JP2024016306A - 光デバイスおよび光デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバと光導波路基板との位置合わせの要求精度を緩和できる光デバイスあるいは光デバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】光デバイスは、コアと、前記コアを囲うとともに前記コアよりも屈折率が低い低屈折率層と、を有する光導波路基板と、ファイバコアと、前記ファイバコアを囲うクラッドと、を有する光ファイバと、前記光ファイバの端面において、前記ファイバコアから突出した光ピンと、を備え、前記光導波路基板の厚さ方向から見た平面視において、前記光ピンと前記コアのそれぞれの少なくとも一部がオーバーラップしている。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、光デバイスおよび光デバイスの製造方法に関する。

非特許文献１には、光導波路基板と光ファイバとが光学的に結合された光デバイスが開示されている。この光デバイスにおいては、光導波路基板の側面に光ファイバを対向させることで、光導波路基板のコアと光ファイバのコアとを光学的に結合させる。この結合方式を、エッジカップリング（edge coupling）ともいう。

Yohei Saito , et al. "Tapered Self-Written Waveguide between Silicon Photonics Chip and Standard Single-Mode Fiber", Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2020 OSA Technical Digest (Optical Society of America, 2020), paper W1A.2

エッジカップリングにおいて、光ファイバと光導波路基板とを光学的に結合させるためには、光導波路基板と光ファイバとの位置合わせを精度よく行うことが求められる。このように位置合わせの要求精度が高いと、位置ずれに伴う光の結合効率の低下や、光デバイスの製造効率の低下につながりやすい。

本発明はこのような事情を考慮してなされ、光ファイバと光導波路基板との位置合わせの要求精度を緩和できる光デバイスあるいは光デバイスの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る光デバイスは、コアと、前記コアを囲うとともに前記コアよりも屈折率が低い低屈折率層と、を有する光導波路基板と、ファイバコアと、前記ファイバコアを囲うクラッドと、を有する光ファイバと、前記光ファイバの端面において、前記ファイバコアから突出した光ピンと、を備え、前記光導波路基板の厚さ方向から見た平面視において、前記光ピンと前記コアのそれぞれの少なくとも一部がオーバーラップしている。

上記態様によれば、ファイバコアを伝搬した光は光ピン内に進入し、光ピンから外側に染み出す。平面視において光ピンとコアとがオーバーラップしていることで、光ピンから染み出した光は、コアに結合する。つまり、光ピンを介在させて、ファイバコアとコアとを光学的に結合することができる。この結合方式によれば、ファイバコアとコアとの間である程度の位置ずれが生じても、両者の光学的な結合を維持することができる。したがって、従来のいわゆるエッジカップリングと比較して、要求される位置決めの精度を緩和することが可能となる。

ここで、長手方向において前記光ファイバに近い側の前記コアの端部には、前記コアを伝搬する光のビームスポットサイズを拡大させるスポットサイズコンバータが設けられていてもよい。

また、上記態様の光デバイスは、前記光ピンを囲うとともに、前記光ピンよりも屈折率が低く、空気よりも屈折率が大きい屈折率調整部をさらに備え、前記屈折率調整部は前記光導波路基板に接していてもよい。

また、長手方向において前記光ファイバに近い側の前記コアの端部は、前記光導波路基板の側面から離れて配置され、前記屈折率調整部は、前記平面視において前記コアと重なる第１領域と、前記第１領域よりも前記光ファイバに近い第２領域と、を有し、前記光ピンの屈折率をnp、前記第１領域の屈折率をn1、前記第２領域の屈折率をn2とするとき、np>n1>n2を満足してもよい。

また、前記光ファイバは前記ファイバコアを含む複数のファイバコアを有するマルチコアファイバであり、前記光導波路基板は前記コアを含む複数のコアを有し、前記光ファイバの端面において、それぞれの前記ファイバコアから複数の光ピンが突出し、前記平面視において前記複数の光ピンと前記複数のコアとがそれぞれオーバーラップしてもよい。

本発明の一態様に係る光デバイスの製造方法は、コアと、前記コアを囲うとともに前記コアよりも屈折率が低い低屈折率層と、を有する光導波路基板を用意し、ファイバコアと、前記ファイバコアを囲うクラッドと、を有する光ファイバを用意し、前記光導波路基板の厚さ方向から見た平面視において、前記光導波路基板の上面のうち前記コアとオーバーラップする部分に、光硬化性樹脂を塗布し、前記光ファイバの端面から出射させた硬化光を前記光硬化性樹脂に照射することで、前記光硬化性樹脂を硬化させて、前記端面から突出するとともに前記平面視において前記コアとオーバーラップする光ピンを形成する。

