JP6998855B2 - 光学接続部品 - Google Patents

Description

本発明は、光学接続部品に関する。

従来、平面光波回路（Planar Lightwave Circuit：ＰＬＣ）やシリコン導波路チップ等の光学素子を構成する光導波路においては、当該光導波路と光学的に接続する被接続光ファイバとの接続損失の低減が課題の一つとして挙げられる。この接続損失の低減には、被接続光ファイバに比べてモードフィールド径（ＭＦＤ：Mode Field Diameter）が極めて小さい光導波路と当該被接続光ファイバとのＭＦＤのミスマッチを低減する必要がある。なお、被接続光ファイバのＭＦＤは、波長１５５０ｎｍにおいてたとえば１０μｍ程度であり、光導波路のＭＦＤは、波長１５５０ｎｍにおいてたとえば０．５μｍ以下である。

このための技術として、コアのクラッドに対する比屈折率差が被接続光ファイバよりも大きい高比屈折率差光ファイバを被接続光ファイバに融着接続し、この高比屈折率差光ファイバを介して光学素子の光導波路と被接続光ファイバとを接続する光学接続部品が開示されている（例えば特許文献１参照）。通常、高比屈折率差光ファイバのＭＦＤは、被接続光ファイバのＭＦＤよりも光導波路のＭＦＤに近く、たとえば３μｍ～５μｍとできるので、被接続光ファイバと光導波路との間に高比屈折率差光ファイバを介在させることで、接続損失を低減できる。

特許第６０８９１４７号公報

上述したモードフィールド径が小さい光導波路を有する光学素子は、通常は小型に形成されているため、これとともに用いる光学接続部品にも小型化が求められている。しかしながら、小型化と同時に高い信頼性を維持することも重要である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、小型化と信頼性の高さとを同時に実現できる光学接続部品を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光学接続部品は、光ファイバと、前記光ファイバと融着接続された、コアのクラッドに対する比屈折率差が前記光ファイバよりも大きい高比屈折率差光ファイバと、前記光ファイバおよび前記高比屈折率差光ファイバの全長を収容し、前記光ファイバの前記融着接続された側と反対側の端面が略面一となるように露出している第１端面と、前記高比屈折率差光ファイバの前記融着接続された側と反対側の端面が略面一となるように露出している第２端面とを有する収容部材と、を備え、前記光ファイバおよび前記比屈折率差光ファイバは、長手方向にわたって前記収容部材に固定されていることを特徴とする。

本発明の一態様に係る光学接続部品は、前記収容部材は、前記光ファイバまたは前記高比屈折率差光ファイバが収容される収容孔を有するフェルールを備えることを特徴とする。

本発明の一態様に係る光学接続部品は、前記フェルールはＭＴフェルールであることを特徴とする。

本発明の一態様に係る光学接続部品は、前記収容部材は、前記光ファイバまたは前記高比屈折率差光ファイバが載置されるＶ溝を有する第１部材と、前記第１部材との間に前記光ファイバまたは前記高比屈折率差光ファイバを挟持する第２部材と、を有する固定部材を備え、前記第１部材の端面および前記第２部材の端面が前記第１端面または前記第２端面を構成していることを特徴とする。

本発明の一態様に係る光学接続部品は、前記フェルールと前記固定部材とが嵌合していることを特徴とする。

本発明の一態様に係る光学接続部品は、前記収容部材は、前記光ファイバおよび前記高比屈折率差光ファイバが収容される収容孔を有するブロック体からなることを特徴とする。

本発明の一態様に係る光学接続部品は、前記光ファイバおよび前記高比屈折率差光ファイバは樹脂被覆のないガラス光ファイバであることを特徴とする。

本発明の一態様に係る光学接続部品は、複数の前記光ファイバおよび複数の前記高比屈折率差光ファイバを備えることを特徴とする。

本発明の一態様に係る光学接続部品は、前記収容部材は、前記第１端面または前記第２端面と対向する対向端面を有し、前記第１端面または前記第２端面と前記対向端面との距離が２０ｍｍ以下であることを特徴とする。

