[go: up one dir, main page]

WO2020039636A1 - 光コネクタ部、及び、光接続構造体 - Google Patents

光コネクタ部、及び、光接続構造体 Download PDF

Info

Publication number
WO2020039636A1
WO2020039636A1 PCT/JP2019/012687 JP2019012687W WO2020039636A1 WO 2020039636 A1 WO2020039636 A1 WO 2020039636A1 JP 2019012687 W JP2019012687 W JP 2019012687W WO 2020039636 A1 WO2020039636 A1 WO 2020039636A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical
optical path
path conversion
conversion member
fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/012687
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
多賀彦 佐場野
西村　顕人
晋 中谷
大貴 朝田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to EP19850871.5A priority Critical patent/EP3842846A4/en
Priority to CN201980031547.9A priority patent/CN112105977B/zh
Priority to US17/058,281 priority patent/US11372164B2/en
Publication of WO2020039636A1 publication Critical patent/WO2020039636A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/124—Geodesic lenses or integrated gratings
    • 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
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
    • 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
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/34—Optical coupling means utilising prism or grating
    • 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
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device

Definitions

  • the present invention relates to an optical connector and an optical connection structure.
  • Patent Document 1 describes an optical connection structure in which an end face of an optical fiber is opposed to an optical element (surface emitting laser) and the optical fiber is connected to the optical element.
  • Patent Documents 2 and 3 and Non-Patent Document 1 describe grating couplers for inputting and outputting optical signals. These documents describe that the optical signal output from the grating coupler is inclined with respect to the vertical direction of the substrate.
  • the object of the present invention is to provide a novel structure capable of optically connecting a grating coupler and a single mode optical fiber with high precision.
  • a main invention for achieving the above object is to provide an optical path changing member having a fiber holding portion for holding a single mode optical fiber along a first direction, a reflecting surface for reflecting an optical signal, A relay member provided on a substrate provided with a grating coupler for inputting and outputting an optical signal in a second direction inclined with respect to a direction, wherein the optical path conversion member and the relay member respectively input and output an optical signal.
  • a convex lens is formed on each of the incident / exit surfaces of the optical path conversion member and the relay member, and the convex lens is formed between the optical path conversion member and the convex lens of the relay member.
  • the collimated light of the optical signal is input and output, and the direction of the optical signal is changed by the reflection surface of the optical path conversion member, thereby forming the single mode light.
  • An optical connector portion characterized in that for optically coupling between Aiba and the grating coupler.
  • optical connection between the grating coupler and the single mode optical fiber can be performed with high precision.
  • FIG. 1A is a sectional view of the optical connection structure of the present embodiment
  • FIG. 1B is an enlarged sectional view of the substrate 10.
  • FIG. 2A is an explanatory diagram of the lens arrangement of the present embodiment
  • FIG. 2B is an explanatory diagram showing a modified example of the lens arrangement.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating an optical connection structure of a first comparative example
  • FIG. 3B is a diagram illustrating an optical connection structure of a second comparative example.
  • FIG. 2 is an overall perspective view of an optical connector unit 30 of the embodiment.
  • 5A and 5B are exploded views of the optical connector unit 30.
  • FIG. 6A is a layout diagram of the positioning portion (the positioning hole 32D and the positioning pin 31H) in the optical connector portion 30 of the present embodiment
  • FIG. 6B is a layout diagram of the positioning portion of the comparative example. It is an expanded sectional view near the fiber side entrance / exit surface 31D.
  • An optical path changing member having a fiber holding portion for holding a single mode optical fiber along a first direction, a reflecting surface for reflecting an optical signal, and light in a second direction inclined with respect to a direction perpendicular to the substrate surface
  • a relay member provided on a substrate provided with a grating coupler for inputting and outputting a signal, wherein the optical path conversion member and the relay member each have an input / output surface for inputting / outputting an optical signal, and the optical path conversion member
  • a convex lens is formed on each of the input / output surfaces of the relay member, and the collimated light of the optical signal is input and output between the optical path conversion member and the respective convex lenses of the relay member.
  • optical connector portion characterized in that for optically coupling is revealed. According to such an optical connector, optical connection (optical coupling) between the grating coupler and the single mode optical fiber can be performed with high precision.
  • the thermal expansion coefficient of the relay member is closer to the thermal expansion coefficient of the substrate than the thermal expansion coefficient of the optical path conversion member. Therefore, the influence on the optical connection due to the difference in thermal expansion between the optical path conversion member and the substrate can be reduced.
  • the optical axis of the convex lens of the optical path conversion member is inclined with respect to a direction perpendicular to the substrate surface so as to be along the second direction. As a result, loss of an optical signal due to aberration (coma and astigmatism) can be suppressed.
  • the optical axis of the convex lens of the relay member is inclined with respect to a direction perpendicular to the substrate surface so as to be along the second direction. As a result, loss of an optical signal due to aberration (coma and astigmatism) can be suppressed.
  • the fiber holding section holds a plurality of single mode optical fibers arranged in the width direction
  • the optical path changing member has three positioning pins arranged in the width direction
  • the relay member has the width.
  • the three positioning holes to which the positioning pins fit, the center positioning hole of the three positioning holes aligned in the width direction is a long hole elongated in the first direction
  • two of the three positioning holes arranged in the width direction at the end are long holes long in the width direction.
  • the optical path conversion member an inclined surface inclined with respect to a surface perpendicular to the first direction, a surface perpendicular to the first direction, abutting portion that contacts the cladding of the single mode optical fiber,
  • a core of the single mode optical fiber is arranged to face the inclined surface.
  • An optical path changing member having a fiber holding portion for holding the single mode optical fiber along the first direction; a reflecting surface for reflecting an optical signal; and a second direction inclined with respect to a direction perpendicular to the substrate surface.
  • a substrate provided with a grating coupler for inputting / outputting an optical signal, and a relay member provided on the substrate, the optical path conversion member and the relay member each have an input / output surface for inputting / outputting an optical signal.
  • a convex lens is formed on each of the entrance and exit surfaces of the optical path conversion member and the relay member, and collimation of the optical signal between the optical path conversion member and the convex lens of the relay member.
  • the single mode optical fiber and the gray Optical connection structure characterized by for optically coupling between the Ingukapura becomes apparent. According to such an optical connection structure, an optical connection can be made between the grating coupler and the single mode optical fiber with high accuracy.
  • FIG. 1A is a sectional view of the optical connection structure of the present embodiment
  • FIG. 1B is an enlarged sectional view of the substrate 10.
  • front-back direction is the direction of the optical axis of the single mode optical fiber 20, and is a direction parallel to the surface of the substrate 10 (hereinafter, also referred to as the substrate surface).
  • the end face side of the single mode optical fiber 20 in the front-rear direction is defined as “front”, and the opposite side is defined as “rear”.
  • the vertical direction is a direction perpendicular to the substrate surface. In the vertical direction, the side of the single mode optical fiber 20 as viewed from the substrate 10 is defined as “up”, and the opposite side is defined as “down”.
  • the front-rear direction may be referred to as a “first direction”.
  • a direction parallel to the optical path of the optical signal between the grating coupler 14 and the reflection surface 31E may be referred to as a “second direction”.
  • the optical connection structure according to the present embodiment includes the substrate 10, the single mode optical fiber 20, and the optical connector 30.
  • the substrate 10 is a substrate made of silicon, on which the optical waveguide 12 (silicon waveguide) is formed.
  • the optical waveguide 12 is a transmission path for an optical signal, and is formed above the substrate 10.
  • the size can be extremely reduced as compared with a conventional quartz-based waveguide, and a high thermo-optic constant can be obtained. Further, it can be manufactured by a CMOS (Complementary metal oxide semiconductor) process, and has good compatibility with electronic circuits.
  • CMOS Complementary metal oxide semiconductor
  • a plurality of grooves are formed in the surface layer of the optical waveguide 12 of the substrate 10, whereby the grating coupler 14 is provided.
  • the grating coupler 14 diffracts an optical signal propagating through the optical waveguide 12 and emits the signal upward or downward (here, upward) to optically couple with an optical fiber (here, a single mode optical fiber 20). Conversely, it is also used for optical coupling in the opposite direction (the direction from the single mode optical fiber 20 to the optical waveguide 12).
  • the grating coupler 14 inputs and outputs an optical signal in a direction (second direction) inclined with respect to a direction (vertical direction) perpendicular to the substrate surface.
  • second direction inclined with respect to a direction (vertical direction) perpendicular to the substrate surface.
  • the direction in which the light emitting performance or light receiving performance of the grating coupler 14 is maximized is approximated by one line (broken line).
  • the angle ⁇ in the drawing is a direction (second direction) in which the intensity of the light output from the grating coupler 14 is maximum.
  • the angle ⁇ can be obtained by measuring the intensity distribution of the light output from the grating coupler 14.
  • the grating coupler 14 can be easily formed by photolithography technology.
  • the single-mode optical fiber 20 includes a core 21 at the center and a clad 22 covering the periphery of the core 21 (see FIG. 3). Further, the outside is covered with a jacket 23 (see FIG. 5) and the like.
  • the single mode optical fiber 20 is an optical fiber that transmits an optical signal in a single mode by reducing the core diameter. Therefore, the signal of the single mode optical fiber 20 is less likely to deteriorate than that of the multimode optical fiber, and the transmission distance of the optical signal can be extended (long-distance transmission). However, since the core diameter is small, it is susceptible to bending, and the attenuation due to mismatch at the time of connection is large, so that it is required to improve the optical path design of the optical signal. In the following description, the single mode optical fiber 20 is also called an SM optical fiber 20.
  • the optical connector 30 is a part for optically connecting (optically coupling) the grating coupler 14 of the substrate 10 and the SM optical fiber 20, and includes an optical path changing member 31 and a relay member 32.
  • the optical path conversion member 31 is a member that changes the direction of a light transmission path (optical path), and is formed of a transparent resin in the present embodiment.
  • a transparent resin polyetherimide (PEI), polycarbonate (PC), cyclic olefin copolymer (COC), or the like can be used.
  • the optical path conversion member 31 has a fiber holding portion 31A, a concave portion 31B, a lens 31C, a fiber-side entrance / exit surface 31D, and a reflection surface 31E.
