JP2014526720A - その主面に複数の千鳥状の光方向転換機構を有する光学基材 - Google Patents

その主面に複数の千鳥状の光方向転換機構を有する光学基材 Download PDF

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Abstract

本開示は概して、多数の光ファイバーの接続に有用な、光ファイバーリボンなどの光導波路セット及び光ファイバーコネクターに関する。具体的には、本開示は、その入射面に複数の千鳥状の光方向転換機構を備え、光ファイバーからの入射光を、つなぐべき光学素子へと方向付けて基材を透過させる単一基材を組み込む、小型で、効率性及び信頼性を備える光ファイバーコネクターを提供する。
【選択図】図3A

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、本明細書と同日付の米国特許出願「TRANSCEIVER INTERFACE HAVING STAGGERED CLEAVE POSITIONS」(代理人整理番号第66487US002号)に関するものであり、この出願は参照によって本明細書に組み込まれる。
(発明の分野)
本発明は、光ファイバーリボンなど光導波路セットの接続に使用される光コネクターに関する。
光ファイバーコネクターは、電気通信網、構内情報通信網、データセンターリンク、高性能コンピュータの内部リンクなど様々な用途で光ファイバーの接続に使用される。これらのコネクターは、単ファイバー設計と、多ファイバー設計と、に分類でき、また、接触タイプによっても分類できる。一般的な接続方法としては、嵌合するファイバーの先端部が研磨されて滑らかに仕上げられ、互いに押し付けられる物理的接触、ファイバーコアに適合する屈折率を有する適合性材料が嵌合したファイバーの先端部間の小間隙を塞ぐ屈折率整合、2本のファイバーの先端部間の小空隙を光が通過する、空隙コネクターが挙げられる。これらの接続方法のそれぞれを使用する場合、嵌合したファイバーの先端に付着した少量の塵埃が光損失を著しく増加させ得る。
別のタイプの光コネクターは、拡大ビームコネクターと呼ばれる。このタイプのコネクターは、光源コネクター内の光ビームがファイバーコアから出射して、光が視準されてコアよりも実質的に大きい直径を有するビームを形成する前に、コネクター内の短距離で発散できる。続いて、受光コネクターにおいて、ビームは、受光ファイバーの先端部で元の直径に焦点が戻される。このタイプのコネクターは、塵埃及び他の形態の汚染物の影響を受けにくい。
多くの用途で使用される光ケーブルは、ファイバーリボンを使用する。これらのリボンは、1列に結合された、コーティングされたファイバーセット(通常、1列に4、8、又は12本のファイバー)で構成される。保護コーティングが施された個々のガラスファイバーは、通常、直径250μmであり、リボンは、通常、250μmのファイバー間ピッチを有する。
現在使用可能な拡大ビーム多ファイバーコネクターは、通常、ビーム径を250μmに制限して、リボンのピッチと一致させる。ファイバーピッチよりも大きいビーム径を達成するためには、現在のコネクターでは、コネクターにファイバーを装着する前に、ファイバーリボンを単ファイバーに手動で分割する必要がある。
一般に、単ファイバー光コネクターは、光ファイバーの端面を揃えて、互いに接触させるための精密円筒フェルールを備える。光ファイバーは、ファイバーの光学コアの中心がフェルール軸にあるように、フェルールの中心穴内で固定される。続いて、ファイバー先端部が研磨されて、ファイバーコアと物理的に接触できるようになる。続いて、2つのこのようなフェルールは、研磨されたファイバー先端部が互いに押し付けられた状態のアライメントスリーブを使用して互いに揃えられて、あるファイバーから別のファイバーへの物理的接触による光接続を達成できる。物理的接触用光コネクターは、一般に使用されている。
多ファイバーコネクターは、多くの場合、MTフェルールなど多ファイバーフェルールを使用して、光源ファイバーと受光ファイバーとの光結合をもたらす。MTフェルールは、ファイバーが通常接合される成形穴列へとファイバーを誘導する。各フェルールは、フェルールを互いに対して揃え、したがって嵌合ファイバーを揃えるようにガイドピンが配設された2つの穴を更に有する。
ファイバー同士を接続するために、様々な他の方法もまた、使用されてきた。例としては、Volition(商標)光ファイバーケーブルコネクターに見られるシステムなどのV溝アライメントシステム及び精密穴列におけるベアファイバーアライメントが挙げられる。一部の接続概念、例えば、米国特許第4,078,852号、同第4,421,383号、及び同第7,033,084号に記載される概念などは、光ファイバー接続においてレンズ及び/又は反射性表面を使用する。これらの接続概念のそれぞれは、インラインコネクター又は直角コネクターなど単一目的の接続システムについて説明している。
ファイバーを分離せずにファイバーリボンを終端処理し、ファイバー間ピッチよりも直径の大きいビームをもたらすこともできる、拡大ビームコネクターを提供することは有益であるだろう。
本開示は概して、光ファイバーリボンケーブル内などでの多数の光ファイバーの接続に有用な、光ファイバーリボンなどの光導波路セット及び光ファイバーコネクターに関する。具体的には、本開示は、光ビームの方向転換機構及び成形機構と共に光ファイバーアライメント機構を兼ね備える単一基材を組み込む、小型で、効率性及び信頼性を備える光ファイバーコネクターを提供する。一態様では、本開示は、複数の千鳥状の光方向転換機構を有する第1の主面と、複数の千鳥状のマイクロレンズを有する反対側の第2の主面と、を備える単一基材を提供し、光方向転換機構のそれぞれは異なるマイクロレンズに対応する。各光方向転換機構は、光導波路からの光を受光するための入射面と、受光した光を対応するマイクロレンズへ方向転換して基材を透過させるための、入射面と斜角を形成する光方向転換面と、を備え、基材、複数のマイクロレンズ、及び光方向転換機構は単一構造物を形成する。別の態様では、本開示は、光ファイバーリボンケーブルと、単一基材と、を備える光コネクターを提供する。
別の態様では、本開示は、第1の列に沿って配設され、第1の複数の光ファイバーから出射する光を方向転換するように構成されている、複数の離間した個別の光方向転換機構と、第2の複数の光ファイバーから出射する光を方向転換するように構成されている、第1の列から離間した連続的な光方向転換機構と、を有する第1の主面であって、第1の列内の複数の個別の離間した光方向転換機構の各間隔は、第2の複数の光ファイバーからの対応する、異なる光ファイバーを受容するように構成されている、第1の主面を備える単一基材を提供する。単一基材は、第1の主面の反対側にあり、マイクロレンズの第1及び第2の列を形成する複数の千鳥状のマイクロレンズを有し、第1の列内の各マイクロレンズが、離間した個別の光方向転換機構の第1の列内の対応する異なる個別の光方向転換機構によって方向転換される光を受光するように構成されており、第2の列内のマイクロレンズのそれぞれが、連続的な光方向転換機構から方向転換される光を受光するように構成されている、第2の主面を更に備え、基材、複数の離間した個別の光方向転換機構、連続的な光方向転換機構、及び複数の千鳥状のマイクロレンズは単一構造物を形成する。別の態様では、本開示は、光ファイバーリボンケーブルと、単一基材と、を備える光コネクターを提供する。
更に別の態様では、本開示は、単一基材と、第1の複数の光ファイバーであって、ファイバーのそれぞれが、複数の離間した個別の光方向転換機構のうちの異なる個別の光方向転換機構の入射面と面する端面を有する、第1の複数の光ファイバーと、第2の複数の光ファイバーであって、ファイバーのそれぞれが複数の離間した個別の光方向転換機構の間に対応する、異なる間隔で配設され、連続的な光方向転換機構の入射面に面する端面を有する、異なる第2の複数の光ファイバーと、を備える光学構造物を提供する。単一基材は、第1の列に沿って配設され、第1の複数の光ファイバーから出射する光を方向転換するように構成されている複数の離間した個別の光方向転換機構と、異なる第2の複数の光ファイバーから出射する光を方向転換するように構成されている、第1の列から離間した連続的な光方向転換機構と、を有する第1の主面であって、第1の列内の複数の個別の離間した光方向転換機構の各間隔は、第2の複数の光ファイバーからの対応する、異なる光ファイバーを受容するように構成されている、第1の主面を備える。単一基材は、第1の主面の反対側にあり、マイクロレンズの第1及び第2の列を形成する複数の千鳥状のマイクロレンズを有し、第1の列内の各マイクロレンズが、離間した個別の光方向転換機構の第1の列内の対応する異なる個別の光方向転換機構によって方向転換される光を受光するように構成されており、第2の列内のマイクロレンズのそれぞれが、連続的な光方向転換機構から方向転換される光を受光するように構成されている、第2の主面を更に備え、基材、複数の離間した個別の光方向転換機構、連続的な光方向転換機構、及び複数の千鳥状のマイクロレンズは単一構造物を形成する。別の態様では、本開示は、光ファイバーリボンケーブルと、単一基材と、を備える光コネクターを提供する。
