WO2023106167A1 - 光接続回路デバイス - Google Patents

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裕之 津田
大輔 中川
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慶應義塾
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    • G—PHYSICS
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    • 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
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
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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

  • an object of the present invention is to provide an optical connection circuit device that has a small polarization dependence of coupling efficiency and that can be used for connection with a multi-core fiber.
  • an optical connection circuit device that has a small polarization dependence of coupling efficiency and that can be used for connection with a multi-core fiber.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view along the xz plane of the optical connection circuit device 10 of the first embodiment.
  • the optical connection circuit device 10 has an optical circuit board 100 and an optical fiber 110 connected to the optical circuit board 100 .
  • the optical fiber 110 is optically coupled to a spot size conversion optical waveguide 102 formed on the optical circuit board 100 .
  • the spot size conversion optical waveguide 102 is an example of an optical coupling waveguide that optically couples the optical fiber 110 and the waveguide on the optical circuit board 100 .
  • the end surface of the optical fiber 110 is cut obliquely with respect to the optical axis, and the optical fiber 110 is connected to the surface of the optical circuit board 100 at an angle ⁇ by the cut surface 108 .
  • the refractive index of the core 104 is n1
  • the refractive index of the fiber clad 105 is n2
  • the refractive index of the silicon oxide layer 103 is n3
  • the adhesive Assuming that the refractive index of 107 is n4, n1 ⁇ n3 ⁇ n2 and n1 ⁇ n4 ⁇ n2 are set.
  • the x-coordinate value and z-coordinate value of position P2 with respect to position P1 are x1>0 and z1>0. That is, when the optical connection circuit device 10 is viewed from above, the tip of the core 104 of the optical fiber 110 and the tip of the spot size conversion optical waveguide 102 do not overlap, and the tip of the core 104 does not overlap the spot size conversion optical waveguide 102. It is offset by x1 in the +x direction from the coupling end.
  • FIG. 4 shows a method of processing the optical fiber 110 and the tip of the holder 106 that holds the optical fiber 110 .
  • the center of FIG. 4 is a bottom view of the holder 106 holding the optical fiber 110, the right view is a front view seen from the propagation direction, and the bottom view is a side view of the holder 106 holding the optical fiber 110.
  • FIG. The optical fiber 110 is fixed with an adhesive 117 to a V-shaped groove 121 formed in the holder 106 .
  • the adhesive 117 may be the same as or different from the adhesive 107, but if n5 is the refractive index of the adhesive 117, n1 ⁇ n5 ⁇ n2 is desirable.
  • the oblique cut surface 108 of the optical fiber 110 is positioned at a height h from the surface of the optical circuit board 100 .
  • a layer of adhesive 107 exists between the elliptical cut surface 108 where the core 104 and the fiber clad 105 are exposed, and the silicon oxide layer 103, and the cut surface 108 has a thickness corresponding to the thickness of this layer. The position shifts in the +z direction.
  • the height position of the tip of the core 104 at the cut surface 108 of the optical fiber 110 is the thickness of the layer of the adhesive 107 existing between the cut surface 108 and the surface of the optical circuit board 100 ( The offset in the z-direction is large due to the height h).
  • Light emitted from the core 104 of the optical fiber 110 passes through the adhesive 107 and the silicon oxide layer 103 while enlarging the mode field diameter, and enters the end face of the spot size conversion optical waveguide 102 .
  • the mounting angle ⁇ of the optical fiber 110 on the optical circuit board 100 may be adjusted within the range of 3° to 30° so as to maximize the coupling efficiency.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view along the xz plane of the optical connection circuit device 30 of the third embodiment.
  • the optical connection circuit device 30 has an optical circuit board 100A and an optical fiber 110A connected to the optical circuit board 100A.
  • the optical fiber 110A is optically connected within the xz plane to a spot size conversion optical waveguide 102 formed on the optical circuit board 100A.
  • the shapes of the optical fiber 110A and the tip of the holder 106A that holds the optical fiber 110A are changed, and a step 109 is provided on the silicon oxide layer 103 on the surface of the optical circuit board 100A.
  • the mode field diameter at the cut surface 108A at the tip of the optical fiber 110A is smaller than in the first and second embodiments. More specifically, the tip end portions of the obliquely cut optical fiber 110A and the holder 106A are further cut off to bring the mode field diameter of the optical fiber 110A closer to the mode field diameter of the spot size conversion optical waveguide 102. FIG. This improves the coupling efficiency.
  • the optical fiber 110A With the optical fiber 110A glued and fixed to the V-shaped groove 121 of the holder 106A, the optical fiber 110A is obliquely cut along the CC' plane from the position C toward the position C' of the tip surface 116A of the holder 106A, and polished. do. After that, the tip of the holder 106A is cut along the DD' plane slightly recessed from the tip face 116A and polished.
  • the CC' plane and the DD' plane form a substantially right angle. Substantially perpendicular includes a range of 80° to 100°, with acceptable manufacturing tolerances, rather than forming an angle of exactly 90°.
  • the oblique cut surface 108 of the optical fiber 110A can be aligned with the surface of the optical circuit board 100A, and the tip of the holder 106A (that is, the DD' plane) can be brought into contact with the step 109.
  • FIG. 1 the tip of the holder 106A (that is, the DD' plane) can be brought into contact with the step 109.
  • the optical fiber 110B has, for example, four cores 104_1, 104_2, 104_3, and 104_4 (hereinafter collectively referred to as "cores 104").
  • the tip of the optical fiber 110B is cut obliquely to the optical axis, and the end faces of the four cores 104 are exposed on the cut surface 108B.
  • the light propagating through the core 104_1 is slightly deflected in the +z direction at the cut surface 108B, advances through the silicon oxide layer 103, and enters the corresponding spot size conversion optical waveguide 102_1 at position P11.
  • the light propagating through the core 104_3 is slightly deflected in the +z direction at the cut surface 108B, advances through the silicon oxide layer 103, and enters the corresponding spot size conversion optical waveguide 102_3.
  • Light propagating through the other cores 104_2 and 104_4 is also slightly refracted in the +z direction at the interface with the silicon oxide layer 103 and enters the corresponding spot size conversion optical waveguides 102_2 and 102_4, respectively.
  • FIG. 14 is a top view and a side view of the spot size conversion optical waveguide 202A.
  • the spot size conversion optical waveguide 202A includes a straight waveguide 202c connected to the optical waveguide 122 of the optical circuit, a tapered waveguide 202b, a straight waveguide 202a, and an island waveguide region 202d.
  • Each portion of the spot size conversion optical waveguide 202A is made of the same material, for example, a Si waveguide.
  • the width of the straight waveguide 202a is narrower than the width of the straight waveguide 202c due to the tapered waveguide 202b.
  • the island-shaped waveguide region 202d is formed on the +x side of the end position P1 of the straight waveguide 202a.
  • the island-shaped waveguide region 202d includes a plurality of islands 2021 arranged in a row.
