JP2018534633A - 導波路による位置合わせを有する光結合デバイス - Google Patents

Abstract

複数部品光結合デバイスは、１つ以上の光導波路を受け入れ、固定するように構成された１つ以上の第１の受け入れ要素を含む第１の部品を備える。第１の部品は、光導波路からの光の１つ以上の特性に、光を光結合デバイス内で伝搬する間に作用するように構成された１つ以上の光作用要素を更に含む。第２の部品は第１の部品とは別個であって、導波路を受け入れるように構成された１つ以上の第２の受け入れ要素を含み、第１の受け入れ要素及び第２の受け入れ要素は、光導波路を用いて第２の部品と第１の部品を整列させるように構成されている。第２の部品はまた、相手方光結合デバイスと係合し、光結合デバイスを相手方光結合デバイスと整列させるように構成された１つ以上の接続整列構造を含む。

Description

本開示は概して光フェルール及び光コネクタなどの光結合デバイスに関する。

光コネクタ及び光フェルールなどの光結合デバイスは、１つ以上の導波路からの光が第１のコネクタを経て、相手方の第２のコネクタの導波路の対応するセットへ通過することを可能にする。相手方のデバイス同士は互いに機械的に結合し、第１のデバイスの光学要素を相手方のデバイスの光学要素と整列させる。光結合デバイスは、電気通信ネットワーク、ローカルエリアネットワーク、データセンターリンク、及びコンピュータデバイスの内部リンクを含む様々な用途における光通信のために使用され得る。

本明細書に記載されている諸実施形態は複数部品光結合デバイスに関する。いくつかの実施形態によれば、第１の部品は、１つ以上の光導波路を受け入れ、固定するように構成された１つ以上の第１の受け入れ要素を含む。第１の部品は、光導波路からの光の１つ以上の特性に、光を光結合デバイス内で伝搬する間に作用するように構成された１つ以上の光作用要素を更に含む。第２の部品は第１の部品とは別個であって、導波路を受け入れるように構成された１つ以上の第２の受け入れ要素を含み、第１の受け入れ要素及び第２の受け入れ要素は、光導波路を用いて第２の部品と第１の部品を整列させるように構成されている。第２の部品はまた、相手方光結合デバイスと係合し、光結合デバイスを相手方光結合デバイスと整列させるように構成された１つ以上の接続整列構造を含む。

いくつかの実施形態によれば、第１の部品は、１つ以上の光導波路を受け入れ、固定するように構成された１つ以上の第１の受け入れ要素を含む。第１の部品はまた、光結合デバイスを相手方光結合デバイスと整列させるように構成された１つ以上の第１の接続整列構造を含む。第１の部品とは別個の第２の部品は、導波路を受け入れるように構成された１つ以上の第２の受け入れ要素を含み、第１の受け入れ要素及び第２の受け入れ要素は、光導波路を用いて第２の部品と第１の部品を整列させるように構成されている。第２の部品はまた、相手方光結合デバイスと係合し、光結合デバイスを相手方光結合デバイスと整列させるように構成された１つ以上の第２の接続整列構造を含む。接続構造は、接続後に光結合デバイスを相手方光結合デバイスと一体に保持するための保持機能を追加的に提供し得る。

いくつかの実施形態に係る、導波路による部品間の位置合わせをもたらす２部品光結合デバイスの様々な図である。 いくつかの実施形態に係る、導波路による部品間の位置合わせをもたらす２部品光結合デバイスの様々な図である。 いくつかの実施形態に係る、導波路による部品間の位置合わせをもたらす２部品光結合デバイスの様々な図である。 いくつかの実施形態に係る、導波路による部品間の位置合わせをもたらす２部品光結合デバイスの様々な図である。 いくつかの実施形態に係る、導波路による部品間の位置合わせをもたらす２部品光結合デバイスの様々な図である。 いくつかの実施形態に係る、導波路による部品間の位置合わせをもたらす２部品光結合デバイスの様々な図を提供する。 いくつかの実施形態に係る、導波路による部品間の位置合わせをもたらす２部品光結合デバイスの様々な図を提供する。 いくつかの実施形態に係る、導波路による部品間の位置合わせをもたらす２部品光結合デバイスの様々な図を提供する。 いくつかの実施形態に係る、導波路による部品間の位置合わせをもたらす２部品光結合デバイスの様々な図を提供する。 いくつかの実施形態に係る、導波路による部品間の位置合わせをもたらす２部品光結合デバイスの様々な図を提供する。 第１の部品と第２の部品との間のファイバによる位置合わせのための導波路を受け入れるように構成された第１の部品及び第２の部品上の溝を含む光結合デバイスの一部の断面図である。 いくつかの実施形態に係る、導波路アレイが、光結合デバイスの第１の部品を光結合デバイスの第２の部品と位置合わせするために用いられる、光結合デバイスの一部の断面図を提供する。 いくつかの実施形態に係る、導波路アレイが、光結合デバイスの第１の部品を光結合デバイスの第２の部品と位置合わせするために用いられる、光結合デバイスの一部の断面図を提供する。 図は、必ずしも一定の比率の縮尺ではない。図中に用いられる同じ数字は、同じ構成要素を示す。しかしながら、特定の図中のある構成要素を示す数字の使用は、同じ数字を付した別の図中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。

