(57)【要約】 【課題】  低コストで信頼性の高い光伝送路を実現することを課題とする。【解決手段】  光伝送路は、光導波路挿入穴を有するコネクタ本体、コアおよび前記コアの外周に設けられ前記コアよりも小さい屈折率を有するクラッドを備える光導波路、前記光導波路のコア端面に接する第１の透明部材、前記光導波路挿入穴の穴底面と接する第２の透明部材を有し、前記第２の透明部材と前記光導波路挿入穴の穴底面との接触面積は、前記コアと前記第１の透明部材との接触面積より大きい。【選択図】図３
2013020027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路挿入穴を有するコネクタ本体と、
コアと、前記コアの外周に設けられ、前記コアよりも小さい屈折率を有するクラッドを備える光導波路と、
前記光導波路のコア端面に接する第１の透明部材と、
前記光導波路挿入穴の穴底面と接する第２の透明部材とを有し、
前記第２の透明部材と前記光導波路挿入穴の穴底面との接触面積が、前記コアと前記第１の透明部材との接触面積より大きいことを特徴とする光伝送路。
【請求項２】
前記コア端面から出射された光の光径は、前記第２の透明部材と前記光導波路挿入穴の穴底面との接触面において、コア径よりも広がっていることを特徴とする請求項１に記載の光伝送路。
【請求項３】
前記第２の透明部材と前記光導波路挿入穴の穴底面との接触面と前記コアと前記第１の透明部材との接触面が前記光導波路の光伝送方向の異なる位置にあることを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送路。
【請求項４】
前記光導波路挿入穴の穴底は光透過部材で形成され、前記第２の透明部材端面と前記光導波路挿入穴の穴底面の接触面の裏側にレンズを有し、前記コア端面からの出射光を集光またはコリメートすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光伝送路。
【請求項５】
前記第１透明部材の屈折率が、前記コアの屈折率に略等しいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光伝送路。
【請求項６】
前記第１の透明部材と、前記第２の透明部材が同じ材料であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光伝送路。
【請求項７】
前記コアと前記第１および第２の透明部材が同じ材料であることを特徴とする請求項６に記載の光伝送路。
【請求項８】
コアと、前記コアの外周に設けられ前記コアよりも小さい屈折率を有するクラッドと、前記光導波路のコア端面に接する透明部材を備える光導波路をコネクタの光導波路挿入穴に挿入し、
前記光導波路を前記コネクタの前記光導波路挿入穴の穴低面側に押し込むことを特徴とする光伝送路の製造方法。
【請求項９】
前記光導波路は、
基材上方にクラッド部分の一部を形成するための下部クラッド層を形成し、
前記下部クラッド上にコア部分を形成するための感光性組成物層を形成し、
前記感光性組成物層を露光、現像して光導波路のコア形状に加工し、
前記コア層の露出面を覆うように、前記下部クラッド層及びコア層の上に上部クラッド層を圧着、加熱処理して光導波路を形成し、
前記コアからコアの光伝送方向端部より所定の距離離れた位置で前記光導波路を切断して製造されることを特徴とする請求項８に記載の光伝送路の製造方法。
【請求項１０】
前記光導波路を前記コネクタの光導波路挿入穴に挿入する前に、前記コネクタの光導波路挿入穴に硬化後に透明となる接着剤を注入することを特徴とする請求項８または９に記載の光伝送路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送路と、光伝送路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、サーバー、ハイエンドコンピュータ（ＨＰＣ）等の分野では、マルチＣＰＵ化による性能の向上により、ＣＰＵと外部インターフェースの間を通信するＩ／Ｏ機能の伝送容量が飛躍的に増大している。一方で、従来の電気信号による高速伝送には、クロストークの発生や配線密度の観点から限界がある。そこで、光電変換素子を配置して光信号で高速Ｉ／Ｏを実現する技術（光インターコネクト技術）が検討されている。
【０００３】
サーバーやハイエンドコンピュータで使用される光伝送路の数は膨大であり、用いられる光モジュールの数も多大となる。そのため、光インターコネクト用モジュールは長距離光通信用モジュールと比較して低コストであることが求められる。光インターコネクタでは、一般に発光素子としてＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Semiconductor Emission Laser）アレイ、受光素子としてＰＤ（Photo Diode）アレイを用いた多チャンネルのパラレル光接続技術が採用されているが、多チャンネル光コネクタに対しても、低コスト化の要望は高まっている。また、多チャンネル光コネクタでは、伝送容量の拡大に伴って現在主流の１２ｃｈから２４ｃｈ、さらには４８ｃｈへとチャネル数の拡大が要求されている。
【０００４】
従来の光ファイバ用コネクタとして、ＭＴ（Mechanical Transferable）コネクタが知られている。ＭＴコネクタは、光ファイバをＭＴフェルールに挿入し軸合わせをして光路を直線に維持し、光ファイバの端面を研磨処理することで実現される。しかしながら、研磨の工程では研磨機を使用し、複数の研磨シートの交換を必要とするため、時間とコストが増大する。そのため、研磨不要の多チャンネル光コネクタの開発が切望されている。
