JP2021026103A - 光コネクタ - Google Patents

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哲 森島
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Abstract

【課題】量産性及び経済性を向上させ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１は、複数のコア層５１と、複数のコア層５１を覆うクラッド層５２を有する光導波路基板５と、光導波路基板５を収容する第１収容部を有する第１フェルール３と、複数の第１コア２１と、複数の第１コア２１を覆う第１クラッド２２とを有するマルチコア光ファイバ２を収容する第２収容部を有し、第１フェルール３に対向する第２フェルール４と、第１フェルール３に対する第２フェルール４の位置を決定すると共に、第１フェルール３と第２フェルール４が互いに分離可能なように第１フェルール３と第２フェルール４とを固定するように構成された第１位置決め機構と、を備える。複数のコア層５１の各々が、空隙を介して、複数の第１コア２１のうち対応する一つと光学的に接続されるように第２フェルール４が配置されている。【選択図】図１

Description

本開示は、光コネクタに関する。
光ファイバと光導波路とを互いに光学的に接続する技術が知られている。例えば、非特許文献１に開示された平面光波回路（ＰＬＣ）モジュールによれば、光ファイバのコアとＰＬＣのコア層とが互いに位置合わせされた上で、接着剤によって光ファイバとＰＬＣが互いに固定されている。
また、非特許文献２では、複数のシングルモードファイバ（ＳＭＦ）とマルチコアファイバ（ＭＣＦ）とを光学的に接続するための空間マルチプレクサとして機能する光導波路が開示されている。非特許文献２に開示された光導波路によれば、ＳＭＦと光導波路のコア層とが互いに位置合わせされると共に、ＭＣＦと光導波路のコア層が互いに位置合わせされる。その後、ＳＭＦが当該光導波路の一方の端面に接着剤により固定されると共に、ＭＣＦが当該光導波路の他方の端面に接着剤により固定される。
また、非特許文献３によれば、アライメント装置を用いずに複数の光ファイバとＰＬＣが位置合わせされるＰＬＣ型ポンプコンバイナが開示されている。当該ポンプコンバイナによれば、ＰＬＣを保持するフェルールに設けられたガイド穴と光ファイバを保持するフェルールに設けられたガイド穴のそれぞれにガイドピンが挿入されることで、ＰＬＣと光ファイバとが互いに位置合わせされる。その後、ＰＬＣのコア層と光ファイバのコア間の空隙を埋めるために、クリップで２つのフェルールを挟み込むことでＰＬＣのコア層の端面と光ファイバのコアの端面とを互いに物理的に接触させている。
Takahiro Ono et al.: PLC Products for FTTH System, Furukawa Review No. 26, 2004, pp. 6-11 Paul Mitchell et al. : "57 Channel (19x3) Spatial Multiplexer Fabricated using Direct Laser Inscription", OFC 2014 M3K.5 Koji Seo et al.: Development of High-Power Stable PLC-Type Pump Combiner, Furukawa Review, No. 23 2003, pp. 48-52
しかしながら、非特許文献１や非特許文献２に開示された技術では、アライメント装置を用いて光ファイバと光導波路とを精密に位置合わせする必要があるため、量産性の観点から課題が残る。さらに、光ファイバと光導波路が接着剤によって互いに固定されているため、光導波路と光ファイバを互いに分離できない。このため、光導波路と光ファイバのうち一方が故障した場合では、光導波路と光ファイバを含む光デバイス全体の交換が必要となってしまい、光デバイスの経済性の観点において課題が残る。
さらに、非特許文献３に開示された技術では、ＰＬＣのコア層の端面と光ファイバのコアの端面とを互いに物理的に接触させるために、ＰＬＣの端面と光ファイバの端面とを高い精度で研磨する必要がある。さらに、クリップ等を用いて２つのフェルール間の接触面に強い押圧力を加える必要がある。このように、ポンプコンバイナの量産性の観点において課題が残る。
このように、量産性や経済性の観点より、光ファイバと光導波路とが互いに光学的に接続された光結合構造について改善の余地がある。
本開示は、量産性及び経済性を向上させ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。
本開示の一態様の光コネクタは、
複数の高屈折率領域と、前記複数の高屈折率領域の屈折率よりも小さな屈折率を有し当該複数の高屈折率領域を覆う低屈折率領域を有する光導波路基板と、
前記光導波路基板を収容する第１収容部を有する第１フェルールと、
複数の第１コアと、前記複数の第１コアの屈折率よりも小さな屈折率を有し当該複数の第１コアを覆う第１クラッドとを有するマルチコア光ファイバを収容する第２収容部を有し、前記第１フェルールに対向する第２フェルールと、
前記第１フェルールに対する前記第２フェルールの位置を決定すると共に、前記第１フェルールと前記第２フェルールが互いに分離可能なように前記第１フェルールと前記第２フェルールとを固定するように構成された第１位置決め機構と、
を備える。
前記光導波路基板は、前記マルチコア光ファイバに対向する第１端面と、前記第１端面とは反対側に位置する第２端面とを有する。
前記第１端面における前記複数の高屈折率領域のうちの隣接する高屈折率領域間の間隔は、前記第２端面における前記複数の高屈折率領域のうちの隣接する高屈折率領域間の間隔よりも狭い。
前記複数の高屈折率領域の各々が、空隙を介して、前記複数の第１コアのうち対応する一つと光学的に接続されるように前記第２フェルールが配置されている。
本開示によれば、量産性及び経済性を向上させることが可能な光コネクタを提供することができる。
