(57)【要約】【課題】マルチコア光ファイバを他の光学部品と容易に結合させることが可能な光結合構造を提供する。【解決手段】マルチコア光ファイバ１０Ａ及び１０Ｂを互いに光結合するための光結合構造であって、マルチコア光ファイバ１０Ａの結合端面１１ａにおける複数のコアの端部が突起１５となっており、マルチコア光ファイバ１０Ｂの結合端面１１ｂにおける複数のコアの端部が嵌合孔１６となっており、マルチコア光ファイバ１０Ａの突起１５とマルチコア光ファイバ１０Ｂの嵌合孔１６とが互いに嵌合する。【選択図】図１
2013213914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコア、及び該複数のコアを覆うクラッドを有する第１のマルチコア光ファイバと、複数の光軸を有する光学部品とを互いに光結合するための光結合構造であって、
前記第１のマルチコア光ファイバの結合端面における、前記複数のコアのうち少なくとも一つの前記コアの端部が突起若しくは嵌合孔となっており、
前記光学部品の結合端面における、前記複数の光軸のうち前記少なくとも一つのコアと光結合される前記光軸の端部が嵌合孔若しくは突起となっており、
前記第１のマルチコア光ファイバの前記突起と前記光学部品の前記嵌合孔とが互いに嵌合するか、又は前記第１のマルチコア光ファイバの前記嵌合孔と前記光学部品の前記突起とが互いに嵌合することを特徴とする、光結合構造。
【請求項２】
前記第１のマルチコア光ファイバの前記少なくとも一つのコアの組成と、前記複数のコアのうち他のコアの組成とが互いに異なることを特徴とする、請求項１に記載の光結合構造。
【請求項３】
前記光学部品が、前記複数の光軸を構成する複数のコアと、該複数のコアを覆うクラッドとを有する第２のマルチコア光ファイバであることを特徴とする、請求項１または２に記載の光結合構造。
【請求項４】
前記第１のマルチコア光ファイバが挿入される第１の開口と、前記第２のマルチコア光ファイバが挿入される第２の開口との間を貫通する貫通孔を有し、前記第１のマルチコア光ファイバ及び前記第２のマルチコア光ファイバの前記結合端面を覆うホルダを備えることを特徴とする、請求項３に記載の光結合構造。
【請求項５】
前記ホルダが、前記第１の開口を含む第１の部材と、前記第２の開口を含む第２の部材とに分かれており、前記第１の部材と前記第２の部材とが互いに螺合することにより結合し、
前記第１のマルチコア光ファイバを挿通する挿通孔を有し、該挿通孔に前記第１のマルチコア光ファイバが挿通された状態で前記第１のマルチコア光ファイバに固定され、前記ホルダの前記貫通孔内に収容される第３の部材と、
前記第２のマルチコア光ファイバを挿通する挿通孔を有し、該挿通孔に前記第２のマルチコア光ファイバが挿通された状態で前記第２のマルチコア光ファイバに固定され、前記ホルダの前記貫通孔内に収容される第４の部材と
を更に備え、
前記第３の部材及び前記第４の部材が、前記第１の部材及び前記第２の部材によって互いに近接する方向に押圧されることを特徴とする、請求項４に記載の光結合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光結合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、シングルモードで光を伝搬するコアを複数備えるマルチコア光ファイバが記載されている。また、特許文献２には、マルチコア光ファイバ同士、又はマルチコア光ファイバと光導波路若しくは半導体光素子等との光結合のための技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３４１１４７号公報
【特許文献２】特開平１０−１０４４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、増大する光通信量に対応するために、複数のコアを有するマルチコア光ファイバが盛んに研究されている。マルチコア光ファイバは、長手方向に垂直な断面において複数のコアが二次元状に分散配置された構成を有する。しかし、このようなマルチコア光ファイバを他のマルチコア光ファイバや光学部品等と結合することは容易ではない。例えば、単一のコアが中央にのみ配置されたシングルコア光ファイバを他のシングルコア光ファイバや光学部品等と結合する場合には、互いの中心位置を合わせることのみによって好適に結合させ得る。しかし、マルチコア光ファイバを他の光学部品（別のマルチコア光ファイバなど）に結合する場合には、互いの中心位置を合わせるだけでは足りず、中心軸周りの角度を互いに合わせることも必要となる。したがって、マルチコア光ファイバを他の光学部品と容易に結合させ得る手段が望まれる。