上記態様の製造方法によれば、上述の通り、要求される位置決めの精度を緩和した光デバイスを提供できる。さらに、光ピンと光導波路基板との間の間隔を容易に小さくすることができる。したがって、コアとファイバコアとの光の結合効率を高めることができる。

上記態様の製造方法において、前記硬化光とともに測定光を前記端面から出射させ、前記コアを伝搬した前記測定光のパワーをモニタしてもよい。

本発明の上記態様によれば、光ファイバと光導波路基板との位置合わせの要求精度を緩和可能な光デバイスあるいは光デバイスの製造方法を提供できる。

第１実施形態に係る光デバイスの断面図である。 図１Ａの光デバイスの平面図である。 第２実施形態に係る光デバイスについての、光ファイバの模式図である。 第２実施形態に係る光デバイスの平面図である。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態の光デバイスについて図面に基づいて説明する。
図１Ａに示すように、光デバイス１は、光導波路基板１０と、光ファイバ２０と、を備えている。光導波路基板１０は低屈折率層１１およびコア１２を有する。光ファイバ２０はファイバコア２１およびクラッド２２を有する。光デバイス１は、ファイバコア２１とコア１２とを光学的に結合するように構成されている。このため、例えば光ファイバ２０を伝搬した光を光導波路基板１０に導入させたり、光導波路基板１０を伝搬した光を光ファイバ２０に導入させたりすることができる。

（方向定義）
本明細書では、コア１２またはファイバコア２１の長手方向を「長手方向Ｘ」といい、光導波路基板１０の厚さ方向を「厚さ方向Ｚ」あるいは上下方向という。また、長手方向Ｘおよび厚さ方向Ｚの双方に直交する方向を直交方向Ｙという。厚さ方向Ｚから見ることを「平面視」という。長手方向Ｘにおける光導波路基板１０側（＋Ｘ側）を基板側といい、その反対側（－Ｘ側）をファイバ側という。厚さ方向Ｚにおける一方側（＋Ｚ側）を上方といい、その反対側（－Ｚ側）を下方という。長手方向Ｘに直交する断面（すなわち、直交方向Ｙおよび厚さ方向Ｚに沿う断面）を横断面という。
図１Ｂは、図１Ａに示す光デバイス１の平面図である。図１Ａは、図１Ｂに示す光デバイス１についての、長手方向Ｘおよび厚さ方向Ｚに沿う断面図である。

光導波路基板１０は、長手方向Ｘおよび直交方向Ｙに延びる板状である。光導波路基板１０は、低屈折率層１１およびコア１２以外の層を有してもよい。コア１２は、光導波路基板１０の上面（後述の光ピン２３と対向する面）の近傍に位置し、低屈折率層１１内に埋設されている。コア１２と光導波路基板１０の上面との間の間隔（コア１２より上方に位置する低屈折率層１１の厚み）は、例えば１～３μｍである。このように、コア１２よりも上方に位置する低屈折率層１１の厚さを小さくすることで、光ピン２３とコア１２とをより効率よく光学的に結合させることができる。あるいは、コア１２のうち平面視において光ピン２３と重なる部分の上方に低屈折率層１１を設けず、コア１２を露出させてもよい。

低屈折率層１１は、コア１２よりも屈折率が小さい材質により形成されている。このため、光導波路基板１０は、平面視においてコア１２と光ピン２３とが重複していない部分において、コア１２内に光を閉じ込めることができる。コア１２のファイバ側の端部は、光導波路基板１０の側面１０ａ（－Ｘ側の端面）から離れた位置に配置されている。これにより、コア１２をファイバ側に向けて伝搬した光が、側面１０ａから漏れ出ることを抑制できる。

コア１２は、不図示の光機器、例えば光源や受光素子、光変調素子などの光機能デバイスや他の光導波路基板等と光ファイバ２０との間で光を伝搬させるように構成されている。低屈折率層１１の材質は適宜変更可能であるが、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を採用できる。コア１２の材質は適宜変更可能であるが、例えばシリコン（Ｓｉ）を採用できる。屈折率を調整するため、低屈折率層１１およびコア１２を形成する材質にドーパントを添加してもよい。なお、光導波路基板１０の構成材料としては、例えばＩｎＰ（リン化インジウム）、GeO₂（二酸化ゲルマニウム）やZrO₂（ジルコニア）を添加した二酸化ケイ素、またはＬｉＮＯ_３（硝酸リチウム）等を採用することも可能である。

