特許 5747384 多層導波路型光入出力端子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5747384

(24)【登録日】2015年5月22日

(45)【発行日】2015年7月15日

(54)【発明の名称】多層導波路型光入出力端子

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/122 20060101AFI20150625BHJP

   G02B 6/26 20060101ALI20150625BHJP

   G02B 6/30 20060101ALI20150625BHJP

   G02B 6/125 20060101ALI20150625BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/122

   G02B6/26

   G02B6/30

   G02B6/125 301

【請求項の数】6

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2011-217371(P2011-217371)

(22)【出願日】2011年9月30日

(65)【公開番号】特開2013-76893(P2013-76893A)

(43)【公開日】2013年4月25日

【審査請求日】2014年2月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】301021533

【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】日立金属株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】899000079

【氏名又は名称】学校法人慶應義塾

(74)【代理人】

【識別番号】100068021

【弁理士】

【氏名又は名称】絹谷 信雄

(72)【発明者】

【氏名】石川 浩

(72)【発明者】

【氏名】挾間 壽文

(72)【発明者】

【氏名】河島 整

(72)【発明者】

【氏名】森 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】上塚 尚登

(72)【発明者】

【氏名】津田 裕之

(72)【発明者】

【氏名】反本 啓介

【審査官】 ▲高▼ 芳徳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０８６２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０７４５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１７８００７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第６０４９６４６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１６８０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０１９３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０２０４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１９４５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−９８１６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ６／１２−６／１４

Ｇ０２Ｂ ６／２６−６／２７，６／３０−６／３４，６／４２−６／４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に積層された、少なくとも３層の導波路層を含む多層導波路から構成され、正三角格子型または正方格子型のコア配列となっている少なくとも３つのコアを有するマルチコアファイバと平面型（同一直線型）のコア配列となっている少なくとも３つのコアを有する光部品とをコア毎を対応させて接続するために用いられる多層導波路型光入出力端子であって、
それぞれの前記導波路層は、一方に第１コア端を有し他方に第２コア端を有する導波路コアと、該導波路コアを囲う導波路クラッドとを有しており、
それぞれの前記導波路層の前記導波路コアの前記第２コア端の前記基板からの高さは、前記第１コア端の前記基板からの高さと等しくなっており、
前記マルチコアファイバと接続される側に位置する前記多層導波路型光入出力端子の第１接続面において、前記第１コア端は、前記基板からの高さがそれぞれ異なる位置であって、かつ、前記マルチコアファイバのコア配列と一致するように配置され、
前記第１接続面において、前記第１コア端のコア配列を線対称に区切る直線をｋ軸としたとき、前記第１コア端の基板法線方向の座標差が、全ての前記導波路層について、一定長又は前記一定長の整数倍となるように、前記第１コア端の基板法線方向が前記ｋ軸に対して傾いて配置され、
前記光部品と接続される側に位置する前記多層導波路型光入出力端子の第２接続面において、前記第２コア端は前記基板からの高さがそれぞれ異なる位置に配置され、かつ、前記第２コア端の中心は一直線上に配置されていることを特徴とする多層導波路型光入出力端子。

【請求項2】

前記第２接続面において、前記第２コア端の基板法線方向の座標差が、全ての前記導波路層について、一定長又は前記一定長の整数倍となっていることを特徴とする請求項１に記載の多層導波路型光入出力端子。

【請求項3】

前記第１接続面と前記第２接続面とが、同一面であることを特徴とする請求項１または２に記載の多層導波路型光入出力端子。

【請求項4】

前記マルチコアファイバと前記多層導波路の前記第１コア端との接続及び／または前記多層導波路の前記第２コア端と前記光部品との接続が、スポットサイズ変換器を介して行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の多層導波路型光入出力端子。

【請求項5】

前記第２コア端が２つ以上の第２接続面に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の多層導波路型光入出力端子。

