記１２）
光偏向子が回折格子、ミラー及びプリズム偏向子の少なくとも１つから構成される
ことを特徴とする付記５記載の光装置。

（付記１３）
光偏向子がスラブウエーブガイドの少なくともコア層に設けられたプリズム偏向子より成り、プリズム偏向子は、少なくとも３つの側面と、スラブウエーブガイドのコア層の屈折率とは異なる屈折率とを有する
ことを特徴とする付記５記載の光装置。

（付記１４）
前記少なくとも１つのポートは送信ポートであり、
プレーナマイクロレンズは第1光学面で入力光線を受信し、第２光学面で視準された又はクロスコリメートされた光線を出力し、及び
光偏向子は第1の光経路に沿ってマイクロレンズからの出力光線を受信し、第２の光経路とは異なる第２の光経路に沿って光線をスラブウエーブガイドに偏向する
ことを特徴とする付記５記載の光装置。

（付記１５）
前記少なくとも１つのポートが受信ポートであり、
光偏向子がスラブウエーブガイドのコア層からの光ビームを受信し、受信された光ビームは第1の光経路に沿って伝搬し、光偏向子は偏向した光ビームを出力し、偏向した光ビームは第1の光経路とは異なる第２の光経路に沿って伝搬し、
プレーナマイクロレンズは第２光学面で偏向した光ビームを受信し、及び
プレーナマイクロレンズは偏向した光の焦点を合わせ、第1光学面で出力光線を生成するよう構成され、該出力光線は第1のビーム幅より小さな第２のビーム幅を有する
ことを特徴とする付記５記載の光装置。

（付記１６）
スラブウエーブガイド内に設けられ且つ第1光学面及び第２光学面を有する第1のプレーナマイクロレンズを少なくとも１つの送信ポートが有し、第1のプレーナマイクロレンズは第1光学面で入力光線を受信し、第２光学面で第1の光経路に沿って伝搬する諮詢された又はクロスコリメートされた光ビームを出力し、及び
スラブウエーブガイド内に設けられ且つ第1光学面及び第２光学面を有する第２のプレーナマイクロレンズを受信ポートが有し、第２のプレーナマイクロレンズは第1のマイクロレンズによる視準された又はクロスコリメートされた光ビーム出力を第２光学面で受信するよう位置づけられ、受信される光ビームは第1のビーム幅を有し、第２のプレーナマイクロレンズは受信される光ビームの焦点を合わせ、第1のビーム幅より狭い第２のビーム幅を有する出力光線を生成し、出力光線は第２のマイクロレンズの第1光学面から発信される
ことを特徴とする付記１記載の光装置。

（付記１７）
第1のプレーナマイクロレンズはクロスコリメートされた光線を出力するよう構成される
ことを特徴とする付記１６記載の光装置。

（付記１８）
入力光線を受信する第1端部と、第1のマイクロレンズの第1光学面に面するよう設けられた第２端部と、第1及び第２端部の間の長さ部分とを有する光ウエーブガイドを更に備え、光ウエーブガイドは該光ウエーブガイド内の光伝搬方向に垂直な幅部分を有し、該幅部分は光ウエーブガイドの長さ部分より短く、光ウエーブガイドの少なくとも一部は長さ部分に沿って湾曲している
ことを特徴とする付記１６記載の光装置。

（付記１９）
第２のマイクロレンズの第1光学面に面するよう設けられた第1端部と、第２端部と、第1及び第２端部の間の長さ部分とを有する光ウエーブガイドを更に備え、光ウエーブガイドは該光ウエーブガイド内の光伝搬方向に垂直な幅部分を有し、該幅部分は光ウエーブガイドの長さ部分より短く、光ウエーブガイドの少なくとも一部は長さ部分に沿って湾曲している
ことを特徴とする付記１６記載の光装置。