  • the size of each island 2021 in the xy plane is 250 nm ⁇ 250 nm or less, and the distance between edges of the islands 2021 is 500 nm or less.
  • the shape of the island 2021 in the xy plane is a rectangle, but if the size and spacing of the island 2021 are within the above range, the shape of the island 2021 may be any shape such as a circle, an ellipse, or a polygon. may be
  • FIG. 15 is a top view and a side view of a spot size conversion waveguide 202B of another configuration example.
  • the spot size conversion waveguide 202B includes a straight waveguide 202c connected to the optical waveguide 122 of the optical circuit, a tapered waveguide 202b, a straight waveguide 202a, and an island waveguide region 202e.
  • a plurality of islands 2021 are arranged in two rows.
  • the size of each island 2021 in the xy plane is 250 nm ⁇ 250 nm or less, and the distance between edges of the islands 2021 is 500 nm or less.
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view along the xz plane of the optical connection circuit device 70 of the seventh embodiment.
  • the optical connection circuit device 70 has a spot size conversion optical waveguide 302 formed on the optical circuit board 100 .
  • the spot size conversion optical waveguide 302 has a low waveguide region 302f on the +x side (x>0) of the position P1.
  • the coupling end of the spot size conversion optical waveguide 302 is the end of the waveguide portion extending in the x direction at the same height, and is the end face including the position P1 (0, 0, 0). This coupling end is offset in the x and z directions with respect to the position P2 of the tip of the optical fiber 110 .
  • the spot size conversion optical waveguide 302 is higher than the straight waveguide 302c connected to the optical waveguide 122 of the optical circuit, the tapered waveguide 302b, the straight waveguide 302a, and other portions of the spot size conversion optical waveguide 302. It includes a low waveguide region 302f.
  • Each portion of the spot size conversion optical waveguide 302 is made of the same material, for example, a Si waveguide.
  • Tapered waveguide 202b causes the width of straight waveguide 202a to be narrower than the width of straight waveguide 202c, but the heights of these waveguide sections are the same.
  • the present invention has been described above based on specific embodiments, the present invention is not limited to the above configuration examples, and includes various alternatives, replacements, and combinations.
  • the configurations of the first to seventh embodiments can be combined with each other.
  • the configuration in which a plurality of multicore fibers form a fiber array in the fifth embodiment may be applied to a configuration in which a plurality of SMFs form a fiber array.
  • the configurations of the spot size conversion optical waveguides of the sixth and seventh embodiments are applicable to the second to fifth embodiments.
