JP2016206294A - 光コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】反射戻り光を低減しつつ、結合損失の増大を抑制することが可能な光コネクタを提供する。【解決手段】光コネクタ１Ａは、マルチコアファイバ３０の複数のコアからそれぞれ出射される、互いに平行な光軸を有するビームＬ１〜Ｌ３を受け、光軸が互いに傾斜するようにビームＬ１〜Ｌ３を出射する第１光学系１０Ａと、第１光学系１０Ａから出射されたビームＬ１〜Ｌ３を受け、複数のシングルコアファイバ４０の複数のコアに向けて、光軸が互いに平行となるようにビームＬ１〜Ｌ３を出射する第２光学系２０Ａとを備える。第２光学系２０Ａから出射されたビームＬ１〜Ｌ３の光軸は、軸線Ａ１に垂直な面に対して傾斜している。第２光学系２０Ａは、ビームＬ１〜Ｌ３を、軸線Ａ１の延伸方向であるＺ方向において互いに異なる位置にそれぞれ集光する。【選択図】図１

Description

本発明は、光コネクタに関するものである。

特許文献１には、マルチコアファイバ結合装置が開示されている。図９は、この結合装置の構成を示す図である。この結合装置１００は、マルチコアファイバ１０１と複数のシングルコアファイバ１０２とを光学的に結合する。結合装置１００は、第１光学系１０３及び第２光学系１０４を備える。第１光学系１０３は、マルチコアファイバ１０１から出射される複数のビームの光軸上に位置し、各ビームの光軸を、互いに平行と異ならせることにより、互いに離間した状態とする。第２光学系１０４は、第１光学系１０３からの複数のビームの光軸を互いに略平行な状態とし、これらのビームを集光する。そのために、第２光学系１０４は、１つの集光レンズ１０４ａと、複数の集光レンズ１０４ｂとを有する。

特開２０１３−０２０２２７号公報

近年、例えば通信装置に接続される光ケーブルの本数削減のため、一つのクラッドの内部に複数のコアが配置されたマルチコアファイバを用いることが望まれている。このようなマルチコアファイバを通信装置に接続する場合、各コアを伝搬する信号光を取り出す為に、マルチコアファイバの複数のコアと複数のシングルコアファイバとをそれぞれ光学的に結合することが求められる。上記の特許文献１は、そのような結合に用いられる装置の例である。

しかしながら、図９に示された結合装置１００では、第２光学系１０４から出射される各ビームの光軸が、シングルコアファイバ１０２のコアの光軸と一致している。また、シングルコアファイバ１０２の端面は、光軸に対して直交している。従って、シングルコアファイバ１０２の端面において各ビームが反射して戻り光となり、その反射戻り光がマルチコアファイバ１０１の各コアに結合する。これにより、送信側の通信装置に反射戻り光が入射し、信号光の光学特性を低下させるおそれがある。

上記の問題を解決する方式として、例えば、複数のシングルコアファイバ１０２の端面を、光軸と垂直な面に対して傾斜するように加工（研磨等）することが考えられる。このようにすれば、シングルコアファイバ１０２の端面での反射光は、光軸から逸れてマルチコアファイバ１０１のコアに入射しないので、反射戻り光を低減できる。しかしながら、例えば複数のシングルコアファイバ１０２が束ねられた状態で各端面が一括して研磨された場合、各端面が面一の状態で、光軸と垂直な面に対して傾斜することとなる。このような場合、光軸方向における各端面の位置が互いにずれるので、各端面と集光レンズ１０４ｂとの間の光路長が、シングルコアファイバ１０２毎に異なることとなる。従って、少なくとも一部のシングルコアファイバ１０２において光がデフォーカスされた状態で入射し、結合損失が大きくなるという問題がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、反射戻り光を低減しつつ、結合損失の増大を抑制することが可能な光コネクタを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の一実施形態による光コネクタは、複数のコア及び該複数のコアを包囲する共通のクラッドを有するマルチコアファイバの各コアと、一つのコア及び該コアを包囲するクラッドを各々有する複数のシングルコアファイバの各コアとを或る軸線に沿って光学的に結合する光コネクタであって、マルチコアファイバの複数のコアからそれぞれ出射される、互いに平行な光軸を有する複数のビームを受け、光軸が互いに傾斜するように該複数のビームを出射する第１光学系と、第１光学系から出射された複数のビームを受け、複数のシングルコアファイバの複数のコアに向けて、光軸が互いに平行となるように該複数のビームを出射する第２光学系とを備え、第１光学系に入射される複数のビームの光軸は、軸線に対して平行であり、第２光学系から出射された複数のビームの光軸は、軸線に垂直な面に対して傾斜しており、第２光学系は、複数のビームを、軸線の延伸方向である第１方向において互いに異なる位置にそれぞれ集光する。

