JP2024518742A - 一体型導波路と光ファイバとの位置合わせのためのコネクタ - Google Patents

Abstract

光ファイバを基板に接続するためのシステム及び方法を提供する。基板は、導波路、ガイドピン、及び基板本体を備えることができる。ガイドピンは、第１及び第２の端部を定め、かつ第２の端部の近くに捕捉機構を備える。基板本体は、ガイドピンの第１の端部を受け入れてそれを第１の端部に接続するように構成された受け入れ特徴部を備え、ガイドピンの第２の端部は、基板本体から外向きに延びる。システムはまた、光ファイバを受け入れるように構成されてかつロッキング特徴部を有してガイドピンを受け入れるように構成された凹部を定めるレシーバ部分を含むコネクタを備える。捕捉特徴部は、ロッキング特徴部と係合するように構成される。捕捉特徴部がロッキング特徴部と係合した時に、光ファイバは、光導波路と位置合わせされ、かつ基板に対する移動が抑制される。【選択図】図６Ｂ

Description

〔優先権主張〕
この出願は、２０２１年４月２１日出願の米国仮特許出願第６３／１７７、４６８号の優先権の利益を主張するものであり、その内容は、引用によってその全体が本明細書に委ねられ、かつ組み込まれている。

本発明の実施形態は、一体型導波路と１又は２以上の光ファイバとを実質的に位置合わせするための接続システム及び方法に関する。

光ファイバは、長距離にわたって（例えば、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ラックなど）光信号を経路指定するのに使用される。対照的に、光相互接続（例えば、導波路）は、長さが～１ｍまでの短距離相互接続のためにガラス、ポリマー、シリコン、又はその他のような基板材料に一体化される。

光ファイバと一体型導波路の間の光インタフェースに関して、標準化されて低費用かつ高性能であるコネクタソリューションが望ましい。データセンター及び他の用途での多ファイバコネクタのための従来技術ソリューションである一部の特定タイプのコネクタ（例えば、多ファイバ終端プッシュ－オン（ＭＴＰ）コネクタ及び多ファイバプッシュ－オン（ＭＰＯ）コネクタ）が開発されてきた。ガラス（例えば、イオン交換（ＩＯＸ）、レーザ直接書込、堆積）又はポリマー内の一体化光導波路は、インターポーザー、パッケージング基板、及び回路基板光相互接続に対するもののような低損失光基板の製作に有望な技術である。シリコン、シリコン窒化物、及び堆積ドープ溶融シリカ内の一体型光導波路は、送受信機、マルチプレクサ、スプリッタ、センサなどに対するもののような高集積フォトニック回路の製作に有望な技術である。導波路技術をデータセンター、高性能コンピュータ、及び他の用途に有効化するかつ展開するために、光ファイバと一体型導波路の間に標準インタフェースが望ましい。

導波路と光ファイバを費用効果的方式で実質的に位置合わせするための手法が従って望まれている。

一体型導波路及び光ファイバの位置合わせは、困難である可能性がある。更に、多くの異なる光ファイバの取付及び管理を可能にするために小さい形状因子を維持することが望ましい。この点に関して、位置合わせを支援するために様々な特徴部が使用される場合があるが、そのような特徴部は、各々が位置合わせを必要とし、かつ対処されなければならないそれら自体の寸法及び幾何学形状を有する。これは、多くの場合に、いくつかの異なる構成要素を使用する接続が互いの上への不耐性「積み重ね」をもたらし、位置合わせの追加の不正確性に至ることを意味する。

一部の現行インタフェースは、適正な位置合わせを取得する際のそのような困難に対処するために能動位置合わせを必要とする。能動位置合わせが使用される場合に、光試験信号を送信して光試験信号の最適化を求めるシステムを位置合わせするのに給電式システムが必要である。しかし、能動位置合わせは、高価であり、かつ時間消費的である。

本明細書に説明するシステム、構成要素、及び方法は、１又は２以上の光ファイバとの基板及びその内部／その上の導波路の容易かつ適正な位置合わせを可能にする。これは、構成要素の費用効率的なアセンブリを可能にする受動位置合わせを通して達成される場合がある。基板は、例えば、電気光学基板、光学基板（光導波路はあるが電気ラインはない）、シリコンフォトニクスのようなフォトニック集積回路（ＰＩＣ）、光スプリッタのような平面光波回路（ＰＬＣ）、ファンアウト又はブレークアウトモジュール、面の下方に１又は２以上の導波路を埋め込んだ３次元フォトニック集積回路などのようないずれかのタイプの基板である場合がある。

本発明の様々な実施形態は、基板、ＰＩＣ、又は平面光波回路（ＰＬＣ）上の１又は２以上の光導波路（例えば、ポリマー、シリコン、シリコン窒化物、及び／又はシリカ材料を備えるＩＯＸ、堆積、レーザ書込導波路のような平面ガラス導波路）に１又は２以上の光ファイバを接続して位置合わせするための１又は２以上の構成要素を提供する。コネクタは、基板の基板エッジに当接する及び／又はそれを包み込むことができる。基板の基板本体は、光学ファセットを製造するために及び／又は導波路に関する高精度位置合わせのための機械式位置合わせ特徴部を提供するために加工される場合がある（例えば、レーザ加工、フライス削り、ダイスカット、エッチング、又はリソグラフィを通して）。一部の実施形態では、システムの全ての構成要素（例えば、ガイドピン及びコネクタ）は、自動機械によって基板本体に直接に受動位置合わせされる場合があり、より高い収率及び費用節約に至る大量加工を可能にする。

一部の実施形態では、基板の基板本体の上面の中に様々な特徴部を加工することができ、これは、大規模パネルレベル加工（費用節約）と不良部品（規格外）を見つけるための検査を通した（例えば、上面観察顕微鏡を通した）品質改善とに至ることができる。更に、一部の実施形態では、ガイドピンを使用することができ、かつそれを基板本体に直接に取り付けることができ、これは、公差の積み重ねを低減し、かつカプリング損失の低下及び性能強化に至ることができる。

ガイドピンには捕捉特徴部が設けられ、これらの捕捉特徴部は、コネクタ内のロッキング特徴部と係合して１又は２以上の導波路との光ファイバの位置合わせを引き起こすように構成することができる。捕捉特徴部はまた、基板に対する光ファイバの移動を抑制することができる。この捕捉特徴部を有するガイドピンを使用することにより、プラスチックレセプタクルを基板との併用に使用する必要はない。コネクタ高さ及び幅は、従って、低減することができ、より小さい形状因子及びより高いエッジ密度に至る。いずれのプラスチックレセプタクルもなしで、基板厚みも最小にすることができる。更に、プラスチック部品なしで、基板はまた、半田リフロー又は熱圧縮結合に対して高温安定であり、かつ廉価な電子部品パッケージング／アセンブリに適合する。防塵は、電子部品パッケージング／アセンブリ及びハンドリング／出荷中に基板の清浄度を保護するために一時的に取り付けられる場合がある。

例示的実施形態では、基板を光ファイバと位置合わせするためのシステムを提供する。システムは、光ファイバと基板を備えることができる。基板は、１又は２以上の光導波路、少なくとも１つのガイドピン、及び基板本体を備えることができる。少なくとも１つのガイドピンは、第２の端部の近くに捕捉特徴部を備える。基板本体は、少なくとも１つのガイドピンの第１の端部を受け入れて同じくそれに取り外し可能に又は恒久的に接続するように構成された受け入れ特徴部を備え、少なくとも１つのガイドピンのための第２の端部が、基板本体から外向きに延びる。システムはまた、コネクタを備え、コネクタは、少なくとも１つのレシーバ部分を備える。少なくとも１つのレシーバ部分は、凹部を定め、かつロッキング特徴部を有し、コネクタは、光ファイバを受け入れるように構成される。少なくとも１つのレシーバ部分の凹部は、少なくとも１つのガイドピンを受け入れるように構成される。捕捉特徴部は、ロッキング特徴部と係合するように構成される。捕捉特徴部がロッキング特徴部と係合した時に、光ファイバは、１又は２以上の光導波路と位置合わせされ、かつ基板に対する移動が抑制される。

一部の実施形態では、少なくとも１つのガイドピンの捕捉特徴部は、第２の端部の近くに第１の部分及び第２の端部の近くに第２の部分を備える。第１の部分は、第２の部分に比べて増大した厚みを有することができ、第１の部分は、第２の部分よりも第２の端部により近いとすることができる。第１の部分又は第２の部分のうちの少なくとも一方は、ロッキング特徴部と係合するように構成される。

一部の実施形態では、捕捉特徴部は、少なくとも１つのガイドピン内の溝である。少なくとも１つのガイドピンは、一部の実施形態では接着剤を使用して受け入れ特徴部に取り外し可能に又は恒久的に接続される場合がある。

