WO2013129007A1 - 光結合素子および製造方法 - Google Patents

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coupling element
cores
optical coupling
optical
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Inventor
笹岡　英資
佐々木　隆
井上　享
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住友電気工業株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type

Definitions

  • the present invention relates to an optical coupling element and a manufacturing method.
  • the core array converter according to the invention described in Patent Document 1 is provided between a multi-core optical fiber having a plurality of cores in a common cladding and an optical element having a plurality of light incident / exit points.
  • the optical core is optically coupled to the light incident / exit point of the optical element.
  • Non-Patent Document 1 a grating coupler is used as a means for optically coupling a planar optical waveguide and an optical fiber manufactured by a CMOS process, and in a direction substantially perpendicular to the plane direction of the planar optical waveguide.
  • a method for coupling light into an optical fiber having an optical axis is described.
  • the take-out direction of the multi-core optical fiber is in the plane direction of the planar optical waveguide.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an optical coupling element capable of suppressing deterioration of characteristics of the multi-core optical fiber when the multi-core optical fiber and the optical element are optically coupled to each other. And a manufacturing method.
  • the optical coupling element according to the present invention is, as a first aspect, a plurality of cores each of which propagates light, a first end on which one end face of the plurality of cores is disposed, and the first end, A second end on which the other end face of the plurality of cores is disposed, and a shape in which at least a part of the optical coupling element sandwiched between the first end and the second end is bent.
  • the first end and the second end are different from each other with respect to at least one of the core arrangement and the core interval.
  • the bent shape of the optical coupling element can be obtained by bending a holding material (for example, a clad material, a tube, or the like) that integrally holds the plurality of cores together with the plurality of cores.
  • a holding material for example, a clad material, a tube, or the like
  • the core interval is defined by the shortest distance between the centers of adjacent cores.
  • the optical coupling element has a core arrangement at the first end similar to the core arrangement at the second end, while the core interval at the first end is second. Structures different from the core spacing at the ends are applicable.
  • the interval between the plurality of cores included in the optical coupling element may change stepwise from the first end toward the second end.
  • the interval between the plurality of cores included in the optical coupling element is continuously changed from the first end toward the second end. Also good.
  • the core array at least one of the first end and the second end may be a one-dimensional pattern.
  • the core arrangement at least one of the first end and the second end may be a two-dimensional pattern.
  • each of the plurality of cores included in the optical coupling element may be a single core of a small-diameter optical fiber. That is, the optical coupling element according to the seventh aspect includes a plurality of small-diameter optical fibers (each having a single core), and the plurality of small-diameter optical fibers are integrated by a holding material such as a clad material or a tube. It may be configured to be handled.
  • the small-diameter optical fiber means an optical fiber smaller than 125 ⁇ m which is a standard fiber diameter (cladding outer diameter).
  • a plurality of cores included in the optical coupling element are provided between the first end and the second end. At least one of the diameter and the refractive index may be different.
  • at least one of the diameter and the refractive index of the plurality of cores included in the optical coupling element is at least one of the first end and the second end. , It can be changed by thermally diffusing the dopant in the core.
  • an optical fiber having a standard fiber diameter may be applied to the optical coupling element instead of the small-diameter optical fiber.
  • the optical coupling element according to the tenth aspect includes a plurality of optical fibers each having a single core.
  • the refractive index of the single core is changed by relaxing the residual stress of the single core at one end of each of the plurality of optical fibers.
  • An eleventh aspect of the present invention relates to an optical coupling element manufacturing method for manufacturing an optical coupling element according to at least one of the first to tenth aspects.
  • the starting material having a plurality of cores in a common clad is softened, and the softened starting material is stretched, whereby the first to tenth aspects.
  • An optical coupling element according to at least one of the aspects is obtained.
  • the optical coupling element includes a plurality of cores each of which propagates light, a first end on which one end face of the plurality of cores is disposed, a first end, and a plurality of cores. A second end on which the other end face of the core is disposed, and a core interval at the first end is different from a core interval at the second end.
  • the intervals between the plurality of cores included in the optical coupling element change stepwise from the first end toward the second end.
  • the optical coupling element according to the thirteenth aspect similarly to the twelfth aspect, a plurality of cores each propagating light, a first end on which one end face of the plurality of cores is disposed, A second end opposite to the first end and disposed with the other end face of the plurality of cores, wherein the first end and the second end are different from each other with respect to at least one of the core arrangement and the core interval.
  • the optical coupling element according to the thirteenth aspect includes a plurality of optical fibers each having a single core corresponding to any of the plurality of cores included in the optical coupling element. In this configuration, the refractive index of the single core is changed by relaxing the residual stress of the single core at one end of each of the plurality of optical fibers.
  • the optical coupling element when the multi-core optical fiber and the optical element are optically coupled to each other, deterioration of characteristics of the multi-core optical fiber can be effectively suppressed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an optical coupling element 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 1A shows an optical coupling state between the multi-core optical fiber 80 and the planar optical waveguide (optical element) 90 via the optical coupling element 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 1B to FIG. 1E are diagrams showing the core sequence and the like of the part indicated by arrows A to D in FIG.
  • the optical coupling element 10 is an optical component that optically couples the multi-core optical fiber 80 and the planar optical waveguide 90 to each other, and the multi-core optical fiber side optical coupling element 11. And a planar optical waveguide side optical coupling element 12, and has a first end 10 a facing the planar optical waveguide 90 and a second end 10 b facing the multicore optical fiber 80.
  • the planar optical waveguide 90, the planar optical waveguide side optical coupling element 12, the multicore optical fiber side optical coupling element 11, and the multicore optical fiber 80 are optically connected in this order. Yes.
  • the light incident / exit position of the planar optical waveguide 90 (that is, the position where the grating coupler 91 is provided) is indicated by a circle.
  • the four grating couplers 91 of the planar optical waveguide 90 are provided at the apexes of a square having a side length of 50 ⁇ m.
  • the position of the core 121 in the cross section of the planar optical waveguide side optical coupling element 12, that is, the position of the core 121 integrally held by the clad material 122 is indicated by a circle.
  • Each of the four cores 121 of the planar optical waveguide side optical coupling element 12 is provided at each vertex of a square having a side length of 48 ⁇ m.
  • the core array at least one of the first end 10a and the second end 10b may be a one-dimensional pattern.