本発明による光コネクタによれば、反射戻り光を低減しつつ、結合損失の増大を抑制できる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る光コネクタを含む光学装置の断面を模式的に示す図である。 図２は、図１のII−II線に沿った断面図であって、マルチコアファイバのＸＹ断面を表している。 図３は、Ｚ方向（シングルコアファイバ側）から見たレンズアレイの正面図である。 図４は、図３のIV−IV線に沿った断面図であって、レンズアレイのＸＺ断面を表す。 図５は、複数のシングルコアファイバを示す斜視図である。 図６は、図５に示されたVI−VI断面（ＸＹ断面）を示す断面図である。 図７は、複数のシングルコアファイバとレンズアレイとの光結合の態様を拡大して示す図である。 図８は、本発明の第２実施形態に係る光コネクタを含む光学装置の断面を模式的に示す図である。 図９は、この結合装置の構成を示す図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の一実施形態による光コネクタは、複数のコア及び該複数のコアを包囲する共通のクラッドを有するマルチコアファイバの各コアと、一つのコア及び該コアを包囲するクラッドを各々有する複数のシングルコアファイバの各コアとを或る軸線に沿って光学的に結合する光コネクタであって、マルチコアファイバの複数のコアからそれぞれ出射される、互いに平行な光軸を有する複数のビームを受け、光軸が互いに傾斜するように該複数のビームを出射する第１光学系と、第１光学系から出射された複数のビームを受け、複数のシングルコアファイバの複数のコアに向けて、光軸が互いに平行となるように該複数のビームを出射する第２光学系とを備え、第１光学系に入射される複数のビームの光軸は、軸線に対して平行であり、第２光学系から出射された複数のビームの光軸は、軸線に垂直な面に対して傾斜しており、第２光学系は、複数のビームを、軸線の延伸方向である第１方向において互いに異なる位置にそれぞれ集光する。

この光コネクタでは、第２光学系が、第１方向において互いに異なる位置に複数のビームそれぞれを集光する。これにより、光軸方向における複数のシングルコアファイバの各端面の位置が互いにずれている場合であっても、各端面位置に対して各ビームの集光点の位置を容易に合わせることができる。従って、第２光学系と複数のシングルコアファイバとの結合損失の増大を抑制できる。また、この光コネクタでは、第２光学系から出射された複数のビームの光軸が、軸線に垂直な面に対して傾斜している。これにより、各シングルコアファイバの端面へ各ビームを適切な角度で入射させることが可能となるので、接続損失を低減しつつ、各シングルコアファイバの端面への各ビームの入射角をより大きくして反射戻り光を効果的に低減できる。

また、上記の光コネクタにおいて、軸線と直交する方向における一端側のビームから他端側のビームにかけて集光位置が第１方向に単調に変化してもよい。これにより、例えば複数のシングルコアファイバの各端面が面一の状態で光軸に対して傾斜しているような場合に、各端面位置に対して各ビームの集光点の位置を合わせることができる。従って、例えば複数のシングルコアファイバを束ねた状態で各端面を一括して研磨する等の簡易な方法によって、反射戻り光を低減することができる。

また、上記の光コネクタにおいて、第２光学系は、複数のビームの光軸上にそれぞれ配置され、対応するビームを集光する複数のレンズを有し、第１方向における複数のレンズの主点の位置が互いに異なってもよい。これにより、第１方向における複数のビームの集光位置を容易に異ならせることができる。

また、上記の光コネクタにおいて、レンズに入射するビームの光軸と当該レンズの光軸との間隔は、軸線と直交する方向における一端側のビームから他端側のビームにかけて変化してもよい。レンズに入射するビームの光軸を該レンズの光軸からずらすことによって、ビームの光軸を偏向することが可能となるので、複数のビームの光軸を軸線に垂直な面に対して容易に傾斜させることができる。更に、光軸のずれ量（すなわちレンズに入射するビームの光軸と当該レンズの光軸との間隔）が、軸線と直交する方向における一端側のビームから他端側のビームにかけて変化していることによって、第１光学系からの互いに傾斜した複数のビームを、光軸が互いに平行となるようにして出射することができる。これにより、複数のビームの光軸を傾斜させつつ互いに平行とする機能と、第１方向における複数のビームの集光位置を互いに異ならせる機能とを、レンズにおいて併せて実現できるので、部品点数を少なくすることができる。

また、上記の光コネクタにおいて、第２光学系は、第１光学系から出射された複数のビームを受け、光軸が互いに平行となるように該複数のビームを出射する光学部品を有し、複数のレンズは、光学部品から出射された複数のビームを受けて該複数のビームをそれぞれ集光し、レンズに入射するビームの光軸と当該レンズの光軸との間隔は、複数のレンズにおいて互いに等しくてもよい。このように、第２光学系は、複数のビームの光軸を互いに平行とする機能と、第１方向における複数のビームの集光位置を互いに異ならせる機能とを、それぞれ別の部品（光学部品及びレンズ）によって実現してもよい。このような構成であっても、上記の第２光学系を好適に実現することができる。また、レンズに入射する複数のビームの各光軸が互いに平行なので、各レンズの位置合わせ（光軸調整）が容易となる。