本明細書に開示されている諸実施形態は複数部品光結合デバイスの導波路による位置合わせに関する。本明細書において光結合ユニットとも呼ばれる、光コネクタ又は光フェルールなどの、光結合デバイスは、１つ以上の光導波路を受け入れ、固定するための１つ以上の要素と、光結合デバイスを相手方光結合デバイスと整列させるための１つ以上の接続整列構造とを含むことができる。いくつかの光結合デバイスは直接的な導波路間の光結合をもたらす。他の光結合デバイスは、導波路と相手方の導波路との間の光路内に配置された１つ以上の光学要素を含み得、光学要素は光導波路からの光の１つ以上の特性に、光が光結合デバイスを伝搬する際に作用する。例えば、光学要素は、導波路からの光の方向及び発散のうちの１つ以上に作用するミラー及び／又はレンズを含み得る。

光インターフェースを通した光信号の良質な結合は、信号経路に沿った全ての光学構成要素の相対位置決めを必要とする。光結合デバイスの機械的接続整列構造は光結合デバイスを相手方光結合デバイスと整列させる。直接的な導波路間結合を用いる諸実施形態では、光導波路を受け入れ、固定する光結合デバイスの要素は、導波路、ひいては光信号を相手方光結合デバイスの導波路の方へ向ける。光結合デバイスが光作用要素、例えば、レンズ又はミラーを光信号経路内で用いる場合には、光作用要素は、導波路からの光信号を相手方光結合デバイスの光作用要素の方へ更に向け、及び／又は集束させ得る。

本明細書に記載されている諸実施形態は、光インターフェースを通過する光信号の変化損失を低減するためのアプローチを提供する。光信号の変化は光結合デバイス内の様々な構造の整列不良から生じ得る。光信号の変化は、光結合デバイスの光作用要素、例えば、レンズ、ミラーなどと、光結合デバイスの接続整列構造との間の整列誤差のゆえに生じ得る。本開示において説明されるアプローチは、導波路を、光結合デバイス内で光学要素を接続整列構造と位置合わせするために用いて光結合デバイスを組み立てることを含む。

光信号の変化は、光導波路の材料と、導波路を固定する構成要素との熱膨張の差のゆえに生じ得る。例えば、光導波路は、導波路を固定するフェルール外殻又はその他の構成要素を作製するために用いられる射出成型熱可塑性樹脂（例えば、液晶ポリマー）のような材料の熱膨張係数と比べた時に、より低い熱膨張係数を有する、ガラスなどの材料で作製され得る。本開示において説明されるアプローチは、同じ、又は同様の熱膨張係数を有する材料で作製された構成要素の間に光導波路を固定することを含む。同じ、又は同様の熱膨張係数を有する構成要素の間に光導波路を固定することは、導波路が固定されたフェルール又はその他の構成要素の曲げ又は反りによる導波路の整列不良を低減することができる。

更に、本明細書に記載されている諸実施形態は、材料の適切な選択の使用を通じて光信号を向上させるためのアプローチを提供する。例えば、機械的接続整列構造としての使用のために特に適した材料は、レンズ及び／又はミラーなどの光作用要素を形成するために特に適した材料とは異なり得る。光結合デバイスが光作用要素を含む場合には、光作用要素を含む光結合デバイスの第１の部品を形成するために第１の材料を用い、接続整列構造を含む第２の部品を形成するために第２の材料を用いることが時として有益である。第１の部品及び第２の部品のための異なる材料の使用は、各部品のために用いられる材料がその特定の機能のためにより良く適することを可能にする。例えば、第１の部品はポリエーテルイミドなどの光学ポリマーで作製されてもよく、第２の部品はガラス粒子充填熱可塑性樹脂などの構造ポリマー、又は液晶ポリマーで作製されてもよい。第２の部品はまた、金属、例えば、ダイカスト亜鉛であってもよい。

本明細書において開示される光結合デバイスは、光学デバイスの第１の部品と第２の部品との間に固定された１つ以上の導波路を有する第１の部品及び第２の部品を少なくとも備える複数部品結合デバイスである。本明細書において説明されている諸実施形態は、光結合デバイスの複数の部品の間の導波路による位置合わせを示す。いくつかの実施形態では、光結合デバイスの第１の部品は、光導波路を受け入れ、固定するための受け入れ要素を含む。第１の部品はまた、光導波路からの光の１つ以上の特性に、光が光結合デバイス内で伝搬する際に作用する光作用要素を含む。光結合デバイスの第２の部品は接続整列構造を含む。いくつかの実施形態では、光結合デバイスの第１の部品は受け入れ要素及び精密接続整列構造を含み、光結合デバイスの第２の部品は粗接続整列構造を含む。

光結合デバイスの第２の部品に対する光結合デバイスの第１の部品の位置合わせは、第１の部品及び第２の部品を導波路ファイバ、又は導波路のアレイに位置合わせすることによって達成される。いくつかの実施形態では、複数部品光学デバイスの部品の各々は一体成型部品であり得る。いくつかの実施形態では、部品のうちの少なくとも１つ、例えば、第２の部品は、光結合デバイスを相手方光結合デバイスに固定するためのラッチを含み得る。

