JP7010244B2 - 光接続部品及び光結合構造 - Google Patents

Description

本発明は、光接続部品及び光結合構造に関する。
本出願は、２０１７年１月２６日出願の日本出願第２０１７-０１２２１２号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用する。

非特許文献１は、ＬＣコネクタ型のマルチコアファイバ（ＭＣＦ：Multi Core Fiber）にＰＣ（Physical Contact）接続されるファンアウト部品を開示する。このファンアウト部品は、７本のシングルコアファイバを束ねてファイババンドルとするものである。ＭＣＦでは、７つのコアのうち１本がＭＣＦの中心軸上に配置され、他の６本がその周囲に等間隔で配置されている。ファイババンドルの７本のシングルコアファイバは、このＭＣＦのコア配置にそれぞれ対応して設けられている。すなわち、このファイババンドルでは、７本のシングルコアファイバのうち１本がファイババンドルの中心軸上に配置され、他の６本がその周囲に等間隔で配置されている。

島川修、他２名、「ＬＣコネクタ型マルチコアファイバ用ファンアウト」、２０１５年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会通信講演論文集、社団法人電子情報通信学会、Ｂ－１３－３４、２０１５年８月２５日

本開示の光接続部品は、複数の光入出射部を有する第１の光導波路部品と、複数の光入出射部を有する第２の光導波路部品とに、第１の方向に沿って突き合わせて接続される光接続部品に関する。この光接続部品は、第１の方向と交差する前端面、前端面とは第１の方向において反対側の後端面、第１の方向と直交する第２の方向と交差する基準面、前端面に設けられる少なくとも一対の第１のガイド孔、及び、後端面に設けられる少なくとも一対の第２のガイド孔を有する保持部材と、第１の方向と交差する前面、前面とは第１の方向において反対側の後面、第２の方向と交差する下面、及び、前面から後面まで延びる複数の光導波路を有する光導波路部材と、を備える。複数の光導波路の前面側の第１端の配置と、複数の光導波路の後面側の第２端の配置とは互いに異なる。光導波路部材は、下面と基準面とが互いに当接するように保持部材に保持される。

図１は、一実施形態に係る光接続部品の斜視図である。 図２は、図１に示す光接続部品のII－II線に沿った断面図である。 図３は、光導波路部材の斜視図である。 図４は、光導波路部材の一端面を示す正面図である。 図５は、光導波路部材の他端面を示す背面図である。 図６は、一実施形態に係る光接続部品を含む光結合構造の構成を示す上面図である。 図７は、変形例に係る光導波路部材の斜視図である。 図８は、変形例に係る光導波路部材の他端面を示す背面図である。

［本開示が解決しようとする課題］
非特許文献１に記載されたファンアウト部品では、ファイババンドルのコアは中心軸の周囲にも配置されており、ＭＣＦも同様のコア配置となっている。従って、ファイババンドルのコア位置とＭＣＦのコア位置とを一致させるためには、ファイババンドルとＭＣＦとをそれぞれ回転調心する作業が必要となる。例えば、割スリーブを用いて、ファイババンドル及びＭＣＦをそれぞれ中心軸周りに回転させ、ファイババンドル及びＭＣＦの中心軸周りの角度をそれぞれ所定の角度に合わせる。しかしながら、このような接続方式では、ＭＣＦの回転調心作業に加えてファイババンドルの回転調心作業が必要となるので、ＭＣＦとファイババンドルとの接続に要する工程が多くなり、接続作業に時間がかかる。

［本開示の効果］
本開示の光接続部品及び光結合構造によれば、複数の入出射部を有する光導波路部品同士の接続作業を簡易化できる。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願の実施形態の内容を列記して説明する。本願の一実施形態に係る光接続部品は、複数の光入出射部を有する第１の光導波路部品と、複数の光入出射部を有する第２の光導波路部品とに、第１の方向に沿って突き合わせて接続される光接続部品に関する。この光接続部品は、第１の方向と交差する前端面、前端面とは第１の方向において反対側の後端面、第１の方向と直交する第２の方向と交差する基準面、前端面に設けられる少なくとも一対の第１のガイド孔、及び、後端面に設けられる少なくとも一対の第２のガイド孔を有する保持部材と、第１の方向と交差する前面、前面とは第１の方向において反対側の後面、第２の方向と交差する下面、及び、前面から後面まで延びる複数の光導波路を有する光導波路部材と、を備える。複数の光導波路の前面側の第１端の配置と、複数の光導波路の後面側の第２端の配置とは互いに異なる。光導波路部材は、下面と基準面とが互いに当接するように保持部材に保持される。

上述した光接続部品では、光導波路部材の下面と保持部材の基準面とが互いに当接することにより、保持部材に対する光導波路部材の第１の方向周りの相対角度が規定される。また、保持部材の第１のガイド孔に第１のガイドピンが挿入されることによって、保持部材に対する第１の光導波路部品の第１の方向周りの相対角度を規定することができ、保持部材の第２のガイド孔に第２のガイドピンが挿入されることによって、保持部材に対する第２の光導波路部品の第１の方向周りの相対角度を規定することができる。従って、各光導波路の第１端と第１の光導波路部品の各光入出射部とを互いに光結合させる際の回転調心作業、及び、各光導波路の第２端と第２の光導波路部品の各光入出射部とを互いに光結合させる際の回転調心作業を省略することができる。すなわち、上述した光接続部品によれば、第１の光導波路部品と第２の光導波路部品との接続作業を簡易化できる。

