(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光デバイスであって、
平面基板と、
該平面基板の表面上に配置された光グレーティング・カプラの第１のアレイであり、該第１のアレイの該光グレーティング・カプラが、該表面に隣接して配置された端面を有するマルチコア・ファイバ又は光ケーブルの光コアに１対１の方法で光学的に結合するように配置される、光グレーティング・カプラの第１のアレイと、
該平面基板の該表面上にある光グレーティング・カプラの第２のアレイであって、該第２のアレイが、該第１のアレイから分断され、該第１のアレイから横方向に分離され、該第２のアレイの複数の該光グレーティング・カプラが、該平面基板の該表面上の複数の平面光導波路によって１対１の方法で該第１のアレイの該光グレーティング・カプラの対応する１つ１つに光学的に接続される、光グレーティング・カプラの第２のアレイと、
該平面基板上に配置された複数の単一コア・ファイバ・カプラであり、各単一コア・ファイバ・カプラが該第１のアレイの該光グレーティング・カプラの対応する光グレーティング・カプラを該平面基板の縁部に接続する平面光導波路を含む、複数の単一コア・ファイバ・カプラとを備える、光デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の光デバイスにおいて、
該平面基板上に１つの波長アド／ドロップ・マルチプレクサを含み、該波長アド／ドロップ・マルチプレクサは、該第２のアレイの該光グレーティング・カプラの１つを該第１のアレイの該光グレーティング・カプラの対応する１つに接続する該複数の平面光導波路の１つに光学的に接続される、光デバイス。
【請求項３】
請求項１に記載の光デバイスにおいて、
該アレイに端面接続されるマルチコア・ファイバ又は光ケーブルをさらに備え、
該光グレーティング・カプラの少なくとも１つが、受け取った光信号を第１の偏波成分と第２の偏波成分とに分離するように構成されている、光デバイス。
【請求項４】
請求項１に記載の光デバイスにおいて、
１つのマルチコア光ケーブルをさらに備え、該マルチコア光ケーブルが、複数の光コアの各々を該光カプラの対応する光カプラに光学的に端面結合させるように構成されている、光デバイス。
【請求項５】
請求項１に記載の光デバイスにおいて、
複数の単一モード・ファイバをさらに備え、各単一モード・ファイバが該基板の縁部で該単一コア光カプラのうちの１つに光学的に結合される、光デバイス。
【請求項６】
基板の平面表面上にマルチコア・ファイバ・カプラを形成するステップであり、該マルチコア・ファイバ・カプラが複数の光グレーティング・カプラの集積された第１のアレイを含み、該第１のアレイの各光グレーティング・カプラは、該平面表面に面しかつそれに隣接する端面を有するマルチコア・ファイバ又は光ケーブルの対応する光コアに光学的に結合するように該第１のアレイ内に配置される、ステップと、
該平面表面上に横方向に分離及び分断された複数の光グレーティング・カプラの第２のアレイを形成するステップであって、該第２のアレイの該複数の光グレーティング・カプラのうちの複数の光グレーティング・カプラが、複数の平面光導波路によって１対１の方法で該第１のアレイの対応する光グレーティング・カプラに光学的に接続される、ステップと、
該基板上に複数の単一コア・ファイバ・カプラを形成するステップであり、各単一コア・ファイバ・カプラには、該表面上に配置され、該光グレーティング・カプラの対応する光グレーティング・カプラを該基板の縁部に接続する平面光導波路が含まれる、ステップとを含む、方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、
該単一コア・ファイバ・カプラの各々が、該平面導波路のうちの１つの縁部ファセットを含む、方法。
【請求項８】
請求項６に記載の方法において、
該アレイの該光カプラが規則的な六角形パターンに配列される、方法。
【請求項９】
請求項６に記載の方法において、
該平面基板上に１つの波長アド／ドロップ・マルチプレクサを形成するステップをさらに含み、該波長アド／ドロップ・マルチプレクサは、該第２のアレイの該光グレーティング・カプラの１つを該第１のアレイの該光グレーティング・カプラの対応する１つに接続する該複数の平面光導波路の１つに光学的に接続される、方法。
【請求項１０】
請求項６に記載の方法において、
１つのマルチコア光ケーブルの複数の光コアの各々を該光グレーティング・カプラの対応する光グレーティング・カプラに光学的に結合させるように該１つのマルチコア光ケーブルを構成するステップと、
複数の光信号の各々の光信号を該光コアの対応する光コアを介して送出するように光源を構成するステップとをさらに含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、本発明の譲受人に譲渡され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１０年１２月２０日に出願された米国特許出願第１２／９７２，６６７号の一部継続出願である。
【０００２】
本出願は、一般に、光カプラと、光カプラを使用または製造する方法およびシステムとに関する。
【背景技術】
【０００３】
集積フォトニック・デバイス（ＩＰＤ）は集積電子回路と類似しており、単一基板上に多数の光機能を備える。ＩＰＤは、現在のところ、比較的単純であるが、より大きい集積レベルを達成する可能性を有する。より多くの光機能が集積されるにつれて、ＩＰＤへの次第に多くの光入力およびＩＰＤからの次第に多くの光出力が必要とされ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第１２／７５６，１６６号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ  Ｒ．  Ｄｏｅｒｒ等、「Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  ｉｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、２００９年７月３１日、５２０〜５２５頁
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様は光デバイスを提供する。光デバイスは、平面基板上に配置された光グレーティング・カプラのアレイおよび複数の単一コア・ファイバ・カプラを含む。アレイの光グレーティング・カプラは、表面に隣接して配置された端面を有するマルチコア・ファイバまたは光ケーブルの光コアに１対１の方法で光学的に結合するように配置される。各単一コア・ファイバ・カプラは、アレイの光カプラの対応する光カプラを基板の縁部に接続する平面光導波路を含む。