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、マルチコア光ファイバを他の光学部品と容易に結合させることが可能な光結合構造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】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明による光結合構造は、複数のコア、及び該複数のコアを覆うクラッドを有する第１のマルチコア光ファイバと、複数の光軸を有する光学部品とを互いに光結合するための光結合構造であって、第１のマルチコア光ファイバの結合端面における、複数のコアのうち少なくとも一つのコアの端部が突起若しくは嵌合孔となっており、光学部品の結合端面における、複数の光軸のうち少なくとも一つのコアと光結合される光軸の端部が嵌合孔若しくは突起となっており、第１のマルチコア光ファイバの突起と光学部品の嵌合孔とが互いに嵌合するか、又は第１のマルチコア光ファイバの嵌合孔と光学部品の突起とが互いに嵌合することを特徴とする。
【０００７】
このように、第１のマルチコア光ファイバの結合端面における突起（または嵌合孔）と、光学部品の結合端面における嵌合孔（または突起）とが互いに嵌合することにより、第１のマルチコア光ファイバの複数のコアと、光学部品の複数の光軸とを容易に且つ精度良く位置合わせすることができる。したがって、この光結合構造によれば、マルチコア光ファイバを他の光学部品と容易に結合させることが可能になる。
【０００８】
なお、上記光結合構造では、複数のコアのうち少なくとも二つのコアの端部が突起若しくは嵌合孔となっていることが望ましい。突起と嵌合孔との嵌合構造が二箇所以上設けられることで、複数のコアと複数の光軸との位置合わせを該嵌合構造のみによって好適に行うことができるからである。但し、上記光結合構造では、突起若しくは嵌合孔となるコアは一つのみであっても良い。その場合、例えばＶ溝等の治具を用いて第１のマルチコア光ファイバの中心軸と光学部品の中心軸とを合わせつつ、突起と嵌合孔との嵌合構造によって中心軸周りの角度を互いに合わせることができる。
【０００９】
また、光結合構造は、第１のマルチコア光ファイバの少なくとも一つのコアの組成と、複数のコアのうち他のコアの組成とが互いに異なることを特徴としてもよい。これにより、第１のマルチコア光ファイバの突起若しくは嵌合孔を、例えば選択エッチングによって容易に形成することができる。
【００１０】
また、光結合構造は、光学部品が、複数の光軸を構成する複数のコアと、該複数のコアを覆うクラッドとを有する第２のマルチコア光ファイバであることを特徴としてもよい。上述した光結合構造によれば、マルチコア光ファイバ同士を容易に且つ精度良く結合することができる。
【００１１】
また、光結合構造は、第１のマルチコア光ファイバが挿入される第１の開口と、第２のマルチコア光ファイバが挿入される第２の開口との間を貫通する貫通孔を有し、第１のマルチコア光ファイバ及び第２のマルチコア光ファイバの結合端面を覆うホルダを備えることを特徴としてもよい。これにより、第１のマルチコア光ファイバ及び第２のマルチコア光ファイバの結合端面を保護することができる。また、例えば、ホルダと第１のマルチコア光ファイバとを相互に接着し、更にホルダと第２のマルチコア光ファイバとを相互に接着することによって、第１のマルチコア光ファイバと第２のマルチコア光ファイバとを相互に固定することができる。
【００１２】
また、光結合構造は、ホルダが、第１の開口を含む第１の部材と、第２の開口を含む第２の部材とに分かれており、第１の部材と第２の部材とが互いに螺合することにより結合することを特徴としてもよい。そして、第１のマルチコア光ファイバを挿通する挿通孔を有し、該挿通孔に第１のマルチコア光ファイバが挿通された状態で第１のマルチコア光ファイバに固定され、ホルダの貫通孔内に収容される第３の部材と、第２のマルチコア光ファイバを挿通する挿通孔を有し、該挿通孔に第２のマルチコア光ファイバが挿通された状態で第２のマルチコア光ファイバに固定され、ホルダの貫通孔内に収容される第４の部材とを光結合構造が更に備え、第３の部材及び第４の部材が、第１の部材及び第２の部材によって互いに近接する方向に押圧されることを特徴としてもよい。このような構造によって、第１のマルチコア光ファイバと第２のマルチコア光ファイバとを容易に固定及び分離することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による光結合構造によれば、マルチコア光ファイバを他の光学部品と容易に結合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る光結合構造が備えるマルチコア光ファイバ及び光学部品の構成を示す図である。図１（ａ）は、第１実施形態の第１のマルチコア光ファイバの構成を示す斜視図である。図１（ｂ）は、光学部品としての第２のマルチコア光ファイバの構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１（ａ）及び図１（ｂ）におけるII−II線に沿った断面図であって、マルチコア光ファイバの中心軸に対して垂直な断面を示している。