一部の実施形態では、コネクタはまた、フィンガタブを備える場合があり、フィンガタブは、ユーザがコネクタを把持すること、及びロッキング特徴部を捕捉状態から解除させてロッキング特徴部に対する少なくとも１つのガイドピンの相対移動を可能にする後退力を与えることを可能にする。コネクタは、更に、バネを備えることができる。ロッキング特徴部が捕捉状態から解除される時に、バネは、ロッキング特徴部を少なくとも１つのガイドピンから押し離すように構成することができる。

一部の実施形態では、システムは、フェルールとバネを備える。フェルールは、基板とバネの間に位置決めされる。フェルールは、光ファイバと少なくとも１つのガイドピンとを受け入れる／保持するように構成される。少なくとも１つのガイドピンがロッキング特徴部に向けてシフトされる時に、バネは、フェルールに対する力を発生し、フェルールを基板に向けて押し付ける。一部の実施形態では、バネは、フェルール内に受け入れられた光ファイバの端面を基板内の光導波路に対して押し付けるように構成することができる。一部の実施形態では、システムは、反射防止コーティング又は屈折率整合材料を備える。フェルールは、光ファイバを受け入れるように構成され、光ファイバは、端面を備える。バネは、光ファイバの端面と基板の１又は２以上の光導波路との間に間隙を残しながらフェルールを基板の近くに押し付けるように構成される。反射防止コーティング又は屈折率整合材料は、間隙にかつ端面に対して堆積される。一部の事例では、バネによって発生される追加の力は、０．５Ｎと２Ｎの間であり、反射防止コーティング又は屈折率整合材料は、光ファイバと基板の１又は２以上の光導波路とに接触する。

一部の実施形態では、受け入れ特徴部は、トレンチであり、トレンチは、２つの側縁、及び底面を備える。トレンチは、少なくとも１つのガイドピンが底面に接触することなく２つの側縁に当接するように構成される。トレンチは、レーザベースの手法を使用して形成される場合がある。

基板内に設けられた１又は２以上の光導波路は、一部の実施形態では表面下又は埋め込み型光導波路である。しかし、表面光導波路も同様に使用することができる。光導波路はまた、異なる層又は平面にある場合がある。一部の実施形態では、アタッチメントが設けられ、受け入れ特徴部は、アタッチメント上に設けることができる。基板は、アタッチメントを受け入れて同じくそれに取り外し可能に又は恒久的に接続するように構成することができる。

別の例示的実施形態では、１又は２以上の光導波路を有する基板を光ファイバと位置合わせするためのコネクタを提供する。このコネクタは、少なくとも１つのレシーバ部分を備える。少なくとも１つのレシーバ部分は、凹部を定め、かつロッキング特徴部を備える。コネクタは、光ファイバを受け入れるように構成され、少なくとも１つのレシーバ部分の凹部は、基板に関連付けられた少なくとも１つのガイドピンを受け入れるように構成される。受け入れられた時に、ロッキング特徴部は、少なくとも１つのガイドピンを凹部に保持するように構成される。少なくとも１つのガイドピンがロッキング特徴部によって保持された時に、光ファイバは、基板の１又は２以上の光導波路と位置合わせされ、かつ基板に対する移動が抑制される。

一部の実施形態では、コネクタは、更にフィンガタブを備える。フィンガタブは、ユーザがコネクタを把持すること、及びロッキング特徴部を捕捉状態から解除させてロッキング特徴部に対する少なくとも１つのガイドピンの相対移動を可能にする後退力を与えることを可能にするように構成される。コネクタは、更にバネを備えることができる。ロッキング特徴部が捕捉状態から解除される時に、バネは、ロッキング特徴部を少なくとも１つのガイドピンから押し離すように構成される。

一部の実施形態では、コネクタは、更に、フェルールとバネを備える。フェルールは、基板とバネの間に位置決めされ、フェルールは、光ファイバと少なくとも１つのガイドピンとを受け入れるように構成される。少なくとも１つのガイドピンがロッキング特徴部に向けてシフトされる時に、バネは、フェルールに対する力を発生してフェルールを基板に向けて押し付ける。すなわち、フェルール内の光ファイバの端面は、基板と接触することができる。

更に別の例示的実施形態では、少なくとも１つのフォトニック集積回路に電気的及び光学的接続を提供するための基板を提供する。基板は、１又は２以上の光導波路、少なくとも１つのガイドピン、及び基板本体を備える。少なくとも１つのガイドピンは、第１の端部と第２の端部を定め、少なくとも１つのガイドピンは、第２の端部の近くに捕捉特徴部を備える。基板本体は、少なくとも１つのガイドピンの第１の端部を受け入れて同じくそれに取り外し可能に又は恒久的に接続するように構成された受け入れ特徴部を備える。少なくとも１つのガイドピンのための第２の端部は、基板本体から外向きに延びる。捕捉特徴部は、コネクタと係合するように構成される。捕捉特徴部がコネクタと係合した時に、コネクタに関連付けられた光ファイバは、基板の１又は２以上の光導波路と位置合わせされ、かつ基板に対する移動が抑制される。

一部の実施形態では、ガイドピンの捕捉特徴部は、ガイドピンの第２の端部の近くに第１の部分及びガイドピンの第２の端部の近くに第２の部分を備える。第１の部分は、第２の部分に比べて増大した厚みを有し、第１の部分は、第２の部分よりも第２の端部により近い。第１の部分又は第２の部分のうちの少なくとも一方は、ロッキング特徴部と係合するように構成される。

本発明の適用可能性の更に別の分野は、以下に提供する詳細説明から明らかになるであろう。詳細説明及び具体例は、本発明の例示的な好ましい実施形態を示しているが、例示だけの目的を意図しており、本発明の範囲を限定するように意図していないことを理解しなければならない。

本発明は、詳細説明及び必ずしも一定の縮尺ではない添付図面からより完全に理解されるであろう。

本明細書に議論する一部の実施形態による受け入れ特徴部を有する基板本体を示す例示的基板の斜視図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による各受け入れ特徴部にガイドピンを受け入れた図１Ａの基板の斜視図である。 本明細書に議論する一部の実施形態によるガイドピンをコネクタ内に受け入れた図１Ｂの基板の斜視図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による各受け入れ特徴部にガイドピンを受け入れる２つの受け入れ特徴部を有する基板の側面図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による図２Ａの基板の上面図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による図２Ａ及び２Ｂの位置合わせピン及び基板と共に使用可能な多ファイバ光コネクタのフェルールの斜視図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による異なる数の光ファイバボアと異なる位置合わせ孔間隔とを有するフェルールの端面立面図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による異なる数の光ファイバボアと異なる位置合わせ孔間隔とを有するフェルールの端面立面図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による多ファイバ光コネクタのフェルール部分及び基板の端面立面図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による１又は２以上のガイドピンに取り外し可能に又は恒久的に接続するために基板の受け入れ特徴部と併せて使用することができるカバーの底面概略図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による図４Ａに示すカバーの斜視図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による図４Ａに示すカバーの前面図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による図４Ａに示すカバーの側面図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による例示的基板端面の側面図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による例示的基板端面の一部分の拡大側面図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による別の例示的基板端面の一部分の拡大側面図である。 本明細書に議論する一部の実施形態によるコネクタ又はフェルールにまだガイドピンが受け入れられていない基板を１又は２以上の光ファイバと位置合わせするためのシステムの斜視図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による図６Ａに示すシステムの断面図である。 本明細書に議論する一部の実施形態によるガイドピン及びフェルール内の孔が見える図６Ｂに示すシステムの一部分の拡大図である。 本明細書に議論する一部の実施形態によるコネクタ及びフェルールにガイドピンを部分的に受け入れた基板を光ファイバと位置合わせするためのシステムの斜視図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による図７Ａに示すシステムの断面図である。 本明細書に議論する一部の実施形態によるコネクタ及びフェルール内にガイドピンを受け入れてガイドピンがコネクタのロッキング特徴部の近くにある基板を光ファイバと位置合わせするためのシステムの斜視図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による図８Ａに示すシステムの断面図である。 本明細書に議論する一部の実施形態によるコネクタ及びフェルール内にガイドピンを受け入れてガイドピンがコネクタのロッキング特徴部と係合している基板を光ファイバと位置合わせするためのシステムの斜視図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による図９Ａに示すシステムの断面図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による例示的ガイドピンの側面図である。 本明細書に議論する一部の実施形態によるガイドピンの捕捉特徴部が見える図１０Ａのガイドピンの拡大図である。 本明細書に議論する一部の実施形態によるガイドピンの概略側面図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による基板を光ファイバと位置合わせするためのシステムの概略断面図である。 本明細書に議論する一部の実施形態によるコネクタ内に提供することができる構成要素を示す分解組立図である。 本明細書に議論する一部の実施形態による基板を光ファイバと位置合わせするように実行することができる作動を示す流れ図である。