【０００５】
無研磨で光ファイバを実装する技術として、光コネクタを透明材料のフェルールで構成し、フェルールに形成された垂直な壁面にカットした光ファイバの端面を押し当てて実装する技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。光ファイバは、ファイバーカッターを用いてカットされる。透明な壁面に押し当てられた光ファイバから出るビームは凹面鏡で光路を９０度曲げられる。
【０００６】
無研磨実装技術の別の例として、フェルールの前面にファイバ光学プレート（ＦＯＰ）を接着固定しておき、光ファイバの接続端を端面が未研磨のままフェルールに挿入し、未研磨の光ファイバ端面をＦＯＰに押し当てて接続する技術が知られている（たとえば、特許文献２参照）。この方法で用いられているＦＯＰは、多数本の光ファイバを束ねて引き伸ばしたものを薄くスライスした光学部品である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２５８５１０号公報
【特許文献２】特許第３３６４６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の無研磨の光ファイバを用いた光コネクタは、いずれもカットしたファイバの端面を壁面に押し当てるという構成である。従来の技術を用いて実際に量産工程で無研磨の光コネクタを製造しようとすると、以下の課題が生じる。
【０００９】
まず、フェルール製造、アセンブリ時に混入する集塵の影響がある。図１（Ａ）に示すように、カットした無研磨の光ファイバ１１３をフェルール１２１に挿入する際に、１００μｍオーダーの集塵（ダスト）１０５が挿入穴１２２に混入する可能性がある。図１（Ｂ）に示すように、光ファイバ１１３がＦＯＰ１３０に押し当てられてコア１１１の端面にダスト１０５が付着した場合、コア１１１を通過する光がダスト１０５で散乱し、損失の要因となる。ダスト１０５は常に混入するわけではないが、完全に除去するのは困難であり、複数のチャネルのうちの一つでもコア１１１にダスト１０５が付着した場合、そのチャネルに光損失が発生し、光コネクタ全体が不良品となる。その結果、製造歩留まりが低下する。この問題は、光コネクタのチャネル数が増えるほど顕著になる。
【００１０】
次に、無研磨コネクタでダストの影響を排除しようとすると、アセンブリ工程をクリーンルーム環境で行なうなどの対策が必要となる。一方、現在主流となっているＭＴコネクタでは、フェルール挿入後に光ファイバ先端を研磨するので、ダストの影響は問題とならず、クリーンルームは不用である。したがて、無研磨コネクタの場合、多大な設備投資を要し、研磨を行うＭＴコネクタ等に比べて費用面で不利になる。無研磨コネクタの場合、研磨コネクタと同じ環境で製造できなければ、低コスト化を実現することは難しい。
【００１１】
そこで、低コストで信頼性の高い光伝送路を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の観点では、光伝送路は、
光導波路挿入穴を有するコネクタ本体と、
コアと、前記コアの外周に設けられ、前記コアよりも小さい屈折率を有するクラッドを備える光導波路と、
前記光導波路のコア端面に接する第１の透明部材と、
前記光導波路挿入穴の穴底面と接する第２の透明部材とを有し、
前記第２の透明部材と前記光導波路挿入穴の穴底面との接触面積は、前記コアと前記第１の透明部材との接触面積より大きい。
【００１３】
第２の観点では、光伝送路の製造方法を提供する。光伝送路の製造方法は、
コアと、前記コアの外周に設けられ前記コアよりも小さい屈折率を有するクラッドと、前記光導波路のコア端面に接する透明部材を備える光導波路をコネクタの光導波路挿入穴に挿入し、
前記光導波路を前記コネクタの前記光導波路挿入穴の穴低面に押し込む。
【発明の効果】
【００１４】
低コストで信頼性の高い光伝送路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】課題を説明するための図である。
【図２】実施例で用いられるコネクタ本体の図である。
【図３】実施例の光伝送路の構成を示す図である。
【図４】光伝送路に用いられる透明部材の変形例を示す図である。
【図５】光導波路と透明部材の作用を説明するための図である。
【図６】透明部材の屈折率とフレネル反射による過剰損失の関係を示すグラフである。
【図７】実施例の光伝送路を有する光コネクタの組立例を示す図である。
【図８】コネクタ本体の変形例１を示す図である。
【図９】変形例１のコネクタ本体を用いたときの光伝送路を示す図である。
【図１０】変形例１のコネクタ本体を用いたときの組立例を示す図である。
【図１１】コネクタ本体の変形例２を示す図である。
【図１２】変形例２のコネクタ本体を用いたときの組立例を示す図である。
【図１３】コネクタ本体の変形例３を示す図である。
【図１４】変形例３のコネクタ本体を用いたときの光伝送路を示す図である。
【図１５】コネクタ本体の変形例４を示す図である。
【図１６Ａ】透明部材を備えた光導波路の製造工程図である。
【図１６Ｂ】透明部材を備えた光導波路の製造工程図である。
【図１６Ｃ】透明部材を備えた光導波路の製造工程図である。
【図１６Ｄ】透明部材を備えた光導波路の製造工程図である。
【図１６Ｅ】透明部材を備えた光導波路の製造工程図である。
【図１７】実施例の光伝送路の効果を示す図である。
