(57)【要約】      （修正有）【課題】光の接続損失を抑制し得る導波路基板、当該導波路基板を用いた光コネクタ、及び当該導波路基板の製造方法を提供する。【解決手段】導波路基板２０は、基板内に延在する少なくとも１つの導波路２１と、導波路２１を囲むクラッド２２と、を備える。導波路２１の少なくとも１つは、一方側の端部における径が他方側の端部における径に比べて大きい構成とされ、上記一方側の端部の当該端部の周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差が、上記他方側の端部の当該端部の周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差以下である。光コネクタは、このような導波路基板２０を備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板内に延在する少なくとも１つの導波路と、前記導波路を囲むクラッドと、を備え、
前記導波路の少なくとも１つは、一方側の端部における径が他方側の端部における径に比べて大きい構成とされ、
前記一方側の端部の当該端部の周囲に位置する前記クラッドに対する比屈折率差が、前記他方側の端部の当該端部の周囲に位置する前記クラッドに対する比屈折率差以下である
ことを特徴とする導波路基板。
【請求項２】
前記一方側の端部から所定の区間において、前記導波路の径が前記一方側の端部側ほど拡径するテーパ部を有し、
前記テーパ部の前記クラッドに対する比屈折率差は、前記テーパ部の延在方向において前記一方側の端部側ほど低くされる
ことを特徴とする請求項１に記載の導波路基板。
【請求項３】
前記他方側の端部から所定の区間において、前記導波路の径が前記他方側の端部側ほど縮径するテーパ部を有し、
前記テーパ部の前記クラッドに対する比屈折率差は、前記テーパ部の延在方向において前記他方側の端部側ほど高くされる
ことを特徴とする請求項１に記載の導波路基板。
【請求項４】
前記所定の区間は前記導波路の全長のうち一部の区間である
ことを特徴とする請求項２または３に記載の導波路基板。
【請求項５】
前記少なくとも１つの導波路は複数の導波路とされ、
互いに隣り合う前記導波路間の距離は、当該導波路の前記一方側と前記他方側とで互いに異なる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の導波路基板。
【請求項６】
前記少なくとも１つの導波路は複数の導波路とされ、
前記導波路間の配列は、当該導波路の前記一方側と前記他方側とで互いに異なる
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の導波路基板。
【請求項７】
前記少なくとも１つの導波路は複数の導波路とされ、
互いに隣り合う前記導波路間の距離は、前記他方側の端部側よりも前記一方側の端部側の方が狭い
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の導波路基板。
【請求項８】
前記少なくとも１つの導波路は複数の導波路とされ、
互いに隣り合う前記導波路間の距離は、前記他方側の端部側よりも前記一方側の端部側の方が広い
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の導波路基板。
【請求項９】
所定の接続方向で接続される光コネクタであって、
請求項１から８のいずれか１項に記載の導波路基板と、
前記導波路基板を収容するケースと、
を備え、
前記導波路の前記一方側の端部及び前記他方側の端部の一方は、一端が前記ケース内に配置される少なくとも１つのコアを有する光導波路部材の前記コアと前記ケース内で光学的に結合する結合端とされ、
前記導波路の前記一方側の端部及び前記他方側の端部の他方は、前記ケースの前記接続方向側の面から光学的に露出する露出端とされる
ことを特徴とする光コネクタ。
【請求項１０】
前記光導波路部材を更に備え、前記光導波路部材の前記コアと前記結合端とが、前記ケース内で光学的に結合する
ことを特徴とする請求項９に記載の光コネクタ。
【請求項１１】
前記導波路の前記露出端は、前記ケース内に配置される
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の光コネクタ。
【請求項１２】
一端が前記ケース内に配置され他端が前記ケースの前記接続方向側の面から前記ケースの外部に突出する光ファイバを更に備え、
前記導波路基板の前記導波路の前記露出端は、前記光ファイバのコアの一端と光学的に結合し、前記光ファイバの前記コアを介して前記ケースの前記接続方向側の面から光学的に露出する
ことを特徴とする請求項１１に記載の光コネクタ。
【請求項１３】
前記導波路の前記露出端は、前記ケースの前記接続方向側の面から前記ケースの外部に突出する
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の光コネクタ。
【請求項１４】
前記導波路の前記結合端と前記露出端とが互いに非平行な方向を向き、
前記ケースの前記接続方向側の面と、前記ケースの前記光導波路部材が導出される面とが非平行である
ことを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載の光コネクタ。
【請求項１５】
光透過性の基板を準備する準備工程と、
光の集光スポットを前記基板の内部で走査することにより前記基板の内部に導波路を形成する導波路形成工程と、
を備え、
前記導波路形成工程では、前記導波路の一方側の端部の径が他方側の端部の径よりも大きくなるように前記集光スポットが走査され、
前記一方側の端部に照射される前記光のエネルギー密度が、前記他方側の端部に照射される前記光のエネルギー密度よりも小さくされる
ことを特徴とする導波路基板の製造方法。
【請求項１６】
前記光はフェムト秒レーザとされる
ことを特徴とする請求項１５に記載の導波路基板の製造方法。
【請求項１７】
前記導波路形成工程では、前記一方側の端部から所定の区間において前記導波路の径が前記一方側の端部側ほど拡径するように前記集光スポットが走査され、
前記所定の区間において、照射される前記光のエネルギー密度が前記一方側の端部側ほど低くされる
ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の導波路基板の製造方法。
【請求項１８】
前記導波路形成工程において、前記集光スポットの大きさを一定として前記光のパワーを変化させる
ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の導波路基板の製造方法。
【請求項１９】
前記導波路形成工程において、前記光のパワーを一定として前記集光スポットの大きさを変化させる
ことを特徴とする請求項１５から１７のいずれか１項に記載の導波路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導波路基板、光コネクタ、及び導波路基板の製造方法に関し、具体的には、光の接続損失を抑制し得る導波路基板、当該導波路基板を用いた光コネクタ、及び当該導波路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に普及している光ファイバ通信システムに用いられる光ファイバは、導波路としての１本のコアの外周がクラッドにより囲まれた構造をしており、このコア内を光信号が伝搬することで情報が伝送される。そして、近年、光ファイバ通信システムの普及に伴い、伝送される情報量が飛躍的に増大している。
【０００３】
こうした光ファイバ通信システムの伝送容量増大を実現するために、導波路としての複数のコアの外周が１つのクラッドにより囲まれたマルチコアファイバを用いて、それぞれのコアを伝搬する光により、複数の信号を伝送させることが知られている。このマルチコアファイバへの光の入射やマルチコアファイバからの出射を行うデバイスとして、マルチコアファイバのそれぞれのコアと複数のシングルコアファイバのそれぞれのコアとを光学的に結合させるファンイン／ファンアウトデバイスが知られている。
【０００４】
下記特許文献１には、ファンイン／ファンアウトデバイスの一形態が記載されている。このファンイン／ファンアウトデバイスは、ファイババンドル型と呼ばれ、バンドルされた複数のシングルコアファイバがマルチコアファイバに接続されている。この接続により、それぞれのシングルコアファイバのコアとマルチコアファイバのそれぞれのコアとが光学的に結合している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−２１２４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記に記載のファンイン／ファンアウトデバイスの場合、複数のシングルコアファイバの各コアのモードフィールド径とマルチコアファイバの各コアのモードフィールド径とが相違する場合がある。このため、このような場合でも光の接続損失を抑制したいという要請がある。
【０００７】
また、上記のような問題は光導波路部材が複数のシングルコアファイバやマルチコアファイバである場合だけでなく、光導波路部材がシリコンフォトニクスに使用される導波路基板等である場合にも当てはまるものである。すなわち、例えば、光導波路部材である導波路基板と、光導波路部材であるマルチコアファイバとを接続するような場合にも光導波路部材の導波路と光導波路部材の導波路との間で光の接続損失が生じる場合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、光の接続損失を抑制し得る導波路基板、当該導波路基板を用いた光コネクタ、及び上記導波路基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の一態様である導波路基板は、基板内に延在する少なくとも１つの導波路と、前記導波路を囲むクラッドと、を備え、前記導波路の少なくとも１つは、一方側の端部における径が他方側の端部における径に比べて大きい構成とされ、前記一方側の端部の当該端部の周囲に位置する前記クラッドに対する比屈折率差が、前記他方側の端部の当該端部の周囲に位置する前記クラッドに対する比屈折率差以下であることを特徴とするものである。
【００１０】
光透過性の基板内における導波路は３次元的なパターンとなり得る。このため、このような導波路は、一方側の端部の位置と他方側の端部の位置とが互いに異なり得る。したがって、導波路基板の一方側に配置される光導波路部材のコアの位置や配列等と、導波路基板の他方側に配置される光導波路部材のコアの位置や配列等とが異なる場合でも、両光導波路部材のコアを、当該導波路基板の導波路を介して光学的に結合させ得る。また、この導波路の一方側の端部は、他方側の端部に比べて径が大きくされると共に、比屈折率差が他方側の端部における比屈折率以下とされる。このような構成により、導波路の一方側の端部のモードフィールド径が、他方側の端部におけるモードフィールド径よりも大きくされる。このため、本発明の導波路基板の一方側に配置される光導波路部材のコアのモードフィールド径と、他方側に配置される光導波路部材のコアのモードフィールド径とが相違しても、この導波路を介して、両光ファイバのコア間で光の接続損失が生じることを抑制することができる。
【００１１】
なお、以下の説明において、単に結合という場合、光学的な結合を意味する場合がある。
【００１２】
また、前記一方側の端部から所定の区間において、前記導波路の径が前記一方側の端部側ほど拡径するテーパ部を有し、前記テーパ部の前記クラッドに対する比屈折率差は、前記テーパ部の延在方向において前記一方側の端部側ほど低くされてもよい。
【００１３】
あるいは、前記他方側の端部から所定の区間において、前記導波路の径が前記他方側の端部側ほど縮径するテーパ部を有し、前記テーパ部の前記クラッドに対する比屈折率差は、前記テーパ部の延在方向において前記他方側の端部側ほど高くされてもよい。
【００１４】
導波路基板が上記テーパ部を有する場合、前記所定の区間は前記導波路の全長のうち一部の区間であってもよい。
【００１５】
このようなテーパ部では、導波路の一方側の端部側ほどモードフィールド径が大きくなっている。このため、所定の箇所でテーパ部の長さを変えることで、導波路の他方側における所定の箇所からテーパ部のモードフィールド径を変化させることができる。したがって、導波路の一方側の端部のモードフィールド径が、当該一方側の端部側に配置される光導波路部材のコアのモードフィールド径と一致しない場合でも、上記の構成により、テーパ部の一方側の端部におけるモードフィールド径を上記コアに一致するモードフィールド径に変え得る。このため、光の接続損失が生じることを効果的に抑制することができる。
【００１６】
また、前記少なくとも１つの導波路は複数の導波路とされ、互いに隣り合う前記導波路間の距離は、当該導波路の前記一方側と前記他方側とで互いに異なってもよい。
【００１７】
この様に構成されることで、コア間の距離が相違する光導波路部材が導波路基板の一方側と他方側とに配置されても、この導波路基板の導波路を介して、これら光導波路部材の複数のコア同士が光学的に結合され得る。
【００１８】
また、前記少なくとも１つの導波路は複数の導波路とされ、前記導波路間の配列は、当該導波路の前記一方側と前記他方側とで互いに異なっていてもよい。
【００１９】
この様に構成されることで、コアの配列が異なる光導波路部材が導波路基板の一方側と他方側とに配置されても、この導波路基板の導波路を介して、これら光導波路部材の複数のコア同士が光学的に結合され得る。
【００２０】