また、上記の光コネクタにおいて、第１光学系はＧＲＩＮレンズを有し、マルチコアファイバと対向するＧＲＩＮレンズの端面は、軸線に垂直な面に対して傾斜してもよい。このように第１光学系がＧＲＩＮレンズを有することによって、マルチコアファイバからの複数のビームを、光軸が互いに傾斜するようにして出射することができる。また、ＧＲＩＮレンズの端面が複数のビームの光軸に対して垂直である場合、反射戻り光が生じる。上記の光コネクタのように、ＧＲＩＮレンズの端面が軸線に垂直な面（すなわち複数のビームの光軸に対して垂直な面）に対して傾斜していることによって、このような反射戻り光を低減することができる。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る光コネクタの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る光コネクタを含む光学装置の断面を模式的に示す図である。なお、図中にはＸＹＺ直交座標系が示されている。光学装置５０Ａは、光コネクタ１Ａと、マルチコアファイバ３０と、複数のシングルコアファイバ４０とを備える。光コネクタ１Ａは、マルチコアファイバ３０の各コアと、複数のシングルコアファイバ４０の各コアとを軸線Ａ１に沿って光学的に結合する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｚ方向が軸線Ａ１の延伸方向（第１方向）と一致するように設定されている。

図２は、図１のII−II線に沿った断面図であって、マルチコアファイバ３０のＸＹ断面を表している。マルチコアファイバ３０は、光軸方向に垂直な面内において二次元状に配列された複数のコア３１と、複数のコア３１を一括して包囲する共通のクラッド３２とを有する。一例では、マルチコアファイバ３０は７つのコア３１を有しており、そのうち１つがマルチコアファイバ３０の中心軸線上に配置され（以下、中心コアという）、他の６つがその周囲に等間隔（中心間隔Ｈ１）で配置されている（以下、周辺コアという）。各コア３１は、クラッド３２よりも高い屈折率を有し、それぞれ別個の光を伝搬する。なお、マルチコアファイバ３０の端部は円筒状のフェルール３５に挿通され、保持されている。Ｚ方向におけるマルチコアファイバ３０及びフェルール３５の端面は面一に研磨加工されて平坦となっており、軸線Ａ１に垂直な平面に対して−Ｘ方向に僅かに傾斜している（図１参照）。該平面に対する端面の傾斜角は、例えば８°である。

再び図１を参照する。光コネクタ１Ａは、Ｚ方向に沿って並ぶ第１光学系１０Ａ及び第２光学系２０Ａを備える。Ｚ方向における第１光学系１０Ａの一端はマルチコアファイバ３０の端面と光学的に結合され、他端は第２光学系２０Ａの一端と光学的に結合されている。第１光学系１０Ａは、マルチコアファイバ３０の複数のコア３１（図２参照）からそれぞれ出射される、互いに平行な光軸を有する複数のビームを受ける。なお、図１には、複数のコア３１からそれぞれ出射される複数のビームのうち、１つの中心コア３１から出射されるビームＬ２と、２つの周辺コア３１からそれぞれ出射されるビームＬ１，Ｌ３とが示されている。第１光学系１０Ａに入射される複数のビームＬ１〜Ｌ３の光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａは互いに平行であり、且つ軸線Ａ１に対して平行である。第１光学系１０Ａは、これらのビームＬ１〜Ｌ３を、出射後の光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａが互いに傾斜するように（すなわち、平行と異なるように）出射することにより、光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａの間隔を調整する。図１に示される例では、ビームＬ２にビームＬ１及びＬ３が次第に近づくように、第１光学系１０ＡがビームＬ１及びＬ３の光軸Ｌ１ａ，Ｌ３ａをビームＬ２の光軸Ｌ２ａに対して傾斜させる。これにより、光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａは、一つの点Ｑで交差したのち互いに間隔を拡げながら第１光学系１０Ａの他端へ延びる。

本実施形態の第１光学系１０Ａは、ＧＲＩＮレンズ１１及びガラスブロック１２を有する。ＧＲＩＮレンズ１１は、軸線Ａ１に垂直な面内においてレンズ作用のための屈折率分布（例えば中心から外周に向けて屈折率が徐々に減少するような分布）を有し、軸線Ａ１に沿ってマルチコアファイバ３０と光学的に結合されている。一例では、Ｚ方向におけるＧＲＩＮレンズ１１の一端面１１ａは、平坦に研磨加工され、軸線Ａ１に垂直な平面に対して＋Ｘ方向に僅かに傾斜しており、マルチコアファイバ３０及びフェルール３５の端面と接合されている。該平面に対する端面１１ａの傾斜角は、例えば８°である。また、方向ＺにおけるＧＲＩＮレンズ１１の他端面１１ｂは、平坦に研磨加工され、軸線Ａ１に対して垂直となっている。