【図１８】実施例の光伝送路を適用した光モジュールを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施例では、コア及びコアの外周を覆うクラッドを備える光導波路を、コネクタ本体に挿入して光伝送路を構成する。光導波路の挿入方向の先端には、コア端面を覆う透明部材が設けられている。透明部材は、コア端面を覆う側の第１の透明部材部分と、光導波路がコネクタ本体のコネクタ挿入穴に挿入されたときに穴底面と接触する側の第２の透明部材部分を含む。光導波路のコア端面は、穴底面と第２の透明部材部分との接触面から所定距離だけ挿入方向に後退した位置にある。コア端面と穴底面の間に透明部材を挿入することにより、孔底面の接触面での信号光の光径を、コア端面での光径（コア径）よりも大きくなるようにする。これにより、接触面にダストが混入した場合でも、散乱による光損失への影響を相対的に低減することができる。
【００１７】
図２は、実施例で用いられるコネクタ本体（あるいはコネクタフェルール）２０の概略図である。図２（Ａ）は斜視図、図２（Ｂ）は光の伝送方向に沿った側面図である。コネクタ本体２０は、光導波路（図２では不図示）を保持するゴムブーツ（図７参照）を受け取るゴムブーツ用スリット２６と、ゴムブーツ用スリット２６につながるテーパー部２７と、テーパー部２７から延びる光導波路用スリット（挿入穴）２１を有する。テーパー部２７は、ゴムブーツ用スリット２６から挿入される光導波路を光導波路用スリット２１へと案内しやすい断面形状を有する。光導波路用スリット２１の突き当たりは、スリット底面２２となっている。
【００１８】
コネクタ本体２０のゴムブーツ用スリット２６と反対側の先端部２８には、キャビティ２３が形成されている。キャビティ２３内には、光導波路用スリット２１のスリット底面２２と対向する位置（接触面３１の裏側）に、マイクロレンズ２４が配置されている。コネクタ本体２０に光導波路（図３参照）が実装されて光コネクタを構成する場合、光コネクタは、同じ種類の光コネクタと対向して接続されることが多い。したがって、マイクロレンズ２４は相手側コネクタと接触しないようにキャビティ２３内に配置されている。
【００１９】
コネクタ本体２０の少なくともスリット底面２２からマイクロレンズ２４までの領域を含む先端部分２８のうち光路となる部分は、光透過性の材料で形成される。実施例では、コネクタ本体２０全体を光透過性の材料で射出成型により形成する。光透過性の材料としては、たとえばＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）などの熱可塑性樹脂や、あるいはエポキシ等の熱硬化性樹脂が望ましい。このとき、マイクロレンズ２４は、コネクタ本体２０と同じ光透過性の材料を用いて一体的に形成されてもよい。
【００２０】
コネクタ本体２０の相手側コネクタとの接続面２９には、位置決めピン２５が配置されている。位置決めピン２５は、コネクタ本体２０と一体成型することができる。この例ではコネクタ本体２０に位置決めピン２５が設けられているが、相手側コネクタと嵌合できる構成であればどのようなものであってもよい。たとえば、別の形状の突起であってもよいし、位置決め孔あるいは窪みであってもよい。
【００２１】
図３は、実施例の光伝送路１Ａの構成を示す図である。光伝送路１Ａは、光導波路用スリット２１を有するコネクタ本体２０と、光導波路用スリット２１に収容される光導波路１０と、光導波路１０の挿入方向の先端でコア端面を覆う透明部材１５ａを有する。光導波路１０は、中心軸領域に設けられたコア１１と、コア１１の外周に設けられコア１１よりも小さい屈折率を有するクラッド１２を備える。透明部材１５ａの挿入方向の先端面は光導波路用スリット２１のスリット底面２２に当接して、コネクタ本体２０と接触する。この当接面を接触面３１と称する。
【００２２】
信号光が、光導波路１０の挿入方向と同じ方向で伝搬する場合を考える。この場合、コア１１の挿入方向先端側の端面は光出射面となる。全反射を繰り返しながらコア１１を伝搬した光は、コア１１の端面から透明部材１５ａ中に入射する。透明部材１５ａには光閉じ込め部材が設けられていないので、コア１１の端面を出射した光は光径を広げながら透明部材１５ａを伝搬する。透明部材１５ａの屈折率は、フレネル反射による過剰損失との関係から、できるだけコア１１の屈折率及びマイクロレンズ２４の屈折率に近い方が望ましい。これについては、図５及び図６を参照して後述する。
【００２３】
図３の例では、透明部材１５ａは、光導波路１０のクラッド１２と同じ材料で連続して形成されている。したがって、透明部材１５ａの屈折率はコア１１の屈折率よりもわずかに（たとえば１〜３％程度）小さくなる。
【００２４】
コネクタ本体２０の先端のキャビティ２３内のマイクロレンズ２４は、コア１１を出た光を集光、またはコリメートする。光コネクタの接続相手側の部材が光導波路１０と同じ導波路構成を有する場合は、マイクロレンズ２４はコリメートレンズとして形成される。
【００２５】
図４は、光伝送路１Ａに用いられる透明部材１５の変形例を示す。図４で用いられる透明部材１５ｂは、光導波路１０のクラッド１２と一体形成されるのではなく、別部材で形成され、光導波路１０のコア端面を覆って接合されている。透明部材１５ｂは、好ましくはコア１１とほぼ同じ屈性率を有する材料で形成され、たとえばコア１１と同じ材料で形成される。
【００２６】