本発明の一態様に係る光学接続部品は、前記高比屈折率差光ファイバは前記収容部材の内部で屈曲していることを特徴とする。

本発明の一態様に係る光学接続部品は、前記第１端面と前記第２端面とが非平行であることを特徴とする。

本発明によれば、小型化と信頼性の高さとを同時に実現できる光学接続部品が提供されるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る光学接続部品の模式的な上面図である。 図２は、図１に示す光学接続部品のＡ－Ａ線断面図である。 図３は、図１に示す光学接続部品のＢ矢視端面図である。 図４は、図１に示す光学接続部品の使用形態を示す模式図である。 図５は、図１に示す光学接続部品の製造方法の一例の説明図である。 図６は、実施形態２に係る光学接続部品の模式的な断面図である。 図７は、実施形態３に係る光学接続部品の模式的な断面図である。 図８は、実施形態４に係る光学接続部品の模式的な断面図である。 図９は、実施形態５に係る光学接続部品の模式的な断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付し、重複説明を適宜省略する。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。また、図中で適宜ＸＹＺ座標軸を示し、これにより方向を説明する。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、本明細書において特に定義しない用語については、ＩＴＵ－Ｔ（国際電気通信連合）Ｇ．６５０．１およびＧ．６５０．２における定義、測定方法に適宜従うものとする。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る光学接続部品の模式的な上面図である。図２は、図１に示す光学接続部品のＡ－Ａ線断面図である。図３は、図１に示す光学接続部品のＢ矢視端面図である。光学接続部品１００は、光ファイバ群１０と、光ファイバ群２０と、収容部材３０と、を備えている。

光ファイバ群１０は、複数の標準光ファイバ１を備えている。本実施形態では標準光ファイバ１の数は８本であるが、特に限定はされない。標準光ファイバ１は、ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．６５２で定義される標準的なシングルモード光ファイバの規格に準拠する。すなわち、標準光ファイバ１は、１．３μｍ帯にゼロ分散波長を持つシングルモード光ファイバである。標準光ファイバ１において、コアのクラッドに対する比屈折率差（以下、単に比屈折率差と記載する場合がある）は約０．３％であり、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径は１０μｍ～１１μｍである。

なお、コアのクラッドに対する比屈折率差（Δ）は、以下の式によって定まる数値である。

Δ＝｛（ｎ_c－ｎ_cｌ）／ｎ_c｝×１００
この式において、ｎ_cはコアの最大屈折率であり、ｎ_cｌはクラッドの屈折率である。

光ファイバ群２０は、複数の高比屈折率差光ファイバ２を備えている。本実施形態では高比屈折率差光ファイバ２の数は８本であるが特に限定はされない。高比屈折率差光ファイバ２は、比屈折率差が標準光ファイバ１よりも大きい。たとえば、高比屈折率差光ファイバ２は、比屈折率差が２．０％以上３．０％以下であり、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径はたとえば３．０μｍ以上５．０μｍ以下である。各高比屈折率差光ファイバ２の一方の端面は、各標準光ファイバ１の一方の端面と融着接続点Ｃにて融着接続されている。

本実施形態１では、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は樹脂被覆のないガラス光ファイバである。たとえば、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は石英系ガラスで構成されている。

各高比屈折率差光ファイバ２と各標準光ファイバ１とは、たとえばＴＥＣ（Thermally-diffused Expanded Core）融着を適用する等して融着接続時の加熱条件を工夫することにより、融着接続点Ｃにおけるモードフィールド径の変化を滑らかにし、接続損失を低く抑えるように融着接続されている。これにより、融着接続点Ｃにおける接続損失を０．１ｄＢ以下に低減することが好ましい。

収容部材３０は、フェルール３１と、固定部材３２とを備える。フェルール３１は、直方体状形状を有しており、たとえば樹脂、ガラス、セラミック等からなる。フェルール３１はたとえばＭＴフェルールである。フェルール３１は、直方体状形状の一面を成す第１端面３１ａを有している。また、フェルール３１は、第１端面３１ａに対向する面に形成された凹部３１ｂを有する。第１端面３１ａには凹部３１ｂに連通する収容孔３１ｃが、Ｘ方向に延伸し、Ｙ方向において並列に８個形成されている。隣接する２つの収容孔３１ｃの間隔はたとえば２５０μｍである。

各標準光ファイバ１の長手方向における一部は、各収容孔３１ｃに収容され、収容孔３１ｃの内壁と各標準光ファイバ１の外周面との間のわずかな隙間に充填された接着剤等で固定されている。第１端面３１ａには、各標準光ファイバ１の、融着接続点Ｃで融着接続された側と反対側の端面１ａが略面一となるように露出している。

固定部材３２は、第１部材３２ａと第２部材３２ｂとを備えている。第１部材３２ａは、平板状の部材である。第１部材３２ａのＺ方向における主表面には、Ｘ方向の両端面にわたって延伸するＶ溝３２ａａが、Ｙ方向において並列に８本形成されている。隣接する２つのＶ溝３２ａａの間隔はたとえば２５０μｍである。

各高比屈折率差光ファイバ２の全長、各標準光ファイバ１の長手方向における一部、および各融着接続点Ｃは、Ｖ溝３２ａａに載置されている。

第２部材３２ｂは、Ｙ方向における長さが第１部材３２ａと略同じであり、Ｘ方向における長さが第１部材３２ａよりやや短い平板状の部材である。第２部材３２ｂは、第１部材３２ａとの間に、各高比屈折率差光ファイバ２の全長、各標準光ファイバ１の長手方向における一部、および各融着接続点Ｃを挟持している。また、第１部材３２ａと第２部材３２ｂとの間の隙間には接着剤４１が充填されている。これにより、第１部材３２ａと第２部材３２ｂとに挟持される各高比屈折率差光ファイバ２の全長および各標準光ファイバ１の長手方向における一部は固定部材３２に固定される。

