(57)【要約】【課題】　カードとバックプレーンとの間において光導波路を接続するための階段構成体を形成るす装置と方法を提供する。【解決手段】　カード１０には光導波路２０と導電体が埋め込まれており、階段構成体で終端する端４５がある。この端４５から光ファイバ・リボン５０が突出している。また、この端４５には案内構造体６０が接続されている。この案内構造６０に体は光ファイバ・リボン５０を案内し位置合わせする溝がある。バックプレーン７０にも光導波路２５と導電体が埋め込まれており、階段構成体で終端する端７５と傾斜面を有する開口９０がある。この端７５には案内構造体８０が接続されている。傾斜面を有する開口９０は光ファイバ・リボン５０を受け入れ案内し光導波路２５と緊密近接させて、カード１０とバックプレーン７０との間に、接続された導波路から成る階段構成体を形成する。【選択図】          図２
2004139041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　カードとバックプレーンとの間において光導波路を接続するための階段構成体を形成する装置であって、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備えた第１の光導波路を備えたカードと、
　第１の階段構成体に終端する第１の端を備え前記カードに埋め込まれた第１の導電体と、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備え、前記第１の光導波路に緊密近接する第１の終端を備え、前記第１の端から突出した光ファイバ・リボンと、
　前記光ファイバ・リボンを案内し位置合わせする溝を備え、階段構成体を構成する第１の内側部および傾斜した第１の外側部を備え、前記第１の端に接続された第１の案内構造体と、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備えた第２の光導波路を備えたバックプレーンと、
　第２の階段構成体で終端する第２の端を備えた前記バックプレーンに埋め込まれた第２の導電体と、
　階段構成体を構成する第２の内側部および傾斜するとともに傾斜面を有する開口を備えた第２の外側部を備え、前記第２の端に接続された第２の案内構造体と
を備え、
　第１の案内構造体の前記第１の外側部が第２の案内構造体の前記第２の外側部と接触するときに、前記傾斜面を有する開口が前記光ファイバ・リボンの第２の終端を受け入れかつ案内して前記第２の光導波路と緊密近接させることにより、カードとバックプレーンとの間に、接続された導波路から成る階段構成体を形成する
装置。
【請求項２】
　前記ファイバ・リボンの断面がＤ字形をしており、それにより前記高屈折率のコア領域が前記Ｄ字形断面の平坦端に緊密近接し、前記平坦端が前記第１の光導波路および前記第２の光導波路に緊密近接している、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
　前記ファイバ・リボンが屈曲半径が１ｍｍで多モード高屈折率の、ポリマーから成る光ファイバである、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
　前記カードおよび前記バックプレーンがさらに、前記ファイバ・リボンと前記第１の光導波路および前記第２の光導波路と間の微調整をカード上または基板上で実現する第３の案内構造体を備えている、
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
　前記第３の案内構造体が朝顔形をしており、前記光導波路と同時に形成されたものである、
請求項４に記載の装置。
【請求項６】
　前記第２の案内構造体がＶ溝形状をしている、
請求項１に記載の装置。
【請求項７】
　前記ファイバ・リボンが前記第１の端にエポキシによって取り付けられている、
請求項１に記載の装置。
【請求項８】
　前記ファイバ・リボンが前記第１の端に融着接続によって取り付けられている、
請求項１に記載の装置。
【請求項９】
さらに、
　前記第１の光導波路および前記第２の光導波路の前記低屈折率領域に形成された格子構造体を備え、
　前記格子構造体が前記ファイバ・リボンの前記高屈折率のコア領域に緊密近接している、
請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
さらに、
　前記第１の光導波路および前記第２の光導波路の前記高屈折率のコア領域に形成された格子構造体を備え、
　前記格子構造体が前記ファイバ・リボンの前記高屈折率のコア領域に緊密近接している、
請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
さらに、
　前記ファイバ・リボンの前記高屈折率のコア領域に形成された格子構造体を備え、
　前記格子構造体が前記第１の光導波路および前記第２の光導波路に緊密近接している、
請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
　前記格子構造体が前記第１の光導波路および前記第２の光導波路の前記低屈折率領域に、リソグラフィで画定したのち物理エッチングすることにより形成されている、