上述した光接続部品では、保持部材は、第２の方向に凹む凹状内壁面が設けられた本体部を有してもよく、基準面は凹状内壁面のうちの底面であってもよく、 光導波路部材は、凹状内壁面によって画定される本体部の凹部内に収納されていてもよい。保持部材は、本体部の凹部を覆う蓋を有してもよい。保持部材の凹状内壁面は、第１及び第２の方向と交差する第３の方向に対向する一対の内壁面を更に有してもよく、光導波路部材は、第３の方向に対向する第１及び第２の側面を更に有してもよく、光導波路部材の第１及び第２の側面と下面とが、保持部材の一対の内壁面と基準面とにそれぞれ対向して接するようであってもよい。これらの場合、光導波路部材の下面と保持部材の基準面との当接をより確実に具現化する等して、保持部材に対する光導波路部材の第１の方向周りの相対角度をより確実に規定することができる。

上述した光接続部品では、前端面と前面とが互いに面一であり、後端面と後面とが互いに面一であってもよい。保持部材は、第１の段差を更に含んでもよく、光導波路部材は、前面と後面との間において、複数の光導波路が設けられる部分を除く他の部分に、保持部材の第１の段差と対向する第２の段差を更に有してもよく、保持部材の第１の段差と光導波路部材の第２の段差とが互いに当接することによって、保持部材に対する光導波路部材の第１の方向における位置が規定されてもよい。保持部材の前端面と光導波路部材の前面とが互いに面一であるので、光接続部品と第１の光導波路部品とを突き合わせ接続することができる。また、保持部材の後端面と光導波路部材の後面とが互いに面一であるので、光接続部品と第２の光導波路部品との接続を突き合わせで行うことができる。このように前端面と前面とが面一となり、後端面と後面とが面一となるためには、保持部材に対する光導波路部材の第１の方向における位置が精度良く規定される必要がある。そこで、上述した光接続部品では、保持部材の第１の段差と光導波路部材の第２の段差とが互いに当接することによって、保持部材に対する光導波路部材の第１の方向における位置を規定している。これにより、保持部材に対する光導波路部材の第１の方向における位置を精度良く位置決めすることができる。第２の段差は、光導波路部材の下面側の角部に設けられてもよい。

上述した光接続部品では、各光導波路の第１端のモードフィールド径と各光導波路の第２端のモードフィールド径とは互いに異なってもよい。これにより、第１の光導波路部品の複数の光入出射部のモードフィールド径と第２の光導波路部品の複数の光入出射部のモードフィールド径とが互いに異なる場合であっても、これらを効率良く接続することができる。各光導波路の第１端のモードフィールド径と各光導波路の第２端のモードフィールド径とは同じであってもよい。

上述した光接続部品では、複数の光導波路の第１端の配置では、第１及び第２の方向と交差する第３の方向に沿って第１端のそれぞれが所定間隔で配置されてもよく、複数の光導波路の第２端の配置では、第２端のそれぞれが所定の軸線に対して回転対称に配置されていてもよい。

上述した光接続部品では、複数の光導波路を含む光導波路部材は、石英ガラスにより構成されてもよい。これにより、例えばフェムト秒レーザといった超短パルスレーザを用いて、光導波路部材の複数の光導波路を好適に実現することができる。

上述した光接続部品では、複数の光導波路を含む光導波路部材は、屈折率調整材が添加されている石英ガラスにより構成されてもよい。これにより、例えばフェムト秒レーザといった超短パルスレーザを用いて、各光導波路の屈折率を効率良く変化させることができるので、光導波路部材の複数の光導波路を好適に実現することができる。

本発明の一実施形態に係る第１の光結合構造は、上述した何れかの構成を有する光接続部品と、光接続部品の複数の光導波路の第１端それぞれに対応する複数の光入出射部を有する第１の光導波路部品と、第１の方向に沿って延びる少なくとも一対の第１のガイドピンと、を備える。第１の光導波路部品は、少なくとも一対の第１のガイドピンの第１の方向における第１端とそれぞれ嵌合する少なくとも一対のガイド孔を有する。光接続部品の少なくとも一対の第１のガイド孔は、少なくとも一対の第１のガイドピンの第２端とそれぞれ嵌合する。この第１の光結合構造は、上述した光接続部品及び第１の光導波路部品を備えている。従って、第１の光導波路部品と光接続部品との接続の際の回転調心作業を省略できる。更に、この第１の光結合構造では、一対の第１のガイドピンによって、光接続部品と第１の光導波路部品との第１の方向周りにおける相対角度が決定される。これにより、光接続部品と第１の光導波路部品とを、精度良く接続することができる。第１の光結合構造において、第１の光導波路部品の複数の光入出射部は、複数のシングルコアファイバの各コア端面を含んでもよい。