また、第１部材３２ａのＸ方向の正側に位置する端面３２ａｂと、第２部材３２ｂのＸ方向の正側に位置する端面３２ｂａとは、略面一となっており、固定部材３２における第２端面３２ｃを構成している。第２端面３２ｃには、各高比屈折率差光ファイバ２の、融着接続点Ｃで融着接続された側と反対側の端面２ａが略面一となるように露出している。

第１部材３２ａおよび第２部材３２ｂは、石英系のガラスからなる。ただし、第１部材３２ａおよび第２部材３２ｂの構成材料は、ガラスに限定されず、各標準光ファイバ１や各高比屈折率差光ファイバ２に対して不要な応力を加えないように、これらと物性的な特性（線膨張係数等）が近い材料でもよい。

また、固定部材３２の第２端面３２ｃとは反対側の端部は、フェルール３１の凹部３１ｂ内に配置されており、フェルール３１と固定部材３２とが嵌合している。このとき、第１部材３２ａの端面３２ａｂと対向する端面３２ａｃは、フェルール３１の凹部３１ｂの底面３１ｄに当接する。また、フェルール３１、固定部材３２および各標準光ファイバ１の長手方向における一部の相互の間に存在する隙間には、接着剤４２が充填され、当該隙間を埋めるとともに、部品の相互を固定している。

これにより、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は、長手方向にわたって収容部材３０に固定され、全長が直線状に収容される。

この光学接続部品１００は、たとえば以下のように使用される。まず、フェルール３１側は、８心の標準的なシングルモード光ファイバの端部にフェルール３１と同種のフェルール（たとえばＭＴフェルール）が設けられたコネクタ付き８心光ファイバ心線に接続される。また、固定部材３２側は、図４に示すように、第２端面３２ｃがシリコン導波路チップＳＤの端面と対向配置され、接着剤等で相互に接続される。シリコン導波路チップＳＤは、シリコン導波路群ＳＷ１０を備えている。シリコン導波路群ＳＷ１０は、８本のリッジ型のシリコン導波路ＳＷを備えている。各シリコン導波路ＳＷの先端部にはスポットサイズ変換構造が形成されている。各シリコン導波路ＳＷのＭＦＤはたとえば波長１５５０ｎｍにおいてたとえば０．５μｍ以下であるが、スポットサイズ変換構造によって、先端部ではたとえば３μｍ程度まで拡大される。光ファイバ群２０の各高比屈折率差光ファイバ２は、シリコン導波路群ＳＷ１０の各シリコン導波路ＳＷと光学的に接続される。

この光学接続部品１００を用いれば、コネクタ付き８心光ファイバ心線の各光ファイバと、各標準光ファイバ１とを低接続損失にて接続できる。また、各標準光ファイバ１は各高比屈折率差光ファイバ２を介して各シリコン導波路ＳＷと低接続損失にて接続できる。したがって、コネクタ付き８心光ファイバ心線の各光ファイバと各シリコン導波路ＳＷを低接続損失にて接続でき、たとえば接続損失を１ｄＢ以下とすることができる。

また、光学接続部品１００は、収容部材３０に各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２の全長が収容されるので、小型化ができる。また、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２が長手方向にわたって収容部材３０に固定されるので、外部から衝撃などを受けても各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２および融着接続点Ｃが収容部材３０に対して相対的に動かない。その結果、光学接続部品１００は機械的強度が高く、信頼性が高いものとなる。

特に、光学接続部品１００では、固定部材３２の端部が、フェルール３１の凹部３１ｂに配置されており、フェルール３１と固定部材３２とが嵌合している。その結果、Ｙ方向およびＺ方向における光学接続部品１００の長さはフェルール３１の程度とできる。たとえば、通常の８心のＭＴフェルールは、Ｙ方向における長さが６．４ｍｍであり、Ｚ方向における長さが２．５ｍｍであるから、光学接続部品１００のＹ方向およびＺ方向における長さも同程度とできる。

また、光学接続部品１００では、第１端面３１ａと第２端面３２ｃとが互いに対向しており、一方に対して他方が対向端面に相当する。光学接続部品１００では、収容部材３０に各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２の全長が収容される構成としているので、第１端面３１ａと第２端面３２ｃとの間の距離、すなわち光学接続部品１００のＸ方向における長さは２０ｍｍ以下と小型にできる。