  • a layer of adhesive 107 may be interposed between the oblique cut surface 108 and the silicon oxide layer 103 in the third to fifth embodiments.
  • the number of cores of the multi-core fiber is not limited to 4, but may include 2 cores or 3 cores.

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Abstract

結合効率の偏光依存性が小さく、かつ、マルチコアファイバとの接続に利用可能な光接続回路デバイスを提供する。光接続回路デバイス（１０）は、光導波路で形成される光回路を有する光回路基板（１００）と、前記光回路基板に接続される光ファイバ（１１０）と、前記光回路基板上に形成され、前記光ファイバ（１１０）と前記光回路を光学的に接続する光結合用導波路（１０２）と、を備え、前記光ファイバ（１１０）は、当該光ファイバ（１１０）の光軸に対して３°以上、３０°以下の角度で斜めに切断された切断面（１０８）を有し、前記切断面（１０８）で前記光回路基板（１００）に接続され、前記光回路基板（１００）の法線方向をｚ方向、ｚ方向に直交するｘｙ面内で前記光結合用導波路（１０２）の光軸が前記光ファイバ（１１０）に向かって延びる方向をｘ方向、ｘ方向及びｚ方向に直交する方向をｙ方向とすると、前記光結合用導波路（１０２）の結合端の第１位置（P１）に対して、前記切断面（１０８）に露出するコア端面の先端の第２位置（Ｐ２）は、ｘ方向、及びｚ方向にオフセットしている。

Description

光接続回路デバイス
　本開示は、光接続回路デバイスに関し、特に、光回路基板に形成された光導波路と光ファイバとの結合を含む光接続回路デバイスに関する。
　基板上に形成されたシリコン細線導波路などの光導波路と、光ファイバを光学的に接続する場合、モードフィールド径の違いを解消するためにスポットサイズ変換器が用いられる。光導波路のスポットサイズを拡大して光ファイバのモードフィールド径に近づけることで、接続効率の低下を抑制する。シングルモードファイバ（ＳＭＦ）のモードフィールド径は９μｍ程度と小さいため、光ファイバコアと光導波路との位置合わせ精度に対する要求が厳しい。ＳＭＦと光導波路との結合における位置合わせトレランスを大きくする構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
　提案されている構成では、光ファイバの端面を光軸に対して斜めに切断し、切断面をテーパ状のシリコン細線導波路に対向させて、主として方向性結合によってシリコン細線導波路と光ファイバを光接続している。
特許第６８７２３２９号公報
　公知の光接続構成では、方向性結合を利用するため、結合効率に０．７ｄＢ程度の偏光依存性がある。光ファイバの切断面とシリコン細線コアとの間のギャップを制御して偏光依存性を低減することが示されているが、ギャップの制御により、結合効率が１ｄＢ程低下するという別の問題が生じている。また、従来構成では、結合効率を高めるためにシリコン細線副導波路を設けているため、マルチコアファイバとの接続に利用することができない。別の結合構成としてグレーティングカプラがあるが、グレーティングを用いるため、本質的に結合効率の波長依存性が大きく、他次数への回折が避けられない。このため、損失を３ｄＢ以下に抑えることが難しい。
　一つの側面で、本発明は、結合効率の偏光依存性が小さく、かつ、マルチコアファイバとの接続に利用可能な光接続回路デバイスを提供することを目的とする。
　一実施形態において、光接続回路デバイスは、
　光導波路で形成される光回路を有する光回路基板と、
　前記光回路基板に接続される光ファイバと、
　前記光回路基板上に形成され、前記光ファイバと前記光回路を光学的に接続する光結合用導波路と、
を備え、
　前記光ファイバは、当該光ファイバの光軸に対して３°以上、３０°以下の角度で斜めに切断された切断面を有し、前記切断面で前記光回路基板に接続され、
　前記光回路基板の法線方向をｚ方向、ｚ方向に直交するｘｙ面内で前記光結合用導波路の光軸が前記光ファイバに向かって延びる方向をｘ方向、ｘ方向及びｚ方向に直交する方向をｙ方向とすると、前記光結合用導波路の結合端の第１位置に対して、前記切断面に露出するコア端面の先端の第２位置は、ｘ方向、及びｚ方向にオフセットしている。
　結合効率の偏光依存性が小さく、かつ、マルチコアファイバとの接続に利用可能な光接続回路デバイスが提供される。
第１実施形態の光接続回路デバイスの断面模式図である。 スポットサイズ変換光導波路の上面図と側面図である。 光接続回路デバイスをｚ方向から見た図である。 光ファイバを保持するホルダの先端の加工方法を示す図である。 第２実施形態の光接続回路デバイスの断面模式図である。 第３実施形態の光接続回路デバイスの断面模式図である。 光ファイバを保持するホルダの先端の加工方法を示す図である。 第４実施形態の光接続回路デバイスの断面模式図である。 光接続回路デバイスをｚ方向から見た図である。 光ファイバを保持するホルダの先端の加工方法を示す図である。 第５実施形態の光接続回路デバイスをｚ方向から見た図である。 光ファイバを保持するホルダの先端の加工方法を示す図である。 第６実施形態の光接続回路デバイスの断面模式図である。 スポットサイズ変換光導波路の上面図と側面図である。 スポットサイズ変換導波路の別の構成例を示す上面図と側面図である。 第７実施形態の光接続回路デバイスの断面模式図である。 スポットサイズ変改光導波路の上面図と側面図である。
　以下で、図面を参照しながら発明を実施するための形態を説明する。下記で述べる実施形態は、発明の技術思想を具体化するための例示であり、本発明を下記の構成や数値に限定するものではない。図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付して、重複する記載を省略する場合がある。異なる実施形態や構成例の間での部分的な置換または組み合わせは可能である。各図面が示す各部材の大きさ、位置関係等は、発明の理解を容易にするために誇張して描かれている場合がある。
　＜第１実施形態＞
　図１は、第１実施形態の光接続回路デバイス１０のｘｚ面に沿った断面模式図である。光接続回路デバイス１０は、光回路基板１００と、この光回路基板１００に接続される光ファイバ１１０とを有する。光ファイバ１１０は、光回路基板１００に形成されたスポットサイズ変換光導波路１０２に光結合されている。スポットサイズ変換光導波路１０２は、光ファイバ１１０と光回路基板１００上の導波路とを光結合する光結合用導波路の一例である。
　図１の座標系で、光回路基板１００の法線または厚さ方向を＋ｚ方向、ｚ軸と直交するｘｙ面内でスポットサイズ変換光導波路１０２が光ファイバ１１０に向かって延びる方向（紙面の左向きに延びる方向）を＋ｘ方向、ｘ方向及びｚ方向に直交する方向をｙ方向とする。光接続回路デバイス１０の光軸は、スポットサイズ変換光導波路１０２、及び光ファイバ１１０の光軸軸と平行である。