図１Ａ〜図１Ｅは、第１の部品１０１と第２の部品１０２との間の導波路による位置合わせをもたらす２部品光結合デバイス１００の様々な図を提供する。図１Ａは、いくつかの実施形態に係る光結合デバイス１００の分解斜視図である。第１の部品１０１は、１つ以上の光導波路１０５、例えば、光導波路ファイバを受け入れ、固定するように構成された１つ以上の第１の受け入れ要素１１１を含む。用語「光導波路」は本明細書において、信号光を伝搬する光学要素を指すために用いられる。光導波路は、被覆を有する少なくとも１つのコアを含む。コア及び被覆は、例えば、内部全反射によって、光をコア内で伝搬するように構成されている。光導波路は、例えば、シングルコアファイバ、マルチコア光ファイバ、又はポリマー導波路であり得る。導波路は、任意の好適な断面形状、例えば、円形、正方形、長方形などを有し得る。図示されている実施形態では、光結合デバイス１００の第１の部品１０１は、また、光導波路１０５からの光が光結合デバイス１００を通って伝わる際に光に作用するように構成された１つ以上の光作用要素１１２を含む。

光結合デバイス１００の第２の部品１０２は、光導波路１０５を受け入れ、固定するように構成された１つ以上の第２の受け入れ要素１１５を含む。第２の部品１０２はまた、光結合デバイス１００を相手方光結合デバイス１２９（図１Ａには示されていないが、図１Ｄ及び図１Ｅに示されている）と整列させるように構成された機械的接続整列構造１１３を含む。

図１Ａ〜図１Ｅに示される実施形態では、第１の受け入れ要素１１１は溝を含み、各溝１１１は、バッファコーティングが剥がされ、導波路の被覆を露出させた光導波路ファイバ１０５の部分１０６を受け入れ、固定するように構成されている。第２の部品１０２は、光導波路ファイバ１０５の部分１０６を受け入れ、固定するように構成された溝１１５を含む。様々な実施形態では、第１の部品１０１と第２の部品１０２とは、同じ数の溝１１１、１１５、並びに／又は溝１１５の同じ全体形状及び／若しくはパターンを有し得る。代替実施形態では、第１の部品の溝及び第２の部品の溝は形状、数及び／又はパターンが異なり得る。

図１Ｂは、光導波路１０５の露出部分１０６が第２の部品１０２の溝１１５内に配置され、固定された様子を示す光結合デバイス１００の分解斜視図を提供する。図１Ｃに示されるように、光結合デバイス１００の２つの部品１０１、１０２が一体に組み立てられると、むき出しの光導波路の部分１０６は、第１の部品１０１を第２の部品１０２と整列させる位置合わせ構造の役割を集合的に果たす。

図１Ａ〜図１Ｅに示される接続整列構造は、第２の部品１０２から光結合デバイス１００の接続軸１２１に沿って延びるアーム１１３を含む。いくつかの実施形態では、アーム１１３は、相手方光結合デバイス１２９との接続後に、接続軸１２１に沿った、及び／又は接続軸１２１と直交する横軸１２２に沿った光結合デバイス１００の整列を制御する。例えば、アーム１１３は、接続軸又は横軸の整列を制御するために、相手方光学デバイス上の適合構造と直接係合し得る。

いくつかの実施形態では、アーム１１３は弾性を有し、相手方光結合デバイスの側部を弾性的に圧迫するように設計され得る。弾性サイドアーム１１３は光結合デバイス１００の光作用要素１１２と相手方光結合デバイスの光作用要素との整列を促進する。平衡状態では、光結合デバイス及び相手方光結合デバイスの４つのアームの屈曲によって生み出される力が、光結合デバイスを互いに対して整列させるように釣り合う。いくつかの実施形態では、アームの端部が、接続軸１２１に沿った平行移動を制御する前方ストッパを提供する。

柔軟構造を形成する材料及び／又は柔軟構造の幾何形状は、フェルール間の所望の整列力をもたらすように選択することができる。例えば、柔軟構造によってもたらされる整列力は、より高い、又はより低いヤング係数を有する材料を柔軟構造のためにそれぞれ選定することによって、増大又は低下させることができる。別の例として、弾性アームを利用する諸実施形態では、弾性アームによってもたらされる整列力は、より大きい、又はより小さい断面積を弾性アームのためにそれぞれ選定することによって、増大又は低下させることができる。有用な整列力は、射出成型可能ポリマーをフェルールの本体及びフェルールの柔軟構造の両方のために選定することによって、並びにフェルールの本体と一緒に射出成型することができる柔軟構造の幾何形状を選定することによって、得ることができる。このように、例えば、所望の整列力をもたらす柔軟構造を有する一体型フェルールを射出成型プロセスにおいて作製することができる。光フェルール及び／又は弾性整列構造に関する追加の詳細は、題「Ｆｅｒｒｕｌｅｓ，Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｆｒａｍｅｓ ａｎｄ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒｓ」を有し、弁護士整理番号７５７６７ＵＳ００２によって識別される、同一所有者の、同時に出願された、米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、及び題「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｅｒｒｕｌｅｓ」を有し、弁護士整理番号７６９８２ＵＳ００２によって識別され本明細書において参照により組み込まれる、米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号において提供されている。

いくつかの実施形態では、光結合デバイス１００は、光結合デバイス１００、１２９が接続された後に光結合デバイス１００を相手方光結合デバイス１２９に固定するように構成されたラッチ機構を含む。これは、弾性サイドアーム１１３に、相手方コネクタ内の対応する構造（例えば、凹部）と噛み合うことができる構造（例えば、突出部）を設けることによって達成され得る。このような構成は、接続するコネクタ同士を一体に保持する、即ち、接続方向に沿った整列をもたらす、接続方向に沿った保持力を生み出すことができる。接続後に光結合デバイス１００、１２９を一体に固定するための好適なラッチ機構が、題「Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ ｗｉｔｈ Ｌａｔｃｈｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」を有し、弁護士整理番号７６６６３ＵＳ００２によって識別される、同一所有者の、同時に出願された、米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号に記載されており、本明細書において参照により組み込まれる。