本発明の実施形態に関する以下の説明は、本質的に単なる例示であり、本発明、その適用、又は用途を限定することを決して意図するものではない。以下の説明は、本発明の有効な開示を提供することを目的として単に例示的に本明細書に提供するものであり、本発明の範囲又は内容を限定するものではない。

上述のように、基板と１又は２以上の光ファイバとの接続を形成する従来の手法に対する改善が望まれている。本明細書に議論する実施形態は、製造しやすく使いやすいシステム及び構成要素を対応する方法と共に提供する。図１Ａ～１Ｃは、使用可能な基板を示している。

図１Ａは、基板１４０の一部分の斜視図である。この基板１４０は、１又は２以上の導波路（例えば、光導波路）を備えることができる。これらの導波路は、表面下導波路又は表面導波路とすることができる。基板１４０はまた、基板本体１４２を備えることができる。基板本体１４２は、例えば、ガラス、シリコン、溶融シリカ、ポリマー、有機積層体を備えることができる。この基板本体１４２は、上面１４４、エッジ１４６、及び底面１４３を有することができる。基板本体１４２はまた、２つの受け入れ特徴部１４８を備えることができる。これらの受け入れ特徴部１４８の各々は、ガイドピン１５４（図１Ｂに示す）の第１の端部を受け入れて同じくそれに取り外し可能に又は恒久的に接続するように構成される。一部の実施形態では、接着剤を使用してガイドピン１５４を受け入れ特徴部１４８に恒久的に接続することができる。これに代えて、接着剤なしで（例えば、圧縮嵌め又は他の接続手段を通して）ガイドピン１５４を受け入れ特徴部に取り外し可能に又は恒久的に接続することができる。ガイドピン１５４の第２の端部は、基板本体１４２から外向きに延びる。

受け入れ特徴部１４８は、基板本体１４２の上面１４４に設けることができる。受け入れ特徴部１４８は、基板本体１４２内の凹部として設けることができ、これらの凹部は、様々な形状を取ることができる。例えば、凹部は、半円形、矩形（例えば、トレンチを形成する）、三角形の形状などを有することができる。一部の実施形態では、受け入れ特徴部１４８の形状は、ガイドピン１５４の形状と一致し、受け入れ特徴部１４８は、ガイドピンと共に使用するように構成される。受け入れ特徴部１４８は、ある距離１４５だけ離間することができる。受け入れ特徴部１４８の位置決めは、基板本体１４２と１又は２以上の光ファイバ１６８（図１Ｃに示す）のためのコネクタ１６０との適正な位置合わせを可能にするように構成することができる。一部の実施形態では、受け入れ特徴部１４８は、別々の構成要素（例えば、アタッチメント）の上に提供することができ、基板は、アタッチメントを受け入れて同じくそれに取り外し可能に又は恒久的に接続するように構成することができる。

図１Ｂは、基板１４０’の斜視図である。基板１４０’は、各受け入れ特徴部１４８に受け入れられるガイドピン１５４を備える。更に、端面１５２を有するカバー１５０が設けられる。カバー１５０内に凹部を提供することができ、その凹部にガイドピン１５４を少なくとも部分的に受け入れることができる。これらの凹部は、カバー１５０の中心部分から端面１５２まで延びることができる。

図１Ｃは、基板１４０’’の斜視図であり、ガイドピン１５４（図１Ｂに示す）がコネクタ１６０内に受け入れられている。図示のように、光ファイバ１６８をコネクタ１６０内に受け入れることができる。一部の実施形態では、コネクタ１６０は、光ファイバ１６８の移動が少なくとも部分的に抑制されるように光ファイバ１６８と取り外し可能に又は恒久的に接続することができる。コネクタ１６０は、１又は２以上のガイド孔１６４を備えることができる。これらのガイド孔１６４は、一部の実施形態ではコネクタ１６０の一方の側から他方の側まで延びることができるが、これに代えて、コネクタ１６０内を単に部分的に延びることができる。ガイドピン１５４の第２の端部は、基板本体１４２から外向きに延び、ガイドピン１５４の第２の端部をガイド孔１６４内に受け入れることができる（その接続はコネクタ１６０で隠されている）。一部の実施形態では、ガイドピンがガイド孔１６４内に受け入れられると、コネクタ１６０に対して基板１４０の移動を抑制することができる。

基板は、基板をコネクタと正確かつ確実に位置合わせすることができるような寸法を提供することができる。それによって、次に、基板内の導波路をそれぞれ光ファイバと正確に位置合わせすることが可能になる。一部の実施形態では、各光ファイバを基板内の単一導波路に接続することができ、一部の実施形態では、複数の光ファイバを複数の導波路と位置合わせすることができる。図２Ａ～２Ｂは、これらの寸法の一部を例示的実施形態に示している。図２Ａは、基板２００及びガイドピン２１２の側面図であり、図２Ｂは、図２Ａの基板２００及びガイドピン２１２の上面図である。基板２００は、１又は２以上の光導波路２０５を備える。基板２００はまた、上面２０４を有する基板本体２０２を備える。基板本体２０２は、２つの受け入れ特徴部２０８を備える。受け入れ特徴部２０８は、ガイドピン２１２を受け入れるように構成される。

これらの受け入れ特徴部２０８は、上面２０４に形成されたトレンチとすることができる。基板２００をコネクタ１６０（図１Ｃ）と適正に位置合わせするのに必要である公差内にトレンチの深さを維持することは困難である可能性がある。トレンチの深さは、小さい公差によって形成することができるが、これを達成するための手法は高価である可能性がある。対照的に、トレンチの幅は、費用効果的方式で小さい公差に維持することができる。レーザ融除を使用して（例えば、ナノ秒（ｎｓ）、ピコ秒（ｐｓ）、又はフェムト秒（ｆｓ）のパルスレーザを使用して）側縁の位置をサブミクロンの精度で費用効果的方式で提供することができる。従って、トレンチを使用する場合に、トレンチは、２つの側縁と１つの底面とを備えることができ、ガイドピン２１２が底面に接触することなく２つの側縁に当接するようなトレンチを備えることができる。この例を図２Ａに示している。この手法により、ガイドピン２１２の位置決めは、トレンチの側縁によって実質的に制御されることになる。底面は、ガイドピン２１２と接触するように構成されないので、トレンチ深さに対してより大きい公差を使用しながらトレンチを形成することができる。このようにして、トレンチは、費用効果的方式で確実に形成することができる。一部の実施形態では、トレンチは、レーザベースの手法を使用して形成することができる。

レーザ融除はまた、様々な材料に対して実施することができ、集束パルスレーザビームを使用して基板材料のごく一部を除去し、基板上に微細パターンを形成することができる。レーザ融除はまた、有毒な化学物質及び試薬を使用する必要がないので環境に優しい手法を提供する。

一部の実施形態では、受け入れ特徴部は、Ｖ字溝である。Ｖ字溝は、３０度又はそれよりも大きい角度を有する２つの側壁を備える。Ｖ字溝は、ガイドピンが底縁又は底面に接触することなく２つの側壁に当接するように構成される。Ｖ字溝は、エッチング、機械加工、又はレーザ手法を使用して形成することができる。

一部の実施形態では、５５０μｍの厚みを有するガイドピンを設けることができ、２４９．８μｍのトレンチ幅を有するトレンチの形態で受け入れ特徴部２０８を設けることができ、トレンチは、３０μｍの深さを有することができる。更に、トレンチは、ガイドピンの約５ｍｍを受け入れることができるように約５ｍｍの長さを備えることができる。トレンチは、５．３ｍｍ区分でオフセットされる場合がある。このオフセットは、図２Ｂに示すように、トレンチの側縁から隣接するトレンチの同じそれぞれの側縁まで測定することができる。しかし、これらの寸法は、他の実施形態では修正することができる。

一部の実施形態では、フェルールを使用して光ファイバとの基板内の導波路の位置合わせを支援することができる。図３Ａ～３Ｄは、特定の実施形態に使用することができる異なるフェルールの図を提供している。図３Ａは、フェルール３２０の斜視図である。このフェルール３２０は、コネクタ１６０（図１Ｃ）の一部として設けることができるが、他の実施形態では、フェルール３２０は、コネクタ１６０とは別々の構成要素と見なすことができる。コネクタ１６０及びフェルール３２０は、コネクタ１６０内にフェルール３２０を部分的又は完全に受け入れることができるように構成することができる。フェルール３２０は、本体３２４、後端３２１、及び前端３２２を備える。フェルールはまた、後端３２１と前端３２２の間で本体３２４を貫通して延びるガイドピン１５４（図１Ｂ）又は２１２（図２Ａ～２Ｂ）を受け入れるためのガイド孔３２６を有することができる。適切な数のガイド孔３２６を提供することができ、ガイド孔３２６はあらゆる適切なパターンで提供することができる。ガイド孔３２６は前端３２２を貫通して延びて光ファイバ１６８（図１Ｃ）の終端かつ研磨された端部をコネクタ１６０（図１Ｃ）内に露出することができる。