  • the fiber holding portion 31A is a portion for fixing (holding) the end of the SM optical fiber 20 in the front-rear direction (first direction).
  • the fiber holding portion 31A includes a V groove 31F and a top plate 312, which will be described later.
  • the configuration is not limited thereto, and any configuration may be used as long as the end of the SM optical fiber 20 can be held. For example, it may be a fiber hole.
  • the concave portion 31B is a portion that is depressed upward on the lower surface of the optical path conversion member 31 (boundary surface with the relay member 32). As shown in FIG. 1A, the bottom surface of the recess 31B (here, the upper end of the depression) is inclined with respect to the substrate surface (a surface perpendicular to the vertical direction). More specifically, the bottom surface of recess 31B is perpendicular to the second direction.
  • the lens 31C is provided in the concave portion 31B and is formed to be convex downward (that is, a convex lens).
  • the lens surface of the lens 31C is a surface on which an optical signal enters or exits (here, an entrance surface), and is an entrance / exit surface on the substrate 10 side of the optical path conversion member 31. Since the lens 31C is provided on the bottom surface (inclined surface) of the concave portion 31B, the optical axis of the lens 31C is inclined with respect to a direction perpendicular to the substrate surface. Specifically, the optical axis of the lens 31C is parallel to the second direction. Note that an AR coating may be applied to the lens surface of the lens 31C. By applying the AR coating, reflection occurring at the interface between the lens 31C and air can be prevented, and loss of an optical signal can be suppressed (the same applies to a lens 32C described later).
  • the fiber-side entrance / exit surface 31D is a surface (here, an exit surface) on which an optical signal enters or exits from the end surface of the SM optical fiber 20.
  • the fiber-side entrance / exit surface 31D is slightly inclined with respect to the vertical direction (see FIG. 7).
  • the reflection surface 31E is a flat surface (flat surface) for reflecting an optical signal. No lens is provided on the reflection surface 31E of the present embodiment. The reason will be described later.
  • the relay member 32 is a member provided between the optical path conversion member 31 and the substrate 10.
  • the relay member 32 is made of a material capable of transmitting an optical signal and having a coefficient of thermal expansion closer to the coefficient of thermal expansion of the substrate 10 (silicon) than the coefficient of thermal expansion of the optical path conversion member 31 (transparent resin). I have.
  • the relay member 32 is formed of quartz glass (silica glass), but is not limited thereto, and may be formed of another material (for example, borosilicate glass or the like).
  • the thermal expansion coefficient of the optical path conversion member 31 (transparent resin) is 60 ppm, while the thermal expansion coefficients of the substrate 10 and the relay member 32 are in the range of 3 to 8 ppm.
  • the relay member 32 has a substrate-side entrance / exit surface 32A, a concave portion 32B, and a lens 32C.
  • the substrate-side input / output surface 32A is a surface facing the substrate 10, and is a surface on which an optical signal is incident or emitted (here, an incident surface).
  • the recess 32B is a portion that is recessed downward on the upper surface of the relay member 32.
  • the concave portion 32B is provided at a position facing the concave portion 31B of the optical path conversion member 31, and a void is formed by the concave portion 31B and the concave portion 32B.
  • the bottom surface of the recess 32B is parallel to the bottom surface of the recess 31B. That is, the bottom surface of the concave portion 32B is inclined with respect to the substrate surface (a surface perpendicular to the vertical direction) and perpendicular to the second direction.
  • the lens 32C is provided in the concave portion 32B and is formed in a convex shape upward (ie, a convex lens).
  • the lens surface of the lens 32C is a surface on which an optical signal enters or exits (here, an exit surface), and is an entrance / exit surface of the relay member 32 on the SM optical fiber 20 side. Since the lens 32C is provided on the bottom surface of the concave portion 32B, the optical axis of the lens 32C is inclined with respect to a direction perpendicular to the substrate surface. Specifically, the optical axis of the lens 32C is parallel to the second direction, and is parallel to the optical axis of the lens 31 of the optical path changing member 31. Note that an AR coating may be applied to the lens surface of the lens 32C.
  • FIG. 2A is an explanatory diagram of the lens arrangement of the present embodiment
  • FIG. 2B is an explanatory diagram showing a modified example of the lens arrangement.
  • the dashed line in the figure indicates the optical axis.
  • both the bottom surface of the concave portion 31B and the bottom surface of the concave portion 32B are inclined with respect to the substrate surface, and the lens 31C provided in the concave portion 31B and the lens provided in the concave portion 32B 32C is also inclined with respect to the substrate surface.
  • the optical axis of the lens 31C and the optical axis of the lens 32C are each inclined with respect to the up-down direction along the second direction.
  • the direction of the optical signal emitted from the grating coupler 14 is the second direction
  • the lens 31C and the lens 32C are arranged to face each other so that the optical axis is along the second direction, aberration (coma aberration and Optical signal loss due to astigmatism) can be suppressed.
  • the bottom surface of the concave portion 32B is perpendicular to the vertical direction, and the lens 32C is not inclined (the optical axis of the lens 32C is perpendicular to the substrate 10).
  • the lens 32C when the aberration is within an allowable range, or when the aberration can be corrected by using a special lens (such as an aspherical lens) as the lens 32C, optical coupling can be performed.
  • a special lens such as an aspherical lens
  • the concave portion 32B and the lens 32C do not need to be inclined, the manufacture of the relay member 32 is facilitated.
  • the relay member 32 is made of silica which is difficult to process as in the present embodiment, it is advantageous in manufacturing the relay member 32 not to incline the concave portion 32B and the lens 32C as in this modification.
  • the optical axis of the lens 31C may be in a direction perpendicular to the substrate 10.
  • the lens 31C of the optical path conversion member 31 has the optical axis of the substrate as shown in FIG. 2B. It is desirable to be formed so as to be inclined with respect to the direction perpendicular to 10.
  • the optical signal propagated through the optical waveguide 12 is diffracted by the grating coupler 14 and emitted in a direction (second direction) inclined by an angle ⁇ with respect to a direction perpendicular to the substrate surface (up-down direction).
  • the optical signal emitted from the grating coupler 14 is incident on the substrate-side incident surface 32A of the relay member 32 and propagates inside the relay member 32.
  • the optical path at this time is along the second direction, and is inclined with respect to the vertical direction.
  • an optical signal is emitted from the lens 32C of the relay member 32.
  • the optical signal emitted at this time is almost collimated light.
  • the optical signal (collimated light) propagates through the gap between the relay member 32 and the optical path changing member 31 (the gap formed by the concave portions 32B and 31B, between the lenses 32C and 31C).
  • the optical path at this time is also along the second direction, and is inclined with respect to the vertical direction.
  • the optical signal that has propagated through the gap enters the lens 31C of the optical path changing member 31, and is gradually focused toward the end face of the optical fiber.
  • the optical signal propagates between the lens 31C and the reflecting surface 31E (the optical path between them also extends along the second direction and is inclined with respect to the vertical direction).
  • the optical signal is reflected by the reflection surface 31E, and the optical path is changed (the optical path of the optical signal is changed from the second direction to the first direction).
  • the reflected optical signal propagates between the reflection surface 31E and the fiber-side input / output surface 31D.
  • the optical path at this time is a direction (first direction) parallel to the substrate 10. Then, an optical signal is emitted from the fiber side entrance / exit surface 31D toward the end face of the SM optical fiber 20 (the optical path at this time is also in the first direction).
  • FIG. 3A is a diagram illustrating an optical connection structure of a first comparative example
  • FIG. 3B is a diagram illustrating an optical connection structure of a second comparative example.
  • the SM optical fiber 20 is bent toward the substrate 10.
  • the SM optical fiber 20 it is necessary to use the SM optical fiber 20 by bending it.
  • the cost of a member for holding the bent fiber and the number of steps for bending the fiber are required.
  • the SM optical fiber 20 since the optical path is converted using the optical path conversion member 31, the SM optical fiber 20 does not need to be bent. Thereby, the dimension in the height direction can be suppressed.
  • the optical path conversion member 31 ′ is directly disposed on the substrate 10.
  • the optical path conversion member 31E ' is formed of a transparent resin similarly to the optical path conversion member 31E, and has a reflection surface 31E'. Note that a lens is provided on the reflection surface 31E '(that is, the reflection surface 31E' is not a flat surface).
  • the substrate 10 is formed of silicon and the optical path conversion member 31 'is formed of resin (transparent resin), the difference in thermal expansion between the substrate 10 and the optical path conversion member 31' increases. .
  • the optical path conversion member 31 ′ is fixed to the substrate 10 (for example, adhesively fixed), when the temperature environment changes, the substrate 10 and the optical path conversion member 31 ′ are separated, and the substrate 10 and the optical path conversion member 31 ′ are separated.
  • optical connection with the optical signal 31 ' may be difficult (loss of an optical signal may increase).
  • the relay member 32 is disposed between the substrate 10 and the optical path changing member 31.
  • the difference in thermal expansion between the substrate 10 (silicon) and the relay member 32 (silica glass) is small.
  • the problem of optical connection due to the difference in thermal expansion between the substrate 10 and the relay member 32 hardly occurs (reason 1).
  • the optical connection between the grating coupler 14 and the SM optical fiber 20 can be performed with high accuracy.
  • a lens is disposed on the reflection surface 31E '.
  • the degree of influence due to the change in the surface increases, and the required molding accuracy becomes extremely severe. Further, manufacturing errors become more noticeable.
  • the reflecting surface 31E is a flat surface and no lens is provided. Therefore, molding accuracy as in the case of the second comparative example is not required, and manufacturing errors are less noticeable (described below). Further, by making the reflecting surface 31E flat, it becomes easy to totally reflect the inclined light from the grating coupler 14.
  • the angle of the incident surface is misaligned, the angle of the light propagating through the transparent resin (light refracted on the incident surface) will be approximately half of the angle of the incident surface (a general transparent resin). (Assuming a refractive index).
  • the angle of the reflecting surface shifts, the light after the light path conversion (light reflected by the reflecting surface) will be lost.
  • the angle shift is twice the angle shift of the reflecting surface.
  • the influence of the molding error is four times different. Therefore, when the reflecting surface 31E is made flat while the lens 31C is provided on the light entrance / exit surface of the optical path conversion member 31 as in the present embodiment, the lens is disposed on the reflecting surface 31E 'as in the second comparative example.
  • the influence of the molding error of the optical path conversion member 31 can be reduced as compared with the case where the optical path conversion member 31 is formed.
  • a single-mode optical fiber is used as in the present embodiment, it is required to improve the optical path design of the optical signal. Therefore, it is particularly important to reduce the influence of the molding error of the optical path conversion member 31. .