　光回路基板１００は、一例としてシリコン細線回路基板である。シリコン基板１０１上に酸化シリコン層１０３などの絶縁層が形成され、酸化シリコン層１０３にスポットサイズ変換光導波路１０２が形成されている。スポットサイズ変換光導波路１０２はシリコン細線で形成されており、スポットサイズ変換光導波路1０２を取り囲む酸化シリコン層１０３は、クラッド層として機能する。スポットサイズ変換光導波路１０２は、光ファイバ１１０との結合側と反対側で、光回路を構成する光導波路に接続されている。光回路は光変調器、光合分波器、光ミキサなどの光素子を含む。
　光ファイバ１１０のコア１０４とスポットサイズ変換光導波路１０２は、光結合により接続される。光ファイバ１１０はたとえばＳＭＦであり、コア１０４の直径は９μｍ程度である。コア１０４はファイバクラッド１０５で覆われ、クラッド外径は８０～１２５μｍである。光ファイバ１１０は、ホルダ１０６に保持された状態で、使用波長に対して透明な接着剤１０７により、光回路基板１００に固定されている。
　光ファイバ１１０の端面は、光軸に対して斜めに切断されており、切断面１０８により光ファイバ１１０は光回路基板１００の表面に対して角度θだけ傾いて接続される。光ファイバ１１０のコア１０４とスポットサイズ変換光導波路１０２の結合効率を高めるために、コア１０４の屈折率をｎ１、ファイバクラッド１０５の屈折率をｎ２、酸化シリコン層１０３の屈折率をｎ３、接着剤１０７の屈折率をｎ４とすると、ｎ１≧ｎ３≧ｎ２、かつ、ｎ１≧ｎ４≧ｎ２に設定されている。
　最適な条件は、コア１０４とファイバクラッド１０５で構成される光ファイバ１１０を伝搬する光に対する実効屈折率をｎeffとするとき、ｎeff＝ｎ３＝ｎ４である。なお、原理的にｎ１≧ｎeff≧ｎ２となることは言うまでもない。一般に光ファイバ１１０は、コア１０４にゲルマニウムなどを添加して屈折率を高くする、ファイバクラッド１０５にフッ素を添加して屈折率を低くするなど、屈折率調整が可能である。酸化シリコン層１０３の屈折率は、蒸着／堆積条件で可変であり、ゲルマニウムの添加で高くすることも可能である。
　図２は、光回路基板１００に形成されるスポットサイズ変換光導波路１０２の上面図と側面図である。スポットサイズ変換光導波路１０２のｚ方向の厚さは２００ｎｍ～２５０ｎｍであり、この例では２２０ｎｍである。スポットサイズ変換光導波路１０２は、直線導波路１０２ａと、テーパ導波路１０２ｂと、直線導波路１０２ｃとを含む。直線導波路１０２ｃは、光回路に接続される光導波路１２２に接続されている。直線導波路１０２ａの幅は、直線導波路１０２ｃの幅よりも狭く、テーパ導波路１０２ｂは、幅の異なる直線導波路１０２ａと１０２ｃの間を接続する。
　直線導波路１０２ａは光ファイバ１１０との光結合側に設けられる。直線導波路１０２ａの寸法（長さ×幅×高さ）は５０μｍ×１５０ｎｍ×２２０ｎｍである。スポットサイズ変換光導波路１０２の先端側で直線導波路１０２ａの幅を狭めることにより、光ファイバ１１０から光導波路１２２に入射する光パワーを高く維持することができる。
　テーパ導波路１０２ｂのｙｚ面内での寸法は、直線導波路１０２ａとの接続部で１５０ｎｍ×２２０ｎｍ、直線導波路１０２ｃとの接続部で４５０ｎｍ×２２０ｎｍである。テーパ導波路１０２ｂのｘ方向の長さは、この例では１００μｍである。１００μｍの長さにわたって、テーパ導波路１０２ｂの幅は１５０ｎｍから４５０ｎｍまで緩やかに、連続的に増大する。テーパ導波路１０２ｂに入射した光は、その導波モードを維持したまま、モードフィールド径を拡げながら光導波路１２２に伝搬する。
　直線導波路１０２ｃは、光回路の光導波路１２２との接続導波路となる。そのため、直線導波路１０２ｃは、光回路を構成する光導波路１２２の標準的なｙｚ断面の寸法と同じ寸法を有し、この例では、４５０ｎｍ×２２０ｎｍである。スポットサイズ変換光導波路１０２は、ファイバ－光導波路間の結合導波路であり、後続の光回路とは独立に設計できるため、後続の光回路の詳細は省略する。
　図１に戻って、スポットサイズ変換光導波路１０２の光ファイバ１１０との結合端の位置をＰ１とし、光ファイバ１１０の結合端の最もスポットサイズ変換光導波路１０２に近い位置をＰ２とする。より具体的には、位置Ｐ１は、スポットサイズ変換光導波路１０２の結合端の上部エッジの中央の位置である。この位置Ｐ１を、ｘｙｚ座標系の原点（０，０，０）とする。光ファイバ１１０の結合端の位置Ｐ２は（ｘ１，０，ｚ１）である。上述したように、ｘｙ面内でスポットサイズ変換光導波路１０２から光ファイバ１１０に向かう方向を＋ｘ方向、スポットサイズ変換光導波路１０２の高さ方向を＋ｚ方向とする。
　実施形態の特徴として、位置Ｐ１に対する位置Ｐ２のｘ座標値とｚ座標値は、ｘ１＞０、ｚ１＞０である。すなわち、光接続回路デバイス１０を上面から見たときに、光ファイバ１１０のコア１０４の先端と、スポットサイズ変換光導波路１０２の先端は重ならず、コア１０４の先端はスポットサイズ変換光導波路１０２の結合端から、＋ｘ方向にｘ１だけオフセットしている。ｙｚ面で見たときは、光ファイバ１１０のコア１０４の先端と、スポットサイズ変換光導波路１０２の高さ位置は重ならず、コア１０４の先端位置Ｐ２は位置Ｐ１に対して＋ｚ方向にｚ１だけオフセットしている。
　図３は、光接続回路デバイス１０の上面から見た図である。ｘｙ面内での光ファイバ１１０とスポットサイズ変換光導波路１０２との光結合の位置関係が示されている。光ファイバ１１０は、透明基板で形成されたホルダ１０６の底面に保持されている。ホルダ１０６は、ファイバクラッド１０５と同じ石英ガラスで形成されていてもよい。ホルダ１０６は、光ファイバ１１０を保持した状態で、使用波長に対して透明な接着剤１０７により光回路基板１００に固定されている。光回路基板１００の形成されているスポットサイズ変換光導波路１０２は、接着剤１０７に覆われた位置にある。
　光ファイバ１１０の先端は、コア１０４の中心軸に対して斜めに切断されており、コア１０４の切断面１０８は楕円形となる。コア１０４とファイバクラッド１０５を含む光ファイバ１１０全体の切断面１０８は、楕円の長軸に沿った一端側が切り取られた形状である。ホルダ１０６が光回路基板１００に固定された状態で、光ファイバ１１０の斜めの切断面１０８の最も先端側の位置Ｐ２（ｘ１，０，ｚ１）は、ｘｙ面内でスポットサイズ変換光導波路１０２の先端の位置Ｐ１（０，０，０）から＋ｘ方向にｘ１だけオフセットしている。高さ方向では、上述のように、位置Ｐ２（ｘ１，０，ｚ１）は位置Ｐ１に対して＋ｚ方向にｚ１だけオフセットしている。
　図４は、光ファイバ１１０と、光ファイバ１１０を保持するホルダ１０６の先端の加工方法を示す。図４の中央は、光ファイバ１１０を保持するホルダ１０６の底面図、右側の図は伝搬方向から見た正面図、下側の図は、光ファイバ１１０を保持するホルダ１０６の側面図である。光ファイバ１１０は、ホルダ１０６に形成されたＶ字溝１２１に接着剤１１７で固定されている。接着剤１１７は、接着剤１０７と同じであっても異なっていてもよいが、接着剤１１７の屈折率をｎ５とすると、ｎ１≧ｎ５≧ｎ２が望ましい。