【図３】図３（ａ）は、第１及び第２のマルチコア光ファイバが互いに結合された様子を示す断面図であって、マルチコア光ファイバの中心軸方向（光導波方向）に沿った断面を示している。図３（ｂ）は、嵌合孔を有する第１のマルチコア光ファイバと、突起を有する第２のマルチコア光ファイバとが互いに結合された様子を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は、マルチコア光ファイバ１０Ａの結合端面１１ａにおいて、二つの周辺コア１２ｂの端部が突起１５となっている例を示している。また、図４（ｂ）は、マルチコア光ファイバ１０Ｂの結合端面１１ｂにおいて、二つの周辺コア１２ｂの端部が嵌合孔１６となっている例を示している。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る光結合構造の組み立て工程を示す図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｃ）は、本発明の第３実施形態に係る光結合構造の組み立て工程を示す図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、本発明の第４実施形態に係る光結合構造が備える光学部品の構成を示す図である。
【図８】図８（ａ）は、図７（ａ）に示された光学部品と第１のマルチコア光ファイバとが互いに結合された様子を示す断面図であって、マルチコア光ファイバの中心軸方向（光導波方向）に沿った断面を示している。図８（ｂ）は、図７（ｂ）に示された光学部品と第１のマルチコア光ファイバとが互いに結合された様子を示す断面図であって、マルチコア光ファイバの中心軸方向（光導波方向）に沿った断面を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明による光結合構造の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
図１及び図２は、本発明の第１実施形態に係る光結合構造が備えるマルチコア光ファイバ及び光学部品の構成を示す図である。図１（ａ）は、本実施形態のマルチコア光ファイバ１０Ａの構成を示す斜視図である。図１（ｂ）は、マルチコア光ファイバ１０Ａとは別のマルチコア光ファイバ１０Ｂの構成を示す斜視図である。図２は、図１（ａ）及び図１（ｂ）におけるII−II線に沿った断面図であって、マルチコア光ファイバ１０Ａ及び１０Ｂの中心軸に対して垂直な断面を示している。
【００１７】
マルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂは、複数のコアを有する。マルチコア光ファイバ１０Ａは、本実施形態における第１のマルチコア光ファイバである。また、マルチコア光ファイバ１０Ｂは、本実施形態における光学部品としての第２のマルチコア光ファイバである。すなわち、マルチコア光ファイバ１０Ｂの複数のコアは、光学部品の複数の光軸を構成する。
【００１８】
図２に示される例では、マルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂは、１つの中心コア１２ａと、中心コア１２ａを中心とする円周上に等間隔に配置された６つの周辺コア１２ｂとを有する。一例では、中心コア１２ａの中心と周辺コア１２ｂの中心との距離、および隣り合う周辺コア１２ｂの中心間の距離は全て等しい。また、マルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂは、クラッド１４を更に有する。クラッド１４は、１つの中心コア１２ａ及び６つの周辺コア１２ｂの間に介在するとともに、これらのコア１２ａ，１２ｂを覆う。クラッド１４の屈折率はコア１２ａ，１２ｂの屈折率よりも低く、このためコア１２ａ，１２ｂを導波する光はコア１２ａ，１２ｂ内に閉じ込められる。
【００１９】
図１（ａ）に示されるように、マルチコア光ファイバ１０Ａは、中心軸方向の一端に結合端面１１ａを有する。結合端面１１ａでは、中心コア１２ａ及び周辺コア１２ｂの端部が突起１５となっており、この突起１５は中心軸方向（光導波方向）に突出している。突起１５は、例えば円柱状に形成される。
【００２０】
一方、図１（ｂ）に示されるように、マルチコア光ファイバ１０Ｂは、中心軸方向の一端に結合端面１１ｂを有する。結合端面１１ｂでは、中心コア１２ａ及び周辺コア１２ｂの端部が窪んで嵌合孔１６となっており、この嵌合孔１６は中心軸方向（光導波方向）に凹んでいる。嵌合孔１６は、突起１５の外面の形状と同じ形状に形成され、例えばその平面形状は円形である。
【００２１】