【０００７】
別の態様は方法を提供する。この方法は、マルチコア・ファイバ・カプラおよび複数の単一コア・ファイバ・カプラを基板の平面表面上に形成することを含む。マルチコア・ファイバ・カプラは光グレーティング・カプラの集積アレイを含む。アレイの各グレーティング・カプラは、平面表面に面しかつそれに隣接する端面を有するマルチコア・ファイバまたは光ケーブルの対応する光コアに光学的に結合するようにアレイで配置される。各単一コア・ファイバ・カプラには、表面上に配置され、光グレーティング・カプラの対応する光グレーティング・カプラを基板の縁部に接続する平面光導波路が含まれる。
【０００８】
次に、添付図面とともになされる以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】光サブシステム、マルチコア光ファイバ、および集積フォトニック・デバイスを含む光システムを示す図である。
【図２】図１のマルチコア光ファイバとＩＰＤとの間の結合を示す図であり、ファイバは、ファイバ・コアが集積フォトニック・デバイスの対応する光カプラ上に光信号を投射するように配置される。
【図３Ａ】ＩＰＤの平面導波路と、マルチコア光ファイバから導波路に信号を結合させるように構成された光カプラとの実施形態を示す図である。
【図３Ｂ】ＩＰＤの平面導波路と、マルチコア光ファイバから導波路に信号を結合させるように構成された光カプラとの実施形態を示す図である。
【図３Ｃ】ＩＰＤの平面導波路と、マルチコア光ファイバから導波路に信号を結合させるように構成された光カプラとの実施形態を示す図である。
【図３Ｄ】ＩＰＤの平面導波路と、マルチコア光ファイバから導波路に信号を結合させるように構成された光カプラとの実施形態を示す図である。
【図４Ａ】単一ファイバ・コアと、図３Ａ〜３ＤのＩＰＤの１Ｄパターン・グレーティング・カプラとの上面図である。
【図４Ｂ】単一ファイバ・コアと、図３Ａ〜３ＤのＩＰＤの１Ｄパターン・グレーティング・カプラとの側面図である。
【図５Ａ】例えば、図３Ｃ〜図３Ｄに示されたようなＸ方向導波路およびＹ方向導波路に光信号を結合させるように構成された２Ｄパターン・グレーティング・カプラの実施形態を示す図である。
【図５Ｂ】例えば、図３Ｃ〜図３Ｄに示されたようなＸ方向導波路およびＹ方向導波路に光信号を結合させるように構成された２Ｄパターン・グレーティング・カプラの実施形態を示す図である。
【図６】キャビティが光カプラと下にある基板との間に配置される光カプラ、例えば、図２および／または図３Ａ〜図３Ｄの光カプラのうちの１つの一実施形態を示す図である。
【図７Ａ】図１のマルチコア光ファイバまたはマルチコア光ケーブルの様々な例示の構成を示す図である。
【図７Ｂ】図１のマルチコア光ファイバまたはマルチコア光ケーブルの様々な例示の構成を示す図である。
【図７Ｃ】図１のマルチコア光ファイバまたはマルチコア光ケーブルの様々な例示の構成を示す図である。
【図７Ｄ】図１のマルチコア光ファイバまたはマルチコア光ケーブルの様々な例示の構成を示す図である。
【図７Ｅ】図１のマルチコア光ファイバまたはマルチコア光ケーブルの様々な例示の構成を示す図である。
【図７Ｆ】図１のマルチコア光ファイバまたはマルチコア光ケーブルの様々な例示の構成を示す図である。
【図８】三角形の規則的なアレイの頂点に配置された光カプラの様々な例示のアレイへの導波路経路指定の実施形態を示す図である。
【図９Ａ】三角形の規則的なアレイの頂点に配置された光カプラの様々な例示のアレイへの導波路経路指定の実施形態を示す図である。
【図９Ｂ】三角形の規則的なアレイの頂点に配置された光カプラの様々な例示のアレイへの導波路経路指定の実施形態を示す図である。
【図１０】図１のＩＰＤの光カプラおよび平面導波路の例示の高密度レイアウトの関係態様を示す図である。
【図１１】図１のＩＰＤの光カプラおよび平面導波路の例示の高密度レイアウトの関係態様を示す図である。
【図１２】例えば、図１、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、５Ａ、５Ｂ、８、９Ａ、９Ｂ、１０、および／または図１３Ａのデバイスで使用するためのマルチコア・ファイバ（ＭＣＦ）および複数の縁部結合単一コア・ファイバ（ＳＣＦ）用の集積ファンアウト光カプラの一実施形態を示す図である。
【図１３Ａ】集積モノリシックＭコア対Ｋコアのマルチコア・ファイバ・ファンアウト光カプラの一実施形態を示す図である。
【図１３Ｂ】集積モノリシックＭコア対Ｋコアのマルチコア・ファイバ・ファンアウト光カプラの一実施形態を示す図である。
【図１４】ＭＣＦの１つの光コアに対応するチャネルを付加するか、またはチャネルを除去するためにいくつかの実施形態で使用することができる波長アド／ドロップ・マルチプレクサを示す図である。
【図１５】図１２〜図１４に示されたものなどのファンアウト・カプラを形成する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
集積密度が次第に増加する集積フォトニック・デバイス（ＩＰＤ）では、従来のコネクタで容易に満たすことができないＩＰＤへの光接続が要求される。場合によっては、ＩＰＤは、一辺が数ミリメートルにも満たない、例えば、２〜５ｍｍ以下となることがあり、いくつかの光信号を個々のファイバ・コアを介して供給する必要がある場合がある。本明細書では、「ファイバ・コア」は、一般性を失うことなしに簡単に「コア」と呼ぶことがある。
【００１１】
本明細書で説明する実施形態は、マルチコア・ファイバ（ＭＣＦ）をＩＰＤなどの光デバイスに直接面結合して、利用可能なデバイス区域の比較的小さい部分を使用しながらデバイスにおよびデバイスからより大きいデータ流れを供給することができることを発明者等が気づいたことから利益を得ている。デバイスへのＭＣＦの面結合は、光カプラの１つまたは複数の平面集積モノリシックアレイによって行うことができる。
【００１２】
本明細書では、平面集積モノリシックアレイは平面光デバイス基板上に形成される。平面基板は平面光構成要素を上に形成するのに好適な任意の基板とすることができ、光構成要素が形成される任意の分離層を含むことができる。１つの非限定の例では、平面基板は半導体ウェハである。平面基板は、半導体デバイスおよび／または集積フォトニック・デバイス（ＩＰＤ）製作の目的で通例の許容範囲内で平面であると当業者が一般に理解するものである。光構成要素は、従来の材料堆積、成長、および／またはパターン化プロセスを使用して平面基板上に形成することができる。そのような構成要素には、限定はしないが、導波路、カプラ、スイッチ、レーザ、およびフォトダイオードが含まれる。集積モノリシックアレイの構成要素は互いに集積化されており、例えば、破壊することなく分離することができず、再組み立てすることができない。光カプラのアレイは、光デバイスの同じ幾何学的面上に近似的に形成されるとき「平面」であると見なされる。