また、光学接続部品１００を図４のようにシリコン導波路チップＳＤと接続した場合、シリコン導波路チップＳＤはその後たとえば２５０℃以上、３００℃以下の高温環境下でリフロー工程を行う場合があり、その際には光学接続部品１００も高温環境下に曝される。しかしながら、光学接続部品１００では、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２が樹脂被覆のないガラス光ファイバであるため、そのような高温環境下でも樹脂被覆の劣化は発生しない。また、そもそも、光学接続部品１００では、収容部材３０に各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２の全長が収容されるので、外部からの保護のための樹脂被覆は特に必要ではない。また、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２に樹脂被覆が形成されている状態で高温環境下に曝され、樹脂被覆が劣化した場合、樹脂被覆の体積が減少する等して、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２の収容部材３０内での位置ずれが生じる場合がある。しかし各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２が樹脂被覆のないガラス光ファイバであればそのような位置ずれの問題は発生しない。

なお、上記のように高温環境下に曝される可能性がある場合、各標準光ファイバ１をフェルール３１に固定する接着剤や、接着剤４１、４２は、耐熱性が高いものが好ましく、たとえばいずれも熱硬化型エポキシ樹脂系の接着剤である。また、本実施形態では第１部材３２ａ、第２部材３２ｂが石英系のガラスからなるので、接着剤４１については紫外線硬化樹脂型の接着剤でもよい。

（製造方法）
つぎに、光学接続部品１００の製造方法の一例について、図５を参照して説明する。まず、図５（ａ）に示すように、ガラス光ファイバである標準光ファイバ１の外周に樹脂被覆１１ａが形成された光ファイバ素線１１と、ガラス光ファイバである高比屈折率差光ファイバ２の外周に樹脂被覆１２ａが形成された光ファイバ素線１２を各８本ずつ準備する。つづいて、光ファイバ素線１１、１２のそれぞれにおいて樹脂被覆１１ａ、１２ａを除去して所定の長さの標準光ファイバ１、高比屈折率差光ファイバ２を露出される。つづいて、標準光ファイバ１、高比屈折率差光ファイバ２の端面同士を融着接続して融着接続点Ｃを形成する。この工程を各８本ずつに対して行う。なお、８本のファイバ素線１１と、高比屈折率差光ファイバ１を含む８本の光ファイバ素線１２とが、それぞれ８心テープ心線となっているものを準備し、これらの８心を一括で融着接続してもよい。

つづいて、図５（ｂ）に示すように、各高比屈折率差光ファイバ２を融着接続点Ｃから所定の長さの樹脂被覆１２ａが無い位置で切断し、各高比屈折率差光ファイバ２の全長、融着接続点Ｃ、および各標準光ファイバ１の長手方向における一部を第１部材３２ａ、第２部材３２ｂで挟持し、接着剤４１で接着する。このとき、各高比屈折率差光ファイバ２の端面は固定部材３２の第２端面３２ｃからわずかに突出させておいてもよい。

つづいて、図５（ｃ）に示すように、各標準光ファイバ１を融着接続点Ｃから所定の長さの樹脂被覆１１ａが無い位置で切断する。

つづいて、図５（ｄ）に示すように、各標準光ファイバ１をフェルール３１の各収容孔３１ｃに挿入し、端面３２ａｃが底面３１ｄに当接するまで、固定部材３２をフェルール３１の凹部３１ｂに挿入する。このため、凹部３１ｂのＹＺ断面におけるサイズは固定部材３２のＹＺ断面におけるサイズよりもわずかに大きくされている。このとき、各標準光ファイバ１の端面はフェルール３１の第１端面３１ａからわずかに突出させておいてもよい。つづいて、フェルール３１、固定部材３２および各標準光ファイバ１の長手方向における一部の相互の間に存在する隙間に接着剤４２を充填し、部品の相互を固定する。その後、第１端面３１ａおよび第２端面３２ｃを研磨する。その後所定の処理を施すことによって光学接続部品１００が完成する。

（実施形態２）
図６は、実施形態２に係る光学接続部品の模式的な断面図である。光学接続部品１００Ａは、複数の標準光ファイバ１と、複数の高比屈折率差光ファイバ２と、収容部材３０Ａと、を備えている。各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は樹脂被覆のないガラス光ファイバであり、各標準光ファイバ１の一方の端面と各高比屈折率差光ファイバ２の一方の端面とは融着接続点Ｃにて融着接続されている。

収容部材３０Ａは、直方体状形状を有するブロック体であり、たとえば樹脂、ガラス、セラミック等からなる。収容部材３０Ａは、ＹＺ平面に略平行であり、互いに対向する第１端面３０Ａａと第２端面３０Ａｂとを有している。また、収容部材３０Ａは、第１端面３０Ａａと第２端面３０Ａｂとに開口し、Ｘ方向に延伸し、Ｙ方向において並列に配置された複数の収容孔３０Ａｃを有している。

融着接続された各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は、各収容孔３０Ａｃに挿入等によって収容され、その全長が収容部材３０Ａに収容されている。各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は、各収容孔３０Ａｃの内壁と各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２の外周面との間のわずかな隙間に充填された接着剤等で固定されている。すなわち、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は、長手方向にわたって収容部材３０Ａに固定されている。