　光ファイバ１１０をホルダ１０６のＶ字溝１２１に接着固定した状態で、Ｃの位置からホルダ１０６の先端面１１６に向かって、Ｃ－Ｃ'面で斜めに切断し、研磨加工する。この切断により、図３に示すように、光ファイバ１１０の先端でコア１０４とファイバクラッド１０５が露出する楕円形の切断面１０８が形成される。光ファイバ１１０の切断面１０８を光回路基板１００の表面に対向させ、露出したコア１０４の先端をＰ２の位置に合わせて、ホルダ１０６を光回路基板１００に固定する。
　光ファイバ１１０の光軸に対するＣ－Ｃ'切断面の角度θは、３°から３０°の範囲とする。角度θを小さくする方が結合効率は高くなるが、切断面１０８に露出するコア１０４の面積が大きくなる。光ファイバ１１０とスポットサイズ変換光導波路１０２の間の結合効率と、モードフィールド径の整合との兼ね合いで、Ｃ－Ｃ'切断面の角度θは適切に決定される。
　図１を参照して、光接続回路デバイス１０の動作を説明する。光ファイバ１１０のコア１０４を伝搬する光は、斜めの切断面１０８に至るまでは、光軸に沿って伝搬する。斜めの切断面１０８で、屈折率の変化により、光の伝搬方向が＋ｚ方向に、僅かに偏向する。また、酸化シリコン層１０３に入射した光のモードフィールド径が広がっていく。伝搬光は、酸化シリコン層１０３からスポットサイズ変換光導波路１０２に入射し、その一部が直線導波路１０２ａに結合して、スポットサイズ変換光導波路１０２を伝搬する。上述したように、スポットサイズ変換光導波路１０２を伝搬する光は、その導波モードを維持して後続の光回路に入射する。
　光の伝搬は可逆的であるので、光回路側からスポットサイズ変換光導波路１０２に伝搬した光も、同じ結合効率で光ファイバ１１０のコア１０４に結合して、光ファイバ１１０中を伝搬する。第１実施形態の構成では、光ファイバ１１０と光回路基板１００が平行に近い角度で接続されるので、実装体積を低減することができる。
　光ファイバ１１０とスポットサイズ変換光導波路１０２との光結合は、方向性結合や回折格子結合を利用しないので、結合効率の波長依存性と偏光依存性が低減される。
　＜第２実施形態＞
　図５は、第２実施形態の光接続回路デバイス２０のｘｚ面に沿った断面模式図である。第１実施形態と同様に、光ファイバ１１０は光回路基板１００に形成されたスポットサイズ変換光導波路１０２と光学的に接続される。
　第２実施形態では、光ファイバ１１０の斜めの切断面１０８が、光回路基板１００の表面から高さｈの位置にある。具体的には、コア１０４とファイバクラッド１０５が露出する楕円の切断面１０８と、酸化シリコン層１０３との間に接着剤１０７の層が存在し、この層の厚さ分だけ、切断面１０８の位置が＋ｚ方向にシフトする。コア１０４の屈折率ｎ１、ファイバクラッド１０５の屈折率ｎ２、酸化シリコン層１０３の屈折率ｎ３、及び接着剤１０７の屈折率ｎ４の関係は、第１実施形態と同様に、ｎ１≧ｎ３≧ｎ２、かつ、ｎ１≧ｎ４≧ｎ２である。光ファイバ１１０全体の実効屈折率ｎeffが、ｎeff＝ｎ３＝ｎ４を満たすようにすれば、接続部の反射損失は最小となる。
　第２実施形態の構成は、酸化シリコン層１０３の表面に凹凸がある場合に特に有効である。光ファイバ１１０の切断面１０８と酸化シリコン層１０３の間に接着剤１０７の層を設けることで、不要な反射を減らすことができる。
　光ファイバ１１０のコア１０４とスポットサイズ変換光導波路１０２の間の光結合は、第１実施形態で述べたとおりである。スポットサイズ変換光導波路１０２の光結合側の先端位置Ｐ１の座標を（０，０，０）とすると、光ファイバ１１０の切断面１０８におけるコア１０４の最もスポットサイズ変換光導波路１０２に近い位置Ｐ２の座標は（ｘ１、０，ｚ１）であり、ｘ１＞０、ｚ１＞０である。
　第２実施形態では、光ファイバ１１０の切断面１０８でのコア１０４の先端の高さ位置は、切断面１０８と光回路基板１００の表面との間に存在する接着剤１０７の層の厚さ（高さｈ）の分だけ、ｚ方向へのオフセットが大きい。光ファイバ１１０のコア１０４から出射した光は、モードフィールド径を拡げながら接着剤１０７と酸化シリコン層１０３を通り、スポットサイズ変換光導波路１０２の端面に入射する。光回路基板１００への光ファイバ１１０の実装の角度θを、結合効率が最大になるように３°～３０°の範囲内で調整してもよい。あるいは、位置Ｐ２のｘ座標の値ｘ１を、結合効率が最大になるように調整してもよい。これにより、モード不整合による光損失を抑制し、スポットサイズ変換光導波路１０２への入射パワーを高く維持することができる。
　＜第３実施形態＞
　図６は、第３実施形態の光接続回路デバイス３０のｘｚ面に沿った断面模式図である。光接続回路デバイス３０は、光回路基板１００Ａと、この光回路基板１００Ａに接続される光ファイバ１１０Ａとを有する。光ファイバ１１０Ａは、ｘｚ面内で、光回路基板１００Ａに形成されたスポットサイズ変換光導波路１０２と光学的に接続される。
　第３実施形態では、光ファイバ１１０Ａと、この光ファイバ１１０Ａを保持するホルダ１０６Ａの先端の形状を変更し、光回路基板１００Ａの表面の酸化シリコン層１０３に段差１０９を設ける。第１実施形態、及び第２実施形態と比較して、光ファイバ１１０Ａの先端の切断面１０８Ａにおけるモードフィールド径が小さくなる。より具体的には、斜め切断された光ファイバ１１０Ａとホルダ１０６Ａの最先端部をさらに切り落とし、光ファイバ１１０Ａのモードフィールド径を、スポットサイズ変換光導波路１０２のモードフィールド径に近づける。これにより、結合効率が向上する。
　ホルダ１０６Ａは、光ファイバ１１０Ａとホルダ１０６Ａの端面が酸化シリコン層１０３の段差１０９に突き当てられた状態で、接着剤１０７により光回路基板１００Ａに固定される。ホルダ１０６Ａの端面を段差１０９に突き当てることで、スポットサイズ変換光導波路１０２の結合端の位置Ｐ１に対し、コア１０４の先端の位置Ｐ２がセルフアラインされる。この突き当て構造により、ホルダ１０６Ａ、及び光ファイバ１１０の位置調整と固定が容易になる。
　図７は、光ファイバ１１０Ａと、光ファイバ１１０Ａを保持するホルダ１０６Ａの先端の加工方法を示す。図７の中央は、光ファイバ１１０Ａを保持するホルダ１０６Ａの底面図、紙面の右側は伝搬方向から見た正面図、紙面の下側は光ファイバ１１０Ａを保持するホルダ１０６Ａの側面図である。光ファイバ１１０は、ホルダ１０６に形成されたＶ字溝１２１に接着剤１１７で固定されている。接着剤１１７は、接着剤１０７と同じであっても異なっていてもよいが、接着剤１１７の屈折率をｎ５とすると、ｎ１≧ｎ５≧ｎ２が望ましい。
