WO2020017422A1 - マルチコアファイバ接続器 - Google Patents

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WO2020017422A1
WO2020017422A1 PCT/JP2019/027508 JP2019027508W WO2020017422A1 WO 2020017422 A1 WO2020017422 A1 WO 2020017422A1 JP 2019027508 W JP2019027508 W JP 2019027508W WO 2020017422 A1 WO2020017422 A1 WO 2020017422A1
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cores
core
fiber connector
core fiber
face
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PCT/JP2019/027508
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泰志 坂本
阿部　宜輝
中島　和秀
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日本電信電話株式会社
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    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device

Definitions

  • the present invention relates to a multi-core fiber connector that separates each core of a multi-core fiber into single-mode fiber cores or realizes connection between MCFs having different numbers of cores.
  • Non-Patent Document 1 As an optical fiber for SDM transmission, for example, there is a multi-core optical fiber (Multi-Core @ Fiber: MCF) having a plurality of cores in the same clad (for example, see Non-Patent Document 2).
  • MCF Multi-Core @ Fiber
  • a single mode fiber having one core at the center of the cladding
  • a plurality of cores are arranged on the cladding surface of the MDF.
  • the transceiver is configured based on the existing SMF from the viewpoint of consistency. Therefore, fan-in / fan-out (FIFO) for separating each core of the MCF into the SMF is being studied (for example, see Non-Patent Documents 4 and 5).
  • FIFO fan-in / fan-out
  • one MCF core can be separated into a plurality of SMFs, but a plurality of MCF cores cannot be separated into SMFs at once, and the number of cores is equal to the number of MCF cores. Is necessary, and the configuration of the transmission system becomes complicated.
  • an optical transmission line is constructed with different types of MCFs having different numbers of cores, it is necessary to temporarily separate one MCF into SMFs and then connect those SMFs to different types of MCFs. This complicates the configuration of the optical transmission line.
  • FIG. 1A shows a configuration of a conventional FIFO. Specifically, an MCF 12, an SMF 14, and a multi-core fiber connector 10 are used.
  • the conventional multi-core fiber connector 10 has a function of separating one MCF 12 into a plurality of SMFs 14.
  • the conventional multi-core fiber connector 10 uses, for example, a fiber bundle obtained by bundling a plurality of SMFs and performing melt-drawing.
  • the fiber bundle and the MCF can be connected by matching the position of the core of the fiber bundle with the position of the core of the MCF.
  • one multi-core fiber connector 10 is required for one MCF 12.
  • FIGS. 1B and 1C show configurations of FIFOs each having a configuration different from the configuration shown in FIG. 1A.
  • the configuration shown in FIG. 1B includes an MCF 22, an SMF 14, and a multi-core fiber connector 20.
  • N MCFs 22 having M cores cannot be collectively separated into M ⁇ N SMFs 14.
  • M and N are each an arbitrary natural number and an integer of 2 or more.
  • a device that separates each core of an MCF into an SMF by writing a waveguide in a bulk quartz glass with a laser using a femtosecond laser has been studied (for example, see Non-Patent Document 5 described above).
  • the cores of a plurality of MCFs 22 can be separated into SMFs at a time.
  • the writing of the waveguide requires a certain laser irradiation time to induce a change in the refractive index of the quartz glass, and the manufacturing time becomes long.
  • the configuration shown in FIG. 1C includes an MCF 22, an SMF 14, and a multi-core fiber connector 21.
  • N MCFs 22 cannot be collectively separated into N ′ MCFs 28 having M ′ centers.
  • M 'and N' are each a positive integer of 2 or more.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a multi-core fiber splicer that enables separation of all cores of a plurality of MCFs into SMFs and connection between MCFs having different numbers of cores, and is easy to manufacture.
  • the multi-core fiber connector according to the present invention is a planar waveguide having M ⁇ N cores in which M fibers are connected to each other, and a connection end face of the planar waveguide to which the fibers are connected.
  • P fibers having the number of cores Q are connected M ⁇ N is equal to P ⁇ Q
  • the planar waveguide is connected to a connection end face of the planar waveguide.
  • M is an integer of 1 or more
  • N is an integer of 2 or more
  • Q is an integer of 1 or more
  • P is an integer of 1 or more.
  • N may be 4 or 8 or 12
  • Q may be 1
  • P may be equal to M ⁇ N.
  • the multi-core fiber connector of the present invention has a structure in which M is 4 and the cores are arranged in an annular shape, Q is 2, P is M ⁇ N / 2, M is 8, and A core is arranged in an annular shape, a structure in which Q is 4 and P is M ⁇ N / 2, a core is arranged in a square lattice shape in which M is 12 and Q is 4, and P is M ⁇ N / 3 may be provided.
  • the height positions of the cores of the planar waveguide are k types in ascending order, and k may be an integer of 5 or less.
  • k is 4, M fibers are connected on the input side where eight cores are arranged in an annular shape on the input end face, and 4 fibers are connected on the output end face. 2 ⁇ M fibers on the output side in which the number of cores are arranged in a square lattice are connected, and the distance between the cores of the fibers on the input side is twice the square root of the distance between the cores of the fibers on the output side. It may be.
  • k is 4, M is 1, P is 2, and the first and second planar waveguides are connected at an angle of 90 degrees to each other;
  • the fiber in which four cores whose height positions are connected to the second and third layer cores in the first planar waveguide have one four core connected to an output end face. Bent in the horizontal direction so as to coincide with the positions of the cores, and the four cores and the second planar waveguide of the first planar waveguide in which the height positions of the cores are the first and fourth layers Are bonded so that the four waveguides coincide with each other, and the four cores of the first planar waveguide, which are the first and fourth layers, are connected to the output side end face in the second planar waveguide. High to match the core position of the fiber having four cores connected to It may be bent in the opposite direction.
  • the present invention it is possible to separate all the cores of a plurality of MCFs into SMFs and to connect MCFs having different numbers of cores, thereby providing a multi-core fiber connector that is easy to manufacture.
  • FIG. 1B is a schematic diagram of a FIFO having a configuration different from that of the FIFO shown in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a FIFO having a configuration different from that of the FIFO shown in FIGS. 1A and 1B.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing the planar lightwave circuit shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing the planar lightwave circuit shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing the planar lightwave circuit shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing the planar lightwave circuit shown in FIG. 2. It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the planar lightwave circuit which can be connected with MCF. It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the planar lightwave circuit which can be connected with MCF. It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the planar lightwave circuit which can be connected with MCF. It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the planar lightwave circuit which can be connected with MCF. It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the planar lightwave circuit which can be connected with MCF. It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the planar lightwave circuit which can be connected with MCF. It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the planar lightwave circuit which can be connected with MCF. It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the planar lightwave circuit which can be connected with MCF.
  • FIG. 1 is a perspective view of a multi-core fiber connector according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a front view of an end face of the multi-core fiber connector shown in FIG. 5.