【００１３】
本明細書のいくつかの実施形態は、多数の光信号流れを介して並列に光デバイスと通信する必要性に、光デバイスがマルチコア・ファイバとつながるように構成された方法、デバイス、およびシステムを提供することによって対処する。本明細書および特許請求の範囲における「マルチコア・ファイバ」という用語、すなわちＭＣＦは、共通クラッドに埋め込まれた少なくとも２つの分離された光コアを含む光ファイバを含む。一般に、光コアは、共通クラッド中で横方向に十分に隔離され、光コア間の光クロストークは実質的に軽微である。本明細書で以下で説明するように、ＩＰＤ上の光カプラは、好適に準備されたＭＣＦの端面におけるファイバ・コアの横方向パターンと一致するように表面に沿って横方向に配置される。ＭＣＦは、個々のコアがそれらに関連する光カプラと位置合わせされるように単一の位置合わせ機構を使用してＩＰＤに位置合わせすることができる。このようにして、高密度光Ｉ／Ｏポートまたはインタフェースを低コストで達成することができ、潜在的故障の箇所を場合によっては低減させることができる。
【００１４】
最初に図１を参照すると、光システム１００が示される。システム１００は光サブシステム１１０およびＩＰＤ１２０を含む。ＭＣＦ１３０はサブシステム１１０とＩＰＤ１２０とを連結する。ＭＣＦ１３０は、サブシステム１１０とＩＰＤ１２０との間で一方向通信または双方向通信を行うことができる。サブシステム１１０は、複数の光源、例えばレーザと、光源をデータで変調するように構成された変調システムとを含む。そのような変調は、例えば、位相、強度、および／または偏波変調を含むことができる。光サブシステム１１０は、複数の光信号１４０を生成する光信号源を含む。ＭＣＦ１３０は、サブシステム１１０とＩＰＤ１２０との間で光信号１４０を導波する。本明細書では、複数の光信号１４０のうちの任意のものを光信号１４０と呼ぶことがある。
【００１５】
ＩＰＤ１２０は、光グレーティング・カプラの１つまたは複数の分離したアレイを含む。以下でさらに説明するように、光グレーティング・カプラは、一般に、分離した２次元（２Ｄ）アレイでＩＰＤ１２０の表側表面に配列される、例えば、分離したアレイのうちの１つに３つ以上の光グレーティング・カプラがある。そのようなアレイでは、１つのグレーティング・カプラは、例えば、３つ以上のコアを有するＭＣＦ１３０の各コアと横方向に位置合わせされる。実施形態によっては、アレイは、少なくとも２つの隣接するグレーティング・カプラが非常に小さい距離、例えば、約１００μｍ以下だけ分離されるように構成されている。様々な実施形態では、光グレーティング・カプラは横方向に分離したアレイで配列され、各アレイは、アレイに端面結合されるべきＭＣＦのファイバ・コアの横方向パターンに形状が一致し、多くの場合サイズも一致する光グレーティング・カプラの内部パターンを有する。
【００１６】
実施形態によっては、図１および図２のＭＣＦ１３０は、いくつかの別々の光ファイバを含む光ケーブルと取り替えることができる。そのような実施形態では、光ケーブルは、例えば、所望の場所で切断し、ケーブル外被、充填材などに関連するいかなるバリまたはデブリも除去することによって準備することができる。必要ならば、個々の光ファイバの露出した端面をラップ仕上げすることができる。以降、図２の要素１３０は、ＭＣＦまたは光ケーブルのいずれかとして示すことがある。
【００１７】
他の実施形態では、図１および図２のＭＣＦ１３０は、既に説明したように多数のコア領域の物理的行列を中に形成する単一クラッドを有する。そのようなマルチコア光ファイバでは、コアはクラッドよりも高い屈折率を有する。一般に、各コア領域は、多数のコア領域の間にほとんどクロストークがない状態で光信号を別々にその中で送出することができる。そのようなマルチコア光ファイバのセグメントをシースなどの任意の保護層から切り離し、劈開して、図２に示すように光グレーティング・カプラのアレイに面結合させるための端面を生成することができる。所望であれば、クラッド／コア部分の端面は、そのような結合を行うのを促進するために同様にラップ仕上げすることができる。
【００１８】
本明細書のＭＣＦでは、ファイバ・コアの数はいかなる特定の値にも限定されない。しかし、多重ファイバ光ケーブルの場合、７２個以上の光ファイバを含む商用ケーブルを容易に利用することができる。単一クラッドに埋め込まれた多数コアの場合、以下でさらに詳細に説明する７コアＭＣＦが、アメリカ合衆国、ニュージャージー州、サマセットのＯＦＳ  Ｌａｂｓによって製造されている。
【００１９】
本明細書では、アレイのグレーティング・カプラは同一線上にないパターンまたは２Ｄパターンで配列することができ、その結果、グレーティング・カプラの同じ基準場所を通って直線を同時に引くことができない。したがって、例えば、各グレーティング・カプラが同じ長方形周囲を有する場合、そのようなアレイの各グレーティング・カプラの長方形周囲の同じ角を通って直線を同時に引くことができない。
【００２０】
図２は、ＭＣＦ１３０または光ケーブルの端面がＩＰＤ１２０に近接して配置され、ＩＰＤ１２０の表側表面２０５に面しているＩＰＤ１２０の等角図を示す。ファイバ・コア端面２１０は、ＭＣＦまたは光ケーブル１３０内の個々のファイバ・コア２２０を終端する。ＭＣＦまたは光ケーブル１３０は、限定はしないが、第７の中央ファイバ・コア２２０のまわりに六角形パターンで配列された６つのファイバ・コア２２０を含むように示されている。各ファイバ・コア２２０内を伝搬する光信号１４０はＩＰＤ１２０上にスポット２３０を生成する。ＭＣＦ１３０は、一般に、ＩＰＤ１２０に接触しないが、各ファイバ・コアから出て来るビームが過度に拡散しないようにＩＰＤ１２０からある距離に配置される。例えば、実施形態によっては、コア端面２１０とＩＰＤ１２０との間の距離は約１００μｍから約５００μｍの範囲（約１００μｍおよび約５００μｍを含めて）にある。この配列により、各ファイバ・コア２２０は、以下で説明するグレーティング・カプラ４１０またはグレーティング・カプラ５１０などのＩＰＤ１２０の対応する光グレーティング・カプラ上に光スポット２３０を投射する。その投射は、表側ＩＰＤ１２０の他の近傍部分を実質的に照明することなしに行われ得る。
【００２１】