第２フェルールと第３フェルールが第１フェルールに固定される前の状態における第１実施形態に係る光コネクタを示す模式図である。 Ｙ軸方向正の向きを見た第２フェルールの端面を示す図である。 Ｙ軸方向負の向きを見た第１フェルールの第１端面を示す図である。 Ｙ軸方向正の向きを見た第１フェルールの第２端面を示す図である。 Ｙ軸方向負の向きを見た第３フェルールの端面を示す図である。 図１に示すＡ−Ａ線に沿って切断された光導波路基板を模式的に示す断面図である。 第２フェルールと第３フェルールが第１フェルールに固定された状態における第１実施形態に係る光コネクタを示す模式図である。 第２フェルールと第３フェルールが第１フェルールに固定される前の状態における第１実施形態の変形例に係る光コネクタを示す模式図である。 第２フェルールと第３フェルールが第１フェルールに固定される前の状態における第２実施形態に係る光コネクタを示す模式図である。 Ｙ軸方向正の向きを見た第１スペーサを示す図である。 Ｙ軸方向負の向きを見た第１フェルールの第１端面を示す図である。 Ｙ軸方向正の向きを見た第１フェルールの第２端面を示す図である。 Ｙ軸方向負の向きを見た第３フェルールの端面を示す図である。 第２フェルールと第３フェルールが第１フェルールに固定された状態における第２実施形態に係る光コネクタを示す模式図である。
［本発明の実施形態の説明］
本発明の実施形態の概要を説明する。
（１）複数の高屈折率領域と、前記複数の高屈折率領域の屈折率よりも小さな屈折率を有し当該複数の高屈折率領域を覆う低屈折率領域を有する光導波路基板と、
前記光導波路基板を収容する第１収容部を有する第１フェルールと、
複数の第１コアと、前記複数の第１コアの屈折率よりも小さな屈折率を有し当該複数の第１コアを覆う第１クラッドとを有するマルチコア光ファイバを収容する第２収容部を有し、前記第１フェルールに対向する第２フェルールと、
前記第１フェルールに対する前記第２フェルールの位置を決定すると共に、前記第１フェルールと前記第２フェルールが互いに分離可能なように前記第１フェルールと前記第２フェルールとを固定するように構成された第１位置決め機構と、
を備え、
前記光導波路基板は、前記マルチコア光ファイバに対向する第１端面と、前記第１端面とは反対側に位置する第２端面とを有し、
前記第１端面における前記複数の高屈折率領域のうちの隣接する高屈折率領域間の間隔は、前記第２端面における前記複数の高屈折率領域のうちの隣接する高屈折率領域間の間隔よりも狭く、
前記複数の高屈折率領域の各々が、空隙を介して、前記複数の第１コアのうち対応する一つと光学的に接続されるように前記第２フェルールが配置されている、
光コネクタ。
上記構成によれば、第１フェルールに対する第２フェルールの位置が第１位置決め機構により決定されている。さらに、第１フェルールと第２フェルールが互いに分離可能なように第１フェルールと第２フェルールとが第１位置決め機構により互いに固定されている。このように、アライメント装置を用いずに光導波路基板の高屈折率領域と第１光ファイバの第１コアとを互いに位置決めすることが可能となるため、光コネクタの量産性を向上させることが可能となる。
さらに、接着剤等を用いずに光導波路基板とマルチコア光ファイバとを固定することができると共に、光導波路基板とマルチコア光ファイバとを互いに分離することができる。このように、光コネクタの一部（例えば、光導波路基板）に故障があったとしても、光コネクタ全体を交換する必要がなく、故障した光コネクタの一部のみを交換することが可能となる。このため、光コネクタの経済性を向上させることが可能となる。
また、複数の高屈折率領域の各々が、空隙を介して、複数の第１コアのうち対応する一つと光学的に接続されているため、光導波路基板とマルチコア光ファイバとを互いに物理的に接触させる必要がない。このため、光導波路基板及びマルチコア光ファイバに強い押圧力を加える必要がないと共に、光導波路基板の端面とマルチコア光ファイバの端面を精密に研磨する必要もない。このように、光コネクタの量産性を向上させることが可能となる。
（２）前記第１フェルールと前記第２フェルールとの間に設けられ、前記複数の高屈折率領域と前記複数の第１コアとの間に空隙を形成するように構成された第１スペーサをさらに備える、項目（１）に記載の光コネクタ。
上記構成によれば、第１スペーサによって複数の高屈折率領域と複数の第１コアとの間に空隙を形成することができる。このように、第１スペーサによって形成された空隙を介して、前記複数の高屈折率領域の各々を複数の第１コアのうち対応する一つと光学的に接続させることができる。
（３）前記第１スペーサは、
第１上側スペーサと、
前記第２収容部を介して前記第１上側スペーサと対向する第１下側スペーサと、
を有する、項目（２）に記載の光コネクタ。
上記構成によれば、マルチコア光ファイバが収容される第２収容部を介して第１上側スペーサと第１下側スペーサが互いに対向している。このように、光導波路基板の高屈折率領域とマルチコア光ファイバの第１コアとを互いに平行に配置することができるため、高屈折率領域と第１コアとの間の結合損失を抑制することが可能となる。
（４）前記マルチコア光ファイバの端面と前記光導波路基板の第１端面との間の距離は、前記第１フェルールに対向する前記第２フェルールの端面と前記光導波路基板の第１端面との間の距離よりも大きい、項目（１）に記載の光コネクタ。
上記構成によれば、スペーサを設けずに、光導波路基板の高屈折率領域とマルチコア光ファイバの第１コアとの間に空隙を形成することができる。このように、光コネクタの部品点数を削減することができる。
（５）前記第１位置決め機構は、
前記第１フェルールに設けられた第１ガイド穴と、
前記第２フェルールに設けられた第２ガイド穴と、
前記第１ガイド穴及び前記第２ガイド穴に挿入された第１ガイドピンと、
を有する、項目（１）から項目（４）のうちいずれか一項に記載の光コネクタ。
上記構成によれば、第１ガイド穴と第２ガイド穴に挿入された第１ガイドピンによって、第１フェルールに対する第２フェルールの位置を決定することができる。さらに、当該第１ガイドピンによって第１フェルールと第２フェルールが互いに分離可能なように第１フェルールと第２フェルールとを互いに固定することができる。
（６）前記第１位置決め機構は、
前記１フェルールに取り付けられると共に、前記第２フェルールを収容するように構成されたスリーブを有し、
前記スリーブの内径は、前記第２フェルールの外径よりも小さい、
項目（１）から項目（４）のうちいずれか一項に記載の光コネクタ。