また、前記少なくとも１つの導波路は複数の導波路とされ、互いに隣り合う前記導波路間の距離は、前記他方側の端部側よりも前記一方側の端部側の方が狭くてもよい。
【００２１】
一般的に、複数の光ファイバを並べた場合のコア間の距離は、マルチコアファイバのコア間の距離よりも大きい。従って、このような構成にされることで、本発明の導波路基板の導波路の他方側に配置される複数の光ファイバのコアを、当該導波路の一方側に配置されるマルチコアファイバの複数のコアに結合させるのに適する。
【００２２】
また、前記少なくとも１つの導波路は複数の導波路とされ、互いに隣り合う前記導波路間の距離は、前記他方側の端部側よりも前記一方側の端部側の方が広くてもよい。
【００２３】
上述のように、一般的に、複数の光ファイバを並べた場合のコア間の距離は、マルチコアファイバのコア間の距離よりも大きい。従って、このような構成にされることで、本発明の導波路基板の導波路の一方側に配置される複数の光ファイバのコアを、当該導波路の他方側に配置されるマルチコアファイバの複数のコアに結合させるのに適する。
【００２４】
また、本発明の他の態様は、所定の接続方向で接続される光コネクタであって、上記のいずれかの導波路基板と、前記導波路基板を収容するケースと、を備え、前記導波路の前記一方側の端部及び前記他方側の端部の一方は、一端が前記ケース内に配置される少なくとも１つのコアを有する光導波路部材の前記コアと前記ケース内で光学的に結合する結合端とされ、前記導波路の前記一方側の端部及び前記他方側の端部の他方は、前記ケースの前記接続方向側の面から光学的に露出する露出端とされることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の光コネクタは、上述した導波路基板を備えている。そのため、本発明の光コネクタを構成する結合端側の光導波路部材のコアと、本発明の光コネクタの露出端側に配置される他の光導波路部材のコアとの間で、光の接続損失が生じることを抑制することができる。
【００２６】
また、本発明の光コネクタでは、光導波路部材のコアの一端がケース内に配置される場合において、光導波路部材のコアの一端に他の光コネクタが接することがなく、本発明の光導波路部材のコアの一端に応力等がかかることを抑制することができる。また、導波路基板の導波路の結合端がケース内に配置されているため、当該結合端にケースの外部からの応力がかかることを抑制することができる。
【００２７】
また、前記光導波路部材を更に備え、前記光導波路部材の前記コアと前記結合端とが、前記ケース内で光学的に結合することが好ましい。
【００２８】
この場合、光導波路部材のコアの一端がケース内に配置されているため、コアの一端に他の光コネクタが接することがなく、本発明の光導波路部材のコアの一端に応力等がかかることを抑制することができる。また、導波路基板の導波路の結合端がケース内に配置されているため、当該結合端にケースの外部からの応力がかかることを抑制することができる。
【００２９】
また、前記導波路の前記露出端は、前記ケース内に配置されてもよい。
【００３０】
この場合、導波路の露出端がケース内に収容されるため、例えば、他の光コネクタを本発明の光コネクタに接続する際に当該他の光コネクタが導波路の露出端に当たることが抑制され、導波路の露出端に外部からの応力がかかることを抑制することができる。
【００３１】
また、上記導波路の上記露出部が上記ケース内に配置される場合、一端が前記ケース内に配置され他端が前記ケースの前記接続方向側の面から前記ケースの外部に突出する光ファイバを更に備え、前記導波路基板の前記導波路の前記露出端は、前記光ファイバのコアの一端と光学的に結合し、前記光ファイバの前記コアを介して前記ケースの前記接続方向側の面から光学的に露出してもよい。
【００３２】
上記のように光ファイバの他端をケースの接続方向側の面から外部に突出させることで、突出した光ファイバを、他の光コネクタ等の光の入出射端に圧着して、上記本発明の光コネクタの光ファイバのコアを他の光コネクタにおける光の入出射端に結合させ得る。また、光ファイバは一般的にコアが中心に配置されるため、上記光ファイバの他端が凸状となることで、コアがケースから最もつき出た構造にすることができる。この場合、上記のように、突出した光ファイバを他の光コネクタ等の光の入出射端に圧着する場合において、凸状の光ファイバのコアを強く当該入出射端に押し付けて、強く光を結合させ得る。なお、光学的な露出とは、導波路の他端が空間を介してケースから露出する場合のみならず、導波路の他端が光透過性の部材を介してケースから露出する場合等を含む。
【００３３】
また、前記導波路の前記露出端は、前記ケースの前記接続方向側の面から前記ケースの外部に突出してもよい。
【００３４】
このように構成することで、ケースの外部に突出する導波路基板の複数の導波路の他端を、他の光コネクタにおける複数の光の入出射端に圧着する等して、上記本発明の光コネクタのそれぞれの導波路を他の光コネクタにおける複数の光の入出射端に結合させ得る。また、ケース内において、導波路基板のそれぞれの導波路の一端と光導波路部材のそれぞれのコアの一端との結合部以外に、光の結合個所が増えることを抑制でき光の損失が増えることを抑制することができる。
【００３５】
また、前記導波路の前記結合端と前記露出端とが互いに非平行な方向を向き、前記ケースの前記接続方向側の面と、前記ケースの前記光導波路部材が導出される面とが非平行であってもよい。
【００３６】
この場合、光コネクタに入射する光は、導波路基板の導波路で伝搬方向が変えられる。このように構成されることで、光導波路部材のコアの延在方向に対して、光コネクタから出射する光や光コネクタに入射する光の方向を変えることができる。例えば、光コネクタに入射する光や光コネクタから出射する光に対して、光導波路部材の延在方向を垂直にすることができる。
【００３７】
また、本発明のさらなる態様である導波路基板の製造方法は、光透過性の基板を準備する準備工程と、光の集光スポットを前記基板の内部で走査することにより前記基板の内部に導波路を形成する導波路形成工程と、を備え、前記導波路形成工程では、前記導波路の一方側の端部の径が他方側の端部の径よりも大きくなるように前記集光スポットが走査され、前記一方側の端部に照射される前記光のエネルギー密度が、前記他方側の端部に照射される前記光のエネルギー密度よりも小さくされることを特徴とするものである。
【００３８】
本発明の導波路基板の製造方法によれば、上述のように、光の集光スポットが基板の内部で走査される。こうすることで、上記基板のうち集光スポットに照射された部分の材料の状態が改質して、集光スポットに照射された部分の屈折率が上記基板の他の部分に比べて高くなる。その結果、この基板の内部に導波路が形成される。また、上記導波路形成工程では、導波路の一方側の端部の径が他方側の端部の径よりも大きくなるように集光スポットが走査される。また、当該一方側の端部に照射される光のエネルギー密度は他方側の端部に比べて小さいため、導波路の一方側の端部における材料の改質度合が他方側の端部に比べて小さくなり、一方側の端部における屈折率が他方側の端部に比べて低くなる。したがって、本発明の導波路基板の製造方法によれば、導波路の一方側の端部におけるモードフィールド径を他方側の端部に比べて大きくすることができ、上述の導波路基板を製造することができる。
【００３９】
また、前記光はフェムト秒レーザとされることが好ましい。
【００４０】
この場合、フェムト秒という短周期に光を集中して上記基板に照射することができるため、光に照射される部位の材料の状態が効果的に改質され得る。このため、基板に導波路を効果的に形成することができる。
【００４１】
また、前記導波路形成工程では、前記一方側の端部から所定の区間において前記導波路の径が前記一方側の端部側ほど拡径するように前記集光スポットが走査され、前記所定の区間において、照射される前記光のエネルギー密度が前記一方側の端部側ほど低くされてもよい。
【００４２】
こうすることで、導波路基板の導波路の上記所定の区間にテーパ部を形成することができる。また、上述のように、当該所定の区間において、照射される光のエネルギー密度が一方側の端部側ほど低くされるため、テーパ部のモードフィールド径を一方側の端部側ほど大きくすることができる。
【００４３】
また、前記導波路形成工程において、前記集光スポットの大きさを一定として前記光のパワーを変化させてもよい。
【００４４】
こうすることで、一方側の端部のモードフィールド径が他方側の端部に比べて大きくなるように導波路を形成することができる。
【００４５】
また、前記導波路形成工程において、前記光のパワーを一定として前記集光スポットの大きさを変化させてもよい。
【００４６】
こうすることで、一方側の端部のモードフィールド径が他方側の端部に比べて大きくなるように導波路を形成することができる。また、上記テーパ部を形成し得る。
【発明の効果】
【００４７】
以上のように、本発明によれば、光の接続損失を抑制し得る導波路基板、当該導波路基板を用いた光コネクタ、及び当該導波路基板の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態における光コネクタを示す分解斜視図である。
【図２】図１の光コネクタの平面図である。
【図３】図１のマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面図である。
【図４】図１の導波路基板を示す図である。
【図５】図１の光コネクタの製造工程を示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態の配置工程の様子を示す平面図である。
【図７】第１実施形態の導波路形成工程における第１照射工程の初期の様子を概略的に示す平面図である。
【図８】第１実施形態の導波路形成工程における第１照射工程の終期の様子を図７と同様の視点で示す図である。
【図９】第１実施形態の導波路形成工程における第２照射工程の初期の様子を図７と同様の視点で示す図である。
【図１０】第１実施形態の導波路形成工程における第２照射工程の図９の状態後の様子を図７と同様の視点で示す図である。
【図１１】第１実施形態の導波路形成工程における第２照射工程の図１０の状態後の様子を図７と同様の視点で示す図である。
【図１２】第１実施形態の導波路形成工程における第２照射工程の図１１の状態後の様子を図７と同様の視点で示す図である。
【図１３】第１実施形態の導波路形成工程における第２照射工程の図１２の状態後の様子を図７と同様の視点で示す図である。
【図１４】第１実施形態の導波路形成工程における第２照射工程の終期の様子を図７と同様の視点で示す図である。
【図１５】本発明の第２実施形態における光コネクタの導波路基板を示す図である。
【図１６】本発明の第２実施形態における第２照射工程の初期の様子を図７と同様の視点で示す図である。
【図１７】本発明の第２実施形態における第２照射工程の図１６の状態後の様子を図７と同様の視点で示す図である。
【図１８】本発明の第２実施形態における第２照射工程の終期の様子を図７と同様の視点で示す図である。
【図１９】図１５の導波路基板の導波路の一変形例を示す平面図である。
【図２０】図１５の導波路基板の導波路の他の変形例を示す平面図である。
【図２１】本発明の第３実施形態における光コネクタを図１と同様の方法で示す分解斜視図である。
【図２２】図２１の光コネクタを図２と同様の方法で示す平面図である。
【図２３】図２１の導波路基板を示す図である。
【図２４】本発明の第４実施形態における光コネクタを図１と同様の方法で示す分解斜視図である。
【図２５】図２４の光コネクタの一方側の光ファイバの長手方向に垂直な断面図である。
【図２６】本発明の第５実施形態における光コネクタを図１と同様の方法で示す分解斜視図である。
【図２７】図２６の光コネクタを図２と同様の方法で示す平面図である。
【図２８】図２６の光ファイバテープの長手方向に垂直な断面図である。
【図２９】図２６の導波路基板を示す図である。
【図３０】本発明の第６実施形態における光コネクタを図１と同様の方法で示す分解斜視図である。
【図３１】図３０の光コネクタを概略的に示す当該光コネクタの延在方向に沿った断面図である。
【図３２】図３０の導波路基板を示す図である。
【図３３】本発明の第７実施形態における光コネクタを図２と同様の方法で示す平面図である。
【図３４】図３３の導波路基板を示す図である。
【図３５】第７実施形態の配置工程の様子を示す平面図である。
【図３６】第７実施形態の導波路形成工程における第１照射工程の様子を概略的に示す平面図である。
【図３７】第７実施形態の導波路形成工程における第２照射工程の様子を概略的に示す平面図である。
【図３８】第７実施形態の一変形例を図２と同様の方法で示す平面図である。
【図３９】第７実施形態の他の変形例を図２と同様の方法で示す平面図である。
【図４０】第７実施形態の別の変形例を図２と同様の方法で示す平面図である。
【図４１】図２の光コネクタの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明に係る導波路基板、光コネクタ、及び導波路基板の製造方法の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に例示する実施形態は、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、以下の実施形態から変更、改良することができる。
【００５０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における光コネクタを示す分解斜視図であり、図２は、図１の光コネクタの平面図である。ただし、図２では、図１に示す一部の部材の記載が省略されている。図１、図２に示すように、本実施形態の光コネクタ１は、ケース１０と、導波路基板２０と、光導波路部材としてのマルチコアファイバ３０とを主な構成として備える。
