特許 6203179 関連付けられているマイクロレンズに結合された、千鳥状の劈開端部を備える複数の光ファイバーを有する光コネクター

(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】6203179

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】関連付けられているマイクロレンズに結合された、千鳥状の劈開端部を備える複数の光ファイバーを有する光コネクター

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/32 20060101AFI20170914BHJP

   G02B 6/40 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/32

   G02B6/40

【請求項の数】6

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2014-531862(P2014-531862)

(86)(22)【出願日】2012年9月12日

(65)【公表番号】特表2014-526719(P2014-526719A)

(43)【公表日】2014年10月6日

(86)【国際出願番号】US2012054781

(87)【国際公開番号】WO2013048730

(87)【国際公開日】20130404

【審査請求日】2015年9月9日

(31)【優先権主張番号】61/539,080

(32)【優先日】2011年9月26日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/539,070

(32)【優先日】2011年9月26日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】505005049

【氏名又は名称】スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100162640

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 康樹

(72)【発明者】

【氏名】バイランダー， ジェームズ アール．

(72)【発明者】

【氏名】ワン， ディン

【審査官】 鈴木 俊光

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１５０１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−３００８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２０７６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５９６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１１１５４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１９１３６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０２０３１４２７（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ６／２６

Ｇ０２Ｂ ６／３２

Ｇ０２Ｂ ６／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の導波路アライメント機構を備える第１の主面、及び、
互いに対して千鳥状の複数のマイクロレンズを備える、反対側の第２の主面、を備える光透過性基板と、
前記第１の主面に隣接して配設された傾斜劈開端面を備える複数の光導波路と、
を備える、光学構造物であって、
前記傾斜劈開端面が互いに対して千鳥状であり、前記複数の光導波路のうちの各光導波路の前記傾斜劈開端面が、異なるマイクロレンズに対応すると共に、前記傾斜劈開端面によって、各光導波路から出射する光が前記基板を透過して前記対応するマイクロレンズへと方向付けられるように配向されており、各光導波路から出射する中心光線が、前記傾斜劈開端面によって前記対応するマイクロレンズの光心へと方向付けられる、光学構造物。

【請求項2】

前記千鳥状のマイクロレンズが離間した第１のマイクロレンズ列及び第２のマイクロレンズ列を形成し、前記千鳥状の傾斜劈開端面が離間した第１の傾斜劈開端面列及び第２の傾斜劈開端面列を形成する、請求項１に記載の光学構造物。

【請求項3】

第１の複数の導波路アライメント機構を備える第１の光透過性基板の第１の主面と、
前記第１の主面に隣接して配設された、互いに対して千鳥状である傾斜劈開端面を備える第１の複数の光導波路と、
前記第１の光透過性基板に対向する第２の光透過性基板の第２の主面であって、前記第１の主面と反対側にあり、第２の複数の導波路アライメント機構を備える第２の主面と、
前記第２の主面に隣接して配設された、互いに対して千鳥状である傾斜劈開端面を備える第２の複数の光導波路と、を備える、光学構造物であって、
前記第１の複数の光導波路の各光導波路が、前記第２の複数の光導波路の異なる光導波路に対応し、前記対応する光導波路の傾斜劈開面が、ある光導波路から出射する光が対応する前記光導波路に入射するように配向される、光学構造物。

【請求項4】

対応する光導波路が、前記対応する光導波路の前記傾斜劈開端面間で光を方向付けるために、１つ以上の対応するマイクロレンズに関連付けられる、請求項３に記載の光学構造物。

【請求項5】

第１の床面を備える第１の主面、
前記第１の床面に形成され、第１の踏面を備える少なくとも第１の段を備える第１の階段、
前記第１の主面の反対側にあり、第２の床面を備える第２の主面、
前記第２の床面に形成され、第２の踏面を備える少なくとも第１の段を備える第２の階段、
前記第２の床面に配設され、マイクロレンズ列を形成する第１の複数の千鳥状のマイクロレンズ、及び、
前記第２の階段の前記第２の踏面に配設され、マイクロレンズ列を形成する第２の複数の千鳥状のマイクロレンズを備える光透過性基板であって、前記基板、前記第１の階段、前記第２の階段、及び前記マイクロレンズが単一構造物を形成する、光透過性基板と、
前記第１の床面に配設された、互いに対して千鳥状である傾斜劈開端面を備える第１の複数の光導波路と、
前記第１の階段の前記第１の踏面に配設された、互いに対して千鳥状である傾斜劈開端面を備える第２の複数の光導波路と、を備える、光学構造物であって、
前記第１及び第２の複数の光導波路のうちの光導波路の傾斜劈開端面のそれぞれが、前記傾斜劈開端面によって、各光導波路から出射する光が前記基板を透過して対応するマイクロレンズへと方向付けられるように、異なるマイクロレンズに対応する、光学構造物。

【請求項6】

前記光導波路の傾斜劈開端面のそれぞれと対応する前記マイクロレンズとの離隔距離が一定である、請求項５に記載の光学構造物。

【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、本明細書と同日付で出願された「ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＰＵＲＰＯＳＥ ＯＰＴＩＣＡＬ ＣＯＮＮＥＣＴＩＮＧ ＥＬＥＭＥＮＴ」（代理人整理番号第６６７１３ＵＳ００２号）に関するものであり、この出願は参照によって本明細書に組み込まれる。

【0002】

（発明の分野）
本発明は、光ファイバーリボンなど光導波路セットの接続に使用される光コネクターに関する。

【背景技術】

【0003】

光ファイバーコネクターは、電気通信網、企業内情報通信網、データセンターリンク、高性能コンピュータの内部リンクなど様々な用途で光ファイバーの接続に使用される。これらのコネクターは、単ファイバー設計と多ファイバー設計とに分類でき、また接触タイプによって分類できる。一般的な接続方法としては、嵌合したファイバーの先端部が研磨されて滑らかに仕上げられ、互いに押し付けられる物理的接触、ファイバーコアに適合する屈折率を有する適合性材料が嵌合したファイバーの先端部間の小間隙を塞ぐ屈折率整合、及び２本のファイバーの先端部間の小空隙を光が通過する空隙コネクターが挙げられる。これらの接続方法のそれぞれを使用する場合、嵌合したファイバーの先端に付着した少量の塵埃が光損失を著しく増加させ得る。

【0004】

別のタイプの光コネクターは、拡大ビームコネクターと呼ばれる。このタイプのコネクターは、光源コネクター内の光ビームがファイバーコアを出射して、光が視準されてコアよりも実質的に大きい直径を有するビームを形成する前に、コネクター内の短距離で発散できる。続いて、受光コネクターにおいて、ビームは、受光ファイバーの先端部で元の直径に焦点が戻される。このタイプのコネクターは、塵埃及び他の形態の汚染物の影響を受けにくい。

【0005】

多くの用途で使用される光ケーブルは、ファイバーリボンを使用する。これらのリボンは、１列に結合された、コーティングされたファイバーセット（典型的には、１列に４、８又は１２本のファイバー）を含む。保護コーティングが施された個々のガラスファイバーは、典型的には、直径２５０マイクロメートルであり、リボンは、典型的には、２５０マイクロメートルのファイバー間ピッチを有する。この２５０マイクロメートルの間隔はまた、様々な設計の光トランシーバー（optical transcievers）で使用されており、アクティブな光装置を同一の２５０マイクロメートル間隔で離隔する。

【0006】

現在使用可能な拡大ビーム多ファイバーコネクターは、典型的には、ビーム径を２５０マイクロメートルに限定して、リボンのピッチと一致させる。ファイバーピッチよりも大きいビーム径を達成するためには、現在のコネクターでは、コネクターにファイバーを装着する前に、ファイバーリボンを単ファイバーに手動で分割する必要がある。

【0007】

一般に、単ファイバー光コネクターは、光ファイバーの端面を揃えて、互いに接触させるための精密円筒フェルールを備える。光ファイバーは、ファイバーの光学コアの中心がフェルール軸にあるように、フェルールの中心穴内で固定される。続いて、ファイバー先端部が研磨されて、ファイバーコアと物理的に接触できるようになる。続いて、２つのこのようなフェルールは、研磨されたファイバー先端部が互いに押し付けられた状態のアライメントスリーブを使用して互いに揃えられて、あるファイバーから別のファイバーへの物理的接触による光接続を達成できる。物理的接触用光コネクターは、広く使用されている。

