JPH09505907A

JPH09505907A - 自動整列機能を有するコアエクステンションを用いた光ファイバーの相互連結構造

Info

Publication number: JPH09505907A
Application number: JP7515227A
Authority: JP
Inventors: サンケー．シム
Original assignee: サンケー．シム
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1994-11-21
Publication date: 1997-06-10
Also published as: KR960706093A; AU1259895A; CN1135795A; CA2176254A1; AU677493B2; EP0737324A1; EP0737324A4; US5515464A; WO1995014947A1

Abstract

(57)【要約】光ファイバー相互連結構造は光ファイバー（５）を光チャネル導波管（１）に接続するものである。チャネル導波管（１）は断面積と形がチャネル導波管（１）のそれらと全く同一で、窪んだチャネル（２）の同一直線上に延長されている。光ファイバー（５）は、チャネル導波管（１）と同一直線上にある。チャネル導波管へのスムーズな光の移行を行うために光ファイバー（５）の先端のファセットにコアエクステンション（６）が設けられている。光の相互連結を容易にするためにテーパーを付けたチャネル導波管は、先端部でかなり大きな断面積を持つようにされている。

Description

【発明の詳細な説明】自動整列機能を有するコアエクステンションを用いた光ファイバーの相互連結構造発明の属する分野本発明は概して光ファイバーと光導波管に関するもので、特に光ファイバーと光チャンネル導波管を相互に連結するための構造に関するものである。従来の技術最も一般的な光導波管は、丸型のクラッディングにサポートされた丸型のコアをもつファイバーである。次に一般的なのが、を通常の場合直角とした光学基板の表面の近くに導光チャンネルを設ける平面導波管である。平面導波管における導光を行うためのコアは、しばしば光チャンネル導波管と呼ばれる。光変調、波長の多重化、スイッチングやカップリングといった多くの有用な光学機能が平面導波管により実現される。誘導される光は、ほとんどがコアかチャンネルの中に存在する。ファイバーのコアの断面の大きさは一般的にはシングルモードファイバーで１０ミクロン（０．０１ｍｍ）以下で、マルチモードファイバーでは２００ミクロン以下である。チャンネル導波管の断面の大きさも同様の範囲内にある。したがって、複数のファイバー間での光のコネクティングやカップリング（結合）は非常に難しい。その結果、光ファイバーコネクターや光ファイバーカップラーの値段は非常に高くなり、特に、マイクロ波ケーブル用の同様な構成部品と比べると非常に高価になっている。コネクターとカップラーは、光ファイバー通信において最も頻繁に使用されるものの一つであるため、その価格の高さが、画像電話、コンピューターネットワークやケーブルテレビといった光ファイバー通信の応用の広がりの障害となってきた。１９９４年２月１５日発行のアメリカ合衆国特許番号５，２８７，４２４として特許を受けた本件の出願者とその共同発明者は、平行に置かれた多くの光ファイバーの中で、光を分割したり、結合するための光ファイバー用カップラーの研究に主に取り組んでいる。しかしながら、本出願は、一つの光ファイバーから別の光ファイバーに光を一対一対応で転送し、または、光ファイバーとチャンネル導波管の間で光を一対一対応で転送するための、光ファイバー用コネクターに関するものである。光ファイバーコネクターは光ファイバー技術において重要な構成部品のひとつであり、特に、光ファイバー通信において、これは非常に重要である。コンピューターネットワークの連結などのように、アプリケーションの使用対象がエンドユーザーに近くなるにつれ、そのコストが重要な課題となってくる。従来の光ファイバーコネクターはそのようなアプリケーション用としては、非常に高価で複雑なものである。また、そのようなアプリケーションは、電子ケーブル用のマルチピンコネクターと同様な位置づけで、マルチファイバー配列のコネクターを必要とする。こういった配列コネクターでは、コネクターのスペース、コネクションあたりのコスト、それに、コネクションに要する時間を最小限にとどめるようにする。そのような、マルチファイバー配列コネクターに関する技術は今のところまだ初期段階にあり、値段も非現実的な高さである。一般に、ファイバー間の接続は光ビームが接続平面で拡大されたときに容易になる。ビームが拡大されるとき、アライメント公差は大きくなり、角公差は小さくなる。例えば、WassermanとGibolarはアメリカ合衆国特許番号５，０９７，５２４において、光ビームを拡大するためにレンズを用いたコネクターの具体化例を開示している。