  • the optical connection structure of the present embodiment includes a substrate 10 provided with a grating coupler 14 for inputting / outputting an optical signal in a second direction inclined with respect to the vertical direction, an SM optical fiber 20, and the grating coupler 14. And an optical connector unit 30 for optically coupling between them.
  • the optical connector unit 30 is provided on the substrate 10 and an optical path conversion member 31 having a fiber holding unit 31A that holds the SM mode optical fiber 20 along the first direction, a reflection surface 31E that reflects an optical signal.
  • a relay member 32 to be provided.
  • Each of the optical path conversion member 31 and the relay member 32 has an input / output surface for inputting / outputting an optical signal.
  • a lens 31C (convex lens) is formed on the input / output surface of the optical path conversion member 31, and the input / output surface of the relay member 32 is provided.
  • a lens 32C (convex lens) is formed on the exit surface.
  • the collimated light of the optical signal is made to enter and exit from the lens 31C of the optical path conversion member 31 and the lens 32C of the relay member 32, and the direction of the optical signal is changed by the reflection surface 31E of the optical path conversion member 31.
  • the SM optical fiber 20 and the grating coupler 14 are optically coupled. Thereby, the optical connection between the grating coupler 14 and the SM optical fiber 20 can be made with high precision.
  • a material (silica glass) having a coefficient of thermal expansion closer to that of the substrate 10 (silicon) than that of the optical path conversion member 31 (transparent resin) is used as the relay member 32. . Thereby, the influence on the optical connection due to the difference in the thermal expansion between the optical path conversion member 31 and the substrate 10 can be reduced.
  • the optical axis of the lens 31C of the optical path conversion member 31 is inclined with respect to the vertical direction so as to be along the second direction. As a result, loss of an optical signal due to aberration (coma and astigmatism) can be suppressed.
  • the optical axis of the lens 32C of the relay member 32 is inclined with respect to the vertical direction so as to be along the second direction. As a result, loss of an optical signal due to aberration (coma and astigmatism) can be suppressed.
  • FIG. 4 is an overall perspective view of the optical connector unit 30 of the present embodiment.
  • FIGS. 5A and 5B are exploded views of the optical connector section 30.
  • FIG. 5A and 5B are exploded views of the optical connector section 30.
  • the front-back direction, the up-down direction, and the left-right direction are defined.
  • the front-rear direction and the up-down direction are the same as those in FIG.
  • the left-right direction is a direction orthogonal to the up-down direction and the front-back direction.
  • the right side when viewing the front side from the rear side is “right”, and the left side is “left”.
  • the left-right direction may be referred to as a “width direction”.
  • the optical connector section 30 includes the optical path changing member 31 and the relay member 32.
  • the optical connector section 30 of the present embodiment optically connects the grating coupler 14 of the substrate 10 and the plurality of SM optical fibers 20.
  • the plurality of SM optical fibers 20 are arranged in the left-right direction (width direction).
  • a plurality of grating couplers 14 are arranged on the substrate 10 (not shown in FIG. 4) in the left-right direction (width direction).
  • the optical path conversion member 31 has a main body 311 and a top plate 312.
  • the main body 311 is a part that forms the main body of the optical path conversion member 31, and includes a concave portion 31B, a lens 31C, a fiber-side input / output surface 31D, a reflection surface 31E, a V-groove 31F, an abutment portion 31G, and a positioning pin 31H.
  • the concave portion 31B is a portion that is depressed upward on the lower surface of the optical path conversion member 31 (boundary surface with the relay member 32), and is formed to be elongated along the left-right direction as shown in FIG. 5B. Further, the bottom surface of the concave portion 31B is inclined with respect to the vertical direction.
  • a plurality of lenses 31C are provided side by side in the left-right direction in the concave portion 31B (lens array).
  • the plurality of lenses 31C correspond to the plurality of SM optical fibers 20, respectively.
  • the optical axis of each lens 31C is inclined with respect to the vertical direction.
  • the fiber-side entrance / exit surface 31D is a surface (here, an exit surface) on which an optical signal enters or exits from the end surface of the SM optical fiber 20. As described above, the fiber-side entrance / exit surface 31D is slightly inclined with respect to the vertical direction.
  • the reflection surface 31E is a flat surface (flat surface) for reflecting an optical signal (converting an optical path).
  • the V groove 31F is a groove-shaped portion having a V-shaped cross section, and is provided behind the reflection surface 31E. Also, a plurality of V grooves 31F are provided side by side in the left-right direction corresponding to the plurality of SM optical fibers 20. The end of the SM optical fiber 20 is arranged in each V-groove 31F.
  • the abutting portion 31G is a portion to which the end surface (tip surface) of the SM optical fiber 20 abuts, and is configured by a surface perpendicular to the optical axis (first direction) (hereinafter, also referred to as abutting surface). This abutment surface comes into contact with the cladding 22 on the end surface of the SM optical fiber 20 (described later).
  • the positioning pin 31H is a protruding portion that protrudes downward from the lower surface of the main body 311 and is provided on the SM optical fiber 20 side (that is, the rear side) when viewed from the reflection surface 31E.
  • three positioning pins 31H (right end pin 31HR, left end pin 31HL, and center pin 31HC) are provided at intervals in the left-right direction.
  • the three positioning pins 31H have the same shape (cylindrical shape).
  • Right end pin 31HR is provided on the rightmost of three positioning pins 31H.
  • the left end pin 31HL is provided on the leftmost of the three positioning pins 31H.
  • the center pin 31HC is provided between (in the middle of) the right end pin 31HR and the left end pin 31HL.
  • the three positioning pins 31H (right end pin 31HR, left end pin 31HL, center pin 31HC) are inserted (fitted) into three positioning holes 32D (right end hole 32DR, left end hole 32DL, center hole 32DC) of the relay member 32, respectively. ) Is done. Thereby, the positioning of the optical path conversion member 31 and the relay member 32 is performed.
  • the top plate 312 is a plate-shaped member arranged on the V-shaped groove 31F of the main body 311.
  • the SM optical fiber 20 is fixed (held) by being sandwiched between the V groove 31F and the top plate 312. That is, the top plate 312 and the V groove 31F correspond to the fiber holding portion 31A that holds the SM optical fiber 20.
  • a fiber hole may be provided, and the end of the SM optical fiber 20 may be inserted into the fiber hole and fixed (held).
  • the relay member 32 has a substrate-side entrance / exit surface 32A, a concave portion 32B, a lens 32C, and a positioning hole 32D.
  • the substrate-side input / output surface 32A is a surface facing the substrate 10 and is a surface on which an optical signal enters or exits.
  • the recess 32B is a portion that is recessed downward on the upper surface of the relay member 32, and is formed to be elongated along the left-right direction. Further, the bottom surface of the concave portion 32B is inclined with respect to the substrate surface (a surface perpendicular to the vertical direction).
  • a plurality of lenses 32C are provided side by side in the left-right direction in the recess 32B (lens array).
  • the plurality of lenses 32C correspond to the plurality of SM optical fibers 20 and the plurality of lenses 31C, respectively.
  • the optical axis of each lens 32C is inclined with respect to the vertical direction.
  • the positioning hole 32D is a hole (a long hole in the present embodiment) for positioning the optical path conversion member 31 and the relay member 32 by inserting the positioning pin 31H of the optical path conversion member 31.
  • the relay member 32 is provided with three positioning holes 32D (right end hole 32DR, left end hole 32DL, and center hole 32DC) corresponding to the three positioning pins 31H of the optical path conversion member 31.
  • the right end hole 32DR is a hole into which the right end pin 31HR is inserted, and is provided at the rightmost of the three positioning holes 32D.
  • the right end hole 32DR is formed as an elliptical hole (long hole in the width direction) having a long axis in the left-right direction.
  • the length (minor diameter) of the minor axis of the ellipse is substantially equal to the diameter of the positioning pin 31H, and the length (major axis) of the major axis is larger than the diameter of the positioning pin 31H (the left end hole 32DL and the central hole 32DC).
  • the left end hole 32DL is a hole into which the left end pin 31HL is inserted, and is provided at the leftmost of the three positioning holes 32D.
  • the left end hole 32DL is also formed as an elliptical hole with a long axis in the left-right direction (a long hole in the width direction). That is, the long axis of the left end hole 32CL is in the same direction as the long axis of the right end hole 32DR.
  • the center hole 32DC is a hole into which the center pin 31HC is inserted, and is provided between the right end hole 32DR and the left end hole 32DL.
  • the central hole 32DC is provided in an elliptical hole (a long hole that is long in the first direction) whose longitudinal axis is a longitudinal method. That is, the direction of the long axis of the central hole 32DC is different from the direction of the long axis of the right end hole 32DR and the left end hole 32DL.
  • FIG. 6A is a layout diagram of the positioning portion (the positioning hole 32D and the positioning pin 31H) in the optical connector portion 30 of the present embodiment
  • FIG. 6B is a layout diagram of the positioning portion of the comparative example.
  • a right end pin 31HR and a left end pin 31HL are provided as positioning pins 31H, and a right end hole 32DR 'and a left end hole 32DL are provided as positioning holes 32D.
  • the distance between the centers of the right end pin 31HR and the left end pin 31HL is a length L.
  • the right end hole 32DR ' is a hole having a shape (ie, a circle) corresponding to the outer shape of the positioning pin 31H.
  • a position error proportional to the length L occurs at the time of thermal expansion according to the difference in the coefficient of thermal expansion between the optical path conversion member 31 and the relay member 32.
  • the center pin 31HC is adhesively fixed to the center hole 32DC (the right end pin 31HR, the right end hole 32DR, and the left end pin HL). And the left end hole 32DL are not fixed only by fitting).
  • the influence of the position error between the optical path conversion member 31 and the relay member 32 during thermal expansion is only half that of the comparative example.
  • the major axis of the central hole 32DC is the front-back direction (the direction perpendicular to the left-right direction), even if there is a manufacturing error in the position of the positioning pin 31H or the positioning hole 32D, the three positioning pins 31H correspond to each other. It can fit in the positioning hole 32D.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view near the fiber-side entrance / exit surface 31D. As shown in the figure, the end face of the SM optical fiber 20 is a plane perpendicular to the optical axis (first direction).
  • the butting portion 31G is in contact with the clad 22 on the end face of the SM optical fiber 20 (not in contact with the core 21 of the SM optical fiber 20).
  • the contact surface (butting surface) of the butting portion 31G with the SM optical fiber 20 is a surface perpendicular to the optical axis (first direction). Thereby, the position accuracy can be improved as compared with the case where the SM optical fiber 20 is abutted against the inclined surface.
  • the fiber-side entrance / exit surface 31D (corresponding to an inclined surface) is provided above the abutting portion 31G, and is slightly inclined with respect to a plane perpendicular to the first direction.
  • the angle of this inclination is optimized according to the refractive index of the material of the optical path conversion member 31 (here, a transparent resin).
  • a transparent resin is used as the optical path conversion member 31.
  • the present invention is not limited to this.
  • the same material silicon glass or the like
  • the relay member 32 may be used.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