本発明の一実施形態に係る第２の光結合構造は、上述した何れかの構成を有する光接続部品と、光接続部品の複数の光導波路の第２端それぞれに対応する複数の光入出射部を有する第２の光導波路部品と、第１の方向に沿って延びる少なくとも一対の第２のガイドピンと、を備える。第２の光導波路部品は、少なくとも一対の第２のガイドピンの第１の方向における第１端とそれぞれ嵌合する少なくとも一対のガイド孔を有する。光接続部品の少なくとも一対の第２のガイド孔は、少なくとも一対の第２のガイドピンの第２端とそれぞれ嵌合する。この第２の光結合構造は、上述した光接続部品及び第２の光導波路部品を備えている。従って、第２の光導波路部品と光接続部品との接続の際の回転調心作業を省略できる。更に、この第２の光結合構造では、一対の第２のガイドピンによって、光接続部品と第２の光導波路部品との第１の方向周りにおける相対角度が決定される。これにより、光接続部品と第２の光導波路部品とを、精度良く接続することができる。第２の光導波路部品の複数の光入出射部は、複数のコア及び当該複数のコアを覆うクラッドを有するマルチコアファイバの各コア端面を含んでもよい。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る光接続部品及び光結合構造の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る光接続部品の斜視図である。図２は、図１に示す光接続部品のII－II線に沿った断面図である。図３は、光導波路部材の斜視図である。各図には必要に応じてＸＹＺ直交座標系が示されている。図１及び図２に示されるように、光接続部品１は、保持部材１０と、光導波路部材２０とを備える。保持部材１０は、本体部１１と、蓋１２とを有する。本体部１１は、ＸＹ面内において断面凹状をなしており、Ｙ方向に開口している。蓋１２は、平板状であり、本体部１１の開口した部分（凹部）を覆うように取り付けられる。蓋１２と本体部１１とは接着剤によって互いに固定される。

本体部１１は、前端面１１ａ、後端面１１ｂ、凹状内壁面１３、少なくとも一対のガイド孔１４、及び、後述する少なくとも一対のガイド孔１６（図６参照）を含む。前端面１１ａは、平坦面であり、Ｚ方向と交差（例えば直交）している。後端面１１ｂは、平坦面であり、前端面１１ａとは反対側に設けられてＺ方向と交差（例えば直交）している。一例では、前端面１１ａと後端面１１ｂとは互いに平行である。凹状内壁面１３は、断面凹状をなす本体部１１の内側部分の内壁面であり、複数の面を含む。凹状内壁面１３は、前端面１１ａから後端面１１ｂにわたって形成されている。凹状内壁面１３は、内壁面１３ａ、内壁面１３ｂ、内壁面１３ｃ、及び一対の段差１５を含む。内壁面１３ｃは、本実施形態における基準面であってもよい。内壁面１３ａと内壁面１３ｂとは、Ｘ方向と交差（例えば直交）する平坦面であり、互いに対向している。一例では、内壁面１３ａ，１３ｂは互いに平行であり、内壁面１３ａ，１３ｂと前端面１１ａ及び後端面１１ｂとの成す角は９０°である。内壁面１３ｃは、Ｙ方向と交差（例えば直交）しており、内壁面１３ａと内壁面１３ｂとを繋いでいる。一例では、内壁面１３ｃと、前端面１１ａ及び後端面１１ｂ並びに内壁面１３ａ，１３ｂとの成す角はそれぞれ９０°である。

一対の段差１５は、前端面１１ａと内壁面１３ｃとがなす角部のＸ方向における両端に設けられる。一対の段差１５は、Ｚ方向において前端面１１ａから後端面１１ｂに向かって張り出しており、Ｙ方向において内壁面１３ｃから本体部１１の開口に向かって張り出している。一対の段差１５のうち一方の段差１５は、Ｘ方向において内壁面１３ａから内壁面１３ｂに向かって張り出しており、他方の段差１５は、Ｘ方向において内壁面１３ｂから内壁面１３ａに向かって張り出している。一対の段差１５は、Ｚ方向と交差（例えば直交）しており前端面１１ａに平行で平坦な段差面１５ａを有する。段差面１５ａは、前端面１１ａに対してＺ方向における後端面１１ｂ側に設けられる。すなわち、段差面１５ａは、前端面１１ａと後端面１１ｂとの間に位置している。この保持部材１０の段差面１５ａは、後述する光導波路部材２０に設けられた一対の段差２３（図３参照）の段差面２３ａと当接する。一対のガイド孔１４は、その中心軸に垂直な断面が円形状である。一対のガイド孔１４は、前端面１１ａに設けられている。具体的には、一対のガイド孔１４は、前端面１１ａからＺ方向に延びており、Ｘ方向において凹状内壁面１３を挟んで両側に設けられる。一対のガイド孔１４は、一例として、その各中心軸が前端面１１ａに直交するように前端面１１ａに形成することができる。一対のガイド孔１４には、後述する光導波路部品３０（図６参照）に対する保持部材１０の中心軸Ｃ１周り（Ｚ方向周り）の角度を規定するための一対のガイドピン４０が挿入及び嵌合される。

