(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のＭＣＦの全てのコアからＳＭＦへの分離、コア数の異なるＭＣＦ同士の接続を可能とし、作製しやすいマルチコアファイバ接続器を提供する。【解決手段】コア数がＮのファイバ６０がＭ本接続されたＭ×Ｎ本のコアを有する平面導波路５１であって、ファイバが接続されている平面導波路の接続端面において、コア数がＱのファイバ７０がＰ本接続されており、Ｍ×Ｎは、Ｐ×Ｑと一致し、平面導波路は、接続端面に接続されるファイバのコアの位置と一致するように、平面導波路の高さ位置が同じとなる水平方向に複数のコアと、高さ方向において異なる位置にコアを有する積層構造とを有し、Ｍ×Ｎ本のコアの位置が高さ方向において一定であって水平方向のみで変化する。【選択図】図５
2020013036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア数がＮのファイバがＭ本接続されたＭ×Ｎ本のコアを有する平面導波路を備え、
前記ファイバが接続されている前記平面導波路の接続端面において、前記コア数がＱのファイバがＰ本接続されており、
Ｍ×Ｎは、Ｐ×Ｑと一致し、
前記平面導波路は、前記平面導波路の接続端面に接続される前記ファイバのコアの位置と一致するように、前記平面導波路の高さ位置が同じとなる水平方向に複数の前記コアと、高さ方向において異なる位置に前記コアを有する積層構造とを有し、
Ｍ×Ｎ本の前記コアの位置が高さ方向において一定であって水平方向のみで変化することを特徴とするマルチコアファイバ接続器。
ただし、Ｍは１以上の整数であり、Ｎは２以上の整数である。
また、Ｑは１以上の整数であり、Ｐは１以上の整数である。
【請求項２】
Ｎが４又は８又は１２であり、
Ｑが１、かつＰがＭ×Ｎと一致していることを特徴とする請求項１に記載のマルチコアファイバ接続器。
【請求項３】
Ｍが４であり、かつ円環状にコアが配置されており、Ｑが２、ＰがＭ×Ｎ／２である構造、Ｍが８であり、かつ円環状にコアが配置されており、Ｑが４、ＰがＭ×Ｎ／２である構造、Ｍが１２かつ正方格子状にコアが配置されており、Ｑが４、ＰがＭ×Ｎ／３である構造のうちいずれかの構造を備えていることを特徴とする請求項１に記載のマルチコアファイバ接続器。
【請求項４】
前記平面導波路の前記コアの高さ位置が、低い順からｋ種類となっており、
ｋは５以下の整数であることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のマルチコアファイバ接続器。
【請求項５】
ｋが４であり、
入力側の端面に８個のコアが円環状に配置された入力側の前記ファイバがＭ本接続され、
出力側の端面に４個のコアが正方格子状に配置された出力側の前記ファイバが２×Ｍ本接続されており、
入力側の前記ファイバのコアの間隔が出力側の前記ファイバのコアの間隔の２の平方根倍となっていることを特徴とする請求項３に記載のマルチコアファイバ接続器。
【請求項６】
ｋが４であり、
Ｍが１であって、Ｐが２であり、
第１及び第２の前記平面導波路が互いに９０度の角度をなして接続され、
第１の前記平面導波路において高さ位置が２層目及び３層目のコアと接続されている４つの前記コアが、出力側の端面に接続される１本の４つのコアを有する前記ファイバのコアの位置と一致するように水平方向において曲がり、
前記コアの高さ位置が１層目及び４層目である第１の前記平面導波路の４つの前記コアと第２の前記平面導波路の4つの導波路が一致するよう接着されており、
１層目及び４層目である第１の前記平面導波路の４つの前記コアが第２の前記平面導波路内で、出力側の端面に接続されて４つのコアを有する前記ファイバのコア位置と一致するように高さ方向に曲がっていることを特徴とする請求項１または２に記載のマルチコアファイバ接続器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチコアファイバの各コアをシングルモードファイバのコアに分離する、もしくは、コア数の異なるＭＣＦ同士の接続を実現する、マルチコアファイバ接続器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空間分割多重（Space Division Multiplexing：ＳＤＭ）技術を用いた大容量光通信システムに関する研究開発が行われている（例えば、非特許文献１参照）。ＳＤＭ伝送用の光ファイバには、例えば、同一クラッド内に複数のコアを有するマルチコア光ファイバ（Multi-Core Fiber：ＭＣＦ）がある（例えば、非特許文献２参照）。
【０００３】
クラッドの中心に１つのコアを有するシングルモードファイバ（Single Mode Fiber：ＳＭＦ）とは異なり、ＭＤＦのクラッドの面には複数のコアが配置されている。ＭＣＦ同士を接続する場合は、一方のＭＣＦの回転方向を他方のＭＣＦに対して調心して接続する必要がある（例えば、非特許文献３参照）。ＭＣＦを用いた伝送システムにおいて、整合性の観点から、送受信機は既存のＳＭＦをベースに構成されることが有用である。そのため、ＭＣＦの各コアをＳＭＦに分離するためのファンインファンアウト（fan-in/fan-out：ＦＩＦＯ）が検討されている（例えば、非特許文献４，５参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】P. J. Winzer, “Optical networking beyond WDM,” IEEE Photon. J., vol. 4, no. 2, pp. 647-651 (2012).