なお、上述したような突起１５および嵌合孔１６は、例えば選択エッチングにより形成され得る。すなわち、突起１５を形成する場合には、クラッド１４の構成材料に対するエッチング速度が、コア１２ａ，１２ｂの構成材料に対するエッチング速度よりも十分に速いエッチング液を用いて結合端面１１ａをエッチングするとよい。また、嵌合孔１６を形成する場合には、コア１２ａ，１２ｂの構成材料に対するエッチング速度が、クラッド１４の構成材料に対するエッチング速度よりも十分に速いエッチング液を用いて結合端面１１ａをエッチングするとよい。
【００２２】
一実施例では、コア１２ａ，１２ｂの構成材料がゲルマニウム添加ガラスであり、クラッド１４の構成材料が純石英である場合には、エッチング液としてフッ酸を用いるとクラッド１４が選択的にエッチングされて突起１５が好適に形成され、またエッチング液として過酸化水素水を用いるとコア１２ａ，１２ｂが選択的にエッチングされて嵌合孔１６が好適に形成される。また、コア１２ａ，１２ｂの構成材料が純石英であり、クラッド１４の構成材料がホウ素添加ガラスである場合、エッチング液としてバッファードフッ酸（フッ酸に緩衝剤としてフッ化アンモニウムなどを加えたもの）を用いることにより、コア１２ａ，１２ｂが選択的にエッチングされて嵌合孔１６が好適に形成される。
【００２３】
ここで、図３（ａ）は、マルチコア光ファイバ１０Ａとマルチコア光ファイバ１０Ｂとが互いに結合された様子を示す断面図であって、マルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂの中心軸方向（光導波方向）に沿った断面を示している。図３（ａ）に示されるように、マルチコア光ファイバ１０Ａの突起１５とマルチコア光ファイバ１０Ｂの嵌合孔１６とが互いに嵌合することで、マルチコア光ファイバ１０Ａとマルチコア光ファイバ１０Ｂとが互いに結合され、本実施形態による光結合構造が構成される。このとき、マルチコア光ファイバ１０Ａのコア１２ａ，１２ｂの端面は、対応するマルチコア光ファイバ１０Ｂのコア１２ａ，１２ｂの端面と対向し（若しくは接触し）、光結合される。なお、この光結合構造において、マルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂの各端部には、図示しないフェルールが取り付けられてもよい。
【００２４】
一例では、突起１５の径（すなわち中心コア１２ａ及び周辺コア１２ｂの径）はシングルモードで光を伝搬させる場合、８μｍ以上であることが好ましく、１５μｍ以下であることが好ましい。また、クラッド１４の端面を基準とする突起１５の高さ（突出長さ）は、嵌合の安定性を考慮して０．５ｍｍ以上であることが好ましく、１ｍｍ以上であることが更に好ましい。但し、突起１５の高さは、嵌合の容易さを考慮して２ｍｍ以下であることが好ましい。嵌合孔１６の径（すなわち中心コア１２ａ及び周辺コア１２ｂの径）は、嵌合の安定性を考慮して突起１５の径と実質的に等しいことが好ましい。また、マルチコア光ファイバ１０Ａのコア１２ａ，１２ｂとマルチコア光ファイバ１０Ｂのコア１２ａ，１２ｂとを可能な限り近接させて光損失を低減するために、クラッド１４の端面を基準とする嵌合孔１６の深さは、突起１５の高さと実質的に等しいことが好ましい。
【００２５】
上記説明では、第１のマルチコア光ファイバ１０Ａが突起１５を有し、本実施形態における光学部品としての第２のマルチコア光ファイバ１０Ｂが嵌合孔１６を有する構成を例示したが、第１のマルチコア光ファイバ１０Ａが嵌合孔を有し、第２のマルチコア光ファイバ１０Ｂが突起を有する構成であってもよい。すなわち、マルチコア光ファイバ１０Ａの結合端面１１ａにおける複数のコア１２ａ，１２ｂの端部が嵌合孔１６となっており、マルチコア光ファイバ１０Ｂの結合端面１１ｂにおける複数のコア１２ａ，１２ｂの端部が突起１５となっており、マルチコア光ファイバ１０Ａの嵌合孔１６とマルチコア光ファイバ１０Ｂの突起１５とが互いに嵌合してもよい。
【００２６】
図３（ｂ）は、そのような構成例を示す図であって、嵌合孔１６を有する第１のマルチコア光ファイバ１０Ｃと、突起１５を有する第２のマルチコア光ファイバ１０Ｄとが互いに結合された様子を示す断面図である。図３（ｂ）に示されるように、マルチコア光ファイバ１０Ｃの嵌合孔１６とマルチコア光ファイバ１０Ｄの突起１５とが互いに嵌合することで、マルチコア光ファイバ１０Ｃとマルチコア光ファイバ１０Ｄとが互いに結合され、光結合構造が構成される。なお、この例において、突起１５及び嵌合孔１６の構成（寸法および形状）や形成方法は、図３（ａ）に示されたものと同様である。
【００２７】
以上に説明した本実施形態の光結合構造によれば、以下の効果を奏することができる。すなわち、マルチコア光ファイバ１０Ａ（または１０Ｃ）の結合端面１１ａにおける突起１５（または嵌合孔１６）と、マルチコア光ファイバ１０Ｂ（または１０Ｄ）の結合端面１１ｂにおける嵌合孔１６（または突起１５）とが互いに嵌合することにより、マルチコア光ファイバ１０Ａ（または１０Ｃ）の複数のコア１２ａ，１２ｂと、マルチコア光ファイバ１０Ｂ（または１０Ｄ）の複数のコア１２ａ，１２ｂとを容易に且つ精度良く位置合わせすることができる。したがって、本実施形態の光結合構造によれば、マルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂ（または１０Ｃ，１０Ｄ）を容易に結合させることが可能になる。