請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
　前記格子構造体が前記第１の光導波路および前記第２の光導波路の前記高屈折率のコア領域に屈折率の変動を可干渉的に書き込むことにより形成されている、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
　前記格子構造体が前記ファイバ・リボンの前記高屈折率のコア領域に屈折率の変動を可干渉的に書き込むことにより形成されている、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
　前記導波路のコアまたは前記ファイバ・リボンのコアがＵＶ感度の高い材料から成る、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１６】
　前記ＵＶ感度の高い材料がＧｅドープト・シリカである、
請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
　前記第１の光導波路および前記第２の光導波路の前記高屈折率のコア領域が前記導波路のコア領域と前記ファイバ・リボンのコア領域との間の位置合わせ精度を向上しうるように朝顔形をしている、
請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
　前記カードおよび前記バックプレーンがさらに、前記第１の光導波路および前記第２の光導波路から成る平行平坦なアレイを備えている、
請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
　前記カードおよび前記バックプレーンがさらに、前記第１の光導波路および前記第２の光導波路から成る複数の埋め込み層を備え、
　前記第１の光導波路および前記第２の光導波路から成る連続層は前記第１の階段構成体および前記第２の階段構成体と係合しうるように徐々にその長さが長くなっている、
請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
　前記カードと前記バックプレーンとは直角に接続されており、
　前記第１の外側部および前記第２の外側部は約４５度に傾斜している、
請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
　カードとバックプレーンとの間において光導波路を接続する方法であって、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備えた第１の光導波路を備えたカードを準備する工程と、
　第１の階段構成体で終端する第１の端を前記カードに形成する工程と、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備え、前記第１の光導波路に緊密近接する第１の終端を備え、前記第１の端から突出したファイバ・リボンを準備する工程と、
　前記光ファイバ・リボンを案内し位置合わせする溝を備え、階段構成体を構成する第１の内側部および傾斜した第１の外側部を備えた第１の案内構造体を前記第１の端に接続する工程と、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備えた第２の光導波路を備えたバックプレーンを準備する工程と、
　第２の階段構成体で終端する第２の端を形成する工程と、
　階段構成体を構成する第２の内側部および傾斜するとともに傾斜面を有する開口を備えた第２の外側部を備えた第２の案内構造体を前記第２の端に接続する工程と、
　ファイバ・リボンの前記第２の終端を受け入れて案内する前記傾斜面を有する開口に前記ファイバ・リボンの第２の終端を挿入する工程と、
　第１の案内構造体の前記第１の外側部を第２の案内構造体の前記第２の外側部に接触させることにより、前記ファイバ・リボンを前記第２の光導波路に緊密近接させてカードとバックプレーンとの間に接続された導波路から成る階段構成体を形成する工程と
を備えた
方法。
【請求項２２】
　前記ファイバ・リボンの断面がＤ字形をしており、それにより前記高屈折率のコア領域がＤ字形断面の平坦端に緊密近接し、前記平坦端が前記第１の光導波路および前記第２の光導波路に緊密近接しており、
　前記バックプレーンがさらに、前記ファイバ・リボンと前記第２の光導波路を位置合わせする案内構造体を備えている、
請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
さらに、
　前記第１の光導波路および前記第２の光導波路の前記低屈折率領域に格子構造体を形成し、前記格子構造体を前記ファイバ・リボンの前記高屈折率のコア領域に緊密近接させる工程
を備えた、
請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
さらに、
　前記第１の光導波路および前記第２の光導波路の前記高屈折率のコア領域に格子構造体を形成し、前記格子構造体を前記ファイバ・リボンの前記高屈折率のコア領域に緊密近接させる工程
を備えた、
請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