（付記２０）
第1のマイクロレンズはスラブウエーブガイドの少なくともコア層に形成されたレンズギャップを有し、レンズギャップは第1のマイクロレンズの第２光学面を規定する少なくとも１つの湾曲面を有する
ことを特徴とする付記１６記載の光装置。

（付記２１）
第1のマイクロレンズのレンズギャップは、第1のマイクロレンズの第２光学面を規定する第1湾曲面と、第1のマイクロレンズアレイの追加的な光学面を規定する第２湾曲面とを有する
ことを特徴とする付記２０記載の光装置。

（付記２２）
第1のマイクロレンズのレンズギャップは、スラブウエーブガイドのコア層の屈折率とは異なる屈折率を有する材料で充填される
ことを特徴とする付記２０記載の光装置。

（付記２３）
第２のマイクロレンズはスラブウエーブガイドの少なくともコア層に形成されたレンズギャップを有し、該レンズギャップは第２のマイクロレンズの第２光学面を規定する少なくとも１つの湾曲面を有する
ことを特徴とする付記１６記載の光装置。

（付記２４）
第２のマイクロレンズのレンズギャップは、第２のマイクロレンズの第２光学面を規定する第1湾曲面と、第２のマイクロレンズのアレイの追加的な光学面ンを規定する第２湾曲メントを有する
ことを特徴とする付記２３記載の光装置。

（付記２５）
第２のマイクロレンズのレンズギャップは、スラブウエーブガイドのコア層の屈折率とは異なる屈折率を有する材料で充填される
ことを特徴とする付記２３記載の光装置。

（付記２６）
光相互接続を行う光装置であって、
上表面及びコア層を有し、コア層内の複数の方向に光ビームを伝搬可能にするスラブウエーブガイド；
スラブウエーブガイド内に設けられ、第1光学面及び第２光学面を有し、第1光学面で入力光線を受信し、第1の光経路に沿う視準された又はクロスコリメートされた光線を第２光学面で出力する第1のプレーナマイクロレンズ；
スラブウエーブガイド内に設けられ、第1光学面及び第２光学面を有し、第1のマイクロレンズで視準された又はクロスコリメートされた光線出力を第２光学面で受信するように位置づけられた第２のプレーナマイクロレンズ；
スラブウエーブガイド内に設けられ、第1光学面及び第２光学面を有し、第1光学面で入力光線を受信し、第２の光経路に沿う視準された又はクロスコリメートされた光線を第２光学面で出力する第３のプレーナマイクロレンズ；
スラブウエーブガイド内に設けられ、第1光学面及び第２光学面を有し、第３のマイクロレンズで視準された又はクロスコリメートされた光線出力を第２光学面で受信するように位置づけられた第４のプレーナマイクロレンズ；
を有することを特徴とする光装置。

（付記２７）
電気的にアクティブな光電装置を通過せずに光線が第1のマイクロレンズから第２のマイクロレンズに伝搬し、電気的にアクティブな光電装置を通過せずに光線が第３のマイクロレンズから第４のマイクロレンズに伝搬するようにスラブウエーブガイドが構成される
ことを特徴とする付記２６記載の光装置。

（付記２８）
第1及び第３のプレーナマイクロレンズの少なくとも１つが、クロスコリメートされた光線を生成するよう構成される
ことを特徴とする付記２６記載の光装置。

（付記２９）
第1及び第３のプレーナマイクロレンズが、異なるレンズ構成を有する
ことを特徴とする付記２６記載の光装置。

（付記３０）
第1及び第２のマイクロレンズが第1の距離間隔だけ離間され、第３及び第４のマイクロレンズが第２の距離間隔だけ離間され、第1及び第２の距離間隔は異なる
ことを特徴とする付記２６記載の光装置。