ここで、コア１１の端面を「覆って」とは、コア１１の端面を透明部材１５ｂが直接覆う場合だけではなく、コア１１の端面と透明部材１５ｂの間に他の透明部材が介在する場合も含む。たとえば、図３のようなクラッドと一体に形成されてコア端面を覆う第１透明部材１５ａに、図４のような第２透明部材１５ｂを融着接続等により接合する場合も、コア１１の端面を「覆って」配置されるものとする。すなわち、コア１１の端面が、透明部材１５ｂの先端側とコネクタ本体２０との接触面３１と異なる位置にある場合をすべて含む。この場合も、透明部材１５ｂ及び間に介在する他の透明部材の屈折率は、コア１１（及びマイクロレンズ２４）の屈折率と同等、または過剰損失を生じさせない所定の範囲内に設定される。
【００２７】
図５は、光導波路１０と透明部材１５（透明部材１５ａ及び１５ｂを「透明部材１５」と総称する）の作用を説明するための図である。クラッド１２で覆われたコア１１を伝搬した光は、コア１１を出射し、透明部材１５中を伝搬する。透明部材１５が光コネクタ本体２０に当接する接触面３１での光径は、コア径よりも大きくなっている。その結果、たとえ接触面３１のコア端面に対応する領域内にダスト５が混入していたとしても、その散乱の影響は相対的に小さく、全体としての損失を抑制することができる。径が広がった光は上述のようにマイクロレンズ２４で集光またはコリメートされる。光伝送路が受信側の伝送路である場合も同様の効果が得られる。この場合、信号光はコア１１に入射するようにマイクロレンズ２４で集光されるが、接触面３１での光径はコア１１の端面での光径よりも大きいので、仮にダスト５が混入していたとしても、ダスト５による散乱の影響を相対的に小さくした状態でコア１１に光を案内することができる。
【００２８】
図６は、透明部材１５の屈折率とフレネル反射による過剰損失との関係を示すグラフである。フレネル反射は屈折率が不連続となる界面で生じる反射であり、過剰損失の原因となる。フレネル反射を避けるためには、コア１１、透明部材１５、及びマイクロレンズ２４（及びレンズと一体的に形成されるコア本体２０の先端部２８の光透過性の材料）の屈折率の差分は、できるだけ小さい方が望ましい。
【００２９】
図６では、波長８５０ｎｍの光に対するコア１１の屈折率を１．５、マイクロレンズ２４（及びコネクタ本体先端部２８の透明材料）の屈折率を１．５としたときに、透明部材１５の屈折率を変化させて、コア１１−透明部材１５−マイクロレンズ２４（及びこれと一体形成される先端部２８）の間で生じる過剰損失（ｄＢ）を測定したものである。グラフからわかるように、透明部材１５の屈折率は、反射による損失の影響を無視できるように１．２〜１．８５、好ましくは１．３〜１．７５である。より好ましい構成は、透明部材１５の屈折率がコア１１の屈折率と同等に設定される構成である。
【００３０】
たとえば、図４の構成で透明部材１５ｂを、コア１１と同じ材料あるいはコア１１の屈折率とほぼ同じ屈折率を有する材料で形成してコア１１の端面に融着接続した場合は、過剰損失はほとんど生じない。このように、フレネル反射による過剰損失を考慮して、透明部材１５の屈折率を、透明部材１５とコア１１の屈折率の差がコア１１の屈折率の２０％以内となる範囲、より好ましくは１５％以内の範囲、さらに好ましくはコア１１の屈折率とほぼ等しくなるように設定する。
【００３１】
図７は、図３または図４の光伝送路を有する光コネクタ３０の組立例を示す図である。図７（Ａ）に示すように、複数のコア１１と、コア１１の外周を被覆するクラッド１２とを有する光導波路１０の挿入方向（矢印の方向）の先端に、コア１１の端面を覆って透明部材１５が設けられている。透明部材１５及び光導波路１０の先端部に接着剤（不図示）を塗布し、ゴムブーツ１８で光導波路１０を挟んで、光導波路１０の先端側を光導波路用スリット２１内に挿入する。
【００３２】
図７（Ｂ）に示すように、光導波路１０がコネクタ本体２０に完全に挿入されると、透明部材１５が光導波路用スリット２１の底面２２に押し当てられ、コネクタ本体２０との接触面３１を構成する。この状態で、熱または紫外線（ＵＶ）を照射して接着剤を硬化させて、光導波路１０をコネクタ本体２０に固定する。図７の例では、複数のコア１１に対向する位置に、複数のマイクロレンズ２４が配置されている。各コア１１から出射した光は、光径を広げながら透明部材１５を伝搬し、対応するマイクロレンズ２４でコリメートされて、接続相手側（不図示）の導波路へ伝搬される。
【００３３】
図８は、コネクタ本体の変形例１を示す図である。図８（Ａ）は斜視図、図８（Ｂ）は側面図、図８（Ｃ）は上面図である。変形例１のコネクタ本体４０は、光導波路用スリット４１の底面４２近傍に、コネクタ本体４０の外部に接続する空気溝４８を有する。図８の例では、空気溝４８はスリット底面４２において、光導波路用スリット４１と連通してこれと直交する方向に延びている。
【００３４】
空気溝４８は、光導波路用スリット４１の幅Ｗよりも小さい幅にわたって形成されている。空気溝４８の両側の壁部４９は、光導波路１０が挿入されたときに、透明部材１５を含む光導波路１０の先端部が空気溝４８内にめくり上がらないように抑止する。これにより、光導波路用スリット２１に挿入された光導波路１０のコア１１は、キャビティ４３内に配置されている複数のマイクロレンズ２４の配列に対して、正しく位置決めされる。
【００３５】
図９は、図８のコネクタ本体４０を用いた場合の光伝送路１Ｂを示す図である。光伝送路１Ｂは、図３または図４の光伝送路１Ａと同様に、コネクタ本体４０の光導波路用スリット４１に挿入される光導波路１０と、光導波路１０の挿入方向の先端部に設けられた透明部材１５と、透明部材１５がコネクタ本体４０のスリット底面４２と当接する接触面３１とを有する。光導波路１０は、コア１１と、コア１１の外周を被覆するクラッド１２を含み、透明部材１５の屈折率はコア１１の屈折率とほぼ同じか、または屈折率差がコア１１の屈折率の２０％以内となるように設定されている。