さらに、
　前記前記ファイバ・リボンの前記高屈折率のコア領域に格子構造体を形成し、前記格子構造体を第１の光導波路および前記第２の光導波路に緊密近接させる工程
を備えた、
請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
　前記カードと前記バックプレーンとは直角に接続されており、
　前記第１の外側部および前記第２の外側部は約４５度に傾斜している、
請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は一般にデータ通信用の光インタフェースに関し、特に改良された位置合わせ能力を備えた光インタフェースに関する。
【背景技術】
【０００２】
　光データ通信技術にはワイヤ・データ通信技術に勝る多くの利点がある。たとえば、光データ通信技術の帯域幅、データ転送速度、応答特性などは既存のワイヤ・データ通信技術のそれらより優れている。また、光データ通信技術はワイヤ・データ通信技術に付随する無線周波妨害（ＲＦＩ）や電磁妨害（ＥＭＩ）に対して本質的に耐性がある。したがって、光データ通信はマルチ・チップ・モジュール（ＭＣＭ）技術、プリント回路板技術、集積化バックプレーンなど様々なな用途において望ましいものである。
【０００３】
　既存の光コネクタでは、電子回路、光源、および光検出器は通常、装置フレームに取り付けられたカード・ガイドに収納されたＰＣＢに取り付けられている。装置フレームの背面に取り付けられたバックプレーンはカード・ガイドで位置合わせされた基板端コネクタ、およびこれら基板端コネクタを相互接続する導電体を備えている。回路基板は基板端電気コンタクトを備えている。これら基板端電気コンタクトは回路基板がカード・ガイドに滑動可能に挿入されると基板端コネクタに収納され、バックプレーンに設けられた導電体に回路を電気的に接続する。この導電体によって、回路基板間の必要な電気的接続が実現する。
【０００４】
　また、回路基板は受信機と送信機の光源と光検出器に光学的に接続された光コネクタ部品も備えている。回路基板に取り付けた光コネクタ部品はフレームに取り付けた光コネクタ部品と係合させ、光源と光検出器をフレームに取り付けた光コネクタで終端している光ファイバに光学的に接続する必要がある。
【０００５】
　現在の基板端光コネクタの構成では、回路基板に取り付けた光コネクタ部品は当該回路基板の先行端に取り付けている。これらの先行端は基板端電気コンタクトですでに混雑している。また、この基板端光学コネクタの構成では、フレームに取り付けた光コネクタ部品はバックプレーンに取り付けている。しかし、バックプレーンは電気基板端コネクタと導電体ですでに混雑している。現在のシステムでは、光ファイバはファイバの「混乱状態（rat's nest）」を創り出しがちなファイバのパックすなわち束の間に気儘（きまま）に放置されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
　これらの問題に鑑み、本発明の目的は多数の光ファイバを光バックプレーンに接続するとともに、複数のファイバ・ツー・ファイバ接続および／またはルーティング・システムに付随する「混乱状態」を避ける装置と方法を提供することである。（「Ａおよび／またはＢ」は「ＡおよびＢ、Ａ、またはＢ」を表わす。）
【０００７】
　本発明の別の目的は９０度回転およびプラグ接続可能な接続機構を含むマザー・ボードとドーター・カード（またはバックプレーン）との間の改良された光インタフェースを提供することである。
【０００８】
　本発明の別の目的は導波路とファイバを用いた相互接続のアレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
　本発明の目的と利点を達成するために、本発明に係る装置は次のように構成する。
　カードとバックプレーンとの間において光導波路を接続するための階段構成体を形成する装置であって、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備えた第１の光導波路を備えたカードと、
　第１の階段構成体に終端する第１の端を備え前記カードに埋め込まれた第１の導電体と、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備え、前記第１の光導波路に緊密近接する第１の終端を備え、前記第１の端から突出した光ファイバ・リボンと、
　前記光ファイバ・リボンを案内し位置合わせする溝を備え、階段構成体を構成する第１の内側部および傾斜した第１の外側部を備え、前記第１の端に接続された第１の案内構造体と、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備えた第２の光導波路を備えたバックプレーンと、
　第２の階段構成体で終端する第２の端を備えた前記バックプレーンに埋め込まれた第２の導電体と、
　階段構成体を構成する第２の内側部および傾斜するとともに傾斜面を有する開口を備えた第２の外側部を備え、前記第２の端に接続された第２の案内構造体と
を備え、