光導波路部材２０は、保持部材１０に保持される。光導波路部材２０は、図３に示されるように、本体部２１、及び複数の光導波路２２を有する。本体部２１は、略直方体状の外観を有している。複数の光導波路２２は、本体部２１内に設けられている。複数の光導波路２２の詳細については、後述する。本体部２１及び複数の光導波路２２は同じ材料にて構成されてもよい。本体部２１及び複数の光導波路２２は、例えば石英ガラスにより構成されている。或いは、本体部２１及び複数の光導波路２２は、例えばフッ素（Ｆ）、カリウム（Ｋ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、及びルビジウム（Ｒｂ）からなる群より選択される屈折率調整用の添加材（屈折率調整材）が添加されている石英ガラスにより構成されてもよい。この場合、当該添加材は、本体部２１及び複数の光導波路２２の全体にわたって添加されていてもよく、本体部２１の複数の光導波路２２を含む一部分に限り添加されていてもよい。

本体部２１は、図３に示されるように、前面２１ａ、後面２１ｂ、上面２１ｃ、下面２１ｄ、第１の側面２１ｅ、第２の側面２１ｆ、及び一対の段差２３を有する。前面２１ａは、Ｚ方向と交差（例えば直交）しており、前端面１１ａを含む架空平面に沿った平坦面である。一実施例では、前面２１ａと前端面１１ａとは、互いに面一である。後面２１ｂは、前面２１ａとは反対側に設けられてＺ方向と交差（例えば直交）しており、後端面１１ｂを含む架空平面に沿った平坦面である。一実施例では、後面２１ｂと後端面１１ｂとは、互いに面一である。本実施形態において面一とは、両面の位置が完全に一致する場合に限られず、両面の位置が製造誤差程度の差を有する場合を含む。上面２１ｃ及び下面２１ｄは、Ｙ方向と交差（例えば直交）しており、互いに対向して設けられている。第１の側面２１ｅ及び第２の側面２１ｆは、Ｘ方向と交差（例えば直交）しており、互いに対向して設けられている。下面２１ｄと第１の側面２１ｅと第２の側面２１ｆとが、内壁面１３ｃと内壁面１３ａと内壁面１３ｂとにそれぞれ対向して接することによって、光導波路部材２０の本体部２１が凹状内壁面１３内に保持されるとともに、凹状内壁面１３に対する光導波路部材２０の中心軸Ｃ１周り（Ｚ方向周り）の角度が規定される。そして、上面２１ｃが蓋１２に当接することによって、光導波路部材２０が保持部材１０に固定される。

一対の段差２３は、本体部２１の複数の光導波路２２が設けられる部分を除く他の部分に設けられる。具体的には、一対の段差２３は、前面２１ａと下面２１ｄとがなす角部のＸ方向における両端に設けられる。一対の段差２３は、一対の段差１５に対応した形状となっており、一対の段差１５と嵌合する。一対の段差２３は、Ｚ方向において前面２１ａに対する窪みを構成しており、Ｙ方向において下面２１ｄに対する窪みを構成している。一対の段差２３のうち一方の段差２３は、Ｘ方向において第１の側面２１ｅに対する窪みを構成しており、他方の段差２３は、Ｘ方向において第２の側面２１ｆに対する窪みを構成している。一対の段差２３は、Ｚ方向と交差（例えば直交）しており前面２１ａを含む架空平面に平行で平坦な段差面２３ａを有する。段差面２３ａは、前面２１ａに対してＺ方向における後面２１ｂ側に設けられる。すなわち、段差面２３ａは、前面２１ａと後面２１ｂとの間に位置している。段差面２３ａは、前述した凹状内壁面１３の段差面１５ａと対向する。光導波路部材２０の段差面２３ａと保持部材１０の段差面１５ａとが当接することにより、凹状内壁面１３に対する光導波路部材２０のＺ方向の位置が規定される。

複数の光導波路２２は、図３に示されるように、前面２１ａから後面２１ｂまで延びている。複数の光導波路２２の一端面２２ａ（一端）は前面２１ａに含まれ、複数の光導波路２２の他端面２２ｂ（他端）は後面２１ｂに含まれる。一実施例では、前面２１ａは、各一端面２２ａの光軸に対して垂直であり、後面２１ｂは、各他端面２２ｂの光軸に対して垂直である。ここで、図４は、光導波路部材２０の前面２１ａを示す正面図である。一実施例では、図４に示されるように、４つの一端面２２ａがＸ方向に沿って等間隔に且つ一列に並んでおり、各一端面２２ａのモードフィールドの形状は円形状である。図５は、光導波路部材２０の後面２１ｂを示す背面図である。図５に示されるように、各他端面２２ｂの配置は、各一端面２２ａの配置とは異なっており、各他端面２２ｂのうち少なくとも１つは、光導波路部材２０の中心軸Ｃ１上を除く位置に配置されている。各他端面２２ｂは、所定の軸線（すなわち中心軸Ｃ１）に対して回転対称に配置されている。一実施例では、４つの他端面２２ｂのうち２つの他端面２２ｂがＸ方向に沿って並んでおり、当該２つの他端面２２ｂの間の中心を挟むように他の２つの他端面２２ｂがＹ方向に沿って並んでいる。一実施例では、各他端面２２ｂのモードフィールドの形状は円形状であり、各他端面２２ｂのモードフィールド径は、各一端面２２ａのモードフィールド径と一致する。光接続部品１を製造する際には、例えば下面２１ｄの位置を基準として、複数の光導波路２２の一端面２２ａ及び他端面２２ｂが所定の位置に配置するように複数の光導波路２２が形成される。そして、下面２１ｄと第１の側面２１ｅと第２の側面２１ｆとが、内壁面１３ｃと内壁面１３ａと内壁面１３ｂとにそれぞれ対向して接するように光導波路部材２０が凹状内壁面１３に保持される。