Moslehi達は、Optics Letters，１１月２３日号１４巻の１３２７ページにおいて、光線の拡大に基づく、光ファイバーの光学的接続についての発表を行っている。HusseyとPayneはElectronics Letters、１１月１日号２４巻の14ページに、ファイバーホーンビーム拡張器に関する発表を行っている。しかしながら、これらの技術はファイバーとビームを拡張する部品の間で全反射角の調節を必要とする。また、この技術は、シングルファイバー接続用であり、配列接続には役に立たない。その他の重要な光ファイバー技術として、光ファイバーとチャンネル導波管の接続がある。現在のところ、チャンネル導波管はフォトリソグラフィーか、電子ビームやレーザービーム書き込みといった他のハイレベルな技術を用いて、平らな光学基板の表面上や表面の近くに設けられている。ほとんどのアプリケーションにおいては、チャンネル導波管は光ファイバーと一対一で対応するように、先太りのかたちで接続されなければならない。この接続を行うために、チャンネル導波管の端を、平面に且つ導波管の面に対して直角にカットしなければならず、また、基板の表面から１、２ミクロン以内で、基板のエッジを正確に直角を保ちながら、光の波長の程度に応じた許容量の範囲内で磨く必要がある。その後、フェーセット(facet)のある光ファイバーを先に説明した要領で用意されたチャンル導波管の先端のフェーセットに近づける。光ファイバーのコアとチャンネル導波管は、数ミクロンかそれ以下の間隔で横に並べられなければならない。そして、太くなっているほうに接着剤をつける。その配列は、接着剤が固まるまでの接着剤の体積の変化や移動のためにしばしばずれ、そのために接続に損失が生じる。また、たとえその配列が完璧だとしても、ファイバーの丸形のコアとチャンネル導波管の大きな四角形では形があわず、接続にかなりの損失を生じる原因となる。全般に、ファイバーとチャンネル間の接続にかかるコストは非常に高い。これが、莫大な利益をもたらす可能性があるにもかかわらず、光フィバー技術がより大きな消費者市場に参入できないでいる理由の一つである。発明の開示したがって、光ファイバーコネクターにおける技術的な難点を解決するための、今までにない光学的な相互連結の具体的構造を提供することが本発明の第一の目的である。さらに、配列型ファイバーコネクターの、今までにない光学的な相互連結の具体的構造を提供することが本発明のもう一つの目的である。本発明の全般的な目的は、利用者が少なく、少量生産品となる光ファイバー通信アプリケーションの場合であっても、光ファイバー連結にかかるコストを十分低くすることにある。本発明の基本的な接続素子は、コアとクラッディングを有するシングル光ファイバーと、参照するアメリカ合衆国特許番号5,287,424で開示されるコアエクステンションと、先端を窪ませてその窪みにコアエクステンションを付けたチャンネル導波管とから構成される。参照の特許にあるように、コアエクステンションは、角の形に分岐した形でファイバーのコアの先端のフェーセットに取り着けられている。本発明では、チャンネル導波管の断面積は常にコアの断面積より大きく、ファイバーからチャンネル導波管の接続はコアエクステンションを通して行われる。したがって、ファイバーとチャンネル導波管の間の接続では自動整列が行われる。チャンネル導波管は、変調、波長の多重化、スイッチング、カップリング、そして接続といった様々な機能を果たす。ファイバーからファイバーへの接続の実施例においては、チャンネル導波管の断面積がかなりの大きさになるため、チャンネル導波管にテーパーが設けられている。図面の簡単な説明図１は、光チャンネル導波管とチャンネル導波管の同一直線上延長にある窪んだチャンネルの透視図である。また、その右側に、窪みにあるチャンネルの断面図とチャンネル導波管の断面図を、ＤとＥとして示している。図２は、図１と同じ構造物であるが、窪んだチャンネルの上部に厚板のカバーを加えてあるものを示している。図３は、図１と同じ構造物に、光ファイバーが加えられ、光ファイバーのコアエクステンションが先端部分の窪みの内側に置かれたものを示している。図４は、図２のチャンネル導波管の実施例を切断し、正面方向から見た図である。図５は、図１と同じ物をチャンネルに沿って切断し側面方向から見た断面図である。図６は、図１と同じ物を水平方向に切り平面方向から見た断面図である。図７は、図３と同じ物をチャンネルに沿って切断し側面方向から見た断面図である。図８は、図３と同じ物を水平方向に切り平面方向から見た断面図である。また、ファイバーにある光を誘導するコアやコアエクステンションのいくつかの部分の断面図、それにチャンネル導波管の断面図をその下に示している。図９は、図３と同じ構造物であるが、窪んだチャンネルへのファイバーの挿入が容易になるように、挿入口で窪んだチャンネルにテーパーを設けたものを示している。図１０は、図３と同じ構造であるが、光ファイバーが窪んだチャンネルの完全に外側にあるものを示している。図１１は、図１０と同じ物を水平方向に切り平面方向から見た断面図である。