特開 2023-165969 集積型ＧＲＩＮレンズ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023165969

(43)【公開日】2023-11-17

(54)【発明の名称】集積型ＧＲＩＮレンズ

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/32 20060101AFI20231110BHJP

【ＦＩ】

G02B6/32

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023169228

(22)【出願日】2023-09-29

(62)【分割の表示】P 2021134262の分割

【原出願日】2021-08-19

(71)【出願人】

【識別番号】304056637

【氏名又は名称】株式会社中原光電子研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100119677

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 賢治

(74)【代理人】

【識別番号】100160495

【弁理士】

【氏名又は名称】畑 雅明

(74)【代理人】

【識別番号】100173716

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 真理

(74)【代理人】

【識別番号】100115794

【弁理士】

【氏名又は名称】今下 勝博

(72)【発明者】

【氏名】中原 基博

(72)【発明者】

【氏名】有島 功一

(57)【要約】

【課題】本開示は、光ファイバとＧＲＩＮレンズを接続する際にアクティブ調心の不要なＧＲＩＮレンズを提供することを目的とする。
【解決手段】本開示は、予め定められた位置に配列されている複数のＧＲＩＮレンズ（１２）と、前記複数のＧＲＩＮレンズを保持するレンズ保持部（１１）と、前記複数のＧＲＩＮレンズの両側に配置され、ガイドピンと当接する複数の位置決め用Ｖ溝（１５）と、を備える本開示の集積型ＧＲＩＮレンズである。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の光ファイバアレイに配列されている第１の複数の光ファイバと接続可能な位置に配列されている、石英ガラスからなる第１の複数の石英系ＧＲＩＮレンズと、
前記第１の複数の石英系ＧＲＩＮレンズを保持する、石英ガラスからなるレンズ保持部と、
前記レンズ保持部に固定され、前記第１の複数の石英系ＧＲＩＮレンズの光路長を調整するためのスペーサと、
前記スペーサに設けられ、前記第１の複数の光ファイバと接続可能な位置に前記第１の複数の石英系ＧＲＩＮレンズを配列させる位置決め用のガイドピンと当接する複数の位置決め用Ｖ溝と、
を備える集積型ＧＲＩＮレンズであって、
前記複数の位置決め用Ｖ溝を前記ガイドピンと当接させることで、前記第１の複数の光ファイバ、前記第１の複数の石英系ＧＲＩＮレンズ、当該集積型ＧＲＩＮレンズと異なる集積型ＧＲＩＮレンズに備わる第２の複数の石英系ＧＲＩＮレンズ、及び前記第２の複数の石英系ＧＲＩＮレンズに接続されている第２の複数の光ファイバの調心が可能であり、
前記第１の複数の石英系ＧＲＩＮレンズ及び前記レンズ保持部は、石英ガラスで一体に形成されている、
集積型ＧＲＩＮレンズ。

【請求項2】

前記第１の複数の石英系ＧＲＩＮレンズは、ＧＲＩＮレンズ径を変えることによりｇ値が設定されており、かつ前記第２の複数の石英系ＧＲＩＮレンズに向けて集光されるような長さを有する、
請求項１に記載の集積型ＧＲＩＮレンズ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、集積型ＧＲＩＮレンズに関する。

【背景技術】

【0002】

ＧＲＩＮレンズ（屈折率分布型レンズ）がアレイ状に並んだ集積型ＧＲＩＮレンズが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。集積型ＧＲＩＮレンズを使用すれば、材料がガラスであるためガラス製光ファイバとの整合性が良く、熱膨張によって光ファイバのコア中心位置とＧＲＩＮレンズの中心位置がずれることはなく損失が増加しない。

【0003】

１本の光ファイバで複数の信号光を伝送する空間多重技術により、光ファイバのコアを通過する光パワー密度が極めて大きくなっている。光パワー密度が大きい場合、光ファイバ端面の小さな異物、傷などで反射または散乱した光によって端面が破損し、通信障害が発生する可能性がある。このため、光ファイバの接続端面でのパワー密度を下げることが求められている。