【非特許文献２】T. Matsui et al., “118.5 Tbit/s transmission over 316 km-long multi-core fiber with standard cladding diameter,” OECC2017, paper s2892 (2017).
【非特許文献３】Y. Amma et al., “Accuracy of core alignment with end-view function for multicore fiber,” IEEE Summer Topical Meeting, paper TuE2.4 (2014).
【非特許文献４】H. Uemura et al., “Fused taper type fan-in/fan-out device for 12 core multi-core fiber,” OECC2014, paper MO1E.4 (2014).
【非特許文献５】R. R. Thomson et al., “Ultrafast-laser inscription of a three dimensional fan-out device for multicore fiber coupling application,” Opt. Express, vol.15, pp.11691-11697 (2007).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、現在のＦＩＦＯ技術では、１本のＭＣＦのコアを複数のＳＭＦに分離することができるが、複数のＭＣＦのコアを一括してＳＭＦに分離することができず、ＭＣＦの心数と同数のＦＩＦＯが必要となり、伝送システムの構成が複雑になる。また、コア数が異なる異種のＭＣＦで光伝送路が構築されている場合は、１つのＭＣＦを一旦ＳＭＦに分離してからそれらのＳＭＦを前述のＭＣＦとは異種のＭＣＦに接続する必要があり、光伝送路の構成が複雑になる。
【０００６】
図１Ａは、従来のＦＩＦＯの構成を示し、具体的にはＭＣＦ１２、ＳＭＦ１４及びマルチコアファイバ接続器１０が用いられている。従来のマルチコアファイバ接続器１０は、１心のＭＣＦ１２を複数のＳＭＦ１４に分離する機能を有する。従来のマルチコアファイバ接続器１０には、例えば、複数のＳＭＦを束ね、溶融延伸したファイババンドルが用いられている。ファイババンドルのコアの位置とＭＣＦのコアの位置とを一致させてファイババンドルとＭＣＦとを接続できる。ただし、図１に示す構成においては、１つのＭＣＦ１２に対して１つのマルチコアファイバ接続器１０が必要になる。
【０００７】
図１Ｂ及び図１Ｃは、図１Ａに示す構成とは別の構成をそれぞれ備えたＦＩＦＯの構成を示す。図１Ｂに示す構成は、ＭＣＦ２２、ＳＭＦ１４及びマルチコアファイバ接続器２０を備える。図１Ａに示すマルチコアファイバ接続器１０では、図１Ｂに示すように、Ｍ心を有するＮ本のＭＣＦ２２をＭ×Ｎ本のＳＭＦ１４に一括して分離できない。Ｍ，Ｎはそれぞれ、任意の自然数であり、２以上の整数である。一方、フェムト秒レーザを用いて、バルクの石英ガラスにレーザで導波路を書き込むことによって、ＭＣＦの各コアをＳＭＦに分離するデバイスが検討されている（例えば、前述の非特許文献５参照）。石英ガラスにレーザで導波路を書き込む手法では、複数のＭＣＦ２２のコアをＳＭＦに一括して分離することができる。しかしながら、導波路の書き込みには、石英ガラスの屈折率変化を誘起するために一定のレーザ照射時間が必要であり、作製時間が長くなる。
【０００８】
図１Ｃに示す構成は、ＭＣＦ２２、ＳＭＦ１４及びマルチコアファイバ接続器２１を備える。図１Ａに示すマルチコアファイバ接続器１０では、図１Ｃに示すようにＮ本のＭＣＦ２２をＭ´心を有するＮ´本のＭＣＦ２８に一括して分離できない。Ｍ´，Ｎ´はそれぞれ、２以上の正の整数である。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複数のＭＣＦの全てのコアからＳＭＦへの分離、コア数の異なるＭＣＦ同士の接続を可能とし、作製しやすいマルチコアファイバ接続器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のマルチコアファイバ接続器は、コア数がＮのファイバがＭ本接続されたＭ×Ｎ本のコアを有する平面導波路であって、前記ファイバが接続されている前記平面導波路の接続端面において、前記コア数がＱのファイバがＰ本接続されており、Ｍ×Ｎは、Ｐ×Ｑと一致し、前記平面導波路は、前記平面導波路の接続端面に接続される前記ファイバのコアの位置と一致するように、前記平面導波路の高さ位置が同じとなる水平方向に複数の前記コアと、高さ方向において異なる位置に前記コアを有する積層構造とを有し、Ｍ×Ｎ本の前記コアの位置が高さ方向において一定であって水平方向のみで変化することを特徴とする。