  • FIG. 6 is a front view of another end face of the multi-core fiber connector shown in FIG. 5. It is a top view of the multi-core fiber connector in which the core was curved.
  • FIG. 4 is a perspective view of a multi-core fiber connector according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a front view of an end face of the multi-core fiber connector shown in FIG. 8.
  • FIG. 9 is a front view of another end face of the multi-core fiber connector shown in FIG. 8.
  • FIG. 14 is a front view of an end face of the multi-core fiber connector shown in FIG. 13.
  • FIG. 14 is a front view of another end face of the multi-core fiber connector shown in FIG. 13.
  • FIG. 14 is a sectional view of an eight-core multi-core fiber connected to the multi-core fiber connector shown in FIG. 13.
  • FIG. 14 is another sectional view of the eight-core multicore fiber connected to the multicore fiber connector shown in FIG. 13. It is the graph which carried out the numerical calculation of the connection loss of a planar lightwave circuit and a multi-core fiber with respect to the lamination accuracy of the planar lightwave circuit in the height direction.
  • 3 shows a structure (cross-sectional view) of a multi-core fiber connector for a combination of an integer N and an integer Q.
  • the multi-core fiber connector of the present invention comprises the multi-core fiber connector 20 shown in FIG. 1B and the multi-core fiber connector 21 shown in FIG. 1C formed of a planar waveguide.
  • a planar lightwave circuit (PLC: Planar @ Lightwave @ Circuit) is excellent in mass productivity and can integrate a large number of optical waveguides.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the PLC (planar waveguide) 30.
  • the PLC 30 includes a core 32 through which light is guided, and a clad 34 surrounding the core 32.
  • the refractive index of the cladding 34 is higher than the refractive index of the core 32.
  • 3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the PLC 30.
  • a clad 34 made of high-purity quartz (SiO 2 ) is laminated on a base 35 made of silicon (Si).
  • a core layer 33 made of quartz to which germanium oxide is added is laminated on the clad.
  • the core layer 33 is processed to form the cores 32 spaced apart from each other.
  • the upper clad 34 is further laminated so as to cover the plurality of cores 32 and the lower clad 34, and the base 35 is removed as necessary.
  • the core 32 is formed by etching using a mask.
  • the shape in the plane direction (that is, the direction along the surface of the PLC 30) can be arbitrarily controlled by changing the pattern of the mask.
  • the control of the height of the core 32 is controlled by the etching rate and the etching time.
  • FIGS. 4A to 4F are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a PLC (multi-core fiber connector of the present invention) that can be connected to an MCF.
  • FIGS. 3A, 3B, 3C, and 3D show steps similar to those in FIGS. 3A, 3B, 3C, and 3D.
  • a core layer (not shown) is further deposited on the core 32 on the surface of the clad 34 in which the core 32 is embedded, and the processes of forming the core 32 by etching and overcladding are repeated.
  • FIG. 4F if the cladding 34 is further laminated so as to cover the upper core 32 and the lower cladding 34, the cores 32 having different positions in the height direction (that is, having the cores at different positions in the height direction). Laminated structure) can be manufactured.
  • FIG. 5 is a perspective view of the multi-core fiber connector 51 of the present invention.
  • M one in FIG. 5
  • MCFs 60 four-core MCFs 60 arranged in a square lattice are connected.
  • 4 ⁇ M four in FIG. 5, of which two are omitted
  • SMFs 70 are connected to the end face (connection end face) 72 of the multi-core fiber connector 51.
  • M is an arbitrary natural number.
  • FIG. 6A is a front view of the end face 71 of the multi-core fiber connector 51.
  • FIG. 6B is a front view of the end face 72 of the multi-core fiber connector 51.
  • two cores 32-1 and 32-2 arranged in a square lattice shape are respectively divided into two cores 32 in two height directions. -1, 32-2. Therefore, by applying the manufacturing method shown in FIGS. 4A to 4F, a multi-core fiber connector 51 having cores 32-1 and 32-2 that can be connected to the core 32 of the four-core MCF 60 can be realized.
  • FIG. 7 is a plan view of the multi-core fiber connector 51 in which the cores 32-1 and 32-2 are curved as described above. As shown in FIG.
  • the core on the end face 71 side is bent in the horizontal direction, and the core 32 is connected so that the SMFs 70 connected to the cores 32-1 and 32-2 at the end face 72 (that is, the output end) do not come into contact with each other.
  • the horizontal interval between -1, 32-2 is widened.
  • the position of the cores 32-1 and 32-2 in the horizontal direction can be realized in the PLC (that is, the bending of the cores 32-1 and 32-2 in the horizontal direction). ) Can connect the MCF 60 and the SMF 70 only. Further, according to the first aspect, a multi-core fiber connector 51 having high mass productivity and high integration can be realized.
  • FIG. 8 is a perspective view of the multi-core fiber connector 52 of the present invention.
  • M one in FIG. 8
  • 12-core MCFs 62 arranged in a square lattice are connected.
  • 3 ⁇ M three in FIG. 5, one in the horizontal direction is omitted
  • four-core MCFs 64 are connected.
  • FIG. 9A is a front view of the end face 71 of the multi-core fiber connector 52.
  • FIG. 9B is a front view of the end face 72 of the multi-core fiber connector 52.
  • the positions in the height direction where the cores 32-3, 32-4, and 32-5 exist are defined as y1, y2, y3, and y4 from the lower side.
  • four cores 32-3 formed at a height y1 and two cores 32-3 formed at a height y2 have four cores.
  • the same arrangement as the square lattice arrangement of the cores 84 in the cross section of the MCF 64 is formed.
  • Such an arrangement of the core 32-3 can be realized by changing the shape of the core 32-3 only in the horizontal direction. With such a configuration, four cores 32-3 of the 12-core MCF 62 can be connected to one 4-core MCF 64.
  • the core 32-4 formed at the height y2 and the core 32-4 formed at the height y3 form the same arrangement as the square lattice arrangement of the cores in the cross section of the four-core MCF64. I have.
  • the core 32-5 formed at the height y3 and the core 32-5 formed at the height y4 form the same arrangement as the square lattice arrangement of the cores in the cross section of the four-core MCF64. Therefore, a total of 12 cores 32-3, 32-4, and 32-5 of the MCF 62 can be connected to three four-core MCFs 64 by the multi-core fiber connector 52.
  • a total of 12 cores 32-3, 32-4, and 32-5 of the MCF 62 can be connected to three 4-core MCFs 64.
  • the intervals between the centers of the adjacent cores 32-3, 32-4, and 32-5 are all equal to the interval 100.
  • the position change in the horizontal direction that is, the cores 32-3, 32-4, and 4-5
  • MCFs 62 and 64 can be connected by changing the horizontal bending of 32-5).
  • the multi-core fiber connector 52 having high mass productivity and high integration can be realized.
  • FIG. 10 is a perspective view of a combined multi-core fiber connector (multi-core fiber connector) 53 according to the third embodiment of the present invention.