マルチコアファイバ３０から出射されたビームＬ１〜Ｌ３は、一端面１１ａからＧＲＩＮレンズ１１の内部に入射する。入射した時点ではビームＬ１〜Ｌ３はそれぞれ一定の放射角を有するが、ＧＲＩＮレンズ１１のレンズ作用によって、これらのビームＬ１〜Ｌ３は平行化（コリメート）され、他端面１１ｂから出射される。なお、このように各ビームＬ１〜Ｌ３が平行化された状態でＧＲＩＮレンズ１１の他端面１１ｂから出射されるように、ＧＲＩＮレンズ１１の一端面１１ａと他端面１１ｂとの距離が規定される。また、ビームＬ１及びＬ３は、入射時点での光軸Ｌ１ａ，Ｌ３ａがＧＲＩＮレンズ１１のレンズ中心から離れているため偏向されて、光軸Ｌ２ａに対する前述した傾斜が付与される。

ガラスブロック１２は、屈折率が一定（例えば１．５程度）であり、軸線Ａ１を中心軸線とする円柱形状を有する。そして、ガラスブロック１２は、ＧＲＩＮレンズ１１のレンズ中心とガラスブロック１２の中心軸線とが互いに一致するように、軸線Ａ１に沿ってＧＲＩＮレンズ１１と光学的に結合されている。一例では、Ｚ方向におけるガラスブロック１２の一端面１２ａ及び他端面１２ｂは、平坦に研磨加工され、軸線Ａ１に対して垂直となっている。そして、一端面１２ａは、ＧＲＩＮレンズ１１の他端面１１ｂと接合されている。一端面１２ａに入射したビームＬ１〜Ｌ３は、互いに傾斜した光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａを維持しながらガラスブロック１２内部を伝搬し、他端面１２ｂから出射される。出射されるときの光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａの間隔は、ガラスブロック１２におけるビームＬ１〜Ｌ３の伝搬長（すなわち一端面１２ａと他端面１２ｂとの光学距離）によって調整される。本実施形態では、後述するように複数のシングルコアファイバ４０のコア同士の間隔がマルチコアファイバ３０のコア３１同士の間隔よりも大きいので、光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａの間隔が拡大するようにガラスブロック１２の長さが確保される。

第２光学系２０Ａは、Ｚ方向における一端に、第１光学系１０Ａから出射されたビームＬ１〜Ｌ３を受ける。Ｚ方向における第２光学系２０Ａの他端は、複数のシングルコアファイバ４０と光学的に結合されている。第２光学系２０Ａは、複数のシングルコアファイバ４０の各コアにそれぞれ向けて、光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａが互いに平行となるようにビームＬ１〜Ｌ３を出射するとともに、ビームＬ１〜Ｌ３を集光する。このとき、第２光学系２０Ａは、ビームＬ１〜Ｌ３の光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａを軸線Ａ１に対して僅かに傾斜させる。その結果、光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａは、軸線Ａ１に垂直な面に対して傾斜することとなる。また、第２光学系２０Ａは、ビームＬ１〜Ｌ３を、Ｚ方向において互いに異なる位置（換言すればＺ座標が互いに異なる位置）にそれぞれ集光する。

本実施形態の第２光学系２０Ａは、レンズアレイ２３を有する。レンズアレイ２３は、複数のビームＬ１〜Ｌ３と同数の複数のレンズ２２と、複数のレンズ２２を一体に保持する本体部（ベース）２１とを有し、軸線Ａ１に沿ってガラスブロック１２と光学的に結合されている。一例では、Ｚ方向における本体部２１の一端面２１ａは、平坦に研磨加工され、軸線Ａ１に対して垂直になっており、ガラスブロック１２の他端面１２ｂと接合されている。また、方向Ｚにおける本体部２１の他端面２１ｂは、軸線Ａ１に垂直な平面に対して−Ｘ方向に僅かに傾斜しており、空間を隔てて複数のシングルコアファイバ４０の端面と対向している。該平面に対する他端面２１ｂの傾斜角は、例えば８°である。

図３は、Ｚ方向（シングルコアファイバ４０側）から見たレンズアレイ２３の正面図である。図４は、図３のIV−IV線に沿った断面を模式的に表す図である。なお、図４における破線はレンズ２２を設計するために用いられる仮想的な外形線を表しているが、実際にはレンズ２２は本体部２１と一体化されており、仮想線において境界は存在しない。

複数のレンズ２２は、本体部２１の他端面２１ｂと一体に形成されており、該他端面２１ｂを通過する複数のビームの光軸上にそれぞれ配置され、互いに重なり合っている。一例では、図３に示されるように中心のレンズ２２の周囲に６つのレンズ２２が配置されている。中心のレンズ２２は、マルチコアファイバ３０の中心コア３１から出射された１本のビームに対応する。周囲の６つのレンズ２２は、マルチコアファイバ３０の６つの周辺コア３１から出射された６本のビームに対応する。各レンズ２２の光軸間隔は、複数のシングルコアファイバ４０のコア同士の中心間隔と等しい。図４に示されるようにレンズ２２は凸レンズであり、それらの光軸Ａ２は、軸線Ａ１と平行である。複数のレンズ２２は、それぞれに入射したビームを集光しつつ、シングルコアファイバ４０へ向けて出射する。