図３Ａ〜図３Ｄは、例えば、図１および図２におけるように単一のＭＣＦ１３０からの光信号を受け取るように構成されたＩＰＤ１２０の単一アレイの４つの実施形態を示す。図３Ａでは、各スポット２３０は、ＩＰＤ１２０の平面導波路３１０の局所領域に形成された１Ｄグレーティング・カプラ４１０のうちの対応するアレイを照明する。各平面導波路３１０は埋込み導波路またはリッジ導波路などの任意の従来の導波路とすることができる。当業者はそのような導波路を形成する方法の知識が豊富である。導波路３１０は、シリコン、ＳｉＮ、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、およびＬｉＮｂＯ３などのそのような目的に好適な任意の材料から形成することができる。導波路３１０の各々は、以下で説明するグレーティング・カプラ４１０の一事例、すなわち、ＭＣＦまたは光ケーブルのコアの１つに光学的に結合するためのものを含む。
【００２２】
図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ、単一の光グレーティング・カプラ４１０と、それに結合された導波路３１０の上面図および側面図を示す。個々のファイバ・コア４２０（図４Ｂ）は、ＭＣＦまたは光ケーブル１３０内の複数の同様のコアのうちの１つである。コア４２０は光信号１４０をグレーティング・カプラ４１０に導波する。投射された光信号１４０の強度断面はガウス分布４３０に非常によく近似していると予想される。グレーティング・カプラ４１０は、関連する導波路３１０に形成されたトレンチとリッジとの直線（１Ｄ）アレイである。１つのトレンチおよび１つのリッジの組合せ幅（例えば、グレーティング・ピッチ）は、一般に、導波路３１０中の横電界（ＴＥ）モードの１つの波長にほぼ等しくなるように選ばれ、その結果、グレーティングの各周期からの散乱部分は導波路中で相乗的に加算される。これにより、一般に、導波路３１０のＴＥ伝搬モードが、溝にほぼ平行な電界を有するファイバ・モードに効果的に結合される。実施形態によっては、グレーティング・ピッチは、導波路３１０中の横磁界（ＴＭ）モードの１つの波長にほぼ等しい。これにより、一般に、導波路３１０のＴＭ伝搬モードが、溝にほぼ垂直な電界を有するファイバ・モードに効果的に結合される。グレーティング・カプラ４１０によって受け取られた光は散乱されて、平面導波路３１０と平行に伝搬する水平光信号３２０に結合される。導波路３１０に結合された後、光信号３２０は、通常、ＴＥ偏波にされる。
【００２３】
図４Ｂは、コア４２０が導波路３１０の面法線に対して角度φを形成する一般的な場合を示す。実施形態によっては、φは図示のようにゼロでない。そのような場合、導波路３１０への光信号１４０の結合は、信号３２０を一方向形式で形成するのに好都合に働く。他の実施形態では、φは、好ましくは、ほぼゼロ、例えば、導波路３１０に垂直である。そのような実施形態が以下でさらに説明される。
【００２４】
図２および図４Ｂを同時に参照すると、ＭＣＦまたは光ケーブル１３０の隣接する端面は、不必要な実験なしに当業者が決定することができる機械技法によって、ＩＰＤ１２０に対して所定の位置に保持することができる。そのような技法はＶ溝アセンブリと位置決め機構とを含むことができ、位置決め機構はＭＣＦ１３０の３軸平行移動および回転を可能にし、その結果、コア端面２１０をＩＰＤ１２０の隣接面の上の高さＨおよび横方向位置に対して位置決めし、例えば、面上のグレーティング・カプラ４１０に位置合わせすることができる。
【００２５】
図３Ａに戻って、ＭＣＦまたは光ケーブル１３０内の７つのファイバ・コア２２０についての前に説明した例を継続する。各ファイバ・コア２２０は対応するスポット２３０を対応する光グレーティング・カプラ４１０上に投射する。各スポット２３０は、対応する光グレーティング・カプラ４１０よりも大きい面積を有するように示されているが、対応する光グレーティング・カプラ４１０と同等、またはそれよりも小さい面積を有することができる。光グレーティング・カプラ４１０は、有利には、対応するファイバ・コア２２０内の光信号１４０を受け取るためにコア端面２１０の場所に対応する場所に置かれる。対応するガウス分布４３０のピークが、対応する光グレーティング・カプラ４１０のほぼ幾何学的中心にあるように光グレーティング・カプラ４１０を配置することが好ましいことがある。光グレーティング・カプラ４１０は、ファイバ・カプラおよび集積スポットサイズ変換器として同時に働くことができる。受け取った光信号、例えば、信号３２０は、平面導波路３１０の方向に伝搬する。
【００２６】
ＭＣＦまたは光ケーブル１３０の端面がＩＰＤ１２０表面に直接持って来られるので、単一の結合アレイの光グレーティング・カプラ４１０は横方向に非常に接近することがある。実施形態によっては、例えば、１つの光グレーティング・カプラ、例えば、光グレーティング・カプラ４１１は、隣接する（例えば、最近接の）光グレーティング・カプラ、例えば、光グレーティング・カプラ４１２から約１００μｍ以下に配置される。場合によっては、隣接する光グレーティング・カプラの離隔は約５０μｍ以下である。いくつかの実施形態では、以下でさらに説明するように、隣接する光グレーティング・カプラの離隔は約３８μｍである。ＩＰＤへの面結合のための本明細書でのアレイのいくつかは、隣接する光ファイバ・コアに対して光カプラを１００μｍ以下の離隔距離で位置づけることによって、ＩＰＤとのＩ／Ｏインタフェースの密度に関する障害を越えることができる。
【００２７】
図３Ｂは、導波路３１５が光グレーティング・カプラ４１０から２つの反対方向に延びる一実施形態を示す。そのような場合、コア２２０は導波路３１５にほぼ垂直に、例えば、φ≒０に位置づけられることが好ましいことがある。この場合、光信号１４０は、場合によっては、反対向きの成分間で均等に分割され得る。したがって、導波路３１５に結合された右側信号３２０ａおよび左側信号３２０ｂは、例えば、ある偏波についてほぼ等しい強度を有することができる。信号３２０ａ、３２０ｂは、ＩＰＤ１２０上で、所望であれば再結合させるか、または別々に処理することができる。
【００２８】
図３Ｃは、以下で説明する２Ｄパターン・グレーティング・カプラ５１０が、図２の入来光信号１４０を例示の座標軸で関係づけられるような「Ｘ」成分と「Ｙ」線分とに分離するように構成されたＩＰＤ１２０の一実施形態を示す。光信号１４０は、水平導波路３４０および垂直導波路３５０に対して任意に偏波され得る。Ｘ成分３６０は水平導波路３４０に導かれ、一方、Ｙ成分３７０は垂直導波路３５０に導かれる。導波路３４０、３５０は、それらがそれぞれ図示の座標のｘ軸およびｙ軸に沿って１つの方向にのみ延びるという点で一方向である。
【００２９】