【0004】

また、データセンタなどにおいて、対向する光ファイバどうしの接続作業を行う際、接続端面への微小なゴミの付着による接続特性の劣化が問題となっており、接続時のビーム径を大きくしコリメート光にすることが喫緊の課題となっている。このため光ファイバの先端にＧＲＩＮレンズを付けてビーム径を広げコリメート光にする方法が注目されている。

【0005】

しかし、光ファイバの光軸とＧＲＩＮレンズの光軸を精度良く一致させて接続しなければ、ＧＲＩＮレンズから出射される光はコリメート光になったとしても光ファイバの光軸から角度がついて出射される。この場合、対向する光ファイバどうしを接続するために、互いに逆方向に出射されたコリメート光を対向して結合しようとしても、低損失で結合する事は困難である。

【0006】

これを解決するため、光ファイバに光を入射させＧＲＩＮレンズからのコリメート光の角度を検知しながら光軸が一致するように光ファイバとＧＲＩＮレンズの位置合わせをするアクティブ調心技術が一般的であった。しかし、アクティブ調心は調心に時間がかかり、コストアップになるため、産業的な利用価値の点で極めて大きな欠点となっていた。特に光ファイバが複数配列された場合にはこの欠点はさらに顕著になっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】ＷＯ２０１９／０４４０５５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本開示は、光ファイバとＧＲＩＮレンズを接続する際にアクティブ調心の不要なＧＲＩＮレンズ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】

【0009】

本開示は、ＧＲＩＮレンズを配列した集積型ＧＲＩＮレンズによって、本開示の課題を解決する。

【0010】

具体的には、本開示の集積型ＧＲＩＮレンズは、
予め定められた位置に配列されている複数のＧＲＩＮレンズと、
前記複数のＧＲＩＮレンズを保持するレンズ保持部と、
前記複数のＧＲＩＮレンズの両側に配置され、位置決め用のガイドピンと当接する複数の位置決め用Ｖ溝と、
を備える。

【0011】

具体的には、本開示の光ファイバの接続方法は、
本開示の２つの集積型ＧＲＩＮレンズに備わる前記位置決め用Ｖ溝を共通のガイドピンに当接させ、
前記集積型ＧＲＩＮレンズに備わる各ＧＲＩＮレンズを、前記集積型ＧＲＩＮレンズごとに異なる光ファイバの先端に固定し、
２つの前記集積型ＧＲＩＮレンズに備わる前記レンズ保持部を互いに接続する。

【0012】

本開示では、
前記レンズ保持部が着脱可能なアダプタで保持されており、
前記複数の位置決め用Ｖ溝が、前記アダプタに形成されていてもよい。
この場合、本開示の光ファイバの接続方法は、
本開示の前記アダプタに備わる前記位置決め用Ｖ溝をガイドピンに当接させ、
前記集積型ＧＲＩＮレンズに備わる各ＧＲＩＮレンズを光ファイバの先端に固定し、
その後、前記集積型ＧＲＩＮレンズから前記アダプタを取り外す。

【発明の効果】

【0013】

本開示の集積型ＧＲＩＮレンズは、複数の位置決め用Ｖ溝を備えるため、位置決め用のガイドピンに当接させるだけで光ファイバとＧＲＩＮレンズの光軸を一致させて接続する事ができる。このため、本開示は、光ファイバとＧＲＩＮレンズを接続する際にアクティブ調心の不要なＧＲＩＮレンズを提供することができる。

【0014】

さらに、本開示の集積型ＧＲＩＮレンズは、光ファイバとＧＲＩＮレンズを簡単に光軸一致させて接続し、光ファイバとＧＲＩＮレンズの光軸と平行なコリメータ光を出射させることができるため、対向する光ファイバの接続端面でのパワー密度を下げ、かつコネクタ端面のゴミ付着による接続損失の影響を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本開示の実施形態に係る集積型ＧＲＩＮレンズの一例を示す。