【００３６】
透明部材１５及び光導波路１０の先端部は、空気溝４８内に位置する。図８を参照して説明したように、空気溝４８の両側の壁部４９の存在により、透明部材１５を含む光導波路１０の先端は、マイクロレンズ２４に対して正しく位置決めされている。これにより、コア１１を出射した光は、接触面３１での光径がコア１１の出射面での光径よりも大きくなる。光径が広がった光はマイクロレンズ４４に入射し、コリメートされる。
【００３７】
図１０は、図８のコネクタ本体４０を用いたときの組立例を示す図である。図１０（Ａ）において、コネクタ本体４０の光導波路用スリット４１内に、あらかじめ接着剤を流し込んでおく。コネクタ本体４０に外部とつながる空気溝４８が形成されているので、接着剤の流動が良くなる。この構成では、透明部材１５や光導波路１０の側に接着剤を塗布する必要がない。したがって、組立工程が容易になり、工程時間を短縮できる。
【００３８】
図１１は、コネクタ本体の変形例２を示す。図１１（Ａ）は斜視図、図１１（Ｂ）は側面図である。変形例２のコネクタ本体５０は、一部分が取り外し可能に構成されている。コネクタ本体５０は、光導波路１０の挿入側である基部５０Ａと、挿入方向の先端側である先端部５０Ｂとを有し、基部５０Ａと先端部５０Ｂとは、位置決めピン５５によって連結可能に構成されている。基部５０Ａには、光導波路用スリット５１と、光導波路用スリット５１から直交する方向に延びる空気溝５８と、ピン孔５９ａが形成されている。先端部５０Ｂは、基部５０Ａと連結する連結面５２を有し、連結面５２と反対側の面に、キャビティ５３とマイクロレンズ５４の配列が形成されている。また、基部５０Ａのピン孔５９ａと対応する位置にピン孔５９ｂが形成されている。
【００３９】
図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、コネクタ本体５０の組立例を示す図である。位置決めピン５５を、基部５０Ａのピン孔５９ａと先端部５０Ｂのピン孔５９ｂに挿入することによって、一体に連結することができる。連結することによって、先端部５０Ｂの連結面５２は、基部５０Ａの光導波路用スリット５１の開口に当接して、スリット底面５２となる。
【００４０】
コネクタ本体５０を２つのパーツに分離可能とすることによって、先端部５０Ｂを交換可能とすることができる。コネクタ本体５０のうち、先端部５０Ｂは精度の劣化が問題となるマイクロレンズ２４の配列を含む。マイクロレンズ２４のいずれかのレンズ機能が劣化した場合にコネクタ本体５０全部を交換するのではなく、先端部５０Ｂのみを交換することにより、安価かつ容易にコネクタ品質を維持することができる。
【００４１】
また、ＬＳＩチップ間やボード間の接続変更などにより接続相手先のコネクタが変わった場合でも、先端部５０Ｂのみを異なるレンズ設計のものと交換することによって、臨機応変に対処することができる。また、射出成型する際の金型の製造が容易になる。
【００４２】
図１３は、コネクタ本体の変形例３を示す。図１３（Ａ）は斜視図、図１３（Ｂ）は側面図、図１３（Ｃ）は上面図である。変形例３のコネクタ本体６０は、２段に配置された光導波路用スリット６１−１、６１−２（「光導波路用スリット６１」と総称する）を有する。ゴムブーツ用スリット６６から、２つのテーバー部６７−１、６７−２が延び、それぞれに対応して光導波路用スリット６１−１、６１−２が形成されている。空気溝６８は光導波路用スリット６１−１、６１−２の双方と連通して、外気とつながっている。光導波路用スリット６１−１、６１−２の付き当たりはスリット底面６２−１、６２−２である。
【００４３】
コネクタ本体６０のキャビティ６３内には、光導波路用スリット６１−１、６１−２に対応して、マイクロレンズの配列６４−１、６４−２を含むマイクロレンズアレイ６４Ａが設けられている。光導波路用のスリット６１を多段に形成することで、より多くのチャネルで信号を伝達することができる。スリットの段数は２段に限らず、３段、４段等、コネクタ本体６０のサイズ（高さ又は厚さ）に応じて、任意の段数にすることができる。
【００４４】
図１４は、図１３のコネクタ本体６０を用いたときの光伝送路１Ｃを示す図である。光伝送路１Ｃは、複数の光導波路用スリット６１−１、６１−２が形成されたコネクタ本体６０と、光導波路用スリット６１−１、６１−２の各々に挿入された光導波路１０と、光導波路１０のコア１１の端面を覆う透明部材１５を有し、透明部材１５の挿入方向の先端面がスリット底面６２でコネクタ本体６０に当接し、接触面３１となる。コア１１の端面は、コネクタ本体の６０の先端部からみて接触面３１よりも後退した位置にある。
【００４５】
この構成により、組み立て工程で各段の光導波路用スリット６１−１、６１−２にダスト（不図示）が混入した場合でも、透明部材１５を介した光径の拡大により、散乱の影響を無視できる程度に小さく押さえることができる。また、チャネルの数が多くなった場合でも、どのチャネルにおいてもダストの影響を抑制することができるので、散乱抑制効果はチャネル数が多くなるほど大きくなる。
【００４６】