【００５１】
ケース１０は、概ね直方体の形状であり、導波路基板２０を収容する。このケース１０は、面１１及び当該面１１と反対側の面１２を有する。本実施形態の光コネクタ１は面１１側が接続方向とされる。従って、光コネクタ１が他の光コネクタ等と接続される場合、面１１側が他の光コネクタ等に向けられて、光コネクタ１は面１１側から他の光コネクタ等に接続される。また、ケース１０は、面１１と面１２とを貫通する一対のガイドピン孔１９が形成されている。ガイドピン孔１９には、図示しないガイドピンが挿入され、他の光コネクタに接続される際に、このガイドピンにより、光コネクタ１と他の光コネクタとの位置決めがなされる。
【００５２】
ケース１０は、面１１及び面１２と概ね垂直な面１３を有しており、この面１３には、凹部１０Ｄが形成されている。この凹部１０Ｄは、概ね直方体の形状をしており、面１１に形成された開口１１Ｈを介して外部空間と連通している。この凹部１０Ｄは、概ね上記導波路基板２０と同一の外形とされ、導波路基板２０の接続方向側の面が上記開口１１Ｈから外部に突出している。
【００５３】
ケース１０には、面１２から凹部１０Ｄに通じる貫通孔１２Ｈが形成されている。この貫通孔１２Ｈには、円筒形のブーツ３９がマルチコアファイバ３０と共に挿通される。具体的には、ブーツ３９の貫通孔にマルチコアファイバ３０が挿通された状態で、ブーツ３９がマルチコアファイバ３０と共に貫通孔１２Ｈに挿通され、マルチコアファイバ３０の一端が凹部１０Ｄ内に位置する。こうして、マルチコアファイバ３０は、一端がケース１０内に配置され、他端側がケース１０の接続方向側以外の面１２から導出する。なお、ケース１０の外に導出されるマルチコアファイバ３０を保護する不図示のカバーがケース１０に設けられていても良い。
【００５４】
図３は、図１のマルチコアファイバ３０の長手方向に垂直な断面図である。図３に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ３０は、複数のコア３１と、複数のコア３１の外周面を隙間なく囲むクラッド３２と、クラッド３２の外周面を被覆する樹脂等から成る保護層３３と、を備える。なお、本実施形態では、コア３１の数が４つの場合について説明する。
【００５５】
本実施形態のマルチコアファイバ３０では、それぞれのコア３１が互いに所定距離離れて等間隔で配置されている。具体的には、複数のコア３１が２×２に配置されている。従って、図３のようにマルチコアファイバ３０を断面で見る場合に、コア３１が上下方向、及び左右方向に並んで配置されている。それぞれのコア３１の直径は、例えば、６μｍ〜１０μｍとされ、クラッド３２の直径は、例えば、７９μｍ〜２５０μｍとされる。また、それぞれのコア３１の屈折率は、クラッド３２の屈折率よりも高く、それぞれのコア３１のクラッド３２に対する比屈折率差は、例えば、０．３％〜１．０％とされる。
【００５６】
コア３１は、例えば、ゲルマニウム等の屈折率が高くなるドーパントが添加されたシリカガラスから成り、この場合、クラッド３２は、例えば、何らドーパントが添加されない純粋なシリカガラスやフッ素等の屈折率が低くなるドーパントが添加されたシリカガラスから成る。或いは、コア３１が何らドーパントが添加されない純粋なシリカガラスから成り、クラッド３２が例えばフッ素等の屈折率が低くなるドーパントが添加されたシリカガラスから成る構成であっても良い。
【００５７】
なお、図３の例では、それぞれのコア３１とクラッド３２との間に他の部材が配置されていない例を示した。しかし、それぞれのコア３１とクラッド３２との間にクラッド３２の屈折率よりも低い屈折率のトレンチ層が配置されても良い。
【００５８】
マルチコアファイバ３０の一端が配置されているケース１０の凹部１０Ｄ内には、導波路基板２０が配置される。具体的には、導波路基板２０は、凹部１０Ｄ内に位置するマルチコアファイバ３０の一端から僅かに離間して凹部１０Ｄ内に配置される。また、本実施形態では、導波路基板２０が配置された状態で、凹部１０Ｄ内の空間に光透過性の樹脂５０が充填されている。従って、マルチコアファイバ３０の一端と導波路基板２０との間には、光透過性の樹脂５０が充填されている。このような樹脂５０としては、光透過性を有するアクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などを挙げることができる。なお、図１では、この樹脂５０の記載が省略されている。
【００５９】
このように、凹部１０Ｄ内に導波路基板２０が配置されると共に、光透過性の樹脂５０が充填された状態で、凹部１０Ｄには蓋体１０Ｌが被せられて、凹部１０Ｄは封止される。なお、図２では蓋体１０Ｌの記載が省略されている。
【００６０】
図４は、図１の導波路基板２０を示す図である。図４に示すように、本実施形態の導波路基板２０は概ね直方体の形状とされる。導波路基板２０は、光透過性の材料から構成される。導波路基板２０内には、複数の導波路２１が形成され、導波路２１の周りがクラッド２２とされる。このような導波路２１のそれぞれは、３次元的なパターンで形成され、各導波路２１の一方側と他方側とで、配列、互いに隣り合う導波路間の距離、導波路の断面積、及び向きの少なくとも一つが互いに異なるように形成され得る。本実施形態において、それぞれの導波路２１の一方側の端部は、所定の間隔を空けて直線状に配列されている。本実施形態では、この一方側の端部が接続方向側の端部とされる。上述のように、導波路基板２０の接続方向側の面が上記開口１１Ｈから外部に突出している。したがって、複数の導波路２１の各一方側の端部は、ケース１０の接続方向側の面１１から光学的に露出している。一方、それぞれの導波路２１の他方側の端部は、マルチコアファイバ３０のそれぞれのコア３１の配列と同じように配列されている。従って、本実施形態では、複数の導波路２１は、他方側の端部において２×２に配置されている。したがって、本実施形態の導波路基板２０の互いに隣り合う導波路２１間の距離は、導波路２１の他方側よりも一方側の方が広く、また、本実施形態の導波路基板２０の導波路２１の配列は、導波路２１の一方側と他方側とで互いに異なる。なお、図２では、図の複雑化を避けるため、導波路２１は、平面的に並ぶように簡略化されて記載されている。
【００６１】
複数の導波路２１のそれぞれは、所定位置Ｍを境として上記他方側に位置する小径部２１Ａと、当該所定位置Ｍを境として上記一方側に位置する大径部２１Ｂとを有している。すなわち、導波路２１の他方側の端部から所定位置Ｍまでの区間が小径部２１Ａとされ、導波路２１の一方側の端部から所定位置Ｍまでの区間が大径部２１Ｂとされる。この大径部２１Ｂは、小径部２１Ａよりも大きな径とされる。また、大径部２１Ｂの当該大径部２１Ｂの周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差は、小径部２１Ａの当該小径部２１Ａの周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差以下とされる。小径部２１Ａの径は延在方向に沿って概ね一定とされ、大径部２１Ｂの径も延在方向に沿って概ね一定とされる。後述するが、このような導波路２１は、導波路基板２０に例えばフェムト秒レーザを照射することによって形成される。
【００６２】
マルチコアファイバ３０は上記のようにケース１０に挿通される。そして、このマルチコアファイバ３０は、マルチコアファイバ３０のそれぞれのコア３１の一端と導波路基板２０のそれぞれの導波路２１の他方側の端部とが対向するように調心される。従って、マルチコアファイバ３０の複数のコア３１の配列と同じ配列にされた各導波路２１の他方側の端部が、マルチコアファイバ３０の各コア３１と一対一で対向する。
【００６３】
そして、上記のように、それぞれの導波路２１の他方側の端部とマルチコアファイバ３０のそれぞれコア３１との間に光透過性の樹脂５０が充填される。このため、導波路基板２０の各導波路２１の他方側の端部と、マルチコアファイバ３０の各コア３１の一端とが光学的に結合する。このように、導波路２１の他方側の端部は、光導波路部材としてのマルチコアファイバ３０のコア３１と光学的に結合する結合端と解釈することができる。一方、導波路２１の一方側の端部は、ケース１０の接続方向側の面１１から光学的に露出する露出端と解釈することができる。こうして、導波路２１は、露出端における径が結合端における径よりも大きい構成とされる。
【００６４】
次に、光コネクタ１の光の伝搬について説明する。
【００６５】
マルチコアファイバ３０のそれぞれのコア３１を伝搬する光は、それぞれのコア３１の一端から樹脂５０に出射する。上記のようにそれぞれのコア３１の一端と、導波路基板２０のそれぞれの導波路２１の結合端とが一対一で対向するため、それぞれのコア３１から樹脂５０に出射した光は、コア３１に対向する導波路２１の結合端から導波路２１内に入射する。導波路２１に入射した光は、３次元状に形成された導波路２１を伝搬し、やがて導波路２１の上記所定位置Ｍに達する。
【００６６】
上述のように、この所定位置Ｍを境として接続方向側には、大径部２１Ｂが形成されている。上述のように、大径部２１Ｂの径は小径部２１Ａよりも大きい。また、大径部２１Ｂの当該大径部２１Ｂの周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差は、小径部２１Ａの当該小径部２１Ａの周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差以下とされる。このため、大径部２１Ｂを伝搬する光のモードフィールド径が、小径部２１Ａを伝搬する光のモードフィールド径よりも大きくなる。こうして、導波路２１を介して光のモードフィールド径が変換され、モードフィールド径が拡大された光が導波路２１の露出端から外部に出射される。
【００６７】
また、光コネクタ１に接続される他の光コネクタの光の出射端から各導波路２１の露出端に入射する光は、導波路２１の露出端から導波路２１に入射し、大径部２１Ｂを伝搬して所定位置Ｍに達する。そして、所定位置Ｍから小径部２１Ａを伝搬することにより、導波路２１への入射時に比べて光のモードフィールド径が小さくなる。こうして、モードフィールド径が小さくされた光がマルチコアファイバ３０のコア３１に入射する。
【００６８】
こうして、光コネクタ１により、光の入射や出射が行われる。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態の光コネクタ１は、導波路２１を有する導波路基板２０を備えている。この導波路２１は、上述のように、光透過性の基板内に３次元的なパターンで形成されることにより、一方側の位置と他方側の位置とが互いに異なるように形成される。このため、この導波路基板２０によれば、導波路基板２０の他方側に配置される光導波路部材としてのマルチコアファイバ３０のコア３１と、導波路基板２０の一方側に配置される他の光導波路部材のコアとを、導波路２１を介して光学的に結合させ得る。また、この導波路基板２０の導波路２１は、上記小径部２１Ａと上記大径部２１Ｂとを有している。上述のように、大径部２１Ｂの当該大径部２１Ｂの周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差は、小径部２１Ａの当該小径部２１Ａの周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差よりも小さくなっている。このため、導波路２１の結合端から露出端に向かって光が伝搬する場合、結合端への入射時に比べてモードフィールド径が大きくされた光が露出端から出射する。一方、導波路２１の露出端から結合端に向かって光が伝搬する場合、露出端への入射時に比べてモードフィールド径が小さくされた光が、結合端を介してマルチコアファイバ３０のコア３１に入射する。
【００７０】
本実施形態の光コネクタ１は、このような導波路基板２０を備えており、導波路２１の結合端側と露出端側とで光のモードフィールド径が変換される。そのため、本発明の光コネクタを構成する結合端側の光導波路部材のコアにおける光のモードフィールド径と、本発明の光コネクタの露出端側に配置される他の光導波路部材のコアにおける光のモードフィールド径とが相違する場合でも、光の接続損失が生じることを抑制することができる。例えば、光コネクタ１に接続される他の光コネクタの導波路における光のモードフィールド径が、光コネクタ１のコア３１のモードフィールド径よりも大きい場合でも、導波路２１の露出端のモードフィールド径が大きくなっているため、光コネクタ１を構成する結合端側のコア３１と、光コネクタ１の露出端側に配置される他の光導波路部材のコアとの間で、光の接続損失が生じることを効果的に抑制することができる。
【００７１】
また、本発明の光コネクタでは、光導波路部材のコアの一端がケース内に配置されているため、本発明の光コネクタの光導波路部材のコアの一端に他の光コネクタが接することがなく、本発明の光導波路部材のコアの一端に応力等がかかることを抑制することができる。また、導波路基板の導波路の結合端がケース内に配置されているため、当該結合端にケースの外部からの応力がかかることを抑制することができる。
【００７２】