ただし、Ｍは１以上の整数であり、Ｎは２以上の整数である。
また、Ｑは1以上の整数であり、Ｐは１以上の整数である。
【００１１】
本発明のマルチコアファイバ接続器では、Ｎが４又は８又は１２であり、Ｑが１、かつＰがＭ×Ｎと一致していてもよい。
また、本発明のマルチコアファイバ接続器は、Ｍが４であり、かつ円環状にコアが配置されており、Ｑが２、ＰがＭ×Ｎ／２である構造、Ｍが８であり、かつ円環状にコアが配置されており、Ｑが４、ＰがＭ×Ｎ／２である構造、Ｍが１２かつ正方格子状にコアが配置されており、Ｑが４、ＰがＭ×Ｎ／３である構造のうちいずれかの構造を備えていてもよい。
【００１２】
本発明のマルチコアファイバ接続器では、前記平面導波路の前記コアの高さ位置が、低い順からｋ種類となっており、ｋは５以下の整数であってもよい。
また、本発明のマルチコアファイバ接続器は、ｋが４であり、入力側の端面に８個のコアが円環状に配置された入力側の前記ファイバがＭ本接続され、出力側の端面に４個のコアが正方格子状に配置された出力側の前記ファイバが２×Ｍ本接続されており、入力側の前記ファイバのコアの間隔が出力側の前記ファイバのコアの間隔の２の平方根倍となっていてもよい。
【００１３】
本発明のマルチコアファイバ接続器では、ｋが４であり、Ｍが１であって、Ｐが２であり、第１及び第２の前記平面導波路が互いに９０度の角度をなして接続され、第１の前記平面導波路において高さ位置が２層目及び３層目のコアと接続されている４つの前記コアが、出力側の端面に接続される１本の４つのコアを有する前記ファイバのコアの位置と一致するように水平方向において曲がり、前記コアの高さ位置が１層目及び４層目である第１の前記平面導波路の４つの前記コアと第２の前記平面導波路の4つの導波路が一致するよう接着されており、１層目及び４層目である第１の前記平面導波路の４つの前記コアが第２の前記平面導波路内で、出力側の端面に接続されて４つのコアを有する前記ファイバのコア位置と一致するように高さ方向に曲がっていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数のＭＣＦの全てのコアからＳＭＦへの分離、コア数の異なるＭＣＦ同士の接続を可能とし、作製しやすいマルチコアファイバ接続器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】従来のマルチコアファイバ接続器を用いたＦＩＦＯの模式図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示すＦＩＦＯとは異なる構成を備えたＦＩＦＯの模式図である。
【図１Ｃ】図１Ａ及び図１Ｂに示すＦＩＦＯとは異なる構成を備えたＦＩＦＯの模式図である。
【図２】平面光波回路の断面図である。
【図３Ａ】図２に示す平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。
【図３Ｂ】図２に示す平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。
【図３Ｃ】図２に示す平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。
【図３Ｄ】図２に示す平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。
【図４Ａ】ＭＣＦとの接続が可能な平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。
【図４Ｂ】ＭＣＦとの接続が可能な平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。
【図４Ｃ】ＭＣＦとの接続が可能な平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。