  • the combination multi-core fiber connector 53 is configured by a combination of the multi-core fiber connectors 151 and 152.
  • the multi-core fiber connectors 151 and 152 are connected at 90 degrees to each other.
  • M (eight in FIG. 10) MCFs 65 arranged in an annular shape are connected.
  • the end faces 72 of the multi-core fiber connectors 151 and 152 are connected to 2 ⁇ M four-core MCFs 64.
  • M end faces 72 of the multi-core fiber connector (first planar waveguide) 151 are connected to M MCFs 64 and end faces 71 of the multi-core fiber connector (second planar waveguide) 152.
  • M MCFs 64 are connected to the end face 72 of the multi-core fiber connector 152.
  • FIG. 11A is a front view of the end face 71 of the multi-core fiber connector 151.
  • FIG. 11B is a front view of the end face 72 of the multi-core fiber connector 151.
  • a total of eight cores are classified into two groups of cores (or core groups) 32-7 and 32-8, two in the height direction. You.
  • the positions in the height direction where the cores 32-7 and 32-8 exist are defined as y5, y6, y7, and y8 from below.
  • the end face 71 of the multi-core fiber connector 151 there are two cores 32-8 at the height y5, two cores 32-7 at the heights y6 and y7, and two cores 32-7 at the height y8. There is -8.
  • four cores 32-7 formed at a height y6 and two cores 32-7 formed at a height y7 have four cores.
  • the same arrangement as the square lattice arrangement of the cores 84 in the cross section of the MCF 64 is formed.
  • a two-core waveguide structure 66 is formed by the two cores 32-8 formed at the height y5 and the two cores 32-8 formed at the height y8.
  • the distance (that is, the height) between the centers of the cores 37-8 at the heights y5 and y8 on the end face 72 of the multi-core fiber connector 151 is assumed to be 102.
  • the horizontal position change of the core 32-8 (that is, the horizontal position of the core 32-8). By changing the bending in the direction, the positions in the height direction are aligned.
  • the multi-core fiber connector 151 can connect a total of eight cores 32-7 and 32-8 of the MCF 65 to a total of four cores 32-7 of the MCF 64 and a total of four cores 32-8 of the waveguide structure 66. .
  • FIG. 12A is a front view of the end face 71 of the multi-core fiber connector 152.
  • FIG. 12B is a front view of the end face 72 of the multi-core fiber connector 152.
  • two cores 37-8 having a horizontal center-to-center distance (ie, interval) 102 are formed at heights y9 and y10, respectively. Have been.
  • four cores 32-8 formed at a height y9 and two cores 32-8 formed at a height y10 have four cores.
  • the same arrangement as the square lattice arrangement of the cores 84 in the cross section of the MCF 64 is formed.
  • the position of the cores 32-7 and 32-8 in the horizontal direction can be realized in the PLC (that is, the horizontal position changes of the cores 32-7 and 32-8 in the horizontal direction).
  • the MCFs 65 and 64 can be connected only by bending. Further, according to the third aspect, a combination multi-core fiber connector 53 having high mass productivity and high integration can be realized.
  • FIG. 13 is a perspective view of the multi-core fiber connector 54 according to the third embodiment of the present invention.
  • M 8-core MCFs 65 are connected to the end face 71 of the multi-core fiber connector 54.
  • 2 ⁇ M two in FIG. 5
  • four-core MCFs 64 are connected to the end face 72 of the multi-core fiber connector 54.
  • FIG. 14A is a front view of the end face 71 of the multi-core fiber connector 54.
  • FIG. 14B is a front view of the end face 72 of the multi-core fiber connector 54.
  • a total of eight cores are provided in two groups of cores (or core groups) 32-9 and 32 in the height direction, two in the height direction. Classified as -10.
  • the positions in the height direction where the cores 32-7 and 32-8 exist are defined as y11, y12, y13, and y14 from below.
  • Each of the heights y11 and y12 has two cores 32-10, and each of the heights y13 and y14 has two cores 32-9.
  • FIGS. 15A and 15B are cross-sectional views of the MCF 65.
  • FIG. 15A when the interval between the cores 85 of the MCF 65 is ⁇ , the interval between the cores 32-9 and 32-10 in the height direction between the height y2 and the height y3 coincides with ⁇ .
  • the distance between the cores 32-9 and the cores 32-10 in the height direction between the heights y1 and y2 or between the heights y3 and y4 is ⁇ / (sq (2) ).
  • Sq (2) means the square root of 2. That is, in the fourth aspect, the multi-core fiber connector 54 determines that the MCF 65 has an interval sq (2) times the interval between the cores 84 of the MCF 64 connected on the end face 72 side. This is a condition for improving the connection between them.
  • the core distance can be adjusted by melting the fiber and increasing or decreasing the outer diameter of the cladding. Based on such adjustment, the multi-core fiber connector 54 of the fourth embodiment can be applied to the FIFO without depending on the spacing between the cores of the fibers to be used. Note that reducing the interval between the cores may increase crosstalk between the cores and adversely affect the transmission signal. Therefore, it may not be appropriate to reduce the interval between the cores. In view of this point, it is preferable to adjust the interval between the cores as necessary.
  • the position of the cores 32-9 and 32-10 in the horizontal direction can be realized in the PLC (that is, the bending of the cores 32-9 and 32-10 in the horizontal direction). ) Can be used to connect the MCFs 65 and 64. Further, according to the fourth aspect, a multi-core fiber connector 54 having high mass productivity and high integration can be realized.
  • the multi-core fiber connector for the MCF having the four-layer core structure (the structure having four steps of the core height) has been described.
  • the number (the number of types of height) is not limited to four layers.
  • a 19-core MCF core arranged in a hexagonal close-packed structure is divided into five layers in the height direction.
  • the number of layers increases, the number of laminations of the core layer 33 and the clad 34 in the manufacturing method increases, so that an error in the position of the core in the height direction increases.
  • FIG. 16 is a graph obtained by numerically calculating the connection loss between the PLC and the MCF with respect to the stacking accuracy in the height direction of the PLC.
  • the mode field diameter in each core of the MCF was made equal to that of a standard SMF, and was 10.6 ⁇ m at a wavelength of 1550 nm.
  • FIG. 16 shows the results of numerical calculations of a two-layer structure (4-core core), a three-layer structure (7-core core), a four-layer structure (8-core core), and a five-layer structure (19-core core). Is shown. Note that the 12-core cores arranged in a square lattice have a four-layer structure, and the calculation results coincide with the 8-core cores.
  • the lamination accuracy of PLC is on the order of submicrons. Assuming that the lamination accuracy of the PLC is 0.5 ⁇ m, which is a typical value, the number of layers of the multi-core fiber connector is limited to 5 in order to suppress the insertion loss to 1 dB or less. Therefore, the number of MCF layers that can be suitably connected to the multi-core fiber connector of the present invention is 5 or less.
  • the multi-core fiber connector of the present invention can also be applied to a PLC using a Si-based material.