  • the position of the core 111 in the cross section of the multi-core optical fiber side optical coupling element 11, that is, the position of the core 111 integrally held by the clad material 112 is indicated by a circle.
  • Each of the four cores 111 of the multi-core optical fiber side optical coupling element 11 is provided at each vertex of a square having a side length of 46 ⁇ m.
  • the position of the core 81 in the cross section of the multi-core optical fiber 80, that is, the position of the core 81 integrally held by the clad 82 is indicated by a circle.
  • Each of the four cores 81 of the multi-core optical fiber 80 is provided at each vertex of a square having a side length of 44 ⁇ m.
  • Each grating coupler 91 of the planar optical waveguide 90 and each core 121 of the planar optical waveguide side optical coupling element 12 have a one-to-one correspondence.
  • the cores 121 of the planar optical waveguide side optical coupling element 12 and the cores 111 of the multi-core optical fiber side optical coupling element 11 have a one-to-one correspondence.
  • each core 111 of the multi-core optical fiber side optical coupling element 11 and each core 81 of the multi-core optical fiber 80 correspond one-to-one.
  • the light when light is output from any of the grating couplers 91 in the planar optical waveguide 90, the light is output from the corresponding core 121 of the planar optical waveguide side optical coupling element 12 and the multi-core optical fiber side optical coupling element 11.
  • the signal propagates through the corresponding core 111 and is input to the corresponding core 81 of the multi-core optical fiber 80.
  • the light when light is output from any one of the cores 81 of the multi-core optical fiber 80, the light corresponds to the corresponding core 111 of the multi-core optical fiber side optical coupling element 11 and the planar optical waveguide side optical coupling element 12. And is input to the corresponding grating coupler 91 of the planar optical waveguide 90.
  • Each of the multi-core optical fiber side optical coupling element 11 and the planar optical waveguide side optical coupling element 12 is fixed in a bent state.
  • the planar optical waveguide 90 emits and emits light in a direction substantially perpendicular to the planar direction of the planar optical waveguide 90, whereas the multi-core optical fiber 80 is coupled to the planar direction of the planar optical waveguide 90.
  • the light can enter and exit in a direction parallel to. That is, the optical coupling element 10 has a shape in which the light incident / exit direction at the first end 10a and the light incident / exit direction at the second end 10b are different from each other.
  • the planar optical waveguide 90 and the multi-core optical fiber 80 are directly connected. As a result, the connection loss at the coupling portion increases.
  • the planar optical waveguide 90 and the multi-core optical fiber 80 are optically connected via the optical coupling element 10, and the core interval is stepped from the first end 10a toward the second end 10b. Therefore, the loss at each coupling portion can be reduced.
  • the diameter of each core in the optical coupling element may be set to a preferable diameter from the viewpoint of coupling loss.
  • both the core 121 and the core 111 have a diameter of 10 ⁇ m. Further, since the shape of the optical coupling element 10 is fixed in a state where bending is applied, the multi-core optical fiber 80 is parallel to the plane of the planar optical waveguide 90 without bending the multi-core optical fiber 80 with a small diameter. It becomes possible to install in the direction.
  • each of the cladding material 112 of the multi-core optical fiber side optical coupling element 11 and the cladding material 122 of the planar optical waveguide side optical coupling element 12 a trench part and a hole part are provided around the core 111 and around the core 121.
  • the outer diameters of the cladding material 112 of the multi-core optical fiber side optical coupling element 11 and the cladding material 122 of the planar optical waveguide side optical coupling element 12 do not necessarily need to match the cladding diameter of the multi-core optical fiber 80.
  • the multi-core optical fiber side optical coupling element 11 and the cladding material 122 of the planar optical waveguide side optical coupling element 12 are made smaller than the cladding diameter of the multi-core optical fiber 80, the multi-core optical fiber side optical coupling In each of the element 11 and the planar optical waveguide side optical coupling element 12, it is also possible to reduce the strain on the cladding surface due to bending, and to reduce the possibility of the optical fiber breaking due to the strain when bending is applied.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration and a manufacturing method (an optical coupling device manufacturing method according to an embodiment of the present invention) of the optical coupling device 20 according to the second embodiment.
  • 2A to 2C are diagrams for explaining each process for manufacturing the optical coupling element 20 shown in FIG. 2D, and FIG. 2D shows the first end 20a of the optical coupling element 20 shown in FIG. 2D, and FIG. 2F shows the second end 20b of the optical coupling element 20 shown in FIG.
  • the optical coupling element 20 also includes a plurality of cores 201 that are integrally held by a clad material 202, and a part thereof. Has a bent shape. Further, as can be seen from FIGS. 2E and 2F, the core interval is different between the first end 20a and the second end 20b.
  • the two-dimensional core array at the first end 20a and the two-dimensional core array at the second end 20b are similar to each other.
  • the optical coupling element 20 having the above-described structure is manufactured as follows. That is, as shown in FIG. 2A, the glass layer 22 is exposed by removing the coating layer in a partial range in the longitudinal direction of the multi-core optical fiber 21 having the four cores 201. As shown in FIG. 2B, the exposed glass 22 is heated and softened using a heat source such as a micro burner or an electric heater, and then stretched in a tapered shape. As shown in FIG. 2C, a bend of about 90 degrees is applied to the small diameter portion of the tapered portion of the glass 22 while the tapered portion of the glass 22 is softened by heating.
  • a heat source such as a micro burner or an electric heater
  • the optical coupling element 20 can be manufactured as described above.
  • the manufactured optical coupling element 20 has a bend of about 90 degrees, the core interval at the second end 20b matches the core interval of the multicore optical fiber 80, and the core interval at the first end 20a is a planar optical waveguide. This is consistent with the 90 grating coupler spacing.
  • the optical coupling element 20 is produced by being stretched in a taper shape, so that the core interval continuously changes from the first end 20a toward the second end 20b. Therefore, the multi-core optical fiber 80 and the planar optical waveguide 90 having different core intervals can be coupled with low loss. Further, since the optical coupling element 20 is bent in the softened state and then hardened in a state where the bending is applied, it is possible to substantially eliminate the surface distortion caused by the bending. Become.
  • the multi-core optical fiber 21 it is possible to reduce bending loss and deterioration of inter-core crosstalk due to bending by means such as providing a trench or a hole around each core. Further, in the portion where the bending is applied in the multi-core optical fiber 21, the outer diameter is narrowed by being stretched in a taper shape. Therefore, even if a bending strain occurs, the strain generated on the surface is stretched. It becomes relatively small with respect to no part. As a result, this embodiment is also effective in reducing the probability of optical fiber breakage due to bending.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the optical coupling element 30 according to the third embodiment.