【図2】本開示の実施形態に係るスペーサの一例を示す。

【図3】本開示の実施形態に係る集積型ＧＲＩＮレンズの一例を示す。

【図4】本開示の実施形態に係る集積型ＧＲＩＮレンズの一例を示す。

【図5】本開示の実施形態に係る集積型ＧＲＩＮレンズの一例を示す。

【図6】本開示の実施形態に係る集積型ＧＲＩＮレンズの一例を示す。

【図7】本開示の実施形態に係る集積型ＧＲＩＮレンズの一例を示す。

【図8】本開示の実施形態に係る集積型ＧＲＩＮレンズの一例を示す。

【図9】本開示の実施形態に係る集積型ＧＲＩＮレンズの一例を示す。

【図10】本開示の実施形態に係る集積型ＧＲＩＮレンズの一例を示す。

【図11】本開示の実施形態に係る集積型ＧＲＩＮレンズの一例を示す。

【図12】本開示の実施形態に係る集積型ＧＲＩＮレンズの一例を示す。

【図13】本開示の実施形態に係る集積型ＧＲＩＮレンズの一例を示す。

【図14】本開示の実施形態に係る集積型ＧＲＩＮレンズの一例を示す。

【図15】本実施形態の集積型ＧＲＩＮレンズの波長フィルタへの適用例を示す。

【図16】本実施形態の集積型ＧＲＩＮレンズの波長フィルタへの適用例を示す。

【図17】図１７に示す波長フィルタにおける光線軌跡の一例を示す。

【図18】本開示の光ファイバの接続構成の一例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

【0017】

（第１の実施形態）
図１８に、本開示の実施形態に係る光ファイバの接続構成の一例を示す。本開示の光ファイバの接続方法は、集積型ＧＲＩＮレンズ２３－１及び２３－２をそれぞれ光ファイバ２１及び２５の先端に接着固定するレンズ固定手順と、集積型ＧＲＩＮレンズ２３－１及び２３－２を接続するレンズ接続手順と、を備える。

【0018】

レンズ固定手順では、例えば、集積型ＧＲＩＮレンズ２３－１をガイドピン１４に当接させ、集積型ＧＲＩＮレンズ２３－１に備わる各ＧＲＩＮレンズ１２を光ファイバ２１を配列している光ファイバアレイ２２に接着固定する。集積型ＧＲＩＮレンズ２３－２を光ファイバ２５の先端に接着固定する際も同様に、集積型ＧＲＩＮレンズ２３－２を光ファイバアレイ２４に接着固定する。

【0019】

レンズ接続手順では、集積型ＧＲＩＮレンズ２３－１及び２３－２を接続する。このとき、集積型ＧＲＩＮレンズ２３－１及び２３－２の間に、集積型ＧＲＩＮレンズ２３－１及び２３－２の光路長を調整するためのスペーサ２６を配置してもよい。

【0020】

光ファイバ２１の本数は２以上の任意の数でありうる。光ファイバ２１の間隔は任意であり、等間隔であってもよいし、不等間隔であってもよい。また、光ファイバ２１は１列であってもよいし、２列以上であってもよい。また、光ファイバアレイ２２及び２４は、図１８（ａ）に示す光ファイバ２１及び２４をＶ溝で固定したものであってもよいが、図１８（ｂ）に示すような光ファイバ２１及び２４を任意の筐体中に固定したものであってもよい。また、光ファイバ２１は、シングルモードファイバであってもよいし、マルチモードファイバであってもよいが、以下の実施形態では光ファイバ２１及び２４がマルチモードファイバである場合について説明する。以下、本開示の集積型ＧＲＩＮレンズについて、詳細に説明する。

【0021】

図１に、本実施形態の集積型ＧＲＩＮレンズの一例を示す。本開示の集積型ＧＲＩＮレンズは、複数のＧＲＩＮレンズ（屈折率分布型レンズ）１２が配列されている。ＧＲＩＮレンズ１２の数は２以上の任意の数でありうるが、本実施形態では８個の例を示す。