  • the cores of 4, 8, and 12 cores are connected to the SMF or the MCF of the 4 cores is shown.
  • the core is connected to the MCF having the core of 7 or 19 cores in the hexagonal close-packed structure.
  • each MCF may be connected to an MCF other than four cores.
  • the number of cores of the MCF connected on the input side (that is, the end face 71 side) is N
  • the number is N
  • FIG. 17 shows the structure (cross-sectional view) of the multi-core fiber connector for combinations of N and Q other than those described in the above embodiment.
  • the multi-core fiber connector of the present invention can be realized.
  • MCFs having different numbers of cores may be connected to each other.
  • Q is 1, any core can be connected to the SMF by extending each core to a predetermined interval or more as described in the first embodiment, regardless of N.
  • PLC plane waveguide
  • cores 51, 52, 53, 54 multi-core fiber connector 60, 62, 64, 65: multi-core fiber

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Abstract

コア数がＮのファイバがＭ本接続されたＭ×Ｎ本のコアを有する平面導波路であって、ファイバが接続されている平面導波路の接続端面において、コア数がＱのファイバがＰ本接続されており、Ｍ×Ｎは、Ｐ×Ｑと一致し、平面導波路は、接続端面に接続されるファイバのコアの位置と一致するように、平面導波路の高さ位置が同じとなる水平方向に複数のコアと、高さ方向において異なる位置にコアを有する積層構造とを有し、Ｍ×Ｎ本の前記コアの位置が高さ方向において一定であって水平方向のみで変化する。

Description

マルチコアファイバ接続器
　本発明は、マルチコアファイバの各コアをシングルモードファイバのコアに分離する、もしくは、コア数の異なるＭＣＦ同士の接続を実現する、マルチコアファイバ接続器に関する。
　近年、空間分割多重（Space Division Multiplexing：ＳＤＭ）技術を用いた大容量光通信システムに関する研究開発が行われている（例えば、非特許文献１参照）。ＳＤＭ伝送用の光ファイバには、例えば、同一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（Multi-Core Fiber：ＭＣＦ）がある（例えば、非特許文献２参照）。
　クラッドの中心に１つのコアを有するシングルモードファイバ（Single Mode Fiber：ＳＭＦ）とは異なり、ＭＤＦのクラッドの面には複数のコアが配置されている。ＭＣＦ同士を接続する場合は、一方のＭＣＦの回転方向を他方のＭＣＦに対して調心して接続する必要がある（例えば、非特許文献３参照）。ＭＣＦを用いた伝送システムにおいて、整合性の観点から、送受信機は既存のＳＭＦをベースに構成されることが有用である。そのため、ＭＣＦの各コアをＳＭＦに分離するためのファンインファンアウト（fan-in/fan-out：ＦＩＦＯ）が検討されている（例えば、非特許文献４，５参照）。
P. J. Winzer, "Optical networking beyond WDM," IEEE Photon. J., vol. 4, no. 2, pp. 647-651 (2012). T. Matsui et al., "118.5 Tbit/s transmission over 316 km-long multi-core fiber with standard cladding diameter,"OECC2017, paper s2892 (2017). Y. Amma et al., "Accuracy of core alignment with end-view function for multicore fiber," IEEE Summer Topical Meeting, paper TuE2.4 (2014). H. Uemura et al., "Fused taper type fan-in/fan-out device for 12 core multi-core fiber," OECC2014, paper MO1E.4 (2014). R. R. Thomson et al., "Ultrafast-laser inscription of a three dimensional fan-out device for multicore fiber coupling application," Opt. Express, vol.15, pp.11691-11697 (2007).
　しかしながら、現在のＦＩＦＯ技術では、１本のＭＣＦのコアを複数のＳＭＦに分離することができるが、複数のＭＣＦのコアを一括してＳＭＦに分離することができず、ＭＣＦの心数と同数のＦＩＦＯが必要となり、伝送システムの構成が複雑になる。また、コア数が異なる異種のＭＣＦで光伝送路が構築されている場合は、１つのＭＣＦを一旦ＳＭＦに分離してからそれらのＳＭＦを前述のＭＣＦとは異種のＭＣＦに接続する必要があり、光伝送路の構成が複雑になる。
　図１Ａは、従来のＦＩＦＯの構成を示し、具体的にはＭＣＦ１２、ＳＭＦ１４及びマルチコアファイバ接続器１０が用いられている。従来のマルチコアファイバ接続器１０は、１心のＭＣＦ１２を複数のＳＭＦ１４に分離する機能を有する。従来のマルチコアファイバ接続器１０には、例えば、複数のＳＭＦを束ね、溶融延伸したファイババンドルが用いられている。ファイババンドルのコアの位置とＭＣＦのコアの位置とを一致させてファイババンドルとＭＣＦとを接続できる。ただし、図１に示す構成においては、１つのＭＣＦ１２に対して１つのマルチコアファイバ接続器１０が必要になる。