また、ファイバーにある光を誘導するコアやコアエクステンションのいくつかの部分の断面図、そしてチャンネル導波管の断面図をその下に示している。図１２は、図３と同じ構造物であるが、同じ基板に配列された２ユニットの光ファイバーの相互連結の実施例である。図１３は、図１２と同じ構造物であるが、２つのチャンネル導波管を合わせるために２つのチャンネル導波管にテーパーを着けていて、光カップラーの形式となったものを示している。図１４は、図３と同じ構造であるが、先端で断面積が大きくなるようにチャンネル導波管にテーパーを設けた物を示している。また、光を誘導するコアのいくつかの部分の断面図をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに示す。図１５は、図１３と同じ構造であるが、チャンネルの断面が円形になっているものを示している。図１６は、図１４に示した先細りのチャンネルをもった一組の光ファイバーコネクターを示した斜視図である示した斜視図である。図１７は、図１５と同じ断面をもった光ファイバーコネクターのタイプの一つを示した斜視図である。図１８は、図１５と同じ断面をもった光ファイバーコネクターの別のタイプを示した斜視図である。図１９は、図１６と同じ構造物であるが、マルチファイバー配列コネクター式のファイバー相互連結の要素が２ユニットあるものを示している。図２０は、基本的には図１４と同様であるが、ファイバーが２つのセグメントから構成されているものを示している。図２１は、図２０と同じ構造物であるが、ファイバーの２つのセグメントのうち１つが取り除かれているものを示している。図２２は、図１４あるいは図２１と同じ構造物で、光ファイバーが取り除かれているものを示している。図２３は、図２０のファイバーのコアとチャンネル導波管を水平方向に二分した断面図を示している。図２４は、図２１のファイバーのコアとチャンネル導波管を水平方向に二分した断面図を示している。図２５は、図２２のチャンネル導波管を水平方向に二分した断面図を示している。本発明を実施するための好適な実施態様例図１は、基板３に作られたチャンネル導波管１と窪んだチャンネル２を示している。チャンネル導波管１の断面の面積と形は窪んだチャンネル２の断面の面積と形と同じである。この点は、図１のＤとＥにおける断面図に示されている。断面の形は図に示されているような長方形である必要はない。図ＤとＥにおける形と面積が同じであれば、どのような形でもよい。好ましくは、チャンネル導波管１と窪んだチャンネル２にまで伸びる窪んだチャンネルを最初に作り、その後にチャンネル導波管１を形成するためにチャンネルの一部を埋めてチャンネル導波管１を作るのがよい。参照する特許（合衆国特許番号５，２８７，４２４）にあるような光化学反応を起こすポリマー素材は、図１に示されたような窪んだチャンネル２やチャンネル導波管１を作るのに特に適している。最初にチャンネル導波管１と窪んだチャンネル２にまで伸びるチャンネル導波管を作り、それから窪んだチャンネル２を作るためにチャンネル導波管の上部をエッチングして、図１にあるような実施例を作ることもできる。窪んだチャンネル２は、成型技術を用いてつくることもできる。おそらくその方法が安価で、且つ、大量生産を行うのに最も適した方法であろう。窪んだチャンネル２はその四方すべてを取り囲むように、図２にあるように厚板のカバーで上部をカバーするほうがよい。厚板４は、基板３の構成部分としてもよいし、取り外しができるようにしてもよい。チャンネル導波管１は光を誘導するためのもので、ふつうは屈折率が基板３や上部に置く媒体等の周囲にあるものよりも高い屈折率をもった材料で作られる。図３は、光ファイバー５が図１の窪んだチャンネル２内にあるものを示し、コアエクステンション６が参照する特許に説明された要領でコア７のアウトプット用の先端のフェーセット側にあることを示す。参照の特許の「本発明の概要」に説明されているように、コアエクステンション６の屈折率は周囲の媒体の屈折率より大きいため、適切な挿入角度でチャンネル導波管を通ってコアエクステンション６に入る光は全反射を経て、コア７に到達し結合するまでコアエクステンション６によって誘導される。光が、直径が小さくなったテーパー部に達すると、その入射角は小さくなる。（注：光幾何学では、入射角とは、光線と導波管に垂直な法線との間の角をいう。導波管理論を用いてさらに正確な図を使えば、投射角はチャンネル導波管の伝播固有モードの波動ベクトルの横軸の成分と縦軸の成分の間の比の正接をとることにより決定される。）テーパー部分が長過ぎ、その角度が大きくなりすぎた場合、光線の一部の入射角が小さくなりすぎて、テーパー部分のうちのいくつかの点で全反射を受けられなくなることがある。このようなことが起こると、これらの光線は誘導用の構造部分から逃げてしまう。テーパーの角度を小さくし、長さを短くすることにより、このような問題は減少されるか、あるいは完全に解決することができる。テーパー部分の角度が十分小さければ、いわゆる断熱過程が達成され、誘導モードから非誘導モードへの切り替えによって生じる損失なしに光が伝えられる。