また、図４に示されるように、Ｚ方向における複数のレンズ２２の主点２２ａの位置（すなわち各主点２２ａのＺ座標）は互いに異なっており、Ｘ方向における一端側のレンズ２２から他端側のレンズ２２にかけて、主点２２ａの位置がＺ方向に単調に変化している。これは、本体部２１の他端面２１ｂが軸線Ａ１に垂直な面に対して傾斜しており、且つ、各レンズ２２の他端面２１ｂからの高さｈ１が互いに等しいことによる。

図５は、複数のシングルコアファイバ４０を示す斜視図である。図６は、図５に示されたVI−VI断面（ＸＹ断面）を示す断面図である。シングルコアファイバ４０の本数はマルチコアファイバ３０のコア３１の数と等しく、一例では７本である。図６に示されるように、複数のシングルコアファイバ４０は、一つのコア４１と、コア４１を包囲するクラッド４２とを各々有する。各コア４１は、クラッド４２よりも高い屈折率を有する。複数のシングルコアファイバ４０の各端部は円筒状の複数のフェルール４６にそれぞれ挿通され、保持されている。更に、複数のフェルール４６は一つに束ねられて一体化されており、円筒状のリング材４７（図５参照）に収容されて保持されている。このような状態において、複数のシングルコアファイバ４０のコア４１の光軸は、互いに平行であり且つ軸線Ａ１（図１参照）と平行である。コア４１の光軸同士の中心間隔Ｈ２（フェルール４６の直径と等しい）は、マルチコアファイバ３０のコア３１の光軸同士の中心間隔Ｈ１（図２参照）よりも大きい。Ｚ方向における各シングルコアファイバ４０の端面４０ａと、フェルール４６の端面４６ａと、リング材４７の端面４７ａとは、互いに面一になるようにまとめて研磨加工が施されて平坦となっており、軸線Ａ１に垂直な平面に対してＸ方向に僅かに傾斜している。該平面に対する端面４０ａ、４６ａ、及び４７ａの傾斜角は、例えば８°である。

ここで、図７は、複数のシングルコアファイバ４０とレンズアレイ２３との光結合の態様を拡大して示す図である。先の図５に示されたように、複数のシングルコアファイバ４０の各端面４０ａは、互いに面一となっており且つ軸線Ａ１に垂直な平面に対してＸ方向に傾斜している。従って、Ｘ方向に並ぶシングルコアファイバ４０の各端面４０ａのＺ方向位置は、単調に一定量ずつシフトしている。そこで、本実施形態では、Ｚ方向における複数のレンズ２２の主点２２ａの位置が、各シングルコアファイバ４０の端面４０ａのＺ方向位置に応じて互いに異なるように設定されている（図４参照）。これにより、各シングルコアファイバ４０の端面４０ａのＺ方向位置に各ビームの集光位置を合わせることができる。すなわち、各レンズ２２と各シングルコアファイバ４０の端面４０ａとの距離が各レンズ２２の焦点距離と等しくなり、各ビームの集光位置が各シングルコアファイバ４０の端面４０ａと一致する。一例では、Ｘ方向における一端側のビームＬ３から他端側のビームＬ１にかけて集光位置がＺ方向に単調に変化する。

また、本実施形態では、各ビームを偏向する為に、少なくとも１つのレンズ２２において、レンズ２２に入射するビームの光軸と、当該レンズ２２の光軸とが互いにずれている。そのずれ量、すなわちレンズ２２に入射するビームＬ１〜Ｌ３の光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａと各レンズ２２の光軸Ａ２との間隔Ｗ１〜Ｗ３は、Ｘ方向における一端側のビームＬ１から他端側のビームＬ３にかけて変化している。

一例では、Ｘ方向における一端側のビームＬ１の光軸Ｌ１ａと、対応するレンズ２２の光軸Ａ２との間隔Ｗ１は、ほぼゼロである。従って、＋Ｘ方向に傾斜してレンズ２２に入射したビームＬ１は、殆ど偏向されずに光軸Ｌ１ａの傾斜角度を維持したままレンズ２２から出射される。これに対し、Ｘ方向中央に位置するビームＬ２の光軸Ｌ２ａと、対応するレンズ２２の光軸Ａ２との間隔Ｗ２は、間隔Ｗ１よりも大きい。従って、Ｘ方向に傾斜せずに（すなわちＺ方向に沿って）レンズ２２に入射したビームＬ２は、間隔Ｗ２に応じた角度だけ＋Ｘ方向に偏向されて、ビームＬ１と平行な光軸でもってレンズ２２から出射される。また、Ｘ方向における他端側に位置するビームＬ３の光軸Ｌ３ａと、対応するレンズ２２の光軸Ａ２との間隔Ｗ３は、間隔Ｗ２よりも更に大きい。従って、−Ｘ方向に傾斜してレンズ２２に入射したビームＬ３は、間隔Ｗ３に応じた角度だけ＋Ｘ方向に大きく偏向されて、ビームＬ１，Ｌ２と平行な光軸でもってレンズ２２から出射される。このように、レンズ２２からの出射時の平行光軸と入射時の光軸との成す角度が大きいビームほど、レンズ２２の光軸と該ビームの光軸との距離が大きく設定される。