【図４Ｄ】ＭＣＦとの接続が可能な平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。
【図４Ｅ】ＭＣＦとの接続が可能な平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。
【図４Ｆ】ＭＣＦとの接続が可能な平面光波回路の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】本発明の第１の態様のマルチコアファイバ接続器の斜視図である。
【図６Ａ】図５に示すマルチコアファイバ接続器の端面の正面図である。
【図６Ｂ】図５に示すマルチコアファイバ接続器の別の端面の正面図である。
【図７】コアを湾曲させたマルチコアファイバ接続器の平面図である。
【図８】本発明の第２の態様のマルチコアファイバ接続器の斜視図である。
【図９Ａ】図８に示すマルチコアファイバ接続器の端面の正面図である。
【図９Ｂ】図８に示すマルチコアファイバ接続器の別の端面の正面図である。
【図１０】本発明の第３の態様の組み合わせマルチコアファイバ接続器の斜視図である。
【図１１Ａ】図１０に示す一方のマルチコアファイバ接続器の端面の正面図である。
【図１１Ｂ】図１０に示す一方のマルチコアファイバ接続器の別の端面の正面図である。
【図１２Ａ】図１０に示す他方のマルチコアファイバ接続器の端面の正面図である。
【図１２Ｂ】図１０に示す他方のマルチコアファイバ接続器の別の端面の正面図である。
【図１３】本発明の第４の態様のマルチコアファイバ接続器の斜視図である。
【図１４Ａ】図１３に示すマルチコアファイバ接続器の端面の正面図である。
【図１４Ｂ】図１３に示すマルチコアファイバ接続器の別の端面の正面図である。
【図１５Ａ】図１３に示すマルチコアファイバ接続器に接続されている８心のマルチコアファイバの断面図である。
【図１５Ｂ】図１３に示すマルチコアファイバ接続器に接続されている８心のマルチコアファイバの別の断面図である。
【図１６】平面光波回路の高さ方向の積層精度に対する平面光波回路とマルチコアファイバとの接続損失を数値計算したグラフである。
【図１７】整数Ｎ及び整数Ｑの組み合わせに対するマルチコアファイバ接続器の構造（断面図）を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
なお、本明細書及び図面において、同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
本発明のマルチコアファイバ接続器は、図１Ｂに示すマルチコアファイバ接続器２０及び図１Ｃに示すマルチコアファイバ接続器２１を平面導波路で構成したものである。平面導波路の中でも平面光波回路（ＰＬＣ：Planar Lightwave Circuit）は、量産性に優れ、多数の光導波路を集積可能である。
【００１８】
図２は、ＰＬＣ（平面導波路）３０の断面図である。ＰＬＣ３０は、光が導波するコア３２と、コア３２を囲むクラッド３４で構成されている。クラッド３４の屈折率は、コア３２の屈折率より高い。
【００１９】
図３Ａから図３Ｄは、ＰＬＣ３０の製造方法を説明する断面図である。図３Ａに示すように、シリコン（Ｓｉ）からなる基盤３５に高純度の石英（ＳｉＯ２）からなるクラッド３４を積層する。図３Ｂに示すように、クラッド３４に、酸化ゲルマニウムを添加した石英からなるコア層３３を積層する。図３Ｃに示すように、コア層３３を加工して互いに間隔をあけて配置されたコア３２を形成する。最後に、図３Ｄに示すように、複数のコア３２及び下層のクラッド３４を覆うように上層のクラッド３４をさらに積層し、必要に応じて基盤３５を除去する。以上の工程によって、ＰＬＣ３０を製造できる。
【００２０】
上述のＰＬＣ３０の製造方法では、マスクを用いたエッチングによって、コア３２を形成する。平面方向（すなわち、ＰＬＣ３０の表面に沿う方向）の形状については、マスクのパターンを変更することによって任意に制御できる。一方、コア３２の高さ方向の制御は、エッチングレートやエッチング時間によって制御される。しかしながら、エッチングレートやエッチング時間を調節してもコア３２を曲げることは困難であり、複数のコア３２の高さは揃っており、一定である。
【００２１】