したがって、コアエクステンション６のテーパーの角度は小さいほうが好ましい。これは、コアエクステンション６に参照する特許に説明された方法、即ち、ファイバーのコア７に入ってくる紫外光線をファイバーの低レベルモードに抑える方法、を用いて実現することができる。また、参照する特許に説明されているように、ファイバークラッディング６をできるだけ多く削り取って、コアエクステンション６の広がりをそれほど大きくする必要がないようにするとよく、それにより、コアエクステンションの角度が結合機能を果たすためにそれほど大きくならなくてもすむようになる。これは、図２にあるように、クラッディング８をファイバー５から全てあるいはほとんど削り取り、また窪んだチャンネル２の幅と深さがファイバー５よりもあまり大きくならないようにすることを意味する。コアエクステンション６は、チャンネル導波管１の素材と同じか、あるいは似た素材で作るのが好ましい。そうすることにより、組み立てが全て終わった段階でコアエクステンション６とチャンネル導波管１の間の境界面をなくすことにより、チャンネル導波管１とコアエクステンション６の境界面で、不完全なコンディションによって生じる反射損失やその他の損失を減少させることができる。コアエクステンション６は窪んだチャンネル２の壁に到達するまで広がっているので、コア７からチャンネル導波管１への移行は自動的に整列され、断面の形、大きさともに完全に一致させられる。この点については、図１から図３の実施例の断面図である図４から図８でさらに明確にされている。図４は、光の伝播方向に垂直な平面で切った図２のチャンネル導波管１と基板３の断面図を拡大したものである。チャンネル導波管１の上部の媒体は、空気やチャンネル導波管の屈折率より低い屈折率を持つ他の光学材料等である。図５は、図２をチャンネルに沿って基板の表面に直角に交わる平面上で見た、チャンネル導波管１、基板３と厚板のカバー４である。コアエクステンション６の材料が紫外線排除のために特定の形を形成する前に基板の上部の表面と同じ高さになるように用意されれば、厚板のカバーは必要でないかもしれない。この場合、コアエクステンションの上部の外形は、窪んだチャンネル２の上において厚板のカバー４の外形と同じになる。図６は、図２をチャンネル沿いで基板の表面に平行な平面上の断面から見たチャンネル導波管１と基板３を示している。図７は、図５と同じものであるが、コア７とクラッディング８を有するファイバー５と、コアエクステンション６が付け加えてある。コアエクステンション６は、参照する特許の教示にしたがって作られている。厚板のカバー４は、コアエクステンションを作った後で取り除いてもよい。図８は、図７に直交する平面から見た断面図である。つまり、図８は、図６にファイバー５とコアエクステンション６を加えたものを示している。また、図８は、光ファイバーのコア７からコアエクステンション内にある３点を経てチャンネル導波管１に到るまでにある点ＡからＥまでの光誘導構造の一連の断面図を示している。参照する特許に説明されているように、コアエクステンションの広がりにより、コアエクステンション６は窪んだチャンネル２の内部スペースを図で示すように埋めている。したがって、コアエクステンション６の面積と同様、形も図に示されたようにチャンネル導波管の形に適合する。先に述べたように、チャンネルの形は図にあるような長方形である必要はなく、楕円形、円形、四角形、またはそれらの組み合わせといったような、どのような形でもよい。この自動整列機能と自動形状調節機能により、ファイバーの相互連結がはるかに容易で安価になる。図９は、図８と同じであるが、光ファイバー５の挿入が容易になるように窪んだチャンネル２の挿入口にテーパー状になった切り換え部分が付け加えられている。このような挿入口の切り換えは、本発明の開示に説明されたすべての実施例に加えることができる。図１０は、ファイバー５が窪んだチャンネル２の完全な外側に位置するという点で、図３と僅かに異なる。このため、窪んだチャンネルの幅や深さをコア７の直径より少し大きく、且つ、クラッディング８の直径より少し小さくすることができる。したがって、コアエクステンション６はそれが窪んだチャンネル２を埋めつくす前にそれほど大きく広がる必要がないということである。これは、コアエクステンション６でテーパーが早く始まりすぎるか、あるいは過剰に長すぎるときに起こりうるモード変換損失を少なくするために有利である。図１１は、図１０に示した実施例に沿ったそれぞれの点における光線の形の変化を示したものである。本出願で説明されたすべての実施例では、図３や図９のような形ではなく、本発明の基本的な教示を保ったまま、図１０に示したような形で光ファイバー５を置いてもよい。多くのアプリケーションでは、基板上での相互連結にあたり複数のチャンネル導波管と複数のファイバーが含まれる。図３の実施例は図12で示すようなマルチチャンネルの場合にも適用することができる。図１２のチャンネルでは、コアエクステンション１１、１２をそれぞれ有する２つのファイバー９、１０が２つのチャンネル導波管１３、１４に接続されている。