【0008】

多ファイバーコネクターは、多くの場合、ＭＴフェルールなど多ファイバーフェルールを使用して、光源ファイバーから受光ファイバーへの光結合をもたらす。ＭＴフェルールは、ファイバーが典型的には接合される成形穴列へとファイバーを誘導する。各フェルールは、フェルールを互いに対して揃え、したがって嵌合ファイバーを揃えるようにガイドピンが配設される２つの穴を更に有する。

【0009】

ファイバー同士を接続させるために、様々な他の方法もまた、使用されてきた。例としては、Ｖｏｌｉｔｉｏｎ（商標）光ファイバーケーブルコネクターに見られるシステムなどのＶ溝アライメントシステム、及び精密穴列におけるベアファイバーアライメントが挙げられる。一部の接続概念、例えば、米国特許第４，０７８，８５２号、同第４，４２１，３８３号、及び同第７，０３３，０８４号に記載される概念などは、光ファイバー接続においてレンズ又は反射性表面を使用する。これらの接続概念のそれぞれは、回線コネクター又は直角コネクターなど単一目的の接続システムについて説明している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

ファイバーを分離せずにファイバーリボンを終端処理し、ファイバー間ピッチよりも直径の大きいビームをもたらすこともできる、拡大ビームコネクターを提供することは有益であるだろう。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本開示は概して、光ファイバーリボンケーブルなどでの多数の光ファイバーの接続に有用な、光ファイバーリボンなどの光導波路セット及び光ファイバーコネクターに関する。具体的には、本開示は、光ビームの方向転換機構及び成形機構と共に光導波路アライメント機構を兼ね備える光透過性基材を組み込む、小型で、効率性及び信頼性を備える光導波路コネクターを提供する。

【0012】

一態様では、本開示は、複数の導波路アライメント機構を備える第１の主面、及び、互いに対して千鳥状の複数のマイクロレンズを備える、反対側の第２の主面、を有する光透過性基板と、第１の主面に隣接して配設された、傾斜劈開端面を備える複数の光導波路と、を備える、光学構造物を提供する。傾斜劈開端面は、互いに対して千鳥状であり、複数の光導波路のうちの各光導波路の傾斜劈開端面が、異なるマイクロレンズに対応すると共に、傾斜劈開端面によって、各光導波路から出射する光が、基板を透過して対応するレンズへと方向付けられるように配向されている。別の態様では、本開示はまた、光学構造物を備える光コネクターを提供する。更に別の態様では、本開示はまた、光学構造物を備えるトランシーバーを提供する。

【0013】

別の態様では、本開示は、第１の複数の導波路アライメント機構を有する第１の主面と、第１の主面に隣接して配設された、互いに対して千鳥状である傾斜劈開端面を備える第１の複数の光導波路と、第１の主面の反対側にあり、第２の複数の導波路アライメント機構を備える第２の主面と、第２の主面に隣接して配設された、互いに対して千鳥状である傾斜劈開端面を備える第２の複数の光導波路と、を備える、光学構造物を提供する。第１の複数の光導波路の各光導波路は、第２の複数の光導波路の異なる光導波路に対応し、対応する光導波路の傾斜劈開面は、ある光導波路から出射する光が対応する光導波路に入射するように配向される。別の態様では、本開示はまた、光学構造物を備える光コネクターを提供する。更に別の態様では、本開示はまた、光学構造物を備えるトランシーバーを提供する。

【0014】

更に別の態様では、本開示は、第１の床面を備える第１の主面と、第１の床面に形成され、第１の踏面を備える少なくとも第１の段を備える第１の階段と、第１の主面の反対側にあり、第２の床面を有する第２の主面と、第２の床面に形成され、第１の踏面を有する少なくとも第１の段を備える第２の階段と、を有する光透過性基板を備える、光学構造物を提供する。光透過性基板は、第２の床面に配設され、マイクロレンズ列を形成する第１の複数の千鳥状のマイクロレンズと、第２の階段の第１の踏面に配設され、マイクロレンズ列を形成する第２の複数の千鳥状のマイクロレンズと、を更に備え、基板、第１の階段、第２の階段、及びマイクロレンズは、単一構造物を形成する。光学構造物は、第１の床面に配設された、互いに対して千鳥状である傾斜劈開端面を備える第１の複数の光導波路と、第１の階段の第１の踏面に配設された、互いに対して千鳥状である傾斜劈開端面を備える第２の複数の光導波路と、を更に備え、第１の複数の光導波路及び第２の複数の光導波路のうちの光導波路の傾斜劈開端面のそれぞれは、傾斜劈開端面によって、各光導波路から出射する光が基板を透過して対応するマイクロレンズへと方向付けられるように、異なるマイクロレンズに対応する。別の態様では、本開示はまた、光学構造物を備える光コネクターを提供する。更に別の態様では、本開示はまた、光学構造物を備えるトランシーバーを提供する。

【0015】

上記の概要は、本発明の開示されるそれぞれの実施形態又はすべての実現形態を説明することを目的としたものではない。以下の図面及び詳細な説明により、例示的実施形態をより詳細に例示する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

本明細書の全体を通じ、同様の参照符合が同様の要素を示す添付の図面を参照されたい。

【図1A】光ファイバーコネクターの切欠斜視図を示す。

【図1B】光ファイバーコネクターの切欠斜視図を示す。

【図1C】光ファイバーコネクターの斜視図を示す。

【図2A】光透過性基板の上面概略斜視図を示す。

【図2B】光透過性基板の底面概略斜視図を示す。

【図3A】光透過性基板の上面概略斜視図を示す。

【図3B】光透過性基板の底面概略斜視図を示す。

【図4】光接続部の概略断面図を示す。

【図5A】光ファイバー及びマイクロレンズの配置の概略図を示す。

【図5B】光ファイバー及びマイクロレンズの配置の概略図を示す。

【図5C】光ファイバー及びマイクロレンズの配置の概略図を示す。

【図6】光接続部の概略断面図を示す。

【0017】

図は必ずしも原寸に比例していない。図中、用いられる同様の番号は同様の構成要素を示すものとする。しかしながら、特定の図中のある要素を示す数字の使用は、同じ数字によって示される別の図中のその要素を限定しようとするものではないことは理解されるであろう。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本開示は、光ファイバーリボンケーブル内などでの多数の光ファイバーの接続に有用な、光ファイバーリボンなどの光導波路セット及び光ファイバーコネクターに関する。以降の説明は、光ファイバー及び光ファイバーリボンケーブルの接続を目的とするが、本開示は、例えば、高分子材料又はガラスから製造可能な平面光導波路などの光導波路の接続も同様に目的とすることを理解されたい。

【0019】

現在入手可能な製品では見られない、光ファイバーのユーザーが所望する光ファイバーコネクターの特性が多数存在する。これらの特性としては、低コスト、汚染物に対して丈夫な性能、掃除の容易さ、小型設計、及び単一コネクターで多数の光ファイバーを容易に繰り返し接続できる能力が挙げられる。急速に拡大している大容量接続用途は、１０Ｇｂ／秒のデータ速度が一般的であるデータセンター内の装置ラック間であり、リンク長さは比較的短い（典型的には、数メートル〜１００メートル）。このような用途では、多数の単ファイバーコネクターは、一組にまとめられることが多い。したがって、本明細書では、多ファイバー接続法及び多ファイバー接続のコストを著しく削減できる物品について説明する。

【0020】

単ファイバー装置インターフェイス及び多ファイバー装置インターフェイスの両方において、多くの場合、低プロファイルインターフェイスを維持することが望ましい。これは、回路基板と平行にファイバーをルーティングし、反射性表面を使用して、ビームがチップインターフェースにおいて基板と垂直になるように光を方向転換させることによって達成される場合が多い。小型レンズを使用して、装置とファイバーとの間の結合効率を改善させることもまた、一般的である。リボンファイバーインターフェイスの場合、これらのレンズは、２５０ｕｍの中心間距離を有して、リボン内の間隔と一致する。多くの場合、ＭＴフェルールはまた、ファイバーをレンズに揃えるために使用される、フェルールのアライメントピンを備えるトランシーバーパッケージの一部として含まれる。