  • the optical coupling element 30 is an optical component that optically couples the multi-core optical fiber 80 and the planar optical waveguide 90 to each other, and has a first end 30 a facing the planar optical waveguide 90 and a multi-core optical fiber 80.
  • eight narrow optical fibers 31 (each including a single core) having a second end 30b extending between the first end 30a and the second end 30b.
  • 3A is a diagram showing an optical coupling state between the multi-core optical fiber 80 and the planar optical waveguide 90 via the optical coupling element 30, and
  • FIG. 3B is a diagram at the first end 30a.
  • Each small-diameter optical fiber 31 includes a core 311 and a clad 312 that covers the outer peripheral surface of the core 311 as shown in FIG.
  • the optical coupling element 30 At the first end 30a of the optical coupling element 30 that is optically coupled to the grating coupler (see FIG. 1B) of the planar optical waveguide 90, eight cores included in the optical coupling element 30 (that is, eight cores).
  • the small-diameter optical fibers 31) are fixed in a state of being two-dimensionally arranged in 2 rows and 4 columns in accordance with the arrangement of the eight grating couplers of the planar optical waveguide 90.
  • the core array at least one of the first end 30a and the second end 30b may be a one-dimensional pattern.
  • the second end 30b of the optical coupling element 30 optically coupled to the core of the multi-core optical fiber 80 (see FIG.
  • the optical coupling element 30 (that is, eight cores)
  • the small-diameter optical fiber 31) is fixed in a state of being arranged at equal intervals on the same circumference in accordance with the arrangement of the eight cores of the multi-core optical fiber 80.
  • eight thin optical fibers 31 are accommodated in a tube 32.
  • the eight small-diameter optical fibers 31 are fixed to the tube 32 in a state in which the two-dimensional core arrangement as described above is maintained.
  • the two-dimensional core array at the first end 30a matches the grating coupler array of the planar optical waveguide 90
  • the two-dimensional core array at the second end 30b is the multi-core optical fiber 80. Is consistent with the core sequence. Therefore, the planar optical waveguide 90 and the multi-core optical fiber 80 can be coupled with low loss. Further, as shown in FIG. 3A, even when the optical coupling element 30 is bent, since the thin optical fiber 31 is bent, it is generated on the surface of the thin optical fiber 31. The strain to be reduced is relatively small as compared with the case of an optical fiber having a normal diameter.
  • the use of the small-diameter optical fiber 31 is also effective in reducing the probability of breakage of the small-diameter optical fiber 31 caused by bending.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the optical coupling element 40 according to the fourth embodiment.
  • the optical coupling element 40 is an optical component that optically couples the multi-core optical fiber 80 and the planar optical waveguide 90 to each other, and has a first end 40 a facing the planar optical waveguide 90, and facing the multi-core optical fiber 80.
  • eight narrow optical fibers 41 (each including a single core) having a second end 40b extending between the first end 40a and the second end 40b.
  • 4A is a diagram showing an optical coupling state between the multi-core optical fiber 80 and the planar optical waveguide 90 via the optical coupling element 40
  • FIG. 4B is a diagram at the first end 40a.
  • FIG. 4C shows the core arrangement (the arrangement of the cores of the small-diameter optical fibers 41) at the second end 40b.
  • Each of the small-diameter optical fibers 41 includes a core 411 and a clad 412 that covers the outer peripheral surface of the core 411 as shown in FIG.
  • the optical coupling element 40 At the first end 40a of the optical coupling element 40 optically coupled to the grating coupler (see FIG. 1B) of the planar optical waveguide 90, eight cores included in the optical coupling element 40 (ie, eight cores).
  • the small-diameter optical fiber 41) is fixed in a two-dimensional array of two rows and four columns in accordance with the arrangement of the eight grating couplers of the planar optical waveguide 90.
  • the core array at least one of the first end 40a and the second end 40b may be a one-dimensional pattern.
  • the second end 40b of the optical coupling element 40 optically coupled to the core of the multi-core optical fiber 80 (see FIG.
  • the optical coupling element 40 that is, eight cores
  • the small-diameter optical fiber 41 is fixed in a state of being arranged at equal intervals on the same circumference in accordance with the arrangement of the eight cores of the multi-core optical fiber 80.
  • eight thin optical fibers 41 are accommodated in a tube 42.
  • the eight small-diameter optical fibers 41 are fixed to the tube 42 in a state where the two-dimensional core arrangement as described above is maintained.
  • each core at the first end 40a and / or the second end 40b is different from the above-described third embodiment. That is, at the first end 40a of the optical coupling element 40 that is optically coupled to the grating coupler of the planar optical waveguide 90, each of the eight small-diameter optical fibers 41 is fixed for a certain time by a heat source such as a micro burner or an electric heater. Heated. In this case, the core diameter is expanded by thermally diffusing the dopant in the core 411, and as a result, the peak refractive index of each core 411 is reduced.
  • a heat source such as a micro burner or an electric heater.
  • each of the eight small-diameter optical fibers 41 may be an optical fiber that is drawn under a condition that a tensile stress remains in the core 411.
  • the second end 40b of the optical coupling element 40 that is optically coupled to the multi-core optical fiber 80 is also heated for a predetermined time by a heat source such as a micro burner or an electric heater so that each core (the small-diameter optical fiber 41) is heated.
  • the residual stress in the core 411) is reduced (relaxation of residual stress at the fiber end). Thereby, the peak refractive index of each core increases.
  • the two-dimensional core array at the first end 40a matches the grating coupler array of the planar optical waveguide 90
  • the two-dimensional core array at the second end 40b is the multi-core optical fiber 80. Is consistent with the core sequence. Therefore, the planar optical waveguide 90 and the multi-core optical fiber 80 can be coupled with low loss. Further, even when the spot diameter and the light spread angle are different between the grating coupler of the planar optical waveguide 90 and the core of the multi-core optical fiber 80, the spot diameter and spread at the end of the corresponding optical coupling element are different. It is also possible to align the corners. Further, as shown in FIG.
  • the optical coupling element 40 even when the optical coupling element 40 is bent, it is the thin optical fiber 41 that is bent, so that it is generated on the surface of the thin optical fiber 41.