上記構成によれば、第２フェルールがスリーブに収容されることで、第１フェルールに対する第２フェルールの位置を決定することができる。さらに、当該スリーブによって、第１フェルールと第２フェルールが互いに分離可能なように第１フェルールと第２フェルールとを互いに固定することができる。
（７）複数の第３収容部を有し、前記第１フェルールに対向する第３フェルールと、
前記第１フェルールに対する前記第３フェルールの位置を決定すると共に、前記第１フェルールと前記第３フェルールが互いに分離可能なように前記第１フェルールと前記第３フェルールとを固定するように構成された第２位置決め機構と、
をさらに備え、
前記複数の第３収容部の各々は、第２コアと当該第２コアを覆う第２クラッドとを有する複数のシングルコア光ファイバのうちの対応する一つを収容するように構成され、
前記複数の高屈折率領域の各々が、空隙を介して、前記複数の第２コアのうちの対応する一つと光学的に接続されるように前記第３フェルールが配置され、
前記複数の第２コアの各々は、前記光導波路基板を介して、前記複数の第１コアのうちの対応する一つと光学的に接続される、
項目（１）から項目（６）のうちいずれか一項に記載の光コネクタ。
上記構成によれば、複数のシングルコア光ファイバ（ＳＣＦ）とマルチコア光ファイバ（ＭＣＦ）を光学的に接続可能な光コネクタを提供することができる。
また、第１フェルールに対する第３フェルールの位置が第２位置決め機構により決定されている。さらに、第１フェルールと第３フェルールが互いに分離可能なように第１フェルールと第３フェルールとが第２位置決め機構により互いに固定されている。このように、アライメント装置を用いずに光導波路基板の高屈折率領域とシングルコア光ファイバの第２コアとを互いに位置決めすることが可能となるため、光コネクタの量産性を向上させることが可能となる。
さらに、接着剤等を用いずに光導波路基板とシングルコア光ファイバとを固定することができると共に、光導波路基板とシングルコア光ファイバとを互いに分離することができる。このように、光コネクタの一部（例えば、光導波路基板）に故障があったとしても、光コネクタ全体を交換する必要がなく、故障した光コネクタの一部のみを交換することが可能となる。このため、光コネクタの経済性を向上させることが可能となる。
また、前記複数の高屈折率領域の各々が、空隙を介して、複数の第２コアのうち対応する一つと光学的に接続されているため、光導波路基板とシングルコア光ファイバとを互いに物理的に接触させる必要がない。このため、光導波路基板及びシングルコア光ファイバに強い押圧力を加える必要がないと共に、光導波路基板の端面とシングルコア光ファイバの端面を精密に研磨する必要もない。このように、光コネクタの量産性を向上させることが可能となる。
（８）前記第１フェルールと前記第３フェルールとの間に設けられ、前記複数の高屈折率領域と前記複数の第２コアとの間に空隙を形成するように構成された第２スペーサをさらに備える、項目（７）に記載の光コネクタ。
上記構成によれば、第２スペーサによって複数の高屈折率領域と複数の第２コアとの間に空隙を形成することができる。このように、第２スペーサによって形成された空隙を介して、前記複数の高屈折率領域の各々を複数の第２コアのうち対応する一つと光学的に接続させることができる。
（９）前記第２位置決め機構は、
前記第１フェルールに設けられた第１ガイド穴と、
前記第３フェルールに設けられた第３ガイド穴と、
前記第１ガイド穴及び前記第３ガイド穴に挿入される第２ガイドピンと、
を有する、項目（７）又は項目（８）に記載の光コネクタ。
上記構成によれば、第１ガイド穴と第３ガイド穴に挿入された第２ガイドピンによって、第１フェルールに対する第３フェルールの位置を決定することができる。さらに、当該第２ガイドピンによって第１フェルールと第３フェルールが互いに分離可能なように第１フェルールと第３フェルールとが互いに固定されうる。
（１０）前記光導波路基板の第１端面及び第２端面のうち少なくとも一方は、前記光導波路基板の上面に対して傾斜した傾斜面として形成されている、項目（１）から項目（９）のうちいずれか一項に記載の光コネクタ。
上記構成によれば、光導波路基板の第１端面及び第２端面のうち少なくとも一方が傾斜面として形成されているため、第１端面及び第２端面のうち少なくとも一方によって生じるフレネル反射損失を抑えることが可能となる。このように、マルチコア光ファイバ（ＭＣＦ）とシングルコア光ファイバ（ＳＣＦ）との間の結合損失を抑制することが可能となる。
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態の説明において既に説明された部材と同一の参照番号を有する部材については、説明の便宜上、その説明は省略する。また、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。
また、本実施形態の説明では、本実施形態の理解を容易にするために、適宜、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸について言及する。尚、これらの方向は、図１に示す光コネクタ１に設定された相対的な方向である。従って、光コネクタ１の回転に伴いＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸も回転する。
（第１実施形態）
図１から図４を参照して第１実施形態に係る光コネクタ１について以下に説明する。図１は、第２フェルール４と第３フェルール６が第１フェルール３に固定される前の状態における光コネクタ１を示す模式図である。図２Ａは、第２フェルール４の、第１フェルール２に対向する端面４３を示す図である。図２Ｂは、第１フェルール３の、第２フェルール４に対向する第１端面３５を示す図である。図２Ｃは、第１フェルール３の、第１端面３５とは反対側に位置し、第３フェルール６に対向する第２端面３６を示す図である。図２Ｄは、第３フェルール６の、第１フェルールに対向する端面６２を示す図である。図３は、図１に示すＡ−Ａ線に沿って切断された光導波路基板５を模式的に示す断面図である。図４は、第２フェルール４と第３フェルール６が第１フェルール３に固定された状態における光コネクタ１を示す模式図である。