また、本実施形態の光コネクタ１では、コア３１の少なくとも１つは、ケース１０の接続方向側以外の面１２に形成された貫通孔１２Ｈから導出される。従って、この貫通孔１２Ｈが導波路基板２０の導波路２１に対してコア３１をガイドする役割を果たすので、コア３１がケース１０の貫通孔１２Ｈ以外から導出される場合と比べて、マルチコアファイバ３０のコア３１と導波路基板２０の導波路２１との調心を容易にし得る。また、この貫通孔１２Ｈの外径は、クラッド３２、保護層３３またはブーツ３９の外径と同程度の大きさとすることが好ましい。この場合、クラッド３２、保護層３３またはブーツ３９の外径と同程度の大きさを有する貫通孔１２Ｈがクラッド３２、保護層３３またはブーツ３９をガイドしやすくなるので、コア３１をより一層ガイドしやすくなる。このため、マルチコアファイバ３０のコア３１と導波路基板２０の導波路２１との調心をより一層容易にし得る。
【００７３】
また、本実施形態の光コネクタ１では、導波路２１の露出端がケース１０の接続方向側の面１１からケース１０の外部に突出する。このように構成することで、ケース１０の外部に突出する導波路基板２０の導波路２１の露出端を、他の光コネクタにおける複数の光の入出射端に圧着して、本発明の光コネクタ１の各導波路２１を他の光コネクタにおける複数の光の入出射端に結合させ得る。また、ケース１０内において、導波路基板２０の各導波路２１の結合端とマルチコアファイバ３０の各コア３１の一端との結合部以外に、光の結合個所が増えることを抑制でき、光の損失が増えることを抑制することができる。
【００７４】
また、本実施形態の光コネクタ１では、導波路基板２０における互いに隣り合う導波路２１間の距離が、導波路２１の結合端側と露出端側とで互いに異なる。具体的には、導波路基板２０の互いに隣り合う導波路２１間の距離は、導波路２１の結合端側よりも露出端側の方が広い。一般的に、複数の光ファイバを並べた場合のコア間の距離は、マルチコアファイバ３０のコア３１間の距離よりも大きい。従って、光コネクタ１がこのような構成にされることで、マルチコアファイバ３０の複数のコア３１を、複数の光ファイバのコアに結合させるのに適する。
【００７５】
また、本実施形態の光コネクタ１では、導波路基板２０の複数の導波路２１の配列は、導波路２１の結合端側と露出端側とで互いに異なる。従って、本実施形態の光コネクタ１におけるマルチコアファイバ３０の複数のコア３１の配列と、光コネクタ１に接続される他の光コネクタにおける複数の光の入出射端の配列とが異なる場合であっても、光コネクタ１におけるマルチコアファイバ３０の複数のコア３１と、他の光コネクタにおける複数の光の入出射端とで、適切に光を伝搬し得る。
【００７６】
また、本実施形態の光コネクタ１では、複数の導波路２１の結合端側の端部と、マルチコアファイバ３０の複数のコア３１の一端との間に、光透過性の樹脂５０が充填されている。このため、それぞれの導波路２１の一端にマルチコアファイバ３０のそれぞれのコア３１の一端を圧着させずとも、導波路基板２０のそれぞれの導波路２１とマルチコアファイバ３０のそれぞれのコア３１とを結合し得る。したがって、コア３１に負荷がかかることを抑制し得る。また、マルチコアファイバ３０の一端が曲面状である場合、クラッド３２の中心以外に配置されるコア３１は、クラッド３２の中心と比べて導波路基板２０から離れる。従って、クラッド３２の中心以外に配置されるコア３１を導波路基板２０の導波路２１に圧着しづらい。このため、上記のように光透過性の樹脂５０が充填されることで、適切にマルチコアファイバ３０のコア３１と導波路基板２０の導波路２１とを結合させ得る。
【００７７】
なお、光コネクタ１には、マルチコアファイバ３０が必須の構成ではなく、マルチコアファイバ３０を備えない光コネクタ１も光コネクタとして成り立つ。この場合、使用時において、マルチコアファイバ３０を上記実施形態のように配置すればよい。
【００７８】
次に、このような光コネクタ１の製造方法について説明する。
【００７９】
図５は、光コネクタ１の製造方法を示すフローチャートである。図５に示すように、光コネクタ１の製造方法は、準備工程ＰＳ１と、配置工程ＰＳ２と、導波路形成工程ＰＳ３とを備えている。
【００８０】
（準備工程ＰＳ１）
本工程は、光透過性の基板を準備する工程である。従って、まず、光透過性の基板２０Ｐを準備する。また、一端側にブーツ３９が装着されたマルチコアファイバ３０が貫通孔１２Ｈに挿通された状態のケース１０を準備する。基板２０Ｐは、ケース１０の凹部１０Ｄと略同一の形状とされる。
【００８１】
（配置工程ＰＳ２）
本工程は、基板２０Ｐをケース１０内に配置する工程である。図６は、本工程の様子を概略的に示す平面図である。図６に示すように、本工程では、基板２０Ｐの面２０ＰＢがケース１０の面１１から僅かに突出するように基板２０Ｐをケース１０の凹部１０Ｄ内に配置する。また、基板２０Ｐの面２０ＰＡとマルチコアファイバ３０のコア３１の一端との間に僅かに隙間が形成されるように基板２０Ｐを凹部１０Ｄ内に配置する。この状態で、凹部１０Ｄ内に樹脂５０を充填する。こうして、ケース１０の凹部１０Ｄに基板２０Ｐが配置される。
【００８２】
なお、準備工程ＰＳ１において、ケース１０の貫通孔１２Ｈにマルチコアファイバ３０が挿入されたものを準備したが、ケース１０の貫通孔１２Ｈにマルチコアファイバ３０が挿入されたものを準備し、本工程において基板２０Ｐをケース１０内に配置した後にマルチコアファイバ３０を貫通孔１２Ｈに挿入してもよい。
【００８３】
（導波路形成工程ＰＳ３）
本工程は、光の集光スポットを基板２０Ｐの内部で走査することにより基板２０Ｐの内部に導波路を形成する工程である。上記配置工程ＰＳ２の後、本工程を行う。図５に示すように、本工程は、第１照射工程ＰＳ３１と、第２照射工程ＰＳ３２とを含んでいる。本工程は、基板２０Ｐの内部に光の集光スポットを形成可能な不図示の照射装置を用いて行われる。この照射装置は、出射される光のパワーを変化させたり、また、集光スポットの大きさを変化させたりできるように構成されている。このような集光スポットを基板２０Ｐの内部で走査することにより、基板２０Ｐの面２０ＰＡから面２０ＰＢまで延在する導波路が形成される。本実施形態において、本工程はフェムト秒レーザを用いて行われる。
【００８４】
ここで、フェムト秒レーザとは、パルス幅が１０-15〜１０-13秒程度とされる超短パルスレーザをいう。フェムト秒レーザは、このように非常に短いパルス幅を有するため、極めて大きなピークパワーをもつ。例えば、フェムト秒レーザが集光されて形成される集光スポットでは、数十〜数百ＴＷ／ｃｍ2程度の高パワー密度を実現し得る。このような高パワー密度の集光スポットを被照射体の内部に位置させることで、集光スポットに照射された部分において多光子吸収反応が励起され、当該部分の材料の状態が改質される。その結果、被照射体のうち集光スポットに照射された部分の屈折率が、照射されていない部分に比べて高くなる。上記多光子吸収反応は、照射する光の強度が一定の閾値以上でなければ励起されない傾向にある。このため、集光スポットにおける光のパワー密度が多光子吸収反応が励起される程度の強さになるようにフェムト秒レーザのパワーを調整することによって、被照射体のうち集光スポットに照射されない部分における材料の状態の改質を抑制しつつ、集光スポットに照射された部分における材料の状態のみを改質し得る。
【００８５】
以下、本工程について、図７〜図１４を参照して説明する。図７〜図１４は、第１照射工程ＰＳ３１、第２照射工程ＰＳ３２の様子を概略的に示す平面図である。
【００８６】
＜第１照射工程ＰＳ３１＞
導波路形成工程ＰＳ３では、まず本工程を行う。上述のように、マルチコアファイバ３０は、ケース１０の凹部１０Ｄに導出されている。したがって、基板２０Ｐのマルチコアファイバ３０側の面２０ＰＡは、マルチコアファイバ３０の複数のコア３１と対向しており、図７に示すように、面２０ＰＡは、当該複数のコア３１の１つに正対するコア正対部２０Ｓを含んでいる。本工程では、まず、上記照射装置を操作して、このコア正対部２０Ｓにフェムト秒レーザの集光スポットＳＰを位置させる。なお、図７〜図１４は平面図であるため、集光スポットＳＰが基板２０Ｐの主面方向のみに広がっているように見えるが、実際には、集光スポットＳＰは基板２０Ｐの厚み方向にも広がっている。その後、図７において矢印で示すように、この集光スポットＳＰを３次元的に走査する。具体的には、出射されるフェムト秒レーザのパワー及び集光スポットＳＰの大きさを一定に保ちながら、図７の平面視において、集光スポットＳＰをコア正対部２０Ｓから所定位置Ｍまで左斜め上方に走査する。これにより、集光スポットＳＰに照射された基板２０Ｐ内の部分において、集光スポットＳＰの走査方向に沿って材料の状態が改質される。こうして、図８に示すように、基板２０Ｐの他の部分に比べて屈折率が高く、また、コア正対部２０Ｓから所定位置Ｍまで上記走査方向に沿って延在する領域が、基板２０Ｐの内部に形成される。
【００８７】
＜第２照射工程ＰＳ３２＞
次に、本工程を行う。本工程では、まず、集光スポットＳＰの走査を停止した状態で、出射されるフェムト秒レーザのパワーを第１照射工程ＰＳ３１に比べて小さくする。なお、本工程における集光スポットＳＰは、第１照射工程ＰＳ３１における集光スポットＳＰと同じ大きさとされる。そして、図９に示すように、フェムト秒レーザのパワーを一定に保ちながら、所定位置Ｍから集光スポットＳＰを左斜め上方に走査する。こうして、図１０に示すように、集光スポットＳＰが基板２０Ｐの面２０ＰＢに達することで、基板２０Ｐの内部に、材料の状態が改質された改質領域２１Ｋが、面２０ＰＡから面２０ＰＢまで形成される。上述のように、所定位置Ｍから面２０ＰＢまで集光スポットＳＰが走査される間、フェムト秒レーザのパワーは第１照射工程ＰＳ３１に比べて小さくされ、また、集光スポットＳＰは第１照射工程ＰＳ３１における集光スポットＳＰと同じ大きさとされる。すなわち、所定位置Ｍから面２０ＰＢまで集光スポットＳＰが走査される間、基板２０Ｐに照射される光のエネルギー密度は、第１照射工程ＰＳ３１における光のエネルギー密度に比べて小さくなる。このため、改質領域２１Ｋのうち面２０ＰＢから所定位置Ｍまでの区間における材料の状態の改質度合は、面２０ＰＡから所定位置Ｍまでの区間における材料の改質度合よりも小さくなる。その結果、改質領域２１Ｋのうち面２０ＰＢから所定位置Ｍまでの区間における屈折率が、面２０ＰＡから所定位置Ｍまでの区間に比べて低くなる。以下、面２０ＰＢから所定位置Ｍまでの区間における屈折率を面２０ＰＡから所定位置Ｍまでの区間に比べて低くする上記ステップを、第１ステップということがある。
【００８８】
次に、フェムト秒レーザのパワー及び集光スポットＳＰの大きさを第１ステップと同じ大きさにして、図１１に示すように、改質領域２１Ｋの所定位置Ｍから当該改質領域２１Ｋの径方向左側に僅かにずれた位置に、集光スポットＳＰを位置させる。その後、図１１において矢印で示すように、改質領域２１Ｋの延在方向に沿って、集光スポットＳＰを面２０ＰＢまで走査する。これにより、改質領域２１Ｋの径方向左側で改質領域２１Ｋに隣接する部分において、材料の状態が改質される。その結果、図１２に示すように、所定位置Ｍから面２０ＰＢまでの改質領域２１Ｋの径が左側に拡張される。上述のように、本ステップにおけるフェムト秒レーザのパワー及び集光スポットＳＰの大きさは第１ステップと同じである。このため、左側に拡張された区間では、第１ステップと同様に材料の状態が改質される。こうして、所定位置Ｍから面２０ＰＢまで延在する低屈折率の区間の径が左側に拡張される。
【００８９】
次に、フェムト秒レーザのパワー及び集光スポットＳＰの大きさを第１ステップと同じ大きさにして、図１３に示すように、改質領域２１Ｋの所定位置Ｍから当該改質領域２１Ｋの径方向右側に僅かにずれた位置に、集光スポットＳＰを位置させる。その後、図１３において矢印で示すように、改質領域２１Ｋの延在方向に沿って、集光スポットＳＰを面２０ＰＢまで走査する。これにより、改質領域２１Ｋの径方向右側で改質領域２１Ｋに隣接する部分において、材料の状態が改質される。その結果、図１４に示すように、所定位置Ｍから面２０ＰＢまでの改質領域２１Ｋの径が右側に拡張される。上述のように、本ステップにおいてフェムト秒レーザのパワー及び集光スポットＳＰの大きさは第１ステップと同じである。このため、右側に拡張された区間では、第１ステップと同様に材料の状態が改質される。こうして、所定位置Ｍから面２０ＰＢまで延在する低屈折率の区間の径が右側に拡張される。その結果、小径部２１Ａと、小径部２１Ａよりも径が大きく小径部２１Ａよりも屈折率が低い大径部２１Ｂと、を有する導波路２１が基板２０Ｐの内部に形成される。
【００９０】
その後、図示を省略するが、集光スポットＳＰの照射位置を基板２０Ｐの厚み方向に移動させ、導波路２１の厚み方向の上側又は下側で、導波路２１をトレースしてもよい。すなわち、導波路２１の厚み方向の上側又は下側で、第１照射工程ＰＳ３１及び第２照射工程ＰＳ３２を行ってもよい。このようにするには、集光スポットＳＰの焦点位置を基板２０Ｐの厚み方向に移動させて、導波路２１をトレースすればよい。こうすることで、導波路２１を厚み方向に拡張することができる。
【００９１】
なお、ここでは、面２０ＰＡ、面２０ＰＢに対して傾斜して延びる導波路２１を形成する例を示した。しかし、面２０ＰＡ及び面２０ＰＢに対して垂直に延びる導波路２１を形成する場合は、集光スポットＳＰの位置を細かに調整する必要がなく、より容易に導波路２１を形成し得る。
【００９２】
このように、本実施形態における導波路形成工程ＰＳ３では、集光スポットＳＰの大きさを一定として光のパワーを第１照射工程ＰＳ３１と第２照射工程ＰＳ３２との間で変化させる。
【００９３】
このような第１照射工程ＰＳ３１及び第２照射工程ＰＳ３２のプロセスをマルチコアファイバ３０の複数のコア３１の数だけ行うことで、複数のコア３１のそれぞれと一対一対応で光学的に結合する複数の導波路２１が基板２０Ｐに形成され、本発明の導波路基板２０が製造される。その結果、導波路基板２０を備える光コネクタ１が製造される。
【００９４】