【0021】

ある特定の実施形態では、本開示は、傾斜反射性表面及びマイクロレンズアレイを使用して、光ビームの方向転換及び集束、又は視準を行う光透過性基板を備える多ファイバー光コネクター用の汎用接続素子を提供する。方向転換されたビームは、平面的な嵌合面と垂直である素子から出射する。マイクロレンズ素子はポケットに位置していてよく、嵌合面からやや窪んでいてよい。接続素子はまた、機械的機構を備えていて、嵌合する２部分のマイクロレンズアレイを揃えやすくする。ある特定の実施形態では、反射性表面は、所定の角度で光ファイバーの光軸に揃えられてよい、劈開端面であってよい。場合によっては、反射性表面は、金属又は合金など反射材でコーティングされて、光を方向転換してよい。場合によっては、反射性表面は、その代わりに全反射（ＴＩＲ）が容易に光を方向転換できるようにしてもよい。

【0022】

光透過性基板は、光ケーブルを支持し、コネクター素子の連結構成要素を確実に揃えて環境から保護できる、コネクターハウジングに入れられてよい。このようなコネクターハウジングは当該技術分野において周知であり、例えば、アライメント孔、アライメント整合ピンなどが挙げられる。様々な接続構造において、同一の接続素子が使用されてよい。これはまた、基板（board）に装着されたアライメントリングを使用した、光ファイバーのＶＣＳＥＬ、光検出器など光学装置への接続に使用されてよい。本明細書に示される開示は、ファイバー及びコネクター内を一方向に進む光について説明するが、当業者は、光はまた、コネクター内を反対方向に、又は双方向に進み得ることを理解されたい。

【0023】

光透過性基板及びコネクターハウジングの両方に使用された、比較的単純な設計は、ＭＴフェルール成形品などでの微細なコアピンを不要にし、したがって、成形部品、鋳造部品、又は機械加工部品のコスト及び複雑性を低減する。更に、本明細書に記載の汎用接続素子は、様々な用途に使用され得る。したがって、開発コスト及び製造コストの両方をより多くの数量に分散させることができ、部品当たりのコストを削減する。更に、集束マイクロレンズ又視準マイクロレンズからの拡大光ビームを使用すると、汚れ又は他の不純物による伝送損失に対する耐性を改善することもできる。

【0024】

ある特定の実施形態では、本明細書で定義される特有のインターフェイスは、高性能コンピュータ、サーバー、又はルーター内の内部リンクを構成するために使用できる。光バックプレーンと嵌合する際の更なる用途もまた、想定され得る。接続素子の顕著な機構の一部としては、概ね平面的な嵌合面と、嵌合面内の凹状領域（ポケット）と、を有する成形（又は鋳造、又は機械加工）構成要素、ポケットの床部に位置し、２つの素子が接触しているその嵌合面と嵌合すると、マイクロレンズ機構間に小空隙が存在するように、これらのマイクロレンズ機構の頂点がポケット容積内にある、凸状マイクロレンズ機構、嵌合面と平行から概ね約１５度以内に光ファイバー軸を揃えるのに有用な光ファイバーアライメント機構、及び各ファイバーからの光ビームが嵌合面と垂直になるようにこれらを方向転換するための反射性表面が挙げられる。各光ビームは、マイクロレンズ機構の１つに中心を置き、機械的アライメント機構は、嵌合面が接触しており、そのマイクロレンズが揃えられるように２つの接続素子を揃えやすくする。

【0025】

ある特定の実施形態では、マイクロレンズ機構はファイバーからの光ビームを視準してよい。光ビームは概して視準時に拡大し、したがって、塵埃など異物による汚染の影響が少ない接続になるため、視準光は概して、ファイバー間接続に有用であり得る。ある特定の実施形態では、マイクロレンズ機構は、その代わりに、嵌合面にビームの「腰部」を作り出すようにビームを集束させてよい。概して、集束ビームは、ファイバーと、センサー又は回路基板に配設された他のアクティブな装置など回路との接続に有用であり得る。これは、光ビームをより狭い領域に集中させて、感度を向上させることが可能なためである。視準光ビームは、塵埃及び他の汚染物に対してより強く、また、より広いアライメント許容範囲をもたらすため、場合によっては、特に光ファイバー間接続について、光ビームの視準が好ましい場合がある。

【0026】

ある特定の実施形態では、光ファイバーは、光透過性基板の成形Ｖ溝機構内などにある導波路アライメント機構を使用して、嵌合面と平行であるＶ溝と揃えられてよいが、揃えるためにＶ溝が必ずしも必要というわけではない。本明細書に記載されるように、任意の平行Ｖ溝が含まれているが、光ファイバーの整列及び固定に使用される他の技法もまた容認されることを理解されたい。更に、例えば、光導波路が平面光導波路である場合など、Ｖ溝付きアライメントは場合によって好適ではなく、他の技法が好ましいこともあり得る。場合によっては、光導波路及び／又は光ファイバーの整列は、その代わりに、当業者に既知の、任意の好適な導波路アライメント機構を使用する光学的整列法のいずれかを使用して達成され得る。

【0027】

様々な機械的機構セットを使用して、一対の接続素子を揃えてよい。ある機構セットは、ＭＴフェルールに使用された整列法と同様に、アライメントピンが配置される、一対の正確に位置付けられた孔を備える。ある特定の実施形態では、孔の直径及び位置がＭＴコネクターの直径及び位置に類似していれば、本明細書に記載の接続素子の１つは、（適切なマイクロレンズセットを使用して）ＭＴフェルールと嵌合できる。

【0028】

光ファイバーからの光の光ファイバーへの結合、半導体光源からの光の光ファイバーへの結合、及び光ファイバーからの関連結合光の光検出器チップへの結合は、多種多様の方法で実行されてきた。所望の低損失及び低コストを達成することは、困難であった。これは、特にファイバーが業界標準のリボンにまとめられている場合に困難であった。これらのリボンには、外径約２５０ｕｍの多数（典型的には、８本又は１２本）のコーティングされたファイバーが含まれている。続いて、これらのファイバーは、一対の高分子薄膜の間に積層されてフラットリボンになる。別のリボン製造法は、個別のコーティングされたファイバーが、高分子マトリックス材料を含む押出ダイを通過するように誘導される、押出プロセスを使用する方法である。

【0029】

本開示は、複数の長さで劈開された個々のファイバーを含むファイバーリボンを提供して光装置間隔の増加を可能にし、電気的干渉を低減し、また、より大きい直径を有するレンズの使用を可能にして光結合の効率性を向上させることによって、トランシーバーインターフェイスなど、以前の多ファイバーインターフェイスを改善する。ある特定の実施形態では、個々のファイバーは、複数の長さで劈開することができ、千鳥状の劈開端部をもたらす。千鳥状は、各列に同じ長さで劈開されたファイバーを含む、ファイバー端部の複数の列を含んでよく、隣接する列は、異なる長さで劈開された隣接するファイバーを含む。

【0030】

本開示は部分的に、外部リンク及び内部リンクの両方に使用される通信ネットワーク及びコンピュータネットワークで使用される光学トランシーバーインターフェイスに関する。トランシーバーは、マザーボード、ドーターボード、ブレードに配置されてよいか、アクティブな光ケーブルの端部に組み込まれてよい。

【0031】

これまでになくデータ速度が増しているため、電磁干渉の問題を生じさせずに、より高出力の半導体レーザーの近くに精度の高い光検出器をパッケージ化することはますます困難になっている。更に、ビットレートが増すと、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）のビーム発散度が増す。これらの問題のために、装置間隔及びレンズ径を増すことが望ましくなっている。

【0032】

場合によっては、フレネルロスを最小化するために、装置とファイバーコアとの間に単一の空隙のみを有することが望ましいことがある。これを達成するために、本開示は、屈折率整合接着剤を使用して、その底面に沿って光透過性基板に接着固定され得るファイバーを提供する。