図１に示すように、光コネクタ１は、第１フェルール３と、光導波路基板５と、第２フェルール４と、第１スペーサ４７と、第３フェルール６と、第２スペーサ６７とを備える。
図１，図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、第１フェルール３は、第１端面３５と、第２端面３６とを有する。第１フェルール３は、第１収容部３８と、一対の第１ガイド穴３７とをさらに有する。
第１収容部３８は、Ｙ軸方向において第1端面３５と第２端面３６との間を延びる中空の収容部であり、光導波路基板５を収容している。光導波路基板５が第１収容部３８に収容されることで、第１フェルール３に対する光導波路基板５の位置決めが完了する。一対の第１ガイド穴３７は、Ｙ軸方向において第1端面３５と第２端面３６との間に延びている。
光導波路基板５は、平面光波回路（ＰＬＣ）であり、Ｙ軸方向に延びる４つのコア層５１（高屈折領域の一例）と４つのコア層５１を覆うクラッド層５２（低屈折領域の一例）とを有する。光導波路基板５は、マルチコア光ファイバ２に対向する第１端面５３と、第１端面５３とは反対側に位置し、シングルコア光ファイバ７と対向する第２端面５４とをさらに有する。各コア層５１は、光が伝搬する光路として機能する。各コア層５１の屈折率は、クラッド層５２の屈折率よりも大きい。各コア層５１は、横モードとしてシングルモードのみを許容してもよい。４つのコア層５１は、Ｘ軸方向に配列されていると共に、第１端面５３から第２端面５４に向かうに連れて隣接するコア層５１間の間隔Ｄが広がる。
図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、第１端面５３における隣接するコア層５１間の間隔Ｄ１は、第２端面５４における隣接するコア層５１間の間隔Ｄ２よりも狭くなるように、４つのコア層５１が光導波路基板５にある。
また、図３に示すように、光導波路基板５の第１端面５３は、光導波路基板５の上面５８に対して傾斜した面である。同様に、光導波路基板５の第２端面５４は、上面５８に対して傾斜した面である。例えば、第１端面５３及び第２端面５４を研磨することで、これらの端面を傾斜面とすることができる。第１端面５３と上面５８とによって形成される角度θ２は、例えば、８２°である。また、第２端面５４と上面５８とによって形成される角度θ１は、例えば、８２°である。
このように、第１端面５３及び第２端面５４が傾斜面であるため、第１端面５３及び第２端面５４によって生じるフレネル反射損失を抑えることが可能となる。特に、各コア層５１の両端面によって生じるフレネル反射損失を抑えることが可能となる。従って、マルチコア光ファイバ２とシングルコア光ファイバ７との間の結合損失を抑制することが可能な光コネクタ１を提供することが可能となる。
尚、本実施形態では、第１端面５３及び第２端面５４の両方が傾斜面であるが、第１端面５３と第２端面５４のうちのいずれか一方のみが傾斜面であってもよい。また、第１端面５３及び第２端面５４のうちの少なくとも一方が傾斜面である代わりに、第１端面５３及び第２端面５４のうちの少なくとも一方がＡＲ（反射防止）コーティングを有してもよい。この場合でも同様に、各コア層５１の両端面によって生じるフレネル反射損失を抑えることができる。
また、第１コア２１の端面に生じるフレネル反射損失を低減するために、第１コア２１の端面が傾斜面であってもよいし、第１コア２１の端面がＡＲコーティングを有してもよい。
図１及び図２Ａに示すように、第２フェルール４は、端面４３と、端面４３とは反対側に位置する端面４２とを有する。第２フェルール４は、第２収容部４８と、一対の第２ガイド穴４６をさらに有する。第１フェルール３と第２フェルール４とは、一対の第１ガイドピン４５により位置決めされる。
第２収容部４８は、Ｙ軸方向において端面４３と端面４２との間を延びた中空の収容部であって、マルチコア光ファイバ２を収容している。マルチコア光ファイバ２が第２収容部４８に収容されることで、第２フェルール４に対するマルチコア光ファイバ２の位置決めが完了する。一対の第２ガイド穴４６は、Ｙ軸方向において端面４２と端面４３との間を延びている。一対の第１ガイドピン４５の各々は、一対の第２ガイド穴４６のうちの対応する一つに挿入された状態で、接着剤によって第２フェルール４に固定されている。例えば、第１ガイドピン４５の径は、第１ガイド穴３７の径よりも僅かに（例えば、３μｍ〜５μｍの範囲内）小さくてもよい。
マルチコア光ファイバ２（ＭＣＦ）は、Ｙ軸方向に延びる４つの第１コア２１、４つの第１コア２１を覆う第１クラッド２２を有する。各第１コア２１は、光が伝搬する光路として機能する。各第１コア２１の屈折率は、第１クラッド２２の屈折率よりも大きい。各第１コア２１は、横モードとしてシングルモードのみを許容してもよい。４つの第１コア２１は、Ｘ軸方向に配列されている。本実施形態では、マルチコア光ファイバ２の端面２３が第２フェルール４の端面４３と同一平面となっている。
マルチコア光ファイバ２が第２収容部４８に挿入された状態で、４つの第１コア２１の配列方向が一対の第１ガイドピン４５の中心を通る中心線Ａｘに対して平行となるように、マルチコア光ファイバ２の回転位置が調整されてもよい。
この場合、図示しないアライメント装置が、カメラ等によって取得された第２フェルール４の端面４３を示す画像データに基づいて、第１コア２１の配列方向が中心線Ａｘと平行となるように、マルチコア光ファイバ２の回転位置を自動的に調整してもよい。
また、各第１コア２１の先端にＧＲＩＮレンズが設けられてもよい。ＧＲＩＮレンズは、コア層５１から出力された光を第１コア２１に向けて集光することができると共に、第１コア２１から出力された発散光を平行光に変換することができる。さらに、各第１コア２１の端面に生じるフレネル反射損失を低減するために、各第１コア２１の端面が傾斜面であってもよい。
図２Ａに示すように、第１スペーサ４７は、第１上側スペーサ４７０と、第１下側スペーサ４７１とを有する。第１上側スペーサ４７０と第１下側スペーサ４７１は、第２フェルール４の端面４３上に配置されている。第１上側スペーサ４７０と第１下側スペーサ４７１は、例えば、樹脂テープであってもよい。