以上に説明した本実施形態の光コネクタ１Ａによって得られる効果について説明する。本実施形態の光コネクタ１Ａでは、第２光学系２０Ａが、Ｚ方向において互いに異なる位置に複数のビームＬ１〜Ｌ３それぞれを集光する。これにより、光軸方向における複数のシングルコアファイバ４０の各端面４０ａの位置が互いにずれている場合であっても、これらの位置に対して各ビームＬ１〜Ｌ３の集光点の位置を容易に合わせることができる。従って、第２光学系２０Ａと複数のシングルコアファイバ４０とのデフォーカスの回避を容易にできるので、結合損失の増大を抑制できる。また、この光コネクタ１Ａでは、第２光学系２０Ａから出射された複数のビームＬ１〜Ｌ３の光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａが、軸線Ａ１に垂直な面に対して傾斜している。これにより、各シングルコアファイバ４０の端面４０ａへ各ビームＬ１〜Ｌ３を適切な角度で入射させることが可能となるので、接続損失を低減しつつ、各端面４０ａへの各ビームＬ１〜Ｌ３の入射角をより大きくして反射戻り光を効果的に低減できる。

また、本実施形態のように、Ｘ方向における一端側のビームＬ１から他端側のビームＬ３にかけて、集光位置がＺ方向に単調に変化してもよい。これにより、例えば複数のシングルコアファイバ４０の各端面４０ａが面一の状態で光軸に対して傾斜しているような場合に、各端面位置に対して各ビームＬ１〜Ｌ３の集光点の位置を合わせることができる。従って、例えば複数のシングルコアファイバ４０を束ねた状態で各端面４０ａを一括して研磨する等の簡易な方法によって、反射戻り光を低減することができる。

また、本実施形態のように、第２光学系２０Ａは、光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａ上にそれぞれ配置され、対応するビームＬ１〜Ｌ３を集光する複数のレンズ２２を有し、Ｚ方向における複数のレンズ２２の主点２２ａの位置が互いに異なってもよい。これにより、Ｚ方向における複数のビームＬ１〜Ｌ３の集光位置を容易に異ならせることができる。

また、本実施形態のように、レンズ２２に入射するビームＬ１〜Ｌ３の光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａと当該レンズ２２の光軸Ａ２との間隔Ｗ１〜Ｗ３は、Ｘ方向における一端側のビームＬ１から他端側のビームＬ３にかけて変化してもよい。レンズ２２に入射するビームＬ１〜Ｌ３の光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａを該レンズ２２の光軸Ａ２からずらすことによって、光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａを偏向することが可能となるので、光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａを軸線Ａ１に垂直な面に対して容易に傾斜させることができる。更に、光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａのずれ量（すなわち間隔Ｗ１〜Ｗ３）が、Ｘ方向における一端側のビームＬ１から他端側のビームＬ３にかけて変化していることによって、第１光学系１０Ａからの互いに傾斜した複数のビームＬ１〜Ｌ３を、光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａが互いに平行となるようにして出射することができる。これにより、光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａを傾斜させつつ互いに平行とする機能と、Ｚ方向における複数のビームＬ１〜Ｌ３の集光位置を互いに異ならせる機能とを、レンズ２２において併せて実現できるので、部品点数を少なくすることができる。

また、本実施形態のように、第１光学系１０ＡはＧＲＩＮレンズ１１を有し、マルチコアファイバ３０と対向するＧＲＩＮレンズ１１の端面１１ａは、軸線Ａ１に垂直な面に対して傾斜してもよい。このように第１光学系１０ＡがＧＲＩＮレンズ１１を有することによって、マルチコアファイバ３０からの複数のビームＬ１〜Ｌ３を、光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａが互いに傾斜するようにして出射することができる。また、ＧＲＩＮレンズ１１の端面１１ａが入射前の光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａに対して垂直である場合、マルチコアファイバ３０への反射戻り光が生じる。本実施形態のように、ＧＲＩＮレンズ１１の端面１１ａが軸線Ａ１に垂直な面（すなわち入射前の光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａに対して垂直な面）に対して傾斜していることによって、このような反射戻り光を低減することができる。