　第１の案内構造体の前記第１の外側部が第２の案内構造体の前記第２の外側部と接触するときに、前記傾斜面を有する開口が前記光ファイバ・リボンの第２の終端を受け入れかつ案内して前記第２の光導波路と緊密近接させることにより、カードとバックプレーンとの間に、接続された導波路から成る階段構成体を形成する
装置。
【００１０】
　前記ファイバ・リボンは断面をＤ字形に形成し、それにより前記高屈折率のコア領域が前記Ｄ字形断面の平坦端に緊密近接し、前記平坦端が前記第１の光導波路および前記第２の光導波路に緊密近接するようにしてもよい。緊密近接は効率的なコア・ツー・コア結合にとって不可欠である。前記ファイバ・リボンには屈曲半径が１ｍｍで多モード高屈折率の、ポリマーから成る光ファイバを用いることができる。
【００１１】
　前記装置は第１の光導波路もしくは第２の光導波路の前記低屈折率領域または前記導波路もしくは前記ファイバ・リボンの前記コア領域に格子構造体を形成し格子支援結合を可能にしてもよい。
【００１２】
　本発明の別の目的を達成するために、本発明に係る方法は次のように構成する。
　カードとバックプレーンとの間において光導波路を接続する方法であって、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備えた第１の光導波路を備えたカードを準備する工程と、
　第１の階段構成体で終端する第１の端を前記カードに形成する工程と、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備え、前記第１の光導波路に緊密近接する第１の終端を備え、前記第１の端から突出したファイバ・リボンを準備する工程と、
　前記光ファイバ・リボンを案内し位置合わせする溝を備え、階段構成体を構成する第１の内側部および傾斜した第１の外側部を備えた第１の案内構造体を前記第１の端に接続する工程と、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備えた第２の光導波路を備えたバックプレーンを準備する工程と、
　第２の階段構成体で終端する第２の端を形成する工程と、
　階段構成体を構成する第２の内側部および傾斜するとともに傾斜面を有する開口を備えた第２の外側部を備えた第２の案内構造体を前記第２の端に接続する工程と、
　ファイバ・リボンの前記第２の終端を受け入れて案内する前記傾斜面を有する開口に前記ファイバ・リボンの第２の終端を挿入する工程と、
　第１の案内構造体の前記第１の外側部を第２の案内構造体の前記第２の外側部に接触させることにより、前記ファイバ・リボンを前記第２の光導波路に緊密近接させてカードとバックプレーンとの間に接続された導波路から成る階段構成体を形成する工程と
を備えた
方法。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
　本発明の目的は好ましくはカードとバックプレーンとの間で光導波路の直角接続を形成して多数の光ファイバを光バックプレーンに接続する装置と方法を実現することにより達成されている。以下の説明は直角接続に関するものであるが、本発明は直角接続に限定されない。本発明はカードとバックプレーンを所望の任意の角度で接続するように容易に構成することができる。
【００１４】
　図１を参照する。図１はカード１０とバックプレーン７０との間に設けられた複数層の埋め込み導波路から成る直角接続用構造体を備えた本発明の第１の実施形態を示す図である。この実施形態によれば、基板表面に設けた単層の導波路から基板中に埋め込んだ複数層の導波路までの拡張が可能になる。積層構造体すなわちカード１０とバックプレーン７０には、埋め込み導波路２０と２５から成る平行かつ平坦なアレイがそれぞれ形成されている。導波路２０、２５はカード１０からバックプレーン７０に光ファイバ・リボン５０によって光学的に結合されている。引き続く図面により詳細に示すように、光ファイバ・リボン５０はカード１０から出てバックプレーン７０に入るときに９０度屈曲している。以下の説明では、用語「ファイバ・リボン」は個別の光ファイバまたは光ファイバのアレイを指す。
【００１５】
　図１に示す特定の例では、周期的に平行に配置された４つの導波路２０から成るアレイが示されている。各導波路２０はカード１０およびバックプレーン７０上で３層１、２、３に形成されているから、合計で１２ウエイの光接続システムを構成している。当業者にとって明らかなように、この実施形態はより複雑な例、すなわちＭ層に形成され周期的に平行に配置されたＮ個の導波路から成るアレイに容易に拡張することができる。この場合、Ｎ×Ｍウエイ光接続システムが構成される。
【００１６】
　図２（ａ）を参照する。図２（ａ）は結合する前のカード１０とバックプレーン７０の断面図である。たの例ＦＲ４には、基板材料４０に埋め込まれた３層の第１の光導波路２０と２層の第１の導電体３０が示されている。別の実施形態（図示せず）としては、カードまたはバックプレーンの表面に光導波路と導電体から成る連続層を形成するものが考えられる。
【００１７】
　カード１０には第１の端４５があり、それは第１の階段構成体で終端している。図示するように、この「階段構成体」は光導波路２０と導電体３０から成る連続層によって形成された一連のステップであり、垂直方向の長さが徐々に長くなっている。このような「階段」は機械的または化学的に形成しうるし、あるいは基板構造の一部として（すなわち基板のレイアウトに含めて）形成することもできる。