以上のように、本実施形態における光コネクタ１の製造方法は、光透過性の基板２０Ｐを準備する準備工程ＰＳ１と、光の集光スポットＳＰを基板２０Ｐの内部で走査することにより基板２０Ｐの内部に導波路２１を形成する導波路形成工程ＰＳ３と、を備え、導波路形成工程ＰＳ３では、導波路の一方側の端部の径が他方側の端部の径よりも大きくなるように集光スポットＳＰが走査され、上記一方側の端部に照射される光のエネルギー密度が、上記他方側の端部に照射される光のエネルギー密度よりも小さくされる、導波路基板２０の製造方法を含んでいる。
【００９５】
なお、本実施形態における光コネクタ１の製造方法では、上記光としてフェムト秒レーザを使用した。しかし、基板２０Ｐの特定の領域の材料の状態を改質して基板２０Ｐの内部に３次元的に導波路２１を描くことが可能な光であれば、フェムト秒レーザ以外の光を使用してもよい。例えば、パルス幅が１０-12秒程度とされるピコ秒レーザを使用し得る。
【００９６】
また、本実施形態における光コネクタ１の製造方法では、導波路形成工程ＰＳ３において、集光スポットＳＰの大きさを一定として光のパワーを第１照射工程ＰＳ３１と第２照射工程ＰＳ３２との間で変化させる例を説明した。しかし、第１照射工程ＰＳ３１と第２照射工程ＰＳ３２とにおいてフェムト秒レーザのパワーを一定として、第２照射工程ＰＳ３２における集光スポットＳＰの大きさを第１照射工程ＰＳ３１における集光スポットＳＰの大きさよりも大きくしてもよい。この場合、露出端から所定位置Ｍまでの区間において集光スポットＳＰに照射される領域が、結合端から所定位置Ｍまでの区間において集光スポットＳＰに照射される領域よりも大きくなる。また、露出端から所定位置Ｍまでの区間における集光スポットＳＰの光のエネルギー密度が、結合端から所定位置Ｍまでの区間における集光スポットＳＰの光のエネルギー密度よりも小さくなる。このため、上記製造方法と同様に、小径部２１Ａに比べてモードフィールド径が大きい上記大径部２１Ｂを形成し得る。
【００９７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
【００９８】
本実施形態における光コネクタ１は、導波路基板２０の導波路２１の形状を除いて第１実施形態における光コネクタ１と同様の構成とされる。したがって、本実施形態では、導波路基板２０についてのみ説明する。図１５は、本発明の第２実施形態における導波路基板２０を示す図である。図１５に示すように、本実施形態における導波路基板２０は、導波路２１のうち所定位置Ｍよりも一方側に位置する部分である接続方向側の部分の形状がテーパ状とされる点において、導波路２１のうち所定位置Ｍよりも一方側に位置する部分の径が延在方向に沿って同一とされる第１実施形態における導波路基板２０と異なる。
【００９９】
図１５に示すように、本実施形態における導波路基板２０の複数の導波路２１は、それぞれ、所定位置Ｍよりも他方側の区間である接続方向側とは反対側の区間における非テーパ部１２１Ａと、所定位置Ｍよりも一方側の区間である接続方向側の区間におけるテーパ部１２１Ｂとを有している。すなわち、非テーパ部１２１Ａは、マルチコアファイバ３０のコア３１と光学的に結合する結合端を含み、テーパ部１２１Ｂは、ケース１０の開口１１Ｈから光学的に露出する露出端を含んでいる。非テーパ部１２１Ａは、延在方向に沿って同一の径及び同一の屈折率となるように形成される。一方、テーパ部１２１Ｂは、露出端側ほど径が拡径するとともに、露出端側ほど屈折率が低くなるように形成される。したがって、本実施形態における導波路２１は、露出端における径が結合端における径よりも大きい構成とされる。
【０１００】
次に、本実施形態における導波路基板２０の導波路２１における光の伝搬について説明する。
【０１０１】
非テーパ部１２１Ａの結合端から導波路２１に光が入射すると、当該光は、非テーパ部１２１Ａを伝搬して所定位置Ｍに達する。上述のように、テーパ部１２１Ｂは、露出端側ほど径が拡径するとともに、露出端側ほど屈折率が低くなるように形成されるため、所定位置Ｍからテーパ部１２１Ｂに光が入射して、当該光が露出端に向かって伝搬するに従って、この光のモードフィールド径が次第に大きくなる。こうして、モードフィールド径が拡大された光が、テーパ部１２１Ｂの露出端から出射する。
【０１０２】
一方、テーパ部１２１Ｂの露出端から導波路２１に光が入射すると、当該光はテーパ部１２１Ｂを伝搬するに従ってモードフィールド径が小さくなり、所定位置Ｍにおいてモードフィールド径が最小となる。その後、当該光は、所定位置Ｍから結合端に向かって非テーパ部１２１Ａ内を伝搬し、モードフィールド径が最小とされた状態で結合端から出射する。
【０１０３】
このように、本実施形態の導波路基板２０によれば、導波路２１の結合端側と露出端側とで光のモードフィールド径が変換される。そのため、本実施形態の導波路基板２０を有する光コネクタにおいて、光導波路部材のコアにおける光のモードフィールド径と、当該光コネクタの露出端側に配置される他の光導波路部材のコアにおける光のモードフィールド径とが相違する場合でも、光の接続損失が生じることを抑制することができる。
【０１０４】
また、本実施形態の導波路基板２０の導波路２１は、上記テーパ部１２１Ｂを有しており、このテーパ部１２１Ｂでは、露出端側ほどモードフィールド径が小さくなっている。このため、所定の箇所で導波路基板２０の長さを変えることで、導波路２１の他方側における所定の箇所からテーパ部１２１Ｂのモードフィールド径を変化させることができる。したがって、導波路２１の露出端におけるモードフィールド径が、当該露出端側に配置される光導波路部材のコアのモードフィールド径と一致しない場合でも、テーパ部１２１Ｂの露出端におけるモードフィールド径を上記コアのモードフィールド径と一致させることができる。このため、本実施形態の導波路基板２０によれば、光の接続損失が生じることを効果的に抑制することができる。
【０１０５】
次に、本実施形態の導波路基板２０を有する光コネクタ１の製造方法について説明する。
【０１０６】
この光コネクタ１の製造方法は、準備工程ＰＳ１と、配置工程ＰＳ２と、導波路形成工程ＰＳ３とを備えている。また、導波路形成工程ＰＳ３は、第１照射工程ＰＳ３１と、第２照射工程ＰＳ３２とを備えている。ここで、本実施形態における準備工程ＰＳ１、配置工程ＰＳ２、及び第２照射工程ＰＳ３２は、第１実施形態における光コネクタ１の製造方法における準備工程ＰＳ１、配置工程ＰＳ２、及び第１照射工程ＰＳ３１とそれぞれ同じであり、第２照射工程ＰＳ３２のみが、第１実施形態における第２照射工程ＰＳ３２と異なっている。したがって、以下、本実施形態における第２照射工程ＰＳ３２について説明する。
【０１０７】
本実施形態における第２照射工程ＰＳ３２では、第１照射工程ＰＳ３１によってコア正対部２０Ｓから所定位置Ｍまで延在する改質領域２１Ｋを形成した後、フェムト秒レーザのパワーを一定に保ちながら、図１６及び図１７に示すように、集光スポットＳＰを面２０ＰＢ側に走査するに従って拡径させていく。こうすることで、材料の状態が改質された領域が、所定位置Ｍから面２０ＰＢに向かって基板２０Ｐの主面方向及び厚み方向に次第に広がっていく。なお、図１６及び図１７は平面図であるため、集光スポットＳＰが基板２０Ｐの主面方向のみに広がっているように見えるが、実際には、集光スポットＳＰは基板２０Ｐの厚み方向にも広がっている。また、上述のように、フェムト秒レーザのパワーは一定であるため、集光スポットＳＰが次第に大きくされることで、集光スポットＳＰにおける光のエネルギー密度が、集光スポットＳＰの走査方向に沿って次第に小さくなる。すなわち、本実施形態における第２照射工程ＰＳ３２では、露出端から所定の区間において導波路の径が露出端側ほど拡径するように集光スポットＳＰが走査され、この所定の区間において、照射される光のエネルギー密度が露出端側ほど低くされる。その結果、当該走査方向に沿って材料の状態の改質度合が次第に小さくなる。したがって、このようなフェムト秒レーザを面２０ＰＢまで走査することで、集光スポットＳＰの走査方向に沿って改質領域２１Ｋの径が次第に大きくなり、また、当該走査方向に沿って改質領域２１Ｋの屈折率が次第に小さくなる。こうして、図１８に示すように、非テーパ部１２１Ａとテーパ部１２１Ｂとを有する導波路２１が基板２０Ｐに形成され、導波路２１の周囲がクラッド２２とされる。また、このテーパ部１２１Ｂにおいては、クラッド２２に対する比屈折率差が、テーパ部１２１Ｂの延在方向において露出端側ほど低くされる。
【０１０８】
なお、ここでは、面２０ＰＡ、面２０ＰＢに対して傾斜して延びる導波路２１を形成する例を示した。しかし、上述のように、面２０ＰＡ及び面２０ＰＢに対して垂直に延びる導波路２１を形成する場合は、集光スポットＳＰの位置を細かに調整する必要がなく、より容易に導波路２１を形成し得る。
【０１０９】
このような第１照射工程ＰＳ３１及び第２照射工程ＰＳ３２のプロセスをマルチコアファイバ３０の複数のコア３１の数だけ行うことで、複数のコア３１のそれぞれと一対一対応で光学的に結合する複数の導波路２１が基板２０Ｐに形成され、本発明の導波路基板２０が製造される。その結果、導波路基板２０を備える光コネクタ１が製造される。
【０１１０】
以上のように、本実施形態における光コネクタ１の製造方法は、光透過性の基板２０Ｐを準備する準備工程ＰＳ１と、光の集光スポットＳＰを基板２０Ｐの内部で走査することにより基板２０Ｐの内部に導波路２１を形成する導波路形成工程ＰＳ３と、を備え、導波路形成工程ＰＳ３では、導波路の一方側の端部の径が他方側の端部の径よりも大きくなるように集光スポットＳＰが走査され、上記一方側の端部に照射される光のエネルギー密度が、上記他方側の端部に照射される光のエネルギー密度よりも小さくされる、導波路基板２０の製造方法を含んでいる。
【０１１１】
なお、本実施形態において、例えば図１９に示すように、テーパ部１２１Ｂが結合端を含み、非テーパ部１２１Ａが露出端を含むように導波路を形成してもよい。具体的には、図１９に示す導波路基板は、他方側の端部である結合端から所定位置Ｍまでの所定の区間において、導波路の径が結合端側ほど縮径するテーパ部１２１Ｂを有し、テーパ部１２１Ｂのクラッド２２に対する比屈折率差は、テーパ部１２１Ｂの延在方向において結合端側ほど高くなるように形成される。このような構成によれば、結合端から入射してモードフィールド径が拡大された光が、非テーパ部１２１Ａの露出端から出射する。その結果、上述のように、光の接続損失が生じることを効果的に抑制することができる。
【０１１２】
なお、本実施形態では、導波路２１が非テーパ部１２１Ａとテーパ部１２１Ｂとを有する例を説明した。すなわち、所定の区間であるテーパ部１２１Ｂが、導波路２１の全長のうち一部の区間である例を説明した。しかし、図２０に示すように、導波路２１の全長をテーパ状に形成してもよい。具体的には、図２０の例では、基板の面２０ＰＡから面２０ＰＢに向かって径が拡径するように導波路２１が形成されており、また、面２０ＰＡから面２０ＰＢに向かって次第に屈折率が低くなるように導波路２１が形成されている。この場合、テーパ部を形成する導波路２１の上記所定の区間は当該導波路の一方側の端部から他方側の端部までの全長となる。このような構成によっても、上述した第２実施形態における導波路基板２０と同様の効果を得ることができる。すなわち、光導波路部材のコアにおける光のモードフィールド径と、当該光コネクタの露出端側に配置される他の光導波路部材のコアにおける光のモードフィールド径とが相違する場合でも、光の接続損失が生じることを抑制することができる。また、導波路２１の所定の箇所で基板を切断して導波路２１の長さを変えることで、導波路２１の露出端におけるモードフィールド径を切断前から変化させることができる。また、全体がテーパ状とされる上記導波路２１は、例えば、以下のようにして形成し得る。すなわち、面２０ＰＡのコア正対部２０Ｓに光の集光スポットＳＰを位置させた後に、照射される光のパワーを一定として集光スポットＳＰを次第に大きくしながら、当該集光スポットＳＰを面２０ＰＢに向かって走査することによって形成し得る。したがって、この場合、集光スポットＳＰの大きさを一定として上記所定位置Ｍまで集光スポットＳＰを走査する上記第１照射工程ＰＳ３１が不要となる。また、別の例では、照射される光のパワーを小さくしつつ、集光スポットＳＰを次第に大きくしてもよい。この場合、テーパ部１２１Ｂにおいて、一方側の端部の当該端部の周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差を、他方側の端部の当該端部の周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差に比べてより小さくし得る。
【０１１３】
また、本実施形態における光コネクタ１の製造方法では、上記光としてフェムト秒レーザを使用した。しかし、基板２０Ｐの特定の領域の材料の状態を改質して基板２０Ｐの内部に３次元的に導波路２１を描くことが可能な光であれば、フェムト秒レーザ以外の光を使用してもよい。例えば、パルス幅が１０-12秒程度とされるピコ秒レーザを使用し得る。
【０１１４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
【０１１５】
図２１は、本実施形態における光コネクタを図１と同様の方法で示す分解斜視図であり、図２２は、図２１の光コネクタを図２と同様の方法で示す平面図である。図２１、図２２に示すように、第１実施形態の光コネクタ１が光導波路部材として１つのマルチコアファイバ３０を備えたのに対して、本実施形態の光コネクタ１は光導波路部材として一組のマルチコアファイバ３０を備える点において、第１実施形態の光コネクタ１と主に異なる。
【０１１６】