【請求項6】

前記多層導波路に含まれる１つ以上の前記導波路コアが、２つ以上の接続ポートを有する分岐導波路を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の多層導波路型光入出力端子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般に光学素子に係り、特にマルチコアファイバを平面型光回路や一次元ファイバアレイ等の光部品に接続するための多層導波路型光入出力端子に関するものである。

【背景技術】

【0002】

光ファイバ１本あたりの伝送容量を飛躍的に向上させるための手段として、図１８に示すように、１つのファイバクラッド４０１内に複数芯（図では７芯）のファイバコア４０２を有するマルチコアファイバ４００が提案されている（特許文献１参照）。

【0003】

一方で、平面型光回路は光スイッチ、フィルタ回路、可変減衰器などの光機能素子を基板上に集積したものであり、前述のマルチコアファイバ４００を長距離通信の伝送路として用いる場合は、これら光機能素子との接続が不可欠である。

【0004】

平面型光回路のうち、特に石英材料によって構成されるものは、光通信用途において低損失・低コスト・高信頼性などの利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−１５２１６３号公報

【特許文献2】特開２０１１−１８０１３号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】B. Zhu, T. F. Taunay, M. F. Yan, J. M. Fini, M. Fishteyn, E. M. Monberg, and F. V. Dimarcello, "Seven-core multicore fiber transmissions for passive optical network," Optics Express, Vol. 18, No. 11, pp. 11117, May (2010).

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

図１８に示したように、通常のマルチコアファイバ４００はそのコア密度を上げるため、接続面上に二次元的にファイバコア４０２が分布する。一方で、図１９に示すように、光部品である平面型光回路５００は、その接続面において、基板５０３上に形成された導波路クラッド５０１内に導波路コア５０２が一次元的に分布する。よってこれら接続面同士を直接接続することはできない。

【0008】

図２０に示すように、マルチコアファイバ４００と平面型光回路５００の接続面同士を接続するため、テーパマルチコアファイバ６００を用いてシングルモードファイバアレイ７００にファンアウトする方式も報告されているが（非特許文献１参照）、テーパマルチコアファイバ６００は長尺となるため、ファンアウト用のシングルモードファイバアレイ７００とテーパマルチコアファイバ６００を引き回そうと思うと余分なモジュールスペースを要するという問題があった。

【0009】

特許文献２には、テーパ形状の光ファイバを用い、一方の端部を四角格子状に配置し、他方の端部を一列に配置してなる、マルチコアファイバとテープファイバとを接続するために用いられる配列変換器について記載されている。しかしながら、この配列変換器は、テーパ形状の光ファイバを用いて、２次元配列から１次元配列に変換するものであるため、光ファイバを精度良く位置決め及び固定することが難しく、損失が大きくなってしまう虞がある。また、ある程度の長さの光ファイバを用いなければ、配列変換部を作製することができず、部品が大型化してしまうという問題があった。

【0010】

そこで、本発明の目的は、接続面上に二次元的なファイバコア分布を持つマルチコアファイバと、接続面上に一次元的な導波路コア分布を持つ光部品とを、低損失に接続するための安価且つ小型な多層導波路型光入出力端子を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この目的を達成するために創案された本発明は、基板上に積層された、少なくとも３層の導波路層を含む多層導波路から構成され、正三角格子型または正方格子型のコア配列となっている少なくとも３つのコアを有するマルチコアファイバと平面型（同一直線型）のコア配列となっている少なくとも３つのコアを有する光部品とをコア毎を対応させて接続するために用いられる多層導波路型光入出力端子であって、それぞれの前記導波路層は、一方に第１コア端を有し他方に第２コア端を有する導波路コアと、該導波路コアを囲う導波路クラッドとを有しており、それぞれの前記導波路層の前記導波路コアの前記第２コア端の前記基板からの高さは、前記第１コア端の前記基板からの高さと等しくなっており、前記マルチコアファイバと接続される側に位置する前記多層導波路型光入出力端子の第１接続面において、前記第１コア端は、前記基板からの高さがそれぞれ異なる位置であって、かつ、前記マルチコアファイバのコア配列と一致するように配置され、前記第１接続面において、前記第１コア端のコア配列を線対称に区切る直線をｋ軸としたとき、前記第１コア端の基板法線方向の座標差が、全ての前記導波路層について、一定長又は前記一定長の整数倍となるように、前記第１コア端の基板法線方向が前記ｋ軸に対して傾いて配置され、前記光部品と接続される側に位置する前記多層導波路型光入出力端子の第２接続面において、前記第２コア端は前記基板からの高さがそれぞれ異なる位置に配置され、かつ、前記第２コア端の中心は一直線上に配置されていることを特徴とする多層導波路型光入出力端子である。