  • the strain is relatively small compared to the case of an optical fiber having a normal diameter. Therefore, the use of the small-diameter optical fiber 41 is also effective in reducing the probability of breakage of the small-diameter optical fiber 41 caused by bending.
  • the optical coupling element is bent about 90 degrees.
  • the optical coupling element can be used in the plane of the planar optical waveguide by means such as a grating coupler.
  • a case where light is coupled in a direction other than a substantially vertical direction is also conceivable.
  • a case where light is coupled at the end of the planar optical waveguide is also conceivable.
  • a configuration in which the core diameter or the refractive index is changed by thermally diffusing a plurality of core dopants at one end or the other end of the optical coupling element is conceivable. Thereby, the mode field diameter can be adjusted at the input end and the output end of the optical coupling element.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an optical coupling element 50 according to a modification.
  • the optical coupling element 50 extends between a first end 50a, a second end 50b facing the first end 50a, and the first end 50a and the second end 50b.
  • a plurality of cores 51 that propagate light and a clad material 52 that integrally holds the plurality of cores 51 are provided.
  • the diameter of each core 51 is enlarged by thermal diffusion of the dopant added to each core 51.
  • the first to fourth embodiments described above are described on the assumption that the core operates in a single mode, but the present invention can also be applied to a core performing a multimode operation as in the above-described modification. .

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Abstract

　本発明は、異なる種類の光学素子間を光学的に結合する光結合素子に関し、複数のコアを備える。当該光結合素子における第１端と該第１端に対向する第２端とでは、コア配列およびコア間隔のうち少なくとも何れかが異なる。また、当該光結合素子は、第１端における光入出射方向と第２端における光入出射方向とが互いに異なるよう、複数のコアを含む当該光結合素子自体の少なくとも一部が屈曲した形状を有する。

Description

光結合素子および製造方法
　本発明は、光結合素子および製造方法に関するものである。
　特許文献１に記載された発明のコア配列変換器は、共通のクラッド内に複数のコアを有するマルチコア光ファイバと、複数の光入出射点を有する光学素子との間に設けられ、マルチコア光ファイバのコアと光学素子の光入出射点とを光学的に結合するものである。
　また、非特許文献１には、ＣＭＯＳプロセスにより作製された平面型光導波路と光ファイバとを互いに光結合させる手段としてグレーティングカプラを用い、平面型光導波路の面方向に対して概ね垂直な方向に光軸を有する光ファイバに光を結合させる方法が記載されている。
特開２０１１－１８０１３号公報
Attila Mekis, et al, "A Grating-Coupler-EnabledCMOS Photonics Platform," IEEE JOURNAL OF SELECTEDTOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS, Vol.17, No.3,pp.597-608 (2011).
　発明者らは、従来の光結合技術について検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、上記非特許文献１に記載された方法により平面型光導波路とマルチコア光ファイバとを互いに光結合させようとする場合であって、マルチコア光ファイバの取り出し方向が平面型光導波路の面方向に平行であるときには、マルチコア光ファイバの端部近傍部分に対して取り出し部分を約９０度だけ屈曲させる必要がある。平面型光導波路の面方向に対して垂直な方向に充分な大きさの空間がない場合には、マルチコア光ファイバの９０度の屈曲を小径とする必要がある。このような場合、マルチコア光ファイバの曲げ損失の増加、小径曲げによるコア間クロストークの増大、および、曲げ歪によるファイバ破断確率の増加等を招く可能性がある。
　本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、マルチコア光ファイバと光学素子とを互いに光学的に結合する際に該マルチコア光ファイバの特性劣化を抑制することができる光結合素子および製造方法を提供することを目的としている。