第１端面３０Ａａには、各標準光ファイバ１の端面１ａが略面一となるように露出している。第２端面３０Ａｂには、各高比屈折率差光ファイバ２の端面２ａが略面一となるように露出している。

実施形態１の場合と同様に、この光学接続部品１００Ａを用いれば、コネクタ付き多心光ファイバ心線の各光ファイバとシリコン導波路チップＳＤの各シリコン導波路ＳＷを低接続損失にて接続でき、たとえば接続損失を１ｄＢ以下とすることができる。

また、光学接続部品１００Ａは、収容部材３０Ａに各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２の全長が収容されるので、小型化ができる。また、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２が長手方向にわたって収容部材３０Ａに固定されることで、機械的強度が高く、信頼性が高いものとなる。

また、光学接続部品１００Ａでは、収容部材３０Ａが一つのブロック体からなるため、たとえばＭＴフェルールと同程度以下の大きさにできる。特に、第１端面３０Ａａと第２端面３０Ａｂとの間の距離、すなわち光学接続部品１００ＡのＸ方向における長さを２０ｍｍ以下と小型にできる。

また、光学接続部品１００Ａは高温環境下でも樹脂被覆の劣化は発生しないものとなる。なお、高温環境下に曝される可能性がある場合、使用する接着剤は、上述したような耐熱性が高いものが好ましい。

また、このように複数の収容孔３０Ａｃを有する収容部材３０Ａは、射出成型などの成型によって作製してもよいし、ブロック体に機械的または化学的な方法にて収容孔を形成することで作製してもよい。また、収容部材３０Ａは、組み合わせた際に収容孔の形状になるような溝が表面に形成された複数のブロック体を組み合わせて形成してもよい。なお、複数のブロック体を組み合わせて収容部材３０Ａを形成する場合、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は各収容孔３０Ａｃの形状が完成してから各収容孔３０Ａｃに挿入してもよいし、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２に各ブロック体を組み付けるようにしてもよい。

（実施形態３）
図７は、実施形態３に係る光学接続部品の模式的な断面図である。光学接続部品１００Ｂは、複数の標準光ファイバ１と、標準光ファイバ１と同数の複数の高比屈折率差光ファイバ２と、収容部材３０Ｂと、を備えている。各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は樹脂被覆のないガラス光ファイバであり、各標準光ファイバ１の一方の端面と各高比屈折率差光ファイバ２の一方の端面とは融着接続点Ｃにて融着接続されている。

収容部材３０Ｂは、直方体状形状を有するブロック体であり、たとえば樹脂、ガラス、セラミック等からなる。収容部材３０Ｂは、ＹＺ平面に略平行であり、互いに対向する第１端面３０Ｂａと第２端面３０Ｂｂとを有している。また、収容部材３０Ｂは、第１端面３０Ｂａと第２端面３０Ｂｂとに開口し、Ｘ方向に延伸し、Ｙ方向において並列に配置され、かつＺ方向に２段に配置された複数の収容孔３０Ｂｃを有している。収容孔３０Ｂｃの数は標準光ファイバ１の数および高比屈折率差光ファイバ２の数と同一以上である。

融着接続された各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は、各収容孔３０Ｂｃに挿入等によって収容され、その全長が収容部材３０Ｂに収容されている。各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は、各収容孔３０Ｂｃの内壁と各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２の外周面との間のわずかな隙間に充填された接着剤等で固定されている。すなわち、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は、長手方向にわたって収容部材３０Ｂに固定されている。

第１端面３０Ｂａには、各標準光ファイバ１の端面１ａが略面一となるように露出している。第２端面３０Ｂｂには、各高比屈折率差光ファイバ２の端面２ａが略面一となるように露出している。

この光学接続部品１００Ｂを用いれば、コネクタ付きの２段の多心光ファイバ心線の各光ファイバとシリコン導波路チップの２段の各シリコン導波路を低接続損失にて接続でき、たとえば接続損失を１ｄＢ以下とすることができる。

また、光学接続部品１００Ｂは、上記実施形態と同様に、小型化と高い信頼性とを実現できる。また、標準光ファイバ１および高比屈折率差光ファイバ２をＺ方向に２段に配置できるので、ＹＺ断面における心線の密度を高くできる。このように、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２の全長を収容部材３０Ｂに収容する際に、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は収容部材３０Ｂ内で自由度高くレイアウトできる。

また、光学接続部品１００ＢのＸ方向における長さを２０ｍｍ以下と小型にできる。また、光学接続部品１００Ｂは高温環境下でも樹脂被覆の劣化は発生しないものとなる。なお、高温環境下に曝される可能性がある場合、使用する接着剤は、上述したような耐熱性が高いものが好ましい。また、このような収容部材３０Ｂは、実施形態２における収容部材３０Ａと同様の方法で作製できる。