【００２８】
なお、上述した光結合構造では、マルチコア光ファイバ１０Ａの１つの中心コア１２ａ、及び６つの周辺コア１２ｂの全てが突起１５となっており、且つ、マルチコア光ファイバ１０Ｂの１つの中心コア１２ａ、及び６つの周辺コア１２ｂの全てが嵌合孔１６となっている。しかしながら、上述した効果を得るためには、全てのコアが突起１５や嵌合孔１６となっている必要はなく、マルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂそれぞれにおいて少なくとも一つのコアが突起１５や嵌合孔１６となっていればよい。
【００２９】
図４（ａ）は、第１のマルチコア光ファイバ１０Ｅの結合端面１１ａにおいて、二つの周辺コア１２ｂの端部が突起１５となっている例を示している。また、図４（ｂ）は、第２のマルチコア光ファイバ１０Ｆの結合端面１１ｂにおいて、二つの周辺コア１２ｂの端部が嵌合孔１６となっている例を示している。これらのマルチコア光ファイバ１０Ｅ，１０Ｆは、それぞれの突起１５及び嵌合孔１６が嵌合することで互いに結合され得る。なお、第１のマルチコア光ファイバが図４（ｂ）のような二つの嵌合孔１６を有し、第２のマルチコア光ファイバが図４（ａ）のような二つの突起１５を有してもよい。また、中心コア１２ａの端部と、一つの周辺コア１２ｂの端部とが突起１５若しくは嵌合孔１６となっていてもよい。
【００３０】
図４（ｃ）は、第１のマルチコア光ファイバ１０Ｇの結合端面１１ａにおいて、一つの周辺コア１２ｂの端部が突起１５となっている例を示している。また、図４（ｄ）は、第２のマルチコア光ファイバ１０Ｈの結合端面１１ｂにおいて、一つの周辺コア１２ｂの端部が嵌合孔１６となっている例を示している。これらのマルチコア光ファイバ１０Ｇ，１０Ｈは、それぞれの突起１５及び嵌合孔１６が嵌合することで互いに結合され得る。なお、このような形態において、突起１５及び嵌合孔１６は、中心コア１２ａではなく周辺コア１２ｂに形成されることが好ましい。また、第１のマルチコア光ファイバが図４（ｄ）のような一つの嵌合孔１６を有し、第２のマルチコア光ファイバが図４（ｃ）のような一つの突起１５を有してもよい。
【００３１】
なお、図４（ａ）〜（ｄ）に示されたような突起１５および嵌合孔１６は、例えば選択エッチングにより形成され得る。このとき、突起１５または嵌合孔１６となるコアの組成と、他のコアの組成とが互いに異なるとよい。そして、突起１５を形成する際のエッチング液は、突起１５とならないコア１２ａ，１２ｂ及びクラッド１４の構成材料に対するエッチング速度が、突起１５となるコア１２ｂの構成材料に対するエッチング速度よりも十分に速いものであることが好ましい。また、嵌合孔１６を形成する際のエッチング液は、嵌合孔１６となるコア１２ｂの構成材料に対するエッチング速度が、嵌合孔１６とならないコア１２ａ，１２ｂ及びクラッド１４の構成材料に対するエッチング速度よりも十分に速いものであることが好ましい。
【００３２】
このように、マルチコア光ファイバ１０Ｅ〜１０Ｈの複数のコアのうち突起１５又は嵌合孔１６となるコアの組成と、突起１５及び嵌合孔１６の何れにもならないコアの組成とが互いに異なることによって、突起１５や嵌合孔１６を選択エッチングによって容易に形成することができる。
【００３３】
また、光結合構造では、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されたように、少なくとも二つのコアの端部が突起１５若しくは嵌合孔１６となっていることが望ましい。突起１５と嵌合孔１６との嵌合構造が二箇所以上設けられることで、第１のマルチコア光ファイバの複数のコア１２ａ，１２ｂと、第２のマルチコア光ファイバの複数のコア１２ａ，１２ｂとの位置合わせを該嵌合構造のみによって好適に行うことができるからである。
【００３４】
また、図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示されたように、突起１５若しくは嵌合孔１６となるコアが一つのみである場合には、例えばＶ溝を有する治具や割りスリーブ等を用いてマルチコア光ファイバ１０Ｇの中心軸とマルチコア光ファイバ１０Ｈの中心軸とを合わせつつ、突起１５と嵌合孔１６との嵌合構造によって中心軸周りの角度を互いに合わせることができる。
【００３５】