【００１８】
　同様に、バックプレーン７０には第２の端７５があり、それは第２の階段構成体で終端している。第２の階段構成体は光導波路２５と導電体３５から成る連続層によって形成された一連のステップであり、水平方向の長さが徐々に長くなっている。
【００１９】
　ファイバ・リボン５０の第１の端５３は第１の光導波路２０に永続的に取り付けられている。曲げ半径光漏洩に起因する損失を最小にするために、これらのファイバ部品は曲げ半径が約１ｍｍで多モード高屈折率の高分子光ファイバから成る群から選択する必要がある。市販品の例としては、パラダイム・オプティクス（Paradigm Optics)社のＭＭＰＯＦ５Ａが挙げられる。この取り付けは確立された手法、たとえば熱融着接続法、屈折率一致法、ＵＶ硬化エポキシ法などを用いて行うことができる。また、取り付け工程中に既存の能動位置合わせ手法を用いて結合効率（能動位置合わせ）を最大にすることもできる。
【００２０】
　第１の端４５には第１の案内構造体６０が永続的に取り付けられている。第１の案内構造体６０には光ファイバ・リボン５０を案内して位置決めする溝６５が設けられている。第１の案内構造体６０は階段構成体を形成する第１の内側部６１と約４５度に傾斜した第１の外側部６２を備えている。より一般的な場合、傾斜は４５度以上でも以下でもかまわない。
【００２１】
　バックプレーン７０は相応に整備されているが、ファイバ・リボン５０を備えず、階段に取り付けられた第２のコネクタ８０を備えている。第２のコネクタ８０は階段構成体を形成する第２の内側部８１と約４５度に傾斜した第２の外側部８２を備えている。ここでも、より一般的な場合、傾斜は４５度以上でも以下でもかまわない。
【００２２】
　また、第２のコネクタ８０には漏斗状の開口９０があり、それにより結合中にファイバ・リボン５４の端を挿入・案内するのが容易になっている。あるいは、突出するファイバ・リボン５０が第２のコネクタ８０から伸びていてもよい。この場合、突出するファイバ・リボン５０は塵から保護するとともに目を保護する既存の複合体とともにバックプレーン７０に存在することになる。このオスとメスの交換に加え、単層を多層に変える等、他の変形例も可能である。
【００２３】
　次に、図２（ｂ）を参照する。カード１０から出るファイバ・リボン５０のバックプレーン７０中の導波路２０に対する位置合わせは３段階で行う。第１段階（図示せず）はバックプレーン７０に対するカード１０の粗い機械的な案内である。この案内はカード１０の棚への保持および電気的接続（電源、接地など）を行う機構から成る。第２段階では、メスの光コネクタ８０中の漏斗９０を使用する。漏斗９０はファイバ・リボン５０を光導波路２５にきわめて近接するまで案内する。最終段階は図２（ｂ）に示すとともに後続する図面を参照して説明するが、基板に設けられた案内構造体から成る。この案内構造体は基板の製造中に（たとえば導波路層に）形成するから、高精度に位置決めされている。
【００２４】
　図３（ａ）を参照する。本発明の別の側面では、光導波路２０、２５あるいは電気接続３０、３５を画定するのに使用するのと同じプロセスを用いて第３の案内構造体１００をバックプレーン７０上に直接に画定している。この第３の案内構造体１００によって、導波路２５に結合すべきファイバ・リボン５０の位置合わせが容易になる。図３（ｃ）はファイバ・リボン５０を挿入する前の第３の案内構造体１００と光導波路２５を示す上面図である。この手法の利点は光導波路２５に対する第３の案内構造体１００の位置を光導波路２５を製造した基板製造工程の精度で制御しうる点である。
【００２５】
　図３（ａ）に示すように、第２の光導波路２５は高屈折率のコア領域２６とそれを取り囲む低屈折率領域２７とから成る。同様に、図４を参照すると、第１の（カードの）光導波路２０は高屈折率のコア領域２１とそれを取り囲む低屈折率領域２２とから成る。また、ファイバ・リボン５０も高屈折率のコア領域５１とそれを取り囲む低屈折率領域５２とから成る。ファイバのコア領域５１は影響を受けやすいから、第２の光導波路２５のコア領域２６と緊密に位置合わせして光結合を最適化する必要がある。
【００２６】
　再び図３（ｃ）を参照する。図３（ｃ）には、漏斗状に形成された第３の案内構造体１００を備えた１つの導波路２５に２つの断面切り取り位置（ＡＡ、ＢＢ）が示されている。（ＡＡは図３（ａ）に示す断面の位置を、ＢＢは図３（ｂ）に示す断面の位置をそれぞれ表わしている。）ファイバ・リボン５０は下から位置合わせ漏斗１００に挿入する。好適な実施形態では、位置合わせ漏斗は光導波路を形成するのと同じ材料で形成する。これにより、上述した製造効率を達成することができる。
【００２７】
　再び図３（ａ）を参照すると、好適な実施形態では、ファイバ・リボン５０を「Ｄ字」形状に形成する。これにより、高屈折率のコア領域５１をＤ字形断面の平坦な端に緊密かつ近接して配置できるから、ファイバ・リボンのコア５１と光導波路のコア２６との間に緊密かつ近接した位置合わせを実現することができる。この緊密かつ近接した位置合わせは効率的なコア・ツー・コア結合に不可欠である。