　光ファイバ１１０Ａをホルダ１０６ＡのＶ字溝１２１に接着固定した状態で、Ｃの位置からホルダ１０６Ａの先端面１１６ＡのＣ'の位置に向かって、Ｃ－Ｃ'面で斜めに切断し、研磨加工する。その後、ホルダ１０６Ａの先端を、先端面１１６Ａからわずかに後退した位置のＤ－Ｄ'面で切断し、研磨する。Ｃ－Ｃ'面とＤ－Ｄ'面はほぼ直角をなす。ほぼ直角というのは、厳密に９０°の角度をなすのではなく、許容範囲の製造誤差を含み８０°から１００°の範囲を含む。これにより、光ファイバ１１０Ａの斜めの切断面１０８を光回路基板１００Ａの表面に合わせて、ホルダ１０６Ａの先端（すなわちＤ－Ｄ'面）を段差１０９に突き当てることができる。
　第３実施形態の光接続回路デバイス３０の構成は、結合効率の波長依存性と偏光依存性を低減できることに加えて、光ファイバ１１０Ａとスポットサイズ変換光導波路１０２のモードフィールド径を近づけることができる。これにより、結合効率をさらに改善することができる。
　＜第４実施形態＞
　図８は、第４実施形態の光接続回路デバイス４０のｘｚ面に沿った断面模式図である。図９は光接続回路デバイス４０を上面、すなわちｚ方向から見た模式図である。光接続回路デバイス４０は、光回路基板１００Ｂと、この光回路基板１００Ｂに接続される光ファイバ１１０Ｂとを有する。第４実施形態では、光ファイバ１１０Ｂとして、複数のコアを有するマルチコアファイバをホルダ１０６Ｂで保持し、光回路基板１００Ｂに接続する。
　図９に示すように、光ファイバ１１０Ｂは、たとえば、４つのコア１０４＿１、１０４＿２、１０４＿３、及び１０４＿４（以下、適宜「コア１０４」と総称することがある）を有する。光ファイバ１１０Ｂの先端は光軸に対して斜めに切断され、切断面１０８Ｂに４つのコア１０４の端面が露出する。
　光回路基板１００Ｂには、４つのスポットサイズ変換光導波路１０２＿１、１０２＿２、１０２＿３、及び１０２＿４（以下、適宜「スポットサイズ変換光導波路１０２」と総称することがある）が形成されている。光ファイバ１１０Ｂの４つのコア１０４のそれぞれは、対応するスポットサイズ変換光導波路１０２に結合される。
　スポットサイズ変換光導波路１０２＿１、１０２＿２、１０２＿３、及び１０２＿４は、クロストークが生じないように、互いの間隔が拡がる方向に延設されている。スポットサイズ変換光導波路１０２＿１、１０２＿２、１０２＿３、及び１０２＿４の結合端は、切断面１０８Ｂで露出するコア１０４＿１、１０４＿２、１０４＿３、及び１０４＿４の近傍に延びている。
　スポットサイズ変換光導波路１０２＿１の結合端の位置Ｐ１１の座標を（０，０，０）とする。スポットサイズ変換光導波路１０２＿２の結合端の位置Ｐ１２の座標は（ｘ２，ｙ２，０）である。スポットサイズ変換光導波路１０２＿３の結合端の位置Ｐ１３の座標は（ｘ３，ｙ３，０）、スポットサイズ変換光導波路１０２＿４の結合端の位置Ｐ１４の座標は（ｘ４，ｙ４，０）である。
　光ファイバ１１０Ｂの切断面１０８Ａで露出するコア１０４＿１の先端の位置Ｐ２１の座標は、（ｘ１，０，ｚ１）である。コア１０４＿２の先端の位置Ｐ２２の座標は、（ｘ２'，ｙ２，ｚ１）である。コア１０４＿３の先端の位置Ｐ２３の座標は、（ｘ３'，０，ｚ１）、コア１０４＿４の先端の位置Ｐ２４の座標は、（ｘ４'，０，ｚ１）である。４つのコア１０２の先端の位置Ｐ２１から２４は、同じｘｙ面内にある。
　位置Ｐ２１、２２、２３、２４のそれぞれのｙ座標の値は、対応するスポットサイズ変換光導波路１０２の結合端の位置Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４のｙ座標の値を同じである。すなわち、コア１０４は対応するスポットサイズ変換光導波路１０２と同じｘｚ面内に位置するが、スポットサイズ変換光導波路１０２の結合端の位置に対して、ｘ方向とｚ方向にオフセットしている。これを一般化すると、ｋ番目のスポットサイズ変換光導波路１０２＿ｋの結合端の座標を（ｘｋ，ｙｋ，０）とするとき、ｋ番目のコアの先端位置の座標は（ｘｋ'，ｙｋ'，ｚ１）であり、ｘｋ'＞ｘｋ、ｙｋ'＝ｙｋ、かつ、ｚ１＞０である。
　図８を参照すると、コア１０４＿１を伝搬する光は、切断面１０８Ｂでわずかに＋ｚ方向に偏向して酸化シリコン層１０３を進み、位置Ｐ１１で対応のスポットサイズ変換光導波路１０２＿１に入射する。コア１０４＿３を伝搬する光は、切断面１０８Ｂでわずかに＋ｚ方向に偏向して酸化シリコン層１０３を進み、対応のスポットサイズ変換光導波路１０２＿３に入射する。他のコア１０４＿２と１０４＿４を伝搬する光も同様に、酸化シリコン層１０３との界面でわずかに＋ｚ方向に屈折して対応するスポットサイズ変換光導波路１０２＿２と１０２＿４にそれぞれ入射する。
　図８、及び図９に示す構成により、マルチコアファイバを用いる場合も、各コア１０４を光回路基板１００Ｂ上の対応するスポットサイズ変換光導波路１０２に光接続することができる。
　図１０は、光ファイバ１１０Ｂと、光ファイバ１１０Ｂを保持するホルダ１０６Ｂの先端の加工方法を示す。図１０の中央は、光ファイバ１１０Ｂを保持するホルダ１０６Ｂの底面図、紙面の右側は伝搬方向から見た正面図、紙面の下側は光ファイバ１１０Ｂを保持するホルダ１０６Ｂの側面図である。光ファイバ１１０Ｂ、ホルダ１０６Ｂに形成されたＶ字溝１２１に接着剤１１７で固定されている。接着剤１１７は、接着剤１０７と同じであっても異なっていてもよいが、接着剤１１７の屈折率をｎ５とすると、ｎ１≧ｎ５≧ｎ２が望ましい。
　光ファイバ１１０Ｂをホルダ１０６ＢのＶ字溝１２１に接着固定した状態で、Ｃの位置からホルダ１０６Ａの先端面１１６ＢのＣ'の位置に向かって、Ｃ－Ｃ'面で斜めに切断し、研磨加工する。この切断により、図８に示すように、光ファイバ１１０Ｂの先端に４つのコア１０４が露出する楕円形の切断面１０８Ｂが形成される。光ファイバ１１０Ｂの切断面１０８Ｂを光回路基板１００Ｂの表面に対向させ、露出したコア１０４＿１、１０４＿２、１０４＿３、及び１０４＿４の先端が位置Ｐ２１、２２、２３、２４に位置するようにホルダ１０６Ｂを光回路基板１００Ｂに固定する。
　ホルダ１０６Ｂへの光ファイバ１１０Ｂの固定時に、光ファイバ１１０Ｂをファイバの中心軸に対して回転して固定することで、切断面１０８Ｂにおけるファイバコアの先端位置のｘ座標、ｙ座標を、複数のコア１０４間で互いにできるだけ離隔することができる。これにより、クロストークを抑制することができる。
　＜第５実施形態＞
　図１１は、第５実施形態の光接続回路デバイス５０を上面、すなわちｚ方向から見た模式図、図１２は、マルチコアファイバ１１１及び１１２を保持するホルダ１０６Ｃの先端の加工方法を示す。光接続回路デバイス５０は、ホルダ１０６Ｃに２本のマルチコアファイバ１１１と１１２が保持されていることを除いて、第４実施形態の光接続回路デバイス４０と基本構造は同じである。