（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係る光コネクタを含む光学装置の断面を模式的に示す図である。光学装置５０Ｂは、光コネクタ１Ｂと、マルチコアファイバ３０と、複数のシングルコアファイバ４０とを備える。光コネクタ１Ｂは、マルチコアファイバ３０の各コアと、複数のシングルコアファイバ４０の各コアとを軸線Ａ１に沿って光学的に結合する。なお、マルチコアファイバ３０及び複数のシングルコアファイバ４０の各構成は、マルチコアファイバ３０の端面が軸線Ａ１に対して垂直である（傾斜していない）点を除き、前述した第１実施形態と同様である。

光コネクタ１Ｂは、Ｚ方向に沿って並ぶ第１光学系１０Ｂ及び第２光学系２０Ｂを備える。第１光学系１０Ｂは、マルチコアファイバ３０と第２光学系２０Ｂとの間の光軸上に配置され、これらと光学的に結合されている。第１光学系１０Ｂは、第１実施形態の第１光学系１０Ａと同様の機能を有し、その構成が第１光学系１０Ａと異なる。すなわち、本実施形態の第１光学系１０Ｂは、コリメートレンズ１３といった凸レンズによって構成されている。コリメートレンズ１３は、マルチコアファイバ３０の端面から焦点距離ｆだけ離れた位置に配置されている。マルチコアファイバ３０から出射されたビームＬ１〜Ｌ３は、コリメートレンズ１３に入射する。入射した時点ではビームＬ１〜Ｌ３は一定の拡がりを有するが、コリメートレンズ１３によってこれらのビームＬ１〜Ｌ３は平行化（コリメート）されて出射される。また、ビームＬ１〜Ｌ３の光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａは、コリメートレンズ１３への入射時点では互いに平行であるが、光軸Ｌ１ａ，Ｌ３ａがコリメートレンズ１３のレンズ中心から離れているため偏向される。これにより、コリメートレンズ１３から焦点距離ｆだけ離れた位置においてビームＬ１〜Ｌ３が互いに交差するように、ビームＬ１，Ｌ３に第１実施形態と同様の傾斜が付与される。そして、第１実施形態と同様に、コリメートレンズ１３と第２光学系２０Ｂとの間の距離が任意に設定されることによって、光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａの間隔が調整される。

第２光学系２０Ｂは、レンズアレイ２３及びプリズム２４を有する。レンズアレイ２３の構成は、第１実施形態と同様である。プリズム２４は、第１光学系１０Ｂから出射された複数のビームＬ１〜Ｌ３を受け、光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａが互いに平行となるように該複数のビームＬ１〜Ｌ３を出射する光学部品である。プリズム２４は、コリメートレンズ１３と光学的に結合された光入射面２４ａと、レンズアレイ２３の一端面２１ａと光学的に結合された光出射面２４ｂとを有する。光入射面２４ａは、平坦であり、軸線Ａ１に対して垂直である。光出射面２４ｂは、複数のビームＬ１〜Ｌ３にそれぞれ対応する複数の面２４ｂ１〜２４ｂ３を含む。面２４ｂ２は軸線Ａ１に対して垂直であり、Ｘ方向に傾斜せずに（すなわちＺ方向に沿って）プリズム２４に入射したビームＬ２の光軸Ｌ２ａは、面２４ｂ２を通過する際に屈折せず、軸線Ａ１に沿って出射される。一方、面２４ｂ１は軸線Ａ１に垂直な面に対して＋Ｘ方向に傾斜しており、＋Ｘ方向に傾斜してプリズム２４に入射したビームＬ１の光軸Ｌ１ａは、面２４ｂ１を通過する際に−Ｘ方向に屈折し、ビームＬ２と平行な光軸でもって出射される。また、面２４ｂ３は軸線Ａ１に垂直な面に対して−Ｘ方向に傾斜しており、−Ｘ方向に傾斜してプリズム２４に入射したビームＬ３の光軸Ｌ３ａは、面２４ｂ３を通過する際に＋Ｘ方向に屈折し、ビームＬ２と平行な光軸でもって出射される。このように、プリズム２４は、各ビームＬ１〜Ｌ３の傾斜に対応して傾斜した面２４ｂ１〜２４ｂ３を有することにより、各ビームＬ１〜Ｌ３の光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａを互いに平行とする。

従って、第１実施形態と異なり、レンズアレイ２３の一端面２１ａには光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａが互いに平行とされたビームＬ１〜Ｌ３が入射する。このため、本実施形態のレンズアレイ２３では、光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａを互いに平行とする機能は不要である。すなわち、本実施形態では、レンズ２２に入射するビームＬ１〜Ｌ３の光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａと、各レンズ２２の光軸Ａ２との間隔は、複数のレンズ２２において互いに等しい。但し、この間隔はゼロではなく、有意の値をもっている。このため、各レンズ２２から出射されるビームＬ１〜Ｌ３の光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａは、軸線Ａ１に対して僅かに傾斜する。その結果、光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａは、軸線Ａ１に垂直な面に対して傾斜することとなる。なお、第１実施形態と同様に、レンズアレイ２３は、ビームＬ１〜Ｌ３を、Ｚ方向において互いに異なる位置（換言すればＺ座標が互いに異なる位置）にそれぞれ集光する。