【００２８】
　粗い案内は第２のコネクタ８０によって行う。好適な実施形態では、第２のコネクタ８０は案内溝の形状をしている。この例では、粗い案内はＶ溝様の案内によって行う。このＶ溝様の案内は上で既述したように、コネクタ構造体の一部であってもかまわない。良好な結合を得るには大きな圧力が必要である。したがって、機械力を印加してファイバ・リボン５０を光導波路２５に押しつける。この機械力はファイバ・リボン５０を配置したのちコネクタを介して印加する。もしこの機械力を第２のコネクタ８０の案内溝のみによって印加すると、おそらく導波路が破損し擦過跡が生じるから、良好な結合が得られないであろう。
【００２９】
　また、ポリマーを成形して「自己整合」構造体を形成することができる。キー・ポイントはポリマーのコアは８μｍ以上の範囲にしうるという点である。次に、好適な実施形態を示す図５（ａ）を参照する。図５（ａ）では、直径と屈折率がまったく異なるファイバのコアと導波路のコア、たとえばポリマーのコアとシリカのコアを結合する際に、第１および第２の光導波路２０、２５の高屈折率のコア領域２１、２６を用いてモード変換を実現している。図５（ｃ）を参照すると、この場合、高屈折率のコア領域２１、２６は朝顔形に開いた形状をしており、導波路のコア領域２１、２６とファイバ・リボンのコア領域５１との位置合わせ精度を高めている。
【００３０】
　本発明における光導波路のコアとファイバのコアとの間で光結合を行う方法は緊密近接（close proximity)すなわち「繊細な（evanescent）」モード変換によっている。この変換は光導波路のコア分離と臨界「結合長」の双方に依存している。図２（ａ）と図３（ａ）に示したように、効率的な光結合を可能にするには、２つのコア２６、５１を緊密近接にするとともに共線形にする必要がある。共線形にするという制約は第２の案内構造体８０と第３の案内構造体１００によって実現する。ファイバ・リボン５０の断面をＤ字形にすることにより、２つのコアを緊密近接にすることができる。
【００３１】
　カード上におけるファイバ・リボン５０と光導波路２０との接続はエポキシ法、融着接続法など任意の取り付け手法によって行う。これは「永続的な」接続である。バックプレーン７０とファイバ・リボン５０の接続は永続的ではなく、上述した位置合わせ構造体によるプラグ結合可能な接続である。
【００３２】
　２つの非類似導波路間の緊密近接すなわち繊細な光結合の効率は結合領域に周期的な屈折率の摂動を形成することにより向上させることができる（Ｈ・西原、Ｍ・榛名、Ｔ・須原著『光集積回路』（マグロー・ヒル・光学および電気光学工学シリーズ、１９８９年）第６３頁（Optical Integrated Circuits by H. Nishihara, M. Haruna, T. Suhara, 1989, McGraw-Hill Optical and Electro-Optical Engineering Series, p. 63）参照）。この摂動はブラッグ格子構造体を用いて形成する。ブラッグ格子構造体は固有結合長に沿って屈折率を変動させることにより実現できる。格子支援結合器の物理理論は上記文献（西原）に記載されている。この「格子結合器」を実現する別の構成は種々存在する。
【００３３】
　図６を参照する。図６は第２の光導波路２５上に形成した格子構造体１５０から成る好適な実施形態を示す図である。特に、格子構造体１５０は導波路のコア２６を取り巻く低屈折率領域２７に形成されている。格子構造体１５０の上面図を図７に示す。この格子構造体１５０は屈折率を周期的に摂動させたものである。
【００３４】
　別の実施形態（図示せず）では、導波路のコア２６またはファイバ・リボンのコア５１にも格子構造体１５０を形成し、それにより導波路のコア２６またはファイバ・リボンのコア５１の屈折率を調整している。格子構造体１５０は低屈折率領域２７にリソグラフィによって画定し物理的にエッチングすることにより形成するのが望ましい。格子構造体１５０は導波路のコア２６またはファイバ・リボンのコア５１に屈折率の変化を可干渉的に書き込むことにより、導波路のコア２６またはファイバ・リボンのコア５１に形成するのが望ましい。導波路のコア２６およびファイバ・リボン・のア５１はＧｅドープト・シリカなどＵＶに敏感な材料から成るのが望ましい。
【００３５】
　この格子構造体１５０は類似の構成体にも形成して第１の光導波路２０とファイバ・リボン５０との間の結合性を向上させることができる。この実施形態では、装置には第１の光導波路２０の低屈折率領域２２に格子構造体１５０が形成されているから、格子支援結合が可能になる。
【００３６】
　この開示を顧慮する当業者にとって明らかなように、ここで特に説明した実施形態を超える本発明の他の変形は本発明の本旨の範囲内でなしうる。したがって、そのような変形は特許請求の範囲によってのみ限定される本発明の範囲の内であると考えられる。
【００３７】
　まとめとして以下の事項を開示する。
　（１）
　カードとバックプレーンとの間において光導波路を接続するための階段構成体を形成する装置であって、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備えた第１の光導波路を備えたカードと、