【0033】

このファイバーの構成及び開口数を前提とすると、５００ｕｍレンズのおかげで、成形が困難であろう、極めて微細な部分を有さないレンズブロックを製造できる。本明細書に示される、２列以外の劈開パターンもまた可能であり、更に大きいレンズ径及び装置間隔が実現するであろう。

【0034】

図１Ａは、本開示の一態様による光ファイバーコネクター１００の切欠斜視図を示している。光ファイバーコネクター１００は、任意のカバー支持部１１５と、任意のカバー支持部１１５にぴったり収まって、光ファイバーコネクター１００の光学構成要素を周囲から保護する任意のカバー（図示せず）と、アライメント機構１５０と、を有するコネクターハウジング１１０を備える。光リボンケーブル１３０からの個々の光ファイバー１３２を受容するための、任意の複数の平行Ｖ溝１２６を有する光透過性基板１２０は、コネクターハウジング１１０内に固定される。個々の光ファイバー１３２のそれぞれは、千鳥状に配設されて、少なくとも第１の光ファイバー列１３５ａ及び第２の光ファイバー列１３５ｂを形成する劈開端部１３６を含む。任意の所望の数の光ファイバー列が、他の箇所に記載するように互いに対して千鳥状であってよいことを理解されたい。運用に際しては、個々の光ファイバー１３２のそれぞれに関連付けられている劈開端部１３６のそれぞれは、光を方向転換して光透過性基板１２０を透過させ、下面１２２に配設されたマイクロレンズ１２８から出射させる。マイクロレンズ１２８は、レンズ面がコネクターハウジング１１０の底部に没入しているように空洞部１４０に配設されてよい。劈開端部１３６は、他の箇所に記載するように、ファイバーの軸と斜角を形成する、レーザーで劈開された光ファイバーであってよい。場合によっては、劈開光ファイバーは、金属又は合金など反射体でコーティングされてよい。場合によっては、劈開光ファイバーは、その代わりに全反射（ＴＩＲ）によって光を方向転換してよい。

【0035】

光透過性基板１２０は、例えば、ポリイミドなどの高分子を含む、任意の好適な透過性及び寸法安定性を備える材料で製造されてよい。ある特定の実施形態では、光透過性基板１２０は、寸法安定性を備える透過性ポリイミド材料、例えば、ＳＡＢＩＣ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓ（Ｐｉｔｔｓｆｉｅｌｄ，ＭＡ）から入手可能なＵｌｔｅｍ １０１０ポリエーテルイミドなどで製造されてよい。場合によっては、個々の光ファイバー１３２は、任意の平行Ｖ溝１２６に接着固定されてよい。ある特定の実施形態では、屈折率整合ゲル又は接着剤が光透過性基板１２０と個々の光ファイバー１３２との間に挿入されてよい。この領域におけるすべての空隙を除去することにより、フレネル損失は著しく低減され得る。

【0036】

図１Ｂは、回路基板１７０に取り付けられた光ファイバーコネクター１０１の切欠斜視図を示している。図１Ｂでは、図１Ａに示されるハウジング構成要素が取り外されており、光リボンケーブル１３０、個々の光ファイバー１３２、劈開端部１３６、及び光透過性基板１２０の任意のＶ溝の関係がより明確に示されている。他の箇所に記載するように、光ファイバー１３２の劈開端部１３６の第１の列１３５ａ及び第２の列１３５ｂのそれぞれは、マイクロレンズ（図示せず）の第１の列及び第２の列に関連付けられている。マイクロレンズ（したがって、劈開端部１３６）は、アライメント機構１５０及びアライメントリング１６０によって、回路基板１７０に位置付けられた任意の所望の光装置（図示されていないが、光透過性基板１２０の下に位置する）と揃えられてよい。

【0037】

図１Ｃは、第２の光ファイバーコネクター１００’に接続された図１Ａの光ファイバーコネクター１００の斜視図を示している。第２の光ファイバーコネクター１００’は、光ファイバーコネクター１００と同一であってよく、他の箇所に記載するように、光接続部１０２を形成する。任意のカバー１１７は、任意のカバー支持部１１５（図１Ａに示す）に配設されて、光ファイバーコネクター１００の光学構成要素を周囲から保護する。アライメント機構１５０は、光リボンケーブル１３０及び第２の光リボンケーブル１３０’からの光が、最低限の損失で効率的な結合が確実に行われるように機能する。

【0038】

図２Ａは、本開示の一態様による、光透過性基板２２０の上面概略斜視図を示している。光透過性基板２２０は、任意の複数の平行Ｖ溝２２６を有する第１の表面２２４と、反対側の第２の表面２２２と、を備える。複数の入力光ファイバー（第１の入力光ファイバー２３２ａ及び第２の入力光ファイバー２３２ｂとして２本が示される）は、任意の平行Ｖ溝２２６に沿って位置付けられ、他の箇所に記載するように、任意の平行Ｖ溝２２６に固着されてもよい。入力光ファイバー２３２ａ、２３２ｂのそれぞれは、入力光ファイバー２３２ａ、２３２ｂの軸に対して斜角に劈開されており、入射した光が光透過性基板２２０へと方向転換されるように、第１の劈開端部列２３５ａ内で第１の劈開端部２３６ａ及び第２の劈開端部２３６ｂを形成する。場合によっては、光は、入力光ファイバー２３２ａ、２３２ｂの軸と垂直の角度で方向転換されてよい。

【0039】

図２Ｂは、図２Ａの光透過性基板２２０の底面概略斜視図を示している。光透過性基板２２０は、第１の表面２２４と、マイクロレンズポケット２４０内に配設された、複数のマイクロレンズ２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄを有する、反対側の第２の表面２２２と、を備える。複数のマイクロレンズ２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄのそれぞれは、上記の第１の劈開端部列２３５ａの劈開端部２３６ａ、２３６ｂと揃えられ、対応の光ファイバー２３２ａ、２３２ｂからの方向転換された光を受光するように配設される。各マイクロレンズは、マイクロレンズ径Ｄ１を有し、マイクロレンズポケット２４０内に中心間隔Ｌ１で配設される。中心間隔Ｌ１は、典型的には、隣接する光ファイバーの間隔以下であり、他の箇所に記載するように、コネクターで使用可能な最大マイクロレンズ径Ｄ１に制限をもたらす。マイクロレンズポケット２４０の深さは、反対側の第２の表面２２２の位置よりも下に各マイクロレンズを保持するように機能する。光透過性基板２２０は、任意の所望の数の任意の平行Ｖ溝２２６、劈開端部２３６ａ〜２３６ｂ、劈開端部列２３５ａ、マイクロレンズ２２８ａ〜２２８ｄ、及び入力光ファイバー２３２ａ、２３２ｂを備え得ることを理解されたい。

【0040】

図３Ａは、本開示の一態様による、光透過性基板３２０の上面概略斜視図を示している。光透過性基板３２０は、複数の光方向転換機構３３５ａ、３３５ｂ、３３５ｃ、３３５ｄと揃えられている、任意の複数の平行Ｖ溝３２６を有する第１の表面３２４と、反対側の第２の表面３２２と、を備える。複数の入力光ファイバー（第１の入力光ファイバー３３２ａ及び第２の入力光ファイバー３３２ｂとして２本が示される）は、任意の平行Ｖ溝３２６に沿って位置付けられ、他の箇所に記載するように、任意の平行Ｖ溝３２６に固着されてよい。入力光ファイバー３３２ａ、３３２ｂのそれぞれは、入力光ファイバー３３２ａ、３３２ｂの軸に対して斜角に劈開されており、入射した光が光透過性基板３２０へと方向転換されるように、第１の劈開端部列３３５ａ内で第１の劈開端部３３６ａ及び第２の劈開端部列３３５ｂ内で第２の劈開端部３３６ｂを形成する。場合によっては、光は、入力光ファイバー３３２ａ、３３２ｂの軸と垂直の角度で方向転換されてよい。