【課題】グレーティングカプラとシングルモード光ファイバとの間を高精度に光接続できる光コネクタ部を提供する。 【解決手段】第１方向に沿ってシングルモード光ファイバを保持するファイバ保持部と、光信号を反射する反射面と、を有する光路変換部材と、基板面に垂直な方向に対して傾斜した第２方向に光信号を入出力させるグレーティングカプラが設けられた基板に設けられる中継部材と、を備え、光路変換部材及び中継部材は、それぞれ光信号を入出射させる入出射面を有し、光路変換部材及び中継部材のそれぞれの入出射面には、凸レンズが形成されており、光路変換部材及び中継部材のそれぞれの凸レンズとの間で光信号のコリメート光を入出射させるとともに、光路変換部材の反射面によって光信号の方向を変換することによって、シングルモード光ファイバとグレーティングカプラとの間を光結合させる。

Description

光コネクタ部、及び、光接続構造体
　本発明は、光コネクタ部、及び、光接続構造体に関する。
　特許文献１には、光ファイバの端面を光素子（面発光レーザー）と対向させて、光ファイバと光素子とを接続する光学接続構造が記載されている。
　特許文献２、３及び非特許文献１には、光信号を入出力するグレーティングカプラが記載されている。これらの文献には、グレーティングカプラから出力される光信号が基板の垂直方向に対して傾斜していることが記載されている。
特開２００９－２７６６６８号公報 特開２０１６－１６６９３９号公報 国際公開ＷＯ２０１６／００６０３７号
Dirk T. et al. "Grating Couplers for Coupling between Optical Fibers and Nanophotonic Waveguides," Japanese Journal of Applied Physics, Vol.45, No.8A, pp.6071-6077, 2006年
　データセンターにおけるデータ通信の大容量化に伴い、光ファイバによる光信号の伝送速度の高速化・伝送距離の長距離化が望まれている。この場合、マルチモード光ファイバでは信号の劣化が問題になるため、シングルモード光ファイバを利用することが望ましい。但し、シングルモード光ファイバを用いた場合には、マルチモード光ファイバの場合と比べて、光信号の光路設計の高精度化が要求される。
　本発明は、グレーティングカプラとシングルモード光ファイバとの間を高精度に光接続できる新規な構造を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するための主たる発明は、第１方向に沿ってシングルモード光ファイバを保持するファイバ保持部と、光信号を反射する反射面と、を有する光路変換部材と、基板面に垂直な方向に対して傾斜した第２方向に光信号を入出力させるグレーティングカプラが設けられた基板に設けられる中継部材と、を備え、前記光路変換部材及び前記中継部材は、それぞれ光信号を入出射させる入出射面を有し、前記光路変換部材及び前記中継部材のそれぞれの前記入出射面には、凸レンズが形成されており、前記光路変換部材及び前記中継部材のそれぞれの前記凸レンズとの間で前記光信号のコリメート光を入出射させるとともに、前記光路変換部材の前記反射面によって前記光信号の方向を変換することによって、前記シングルモード光ファイバと前記グレーティングカプラとの間を光結合させることを特徴とする光コネクタ部である。
　本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。
　本発明によれば、グレーティングカプラとシングルモード光ファイバとの間を高精度に光接続することができる。
図１Ａは本実施形態の光接続構造体の断面図であり、図１Ｂは基板１０の拡大断面図である。 図２Ａは、本実施形態のレンズ配置の説明図であり、図２Ｂは、レンズ配置の変形例を示す説明図である。 図３Ａは第１比較例の光接続構造体を示す図であり、図３Ｂは第２比較例の光接続構造体を示す図である。 本実施形態の光コネクタ部３０の全体斜視図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、光コネクタ部３０の分解図である。 図６Ａは、本実施形態の光コネクタ部３０における位置決め部（位置決め穴３２Ｄ及び位置決めピン３１Ｈ）の配置図であり、図６Ｂは、比較例の位置決め部の配置図である。 ファイバ側入出射面３１Ｄ付近の拡大断面図である。
　後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
　第１方向に沿ってシングルモード光ファイバを保持するファイバ保持部と、光信号を反射する反射面と、を有する光路変換部材と、基板面に垂直な方向に対して傾斜した第２方向に光信号を入出力させるグレーティングカプラが設けられた基板に設けられる中継部材と、を備え、前記光路変換部材及び前記中継部材は、それぞれ光信号を入出射させる入出射面を有し、前記光路変換部材及び前記中継部材のそれぞれの前記入出射面には、凸レンズが形成されており、前記光路変換部材及び前記中継部材のそれぞれの前記凸レンズとの間で前記光信号のコリメート光を入出射させるとともに、前記光路変換部材の前記反射面によって前記光信号の方向を変換することによって、前記シングルモード光ファイバと前記グレーティングカプラとの間を光結合させることを特徴とする光コネクタ部が明らかとなる。このような光コネクタ部によれば、グレーティングカプラとシングルモード光ファイバとの間を高精度に光接続（光結合）させることができる。
　前記中継部材の熱膨張率は、前記光路変換部材の熱膨張率よりも前記基板の熱膨張率に近いことが望ましい。これにより、光路変換部材と基板との熱膨張の差による光接続への影響を低減することができる。
　前記光路変換部材の前記凸レンズの光軸が前記第２方向に沿うように、前記基板面に垂直な方向に対して傾斜していることが望ましい。これにより、収差（コマ収差や非点収差）による光信号の損失を抑制できる。
　前記中継部材の前記凸レンズの光軸が前記第２方向に沿うように、前記基板面に垂直な方向に対して傾斜していることが望ましい。これにより、収差（コマ収差や非点収差）による光信号の損失を抑制できる。
　前記ファイバ保持部は、幅方向に並ぶ複数のシングルモード光ファイバを保持するものであり、前記光路変換部材は、前記幅方向に並ぶ３本の位置決めピンを有し、前記中継部材は、前記幅方向に並び、前記位置決めピンが嵌合する３個の位置決め穴を有し、前記幅方向に並ぶ３個の位置決め穴のうちの中央の位置決め穴は、前記第１方向に長い長穴であり、前記幅方向に並ぶ３個の位置決め穴のうちの端の２個の位置決め穴は、前記幅方向に長い長穴であることが望ましい。これにより、熱膨張時の位置誤差の影響を抑制することができる。また、位置決めピンや位置決め穴の位置に製造誤差があっても嵌合可能である。
　前記光路変換部材は、前記第１方向に垂直な面に対して傾斜した傾斜面と、前記第１方向に垂直な面で構成され、前記シングルモード光ファイバのクラッドに接触する突き当て部と、を有し、前記突き当て部に前記シングルモード光ファイバの前記クラッドを突き当てたとき、前記シングルモード光ファイバのコアが、前記傾斜面と対向して配置されることが望ましい。これにより、突き当て位置の精度を高めることができ、また、伝送損失を抑制することができる。
　また、第１方向に沿ってシングルモード光ファイバを保持するファイバ保持部と、光信号を反射する反射面と、を有する光路変換部材と、基板面に垂直な方向に対して傾斜した第２方向に光信号を入出力させるグレーティングカプラが設けられた基板と、前記基板に設けられた中継部材と、を備え、前記光路変換部材及び前記中継部材は、それぞれ光信号を入出射させる入出射面を有し、前記光路変換部材及び前記中継部材のそれぞれの前記入出射面には、凸レンズが形成されており、前記光路変換部材及び前記中継部材のそれぞれの前記凸レンズとの間で前記光信号のコリメート光を入出射させるとともに、前記光路変換部材の前記反射面によって前記光信号の方向を変換することによって、前記シングルモード光ファイバと前記グレーティングカプラとの間を光結合させることを特徴とする光接続構造体が明らかとなる。このような光接続構造体によれば、グレーティングカプラとシングルモード光ファイバとの間を高精度に光接続させることができる。
＝＝＝本実施形態＝＝＝
＜概要＞
　図１Ａは本実施形態の光接続構造体の断面図であり、図１Ｂは基板１０の拡大断面図である。