ＭＣＦでは、コアが断面の水平方向に加えて垂直方向にも存在するため、ＰＬＣ３０ではＭＣＦとの接続が困難である。
【００２２】
（第１の態様）
図４Ａから図４Ｆは、ＭＣＦとの接続が可能なＰＬＣ（本発明のマルチコアファイバ接続器）の製造方法を説明する断面図である。
【００２３】
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ及び図４Ｄは、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ及び図３Ｄと同様の工程を示している。続いて、図４Ｅに示すように、コア３２が埋設されたクラッド３４の表面にコア３２をさらにコア層（図示略）を堆積させ、エッチングによるコア３２の形成及びオーバークラッドのプロセスを繰り返す。図４Ｆに示すように、上側のコア３２及び下層のクラッド３４を覆うようにクラッド３４をさらに積層すれば、高さ方向の位置が異なるコア３２（すなわち、高さ方向において異なる位置にコアを有する積層構造）を作製できる。
【００２４】
図５は、本発明のマルチコアファイバ接続器５１の斜視図である。マルチコアファイバ接続器５１の端面（接続端面）７１には、正方格子状に配置されたＭ本（図５では１本）の４心のＭＣＦ６０が接続されている。マルチコアファイバ接続器５１の端面（接続端面）７２には、４×Ｍ本（図５では４本で、そのうち２本は省略）のＳＭＦ７０が接続されている。Ｍは、任意の自然数である。
【００２５】
図６Ａは、マルチコアファイバ接続器５１の端面７１の正面図である。図６Ｂは、マルチコアファイバ接続器５１の端面７２の正面図である。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、マルチコアファイバ接続器５１によれば、正方格子状に配置された２つずつのコア３２−１，３２−２を２つの高さ方向でそれぞれ２つのコア３２−１，３２−２に分類できる。よって、図４Ａから図４Ｆに示す製造方法を適用することで、４心のＭＣＦ６０のコア３２に接続可能なコア３２−１，３２−２を端面７１に有するマルチコアファイバ接続器５１を実現できる。
【００２６】
マルチコアファイバ接続器５１の端面７２側においては、コア３２−１，３２−２をそれぞれＳＭＦ７０と接続するために、コア３２−１，３２−２を水平方向で湾曲させ、少なくともＳＭＦ７０のクラッドの外径以上の間隔で離し、ＳＭＦ７０のコアと接続する。ＳＭＦのクラッドの外径は一般的に１２５μｍであるが、細径のＳＭＦのクラッドの外径は８０μｍである。図７は、このようにコア３２−１，３２−２を湾曲させたマルチコアファイバ接続器５１の平面図である。図７に示すように、端面７１側のコアを水平方向に曲げ、端面７２（すなわち、出力端）でコア３２−１，３２−２のそれぞれに接続されるＳＭＦ７０同士が接触しないようにコア３２−１，３２−２同士の水平方向の間隔が広げられている。
【００２７】
上述のように、マルチコアファイバ接続器５１によれば、コア３２−１，３２−２の形状をＰＬＣにおいて実現できる水平方向の位置変化（すなわち、コア３２−１，３２−２の水平方向における曲げ）のみによってＭＣＦ６０とＳＭＦ７０とを接続できる。また、第１の態様によれば、量産性及び集積性の高いマルチコアファイバ接続器５１を実現できる。
【００２８】
（第２の態様）
図８は、本発明のマルチコアファイバ接続器５２の斜視図である。マルチコアファイバ接続器５２の端面７１には、正方格子状に配置されたＭ本（図８では１本）の１２心のＭＣＦ６２が接続されている。マルチコアファイバ接続器５２の端面７２には、３×Ｍ本（図５では３本で、水平方向中央の１本は省略）の４心のＭＣＦ６４が接続されている。
【００２９】
図９Ａは、マルチコアファイバ接続器５２の端面７１の正面図である。図９Ｂは、マルチコアファイバ接続器５２の端面７２の正面図である。ＭＣＦ６２を端面７１に接続する場合、図９Ａに示すように、マルチコアファイバ接続器５２の端面７１においては、計１２個のコアが高さ方向で４つずつのコア（コア群ともいう）３２−３，３２−４，３２−５に分類される。
【００３０】
ここで、コア３２−３，３２−４，３２−５が存在する高さ方向の位置を下側からｙ１，ｙ２，ｙ３，ｙ４とする。図４Ａから図４Ｆを参照して説明した製造方法をさらに１回（計２回）行うことによって、１２心のＭＣＦ６２と４心のＭＣＦ６４とを接続可能な端面７１，７２を有するマルチコアファイバ接続器５２を製造できる。