　図１１の例では、マルチコアファイバ１１１と１１２の各々が、４つのコアを有する。点線で囲んだ領域Ａの結合状態は、第４実施形態の図９に示す結合状態と同じである。マルチコアファイバ１１２の先端の切断面１１８Ｃで、コア１０４＿１、１０４＿２、１０４＿３、１０４＿４の楕円形のコア端面が露出する。各コア端面の先端位置Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４のｘ座標は、対応するスポットサイズ変換光導波路１０２＿１、１０２＿２、１０２＿３、１０２＿４の結合端の位置よりも、＋ｘ方向にオフセットしている。マルチコアファイバ１１１についても、ｙ座標位置が異なることを除いて、４つのコアの結合状態は領域Ａと同じである。
　マルチコアファイバ１１１と１１２のそれぞれで、ｋ番目のスポットサイズ変換光導波路１０２＿ｋの結合端の座標を（ｘｋ，ｙｋ，０）とするとき、ｋ番目のコアの先端位置の座標は（ｘｋ'，ｙｋ'，ｚ１）であり、ｘｋ'＞ｘｋ、ｙｋ'＝ｙｋ、かつ、ｚ１＞０である。
　図１２を参照すると、マルチコアファイバ１１１と１１２は、ホルダ１０６Ｃに形成された２つのＶ字溝１２１に接着剤１１７で接着固定されている。マルチコアファイバ１１１と１１２で、ファイバアレイが構成されている。マルチコアファイバ１１１と１１２を接着固定した状態で、Ｃの位置からホルダ１０６Ｃの先端面１１６ＣのＣ'の位置に向かって、Ｃ－Ｃ'面で斜めに切断し、研磨加工する。
　この切断により、図１１の領域Ａに示すように、マルチコアファイバ１１１と１１２のそれぞれで、４つのコア１０４が露出する楕円形の切断面１０８Ｃが形成される。マルチコアファイバ１１１及び１１２の切断面１０８Ｃを、光回路基板１００の酸化シリコン層１０３の表面に対向させる。各コア端面の最もスポットサイズ変換光導波路１０２に近い先端位置が、位置Ｐ２１、２２、２３、２４に位置するように、ホルダ１０６Ｃを光回路基板に固定する。
　ホルダ１０６Ｃへのマルチコアファイバ１１１及び１１２の固定時に、マルチコアファイバ１１１と１１２のそれぞれをファイバの中心軸に対して回転して固定することで、各切断面１０８Ｃにおけるファイバコアの先端位置のｘ座標、ｙ座標を、複数のコア１０４間で互いにできるだけ離隔することができる。これにより、クロストークを抑制することができる。
　＜第６実施形態＞
　図１３は、第６実施形態の光接続回路デバイス６０のｘｚ面に沿った断面模式図である。光接続回路デバイス６０は、光回路基板１００に形成されたスポットサイズ変換光導波路２０２Ａを有する。スポットサイズ変換光導波路２０２Ａは、位置Ｐ１の＋ｘ側（ｘ＞０）に島状の導波領域２０２ｄを有する。スポットサイズ変換光導波路２０２Ａの結合端は、第１実施形態から第５実施形態と同様に、連続してｘ方向に延びる導波路部分の端部であり、位置Ｐ１（０，０，０）を含む端面である。この結合端は、光ファイバ１１０の先端の位置Ｐ２に対してｘ方向、及びｚ方向にオフセットしている。
　図１４は、スポットサイズ変換光導波路２０２Ａの上面図と側面図である。スポットサイズ変換光導波路２０２Ａは、光回路の光導波路１２２に接続される直線導波路２０２ｃと、テーパ導波路２０２ｂと、直線導波路２０２ａと、島状の導波領域２０２ｄを含む。スポットサイズ変換光導波路２０２Ａの各部分は同じ材料で形成されており、たとえば、Ｓｉの導波路である。テーパ導波路２０２ｂによって、直線導波路２０２ａの幅は直線導波路２０２ｃの幅よりも狭い。島状の導波領域２０２ｄは、直線導波路２０２ａの端部の位置Ｐ１よりも＋ｘ側に形成されている。
　島状の導波領域２０２ｄは、一列に並ぶ複数の島２０２１を含む。各島２０２１のｘｙ面内でのサイズは２５０ｎｍ×２５０ｎｍ以下であり、島２０２１のエッジ間の距離は５００ｎｍ以下である。図１４で島２０２１のｘｙ面内での形状は矩形であるが、島２０２１のサイズと間隔が上記の範囲内であれば、島２０２１の形状は円、楕円、多角形など、どのような形状であってもよい。
　図１３に示すように、島状の導波領域２０２ｄは、光ファイバ１１０の先端の位置Ｐ２のｘ座標の近傍まで延びて、光のフィールド分布を広げる。これにより、光ファイバ１１０のフィールド分布との差異が小さくなって、結合効率を向上するとともに、偏光依存性を制御することができる。島２０２１のｙ方向の幅を変えることによって、主にｙ方向のフィールド分布を変えることができる。また、島２０２１のｘ方向の幅を変えることによって、主にｚ方向のフィールド分布を変えることができる。即ち、ファイバ伝搬光が光回路の光導波路１２２に結合する場合の、光導波炉１２２を伝搬するＴＥ光及びＴＭ光への結合効率が変化する。
　図１５は、別の構成例のスポットサイズ変換導波路２０２Ｂの上面図と側面図である。スポットサイズ変換導波路２０２Ｂは、光回路の光導波路１２２に接続される直線導波路２０２ｃと、テーパ導波路２０２ｂと、直線導波路２０２ａと、島状の導波領域２０２ｅを含む。島状の導波領域２０２ｅでは、複数の島２０２１が２列に配置されている。各島２０２１のｘｙ面内でのサイズは２５０ｎｍ×２５０ｎｍ以下であり、島２０２１のエッジ間の距離は５００ｎｍ以下である。島２０２１を２列に配置することで、ｙ方向のフィールド分布をさらに広げることができる。図１４および図１５に１列ないし２列に配置する例を示したが、各島２０２１のｘｙ面内でのサイズは２５０ｎｍ×２５０ｎｍ以下で、かつ、島２０２１のエッジ間の距離は５００ｎｍ以下であれば、様々な配置が可能であることはいうまでもない。
　＜第７実施形態＞
　図１６は、第７実施形態の光接続回路デバイス７０のｘｚ面に沿った断面模式図である。光接続回路デバイス７０は、光回路基板１００に形成されたスポットサイズ変換光導波路３０２を有する。スポットサイズ変換光導波路３０２は、位置Ｐ１よりも＋ｘ側（ｘ＞０）に、高さの低い導波領域３０２ｆを有する。スポットサイズ変換光導波路３０２の結合端は、同じ高さでｘ方向に延びる導波路部分の端部であり、位置Ｐ１（０，０，０）を含む端面である。この結合端は、光ファイバ１１０の先端の位置Ｐ２に対してｘ方向、及びｚ方向にオフセットしている。
　図１７は、スポットサイズ変換光導波路３０２の上面図と側面図である。スポットサイズ変換光導波路３０２は、光回路の光導波路１２２に接続される直線導波路３０２ｃと、テーパ導波路３０２ｂと、直線導波路３０２ａと、スポットサイズ変換光導波路３０２の他の部分よりも高の低い導波領域３０２ｆを含む。スポットサイズ変換光導波路３０２の各部分は同じ材料で形成されており、たとえば、Ｓｉの導波路である。テーパ導波路２０２ｂによって、直線導波路２０２ａの幅は直線導波路２０２ｃの幅よりも狭くなっているが、これらの導波部分の高さは同じである。高さの低い導波領域３０２ｆの幅は直線導波路３０２ａの幅と同じであるが、高さは直線導波路３０２ａの高さよりも低い。位置Ｐ１よりも＋ｘ側に延びる領域で高さを低減することで、主にｚ方向の光のフィールド分布が広がり、光ファイバ１１０のフィールド分布との差異が小さくなって、結合効率が向上する。また、フィールド分布が変化すると、ファイバ伝搬光が１２２に結合する場合の１２２を伝搬するＴＥ光及びＴＭ光への結合効率が変化するので、偏光依存性を制御することが可能である。