　ここでは以下のように「前後方向」と「上下方向」を定義する。前後方向は、シングルモード光ファイバ２０の光軸方向であり、基板１０の表面（以下、基板面ともいう）に平行な方向である。前後方向においてシングルモード光ファイバ２０の端面の側を「前」とし、その逆側を「後」とする。上下方向は基板面に垂直な方向である。上下方向において基板１０から見てシングルモード光ファイバ２０の側を「上」とし、その逆側を「下」とする。なお、前後方向のことを「第１方向」と呼ぶことがある。また、グレーティングカプラ１４と反射面３１Ｅとの間の光信号の光路に平行な方向を「第２方向」と呼ぶことがある。
　本実施形態の光接続構造体は、基板１０と、シングルモード光ファイバ２０と、光コネクタ部３０とを備えている。
　基板１０は、シリコン製の基板であり、光導波路１２（シリコン導波路）が形成されている。光導波路１２は、光信号の伝送路であり、基板１０の上部に形成されている。光導波路１２を基板１０（シリコン基板）に形成することにより、従来の石英系の導波路に比べて極めてサイズを小さくでき、高い熱光学定数を得ることができる。また、ＣＭＯＳ（Complementary metal oxide semiconductor）プロセスで製造可能であり、電子回路との親和性がよい。
　また、基板１０の光導波路１２の表層には複数の溝が形成されており、これによりグレーティングカプラ１４が設けられている。グレーティングカプラ１４は、光導波路１２を伝搬中の光信号を回折させて上方もしくは下方（ここでは上方）に出射し、光ファイバ（ここではシングルモード光ファイバ２０）と光結合させるものである。逆に、反対方向（シングルモード光ファイバ２０から光導波路１２への方向）の光結合にも用いられる。なお、グレーティングカプラ１４は、基板面に垂直な方向（上下方向）に対して傾斜した方向（第２方向）に光信号を入出力させる。図１Ｂでは、グレーティングカプラ１４の発光性能又は受光性能が最大となる方向を１本の線（破線）で近似して示している。図中の角度θは、グレーティングカプラ１４から出力された光の強度が最大となる方向（第２方向）である。角度θは、グレーティングカプラ１４から出力される光の強度分布を測定することによって求めることが可能である。グレーティングカプラ１４は、フォトリソグラフィー技術で容易に形成可能である。
　シングルモード光ファイバ２０は、中心部のコア２１と、コア２１の周囲を覆うクラッド２２とを備えている（図３参照）。さらに、その外側は外被２３（図５参照）等で覆われている。シングルモード光ファイバ２０は、コア径を小さくすることで、光信号を単一のモードで伝送するようにした光ファイバである。このため、シングルモード光ファイバ２０は、マルチモード光ファイバと比べて信号が劣化しにくく、光信号の伝送距離を伸ばすこと（長距離伝送）が可能である。但し、コア径が小さいため、曲げに弱く、また、接続のときの不整合による減衰が大きいので、光信号の光路設計の高精度化が要求される。なお、以下の説明において、シングルモード光ファイバ２０のことをＳＭ光ファイバ２０ともいう。
　光コネクタ部３０は、基板１０のグレーティングカプラ１４と、ＳＭ光ファイバ２０との間を光接続（光結合）させるための部位であり、光路変換部材３１と中継部材３２を備えている。
　光路変換部材３１は、光の伝送路（光路）の方向を変換する部材であり、本実施形態では透明樹脂によって形成されている。透明樹脂としては、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）などを用いることができる。また、光路変換部材３１は、ファイバ保持部３１Ａ、凹部３１Ｂ、レンズ３１Ｃ、ファイバ側入出射面３１Ｄ、反射面３１Ｅを有している。
　ファイバ保持部３１Ａは、ＳＭ光ファイバ２０の端部を前後方向（第１方向）に沿って固定（保持）するための部位である。本実施形態では、ファイバ保持部３１Ａは、後述するＶ溝３１Ｆと天板３１２で構成されている。但し、これには限られず、ＳＭ光ファイバ２０の端部を保持できれば、どのような構成であってもよい。例えばファイバ穴であってもよい。
　凹部３１Ｂは、光路変換部材３１の下面（中継部材３２との境界面）において上方に窪んだ部位である。図１Ａに示すように、凹部３１Ｂの底面（ここでは窪みの上端部）は基板面（上下方向に垂直な面）に対して傾斜している。より具体的には、凹部３１Ｂの底面は、第２方向に垂直である。
　レンズ３１Ｃは、凹部３１Ｂに設けられており、下側に凸状に形成されている（すなわち凸レンズである）。また、レンズ３１Ｃのレンズ面は、光信号が入射又は出射する面（ここでは入射面）であり、光路変換部材３１における基板１０側の入出射面である。凹部３１Ｂの底面（傾斜面）にレンズ３１Ｃが設けられているため、レンズ３１Ｃの光軸は、基板面に垂直な方向に対して傾斜している。具体的には、レンズ３１Ｃの光軸は、第２方向に平行である。なお、レンズ３１Ｃのレンズ面にＡＲコートを施しても良い。ＡＲコートを施すことにより、レンズ３１Ｃと空気との界面で起こる反射を防止でき、光信号の損失を抑制できる（後述のレンズ３２Ｃについても同様）。
　ファイバ側入出射面３１Ｄは、ＳＭ光ファイバ２０の端面との間において光信号が入射又は出射する面（ここでは出射面）である。なお、ファイバ側入出射面３１Ｄは、上下方向に対して若干傾斜している（図７参照）。
　反射面３１Ｅは、光信号を反射させるための平面（フラットな面）である。本実施形態の反射面３１Ｅにはレンズが設けられていない。この理由については後述する。
　中継部材３２は、光路変換部材３１と基板１０との間に設けられた部材である。中継部材３２は、光信号を伝搬可能であり、且つ、熱膨張率が、光路変換部材３１（透明樹脂）の熱膨張率よりも基板１０（シリコン）の熱膨張率に近い材料で形成されている。本実施形態では、中継部材３２は石英ガラス（シリカガラス）で形成されているが、これには限定されず、他の材料（例えば、硼珪酸ガラスなど）で形成されていてもよい。例えば、光路変換部材３１（透明樹脂）の熱膨張率は６０ｐｐｍであるのに対し、基板１０及び中継部材３２の熱膨張率は、３～８ｐｐｍの範囲内である。中継部材３２は、基板側入出射面３２Ａと、凹部３２Ｂと、レンズ３２Ｃを有している。
　基板側入出射面３２Ａは、基板１０と対向する面であり、光信号が入射又は出射する面（ここでは入射面）である。
　凹部３２Ｂは、中継部材３２の上面において下方に窪んだ部位である。凹部３２Ｂは、光路変換部材３１の凹部３１Ｂと対向する位置に設けられており、凹部３１Ｂと凹部３２Ｂとによって空隙が形成されている。凹部３２Ｂの底面は、凹部３１Ｂの底面と平行である。すなわち、凹部３２Ｂの底面は、基板面（上下方向に垂直な面）に対して傾斜しており、第２方向に垂直である。
　レンズ３２Ｃは、凹部３２Ｂに設けられおり、上側に凸状に形成されている（すなわち凸レンズである）。また、レンズ３２Ｃのレンズ面は、光信号が入射又は出射する面（ここでは出射面）であり、中継部材３２におけるＳＭ光ファイバ２０側の入出射面である。凹部３２Ｂの底面にレンズ３２Ｃが設けられているため、レンズ３２Ｃの光軸は、基板面に垂直な方向に対して傾斜している。具体的には、レンズ３２Ｃの光軸は、第２方向と平行であり、光路変換部材３１のレンズ３１の光軸と平行である。なお、レンズ３２Ｃのレンズ面にＡＲコートを施しても良い。
　図２Ａは、本実施形態のレンズ配置の説明図であり、図２Ｂは、レンズ配置の変形例を示す説明図である。なお、図中の一点鎖線は光軸を示している。
　本実施形態では、図２Ａに示すように、凹部３１Ｂの底面と凹部３２Ｂの底面がともに基板面に対して傾斜しており、凹部３１Ｂに設けられたレンズ３１Ｃと、凹部３２Ｂに設けられたレンズ３２Ｃも基板面に対して傾斜している。具体的には、レンズ３１Ｃの光軸、及び、レンズ３２Ｃの光軸が、それぞれ、第２方向に沿うように上下方向に対して傾斜している。グレーティングカプラ１４から出射される光信号の方向は第２方向であるため、光軸が第２方向に沿うようにレンズ３１Ｃ、及び、レンズ３２Ｃを対向させて配置することで、収差（コマ収差や非点収差）による光信号の損失を抑制することができる。
　図２Ｂに示す変形例では、凹部３２Ｂの底面が上下方向に垂直であり、レンズ３２Ｃは傾斜していない（レンズ３２Ｃの光軸は基板１０に垂直な方向である）。
　この変形例においても、収差が許容できる範囲である場合や、レンズ３２Ｃとして特殊なレンズ（非球面レンズなど）を用いて収差を補正できる場合、光結合させることが可能である。この変形例では、凹部３２Ｂやレンズ３２Ｃを傾斜させなくてもよいので中継部材３２の製造が容易になる。特に、本実施形態のように中継部材３２が加工困難なシリカ製である場合、この変形例のように凹部３２Ｂやレンズ３２Ｃを傾斜させないことは、中継部材３２の製造上有利である。
　なお、図２Ｂに示す変形例と同様に、レンズ３１Ｃの光軸を基板１０に垂直な方向にしても良い。但し、加工困難なシリカ製の中継部材３２と比べて、樹脂製の光路変換部材３１は成型が容易であるため、光路変換部材３１のレンズ３１Ｃは、図２Ｂに示すように、光軸が基板１０に垂直な方向に対して傾斜するように形成されることが望ましい。