図１５は、コネクタ本体の変形例４を示す。図１５（Ａ）は斜視図、図１５（Ｂ）は側面図である。変形例４のコネクタ本体７０は、階段状の光導波路用スリット７１Ｓを有する。階段状の光導波路用スリット７１Ｓは、導波路アレイ８０を受け取る階段状の挿入開口部７５と、階段状の挿入開口部７５からコネクタ本体７０の先端方向へ延びる複数の光導波路用スリット７１−１、７１−２（「光導波路用スリット７１」と総称する）を含む。光導波路用スリット７１−１、７１−２の長さは、階段状の挿入開口部７５の形状に応じて異なる長さに形成されている。コネクタ本体７０は、光導波路１０の挿入方向先端側にキャビティ７３を有し、キャビティ７３内にマイクロレンズアレイ７４Ａを有する。
【００４７】
光導波路用スリット７１−１、７１−２の各々は、挿入方向に沿った主壁面の一方が平坦であり、他方がテーパー状に形成されている。スリット形状を片側テーパーとすることで、導波路アレイ８０を構成する複数の光導波路１０が挿入しやすくなる。また、ゴムブーツの有無やその形状など、光導波路１０側の構成にかかわりなくコネクタ本体７０を用いることができる。さらに、光導波路用スリット７１内への接着剤の導入が容易になる。
【００４８】
なお、各光導波路１０の挿入側先端に透明部材１５が設けられていること、透明部材１５がスリット底面７２−１、７２−２に押し当てられて接触面を形成すること、接触面に対応する位置にマイクロレンズ７４−１、７４−２が配置されていることは、変形例１〜３と同様である。
【００４９】
図１６Ａ〜図１６Ｅは、一実施例による透明部材付きの光導波路の作製工程図である。まず、図１６Ａに示すように、図示しない基板上に下部クラッド層９１を配置する。下部クラッド層９１は、たとえば高分子材料のラミネートフィルム９１である。高分子材料として、エポキシ、ポリカーボネート、シロキサン樹脂、ポリイミド、アクリル等、適切な材料を選択することができるが、コアの屈折率よりも小さい屈折率を有する材料を選択する必要がある。高分子材料の屈折率は、置換基の導入量を制御することにより制御することができ、この例では、屈折率１．５５のエポキシ樹脂を用いた。下部クラッド層９１の厚さは特に限定されないが、例えば５〜３０μｍ程度であり、この実施例では、２５μｍのものを使用した。
【００５０】
次に、図１６Ｂに示すように、下部クラッド層９１上にコア層９２を形成する。コア層９２は、下部クラッド層９１よりも大きな屈折率を有する光透過層であり、この例では、感光性の高分子材料でコア層９２を形成する。具体的には、下部クラッド層９１上に液状の感光性高分子材料をスピンコート等により塗布する方法や、感光性樹脂フィルムを貼り合わせる方法がある。コア層９２の高分子材料として、たとえばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シロキサン樹脂、ポリイミド樹脂等を用いることができる。この例では、屈折率１．５８のエポキシの熱硬化性樹脂フィルムを所定の圧力条件で真空ラミネートしてコア層９２を形成した。コア層９２の厚さは、特に限定されないが、例えば２０〜５０μｍであり、この実施例では５０μｍとした。
【００５１】
次に、図１６Ｃに示すように、所定の開口パターンのフォトマスクを介してコア層９２を露光し現像プロセスを経ることによって、下部クラッド層９１に所定の間隔で配置されたコア１１を形成する。この例では、コア１１のピッチ（中心間距離）が２５０μｍ、コア１１の断面が５０×５０μｍとなるようにパターニングされる。また、下部クラッド層９１の長軸方向の両端に、コア１１のパターンが形成されていないラミネート領域９４が設けられる。
【００５２】
次に、図１６Ｄに示すように、下部クラッド層９１及びコア１１の全面を覆って上部クラッド層９３を形成して積層体を形成する。上部クラッド層９３は、たとえば、下部クラッド層９１と同じ材料で、スピンコート等で塗布する方法や、樹脂フィルムを張り合わせた後に、光、熱などにより硬化させる方法がある。この例では、上部クラッド層９３の厚さは、例えば２５μｍであり、上部クラッド層９３を圧着により張り合わせた後に、２００℃でベークして硬化させる。
【００５３】
最後に、図１６Ｅに示すように、ダイシングによりラミネート領域９４の適切な個所でカットする。カット位置は、コア層１１の長軸方向の端部から所定の距離だけ離れた位置である。これにより、光導波路１０のコア１１の端面が透明部材１５で覆われた伝送路部材が完成する。この例では、コア１１の端面からカット面までの長軸方向の長さは、例えば１００〜５００μｍである。もっとも、透明部材１５の光軸方向の長さは、隣接するチャネル（コア１１）と干渉することなしに光径を拡大することのできる範囲であれば任意の長さに設定することができる。
【００５４】
このようにして作製した透明部材１５付きの光導波路１０を、透明部材１５が先端となるようにして、コネクタ本体の光導波路用スリットに挿入する。透明部材１５をスリット底面に当接させて接触面とすることで、上述した光伝送路１Ａ、１Ｂ、１Ｃを無研磨で作製することができる。なお、図１６の例では、透明部材１５をクラッド１２と同じ材料で一体的に形成したが、クラッド１２と一体形成しない場合は、図１６Ｄのラミネート構造体をコア１１の端面が露出するようにカットし、カットした端面に別途作製した透明部材１５を融着接続することで透明部材１５付きの光導波路１０を作製することができる。あるいは複数の光ファイバをアレイ状態に配列して接合した光導波路を用意し、光導波路のコア端面に、透明部材１５を融着接続してもよい。透明部材１５を接合する場合、透明部材１５は、コア１１と同等の屈折率を有する材料で形成するのが望ましい。
【００５５】