更に別の態様では、本開示は、第1の床面を有する第1の主面と、第1の床面に形成され、第1の踏面を有する少なくとも第1の段を有する第1の階段と、第1の床面に配設され、光方向転換機構の列を形成する、第1の複数の千鳥状の光方向転換機構と、を備える単一基材を提供する。単一基材は、第1の階段の第1の踏面に配設され、光方向転換機構の列を形成する、第2の複数の千鳥状の光方向転換機構と、第1の主面の反対側にあり、第2の床面を有する第2の主面と、第2の床面に形成され、第1の踏面を有する少なくとも第1の段を有する第2の階段と、を更に備える。単一基材は、第2の床面に配設され、マイクロレンズの列を形成し、マイクロレンズのそれぞれが第1の床面にある異なる光方向転換機構に対応する、第1の複数の千鳥状のマイクロレンズと、第2の階段の第1の踏面に配設され、マイクロレンズの列を形成し、マイクロレンズのそれぞれが第1の階段の第1の踏面にある、異なる光方向転換機構に対応する、第2の複数の千鳥状のマイクロレンズと、を更に備える。基材、第1の階段、第2の階段、光方向転換機構、及びマイクロレンズは、単一構造物を形成する。別の態様では、本開示は、光ファイバーリボンケーブルと、単一基材と、を備える光コネクターを提供する。
更に別の態様では、本開示は、複数の千鳥状の光方向転換機構を有する第1の主面を備える単一基材を提供し、各光方向転換機構は、光導波路からの光を受光する入射面と、受光した光を視準光又は集束光として方向転換して基材を透過させるための、成形反射体を備える光方向転換面と、反対側の第2の主面と、を備え、基材及び複数の光方向転換機構は単一構造物を形成する。別の態様では、本開示は、光ファイバーリボンケーブルと、単一基材と、を備える光コネクターを提供する。
更に別の態様では、本開示は、第1の床面を有する第1の主面と、第1の床面に形成され、第1の踏面を有する少なくとも第1の段を備える第1の階段と、第1の床面に配設された第1の複数の光方向転換機構及び第1の導波路アライメント機構と、を備える単一基材を提供し、第1の導波路アライメント機構は、第1の複数の光方向転換機構に光を入射させるように第1の複数の光導波路を位置付けることができる。単一基材は、第1の階段の第1の踏面に配設された第2の複数の光方向転換機構及び第2の導波路アライメント機構を更に備え、第2の導波路アライメント機構は、第2の複数の光方向転換機構に光を入射させるように第2の複数の光導波路を位置付けることができる。単一基材は、第1の主面の反対側にあり、第2の床面を有する第2の主面と、第2の床面に形成され、第1の踏面を備える少なくとも第1の段を有する第2の階段と、第2の床面に配設された第1の複数のマイクロレンズと、を更に備え、マイクロレンズのそれぞれは、第1の床面にある異なる光方向転換機構に対応する。単一基材は、第2の階段の第1の踏面に配設された第2の複数のマイクロレンズを更に備え、マイクロレンズのそれぞれは、第1の階段の第1の踏面にある、異なる光方向転換機構に対応し、基材、第1の階段、第2の階段、光方向転換機構、及びマイクロレンズは単一構造物を形成する。別の態様では、本開示は、光ファイバーリボンケーブルと、単一基材と、を備える光コネクターを提供する。
上記の概要は、本発明の開示されるそれぞれの実施形態又はすべての実現形態を説明することを意図したものではない。以下の図面及び詳細な説明により、例示的実施形態をより詳細に例示する。
本明細書の全体を通じ、同様の参照符合が同様の要素を示す添付の図面を参照されたい。
光ファイバーコネクターの切欠斜視図。 光ファイバーコネクターの斜視図。 単一基材の上面概略斜視図。 単一基材の底面概略斜視図。 単一基材の上面概略斜視図。 単一基材の底面概略斜視図。 光接続部の概略断面図。 光接続部の概略断面図。 図4Aのある実施形態の一部分の拡大図。 光接続部の概略断面図。
図は必ずしも原寸に比例していない。図中、用いられる同様の番号は同様の構成要素を示すものとする。しかしながら、特定の図中のある構成要素を示す番号の使用は、同じ番号によって示される別の図中のその構成要素を限定しようとするものではないことは理解されるであろう。
本開示は、光ファイバーリボンケーブル内などでの多数の光ファイバーの接続に有用な、光ファイバーリボンなどの光導波路セット及び光ファイバーコネクターに関する。以下の説明は、光ファイバー及び光ファイバーリボンケーブルの接続を目的とするが、本開示は、例えば、高分子材料又はガラスから製造可能な平面光導波路などの光導波路の接続も同様に目的とすることを理解されたい。
現在入手可能な製品では見られない、光ファイバーのユーザーが所望する光ファイバーコネクターの特性が多数存在する。これらの特性としては、低コスト、汚染物に対して丈夫な性能、掃除の容易さ、小型設計、及び単一コネクターで多数の光ファイバーを容易に繰り返し接続できる機能が挙げられる。急速に拡大している大容量相互接続用途は、10Gb/秒のデータ速度が一般的であるデータセンター内の装置ラック間であり、リンク長さは比較的短い(通常、数メートル〜100メートルである)。このような用途では、多数の単ファイバーコネクターは、一組にまとめられることが多い。したがって、本明細書では、多ファイバー接続法及び多ファイバー接続のコストを著しく削減できる物品について説明する。
ある特定の実施形態では、多ファイバー光コネクター用の汎用接続素子は、傾斜反射性表面及びマイクロレンズアレイを使用して、光ビームの方向転換及び集束又は視準を行う単一基材を備える。方向転換されたビームは、平面的な嵌合面と垂直である素子から出射する。マイクロレンズ素子はポケットに位置していてよく、嵌合面からやや窪んでいてよい。接続素子はまた、機械的機構を備えており、嵌合する2部品のマイクロレンズアレイを揃えやすくする。ある特定の実施形態では、反射性表面は、単一基材の一部として製造されてよく、所定の角度で光ファイバーの光軸に揃えることができる表面を有してよい。場合によっては、反射性表面は、金属又は合金など反射材でコーティングされて、光を方向転換してよい。場合によっては、反射性表面は、その代わりに全反射(TIR)が光の方向転換を促進できてよい。
単一基材は、光ケーブルを支持し、コネクター素子の連結構成要素を確実に揃えて環境から保護できる、コネクターハウジングに入れられてよい。このようなコネクターハウジングは当該技術分野において周知であり、例えば、アライメント孔、アライメント整合ピンなどが挙げられる。様々な接続構造において、同一の接続素子が使用されてよい。これはまた、基板に装着されたアライメントリングを使用した、光ファイバーのVCSEL、光検出器など光学装置への接続に使用されてよい。本明細書に示される開示は、ファイバー及びコネクター内を一方向に進む光について説明するが、当業者は、光はまた、コネクター内を反対方向に、又は双方向に進み得ることを理解されたい。
単一基材及びコネクターハウジングの両方に使用された、比較的単純な設計は、MTフェルール成形品内などでの微細なコアピンを不要にし、したがって、成形部品、鋳造部品、又は機械加工部品のコスト及び複雑性を低減する。更に、本明細書に記載の汎用接続素子は、様々な用途に使用され得る。したがって、開発コスト及び製造コストの両方をより多くの数量に分散させることができ、部品当たりのコストを削減する。更に、集束マイクロレンズ又視準マイクロレンズからの拡大光ビームを使用すると、汚れ又は他の不純物による伝送損失に対する耐性を改善することもできる。
ある特定の実施形態では、本明細書で定義される特有のインターフェイスは、高性能コンピュータ、サーバー、又はルーター内の内部リンクを設けるために使用できる。光バックプレーンと嵌合する際の更なる用途もまた、想定され得る。接続素子の顕著な機構の一部としては、概ね平面的な嵌合面と、嵌合面内の凹状領域(ポケット)と、を有する成形(又は鋳造、又は機械加工)構成要素、ポケットの床部に位置し、2つの素子が接触しているその嵌合面と嵌合すると、マイクロレンズ機構の間に小間隙が存在するように、これらのマイクロレンズ機構の頂点がポケット容積内にある、凸状マイクロレンズ機構、嵌合面と平行から概ね約15度以内に光ファイバー軸を揃えるのに有用な光ファイバーアライメント機構、及び各ファイバーからの光ビームが嵌合面と垂直になるようにこれらを方向転換するための反射性表面が挙げられる。各光ビームは、マイクロレンズ機構の1つに中心を置き、機械的アライメント機構は、嵌合面が接触しており、そのマイクロレンズが揃えられるように2つの接続素子を揃えやすくする。
ある特定の実施形態では、マイクロレンズ機構はファイバーからの光ビームを視準してよい。光ビームは概して視準時に拡大し、したがって、塵埃など異物による汚染の影響が少ない接続になるため、視準光は概して、ファイバー間接続に有用であり得る。ある特定の実施形態では、マイクロレンズ機構は、その代わりに、嵌合面にビームの「腰部」を作り出すようにビームを集束させてよい。概して、集束ビームは、ファイバーと、センサー又は回路基板に配設された他のアクティブな装置など回路との接続に有用であり得る。これは、光ビームをより狭い領域に集中させて、感度を向上できるためである。視準光ビームは、塵埃及び他の汚染物に対してより強く、また、より広いアライメント許容範囲をもたらすため、場合によっては、特に光ファイバー間接続について、光ビームの視準が好ましい場合がある。