【００３１】
図９Ｂに示すように、マルチコアファイバ接続器５２の端面７２においては、高さｙ１に形成された２つのコア３２−３と、高さｙ２に形成された２つのコア３２−３によって、４心のＭＣＦ６４の断面のコア８４の正方格子状の配置と同様の配置が形成されている。このようなコア３２−３の配置は、コア３２−３の形状を水平方向のみの変化で実現できる。このような構成によって、１２心のＭＣＦ６２の４つのコア３２−３と１本の４心のＭＣＦ６４とを接続できる。
【００３２】
また、高さｙ２に形成されたコア３２−４と、高さｙ３に形成されたコア３２−４によって、４心のＭＣＦ６４の断面のコアの正方格子状の配置と同様の配置が形成されている。高さｙ３に形成されたコア３２−５と、高さｙ４に形成されたコア３２−５によって、４心のＭＣＦ６４の断面のコアの正方格子状の配置と同様の配置が形成されている。したがって、マルチコアファイバ接続器５２によって、ＭＣＦ６２の計１２個のコア３２−３，３２−４，３２−５を、３本の４心のＭＣＦ６４に接続できる。
【００３３】
水平方向においても高さ方向と同様の構成で、ＭＣＦ６２の計１２個のコア３２−３，３２−４，３２−５を、３本の４心のＭＣＦ６４に接続できる。
上述のようにマルチコアファイバ接続器５２によってＭＣＦ６２，６４を容易かつ良好に接続するために、高さ方向及び水平方向において、ＭＣＦ６２のコア８２の中心同士の間隔、ＭＣＦ６４のコア８４の中心同士の間隔、及びマルチコアファイバ接続器５２において隣り合うコア３２−３，３２−４，３２−５の中心同士の間隔は、間隔１００に全て揃っている。
【００３４】
上述のように、マルチコアファイバ接続器５２によれば、コア３２−３，３２−４，３２−５の形状をＰＬＣにおいて実現できる水平方向の位置変化（すなわち、コア３２−３，３２−４，３２−５の水平方向の曲げ）を変えることによってＭＣＦ６２，６４を接続できる。また、第２の態様によれば、量産性及び集積性の高いマルチコアファイバ接続器５２を実現できる。
【００３５】
（第３の態様）
図１０は、本発明の第３の態様の組み合わせマルチコアファイバ接続器（マルチコアファイバ接続器）５３の斜視図である。組み合わせマルチコアファイバ接続器５３は、マルチコアファイバ接続器１５１，１５２の組み合わせで構成されている。マルチコアファイバ接続器１５１，１５２は互いに９０度をなして接続されている。マルチコアファイバ接続器１５１の端面７１には、円環状に配置されたＭ本（図１０では１本）の８心のＭＣＦ６５が接続されている。マルチコアファイバ接続器１５１，１５２の端面７２には、２×Ｍ本の４心のＭＣＦ６４が接続されている。具体的には、マルチコアファイバ接続器（第１の平面導波路）１５１の端面７２には、Ｍ本のＭＣＦ６４とマルチコアファイバ接続器（第２の平面導波路）１５２の端面７１が接続されている。マルチコアファイバ接続器１５２の端面７２には、Ｍ本のＭＣＦ６４が接続されている。
【００３６】
図１１Ａは、マルチコアファイバ接続器１５１の端面７１の正面図である。図１１Ｂは、マルチコアファイバ接続器１５１の端面７２の正面図である。ＭＣＦ６５を端面７１に接続する場合、図１１Ａに示すように、計８個のコアが高さ方向で２つずつ、２グループのコア（または、コア群）３２−７，３２−８に分類される。
【００３７】
ここで、コア３２−７，３２−８が存在する高さ方向の位置を下側からｙ５，ｙ６，ｙ７，ｙ８とする。マルチコアファイバ接続器１５１の端面７１において、高さｙ５には２つのコア３２−８があり、高さｙ６，ｙ７にはそれぞれ２つのコア３２−７があり、高さｙ８には２つのコア３２−８がある。図４Ａから図４Ｆを参照して説明した製造方法を計２回行うことによって、８心のＭＣＦ６５と４心のＭＣＦ６４とを接続可能な端面７１，７２を有するマルチコアファイバ接続器１５１を製造できる。
【００３８】
図１１Ｂに示すように、マルチコアファイバ接続器１５１の端面７２においては、高さｙ６に形成された２つのコア３２−７と、高さｙ７に形成された２つのコア３２−７によって、４心のＭＣＦ６４の断面のコア８４の正方格子状の配置と同様の配置が形成されている。また、高さｙ５に形成された２つのコア３２−８と、高さｙ８に形成された２つのコア３２−８によって４心の導波路構造６６を形成する。マルチコアファイバ接続器１５１の端面７２における高さｙ５，ｙ８のコア３７−８の中心同士の距離（すなわち、高さ）を１０２とする。