（付記３１）
入力光線を受信する第1端部と、第1のマイクロレンズの第1光学面に面するよう設けられた第２端部と、第1及び第２端部の間の長さ部分とを光ウエーブガイドが有し、光ウエーブガイドは光ウエーブガイド内の光伝搬方向に垂直な幅部分を有し、幅部分は光ウエーブガイドの長さ部分より短く、光ウエーブガイドの少なくとも一部が長さ部分に沿って湾曲している
ことを特徴とする付記２６記載の光装置。

（付記３２）
第２のマイクロレンズの第1光学面に面するよう設けられた第1端部と、第２端部と、第1及び第２端部の間の長さ部分とを有する光ウエーブガイドを更に備え、光ウエーブガイドは該光ウエーブガイド内の光伝搬方向に垂直な幅部分を有し、該幅部分は光ウエーブガイドの長さ部分より短く、光ウエーブガイドの少なくとも一部は長さ部分に沿って湾曲している
ことを特徴とする付記２６記載の光装置。

（付記３３）
第1のマイクロレンズはスラブウエーブガイドの少なくともコア層に形成されたレンズギャップを有し、レンズギャップは第1のマイクロレンズの第２光学面を規定する少なくとも１つの湾曲面を有する
ことを特徴とする付記２６記載の光装置。

（付記３４）
第1のマイクロレンズのレンズギャップは、スラブウエーブガイドのコア層の屈折率とは異なる屈折率を有する材料で充填される
ことを特徴とする付記３３記載の光装置。

（付記３５）
第２のマイクロレンズはスラブウエーブガイドの少なくともコア層に形成されたレンズギャップを有し、該レンズギャップは第２のマイクロレンズの第２光学面を規定する少なくとも１つの湾曲面を有する
ことを特徴とする付記２６記載の光装置。

（付記３６）
第２のマイクロレンズのレンズギャップは、スラブウエーブガイドのコア層の屈折率とは異なる屈折率を有する材料で充填される
ことを特徴とする付記３５記載の光装置。

（付記３７）
光相互接続を行う光装置であって、
上表面、上表面の周囲に設けられた少なくとも１つの端部、コア層内で複数の方向に光線を伝搬可能にするコア層を有するスラブウエーブガイド；
スラブウエーブガイドの前記少なくとも１つの端部に設けられ、第1の光ファイバ及び第２の光ファイバを少なくとも受け入れるアダプタであって、光ファイバの各々はファイバコアをそれぞれ有し、光ファイバのファイバコアをスラブウエーブガイドのコア層のレベルに実質的に整合させるように構成されるアダプタ；
スラブウエーブガイド内に設けられ、第1光学面及び第２光学面を有し、第1の光ファイバのファイバコアに光学的に結合され、スラブウエーブガイド内で第1の光経路に沿って伝搬する光を光学的に結合するように構成される第1のプレーナマイクロレンズ；及び
スラブウエーブガイド内に設けられ、第1光学面及び第２光学面を有し、第２の光ファイバのファイバコアに光学的に結合され、スラブウエーブガイド内で第２の光経路に沿って伝搬する光を光学的に結合するように構成される第２のプレーナマイクロレンズ；
を有し、第1及び第２の光経路は並行ではない
ことを特徴とする光装置。

（付記３８）
第1のプレーナマイクロレンズが、第1の光経路に沿って伝搬する視準された又はクロスコリメートされた光線を第２光学面で出力するように構成される
ことを特徴とする付記３７記載の光装置。

（付記３９）
第1のプレーナマイクロレンズは、スラブウエーブガイドからの光線を第２光学面で受信する
ことを特徴とする付記３７記載の光装置。

（付記４０）
第1及び第２のプレーナマイクロレンズは、異なるレンズ構成を有する
ことを特徴とする付記３７記載の光装置。

（付記４１）
第1端部と、第1のマイクロレンズの第1光学面に面するよう設けられた第２端部と、第1及び第２端部の間の長さ部分とを第1の光ウエーブガイドが有し、第1の光ウエーブガイドは第1の光ウエーブガイド内の光伝搬方向に垂直な幅部分を有し、幅部分は第1の光ウエーブガイドの長さ部分より短く、第1の光ウエーブガイドの少なくとも一部が長さ部分に沿って湾曲している
ことを特徴とする付記３７記載の光装置。