ある特定の実施形態では、反射性表面は、接続素子の単一基材内の成形機構又は鋳造機構であってよい。場合によっては、反射性表面は、光ビームに対して所定の角度で配向された平面であってよい。場合によっては、反射性表面は、その代わりに、更なる集束光学素子が不要であり得るように、放物面鏡、球面鏡、楕円鏡など曲面反射素子であってよい。場合によっては、平面的な反射性表面が好ましいことがある。
ある特定の実施形態では、光ファイバーは、単一基材の成形V溝機構内などにある導波路アライメント機構を使用して、嵌合面と平行であるV溝と揃えられてよいが、揃えるためにV溝が常に必要というわけではない。本明細書に記載されるように、任意の平行V溝が含まれているが、光ファイバーの整列及び固定に使用される他の技法もまた容認されることを理解されたい。更に、例えば、光導波路が平面光導波路である場合など、V溝付きアライメントは場合によって好適ではなく、他の技法が好ましいこともあり得る。場合によっては、光導波路及び/又は光ファイバーの整列は、その代わりに、当業者に周知の、任意の好適な導波路アライメント機構を使用する光ファイバーの整列法のいずれかを使用して達成され得る。
様々な機械的機構セットを使用して、1対の接続素子を揃えてよい。ある機構セットは、MTフェルールに使用された整列法と同様に、アライメントピンが配置される、1対の正確に位置付けられた孔を備える。ある特定の実施形態では、孔の直径及び位置がMTコネクターの直径及び位置に類似していれば、本明細書に記載の接続素子の1つは、(適切なマイクロレンズセットを使用して)MTフェルールと嵌合できる。
図1Aは、本開示の一態様による光ファイバーコネクター100の切欠斜視図を示している。光ファイバーコネクター100は、任意のカバー支持部115と、任意のカバー支持部115にぴったり収まって、光ファイバーコネクター100の光学構成要素を周囲から保護する任意のカバー(図示せず)と、アライメント機構150と、を有するコネクターハウジング110を備える。光リボンケーブル130からの個々の光ファイバー132を受容するための、任意の複数の平行V溝126を有する単一基材120は、コネクターハウジング110内に固定される。運用に際しては、光方向転換面135は、個々の光ファイバー132のそれぞれからの光を方向転換して単一基材120を透過させ、下面122に配設された対応するマイクロレンズ128から出射させるように、個々の光ファイバー132のそれぞれに関連付けられる。マイクロレンズ128は、レンズ面がコネクターハウジング110の底部に没入しているように空洞部140に配設されてよい。光方向転換面135は、単一基材120に直接成形されてよく、他の箇所に記載するように、ファイバーの軸と斜角を形成する。
単一基材120は、例えば、ポリイミドなどの高分子を含む、任意の好適な透過性及び寸法安定性を備える材料で製造されてよい。ある特定の実施形態では、単一基材120は、寸法安定性を備える透過性ポリイミド材料、例えば、SABIC Innovative Plastics(Pittsfield,MA)から入手可能なUltem 1010ポリエーテルイミドなどで製造されてよい。場合によっては、個々の光ファイバー132は、任意の平行V溝126に接着固定されてよい。ある特定の実施形態では、屈折率整合ゲル又は接着剤が単一基材120と個々の光ファイバー132との間に挿入されてよい。この領域におけるすべての空隙を除去することにより、フレネル損失は著しく低減され得る。
図1Bは、第2の光ファイバーコネクター100’に接続された図1Aの光ファイバーコネクター100の斜視図を示している。第2の光ファイバーコネクター100’は、光ファイバーコネクター100と同一であってよく、他の箇所に記載するように、光接続部101を形成する。任意のカバー117は、任意のカバー支持部115(図1Aに示す)に配設されて、光ファイバーコネクター100の光学構成要素を周囲から保護する。アライメント機構150は、光リボンケーブル130及び第2の光リボンケーブル130’からの光が確実に、最低限の損失で効率につなげられるように機能する。
図2Aは、本開示の一態様による、単一基材220の上面概略斜視図を示している。単一基材220は、複数の光方向転換機構235a、235b、235c、235dと揃えられている、任意の複数の平行V溝226を有する第1の表面224と、反対側の第2の表面222と、を備える。複数の入力光ファイバー(第1の入力光ファイバー232a及び第2の入力光ファイバー232bとして2本が示される)は、任意の平行V溝226に沿って位置付けられ、他の箇所に記載するように、任意の平行V溝226に固着されてよい。光方向転換機構235a〜235dのそれぞれは、単一基材220に直接成形されてよい、光方向転換面236a、236b、236c、236dと、光入射面237a、237b、237c、237dをそれぞれ備える。入力光ファイバー232a、232bのそれぞれは、入力光ファイバー232a、232bのそれぞれの端部が、対応の光入射面237a、237b、237c、237dに光を入射させるように構成されるように位置付けられる。光方向転換面236a〜236dのそれぞれは、入力光ファイバー232a、232bの軸と垂直の角度で光を単一基材220へと方向転換させるように機能する。
図2Bは、図2Aの単一基材220の底面概略斜視図を示している。単一基材220は、第1の表面224と、マイクロレンズポケット240内に配設された、複数のマイクロレンズ228a、228b、228c、228dを有する反対側の第2の表面222と、を備える。複数のマイクロレンズ228a、228b、228c、228dのそれぞれは、上記の光方向転換機構235a〜235dと揃えられ、対応の光方向転換面236a、236b、236c、236dからの光を受光するように配設される。各マイクロレンズは、マイクロレンズの径D1を有し、マイクロレンズポケット240内に中心間隔L1で配設される。中心間隔L1は、通常、隣り合う光ファイバーの間隔以下であり、他の箇所に記載するように、コネクター内で使用可能なマイクロレンズの最大径D1に制限をもたらす。マイクロレンズポケット240の深さは、反対側の第2の表面222の位置よりも下に各マイクロレンズを保持するように機能する。単一基材220は、任意の所望の数の任意の平行V溝226、光方向転換素子235a〜235d、マイクロレンズ228a〜228d、及び入力光ファイバー232a、232bを備え得ることを理解されたい。
図3Aは、本開示の一態様による、単一基材320の上面概略斜視図を示している。単一基材320は、複数の光方向転換機構335a、335b、335c、335dと揃えられている、任意の複数の平行V溝326を有する第1の表面324と、反対側の第2の表面322と、を備える。複数の入力光ファイバー(第1の入力光ファイバー332a及び第2の入力光ファイバー332bとして2本が示される)は、任意の平行V溝326に沿って位置付けられ、他の箇所に記載するように、任意の平行V溝326に固着されてよい。光方向転換機構335a〜335dは、1つおきの光方向転換機構335a及び335cが第1の列内にあり、1つおきの光方向転換機構335b及び335dが第2の列内にあるように、千鳥状に配列される。ある特定の実施形態では、第1の列内にある1つおきの交互の光方向転換機構335a及び335dは、その代わりに、これもまた光方向転換機構335aと335dとの離隔距離に広がる、連続的な光方向転換機構(図示せず)を備えてよい。
光方向転換機構335a〜335dのそれぞれは、単一基材220に直接成形されてよい、光方向転換面336a、336b、336c、336dと、光入射面337a、337b、337c、337dをそれぞれ備える。入力光ファイバー332a、332bのそれぞれは、入力光ファイバー332a、332bのそれぞれの端部が、対応の光入射面337a、337b、337c、337dに光を入射させるように構成されるように位置付けられる。光方向転換面336a〜336dのそれぞれは、入力光ファイバー332a、332bの軸と垂直の角度で光を単一基材320へと方向転換させるように機能する。
図3Bは、図3Aの単一基材320の底面概略斜視図を示している。単一基材320は、第1の表面324と、マイクロレンズポケット340内に配設された、複数の千鳥状のマイクロレンズ328a、328b、328c、328dを有する反対側の第2の表面322と、を備える。複数の千鳥状のマイクロレンズ328a、328b、328c、328dのそれぞれは、上記の光方向転換機構335a〜335dと揃えられ、対応の光方向転換面336a、336b、336c、336dからの光を受光するように配設される。千鳥状のマイクロレンズ328a、328b、328c、328dのそれぞれは、千鳥状のマイクロレンズの径D2を有し、光ファイバーの離隔距離に対応する中心間隔L1でマイクロレンズポケット340内に配設され、隣り合うマイクロレンズ328a〜328dの中心間隔L1は、図2Bを参照して説明した中心間隔L1と同一であってよい。しかしながら、千鳥状のマイクロレンズ328a、328b、328c、328dのそれぞれは、マイクロレンズの離隔距離に対応する千鳥状の間隔L2を有し、千鳥状の間隔L2は、中心間隔L1よりも大きい。結果的に、図3Bに示される千鳥状の間隔L2のコネクター内で使用可能なマイクロレンズの最大径D2は、他の箇所に記載するように、マイクロレンズ間隔L1で使用可能なマイクロレンズの最大径D1と比較して大きい。