（実施形態４）
図８は、実施形態４に係る光学接続部品の模式的な断面図である。光学接続部品１００Ｃは、複数の標準光ファイバ１と、標準光ファイバ１と同数の複数の高比屈折率差光ファイバ２と、収容部材３０Ｃと、を備えている。各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は樹脂被覆のないガラス光ファイバであり、各標準光ファイバ１の一方の端面と各高比屈折率差光ファイバ２の一方の端面とは融着接続点Ｃにて融着接続されている。

収容部材３０Ｃは、直方体状形状を有するブロック体であり、たとえば樹脂、ガラス、セラミック等からなる。収容部材３０Ｃは、ＹＺ平面に略平行であり、互いに対向する第１端面３０Ｃａと第２端面３０Ｃｂとを有している。また、収容部材３０Ｃは、第１端面３０Ｃａと第２端面３０Ｃｂとに開口し、Ｙ方向において並列に配置された複数の収容孔３０Ｃｃを有している。ここで、各収容孔３０Ｃｃは、まず第１端面３０ＣａからＸ方向に延伸し、途中でＺ方向の負側にＳ字状に屈曲し、その後Ｘ方向に延伸して第２端面３０Ｃｂに到達している。したがって、収容孔３０Ｃｃの第１端面３０Ｃａにおける開口に対して、第２端面３０Ｃｂにおける開口はＺ方向の負側に位置している。収容孔３０Ｃｃの数は標準光ファイバ１の数および高比屈折率差光ファイバ２の数と同一以上である。

融着接続された各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は、各収容孔３０Ｃｃに挿入等によって収容され、その全長が収容部材３０Ｃに収容されている。各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は、各収容孔３０Ｃｃの内壁と各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２の外周面との間のわずかな隙間に充填された接着剤等で固定されている。すなわち、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は、長手方向にわたって収容部材３０Ｃに固定されている。ここで、収容部材３０Ｃの内部で各収容孔３０Ｃｃは屈曲しているので、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２の少なくとも一方もそれに合わせて屈曲する。本実施形態では、曲げ損失が発生する曲げ半径がより小さい各高比屈折率差光ファイバ２が屈曲するように構成されている。これにより、屈曲の曲率半径を小さくでき、光学接続部品１００Ｃの小型化に適する。

第１端面３０Ｃａには、各標準光ファイバ１の端面１ａが略面一となるように露出している。第２端面３０Ｃｂには、各高比屈折率差光ファイバ２の端面２ａが略面一となるように露出している。上述したように、各端面１ａと各端面２ａとではＺ方向における位置が互いに異なる。

この光学接続部品１００Ｃを用いれば、コネクタ付き多心光ファイバ心線の各光ファイバとシリコン導波路チップの各シリコン導波路を低接続損失にて接続でき、たとえば接続損失を１ｄＢ以下とすることができる。また、光学接続部品１００Ｃは、各端面１ａと各端面２ａとではＺ方向における位置が互いに異なるので、Ｚ方向における接続位置を変換する高さ方向変換の機能も有する。このように、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２の全長を収容部材３０Ｃに収容する際に、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は収容部材３０Ｃ内で自由度高くレイアウトできる。

また、光学接続部品１００Ｃは、上記実施形態と同様に、小型化と高い信頼性とを実現できる。

また、光学接続部品１００ＣのＸ方向における長さを２０ｍｍ以下と小型にできる。また、光学接続部品１００Ｃは高温環境下でも樹脂被覆の劣化は発生しないものとなる。なお、高温環境下に曝される可能性がある場合、使用する接着剤は、上述したような耐熱性が高いものが好ましい。また、このような収容部材３０Ｃは、実施形態２における収容部材３０Ａと同様の方法で作製できる。

（実施形態５）
図９は、実施形態５に係る光学接続部品の模式的な断面図である。光学接続部品１００Ｄは、複数の標準光ファイバ１と、標準光ファイバ１と同数の複数の高比屈折率差光ファイバ２と、収容部材３０Ｄと、を備えている。各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は樹脂被覆のないガラス光ファイバであり、各標準光ファイバ１の一方の端面と各高比屈折率差光ファイバ２の一方の端面とは融着接続点Ｃにて融着接続されている。

収容部材３０Ｄは、直方体状形状を有するブロック体であり、たとえば樹脂、ガラス、セラミック等からなる。収容部材３０Ｄは、ＹＺ平面に略平行であり、互いに対向する第１端面３０Ｃａと対向端面３０Ｄｄとを有している。また、収容部材３０Ｄは、ＸＹ平面に略平行であり、互いに対向する第２端面３０Ｄｂと対向端面３０Ｄｅとを有している。また、収容部材３０Ｄは、第１端面３０Ｄａと第２端面３０Ｄｂとに開口し、Ｙ方向において並列に配置された複数の収容孔３０Ｄｃを有している。ここで、各収容孔３０Ｄｃは、まず第１端面３０ＤａからＸ方向に延伸し、途中でＺ方向の負側に屈曲して、第１端面３０Ｄａと非平行であり略直交する第２端面３０Ｄｂに到達している。収容孔３０Ｄｃの数は標準光ファイバ１の数および高比屈折率差光ファイバ２の数と同一以上である。