【0041】

図３Ｂは、図３Ａの光透過性基板３２０の底面概略斜視図を示している。光透過性基板３２０は、第１の表面３２４と、マイクロレンズポケット３４０内に配設された、複数の千鳥状のマイクロレンズ３２８ａ、３２８ｂ、３２８ｃ、３２８ｄを有する、反対側の第２の表面３２２と、を備える。複数の千鳥状のマイクロレンズ３２８ａ、３２８ｂ、３２８ｃ、３２８ｄのそれぞれは、上記のように、第１の列３３５ａの劈開端部３３６ａ及び第２の列３３５ｂの劈開端部３３６ｂと揃えられており、対応の光ファイバー３３２ａ、３３２ｂからの光を受光するように配設される。千鳥状のマイクロレンズ３２８ａ、３２８ｂ、３２８ｃ、３２８ｄのそれぞれは、千鳥状のマイクロレンズ径Ｄ２を有し、光ファイバーの離隔距離に対応する中心間隔Ｌ１でマイクロレンズポケット３４０内に配設され、隣接するマイクロレンズ３２８ａ〜３２８ｄの中心間隔Ｌ１は、図２Ｂを参照して説明した中心間隔Ｌ１と同一であってよい。しかしながら、千鳥状のマイクロレンズ３２８ａ、３２８ｂ、３２８ｃ、３２８ｄのそれぞれは、マイクロレンズの離隔距離に対応する千鳥状の間隔Ｌ２を有し、千鳥状の間隔Ｌ２は、中心間隔Ｌ１よりも大きい。結果的に、図３Ｂに示される千鳥状の間隔Ｌ２のコネクター内で使用可能な最大マイクロレンズ径Ｄ２は、他の箇所に記載するように、マイクロレンズ間隔Ｌ１で使用可能な最大マイクロレンズ径Ｄ１と比較して大きい。

【0042】

劈開端部３３６ａ、３３６ｂを千鳥状にした結果、複数の千鳥状のマイクロレンズ３２８ａ、３２８ｂ、３２８ｃ、３２８ｄは、マイクロレンズ径Ｄ１を千鳥状のマイクロレンズ径Ｄ２に増加させることができる。より大きい千鳥状のマイクロレンズ径Ｄ２が好ましい。マイクロレンズポケット３４０の深さは、反対側の第２の表面３２２の位置よりも下に各マイクロレンズを保持するように機能する。光透過性基板３２０は、任意の所望の数の任意の平行Ｖ溝３２６と、劈開端部３３６ａ〜３３６ｂと、劈開端部列３３５ａ、３３５ｂと、マイクロレンズ３２８ａ〜３２８ｄと、任意の所望の列数のマイクロレンズ３２８ａ〜３２８ｄと、各列内の任意の所望の数のマイクロレンズ３２８ａ〜３２８ｄと、入力光ファイバー３３２ａ、３３２ｂと、を備えてよいことを理解されたい。

【0043】

図２Ａ〜図２Ｂに示されている実施形態とは対照的に、図３Ｂに示されているマイクロレンズの位置は、単列として定義されていない。この場合、各列に２個のマイクロレンズが含まれる、２列のマイクロレンズが示されている。２５０マイクロメートルのファイバー間隔を有する光ファイバーリボンで使用される場合、マイクロレンズ径を５００マイクロメートルに近づけることができる。図３Ａ〜図３Ｂに示される千鳥状のファイバー／マイクロレンズの実施形態で使用可能な直径５００マイクロメートルの視準マイクロレンズを使用すると、図２Ａ〜図２Ｂに示される実施形態で使用可能な直径２５０マイクロメートルのマイクロレンズで必要なアライメント許容範囲よりも緩やかなアライメント許容範囲が可能になり、従来のＭＴフェルールを使用する物理接触コネクターに必要なアライメント許容範囲よりも著しく緩やかなアライメント許容範囲が可能になる。本明細書に記載のいかなる光コネクターも、千鳥状の劈開端部と、図３Ａ〜図３Ｂを参照して説明した、対応する千鳥状のマイクロレンズと、を含んでよく、可能な限り千鳥構成を備えることが好ましい場合があることを理解されたい。概して、上記の千鳥状のマイクロレンズ設計は、リボン化されたファイバー群に使用可能な拡大ビーム光ファイバーコネクターを実現可能にし、マイクロレンズを出射する光ビーム径は、リボン内でのファイバー間の離隔距離（つまり、ピッチ）よりも大きく、接続を達成するために、ファイバーを分離する必要はない。

【0044】

図４は、本開示の一態様による、第２の光コネクター４００’に接続された第１の光コネクター４００を備える光接続部４０１の概略断面図を示している。図４の断面図は、コネクターを通じて通信する一対の光ファイバーの光軸（つまり、中心部）の付近である。ある特定の実施形態では、第２の光コネクター４００’は、第１の光コネクター４００と同一であってよく、図１Ｂに示される光接続部１０１に類似の光接続部４０１を形成する。

【0045】

第１の光コネクター４００は、第１のコネクターハウジング４１０と、第１のコネクターハウジング４１０内に固定された第１の光透過性基板４２０と、を備える。第１の光透過性基板４２０は、第１の上面４２４と、反対側の第１の下面４２２と、を備える。第１の光ファイバー４３２は、第１の光透過性基板４２０と第１のコネクターハウジング４１０との間の第１の上面４２４にある、任意の第１の平行Ｖ溝４２６内に固定される。第１のコネクターハウジング４１０は、任意の第１のカバー支持部４１５と、第１の光コネクター４００内の構成要素を保護するように機能できる任意の第１のカバー４１７と、を更に備える。

【0046】

第１の光ファイバー４３２は、第１の光ファイバー４３２の第１の劈開端部４３６を含む第１の光方向転換機構４３５を備える。第１の光ファイバー４３２は、第１の光透過性基板４２０に直接成形され得る、任意の第１の平行Ｖ溝４２６に配置されることにより所定の位置に保持され、揃えられてよい。第１の光ファイバー４３２は、第１の間隙４３４が除去されるように、第１の上面４２４と直接接触してよい。場合によっては、接着剤を使用して、第１の光ファイバー４３２を任意の第１の平行Ｖ溝４２６に固着させてよく、第１の間隙４３４が存在する場合、屈折率整合接着剤又はゲルでこの間隙を塞いでよい。

【0047】

第１の光透過性基板４２０は、第１の劈開端部４３６を遮り、そこから反射される、第１の光ファイバー４３２内を進む中心光線４９０が、第１のマイクロレンズ４２８の光心へと方向付けられるように位置付けられる、第１の下面４２２に配設された第１のマイクロレンズ４２８を更に備える。図４に示されるある特定の実施形態では、第１の劈開端部４３６は、中心光線４９０が約４５度に等しい反射角θｒで第１の劈開端部４３６を遮るように配設されてよい。場合によっては、第１の劈開端部４３６は、ＴＩＲ面であってよい。場合によっては、第１の劈開端部４３６は、その代わりに鏡面仕上げの反射性表面であってよい。

【0048】

同様の方法で、第２の光コネクター４００’は、第２のコネクターハウジング４１０’と、第２のコネクターハウジング４１０’内に固定された第２の光透過性基板４２０’と、を備える。第２の光透過性基板４２０’は、第２の上面４２４’と、反対側の第２の下面４２２’と、を備える。第２の光ファイバー４３２’は、第２の光透過性基板４２０’と第２のコネクターハウジング４１０’との間の第２の上面４２４’にある、任意の第２の平行Ｖ溝４２６’内に固定される。第２のコネクターハウジング４１０’は、任意の第２のカバー支持部４１５’と、第２の光コネクター４００’内の構成要素を保護するように機能できる任意の第２のカバー４１７’と、を更に備える。

【0049】

第２の光ファイバー４３２’は、第２の光ファイバー４３２’の第２の劈開端部４３６’を含む第２の光方向転換機構４３５’を備える。第２の光ファイバー４３２’は、第２の光透過性基板４２０’に直接成形され得る、任意の第２の平行Ｖ溝４２６’に配置されることにより所定の位置に保持され、揃えられてよい。第２の光ファイバー４３２’は、第２の間隙４３４’が除去されるように、第２の上面４２４’と直接接触してよい。場合によっては、接着剤を使用して、第２の光ファイバー４３２’を任意の第２の平行Ｖ溝４２６’に固着させてよく、第２の間隙４３４’が存在する場合、屈折率整合接着剤又はゲルでこの間隙を塞いでよい。