光方向転換機構335a〜335bを千鳥状にした結果、複数の千鳥状のマイクロレンズ328a、328b、328c、328dは、マイクロレンズの径D1を千鳥状のマイクロレンズの径D2に増加させることができる。より大きい千鳥状のマイクロレンズの径D2が好ましい。マイクロレンズポケット340の深さは、反対側の第2の表面322の位置よりも下に各マイクロレンズを保持するように機能する。単一基材320は、任意の所望の数の任意の平行V溝326と、光方向転換素子335a〜335bと、マイクロレンズ328a〜328dと、任意の所望の列数のマイクロレンズ328a〜328dと、各列内の任意の所望の数のマイクロレンズ328a〜328dと、入力光ファイバー332a、332bと、を備えてよいことを理解されたい。
図2A〜2Bに示されている実施形態とは対照的に、図3Bに示されているマイクロレンズの位置は、単列として定義されていない。この場合、各列に2個のマイクロレンズが含まれる、2列のマイクロレンズが示されている。これにより、250マイクロメートルのファイバー間隔を有する光ファイバーリボンで使用される場合、マイクロレンズの径を500マイクロメートルに近づけることができる。図3A〜3Bに示される千鳥状のファイバー/マイクロレンズの実施形態で使用可能な直径500マイクロメートルの視準マイクロレンズを使用すると、図2A〜2Bに示される実施形態で使用可能な直径250マイクロメートルのマイクロレンズで必要なアライメント許容範囲よりも緩やかなアライメント許容範囲が可能になり、従来のMTフェルールを使用する物理接触コネクターに必要なアライメント許容範囲よりも著しく緩やかなアライメント許容範囲が可能になる。本明細書に記載のいかなる光コネクターも、千鳥状の光方向転換機構と、図3A〜3Bを参照して説明した、これらに応じる千鳥状のマイクロレンズと、を含んでよく、可能な限り千鳥構成を備えることが好ましい場合があることを理解されたい。概して、上記の千鳥状のマイクロレンズ設計は、リボン化されたファイバー群に使用可能な拡大ビーム光ファイバーコネクターを実現可能にし、マイクロレンズから出射する光ビーム径は、リボン内でのファイバー間の離隔距離(つまり、ピッチ)よりも大きく、接続を達成するために、ファイバーを分離する必要はない。
図4Aは、本開示の一態様による、第2の光コネクター400’に接続された第1の光コネクター400を備える光接続部401の概略断面図を示している。図4Aの断面図は、コネクターを通じて通信する1対の光ファイバーの光軸(つまり、中心部)の付近である。ある特定の実施形態では、第2の光コネクター400’は、第1の光コネクター400と同一であってよく、図1Bに示される光接続部101に類似の光接続部401を形成する。
第1の光コネクター400は、第1のコネクターハウジング410と、第1のコネクターハウジング410内に固定された第1の単一基材420と、を備える。第1の単一基材420は、第1の上面424と、反対側の第1の下面422と、を備える。第1の光ファイバー432は、第1の単一基材420と第1のコネクターハウジング410との間の第1の上面424にある、任意の第1の平行V溝426内に固定される。第1のコネクターハウジング410は、任意の第1のカバー支持部415と、第1の光コネクター400内の構成要素を保護するように機能できる任意の第1のカバー417と、を更に備える。第1の単一基材420は、第1の上面424に配設された第1の光方向転換機構435を備え、第1の光方向転換機構435は、第1の光ファイバー432と光通信を行う第1の光方向転換面436を有する。第1の光ファイバー432は、第1の単一基材420に直接成形されてよい任意の第1の平行V溝426に配置されることよって、所定の位置に保持され、第1の光方向転換機構435の第1の入射面434に揃えられてよい。場合によっては、接着剤を使用して、第1の光ファイバー432を任意の第1の平行V溝426に固着させてよい。
第1の単一基材420は、第1の光方向転換面436に当たり、ここから反射される、第1の光ファイバー432内を進む中心光線490が、第1のマイクロレンズ428の光心へと方向付けられるように位置付けられる、第1の下面422に配設された第1のマイクロレンズ428を更に備える。図4に示されたある特定の実施形態では、第1の光方向転換面436は、図に示されるように、中心光線490が約45度に等しい反射角で第1の光方向転換面436に当たるように配設されてよい。場合によっては、第1の光方向転換面436はTIR表面であってよい。場合によっては、第1の光方向転換面436は、その代わりに鏡面仕上げの反射性表面であってよい。
同様の方法で、第2の光コネクター400’は、第2のコネクターハウジング410’と、第2のコネクターハウジング410’内に固定された第2の単一基材420’と、を備える。第2の単一基材420’は、第2の上面424’と、反対側の第2の下面422’と、を備える。第2の光ファイバー432’は、第2の単一基材420’と第2のコネクターハウジング410’との間の第2の上面424にある、任意の第2の平行V溝426’内に固定される。第2のコネクターハウジング410’は、任意の第2のカバー支持部415’と、第2の光コネクター400’内の構成要素を保護するように機能できる任意の第2のカバー417’と、を更に備える。第2の単一基材420’は、第2の上面424’に配設された第2の光方向転換機構435’を備え、第2の光方向転換機構435’は、第2の光ファイバー432’と光通信を行う第2の光方向転換面436’を有する。第2の光ファイバー432’は、第2の単一基材420’に直接成形されてよい任意の第2の平行V溝426’に配置されることよって、所定の位置に保持され、第2の光方向転換機構435’の第2の入射面434’に揃えられてよい。場合によっては、接着剤を使用して、第2の光ファイバー432’を任意の第2の平行V溝426’に固着させてよい。
第2の単一基材420’は、第2の光方向転換面436’に当たり、ここから反射される、第2の光ファイバー432’内を進む光線が、第2のマイクロレンズ428’の光心へと方向付けられるように位置付けられる、第2の下面422’に配設された第2のマイクロレンズ428’を更に備える。図4Aに示されたある特定の実施形態では、第2の光方向転換面436’は、図に示されるように、光線490が約45度に等しい反射角で第2の光方向転換面436’に当たるように配設されてよい。場合によっては、第2の光方向転換面436’はTIR表面であってよい。場合によっては、第2の光方向転換面436’は、その代わりに鏡面仕上げの反射性表面であってよい。
第1のコネクターハウジング410内の第1のアライメント機構450及び第2のコネクターハウジング410’内の第2のアライメント機構450’は、第1の光ファイバー432及び第2の光ファイバー432’からの光が確実に、最小限の損失で効率的つなげられるように機能する。第1のアライメント機構450及び第2のアライメント機構450’は、第1の光コネクター400及び第2の光コネクター400’を確実に揃えるために任意の好適な機構を備えてよく、図4に示される機構は、あくまでも例示を目的としたものである。
第1の光ファイバー離隔距離S1は、第1の光ファイバー432の光軸と第1のマイクロレンズ428との間を測定してよい。第2の光ファイバー離隔距離S1’は、第2の光ファイバー423’の光軸と第2のマイクロレンズ428’との間を測定してよい。マイクロレンズ離隔距離S2は、第1のマイクロレンズ428の表面と第2のマイクロレンズ428’の表面との間を測定してよい。場合によっては、第1の光ファイバー離隔距離S1及び第2の光ファイバー離隔距離S1’のそれぞれは同一であってよく、約1mm〜約2mmの範囲、又は約1.5mmであってよい。マイクロレンズ離隔距離S2は、約0.1mm〜約1mmの範囲、又は約0.5mmであってよい。
第1の光ファイバー432内を進む光ビーム490は、第1の入射面434を透過し、第1の光ファイバー432の光軸と垂直の方向に第1の光方向転換面436から反射される。続いて、光ビーム490は、他の箇所に記載するように、視準マイクロレンズ又は集束マイクロレンズであってよい第1のマイクロレンズ428を透過する。続いて、光ビーム490は、第2のマイクロレンズ428’を透過して第2の単一基材420’に入射し、第2の光ファイバー432’の光軸と平行な方向に第2の光方向転換面436’から反射され、光入射面434’を透過して第2の光ファイバーに入射する。