反対側の先端は、二つのコアエクステンション１５、１６が２つのファイバー１７、１８に接続されており、左右対称になっている。コアエクステンション１１、１２、１５及び１６のそれぞれは対応する個々のチャンネル内にあり、また、それらが対応する窪んだチャンネルの内壁に結合していることに注目してほしい。ここが、参照する特許に説明されているカップラーの実施例と対照的な点である。参照する特許では、ファイバーが複数の場合には、ファイバーはいつもそれぞれとなりどおしにおかれ、コアエクステンションを通して、それぞれ互いに結合させられている。チャンネル導波管１３、１４は、互いに光学的に独立しているか、あるいは減衰フィールドカップリングにより結合させられることもある。導波管の材質が電気光学的性質を有する場合には、電気的に結合をコントロールすることができる。その場合、たとえばファイバー９のようなインプット用のファイバーの中の光は、一つのアウトプット用のファイバー１７と別のファイバー１８の間で入替えられる可能性もある。図１３は、図１２と同様に、複数のファイバー１９、２０とそれに対応するコアエクステンション２１、２２がそれぞれチャンネル導波管２３、２４に連結されているものを示すが、チャンネル導波管２３、２４が光結合部を形成するために中心２５に向かって一体とされている。前述したように、これは参照する特許にあるカップラーの実施例と本発明が対比されるところである。本発明では、コアエクステンションはそれぞれ離れていて、テーパーを着けられたために一体となって結合したチャンネル導波管によってカップリングが行われる。一方、参照する特許では、カップリングは結合するコアエクステンションを直接通して行われる。図１２と図１３に示されているチャンネル導波管１３、１４、２３及び２４の機能は光ファイバー技術の分野で一般的に知られている。従って、本発明は図１３にあるようにテーパーを付けたチャンネル導波管のカップリング機能に関する新しい教示の特許を請求しているものではない。これまでにない新しい点とは、光ファイバーとチャンネル導波管の相互連結の実施例に関する内容である。現時点では、チャンネル導波管はフォトリソグラフィーと薄いフィルムに関連した技術を用いた大量生産によって、かなり安価に生産されているというのが現実である。コストがかかるのは、チャンネル導波管と光ファイバー間の相互連結の部分である。従って、本発明に開示された相互連結の方法と実施例により、光ファイバー技術の部品のコストをかなり下げることができることとなる。光ファイバーの相互連結に関して重要なものとして、他に取り外し可能なファイバーコネクターがある。光ファイバーを用いた技術が使われるようになった初期の頃から、光ファイバーのコアで誘導される光ビームのサイズが小ささが、コネクターのデザインを困難で高価格なものとし、また、光ビームのサイズを拡張すれば連結が容易になるということことは周知のことであった。球レンズや、グレーデッドインデックスロッドレンズがビームの拡張にしばしば使われる。ビームは連結操作を容易にするにはかなりの大きさに拡張されなければならない。接続を容易にするためには、光ビームの直径が、0.1mmから１mmの範囲にあることが望ましい。光ビームを拡張して一つのファイバーを別のファイバーに連結する際、ビームの直径が大きくなるにつれて必ず光の広がりの角度が小さくなるようにすることが大切である。というのは、対をなすファイバーを結合するために元のサイズに光が縮小される際、光の広がりの角度が大きくなるからである。つまり、その角度がビームが拡大される過程において十分縮小されない場合、縮小段階で角度が大きくなりすぎて全反射光を受けられなくなるからである。拡大していくコネクターのテーパーの角度を小さく押さえるために、図１４に示されたようなコネクターの実施手段を発明した。これは、基本的には図８に示されたものと同じであるが、チャンネル導波管２９にテーパーをつけ、広がったところを光結合のための先端部とするために切断したものである。テーパーと光の拡大のほとんどは、チャンネル導波管２９内でなされ、これは精密にデザイン、作成することができる。コアエクステンション２８は単にファイバーコア２７とチャンネル導波管２９の間を確実に連結するためのものにすぎない。点Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの光誘導を行う媒体の断面図が図１４の下方に示してある。この特定のケースでは、点Ｃ、Ｄからのチャンネル導波管は二元的拡大をなしているが、一元的拡大とするのも可能である。クラッディングの層２６をほとんど取り除き、そして、点Ａ、Ｂにおけるチャンネルの幅を、エッチングしたクラッディングの直径に非常に近くすることにより点Ａ、Ｂからの拡大をごく小さいものにおさえることができる。図１５は、図１４と同じであるが、チャンネル導波管３４の断面が丸型であるものを示している。図１６は、図１４と同じの断面図をもつコネクターとその対の部分の透視図でを示す。図１７は、図１５で示す断面図をもつコネクターの実施例の透視図である。