　本発明に係る光結合素子は、第１の態様として、それぞれが光を伝搬させる複数のコアと、複数のコアの一方の端面が配置された第１端と、第１端と対向するとともに、複数のコアの他方の端面が配置された第２端と、第１端と第２端で挟まれた当該光結合素子の少なくとも一部が屈曲した形状と、を備える。なお、この第１の態様において、第１端と第２端は、コア配列およびコア間隔のうち少なくとも何れかに関して、互いに異なっている。したがって、第１端の平面構造と第２端の平面構造とが異なる場合には、コア配列のみが異なる場合、コア間隔のみが異なる場合、コア配列およびコア間隔の双方が異なる場合が含まれる。また、当該光結合素子の屈曲形状は、複数のコアとともにこれら複数のコアを一体的に保持する保持材料（例えばクラッド材、チューブ等）を屈曲させることにより得られる。このように保持材料自体を屈曲させることにより、当該光結合素子に含まれる複数のコアは、互いの間隔および／または屈曲状態が維持される。その結果、第１端における光入出射方向と第２端における光入出射方向とが互いに異なる固定形状が実現される。なお、コア間隔は、隣接するコアにおける中心間の最短距離により規定される。
　上記第１の態様に適用可能な第２の態様として、当該光結合素子には、第１端におけるコア配列が第２端におけるコア配列と相似である一方、第１端におけるコア間隔が第２端におけるコア間隔と異なっている構造が適用可能である。
　上記第１または第２の態様に適用可能な第３の態様として、当該光結合素子に含まれる複数のコアの間隔は、第１端から第２端に向かって段階的に変化してもよい。また、上記第１または第２の態様に適用可能な第４の態様として、当該光結合素子に含まれる複数のコアの間隔は、第１端から第２端に向かって連続的に変化してもよい。さらに、上記第１～第４の態様のうち少なくとも何れかの態様に適用可能な第５の態様として、第１端および第２端の少なくとも一方におけるコア配列は、一次元パターンであってもよい。上記第１～第４の態様のうち少なくとも何れかの態様に適用可能な第６の態様として、第１端および第２端の少なくとも一方におけるコア配列は、二次元パターンであってもよい。
　上記第１～第６の態様のうち少なくとも何れかに適用可能な第７の態様として、当該光結合素子に含まれる複数のコアそれぞれは、細径光ファイバの単一コアであっても良い。すなわち、第７の態様に係る光結合素子は、複数の細径光ファイバ（それぞれが単一コアを有する）を含み、これら複数の細径光ファイバがクラッド材、チューブ等の保持材料により一体的に取り扱われる構成であっても良い。なお、細径光ファイバは、標準的なファイバ径（クラッド外径）である１２５μｍよりも小さい光ファイバを意味する。
　さらに、上記第１～第７の態様のうち少なくとも何れかの態様に適用可能な第８の態様として、第１端と第２端との間で、当該光結合素子に含まれる複数のコアの径および屈折率の少なくとも何れかが異なっていても良い。なお、この第８の態様を実現するための第９の態様として、当該光結合素子に含まれる複数のコアの径および屈折率の少なくとも何れかは、第１端および第２端の少なくとも何れかにおいて、コア内のドーパントを熱拡散させることにより、変化し得る。また、第９の態様に適用可能な第１０の態様として、当該光結合素子には、上記細径光ファイバに代え、標準的なファイバ径を有する光ファイバが適用されても良い。この場合、第１０の態様に係る光結合素子は、それぞれが単一コアを有する複数の光ファイバを備える。この第１０の態様において、複数の光ファイバそれぞれの一端において、単一コアの屈折率は、該単一コアの残留応力が緩和されることにより変化しているのが好ましい。
　本発明の第１１の態様は、上記第１～第１０の態様のうち少なくとも何れかの態様に係る光結合素子を製造するための光結合素子製造方法に関する。この第１１の態様に係る光結合素子製造方法は、共通のクラッド内に複数のコアを有する出発材を軟化させ、該軟化した出発材を延伸することにより、上記第１～第１０の態様のうち少なくとも何れかの態様に係る光結合素子を得る。
　なお、第１２の態様に係る光結合素子は、それぞれが光を伝搬させる複数のコアと、複数のコアの一方の端面が配置された第１端と、第１端と対向するとともに、複数のコアの他方の端面が配置された第２端と、を備え、第１端におけるコア間隔が第２端におけるコア間隔と異なっている。特に、この第１２の態様において、当該光結合素子に含まれる複数のコアの間隔は、第１端から第２端に向かって段階的に変化している。
　また、第１３の態様に係る光結合素子に、上記第１２の態様と同様に、それぞれが光を伝搬させる複数のコアと、複数のコアの一方の端面が配置された第１端と、記第１端と対向するとともに、複数のコアの他方の端面が配置された第２端と、を備え、コア配列およびコア間隔のうち少なくとも何れかに関して第１端と第２端とが互いに異なっている。特に、第１３の態様に係る光結合素子は、当該光結合素子に含まれる複数のコアの何れかに相当する単一コアをそれぞれが有する複数の光ファイバで構成される。また、この構成において、複数の光ファイバそれぞれの一端において、単一コアの屈折率は該単一コアの残留応力が緩和されることにより変化している。
　本実施形態に係る光結合素子によれば、マルチコア光ファイバと光学素子とを互いに光学的に結合する際に、該マルチコア光ファイバの特性劣化が効果的に抑制され得る。
は、第１実施形態に係る光結合素子の構成を示す図である。 は、第２実施形態に係る光結合素子の構成および製造方法（本発明の一実施形態に係る光結合素子製造方法）を示す図である。 は、第３実施形態に係る光結合素子の構成を示す図である。 は、第４実施形態に係る光結合素子の構成を示す図である。 は、変形例に係る光結合素子の構成を示す図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、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。
　（第１実施形態）
  図１は、第１実施形態に係る光結合素子１０の構成を示す図である。なお、図１（ａ）は、第１実施形態に係る光結合素子１０を介した、マルチコア光ファイバ８０と平面光導波路（光学素子）９０との光結合状態を示す。図１（ｂ）～図１（ｅ）は、図１（ａ）中の矢印Ａ～Ｄで示された部位のコア配列等を示す図である。
　図１（ａ）に示されたように、光結合素子１０は、マルチコア光ファイバ８０と平面型光導波路９０とを互いに光学的に結合する光学部品であって、マルチコア光ファイバ側光結合素子１１および平面型光導波路側光結合素子１２を備え、平面型光導波路９０に対面する第１端１０ａと、マルチコア光ファイバ８０に対面する第２端１０ｂを有する。図１（ａ）に示された例では、平面型光導波路９０、平面型光導波路側光結合素子１２、マルチコア光ファイバ側光結合素子１１、およびマルチコア光ファイバ８０の順に光学的に接続されている。