【0012】

前記第２接続面において、前記第２コア端の基板法線方向の座標差が、全ての前記導波路層について、一定長又は前記一定長の整数倍となっていると良い。

【0013】

前記第１接続面と前記第２接続面とが、同一面であると良い。

【0014】

前記マルチコアファイバと前記多層導波路の前記第１コア端との接続及び／または前記多層導波路の前記第２コア端と前記光部品との接続が、スポットサイズ変換器を介して行われると良い。

【0015】

前記第２コア端が２つ以上の第２接続面に配置されていると良い。

【0016】

前記多層導波路に含まれる１つ以上の前記導波路コアが、２つ以上の接続ポートを有する分岐導波路を備えていると良い。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、断面上に二次元的なファイバコア分布を持つマルチコアファイバと、断面上に一次元的な導波路コア分布を持つ光部品とを、低損失に接続するための安価且つ小型な多層導波路型光入出力端子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係る多層導波路型光入出力端子を示す斜視図である。

【図2】図１の多層導波路型光入出力端子を用いてマルチコアファイバと平面型光回路とを接続した状態を示す斜視図である。

【図3】図１の多層導波路型光入出力端子における第１接続面を示す拡大図である。

【図4】図１の多層導波路型光入出力端子における第２接続面を示す拡大図である。

【図5】本発明の変形例に係る多層導波路型光入出力端子を示す斜視図である。

【図6】図５の多層導波路型光入出力端子における第２接続面を示す拡大図である。

【図7】本発明の変形例に係る多層導波路型光入出力端子を示す斜視図である。

【図8】本発明の変形例に係る多層導波路型光入出力端子を示す斜視図である。

【図9】本発明の変形例に係る多層導波路型光入出力端子を示す斜視図である。

【図10】本発明の変形例に係る多層導波路型光入出力端子を示す斜視図である。

【図11】本発明の変形例に係る多層導波路型光入出力端子を示す斜視図である。

【図12】第１コア端の配置の一例を示す図である。

【図13】第１コア端の配置の一例を示す図である。

【図14】第１コア端の配置の一例を示す図である。

【図15】第１コア端の配置の一例を示す図である。

【図16】第１コア端の配置の一例を示す図である。

【図17】第１コア端の配置の一例を示す図である。

【図18】マルチコアファイバの接続面を示す図である。

【図19】平面型光回路の接続面を示す図である。

【図20】従来技術に係るマルチコアファイバと平面型光回路の接続方法を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

【0020】

図１は、本発明の好適な実施の形態に係る多層導波路型光入出力端子を示す斜視図である。ここでは、その断面において、各コアの中心が正六角形の頂点上に位置するように配置すると共に、この正六角形の中心に１つのコアの中心を配列してなるマルチコアファイバ４００が接続対象である場合を例に説明する。

【0021】

図１に示すように、本実施の形態に係る多層導波路型光入出力端子１００は、基板２００上に積層された、少なくとも３層（図では第１層から第７層までの７層の導波路層２０１〜２０７を含む）の多層導波路１０１から構成される。