図１８は、図１５のコネクターの可能性のある別の実施例を示している。図１９は、図１６で示すコネクターを配列したものを示したものであり、２つのファイバー３８、３９がそれぞれ２つの別々の、テーパーを付けた先細りチャンネル導波管４２、４３に２つ別々のコアエクステンション４０、４１を通して連結され、同一平面上で先端４４を切断したものを示している。この配列コネクターは、同じ基板４５上に作られる。２つの光誘導のユニット間の距離は同系列の配列コネクターの中で自在な接続ができるように精密にデザインすることが可能である。図１９の配列では２つのユニットのみが示されているが１６、３２、または６４ユニットといった、もっと多くのユニットを同じ基板４５上に作ることもできる。図２０は、基本的に図１４と同じものを示すが、光ファイバー４７が窪んだチャンネル内に収まる短さで、もう一つのファイバー４６が図のように加えられている場合である。コアエクステンション４８を参照する特許の教示にしたがって形成した後、２つ目のファイバー４６を除去し、図２１に示すような実施例とする。新しいファイバーを２つ目のファイバー４６と置き換えてもよい。最初のファイバー４７が除去されて、図２２にあるような実施例となる。最初のファイバー４７を取り外し可能にするために、コアエクステンション４８が参照する特許の教示にしたがって作られる前に光ファイバーの先端のフェーセットに薄い膜を設けしてもよい。この薄い膜はコアエクステンション４８の材料に付着しない材料で作られたものでなければならない。そのような非粘着性の材料としては、シリコンゴムやテフロンが挙げられる。また、この薄い膜はコアエクステンション４８、チャンネル導波管４９や基板５０の材料をいためることのない薬品に溶けるものでもよい。そのようなもととしては、融点の低いワックスがあげられる。「光ファイバーの除去」といわれるこの特質は、図３のような本発明で説明された他の実施例にも適用することができる。図２３、２４、２５は、それぞれ図２０、２１、２２に示された実施例の断面図である。本発明について述べられた教示を考慮した数多くの応用やバリエーションが考えられるのは明白である。したがって以下に付加された請求の範囲を解釈するにあたっては詳細な説明の記載を考慮するものとする。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項【提出日】１９９５年３月３１日【補正内容】補正された請求の範囲１．光ファイバーと光導波管を連結するための光ファイバーの相互連結構造であって、光学基板３に設けられた窪んだチャンネル２と、その光学基板３で窪んだチャンネル２の延長部と同一線上に置かれて、且つ、そのチャンネル２の断面の面積と形と同じ面積と同じ形とを有するチャンネル導波管１と、窪んだチャンネル２と同一直線上にあり、且つ、先端のフェーセットが窪んだチャンネル２と面している、コアとクラッディングを有する光ファイバー５と、窪んだチャンネル２の内側に置かれ、そして、感光することにより変形し形成可能となる物理的性質を持つ光活性体で作られ、そして、コアの自動整列を可能とするために窪んだチャンネルの壁に物理的に触れるように最も離れた先端部の直径がコアの直径よりはるかに大きくなるように十分遠くにまで光の放射上の形に従って伸ばされ、そして、光を閉じ込めるために周囲の媒体よりも高い屈折率を与えられ、そして、ファイバーのコアを出ていく光が損失が減少した状態でチャンネル導波管と連結されることを可能とし、そして、その形や断面積が徐々に光ファイバーのコアの形や断面積からチャンネル導波管の形や断面積に変化させられる、光ファイバーのコアエクステンション６と、から構成される光ファイバーの相互連結構造。２．窪んだチャンネルが光活性体によりフォトリソグラフィーの技術を用いて作られた、請求項１記載の光ファイバー相互連結構造。３．窪んだチャンネルが成型技術を用いて作られた、請求項１記載の光ファイバー相互連結構造。４．チャンネル導波管とコアエクステンションが同じ材料で作られた請求項１記載の光ファイバー相互連結構造。５．コアと窪んだチャンネルの壁の距離を局所的に最小とするためような厚さのクラッディングにコアが囲まれた請求項１記載の光ファイバー相互連結構造。６．光ファイバーと光導波管を連結するための光ファイバーの相互連結構造であって、光学基板３に設けられチャンネル導波管からの距離が大きくなるにつれ、窪んだチャンネルの断面積を徐々に大きくすることにより、光ファイバーの窪んだチャンネルへの挿入を容易とした、窪んだチャンネル２と、その光学基板３で窪んだチャンネル２の延長部と同一線上に置かれて、且つ、そのチャンネル２の断面の面積と形と同じ形と同じ面積を有するチャンネル導波管１と、窪んだチャンネル２と同一直線上にあり、且つ、先端のフェーセットが窪んだチャンネル２と面している、コアとクラットを有する光ファイバー５と、窪んだチャンネル２の内側に置かれ、光ファイバーのコアとチャンネル導波管を相互連結し、そして、光がその中を通って、ファイバーのコアとチャンネル導波管の間を伝えられる、光ファイバーのコアエクステンション６と、から構成される光ファイバーの相互連結構造。