このような構成を有する複数の光導波路２２は、例えばパルスレーザを用いることによって本体部２１内に形成される。パルスレーザは、例えばチタンサファイアフェムト秒レーザ（Ti-sapphire Femtosecond Laser）である。パルスレーザから出力される光パルスの集光点では、本体部２１の材料の屈折率が変化するので、この集光点を走査することによって、軌道がＸ方向だけでなくＹ方向にも変化するような三次元的な複数の光導波路２２が、本体部２１内に形成される。ここで、本体部２１及び複数の光導波路２２が、上述した添加材が添加されている石英ガラスにより構成されている場合、当該添加材の違いによって、光パルスの集光点における本体部２１の屈折率の変化の様子が異なる。例えば当該添加材がカリウム、ゲルマニウム、アルミニウム、又はルビジウムである場合には、光パルスの集光点における屈折率は、その周囲の屈折率よりも高く（大きく）なる。従って、この場合には、光パルスの集光点の軌道に沿って複数の光導波路２２（コア領域）が形成される。これらの添加材の違いによって、その光パルスの集光点における屈折率の変化量が異なる。これに対して、例えば当該添加材がフッ素又はホウ素である場合には、光パルスの集光点における屈折率は、その周囲の屈折率よりも低く（小さく）なる。従って、この場合には、光パルスの集光点の軌道に沿って複数の光導波路２２の周囲（クラッド領域）が形成される。これらの添加材の違いによって、その光パルスの集光点における屈折率の変化量が異なる。

図６は、本実施形態に係る光接続部品１を含む光結合構造１Ａ，１Ｂの構成を示す上面図である。図６に示されたＸＺ座標系は、図１～図５に示されたＸＹＺ直交座標系に対応している。図６に示されるように、光結合構造１Ａは、光接続部品１と、光導波路部品３０と、少なくとも一対のガイドピン４０とを備える。光接続部品１は、光導波路部品３０にＺ方向に沿って突き合わせて接続される。光導波路部品３０は、フェルール３１と、複数のシングルコアファイバ３２とを備える。フェルール３１は、例えばＭＴ光コネクタフェルールである。フェルール３１は、接続端面３１ａ、及び少なくとも一対のガイド孔３１ｂを有する。接続端面３１ａは、前面２１ａと対向し、一実施例では前面２１ａとＰＣ（Physical Contact）接続される。一対のガイド孔３１ｂは、接続端面３１ａからＺ方向に延びており、その中心軸に垂直な断面が円形状である。一対のガイド孔３１ｂは、一対のガイド孔１４と対応する位置に設けられる。一対のガイド孔３１ｂの内径は、一対のガイド孔１４の内径と一致する。複数のシングルコアファイバ３２は、フェルール３１に保持されている。複数のシングルコアファイバ３２は、接続端面３１ａからＺ方向に延びており、Ｘ方向において一対のガイド孔３１ｂの間に一列に並んでいる。複数のシングルコアファイバ３２の端面３２ａは、接続端面３１ａから露出するコアをそれぞれ有する。これらのコアの端面は、光導波路部品３０の複数の光入出射部である。各コアは、各一端面２２ａとそれぞれ対向して光結合される。一実施例では、各コアのモードフィールドの形状は円形状であり、各コアのモードフィールド径と各一端面２２ａのモードフィールド径とは互いに一致する。

一対のガイドピン４０は、Ｚ方向に沿って延びており、その中心軸に垂直な断面は円形状である。一対のガイドピン４０の外径は、光接続部品１の一対のガイド孔１４の内径、及び光導波路部品３０の一対のガイド孔３１ｂの内径と一致する。一対のガイドピン４０のＺ方向における一端が、一対のガイド孔３１ｂに挿入されて嵌合し、一対のガイドピン４０の他端が、一対のガイド孔１４に挿入されて嵌合する。一対のガイドピン４０によって、光接続部品１の各一端面２２ａと光導波路部品３０の複数のシングルコアファイバ３２とのＸＹ面内における相対位置が位置決めされ、且つ、Ｚ方向周りの相対角度が決定される。