本実施形態の光コネクタ１は、一組のマルチコアファイバ３０を備えるため、面１２から凹部１０Ｄに通じる一組の貫通孔１２Ｈが形成されている。それぞれのマルチコアファイバ３０は、クラッド３２が露出される一端側近傍が、ブーツ３９の貫通孔に挿通されて、ブーツ３９と共に貫通孔１２Ｈに挿通される。こうして、それぞれのマルチコアファイバ３０の一端がケース１０内に配置され、それぞれのマルチコアファイバ３０の他端側がケース１０の接続方向側以外の面１２から導出する。なお、ケース１０の外に導出されるそれぞれのマルチコアファイバ３０を保護する不図示のカバーがケース１０に設けられても良い。
【０１１７】
図２３は、図２１の導波路基板２０を示す図である。上記のように、本実施形態では、一組のマルチコアファイバ３０がケース１０内に挿通される。従って、本実施形態の導波路基板２０は複数の導波路２１が一組のマルチコアファイバ３０のコア３１の数と同じだけ形成されている。具体的には、一部の導波路２１の他方側の端部が、一方のマルチコアファイバ３０のそれぞれのコア３１の一端と対向する位置に形成され、他の一部の導波路２１の他方側の端部が、他方のマルチコアファイバ３０のそれぞれのコア３１の一端と対向する位置に形成される。従って、一部の導波路２１の他方側の端部及び他の一部の導波路２１の他方側の端部は、それぞれ２×２となる位置に形成されている。このような構成により、導波路２１のそれぞれの他方側の端部と、一組のマルチコアファイバ３０のそれぞれのコア３１の一端とが光学的に結合する。すなわち、本実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、導波路２１のそれぞれの他方側の端部が光コネクタ１の結合端となる。更に、本実施形態では、一部の導波路２１の一方側の端部は直線状に並列する位置に形成され、他の一部の導波路２１の一方側の端部も直線状に並列する位置に形成され、一部の導波路２１の一方側の端部と他の一部の導波路２１の一方側の端部とが、上記の直線状に並列する方向と垂直な方向に並ぶ位置に形成される。本実施形態では、２×２に配置された導波路２１の他方側が第１実施形態と同様の小径部２１Ａとされ、直線状に並列する位置に形成された導波路２１の一方側が第１実施形態と同様の大径部２１Ｂとされる。ただし、図２３では、図が煩雑になることを避けるために、小径部２１Ａと大径部２１Ｂとの区別なく導波路２１が示されている。なお、この導波路２１の一方側の端部の配置は一例であり、例えば、一部の導波路２１の一方側の端部及び他の一部の導波路２１の一方側の端部が、それぞれ上記のそれぞれの導波路２１の他方側の端部における導波路間の距離と異なる距離で２×２となる位置に形成されてもよい。
【０１１８】
このように配置されたそれぞれの導波路２１の大径部２１Ｂ側の端部が、第１実施形態の導波路基板２０のそれぞれの導波路２１と同様にケース１０の面１１から露出している。すなわち、本実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、導波路２１のそれぞれの一方側の端部が光コネクタ１の露出端となる。このように、本実施形態では、導波路２１の他方側に位置する小径部２１Ａが結合端を含み、導波路２１の一方側に位置する大径部２１Ｂが露出端を含む。
【０１１９】
本実施形態の光コネクタ１は光導波路部材が一組のマルチコアファイバ３０を含んで構成されるため、第１実施形態の光コネクタ１と比べて、より多くのコア３１を他の光コネクタの光の入出射端に結合させることができる。
【０１２０】
また、本実施形態の光コネクタ１では、複数の導波路２１がケース１０内に配置されているため、導波路２１にケース１０の外部からの応力がかかることを抑制することができる。
【０１２１】
また、本実施形態の光コネクタ１では、コア３１の少なくとも１つは、ケース１０の接続方向側以外の面１２に形成された貫通孔１２Ｈから導出される。従って、この貫通孔１２Ｈが導波路基板２０の導波路２１に対してコア３１をガイドする役割を果たすので、コア３１がケース１０の貫通孔１２Ｈ以外から導出される場合と比べて、マルチコアファイバ３０のコア３１と導波路基板２０の導波路２１との調心を容易にし得る。また、この貫通孔１２Ｈの外径は、クラッド３２、保護層３３またはブーツ３９の外径と同程度の大きさとすることが好ましい。この場合、クラッド３２、保護層３３またはブーツ３９の外径と同程度の大きさを有する貫通孔１２Ｈがクラッド３２、保護層３３またはブーツ３９をガイドしやすくなるので、コア３１をより一層ガイドしやすくなる。このため、マルチコアファイバ３０のコア３１と導波路基板２０の導波路２１との調心をより一層容易にし得る。
【０１２２】
なお、本実施形態では、一組のマルチコアファイバ３０を例に示したが、３つ以上のマルチコアファイバ３０の端部がケース１０内に挿通され、それぞれのマルチコアファイバ３０のそれぞれのコア３１と結合する導波路２１が導波路基板２０に形成されてもよい。
【０１２３】
また、本実施形態では、導波路２１に小径部２１Ａと大径部２１Ｂとが形成される例を説明したが、導波路２１に第２実施形態と同様にして非テーパ部１２１Ａとテーパ部１２１Ｂとを形成してもよい。また、本実施形態においても第２実施形態と同様に導波路２１の全体をテーパ状に形成して、導波路２１の一方側の端部から他方側の端部にかけて屈折率を変化させてもよい。
【０１２４】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
【０１２５】
図２４は、本実施形態における光コネクタを図１と同様の方法で示す分解斜視図である。図２４に示すように、第１実施形態の光コネクタ１の導波路２１は、一方側の端部である大径部２１Ｂ側の端部がケース１０の開口１１Ｈから露出しているのに対して、本実施形態の光コネクタ１の導波路２１は、一方側の端部である大径部２１Ｂ側の端部が凹部１０Ｄ内で光ファイバ４０のコアと結合している点において、第１実施形態の光コネクタ１と主に異なる。
【０１２６】
本実施形態では、ケース１０には、接続方向側の面１１から凹部１０Ｄに通じる複数の貫通孔が並列して形成され、これらの貫通孔に光ファイバ４０が挿通されている。従って、複数の貫通孔に挿通される複数の光ファイバ４０は、互いに並列している。それぞれの光ファイバ４０は、一端が凹部１０Ｄ内に位置し、他端は面１１から僅かに突出している。こうして、それぞれの光ファイバ４０は、一端がケース１０内に配置され他端がケース１０の接続方向側の面１１からケース１０の外部に露出する。光ファイバ４０が面１１から突出する突出量は、例えば、２μｍ〜１０μｍとされる。
【０１２７】
図２５は、図２４の光ファイバ４０の長手方向に垂直な断面図である。図２５に示すように、本実施形態の光ファイバ４０は、中心にコア４１が配置され、コア４１の外周面をクラッド４２が囲う形状とされる。それぞれの光ファイバ４０は互いに同様の構成とされる。具体的には、光ファイバ４０のコア４１の直径は、マルチコアファイバ３０のコア３１の直径よりも大きく、導波路２１の大径部２１Ｂの直径と概ね等しい。また、クラッド４２の直径は、マルチコアファイバ３０のクラッド３２の直径と概ね等しい。また、本実施形態において、クラッド４２に対するコア４１の比屈折率差は、マルチコアファイバ３０のクラッド３２に対するコア３１の比屈折率差と同じとされ、０．３％〜１．０％とされる。なお、それぞれの光ファイバ４０のクラッド４２の外周面が保護層で覆われていても良い。
【０１２８】
図２４に示すように、複数の光ファイバ４０の一端とマルチコアファイバ３０の一端とが配置されているケース１０の凹部１０Ｄ内には、導波路基板２０が配置される。具体的には、導波路基板２０は、凹部１０Ｄ内における、複数の光ファイバ４０のそれぞれの一端と、マルチコアファイバ３０の一端との間に配置される。本実施形態では、導波路２１のうち、マルチコアファイバ３０側の端部が第１実施形態と同様の小径部２１Ａとされ、光ファイバ４０側の端部が第１実施形態と同様の大径部２１Ｂとされる。複数の光ファイバ４０のそれぞれの一端と導波路２１の大径部２１Ｂ側の端部との間に僅かな隙間が形成され、また、マルチコアファイバ３０の一端と導波路２１の小径部２１Ａ側の端部との間にも僅かな隙間が形成されている。こうして導波路基板２０が配置された状態で、凹部１０Ｄ内の空間に樹脂５０が充填されている。従って、複数の光ファイバ４０のそれぞれの一端と導波路基板２０との間、及び、マルチコアファイバ３０の一端と導波路基板２０との間には、光透過性の樹脂５０が充填されている。こうして、導波路基板２０の導波路２１の大径部２１Ｂ側の端部が、光ファイバ４０の一端と結合し、小径部２１Ａ側の端部が、マルチコアファイバ３０の一端と結合する。
【０１２９】
上述のように、マルチコアファイバ３０の複数のコア３１の配列と同じ配列にされたそれぞれの導波路２１の一端がマルチコアファイバ３０のそれぞれコア３１と一対一で対向する。また、導波路基板２０は、複数の光ファイバ４０のコア４１と同じ配列にされた各導波路２１の大径部２１Ｂ側の端部が各光ファイバ４０のコア４１と一対一で対向するように配置される。
【０１３０】
そして、上記のように、それぞれの導波路２１の一端とマルチコアファイバ３０のそれぞれコア３１との間、及び、それぞれの導波路２１の他端とそれぞれの光ファイバ４０のコア４１との間に光透過性の樹脂５０が充填される。このため、導波路基板２０のそれぞれの導波路２１の他方側の端部と、マルチコアファイバ３０のそれぞれのコア３１の一端とが光学的に結合し、導波路基板２０のそれぞれの導波路２１の一方側の端部と、それぞれの光ファイバ４０のコア４１の一端とが光学的に結合する。
【０１３１】
以上のように、実施形態の光コネクタ１は、一端がケース１０内に配置され他端がケース１０の接続方向側の面からケース１０の外部に突出する複数の光ファイバ４０を備える。導波路基板２０の各導波路２１の一方側の端部である大径部２１Ｂ側の端部は、各光ファイバ４０のコア４１の一端と光学的に結合し、光ファイバ４０のコア４１を介してケース１０の接続方向側の面１１から光学的に露出する。すなわち、本実施形態では、導波路２１の一方側の端部である大径部２１Ｂ側の端部が、光コネクタ１の露出端となる。上述のように、コア４１の直径は、導波路２１の大径部２１Ｂの直径と概ね等しいため、大径部２１Ｂにおいてモードフィールド径が拡大されて導波路２１の露出端から出射する光が、適切にコア４１に結合し得る。
【０１３２】
また、上記のように光ファイバ４０の他端をケース１０の接続方向側の面１１から外部に突出させることで、突出した光ファイバ４０の当該他端を凸状に形成することが可能となる。光ファイバ４０のコア４１は、概ね光ファイバ４０の中心に配置されるため、光ファイバ４０の他端を凸状に形成することで、コア４１がケース１０から最もつき出た構造にすることができる。従って、本実施形態の光コネクタ１によれば、光コネクタ１のそれぞれの光ファイバ４０のコア４１の他端を、他の光コネクタの複数の光の入出射端に圧着して、本実施形態の光コネクタ１のそれぞれの光ファイバ４０のコア４１を他の光コネクタにおける複数の光の入出射端に結合させ得る。
【０１３３】
なお、本実施形態では、導波路２１に小径部２１Ａと大径部２１Ｂとが形成される例を説明したが、導波路２１に第２実施形態と同様にして非テーパ部１２１Ａとテーパ部１２１Ｂとを形成してもよい。また、本実施形態においても第２実施形態と同様に導波路２１の全体をテーパ状に形成して、導波路２１の一方側の端部から他方側の端部にかけて屈折率を変化させてもよい。
【０１３４】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
【０１３５】
図２６は、本実施形態における光コネクタを図１と同様の方法で示す分解斜視図であり、図２７は、図２６の光コネクタを図２と同様の方法で示す平面図である。図２６、図２７に示すように、第１実施形態の光コネクタ１は光導波路部材としてマルチコアファイバ３０を備えたのに対して、本実施形態の光コネクタ１は光導波路部材として光ファイバテープ６を備える点において、第１実施形態の光コネクタ１と主に異なる。
【０１３６】
図２８は、図２６の光ファイバテープ６の長手方向に垂直な断面図である。図２８に示すように、光ファイバテープ６は、複数の光ファイバ６０を含んで構成される。それぞれの光ファイバ６０は、中心にコア６１が配置され、コア６１の外周面をクラッド６２が囲い、クラッド６２の外周面を保護層６３が被覆する構成とされる。それぞれの光ファイバ６０は互いに同様の構成とされ、コア６１の直径は、例えば、６μｍ〜１０μｍとされ、クラッド６２の直径は、例えば、７９μｍ〜１５０μｍとされる。また、それぞれのコア６１の屈折率はクラッド６２の屈折率よりも高く、それぞれのコア６１のクラッド６２に対する比屈折率差は、例えば、０．３％〜１．０％とされる。また、それぞれの光ファイバ６０は、並列されて一体化樹脂６５で被覆されて一体化されている。このようにそれぞれの光ファイバ６０が並列されているため、本実施形態の光ファイバテープ６では、それぞれの光ファイバ６０のコア６１の端部は直線状に一列に並んでいる。
【０１３７】
また、ケース１０には、面１２から凹部１０Ｄに通じる光ファイバ６０の数と同数の貫通孔１２Ｈが形成されている。また、光ファイバテープ６の一方側の端部近傍において、一体化樹脂６５及び保護層６３が剥離されて、クラッド６２が露出されている。そして、それぞれの光ファイバ６０のクラッド６２が露出された部位が、それぞれ円筒形のブーツ６９に挿通されて、それぞれのブーツ６９と共にそれぞれの貫通孔１２Ｈに挿通される。こうして、光ファイバテープ６のそれぞれの光ファイバ６０は、一端がケース１０内に配置され、他端側がケース１０の接続方向側以外の面１２から導出する。なお、ケース１０の外に導出される光ファイバテープ６を保護する不図示のカバーがケース１０に設けられても良い。