７．ファイバーが窪んだチャンネルの完全に外側にあり、窪んだチャンネルの幅と深さがクラッディングの直径より小さく且つ光ファイバーのコアの直径よりやや大きくした、請求項１記載の光ファイバー相互連結構造。８．コアエクステンションからの距離が大きくなるほど、断面積がより大きくなるようにテーパーを付けたチャンネル導波管を有する請求項１記載の光ファイバー相互連結構造。９．チャンネル導波管の断面積が一次元で拡大されている請求項８記載のチャンネル導波管。１０．チャンネル導波管の断面積が二次元で拡大されている請求項８記載のチャンネル導波管。１１．拡大された断面積が四角形になっている請求項８記載のチャンネル導波管。１２．拡大された断面積が丸形になっている請求項８記載のチャンネル導波管。１３．光ファイバーが窪んだチャンネルの内側にあり、取り外し可能となっている請求項１記載の光ファイバー相互連結構造。１４．光ファイバーと光導波管を連結するための光ファイバーの相互連結構造であって、光学基板３に設けられた窪んだチャンネル２と、その光学基板３で窪んだチャンネル２の延長部と同一線上に置かれて、且つ、そのチャンネル２の断面の面積と形と同じ面積と同じ形とを有するチャンネル導波管１と、窪んだチャンネル２と同一直線上でチャンネルの内側にあり、そして、その光ファイバーはその窪んだチャンネルの中に収まる短さであり、もう一本の光ファイバーが窪んだチャンネルの内側に、取り外し可能で、先端が太くなる形で連結され、且つ、先端のフェーセットが窪んだチャンネル２と面している、コアとクラッディングを有する光ファイバー５と、窪んだチャンネル２の内側に置かれ、光ファイバーのコアとチャンネル導波管を相互連結し、そして、光がその中を通してファイバーのコアとチャンネル導波管の間を伝えられる、光ファイバーのコアエクステンション６と、から構成される光ファイバーの相互連結構造。１５．配列型の光ファイバーと光チャンネル導波管を一対一対応で接続するための配列型の光ファイバーの相互連結構造であって、光学基板上に作られた窪んだチャンネルの配列と、それぞれが窪んだチャンネルと一対一対応で対になり、そして、それぞれがその対応する窪んだチャンネルの延長線上に窪んだチャンネルと平行に置かれ、そして、それぞれの断面の面積と形がその対応する窪んだチャンネルの断面の面積と形に十分に一致させられ、窪んだチャンネルを設けた上記光学基板上に設けられた光チャンネル導波管の配列と、それぞれが窪んだチャンネルに一対一対応するように割り当てられ、そして、それぞれがその対応する窪んだチャンネルと平行で且つそれぞれの先端のフェーセットがその対応する窪んだチャンネルに面するようにされた、コアとグラッディングを有する光ファイバーの配列と、それぞれが光ファイバーとに一対一対応するように割り当てられ、そして、それぞれがその対応する窪んだチャンネル内に置かれ且つ感光することにより変形し形成可能となる物理的性質を持つ光活性体で作られ、そして、コアの自動整列を可能とするために窪んだチャンネルの壁に物理的に触れるように最も離れた先端部の直径がコアの直径よりはるかに大きくなるように十分遠くにまで光の放射上の形に従って伸ばされ、そして、光を閉じ込めるために周囲の媒体よりも高い屈折率を与えられ、そして、ファイバーのコアを出ていく光が損失が減少した状態でチャンネル導波管と連結されることを可能とし、そして、その形や断面積が徐々に光ファイバーのコアの形や断面積からチャンネル導波管の形や断面積に変化させられる、光ファイバーのコアエクステンション６の配列と、から構成される、配列型の光ファイバーの相互連結構造。１６．窪んだチャンネルが光活性体によりフォトリソグラフィー技術を用いて作られた、請求項１５記載の配列型の光ファイバの相互連結構造。１７．窪んだチャンネルが成型技術を用いて作られた請求項１５記載の配列型の光ファイバの相互連結構造。１８．チャンネル導波管が隣接したチャンネル導波管と減衰フィールド結合を行う請求項１５記載の配列型の光ファイバの相互連結構造。１９．光結合のために、チャンネル導波管の幅にテーパーを付けて隣接したチャンネル導波管と結合指せた請求項１５記載の配列型の光ファイバの相互連結構。２０．コアエクステンションからの距離が大きくなるほどより大きな断面積を持つようにチャンネル導波管にテーパーを付けているが、隣接したチャンネル導波管とは離れている、請求項１５記載の配列型の光ファイバの相互連結構造。２１．テーパーを付けたチャンネル導波管の先端が、すべての導波管と正確に垂直な共通のフェーセットで平面に切断されて、他の光学要素と取り外し可能な先太の光結合インターフェースを形成する、請求項20記載の配列型の光ファイバの相互連結構造。２２．コアエクステンションを通る光の損失を最小限に抑えるためにコアエクステンションの分岐角がコアから出てくる光線の最大分岐角よりもはるかに小さくした請求項１に記載した光ファイバーの相互連結構造。

Claims