【0022】

各導波路層２０１〜２０７は、１つの導波路コア１０４と、この導波路コア１０４を覆う導波路クラッド１０７とを有している。この導波路コア１０４は、一方に第１コア端１０３を有し、他方に第２コア端１０５を有している。この多層導波路１０１の一端面側に、マルチコアファイバが接続される第１接続面１０２が位置し、他端面側に、平面型光回路５００が接続される第２接続面１０６が位置している。なお、後述するが、第１接続面１０２と第２接続面１０６とが同一面（すなわち、第１コア端１０３と第２コア端１０５とが同一面）であってもよいし、第２接続面は、２面以上あってもよい。

【0023】

多層導波路１０１の第１接続面（例えば、マルチコアファイバから光信号が入力される入力端面）１０２は、三角格子又は正方格子のいずれかの格子点配置をとる第１コア端（例えば、マルチコアファイバから光信号が入力される入力コア端）１０３を少なくとも３つ含む。本実施の形態においては、図３に示すように、マルチコアファイバが接続される側の第１コア端１０３は７個あり、第１コア端１０３の中心が、正六角形の各頂点に１つずつと、この正六角形の中心に１つ位置するように配置されている。中心に位置する第１コア端と、周方向で隣り合う２つの第１コア端とを結ぶことにより形成される三角格子が６個ある。

【0024】

第１コア端１０３によって形成される格子図形（図３では、第１コア端１０３ａ〜１０３ｃ、１０３ｅ〜１０３ｇの各中心点を結んでできる正六角形）の線対称軸が基板法線に対して傾いていること、及び、少なくとも３つの第２コア端（例えば、マルチコアファイバ４００から入力された光信号が出力される出力コア端）１０５（図４では７つ）の各中心が、第２接続面（例えば、光部品である平面型光回路５００に光信号を出力する出力端面）１０６において同一直線上に並んでいることを特徴とする。すなわち、第１コア端１０３及び第２コア端１０５は、基板２００からの高さがそれぞれ異なる位置にある。また、第１コア端１０３ａ〜１０３ｇの各配置は、接続されるマルチコアファイバ４００のコア配列に一致し、第２コア端１０５ａ〜１０５ｇの各配置は、接続される平面型光回路５００のコア配列に一致する。

【0025】

本実施の形態では、図２に示すように、第１端面（マルチコアファイバ接続面）１０２をマルチコアファイバ４００との接続面、第２接続面（光部品接続面）１０６を平面型光回路５００との接続面としてそれぞれ用いる。

【0026】

図３に第１端面１０２の拡大図を示す。ここで、１０３ａ〜１０３ｇは第１コア端、即ち導波路コア１０４のマルチコアファイバ接続側の接続面を示す。また、第１端面１０２内で基板２００に平行な方向をｘ軸、基板２００に垂直な方向をｙ軸と定義する。また、第１コア端１０３の各中心を結んで囲むことによって形成される格子図形（領域。図３の場合は、第１コア端１０３ａ〜１０３ｃ、１０３ｅ〜１０３ｇの各中心点を結んでできる正六角形が格子図形（領域）となる。）の線対称軸のいずれか１つをｋ軸と定義し、図３においては、最下層（導波路層２０７）の第１コア端１０３ａと最上層（導波路層２０１）の第１コア端１０３ｇの各中心を結ぶ直線をｋ軸とする。また、このｋ軸と基板２００の法線（ｙ軸）とがなす角度をθと定義する。

【0027】

第１コア端１０３ａ〜１０３ｇは三角格子点配置をとり、そのコア間距離は接続されるマルチコアファイバ４００のコア間距離Ｄと等しくなるよう設計する。また、ｋ軸をｙ軸に対して傾けて設計することで、第１コア端１０３ａ〜１０３ｇを全て異なる層に存在させる（第１コア端１０３ａ〜１０３ｇ及び第２コア端１０５ａ〜１０５ｇを、基板２００からの高さが全て異なる位置に存在させる）ことが可能となる。

【0028】

多層導波路１０１の各層間の距離ｄ₁〜ｄ₆は、ｋ軸とｙ軸のなす角θで決定される。一般的な石英製のマルチコアファイバ４００のコア間距離Ｄが数十μｍ程度の高密度なものであることを考慮すると、ｄ₁〜ｄ₆＜Ｄ、即ち多層導波路１０１も高密度な多層導波路でなければならないのは明らかである。