図３Ｂ及び３Ｃは、図３Ａに示すフェルール３２０と類似したフェルール３２０’、３２０’’の端面立面図である。これらの図からそれぞれのフェルール３２０’、３２０’’の前端３２２を見ることができる。図示のように、ガイド孔３２６は、前端３２２からフェルール３２０’、３２０’’の本体３２４の中に延びることができる。様々な実施形態では、あらゆる適切な数の光ファイバボアと位置合わせ孔間のあらゆる適切な間隔とを提供することができる。図３Ｂでも図３Ｃでも２列の光ファイバボア３２８Ａ、３２８Ｂ、３２８Ａ’、３２８Ｂ’が設けられる。図３Ｂ及び３Ｃには複数列の光ファイバボアを示しているが、特定の実施形態では、単一列の光ファイバボアだけに光ファイバが格納され、及び／又は単一列の光ファイバボアだけを使用して、本明細書に開示するように、基板２００（図２Ａ～２Ｂ）（例えば、導電性ビアを備える）の中に一体化された導波路とインタフェースで接続することができる（そのような基板は、その内部のある深さに配置された光導波路を有することができるので）。フェルールは、多ファイバ光コネクタを備えることができる。

図３Ｂ及び図３Ｃに示すフェルール３２０’、３２０’’は、異なる数の光ファイバボア３２８Ａ、３２８Ｂ、３２８Ａ’、３２８Ｂ’と、位置合わせ孔３２６間の異なる間隔とを有する。図３Ｂに示すように、位置合わせ孔３２６は、互いに５．３ｍｍ離れるようにオフセットされる。対照的に、図３Ｃでは、位置合わせ孔３２６は、互いに４．６ｍｍ離れるようにオフセットされる。更に、図３Ｂに示すフェルール３２０’では、各列に１６個の光ファイバボア３２８Ａ、３２８Ｂが設けられ、そのために合計で３２個の光ファイバボア３２８Ａ、３２８Ｂが設けられる。対照的に、図３Ｃに示すフェルール３２０’’では、各列に１２個の光ファイバ孔３２８Ａ’、３２８Ｂ’が設けられ、そのために合計で２４個の光ファイバボア３２８Ａ’、３２８Ｂ’が設けられる。

図３Ｄは、フェルール３２０’’’に対して基板３０２が位置決めされたフェルール３２０’’’を示す概略図である。図示のように、基板３０２は、約０．７ｍｍの厚みを有することができる。基板３０２は、ガイドピンを受け入れて同じくそれに取り外し可能に又は恒久的に接続するように構成することができ、これらのガイドピンは、位置合わせ孔３２６内に受け入れることができる。特に、基板３０２は、ファイバボアが基板３０２内の対応する導波路に位置合わせするようにファイバボアの一部を覆っている（破線に示している）。

ガイドピンを基板上又は基板の基板本体上の適切な位置に接続することを支援するために、ガイドピンの上に位置決めすることができるカバー（例えば、アタッチメント）を設けることができる。図４Ａ～４Ｄは、使用可能なカバー４５０の様々な図を示している。図４Ａは、２つのガイドピンと取り外し可能に又は恒久的に接続するために基板１４０、２００の受け入れ特徴部１４８（図１Ａ）、２０８（図２Ａ、２Ｂ）と併せて使用することができるカバー４５０の底面概略図である。図４Ｂは、カバー４５０の斜視図であり、図４Ｃは、カバー４５０の前面図であり、図４Ｄは、カバー４５０の側面図である。

カバー４５０は、ガイドピン１５４（図１Ｂ）又は２１２（図２Ａ～２Ｂ）を押圧して適切な位置に保持するように設計することができる。カバー４５０は、例えば、プラスチック又はガラス材料を備えることができる。一部の実施形態では、カバー４５０と基板２００（図２Ａ～２Ｂ）の基板本体２０２（図２Ａ～２Ｂ）とは、類似の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する材料で製造されるが、別の実施形態では、カバー４５０と基板本体２０２は、異なるＣＴＥ特性を有することができる。一部の事例では、カバー４５０と基板本体２０２（図２Ａ～２Ｂ）は、同じ材料で製造され、同じ熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する。ＣＴＥの不整合が存在する場合に、一部の構成要素は、非常に温かい又は非常に冷たい温度で不釣り合いにサイズが膨張又は収縮する傾向があり、構成要素の不整合に至る可能性がある。カバー４５０と基板本体２０２（図２Ａ～２Ｂ）に類似の又は同一のＣＴＥを設けることにより、アセンブリ全体の信頼性を改善することができる。

一部の実施形態では、接着剤を使用してカバー４５０、ガイドピン２１２（図２Ａ～２Ｂ）、及び／又は基板２００（図２Ａ～２Ｂ）の基板本体２０２（図２Ａ～２Ｂ）を恒久的に互いに接続することができる。この接着剤は、カバー４５０、ガイドピン２１２（図２Ａ～２Ｂ）、及び基板の基板本体２０２に設けられた材料のＣＴＥとは異なるＣＴＥを有する材料を備えることができる。従って、一部の実施形態では、僅かな量の接着剤しか使用されない。例えば、厚みが１００μｍ未満の接着層を提供することができる。一部の実施形態では、接着剤は使用されない。僅かな量の接着剤しか使用しないことにより、アセンブリの信頼性を改善することができる。例えば、アセンブリが屋内でのみ使用される場合に、ＣＴＥの不整合はそれほど関連しない可能性がある。

カバー４５０は、幅が約６．４ｍｍ（図４Ａで左から右に測定）とすることができる。カバー４５０は、長さが４ｍｍ（図４Ａで下から上に測定）とすることができる。カバー４５０は、２つの１次カバートレンチ４５２を備えることができる。これらの１次カバートレンチ４５２は、カバー４５０の底面４５１に形成することができ、カバー４５０の長さに沿って張ることができる。図４Ａに示すように、１次カバートレンチ４５２は、カバー４５０の長さ全体に張ることができる。しかし、他の実施形態では、１次カバートレンチ４５２は、カバー４５０内に部分的にのみ延びることができる。

図４Ｃに示すように、１次カバートレンチ４５２は、幅が約０．６ｍｍ（図４Ｃで左から右に測定）、及び深さが約０．３ｍｍ（図４Ｃで下から上まで測定）とすることができる。１次カバートレンチ４５２は、２つの側縁を有することができ、一部の実施形態では、カバー４５０の中心寄りに位置決めされた側縁は、カバー４５０の中心から約２．３５ｍｍ離して位置決めすることができる。

図４Ｄに示すように、２次カバートレンチ４５４をカバー４５０の底面４５１に設けることができる。２次カバートレンチ４５４は、２つの側縁を有することができる。カバー４５０の中心から遠い側に位置決めされた側縁は、カバー４５０の側面から約０．３ｍｍ離れているとすることができる。２次カバートレンチ４５４は、幅が約０．３ｍｍ（図４Ｄで左から右に測定）とすることができる。２次カバートレンチ４５４はまた、約０．３ｍｍの深さ（図４Ｄで下から上に測定）を有することができる。

特定の寸法を上述したが、他の実施形態では、カバー４５０に異なる寸法を提供することができる。これらの寸法を提供して所与の用途に必要である実施仕様全体を満足させることができる。

一部の実施形態では、基板は、光学区域を備えることができ、この光学区域は、光導波路を受け入れて保持するように構成することができる。フェルールに対してこの光学区域の寸法を制御し、光学区域からの移行を制御することが重要な考慮事項になる可能性がある。図５Ａは基板５０２の側面図であり、光学区域５０７を見ることができる。図示のように、基板５０２は２つの受け入れ特徴部５０８を備える。この実施形態では、受け入れ特徴部５０８はトレンチとして設けられる。トレンチは、幅が約２４９．８μｍである。図５Ａはまた、光学区域５０７と非光学区域５０９を示している。フェルール（例えば、図３Ａのフェルール３２０）を光学区域５０７で基板５０２に押圧することができる。従って、フェルール内に受け入れられた１つの光ファイバの端面は、基板５０２内にある１又は２以上の光導波路のうちの１つの光導波路に対して押し付けられるとすることができる。光学区域５０７の幅（図５Ａで左から右に測定）がフェルールの幅よりも大きくなるように、光学区域５０７の幅は６．５ｍｍより大きくすることができる。基板のレーザ個別化工程中に光学区域５０７を部分的にナノ穿孔することができ、他の非光学区域５０９は、完全にナノ穿孔することができる。