図１Ｂに示すように、コア１２は、長手方向Ｘに沿って、直交方向Ｙにおける幅が略一定のコア本体部１２ａを有する。コア本体部１２ａの先端（ファイバ側の端部）には、スポットサイズコンバータ１２ｂが設けられている。スポットサイズコンバータ１２ｂは、光ファイバ２０に向けてコア１２内を伝搬する光のビームスポットサイズを拡大させる機能を有する。スポットサイズコンバータ１２ｂの横断面積（前記横断面における面積）は、ファイバ側に向かうに従って小さくなっている。より具体的には、図１Ｂに示すように、スポットサイズコンバータ１２ｂの直交方向Ｙにおける幅がファイバ側に向かうに従って小さくなっている。ただし、スポットサイズコンバータ１２ｂの構成、形状は適宜変更可能である。

光ファイバ２０は、光導波路基板１０に固定されている。光導波路基板１０と光ファイバ２０とを固定する方法は適宜変更可能であるが、例えば接着剤によって接着固定してもよい。あるいは、後述の屈折率調整部Ｒによって、光導波路基板１０と光ファイバ２０とを固定してもよい。光ファイバ２０のクラッド２２は、ファイバコア２１よりも屈折率が低い材質により形成されている。ファイバコア２１およびクラッド２２としては、ドーパントが添加された石英ガラス等を採用できる。ファイバコア２１とクラッド２２とではドーパントの種類、添加量等が異なっており、これによって所望の屈折率差を設けることができる。ファイバコア２１およびクラッド２２のうち、一方にはドーパントが添加され、他方にはドーパントが添加されていないことで、屈折率差が設けられてもよい。クラッド２２の外周に、被覆層（不図示）が設けられてもよい。

光ファイバ２０の端面２０ａは、光導波路基板１０の上方の空間に配置されている。端面２０ａのうち、クラッド２２が位置する部分が、光導波路基板１０の側面１０ａに対向していてもよい。
ここで、本実施形態の光デバイス１は光ピン２３を備えている。光ピン２３は、光ファイバ２０の端面２０ａのうち、ファイバコア２１が位置する部分から突出している。光ピン２３は、光導波路基板１０よりも上方に位置している。図１Ｂに示すように、光ピン２３は、平面視においてコア１２と少なくとも一部において重なるように（すなわち、オーバーラップするように）配置されている。図１Ｂでは、平面視において光ピン２３の中心軸の位置とコア１２の中心軸の位置とが一致している。しかしながら、光ピン２３とコア１２とが、平面視において少なくとも一部においてオーバーラップしていれば、光ピン２３の中心軸とコア１２の中心軸とがずれていてもよい。

ファイバコア２１内を基板側に向かって伝搬した光は、光ピン２３を介してコア１２に受け渡される。逆に、コア１２内をファイバ側に向かって伝搬した光は、光ピン２３を介してファイバコア２１に受け渡される。すなわち、ファイバコア２１とコア１２とは、光ピン２３を介して光学的に接続される。光ピン２３の先端部２３ａ（＋Ｘ側の端部）の横断面積（前記横断面における面積）は、＋Ｘ側に向かうに従って小さくなっている。これにより、光ピン２３の先端が細くなるにつれて光の閉じ込めが弱まり、光ピン２３を通る光のスポットサイズが拡大する。こうなることで光ピン２３から染み出した光成分が、スポットサイズコンバータ１２ｂあるいはコア１２にオーバーラップする割合が増え、遷移しやすくなる。つまり、図１Ｂに示すように、平面視において光ピン２３の先端部２３ａとスポットサイズコンバータ１２ｂとが重なっていることが、より好ましい。これにより、光の結合効率をより向上させることができる。

先端部２３ａ以外の部分における光ピン２３の直径は、ファイバコア２１の直径と同等である。例えばファイバコア２１の直径が１０μｍであれば、先端部２３ａ以外の部分における光ピン２３の直径も約１０μｍとなる。このとき、光ピン２３を伝搬する光のビームスポットサイズは概ね１０～２０μｍ程度である。この光をコア１２に受け渡す場合、コア１２と光ピン２３との間の間隔は、１０μｍ以下であることが好ましい。