【0029】

多層導波路１０１を高密度に製造する方法としては、例えば、工程（１）：基板２００上にコア膜形成、工程（２）：コアパターンエッチング、工程（３）：クラッド形成、工程（４）：クラッド上部平坦化、工程（５）：クラッド上部に再度コア膜形成、工程（６）：工程（２）〜（５）を繰り返す、という公知の技術が適している。

【0030】

この製造方法において、工程（２）〜（５）における装置条件（コア膜及びクラッドの形成条件、コアパターンのエッチング条件、クラッド上部平坦化条件）を等しくするために、ｄ₁〜ｄ₆は等しい値である方が好ましい。例えば、上述のようにｋ軸を設定し、第１コア端１０３が７芯三角格子配置の場合は、図３に示したようにθ〜＝１０．８９３４度とすることで、基板２００の法線方向に対する第１コア端１０３間の距離であるｄ₁〜ｄ₆は等しくなる。ただし、製造工程において層間距離を層別に制御できる場合は、ｄ₁〜ｄ₆は異なってもよいので、これ以外のθの値を用いても良い。

【0031】

なお、一般的なマルチコアファイバ４００や平面型光回路５００は、低損失且つシングルモード伝搬が容易な媒体である石英材料で作られている場合が多い。よって、多層導波路型光入出力端子１００とこれらの接続対象とを低損失に接続するために、多層導波路型光入出力端子１００の多層導波路１０１は石英材料で作製されることが好ましい。

【0032】

マルチコアファイバ４００のコア主軸（ｋ軸に相当する）も第１コア端１０３ａ〜１０３ｇに合わせてθ回転させて接続される。マルチコアファイバ４００から第１コア端１０３ａ〜１０３ｇに入力された光信号は導波路コア１０４を通じて第２接続面１０６まで導波される。

【0033】

図４に第２接続面１０６の拡大図を示す。ここで、１０５ａ〜１０５ｇは第２コア端（出力コア端）、即ち導波路コア１０４の光部品接続側の接続面を示す。導波路コア１０４に曲げ導波路を用いることで、全ての層について第２コア端１０５ａ〜１０５ｇのｘ座標を任意に制御することができるため、これらの各中心を第２接続面１０６上で同一直線上に配置することができ、第２接続面１０６と平面型光回路５００との接続が可能となる。

【0034】

図４に示したように、第２コア端１０５ａ〜１０５ｇの各中心のｘ座標が全て同じ値であった場合（第２コア端１０５ａ〜１０５ｇの各中心が、基板２００の法線に対して平行、かつ、一直線に配置される場合）には、接続時に多層導波路１０１の基板２００と平面型光回路５００の基板５０３のなす角が丁度９０度となるため、光軸調整の際に肉眼で接続向きを確認し易いという効果が生まれる。

【0035】

例えば、Ｄ＝５０μｍの７芯のマルチコアファイバであった場合に、第２接続面１０６でのコア間隔ｄ_outは約９．５μｍとなり、導波路コア１０４同士が非常に近接したものとなる。本実施の形態のように導波路コア１０４同士が近接する場合、隣接層の導波路コア１０４間の光結合を回避するため多層導波路１０１の比屈折率差Δは大きい方が良い。比屈折率差Δの値が異なる導波媒質同士を接続する際には損失が生じるため、本実施の形態では、接続損失を回避する観点から、接続対象とするマルチコアファイバ４００としては高Δ型やホーリーアシスト型など、等価的な比屈折率差Δ＝０．３％よりも大きなものが適している。

【0036】

また、図５、図６に示すように、第２コア端１０５ａ〜１０５ｇのｘ座標が一方向に一定長さで全て異なっていても良い。この場合、第２コア端１０５の各中心を結んでできる直線と基板２００の法線とのなす角φを大きくするほど、第２コア端１０５でのコア間隔ｄ_outが図４に示した場合と比べて広くなる。例えば、Ｄ＝５０μｍの７芯のマルチコアファイバであった場合に、φ＝７２度とすればコア間隔ｄ_outは約３５μｍとなる。