光結合構造１Ｂは、図６に示されるように、光接続部品１と、光導波路部品５０と、少なくとも一対のガイドピン４１とを備える。光接続部品１は、光導波路部品５０にＺ方向に沿って突き合わせて接続される。光接続部品１の一対のガイド孔１６は、その中心軸に垂直な断面が円形状であり、後端面１１ｂからＺ方向に延びている。一対のガイド孔１６は、一例として、その各中心軸が後端面１１ｂに直交するように後端面１１ｂに形成することができる。一対のガイド孔１６は、一対のガイド孔１４と同様の位置に設けられる。すなわち、一対のガイド孔１６は、Ｘ方向において凹状内壁面１３を挟んで両側に設けられる。光導波路部品５０は、フェルール５１と、少なくとも１つのＭＣＦ（Multi Core Fiber）５２とを備える。ＭＣＦ５２は、複数のコア及び当該複数のコアを覆うクラッドを有する。フェルール５１は、例えばＭＴ光コネクタフェルールである。フェルール５１は、接続端面５１ａ、及び一対のガイド孔５１ｂを有する。接続端面５１ａは、後面２１ｂと対向し、一実施例では後面２１ｂとＰＣ接続される。一対のガイド孔５１ｂは、接続端面５１ａからＺ方向に延びており、その中心軸に垂直な断面が円形状である。一対のガイド孔５１ｂは、一対のガイド孔１６と対応する位置に設けられる。一対のガイド孔５１ｂの内径は、一対のガイド孔１６の内径と一致する。

ＭＣＦ５２は、フェルール５１に保持される。一実施例では、図６に示されるように、１つのＭＣＦ５２がフェルール５１に保持される。ＭＣＦ５２は、接続端面５１ａからＺ方向に延びており、Ｘ方向において一対のガイド孔５１ｂの間に配置される。ＭＣＦ５２の端面５２ａは、接続端面５１ａにおいて露出する複数のコアを有する。これらのコアの端面は、光導波路部品５０の複数の光入出射部である。複数のコアは、所定の軸線（すなわち中心軸Ｃ２）に対して回転対称に配置されている。一実施例では、各コアのモードフィールドの形状は円形状であり、各コアのモードフィールド径と各他端面２２ｂのモードフィールド径とは互いに一致する。各コアは、各他端面２２ｂとそれぞれ対向して光結合される。光導波路部品５０を製造する際には、フェルール５１に対してＭＣＦ５２が該ＭＣＦ５２の中心軸Ｃ２の周りに回転調心される。そして、ＭＣＦ５２の中心軸Ｃ２周り（Ｚ方向周り）の角度を所定の角度に一致させた後、ＭＣＦ５２がフェルール５１に固定される。一例では、ＭＣＦ５２の中心軸Ｃ２と、光導波路部材２０の中心軸Ｃ１とのＸＹ面内における位置は、互いに一致する。

一対のガイドピン４１は、Ｚ方向に沿って延びており、その中心軸に垂直な断面は円形状である。ガイドピン４１の外径は、ガイド孔１６，５１ｂの内径と一致する。一対のガイドピン４１のＺ方向における一端が、一対のガイド孔５１ｂに挿入されて嵌合し、一対のガイドピン４１のＺ方向における他端が、一対のガイド孔１６に挿入されて嵌合する。このように、一対のガイドピン４１によって、光接続部品１の各他端面２２ｂと、光導波路部品５０の複数のコアとのＸＹ面内における相対位置が位置決めされ、且つ、Ｚ方向周りの相対角度が決定される。

本実施形態に係る光結合構造１Ａ，１Ｂでは、各シングルコアファイバ３２のコアから出射された光は、各一端面２２ａにそれぞれ入射し、各他端面２２ｂからそれぞれ出射され、ＭＣＦ５２の各コアにそれぞれ入射する。或いは、ＭＣＦ５２の各コアから出射された光は、各他端面２２ｂにそれぞれ入射し、各一端面２２ａからそれぞれ出射され、各シングルコアファイバ３２のコアにそれぞれ入射する。

以上に説明した、本実施形態に係る光接続部品１、及び光結合構造１Ａ，１Ｂによって得られる効果について説明する。本実施形態では、光導波路部材２０の下面２１ｄと凹状内壁面１３の内壁面１３ｃとが互いに当接することにより、光導波路部材２０のＺ方向周りの角度が規定される。また、保持部材１０のガイド孔１４にガイドピン４０が挿入されることによって、保持部材１０に対する光導波路部品３０のＺ方向周りの相対角度が規定され、保持部材１０のガイド孔１６にガイドピン４１が挿入されることによって、保持部材１０に対する光導波路部品５０のＺ方向周りの角度が規定される。従って、各光導波路２２の一端面２２ａと各シングルコアファイバ３２のコアとを互いに光結合させる際の回転調心作業、及び、各他端面２２ｂとＭＣＦ５２の各コアとを互いに光結合させる際の回転調心作業を省略することができる。すなわち、上述した光接続部品１によれば、光導波路部品３０と光導波路部品５０との接続作業を簡易化できる。