【００３９】
高さｙ５に形成された２つのコア３２−８と、高さｙ８に形成された２つのコア３２−８については、コア３２−８の水平方向の位置変化（すなわち、コア３２−８の水平方向における曲げ）を変えることによって、高さ方向における位置が揃っている。
【００４０】
マルチコアファイバ接続器１５１によって、ＭＣＦ６５の計８個のコア３２−７，３２−８を、ＭＣＦ６４の計４個のコア３２−７と導波路構造６６の計４個のコア３２−８に接続できる。
【００４１】
図１２Ａは、マルチコアファイバ接続器１５２の端面７１の正面図である。図１２Ｂは、マルチコアファイバ接続器１５２の端面７２の正面図である。図１２Ａに示すように、マルチコアファイバ接続器１５２の端面７１には、中心間の水平方向の距離（すなわち、間隔）１０２のコア３７−８が２つずつ、高さｙ９，ｙ１０のそれぞれに形成されている。
【００４２】
図１２Ｂに示すように、マルチコアファイバ接続器１５２の端面７２においては、高さｙ９に形成された２つのコア３２−８と、高さｙ１０に形成された２つのコア３２−８によって、４心のＭＣＦ６４の断面のコア８４の正方格子状の配置と同様の配置が形成されている。
【００４３】
上述のように、組み合わせマルチコアファイバ接続器５３によれば、コア３２−７，３２−８の形状をＰＬＣにおいて実現できる水平方向の位置変化（すなわち、コア３２−７，３２−８の水平方向における曲げ）のみによってＭＣＦ６５，６４を接続できる。また、第３の態様によれば、量産性及び集積性の高い組み合わせマルチコアファイバ接続器５３を実現できる。
【００４４】
（第４の態様）
図１３は、本発明の第３の態様のマルチコアファイバ接続器５４の斜視図である。マルチコアファイバ接続器５４の端面７１には、Ｍ本の８心のＭＣＦ６５が接続されている。マルチコアファイバ接続器５４の端面７２には、２×Ｍ本（図５では２本）の４心のＭＣＦ６４が接続されている。
【００４５】
図１４Ａは、マルチコアファイバ接続器５４の端面７１の正面図である。図１４Ｂは、マルチコアファイバ接続器５４の端面７２の正面図である。ＭＣＦ６５を端面７１に接続する場合、図１４Ａに示すように、計８個のコアが高さ方向で２つずつ、上側と下側の２グループのコア（または、コア群）３２−９，３２−１０に分類される。
【００４６】
ここで、コア３２−７，３２−８が存在する高さ方向の位置を下側からｙ１１，ｙ１２，ｙ１３，ｙ１４とする。高さｙ１１，ｙ１２にはそれぞれ２つのコア３２−１０があり、高さｙ１３，ｙ１４にはそれぞれ２つのコア３２−９がある。図４Ａから図４Ｆを参照して説明した製造方法を計２回行うことによって、少なくとも８心のＭＣＦ６５を接続可能な端面７１を有するマルチコアファイバ接続器５４を製造できる。
【００４７】
高さｙ１１に形成された２つのコア３２−１０と高さｙ１２に形成された２つのコア３２−１０の水平方向の位置変化（すなわち、コア３２−１０の水平方向における曲げ）を変えることによって、４心のＭＣＦ６４の断面のコア８４の正方格子状の配置と同様の配置が形成されている。同様に、高さｙ１３に形成された２つのコア３２−９と高さｙ１４に形成された２つのコア３２−９の水平方向の位置変化（すなわち、コア３２−９の水平方向における曲げ）を変えることによって、４心のＭＣＦ６４の断面のコア８４の正方格子状の配置と同様の配置が形成されている。
【００４８】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、ＭＣＦ６５の断面図である。図１５Ａに示すように、ＭＣＦ６５のコア８５同士の間隔がΛである場合、高さｙ２及び高さｙ３間の高さ方向におけるコア３２−９，３２−１０同士の間隔はΛと一致する。同様の場合、高さｙ１及び高さｙ２間、または、高さｙ３及び高さｙ４間の高さ方向におけるコア３２−９同士及びコア３２−１０同士の距離は、Λ／（ｓｑ（２））となる。「ｓｑ（２）」は、２の平方根を意味する。つまり、第４の態様では、端面７２側で接続されるＭＣＦ６４のコア８４同士の間隔に対してｓｑ（２）倍の間隔をＭＣＦ６５が有していることがマルチコアファイバ接続器５４によるＭＣＦ６５，６４同士の接続を良好にする条件である。
【００４９】