【0037】

これにより、マルチコアファイバ４００のコア密度が高くなった場合に第２コア端１０５近傍での隣接導波路コア１０４間の光結合を回避できるといった効果が生まれる。また、コア間隔ｄ_outを大きくしているので、マルチコアファイバ４００には前述したような高Δ型やホーリーアシスト型のものを用いる必要はない。

【0038】

更に、コア間隔ｄ_outが大きくなったことにより、後述するスポットサイズ変換器の集積が容易となるといった相乗効果も生まれる。

【0039】

マルチコアファイバ４００は、通常、ファイバ内での隣接ファイバコア４０２間の光クロストークを低減するため、高Δで作製されることが多い。また、マルチコアファイバ４００の持つΔの値は、出力側の接続対象である平面型光回路５００の持つ比屈折率差とは異なる値を持つ場合がある。

【0040】

従って、マルチコアファイバ４００と第１コア端１０３との間及び／または第２コア端１０５と平面型光回路５００との間に、スポットサイズ変換器（図示せず）を備えさせて接続することにより、比屈折率差が異なるマルチコアファイバ４００と平面型光回路５００とを低損失で接続することが可能となる。

【0041】

ここでいうスポットサイズ変換器としては、コア幅を導波路端面近傍で局所的に変化させたもの、熱によるコア拡散を利用したものなどが適している。スポットサイズ変換器は多層導波路１０１内に集積されていても良いし、接続する平面型光回路５００側に集積されていても良い。

【0042】

また、多層導波路１０１に含まれる４つの端面のうち、どの平面をマルチコアファイバと接続される第１端面１０２、光部品に接続される第２接続面１０６として選択するかによって、いくつか変形例が考えられる。例えば、図１に示したように第１端面１０２と第２接続面１０６を対向する端面に配置した場合には、接続対象であるマルチコアファイバ４００と平面型光回路５００が離れて置かれるため、接続時の調芯作業が容易になるといった効果がある。

【0043】

図７、図８に示すように、第１端面１０２と第２接続面１０６を、対向する端面とは異なる平面内に選んでも良い。図１、図７、図８に挙げたような第１・第２接続面の選択の自由度により、例えば、平面型光回路５００を含む光モジュールを設計する際、回路基板面に対してマルチコアファイバ４００を取り出したい方向に応じて、適した接続端子形状を選択することができ、ファイバ引き回しのための無駄なスペースを省くことができ、光モジュールの小型化に役に立つ。

【0044】

図９に示すように、第２コア端１０５が２つ以上（図では２つ）の第２接続面１０６、１０６’に配置される場合も考えられる。この場合、接続対象として第２接続面の数と同数（図では２つ）の平面型光回路５００が必要となる。本実施の形態の応用として、例えば、一方の第２接続面１０６を石英製スイッチ回路、他方の第２接続面１０６’を半導体製トランシーバ回路に接続する場合など、異種基板の平面型光回路を１本のマルチコアファイバ４００に接続したい時に特に有益である。

【0045】

図１０に示すように、多層導波路１０１に含まれる１つ以上の導波路コア１０４が、その先に２つ以上（図では２つ）の接続ポートを有する分岐導波路１０８を備えていても良い。分岐導波路１０８の例として、Ｙ分岐スプリッタ、スター型スプリッタ、マルチモード干渉や水平型方向性結合を利用したスプリッタなどが考えられる。