図３Ｄは、グレーティング・カプラ５１０がそれぞれＸ成分３８０ａ、３８０ｂおよびＹ成分３８５ａ、３８５ｂを双方向水平導波路３９０および双方向垂直導波路３９５に導く同様の実施形態を示す。
【００３０】
図５Ａは、例えば、受け取った信号のＸ成分およびＹ成分がグレーティング・カプラ５１０から一方向に伝搬する図３Ｃの場合のための２Ｄパターン・グレーティング・カプラ５１０を示す。グレーティング・カプラ５１０は、例示として、平面導波路３４０、３５０の交差部に形成されたピットの規則的な２Ｄアレイを含む。参照により全体が本明細書に組み込まれるＣｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ  Ｒ．  Ｄｏｅｒｒ等、「Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  ｉｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、２００９年７月３１日、５２０〜５２５頁による論文は、そのようなアレイの例を説明している。アレイに関して、「規則的な」とは、アレイの各要素がそれの最近接要素からほぼ同じ距離の間隔をあけられることを意味する。グレーティング・カプラ５１０は、光信号１４０のＸ成分およびＹ成分を分離し、導波路３４０の方向の１つの成分、例えばＸ、および導波路３５０の方向の別の成分、例えば、Ｙを導くことができる。
【００３１】
図５Ｂでは、グレーティング・カプラ５１０は、導波路３９０と導波路３９５との交差部に配置される。光信号１４０のＸ成分からの光は、導波路３９０に二方向で結合することができる。図３Ｄに戻って参照すると、例えば、第１の成分３８０ａは図に関して右に導くことができ、第２の成分３８０ｂは左に導くことができる。同様に、信号光１４０のＹ成分からの光は、導波路３９５に二方向で結合することができる。再び、図３Ｄに戻って参照すると、図３Ｄが向きを定めているように、第１の成分３８５ａは上方に導くことができ、第２の成分３８５ｂは下方に導くことができる。
【００３２】
図６は、グレーティング・カプラ４１０またはグレーティング・カプラ５１０と下にある基板６２０との間にキャビティ６１０が配置される一実施形態を示す。キャビティ６１０の好適な形状を形成する方法の一例が、参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願第１２／７５６，１６６号に開示されている。キャビティ６１０を形成する１つの方法は、従来のウェット化学エッチングプロセスを行って、導波路、例えば、導波路３１０または導波路３４０が形成されている基板６２０の一部を除去することを含む。キャビティ６１０が存在すると、キャビティがない場合と比べてグレーティング・カプラ４１０より下の屈折率が低下する。いくつかの状況では、屈折率が低いほどグレーティング・カプラ４１０上に投射された光信号と導波路３１０との間の結合効率が向上し、または導波路３１０からグレーティング・カプラ４１０に信号を結合するための効率が向上する。
【００３３】
図７Ａ〜図７Ｆは、マルチコア構成、すなわち、ＭＣＦまたは光ケーブルのファイバ・コアの６つの例示の構成を示す。図７Ａは、３つの個々の光ファイバ７１０を含むマルチコア光ケーブル（ＭＣＯＣ）７０５を示す。ＭＣＯＣ７０５は、例えば、マルチファイバ・デバイスである。各光ファイバ７１０はコア７１５およびクラッド７２０を含む。光ファイバ７１０は、パッキング材料または充填材料を含む、ＭＣＯＣ７０５内に存在する非光構成要素の例示のストレイン・リリーフ７２５のまわりに配列される。図７Ｂ〜図７Ｅは、それぞれ、４つ、５つ、６つ、および７つの光ファイバ７１０を有するＭＣＦ７３０、７３５、７４０、７４５を示す。ＭＣＦ内のファイバの数はいかなる特定の数にも限定されない。
【００３４】
ＭＣＦ７０５、７３０、７３５、７４０、７４５の各々において、ファイバ・コア７１５は横方向２Ｄパターンに配列される、例えば、コア７１５の各々を通って直線を引くことはできない。ＭＣＦ７０５、７３０、７３５、７４０、７４５への結合のために、図３Ａ〜図３Ｄ、図４Ａ〜図４Ｂ、および図５Ａ〜図５Ｂのアレイの対応する光グレーティング・カプラ４１０、５１０は、ファイバ・コア７１５の横方向の場所と一致するパターンで横方向に配列されることになる、すなわち、グレーティング・カプラは、やはり、そのような２Ｄパターンに配置されることになる。ファイバ・コア７１５間の最小距離は、クラッド７２０の厚さと、光ファイバ７１０間の、すなわち、光ケーブル内の任意のシースまたは他の構成要素の存在および形状とに部分的に依存することになる。どの場合にも、ＩＰＤ１２０の一実施形態は、対応するマルチコア・ケーブル内の光ファイバ７１０の横方向パターンまたはより具体的にはファイバ・コア７１５に対応する横方向パターンでＩＰＤ１２０上に配列された光グレーティング・カプラ４１０または光グレーティング・カプラ５１０を有するように構成することができる。
【００３５】
図７Ｆは、ＭＣＦ７５０がマルチコア・ファイバである一実施形態を示す。当業者が理解するように、マルチコア・ファイバは、複数のコア領域にとって共通基材であるクラッド領域を有するファイバである。しかし、クラッド領域は、実施形態によっては、その中に空隙をさらに有する。ＭＣＦのコア領域は各々個別のクラッドまたはシースを有していないので、コア領域は、個別のコアが単一の光ケーブルに置かれる場合よりも密に配置することができる。例えば、ＭＣＦ７５０はクラッド領域７５５およびコア領域７６０を含む。図示の実施形態は７つのコア領域を含んでいるが、実施形態はコア領域７６０のいかなる特定の数にも限定されない。距離Ｄは、１つのコア領域７６０の中心から隣接するコア領域７６０の中心までの距離である。Ｄはいかなる特定の値にも限定されないが、実施形態によっては、Ｄは、好ましくは、約１００μｍ以下、より好ましくは、約５０μｍ以下である。例えば、前に説明したＯＦＳ  Ｌａｂｓのマルチコア・ファイバは最近接ファイバ・コア間に約３８μｍの中心間の間隔を有することが報告されている。図示の構成では、コア領域７６０の中心は、三角形、例えば正三角形の規則的なアレイの頂点に配置されている。７つのコア領域７６０は、コア端面２１０が規則的な六角形、例えば、辺がほぼ等しい長さであり、頂点がほぼ同じ角度である六角形の中心および頂点に配置されるように配置される。
【００３６】