図１７は、上述した光伝送路の効果を示す図である。図１７（Ａ）は、光導波路１０のコア１１を出射した光の広がりと、レンズ面２４によるコリメートを示す模式図である。透明部材１５は、その端面が光コネクタ本体（あるいはフェルール）に押し当てられて接触面３１を形成する。接触面３１での光径は、コア１１の出射面での光径よりも大きくなっているので、たとえ接触面３１の光径の中にダスト５が付着したとしても、その散乱の影響を小さくすることができる。この模式図は、光伝送路の過剰損失測定のためのモデルであり、波長８５０ｎｍの光に対するコア１１の屈折率を１．５８、コア１１の端面の径もしくは一辺の長さを５０μｍ、透明部材１５の屈折率を１．５８、光進行方向の長さを３００μｍとした。
【００５６】
図１７（Ｂ）は、上述した光伝送路の損失低減効果を示すグラフである。グラフの横軸は、ダストサイズ（ｍｍ）、縦軸はフレネル反射による過剰損失（ｄＢ）である。黒色のひし形でプロットされているのが、図１７（Ａ）のモデルによる実施例の過剰損失である。上記構成の光伝送路に種々のサイズのダストを導入して過剰損失を測定した。比較例として、同じコアサイズで、先端に透明部材１５が設けられていない光導波路を用意し、図１の従来例のようにコア端面が直接スリット底面と接触する構造の光伝送路を作製した。従来構造の光伝送路の過剰損失は、白色の四角形でプロットされている。
【００５７】
グラフから明らかなように、従来構造では、ダストサイズがコア径の１／４を超えると過剰損失の影響が無視できなくなり、ダストサイズがコア径の１／３を超えると過剰損失が急速に増大してチャネルとして使用できなくなる。これに対し、実施例の構成では、コア径の１／３程度のダストが混入した場合でも、過剰損失の影響を安定して抑制することができる。
【００５８】
図１８は、上述した光伝送路を用いた光モジュール２００の一例を表す。図１８（Ａ）は上面図、図１８（Ｂ）は光伝送方向に沿った断面図である。光モジュール２００は、たとえばサーバシステムで、各サーバブレードをバックプレーンへ接続するときに用いられる。光モジュール２００は、接続にボード２０１上に、電気コネクタ２２０、フレキシブル電気回路基板（ＦＰＣ）２０２上に配置された光電変換素子２０４、２０２、光コネクタ２３０、光コネクタ２３０と光電変換素子２０４、２０２とを接続する光導波路２１０を含む。
【００５９】
光導波路２１０は、たとえばポリマー光導波路であり、図３または図４のようにコア端面が透明部材で覆われた光導波路である。光導波路の先端は光コネクタ２３０の図示しない挿入穴の穴底面と接触しており、コア端面は接触面よりもＦＰＣ２０２側に後退している。光コネクタ２３０は、上述したコネクタ本体の構成の任意の構成を採用する。
【００６０】
ＦＰＣ２０２は、少なくとも上面に導体がパターニングされており、受光素子２０６、発光素子２０４の少なくともどちらか１つがフェイスダウン実装されている。受光素子２０６、発光素子２０４のフェイスダウン実装はフリップチップボンダーなどの一般的な電気素子実装方法で実現可能である。また発光素子２０４としてＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ   Ｌａｓｅｒ）アレイ、受光素子２０６としてＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）アレイが利用できる。ＦＰＣ２０２上には、発光素子２０４を駆動するための駆動用ＩＣ２０３、受光素子２０６からの電流を電圧に変換するためのＴＩＡ（ＴｒａｎｓＩｍｐｅｄａｎｃｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２０５などが実装されていてもよい。
【００６１】
ＦＰＣ２０２は、ポリイミド等の薄くて高周波で電気信号の損失の少なく、かつ透明な材料が用いられる。ＦＰＣ２０２の下側には透明材料で構成される図示しないレンズシートが接着層を介して貼り付けられている。レンズシートの下側には受光素子２０６へと入射する光、又は発光素子２０４から出力する光を結合するための光導波路２１０が貼り付けられている。光導波路２１０には、光路を９０度曲げるためのミラー（不図示）が形成されている。
【００６２】
このような光モジュールを用いることで損失の少ない高速伝送路を構成することができる。
【００６３】
以上のように、実施例の構成及び方法によれば、研磨工程やクリーンルーム環境を必要とせずに、低コストで信頼性の高い光伝送路を作製することができる。また、光伝送路を用いた光モジュールは、損失を低減した高速光伝送に適している。
【００６４】
以上の説明に対し、以下の付記を提示する。
（付記１）
光導波路挿入穴を有するコネクタ本体と、
コアと、前記コアの外周に設けられ、前記コアよりも小さい屈折率を有するクラッドを備える光導波路と、
前記光導波路のコア端面に接する第１の透明部材と、
前記光導波路挿入穴の穴底面と接する第２の透明部材とを有し、
前記第２の透明部材と前記光導波路挿入穴の穴底面との接触面積が、前記コアと前記第１の透明部材との接触面積より大きいことを特徴とする光伝送路。
（付記２）
前記コア端面から出射された光の光径は、前記第２の透明部材と前記光導波路挿入穴の穴底面との接触面において、コア径よりも広がっていることを特徴とする付記１に記載の光伝送路。
（付記３）
前記第２の透明部材と前記光導波路挿入穴の穴底面との接触面と前記コアと前記第１の透明部材との接触面が前記光導波路の光伝送方向の異なる位置にあることを特徴とする付記１または２に記載の光伝送路。
（付記４）
前記光導波路挿入穴の穴底は光透過部材で形成され、前記第２の透明部材端面と前記光導波路挿入穴の穴底面の接触面の裏側にレンズを有し、前記コア端面からの出射光を集光またはコリメートすることを特徴とする付記１〜３のいずれか１に記載の光伝送路。