図4Bは、本開示の一態様による、第2の光コネクター400’に接続された第1の光コネクター400を備える光接続部401’の概略断面図を示している。図4Bの断面図は、コネクターを通じて通信する1対の光ファイバーの光軸(つまり、中心部)の付近である。ある特定の実施形態では、第2の光コネクター400’は、第1の光コネクター400と同一であってよく、図1Bに示される光接続部101に類似の光接続部401を形成する。
第1の光コネクター400は、第1のコネクターハウジング410と、第1のコネクターハウジング410内に固定された第1の単一基材420と、を備える。第1の単一基材420は、第1の上面424と、反対側の第1の下面422と、を備える。第1の光ファイバー432は、第1の単一基材420と第1のコネクターハウジング410との間の第1の上面424にある、任意の第1の平行V溝426内に固定される。第1のコネクターハウジング410は、任意の第1のカバー支持部415と、第1の光コネクター400内の構成要素を保護するように機能できる任意の第1のカバー417と、を更に備える。第1の単一基材420は、第1の上面424に配設された第1の光方向転換機構435’’を備え、第1の光方向転換機構435’’は、第1の光ファイバー432と光通信を行う第1の光方向転換面436’’を有する。第1の光ファイバー432は、第1の単一基材420に直接成形されてよい任意の第1の平行V溝426に配置されることよって、所定の位置に保持され、第1の光方向転換機構435’’の第1の入射面434に揃えられてよい。場合によっては、接着剤を使用して、第1の光ファイバー432を任意の第1の平行V溝426に固着させてよい。
ある特定の実施形態では、第1の光方向転換面436’’は、視準光又は集束光のいずれかとして光を方向転換して第1の下面422を透過させる反射性光学表面であってよい。場合によっては、反射性表面としては、放物面状反射体、球面状反射体、楕円状反射体などが挙げられる。図4Aの第1の光方向転換面436及び関連付けられた第1のマイクロレンズ428と同様の方法で、視準光ビームは、他の箇所に記載するように、隣り合う光ファイバーとの間隔よりも大きい直径を有してよい。場合によっては、マイクロレンズ(図示せず)が第1の下面422に備えられて、第1の単一基材420を離れる光ビームを更に成形してよい。
同様の方法で、第2の光コネクター400’は、第2のコネクターハウジング410’と、第2のコネクターハウジング410’内に固定された第2の単一基材420’と、を備える。第2の単一基材420’は、第2の上面424’と、反対側の第2の下面422’と、を備える。第2の光ファイバー432’は、第2の単一基材420’と第2のコネクターハウジング410’との間の第2の上面424にある、任意の第2の平行V溝426’内に固定される。第2のコネクターハウジング410’は、任意の第2のカバー支持部415’と、第2の光コネクター400’内の構成要素を保護するように機能できる任意の第2のカバー417’と、を更に備える。第2の単一基材420’は、第2の上面424’に配設された第2の光方向転換機構435’’’を備え、第2の光方向転換機構435’’’は、第2の光ファイバー432’と光通信を行う第2の光方向転換面436’’’を有する。第2の光ファイバー432’は、第2の単一基材420’に直接成形されてよい任意の第2の平行V溝426’に配置されることよって、所定の位置に保持され、第2の光方向転換機構435’の第2の入射面434’に揃えられてよい。場合によっては、接着剤を使用して、第2の光ファイバー432’を任意の第2の平行V溝426’に固着させてよい。
ある特定の実施形態では、第2の光方向転換面436’’’は、視準光又は集束光のいずれかとして光を第2の下面422’を透過させて方向転換させる反射性光学表面であってよい。場合によっては、反射性表面としては、放物面状反射体、球面状反射体、楕円状反射体などが挙げられる。図4Aの光方向転換面436’及び関連付けられた第2のマイクロレンズ428’と同様の方法で、視準光ビームは、他の箇所に記載するように、隣り合う光ファイバーとの間隔よりも大きい直径を有してよい。場合によっては、マイクロレンズ(図示せず)が第2の下面422’に備えられて、第2の単一基材420’を離れる光ビームを更に成形してよい。
第1のコネクターハウジング410内の第1のアライメント機構450及び第2のコネクターハウジング410’内の第2のアライメント機構450’は、第1の光ファイバー432及び第2の光ファイバー432’からの光が確実に、最小限の損失で効率的につなげられるように機能する。第1のアライメント機構450及び第2のアライメント機構450’は、第1の光コネクター400及び第2の光コネクター400’を確実に揃えるために任意の好適な機構を備えてよく、図4Bに示される機構は、あくまでも例示を目的としたものである。
第1の光ファイバー離隔距離S1は、第1の光ファイバー432の光軸と接続平面451との間を測定してよい。第2の光ファイバー離隔距離S1’は、第2の光ファイバー423’の光軸と接続平面451との間を測定してよい。場合によっては、第1の光ファイバー離隔距離S1及び第2の光ファイバー離隔距離S1’のそれぞれは同一であってよく、約1mm〜約2mmの範囲、又は約1.5mmであってよい。
第1の光ファイバー432内を進む光ビーム490は、第1の入射面434を透過し、他の箇所に記載するように、視準光ビーム又は集束光ビームとして第1の光ファイバー432の光軸と垂直の方向に第1の光方向転換面436’’から反射される。続いて、光ビーム490は、第2の単一基材420’に入射し、第2の光ファイバー432’の光軸と平行な方向に第2の光方向転換面436’’’から反射され、光入射面434’を透過して第2の光ファイバーに入射する。
図5は、本開示の一態様による、図4の部分501のある実施形態の拡大図を示している。この特定の実施形態では、中心光線は、90度を超える角度で反射され、多モード光ファイバー内の光ビームに対応する。当業者には既知なように、TIRの最大反射角は、TIRが生じるであろう境界面の両側の材料の相対屈折率に依存する。概して、光ファイバー432は、伝播方向490に中心を置く円錐角θi内を進む光ビーム491を含んでよく、光方向転換面436でTIRを効果的に活用するためには、例えば、ファイバーを傾斜させ、反射角θrを調節することにより光方向転換機構435の形状を変更する必要があり得る。
ある特定の実施形態では、第1の光ファイバー432は「多モード」光ファイバーであってよく、第1の光ファイバー432から出射する指向性光は、光ビーム490に中心を置く、θi=17度の角拡散を有する光錐内に含まれてよく、単一基材は、空気中に置かれる、約1.63の屈折率を有するUltem 1010であってよい。この実施形態では、光ファイバー432は、第1の上面424に対して傾斜角θt=8度で傾斜していてよく、光ビーム490の反射角θrは約41度であってよい。したがって、第1の上面424に対する第1の光方向転換面436の角度位置は、第1の光ファイバー432内を伝搬するすべての光線からの反射に対応するように変更することが必要であり得る。
図6は、本開示の一態様による、第2の光コネクター600’に接続された第1の光コネクター600を備える光接続部601の概略断面図を示している。図6の断面図は、コネクターを通じて通信する2対の光ファイバーの光軸(つまり、中心部)の付近である。ある特定の実施形態では、第2の光コネクター600’は、第1の光コネクター600と同一であってよく、図1Bに示される光接続部101に類似の光接続部601を形成する。場合によっては、第2の光コネクター600’は、その代わりに第1の光コネクター600の鏡像であってよい。
第1の光コネクター600は、第1のコネクターハウジング610と、第1のコネクターハウジング610内に固定された第1の単一基材620と、を備える。第1の単一基材620は、第1の床面624と、第1の段625と、第1の踏面627と、を含む階段を備える。第1の単一基材620は、第1の床面624と反対側の第2の床面622と、第1の踏面627と反対側の第2の踏面621と、を更に備える。第1の光ファイバー632は、第1の単一基材620と第1のコネクターハウジング610との間の第1の床面624にある、任意の第1の平行V溝626内に固定される。第2の光ファイバー631は、第1の踏面627にある、任意の第2の平行V溝629内に固定され、第1のコネクターハウジング610内でも固定される。第1のコネクターハウジング610は、任意の第1のカバー支持部615と、第1の光コネクター600内の構成要素を保護するように機能できる任意の第1のカバー617と、を更に備える。
第1の単一基材620は、第1の床面624に配設された第1の光方向転換機構635を備え、第1の光方向転換機構635は、第1の光ファイバー632と光通信を行う第1の光方向転換面636を有する。第1の光ファイバー632は、第1の単一基材620に直接成形されてよい任意の第1の平行V溝626に配置されることよって、所定の位置に保持され、第1の光方向転換機構635の第1の入射面634に揃えられてよい。場合によっては、接着剤を使用して、第1の光ファイバー632を任意の第1の平行V溝626に固着させてよい。