【特許請求の範囲】１．光ファイバーと光導波管を連結するための光ファイバーの相互連結構造であって、光学基板３に設けられた窪んだチャンネル２と、その光学基板３で窪んだチャンネル２の延長部と同一線上に置かれて、且つ、そのチャンネル２の断面の面積と形と同じ形と同じ面積を有するチャンネル導波管１と、窪んだチャンネル２と同一直線上にあり、且つ、先端のフェーセットが窪んだチャンネル２と面している、コアとクラットを有する光ファイバー５と、窪んだチャンネル２の内側に置かれ、光ファイバーのコアとチャンネル導波管を相互連結し、そして、光がその中を通って、ファイバーのコアとチャンネル導波管の間を伝えられる、光ファイバーのコアエクステンション６と、から構成される光ファイバーの相互連結構造。２．窪んだチャンネルが光活性体によりフォトリソグラフィーの技術を用いて作られた、請求項１記載の光ファイバー相互連結構造。３．窪んだチャンネルが成型技術を用いて作られた、請求項１記載の光ファイバー相互連結構造。４．チャンネル導波管とコアエクステンションが同じ材料で作られた請求項１記載の光ファイバー相互連結構造。５．クラッディングの直径がコアの直径と十分に近いほど小さい請求項１記載の光ファイバー相互連結構造。６．チャンネル導波管からの距離が大きくなるにつれ、窪んだチャンネルの断面積が徐々に大きくすることにより、光ファイバーの窪んだチャンネルへの挿入を容易とした請求項１記載の光ファイバー相互連結構造。７．ファイバーが窪んだチャンネルの完全に外側にあり、窪んだチャンネルの幅と深さがクラッディングの直径より小さく且つ光ファイバーのコアの直径よりやや大きくした、請求項１記載の光ファイバー相互連結構造。８．コアエクステンションからの距離が大きくなるほど、断面積がより大きくなるようにテーパーを付けたチャンネル導波管を有する請求項１記載の光ファイバー相互連結構造。９．チャンネル導波管の断面積が一次元で拡大されている請求項８記載のチャンネル導波管。１０．チャンネル導波管の断面積が二次元で拡大されている請求項８記載のチャンネル導波管。１１．拡大された断面が四角形になっている請求項８記載のチャンネル導波管。１２．拡大された断面が丸形になっている請求項８記載のチャンネル導波管。１３．光ファイバーが窪んだチャンネルの内側にあり、取り外し可能となっている請求項１記載の光ファイバー相互連結構造。１４．光ファイバーが窪んだチャンネルの内側にあり、その光ファイバーは窪んだチャンネルの中に収まる短さであり、そして、もう一本の光ファイバーが窪んだチャンネルの内側に、取り外し可能に、先端が太くなる形で連結された請求項１記載の光ファイバー相互連結構造。１５．配列型の光ファイバーと光チャンネル導波管を一対一対応で接続するための配列型の光ファイバーの相互連結構造であって、光学基板上に作られた窪んだチャンネルの配列と、それぞれが窪んだチャンネルと一対一対応で対になり、そして、それぞれがその対応する窪んだチャンネルの延長線上に窪んだチャンネルと平行に置かれ、そして、それぞれの断面の面積と形がその対応する窪んだチャンネルの断面の面積と形に十分に一致させられ、窪んだチャンネルを設けた上記光学基板上に設けられた光チャンネル導波管の配列と、それぞれが窪んだチャンネルに一対一対応するように割り当てられ、そして、それぞれがその対応する窪んだチャンネルと平行で且つそれぞれの先端のフェーセットがその対応する窪んだチャンネルに面するようにされた、コアとグラッディングを有する光ファイバーの配列と、それぞれが光ファイバーとに一対一対応するように割り当てられ、そして、それぞれがその対応する窪んだチャンネル内に置かれ且つその対応する光ファイバーのコアエクステンションとその対応するチャンネル導波管を相互連結し、そして、その中を通してその対応する光ファイバーのコアエクステンションからその対応するチャンネル導波管の間で光を伝える、光ファイバーのコアエクステンションの配列と、から構成される、配列型の光ファイバーの相互連結構造。１６．窪んだチャンネルが光活性体によりフォトリソグラフィー技術を用いて作られた、請求項１５記載の配列型の光ファイバの相互連結構造。１７．窪んだチャンネルが成型技術を用いて作られた請求項１５記載の配列型の光ファイバの相互連結構造。１８．チャンネル導波管が隣接したチャンネル導波管と減衰フィールド結合を行う請求項１５記載の配列型の光ファイバの相互連結構造。１９．光結合のために、チャンネル導波管の幅にテーパーを付けて隣接したチャンネル導波管と結合指せた請求項１５記載の配列型の光ファイバの相互連結構。２０．コアエクステンションからの距離が大きくなるほどより大きな断面積を持つようにチャンネル導波管にテーパーを付けているが、隣接したチャンネル導波管とは離れている、請求項１５記載の配列型の光ファイバの相互連結構造。２１．テーパーを付けたチャンネル導波管の先端が、すべての導波管と正確に垂直な共通のフェーセットで平面に切断されて、他の光学要素と取り外し可能な先太の光結合インターフェースを形成する、請求項20記載の配列型の光ファイバの相互連結構造。