　図１（ｂ）では、平面型光導波路９０の光入出射位置（すなわち、グレーティングカプラ９１が設けられている位置）が丸印で示されている。平面型光導波路９０の４つのグレーティングカプラ９１は、一辺の長さが５０μｍである正方形の各頂点に設けられている。図１（ｃ）では、平面型光導波路側光結合素子１２の断面におけるコア１２１の位置、すなわち、クラッド材１２２により一体的に保持されたコア１２１の位置が丸印で示されている。平面型光導波路側光結合素子１２の４つのコア１２１それぞれは、一辺の長さが４８μｍである正方形の各頂点に設けられている。なお、第１端１０ａおよび第２端１０ｂの少なくとも一方におけるコア配列は、一次元パターンあってもよい。
　図１（ｄ）では、マルチコア光ファイバ側光結合素子１１の断面におけるコア１１１の位置、すなわち、クラッド材１１２により一体的に保持されたコア１１１の位置が丸印で示されている。マルチコア光ファイバ側光結合素子１１の４つのコア１１１それぞれは、一辺の長さが４６μｍである正方形の各頂点にそれぞれ設けられている。図１（ｅ）では、マルチコア光ファイバ８０の断面におけるコア８１の位置、すなわち、クラッド８２によって一体的に保持されたコア８１の位置が丸印で示されている。マルチコア光ファイバ８０の４つのコア８１それぞれは、一辺の長さが４４μｍである正方形の各頂点に設けられている。
　平面型光導波路９０の各グレーティングカプラ９１と平面型光導波路側光結合素子１２の各コア１２１とは１対１に対応している。平面型光導波路側光結合素子１２の各コア１２１とマルチコア光ファイバ側光結合素子１１の各コア１１１とは１対１に対応している。また、マルチコア光ファイバ側光結合素子１１の各コア１１１とマルチコア光ファイバ８０の各コア８１とは１対１に対応している。
　したがって、平面型光導波路９０の何れかのグレーティングカプラ９１から光が出力されると、その光は、平面型光導波路側光結合素子１２の対応するコア１２１およびマルチコア光ファイバ側光結合素子１１の対応するコア１１１を伝搬して、マルチコア光ファイバ８０の対応するコア８１に入力される。逆に、マルチコア光ファイバ８０の何れかのコア８１から光が出力されると、その光は、マルチコア光ファイバ側光結合素子１１の対応するコア１１１および平面型光導波路側光結合素子１２の対応するコア１２１を伝搬して、平面型光導波路９０の対応するグレーティングカプラ９１に入力される。
　マルチコア光ファイバ側光結合素子１１および平面型光導波路側光結合素子１２それぞれは、曲げが加えられた状態で固定されている。これにより、平面型光導波路９０は、平面型光導波路９０の面方向に対して概ね垂直な方向に光を入出射するのに対して、マルチコア光ファイバ８０は、平面型光導波路９０の面方向に対して平行な方向に光を入出射することができる。すなわち、光結合素子１０は、第１端１０ａにおける光入出射方向と第２端１０ｂにおける光入出射方向とが互いに異なる形状を有する。
　平面型光導波路９０におけるグレーティングカプラ９１の間隔（５０μｍ）とマルチコア光ファイバ８０におけるコア８１の間隔（４４μｍ）とが大きく異なるため、平面型光導波路９０とマルチコア光ファイバ８０とが直接接続されると、当該結合部での接続損失が大きくなってしまう。しかしながら、本実施形態では、平面型光導波路９０とマルチコア光ファイバ８０とが光結合素子１０を介して光学的に接続され、かつ、コア間隔が第１端１０ａから第２端１０ｂに向かって段階的に変化していることから、各結合部での損失が低減され得る。光結合素子における各コアの径は、結合損失の観点から適宜好ましい径に設定されれば良く、本実施形態では、コア１２１、コア１１１とも１０μｍの径を有する。また、光結合素子１０は曲げが加えられた状態でその形状が固定されているので、マルチコア光ファイバ８０に小径曲げを加えることなく、マルチコア光ファイバ８０を平面型光導波路９０の面に平行な方向に設置することが可能になる。
　なお、マルチコア光ファイバ側光結合素子１１のクラッド材１１２および平面型光導波路側光結合素子１２のクラッド材１２２それぞれにおいて、コア１１１の周囲およびコア１２１の周囲にトレンチ部や空孔部を付与する等の手段により、曲げ損失や曲げによるコア間クロストーク劣化を低減することも可能となる。また、マルチコア光ファイバ側光結合素子１１のクラッド材１１２および平面型光導波路側光結合素子１２のクラッド材１２２それぞれの外径は、必ずしもマルチコア光ファイバ８０のクラッド径と一致させる必要はない。マルチコア光ファイバ側光結合素子１１のクラッド材１１２および平面型光導波路側光結合素子１２のクラッド材１２２それぞれの外径をマルチコア光ファイバ８０のクラッド径より小さくすることにより、マルチコア光ファイバ側光結合素子１１および平面型光導波路側光結合素子１２それぞれにおいて、曲げによるクラッド表面での歪を低減させて、曲げ印加時の歪による光ファイバ破断の可能性を低減させることも可能である。
　（第２実施形態）
  図２は、第２実施形態に係る光結合素子２０の構成および製造方法（本発明の一実施形態に係る光結合素子製造方法）を示す図である。なお、図２（ａ）～２（ｃ）は、図２（ｄ）に示された光結合素子２０を製造するための各工程を説明するための図であり、図２（ｅ）は、図２（ｄ）に示された光結合素子２０の第１端２０ａを示し、図２（ｆ）は、図２（ｄ）に示された光結合素子２０における第２端２０ｂを示す。
　この第２実施形態に係る光結合素子２０も、図２（ｄ）～２（ｆ）に示されたように、複数のコア２０１がクラッド材２０２によって一体的に保持されるとともに、その一部が屈曲した形状を有する。また、図２（ｅ）および２（ｆ）からも分かるように、第１端２０ａと第２端２０ｂとの間で、コア間隔が異なっている。なお、本実施形態では、第１端２０ａにおける二次元コア配列と第２端２０ｂにおける二次元コア配列（コア配列は一次元パターンであってもよい）は、互いに相似している。
　上述のような構造を備えた光結合素子２０は、以下のようにして作製される。すなわち、図２（ａ）に示されたように、４つのコア２０１を有するマルチコア光ファイバ２１の長手方向の一部範囲において被覆層を除去してガラス２２を露出する。図２（ｂ）に示されたように、マイクロバーナや電気ヒータ等の熱源を用いて、露出したガラス２２を加熱し軟化させて上でテーパ状に延伸する。図２（ｃ）に示されるように、加熱によりガラス２２のテーパ部分を軟化させたままの状態で、ガラス２２のテーパ部分の細径部に約９０度の曲げを加える。
　そして、図２（ｄ）に示されたように、曲げを加えたテーパ部分を切り出し、これを樹脂等によりモールドした上で端面に研磨加工を行う。以上のようにして光結合素子２０を作製することができる。この作製された光結合素子２０は、約９０度の曲げを有するとともに、第２端２０ｂにおけるコア間隔がマルチコア光ファイバ８０のコア間隔と整合し、第１端２０ａにおけるコア間隔が平面型光導波路９０のグレーティングカプラ間隔と整合している。