【０１３８】
図２９は、図２６の導波路基板を示す図である。図２９に示すように、本実施形態の導波路基板２０のそれぞれの導波路２１の他方側の端部は、複数の光ファイバ６０のそれぞれのコア６１の配列と同じように配列されている。従って、本実施形態では、複数の導波路２１は他方側の端部において、直線状に一列に配置されている。また、本実施形態の導波路基板２０のそれぞれの導波路２１の一方側の端部は、第１実施形態の導波路基板のそれぞれの導波路２１の他方側の端部と同様に２×２に配置されている。本実施形態では、直線状に一列に配置された導波路２１の他方側が第１実施形態と同様の小径部２１Ａとされ、２×２に配置された導波路２１の一方側が第１実施形態と同様の大径部２１Ｂとされる。ただし、図２９では、図が煩雑になることを避けるために、小径部２１Ａと大径部２１Ｂとの区別なく導波路２１が示されている。なお、これは例であるため、導波路基板２０のそれぞれの導波路２１の大径部２１Ｂ側の端部が、例えば、導波路２１の小径部２１Ａ側の端部における導波路２１間の距離よりも小さい距離で直線状に一列に配置されても良い。
【０１３９】
このような導波路基板２０によれば、それぞれの光ファイバ６０のコア６１の配列と同じ配列にされたそれぞれの導波路２１の小径部２１Ａ側の端部が、それぞれの光ファイバ６０のそれぞれのコア６１と一対一で対向するようにケース１０の凹部１０Ｄ内に配置され、これらコア６１と光学的に結合する。このように、それぞれの導波路２１の他方側の端部である小径部２１Ａ側の端部は、光コネクタ１の結合端となる。すなわち、本実施形態の小径部２１Ａは、光コネクタ１の結合端を含んでいる。一方、導波路基板２０のそれぞれの導波路２１の大径部２１Ｂが形成される側の面は、ケース１０の接続方向側の面１１に形成された開口１１Ｈよりも外側に位置している。従って、それぞれの導波路２１の大径部２１Ｂ側の端部もケース１０の面１１に形成された開口１１Ｈの外側に位置している。このように、それぞれの導波路２１の一方側の端部である大径部２１Ｂ側の端部は、ケース１０の接続方向側の面１１から光学的に露出して、光コネクタ１の露出端となる。すなわち、本実施形態の大径部２１Ｂは、光コネクタ１の露出端を含んでいる。
【０１４０】
本実施形態の光コネクタ１では、光導波路部材が複数の光ファイバ６０を含んで構成される。このため、本実施形態の光コネクタ１の複数の光ファイバ６０のコア６１と、本発明の光コネクタに接続される他の光コネクタにおける複数の光の入出射端とを結合させることができる。
【０１４１】
また、本実施形態の光コネクタ１の導波路基板２０では、導波路基板２０の互いに隣り合う導波路２１間の距離は、導波路基板２０の導波路２１の小径部２１Ａ側よりも大径部２１Ｂ側の方が狭くされている。一般的に、複数の光ファイバを並べた場合のコア間の距離は、マルチコアファイバのコア間の距離よりも大きい。従って、光コネクタ１の導波路基板２０が本実施形態のような構成にされることで、複数の光ファイバ６０のコア６１を、他の光コネクタのマルチコアファイバの複数のコアに結合させるのに適する。
【０１４２】
また、本実施形態の光コネクタ１では、複数の導波路２１がケース１０内に配置されているため、導波路２１にケース１０の外部からの応力がかかることを抑制することができる。
【０１４３】
また、本実施形態の光コネクタ１では、コア６１の少なくとも１つは、ケース１０の接続方向側以外の面１２に形成された貫通孔１２Ｈから導出される。従って、この貫通孔１２Ｈが導波路基板２０の導波路２１に対してコア６１をガイドする役割を果たすので、コア６１がケース１０の貫通孔１２Ｈ以外から導出される場合と比べて、光ファイバ６０のコア６１と導波路基板２０の導波路２１との調心を容易にし得る。また、この貫通孔１２Ｈの外径は、クラッド６２、保護層６３またはブーツ６９の外径と同程度の大きさとすることが好ましい。この場合、クラッド６２、保護層６３またはブーツ６９の外径と同程度の大きさを有する貫通孔１２Ｈがクラッド６２、保護層６３またはブーツ６９をガイドしやすくなるので、コア６１をより一層ガイドしやすくなる。このため、光ファイバ６０のコア６１と導波路基板２０の導波路２１との調心をより一層容易にし得る。
【０１４４】
なお、本実施形態の光コネクタ１では、複数の光ファイバ６０は長手方向の少なくとも一部において互いに束ねられて、複数の光ファイバ６０を含む光導波路部材が光ファイバテープ６とされている。従って、ケース１０の外で光ファイバ６０がバラけることが防止される。ただし、それぞれの光ファイバ６０は互いに束ねられなくても良い。
【０１４５】
また、本実施形態では、導波路２１に小径部２１Ａと大径部２１Ｂとが形成される例を説明したが、導波路２１に第２実施形態と同様にして非テーパ部１２１Ａとテーパ部１２１Ｂとを形成してもよい。また、本実施形態においても第２実施形態と同様に導波路２１の全体をテーパ状に形成して、導波路２１の一方側の端部から他方側の端部にかけて屈折率を変化させてもよい。
【０１４６】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
【０１４７】
図３０は、本実施形態における光コネクタを図１と同様の方法で示す分解斜視図であり、図３１は、図３０の光コネクタのマルチコアファイバの延在方向に沿った断面図である。ただし、図が複雑化することを避けるため、図３１では、ハッチングの記載が省略されている。図３０、図３１に示すように本実施形態の光コネクタ１は、蓋体１０Ｌを備えず、ケース１０の凹部１０Ｄが面１３において開口しており、この面１３に形成された開口１３Ｈから導波路基板２０が露出している。
【０１４８】
図３２は、図３０の導波路基板を示す図である。図３０から図３２に示すように、本実施形態の光コネクタ１では、導波路基板２０のそれぞれの導波路２１の一端と他端とが互いに非平行な面に形成されている。このため、それぞれの導波路２１の一端と他端とは互いに非平行な方向を向いている。具体的には、導波路基板２０のそれぞれの導波路２１の一端と他端とが互いに垂直な面に形成されている。それぞれの導波路２１の一端と他端とは互いに垂直(９０度)な方向を向いても良いが、導波路２１の一端と他端とは互いに垂直からわずかにずれても良い。例えば、複数のグレーティングカップラを光コネクタ１に接続し、光を入出力する場合は、７５度から８８度をなすことが好ましい。この場合、導波路２１の他端は、導波路基板２０の当該他端が形成される面に対して７５度から８８度をなす。このように、それぞれの導波路２１の一端と他端とは互いに非平行な方向を向いて形成されるため、本実施形態では、面１３が光コネクタ１の接続方向側の面とされる。こうして、それぞれの導波路２１の一方側の端部は、ケース１０の接続方向側の面１３から光学的に露出している。従って、本実施形態では、ケース１０の接続方向側の面１３と、ケース１０の光導波路部材としてのマルチコアファイバ３０が導出される面１２とが非平行である。本実施形態では、ケース１０の面１３側の導波路２１の部分が第１実施形態と同様の大径部２１Ｂとされ、ケース１０の面１２側の導波路２１の部分が第１実施形態と同様の小径部２１Ａとされる。ただし、図３２では、図が煩雑になることを避けるために、小径部２１Ａと大径部２１Ｂとの区別なく導波路２１が示されている。
【０１４９】
図３１に示すように、ケース１０の面１３側の導波路基板２０の面には、光透過性の樹脂５０が形成されており、この樹脂５０を介して、導波路２１の大径部２１Ｂと他の光導波路部材９０とが光学的に結合している。
【０１５０】
本実施形態の光コネクタ１では、導波路基板２０のそれぞれの導波路２１の小径部２１Ａ側の端部と大径部２１Ｂ側の端部とが互いに非平行な方向を向き、ケース１０の接続方向側の面１３と、ケース１０の光導波路部材であるマルチコアファイバ３０が導出される面１２とが非平行である。従って、光コネクタ１に入射する光は、導波路基板２０のそれぞれの導波路２１で伝搬方向が変えられる。このように構成されることで、マルチコアファイバ３０の複数のコア３１の延在方向に対して、光コネクタ１から出射する光や光コネクタに入射する光の方向を変えることができる。本実施形態では、光コネクタ１に入射する光や光コネクタ１から出射する光に対して、マルチコアファイバ３０の延在方向を垂直な方向や、上記のように７５度から８８度にすることができる。
【０１５１】
また、本実施形態の光コネクタ１では、複数の導波路２１の小径部２１Ａ側の端部がケース１０内に配置されているため、導波路２１の小径部２１Ａ側の端部にケース１０の外部からの応力がかかることを抑制することができる。
【０１５２】
また、本実施形態の光コネクタ１では、コア３１の少なくとも１つは、ケース１０の接続方向側以外の面１２に形成された貫通孔１２Ｈから導出される。従って、この貫通孔１２Ｈが導波路基板２０の導波路２１に対してコア３１をガイドする役割を果たすので、コア３１がケース１０の貫通孔１２Ｈ以外から導出される場合と比べて、マルチコアファイバ３０のコア３１と導波路基板２０の導波路２１との調心を容易にし得る。また、この貫通孔１２Ｈの外径は、クラッド３２、保護層３３またはブーツ３９の外径と同程度の大きさとすることが好ましい。この場合、クラッド３２、保護層３３またはブーツ３９の外径と同程度の大きさを有する貫通孔１２Ｈがクラッド３２、保護層３３またはブーツ３９をガイドしやすくなるので、コア３１をより一層ガイドしやすくなる。このため、マルチコアファイバ３０のコア３１と導波路基板２０の導波路２１との調心をより一層容易にし得る。
【０１５３】
なお、本実施形態では、導波路２１に小径部２１Ａと大径部２１Ｂとが形成される例を説明したが、導波路２１に第２実施形態と同様にして非テーパ部１２１Ａとテーパ部１２１Ｂとを形成してもよい。また、本実施形態においても第２実施形態と同様に導波路２１の全体をテーパ状に形成して、導波路２１の一方側の端部から他方側の端部にかけて屈折率を変化させてもよい。
【０１５４】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について説明する。なお、第５実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
【０１５５】
上記第１実施形態〜第６実施形態では、小径部２１Ａ又は非テーパ部１２１Ａが上記結合端を含み、大径部２１Ｂ又はテーパ部１２１Ｂが上記露出端を含む例を説明した。しかし、小径部２１Ａ又は非テーパ部１２１Ａが上記露出端を含み、大径部２１Ｂ又はテーパ部１２１Ｂが上記結合端を含むように光コネクタ１を構成してもよい。以下、このような光コネクタの例について説明する。
【０１５６】
図３３は本実施形態に係る光コネクタ１を図２と同様の方法で示す平面図であり、図３４は図３３の導波路基板を示す図である。図３３及び図３４に示すように、本実施形態の光コネクタ１は、図２７及び図２９に示す第５実施形態の光コネクタ１と概ね同様の構成を有する。しかし、本実施形態の光コネクタ１は、導波路基板２０の導波路２１の各大径部２１Ｂが、光ファイバテープ６の複数の光ファイバ６０のコア６１に光学的に接続され、各小径部２１Ａが光学的に露出している点において、導波路２１の各小径部２１Ａが複数の光ファイバ６０のコア６１に光学的に接続され、大径部２１Ｂが光学的に露出している第５実施形態の光コネクタ１と異なる。すなわち、本実施形態の光コネクタ１では、導波路２１の大径部２１Ｂが上記結合端を含み、この結合端が本実施形態の光コネクタ１における一方側の端部となる。また、小径部２１Ａが上記露出端を含み、この露出端が本実施形態の光コネクタ１における他方側の端部となる。なお、第１実施形態と同様に、導波路２１の一方側である大径部２１Ｂのクラッド２２に対する比屈折率差は、他方側である小径部２１Ａのクラッド２２に対する比屈折率差以下である。
【０１５７】
このように、本実施形態の光コネクタ１では、導波路２１は、導波路２１の一方側の端部である大径部２１Ｂ側の端部における径が他方側の端部である小径部２１Ａ側の端部における径に比べて大きい構成とされ、一方側の端部である大径部２１Ｂ側の端部の当該端部の周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差が、他方側の端部である小径部２１Ａ側の端部の当該端部の周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差以下とされる。
【０１５８】
このような光コネクタ１において、光ファイバテープ６における光ファイバ６０のコア６１を伝搬する光は、導波路２１の大径部２１Ｂの結合端から導波路２１内に入射し、所定位置Ｍに達する。その後、この光は、所定位置Ｍから小径部２１Ａを伝搬して、小径部２１Ａの露出端から導波路２１の外部に出射する。すなわち、導波路２１を介して光のモードフィールド径が変換され、モードフィールド径が縮小された光が導波路２１の露出端から外部に出射される。
【０１５９】
また、光コネクタ１に接続される他の光コネクタの光の出射端から各導波路２１の露出端に入射する光は、導波路２１の露出端から導波路２１に入射し、小径部２１Ａを伝搬して所定位置Ｍに達する。そして、所定位置Ｍから大径部２１Ｂを伝搬することにより、導波路２１への入射時に比べて光のモードフィールド径が拡大される。こうして、モードフィールド径が拡大された光が光ファイバテープ６における光ファイバ６０のコア６１に入射する。
【０１６０】
こうして、光コネクタ１により、光の入射や出射が行われる。
【０１６１】
したがって、本実施形態における光コネクタ１によれば、光コネクタ１とは異なる他の光のコネクタに形成される導波路のモードフィールド径が光コネクタ１の導波路２１のモードフィールド径よりも小さい場合において、当該他の光コネクタと光コネクタ１とを適切に接続し得る。