また、本実施形態のように、第１のマルチコア光ファイバ１０Ａ（１０Ｃ、１０Ｅ、または１０Ｇ）と結合される光学部品は、第２のマルチコア光ファイバ１０Ｂ（１０Ｄ、１０Ｆ、または１０Ｈ）であってもよい。本実施形態の光結合構造によって、マルチコア光ファイバ同士を容易に且つ精度良く結合することができる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る光結合構造の組み立て工程を示す図である。なお、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示されるマルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂの構成は、第１実施形態と同様である。
【００３７】
本実施形態では、図５（ａ）に示されるように、先ず、マルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂのうち一方にホルダ３０Ａを挿通させておく。このホルダ３０Ａは、マルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂの中心軸方向に延びる円筒状の部材であって、該方向において一端面３０ａ及び他端面３０ｂを有する。一端面３０ａには第１の開口３１ａが形成されており、この第１の開口３１ａには、マルチコア光ファイバ１０Ａが挿入される。また、他端面３０ｂには第２の開口３１ｂが形成されており、この第２の開口３１ｂには、マルチコア光ファイバ１０Ｂが挿入される。
【００３８】
ホルダ３０Ａの内部には、第１の開口３１ａと第２の開口３１ｂとの間を貫通する貫通孔３２が形成されている。貫通孔３２は、マルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂの中心軸方向にホルダ３０Ａを貫通しており、その内径は、例えばマルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂの外径と略等しい。
【００３９】
次に、図５（ｂ）に示されるように、マルチコア光ファイバ１０Ａの結合端面１１ａと、マルチコア光ファイバ１０Ｂの結合端面１１ｂとを対向させつつ、突起１５と嵌合孔１６とを互いに嵌合させることにより、マルチコア光ファイバ１０Ａとマルチコア光ファイバ１０Ｂとを結合する。
【００４０】
続いて、図５（ｃ）に示されるように、ホルダ３０Ａをマルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂに沿って移動させることにより、マルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂの結合端面１１ａ，１１ｂをホルダ３０Ａによって覆う。その後、ホルダ３０Ａの第１の開口３１ａとマルチコア光ファイバ１０Ａとの隙間、及びホルダ３０Ａの第２の開口３１ｂとマルチコア光ファイバ１０Ｂとの隙間に、接着剤３３を塗布して硬化させることにより、マルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂとホルダ３０Ａとを互いに固定する。
【００４１】
このように、光結合構造は、マルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂの結合端面１１ａ，１１ｂを覆うホルダ３０Ａを備えてもよい。これにより、マルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂの結合端面１１ａ，１１ｂを保護することができる。また、本実施形態のように、ホルダ３０Ａとマルチコア光ファイバ１０Ａとを相互に接着し、更にホルダ３０Ａとマルチコア光ファイバ１０Ｂとを相互に接着することによって、マルチコア光ファイバ１０Ａとマルチコア光ファイバ１０Ｂとを容易に固定することができる。
【００４２】
（第３の実施の形態）
図６（ａ）〜図６（ｃ）は、本発明の第３実施形態に係る光結合構造の組み立て工程を示す図である。なお、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示されるマルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂの構成は、第１実施形態と同様である。
【００４３】
本実施形態では、図６（ａ）に示されるように、先ず、マルチコア光ファイバ１０Ａに第１の部材３４を挿通させておき、マルチコア光ファイバ１０Ｂに第２の部材３５を挿通させておく。第１の部材３４及び第２の部材３５は、本実施形態におけるホルダ３０Ｂを構成し、それぞれマルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂの中心軸方向に延びる円筒状の部材である。該方向において、第１の部材３４は端面３４ａを有し、第２の部材３５は端面３５ａを有する。端面３４ａには第１の開口３４ｂが形成されており、この第１の開口３４ｂには、マルチコア光ファイバ１０Ａが挿入される。また、端面３５ａには第２の開口３５ｂが形成されており、この第２の開口３５ｂには、マルチコア光ファイバ１０Ｂが挿入される。
【００４４】