図１Ｄは、接続直前における光結合デバイス１００の下面図及び相手方光結合デバイス１２９の上面図を示す。図１Ｅは、接続後における光結合デバイス１００及び相手方光結合デバイス１２９を示す。図１Ｄに示される光結合デバイス１００の下面図は、第１の部品１０１内に配置された光入力／出力窓１０９を含む摺接面１０７を示す。摺接面１０７は、光結合デバイス１００と相手方光結合デバイス１２９との接続の間、適合した相手方表面に対して摺接するように構成されている。図１Ａ〜図１Ｅに示される実施形態では、光結合デバイス１００内で伝搬する導波路１０５からの光は光作用要素１１２によって向きを変えられ、光入力／出力窓１０９によって透過された後に光結合デバイス１００を出て行く。相手方光結合デバイス１２９はその入力／出力窓を通して光を受光し、相手方光結合デバイスの光作用要素は光を、相手方光結合デバイスに取り付けられた導波路内へ向け直す。

いくつかの実施形態では、図１Ｄに示されるように、第２の部品１０２は、第１の部品１０１を保持するように構成された空洞１０８及び／又は第１及び第２のクリップ部分１０８ａ、１０８ｂを含み得る。２部品光結合デバイス１００を組み立てることは、導波路１０５の部分１０６を第２の部品１０２の受け入れ及び固定要素１１５に接着固定することを含むことができる。次に、第１の部品１０１は第２の部品１０２の空洞１０８内に少なくとも部分的に挿入され、第１の部品１０１はクリップ１０８ａ、１０８ｂによって固定される。クリップ１０８ａ、１０８ｂは、第１の部品１０１に対して、接続軸１２１及び横軸１２２と直交する厚さ軸１２３に沿って力を作用させ、第１の部品１０１を第２の部品１０２の空洞１０８内に保持するように構成されている。

第１の部品１０１が第２の部品１０２内に挿入されると、第１及び第２の部品１０１、１０２の間の導波路による位置合わせが生じる。第１の部品１０１の受け入れ要素１１１は、第２の部品１０２の要素１１５に固定された導波路１０５の部分１０６を受け入れ、それゆえ、導波路１０５を２つの部品１０１、１０２の間の位置合わせ構造として用いて、第１の部品１０１を第２の部品１０２と整列させる。導波路の部分１０６は、例えば、接着剤によって、第１の部品１０１の要素受け入れに固定される。代替的なアプローチでは、導波路の部分１０６は第１の部品１０１にまず固定されてもよく、それにより、第１の部品１０１が第２の部品１０２の空洞１０８内に挿入されると、第１の部品１０１に固定された導波路の部分１０６は第２の部品１０２の溝１１５と係合し、第２の部品１０２を第１の部品１０１に位置合わせする。別の代替的なアプローチでは、第１及び第２の部品が導波路を覆って組み立てられ、次に、接着剤が組立体に適用され、表面張力を利用して、導波路及び受け入れ要素に沿って接着剤を引き寄せる。

図２Ａ〜図２Ｅは、部品２０１、２０２の間の導波路による位置合わせをもたらす２部品光結合デバイス２００の様々な図を提供する。本実施形態では、第１の部品２０１は精密接続整列構造２１４を含み、及び第２の部品２０２は粗接続整列構造２１３を含む。粗接続整列構造２１３は、比較的より厳格な許容差を有する接続整列をもたらす精密接続整列構造２１４と比べると、よりゆったりした接続許容差を有する相手方光学デバイスとの接続整列をもたらすように構成されている。いくつかの実施形態では、第２の（粗）接続整列構造は、第１の（精密）接続整列構造の係合の前に、相手方光結合デバイスの適合接続整列構造と係合するように構成されている。いくつかの実施形態では、粗接続整列構造２１３は、接続するコネクタの第１の部品同士を一体に保持するための正の保持力をもたらし、それゆえ、精密整列構造２１４の取り付け、及び接続方向に沿った光学的整列を確実にする。

光結合デバイスの第１及び第２の部品２０２の導波路による位置合わせは、光結合デバイス２００の粗接続整列構造２１３及び精密接続整列構造２１４の精密な整列をもたらす。本明細書に記載されている、導波路による位置合わせを採用する光結合デバイスは、雌雄同体である（雄及び雌の構成要素の両方を含む）第１の部品及び／若しくは第２の部品を含み得、又は第１及び／若しくは第２の部品は非雌雄同体であり得る。図２Ａ〜図２Ｅに示される諸実施形態では、第１の部品の精密整列構造２１４は非雌雄同体である。

図２Ａ及び図２Ｂは、光結合デバイスを組み立てる前の光結合デバイス２００の第１の部品２０１及び第２の部品２０２の斜視図である。第１の部品２０１は、１つ以上の光導波路２０５を受け入れ、固定するように構成された１つ以上の要素２１１、及び第１の部品から接続軸１２１に沿って延びるピン２１４を含む精密接続整列構造を含む。ピン２１４は、相手方光結合デバイスの適合ソケットと係合するように構成されている。