本実施形態の光コネクタ１Ｂによれば、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態において、第２光学系２０Ｂは、光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａを互いに平行とする機能と、Ｚ方向におけるビームＬ１〜Ｌ３の集光位置を互いに異ならせる機能とを、それぞれ別の部品（プリズム２４及びレンズアレイ２３）によって実現している。このような構成であっても、第２光学系２０Ｂを好適に実現することができる。また、レンズアレイ２３に入射するビームＬ１〜Ｌ３の光軸Ｌ１ａ〜Ｌ３ａが互いに平行なので、各レンズ２２の位置合わせ（光軸調整）が容易となる。

なお、本実施形態のように、マルチコアファイバ３０の端面は軸線Ａ１に垂直な面に対して傾斜していなくてもよい。第１実施形態においても同様である。また、本実施形態においても、第１光学系として、コリメートレンズ１３に代えて図１に示されたＧＲＩＮレンズ１１が用いられてもよい。

本発明による光コネクタは、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記各実施形態では複数のシングルコアファイバの端面のＺ方向位置がＸ方向に単調に変化している場合を例示したが、複数のシングルコアファイバの端面のＺ方向位置が複雑に変化しているような場合であっても、第２光学系によって各ビームの集光位置を各端面に合わせることが可能である。

１Ａ，１Ｂ…光コネクタ、１０Ａ，１０Ｂ…第１光学系、１１…ＧＲＩＮレンズ、１２…ガラスブロック、１３…コリメートレンズ、２０Ａ，２０Ｂ…第２光学系、２１…本体部、２２…レンズ、２２ａ…主点、２３…レンズアレイ、２４…プリズム、２４ａ…光入射面、２４ｂ…光出射面、３０…マルチコアファイバ、３１…コア、３２…クラッド、３５…フェルール、４０…シングルコアファイバ、４１…コア、４２…クラッド、４６…フェルール、４７…リング材、５０Ａ，５０Ｂ…光学装置、Ａ１…軸線、Ａ２…光軸、Ｌ１…ビーム、Ｌ１〜Ｌ３…ビーム、Ｌ１ａ〜Ｌ３ａ…光軸。

Claims (6)

1. 複数のコア及び該複数のコアを包囲する共通のクラッドを有するマルチコアファイバの各コアと、一つのコア及び該コアを包囲するクラッドを各々有する複数のシングルコアファイバの各コアとを或る軸線に沿って光学的に結合する光コネクタであって、
   前記マルチコアファイバの前記複数のコアからそれぞれ出射される、互いに平行な光軸を有する複数のビームを受け、光軸が互いに傾斜するように該複数のビームを出射する第１光学系と、
   前記第１光学系から出射された前記複数のビームを受け、前記複数のシングルコアファイバの複数の前記コアに向けて、光軸が互いに平行となるように該複数のビームを出射する第２光学系と、
   を備え、
   前記第１光学系に入射される前記複数のビームの光軸は、前記軸線に対して平行であり、
   前記第２光学系から出射された前記複数のビームの光軸は、前記軸線に垂直な面に対して傾斜しており、
   前記第２光学系は、前記複数のビームを、前記軸線の延伸方向である第１方向において互いに異なる位置にそれぞれ集光する、光コネクタ。
2. 前記軸線と直交する方向における一端側の前記ビームから他端側の前記ビームにかけて、集光位置が前記第１方向に単調に変化している、請求項１に記載の光コネクタ。
3. 前記第２光学系は、前記複数のビームの光軸上にそれぞれ配置され、対応する前記ビームを集光する複数のレンズを有し、
   前記第１方向における前記複数のレンズの主点の位置が互いに異なる、請求項１または２に記載の光コネクタ。
4. 前記レンズに入射する前記ビームの光軸と当該レンズの光軸との間隔は、前記軸線と直交する方向における一端側の前記ビームから他端側の前記ビームにかけて変化している、請求項３に記載の光コネクタ。
5. 前記第２光学系は、前記第１光学系から出射された前記複数のビームを受け、光軸が互いに平行となるように該複数のビームを出射する光学部品を有し、
   前記複数のレンズは、前記光学部品から出射された前記複数のビームを受けて該複数のビームをそれぞれ集光し、
   前記レンズに入射する前記ビームの光軸と当該レンズの光軸との間隔は、前記複数のレンズにおいて互いに等しい、請求項３に記載の光コネクタ。
6. 前記第１光学系がＧＲＩＮレンズを有し、
   前記マルチコアファイバと対向する前記ＧＲＩＮレンズの端面は、前記軸線に垂直な面に対して傾斜している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光コネクタ。

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