図８は、辺が長さＬである正三角形格子８０５の頂点に配置されたファイバ・コア７６０などの７つのファイバ・コアに結合するように構成されたＩＰＤ１２０の実施形態８００を示す。格子は参照のために頂点間を破線で示されている。グレーティング・カプラ８１０は頂点に配置される。グレーティング・カプラ８１０間の中心間距離（同様にＬ）は、コア７１５またはコア７６０の場合などのファイバ・コア間の距離とすることができる。実施形態によっては、Ｌは約５０μｍ以下とすることができ、約３８μｍとすることができる。したがって、１つの実施形態では、ＭＣＦ７５０は、グレーティング・カプラ８１０のアレイの近くに、例えば１００μｍから５００μｍに持って来て、ＭＣＦ７５０内のコア領域７６０で搬送された信号を７つのグレーティング・カプラ８１０の各々の上に同時に投射することができる。
【００３７】
一実施形態では、平面導波路８２０は、それらが平行であり、例えば距離Ｓだけ等しく間隔をあけられるように構成されている。導波路８２０は、図示のように第１のグレーティング・カプラ８１０と次近接グレーティング・カプラ８５０との間に引かれたライン８３０に対して角度θを形成する。角度θは、約
【００３８】
【数１】
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すなわち、約１９°に等しくなるように決定することができる。場合によっては、θは１９°±２°であることが好ましく、１９°±１°が好ましい。このように配列されると、導波路８２０はグレーティング・カプラ８１０からほぼ等しい間隔があけられる。例えば、導波路８４０は、最接近の点に関してグレーティング・カプラ８５０およびのグレーティング・カプラ８６０から等距離である。したがって、各投射されたスポット、例えばスポット２３０と隣接する導波路８２０との相互作用は、最小にされ、ほぼ等しいことになる。図示の配列は、有利には、導波路８２０およびグレーティング・カプラ８１０のコンパクトで規則的な構成を与える。
【００３９】
いくつかの実施形態では、ＭＣＦ１３０などのＭＣＦまたは光ケーブルは、導波路８２０への一方向結合に好都合に働くようにＩＰＤ１２０の隣接表側表面に対して傾けることができる。１つのそのような実施形態が、例えば、図４Ｂに示されている。特に、ファイバ・コアがＩＰＤ１２０の表面に垂直な面内で傾けられ、関連する導波路８２０と平行である場合、ＭＣＦ内の特定のファイバ・コアのそのような結合は、有利には、好都合に働く。ＭＣＦが傾けられると、ＩＰＤ１２０上に投射された結果として生じる光スポットは楕円形に引き伸ばされる。図４Ｂを参照すると、楕円形の長軸は約１／ｃｏｓ（φ）の係数に関して引き伸ばされる。様々な実施形態では、光グレーティング・カプラ、例えば、光グレーティング・カプラ４１０、５１０は投射された楕円形の長軸の方向に伸ばして、普通ならグレーティング・カプラの範囲の外側に入る光を捕捉することができる。光グレーティング・カプラの伸長は、やはり、約１／ｃｏｓ（φ）の係数に関するものとすることができる。
【００４０】
実施形態８００は光グレーティング・カプラ８１０の特にコンパクトな配列を与えているが、より緩和された寸法を有する他の実施形態が可能であり、考えられる。例えば、図７Ｅを参照すると、ＭＣＦ７４５は、ＭＣＦ７５０のものと同様の六角形パターンに配列された７つの光ファイバ７１０を有する。しかし、ＭＣＦ７４５のファイバ・コア７１５間の最小距離はＭＣＦ７５０よりも著しく大きい。したがって、グレーティング・カプラ４１０のアレイはＭＣＦ７４５のファイバ・コア７１５のパターンに対応するように配列することができるが、その配列は、ＭＣＦ７５０のコア領域７６０に対応するアレイほどコンパクトでないことになる。
【００４１】
実施形態８００のコンパクト性により、ＩＰＤ１２０の面に高密度光Ｉ／Ｏポートを備える手段が与えられる。長さＬは、導波路３１０の最小の幅および間隔と、ファイバ・コア７１５またはコア領域７６０の中心間の最小間隔とによって裏付けられた限界まで低減させることができる。図示のＭＣＦカプラ８００では、ファイバ・コア７１５またはコア領域７６０などの７つのファイバ・コアは６つの正三角形を有する六角形パターンを形成する。より少ないかまたはより多いファイバ・コア４２０および導波路３１０を同様に使用することができる。さらに、実施形態によっては、パターンを図８の垂直または水平方向に歪ませて、二等辺三角形のアレイを形成し、等間隔の導波路８２０の利点の少なくともいくつかを依然として生成することができる。しかし、三角形または六角形パターンのファイバ・コア４２０および光グレーティング・カプラ４１０、５１０が場合によっては有利であるが、本開示は、ファイバ・コア４２０または光グレーティング・カプラ４１０、５１０のいかなる特定の２Ｄパターン配列にも限定されないことに特に留意されたい。
【００４２】
図９Ａおよび図９Ｂは、要素の幾何学的配列を強調するように概略の形状で示されたコンパクトな光Ｉ／Ｏポートの２つの代替の実施形態を示す。図９Ａでは、光Ｉ／Ｏポート９１０は図示の三角形の頂点に１３個の光グレーティング・カプラ、例えば、光グレーティング・カプラ４１０を含む。１３個の等間隔の導波路９２０が、光グレーティング・カプラ４１０からの受け取った光信号を搬送する。図９Ｂで示す別の例では、光Ｉ／Ｏポート９３０は、図示の三角形の頂点の４つの光グレーティング・カプラ４１０と、４つの対応する等間隔の導波路９４０とを含む。
【００４３】
図１０は、相対尺度で近似するように描かれた光Ｉ／Ｏポート１０００を示す。７つの双方向導波路１０１０が７つの光グレーティング・カプラ１０２０を介して７つの対応する光信号を受け取る。六角形１０３０は参照のために与えられる。六角形１０３０は、導波路１０１０が垂直となるように図の垂直方向に対して回転されている。導波路１０１０は、受け取る信号の光搬送波の波長に関連する幅Ｗ１を有する。例えば、搬送波の波長が約１．５μｍである場合、Ｗ１は約１０μｍとすることができる。各導波路１０１０は空間Ｗ２だけ隣接導波路から分離される。Ｗ２の最小値は、処理制限によって決定される最小値に、または１つの導波路１０１０から隣接の導波路１０１０まで信号のわずかなクロスオーバしか生じないことを保証することに関連づけることができる。場合によっては重要となることがあるクロスオーバの一態様は、ファイバ端から出て来る光ビームが発散する範囲である。
【００４４】
この後者の問題は、Ｉ／Ｏポート１０００の断面である図１１によって示される。光ファイバ１１１０ａ、１１１０ｂ、１１１０ｃは、光信号１１２０ａ、１１２０ｂ、１１２０ｃを対応する光グレーティング・カプラ１１３０ａ、１１３０ｂ、１１３０ｃに導波する。各光信号１１２０ａ、１１２０ｂ、１１２０ｃによって形成されるスポットの強度はガウス分布１１４０ａ、１１４０ｂ、１１４０ｃで近似することができる。ガウス分布１１４０ａに注目すると、光信号１１２０ａがファイバ１１１０ａから出て来た後、光は拡がり、その結果、末端部分１１５０が隣接する導波路１１６０と重なることがある。重なった末端部分１１５０は、光信号１１２０ａからの若干の光を導波路１１６０に結合させ、それによって、導波路１１６０によって搬送されるデータ・チャネルの雑音を増加させることがある。導波路１０１０間の間隔Ｗ２は、そのような雑音が最大許容量未満にとどまるような最小値によって制限され得る。