第1の単一基材620は、第1の踏面627に配設された第2の光方向転換機構637を更に備え、第2の光方向転換機構637は、第2の光ファイバー631と光通信を行う第2の光方向転換面638を有する。第2の光ファイバー631は、第1の単一基材620に直接成形されてよい任意の第2の平行V溝629に配置されることよって、所定の位置に保持され、第2の光方向転換機構637の第2の入射面639に揃えられてよい。場合によっては、接着剤を使用して、第2の光ファイバー631を任意の第2の平行V溝629に固着させてよい。
第1の単一基材620は、第1の光方向転換面636に当たり、ここから反射される、第1の光ファイバー632内を進む光線が、第1のマイクロレンズ628の光心へと方向付けられるように位置付けられる、第2の床面622に配設された第1のマイクロレンズ628を更に備える。第1の単一基材620は、第2の光方向転換面638に当たり、ここから反射される、第2の光ファイバー631内を進む光線が、第2のマイクロレンズ623の光心へと方向付けられるように位置付けられる、第2の踏面621に配設された第2のマイクロレンズ623を更に備える。
同様の方法で、第2の光コネクター600’は、第2のコネクターハウジング610’と、第2のコネクターハウジング610’内に固定された第2の単一基材620’と、を備える。第2の単一基材620’は、第3の床面624’と、第2の段625’と、第3の踏面627’と、を含む階段を備える。第2の単一基材620’は、第3の床面624’と反対側の第4の床面622’と、第3の踏面627’と反対側の第4の踏面621’と、を更に含む。第3の光ファイバー632’は、第2の単一基材620’と第2のコネクターハウジング610’との間の第3の床面624’にある、任意の第3の平行V溝626’内に固定される。第4の光ファイバー631’は、第3の踏面627’にある、任意の第4の平行V溝629’内に固定され、第2のコネクターハウジング610’内でも固定される。第2のコネクターハウジング610’は、任意の第2のカバー支持部615’と、第2の光コネクター600’内の構成要素を保護するように機能できる任意の第2のカバー617’と、を更に備える。
第2の単一基材620’は、第3の床面624’に配設された第3の光方向転換機構635’を備え、第3の光方向転換機構635’は、第3の光ファイバー632’と光通信を行う第3の光方向転換面636’を有する。第3の光ファイバー632’は、第2の単一基材620’に直接成形されてよい任意の第3の平行V溝626’に配置されることよって、所定の位置に保持され、第3の光方向転換機構635’の第3の入射面634’に揃えられてよい。場合によっては、接着剤を使用して、第3の光ファイバー632’を任意の第3の平行V溝626’に固着させてよい。
第2の単一基材620’は、第3の踏面627’に配設された第4の光方向転換機構637’を更に備え、第4の光方向転換機構637’は、第4の光ファイバー631’と光通信を行う第4の光方向転換面638’を有する。第4の光ファイバー631’は、第2の単一基材620’に直接成形されてよい任意の第4の平行V溝629’に配置されることよって、所定の位置に保持され、第4の光方向転換機構637’の第4の入射面639’に揃えられてよい。場合によっては、接着剤を使用して、第4の光ファイバー631’を任意の第4の平行V溝629’に固着させてよい。
第2の単一基材620’は、第3の光方向転換面636’に当たり、ここから反射される、第3の光ファイバー632’内を進む光線が、第3のマイクロレンズ628’の光心へと方向付けられるように位置付けられる、第4の床面622’に配設された第3のマイクロレンズ628’を更に備える。第2の単一基材620’は、第4の光方向転換面638’に当たり、ここから反射される、第4の光ファイバー631’内を進む光線が、第4のマイクロレンズ623’の光心へと方向付けられるように位置付けられる、第4の踏面621’に配設された第4のマイクロレンズ623’を更に備える。
第1のコネクターハウジング610内の第1のアライメント機構650及び第2のコネクターハウジング610’内の第2のアライメント機構650’は、第1の光ファイバー632及び第4の光ファイバー431’からの光が確実に、最小限の損失で効率的につなげられ、また、第2の光ファイバー631及び第3の光ファイバー632’からの光が確実に、最小限の損失で効率的につなげられるように機能する。第1のアライメント機構650及び第2のアライメント機構650’は、第1の光コネクター600及び第2の光コネクター600’を確実に揃えるために任意の好適な機構を備えてよく、図6に示される機構は、あくまでも例示を目的としたものである。
第1の光ファイバー離隔距離S1は、第1の光ファイバー632の光軸と第1のマイクロレンズ628との間を測定してよい。第2の光ファイバー離隔距離S1’は、第4の光ファイバー631’の光軸と第4のマイクロレンズ623’との間を測定してよい。第1のマイクロレンズ離隔距離S2は、第1のマイクロレンズ628の表面と第4のマイクロレンズ623’の表面との間を測定してよい。同様に、第3の光ファイバー離隔距離S3は、第2の光ファイバー631の光軸と第2のマイクロレンズ623との間を測定してよい。第4の光ファイバー離隔距離S3’は、第3の光ファイバー632’の光軸と第3のマイクロレンズ628’との間を測定してよい。第2のマイクロレンズ離隔距離S4は、第2のマイクロレンズ623の表面と第3のマイクロレンズ628’の表面との間を測定してよい。
場合によっては、第1〜第4の光ファイバー離隔距離S1、S1’、S3、S3’のそれぞれは同一であってよく、約1mm〜約2mmの範囲、又は約1.5mmであってよい。場合によっては、第1のマイクロレンズ離隔距離S2及び第2のマイクロレンズ離隔距離S4のそれぞれは同一であってよく、約0.1mm〜約1mmの範囲、又は約0.5mmであってよい。ある特定の実施形態では、第1〜第4の光ファイバーパス長S1+S2+S1’が第2〜第3の光ファイバーパス長S3+S4+S3’と等しくなるように、コネクターを通る接続パス長のそれぞれは同一であってよい。
第1の光ファイバー632内を進む第1の光ビーム690は、第1の入射面634を透過し、第1の光ファイバー632の光軸と垂直の方向に第1の光方向転換面636から反射される。続いて、第1の光ビーム690は、他の箇所に記載するように、視準マイクロレンズか集束マイクロレンズであってよい第1のマイクロレンズ628を透過する。続いて、第1の光ビーム690は、第4のマイクロレンズ623’を透過して第2の単一基材620’に入射し、第4の光ファイバー631’の光軸と平行な方向に第4の光方向転換面638’から反射され、第4の光入射面639’を透過して第4の光ファイバー631’に入射する。
同様の方法で、第2の光ファイバー631内を進む第2の光ビーム691は、第2の入射面639を透過し、第2の光ファイバー631の光軸と垂直の方向に第2の光方向転換面638から反射される。続いて、第2の光ビーム691は、他の箇所に記載するように、視準マイクロレンズか集束マイクロレンズであってよい第2のマイクロレンズ623を透過する。続いて、第2の光ビーム691は、第3のマイクロレンズ628’を透過して第2の単一基材620’に入射し、第3の光ファイバー632’の光軸と平行な方向に第3の光方向転換面636’から反射され、第3の光入射面634’を透過して第3の光ファイバー632’に入射する。
ある特定の実施形態では、反射(すなわち、フレネル)損失を更に低減するために、単一基材部分、光ファイバー部分、又は単一基材及び光ファイバーの両方に反射防止(AR)コーティングが塗布されてよい。場合によっては、ARコーティングは、光方向転換機構の入射面に塗布され、光ファイバーの出力面にも塗布されてよい。場合によっては、ARコーティングは、マイクロレンズの表面にも塗布されてよい。ある特定の実施形態では、屈折率整合ゲル又は屈折率整合接着剤は、反射損失を低減するためにも、光入射面及び光ファイバーを囲む領域に配設されてよい。
以下に、本開示の実施形態を列記する。
アイテム1は、複数の千鳥状の光方向転換機構を備える第1の主面と、複数の千鳥状のマイクロレンズを備える反対側の第2の主面と、を備える単一基材であって、光方向転換機構のそれぞれは異なるマイクロレンズ(micromicrolens)に対応し、光導波路からの光を受光するための入射面と、受光した光を対応するマイクロレンズへ方向転換して基材を透過させるための光方向転換面と、を備え、光方向転換面は、入射面と斜角を形成し、基材、複数のマイクロレンズ、及び光方向転換機構は、単一構造物を形成する。
アイテム2は、千鳥状の光方向転換機構が光方向転換機構の離間した列を形成する、アイテム1の単一基材である。
アイテム3は、列内の光方向転換機構がこの列に沿って離間しており、間隔は、光を別の列内の光指向機構につなぐ光導波路を受容するように構成されている、アイテム2の単一基材である。
アイテム4は、光導波路が光ファイバーを備える、アイテム1〜アイテム3の単一基材である。