融着接続された各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は、各収容孔３０Ｄｃに挿入等によって収容され、その全長が収容部材３０Ｄに収容されている。各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は、各収容孔３０Ｄｃの内壁と各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２の外周面との間のわずかな隙間に充填された接着剤等で固定されている。すなわち、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は、長手方向にわたって収容部材３０Ｄに固定されている。ここで、各収容孔３０Ｄｃは屈曲しているので、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２の少なくとも一方もそれに合わせて屈曲する。本実施形態では、曲げ損失が発生する曲げ半径がより小さい各高比屈折率差光ファイバ２が屈曲するように構成されている。これにより、屈曲の曲率半径を小さくでき、光学接続部品１００Ｄの小型化に適する。

第１端面３０Ｄａには、各標準光ファイバ１の端面１ａが略面一となるように露出している。第２端面３０Ｄｂには、各高比屈折率差光ファイバ２の端面２ａが略面一となるように露出している。上述したように、各端面１ａと各端面２ａとは略直交する。

この光学接続部品１００Ｄを用いれば、コネクタ付き多心光ファイバ心線の各光ファイバとシリコン導波路チップの各シリコン導波路を低接続損失にて接続でき、たとえば接続損失を１ｄＢ以下とすることができる。また、光学接続部品１００Ｃは、各端面１ａと各端面２ａとが略直交するので、接続方向変換の機能も有する。たとえば、シリコン導波路には、端部に回折格子が形成されおり、導波する光を導波方向とは直交する上方向に出力する形態のものがある。光学接続部品１００Ｄは、このようなシリコン導波路の光が出力する部分の上方に第２端面３０Ｄｂの各端面２ａが位置するように配置して、シリコン導波路が出力する光を受けてコネクタ付き多心光ファイバ心線側に伝送することができる。

なお、本実施形態では各高比屈折率差光ファイバ２の長手方向が略９０度変わるように屈曲しているが、屈曲の角度は９０度に限られない。このように、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２の全長を収容部材３０Ｄに収容する際に、各標準光ファイバ１および各高比屈折率差光ファイバ２は収容部材３０Ｄ内で自由度高くレイアウトできる。

また、光学接続部品１００Ｄは、上記実施形態と同様に、小型化と高い信頼性とを実現できる。

また、光学接続部品１００Ｄは、第１端面３０Ｃａと対向端面３０Ｄｄとの距離を２０ｍｍ以下とできるし、第２端面３０Ｄｂと対向端面３０Ｄｅとの距離を２０ｍｍ以下とできる。すなわち、光学接続部品１００Ｄは、Ｘ方向およびＺ方向における長さを２０ｍｍ以下と小型にできる。また、光学接続部品１００Ｄは高温環境下でも樹脂被覆の劣化は発生しないものとなる。なお、高温環境下に曝される可能性がある場合、使用する接着剤は、上述したような耐熱性が高いものが好ましい。また、このような収容部材３０Ｄは、実施形態２における収容部材３０Ａと同様の方法で作製できる。

なお、上記実施形態では、各収容部材に収容されている全ての標準光ファイバ１がＸ方向の負側に位置し、全ての高比屈折率差光ファイバ２はＸ方向の正側に位置している。以下これを第１配列の光ファイバ対とする。しかし、本発明はこれに限られず、収容部材内に、第１配列の光ファイバ対に加えて、標準光ファイバ１がＸ方向の正側に位置し、高比屈折率差光ファイバ２がＸ方向の負側に位置する、第２配列の光ファイバ対が１つ以上含まれていてもよい。また、たとえば、収容部材内で、第１配列の光ファイバ対と第２配列の光ファイバ対とがＹ方向において交互に配列されていてもよい。また、収容部材内で、Ｙ方向の正側に１つ以上の第１配列の光ファイバ対が配置され、Ｙ方向の負側に１つ以上の第２配列の光ファイバ対が配置されていてもよい。

また、標準光ファイバ１および高比屈折率差光ファイバ２は、Ｕ字形状を成すように収容部材に収容されていてもよい。この場合、端面１ａが露出する第１端面と端面２ａが露出する第２端面とは同一の端面である。

また、収容部材内に、第１配列の光ファイバ対または第２配列の光ファイバ対の他に、たとえば全長が標準光ファイバ１または高比屈折率差光ファイバ２である光ファイバが収容され、収容された光ファイバの各端面が収容部材の第１端面および第２端面のそれぞれと略面一になるように露出し、長手方向にわたって収容部材に固定されていてもよい。