　図１Ｂ及び図１Ｃは、図１Ａに示す構成とは別の構成をそれぞれ備えたＦＩＦＯの構成を示す。図１Ｂに示す構成は、ＭＣＦ２２、ＳＭＦ１４及びマルチコアファイバ接続器２０を備える。図１Ａに示すマルチコアファイバ接続器１０では、図１Ｂに示すように、Ｍ心を有するＮ本のＭＣＦ２２をＭ×Ｎ本のＳＭＦ１４に一括して分離できない。Ｍ，Ｎはそれぞれ、任意の自然数であり、２以上の整数である。一方、フェムト秒レーザを用いて、バルクの石英ガラスにレーザで導波路を書き込むことによって、ＭＣＦの各コアをＳＭＦに分離するデバイスが検討されている（例えば、前述の非特許文献５参照）。石英ガラスにレーザで導波路を書き込む手法では、複数のＭＣＦ２２のコアをＳＭＦに一括して分離することができる。しかしながら、導波路の書き込みには、石英ガラスの屈折率変化を誘起するために一定のレーザ照射時間が必要であり、作製時間が長くなる。
　図１Ｃに示す構成は、ＭＣＦ２２、ＳＭＦ１４及びマルチコアファイバ接続器２１を備える。図１Ａに示すマルチコアファイバ接続器１０では、図１Ｃに示すようにＮ本のＭＣＦ２２をＭ´心を有するＮ´本のＭＣＦ２８に一括して分離できない。Ｍ´，Ｎ´はそれぞれ、２以上の正の整数である。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複数のＭＣＦの全てのコアからＳＭＦへの分離、コア数の異なるＭＣＦ同士の接続を可能とし、作製しやすいマルチコアファイバ接続器を提供する。
　本発明のマルチコアファイバ接続器は、コア数がＮのファイバがＭ本接続されたＭ×Ｎ本のコアを有する平面導波路であって、前記ファイバが接続されている前記平面導波路の接続端面において、前記コア数がＱのファイバがＰ本接続されており、Ｍ×Ｎは、Ｐ×Ｑと一致し、前記平面導波路は、前記平面導波路の接続端面に接続される前記ファイバのコアの位置と一致するように、前記平面導波路の高さ位置が同じとなる水平方向に複数の前記コアと、高さ方向において異なる位置に前記コアを有する積層構造とを有し、Ｍ×Ｎ本の前記コアの位置が高さ方向において一定であって水平方向のみで変化することを特徴とする。
　ただし、Ｍは１以上の整数であり、Ｎは２以上の整数である。
　また、Ｑは1以上の整数であり、Ｐは１以上の整数である。
　本発明のマルチコアファイバ接続器では、Ｎが４又は８又は１２であり、Ｑが１、かつＰがＭ×Ｎと一致していてもよい。
　また、本発明のマルチコアファイバ接続器は、Ｍが４であり、かつ円環状にコアが配置されており、Ｑが２、ＰがＭ×Ｎ／２である構造、Ｍが８であり、かつ円環状にコアが配置されており、Ｑが４、ＰがＭ×Ｎ／２である構造、Ｍが１２かつ正方格子状にコアが配置されており、Ｑが４、ＰがＭ×Ｎ／３である構造のうちいずれかの構造を備えていてもよい。
　本発明のマルチコアファイバ接続器では、前記平面導波路の前記コアの高さ位置が、低い順からｋ種類となっており、ｋは５以下の整数であってもよい。
　また、本発明のマルチコアファイバ接続器は、ｋが４であり、入力側の端面に８個のコアが円環状に配置された入力側の前記ファイバがＭ本接続され、出力側の端面に４個のコアが正方格子状に配置された出力側の前記ファイバが２×Ｍ本接続されており、入力側の前記ファイバのコアの間隔が出力側の前記ファイバのコアの間隔の２の平方根倍となっていてもよい。
　本発明のマルチコアファイバ接続器では、ｋが４であり、Ｍが１であって、Ｐが２であり、第１及び第２の前記平面導波路が互いに９０度の角度をなして接続され、第１の前記平面導波路において高さ位置が２層目及び３層目のコアと接続されている４つの前記コアが、出力側の端面に接続される１本の４つのコアを有する前記ファイバのコアの位置と一致するように水平方向において曲がり、前記コアの高さ位置が１層目及び４層目である第１の前記平面導波路の４つの前記コアと第２の前記平面導波路の4つの導波路が一致するよう接着されており、１層目及び４層目である第１の前記平面導波路の４つの前記コアが第２の前記平面導波路内で、出力側の端面に接続されて４つのコアを有する前記ファイバのコア位置と一致するように高さ方向に曲がっていてもよい。
　本発明によれば、複数のＭＣＦの全てのコアからＳＭＦへの分離、コア数の異なるＭＣＦ同士の接続を可能とし、作製しやすいマルチコアファイバ接続器を提供できる。
従来のマルチコアファイバ接続器を用いたＦＩＦＯの模式図である。 図１Ａに示すＦＩＦＯとは異なる構成を備えたＦＩＦＯの模式図である。 図１Ａ及び図１Ｂに示すＦＩＦＯとは異なる構成を備えたＦＩＦＯの模式図である。 平面光波回路の断面図である。 図２に示す平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。 図２に示す平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。 図２に示す平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。 図２に示す平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。 ＭＣＦとの接続が可能な平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。 ＭＣＦとの接続が可能な平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。 ＭＣＦとの接続が可能な平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。 ＭＣＦとの接続が可能な平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。 ＭＣＦとの接続が可能な平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。 ＭＣＦとの接続が可能な平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第１の態様のマルチコアファイバ接続器の斜視図である。 図５に示すマルチコアファイバ接続器の端面の正面図である。 図５に示すマルチコアファイバ接続器の別の端面の正面図である。 コアを湾曲させたマルチコアファイバ接続器の平面図である。 本発明の第２の態様のマルチコアファイバ接続器の斜視図である。 図８に示すマルチコアファイバ接続器の端面の正面図である。 図８に示すマルチコアファイバ接続器の別の端面の正面図である。 本発明の第３の態様の組み合わせマルチコアファイバ接続器の斜視図である。 図１０に示す一方のマルチコアファイバ接続器の端面の正面図である。 図１０に示す一方のマルチコアファイバ接続器の別の端面の正面図である。 図１０に示す他方のマルチコアファイバ接続器の端面の正面図である。 図１０に示す他方のマルチコアファイバ接続器の別の端面の正面図である。 本発明の第４の態様のマルチコアファイバ接続器の斜視図である。 図１３に示すマルチコアファイバ接続器の端面の正面図である。 図１３に示すマルチコアファイバ接続器の別の端面の正面図である。 図１３に示すマルチコアファイバ接続器に接続されている８心のマルチコアファイバの断面図である。 図１３に示すマルチコアファイバ接続器に接続されている８心のマルチコアファイバの別の断面図である。 平面光波回路の高さ方向の積層精度に対する平面光波回路とマルチコアファイバとの接続損失を数値計算したグラフである。 整数Ｎ及び整数Ｑの組み合わせに対するマルチコアファイバ接続器の構造（断面図）を示す。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