アイテム5は、千鳥状のマイクロレンズがマイクロレンズの離間した列を形成する、アイテム1〜アイテム4の単一基材である。
アイテム6は、光方向転換機構がプリズムを備える、アイテム1〜アイテム5の単一基材である。
アイテム7は、光方向転換機構が光ファイバーに対して約40度〜約45度の角度で配設された平面を備える、アイテム1〜アイテム6の単一基材である。
アイテム8は、全反射(TIR)によって方向転換が生じる、アイテム1〜アイテム7の単一基材である。
アイテム9は、鏡からの反射によって方向転換が生じる、アイテム1〜アイテム8の単一基材である。
アイテム10は、マイクロレンズの径が、隣り合う光ファイバー間の離隔距離よりも大きい、アイテム1〜アイテム9の単一基材である。
アイテム11は、入射面、光ファイバーの端部、及びマイクロレンズの表面のうちの少なくとも1つに施された反射防止コーティングを更に備える、アイテム1〜アイテム10の単一基材である。
アイテム12は、アイテム1〜アイテム11の単一基材と、複数の光ファイバーと、を備える光学構造物であって、複数の光ファイバーのそれぞれは、複数の千鳥状の光方向転換機構のうちの異なる個別の光方向転換機構の入射面と面する端面を有する。
アイテム13は、第1の列に沿って配設され、第1の複数の光ファイバーから出射する光を方向転換させるように構成されている、複数の離間した個別の光方向転換機構と、異なる第2の複数の光ファイバーから出射する光を方向転換するように構成されている、第1の列から離間した連続的な光方向転換機構と、を備える第1の主面であって、第1の列内の複数の個別の離間した光方向転換機構の各間隔が、第2の複数の光ファイバーからの対応する、異なる光ファイバーを受容するように構成されている、第1の主面と、第1の主面の反対側にあり、マイクロレンズの第1及び第2の列を形成する複数の千鳥状のマイクロレンズを備え、第1の列内の各マイクロレンズが、離間した個別の光方向転換機構の第1の列内の対応する異なる個別の光方向転換機構によって方向転換される光を受光するように構成されており、第2の列内のマイクロレンズのそれぞれが、連続的な光方向転換機構から方向転換される光を受光するように構成されている、第2の主面と、を備える単一基材であって、基材、複数の離間した個別の光方向転換機構、連続的な光方向転換機構、及び複数の千鳥状のマイクロレンズは、単一構造物を形成する。
アイテム14は、第2の主面がマイクロレンズの第1の列を含む第1の溝を備える、アイテム13の単一基材である。
アイテム15は、光方向転換機構のそれぞれが、光ファイバーからの光を受光するための入射面と、受光した光を対応するマイクロレンズへと方向転換して単一基材を透過させるための光方向転換面と、を備えるアイテム11又は14の単一基材であって、光方向転換面は、入射面と斜角を形成する。
アイテム16は、入射面、光ファイバーの端部、及びマイクロレンズの表面のうちの少なくとも1つに施された反射防止コーティングを更に備える、アイテム15の単一基材である。
アイテム17は、アイテム11〜アイテム16の単一基材と、第1の複数の光ファイバーであって、ファイバーのそれぞれが、複数の離間した個別の光方向転換機構のうちの異なる個別の光方向転換機構の入射面と面する端面を有する、第1の複数の光ファイバーと、異なる第2の複数の光ファイバーであって、ファイバーのそれぞれが複数の離間した個別の光方向転換機構の間に対応する、異なる間隔で配設され、連続的な光方向転換機構の入射面に面する端面を有する、第2の複数の光ファイバーと、を備える光学構造物である。
アイテム18は、第1の床面を備える第1の主面と、第1の床面に形成され、第1の踏面を備える少なくとも第1の段を備える第1の階段と、第1の床面に配設され、光方向転換機構の列を形成する第1の複数の千鳥状の光方向転換機構と、第1の階段の第1の踏面に配設され、光方向転換機構の列を形成する第2の複数の千鳥状の光方向転換機構と、第1の主面の反対側にあり、第2の床面を備える第2の主面と、第2の床面に形成され、第1の踏面を備える少なくとも第1の段を備える第2の階段と、第2の床面に配設され、マイクロレンズの列を形成し、マイクロレンズのそれぞれが第1の床にある異なる光方向転換機構に対応する、第1の複数の千鳥状のマイクロレンズと、第2の階段の第1の踏面に配設され、マイクロレンズの列を形成し、マイクロレンズのそれぞれが第1の階段の第1の踏面にある、異なる光方向転換機構に対応する、第2の複数の千鳥状のマイクロレンズと、を備える単一基材であって、基材、第1の階段、第2の階段、光方向転換機構、及びマイクロレンズは、単一構造物を形成する。
アイテム19は、光方向転換機構のそれぞれと対応するマイクレンズとの間の離隔距離が一定である、アイテム18の単一基材である。
アイテム20は、光方向転換機構のそれぞれが、光ファイバーからの光を受光するための入射面と、受光した光を対応するマイクロレンズへと方向転換して単一基材を透過させるための光方向転換面と、を備えるアイテム18又はアイテム19の単一基材であって、光方向転換面は、入射面と斜角を形成する。
アイテム21は、入射面、光ファイバーの端部、及びマイクロレンズの表面のうちの少なくとも1つに施された反射防止コーティングを更に備える、アイテム20の単一基材である。
アイテム22は、複数の千鳥状の光方向転換機構を備える第1の主面であって、光方向転換機構のそれぞれが、光導波路からの光を受光するための入射面と、受光した光を視準光又は集束光として方向転換して基材を透過させるための、成形反射体を備える光方向転換面と、を備える、第1の主面と、反対側の第2の主面と、を備える、単一基材であって、基材及び複数の光方向転換機構は、単一構造物を形成する。
アイテム23は、千鳥状の光方向転換機構が光方向転換機構の離間した列を形成する、アイテム22の単一基材である。
アイテム24は、列内の光方向転換機構がこの列に沿って離間しており、間隔が、光を別の列内の光指向機構につなぐ光導波路を受容するように構成されている、アイテム22又はアイテム23の単一基材である。
アイテム25は、光導波路が光ファイバーを備える、アイテム22〜アイテム24の単一基材である。
アイテム26は、反対側の第2の主面が、千鳥状の光方向転換機構と揃っており、これらの光方向転換機構に対応する、複数の千鳥状のマイクロレンズを備える、アイテム22〜アイテム25の単一基材。
アイテム27は、成形反射体が、放物面反射体、球面反射体、又は楕円反射体を含む、アイテム22〜アイテム26の単一基材。
アイテム28は、第1の床面を備える第1の主面と、第1の床面に形成され、第1の踏面を備える少なくとも第1の段を備える第1の階段と、第1の床面に配設され、第1の導波路アライメント機構が、第1の複数の光方向転換機構に光を入射させるように第1の複数の光導波路を位置付けることができる、第1の複数の光方向転換機構及び第1の導波路アライメント機構と、第1の階段の第1の踏面に配設され、第2の導波路アライメント機構が、第2の複数の光方向転換機構に光を入射させるように第2の複数の光導波路を位置付けることができる、第2の複数の光方向転換機構及び第2の導波路アライメント機構と、第1の主面と反対側にあり、第2の床面を備える第2の主面と、第2の床面に形成され、第1の踏面を有する少なくとも第1の段を備える第2の階段と、第2の床面に配設され、マイクロレンズのそれぞれが第1の床にある、異なる光方向転換機構に対応する、第1の複数のマイクロレンズと、第2の階段の第1の踏面に配設され、マイクロレンズのそれぞれが第1の階段の第1の踏面にある、異なる光方向転換機構に対応する、第2の複数のマクロレンズと、を備える単一基材であって、基材、第1の階段、第2の階段、光方向転換機構、及びマイクロレンズは、単一構造物を形成する。
アイテム29は、光ファイバーリボンケーブルと、アイテム1〜アイテム28の単一基材と、を備える光コネクターである。
指示がない限り、本明細書及び請求項で使用される特性となる大きさ、量、及び物理特性を示す全ての数字は、「約」という用語によって修飾されることを理解されたい。それ故に、別の指示がない限りは、本明細書及び添付の請求項に説明される数字のパラメータは近似値であり、本明細書に開示された教示を使用して当業者が獲得しようとする所望の特性に応じて変化し得る。
本明細書に引用したすべての参照文献及び刊行物は、本開示と直接矛盾しうる場合を除いて、それらの全容を参照により本開示に明確に援用するものである。以上、本明細書において特定の実施形態について図示及び説明してきたが、当業者であれば、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な代替的及び/又は同等の実施形態を、図示及び説明した特定の実施形態に置き換えることが可能である点を認識するであろう。本出願は、本明細書において考察した特定の実施形態のあらゆる適合形態又は変形形態を網羅するものである。したがって、本開示は「特許請求の範囲」及びその同等物によってのみ限定されるものとする。

Claims (29)

  1. 複数の千鳥状の光方向転換機構を備える第1の主面と、
    複数の千鳥状のマイクロレンズを備える反対側の第2の主面と、を備える単一基材であって、前記光方向転換機構のそれぞれが異なるマイクロレンズに対応し、