【０１６２】
本実施形態の光コネクタ１は、例えば以下のようにして製造することができる。まず、準備工程として、図３５に示すように、基板２０Ｐと、光ファイバ６０の一端側にブーツ６９が装着されている光ファイバテープ６が固定された状態のケース１０と、を準備する。光ファイバテープ６が固定された状態のケース１０において、光ファイバ６０の一端はケース１０の凹部１０Ｄ内に突出している。次に、配置工程として、基板２０Ｐを凹部１０Ｄ内に配置し、光ファイバ６０と基板２０Ｐとの間に樹脂５０を充填する。こうして、基板２０Ｐの面２０ＰＡが光ファイバ６０のコア６１に正対した状態で基板２０Ｐがケース１０に固定される。
【０１６３】
次に、導波路形成工程を行う。この導波路形成工程は、第１照射工程と第２照射工程とを含んでいる。まず、図３６に示すように、第１照射工程として、フェムト秒レーザのパワー及び集光スポットＳＰの大きさを一定に保ちながら、面２０ＰＡのコア正対部２０Ｓから所定位置Ｍまで集光スポットＳＰを走査する。これにより、面２０ＰＡから所定位置Ｍまでの区間わたって、基板２０Ｐの材料の状態が改質された改質領域２１Ｋが形成される。
【０１６４】
次に、図３７に示すように、第２照射工程として、フェムト秒レーザのパワーを第１照射工程におけるパワーと同じにしつつ、集光スポットＳＰを第１照射工程における大きさよりも小さくし、当該小さくされた集光スポットＳＰの大きさを一定に保ちながら、面２０ＰＡとは反対側の面２０ＰＢまで集光スポットＳＰを走査する。これにより、所定位置Ｍから面２０ＰＢの区間にわたって、基板２０Ｐの材料が改質された改質領域２１Ｋが形成される。この第２照射工程では、フェムト秒レーザのパワーを第１照射工程におけるフェムト秒レーザのパワーと同じにしつつ集光スポットＳＰの大きさが第１照射工程に比べて小さくされるため、第２照射工程において照射される光のエネルギー密度が、第１照射工程において照射される光のエネルギー密度よりも大きくなる。したがって、第２照射工程において形成される改質領域２１Ｋの幅は、第１照射工程において形成される改質領域２１Ｋの幅よりも狭くなり、また、第２照射工程において形成される改質領域２１Ｋにおける材料の改質度合は、第１照射工程において形成される改質領域２１Ｋにおける材料の改質度合よりも大きくなる。
【０１６５】
その結果、所定位置Ｍを境にして面２０ＰＡ側に位置するモードフィールド径の大きな大径部２１Ｂと、所定位置Ｍを境にして面２０ＰＢ側に位置するモードフィールド径の小さな小径部２１Ａとを有する導波路２１が、基板２０Ｐに形成される。上述のように、基板２０Ｐの面２０ＰＡは光ファイバ６０のコア６１に正対しているため、大径部２１Ｂの所定位置Ｍとは反対側の端部と、光ファイバ６０のコア６１とが光学的に結合する。こうして、大径部２１Ｂに結合端が含まれる導波路２１が基板２０Ｐに形成される。
【０１６６】
その後、図示を省略するが、集光スポットＳＰの照射位置を基板２０Ｐの厚み方向に移動させ、導波路２１の厚み方向の上側又は下側で、導波路２１をトレースしてもよい。すなわち、導波路２１の厚み方向の上側又は下側で、第１照射工程ＰＳ３１及び第２照射工程ＰＳ３２を行ってもよい。このようにするには、集光スポットＳＰの焦点位置を基板２０Ｐの厚み方向に移動させて、導波路２１をトレースすればよい。こうすることで、導波路２１を厚み方向に拡張することができる。
【０１６７】
このような第１照射工程及び第２照射工程のプロセスを光ファイバテープ６の複数のコア６１の数だけ行うことで、複数のコア６１のそれぞれと一対一対応で光学的に結合する複数の導波路２１が基板２０Ｐに形成され、本実施形態の導波路基板２０が製造される。その結果、導波路基板２０を備える光コネクタ１が製造される。
【０１６８】
なお、本実施形態における光コネクタ１の製造方法では、上記光としてフェムト秒レーザを使用した。しかし、基板２０Ｐの特定の領域の材料の状態を改質して基板２０Ｐの内部に３次元的に導波路２１を描くことが可能な光であれば、フェムト秒レーザ以外の光を使用してもよい。例えば、パルス幅が１０-12秒程度とされるピコ秒レーザを使用し得る。
【０１６９】
また、本実施形態における光コネクタ１の製造方法では、導波路形成工程において光のパワーを一定として、集光スポットＳＰの大きさを第１照射工程と第２照射工程との間で変化させる例を説明した。しかし、導波路形成工程における集光スポットＳＰの大きさ一定として、第１照射工程における光のパワーを第２照射工程における光のパワーよりも小さくしてもよい。この場合、１回目の第１照射工程を行った後、２回目の第２照射工程を行って、１回目の第１照射工程によって形成された改質領域２１Ｋに隣接する位置において材料の状態を改質する。こうすることで、径方向に拡張された改質領域２１Ｋを形成することができる。すなわち、このような第１照射工程を複数回行うことで、大径部２１Ｂを形成することができる。その後、集光スポットＳＰを同じにしつつ、第１照射工程に比べて光のパワーを上げて第２照射工程を行うことで、複数回の第１照射工程によって形成された大径部２１Ｂよりも幅が狭く、改質度合が大径部２１Ｂよりも大きな小径部２１Ａが形成され得る。
【０１７０】
なお、本実施形態では、導波路２１が小径部２１Ａと大径部２１Ｂとから形成される例を説明した。しかし、例えば、図３８に示すように、導波路２１を非テーパ部１２１Ａとテーパ部１２１Ｂとから形成してもよい。この図３８に示す第７実施形態の一変形例では、図１８に示す第２実施形態の光コネクタ１と異なり、導波路２１の結合端がテーパ部１２１Ｂに含まれ、露出端が非テーパ部１２１Ａに含まれる。すなわち、この一変形例では、導波路２１は、結合端から所定位置Ｍまで次第に縮径して所定位置Ｍにて径が最小となり、当該所定位置Ｍから露出端までは同一径となるように形成される。このように、この一変形例では、導波路２１は、導波路２１の一方側の端部であるテーパ部１２１Ｂの端部における径が他方側の端部である非テーパ部１２１Ａ側の端部における径に比べて大きい構成とされ、一方側の端部であるテーパ部１２１Ｂ側の端部の当該端部の周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差が、他方側の端部である非テーパ部１２１Ａ側の端部の当該端部の周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差以下とされる。したがって、この一変形例によっても、光コネクタ１とは異なる他の光のコネクタに形成される導波路のモードフィールド径が光コネクタ１の導波路２１のモードフィールド径よりも小さい場合において、当該他の光コネクタと光コネクタ１とを適切に接続し得る。
【０１７１】
あるいは、図３９に示すように、他の変形例では、導波路２１の結合端が非テーパ部１２１Ａに含まれ、露出端がテーパ部１２１Ｂに含まれる。すなわち、この他の変形例では、導波路２１は、結合端から所定位置Ｍまでは同一径であり、当該所定位置Ｍから露出端まで次第に縮径して露出端にて径が最小になるように形成される。このように、この他の変形例では、導波路２１は、導波路２１の一方側の端部である非テーパ部１２１Ａの端部における径が他方側の端部であるテーパ部１２１Ｂ側の端部における径に比べて大きい構成とされ、一方側の端部である非テーパ部１２１Ａ側の端部の当該端部の周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差が、他方側の端部であるテーパ部１２１Ｂ側の端部の当該端部の周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差以下とされる。したがって、この一変形例によっても、光コネクタ１とは異なる他の光のコネクタに形成される導波路のモードフィールド径が光コネクタ１の導波路２１のモードフィールド径よりも小さい場合において、当該他の光コネクタと光コネクタ１とを適切に接続し得る。
【０１７２】
また、本実施形態の別の変形例として、図４０に示すように、導波路２１の全体をテーパ状に形成してもよい。具体的には、結合端から露出端に向かって次第に縮径するように導波路２１を形成してもよい。このように、この他の変形例では、導波路２１は、導波路２１の一方側の端部における径が他方側の端部における径に比べて大きい構成とされ、一方側の端部の当該端部の周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差が、他方側の端部の当該端部の周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差以下とされる。したがって、この一変形例によっても、光コネクタ１とは異なる他の光のコネクタに形成される導波路のモードフィールド径が光コネクタ１の導波路２１のモードフィールド径よりも小さい場合において、当該他の光コネクタと光コネクタ１とを適切に接続し得る。
【０１７３】
以上、本発明について、上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１７４】
例えば、導波路基板２０の導波路２１の数は上記実施形態と異なっていても良い。また、光導波路部材に用いられる光ファイバ６０の数やマルチコアファイバ３０の数は上記実施形態と異なっても良い。
【０１７５】
また、上記実施形態では、導波路基板２０の導波路２１間の距離が一端と他端とで異なる構成とされた。しかし、導波路２１間の距離が一端と他端とで同一であっても良い。
【０１７６】
また、上記実施形態では、マルチコアファイバ３０がブーツ３９の貫通孔に挿通され、マルチコアファイバ３０がブーツ３９と共に貫通孔１２Ｈに挿通される例、或いは、それぞれの光ファイバ６０がブーツ６９に挿通されて、光ファイバ６０がブーツ６９と共に貫通孔１２Ｈに挿通される例が示された。しかし、ブーツ３９，６９は必須ではない。例えば、貫通孔１２Ｈの直径をマルチコアファイバ３０のクラッド３２の外径や光ファイバ６０のクラッド６２の外径と同程度にし、保護層３３や保護層６３が剥離されたマルチコアファイバ３０や光ファイバ６０を直接貫通孔１２Ｈに挿通して固定しても良い。もしくは、貫通孔１２Ｈの直径をマルチコアファイバ３０の保護層３３の外径や光ファイバ６０の保護層６３の外径と同程度にし、保護層３３や保護層６３を有するマルチコアファイバ３０や光ファイバ６０を直接貫通孔１２Ｈに挿通して固定しても良い。
【０１７７】
また、上記実施形態では、光コネクタ１の光導波路部材の一端と導波路基板２０の小径部２１Ａ側の面とが樹脂５０を介して固定された例を説明したが、当該光導波路部材の一端を導波路基板２０の小径部２１Ａ側の面に圧着してもよい。
【０１７８】
また、上記実施形態では、導波路２１の大径部２１Ｂ側の端部がケース１０内に配置された状態でケース１０の接続方向側の面１１から光学的に露出する例を説明した。しかし、例えば図４１に示すように、導波路基板２０の導波路２１の露出端をケース１０の凹部１０Ｄ内に配置してもよい。このように構成することで、導波路２１の露出端がケース内に収容されるため、例えば、他の光コネクタを本発明の光コネクタ１に接続する際に当該他の光コネクタが導波路２１の露出端に当たることが抑制され、導波路２１の露出端に外部からの応力がかかることを抑制することができる。
【０１７９】
また、上記実施形態では、導波路基板２０に複数の導波路２１が形成された例を説明したが、導波路基板２０に形成される導波路２１は１つであってもよい。
【０１８０】
また、上記実施形態では、複数の導波路２１のすべてに、小径部２１Ａ又は非テーパ部１２１Ａと、大径部２１Ｂ又はテーパ部１２１Ｂとが形成されている例を説明したが、複数の導波路２１の少なくとも１つに、小径部２１Ａ又は非テーパ部１２１Ａと、大径部２１Ｂ又はテーパ部１２１Ｂとを形成してもよい。
【０１８１】
また、上記実施形態では、導波路基板２０を用いて光コネクタを構成した例を説明したが、本発明の導波路基板の用途はこれに限られない。
【０１８２】
また、上記実施形態では、導波路２１が小径部及び大径部を有している例、及び、導波路２１がテーパ状に形成されている例を説明した。しかし、導波路２１の一方側の端部における径が導波路２１の他方側の端部における径に比べて大きい構成とされ、かつ、上記一方側の端部の当該端部の周囲に位置するクラッド２２に対する比屈折率差が、上記他方側の端部の当該端部の周囲に位置する前記クラッドに対する比屈折率差以下であるならば、導波路２１の形状は特に限定されない。
【０１８３】
また、上記第１及び第２実施形態では、配置工程ＰＳ２の後に導波路形成工程ＰＳ３を行う例を説明したが、導波路形成工程ＰＳ３の後に配置工程ＰＳ２を行ってもよい。具体的には、導波路２１が形成された導波路基板２０をケース１０に固定した後、マルチコアファイバ３０などの光導波路部材を調心しながら導波路基板２０の結合端に固定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１８４】
本発明によれば、光の接続損失を抑制し得る導波路基板、当該導波路基板を用いた光コネクタ、及び当該導波路基板の製造方法が提供され、光通信等の産業において利用することができる。
【符号の説明】
【０１８５】
１・・・光コネクタ
６・・・光ファイバテープ（光導波路部材）
１０・・・ケース
１０Ｄ・・・凹部
２０・・・導波路基板
２１・・・導波路
３０・・・マルチコアファイバ（光導波路部材）
３１・・・コア
５０・・・樹脂
６０・・・光ファイバ
１２１Ｂ・・・テーパ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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