　なお、本明細書及び図面において、同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
　本発明のマルチコアファイバ接続器は、図１Ｂに示すマルチコアファイバ接続器２０及び図１Ｃに示すマルチコアファイバ接続器２１を平面導波路で構成したものである。平面導波路の中でも平面光波回路（ＰＬＣ：Planar Lightwave Circuit）は、量産性に優れ、多数の光導波路を集積可能である。
　図２は、ＰＬＣ（平面導波路）３０の断面図である。ＰＬＣ３０は、光が導波するコア３２と、コア３２を囲むクラッド３４で構成されている。クラッド３４の屈折率は、コア３２の屈折率より高い。
　図３Ａから図３Ｄは、ＰＬＣ３０の製造方法を説明する断面図である。図３Ａに示すように、シリコン（Ｓｉ）からなる基盤３５に高純度の石英（ＳｉＯ２）からなるクラッド３４を積層する。図３Ｂに示すように、クラッド３４に、酸化ゲルマニウムを添加した石英からなるコア層３３を積層する。図３Ｃに示すように、コア層３３を加工して互いに間隔をあけて配置されたコア３２を形成する。最後に、図３Ｄに示すように、複数のコア３２及び下層のクラッド３４を覆うように上層のクラッド３４をさらに積層し、必要に応じて基盤３５を除去する。以上の工程によって、ＰＬＣ３０を製造できる。
　上述のＰＬＣ３０の製造方法では、マスクを用いたエッチングによって、コア３２を形成する。平面方向（すなわち、ＰＬＣ３０の表面に沿う方向）の形状については、マスクのパターンを変更することによって任意に制御できる。一方、コア３２の高さ方向の制御は、エッチングレートやエッチング時間によって制御される。しかしながら、エッチングレートやエッチング時間を調節してもコア３２を曲げることは困難であり、複数のコア３２の高さは揃っており、一定である。
　ＭＣＦでは、コアが断面の水平方向に加えて垂直方向にも存在するため、ＰＬＣ３０ではＭＣＦとの接続が困難である。
（第１の態様）
　図４Ａから図４Ｆは、ＭＣＦとの接続が可能なＰＬＣ（本発明のマルチコアファイバ接続器）の製造方法を説明する断面図である。
　図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ及び図４Ｄは、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ及び図３Ｄと同様の工程を示している。続いて、図４Ｅに示すように、コア３２が埋設されたクラッド３４の表面にコア３２をさらにコア層（図示略）を堆積させ、エッチングによるコア３２の形成及びオーバークラッドのプロセスを繰り返す。図４Ｆに示すように、上側のコア３２及び下層のクラッド３４を覆うようにクラッド３４をさらに積層すれば、高さ方向の位置が異なるコア３２（すなわち、高さ方向において異なる位置にコアを有する積層構造）を作製できる。
　図５は、本発明のマルチコアファイバ接続器５１の斜視図である。マルチコアファイバ接続器５１の端面（接続端面）７１には、正方格子状に配置されたＭ本（図５では１本）の４心のＭＣＦ６０が接続されている。マルチコアファイバ接続器５１の端面（接続端面）７２には、４×Ｍ本（図５では４本で、そのうち２本は省略）のＳＭＦ７０が接続されている。Ｍは、任意の自然数である。
　図６Ａは、マルチコアファイバ接続器５１の端面７１の正面図である。図６Ｂは、マルチコアファイバ接続器５１の端面７２の正面図である。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、マルチコアファイバ接続器５１によれば、正方格子状に配置された２つずつのコア３２－１，３２－２を２つの高さ方向でそれぞれ２つのコア３２－１，３２－２に分類できる。
よって、図４Ａから図４Ｆに示す製造方法を適用することで、４心のＭＣＦ６０のコア３２に接続可能なコア３２－１，３２－２を端面７１に有するマルチコアファイバ接続器５１を実現できる。
　マルチコアファイバ接続器５１の端面７２側においては、コア３２－１，３２－２をそれぞれＳＭＦ７０と接続するために、コア３２－１，３２－２を水平方向で湾曲させ、少なくともＳＭＦ７０のクラッドの外径以上の間隔で離し、ＳＭＦ７０のコアと接続する。
ＳＭＦのクラッドの外径は一般的に１２５μｍであるが、細径のＳＭＦのクラッドの外径は８０μｍである。図７は、このようにコア３２－１，３２－２を湾曲させたマルチコアファイバ接続器５１の平面図である。図７に示すように、端面７１側のコアを水平方向に曲げ、端面７２（すなわち、出力端）でコア３２－１，３２－２のそれぞれに接続されるＳＭＦ７０同士が接触しないようにコア３２－１，３２－２同士の水平方向の間隔が広げられている。
　上述のように、マルチコアファイバ接続器５１によれば、コア３２－１，３２－２の形状をＰＬＣにおいて実現できる水平方向の位置変化（すなわち、コア３２－１，３２－２の水平方向における曲げ）のみによってＭＣＦ６０とＳＭＦ７０とを接続できる。また、第１の態様によれば、量産性及び集積性の高いマルチコアファイバ接続器５１を実現できる。
（第２の態様）
　図８は、本発明のマルチコアファイバ接続器５２の斜視図である。マルチコアファイバ接続器５２の端面７１には、正方格子状に配置されたＭ本（図８では１本）の１２心のＭＣＦ６２が接続されている。マルチコアファイバ接続器５２の端面７２には、３×Ｍ本（図５では３本で、水平方向中央の１本は省略）の４心のＭＣＦ６４が接続されている。
　図９Ａは、マルチコアファイバ接続器５２の端面７１の正面図である。図９Ｂは、マルチコアファイバ接続器５２の端面７２の正面図である。ＭＣＦ６２を端面７１に接続する場合、図９Ａに示すように、マルチコアファイバ接続器５２の端面７１においては、計１２個のコアが高さ方向で４つずつのコア（コア群ともいう）３２－３，３２－４，３２－５に分類される。
　ここで、コア３２－３，３２－４，３２－５が存在する高さ方向の位置を下側からｙ１，ｙ２，ｙ３，ｙ４とする。図４Ａから図４Ｆを参照して説明した製造方法をさらに１回（計２回）行うことによって、１２心のＭＣＦ６２と４心のＭＣＦ６４とを接続可能な端面７１，７２を有するマルチコアファイバ接続器５２を製造できる。
　図９Ｂに示すように、マルチコアファイバ接続器５２の端面７２においては、高さｙ１に形成された２つのコア３２－３と、高さｙ２に形成された２つのコア３２－３によって、４心のＭＣＦ６４の断面のコア８４の正方格子状の配置と同様の配置が形成されている。このようなコア３２－３の配置は、コア３２－３の形状を水平方向のみの変化で実現できる。このような構成によって、１２心のＭＣＦ６２の４つのコア３２－３と１本の４心のＭＣＦ６４とを接続できる。
　また、高さｙ２に形成されたコア３２－４と、高さｙ３に形成されたコア３２－４によって、４心のＭＣＦ６４の断面のコアの正方格子状の配置と同様の配置が形成されている。高さｙ３に形成されたコア３２－５と、高さｙ４に形成されたコア３２－５によって、４心のＭＣＦ６４の断面のコアの正方格子状の配置と同様の配置が形成されている。したがって、マルチコアファイバ接続器５２によって、ＭＣＦ６２の計１２個のコア３２－３，３２－４，３２－５を、３本の４心のＭＣＦ６４に接続できる。