＜光接続について＞
　光導波路１２を伝搬される光信号は、グレーティングカプラ１４で回折されて、基板面に垂直方向（上下方向）に対して角度θ傾斜した方向（第２方向）に出射される。
　グレーティングカプラ１４から出射された光信号は、中継部材３２の基板側入射面３２Ａに入射されて、中継部材３２の内部を伝搬する。なお、このときの光路は第２方向に沿っており、上下方向に対して傾斜している。
　中継部材３２の内部を伝搬した後、中継部材３２のレンズ３２Ｃから光信号が出射される。このとき出射される光信号はほぼコリメート光になる。光信号（コリメート光）は中継部材３２と光路変換部材３１との空隙部（凹部３２Ｂと凹部３１Ｂとによって形成された空隙部、レンズ３２Ｃとレンズ３１Ｃの間）を伝搬する。このときの光路も第２方向に沿っており、上下方向に対して傾斜している。
　空隙部を伝搬した光信号は、光路変換部材３１のレンズ３１Ｃに入射され、光ファイバ端面に向かって徐々に集束する。このように、レンズ３１Ｃと反射面３１Ｅの間を光信号が伝搬する（この間の光路も第２方向に沿っており、上下方向に対して傾斜している）。
　そして、反射面３１Ｅで光信号が反射し、光路変換が行われる（光信号の光路が第２方向から第１方向に変換される）。
　反射した光信号は、反射面３１Ｅとファイバ側入出射面３１Ｄとの間を伝搬する。このときの光路は基板１０に平行な方向（第１方向）である。そして、ファイバ側入出射面３１ＤからＳＭ光ファイバ２０の端面に向かって光信号が出射される（このときの光路も第１方向である）。
　図３Ａは第１比較例の光接続構造体を示す図であり、図３Ｂは第２比較例の光接続構造体を示す図である。
　第１比較例（図３Ａ）では、光路変換部材が設けられておらず、ＳＭ光ファイバ２０が基板１０に向けて曲げられている。このように第１比較例では、ＳＭ光ファイバ２０を曲げて使用する必要がある。この場合、ファイバ自体の物理的限界に基づいた、曲げ（ファイバ曲げ曲率）の許容値があり、高さ方向の寸法を抑制するのが困難である（特に、ＳＭ光ファイバ２０はマルチモード光ファイバに比べて曲げに弱い）。また、曲げたファイバを保持するための部材の費用や、ファイバを曲げる工程の工数も必要になる。
　本実施形態では、光路変換部材３１を用いて光路を変換するため、ＳＭ光ファイバ２０を曲げずに済む。これにより、高さ方向の寸法を抑制できる。
　第２比較例（図３Ｂ）では、基板１０に光路変換部材３１´を直接配置している。光路変換部材３１Ｅ´は、光路変換部材３１Ｅと同様に透明樹脂で形成されており、反射面３１Ｅ´を有している。なお、反射面３１Ｅ´にはレンズが設けられている（すなわち、反射面３１Ｅ´は平面ではない）。
　前述したように、基板１０はシリコンで形成されており、光路変換部材３１´は樹脂（透明樹脂）で形成されているので、基板１０と光路変換部材３１´との熱膨張の差が大きくなる。このため、基板１０に光路変換部材３１´を固定（例えば接着固定）しても、温度環境が変化したときに基板１０と光路変換部材３１´とが剥離してしまい、基板１０と光路変換部材３１´との間で光接続が難しくなるおそれがある（光信号の損失が増大するおそれがある）。
　これに対し、本実施形態では、基板１０と光路変換部材３１との間に中継部材３２を配置している。基板１０（シリコン）と中継部材３２（シリカガラス）とは熱膨張の差が小さい。これにより、基板１０と中継部材３２との間では、熱膨張の差による光接続の問題は生じにくい（理由１）。
　また、中継部材３２と光路変換部材３１との間では、コリメート光による光接続が行われる。よって、中継部材３２と光路変換部材３１に熱膨張の差があっても、光信号の損失を抑制できる（理由２）。
　上記理由１及び理由２により、本実施形態では、グレーティングカプラ１４と、ＳＭ光ファイバ２０との間を高精度に光接続することができる。
　また、第２比較例では、反射面３１Ｅ´にレンズを配置している。このように反射面にレンズを形成する場合、面の変化による影響度が大きくなり、必要となる成型精度が非常に厳しくなる。また、製造誤差が目立ちやすくなる。
　これに対し、本実施形態では、反射面３１Ｅが平面であり、レンズが設けられていない。よって、第２比較例の場合のような成型精度が求められず、製造誤差が目立ちにくい（次述）。また、反射面３１Ｅを平面にすることにより、グレーティングカプラ１４からの傾斜光を全反射させやすくなる。
　ところで、外部から光を透明樹脂に入射させる場合には、入射面で光が屈折することになる。この場合、仮に入射面の角度にズレが生じると、透明樹脂を伝播する光（入射面で屈折した光）の角度のズレは、入射面の角度のズレの約半分（一般的な透明樹脂の屈折率を想定）となる。これに対し、透明樹脂の内部を伝播する光を反射面で反射させて光路を変換させる場合、仮に反射面の角度にズレが生じると、光路変換後の光（反射面で反射した光）の角度のズレは、反射面の角度のズレの２倍となる。このため、光の入出射面にレンズを形成した場合と、反射面にレンズを形成した場合とを比較すると、成型誤差の影響が４倍も異なることになる。したがって、本実施形態のように、光路変換部材３１の光の入出射面にレンズ３１Ｃを設けつつ、反射面３１Ｅを平面にすれば、第２比較例のように反射面３１Ｅ´にレンズを配置した場合と比べて、光路変換部材３１の成型誤差の影響を緩和させることができる。本実施形態のようにシングルモード光ファイバを用いた場合には光信号の光路設計の高精度化が要求されるため、光路変換部材３１の成型誤差の影響を緩和させることは、特に重要である。
　上記の本実施形態の光接続構造体は、上下方向に対して傾斜した第２方向に光信号を入出力させるグレーティングカプラ１４が設けられた基板１０と、ＳＭ光ファイバ２０とグレーティングカプラ１４との間を光結合させる光コネクタ部３０と、を備えている。また、光コネクタ部３０は、第１方向に沿ってＳＭモード光ファイバ２０を保持するファイバ保持部３１Ａと、光信号を反射する反射面３１Ｅと、を有する光路変換部材３１と、基板１０に設けられる中継部材３２と、を備えている。
　光路変換部材３１及び中継部材３２は、それぞれ光信号を入出射させる入出射面を有しており、光路変換部材３１の入出射面にはレンズ３１Ｃ（凸レンズ）が形成され、中継部材３２の入出射面にはレンズ３２Ｃ（凸レンズ）が形成されている。
　そして、光路変換部材３１のレンズ３１Ｃ及び中継部材３２のレンズ３２Ｃとの間で光信号のコリメート光を入出射させるとともに、光路変換部材３１の反射面３１Ｅによって光信号の方向を変換することによって、ＳＭ光ファイバ２０とグレーティングカプラ１４との間を光結合させている。これにより、グレーティングカプラ１４とＳＭ光ファイバ２０との間を高精度に光接続させることができる。
　また、本実施形態では、中継部材３２として熱膨張率が、光路変換部材３１（透明樹脂）の熱膨張率よりも基板１０（シリコン）の熱膨張率に近い材料（シリカガラス）を用いている。これにより、光路変換部材３１と基板１０との熱膨張の差による光接続への影響を低減することができる。
　また、本実施形態では、光路変換部材３１のレンズ３１Ｃの光軸が第２方向に沿うように、上下方向に対して傾斜している。これにより、収差（コマ収差や非点収差）による光信号の損失を抑制できる。
　また、本実施形態では、中継部材３２のレンズ３２Ｃの光軸が第２方向に沿うように、上下方向に対して傾斜している。これにより、収差（コマ収差や非点収差）による光信号の損失を抑制できる。
＜光コネクタ部３０の具体的構造＞
　図４は、本実施形態の光コネクタ部３０の全体斜視図である。また図５Ａ及び図５Ｂは、光コネクタ部３０の分解図である。
　ここでは、前後方向、上下方向、左右方向を定義する。前後方向及び上下方向は図１の場合と同じであるので説明を省略する。左右方向は、上下方向及び前後方向に直交する方向である。左右方向のうち、後側から前側を見た時の右側を「右」とし、左側を「左」とする。また、左右方向のことを「幅方向」と呼ぶことがある。
　前述したように、光コネクタ部３０は、光路変換部材３１と中継部材３２を備えている。なお、本実施形態の光コネクタ部３０は、基板１０のグレーティングカプラ１４と、複数のＳＭ光ファイバ２０とを光接続する。複数のＳＭ光ファイバ２０は左右方向（幅方向）に並んでいる。なお、図４では不図示の基板１０には、複数のグレーティングカプラ１４が左右方向（幅方向）に並んでいる。
　光路変換部材３１は、本体部３１１と天板３１２を有している。
　本体部３１１は、光路変換部材３１の本体を構成する部位であり、凹部３１Ｂ、レンズ３１Ｃ、ファイバ側入出射面３１Ｄ、反射面３１Ｅ、Ｖ溝３１Ｆ、突き当て部３１Ｇ、及び、位置決めピン３１Ｈを有している。