【0046】

また、分岐導波路１０８の複数の接続ポートへの分岐比は均一分岐でも不均一分岐でも良い。前者の場合、例えば、マルチコアファイバ４００から入力された１つのチャネルの信号を複数ユーザに分配するブロードキャストなどの用途に適する。後者の場合、例えば、第１コア端１０３からの入力信号のうちの９０％を第２接続面１０６に接続されたアッテネータ回路や光スイッチ回路に出力し、残りの１０％を第２接続面１０６’に接続された信号モニタに出力すれば、光イコライザやノード装置を小型且つ簡単に実現できる。また、図１１に示すように、分岐導波路１０８の分岐先それぞれ（第１接続面１０２、第１接続面１０２’）にマルチコアファイバを接続し、複数のマルチコアファイバと１つの光部品とを接続するようにしてもよい。

【0047】

ここまで、接続に用いるマルチコアファイバ４００のコア配列が三角格子型且つコア芯数が７芯のものについて説明したが、コア配列が正方格子型となったり、コア芯数が変化したりしても本発明を適用することができる。

【0048】

図１２〜図１７にその例を示す。図１２は、正三角形の各頂点上にコアの中心が配置されてなる３芯マルチファイバ４００ａとの接続例、図１３は、正方形の各頂点上にコアの中心が配置されてなる４芯マルチファイバ４００ｂとの接続例、図１４は、正方形の各頂点上、各辺の中心及び正方形の中心にコアの中心が配置されてなる９芯マルチコアファイバ４００ｃとの接続例、図１５は、正三角形格子を１３個組み合わせてなる六角形において、この正三角形格子の各頂点上にコアの中心が配置されてなる１２芯マルチコアファイバ４００ｄとの接続例、図１６は、正方格子を９個組み合わせてなる正方形において、この正方格子の各頂点上にコアの中心が配置されてなる１６芯マルチコアファイバ４００ｅとの接続例、図１７は、正三角形格子を２４個組み合わせてなる正六角形において、この正三角形格子の各頂点上にコアの中心が配置されてなる１９芯マルチコアファイバ４００ｆとの接続例である。

【0049】

図１２においては、導波路層２０１の第１コア端の中心と、正三角形格子の中心とを結ぶ直線をｋ軸とし、図１３においては、導波路層２０１の第１コア端の中心と導波路層２０２の第１コア端の中心とを結んでできる線分の中心と、導波路層２０３の第１コア端の中心と導波路層２０４の第１コア端の中心と、を結んでできる線分の中心とを結ぶ直線をｋ軸とし、図１４においては、導波路層２０２の第１コア端の中心と、導波路層２０８の第１コア端の中心とを結ぶ直線をｋ軸とし、図１５においては、導波路層２０４の第１コア端の中心と、導波路層２１１の第１コア端の中心とを結ぶ直線をｋ軸とし、図１６においては、導波路層２０１の第１コア端の中心と導波路層２０４の第１コア端の中心とを結んでできる線分の中心と、導波路層２１３の第１コア端の中心と導波路層２１６の第１コア端の中心とを結んでできる線分の中心と、を結んでできる直線をｋ軸とし、図１７においては、導波路層２０１の第１コア端の中心と、導波路層２１９の第１コア端の中心とを結ぶ直線をｋ軸とした。これらのｋ軸に対して、マルチコアファイバのコアの中心を結んで囲むことによって形成される格子図形（領域）は、線対称になっている。また、図１２〜図１７に記載の点線は、基板２００の法線を示す。

【0050】

これらの図から明らかなように、コア配列が三角格子型（図１２、図１５、図１７）、正方格子型（図１３、図１４、図１６）いずれの場合についても、多層導波路１０１の層間距離を等しくするθの値が存在する。図１５、図１７に示すように、ダミー層３０１、３０２（導波路コアを含まず、導波路クラッドと同じ材料で形成された層であって、導波路層２０１と同じ膜厚を有している）を用いることで多層導波路１０１の層間距離を等しくすることが可能となる場合もある。つまり、隣接する導波路層２０１〜２１９にある第１コア端１０３及び第２コア端１０５の各中心の基板法線方向（ｙ軸方向）の座標差が、全ての導波路層２０１〜２１９について、一定長又は一定長の整数倍となっている。例えば、図１５では、第２層２０２と第３層２０３の第１コア端１０３間及び第２コア端１０５間には、他の層の第２コア端１０５間に比べて２倍の座標差がある。