図５Ｂ及び５Ｃは、光学区域５０７での部分的ナノ穿孔から非光学区域５０９での完全ナノ穿孔まで移行させるための異なる手法を示している。図５Ｂでは、この変化はステップ関数として生じ、移行が即座に生じ、左から右に延びることはない。図５Ｃでは、この変化が断熱的に生じるので移行は左から右に延びる。非光学区域５０９の完全ナノ穿孔から光学区域５０７の部分的ナノ穿孔への変化は、レーザフォーカスを段階的に変化させること又はレーザフォーカスの断熱変化によって達成することができる。

フェルールよりも幅広の光学区域５０７を提供することにより、部分的ナノ穿孔から完全穿孔へのあらゆる変化は、フェルールと光学区域とが重なる区域の外側で生じることになる。それにより、光ファイバと一体型導波路との物理的接触を妨げる可能性があると考えられる突出特徴部のリスクが低減される。これはまた、導波路の波形を低減し、欠陥の数を低減するのに有益である場合がある。

本明細書に説明する本発明の様々な実施形態は、１又は２以上のガイドピンを取り外し可能に又は恒久的に接続させた基板を提供する。一部の例示的実施形態は、コネクタを拘束して光ファイバと基板内の導波路との適正な位置合わせを保証するためにコネクタ内のロッキング特徴部と係合するように構成された捕捉特徴部を備えるガイドピンを備える。例えば、捕捉特徴部は、捕捉特徴部とロッキング特徴部が係合している時に、ガイドピンがその長手軸線に沿って後退することを防止することができる。更に、フェルール又はコネクタ内の孔の中にガイドピンを受け入れることにより、他の寸法でのガイドピンの移動を制限することができる。従って、捕捉特徴部とロッキング特徴部の間の係合により、光ファイバの基板に対する移動を抑制することができる。一部の実施形態では、捕捉特徴部とロッキング特徴部は、ガイドピンを後退させることができるように容易に係合解除することができる。

様々な実施形態に関するこれらの特徴部及び他の特徴部は、図６Ａ～６Ｃ、７Ａ～７Ｂ、８Ａ～８Ｂ、９Ａ～９Ｂを参照してより容易に理解される。図６Ａ～６Ｃは、ガイドピンがまだフェルール内に受け入れられていない時のシステムの様々な図を示している。

図６Ａは、基板を１又は２以上の光ファイバと位置合わせするための例示的システムの斜視図であり、この場合に、ガイドピンはまだコネクタ又はフェルールに受け入れられていない。図６Ｂは、図６Ａに示すシステムの断面図である。図６Ｃは、図６Ｂに示すシステムの拡大図であり、ガイドピンとフェルール内の孔を見ることができる。

図６Ａに示すように、基板６４４を提供する。この基板６４４は、受け入れ特徴部を有する基板本体を備えることができる。基板６４４は、１又は２以上の導波路を備えることができる。少なくとも１つのガイドピン６５４も提供されており、これらのガイドピン６５４は、第１の端部と第２の端部を備える。受け入れ特徴部は、ガイドピン６５４の第１の端部を受け入れて同じくそれに取り外し可能に又は恒久的に接続するように構成することができる。ガイドピン６５４の第１の端部は、カバー６５０を使用して基板６４４に取り外し可能に又は恒久的に接続することができる。ガイドピン６５４の第２の端部は、基板本体から外向きに延びることができ、ガイドピン６５４の第２の端部の近くに捕捉特徴部６５５を提供することができる（例示的捕捉特徴部に関する更に別の詳細は、図１０Ａ～Ｃに関して説明する）。

光ファイバ６６８及びコネクタ６６０も提供する。コネクタ６６０は、光ファイバ６６８を受け入れる（例えば、本明細書に説明するように、コネクタで移動可能に保持されるフェルールに取り付けられた１又は２以上の光ファイバに関連付けられる）ように構成することができる。図６Ｂに示すように、レシーバ部分６６７は、ロッキング特徴部６６５を備えることができる。図示のように、レシーバ部分６６７は、ガイドピン６５４を受け入れることができる凹部を定める。一実施形態では、この凹部の厚みを低減することにより、レシーバ部分６６７内にロッキング特徴部６６５を設けることができる。それにより、ロッキング特徴部６６５は、ガイドピン６５４の捕捉特徴部６５５と係合することができる。しかし、ロッキング特徴部６６５は、他の実施形態では異なる形態を取ることができる。例えば、この凹部の厚みを増すことにより、ロッキング特徴部６６５をレシーバ部分６６７内に提供することができ、又はレシーバ部分６６７は、ガイドピン６５４内の孔と係合するように構成された小さいピンを備えることができる。捕捉特徴部６５５がロッキング特徴部６６５と係合すると、これは、光ファイバ６６８と導波路との位置合わせをもたらし、基板６４４に対する光ファイバ６６８の移動を抑制することを支援することができる（図９Ａ～９Ｂに関して説明するように）。

図６Ｂに示すように、フェルール６２０及びバネ６６３も設けることができる。フェルール６２０は、コネクタ６６０内に受け入れることができ、基板６４４とバネ６６３の間に位置決めすることができる。フェルール６２０は、コネクタ６６０内のシフト又は「浮動」が許容されるものとすることができる。バネ６６３もコネクタ６６０内に受け入れることができる。バネ６６３は、コネクタ６６０の背面内壁とフェルール６２０の間に受け入れることができる。フェルール６２０は、光ファイバ６６８と少なくとも１つのガイドピン６５４とを受け入れるように構成することができる。ガイドピン６５４がロッキング特徴部６６５に捕捉された状態で、バネ６６３は、フェルール６２０に対する力を発生し、フェルール６２０を基板６４４に向けて押し付ける（図８Ａ～９Ｂに示す）。一部の実施形態では、バネ６６３は、約２Ｎ～約２０Ｎの範囲の力を提供するように構成することができ、光ファイバ６６８を基板６４４の１又は２以上の導波路（例えば、光導波路）と物理的に接触させるように構成することができる。

図６Ｃは、捕捉特徴部６５５及びフェルール６２０の拡大図を示している。図示のように、フェルール６２０は、１又は２以上の孔６２１を備えることができる。これらの孔６２１は、図６Ｃに示すように、孔６２１とガイドピン６５４が位置合わせした時にガイドピン６５４を受け入れるように構成される。孔６２１は、フェルール６２０を完全に貫通して延びることができ、ガイドピン６５４がコネクタ６６０のレシーバ部分６６７まで延びることを可能にする。

図７Ａ～７Ｂは、図６Ａ～６Ｃに表したシステムの様々な図を示し、ここでは、ガイドピン６５４は、コネクタ６６０及びフェルール６２０内に部分的に受け入れられている。図７Ａは斜視図であり、図７Ｂは、内部構成要素を見えるようにした断面図である。図７Ｂで最も良く見ることができるように、ガイドピン６５４は、フェルール６２０の孔６２１（図６Ｃ）の中に受け入れられる。図示のように、バネ６６３は、図７Ｂでは図６Ｂと同じ位置にあり、まだ圧縮されていない。

図８Ａ～８Ｂは、図６Ａ～６Ｃに表したシステムの様々な図を示し、ここでは、ガイドピン６５４が、コネクタ６６０及びフェルール６２０の中に更に受け入れられている（例えば、図７Ａ～７Ｂに対して）。図８Ａは斜視図であり、図８Ｂは、内部構成要素を見えるようにした断面図である。図８Ｂで最も良く見ることができるように、ガイドピン６５４は、図７Ｂと比べて図８Ｂではコネクタのレシーバ部分６６７の近くにシフトする。図８Ｂでは、フェルール６２０は、基板６４４にまさに接触している。バネ６６３は、図８Ｂでは図６Ｂ及び７Ｂと同じ位置にあり、まだ圧縮されていない。ガイドピン６５４がコネクタ６６０の中に更にシフトする時に、基板６４４は、フェルール６２０をコネクタ６６０のレシーバ部分６６７に向けて押し付けることになる。フェルール６２０がレシーバ部分６６７に向けて押し付けられる時に、バネ６６３が圧縮される。圧縮されたバネ６６３により、フェルール６２０を基板６４４に対して確実に位置決めすることが可能になる。