【0050】

第２の光透過性基板４２０’は、第２の劈開端部４３６’を遮り、そこから反射される、第２の光ファイバー４３２’内を進む中心光線４９０が、第２のマイクロレンズ４２８’の光心へと方向付けられるように位置付けられる、第２の下面４２２’に配設された第２のマイクロレンズ４２８’を更に備える。図４に示されるある特定の実施形態では、第２の劈開端部４３６’は、中心光線４９０が約４５度に等しい反射角θｒで第２の劈開端部４３６’を遮るように配設されてよい。場合によっては、第２の劈開端部４３６’は、ＴＩＲ面であってよい。場合によっては、第２の劈開端部４３６’は、その代わりに鏡面仕上げの反射性表面であってよい。

【0051】

第１のコネクターハウジング４１０内の第１のアライメント機構４５０及び第２のコネクターハウジング４１０’内の第２のアライメント機構４５０’は、第１の光ファイバー４３２及び第２の光ファイバー４３２’からの光が、最小限の損失で、確実に効率的に結合されるように機能する。第１のアライメント機構４５０及び第２のアライメント機構４５０’は、第１の光コネクター４００及び第２の光コネクター４００’を確実に揃えるために任意の好適な機構を備えてよく、図４に示される機構は、あくまでも例示を目的としたものである。

【0052】

第１の光ファイバー離隔距離Ｓ１は、第１の光ファイバー４３２の光軸と第１のマイクロレンズ４２８との間で測定することができる。第２の光ファイバー離隔距離Ｓ１’は、第２の光ファイバー４２３’の光軸と第２のマイクロレンズ４２８’との間で測定することができる。マイクロレンズ離隔距離Ｓ２は、第１のマイクロレンズ４２８の表面と第２のマイクロレンズ４２８’の表面との間で測定することができる。場合によっては、第１の光ファイバー離隔距離Ｓ１及び第２の光ファイバー離隔距離Ｓ１’のそれぞれは同一であってよく、約１ｍｍ〜約２ｍｍの範囲、又は約１．５ｍｍであってよい。マイクロレンズ離隔距離Ｓ２は、約０．１ｍｍ〜約１ｍｍの範囲、又は約０．５ｍｍであってよい。

【0053】

第１の光ファイバー４３２内を進む光ビーム４９０は、第１の光ファイバー４３２の光軸と垂直の方向に第１の劈開端部４３６から反射される。続いて、光ビーム４９０は、他の箇所に記載するように、視準マイクロレンズ又は集束マイクロレンズであってよい第１のマイクロレンズ４２８を透過する。続いて、光ビーム４９０は、第２のマイクロレンズ４２８’を透過して第２の光透過性基板４２０’に入射し、第２の劈開端部４３６’から反射され、第２の光ファイバー４３２’の光軸と平行な方向で第２の光ファイバー４３２’に入射する。

【0054】

図５Ａ〜図５Ｃは、本開示の一態様による、光ファイバー及びマイクロレンズの位置の概略図を示している。図５Ａでは、リボンケーブル５３０の各光ファイバー５３２は、約１２５マイクロメートルに等しい、コーティングされていないファイバー径ｆ１と、約１２５マイクロメートルに等しいファイバー間隔ｄ１と、を有する。ある特定の実施形態では、図示される２列のマイクロレンズ５２８の場合、光ファイバー５３２の千鳥状の劈開端部５３６は、約４３３マイクロメートルに等しいファイバー長差Ｌ１で離隔されてよく、マイクロレンズ５２８の最大径Ｄ１は約５００マイクロメートルであってよい。

【0055】

図５Ｂでは、リボンケーブル５３０’の各光ファイバー５３２は、約１２５マイクロメートルに等しい、コーティングされていないファイバー径ｆ１と、約１２５マイクロメートルに等しいファイバー間隔ｄ１と、を有する。ある特定の実施形態では、図に示される３列のマイクロレンズ５２８の場合、光ファイバー５３２の千鳥状の劈開端部５３６は、約７０７マイクロメートルに等しいファイバー長差Ｌ２で離隔されてよく、マイクロレンズ５２８の最大径Ｄ２は約７５０マイクロメートルであってよい。

【0056】

図５Ｃでは、リボンケーブル５３０”の各光ファイバー５３２は、約１２５マイクロメートルに等しい、コーティングされていないファイバー径ｆ１と、約１２５マイクロメートルに等しいファイバー間隔ｄ１と、を有する。ある特定の実施形態では、図に示される４列のマイクロレンズ５２８の場合、光ファイバー５３２の千鳥状の劈開端部５３６は、約９６８マイクロメートルに等しいファイバー長差Ｌ３で離隔されてよく、マイクロレンズ５２８の最大径Ｄ３は約１０００マイクロメートルであってよい。

【0057】

図６は、本開示の一態様による、第２の光コネクター６００’に接続された第１の光コネクター６００を備える光接続部６０１の概略断面図を示している。図６の断面図は、コネクターを通じて通信する二対の光ファイバーの光軸（つまり、中心部）の付近である。ある特定の実施形態では、第２の光コネクター６００’は、第１の光コネクター６００と同一であってよく、図１Ｂに示される光接続部１０１に類似の光接続部６０１を形成する。場合によっては、第２の光コネクター６００’は、代わりに、第１の光コネクター６００の鏡像であってよい。

【0058】

第１の光コネクター６００は、第１のコネクターハウジング６１０と、第１のコネクターハウジング６１０内に固定された第１の光透過性基板６２０と、を備える。第１の光透過性基板６２０は、第１の床面６２４と、第１の段６２５と、第１の踏面６２７と、を含む、階段を備える。第１の光透過性基板６２０は、第１の床面６２４と反対側の第２の床面６２２と、第１の踏面６２７と反対側の第２の踏面６２１と、を更に含む。第１の光ファイバー６３２は、第１の光透過性基板６２０と第１のコネクターハウジング６１０との間の第１の床面６２４にある、任意の第１の平行Ｖ溝６２６内に固定される。第２の光ファイバー６３１は、第１の踏面６２７にある、任意の第２の平行Ｖ溝６２９内に固定され、第１のコネクターハウジング６１０内でも固定される。第１のコネクターハウジング６１０は、任意の第１のカバー支持部６１５と、第１の光コネクター６００内の構成要素を保護するように機能できる任意の第１のカバー６１７と、を更に備える。

【0059】

第１の光ファイバー６３２は、第１の光ファイバー６３２の第１の劈開端部６３６を含む第１の光方向転換機構６３５を備える。第１の光ファイバー６３２は、第１の光透過性基板６２０に直接成形され得る、任意の第１の平行Ｖ溝６２６に配置されることにより所定の位置に保持され、揃えられてよい。第１の光ファイバー６３２は、第１の間隙６３４が除去されるように、第１の床面６２４と直接接触してよい。場合によっては、接着剤を使用して、第１の光ファイバー６３２を任意の第１の平行Ｖ溝６２６に固着させてよく、第１の間隙６３４が存在する場合、屈折率整合接着剤又はゲルでこの間隙を塞いでよい。

【0060】

第２の光ファイバー６３１は、第２の光ファイバー６３１の第２の劈開端部６３８を含む第２の光方向転換機構６３７を備える。第２の光ファイバー６３１は、第１の光透過性基板６２０に直接成形され得る、任意の第２の平行Ｖ溝６２９に配置されることにより所定の位置に保持され、揃えられてよい。第２の光ファイバー６３１は、第２の間隙６３９が除去されるように、第１の踏面６２７と直接接触してよい。場合によっては、接着剤を使用して、第２の光ファイバー６３１を任意の第２の平行Ｖ溝６２９に固着させてよく、第２の間隙６３９が存在する場合、屈折率整合接着剤又はゲルでこの間隙を塞いでよい。