　第１の階段構成体に終端する第１の端を備え前記カードに埋め込まれた第１の導電体と、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備え、前記第１の光導波路に緊密近接する第１の終端を備え、前記第１の端から突出した光ファイバ・リボンと、
　前記光ファイバ・リボンを案内し位置合わせする溝を備え、階段構成体を構成する第１の内側部および傾斜した第１の外側部を備え、前記第１の端に接続された第１の案内構造体と、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備えた第２の光導波路を備えたバックプレーンと、
　第２の階段構成体で終端する第２の端を備えた前記バックプレーンに埋め込まれた第２の導電体と、
　階段構成体を構成する第２の内側部および傾斜するとともに傾斜面を有する開口を備えた第２の外側部を備え、前記第２の端に接続された第２の案内構造体と
を備え、
　第１の案内構造体の前記第１の外側部が第２の案内構造体の前記第２の外側部と接触するときに、前記傾斜面を有する開口が前記光ファイバ・リボンの第２の終端を受け入れかつ案内して前記第２の光導波路と緊密近接させることにより、カードとバックプレーンとの間に、接続された導波路から成る階段構成体を形成する
装置。
　（２）
　前記ファイバ・リボンの断面がＤ字形をしており、それにより前記高屈折率のコア領域が前記Ｄ字形断面の平坦端に緊密近接し、前記平坦端が前記第１の光導波路および前記第２の光導波路に緊密近接している、
上記（１）に記載の装置。
　（３）
　前記ファイバ・リボンが屈曲半径が１ｍｍで多モード高屈折率の、ポリマーから成る光ファイバである、
上記（１）に記載の装置。
　（４）
　前記カードおよび前記バックプレーンがさらに、前記ファイバ・リボンと前記第１の光導波路および前記第２の光導波路と間の微調整をカード上または基板上で実現する第３の案内構造体を備えている、
上記（１）に記載の装置。
　（５）
　前記第３の案内構造体が朝顔形をしており、前記光導波路と同時に形成されたものである、
上記（４）に記載の装置。
　（６）
　前記第２の案内構造体がＶ溝形状をしている、
上記（１）に記載の装置。
　（７）
　前記ファイバ・リボンが前記第１の端にエポキシによって取り付けられている、
上記（１）に記載の装置。
　（８）
　前記ファイバ・リボンが前記第１の端に融着接続によって取り付けられている、
上記（１）に記載の装置。
　（９）　さらに、
　前記第１の光導波路および前記第２の光導波路の前記低屈折率領域に形成された格子構造体を備え、
　前記格子構造体が前記ファイバ・リボンの前記高屈折率のコア領域に緊密近接している、
上記（１）に記載の装置。
　（１０）　さらに、
　前記第１の光導波路および前記第２の光導波路の前記高屈折率のコア領域に形成された格子構造体を備え、
　前記格子構造体が前記ファイバ・リボンの前記高屈折率のコア領域に緊密近接している、
上記（１）に記載の装置。
　（１１）　さらに、
　前記ファイバ・リボンの前記高屈折率のコア領域に形成された格子構造体を備え、
　前記格子構造体が前記第１の光導波路および前記第２の光導波路に緊密近接している、
上記（１）に記載の装置。
　（１２）
　前記格子構造体が前記第１の光導波路および前記第２の光導波路の前記低屈折率領域に、リソグラフィで画定したのち物理エッチングすることにより形成されている、
上記（９）に記載の装置。
　（１３）
　前記格子構造体が前記第１の光導波路および前記第２の光導波路の前記高屈折率のコア領域に屈折率の変動を可干渉的に書き込むことにより形成されている、
上記（１０）に記載の装置。
　（１４）
　前記格子構造体が前記ファイバ・リボンの前記高屈折率のコア領域に屈折率の変動を可干渉的に書き込むことにより形成されている、
上記（１１）に記載の装置。
　（１５）
　前記導波路のコアまたは前記ファイバ・リボンのコアがＵＶ感度の高い材料から成る、
上記（１０）に記載の装置。
　（１６）
　前記ＵＶ感度の高い材料がＧｅドープト・シリカである、
上記（１５）に記載の装置。
　（１７）
　前記第１の光導波路および前記第２の光導波路の前記高屈折率のコア領域が前記導波路のコア領域と前記ファイバ・リボンのコア領域との間の位置合わせ精度を向上しうるように朝顔形をしている、
上記（１）に記載の装置。
　（１８）
　前記カードおよび前記バックプレーンがさらに、前記第１の光導波路および前記第２の光導波路から成る平行平坦なアレイを備えている、
上記（１）に記載の装置。
　（１９）
　前記カードおよび前記バックプレーンがさらに、前記第１の光導波路および前記第２の光導波路から成る複数の埋め込み層を備え、
　前記第１の光導波路および前記第２の光導波路から成る連続層は前記第１の階段構成体および前記第２の階段構成体と係合しうるように徐々にその長さが長くなっている、
上記（１）に記載の装置。
　（２０）
　前記カードと前記バックプレーンとは直角に接続されており、
　前記第１の外側部および前記第２の外側部は約４５度に傾斜している、
上記（１）に記載の装置。