　凹部３１Ｂは、光路変換部材３１の下面（中継部材３２との境界面）において上方に窪んだ部位であり、図５Ｂに示すように、左右方向に沿って細長く形成されている。また、凹部３１Ｂの底面は、上下方向に対して傾斜している。
　レンズ３１Ｃは、凹部３１Ｂにおいて、左右方向に複数並んで設けられている（レンズアレイ）。複数のレンズ３１Ｃは、それぞれ、複数のＳＭ光ファイバ２０と対応している。また、各レンズ３１Ｃの光軸は上下方向に対して傾斜している。
　ファイバ側入出射面３１Ｄは、ＳＭ光ファイバ２０の端面との間において光信号が入射又は出射する面（ここでは出射面）である。前述したように、ファイバ側入出射面３１Ｄは、上下方向に対して若干傾斜している。
　反射面３１Ｅは、光信号を反射させる（光路を変換させる）ための平面（フラットな面）である。
　Ｖ溝３１Ｆは、断面がＶ字の溝状の部位であり、反射面３１Ｅよりも後側に設けられている。また、Ｖ溝３１Ｆは、複数のＳＭ光ファイバ２０に対応して、左右方向に複数並んで設けられている。各Ｖ溝３１Ｆには、それぞれ、ＳＭ光ファイバ２０の端部が配置される。
　突き当て部３１Ｇは、ＳＭ光ファイバ２０の端面（先端面）が突き当てられる部位であり、光軸（第１方向）に垂直な面（以下、突き当て面ともいう）で構成されている。この突き当て面は、ＳＭ光ファイバ２０の端面のクラッド２２と接触する（後述）。
　位置決めピン３１Ｈは、本体部３１１の下面から下方に突出した突出部であり、反射面３１Ｅから見てＳＭ光ファイバ２０側（すなわち後側）に設けられている。本実施形態では左右方向に間隔を空けて３本の位置決めピン３１Ｈ（右端ピン３１ＨＲ、左端ピン３１ＨＬ、中央ピン３１ＨＣ）が設けられている。なお、３本の位置決めピン３１Ｈは同一形状（円柱形状）である。
　右端ピン３１ＨＲは、３本の位置決めピン３１Ｈのうち最も右側に設けられている。左端ピン３１ＨＬは、３本の位置決めピン３１Ｈのうち最も左側に設けられている。中央ピン３１ＨＣは、右端ピン３１ＨＲと左端ピン３１ＨＬとの間（中間）に設けられている。３本の位置決めピン３１Ｈ（右端ピン３１ＨＲ、左端ピン３１ＨＬ、中央ピン３１ＨＣ）は、中継部材３２の３個の位置決め穴３２Ｄ（右端穴３２ＤＲ、左端穴３２ＤＬ、中央穴３２ＤＣ）にそれぞれ挿入（嵌合）される。これにより、光路変換部材３１と中継部材３２との位置決めが行われる。
　天板３１２は、本体部３１１のＶ溝３１Ｆの上に配置される板状の部材である。Ｖ溝３１ＦにＳＭ光ファイバ２０を配置した状態でその上に天板３１２を配置することにより、ＳＭ光ファイバ２０はＶ溝３１Ｆと天板３１２に挟まれて固定（保持）される。すなわち、天板３１２及びＶ溝３１Ｆは、ＳＭ光ファイバ２０を保持するファイバ保持部３１Ａに相当する。なお、前述したようにファイバ穴を設けて、ファイバ穴にＳＭ光ファイバ２０の端部を挿入して固定（保持）するようにしてもよい。
　中継部材３２は、基板側入出射面３２Ａと、凹部３２Ｂと、レンズ３２Ｃと、位置決め穴３２Ｄとを有している。
　基板側入出射面３２Ａは、基板１０と対向する面であり、光信号が入射又は出射する面である。
　凹部３２Ｂは、中継部材３２の上面において下方に窪んだ部位であり、左右方向に沿って、細長く形成されている。また、凹部３２Ｂの底面は、基板面（上下方向に垂直な面）に対して傾斜している。
　レンズ３２Ｃは、凹部３２Ｂにおいて、左右方向に複数並んで設けられている（レンズアレイ）。複数のレンズ３２Ｃは、それぞれ、複数のＳＭ光ファイバ２０、及び、複数のレンズ３１Ｃに対応している。また、各レンズ３２Ｃの光軸は上下方向に対して傾斜している。
　位置決め穴３２Ｄは、光路変換部材３１の位置決めピン３１Ｈが挿入されることによって、光路変換部材３１と中継部材３２との位置決めを行うための穴（本実施形態では長穴）である。中継部材３２には、光路変換部材３１の３本の位置決めピン３１Ｈに対応して、３個の位置決め穴３２Ｄ（右端穴３２ＤＲ、左端穴３２ＤＬ、中央穴３２ＤＣ）が設けられている。
　右端穴３２ＤＲは、右端ピン３１ＨＲが挿入される穴であり、３個の位置決め穴３２Ｄのうちの最も右側に設けられている。右端穴３２ＤＲは、長軸が左右方向の楕円形状の穴（幅方向に長い長穴）に形成されている。なお、楕円の短軸の長さ（短径）は、位置決めピン３１Ｈの径とほぼ等しく、長軸の長さ（長径）は、位置決めピン３１Ｈの径よりも大きい（左端穴３２ＤＬ及び中央穴３２ＤＣについても同様）。
　左端穴３２ＤＬは、左端ピン３１ＨＬが挿入される穴であり、３個の位置決め穴３２Ｄのうちの最も左側に設けられている。左端穴３２ＤＬも、長軸が左右方向の楕円形状の穴（幅方向に長い長穴）に形成されている。すなわち、左端穴３２ＣＬの長軸は、右端穴３２ＤＲの長軸と同じ方向である。
　中央穴３２ＤＣは、中央ピン３１ＨＣが挿入される穴であり、右端穴３２ＤＲと左端穴３２ＤＬとの中間に設けられている。また、中央穴３２ＤＣは、長軸が前後方法の楕円形状の穴（第１方向に長い長穴）に設けられている。すなわち、中央穴３２ＤＣの長軸の方向と、右端穴３２ＤＲ及び左端穴３２ＤＬの長軸の方向とは異なっている。
　図６Ａは、本実施形態の光コネクタ部３０における位置決め部（位置決め穴３２Ｄ及び位置決めピン３１Ｈ）の配置図であり、図６Ｂは、比較例の位置決め部の配置図である。
　比較例（図６Ｂ）では、位置決めピン３１Ｈとして、右端ピン３１ＨＲと左端ピン３１ＨＬが設けられており、位置決め穴３２Ｄとして、右端穴３２ＤＲ´と左端穴３２ＤＬが設けられている。右端ピン３１ＨＲと左端ピン３１ＨＬの中心間距離は長さＬである。なお、右端穴３２ＤＲ´は位置決めピン３１Ｈの外形に対応した形状（すなわち円形）の穴である。この比較例の場合、光路変換部材３１と中継部材３２との熱膨張率の違いに応じて、熱膨張時に長さＬに比例した位置誤差が生じる。
　本実施形態（図６Ａ）では、各位置決めピン３１Ｈを対応する位置決め穴３２Ｄに嵌合した後、中央ピン３１ＨＣを中央穴３２ＤＣに接着固定させる（右端ピン３１ＨＲと右端穴３２ＤＲ、及び、左端ピンＨＬと左端穴３２ＤＬは嵌合のみで固定されていない）。この場合、熱膨張時の光路変換部材３１と中継部材３２との位置誤差の影響は、比較例の半分で済む。また、中央穴３２ＤＣの長軸が前後方向（左右方向に垂直な方向）なので、位置決めピン３１Ｈや位置決め穴３２Ｄの位置に製造誤差があっても、３本の位置決めピン３１Ｈを、それぞれ、対応する位置決め穴３２Ｄに嵌合可能である。
　図７は、ファイバ側入出射面３１Ｄ付近の拡大断面図である。図に示すように、ＳＭ光ファイバ２０の端面は、光軸（第１方向）に垂直な面である。
　突き当て部３１Ｇは、ＳＭ光ファイバ２０の端面のクラッド２２に接触している（ＳＭ光ファイバ２０のコア２１には接触していない）。突き当て部３１ＧにおけるＳＭ光ファイバ２０との接触面（突き当て面）は、光軸（第１方向）に垂直な面である。これにより、ＳＭ光ファイバ２０を傾斜面に突き当てる場合よりも位置の精度を高めることができる。
　また、ファイバ側入出射面３１Ｄ（傾斜面に相当）は、突き当て部３１Ｇの上側に設けられており、第１方向に垂直な面に対して若干傾斜している。この傾斜の角度は、光路変換部材３１の材料（ここでは透明樹脂）の屈折率に応じて最適化されている。そして、突き当て部３１ＧにＳＭ光ファイバ２０のクラッド２２が突き当てられたとき、ＳＭ光ファイバ２０のコア２１がファイバ側入出射面３１Ｄと対向して配置される。これにより、伝送損失を抑制することができる（若しくは、ファイバ側入出射面３１Ｄでの光信号の反射の影響を抑制することができる）。
　＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
　上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更・改良され得ると共に、本発明には、その等価物が含まれることは言うまでもない。
　前述の実施形態では、光路変換部材３１として透明樹脂を用いていたが、これには限られず、光信号を通す材質のものであればよい。例えば、中継部材３２と同じ材料（シリカガラスなど）を用いてもよい。
１０　基板、１２　光導波路、
１４　グレーティングカプラ、
２０　シングルモード光ファイバ、
２１　コア、２２　クラッド、２３　外被、
３０　光コネクタ部、３１　光路変換部材、
３１Ａ　ファイバ保持部、３１Ｂ　凹部、
３１Ｃ　レンズ、３１Ｄ　ファイバ側入出射面、
３１Ｅ　反射面、３１Ｆ　Ｖ溝、
３１Ｇ　突き当て部、３１Ｈ　位置決めピン、
３１ＨＲ　右端ピン、３１ＨＬ　左端ピン、
３１ＨＣ　中央ピン、
３２　中継部材、３２Ａ　基板側入出射面、
３２Ｂ　凹部、３２Ｃ　レンズ、
３２Ｄ　位置決め穴、３２ＤＲ　右端穴、
３２ＤＬ　左端穴、３２ＤＣ　中央穴
 