第１上側スペーサ４７０と第１下側スペーサ４７１の膜厚は、例えば、１０μｍ以下であってもよい。本実施形態では、第１スペーサ４７が第１フェルール３と第２フェルール４との間に設けられているため、第１フェルール３と第２フェルール４が互いに固定された状態（図４参照）において、コア層５１と第１コア２１との間に空隙が形成される。特に、第１フェルール３と第２フェルール４が一対の第１ガイドピン４５によって互いに固定された状態において、コア層５１と第１コア２１との間の空隙は、第１スペーサ４７の膜厚によって規定される。
また、第１上側スペーサ４７０は、第２収容部４８を介して、第１下側スペーサ４７１と対向するように配置されている。この点において、第１上側スペーサ４７０と第１下側スペーサ４７１は、中心線Ａｘに対して対称に配置されてもよい。
このように、第２収容部４８を介して第１上側スペーサ４７０と第１下側スペーサ４７１が互いに対向しているため、コア層５１と第１コア２１とを互いに平行に配置することができる。このように、コア層５１と第１コア２１との間の結合損失を抑制することが可能となる。
図１及び図２Ｄに示すように、第３フェルール６は、端面６２と、端面６２とは反対側に位置する端面６３とを有する。第３フェルール６は、４つの第３収容部６８と、一対の第３ガイド穴６６をさらに有する。第１フェルール３と第３フェルール４とは、一対の第２ガイドピン６５により位置決めされる。
各第３収容部６８は、Ｙ軸方向において端面６２と端面６３との間を延びた中空の収容部であって、４つのシングルコア光ファイバ７（ＳＣＦ）のうちの対応する一つを収容するように構成されている。各シングルコア光ファイバ７が対応する第３収容部６８に収容されることで、第３フェルール６に対する各シングルコア光ファイバ７の位置決めが完了する。４つの第３収容部６８は、Ｘ軸方向に配列されているため、４つのシングルコア光ファイバ７もＸ軸方向に配列されている。一対の第３ガイド穴６６は、Ｙ軸方向において端面６２と端面６３との間を延びている。一対の第２ガイドピン６５の各々は、一対の第３ガイド穴６６のうちの対応する一つに挿入された状態で、接着剤によって第３フェルール６に固定されている。例えば、第２ガイドピン６５の径は、第１ガイド穴３７の径よりも僅かに（例えば、３μｍ〜５μｍの範囲内）小さくてもよい。
各シングルコア光ファイバ７は、Ｙ軸方向に延びる単一の第２コア７１と、第２コア７１を覆う第２クラッド７２とを有する。第２コア７１は、光が伝搬する光路として機能する。第２コア７１の屈折率は、第２クラッド７２の屈折率よりも大きい。第２コア７１は、横モードとしてシングルモードのみを許容してもよい。本実施形態では、シングルコア光ファイバ７の端面７３が第３フェルール６の端面６２と同一平面となっている。
また、第２コア７１の先端にＧＲＩＮレンズが設けられてもよい。ＧＲＩＮレンズは、コア層５１から出射された光を第２コア７１に向けて集光することができると共に、第２コア７１から出射された発散光を平行光に変換することができる。さらに、第２コア７１の端面によるフレネル反射損失を低減するために、第２コア７１の端面が傾斜面であってもよいし、第２コア７１がＡＲコーティングを有してもよい。
図２Ｄに示すように、第２スペーサ６７は、第２上側スペーサ６７０と、第２下側スペーサ６７１とを有する。第２上側スペーサ６７０と第２下側スペーサ６７１は、第３フェルール６の端面６２上に配置されている。第２上側スペーサ６７０と第２下側スペーサ６７１は、例えば、樹脂テープであってもよい。
第２上側スペーサ６７０と第２下側スペーサ６７１の膜厚は、例えば、１０μｍ以下であってもよい。本実施形態では、第２スペーサ６７が第１フェルール３と第３フェルール６との間に設けられている。このため、第１フェルール３と第３フェルール６が互いに固定された状態（図４参照）において、コア層５１と第２コア７１との間に空隙が形成される。特に、第１フェルール３と第３フェルール６が一対の第２ガイドピン６５によって互いに固定された状態において、コア層５１と第１コア２１との間の空隙は、第２スペーサ６７の膜厚によって規定される。
また、第２上側スペーサ６７０は、４つの第３収容部６８を介して、第２下側スペーサ６７１と対向するように配置されている。この点において、第２上側スペーサ６７０と第２下側スペーサ６７１は、第３フェルール６のＺ軸方向における中心を通る中心線（図示せず）に対して対称に配置されてもよい。
このように、４つの第３収容部６８を介して第２上側スペーサ６７０と第２下側スペーサ６７１が互いに対向しているため、コア層５１と第２コア７１とを互いに平行に配置することができるため、コア層５１と第２コア７１との間の結合損失を抑制することが可能となる。
次に、図４に示すように、第２フェルール４が第１フェルール３に固定されると共に、第３フェルール６が第１フェルール３に固定された状態について以下に説明を行う。
図４に示すように、一対の第１ガイドピン４５の各々が第１フェルール３に設けられた対応する第１ガイド穴３７に挿入されることで、第２フェルール４が第１フェルール３に固定されると共に、第１フェルール３に対する第２フェルール４の位置が決定される。このように、光導波路基板５のコア層５１に対するマルチコア光ファイバ２の第１コア２１の位置が決定される。また、第１ガイド穴３７に挿入された第１ガイドピン４５は、接着剤等によって第１フェルール３に接着されない。この点において、図示しないクリップ等によって、第１フェルール３と第２フェルール４との間並びに第１フェルール３と第３フェルール６との間に押圧力が付与されてもよい。
本実施形態では、一対の第１ガイド穴３７と、一対の第２ガイド穴４６と、一対の第１ガイドピン４５が、第１フェルール３に対する第２フェルール４の位置を決定すると共に、第１フェルール３と第２フェルール４が互いに分離可能なように第１フェルール３と第２フェルール４とを固定する第１位置決め機構として機能する。
さらに、第１フェルール３と第２フェルール４との間に第１スペーサ４７が設けられているため、４つのコア層５１と４つの第１コア２１との間に空隙が形成される。このように、４つのコア層５１の各々が、第１スペーサ４７によって形成された空隙を介して、４つの第１コア２１のうちの対応する一つに光学的に接続される。
本実施形態によれば、第１フェルール３に対する第２フェルール４の位置が第１ガイド穴３７と第１ガイドピン４５により決定される。さらに、第１フェルール３と第２フェルール４が互いに分離可能なように第１フェルール３と第２フェルール４とが互いに固定される。このように、アライメント装置等を用いずに光導波路基板５のコア層５１とマルチコア光ファイバ２の第１コア２１を互いに位置決めすることが可能となるため、光コネクタ１の量産性を向上させることが可能となる。