（付記４２）
第1端部と、第２のマイクロレンズの第1光学面に面するよう設けられた第２端部と、第1及び第２端部の間の長さ部分とを有する第２の光ウエーブガイドを更に備え、第２の光ウエーブガイドは該第２の光ウエーブガイド内の光伝搬方向に垂直な幅部分を有し、該幅部分は第２の光ウエーブガイドの長さ部分より短く、第２の光ウエーブガイドの少なくとも一部は長さ部分に沿って湾曲している
ことを特徴とする付記４１記載の光装置。

（付記４３）
第1のマイクロレンズは、スラブウエーブガイドの少なくともコア層に形成されたレンズギャップを有し、該レンズギャップは第1のマイクロレズの第２光学面を規定する少なくとも１つの湾曲面を有する
ことを特徴とする付記３７記載の光装置。

（付記４４）
第1のマイクロレンズのレンズギャップは、スラブウエーブガイドのコア層の屈折率とは異なる屈折率を有する材料で充填される
ことを特徴とする付記４３記載の光装置。

（付記４５）
光相互接続を行う光装置であって：
上表面と、コア層内の複数の方向に光ビームを伝搬させるコア層と、上表面に形成され少なくとも下位のコア層まで伸びる凹部とを有するスラブウエーブガイド；
基板上に形成され、第1光学面及び第２光学面を有するプレーナマイクロレンズであって、前記基板はスラブウエーブガイドの凹部に設けられた少なくとも１つの端部を有し、プレーナマイクロレンズの第２光学面は前記少なくとも１つの端部に面するプレーナマイクロレンズ；及び
プレーナマイクロレンズの第２光学面及びスラブウエーブガイドのコア層の間で光を反射させるよう設けられた反射面；
を有することを特徴とする光装置。

（付記４６）
プレーナマイクロレンズが、第1光学面で入力光線を受信し、視準された又はクロスコリメートされた光線を第２光学面で出力する
ことを特徴とする付記４５記載の光装置。

（付記４７）
前記反射面が、プレーナマイクロレンズと同一基板上に形成され、スラブウエーブガイドの凹部に設けられる
ことを特徴とする付記４５記載の光装置。

（付記４８）
前記反射面が、スラブウエーブガイドに設けられる
ことを特徴とする付記４５記載の光装置。

（付記４９）
スラブウエーブガイドに設けられ、反射面に光を又は反射面からの光を結合するよう位置づけられた光偏向子を更に有する
ことを特徴とする付記４５記載の光装置。

（付記５０）
光偏向子が回折格子、ミラー及びプリズム偏向子の少なくとも１つから構成される
ことを特徴とする付記４５記載の光装置。

（付記５１）
第1端部と、マイクロレンズの第1光学面に面する第２端部と、第1及び第２端部の間に沿って光が伝搬する長さ部分と、該長さ部分より短く該長さ部分に垂直な幅部分とを有する光ウエーブガイドを更に備える
ことを特徴とする付記４５記載の光装置。