　この光結合素子２０は、テーパ状に延伸されて作製されることで、コア間隔が第１端２０ａから第２端２０ｂに向かって連続的に変化している。そのため、コア間隔が異なるマルチコア光ファイバ８０と平面型光導波路９０とを低損失で結合させることが可能になる。さらに、この光結合素子２０は、軟化した状態でテーパ部に曲げが加えられた後、曲げが加わった状態で硬化しているので、曲げに起因する表面歪を実質的に無くすことも可能になる。
　なお、マルチコア光ファイバ２１において、各コアの周囲にトレンチ部や空孔部を付与する等の手段により、曲げ損失や曲げによるコア間クロストーク劣化を低減することも可能になる。また、マルチコア光ファイバ２１において曲げが加えられた部分では、テーパ状に延伸されることで外径が細くなっているので、万一曲げ歪が発生した場合でも、表面に生じる歪は延伸されていない部分に対して相対的に小さくなる。その結果、曲げに起因する光ファイバの破断確率を低減させる上でも本実施形態は有効である。
　（第３実施形態）
  図３は、第３実施形態に係る光結合素子３０の構成を示す図である。光結合素子３０は、マルチコア光ファイバ８０と平面型光導波路９０とを互いに光学的に結合する光学部品であって、平面型光導波路９０に対面する第１端３０ａと、マルチコア光ファイバ８０に対面する第２端３０ｂを有するとともに、第１端３０ａと第２端３０ｂとの間に延在する８本の細径光ファイバ３１（それぞれが単一コアを含む）と、これら細径光ファイバ３１が収納されるチューブ３２と、を備える。なお、図３（ａ）は、光結合素子３０を介した、マルチコア光ファイバ８０と平面型光導波路９０との光結合状態を示す図であり、図３（ｂ）は、第１端３０ａにおけるコア配列（細径光ファイバ３１のコアの配列）を示し、図３（ｃ）は、第２端３０ｂにおけるコア配列（細径光ファイバ３１のコアの配列）を示している。なお、各細径光ファイバ３１は、図３（ｄ）に示されたように、コア３１１と、コア３１１の外周面を覆うクラッド３１２により構成されている。
　平面型光導波路９０のグレーティングカプラ（図１（ｂ）参照）と光学的に結合される光結合素子３０の第１端３０ａにおいて、光結合素子３０に含まれる８つのコア（すなわち、８本の細径光ファイバ３１）は、平面型光導波路９０の８つのグレーティングカプラの配置に合わせて、２行４列に二次元配列された状態で固定されている。なお、第１端３０ａおよび第２端３０ｂの少なくとも一方におけるコア配列は、一次元パターンあってもよい。一方、マルチコア光ファイバ８０のコア（図１（ｅ）参照）と光学的に結合される光結合素子３０の第２端３０ｂにおいて、光結合素子３０に含まれる８つのコア（すなわち、８本の細径光ファイバ３１）は、マルチコア光ファイバ８０の８つのコアの配置に合わせて、同一円周上に等間隔で配置された状態で固定されている。光結合素子３０において、８本の細径光ファイバ３１はチューブ３２内に収納されている。光結合素子３０の第１端３０ａおよび第２端３０ｂの双方において、８本の細径光ファイバ３１は、上述のような二次元コア配列が維持された状態でチューブ３２に固定されている。
　この第３実施形態に係る光結合素子３０では、第１端３０ａにおける二次元コア配列が平面型光導波路９０のグレーティングカップラ配列と一致し、第２端３０ｂにおける二次元コア配列がマルチコア光ファイバ８０のコア配列と一致している。そのため、平面型光導波路９０とマルチコア光ファイバ８０とを低損失で結合させることが可能になる。さらに、図３（ａ）に示されたように、光結合素子３０に曲げが加えられた状態においても、曲げられるのは細径光ファイバ３１であるので、該細径光ファイバ３１表面に発生する歪は通常径の光ファイバの場合と比較して相対的に小さくなる。したがって、曲げに起因する細径光ファイバ３１の破断確率を低減させる上でも、細径光ファイバ３１の採用は有効である。なお、細径光ファイバ３１それぞれにおいて、コア３１１の周囲にトレンチ部や空孔部を付与する等の手段により、この細径光ファイバ３１の曲げ損失を低減することも可能である。
　（第４実施形態）
  図４は、第４実施形態に係る光結合素子４０の構成を示す図である。光結合素子４０は、マルチコア光ファイバ８０と平面型光導波路９０とを互いに光学的に結合する光学部品であって、平面型光導波路９０に対面する第１端４０ａと、マルチコア光ファイバ８０に対面する第２端４０ｂを有するとともに、第１端４０ａと第２端４０ｂとの間に延在する８本の細径光ファイバ４１（それぞれが単一コアを含む）と、これら細径光ファイバ４１が収納されるチューブ４２と、を備える。なお、図４（ａ）は、光結合素子４０を介した、マルチコア光ファイバ８０と平面型光導波路９０との光結合状態を示す図であり、図４（ｂ）は、第１端４０ａにおけるコア配列（細径光ファイバ４１のコアの配列）を示し、図４（ｃ）は、第２端４０ｂにおけるコア配列（細径光ファイバ４１のコアの配列）を示している。なお、各細径光ファイバ４１は、図４（ｄ）に示されたように、コア４１１と、コア４１１の外周面を覆うクラッド４１２により構成されている。
　平面型光導波路９０のグレーティングカプラ（図１（ｂ）参照）と光学的に結合される光結合素子４０の第１端４０ａにおいて、光結合素子４０に含まれる８つのコア（すなわち、８本の細径光ファイバ４１）は、平面型光導波路９０の８つのグレーティングカプラの配置に合わせて、２行４列に二次元配列された状態で固定されている。なお、第１端４０ａおよび第２端４０ｂの少なくとも一方におけるコア配列は、一次元パターンあってもよい。一方、マルチコア光ファイバ８０のコア（図１（ｅ）参照）と光学的に結合される光結合素子４０の第２端４０ｂにおいて、光結合素子４０に含まれる８つのコア（すなわち、８本の細径光ファイバ４１）は、マルチコア光ファイバ８０の８つのコアの配置に合わせて、同一円周上に等間隔で配置された状態で固定されている。光結合素子４０において、８本の細径光ファイバ４１はチューブ４２内に収納されている。光結合素子４０における第１端４０ａおよび第２端４０ｂの双方において、８本の細径光ファイバ４１は、上述のような二次元コア配列が維持された状態でチューブ４２に固定されている。
　この第４実施形態では、第１端４０ａおよび／または第２端４０ｂにおける各コアの構造が上述の第３実施形態と異なる。すなわち、平面型光導波路９０のグレーティングカプラと光学的に結合される光結合素子４０の第１端４０ａにおいて、８本の細径光ファイバ４１それぞれは、マイクロバーナや電気ヒータ等の熱源により一定時間加熱される。この場合、コア４１１内のドーパントが熱拡散されることでコア径が拡大され、結果、各コア４１１のピーク屈折率が低減されている。或いは、８本の細径光ファイバ４１それぞれは、コア４１１に引っ張り応力を残留させる条件で線引された光ファイバであっても良い。この場合、マルチコア光ファイバ８０と光学的に結合される光結合素子４０の第２端４０ｂにおいても、マイクロバーナや電気ヒータ等の熱源により一定時間加熱されることで各コア（細径光ファイバ４１のコア４１１）内の残留応力が低減されている（ファイバ端部における残留応力の緩和）。これにより、各コアのピーク屈折率が増大する。