【0051】

ここまで、解り易さのため、図１、図５、図７、図８、図９、図１０、図１１では第１端面１０２、１０２’及び第２接続面１０６、１０６’が基板方向に対して垂直な面として描いたが、実際は接続面でのフレネル反射を回避するため、第１端面１０２、第２接続面１０６、１０６’を基板垂直面に対して斜めに研磨して使用するのが好ましい。

【0052】

ここまで、本発明の用途を平面型光回路５００との接続として述べてきたが、平面型光回路５００と同様の一次元的なコア分布を持つリボンファイバアレイなどの光部品との接続用途にも本発明が適用できることは言うまでもない。

【0053】

以上説明したように、多層導波路１０１を用いることで小型且つ安価に作製可能な多層導波路型光入出力端子１００が実現される。この多層導波路型光入出力端子１００によれば、接続面上に二次元的なファイバコア分布を持つマルチコアファイバ４００と、接続面上に一次元的な導波路コア分布を持つ光部品である平面型光回路５００とを、低損失に接続することができる。

【0054】

また、本発明における多層導波路１０１の基板法線がマルチコアファイバ４００のコア主軸（ｋ軸）に対して傾いて配置された構造を採用することにより、曲げ導波路や直線導波路といったシンプルな回路要素のみを用いて光回路の構成が可能となるため安価であり、従来技術である縦型方向性結合器のように特性が不安定な回路要素を必要とせず、低損失で歩留まりの良い多層導波路型光入出力端子１００が得られる。

【0055】

更に、本発明の多層導波路１０１の作製方法は、平面型導波路の作製技術を応用するものであるため、容易であり、入出力コア端（導波路コア１０４）を所定の位置に精度良く配置することができ、マルチコアファイバ及び平面型光回路と低損失で接続することができる。且つ、入出力コア間の距離（導波路コア１０４の長さ）を小さくすることができるので、多層導波路型光入出力端子１００を小型化ができ、これを用いた光モジュールを小型化することができる。

【0056】

また、本発明の平面型光回路等の光部品との接続部のコア配列によっては、光部品との接続時の光軸調整が容易になったり、光クロストーク回避や低損失接続のためのスポットサイズ変換器の集積が容易になったりするといった相乗効果も生まれる。

【0057】

また、本発明の入出力端面の組み合わせは任意であるため、光モジュールに合わせて最適なファイバ引き出し方向を選択することができ、光モジュール設計の自由度が向上し、光モジュールの小型化が容易となるといった効果が生まれる。

【0058】

また、本発明の第２コア端１０５を２つ以上の端面に配置することで、１個の多層導波路型光入出力端子部品のみを用いて複数の異種基板回路との接続が容易となるといった効果が生まれる。

【0059】

また、本発明における多層導波路１０１内に分岐導波路１０８を備えて信号を分岐することで、信号のブロードキャスト機能や信号モニタ機能などを備えた光モジュールが簡単に構築できるといった効果が生まれる。

【符号の説明】

【0060】

１００ 多層導波路型光入出力端子
１０１ 多層導波路
１０２ 第１接続面（マルチコアファイバ接続面）
１０３ 第１コア端（マルチコアファイバ接続側コア端）
１０４ 導波路コア
１０５ 第２コア端（光部品接続側コア端）
１０６ 第２接続面（光部品接続面）
１０７ 導波路クラッド
１０８ 分岐導波路
２００ 基板
２０１〜２１９ 導波路層
３０１ ダミー層（ダミー導波路）
３０２ ダミー層（ダミー導波路）
４００ マルチコアファイバ
４０１ ファイバクラッド
４０２ ファイバコア
５００ 平面型光回路
５０１ 導波路クラッド
５０２ 導波路コア
５０３ 基板
６００ テーパマルチコアファイバ
７００ シングルモードファイバアレイ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】