本発明による光学装置の第１実施例を示す。 本発明による送信ポート及び受信ポート各々に使用可能な本発明によるポートの第１実施例に関する分解斜視図を示す。 本発明による平坦マイクロレンズモジュールの第１の例の正面図である。 本発明による図３の平坦マイクロレンズモジュールの第１の例の側面図である。 本発明によるスラブウエーブガイドを備えた平坦マイクロレンズモジュールの第１の例の断面図を示す。 本発明による偏向子の３つの例を示す概略図である。 本発明による平坦マイクロレンズモジュールの第１の例を形成するのに使用されてもよいダイシング工程例の概略図である。 本発明によるスラブウエーブガイドを備えた平坦マイクロレンズモジュールの第２の例の断面図を示す。 本発明による送信ポート及び受信ポートに関する第２の構成例を示す図である。 本発明による送信ポート及び受信ポートに関する第３の構成例を示す図である。 コンピュータシステムで使用される本発明による光学装置の第２実施例を示す図である。 本発明による光学装置の第２実施例に関する概略平面図を示す。 本発明による送信ポート及び受信ポート各々に使用されてもよい本発明によるポートの第２実施例に関する切断斜視図を示す。 本発明によるポートの第２実施例のウエーブガイド及びマイクロレンズ素子の平面図を示す。 本発明によるポートのアダプタに関する第２実施例を使用する本発明によるポートの第２実施例の実現例を示す図である。 本発明による２ポート間を伝搬するクロス視準ビームの概略平面図を示す。 本発明による光学装置の第３実施例の概略平面図を示す図である。 本発明による装置の第２のアプリケーション例を示す図である。 本発明による装置の第３のアプリケーション例を示す図である。 本発明による電子素子間の１対１通信の様子を示す図である。

符号の説明

１ コンピュータシステム
５ ドーターボード
６ 光信号送信部
７ 光信号受信部
１０ 基板
２０ ファイバアレイ
１００ 光装置
１１０ スラブウエーブガイド
１１２ 下位クラッディング層
１１４ コア層
１１６ 上位クラッディング層
１１８ ミラー構造
１２０ 送信ポート
１３０ 受信ポート
１５０ ポート
１５２ アダプタ
１５４ 受信開口
１５８ マイクロレンズモジュール
１５９ 剛直な基板
１６０ ウエーブガイド
１７０ プレーナレンズ
１７８ ギャップ
１８０ リフレクタ
１８１ 面
１８２，１８３ チルトミラー
１９０ 凹部
１９４ 段差部
１９５ 偏向素子
２００ 光装置
２２０ 送信ポート
２３０ 受信ポート
２５０ ポート
２５２ アダプタ
２５６ ギャップ
３００ 光装置

Claims (10)