第１の部材３４及び第２の部材３５の内部には、第１の開口３４ｂと第２の開口３５ｂとの間を貫通する貫通孔３４ｃ及び３５ｃがそれぞれ形成されている。貫通孔３４ｃは、マルチコア光ファイバ１０Ａの中心軸方向に第１の部材３４を貫通しており、その端面３４ａ付近の内径はマルチコア光ファイバ１０Ａの外径と略等しく、端面３４ａとは反対側の端面付近の内径はマルチコア光ファイバ１０Ａの外径よりも大きい。そして、端面３４ａとは反対側の貫通孔３４ｃの内面には、第２の部材３５と螺合するためのネジ溝が形成されている。
【００４５】
貫通孔３５ｃは、マルチコア光ファイバ１０Ｂの中心軸方向に第２の部材３５を貫通しており、その端面３５ａ付近の内径はマルチコア光ファイバ１０Ｂの外径と略等しく、端面３５ａとは反対側の端面付近の内径はマルチコア光ファイバ１０Ｂの外径よりも大きい。そして、端面３５ａとは反対側の第２の部材３５の外面には、第１の部材３４と螺合するためのネジ溝が形成されている。
【００４６】
また、図６（ａ）に示されるように、予めマルチコア光ファイバ１０Ａに第３の部材３６を挿通させておき、マルチコア光ファイバ１０Ｂに第４の部材３７を挿通させておく。第３の部材３６は、マルチコア光ファイバ１０Ａを挿通する挿通孔３６ａを有する略円筒形状の部材であって、挿通孔３６ａにマルチコア光ファイバ１０Ａが挿通された状態でマルチコア光ファイバ１０Ａの結合端面１１ａの近くに固定される。第４の部材３７は、マルチコア光ファイバ１０Ｂを挿通する挿通孔３７ａを有する略円筒形状の部材であって、挿通孔３７ａにマルチコア光ファイバ１０Ｂが挿通された状態でマルチコア光ファイバ１０Ｂの結合端面１１ｂの近くに固定される。
【００４７】
次に、図６（ｂ）に示されるように、マルチコア光ファイバ１０Ａの結合端面１１ａと、マルチコア光ファイバ１０Ｂの結合端面１１ｂとを対向させつつ、突起１５と嵌合孔１６（図１（ｂ）を参照）とを互いに嵌合させることにより、マルチコア光ファイバ１０Ａとマルチコア光ファイバ１０Ｂとを結合する。
【００４８】
続いて、図６（ｃ）に示されるように、第１の部材３４と第２の部材３５とを互いに近づけて螺合することにより、マルチコア光ファイバ１０Ａ，１０Ｂの結合端面１１ａ，１１ｂをホルダ３０Ｂによって覆う。このとき、第３の部材３６及び第４の部材３７は、ホルダ３０Ｂの貫通孔３４ｃ及び３５ｃの内部に収容される。そして、第３の部材３６及び第４の部材３７が、第１の部材３４及び第２の部材３５によって互いに近接する方向に押圧されることにより、マルチコア光ファイバ１０Ａとマルチコア光ファイバ１０Ｂとの接触状態が良好に保持される。また、第３の部材３６及び第４の部材３７によって、第１の部材３４と第２の部材３５とが過度に締め付けられることを防止できる。更に、このような構造によって、マルチコア光ファイバ１０Ａとマルチコア光ファイバ１０Ｂとを容易に着脱（固定及び分離）することができる。
【００４９】
（第４の実施の形態）
図７は、本発明の第４実施形態に係る光結合構造が備える光学部品の構成を示す図である。図７（ａ）は、本実施形態の光学部品４０Ａの構成を示す斜視図である。図７（ｂ）は、本実施形態の光学部品４０Ｂの構成を示す斜視図である。光学部品４０Ａ，４０Ｂは、結合端面４２ａを有する基板４２と、結合端面４２ａに設けられた複数の（本実施形態では７個の）光学素子とを備える。一実施例では、光学部品４０Ａ，４０Ｂは、１個の光学素子４１ａと、光学素子４１ａの周囲に等間隔で配置された６個の光学素子４１ｂとを備える。これら複数の光学素子４１ａ及び４１ｂは、本実施形態における複数の光軸を構成する。
【００５０】
なお、光学素子４１ａ及び４１ｂは、発光素子及び受光素子の何れであってもよい。発光素子としては、例えば面発光型レーザ素子（ＶＣＳＥＬ）が好適である。また、受光素子としては、例えばフォトダイオードが好適である。これらの光学素子４１ａ及び４１ｂは、フリップチップボンディング等によって基板４２上に実装されてもよく、或いは、基板４２の表面上に結晶成長した半導体層や、基板４２の表面にイオン注入により形成された半導体領域によって構成されてもよい。
【００５１】
図７（ａ）に示されるように、光学部品４０Ａの結合端面４２ａでは、複数の光軸の端部（すなわち複数の光学素子４１ａ及び４１ｂ及びその周辺）が突起４３となっており、この突起４３は、結合端面４２ａに対して垂直な光軸方向に突出している。突起４３は、例えば円柱状に形成される。なお、図７（ａ）では、理解の容易のため突起４３の大きさが拡大されて示されている。
【００５２】
一方、図７（ｂ）に示されるように、光学部品４０Ｂの結合端面４２ａでは、複数の光軸の端部（すなわち複数の光学素子４１ａ及び４１ｂ及びその周辺）が窪んで嵌合孔４４となっており、この嵌合孔４４は、結合端面４２ａに対して垂直な光軸方向に凹んでいる。嵌合孔４４は、突起４３の外面の形状と同じ形状に形成され、例えばその平面形状は円形である。なお、図７（ｂ）では、理解の容易のため嵌合孔４４の大きさが拡大されて示されている。