　図１７では、導波領域３０２ｆの高さは階段状に低くなっているが、直線導波路３０２ａの端部から傾斜して連続的に低くなってもよい。
　以上、特定の実施形態に基づいて本発明を説明してきたが、本発明の上記の構成例に限定されず、多様な代替、置換、組み合わせを含む。第１実施形態から第７実施形態の構成は、相互に組み合わせ可能である。たとえば、第５実施形態で複数のマルチコアファイバでファイバアレイを形成する構成を、複数のＳＭＦでファイバアレイを形成する構成に適用してもよい。第６実施形態と第７実施形態のスポットサイズ変換光導波路の構成は、第２実施形態から第５実施形態に適用可能である。第３実施形態から第５実施形態で、斜めの切断面１０８と酸化シリコン層１０３の間に、接着剤１０７の層を介在させてもよい。マルチコアファイバのコア数は４つに限定されず、２つのコア、または３つのコアを含んでもよい。
　いずれの構成でも、ファイバと光回路基板が浅い角度、たとえば３°から３０°の角度で接続されるので、実装体積を低減できる。いずれの構成も、方向性結合や回折格子結合を利用せずに光ファイバの出射光をシリコン細線導波路などの光導波路に結合するので、結合効率の偏光依存性と波長依存性を低減することができる。さらに、公知の構成ではマルチコアファイバを光結合することは困難であったが、実施形態の光接続構成を採用することで、マルチコアファイバをスポットサイズ変換光導波路に光結合することができる。
　光ファイバのコア１０４、ファイバクラッド１０５、光回路基板上の酸化シリコン層１０３、及び接着剤１０７の屈折率を調整することで、高効率の光結合が可能になる。光回路基板１００の表面の凹凸を接着剤で吸収する構成を採用する場合は、不要な反射を抑制して、結合効率の低下を抑制することができる。いずれの接続構成も組立が容易であり、作製コストを低減できる。
　実施形態の光接続回路デバイスは、車載光ネットワークや、その他の様々な光ネットワークに利用されるシリコンフォトニクス製品において、光ファイバと光回路基板上の光導波路との接続に利用される。
　この出願は、２０２１年１２月８日に出願された日本国特許出願第２０２１－１９９５６０号に基づいて、その優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を含む。
　１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０　光接続回路デバイス
　１００、１００Ａ、１００Ｂ　光回路基板
　１０１　シリコン基板
　１０２、１０２＿１、１０２＿２、１０２＿３、１０２＿４、２０２Ａ、２０２Ｂ、３０２　スポットサイズ変換光導波路（光結合用導波路）
　１０２ａ、１０２ｃ、２０２ａ、２０２ｃ、３０２ａ、３０２ｃ　直線導波路
　１０２ｂ、２０２ｂ、３０２ｂ　テーパ導波路
　１０３　酸化シリコン層（導波路クラッド）
　１０４、１０４＿１、１０４＿２、１０４＿３、１０４＿４　コア
　１０５　ファイバクラッド
　１０６、１０６Ａ、１０６Ｂ，１０６Ｃ　ホルダ
　１０７、１１７　接着剤
　１０８、１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ　切断面
　１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ　光ファイバ
　１１１、１１２　マルチコアファイバ
　１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ　先端面
　２０２ｄ、２０２ｅ　島状の導波領域
　３０２ｆ　導波領域
　２０２１　島

Claims (10)

  1. 　光導波路で形成される光回路を有する光回路基板と、
    　前記光回路基板に接続される光ファイバと、
    　前記光回路基板上に形成され、前記光ファイバと前記光回路を光学的に接続する光結合用導波路と、
    を備え、
    　前記光ファイバは、当該光ファイバの光軸に対して３°以上、３０°以下の角度で斜めに切断された切断面を有し、前記切断面で前記光回路基板に接続され、
    　前記光回路基板の法線方向をｚ方向、ｚ方向に直交するｘｙ面内で前記光結合用導波路の光軸が前記光ファイバに向かって延びる方向をｘ方向、ｘ方向及びｚ方向に直交する方向をｙ方向とすると、前記光結合用導波路の結合端の第１位置に対して、前記切断面に露出するコア端面の先端の第２位置は、ｘ方向、及びｚ方向にオフセットしている、
    光接続回路デバイス。
  2. 　前記光ファイバの光軸は、ｘｚ面内にあり、前記第１位置の座標を（０，０，０）、前記第２位置の座標を（ｘ１，０，ｚ１）とすると、ｘ１＞０，かつｚ１＞０である、
    請求項１に記載の光接続回路デバイス。
  3. 　前記光ファイバを保持するホルダ、
    を有し、前記ホルダは、前記光ファイバの前記切断面とほぼ直交する面で切断された先端面を有する、
    請求項１または２に記載の光接続回路デバイス。
  4. 　前記光回路基板の表面に段差が設けられ、
    　前記ホルダの前記先端面は前記段差に突き当てられている、
    請求項３に記載の光接続回路デバイス。
  5. 　前記光ファイバはシングルモードファイバである、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の光接続回路デバイス。
  6. 　前記光ファイバは、ｍ個（ｍは２以上の整数）のコアを有するマルチコアファイバであり、
    　前記光回路基板上にｍ個の前記光結合用導波路が形成されており、
    　ｋ番目の前記光結合用導波路の結合端の座標を（ｘｋ，ｙｋ，０）とするとき、ｋ番目のコアの先端位置の座標は（ｘｋ'，ｙｋ'，ｚ１）であり、
    　ｘｋ'＞ｘｋ、ｙｋ'＝ｙｋ、ｚ１＞０である、
    請求項１に記載の光接続回路デバイス。
  7. 　複数の前記光ファイバで構成されるファイバアレイ、
    を備える請求項１から６のいずれか１項に記載の光接続回路デバイス。
  8. 　前記光結合用導波路は導波路クラッドで覆われており、
    　前記光ファイバの前記切断面は、使用波長に対して透明な接着剤で前記光回路基板に固定されており、
    　前記光ファイバのコアの屈折率をｎ１、ファイバクラッドの屈折率をｎ２、前記導波路クラッドの屈折率をｎ３、前記接着剤の屈折率をｎ４とすると、ｎ１≧ｎ３≧ｎ２、かつ、ｎ１≧ｎ４≧ｎ２である、
    請求項１から７のいずれか１項に記載の光接続回路デバイス。
  9. 　前記光結合用導波路は、前記第１位置から＋ｘ方向に延びる島状の導波領域を有する、
    請求項１から８のいずれか１項に記載の光接続回路デバイス。
  10. 　前記光結合用導波路は、前記第１位置から＋ｘ方向に延びる、前記光結合用導波路の他の部分よりも高さの低い導波領域を有する、
    請求項１から８のいずれか１項に記載の光接続回路デバイス。
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