1. 少なくとも３個であるＮ個の複数の電子素子の間で光相互接続を行う光装置であって：
   上表面及びコア層を有し、光ビームがコア層内を複数の方向に伝搬できるようにし、光ビームが実質的に互いに干渉せずに互いに交差できるようにするスラブウエーブガイド；
   複数のＮ個の受信ポート；及び
   複数のＮ個の送信ポート；
   を有し、各受信ポートは各自の電子素子用に割り当てられ；
   各送信ポートは各受信ポートに関連付けられ、関連付けられた受信ポートのものと同じ電子素子に割り当てられ、各送信ポートは関連する電子素子からの複数の光ビームを受信し、受信した光ビーム各々を光経路に沿ってスラブウエーブガイド上で受信ポートに送信し、送信ポートはスラブウエーブガイド内で複数の光経路を与え；
   各受信ポートは、少なくとも２つの異なる送信ポートから送信された複数の光信号をスラブウエーブガイドから受信するように構築され；及び
   少なくとも２つの光経路が互いに交差する；
   ことを特徴とする光装置。
2. 送信ポートが第1のラインに沿ってスラブウエーブガイドの第1側面に設けられ、受信ポートが第２のラインに沿ってスラブウエーブガイドの第２の側面に設けられる
   ことを特徴とする請求項１記載の光装置。
3. 送信ポートが円又は楕円の第1の弓形部に沿ってスラブウエーブガイドの第1側面に設けられ、受信ポートが円又は楕円の第1の弓形部に沿ってスラブウエーブガイドの第２側面に設けられる
   ことを特徴とする請求項１記載の光装置。
4. スラブウエーブガイドがスラブウエーブガイドの第1側面に沿って設けられるミラー構造より成り、送信ポート及び受信ポートがスラブウエーブガイドの第２側面に沿って設けられる
   ことを特徴とする請求項１記載の光装置。
5. 光相互接続を行う光装置であって、
   上表面及びコア層を有し、コア層内の複数の方向に光ビームを伝搬可能にするスラブウエーブガイド；
   スラブウエーブガイド内に設けられ、第1光学面及び第２光学面を有し、第1光学面で入力光線を受信し、第1の光経路に沿う視準された又はクロスコリメートされた光線を第２光学面で出力する第1のプレーナマイクロレンズ；
   スラブウエーブガイド内に設けられ、第1光学面及び第２光学面を有し、第1のマイクロレンズで視準された又はクロスコリメートされた光線出力を第２光学面で受信するように位置づけられた第２のプレーナマイクロレンズ；
   スラブウエーブガイド内に設けられ、第1光学面及び第２光学面を有し、第1光学面で入力光線を受信し、第２の光経路に沿う視準された又はクロスコリメートされた光線を第２光学面で出力する第３のプレーナマイクロレンズ；
   スラブウエーブガイド内に設けられ、第1光学面及び第２光学面を有し、第３のマイクロレンズで視準された又はクロスコリメートされた光線出力を第２光学面で受信するように位置づけられた第４のプレーナマイクロレンズ；
   を有することを特徴とする光装置。
6. 電気的にアクティブな光電装置を通過せずに光線が第1のマイクロレンズから第２のマイクロレンズに伝搬し、電気的にアクティブな光電装置を通過せずに光線が第３のマイクロレンズから第４のマイクロレンズに伝搬するようにスラブウエーブガイドが構成される
   ことを特徴とする請求項５記載の光装置。
7. 光相互接続を行う光装置であって、
   上表面、上表面の周囲に設けられた少なくとも１つの端部、コア層内で複数の方向に光線を伝搬可能にするコア層を有するスラブウエーブガイド；
   スラブウエーブガイドの前記少なくとも１つの端部に設けられ、第1の光ファイバ及び第２の光ファイバを少なくとも受け入れるアダプタであって、光ファイバの各々はファイバコアをそれぞれ有し、光ファイバのファイバコアをスラブウエーブガイドのコア層のレベルに実質的に整合させるように構成されるアダプタ；
   スラブウエーブガイド内に設けられ、第1光学面及び第２光学面を有し、第1の光ファイバのファイバコアに光学的に結合され、スラブウエーブガイド内で第1の光経路に沿って伝搬する光を光学的に結合するように構成される第1のプレーナマイクロレンズ；及び
   スラブウエーブガイド内に設けられ、第1光学面及び第２光学面を有し、第２の光ファイバのファイバコアに光学的に結合され、スラブウエーブガイド内で第２の光経路に沿って伝搬する光を光学的に結合するように構成される第２のプレーナマイクロレンズ；
   を有し、第1及び第２の光経路は並行ではない
   ことを特徴とする光装置。
8. 第1のプレーナマイクロレンズは、スラブウエーブガイドからの光線を第２光学面で受信する
   ことを特徴とする付記７記載の光装置。
9. 光相互接続を行う光装置であって：
   上表面と、コア層内の複数の方向に光ビームを伝搬させるコア層と、上表面に形成され少なくとも下位のコア層まで伸びる凹部とを有するスラブウエーブガイド；
   基板上に形成され、第1光学面及び第２光学面を有するプレーナマイクロレンズであって、前記基板はスラブウエーブガイドの凹部に設けられた少なくとも１つの端部を有し、プレーナマイクロレンズの第２光学面は前記少なくとも１つの端部に面するプレーナマイクロレンズ；及び
   プレーナマイクロレンズの第２光学面及びスラブウエーブガイドのコア層の間で光を反射させるよう設けられた反射面；
   を有することを特徴とする光装置。
10. 前記反射面が、プレーナマイクロレンズと同一基板上に形成され、スラブウエーブガイドの凹部に設けられる
    ことを特徴とする請求項９記載の光装置。
    

Images