光接続部品１では、前端面１１ａと前面２１ａとが互いに面一であり、後端面１１ｂと後面２１ｂとが互いに面一である。凹状内壁面１３は、一対の段差１５を更に含み、光導波路部材２０は、前面２１ａと後面２１ｂとの間において、複数の光導波路２２が設けられる部分を除く他の部分に、一対の段差１５と対向する一対の段差２３を更に有してもよい。図２に示されるように、前端面１１ａと前面２１ａとが互いに面一であり、後端面１１ｂと後面２１ｂとが互いに面一であるので、光接続部品１と光導波路部品３０，５０との接続を突き合わせで行うことができる。ここで、このように前端面１１ａと前面２１ａとが互いに面一となり、後端面１１ｂと後面２１ｂとが互いに面一となるためには、保持部材１０の凹状内壁面１３に対する光導波路部材２０のＺ方向における位置が精度良く規定される必要がある。そこで、本実施形態の光接続部品１では、一対の段差１５，２３が互いに当接することによって、保持部材１０の凹状内壁面１３に対する光導波路部材２０のＺ方向における位置を規定している。これにより、保持部材１０に対する光導波路部材２０のＺ方向における位置を精度良く位置決めすることができる。

光接続部品１では、複数の光導波路２２は、石英ガラスにより構成されてもよい。これにより、例えばフェムト秒レーザといった超短パルスレーザを用いて、光導波路部材２０の複数の光導波路２２を好適に実現することができる。

光接続部品１では、複数の光導波路２２は、フッ素、カリウム、ホウ素、アルミニウム、ゲルマニウム、及びルビジウムからなる群より選択される屈折率調整用の添加材が添加されている石英ガラスにより構成されてもよい。これにより、例えばフェムト秒レーザといった超短パルスレーザを用いて、各光導波路２２の屈折率を効率良く変化させることができるので、光導波路部材２０の複数の光導波路２２を好適に実現することができる。

本実施形態に係る光結合構造１Ａは、光接続部品１と、光導波路部品３０と、Ｚ方向に沿って延びる一対のガイドピン４０とを備える。光結合構造１Ａでは、光接続部品１と光導波路部品３０とが、一対のガイドピン４０を介して互いに突き合わせて接続される。この光結合構造１Ａでは、一対のガイドピン４０によって、光接続部品１と光導波路部品３０とのＺ方向周りにおける相対角度が決定される。これにより、光接続部品１と光導波路部品３０とを、精度良く接続することができる。

本実施形態に係る光結合構造１Ｂは、光接続部品１と、光導波路部品５０と、Ｚ方向に沿って延びる一対のガイドピン４１とを備える。光結合構造１Ｂでは、光接続部品１と光導波路部品５０とが、一対のガイドピン４１を介して互いに突き合わせて接続される。この光結合構造１Ｂでは、一対のガイドピン４１によって、光接続部品１と光導波路部品５０とのＺ方向周りにおける相対角度が決定される。これにより、光接続部品１と光導波路部品５０とを、精度良く接続することができる。

図７は、一変形例に係る光導波路部材２０Ａの斜視図である。図８は、光導波路部材２０Ａの後面２１ｂを示す背面図である。本変形例と上記実施形態との相違点は、光導波路部材２０の各他端面２２ｂ及び光導波路部品５０のＭＣＦ５２の各コアのモードフィールド径の大きさである。すなわち、本変形例に係る光導波路部材２０Ａの複数の光導波路２２の他端面２２ｂのモードフィールド径は、図７及び図８に示されるように、複数の光導波路２２の一端面２２ａのモードフィールド径よりも大きくなっている。言い換えれば、本変形例では、光導波路２２の一端面２２ａのモードフィールド径と、光導波路２２の他端面２２ｂのモードフィールド径とは互いに異なる。これにより、各シングルコアファイバ３２のモードフィールド径と、ＭＣＦ５２の各コアのモードフィールド径とが異なる場合であっても、各シングルコアファイバ３２とＭＣＦ５２の各コアとを効率良く光結合することができる。

本発明による光接続部品及び光結合構造は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態及び変形例を、必要な目的及び効果に応じて互いに組み合わせてもよい。上述した実施形態では、各光導波路２２の他端面２２ｂは所定の軸線（中心軸Ｃ１）に対して回転対称に配置されているが、回転対称ではない配置であってもよく、中心軸Ｃ１上に更に配置されてもよい。

１…光接続部品、１Ａ，１Ｂ…光結合構造、１０…保持部材、１１，２１…本体部、１１ａ…前端面、１１ｂ…後端面、１２…蓋、１３…凹状内壁面、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…内壁面、１４，１６，３１ｂ，５１ｂ…ガイド孔、１５，２３…段差、１５ａ，２３ａ…段差面、２０，２０Ａ…光導波路部材、２１ａ…前面、２１ｂ…後面、２１ｃ…上面、２１ｄ…下面、２１ｅ…第１の側面、２１ｆ…第２の側面、２２…光導波路、２２ａ…一端面、２２ｂ…他端面、３０，５０…光導波路部品、３１，５１…フェルール、３１ａ，５１ａ…接続端面、３２…シングルコアファイバ、４０，４１…ガイドピン、５２…ＭＣＦ、Ｃ１，Ｃ２…中心軸。