【００５３】
なお、光学部品４０Ａ及び４０Ｂでは、基板４２の裏面と結合端面４２ａとの間を貫通する導電性のビアホールが設けられるとよい。このビアホールによって、基板４２の裏面上に設けられる配線パターンと、結合端面４２ａ上に設けられる光学素子４１ａ，４１ｂとを、嵌合構造を妨げることなく電気的に接続することができる。
【００５４】
図８（ａ）は、図７（ａ）に示された光学部品４０Ａとマルチコア光ファイバ１０Ｂ（第１のマルチコア光ファイバ、図１（ｂ）参照）とが互いに結合された様子を示す断面図であって、マルチコア光ファイバ１０Ｂの中心軸方向（光導波方向）に沿った断面を示している。図８（ａ）に示されるように、光学部品４０Ａの突起４３とマルチコア光ファイバ１０Ｂの嵌合孔１６とが互いに嵌合することで、光学部品４０Ａとマルチコア光ファイバ１０Ｂとが互いに結合され、本実施形態による光結合構造が構成される。このとき、光学部品４０Ａの光学素子４１ａ，４１ｂの光出射面（または光入射面）は、対応するマルチコア光ファイバ１０Ｂのコア１２ａ，１２ｂの端面と対向し（若しくは接触し）、光結合される。
【００５５】
また、図８（ｂ）は、図７（ｂ）に示された光学部品４０Ｂとマルチコア光ファイバ１０Ａ（第１のマルチコア光ファイバ、図１（ａ）参照）とが互いに結合された様子を示す断面図であって、マルチコア光ファイバ１０Ａの中心軸方向（光導波方向）に沿った断面を示している。図８（ｂ）に示されるように、光学部品４０Ｂの嵌合孔４４とマルチコア光ファイバ１０Ａの突起１５とが互いに嵌合することで、光学部品４０Ｂとマルチコア光ファイバ１０Ａとが互いに結合され、本実施形態による光結合構造が構成される。このとき、光学部品４０Ｂの光学素子４１ａ，４１ｂの光出射面（または光入射面）は、対応するマルチコア光ファイバ１０Ａのコア１２ａ，１２ｂの端面と対向し（若しくは接触し）、光結合される。
【００５６】
以上に説明した本実施形態の光結合構造によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、光学部品４０Ａの結合端面４２ａにおける突起４３と、マルチコア光ファイバ１０Ｂの結合端面１１ｂにおける嵌合孔１６とが互いに嵌合することにより、光学部品４０Ａの複数の光学素子４１ａ，４１ｂと、マルチコア光ファイバ１０Ｂの複数のコア１２ａ，１２ｂとを容易に且つ精度良く位置合わせすることができる。また、光学部品４０Ｂの結合端面４２ａにおける嵌合孔４４と、マルチコア光ファイバ１０Ａの結合端面１１ａにおける突起１５とが互いに嵌合することにより、光学部品４０Ｂの複数の光学素子４１ａ，４１ｂと、マルチコア光ファイバ１０Ａの複数のコア１２ａ，１２ｂとを容易に且つ精度良く位置合わせすることができる。したがって、本実施形態の光結合構造によれば、光学部品４０Ａ（または４０Ｂ）と、マルチコア光ファイバ１０Ｂ（または１０Ａ）とを容易に結合させることが可能になる。
【００５７】
なお、上述した光結合構造では、光学部品４０Ａの複数の光軸（光学素子４１ａ，４１ｂ）の全てにおいて突起４３が形成され、また、光学部品４０Ｂの複数の光軸（光学素子４１ａ，４１ｂ）の全てにおいて嵌合孔４４が形成されている。しかしながら、上述した効果を得るためには、全ての光学素子において突起４３や嵌合孔４４となっている必要はなく、少なくとも一つの光軸において突起４３や嵌合孔４４が形成されていればよい。
【００５８】
本発明による光結合構造は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した各実施形態では、光学部品の例として、マルチコア光ファイバや、基板上に複数の光学素子が設けられたものを例示したが、本発明の光学部品はこれらに限られるものではなく、複数の光軸を有しており第１のマルチコア光ファイバと光結合し得るものであればよい。
【００５９】
また、上述した各実施形態では、一つの中心コアと６つの周辺コアとを有するマルチコア光ファイバを例示したが、マルチコア光ファイバのコア配置はこれに限られず、本発明は様々なコア配置のマルチコア光ファイバに適用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１０Ａ，１０Ｂ…マルチコア光ファイバ、１１ａ，１１ｂ…結合端面、１２ａ…中心コア、１２ｂ…周辺コア、１４…クラッド、１５…突起、１６…嵌合孔、３０Ａ，３０Ｂ…ホルダ、３２…貫通孔、３３…接着剤、３４…第１の部材、３５…第２の部材、３６…第３の部材、３７…第４の部材、４０Ａ，４０Ｂ…光学部品、４１ａ，４１ｂ…光学素子、４２…基板、４２ａ…結合端面、４３…突起、４４…嵌合孔。
【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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