なお、接続されるファイバのコア同士の間隔が上述の条件を満たしていない場合は、ファイバを溶融し、クラッドの外径を増加又は低減させることでコア間隔を調整できる。このような調整に基づいて、使用するファイバのコア同士の間隔に依存せず、第４の態様のマルチコアファイバ接続器５４をＦＩＦＯに適用できる。なお、コア同士の間隔を低減することで、コア間のクロストークが増加し、伝送信号に悪影響を与えることがあるため、コア同士の間隔を低減させることが適切でない場合もある。この点をふまえ、場合に応じてコア同士の間隔を調整することが好ましい。
【００５０】
上述のように、マルチコアファイバ接続器５４によれば、コア３２−９，３２−１０の形状をＰＬＣにおいて実現できる水平方向の位置変化（すなわち、コア３２−９，３２−１０の水平方向における曲げ）を変えることによってＭＣＦ６５，６４を接続できる。また、第４の態様によれば、量産性及び集積性の高いマルチコアファイバ接続器５４を実現できる。
【００５１】
（その他の態様）
第２から第４の態様では、４層のコア構造（コアの高さが４段階ある構造）を有するＭＣＦを対象としたマルチコアファイバ接続器について説明したが、本発明のマルチコアファイバ接続器の層数（高さの種類数）は４層までに限られない。例えば、六方細密構造に配置された１９心のＭＣＦのコアは、高さ方向において５層に分かれる。層数が増えると、製造方法におけるコア層３３やクラッド３４の積層回数が増えるため、高さ方向のコアの位置の誤差が大きくなってしまう。
【００５２】
図１６は、ＰＬＣの高さ方向の積層精度に対するＰＬＣとＭＣＦとの接続損失を数値計算したグラフである。本数値計算では、ＭＣＦの各コアにおけるモードフィールド径は標準的なＳＭＦと同等とし、波長１５５０ｎｍにおいて１０．６μｍとした。図１６には、２層構造（４心のコア）、３層構造（７心のコア）、４層構造（８心のコア）、５層構造（１９心のコア）の数値計算の結果を示している。なお、正方格子状に配置された１２心のコアは４層構造であり、８心のコアと計算結果が一致する。ＰＬＣの積層精度は、サブミクロンオーダーである。ＰＬＣの積層精度を典型値である０．５μｍとすると、挿入損失を１ｄＢ以下に抑えるためには、マルチコアファイバ接続器の層数は、５層が限界であることがわかる。
よって、本発明のマルチコアファイバ接続器に対して好適に接続できるＭＣＦの層数は、５以下である。
【００５３】
なお、上述では石英を素材とするＰＬＣを前提に説明したが、本発明のマルチコアファイバ接続器はＳｉ系材料を用いたＰＬＣにも適用できる。
また、各態様では、４心、８心、１２心のコアをＳＭＦまたは４心のＭＣＦと接続する例を示したが、六方細密構造での７心や１９心のコアを有するＭＣＦと接続してもよく、それぞれのＭＣＦを４心以外のＭＣＦと接続することもできる。その場合、入力側（すなわち、端面７１側）で接続するＭＣＦのコア数がＮであり、本数がＮであり、出力側（すなわち、端面７２側）で接続されるＭＣＦのコア数がＱであり、本数がＰである場合は、Ｍ×Ｎ＝Ｐ×Ｑを満たす必要がある。
【００５４】
図１７に、上述の態様で述べた以外のＮ及びＱの組み合わせに対するマルチコアファイバ接続器の構造（断面図）を示す。図１７に示すように、いくつかの組み合わせにおいても、本発明のマルチコアファイバ接続器を実現できる。
また、Ｎが１２、Ｑが８及び４である構成例に記載されている通り、互いにコア数の異なるＭＣＦ同士が接続される場合もある。
また、Ｑが１である場合は、Ｎが何れであっても第１の態様に記載の通り、各コアを所定の間隔以上に広げることでＳＭＦと接続できる。
【００５５】
以上説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的及び効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれている。また、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
３０…ＰＬＣ（平面導波路）
３２…コア
５１，５２，５３，５４…マルチコアファイバ接続器
６０，６２，６４，６５…マルチコアファイバ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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