Claims (7)

  1. 　第１方向に沿ってシングルモード光ファイバを保持するファイバ保持部と、光信号を反射する反射面と、を有する光路変換部材と、
    　基板面に垂直な方向に対して傾斜した第２方向に光信号を入出力させるグレーティングカプラが設けられた基板に設けられる中継部材と、
    を備え、
    　前記光路変換部材及び前記中継部材は、それぞれ光信号を入出射させる入出射面を有し、
    　前記光路変換部材及び前記中継部材のそれぞれの前記入出射面には、凸レンズが形成されており、
    　前記光路変換部材及び前記中継部材のそれぞれの前記凸レンズとの間で前記光信号のコリメート光を入出射させるとともに、前記光路変換部材の前記反射面によって前記光信号の方向を変換することによって、前記シングルモード光ファイバと前記グレーティングカプラとの間を光結合させることを特徴とする光コネクタ部。
  2. 　請求項１に記載の光コネクタ部であって、
    　前記中継部材の熱膨張率は、前記光路変換部材の熱膨張率よりも前記基板の熱膨張率に近い、
    ことを特徴とする光コネクタ部。
  3. 　請求項１又は２に記載の光コネクタ部であって、
    　前記光路変換部材の前記凸レンズの光軸が前記第２方向に沿うように、前記基板面に垂直な方向に対して傾斜している、
    ことを特徴とする光コネクタ部。
  4. 　請求項１～３の何れかに記載の光コネクタ部であって、
    　前記中継部材の前記凸レンズの光軸が前記第２方向に沿うように、前記基板面に垂直な方向に対して傾斜している、
    ことを特徴とする光コネクタ部。
  5. 　請求項１～４の何れかに記載の光コネクタ部であって、
    　前記ファイバ保持部は、幅方向に並ぶ複数のシングルモード光ファイバを保持するものであり、
    　前記光路変換部材は、前記幅方向に並ぶ３本の位置決めピンを有し、
    　前記中継部材は、前記幅方向に並び、前記位置決めピンが嵌合する３個の位置決め穴を有し、
    　前記幅方向に並ぶ３個の位置決め穴のうちの中央の位置決め穴は、前記第１方向に長い長穴であり、
    　前記幅方向に並ぶ３個の位置決め穴のうちの端の２個の位置決め穴は、前記幅方向に長い長穴である、
    ことを特徴とする光コネクタ部。
  6. 　請求項１～５の何れかに記載の光コネクタ部であって、
    　前記光路変換部材は、前記第１方向に垂直な面に対して傾斜した傾斜面と、前記第１方向に垂直な面で構成され、前記シングルモード光ファイバのクラッドに接触する突き当て部と、を有し、
    　前記突き当て部に前記シングルモード光ファイバの前記クラッドを突き当てたとき、前記シングルモード光ファイバのコアが、前記傾斜面と対向して配置される、
    ことを特徴とする光コネクタ部。
  7. 　第１方向に沿ってシングルモード光ファイバを保持するファイバ保持部と、光信号を反射する反射面と、を有する光路変換部材と、
    　基板面に垂直な方向に対して傾斜した第２方向に光信号を入出力させるグレーティングカプラが設けられた基板と、
    　前記基板に設けられた中継部材と、
    を備え、
    　前記光路変換部材及び前記中継部材は、それぞれ光信号を入出射させる入出射面を有し、
    　前記光路変換部材及び前記中継部材のそれぞれの前記入出射面には、凸レンズが形成されており、
    　前記光路変換部材及び前記中継部材のそれぞれの前記凸レンズとの間で前記光信号のコリメート光を入出射させるとともに、前記光路変換部材の前記反射面によって前記光信号の方向を変換することによって、前記シングルモード光ファイバと前記グレーティングカプラとの間を光結合させることを特徴とする光接続構造体。
     
     
PCT/JP2019/012687 2018-08-23 2019-03-26 光コネクタ部、及び、光接続構造体 Ceased WO2020039636A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19850871.5A EP3842846A4 (en) 2018-08-23 2019-03-26 OPTICAL CONNECTOR UNIT AND OPTICAL CONNECTION STRUCTURE
CN201980031547.9A CN112105977B (zh) 2018-08-23 2019-03-26 光连接器部及光连接构造体
US17/058,281 US11372164B2 (en) 2018-08-23 2019-03-26 Optical connector system and optical connection structure

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018156228A JP6796627B2 (ja) 2018-08-23 2018-08-23 光コネクタ部、及び、光接続構造体
JP2018-156228 2018-08-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020039636A1 true WO2020039636A1 (ja) 2020-02-27

Family

ID=69593060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/012687 Ceased WO2020039636A1 (ja) 2018-08-23 2019-03-26 光コネクタ部、及び、光接続構造体

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11372164B2 (ja)
EP (1) EP3842846A4 (ja)
JP (1) JP6796627B2 (ja)
CN (1) CN112105977B (ja)
WO (1) WO2020039636A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115485595B (zh) * 2020-05-04 2024-12-06 3M创新有限公司 使用热膨胀来维持对准的光学连接器

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060239605A1 (en) * 2005-02-16 2006-10-26 Applied Materials, Inc. Optical coupling to IC chip
JP2008122756A (ja) * 2006-11-14 2008-05-29 Ngk Spark Plug Co Ltd 光素子用基板
JP2009276668A (ja) 2008-05-16 2009-11-26 Tomoegawa Paper Co Ltd 光学接続構造
US20130182998A1 (en) * 2012-01-18 2013-07-18 International Business Machines Corporation Silicon photonic chip optical coupling structures
JP2015011203A (ja) * 2013-06-28 2015-01-19 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 光デバイス
WO2016006037A1 (ja) 2014-07-08 2016-01-14 富士通株式会社 グレーティングカプラ及び光導波路装置
JP2016009160A (ja) * 2014-06-26 2016-01-18 富士通株式会社 光デバイス、光モジュール、及び光デバイスの製造方法
JP2016166939A (ja) 2015-03-09 2016-09-15 富士通株式会社 光通信装置、光通信モジュール、及び光通信装置の製造方法
JP2017516150A (ja) * 2014-05-15 2017-06-15 ナノプレシジョン プロダクツ インコーポレイテッドＮａｎｏｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ， Ｉｎｃ． グレーディングカプラへの光ファイバの光接続
US20170261704A1 (en) * 2012-02-10 2017-09-14 International Business Machines Corporation Through-substrate optical coupling to photonics chips

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6443631B1 (en) * 2001-02-20 2002-09-03 Avanti Optics Corporation Optical module with solder bond
CN1781042A (zh) * 2003-04-30 2006-05-31 泰科电子雷伊化学有限公司 用来连接光学纤维的连接器装置以及生产该装置的方法
CN102667564B (zh) 2009-10-09 2016-06-08 康宁公司 集成硅光激性主动光学电缆组件、子组合及组合
JP6342215B2 (ja) * 2014-05-14 2018-06-13 日本航空電子工業株式会社 光モジュール
WO2016122586A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Optical modules
JP6464007B2 (ja) * 2015-03-25 2019-02-06 株式会社フジクラ 光コネクタフェルール

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060239605A1 (en) * 2005-02-16 2006-10-26 Applied Materials, Inc. Optical coupling to IC chip
JP2008122756A (ja) * 2006-11-14 2008-05-29 Ngk Spark Plug Co Ltd 光素子用基板
JP2009276668A (ja) 2008-05-16 2009-11-26 Tomoegawa Paper Co Ltd 光学接続構造
US20130182998A1 (en) * 2012-01-18 2013-07-18 International Business Machines Corporation Silicon photonic chip optical coupling structures
US20170261704A1 (en) * 2012-02-10 2017-09-14 International Business Machines Corporation Through-substrate optical coupling to photonics chips
JP2015011203A (ja) * 2013-06-28 2015-01-19 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 光デバイス
JP2017516150A (ja) * 2014-05-15 2017-06-15 ナノプレシジョン プロダクツ インコーポレイテッドＮａｎｏｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ， Ｉｎｃ． グレーディングカプラへの光ファイバの光接続
JP2016009160A (ja) * 2014-06-26 2016-01-18 富士通株式会社 光デバイス、光モジュール、及び光デバイスの製造方法
WO2016006037A1 (ja) 2014-07-08 2016-01-14 富士通株式会社 グレーティングカプラ及び光導波路装置
JP2016166939A (ja) 2015-03-09 2016-09-15 富士通株式会社 光通信装置、光通信モジュール、及び光通信装置の製造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DIRK T. ET AL.: "Grating Couplers for Coupling between Optical Fibers and Nanophotonic Waveguides", JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, vol. 45, no. 8A, 2006, pages 6071 - 6077, XP002463039, DOI: 10.1143/JJAP.45.6071
See also references of EP3842846A4

Also Published As

Publication number Publication date
US20210239909A1 (en) 2021-08-05
CN112105977A (zh) 2020-12-18
EP3842846A4 (en) 2022-05-04
EP3842846A1 (en) 2021-06-30
CN112105977B (zh) 2022-08-02
US11372164B2 (en) 2022-06-28
JP6796627B2 (ja) 2020-12-09
JP2020030340A (ja) 2020-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6956211B2 (ja) 光コネクタ及び光コネクタシステム並びにこれらを備えたアクティブ光ケーブル
EP3640692B9 (en) Optical connector module
CN102598545B (zh) 用于经改良多模带宽的光纤端结构以及相关系统和方法
US9995892B2 (en) Optical communication modules
WO2014034458A1 (ja) 光モジュールと光コネクタとの接続構造
US20200341200A1 (en) Multi-layer grating coupler
CN112305678B (zh) 光学连接器
WO2020184094A1 (ja) 光通信装置、光通信方法および光通信システム
CN113316731A (zh) 光通信装置、光通信方法和光通信系统
WO2017195636A1 (ja) 光コネクタ及び光結合構造
JP7118691B2 (ja) 光学接続部品
JP7623357B2 (ja) 光コネクタ及び光コネクタ接続構造
WO2020153237A1 (ja) 光通信装置、光通信方法および光通信システム
WO2020091015A1 (ja) 光学接続部品
JP6796627B2 (ja) 光コネクタ部、及び、光接続構造体
US20080137519A1 (en) Multi-channel optical communication lens system and optical module using the same
US20250012973A1 (en) Interface structure, optical connector, transmitter, receiver, optical cable, and optical communication system
US6945710B2 (en) Optical sub-assembly module for suppressing optical back-reflection and effectively guiding light from light source to optical waveguide
JP2020079862A (ja) 光コネクタ部、光接続構造体、及び、光接続構造体の製造方法
JP2016212414A (ja) 導波路用結合回路
CN110646895B (zh) 光插座及光收发器
WO2023195280A1 (ja) 光ケーブル、電子機器および光通信システム
JP7740268B2 (ja) 光導波路、光通信装置、光通信方法および光通信システム
JP7459519B2 (ja) 光通信装置、光通信方法および光通信システム
JP2007193049A (ja) 光導波路及び光モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19850871

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019850871

Country of ref document: EP

Effective date: 20210323