【００４５】
図１０に戻って、１つの非限定の例では、長さＬは約３８μｍであり、空間Ｗ２は約２．５μｍである。したがって、この場合のＩ／Ｏポート１０００の全幅Ｗ３は約８５μｍである。好対照に、１２７μｍのピッチを持つＶ溝の従来の直線アレイを使用して７つのファイバ・コアを従来のように結合させるには、約７６２μｍの全幅を必要とすることになる。したがって、Ｉ／Ｏポート１０００は、従来の実施態様の直線範囲の約１０分の１しか使用しない。それ故、Ｉ／Ｏポート１０００は、他の利点の中で特に、ＩＰＤ１２０上の導波路およびカプラなどの光構成要素のレイアウトとの干渉を著しく少なくすることになる。
【００４６】
図１２は、ＭＣＦまたは光ケーブル、例えば、図２のＭＣＦまたは光ケーブル１３０と、１つまたは複数の単一コア・ファイバ（ＳＣＦ）との間をつなぎ合わせるのに使用することができる平面光デバイス１２００、例えば、集積モノリシックＭＣＦインタフェースの一実施形態を示す。デバイス１２００には、基板１２１０、例えば、平面光デバイス基板を含み、その基板においてＭＣＦカプラ１２２０、およびＳＣＦカプラ１２３０の１つまたは複数の事例が形成される。各ＳＣＦカプラ１２３０は導波路１２３５によって例示される平面導波路を含み、その平面導波路は、基板１２１０上に配置され、ＭＣＦカプラ１２２０の光グレーティング・カプラの対応するものに光学的に直接つながる。ＳＣＦカプラ１２３０は、導波路１２３５の縁部ファセット１２３１を含むことができる。平面導波路１２３５には、平面光デバイス１２００の縁部にまたはその縁部の近くに配置され、ＳＣＦの隣接する端面用の光Ｉ／Ｏインタフェースを形成する端面がある。平面導波路１２３５は、例えば、埋込み導波路またはリッジ導波路とすることができる。各ＳＣＦカプラ１２３０は、ＩＰＤ１２０の縁部を介して、ＳＣＦ１２４０によって例示される対応するＳＣＦのコアに、またはそのコアから光信号を結合するように構成されている。
【００４７】
ＭＣＦカプラ１２２０は、光グレーティング・カプラ１２６０の集積モノリシックアレイを含む。図示のアレイは７つの光グレーティング・カプラ１２６０を含むが、異なる実施形態は異なる数のそのような光グレーティング・カプラおよび異なる数のＳＣＦカプラを有することができる。図示の実施形態では、平面光デバイス１２００は、光グレーティング・カプラ１２６０の各々について導波路１２３５を含んでいるが、本開示の範囲は、光グレーティング・カプラ１２６０のうちの１つまたは複数がＳＣＦカプラ用の対応する導波路１２３５に関連していない実施形態をさらに含む。
【００４８】
各光グレーティング・カプラ１２６０は、グレーティング・カプラ４１０などの１Ｄパターン・グレーティング・カプラ、またはグレーティング・カプラ５１０などの２Ｄパターン・グレーティング・カプラとすることができる。２Ｄパターン・グレーティング・カプラ１２７０は、例示として、ＳＣＦ１２８０にまたはそれからＴＥなどの第１の偏波モードを結合させる。グレーティング・カプラ１２７０は、例示として、ＳＣＦ１２９０にまたはそれからＴＭなどの第２の偏波モードを結合させる。いくつかのそのような実施形態では、アレイの各光グレーティング・カプラ１２６０はＳＣＦカプラ用の２つの光導波路上にあり、例えば、その結果、個別のＳＣＦカプラ１２３０はそれに接続されているＭＣＦまたは光ケーブルの光コアの２つの直交偏波成分の光を受け取ることができる。
【００４９】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、光デバイス１３００、例えばＭＣＦインタフェースの一実施形態を示し、光デバイス１３００は、横方向に分離および分断された２つのＭＣＦカプラ１３１０、１３２０、すなわち、光グレーティング・カプラの横方向に分離および分断された２つのアレイと、ＳＣＦカプラ１３３０、例えば、縁部ファセット・カプラとを持つ平面光デバイス基板１３０５を含む。ＭＣＦカプラ１３１０は、Ｍ個の光グレーティング・カプラ１３４０の集積モノリシックアレイを含み、ここで、Ｍは、例えば、７に等しい。ＭＣＦカプラ１３２０は、Ｋ個の光グレーティング・カプラ１３５０の集積モノリシックアレイを含み、ここで、Ｋは、例えば、３に等しい。光グレーティング・カプラ１３４０、１３５０の各々は、例えば、１Ｄパターン・グレーティング・カプラ４１０または２Ｄパターン・グレーティング・カプラ５１０を含むことができる。光グレーティング・カプラ１３５０は、例えば、図示のように３つのコアを有するＭＣＦに信号を結合させるように構成することができる。導波路１３６０は、光グレーティング・カプラ１３４０のうちのＫ個、例えば３つの各々を光グレーティング・カプラ１３５０の対応するものに結合させる。ＳＣＦカプラ用導波路１３７０は、残りのＭ−Ｋ個、例えば４つの光グレーティング・カプラ１３４０の各々をＳＣＦカプラ１３３０の対応するものに結合させる。
【００５０】
図１４は、波長アド／ドロップ・マルチプレクサ１４１０の１つまたは複数の事例を含むデバイス１４００、例えばＭＣＦカプラの一実施形態を示す。デバイス１４００は、平面基板１４４０の表側表面、例えば、平面シリコン・ウエハの一部の上に配置された光グレーティング・カプラ１４３０の集積モノリシックアレイ１４２０の横方向に分離および分断されたいくつかの事例（例えば、２つのそのような事例が示されている）を含む。表記の便宜のために、２つのアレイは、それぞれ、アレイ１４２０ａおよび１４２０ｂで示される。光グレーティング・カプラ１４３０は、例えば、図４Ａ〜図４Ｂまたは図６のグレーティング・カプラ４１０などの１Ｄパターン・グレーティング・カプラ、あるいは図５Ａ〜図５Ｂまたは図６のグレーティング・カプラ５１０などの２Ｄパターン・グレーティング・カプラとすることができる。
【００５１】
基板１４４０上に集積された１つまたは複数の平面導波路１４５０は、アレイ１４２０ａの光グレーティング・カプラ１４３０のうちの単一のものをアレイ１４２０ｂの光グレーティング・カプラ１４３０のうちの対応する単一のものに接続する。図示していないいくつかの実施形態では、導波路１４５０は、アレイ１４２０ａ、１４２０ｂの一方または両方の光グレーティング・カプラ１４３０のうちの２つ以上のものにつながる。ＭＣＦ１３０などのＭＣＦは、アレイ１４２０ａ、１４２０ｂの各々に光学的に端面結合することができる。それによって、光信号１４６０で例示される光信号が入力ＭＣＦ（図示せず）から受け取られ、それは導波路１４５０を通して出力ＭＣＦ（図示せず）に伝搬することができる。結合は、導波路１４６０に関して一方向になるように構成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、波長アド／ドロップ・マルチプレクサは、その中の矢印によって示されるように逆方向に伝搬するのではなく導波路１４５０の光信号１４６０を示す矢印によって示されるようにのみ実質的に伝搬する信号を付加するように構築することができる。