光ピン２３は、例えば自己形成光導波路（ＳＷＷ：Self-Written Waveguide）であってもよい。ＳＷＷとは、光硬化性樹脂に硬化光を照射することで硬化され、硬化光の伝搬経路に形成された光導波路である。光ピン２３がＳＷＷである場合、先端部２３ａが自ずと尖る。したがって、基板側（＋Ｘ側）に向かうに従って先端部２３ａの横断面積が小さくなる形状を容易に実現できる。なお、光ピン２３はＳＷＷでなくてもよい。

本実施形態では、光ピン２３が屈折率調整部Ｒによって覆われている。屈折率調整部Ｒは、光ピン２３よりも屈折率が低く、空気よりも屈折率が大きい材質により形成されている。屈折率調整部Ｒの具体的な材質は、例えば光透過性を有する樹脂あるいはオイルなどである。屈折率調整部Ｒは、光導波路基板１０の上面（低屈折率層１１の上面）に接している。このような屈折率調整部Ｒを設けることで、光ピン２３と光導波路基板１０との間に空気が介在する場合と比較して、光ピン２３の表面あるいは光導波路基板１０の上面で光が反射しにくくなり、また、光ピン２３による光の閉じ込めが弱まり、スポットサイズが拡大して、導波路であるコア１２と光ピン２３とが光学的に結合しやすくなる。また、光ピン２３とコア１２とが光学的に結合するための、光ピン２３と光導波路基板１０との最短距離が長くなる。したがって、光導波路基板１０に対する光ファイバ２０の位置決めの要求精度も緩和することができる。また、屈折率調整部Ｒが固化している場合は、屈折率調整部Ｒによって光ピン２３と光導波路基板１０との相対位置を固定することもできる。

本実施形態の屈折率調整部Ｒは、屈折率が互いに異なる第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とを有している。第１領域Ａ１は、光ピン２３のうち、少なくとも平面視においてコア１２と重なる部分を覆う領域である。第２領域Ａ２は、第１領域Ａ１よりも光ファイバ２０に近い領域である。第２領域Ａ２は、光ファイバ２０の端面２０ａに接している。本明細書では、光ピン２３の屈折率をnp、第１領域Ａ１の屈折率をn1、第２領域Ａ２の屈折率をn2と表す。

第１領域Ａ１では、コア１２と光ピン２３との光学的な結合が促進されるように、光の閉じ込めを弱くすることが好ましい。すなわち、第１領域Ａ１では屈折率を相対的に（第２領域Ａ２と比較して）大きくするとよい。光ピン２３と第１領域Ａ１との比屈折率差Δ１は、例えば０．００５～０．６％であってもよい。

光導波路基板１０の側面１０ａの近傍にはコア１２が位置していないため、光ピン２３のファイバ側の端部では、光ピン２３とコア１２とが光学的に結合しにくい。このため、n1>n2を満たすように、第２領域Ａ２の屈折率n2を相対的に低くして、第２領域Ａ２における光の閉じ込めを強くすることが好ましい。これにより、第２領域Ａ２において光ピン２３から漏れ出た光がコア１２と結合しないことによる結合効率の低下を抑制できる。光ピン２３と第２領域Ａ２との比屈折率差Δ２は、例えば０．２～２％であってもよい。

以上を総合すると、np>n1>n2を満足することが好ましい。なお、屈折率調整部Ｒは屈折率の異なる第１領域Ａ１および第２領域Ａ２を有さず、全体として均一な屈折率であってもよい。また、屈折率調整部Ｒが無くても、コア１２と光ピン２３とを光学的に結合させることは可能である。
光ファイバ２０がシングルモードファイバである場合、光ピン２３もシングルモードで動作するように、各屈折率np,n1,n2の値を調整することが好ましい。

以上説明したように、本実施形態の光デバイス１は、コア１２と、コア１２を囲うとともにコア１２よりも屈折率が低い低屈折率層１１と、を有する光導波路基板１０と、ファイバコア２１と、ファイバコア２１を囲うクラッド２２と、を有する光ファイバ２０と、光ファイバ２０の端面２０ａにおいて、ファイバコア２１から突出した光ピン２３と、を備え、光導波路基板１０の厚さ方向Ｚから見た平面視において、光ピン２３とコア１２のそれぞれの少なくとも一部がオーバーラップしている。