　この第４実施形態に係る光結合素子４０では、第１端４０ａにおける二次元コア配列が平面型光導波路９０のグレーティングカップラ配列と一致し、第２端４０ｂにおける二次元コア配列がマルチコア光ファイバ８０のコア配列と一致している。そのため、平面型光導波路９０とマルチコア光ファイバ８０とを低損失で結合させることが可能になる。また、平面型光導波路９０のグレーティングカップラとマルチコア光ファイバ８０のコアとの間でスポット径や光の広がり角が互いに異なる場合でも、それぞれに対応する光結合素子の端部でのスポット径や広がり角を整合させることも可能になる。さらに、図４（ａ）に示されたように、光結合素子４０に曲げを加えた状態においても、曲げられるのは細径光ファイバ４１であるので、該細径光ファイバ４１表面に発生する歪は通常径の光ファイバの場合と比較して相対的に小さくなる。したがって、曲げに起因する細径光ファイバ４１の破断確率を低減させる上でも、細径光ファイバ４１の採用は有効である。なお、各細径光ファイバ４１において、コア４１１の周囲にトレンチ部や空孔部を付与する等の手段により、この細径光ファイバ４１の曲げ損失を低減することも可能になる。
　（変形例）
  上記の第１～第４の各実施形態においては光結合素子に約９０度の曲げが付与されていたが、光結合素子の使い方としては、グレーティングカップラ等の手段により平面型光導波路の平面に略垂直方向以外の方向に光を結合する場合も考えられる。一例として、平面型光導波路の端部において光を結合する場合も考えられ、この場合には、曲げを付与しない光結合素子を使用することも考えられる。この場合、光結合素子の１端または他端において、複数のコアのドーパントが熱拡散されてコア径または屈折率が変化する構成が考えられる。これにより、光結合素子の入力端及び出力端で、モードフィールド径の調整を行うことができる。
　図５は、変形例に係る光結合素子５０の構成を示す図である。この図５において、光結合素子５０は、第１端５０ａと、第１端５０ａに対向する第２端５０ｂと、これら第１端５０ａと第２端５０ｂとの間に延存し、それぞれが光を伝搬させる複数のコア５１と、複数のコア５１を一体的に保持するクラッド材５２と、を備える。また、当該光結合素子５０の第１端５０ａおよび第２端５０ｂそれぞれでは、各コア５１に添加されたドーパントの熱拡散により各コア５１の径が拡大されている。
　上述の第１～第４実施形態は、コアがシングルモード動作することを前提として記載しているが、上記変形例のように本発明はマルチモード動作をするコアに適用することも可能である。
　１０、２０、３０、４０、５０…光結合素子、１１…マルチコア光ファイバ側光結合素子、１２…平面型光導波路側光結合素子、３１、４１…細径光ファイバ、３２、４２…チューブ、８０…マルチコア光ファイバ、９０…平面型光導波路。

Claims (13)

  1. 　それぞれが光を伝搬させる複数のコアを含む光結合素子であって、
    　前記複数のコアの一方の端面が配置された第１端と、
    　前記第１端と対向するとともに、前記複数のコアの他方の端面が配置された第２端であって、コア配列およびコア間隔のうち少なくとも何れかに関して前記第１端と異なっている第２端と、
    　前記第１端における光入出射方向と前記第２端における光入出射方向とが互いに異なるよう、前記複数のコアを含む当該光結合素子自体の少なくとも一部が屈曲した形状と、を備えた光結合素子。
  2. 　前記第１端におけるコア配列は、前記第２端におけるコア配列と相似であり、
    　前記第１端におけるコア間隔は、前記第２端におけるコア間隔と異なっていることを特徴とする請求項１に記載の光結合素子。
  3. 　前記複数のコアの間隔が、前記第１端から前記第２端に向かって段階的に変化していることを特徴とする請求項１または２に記載の光結合素子。
  4. 　前記複数のコアの間隔が、前記第１端から前記第２端に向かって連続的に変化していることを特徴とする請求項１または２に記載の光結合素子。
  5. 　前記第１端および前記第２端の少なくとも一方におけるコア配列は、一次元パターンで構成されていることを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の光結合素子。
  6. 　前記第１端および前記第２端の少なくとも一方におけるコア配列は、二次元パターンで構成されていることを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の光結合素子。
  7. 　それぞれが前記複数のコアの何れかに相当する単一コアを有する複数の細径光ファイバで構成されていることを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載の光結合素子。
  8. 　前記第１端と前記第２端との間で、前記複数のコアの径および屈折率の少なくとも何れかが異なっていることを特徴とする請求項１～７の何れか一項に記載の光結合素子。
  9. 　前記第１端および前記第２端の少なくとも何れかにおいて、前記複数のコア内のドーパントが熱拡散により、前記複数のコアの径および屈折率の少なくとも何れかが変化していることを特徴とする請求項８に記載の光結合素子。
  10. 　それぞれが前記複数のコアの何れかに相当する単一コアを有する複数の光ファイバで構成されており、
    　前記複数の光ファイバそれぞれの一端において、前記単一コアの残留応力が緩和されることにより前記単一コアの屈折率が変化している、ことを特徴とする請求項９に記載の光結合素子。
  11. 　共通のクラッド内に複数のコアを有する出発材を軟化させ、前記軟化した出発材を延伸することにより請求項１～１０の何れか一項に記載の光結合素子を製造する光結合素子製造方法。
  12. 　それぞれが光を伝搬させる複数のコアを含む光結合素子であって、
    　前記複数のコアの一方の端面が配置された第１端と、
    　前記第１端と対向するとともに、前記複数のコアの他方の端面が配置された第２端であって、前記第１端におけるコア間隔とは異なるコア間隔を有する第２端と、を備え、
    　前記複数のコアの間隔が、前記第１端から前記第２端に向かって段階的に変化していることを特徴とする光結合素子。
  13. 　それぞれが光を伝搬させる複数のコアを含む光結合素子であって、
    　前記複数のコアの一方の端面が配置された第１端と、
    　前記第１端と対向するとともに、前記複数のコアの他方の端面が配置された第２端であって、コア配列およびコア間隔のうち少なくとも何れかに関して前記第１端と異なっている第２端と、を備え、
    　それぞれが前記複数のコアの何れかに相当する単一コアを有する複数の光ファイバで構成されており、
    　前記複数の光ファイバそれぞれの一端において、前記単一コアの残留応力が緩和されることにより前記単一コアの屈折率が変化していることを特徴とする光結合素子。
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