Claims (14)

1. 複数の光入出射部を有する第１の光導波路部品と、複数の光入出射部を有する第２の光導波路部品に、第１の方向に沿って突き合わせて接続される光接続部品であって、
   前記第１の方向と交差する前端面、前記前端面とは前記第１の方向において反対側の後端面、前記第１の方向と直交する第２の方向と交差する基準面、前記前端面に設けられる少なくとも一対の第１のガイド孔、及び、前記後端面に設けられる少なくとも一対の第２のガイド孔を有する保持部材と、
   前記第１の方向と交差する前面、前記前面とは前記第１の方向において反対側の後面、前記第２の方向と交差する下面、及び、前記前面から前記後面まで延びる複数の光導波路を有する光導波路部材と、
   を備え、
   前記複数の光導波路の前記前面側の第１端の配置と、前記複数の光導波路の前記後面側の第２端の配置とは互いに異なり、
   前記光導波路部材は、前記下面と前記基準面とが互いに当接するように前記保持部材に保持され、
   前記保持部材は、第１の段差を更に有し、
   前記光導波路部材は、前記前面と前記後面との間において、前記複数の光導波路が設けられる部分を除く他の部分に、前記保持部材の前記第１の段差と対向する第２の段差を更に有し、
   前記保持部材の前記第１の段差と前記光導波路部材の前記第２の段差とが互いに当接することによって、前記保持部材に対する前記光導波路部材の前記第１の方向の位置が規定される、光接続部品。
2. 前記保持部材は、前記第２の方向に凹む凹状内壁面が設けられた本体部を有し、
   前記基準面は、前記凹状内壁面のうちの底面であり、
   前記光導波路部材は、前記凹状内壁面によって画定される前記本体部の凹部内に収納されている、
   請求項１に記載の光接続部品。
3. 前記保持部材は、前記本体部の前記凹部を覆う蓋を有する、
   請求項２に記載の光接続部品。
4. 前記保持部材の前記凹状内壁面は、前記第１及び第２の方向と交差する第３の方向に対向する一対の内壁面を更に有し、
   前記光導波路部材は、前記第３の方向に対向する第１及び第２の側面を更に有し、
   前記光導波路部材の前記第１及び第２の側面と前記下面とが、前記保持部材の前記一対の内壁面と前記基準面とにそれぞれ対向して接する、
   請求項２又は請求項３に記載の光接続部品。
5. 前記前端面と前記前面とが互いに面一であり、
   前記後端面と前記後面とが互いに面一である、
   請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の光接続部品。
6. 前記第２の段差は、前記光導波路部材の前記下面側の角部に設けられる、
   請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の光接続部品。
7. 各光導波路の前記第１端のモードフィールド径と各光導波路の前記第２端のモードフィールド径とは互いに異なっている、
   請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の光接続部品。
8. 前記複数の光導波路の前記第１端の配置では、前記第１及び第２の方向と交差する第３の方向に沿って前記第１端のそれぞれが所定間隔で配置され、
   前記複数の光導波路の前記第２端の配置では、前記第２端のそれぞれが所定の軸線に対して回転対称に配置されている、
   請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の光接続部品。
9. 前記光導波路部材は、石英ガラスにより構成される、
   請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の光接続部品。
10. 前記光導波路部材は、屈折率調整材が添加されている石英ガラスにより構成される、
    請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の光接続部品。
11. 請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の光接続部品と、
    前記光接続部品の前記複数の光導波路の前記第１端それぞれに対応する複数の光入出射部を有する第１の光導波路部品と、
    前記第１の方向に沿って延びる前記少なくとも一対の第１のガイドピンと、
    を備え、
    前記第１の光導波路部品は、前記少なくとも一対の第１のガイドピンの前記第１の方向における第１端とそれぞれ嵌合する少なくとも一対のガイド孔を有し、
    前記光接続部品の前記少なくとも一対の第１のガイド孔は、前記少なくとも一対の第１のガイドピンの第２端とそれぞれ嵌合する、光結合構造。
12. 前記第１の光導波路部品の前記複数の光入出射部は、複数のシングルコアファイバの各コア端面を含む、
    請求項１１に記載の光結合構造。
13. 請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の光接続部品と、
    前記光接続部品の前記複数の光導波路の前記第２端それぞれに対応する複数の光入出射部を有する第２の光導波路部品と、
    前記第１の方向に沿って延びる前記少なくとも一対の第２のガイドピンと、
    を備え、
    前記第２の光導波路部品は、前記少なくとも一対の第２のガイドピンの前記第１の方向における第１端とそれぞれ嵌合する少なくとも一対のガイド孔を有し、
    前記光接続部品の前記少なくとも一対の第２のガイド孔は、前記少なくとも一対の第２のガイドピンの第２端とそれぞれ嵌合する、光結合構造。
14. 前記第２の光導波路部品の前記複数の光入出射部は、複数のコア及び当該複数のコアを覆うクラッドを有するマルチコアファイバの各コア端面を含む、
    請求項１３に記載の光結合構造。

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