　水平方向においても高さ方向と同様の構成で、ＭＣＦ６２の計１２個のコア３２－３，３２－４，３２－５を、３本の４心のＭＣＦ６４に接続できる。
　上述のようにマルチコアファイバ接続器５２によってＭＣＦ６２，６４を容易かつ良好に接続するために、高さ方向及び水平方向において、ＭＣＦ６２のコア８２の中心同士の間隔、ＭＣＦ６４のコア８４の中心同士の間隔、及びマルチコアファイバ接続器５２において隣り合うコア３２－３，３２－４，３２－５の中心同士の間隔は、間隔１００に全て揃っている。
　上述のように、マルチコアファイバ接続器５２によれば、コア３２－３，３２－４，３２－５の形状をＰＬＣにおいて実現できる水平方向の位置変化（すなわち、コア３２－３，３２－４，３２－５の水平方向の曲げ）を変えることによってＭＣＦ６２，６４を接続できる。また、第２の態様によれば、量産性及び集積性の高いマルチコアファイバ接続器５２を実現できる。
（第３の態様）
　図１０は、本発明の第３の態様の組み合わせマルチコアファイバ接続器（マルチコアファイバ接続器）５３の斜視図である。組み合わせマルチコアファイバ接続器５３は、マルチコアファイバ接続器１５１，１５２の組み合わせで構成されている。マルチコアファイバ接続器１５１，１５２は互いに９０度をなして接続されている。マルチコアファイバ接続器１５１の端面７１には、円環状に配置されたＭ本（図１０では１本）の８心のＭＣＦ６５が接続されている。マルチコアファイバ接続器１５１，１５２の端面７２には、２×Ｍ本の４心のＭＣＦ６４が接続されている。具体的には、マルチコアファイバ接続器（第１の平面導波路）１５１の端面７２には、Ｍ本のＭＣＦ６４とマルチコアファイバ接続器（第２の平面導波路）１５２の端面７１が接続されている。マルチコアファイバ接続器１５２の端面７２には、Ｍ本のＭＣＦ６４が接続されている。
　図１１Ａは、マルチコアファイバ接続器１５１の端面７１の正面図である。図１１Ｂは、マルチコアファイバ接続器１５１の端面７２の正面図である。ＭＣＦ６５を端面７１に接続する場合、図１１Ａに示すように、計８個のコアが高さ方向で２つずつ、２グループのコア（または、コア群）３２－７，３２－８に分類される。
　ここで、コア３２－７，３２－８が存在する高さ方向の位置を下側からｙ５，ｙ６，ｙ７，ｙ８とする。マルチコアファイバ接続器１５１の端面７１において、高さｙ５には２つのコア３２－８があり、高さｙ６，ｙ７にはそれぞれ２つのコア３２－７があり、高さｙ８には２つのコア３２－８がある。図４Ａから図４Ｆを参照して説明した製造方法を計２回行うことによって、８心のＭＣＦ６５と４心のＭＣＦ６４とを接続可能な端面７１，７２を有するマルチコアファイバ接続器１５１を製造できる。
　図１１Ｂに示すように、マルチコアファイバ接続器１５１の端面７２においては、高さｙ６に形成された２つのコア３２－７と、高さｙ７に形成された２つのコア３２－７によって、４心のＭＣＦ６４の断面のコア８４の正方格子状の配置と同様の配置が形成されている。また、高さｙ５に形成された２つのコア３２－８と、高さｙ８に形成された２つのコア３２－８によって４心の導波路構造６６を形成する。マルチコアファイバ接続器１５１の端面７２における高さｙ５，ｙ８のコア３７－８の中心同士の距離（すなわち、高さ）を１０２とする。
　高さｙ５に形成された２つのコア３２－８と、高さｙ８に形成された２つのコア３２－８については、コア３２－８の水平方向の位置変化（すなわち、コア３２－８の水平方向における曲げ）を変えることによって、高さ方向における位置が揃っている。
　マルチコアファイバ接続器１５１によって、ＭＣＦ６５の計８個のコア３２－７，３２－８を、ＭＣＦ６４の計４個のコア３２－７と導波路構造６６の計４個のコア３２－８に接続できる。
　図１２Ａは、マルチコアファイバ接続器１５２の端面７１の正面図である。図１２Ｂは、マルチコアファイバ接続器１５２の端面７２の正面図である。図１２Ａに示すように、マルチコアファイバ接続器１５２の端面７１には、中心間の水平方向の距離（すなわち、間隔）１０２のコア３７－８が２つずつ、高さｙ９，ｙ１０のそれぞれに形成されている。
　図１２Ｂに示すように、マルチコアファイバ接続器１５２の端面７２においては、高さｙ９に形成された２つのコア３２－８と、高さｙ１０に形成された２つのコア３２－８によって、４心のＭＣＦ６４の断面のコア８４の正方格子状の配置と同様の配置が形成されている。
　上述のように、組み合わせマルチコアファイバ接続器５３によれば、コア３２－７，３２－８の形状をＰＬＣにおいて実現できる水平方向の位置変化（すなわち、コア３２－７，３２－８の水平方向における曲げ）のみによってＭＣＦ６５，６４を接続できる。また、第３の態様によれば、量産性及び集積性の高い組み合わせマルチコアファイバ接続器５３を実現できる。
（第４の態様）
　図１３は、本発明の第３の態様のマルチコアファイバ接続器５４の斜視図である。マルチコアファイバ接続器５４の端面７１には、Ｍ本の８心のＭＣＦ６５が接続されている。
マルチコアファイバ接続器５４の端面７２には、２×Ｍ本（図５では２本）の４心のＭＣＦ６４が接続されている。
　図１４Ａは、マルチコアファイバ接続器５４の端面７１の正面図である。図１４Ｂは、マルチコアファイバ接続器５４の端面７２の正面図である。ＭＣＦ６５を端面７１に接続する場合、図１４Ａに示すように、計８個のコアが高さ方向で２つずつ、上側と下側の２グループのコア（または、コア群）３２－９，３２－１０に分類される。
　ここで、コア３２－７，３２－８が存在する高さ方向の位置を下側からｙ１１，ｙ１２，ｙ１３，ｙ１４とする。高さｙ１１，ｙ１２にはそれぞれ２つのコア３２－１０があり、高さｙ１３，ｙ１４にはそれぞれ２つのコア３２－９がある。図４Ａから図４Ｆを参照して説明した製造方法を計２回行うことによって、少なくとも８心のＭＣＦ６５を接続可能な端面７１を有するマルチコアファイバ接続器５４を製造できる。
　高さｙ１１に形成された２つのコア３２－１０と高さｙ１２に形成された２つのコア３２－１０の水平方向の位置変化（すなわち、コア３２－１０の水平方向における曲げ）を変えることによって、４心のＭＣＦ６４の断面のコア８４の正方格子状の配置と同様の配置が形成されている。同様に、高さｙ１３に形成された２つのコア３２－９と高さｙ１４に形成された２つのコア３２－９の水平方向の位置変化（すなわち、コア３２－９の水平方向における曲げ）を変えることによって、４心のＭＣＦ６４の断面のコア８４の正方格子状の配置と同様の配置が形成されている。
　図１５Ａ及び図１５Ｂは、ＭＣＦ６５の断面図である。図１５Ａに示すように、ＭＣＦ６５のコア８５同士の間隔がΛである場合、高さｙ２及び高さｙ３間の高さ方向におけるコア３２－９，３２－１０同士の間隔はΛと一致する。同様の場合、高さｙ１及び高さｙ２間、または、高さｙ３及び高さｙ４間の高さ方向におけるコア３２－９同士及びコア３２－１０同士の距離は、Λ／（ｓｑ（２））となる。「ｓｑ（２）」は、２の平方根を意味する。つまり、第４の態様では、端面７２側で接続されるＭＣＦ６４のコア８４同士の間隔に対してｓｑ（２）倍の間隔をＭＣＦ６５が有していることがマルチコアファイバ接続器５４によるＭＣＦ６５，６４同士の接続を良好にする条件である。