【００５２】
波長アド／ドロップ・マルチプレクサ１４１０は、２つのアレイ１４２０ａ、１４２０ｂの光グレーティング・カプラ間を接続する導波路１４５０のうちの１つに隣接して配置されるセグメントを有する導波路を含む。特に、このセグメントにより、波長アド／ドロップ・マルチプレクサ１４１０は、アレイ１４２０ａ、１４２０ｂに端面結合するＭＣＦの対応する光コアからのアド／ドロップ信号１４７０を介して、１つまたは複数の波長チャネルをアドおよび／またはドロップすることができる。制御可能なヒータ１４８０または他のデバイスは、波長アド／ドロップ・マルチプレクサ１４１０の隣接するセグメントと導波路１４５０との間の光結合を制御する構造を備えることができる。光結合を変化させるためにヒータ１４８０を適切に制御することによって、アド／ドロップ信号１４７０は導波路１４５０内を伝搬する信号と入れ替わることができる。
【００５３】
例えば、光信号１４６０は、最初に、対応する波長、例えばλ１、λ２で２つ以上のデータ・チャネルを運ぶ波長分割多重（ＷＤＭ）信号とすることができる。λ２チャネルを、ヒータ１４８０による制御下で、アド／ドロップ信号１４７０に移送することができ、その結果、光信号１４６０はλ２の大きいエネルギーを含まない。別の例では、アド／ドロップ信号１４７０は、ヒータ１４８０による制御下で、導波路１４５０に移送することができるλ３の信号成分を含み、その結果、光信号１４６０はλ１、λ２、およびλ３を含むことができる。いずれの場合も、ヒータ１４８０の制御下で、選択した波長チャネルの信号は、アレイ１４２０ａ、１４２０ｂを接続する導波路１４５０と波長アド／ドロップ・マルチプレクサ１４１０の導波路のセグメントとの間で移動させられる。
【００５４】
図１５を参照すると、光デバイス、例えば、図１２、図１３ａ、図１３ｂ、および図１４のデバイス１２００、１３００、１４００を製造する方法１５００が提示される。方法１５００は、限定はしないが、適宜にデバイス１２００および／またはデバイス１３００および／またはデバイス１４００を参照しながら説明される。方法１５００のステップは、図示の順序とは別の順序で行うことができる。
【００５５】
ステップ１５１０において、マルチコア・ファイバ・カプラ、例えば、ＭＣＦカプラ１２２０が、基板、例えば、基板１２１０の平面表面上に形成される。マルチコア・ファイバ・カプラは、光グレーティング・カプラ、例えば、光グレーティング・カプラ１２６０の集積アレイを含む。アレイの各グレーティング・カプラは、平面表面に面しかつそれに隣接する端面を有するマルチコア・ファイバ、例えば、ＭＣＦ７５０または光ケーブル、例えば、ＭＣＦ７５０の対応する光コアに光学的に結合するようにアレイで配置される。
【００５６】
ステップ１５２０において、複数の単一コア・ファイバ・カプラ、例えば、ＳＣＦカプラ１２３０の事例が基板上に形成される。各単一コア・ファイバ・カプラは、表面上に配置された平面光導波路、例えば、導波路１２３５を含む。平面光導波路は、光グレーティング・カプラの対応するものを基板の縁部に接続する。
【００５７】
以下では、方法１５００の様々なオプションの実施形態が提供される。場合によっては、これらのオプションの実施形態は、仮にあるならば、オプションの実施形態の他のものと別に、またはそれと組み合わせて行うことができる。
【００５８】
単一コア・ファイバ・カプラの各々は平面導波路のうちの１つの縁部ファセット、例えば、縁部ファセット１２３１を含むことができる。アレイの光カプラは、六角形１０３０などの規則的な六角形パターンで配列することができる。
【００５９】
アレイはＭＣＦカプラ１３１０などの第１のアレイとすることができ、方法１５００は、ＭＣＦカプラ１３２０などの光グレーティング・カプラの横方向に分離および分断された第２のアレイを表面上に形成することをさらに含む。いくつかのそのような実施形態では、第２のアレイの光グレーティング・カプラのうちのいくつかは、導波路１３６０のうちの１つなどの平面光導波路によって１対１の方法で第１のアレイの対応する光グレーティング・カプラに光学的に結合することができる。
【００６０】
光カプラの各々は光グレーティング・カプラの隣接するものから約１００μｍ以下だけ分離することができる。光カプラはグレーティング・カプラ４１０などの１Ｄパターン・グレーティングとすることができる。光カプラのうちの少なくとも１つは、図３Ｃのグレーティング・カプラ５１０で例示されるように、マルチコア光ファイバまたは光ケーブルから受け取った光信号を第１の偏波成分と相対的に垂直な第２の偏波成分とに分離するように構成することができる。
【００６１】
マルチコア光ケーブルは、それの複数の光コアの各々を光グレーティング・カプラの対応するものに光学的に結合させるように構成することができる。いくつかのそのような実施形態では、光サブシステム１１０によって備えられるものなどの光源は、複数の光信号のうちの１つを光コアの各々を介して送出するように構成することができる。
【００６２】
複数の単一モード・ファイバの各々は、例えば、図１２によって図示したように基板の縁部を介して単一コア光カプラの対応するものに光学的に結合するように構成することができる。
【００６３】
本出願が関連する当業者は、他のおよびさらなる追加、削除、置換、および変形が、説明した実施形態になされ得ることを理解するであろう。
【図１】
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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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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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１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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