第２の部品２０２は、光導波路２０５を受け入れ、固定するように構成された１つ以上の要素２１５を含み、また、粗接続整列構造２１３をも含む。粗接続整列構造２１３及び精密接続整列構造２１４は、光結合デバイス２００と相手方光結合デバイス２２９（図２Ａには示されていないが、図２Ｄ及び図２Ｅに示されている）との間のコース（course）整列及び精密整列をそれぞれもたらすように構成されている。粗整列構造２１３は相手方コネクタとまず係合し、これにより、精密整列構造２１４を相手方の精密整列構造との位置合わせへと案内するのを補助する。

図２Ａ〜図２Ｅに示される実施形態では、第１の部品２０１の受け入れ及び固定要素２１１は溝を含み、各溝２１１は、バッファコーティングが剥がされ、導波路の被覆を露出させた光導波路ファイバ２０５の部分２０６を受け入れ、固定するように構成されている。導波路による位置合わせは、代替的に、バッファコーティングをそのままにした導波路を用いて達成することができるが、むき出しの導波路の部分２０６を用いることで、より精密な整列が達成される。図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、第２の部品２０２は、形状、パターン及び数が溝２１１と同様である、光導波路ファイバ２０５を受け入れ、固定するように構成された溝２１５を含む。図２Ｃに示されるように、光結合デバイス２００の２つの部品２０１、２０２が一体に組み立てられると、むき出しの光導波路の部分２０６は、第１の部品２０１を第２の部品２０２と整列させる位置合わせ構造の役割を集合的に果たす。光導波路２０５は接着剤によって溝２１１及び溝２１５に固定することができる。第２の部品２０２は、図２Ａ及び図２Ｂに示される、空洞２０８、及び／又は第１の部品２０１を第２の部品２０２の空洞２０８内に保持する役割を果たすクリップ２０８ａ、ｂを含み得る。

光結合デバイス２００は、第１及び第２の部品２０１、２０２を一体とすることによって、例えば、第１の部品２０１を第２の部品２０２の空洞２０８内に挿入することによって組み立てられる。第１の部品２１０が第２の部品２０２の空洞２０８内に挿入されると、第１及び第２の部品２０１、２０２の間のファイバによる位置合わせが生じる。第１の部品２０１の受け入れ要素２１１は、第２の部品２０２の要素２１５に固定された導波路２０５の部分２０６を受け入れ、それゆえ、導波路２０５を２つの部品２０１、２０２の間の位置合わせ構造として用いて、第１の部品２０１を第２の部品２０２と整列させる。導波路の部分２０６は、例えば、接着剤によって、第１の部品２０１の要素２１１に固定される。代替的なアプローチでは、導波路の部分２０６は第１の部品２０１の受け入れ要素２１１にまず固定されてもよく、それにより、第１の部品２０１が第２の部品２０２の空洞２０８内に挿入されると、第１の部品２０１に固定された導波路の部分２０６は第２の部品２０２の溝２１５と係合し、第２の部品２０２を第１の部品２０１に位置合わせする。第１及び第２の部品はまた、接着剤が導波路及び溝上に流れることを可能にされる前に、導波路を覆って組み立てられてもよい。

図２Ｄは、接続直前における光結合デバイス２００及び相手方光結合デバイス２２９の斜視図を示す。図２Ｅは、接続後における光結合デバイス２００及び相手方光結合デバイス２２９を示す。図２Ａ〜図２Ｅに示される実施形態では、光結合デバイス２００によって固定された導波路２０５の端部はそれらのバッファコーティングを剥がされており、導波路の端部は切断されて研磨されている。光結合デバイス２００及び相手方光結合デバイス２２９が接続された後に、光結合デバイス２００の各導波路２０５の研磨された端部は、相手方光結合デバイス２２９の導波路と直線状に、それに接触するか、又はごく接近して配置される。光結合デバイス２００の導波路２０５からの光は相手方光結合デバイス２２９の導波路内へ導かれ、光信号接続がもたらされる。導波路はまた、第１の部品に接合された後に研磨されてもよい（この場合には、整列ピンは研磨後に追加される）。

精密整列構造２１４及び粗整列構造２１３は、相手方光結合デバイス２２９との接続後に、相手方光結合デバイス２２９との光結合デバイス２００の整列を制御する。いくつかの実施形態では、光結合デバイス２００は、光結合デバイス２００、２２９が接続された後に光結合デバイス２００を相手方光結合デバイス２２９に固定するように構成されたラッチ機構を含む。

図３〜図５は、本明細書において説明されている、ファイバによる位置合わせのための導波路を受け入れ、固定するように構成された要素のいくつかの代替実施形態の断面図を提供する。多くの実施形態では、第１の部品の受け入れ及び固定要素と第２の部品の受け入れ及び固定要素とは同じ全体形状、数、及び／又はパターンを有することになる。いくつかの実施形態では、第１の部品の受け入れ及び固定要素並びに第２の部品の受け入れ及び固定要素の形状、数、及び／又はパターンは異なり得る。

図３は、導波路３０５を受け入れ、固定するように構成された溝３１１、３１５を含む第１及び第２の部品３０１、３０２を含む光結合デバイス３００の一部の断面図である。導波路３０５を第１及び第２の部品３０１、３０２に固定するために、導波路３０５と第１及び第２の部品３０１、３０２との間に接着剤３０６が配置されている。溝は図３においてｖ字状の溝として示されている。しかし、円形又は正方形のチャネルを形成する任意の形状の溝、例えば、ｕ字状の溝又はｙ字状の溝を用いることができるであろう。導波路による位置合わせを採用する２部品光結合デバイス用に適した溝が、題「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｆｅａｔｕｒｅ」を有し、弁護士整理番号７６６６１ＵＳ００２によって識別される、同一所有者の、同時に出願された、米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号に記載されており、本明細書に参照により組み込まれる。