【0061】

第１の光透過性基板６２０は、第１の劈開端部６３６を遮り、そこから反射される、第１の光ファイバー６３２内を進む光線が、第１のマイクロレンズ６２８の光心へと方向付けられるように位置付けられる、第２の床面６２２に配設された第１のマイクロレンズ６２８を更に備える。第１の光透過性基板６２０は、第２の劈開端部６３８を遮り、そこから反射される、第２の光ファイバー６３１内を進む光線が、第２のマイクロレンズ６２３の光心へと方向付けられるように位置付けられる、第２の踏面６２１に配設された第２のマイクロレンズ６２３を更に備える。

【0062】

同様の方法で、第２の光コネクター６００’は、第２のコネクターハウジング６１０’と、第２のコネクターハウジング６１０’内に固定された第２の光透過性基板６２０’と、を備える。第２の光透過性基板６２０’は、第３の床面６２４’と、第２の段６２５’と、第３の踏面６２７’と、を含む階段を備える。第２の光透過性基板６２０’は、第３の床面６２４’と反対側の第４の床面６２２’と、第３の踏面６２７’と反対側の第４の踏面６２１’と、を更に含む。第３の光ファイバー６３２’は、第２の光透過性基板６２０’と第２のコネクターハウジング６１０’との間の第３の床面６２４’にある、任意の第３の平行Ｖ溝６２６’内に固定される。第４の光ファイバー６３１’は、第３の踏面６２７’にある、任意の第４の平行Ｖ溝６２９’内に固定され、第２のコネクターハウジング６１０’内でも固定される。第２のコネクターハウジング６１０’は、任意の第２のカバー支持部６１５’と、第２の光コネクター６００’内の構成要素を保護するように機能できる任意の第２のカバー６１７’と、を更に備える。

【0063】

第３の光ファイバー６３２’は、第３の光ファイバー６３２’の第３の劈開端部６３６’を含む第３の光方向転換機構６３５’を備える。第３の光ファイバー６３２’は、第２の光透過性基板６２０’に直接成形され得る、任意の第３の平行Ｖ溝６２６’に配置されることにより所定の位置に保持され、揃えられてよい。第３の光ファイバー６３２’は、第３の間隙６３４’が除去されるように、第３の床面６２４’と直接接触してよい。場合によっては、接着剤を使用して、第３の光ファイバー６３２’を任意の第３の平行Ｖ溝６２６’に固着させてよく、第３の間隙６３４’が存在する場合、屈折率整合接着剤又はゲルでこの間隙を塞いでよい。

【0064】

第４の光ファイバー６３１’は、第４の光ファイバー６３１’の第４の劈開端部６３８’を含む第４の光方向転換機構６３７’を備える。第４の光ファイバー６３１’は、第２の光透過性基板６２０’に直接成形され得る、任意の第４の平行Ｖ溝６２９’に配置されることにより所定の位置に保持され、揃えられてよい。第４の光ファイバー６３１’は、第４の間隙６３９’が除去されるように、第３の踏面６２７’と直接接触してよい。場合によっては、接着剤を使用して、第４の光ファイバー６３１’を任意の第４の平行Ｖ溝６２９’に固着させてよく、第４の間隙６３９’が存在する場合、屈折率整合接着剤又はゲルでこの間隙を塞いでよい。

【0065】

第２の光透過性基板６２０’は、第３の劈開端部６３６’を遮り、そこから反射される、第３の光ファイバー６３２’内を進む光線が、第３のマイクロレンズ６２８’の光心へと方向付けられるように位置付けられる、第４の床面６２２’に配設された第３のマイクロレンズ６２８’を更に備える。第２の光透過性基板６２０’は、第４の劈開端部６３８’を遮り、そこから反射される、第４の光ファイバー６３１’内を進む光線が、第４のマイクロレンズ６２３’の光心へと方向付けられるように位置付けられる、第４の踏面６２１’に配設された第４のマイクロレンズ６２３’を更に備える。

【0066】

第１のコネクターハウジング６１０内の第１のアライメント機構６５０及び第２のコネクターハウジング６１０’内の第２のアライメント機構６５０’は、第１の光ファイバー６３２及び第４の光ファイバー４３１’からの光が、最小限の損失で、確実に効率的に結合され、また、第２の光ファイバー６３１及び第３の光ファイバー６３２’からの光が、最小限の損失で、確実に効率的に結合されるように機能する。第１のアライメント機構６５０及び第２のアライメント機構６５０’は、第１の光コネクター６００及び第２の光コネクター６００’を確実に揃えるために任意の好適な機構を備えてよく、図６に示される機構は、あくまでも例示を目的としたものである。

【0067】

第１の光ファイバー離隔距離Ｓ１は、第１の光ファイバー６３２の光軸と第１のマイクロレンズ６２８との間で測定することができる。第２の光ファイバー離隔距離Ｓ１’は、第４の光ファイバー６３１’の光軸と第４のマイクロレンズ６２３’との間で測定することができる。第１のマイクロレンズ離隔距離Ｓ２は、第１のマイクロレンズ６２８の表面と第４のマイクロレンズ６２３’の表面との間で測定することができる。同様に、第３の光ファイバー離隔距離Ｓ３は、第２の光ファイバー６３１の光軸と第２のマイクロレンズ６２３との間で測定することができる。第４の光ファイバー離隔距離Ｓ３’は、第３の光ファイバー６３２’の光軸と第３のマイクロレンズ６２８’との間で測定することができる。第２のマイクロレンズ離隔距離Ｓ４は、第２のマイクロレンズ６２３の表面と第３のマイクロレンズ６２８’の表面との間で測定することができる。

【0068】

場合によっては、第１〜第４の光ファイバー離隔距離Ｓ１、Ｓ１’、Ｓ３、Ｓ３’のそれぞれは同一であってよく、約１ｍｍ〜約２ｍｍの範囲、又は約１．５ｍｍであってよい。場合によっては、第１のマイクロレンズ離隔距離Ｓ２及び第２のマイクロレンズ離隔距離Ｓ４のそれぞれは同一であってよく、約０．１ｍｍ〜約１ｍｍの範囲、又は約０．５ｍｍであってよい。ある特定の実施形態では、第１〜第４の光ファイバーパス長Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ１’が第２〜第３の光ファイバーパス長Ｓ３＋Ｓ４＋Ｓ３’と等しくなるように、コネクターを通る接続パス長のそれぞれは同一であってよい。

【0069】

第１の光ファイバー６３２内を進む光ビーム６９０は、第１の光ファイバー６３２の光軸と垂直の方向に第１の劈開端部６３６から反射される。続いて、第１の光ビーム６９０は、他の箇所に記載するように、視準マイクロレンズか集束マイクロレンズであってよい第１のマイクロレンズ６２８を透過する。続いて、第１の光ビーム６９０は、第４のマイクロレンズ６２３’を透過して第２の光透過性基板６２０’に入射し、第４の劈開端部６３８’から反射され、第４の光ファイバー６３１’の光軸と平行な方向で第４の光ファイバー６３１’に入射する。

【0070】

同様の方法で、第２の光ファイバー６３１内を進む第２の光ビーム６９１は、第２の光ファイバー６３１の光軸と垂直の方向に第２の劈開端部６３８から反射される。続いて、第２の光ビーム６９１は、他の箇所に記載するように、視準マイクロレンズか集束マイクロレンズであってよい第２のマイクロレンズ６２３を透過する。続いて、第２の光ビーム６９１は、第３のマイクロレンズ６２８’を透過して第２の光透過性基板６２０’に入射し、第３の劈開端部６３６’から反射され、第３の光ファイバー６３２’の光軸と平行な方向で第３の光ファイバー６３２’に入射する。

【0071】

ある特定の実施形態では、反射（すなわち、フレネル）損失を更に低減するために、光透過性基板部分、光ファイバー部分、又は光透過性基板及び光ファイバーの両方に反射防止（ＡＲ）コーティングが塗布されてよい。場合によっては、ＡＲコーティングは、光ファイバーと光透過性基板との間にある間隙（例えば、第１〜第４の間隙６３４、６３９、６３４’、６３９’）のそれぞれに隣接する領域に塗布されてよい。場合によっては、ＡＲコーティングは、マイクロレンズの表面にも塗布されてよい。ある特定の実施形態では、屈折率整合ゲル又は屈折率整合接着剤は、反射損失を低減するためにも、光透過性基板と光ファイバーとの間にある間隙を囲む領域に配設されてよい。