    光導波路からの光を受光するための入射面と、
    受光した光を対応するマイクロレンズへ方向転換して前記基材を透過させるための光方向転換面と、を備え、前記光方向転換面が前記入射面と斜角を形成し、
    前記基材、前記複数のマイクロレンズ、及び前記光方向転換機構が単一構造物を形成する、単一基材。
  2. 前記千鳥状の光方向転換機構が、光方向転換機構の離間した列を形成する、請求項1に記載の単一基材。
  3. 列内の前記光方向転換機構がこの列に沿って離間しており、間隔が、光を別の列内の光指向機構につなぐ光導波路を受容するように構成されている、請求項2に記載の単一基材。
  4. 前記光導波路が光ファイバーを備える、請求項1に記載の単一基材。
  5. 前記千鳥状のマイクロレンズが、マイクロレンズの離間した列を形成する、請求項1に記載の単一基材。
  6. 前記光方向転換機構がプリズムを備える、請求項1に記載の単一基材。
  7. 前記光方向転換機構が、前記光ファイバーに対して約40度〜約45度の角度で配設された平面を備える、請求項1に記載の単一基材。
  8. 全反射(TIR)によって方向転換が生じる、請求項1に記載の単一基材。
  9. 鏡からの反射によって方向転換が生じる、請求項1に記載の単一基材。
  10. マイクロレンズの径が、隣り合う光ファイバー間の離隔距離よりも大きい、請求項4に記載の単一基材。
  11. 前記入射面、前記光導波路の端部、及び前記マイクロレンズの表面のうちの少なくとも1つに施された反射防止コーティングを更に備える、請求項1に記載の単一基材。
  12. 請求項1に記載の単一基材と、
    複数の光ファイバーと、を備える光学構造物であって、前記複数の光ファイバーのそれぞれが、前記複数の千鳥状の光方向転換機構のうちの異なる個別の光方向転換機構の入射面と面する端面を有する、光学構造物。
  13. 第1の列に沿って配設され、第1の複数の光ファイバーから出射する光を方向転換するように構成されている、複数の離間した個別の光方向転換機構と、第2の複数の光ファイバーから出射する光を方向転換するように構成されている、前記第1の列から離間した連続的な光方向転換機構と、を備える第1の主面であって、前記第1の列内の複数の個別の離間した光方向転換機構の各間隔が、前記第2の複数の光ファイバーからの対応する、異なる光ファイバーを受容するように構成されている、第1の主面と、
    前記第1の主面の反対側にあり、マイクロレンズの第1及び第2の列を形成する複数の千鳥状のマイクロレンズを備え、前記第1の列内の各マイクロレンズが、離間した個別の光方向転換機構の前記第1の列内の対応する異なる個別の光方向転換機構によって方向転換される光を受光するように構成されており、該第2の列内のマイクロレンズのそれぞれが、該連続的な光方向転換機構から方向転換された光を受光するように構成されている、第2の主面と、を備える単一基材であって、該基材、該複数の離間した個別の光方向転換機構、該連続的な光方向転換機構、及び該複数の千鳥状のマイクロレンズが単一構造物を形成する、単一基材。
  14. 前記第2の主面が、マイクロレンズの前記第1の列を含む第1の溝を備える、請求項13に記載の単一基材。
  15. 前記光方向転換機構のそれぞれが、光ファイバーからの光を受光するための入射面と、受光した光を対応するマイクロレンズへと方向転換して前記単一基材を透過させるための光方向転換面と、を備え、該光方向転換面が、前記入射面と斜角を形成する、請求項13に記載の単一基材。
  16. 前記入射面、前記光ファイバーの端部、及び前記マイクロレンズの表面のうちの少なくとも1つに施された反射防止コーティングを更に備える、請求項15に記載の単一基材。
  17. 請求項13に記載の単一基材と、
    第1の複数の光ファイバーであって、該ファイバーのそれぞれが、前記複数の離間した個別の光方向転換機構のうちの異なる個別の光方向転換機構の入射面と面する端面を有する、第1の複数の光ファイバーと、
    第2の複数の光ファイバーであって、該ファイバーのそれぞれが、前記複数の離間した個別の光方向転換機構の間に対応する、異なる間隔で配設され、前記連続的な光方向転換機構の入射面に面する端面を有する、第2の複数の光ファイバーと、を備える光学構造物。
  18. 第1の床面を備える第1の主面と、
    前記第1の床面に形成され、第1の踏面を備える少なくとも第1の段を備える第1の階段と、
    前記第1の床面に配設され、光方向転換機構の列を形成する、第1の複数の千鳥状の光方向転換機構と、
    前記第1の階段の前記第1の踏面に配設され、光方向転換機構の列を形成する、第2の複数の千鳥状の光方向転換機構と、
    前記第1の主面の反対側にあり、第2の床面を備える第2の主面と、
    前記第2の床面に形成され、第1の踏面を備える少なくとも第1の段を備える第2の階段と、
    前記第2の床面に配設され、マイクロレンズの列を形成し、該マイクロレンズのそれぞれが、前記第1の床にある異なる光方向転換機構に対応する、第1の複数の千鳥状のマイクロレンズと、
    前記第2の階段の前記第1の踏面に配設され、マイクロレンズの列を形成し、該マイクロレンズのそれぞれが前記第1の階段の前記第1の踏面にある、異なる光方向転換機構に対応する、第2の複数の千鳥状のマイクロレンズと、を備える単一基材であって、
    前記基材、前記第1の階段、前記第2の階段、前記光方向転換機構、及び前記マイクロレンズが、単一構造物を形成する、単一基材。
  19. 前記光方向転換機構のそれぞれと対応するマイクレンズとの間の離隔距離が一定である、請求項18に記載の単一基材。
  20. 前記光方向転換機構のそれぞれが、光ファイバーからの光を受光するための入射面と、受光した光を対応するマイクロレンズへと方向転換して前記単一基材を透過させるための光方向転換面と、を備え、該光方向転換面が、前記入射面と斜角を形成する、請求項18に記載の単一基材。
  21. 前記入射面、前記光ファイバーの端部、及び前記マイクロレンズの表面のうちの少なくとも1つに施された反射防止コーティングを更に備える、請求項20に記載の単一基材。
  22. 複数の千鳥状の光方向転換機構を備える第1の主面であって、前記光方向転換機構のそれぞれが、
    光導波路からの光を受光するための入射面と、
    受光した光を視準光又は集束光として方向転換して基材を透過させるための、成形反射体を備える光方向転換面と、を備える、第1の主面と、
    反対側の第2の主面と、を備える単一基材であって、前記基材、及び前記複数の光方向転換機構が単一構造物を形成する、単一基材。
  23. 前記千鳥状の光方向転換機構が、光方向転換機構の離間した列を形成する、請求項22に記載の単一基材。
  24. 列内の前記光方向転換機構がこの列に沿って離間しており、間隔が、光を別の列内の光指向機構につなぐ光導波路を受容するように構成されている、請求項23に記載の単一基材。
  25. 前記光導波路が光ファイバーを備える、請求項22に記載の単一基材。
  26. 前記反対側の第2の主面が、前記千鳥状の光方向転換機構と揃っており、これらの光方向転換機構に対応する、複数の千鳥状のマイクロレンズを備える、請求項22に記載の単一基材。
  27. 前記成形反射体が、放物面反射体、球面反射体、又は楕円反射体を含む、請求項22に記載の単一基材。
  28. 第1の床面を備える第1の主面と、
    前記第1の床面に形成され、第1の踏面を備える少なくとも第1の段を備える第1の階段と、
    前記第1の床面に配設され、第1の導波路アライメント機構が、第1の複数の光方向転換機構に光を入射させるように第1の複数の光導波路を位置付けることができる、第1の複数の光方向転換機構及び第1の導波路アライメント機構と、
    前記第1の階段の前記第1の踏面に配設され、第2の導波路アライメント機構が、第2の複数の光方向転換機構に光を入射させるように第2の複数の光導波路を位置付けることができる、第2の複数の光方向転換機構及び第2の導波路アライメント機構と、
    前記第1の主面の反対側にあり、第2の床面を備える第2の主面と、
    前記第2の床面に形成され、第1の踏面を備える少なくとも第1の段を備える第2の階段と、
    前記第2の床面に配設され、マイクロレンズのそれぞれが、前記第1の床にある、異なる光方向転換機構に対応する、第1の複数のマイクロレンズと、
    前記第2の階段の前記第1の踏面に配設され、マイクロレンズのそれぞれが、前記第1の階段の前記第1の踏面にある、異なる光方向転換機構に対応する、第2の複数のマイクロレンズと、を備える単一基材であって、
    前記基材、前記第1の階段、前記第2の階段、前記光方向転換機構、及び前記マイクロレンズが単一構造物を形成する、単一基材。
  29. 光ファイバーリボンケーブルと、
    請求項1、請求項13、請求項18、請求項22、又は請求項28に記載の単一基材と、を備える、光コネクター。
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