いくつかの実施形態では、光導波路は、上述された実施形態において示される光導波路ファイバであり得る。いくつかの実施形態では、導波路は、導波路アレイ、例えば、ポリマー導波路アレイとして配列され得る。例えば、いくつかの実施形態では、光導波路は、基板内に作り上げられた１つ以上の一体化光導波路のアレイを含み得る。いくつかの実施形態では、光導波路は導波路アレイフィルム内に配列され得る。導波路アレイは、第１の部品を複数部品光結合デバイスの第２の部品に位置合わせするために用いられ得る。

図４及び図５は、導波路アレイ４０５、５０５が、第１の部品４０１、５０１を光結合デバイス４００、５００の第２の部品４０２、５０２に位置合わせするために用いられる、光結合デバイス４００、５００の一部の断面図を提供する。図４及び図５は、フィルム４０７、５０７内に配列された導波路コア４０６、５０６を含む、導波路アレイ４０５、５０５を示す。導波路アレイ４０５、５０５は、光結合デバイス４００、５００の第１の部品４０１、５０１と第２の部品４０２、５０２との導波路による位置合わせのために用いられる。図４の実施形態では、第２の部品４０２は、導波路アレイ４０５内の隆起４０９と係合するように構成された溝４１１を含む導波路による位置合わせ要素を含む。第１の部品４０１は、第２の部品４０２内の溝４１９と係合するように構成されたアレイ４０５内の隆起４１５を含む導波路による位置合わせ要素を含む。図５では、導波路による位置合わせ要素は、導波路フィルム５０５を貫くビア５０８と係合するように構成された第１及び第２の部品５０１、５０２内の隆起５１１、５１５を含む。

第１及び第２の部品３０１、４０１、５０１、３０２、４０２、５０２のために用いられる材料は同じであってもよく、又は第１の部品３０１、４０１、５０１のために用いられる材料は、第２の部品３０２、４０２、５０２のために用いられる材料と異なってもよい。いくつかの実施形態では、第１の部品３０１、４０１、５０１の材料は、レンズ及び／又はミラーなどの光作用要素を形成するための材料の光学特性及び適合性のために選択され得る。第２の部品３０２、４０２、５０２の材料は、機械的接続整列構造を形成するための材料の機械的特性及び適合性のために選択され得る。いくつかの実施形態では、第１の部品３０１、４０１、５０１の材料の熱膨張係数は第２の部品３０２、４０２、５０２の材料の熱膨張係数と同様である、又は実質的に等しい。

本明細書に記載されているアプローチと併せて用いられ得るフェルール、整列フレーム、及びコネクタに関する追加の情報が、本明細書において参照により組み込まれる、以下の同一所有者の、同時に出願された米国特許出願において提供されている：題「Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ ｗｉｔｈ Ｌａｔｃｈｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」を有し、弁護士整理番号７６６６３ＵＳ００２によって識別される、米国特許出願第６２／２３９，９９８号、題「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｅｒｒｕｌｅｓ」を有し、弁護士整理番号７６９８２ＵＳ００２によって識別される、米国特許出願第６２／２４０，０６９号、題「Ｆｅｒｒｕｌｅｓ，Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｆｒａｍｅｓ ａｎｄ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒｓ」を有し、弁護士整理番号７５７６７ＵＳ００２によって識別される、米国特許出願第６２／２４０，０６６号、題「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃａｂｌｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｗｉｔｈ Ｒｅｔａｉｎｅｒ」を有し、弁護士整理番号７６６６２ＵＳ００２によって識別される、米国特許出願第６２／２４０，００８号、題「Ｄｕｓｔ Ｍｉｔｉｇａｔｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ」を有し、弁護士整理番号７６６６４ＵＳ００２によって識別される、米国特許出願第６２／２４０，０００号、題「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｆｅａｔｕｒｅ」を有し、弁護士整理番号７６６６１ＵＳ００２によって識別される、米国特許出願第６２／２４０，００９号、題「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｅｒｒｕｌｅｓ ａｎｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｅｒｒｕｌｅ Ｍｏｌｄｓ」を有し、弁護士整理番号７５９８５ＵＳ００２によって識別される、米国特許出願第６２／２３９，９９６号、題「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｅｒｒｕｌｅｓ ｗｉｔｈ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｉｎａｃｃｅｓｓｉｂｌｅ Ｓｐａｃｅ」を有し、弁護士整理番号７６７７８ＵＳ００２によって識別される、米国特許出願第６２／２４０，００２号、題「Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｍｏｄｕｌａｒ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒｓ」を有し、弁護士整理番号７５９０７ＵＳ００２によって識別される、米国特許出願第６２／１０４，１９６号、及び題「Ｈｙｂｒｉｄ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒｓ」を有し、弁護士整理番号７６９０８ＵＳ００２によって識別される、米国特許出願第６２／２４０，００５号。