　なお、接続されるファイバのコア同士の間隔が上述の条件を満たしていない場合は、ファイバを溶融し、クラッドの外径を増加又は低減させることでコア間隔を調整できる。このような調整に基づいて、使用するファイバのコア同士の間隔に依存せず、第４の態様のマルチコアファイバ接続器５４をＦＩＦＯに適用できる。なお、コア同士の間隔を低減することで、コア間のクロストークが増加し、伝送信号に悪影響を与えることがあるため、コア同士の間隔を低減させることが適切でない場合もある。この点をふまえ、場合に応じてコア同士の間隔を調整することが好ましい。
　上述のように、マルチコアファイバ接続器５４によれば、コア３２－９，３２－１０の形状をＰＬＣにおいて実現できる水平方向の位置変化（すなわち、コア３２－９，３２－１０の水平方向における曲げ）を変えることによってＭＣＦ６５，６４を接続できる。また、第４の態様によれば、量産性及び集積性の高いマルチコアファイバ接続器５４を実現できる。
　（その他の態様）
　第２から第４の態様では、４層のコア構造（コアの高さが４段階ある構造）を有するＭＣＦを対象としたマルチコアファイバ接続器について説明したが、本発明のマルチコアファイバ接続器の層数（高さの種類数）は４層までに限られない。例えば、六方細密構造に配置された１９心のＭＣＦのコアは、高さ方向において５層に分かれる。層数が増えると、製造方法におけるコア層３３やクラッド３４の積層回数が増えるため、高さ方向のコアの位置の誤差が大きくなってしまう。
　図１６は、ＰＬＣの高さ方向の積層精度に対するＰＬＣとＭＣＦとの接続損失を数値計算したグラフである。本数値計算では、ＭＣＦの各コアにおけるモードフィールド径は標準的なＳＭＦと同等とし、波長１５５０ｎｍにおいて１０．６μｍとした。図１６には、２層構造（４心のコア）、３層構造（７心のコア）、４層構造（８心のコア）、５層構造（１９心のコア）の数値計算の結果を示している。なお、正方格子状に配置された１２心のコアは４層構造であり、８心のコアと計算結果が一致する。ＰＬＣの積層精度は、サブミクロンオーダーである。ＰＬＣの積層精度を典型値である０．５μｍとすると、挿入損失を１ｄＢ以下に抑えるためには、マルチコアファイバ接続器の層数は、５層が限界であることがわかる。
　よって、本発明のマルチコアファイバ接続器に対して好適に接続できるＭＣＦの層数は、５以下である。
　なお、上述では石英を素材とするＰＬＣを前提に説明したが、本発明のマルチコアファイバ接続器はＳｉ系材料を用いたＰＬＣにも適用できる。
　また、各態様では、４心、８心、１２心のコアをＳＭＦまたは４心のＭＣＦと接続する例を示したが、六方細密構造での７心や１９心のコアを有するＭＣＦと接続してもよく、それぞれのＭＣＦを４心以外のＭＣＦと接続することもできる。その場合、入力側（すなわち、端面７１側）で接続するＭＣＦのコア数がＮであり、本数がＮであり、出力側（すなわち、端面７２側）で接続されるＭＣＦのコア数がＱであり、本数がＰである場合は、Ｍ×Ｎ＝Ｐ×Ｑを満たす必要がある。
　図１７に、上述の態様で述べた以外のＮ及びＱの組み合わせに対するマルチコアファイバ接続器の構造（断面図）を示す。図１７に示すように、いくつかの組み合わせにおいても、本発明のマルチコアファイバ接続器を実現できる。
　また、Ｎが１２、Ｑが８及び４である構成例に記載されている通り、互いにコア数の異なるＭＣＦ同士が接続される場合もある。
　また、Ｑが１である場合は、Ｎが何れであっても第１の態様に記載の通り、各コアを所定の間隔以上に広げることでＳＭＦと接続できる。
　以上説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的及び効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれている。また、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としてもよい。
３０…ＰＬＣ（平面導波路）
３２…コア
５１，５２，５３，５４…マルチコアファイバ接続器
６０，６２，６４，６５…マルチコアファイバ

Claims (6)

  1. 　コア数がＮのファイバがＭ本接続されたＭ×Ｎ本のコアを有する平面導波路を備え、
    　前記ファイバが接続されている前記平面導波路の接続端面において、前記コア数がＱのファイバがＰ本接続されており、
    　Ｍ×Ｎは、Ｐ×Ｑと一致し、
    　前記平面導波路は、前記平面導波路の接続端面に接続される前記ファイバのコアの位置と一致するように、前記平面導波路の高さ位置が同じとなる水平方向に複数の前記コアと、高さ方向において異なる位置に前記コアを有する積層構造とを有し、
    　Ｍ×Ｎ本の前記コアの位置が高さ方向において一定であって水平方向のみで変化することを特徴とするマルチコアファイバ接続器。
    　ただし、Ｍは１以上の整数であり、Ｎは２以上の整数である。
    　また、Ｑは１以上の整数であり、Ｐは１以上の整数である。
  2. 　Ｎが４又は８又は１２であり、
    　Ｑが１、かつＰがＭ×Ｎと一致していることを特徴とする請求項１に記載のマルチコアファイバ接続器。
  3. 　Ｍが４であり、かつ円環状にコアが配置されており、Ｑが２、ＰがＭ×Ｎ／２である構造、Ｍが８であり、かつ円環状にコアが配置されており、Ｑが４、ＰがＭ×Ｎ／２である構造、Ｍが１２かつ正方格子状にコアが配置されており、Ｑが４、ＰがＭ×Ｎ／３である構造のうちいずれかの構造を備えていることを特徴とする請求項１に記載のマルチコアファイバ接続器。
  4. 　前記平面導波路の前記コアの高さ位置が、低い順からｋ種類となっており、
    　ｋは５以下の整数であることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のマルチコアファイバ接続器。
  5. 　ｋが４であり、
    　入力側の端面に８個のコアが円環状に配置された入力側の前記ファイバがＭ本接続され、
    　出力側の端面に４個のコアが正方格子状に配置された出力側の前記ファイバが２×Ｍ本接続されており、
    　入力側の前記ファイバのコアの間隔が出力側の前記ファイバのコアの間隔の２の平方根倍となっていることを特徴とする請求項３に記載のマルチコアファイバ接続器。
  6. 　ｋが４であり、
    　Ｍが１であって、Ｐが２であり、
    　第１及び第２の前記平面導波路が互いに９０度の角度をなして接続され、
    　第１の前記平面導波路において高さ位置が２層目及び３層目のコアと接続されている４つの前記コアが、出力側の端面に接続される１本の４つのコアを有する前記ファイバのコアの位置と一致するように水平方向において曲がり、
    　前記コアの高さ位置が１層目及び４層目である第１の前記平面導波路の４つの前記コアと第２の前記平面導波路の4つの導波路が一致するよう接着されており、
    　１層目及び４層目である第１の前記平面導波路の４つの前記コアが第２の前記平面導波路内で、出力側の端面に接続されて４つのコアを有する前記ファイバのコア位置と一致するように高さ方向に曲がっていることを特徴とする請求項１または２に記載のマルチコアファイバ接続器。
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