さらに、接着剤等を用いずに光導波路基板５とマルチコア光ファイバ２とを固定することができると共に、光導波路基板５とマルチコア光ファイバ２とを互いに分離することができる。このように、光コネクタ１の一部（例えば、光導波路基板５）に故障があったとしても、光コネクタ１全体を交換する必要がなく、故障した光コネクタ１の一部のみを交換することが可能となる。このため、光コネクタ１の経済性を向上させることが可能となる。
また、４つのコア層５１の各々が空隙を介して４つの第１コア２１のうちの対応する一つに光学的に接続されているため、光導波路基板５とマルチコア光ファイバ２とを互いに物理的に接触させる必要がない。このため、光導波路基板５及びマルチコア光ファイバ２に強い押圧力を加える必要がないと共に、光導波路基板５の第１端面５３とマルチコア光ファイバ２の端面２３を精密に研磨する必要もない。このように、光コネクタ１の量産性を向上させることが可能となる。
また、図４に示すように、一対の第２ガイドピン６５の各々が対応する第１ガイド穴３７に挿入されることで、第３フェルール６が第１フェルール３に固定されると共に、第１フェルール３に対する第３フェルール６の位置が決定される。このように、光導波路基板５の各コア層５１に対する各シングルコア光ファイバ７の第２コア７１の位置が決定される。また、第１ガイド穴３７に挿入された第２ガイドピン６５は、接着剤等によって第１フェルール３に接着されない。
本実施形態では、一対の第１ガイド穴３７と、一対の第３ガイド穴６６と、一対の第２ガイドピン６５が、第１フェルール３に対する第３フェルール６の位置を決定すると共に、第１フェルール３と第３フェルール６が互いに分離可能なように第１フェルール３と第３フェルール６とを固定するように構成された第２位置決め機構として機能する。
さらに、第１フェルール３と第３フェルール６との間に第２スペーサ６７が設けられているため、４つのコア層５１と４つの第２コア７１との間に空隙が形成される。このように、４つのコア層５１の各々が、第２スペーサ６７によって形成された空隙を介して、４つの第２コア７１のうちの対応する一つに光学的に接続される。
本実施形態によれば、第１フェルール３に対する第３フェルール６の位置が第１ガイド穴３７と第２ガイドピン６５により決定される。さらに、第１フェルール３と第３フェルール６が互いに分離可能なように第１フェルール３と第３フェルール６とが互いに固定される。このように、アライメント装置等を用いずに光導波路基板５のコア層５１と各シングルコア光ファイバ７の第２コア７１とを互いに位置決めすることが可能となるため、光コネクタ１の量産性を向上させることが可能となる。
さらに、接着剤等を用いずに光導波路基板５と各シングルコア光ファイバ７とを固定することができると共に、光導波路基板５と各シングルコア光ファイバ７とを互いに分離することができる。このように、光コネクタ１の一部（例えば、光導波路基板５）に故障があったとしても、光コネクタ１全体を交換する必要がなく、故障した光コネクタ１の一部のみを交換することが可能となる。このため、光コネクタ１の経済性を向上させることが可能となる。
また、４つのコア層５１の各々が空隙を介して４つの第２コア７１のうちの対応する一つに光学的に接続されているため、光導波路基板５と各シングルコア光ファイバ７とを互いに物理的に接触させる必要がない。このため、光導波路基板５及び各シングルコア光ファイバ７に強い押圧力を加える必要がないと共に、光導波路基板５の第２端面５４と各シングルコア光ファイバ７の端面７３を精密に研磨する必要もない。このように、光コネクタ１の量産性を向上させることが可能となる。
また、４つの第２コア７１の各々は、光導波路基板５を介して、４つの第１コア２１のうちの対応する一つと光学的に接続されるため、各シングルコア光ファイバ７とマルチコア光ファイバ２を光学的に接続可能な光コネクタ１を提供することができる。
尚、本実施形態では、４つのシングルコア光ファイバ７と、４つのコア層５１と、４つの第１コア２１を有するマルチコア光ファイバ２が一例として挙げられているが、これらの個数は特に限定されるものではない。例えば、シングルコア光ファイバ７の個数がＮ個（Ｎ＞１）である場合に、コア層５１と第１コアの個数もＮ個となる。
また、第１ガイドピン４５は、第１フェルール３の第１ガイド穴３７に挿入された状態で、接着剤を介して第１フェルール３に固定されていてもよい。第２ガイドピン６５も同様に第１ガイド穴３７に挿入された状態で、接着剤を介して第１フェルール３に固定されていてもよい。この場合、第２フェルール４が第１フェルール３に位置決め及び固定されるときには、一対の第１ガイドピン４５は、一対の第２ガイド穴４６の対応する一つに挿入される。また、第３フェルール６が第１フェルール３に位置決め及び固定されるときには、一対の第２ガイドピン６５は、一対の第３ガイド穴６６の対応する一つに挿入される。
また、第１スペーサ４７は、第１フェルール３の第１端面３５上に配置されてもよい。同様に、第２スペーサ６７は、第１フェルールの第２端面３６上に配置されてもよい。
（変形例）
次に、図５を参照して第１実施形態の変形例に係る光コネクタ１Ａについて以下に説明する。尚、以降の説明では、第１実施形態において既に説明された構成要素と同一の参照番号を有する構成要素について繰り返し説明は行わない。図５は、第２フェルール４と第３フェルール６が第１フェルール３に固定される前の状態における光コネクタ１Ａを示す模式図である。
図５に示すように、光コネクタ１Ａは、第２フェルール４及び第３フェルール６の端面にスペーサが設けられていない点で第１実施形態の光コネクタ１と大きく相違する。即ち、変形例に係る光コネクタ１Ａによれば、第２フェルール４の端面４３上に設けられた第１スペーサ４７の代わりに（図１参照）、マルチコア光ファイバ２の端面２３の位置が第２フェルール４の端面４３の位置から後退している。換言すれば、Ｙ軸方向におけるマルチコア光ファイバ２の端面２３と光導波路基板５の第１端面５３との間の距離は、Ｙ軸方向における端面４３と第１端面５３との間の距離よりも大きくなる。このように、第１スペーサ４７を設けずに、光導波路基板５のコア層５１とマルチコア光ファイバ２の第１コア２１との間に空隙を形成することができるため、光コネクタ１Ａの部品点数を削減することができる。