この構成によれば、ファイバコア２１を伝搬した光は光ピン２３内に進入し、光ピン２３から外側に染み出す。平面視において光ピン２３とコア１２とがオーバーラップしていることで、光ピン２３から染み出した光は、コア１２に結合する。つまり、光ピン２３を介在させて、ファイバコア２１とコア１２とを光学的に結合することができる。この結合方式によれば、ファイバコア２１とコア１２との間である程度の位置ずれが生じても、両者の光学的な結合を維持することができる。したがって、従来のいわゆるエッジカップリングと比較して、要求される位置決めの精度を緩和することが可能となる。

また、長手方向Ｘにおいて光ファイバ２０に近い側のコア１２の端部には、コア１２を伝搬する光のビームスポットサイズを拡大させるスポットサイズコンバータ１２ｂが設けられていてもよい。この構成によれば、より効率よくコア１２と光ピン２３とを光学的に結合させることができる。

また、光デバイス１は、光ピン２３を囲うとともに、光ピン２３よりも屈折率が低く、空気よりも屈折率が大きい屈折率調整部Ｒをさらに備え、屈折率調整部Ｒは光導波路基板１０に接してもよい。この構成によれば、光ピン２３の周囲に空気がある場合と比較して、光ピン２３の表面あるいは光導波路基板１０の上面で光が反射しにくくなる。したがって、より効率よく光ピン２３とコア１２とを光学的に結合させることができる。

また、長手方向Ｘにおいて光ファイバ２０に近い側のコア１２の端部は、光導波路基板１０の側面１０ａから離れて配置され、屈折率調整部Ｒは、平面視においてコア１２と重なる第１領域Ａ１と、第１領域Ａ１よりも光ファイバ２０に近い第２領域Ａ２と、を有し、光ピン２３の屈折率をnp、第１領域Ａ１の屈折率をn1、第２領域Ａ２の屈折率をn2とするとき、np>n1>n2を満足してもよい。この構成によれば、光導波路基板１０の側面１０ａ近傍のコア１２が存在していない部分では、屈折率の低い第２領域Ａ２によって光の閉じ込めを強くし、光の損失を低減できる。さらに、平面視でコア１２と重なる第１領域Ａ１の屈折率を相対的に大きくすることで、第１領域Ａ１を介した光ピン２３とコア１２との光学的結合を促進できる。

次に、以上のような構造を有する光デバイス１の製造方法の一例について説明する。なお、以下の製造方法はあくまで一例であり、他の方法で光デバイス１を製造してもよい。

まず、光ピン２３が無い状態の光ファイバ２０と、光導波路基板１０と、を用意する。
次に、光導波路基板１０と光ファイバ２０とを位置決めする。このとき、光導波路基板１０の上方の空間に光ファイバ２０の端面２０ａを対向させる。また、直交方向Ｙにおけるコア１２およびファイバコア２１の位置を概ね一致させる。光ファイバ２０を位置決めするために、光導波路基板１０に予め位置決め用のＶ字溝（不図示）を形成してもよい。Ｖ字溝は、光導波路基板１０の上面から下方に窪み、側面１０ａから基板側（＋Ｘ側）に向けて延びていれば、光ファイバ２０を位置決めできる。光導波路基板１０自体にＶ字溝を形成することに代えて、Ｖ字溝が形成されたブロックを、側面１０ａに接着固定してもよい。あるいは、Ｖ字溝以外の手段によって光導波路基板１０と光ファイバ２０とを位置決めしてもよい。

次に、平面視において、光導波路基板１０の上面のうちコア１２とオーバーラップする部分に、光硬化性樹脂を塗布する。光硬化性樹脂は、光ファイバ２０の端面２０ａにも接した状態とする。

次に、光ファイバ２０の端面２０ａとは反対側の端面（以下、第２端面という）からファイバコア２１に硬化光を入射させて、この硬化光を端面２０ａから出射させる。硬化光は、光硬化性樹脂を硬化させることが可能な波長および強度を有する光である。具体的には、硬化光としては紫外線が好適である。この場合、光硬化性樹脂としては、紫外線硬化性樹脂を用いる。ただし、光硬化樹脂を硬化させることができれば、硬化光は紫外線でなくてもよい。端面２０ａから出射した硬化光によって、光硬化性樹脂の硬化が進行し、光ピン２３が形成される。