（付記５）
前記第１透明部材の屈折率が、前記コアの屈折率に略等しいことを特徴とする付記１〜４のいずれか１に記載の光伝送路。
（付記６）
前記第１の透明部材と、前記第２の透明部材が同じ材料であることを特徴とする付記１〜５のいずれか１に記載の光伝送路。
（付記７）
前記コアと前記第１および第２の透明部材が同じ材料であることを特徴とする付記６に記載の光伝送路。
（付記８）
前記コネクタ本体は、前記光導波路挿入穴と連通して外気と通じる空気溝を有し、
前記空気溝の前記光導波路挿入穴の幅方向に沿った寸法は、前記光導波路挿入穴の幅よりも小さいことを特徴とする付記１〜７のいずれか１に記載の光伝送路。
（付記９）
前記コネクタ本体は、前記光導波路が挿入される側の基部と、挿入方向先端側の先端部とが分離可能に構成され、前記先端部の背面が、前記光導波路挿入穴の前記穴底面を構成することを特徴とする付記１〜７のいずれか１に記載の光伝送路。
（付記１０）
前記コネクタ本体は、複数の前記光導波路挿入穴を含み、
前記複数の光導波路挿入穴の各々が、前記空気溝に連通することを特徴とする付記８に記載の光伝送路。
（付記１１）
前記コネクタ本体は、複数の前記光導波路を挿入する階段状の挿入開口部と、前記挿入開口部から挿入方向先端側に向かって延びる複数の前記光導波路挿入穴とを有し、
前記各光導波路挿入穴の一方の主壁面は、光導波路挿入方向と平行であり、他方の主壁面はテーパー形状を有することを特徴とする付記１〜７のいずれか１に記載の光伝送路。
（付記１２）
付記１〜１１のいずれか１に記載の光伝送路と、
前記光伝送路に接続される光電変換素子と
を含む光モジュール。
（付記１３）
コアと、前記コアの外周に設けられ前記コアよりも小さい屈折率を有するクラッドと、前記光導波路のコア端面に接する透明部材を備える光導波路をコネクタの光導波路挿入穴に挿入し、
前記光導波路を前記コネクタの前記光導波路挿入穴の穴低面側に押し込むことを特徴とする光伝送路の製造方法。
（付記１４）
前記光導波路は、
基材上方にクラッド部分の一部を形成するための下部クラッド層を形成し、
前記下部クラッド上にコア部分を形成するための感光性組成物層を形成し、
前記感光性組成物層を露光、現像して光導波路のコア形状に加工し、
前記コア層の露出面を覆うように、前記下部クラッド層及びコア層の上に上部クラッド層を圧着、加熱処理して光導波路を形成し、
前記コアからコアの光伝送方向端部より所定の距離離れた位置で前記光導波路を切断して製造されることを特徴とする付記１３に記載の光伝送路の製造方法。
（付記１５）
前記光導波路を前記コネクタの光導波路挿入穴に挿入する前に、前記コネクタの光導波路挿入穴に硬化後に透明となる接着剤を注入することを特徴とする付記１３または１４に記載の光伝送路の製造方法。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
光インターコネクトを含む光伝送の分野に利用可能である。一例として、サーバーやハイエンドコンピュータシステムの高速伝送路に適用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  光伝送路
１０  光導波路
１１  コア
１２  クラッド
１５、１５ａ、１５ｂ  透明部材
２０、４０、５０、６０、７０  コネクタ本体
２１、４１、５１、６１、７１  光導波路用スリット（光導波路挿入穴）
２２、４２、５２、６２−１、６２−２、７２−１、７２−２  スリット底面
２３、４３、５３、６３、７３  キャビティ
２４、３４、４４、５４、６４−１、６４−２、７４−１、７４−２  マイクロレンズ
３０  光コネクタ
３１  接触面
６４Ａ、７４Ａ  マイクロレンズアレイ
８０  導波路アレイ
２００  光モジュール
【図１】
2013020027.tif 000003
【図２】
2013020027.tif 000004
【図３】
2013020027.tif 000005
【図４】
2013020027.tif 000006
【図５】
2013020027.tif 000007
【図６】
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【図７】
2013020027.tif 000009
【図８】
2013020027.tif 000010
【図９】
2013020027.tif 000011
【図１０】
2013020027.tif 000012
【図１１】
2013020027.tif 000013
【図１２】
2013020027.tif 000014
【図１３】
2013020027.tif 000015
【図１４】
2013020027.tif 000016
【図１５】
2013020027.tif 000017
【図１６Ａ】
2013020027.tif 000018
【図１６Ｂ】
2013020027.tif 000019
【図１６Ｃ】
2013020027.tif 000020
【図１６Ｄ】
2013020027.tif 000021
【図１６Ｅ】
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【図１８】
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【図１７】
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