本開示に記載されている項目は以下のものを含む：
項目１．光結合デバイスであって、
第１の部品であって、
１つ以上の光導波路を受け入れ、固定するように構成された１つ以上の第１の受け入れ要素、及び
光導波路からの光の１つ以上の特性に、光を光フェルール内で伝搬する間に作用するように構成された１つ以上の光作用要素、
を含む第１の部品と、
第１の部品とは別個の第２の部品であって、この第２の部品は、
導波路を受け入れるように構成された１つ以上の第２の受け入れ要素であって、第１の受け入れ要素及び第２の受け入れ要素は、光導波路を用いて第２の部品と第１の部品を整列させるように構成されている、第２の受け入れ要素、並びに
相手方光結合デバイスと係合し、光結合デバイスを相手方光結合デバイスと整列させるように構成された１つ以上の接続整列構造、
を含む第２の部品と、
を備える光結合デバイス。

項目２． 第１の部品が第１の一体成型部品であり、第２の部品が第２の一体成型部品である、項目１に記載の光結合デバイス。

項目３． 第１の部品が第１の材料を含み、第２の部品が、第１の材料と異なる第２の材料を含む、項目１又は２に記載の光結合デバイス。

項目４． 第１の部品が、第２の部品の熱膨張係数と実質的に同じである熱膨張係数を有する、項目１〜３のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目５． 第１の部品が第２の部品の空洞内に少なくとも部分的に嵌まる、項目１〜４のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目６． 第２の部品が、第１の部品を保持するように構成されたクリップを含む、項目１〜５のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目７． 第１の部品が少なくとも１つの接続整列構造を含む、項目１〜６のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目８． 第１の部品の少なくとも１つの接続整列構造が、相手方光結合デバイスのソケットと係合するように構成されたピンを含む、項目７に記載の光結合デバイス。

項目９． 第１の部品が、相手方光結合デバイスの表面と摺動自在に接続するように構成された表面を含む、項目１〜８のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目１０． 光結合デバイス内で伝搬する光の１つ以上の特性が光の方向及び発散のうちの１つ以上を含む、項目１〜９のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目１１． 出力面を更に備え、光結合デバイス内で伝搬する光は、出力面によって透過された後に光結合デバイスを出て行き、出力面は第１の部品内に配置されている、項目１〜１０のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目１２． 第２の部品の接続整列構造が前方ストッパを含む、項目１〜１１のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目１３． 第２の部品の接続整列構造が、第２の部品から延びるアームを含む、項目１〜１２のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目１４． アームが弾性を有する、項目１３に記載の光結合デバイス。

項目１５． アームが、相手方光結合デバイスの側部と弾性的に係合し、光結合デバイス、その相手方光結合デバイスとの間の横方向の接続整列をもたらすように構成されている、項目１４に記載の光結合デバイス。

項目１６． 第１の受け入れ要素及び第２の受け入れ要素のうちの少なくとも一方が溝を含む、項目１〜１５のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目１７． 光導波路が光ファイバである、項目１〜１６のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目１８． 第１の受け入れ要素及び第２の受け入れ要素のうちの少なくとも一方が隆起を含む、項目１〜１５のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目１９． 光導波路が、基板内に作り上げられた１つ以上の一体化光導波路のアレイである、項目１に記載の光結合デバイス。

項目２０． 光導波路が導波路アレイフィルム内に配列されている、項目１に記載の光結合デバイス。

項目２１． 導波路フィルムが、第１の部品及び第２の部品の受け入れ要素のうちの少なくとも１つと係合するように構成された構造を含む、項目２０に記載の光結合デバイス。

項目２２． 光導波路フィルムの構造が、隆起、溝、及びビアのうちの少なくとも１つを含む、項目２１に記載の光結合デバイス。

項目２３． 第１の部品及び第２の部品が光フェルールの部品である、項目１〜２２のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目２４． 第１の部品が光フェルールであり、第２の部品が光コネクタのハウジングである、項目１〜２３のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目２５． 光結合デバイスであって、
第１の部品であって、
１つ以上の光導波路を受け入れ、固定するように構成された１つ以上の第１の受け入れ要素、
光結合デバイスを相手方光結合デバイスと整列させるように構成された１つ以上の第１の接続整列構造、
を含む第１の部品と、
第１の部品とは別個の第２の部品であって、この第２の部品は、
導波路を受け入れるように構成された１つ以上の第２の受け入れ要素であって、第１の受け入れ要素及び第２の受け入れ要素は、光導波路を用いて第２の部品と第１の部品を整列させるように構成されている、第２の受け入れ要素、並びに
相手方光結合デバイスと係合し、光結合デバイスを相手方光結合デバイスと整列させるように構成された１つ以上の第２の接続整列構造、
を含む第２の部品と、
を備える光結合デバイス。

項目２６． 第１の部品が第１の一体成型部品であり、第２の部品が第２の一体成型部品である、項目２５に記載の光結合デバイス。

項目２７． 第１の部品が第１の材料を含み、第２の部品が、第１の材料と異なる第２の材料を含む、項目２５又は２６に記載の光結合デバイス。

項目２８． 第１の部品が、第２の部品の熱膨張係数とほぼ同じである熱膨張係数を有する、項目２５〜２７のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目２９． 第２５の部品が第２の部品の空洞内に少なくとも部分的に嵌まる、項目１〜２８のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目３０． 第２の部品が、第１の部品を保持するように構成されたクリップを含む、項目２５〜２９のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目３１． 第１の接続整列構造が精密接続整列をもたらし、第２の接続整列構造が粗接続整列をもたらす、項目２５〜３０のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目３２． 第１の接続整列構造が、相手方光結合デバイスのソケット又はピンと係合するように構成されたピン又はソケットを含む、項目２５〜３１のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目３３． 第２の接続整列構造が、第２の部品から延びるアームを含む、項目２５〜３２のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目３４． 第１の受け入れ要素及び第２の受け入れ要素のうちの少なくとも一方が溝を含む、項目２５〜３３のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目３５． 第１の受け入れ要素及び第２の受け入れ要素のうちの少なくとも一方が隆起を含む、項目２５〜３４のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目３６． 光導波路が光ファイバである、項目２５〜３５のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目３７． 光導波路が、基板内に作り上げられた１つ以上の一体化光導波路のアレイである、項目２５〜３６のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目３８． 光導波路が導波路アレイフィルム内に配列されている、項目２５〜３６のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目３９． 導波路アレイフィルムが、第１の部品及び第２の部品の受け入れ要素のうちの少なくとも１つと係合するように構成された構造を含む、項目３８に記載の光結合デバイス。