また、上記実施形態では、各収容部材に複数の標準光ファイバ１および複数の高比屈折率差光ファイバ２が収容されているが、本発明はこれに限られず、１本の標準光ファイバ１および１本の高比屈折率差光ファイバ２からなる光ファイバ対が収容されていてもよい。また、上記実施形態では、光ファイバおよび高比屈折率差光ファイバは樹脂被覆のないガラス光ファイバであるが、本発明はこれに限られず、光ファイバまたは高比屈折率差光ファイバの長手方向の少なくとも一部に樹脂被覆が形成されていてもよい。

また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各実施形態の構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１ 標準光ファイバ
１ａ、２ａ、３２ａｂ、３２ａｃ、３２ｂａ 端面
２ 高比屈折率差光ファイバ
１０、２０ 光ファイバ群
１１、１２ 光ファイバ素線
１１ａ、１２ａ 樹脂被覆
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ 収容部材
３０Ａａ、３０Ｂａ、３０Ｃａ、３０Ｄａ、３１ａ 第１端面
３０Ａｂ、３０Ｂｂ、３０Ｃｂ、３０Ｄｂ、３２、 第２端面
３０Ａｃ、３０Ｂｃ、３０Ｃｃ、３０Ｄｃ、３１ｃ 収容孔
３０Ｄｄ、３０Ｄｅ 対向端面
３１ フェルール
３１ｂ 凹部
３１ｄ 底面
３２ 固定部材
３２ａ 第１部材
３２ａａ Ｖ溝
３２ｂ 第２部材
４１、４２ 接着剤
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ 光学接続部品
Ｃ 融着接続点
ＳＤ シリコン導波路チップ
ＳＷ シリコン導波路
ＳＷ１０ シリコン導波路群

Claims (9)

1. 全長において樹脂被覆の無い複数の光ファイバと、
   前記光ファイバのそれぞれと融着接続され、コアのクラッドに対する比屈折率差が前記複数の光ファイバよりも大きく、かつ全長において樹脂被覆の無い、複数の高比屈折率差光ファイバと、
   前記複数の光ファイバおよび前記複数の高比屈折率差光ファイバの全長を収容し、前記複数の光ファイバの融着接続された側と反対側の端面が略面一となるように露出している第１端面と、前記複数の高比屈折率差光ファイバの前記融着接続された側と反対側の端面が略面一となるように露出している第２端面とを有する収容部材と、
   を備え、前記複数の光ファイバおよび前記複数の高比屈折率差光ファイバは、長手方向にわたって前記収容部材に固定され、
   前記収容部材は石英系ガラスであり、
   前記第１端面と前記第２端面との前記長手方向の距離が２０ｍｍ以下であることを特徴とする光学接続部品。
2. 前記収容部材は、前記光ファイバまたは前記高比屈折率差光ファイバが収容される収容孔を有するフェルールを備えることを特徴とする請求項１に記載の光学接続部品。
3. 前記収容部材は、前記複数の光ファイバまたは前記複数の高比屈折率差光ファイバが載置されるＶ溝を有する第１部材と、前記第１部材との間に前記複数の光ファイバまたは前記複数の高比屈折率差光ファイバを挟持する第２部材と、を有する固定部材を備え、
   前記第１部材の端面および前記第２部材の端面が、前記第１端面および前記第２端面のうちの一方の端面を構成するとともに、
   前記フェルールの端面であって、前記一方の端面に対して前記長手方向の反対側に位置する端面が、前記第１端面および前記第２端面のうちの他方の端面を構成し、
   前記フェルールには、前記他方の端面に対して前記長手方向の反対側の端面に開口し前記他方の端面に向けて凹んだ凹部が設けられ、
   前記固定部材は、前記凹部に挿入された状態で前記フェルールと固定されていることを特徴とする請求項２に記載の光学接続部品。
4. 前記フェルールと前記固定部材とが嵌合していることを特徴とする請求項３に記載の光学接続部品。
5. 前記固定部材の前記一方の端面とは反対側の端面は、前記凹部の底面に当接していることを特徴とする請求項３または４に記載の光学接続部品。
6. 前記第１部材が前記底面に当接するとともに、前記第２部材が前記底面から離間し、
   前記第２部材と前記底面との間に接着剤が収容された、請求項５に記載の光学接続部品。
7. 前記収容部材は、前記複数の光ファイバおよび前記複数の高比屈折率差光ファイバが収容される収容孔を有するブロック体からなることを特徴とする請求項１に記載の光学接続部品。
8. 前記複数の高比屈折率差光ファイバは前記収容部材の内部で屈曲していることを特徴とする請求項１～７のいずれか一つに記載の光学接続部品。
9. 前記第１端面と前記第２端面とが非平行であることを特徴とする請求項１～８のいずれか一つに記載の光学接続部品。

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