さらに、第３フェルール６の端面６２上に設けられた第２スペーサ６７の代わりに（図１参照）、各シングルコア光ファイバ７の端面７３の位置が第３フェルール６の端面６２の位置から後退している。換言すれば、Ｙ軸方向における各シングルコア光ファイバ７の端面７３と光導波路基板５の第２端面５４との間の距離は、Ｙ軸方向における端面６２と第２端面５４との間の距離よりも大きくなる。このように、第２スペーサ６７を設けずに、光導波路基板５のコア層５１と各シングルコア光ファイバ７の第２コア７１との間に空隙を形成することができるため、光コネクタ１Ａの部品点数を削減することができる。
（第２実施形態）
次に、図６から図８を参照して第２実施形態に係る光コネクタ１Ｂについて以下に説明する。図６は、第２フェルール４ａと第３フェルール６が第１フェルール３に固定される前の状態における光コネクタ１Ｂを示す模式図である。図７Ａは、Ｙ軸方向正の向きを見た第１スペーサ４７ａを示す図である。図７Ｂは、Ｙ軸方向負の向きを見た第１フェルール３の第１端面３５を示す図である。図７Ｃは、Ｙ軸方向正の向きを見た第１フェルール３の第２端面３６を示す図である。図７Ｄは、Ｙ軸方向負の向きを見た第３フェルール６の端面６２を示す図である。図８は、第２フェルール４ａと第３フェルール６が第１フェルール３に固定された状態における光コネクタ１Ｂを示す模式図である。
図６に示すように、光コネクタ１Ｂは、一対の第１ガイドピン４５の代わりにスリーブ８が第１位置決め機構として機能する点で第１実施形態に係る光コネクタ１とは大きく相違する。以下の説明では、光コネクタ１と光コネクタ１Ｂとの間の相違点について言及する。
図６に示すように、光コネクタ１Ｂは、第１フェルール３と、光導波路基板５と、第２フェルール４ａと、第１スペーサ４７ａと、スリーブ８と、第３フェルール６と、第２スペーサ６７とを備える。
図６及び図７Ａに示すように、第２フェルール４ａは、第１フェルール３に対向する端面４３ａと、端面４３ａとは反対側に位置する端面４２ａとを有する。第２フェルール４ａは、Ｙ軸方向において端面４３ａと端面４２ａとの間を延びる中空の第２収容部４８ａをさらに有する。第２収容部４８ａは、マルチコア光ファイバ２を収容するように構成されている。マルチコア光ファイバ２が第２収容部４８ａに収容されることで、第２フェルール４ａに対するマルチコア光ファイバ２の位置決めが完了する。この点において、第２フェルール４ａを収容するハウジング（図示せず）と第１フェルール３を収容するアダプタ（図示せず）が互いに係合されることで、マルチコア光ファイバ２の回転位置が決定されてもよい。
第１スペーサ４７ａは、マルチコア光ファイバ２を囲むように第２フェルール４ａの端面４３ａ上に配置されている。第１スペーサ４７ａは、例えば、樹脂テープであってもよい。第１スペーサ４７ａの膜厚は、例えば、１０μｍ以下であってもよい。本実施形態では、第１スペーサ４７ａが第１フェルール３と第２フェルール４ａとの間に設けられているため、第１フェルール３と第２フェルール４ａが互いに固定された状態（図８参照）において、コア層５１と第１コア２１との間に空隙が形成される。特に、第２フェルール４ａがスリーブ８によって第１フェルール３に位置決め及び固定された状態において、コア層５１と第１コア２１との間の空隙は、第１スペーサ４７ａの膜厚によって規定される。
図６及び図７Ｂに示すように、第１位置決め機構として機能する円筒状のスリーブ８は、第１フェルール３の第１端面３５に取り付けられており、第２フェルール４ａを収容するように構成されている。スリーブ８は、割りスリーブとして構成されており、Ｙ軸方向に延びるスリット８２がスリーブ８に形成されている。スリーブ８の内径は、第２フェルール４ａの外径よりも僅かに小さい。
次に、図８に示すように、第２フェルール４ａが第１フェルール３に固定されると共に、第３フェルール６が第１フェルール３に固定された状態について以下に説明を行う。
図８に示すように、第２フェルール４ａがスリーブ８に挿入されることで、第２フェルール４ａが第１フェルール３に固定されると共に、第１フェルール３に対する第２フェルール４ａの位置が決定される。このように、光導波路基板５のコア層５１に対するマルチコア光ファイバ２の第１コア２１の位置が決定される。また、第２フェルール４ａは、スリーブ８に挿入される一方で、第１フェルール３には接着されない。この点において、図示しないクリップ等によって、第１フェルール３と第２フェルール４ａとの間並びに第１フェルール３と第３フェルール６との間に押圧力が付与されてもよい。
本実施形態では、スリーブ８が、第１フェルール３に対する第２フェルール４ａの位置を決定すると共に、第１フェルール３と第２フェルール４ａが互いに分離可能なように第１フェルール３と第２フェルール４ａとを固定するように構成された第１位置決め機構として機能する。
さらに、第１フェルール３と第２フェルール４ａとの間に第１スペーサ４７ａが設けられているため、４つのコア層５１と４つの第１コア２１との間に空隙が形成される。このように、４つのコア層５１の各々が、第１スペーサ４７ａによって形成された空隙を介して、４つの第１コア２１のうちの対応する一つに光学的に接続される。
本実施形態によれば、第１フェルール３に対する第２フェルール４ａの位置がスリーブ８により決定される。さらに、第１フェルール３と第２フェルール４ａが互いに分離可能なように第１フェルール３と第２フェルール４ａとが互いに固定される。このように、アライメント装置等を用いずに光導波路基板５のコア層５１とマルチコア光ファイバ２の第１コア２１を互いに位置決めすることが可能となるため、光コネクタ１Ｂの量産性を向上させることが可能となる。
さらに、接着剤等を用いずに光導波路基板５とマルチコア光ファイバ２とを固定することができると共に、光導波路基板５とマルチコア光ファイバ２とを互いに分離することができる。このように、光コネクタ１Ｂの一部（例えば、光導波路基板５）に故障があったとしても、光コネクタ１Ｂ全体を交換する必要がなく、故障した光コネクタ１Ｂの一部のみを交換することが可能となる。このため、光コネクタ１Ｂの経済性を向上させることが可能となる。