項目４０． 光導波路フィルムの構造が、隆起、溝、及びビアのうちの少なくとも１つを含む、項目３９に記載の光結合デバイス。

項目４１． 第１の部品及び第２の部品が光フェルールの部品である、項目２５〜４０のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

項目４２． 第１の部品が光フェルールであり、第２の部品が光コネクタのハウジングである、項目２５〜４０のいずれか一項に記載の光結合デバイス。

特に指示のない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用する加工寸法（feature size）、量、及び物理的特性を表す全ての数は、全ての場合において、「約」という用語により修飾されていると理解すべきである。したがって、特に反対の記載がない限り、上記の明細書及び添付の特許請求の範囲において説明されている数値パラメータは、本明細書において開示される教示を利用して当業者が得ようとする所望の特性に応じて変わり得る近似値である。端点による数値範囲の使用は、その範囲内の全ての数（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）、及びその範囲内の任意の範囲を含む。

当業者には、上述された実施形態の様々な改変及び変更が明らかであり、本開示は、本明細書に記載される例示的な実施形態に限定されないことを理解すべきである。読者は、開示する１つの実施形態の特徴を、特に断りのない限りはその他の全ての開示する実施形態にもまた適用し得ると考えるべきである。本明細書で参照する全ての米国特許、特許出願、特許出願公開、並びに他の特許及び非特許文献は、上記の開示に矛盾しない範囲内で、参照により組み込まれていることも理解されたい。

Claims (10)

1. 光結合デバイスであって、
   第１の部品であって、
   １つ以上の光導波路を受け入れ、固定するように構成された１つ以上の第１の受け入れ要素、及び、
   前記光導波路からの光の１つ以上の特性に、前記光を前記光結合デバイス内で伝搬する間に作用するように構成された１つ以上の光作用要素、
   を含む第１の部品と、
   前記第１の部品とは別個の第２の部品であって、前記第２の部品は、
   前記導波路を受け入れるように構成された１つ以上の第２の受け入れ要素であって、前記第１の受け入れ要素及び前記第２の受け入れ要素は、前記光導波路を用いて前記第２の部品と前記第１の部品を整列させるように構成されている、第２の受け入れ要素、並びに
   相手方光結合デバイスと係合し、前記光結合デバイスを前記相手方光結合デバイスと整列させるように構成された１つ以上の接続整列構造、
   を含む第２の部品と、
   を備える、光結合デバイス。
2. 前記第１の部品が第１の一体成型部品であり、前記第２の部品が第２の一体成型部品である、請求項１に記載の光結合デバイス。
3. 前記第１の部品が第１の材料を含み、前記第２の部品が、前記第１の材料と異なる第２の材料を含む、請求項１に記載の光結合デバイス。
4. 前記第１の部品が前記第２の部品の空洞内に少なくとも部分的に嵌まる、請求項１に記載の光結合デバイス。
5. 前記第１の部品が、相手方光結合デバイスの表面と摺動自在に接続するように構成された表面を含む、請求項１に記載の光結合デバイス。
6. 前記第２の部品の前記接続整列構造が、前記第２の部品から延びる弾性アームを含み、前記アームは、相手方光結合デバイスの側部と弾性的に係合し、前記光結合デバイス、その前記相手方光結合デバイスとの間の横方向の接続整列をもたらすように構成されている、請求項１に記載の光結合器。
7. 前記第１の受け入れ要素及び前記第２の受け入れ要素のうちの少なくとも一方が溝を含む、請求項１に記載の光結合デバイス。
8. 前記第１の部品及び前記第２の部品が光フェルールの部品である、請求項１に記載の光結合デバイス。
9. 前記第１の部品が光フェルールであり、前記第２の部品が光コネクタのハウジングである、請求項１に記載の光結合デバイス。
10. 光結合デバイスであって、
    第１の部品であって、
    １つ以上の光導波路を受け入れ、固定するように構成された１つ以上の第１の受け入れ要素、
    前記光結合デバイスを相手方光結合デバイスと整列させるように構成された１つ以上の第１の接続整列構造、
    を含む第１の部品と、
    前記第１の部品とは別個の第２の部品であって、前記第２の部品は、
    前記導波路を受け入れるように構成された１つ以上の第２の受け入れ要素であって、前記第１の受け入れ要素及び前記第２の受け入れ要素は、前記光導波路を用いて前記第２の部品と前記第１の部品を整列させるように構成されている、第２の受け入れ要素、並びに
    相手方光結合デバイスと係合し、前記光結合デバイスを相手方光結合デバイスと整列させるように構成された１つ以上の第２の接続整列構造、
    を含む第２の部品と、
    を備える、光結合デバイス。

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