硬化光とともに、ファイバコア２１とコア１２との光の結合効率を測定するための測定光を、光ファイバ２０の第２端面からファイバコア２１に入射させてもよい。この場合、硬化光によって光ピン２３が成長するにつれて、ファイバコア２１とコア１２との光の結合効率が高まり、測定光がコア１２内を伝搬するようになる。そして、コア１２内を伝搬した測定光のパワーを、光強度測定器などでモニタすると、ファイバコア２１とコア１２との光の結合効率を求めることができる。結合効率が所望の値となった時点で、硬化光の入射を停止することで、ファイバコア２１とコア１２との光学的な結合が確保された状態で、光ピン２３の形成を完了することができる。

測定光と硬化光とで、波長が異なっていてもよい。測定光としては、通信で使用される波長の光（可視光、赤外光等）を使用できる。あるいは、測定光と硬化光とが、同一の波長帯の光であってもよい。つまり、ファイバコア２１の第２端面から入射した光のうち、一部の成分を硬化光として用い、光硬化性樹脂の硬化に寄与せずにコア１２内を伝搬した成分を測定光として用い、測定光のパワーをモニタすることで、結合効率を測定してもよい。

光ピン２３の形成が完了した後、未硬化の光硬化性樹脂を除去し、光ピン２３が光導波路基板１０の上方で浮いた状態で、光デバイス１の製造を完了してもよい。
あるいは、未硬化の光硬化樹脂を除去し、代わりに屈折率調整部Ｒを設けてもよい。なお、屈折率調整部Ｒは固体であっても液体であっても良い。
あるいは、光ピン２３を形成するために塗布した光硬化性樹脂の一部を、屈折率調整部Ｒとして兼用することも可能である。この場合、光硬化性樹脂としては、硬化光によって硬化される第１成分と、硬化光によって硬化されない第２成分と、が含まれた混合体を使用する。硬化光によって第１成分を硬化させて光ピン２３を形成した後、第２成分を硬化させるための光を照射させることで、屈折率調整部Ｒを設けることができる。

以上説明したように、光デバイス１の製造方法の一例は、光導波路基板１０および光ファイバ２０を用意し、光導波路基板１０の厚さ方向Ｚから見た平面視において、光導波路基板１０の上面のうちコア１２とオーバーラップする部分に、光硬化性樹脂を塗布し、光ファイバ２０の端面２０ａから出射させた硬化光を光硬化性樹脂に照射することで、光硬化性樹脂を硬化させて、端面２０ａから突出するとともに平面視においてコア１２とオーバーラップする光ピン２３を形成する。この製造方法によれば、先述の通り、要求される位置決めの精度を緩和した光デバイス１を提供できる。さらに、光ピン２３と光導波路基板１０との間の間隔を容易に小さくすることができる。したがって、コア１２とファイバコア２１との光の結合効率を高めることができる。

また、上記製造方法において、硬化光とともに測定光を端面２０ａから出射させ、コア１２を伝搬した測定光のパワーをモニタしてもよい。この場合、コア１２とファイバコア２１との光の結合効率が所望の値となった時点で硬化光の照射を停止することで、結合効率を安定させることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について説明するが、第１実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図２に示すように、本実施形態の光ファイバ２０は、複数のファイバコア２１を有するマルチコアファイバである。光ファイバ２０の端面２０ａのうち、各ファイバコア２１が位置する部分には、それぞれ光ピン２３が形成されている。

図３に示すように、本実施形態の光導波路基板１０は、複数のコア１２を有している。複数のコア１２は、直交方向Ｙに並べて配置されている。光ファイバ２０の端面２０ａから突出した各光ピン２３は、平面視において、各コア１２にオーバーラップするように配置されている。図３では図示を省略しているが、第１実施形態で説明したように、屈折率調整部Ｒを設けてもよい。

以上説明したように、本実施形態の光デバイス１では、光ファイバ２０は複数のファイバコア２１を有するマルチコアファイバであり、光導波路基板１０は複数のコア１２を有し、光ファイバ２０の端面２０ａにおいて、それぞれのファイバコア２１から複数の光ピン２３が突出し、平面視において複数の光ピン２３と複数のコア１２とがそれぞれオーバーラップしている。