図９Ａ～９Ｂは、図６Ａ～６Ｃに表したシステムの様々な図を示し、ここでは、ガイドピン６５４がコネクタ６６０及びフェルール６２０内に完全に受け入れられている。図９Ａは斜視図であり、図９Ｂは、内部構成要素を見えるようにした断面図である。図示のように、ガイドピン６５４の捕捉特徴部６５５は、ロッキング特徴部６６５を使用してコネクタ６６０のレシーバ部分６６７内に受け入れられる。捕捉特徴部６５５とロッキング特徴部６６５の係合は、バネ６６３の力に耐えるのに十分な力を提供することができ、バネ６６３は、この圧縮状態でフェルール６２０を基板６４４に向けて押し付けるように構成される。従って、捕捉特徴部６５５とロッキング特徴部６６５の係合により、ガイドピン６５４の移動を抑制することができる。フェルール６２０は、捕捉特徴部６５５がロッキング特徴部６６５と係合した時にコネクタ６２０内に完全に位置決めされるとすることができる（例えば、図８Ｂと図９Ｂの間でフェルール６２０に対するコネクタ６６０の位置を考察されたい）。特に、捕捉特徴部とロッキング特徴部の係合に関する追加の詳細は、図１０Ｄに関して提供する。

一部の実施形態では、システムは、コネクタ６６０の取り外し（及び光ファイバと基板の導波路との分離）を可能にするためにガイドピンの捕捉特徴部を解除することができるように構成することができる。これに関して、図示の実施形態では、フィンガタブ６６１を設けてそのような解除を可能にすることができる。フィンガタブ６６１は、ユーザの必要に応じて基板６６４をコネクタ６６０から分離することができるように、ガイドピン６５４の捕捉特徴部６５５をロッキング特徴部６６５から係合解除させるための容易な手法を提供することができる。フィンガタブ６６１は、例えば、コネクタをガイドピンから係合解除させる後退力をユーザが付与することができるようにユーザが把持するように構成することができる。十分な後退力が加えられると、レシーバ部分６６７のロッキング特徴部６６５は、ガイドピン６５４の捕捉特徴部６５５から係合解除することができる。それにより、ガイドピン６５４をレシーバ部分６６７及びコネクタ６６０から後退させることができる。このフィンガタブ６６１は、図９Ａ～９Ｂではコネクタ６６０の上部の近くに位置決めされているが、フィンガタブ６６１は、他の位置に位置決めすることができる。例えば、フィンガタブ６６１は、コネクタ６６０の底部の近くに実施することができる。

本明細書に議論するように、本発明のシステムのガイドピンは、捕捉特徴部を有して提供することができる。この点に関して、コネクタ内のロッキング特徴部と係合するようなガイドピンを備えることができるように、ガイドピンに適切な寸法を提供することができる。図１０Ａ～１０Ｄは、例示的ガイドピンとガイドピンの寸法を示している。図１０Ａはガイドピンの側面図である。図１０Ｂは、図１０Ａのガイドピンの拡大図であり、ガイドピンの捕捉特徴部を見ることができる。図１０Ｃはガイドピンの概略側面図であり、図１０Ｄは、基板を光ファイバと位置合わせするシステムの一部分の概略断面図である。

図１０Ａは、例示的ガイドピン１０５４が示している。ガイドピン１０５４は、第１の端部１０５８と第２の端部１０５７とを定め、ガイドピン１０５４は、第２の端部１０５７の近くに捕捉特徴部１０５５を備える。この実施形態では、捕捉特徴部１０５５は溝である。図１０Ａに示すような一部の実施形態では、ガイドピン１０５４は、軸線に関して対称であるとすることができる。

図１０Ａでは、実施形態は、第１のセクション１０５９と第２のセクション１０５２を備える。第１のセクション１０５９は、第２のセクション１０５２の直径ΦＥ２よりも僅かに大きい直径ΦＥ１を有することができる。第１のセクションは、長さＩを有することができ、この長さＩは、約１１．３ｍｍ±０．１ｍｍとすることができる。第２のセクション１０５２は、約６．１２５ｍｍ±０．１ｍｍの長さを備えることができる。一部の実施形態では、第１のセクション１０５９と第２のセクション１０５２の移行部にフィレット又は面取りを提供することができる。図１０Ｃのガイドピン１０５４は、図１０Ａ及び１０Ｂのガイドピン１０５４とは僅かに異なっている。ガイドピン１０５４は、第１のセクション１０５９及び第２のセクション１０５２を備えない。これに代えて、ガイドピン１０５４は、ただ１つのセクションを備える。この点に対して、ガイドピンにはあらゆる数のセクションを使用することができる。

図１０Ａ～１０Ｃは、ガイドピンの様々な寸法を示している。他の実施形態では、寸法を修正することができる。ガイドピンの寸法例を以下の表１に示している。

長さＡ及びＡ’は、捕捉特徴部１０５５から第２の端部１０５７の極限端部までの距離を表している。図１０Ｂに示す実施形態では、長さＡは、約０．７２５ｍｍ±０．１ｍｍである。しかし、図１０Ｃに示す実施形態では、長さＡ’に対して±０．０５ｍｍの公差が使用される。

長さＢ及びＢ’は、捕捉特徴部１０５５の長さを表している。図１０Ｂに示す実施形態では長さＢは約０．８５ｍｍ±０．０５ｍｍであるが、図１０Ｃに示す実施形態では、長さＢは約０．８７ｍｍ±０．１ｍｍとすることができる。

長さＣ及びＣ’は、ガイドピン１０５４の全長を表している。図１０Ａに示す実施形態では、長さＣは約１９ｍｍ±０．１ｍｍとすることができる。しかし、図１０Ｃに示す実施形態では、長さＣ’は約１６ｍｍ±０．０５ｍｍとすることができる。

直径ΦＤ及びΦＤ’は、捕捉特徴部１０５５の最小直径を表している。図１０Ａでは、直径ΦＤは、約０．３３ｍｍ±０．０１ｍｍとすることができる。しかし、図１０Ｃでは、直径ΦＤ’は、約０．３４ｍｍ±０．０１ｍｍとすることができる。

図１０Ａでは、直径ΦＥ１は、第１のセクション１０５９の直径を表し、長さＩは、第１のセクション１０５９の長さを表している。図１０Ａに示す実施形態では、直径ΦＥ１は、約０．５４８５ｍｍ±０．０００５ｍｍであり、長さＩは、約１１．３ｍｍ±０．１ｍｍである。更に、直径ΦＥ２は、第２のセクション１０５２の直径を表し、直径ΦＥ２は、約０．５３ｍｍ±０．００５ｍｍとすることができる。図１０Ｃのガイドピン１０５４は、図１０Ａ及び１０Ｂのガイドピン１０５４とは異なっている。ガイドピン１０５４は、第１のセクション１０５９及び第２のセクション１０５２を備えない。これに代えて、ガイドピン１０５４は、捕捉特徴部１０５５から第２の端部まで延びるただ１つのセクションを備えており、直径ΦＥ’は、このセクションの直径を表している。直径ΦＥ’は、約０．５４８５ｍｍ±０．０００５ｍｍとすることができる。直径ΦＦ及びΦＦ’は、それぞれΦＥ２及びΦＥ’に対する寸法と同一であるとすることができる。

ガイドピン１０５４は、第２の端部１０５７にヘッド部分１０５３を備えることができる。ヘッド部分１０５３は、丸みを帯びたセクションを有することができ、長さＧは、この丸みを帯びたセクションの長さを表している。図１０Ａ及び１０Ｂに示す実施形態では、長さＧは、約０．５ｍｍ±０．０５ｍｍであり、類似の長さを図１０Ｃの実施形態に使用することができる。しかし、ヘッド部分１０５３は、別の形状を備えることができる。例えば、ヘッド部分は、真っ直ぐな先細のエッジを有することができ、又は丸みを帯びたセクションに異なる寸法を提供することができる。

長さＨは、第１の端部１０５８の極限端部からヘッド部分１０５３までの長さを表している。図１０Ａ及び１０Ｂに示す実施形態では、長さＨは、約１８．２７５ｍｍ±０．０１ｍｍとすることができる。

角度αは、捕捉特徴部１０５５の面取り角として機能することができる。角度αには、０～９０度のあらゆる値を使用することができ、面取り角は、０度又は９０度にして面取りを全く設けないようにすることができる。一部の実施形態では、この角度は、約２５度～約４５度の範囲に入るものとすることができる。図１０Ｃに示す実施形態では、角度αは、３０度±１度である。この面取り角を捕捉特徴部の両側に使用してヘッド部分１０５３及び第２のセクション１０５２に移行することができる。

図１０Ｂでは、ガイドピン１０５４の捕捉特徴部１０５５は、第２の端部１０５７に近接するヘッド部分１０５３の形態の第１の部分を備える。捕捉特徴部１０５５はまた、第２の端部１０５７に近接する長さＢに沿った第２の部分を備えることができる。第１の部分は、第２の部分に比べて増大した厚みを有することができ、第１の部分は、第２の部分よりも第２の端部１０５７により近接する（例えば、より近い）。図９Ａ～９Ｂ及び１０Ｄに示すように、第１の部分は、レシーバ部分のロッキング特徴部と係合してガイドピン及び基板の移動を抑制するように構成される。