また、４つのコア層５１の各々が空隙を介して４つの第１コア２１のうちの対応する一つに光学的に接続されているため、光導波路基板５とマルチコア光ファイバ２とを互いに物理的に接触させる必要がない。このため、光導波路基板５及びマルチコア光ファイバ２に強い押圧力を加える必要がないと共に、光導波路基板５の第１端面５３とマルチコア光ファイバ２の端面２３を精密に研磨する必要もない。このように、光コネクタ１の量産性を向上させることが可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態はあくまでも一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解される。このように、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。
１：光コネクタ
１Ａ：光コネクタ
１Ｂ：光コネクタ
２：マルチコア光ファイバ
３：第１フェルール
４：第２フェルール
４ａ：第２フェルール
５：光導波路基板
６：第３フェルール
７：シングルコア光ファイバ
８：スリーブ
２１：第１コア
２２：第１クラッド
３７：第１ガイド穴
３８：第１収容部
４５：第１ガイドピン
４６：第２ガイド穴
４７：第１スペーサ
４７ａ：第１スペーサ
４８：第２収容部
４８ａ：第２収容部
５１：コア層
５２：クラッド層
６５：第２ガイドピン
６６：第３ガイド穴
６７：第２スペーサ
６８：第３収容部
７１：第２コア
７２：第２クラッド

Claims (10)

  1. 複数の高屈折率領域と、前記複数の高屈折率領域の屈折率よりも小さな屈折率を有し当該複数の高屈折率領域を覆う低屈折率領域を有する光導波路基板と、
    前記光導波路基板を収容する第１収容部を有する第１フェルールと、
    複数の第１コアと、前記複数の第１コアの屈折率よりも小さな屈折率を有し当該複数の第１コアを覆う第１クラッドとを有するマルチコア光ファイバを収容する第２収容部を有し、前記第１フェルールに対向する第２フェルールと、
    前記第１フェルールに対する前記第２フェルールの位置を決定すると共に、前記第１フェルールと前記第２フェルールが互いに分離可能なように前記第１フェルールと前記第２フェルールとを固定するように構成された第１位置決め機構と、
    を備え、
    前記光導波路基板は、前記マルチコア光ファイバに対向する第１端面と、前記第１端面とは反対側に位置する第２端面とを有し、
    前記第１端面における前記複数の高屈折率領域のうちの隣接する高屈折率領域間の間隔は、前記第２端面における前記複数の高屈折率領域のうちの隣接する高屈折率領域間の間隔よりも狭く、
    前記複数の高屈折率領域の各々が、空隙を介して、前記複数の第１コアのうち対応する一つと光学的に接続されるように前記第２フェルールが配置されている、
    光コネクタ。
  2. 前記第１フェルールと前記第２フェルールとの間に設けられ、前記複数の高屈折率領域と前記複数の第１コアとの間に空隙を形成するように構成された第１スペーサをさらに備える、請求項１に記載の光コネクタ。
  3. 前記第１スペーサは、
    第１上側スペーサと、
    前記第２収容部を介して前記第１上側スペーサと対向する第１下側スペーサと、
    を有する、請求項２に記載の光コネクタ。
  4. 前記マルチコア光ファイバの端面と前記光導波路基板の第１端面との間の距離は、前記第１フェルールに対向する前記第２フェルールの端面と前記光導波路基板の第１端面との間の距離よりも大きい、請求項１に記載の光コネクタ。
  5. 前記第１位置決め機構は、
    前記第１フェルールに設けられた第１ガイド穴と、
    前記第２フェルールに設けられた第２ガイド穴と、
    前記第１ガイド穴及び前記第２ガイド穴に挿入された第１ガイドピンと、
    を有する、請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の光コネクタ。
  6. 前記第１位置決め機構は、
    前記１フェルールに取り付けられると共に、前記第２フェルールを収容するように構成されたスリーブを有し、
    前記スリーブの内径は、前記第２フェルールの外径よりも小さい、
    請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の光コネクタ。
  7. 複数の第３収容部を有し、前記第１フェルールに対向する第３フェルールと、
    前記第１フェルールに対する前記第３フェルールの位置を決定すると共に、前記第１フェルールと前記第３フェルールが互いに分離可能なように前記第１フェルールと前記第３フェルールとを固定するように構成された第２位置決め機構と、
    をさらに備え、
    前記複数の第３収容部の各々は、第２コアと当該第２コアを覆う第２クラッドとを有する複数のシングルコア光ファイバのうちの対応する一つを収容するように構成され、
    前記複数の高屈折率領域の各々が、空隙を介して、前記複数の第２コアのうちの対応する一つと光学的に接続されるように前記第３フェルールが配置され、
    前記複数の第２コアの各々は、前記光導波路基板を介して、前記複数の第１コアのうちの対応する一つと光学的に接続される、
    請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の光コネクタ。
  8. 前記第１フェルールと前記第３フェルールとの間に設けられ、前記複数の高屈折率領域と前記複数の第２コアとの間に空隙を形成するように構成された第２スペーサをさらに備える、請求項７に記載の光コネクタ。
  9. 前記第２位置決め機構は、
    前記第１フェルールに設けられた第１ガイド穴と、
    前記第３フェルールに設けられた第３ガイド穴と、
    前記第１ガイド穴及び前記第３ガイド穴に挿入される第２ガイドピンと、
    を有する、請求項７又は請求項８に記載の光コネクタ。
  10. 前記光導波路基板の第１端面及び第２端面のうち少なくとも一方は、前記光導波路基板の上面に対して傾斜した傾斜面として形成されている、請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載の光コネクタ。
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