この構成によれば、光導波路基板１０と光ファイバ２０との間で、より多くの光の伝送経路を設けることができる。さらに、第１実施形態で説明した通り、各コア１２と各ファイバコア２１との位置合わせの要求精度が従来よりも緩和される。したがって、このような複数の光の伝送経路を備えた光デバイス１を、より容易に実現することができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、前記実施形態で説明した製造方法では、光導波路基板１０と光ファイバ２０とを位置決めした後で光ピン２３を形成した。しかしながら、光ピン２３を形成した後で、光導波路基板１０と光ファイバ２０とを位置決めしてもよい。
また、前記実施形態では、光ファイバ２０の一例としてシングルモードファイバを想定したが、光ファイバ２０はシングルモードファイバでなくてもよい。光ファイバ２０が、マルチモードファイバ、偏波保持ファイバ、プラスチック光ファイバ等であっても、前記実施形態において説明した効果が得られる。同様に、光ファイバ２０の直径や屈折率分布等を適宜変更しても、前記実施形態において説明した効果が得られる。

また、光導波路基板１０として、低屈折率層１１およびコア１２としてポリマー材料を用いた、ポリマー光導波路を用いてもよい。この場合、光ファイバ２０とポリマー光導波路（光導波路基板１０）とを、前記実施形態において説明した構造によって光学的に接続する。また、ポリマー光導波路に、先述の光機能デバイスを有する他の光導波路基板を光学的に接続してもよい。さらに、光ファイバ２０と他の光導波路基板とを、ポリマー光導波路を介して光学的に接続してもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。

１…光デバイス １０…光導波路基板 １０ａ…側面 １１…低屈折率層 １２…コア １２ｂ…スポットサイズコンバータ ２０…光ファイバ ２０ａ…端面 ２１…ファイバコア ２２…クラッド ２３…光ピン Ａ１…第１領域 Ａ２…第２領域 Ｒ…屈折率調整部 Ｘ…長手方向 Ｚ…厚さ方向

Claims (7)

1. コアと、前記コアを囲うとともに前記コアよりも屈折率が低い低屈折率層と、を有する光導波路基板と、
   ファイバコアと、前記ファイバコアを囲うクラッドと、を有する光ファイバと、
   前記光ファイバの端面において、前記ファイバコアから突出した光ピンと、を備え、
   前記光導波路基板の厚さ方向から見た平面視において、前記光ピンと前記コアのそれぞれの少なくとも一部がオーバーラップしている、光デバイス。
2. 長手方向において前記光ファイバに近い側の前記コアの端部には、前記コアを伝搬する光のビームスポットサイズを拡大させるスポットサイズコンバータが設けられている、請求項１に記載の光デバイス。
3. 前記光ピンを囲うとともに、前記光ピンよりも屈折率が低く、空気よりも屈折率が大きい屈折率調整部をさらに備え、
   前記屈折率調整部は前記光導波路基板に接している、請求項１または２に記載の光デバイス。
4. 長手方向において前記光ファイバに近い側の前記コアの端部は、前記光導波路基板の側面から離れて配置され、
   前記屈折率調整部は、前記平面視において前記コアと重なる第１領域と、前記第１領域よりも前記光ファイバに近い第２領域と、を有し、
   前記光ピンの屈折率をnp、前記第１領域の屈折率をn1、前記第２領域の屈折率をn2とするとき、np>n1>n2を満足する、請求項３に記載の光デバイス。
5. 前記光ファイバは前記ファイバコアを含む複数のファイバコアを有するマルチコアファイバであり、
   前記光導波路基板は前記コアを含む複数のコアを有し、
   前記光ファイバの端面において、それぞれの前記ファイバコアから複数の光ピンが突出し、
   前記平面視において前記複数の光ピンと前記複数のコアとがそれぞれオーバーラップしている、請求項１から４のいずれか１項に記載の光デバイス。
6. コアと、前記コアを囲うとともに前記コアよりも屈折率が低い低屈折率層と、を有する光導波路基板を用意し、
   ファイバコアと、前記ファイバコアを囲うクラッドと、を有する光ファイバを用意し、
   前記光導波路基板の厚さ方向から見た平面視において、前記光導波路基板の上面のうち前記コアとオーバーラップする部分に、光硬化性樹脂を塗布し、
   前記光ファイバの端面から出射させた硬化光を前記光硬化性樹脂に照射することで、前記光硬化性樹脂を硬化させて、前記端面から突出するとともに前記平面視において前記コアとオーバーラップする光ピンを形成する、光デバイスの製造方法。
7. 前記硬化光とともに測定光を前記端面から出射させ、
   前記コアを伝搬した前記測定光のパワーをモニタする、請求項６に記載の光デバイスの製造方法。

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