図１０Ｄは、ガイドピンの捕捉特徴部がレシーバ部分１０６７のロッキング特徴部１０６５と係合した時のガイドピン及び他の構成要素の概略断面図を示している。

図８Ａ～８Ｂから図９Ａ～９Ｂを考察すると、ガイドピン１０５４がレシーバ部分１０６７内に更に挿入された状態で、ガイドピン１０５４は、ロッキング特徴部１０６５と相互作用することになる。ガイドピン１０５４のヘッド部分１０５３が丸みを帯びたセクションを備えるので、ガイドピン１０５４は、ロッキング特徴部１０６５を一時的に開状態に入れ、そのためにガイドピン１０５４を更に挿入することができる。例えば、ガイドピン１０５４がロッキング特徴部１０６５の歯１０６９ａ、１０６９ｂに向けて挿入される時に、ヘッド部分１０５３の丸みを帯びたセクションによって歯１０６９ａ、１０６９ｂが延び、ロッキング特徴部１０６５を一時的に開状態に入れ、そのためにガイドピン１０５４を更に挿入することができる。

ヘッド部分１０５３が歯１０６９ａ、１０６９ｂをクリアした状態で、ロッキング特徴部１０６５の付勢により、歯１０６９ａ、１０６９ｂが一緒に戻って第１の（下側）部分と係合し、そのために捕捉特徴部１０５５がロッキング特徴部１０６５から引き抜かれるのを防止する。この点に関して、捕捉特徴部１０５５とロッキング特徴部１０６５の歯１０６９ａ、１０６９ｂとの係合に起因して、ガイドピン１０５４のヘッド部分１０５３がレシーバ部分１０６７から離れるように後退することを防止することができる。他の実施形態では、ロッキング特徴部１０６５及び捕捉特徴部１０５５は、異なるように作動させることができ、異なる形状を有することができる。

図１０Ｄに示すように、ガイドピン１０５４は、カバー１０５０と基板１００２の間に位置決めすることができる。ガイドピン１０５４はまた、フェルール１０２０内の孔を通って延びることができる。上述の寸法により、ガイドピンは、レシーバ部分１０６７のロッキング特徴部１０６５と適正に係合かつ係合解除することができ、同じく、この寸法により、ガイドピン１０５４は、他の構成要素内で適正に静止することができる。しかし、他の実施形態では寸法を修正することができる。

光ファイバ及びフェルールのためのコネクタは、他の構成要素をコネクタ内に少なくとも部分的に受け入れることを可能にするキャビティを定めることができる。図１１は、例示的コネクタ１１６０内に設けることができる構成要素を示す分解組立図である。フェルール１１２０、光ファイバ１１６８、バネガイド１１６９、バネ１１６３、及びロッキング特徴部１１６５を有するレシーバ部分１１６７が設けられる。光ファイバ１１６８は、バネガイド１１６９、バネ１１６３及びレシーバ部分１１６７の中にある凹部を通って延びることができ、光ファイバ１１６８は、フェルール１１２０内の凹部の中に延びることができる。図１１に示す例示的実施形態では、バネ１１６３は、レシーバ部分１１６７とバネガイド１１６９の間に位置決めされ、バネガイド１１６９は、フェルール１１２０とバネ１１６３の間に位置決めされる。フェルール１１２０は、リボンファイバを備えることができ、これらのリボンファイバは、内部接着することができる。図示のフェルール１１２０は、２列ＭＴＰ－１６フェルールであるが、他のフェルールを使用することができる。一部の実施形態では、バネ１１６３に引張バネ又は圧縮バネを使用することができる。

レシーバ部分１１６７は、少なくとも１つのガイドピンを受け入れるピン固定具として機能することができる。ガイドピンが基板に取り外し可能に又は恒久的に接続され、レシーバ部分１１６７に向けて押し付けられた状態で、基板は、最後にフェルール１１２０に接触することができる。ガイドピンの捕捉特徴部がレシーバ部分１１６７のロッキング特徴部１１６５と係合するまで、ガイドピンをレシーバ部分１１６７に向けて押し付け続けることができる。この捕捉状態では、バネ１１６３は、フェルール１１２０を基板に向けて押し付けることができる。

一部の実施形態では、バネ１１６３は、フェルール１１２０を基板に対して押し付けることになり、及び／又はバネ１１６３は、フェルール１１２０内に受け入れられた光ファイバ１１６８の端面を基板内の１又は２以上の光導波路に対して押し付けるように構成することができる。しかし、一部の実施形態では、バネ１１６３は、別の実施形態ではフェルール１１２０と基板１００２の間に間隙を残しながらフェルール１１２０を基板１００２の近くに押し付けるように構成することができる。バネ１１６３が間隙を残すように構成される場合に、反射防止コーティング又は屈折率整合材料を設けることができ、反射防止コーティング又は屈折率整合材料は、間隙に設けることができる。この反射防止コーティング又は屈折率整合材料は、光ファイバの端面に堆積させることができる。バネ１１６３が発生する力は、０．５Ｎと２Ｎの間であり、反射防止コーティング又は屈折率整合材料は、光ファイバと基板の１又は２以上の光導波路とに接触することができる。これは、基板１００２に対してバネ１１６３が発生する力の量を低減しながら接続の望ましい特性を維持するのに有益である場合がある。一部の実施形態では、バネ１１６３が発生する追加の力は、０．５Ｎと２Ｎの間であり、反射防止コーティング又は屈折率整合材料は、基板１００２及びフェルール１１２０に接触する。

コネクタ１１６０はまた、フィンガタブ１１６１を備えることができる。フィンガタブ１１６１は、例えば、コネクタをガイドピン１０５４から引き離す時にガイドピンヘッド１０５７の周りに歯１０６９ａ、１０６９ｂが延びることにより、ユーザがコネクタを把持すること、及びレシーバ部分１１６７のロッキング特徴部１１６５をガイドピン６５４（図６Ｃ）の捕捉特徴部６５５（図６Ｃ）から係合解除させるのに十分な後退力を与えることができるように構成することができる。それにより、ガイドピン６５４（図６Ｃ）をレシーバ部分６６７及びコネクタ１１６０から後退させることができる。すなわち、レシーバ部分１１６７のロッキング特徴部１１６５は、捕捉状態から解除され（例えば、図１０に示す歯１０６９ａ、１０６９ｂは、互いに離れるように延びることができる）、ロッキング特徴部１１６５に対する少なくとも１つのガイドピンの相対移動を可能にすることができる。一部の実施形態では、捕捉状態から解除された状態で、バネ１１６３は、自然にバネガイド１１６９及びフェルール１１２０をレシーバ部分１１６７から離れるように押し付けることになる。

一部の実施形態では、ロッキング特徴部１１６５が捕捉状態から解除された時に、バネ１１６３は、ロッキング特徴部１１６５を少なくとも１つのガイドピンから押し離すように構成される。これは、例えば、図１０Ａを参照して上述したようにガイドピンの第１のセクション及び第２のセクションの直径を制御することで達成することができる。図１０Ａに示すようにガイドピン１０５４が第１のセクション１０５９及び第２のセクション１０５２を備える場合に、第２のセクション１０５２は、フェルール１１２０の孔内に受け入れられるように構成することができ、第１のセクション１０５９は、フェルールの孔内に受け入れられないように構成することができる。これは、例えば、第２のセクション１０５２をフェルール孔内に受け入れられるほどに第２のセクション１０５２の直径ΦＥ２を小さくすることにより、及び第１のセクション１０５９の直径ΦＥ１をフェルール孔径又はサイズよりも大きくすることによって達成することができる。従って、バネ１１６３がバネガイド１１６９及びフェルール１１２０をレシーバ部分１１６７から離れるように押し付けると、フェルール１１２０は、ガイドピン１０５４の第１のセクション１０５９にも接触し、ガイドピン１０５４も後退させることができる。

基板を光ファイバと位置合わせするためのシステムを組み立てるために様々な手法を使用することができる。図１２は、基板を光ファイバと位置合わせするように実行することができる作動を示す流れ図の一例である。作動１２８０で、光ファイバを設ける。コネクタは、作動１２８４で設けられる。光ファイバは、作動１２８６でコネクタ内に受け入れることができる。作動１２８７で、基板を提供し、基板は、ガイドピン及び光導波路を備えることができる。基板は、上述したものと類似の基板とすることができる。作動１２８８で、コネクタを取り外し可能に又は恒久的に基板に接続することができる。本明細書に説明する作動は、特に断りのない限り、あらゆる順序で実行することができる。更に、追加の作動（コネクタと基板の分離など）を実行することができ、一部の作動は、省略することができる。