　（２１）
　カードとバックプレーンとの間において光導波路を接続する方法であって、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備えた第１の光導波路を備えたカードを準備する工程と、
　第１の階段構成体で終端する第１の端を前記カードに形成する工程と、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備え、前記第１の光導波路に緊密近接する第１の終端を備え、前記第１の端から突出したファイバ・リボンを準備する工程と、
　前記光ファイバ・リボンを案内し位置合わせする溝を備え、階段構成体を構成する第１の内側部および傾斜した第１の外側部を備えた第１の案内構造体を前記第１の端に接続する工程と、
　高屈折率のコア領域およびそれを取り囲む低屈折率領域を備えた第２の光導波路を備えたバックプレーンを準備する工程と、
　第２の階段構成体で終端する第２の端を形成する工程と、
　階段構成体を構成する第２の内側部および傾斜するとともに傾斜面を有する開口を備えた第２の外側部を備えた第２の案内構造体を前記第２の端に接続する工程と、
　ファイバ・リボンの前記第２の終端を受け入れて案内する前記傾斜面を有する開口に前記ファイバ・リボンの第２の終端を挿入する工程と、
　第１の案内構造体の前記第１の外側部を第２の案内構造体の前記第２の外側部に接触させることにより、前記ファイバ・リボンを前記第２の光導波路に緊密近接させてカードとバックプレーンとの間に接続された導波路から成る階段構成体を形成する工程と
を備えた
方法。
　（２２）
　前記ファイバ・リボンの断面がＤ字形をしており、それにより前記高屈折率のコア領域がＤ字形断面の平坦端に緊密近接し、前記平坦端が前記第１の光導波路および前記第２の光導波路に緊密近接しており、
　前記バックプレーンがさらに、前記ファイバ・リボンと前記第２の光導波路を位置合わせする案内構造体を備えている、
上記（２１）に記載の方法。
　（２３）　さらに、
　前記第１の光導波路および前記第２の光導波路の前記低屈折率領域に格子構造体を形成し、前記格子構造体を前記ファイバ・リボンの前記高屈折率のコア領域に緊密近接させる工程
を備えた、
上記（２１）に記載の方法。
　（２４）　さらに、
　前記第１の光導波路および前記第２の光導波路の前記高屈折率のコア領域に格子構造体を形成し、前記格子構造体を前記ファイバ・リボンの前記高屈折率のコア領域に緊密近接させる工程
を備えた、
上記（２１）に記載の方法。
　（２５）　さらに、
　前記前記ファイバ・リボンの前記高屈折率のコア領域に格子構造体を形成し、前記格子構造体を第１の光導波路および前記第２の光導波路に緊密近接させる工程
を備えた、
上記（２１）に記載の方法。
　（２６）
　前記カードと前記バックプレーンとは直角に接続されており、
　前記第１の外側部および前記第２の外側部は約４５度に傾斜している、
上記（２１）に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】アレイ構成された直角相互接続システムを示す装置の等角投影図である。
【図２】（ａ）多層埋め込み導波路を接続する構成の未結合の状態を示す概略図である。（ｂ）多層埋め込み導波路を接続する構成の結合後のの状態を示す概略図である。
【図３】（ａ）ファイバと導波路との位置合わせ構造を示す断面図である。（ｂ）ファイバと導波路との位置合わせ構造を示す断面図である。（ｃ）ファイバのコアを導波路のコアに物理的に案内する漏斗を含む、ファイバと導波路との位置合わせ構造を示す上面図である。
【図４】ファイバと導波路との位置合わせ構造を示す断面図である。
【図５】（ａ）ファイバと導波路との位置合わせ傾斜構造を示す断面図である。（ｂ）ファイバと導波路との位置合わせ傾斜構造を示す断面図である。（ｃ）モード変換を実現する朝顔形状を含む、ファイバと導波路との位置合わせ傾斜構造を示す上面図である。
【図６】格子構造を含む光結合器の断面図である。
【図７】格子構造を含む光結合器の上面図である。
【符号の説明】
【００３９】
　　１　層
　　２　層
　　３　層
　１０　カード
　２０　導波路
　２１　高屈折率のコア領域
　２２　低屈折率領域
　２５　光導波路
　２６　光導波路２５のコア領域
　２７　低屈折率領域
　３０　電気接続
　３５　電気接続
　４０　基板材料
　４５　第１の端
　５０　光ファイバ・リボン
　５３　ファイバ・リボン５０の第１の端
　５４　ファイバ・リボンの第２の端
　６０　第１の案内構造体
　６１　第１の内側部
　６２　第１の外側部
　７０　バックプレーン
　７５　第２の端
　８０　第２のコネクタ
　８１　第２の内側部
　８２　第２の外側部
　９０　漏斗状の開口
１００　第３の案内構造体
１５０　格子構造体
【図１】
2004139041.tif 000003
【図２】
2004139041.tif 000004
【図３】
2004139041.tif 000005
【図４】
2004139041.tif 000006
【図５】
2004139041.tif 000007
【図６】
2004139041.tif 000008
【図７】
2004139041.tif 000009