【0072】

以下に、本開示の実施形態を列記する。
アイテム１は、複数の導波路アライメント機構を備える第１の主面、及び互いに対して千鳥状の複数のマイクロレンズを備える、反対側の第２の主面、を備える光透過性基板と、第１の主面に隣接して配設された傾斜劈開端面を備える複数の光導波路と、を備える、光学構造物であって、傾斜劈開端面は互いに対して千鳥状であり、複数の光導波路のうちの光導波路の傾斜劈開端面のそれぞれが、異なるマイクロレンズに対応すると共に、傾斜劈開端面によって、各光導波路から出射する光が基板を透過して対応するマイクロレンズへと方向付けられるように配向されている、光学構造物である。

【0073】

アイテム２は、導波路アライメント機構が平行溝を備える、アイテム１の光学構造物である。

【0074】

アイテム３は、光導波路が光ファイバーを備える、アイテム１又はアイテム２の光学構造物である。

【0075】

アイテム４は、千鳥状のマイクロレンズが離間した第１のマイクロレンズ列及び第２のマイクロレンズ列を形成し、千鳥状の傾斜劈開端面が離間した第１の傾斜劈開端面列及び第２の傾斜劈開端面列を形成する、アイテム１〜アイテム３の光学構造物である。

【0076】

アイテム５は、傾斜劈開端面のそれぞれが、全反射（ＴＩＲ）表面を備える、アイテム１〜アイテム４の光学構造物である。

【0077】

アイテム６は、傾斜劈開端面のそれぞれが、反射性材料のコーティングを備える、アイテム１〜アイテム５の光学構造物である。

【0078】

アイテム７は、反射性材料のコーティングが、金属又は合金を含む、アイテム６の光学構造物である。

【0079】

アイテム８は、マイクロレンズのそれぞれが、隣接する光導波路間の離隔距離よりも大きい直径を有する、アイテム１〜アイテム７の光学構造物である。

【0080】

アイテム９は、マイクロレンズのそれぞれに設けられた反射防止コーティングを更に備える、アイテム１〜アイテム８の光学構造物である。

【0081】

アイテム１０は、第１の複数の導波路アライメント機構を備える第１の主面と、第１の主面に隣接して配設された、互いに対して千鳥状である傾斜劈開端面を備える第１の複数の光導波路と、第１の主面の反対側にあり、第２の複数の導波路アライメント機構を備える第２の主面と、第２の主面に隣接して配設された、互いに対して千鳥状である傾斜劈開端面を備える第２の複数の光導波路と、を備える、光学構造物であって、第１の複数の光導波路の各光導波路が、第２の複数の光導波路の異なる光導波路に対応し、対応する光導波路の傾斜劈開面が、ある光導波路から出射する光が対応する光導波路に入射するように配向される、光学構造物である。

【0082】

アイテム１１は、導波路アライメント機構が、平行溝を備える、アイテム１０の光学構造物である。

【0083】

アイテム１２は、光導波路が光ファイバーを備える、アイテム１０又はアイテム１１の光学構造物である。

【0084】

アイテム１３は、対応する光導波路が、対応する光導波路の傾斜劈開端面間で光を方向付けるために、１つ以上の対応するマイクロレンズに関連付けられる、アイテム１０〜アイテム１２の光学構造物である。

【0085】

アイテム１４は、第１及び第２の複数の光導波路のそれぞれの千鳥状の傾斜劈開端面が、離間した第１及び第２の傾斜劈開端面列を形成する、アイテム１０〜アイテム１３の光学構造物である。

【0086】

アイテム１５は、傾斜劈開端面のそれぞれが、全反射（ＴＩＲ）表面を備える、アイテム１０〜アイテム１４の光学構造物である。

【0087】

アイテム１６は、傾斜劈開端面のそれぞれが、反射性材料のコーティングを備える、アイテム１０〜アイテム１５の光学構造物である。

【0088】

アイテム１７は、反射性材料のコーティングが、金属又は合金を含む、アイテム１６の光学構造物である。

【0089】

アイテム１８は、マイクロレンズのそれぞれが、隣接する光導波路間の離隔距離よりも大きいマイクロレンズ径を有する、アイテム１０〜アイテム１７の光学構造物である。

【0090】

アイテム１９は、マイクロレンズのそれぞれに設けられた反射防止コーティングを更に備える、アイテム１０〜アイテム１８の光学構造物である。

【0091】

アイテム２０は、第１の床面を備える第１の主面、第１の床面に形成され、第１の踏面を備える少なくとも第１の段を備える第１の階段、第１の主面の反対側にあり、第２の床面を備える第２の主面、第２の床面に形成され、第１の踏面を備える少なくとも第１の段を備える第２の階段、第２の床面に配設され、マイクロレンズ列を形成する第１の複数の千鳥状のマイクロレンズ、及び、第２の階段の第１の踏面に配設され、マイクロレンズ列を形成する第２の複数の千鳥状のマイクロレンズを備える光透過性基板であって、基板、第１の階段、第２の階段、及びマイクロレンズが単一構造物を形成する、光透過性基板と、第１の床面に配設された、互いに対して千鳥状である傾斜劈開端面を備える第１の複数の光導波路と、第１の階段の第１の踏面に配設された、互いに対して千鳥状である傾斜劈開端面を備える第２の複数の光導波路と、を備える、光学構造物であって、第１及び第２の複数の光導波路のうちの光導波路の傾斜劈開端面のそれぞれが、傾斜劈開端面によって、各光導波路から出射する光が基板を透過して対応するマイクロレンズへと方向付けられるように、異なるマイクロレンズに対応する、光学構造物である。

【0092】

アイテム２１は、導波路アライメント機構が、平行溝を備える、アイテム２０の光学構造物である。

【0093】

アイテム２２は、光導波路が、光ファイバーを備える、アイテム２０又はアイテム２１の光学構造物である。

【0094】

アイテム２３は、光導波路の傾斜劈開端面のそれぞれと対応するマイクロレンズとの離隔距離が一定である、アイテム２０〜アイテム２２の光学構造物である。

【0095】

アイテム２４は、傾斜劈開端面のそれぞれが、全反射（ＴＩＲ）表面を備える、アイテム２０〜アイテム２３の光学構造物である。

【0096】

アイテム２５は、傾斜劈開端面のそれぞれが、反射性材料のコーティングを備える、アイテム２０〜アイテム２４の光学構造物である。

【0097】

アイテム２６は、反射性材料のコーティングが、金属又は合金を含む、アイテム２５の光学構造物である。

【0098】

アイテム２７は、マイクロレンズに設けられた反射防止コーティングを更に備える、アイテム２０〜アイテム２６の光学構造物である。

【0099】

アイテム２８は、アイテム１〜アイテム２７の光学構造物を備える、光コネクターである。

【0100】

アイテム２９は、アイテム１〜アイテム２８の光学構造物を備える、トランシーバーである。

【0101】

指示がない限り、本明細書及び請求項で使用される特性となる大きさ、量、及び物理特性を示す全ての数字は、「約」と言う用語によって修飾されることを理解されたい。それ故に、別の指示がない限りは、本明細書及び添付の請求項に説明される数字のパラメータは近似値であり、本明細書に開示された教示を使用して当業者が獲得しようとする所望の特性に応じて変化し得る。

【0102】

本明細書に引用したすべての参照文献及び刊行物は、本開示と直接矛盾し得る場合を除いて、それらの全容を参考として本開示に明確に援用するものである。以上、本明細書において特定の実施形態について図示及び説明してきたが、当業者であれば、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な代替的及び／又は同等の実施形態を、図示及び説明した特定の実施形態に置き換えることが可能である点は認識されるであろう。本出願は、本明細書において考察した特定の実施形態のあらゆる適合形態又は変形形態を網羅するものである。したがって、本開示は「特許請求の範囲」及びその均等物によってのみ限定されるものとする。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】