従って、本発明が広範な有益性及び適用性を許容することは当業者には容易に理解されるであろう。本明細書に説明したものを除く本発明の多くの実施形態及び適応化、及び多くの変形、修正、及び均等物配置は、本発明の要旨又は範囲から逸脱することなく本発明及びその以上の説明から明らかになり、又はそれらによって合理的に示唆されることになる。従って、本発明をその好ましい実施形態に関連して本明細書に詳細に説明したが、本発明の開示は、本発明を説明かつ例示するものに過ぎず、単に本発明の完全で有効な開示を提供することを目的に生成されたものであることは理解されるものとする。以上の開示は、本発明を限定すること、又はそのような他の実施形態、適応化、変形、修正、及び均等物配置を排除することを意図するものではなく、又はそのように解釈すべきではない。

６２０ フェルール
６４４ 基板
６５５ 捕捉特徴部
６６５ ロッキング特徴部
６６８ 光ファイバ

Claims (22)

1. 基板を光ファイバと位置合わせするためのシステムであって、
   前記光ファイバと、
   前記基板であって、
   １又は２以上の光導波路、
   第１の端部と第２の端部とを定め、該第２の端部の近くに捕捉特徴部を備える少なくとも１つのガイドピン、及び
   前記少なくとも１つのガイドピンの前記第１の端部を受け入れてそれに接続するように構成された受け入れ特徴部を備える基板本体であって、該少なくとも１つのガイドピンのための前記第２の端部が該基板本体から外向きに延びる前記基板本体、
   を備える前記基板と、
   コネクタであって、
   凹部を定めてロッキング特徴部を備える少なくとも１つのレシーバ部分を備え、前記光ファイバを受け入れるように構成される、
   前記コネクタと、
   を備え、
   前記少なくとも１つのレシーバ部分の前記凹部は、前記少なくとも１つのガイドピンを受け入れるように構成され、前記捕捉特徴部は、前記ロッキング特徴部と係合するように構成され、該捕捉特徴部が該ロッキング特徴部と係合した時に、前記光ファイバは、前記１又は２以上の光導波路と位置合わせされ、かつ前記基板に対する移動が抑制される、
   ことを特徴とするシステム。
2. 前記少なくとも１つのガイドピンの前記捕捉特徴部は、前記第２の端部の近くに第１の部分及び該第２の端部の近くに第２の部分を備え、該第１の部分は、該第２の部分に比べて増大した厚みを有し、該第１の部分は、該第２の部分よりも該第２の端部により近く、該第１の部分又は該第２の部分のうちの少なくとも一方が、前記ロッキング特徴部と係合するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記捕捉特徴部は、前記少なくとも１つのガイドピン内の溝であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記少なくとも１つのガイドピンは、接着剤を使用して前記受け入れ特徴部に接続されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のシステム。
5. 前記コネクタは、ユーザが該コネクタを把持すること及び前記ロッキング特徴部を捕捉状態から解除させる後退力を与えることを可能にするように、かつ該ロッキング特徴部に対する前記少なくとも１つのガイドピンの相対移動を可能にするように構成されたフィンガタブを更に備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のシステム。
6. 前記コネクタは、バネを更に備え、
   前記ロッキング特徴部が前記捕捉状態から解除された時に、前記バネは、該ロッキング特徴部を前記少なくとも１つのガイドピンから押し離すように構成される、
   ことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
7. 前記コネクタは、フェルールとバネを更に備え、
   前記フェルールは、前記基板と前記バネの間に位置決めされ、
   前記フェルールは、前記光ファイバと前記少なくとも１つのガイドピンとを受け入れるように構成され、
   前記少なくとも１つのガイドピンが前記ロッキング特徴部によって捕捉された時に、前記バネは、前記フェルールに対する力を発生して該フェルールを前記基板に向けて押し付ける、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３又は請求項５のいずれか１項に記載のシステム。
8. 前記バネは、前記フェルール内に受け入れられた前記光ファイバの端面を前記基板内の前記１又は２以上の光導波路に対して押し付けるように構成されることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
9. 前記バネによって発生される前記力は、２Ｎと２０Ｎの間であり、
   前記バネは、前記光ファイバを前記基板の前記１又は２以上の光導波路との物理接触にもたらすように構成される、
   ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
10. 反射防止コーティング又は屈折率整合材料を更に備え、
    前記フェルールは、前記光ファイバを受け入れるように構成され、
    前記光ファイバは、端面を備え、
    前記バネは、前記光ファイバの前記端面と前記基板の前記１又は２以上の光導波路との間に間隙を残しながら前記フェルールを該基板の近くに押し付けるように構成され、
    前記反射防止コーティング又は前記屈折率整合材料は、前記端面に対して堆積される、
    ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
11. 前記バネによって発生される前記力は、０．５Ｎと２Ｎの間であり、
    前記反射防止コーティング又は前記屈折率整合材料は、前記光ファイバと前記基板の前記１又は２以上の光導波路とに接触する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
12. 前記受け入れ特徴部は、トレンチであり、
    前記トレンチは、２つの側縁、及び底面を備え、
    前記トレンチは、前記少なくとも１つのガイドピンが、前記底面に接触することなく前記２つの側縁に当接するように構成される、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のシステム。
13. 前記トレンチは、レーザベースの手法を使用して形成されることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
14. 前記受け入れ特徴部を備えるアタッチメントを更に備え、
    前記基板は、前記アタッチメントを受け入れてそれに接続するように構成される、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のシステム。
15. 前記１又は２以上の光導波路は、表面光導波路であることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のシステム。
16. 前記１又は２以上の光導波路は、埋め込み型光導波路であることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のシステム。
17. １又は２以上の光導波路を有する基板を光ファイバと位置合わせするためのコネクタであって、
    凹部を定めてロッキング特徴部を備える少なくとも１つのレシーバ部分、
    を備え、
    コネクタが、前記光ファイバを受け入れるように構成され、前記少なくとも１つのレシーバ部分の前記凹部は、前記基板に関連付けられた少なくとも１つのガイドピンを受け入れるように構成され、受け入れられた時に、前記ロッキング特徴部は、該少なくとも１つのガイドピンを該凹部に保持するように構成され、該少なくとも１つのガイドピンが該ロッキング特徴部によって保持された時に、該光ファイバは、該基板の前記１又は２以上の光導波路と位置合わせされ、かつ該基板に対する移動が抑制される、
    ことを特徴とするコネクタ。
18. ユーザがコネクタを把持して前記ロッキング特徴部を捕捉状態から解除させる後退力を与えることを可能にするように、かつ該ロッキング特徴部に対する前記少なくとも１つのガイドピンの相対移動を可能にするように構成されるフィンガタブを更に備えることを特徴とする請求項１７に記載のコネクタ。
19. コネクタが、バネを更に備え、
    前記ロッキング特徴部が前記捕捉状態から解除される時に、前記バネは、該ロッキング特徴部を前記少なくとも１つのガイドピンから押し離すように構成される、
    ことを特徴とする請求項１８に記載のコネクタ。
20. フェルールとバネを更に備え、
    前記フェルールは、前記基板と前記バネの間に位置決めされ、
    前記フェルールは、前記光ファイバと前記少なくとも１つのガイドピンとを受け入れるように構成され、
    前記少なくとも１つのガイドピンが前記ロッキング特徴部によって捕捉された時に、前記バネは、前記フェルールに対する力を発生して該フェルールを前記基板に向けて押し付ける、
    ことを特徴とする請求項１７から請求項１８のいずれか１項に記載のコネクタ。
21. 少なくとも１つのフォトニック集積回路への光接続を提供するための基板であって、
    １又は２以上の光導波路と、
    第１の端部と第２の端部とを定め、該第２の端部の近くに捕捉特徴部を備える少なくとも１つのガイドピンと、
    前記少なくとも１つのガイドピンの前記第１の端部を受け入れてそれに接続するように構成された受け入れ特徴部を備える基板本体と、
    を備え、
    前記少なくとも１つのガイドピンのための前記第２の端部は、前記基板本体から外向きに延び、前記捕捉特徴部は、コネクタと係合するように構成され、該捕捉特徴部が該コネクタと係合した時に、該コネクタに関連付けられた光ファイバが、基板の前記１又は２以上の光導波路と位置合わせされ、かつ基板に対する移動が抑制される、
    ことを特徴とする基板。
22. 前記少なくとも１つのガイドピンの前記捕捉特徴部は、該少なくとも１つのガイドピンの前記第２の端部の近くに第１の部分及び該少なくとも１つのガイドピンの該第２の端部の近くに第２の部分を備え、該第１の部分は、該第２の部分に比べて増大した厚みを有し、該第１の部分は、該第２の部分よりも該第２の端部により近く、
    前記第１の部分又は前記第２の部分のうちの一方が、前記ロッキング特徴部と係合するように構成される、
    ことを特徴とする請求項２１に記載の基板。

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