【0022】

本実施形態では、ＧＲＩＮレンズ１２は、ガラスからなるレンズ保持部１１に埋め込まれ、一体に形成されている。この構成は、例えば、石英ガラスロッドにＧＲＩＮレンズ１２の母体を配置し、これらを延伸することで作製することができる。これにより、ＧＲＩＮレンズ１２を高精度で配置することができる。なお、レンズ保持部１１は石英ガラスに限らず、任意の成分が含まれる無機ガラスであってもよい。

【0023】

また、レンズ保持部１１が無機ガラスの場合、多くのガラス製光ファイバとの整合性が良く、熱膨張によって光ファイバのコア中心位置とＧＲＩＮレンズの中心位置がずれることはなく損失が増加しない。

【0024】

本実施形態のＧＲＩＮレンズ１２は、接続されている光ファイバのビーム径を拡大して出射する任意のレンズ長を有する。例えば、本実施形態のＧＲＩＮレンズ１２が１／４ピッチのレンズ長を有することで、光ファイバのビーム径をＧＲＩＮレンズ１２のＧＲＩＮレンズ径に応じたビーム径に拡大し、平行光を出射することができる。ここで、本開示のＧＲＩＮレンズ１２のレンズ長は、１／４ピッチに限らず、対向して配置されているＧＲＩＮレンズ１２に向けてわずかに集光されるよう、１／４ピッチよりも少し長くてもよい。このように、ＧＲＩＮレンズ１２のレンズ長が略１／４ピッチであることで、ＧＲＩＮレンズ１２の端面からビーム径を拡大してコリメート光（平行ビーム）を出射／入射させることができる。

【0025】

また、集積型ＧＲＩＮレンズ２３－１のＧＲＩＮレンズ１２は、接続されている光ファイバ２１のビーム径を拡大して、対向している集積型ＧＲＩＮレンズ２３－２のＧＲＩＮレンズ１２で集光され、接続されている光ファイバ１５に入射される。このとき、ＧＲＩＮレンズ間の接続損失はビーム径に大きく依存することが知られている。

【0026】

ここで、ＧＲＩＮレンズ１２の光線軌跡は次の式１で表される。

【数1】

ｒ０：ビームのレンズ中心からの距離
ｒ１：光線の周期がｇｚ時のビームのレンズ中心からの距離
ｚ：レンズ長
ｎ_０：中心屈折率
ｇ：屈折率分布定数
θ_０：ビーム入射角度

【0027】

コリメート光となる条件、ｇｚ＝１／４π＋ｎπを代入し、ＧＲＩＮレンズ１２の中心に入射する（ｒ０＝０）を仮定すると、式１は

【数2】

となり、コリメート光のビーム半径は入射角度に比例し、中心屈折率ｎ_０及び屈折率分布定数ｇの積に反比例することが判る。

【0028】

従って、式２よりＧＲＩＮレンズ１２の中心屈折率ｎ_０が小さく、ｇ値を小さくすることによって、コリメート光のビーム径が大きくなりレンズ間の伝送損失は小さくできることが判る。

【0029】

本実施形態のＧＲＩＮレンズ１２は、石英系のＧＲＩＮレンズであり、多成分系のイオン交換型ＧＲＩＮレンズより中心屈折率が低い。また、石英系ＧＲＩＮレンズはＧＲＩＮレンズ母材を線引きして、ＧＲＩＮレンズ径を変えることにより所望のｇ値を有するＧＲＩＮレンズが製造できる。

【0030】

線引きよりで細くなったＧＲＩＮレンズ径をｒ、外径の屈折率をｎ（ｒ）とすると、ｇ値は次式で表わされる。

【数3】

式３よりｇ値はＧＲＩＮレンズ径ｒに反比例する。

【0031】

ここで、石英（ｎ＝１．４５７）にＧｅドープして作製した一般的なＧＲＩＮレンズ母材のｎ_０値は約１．４７５である。ＧＲＩＮレンズ径ｒは、光ファイバの出射径より大きくするため、光ファイバ２１又は２５のコア径（６２．５μｍ）より大きく、光ファイバアレイ２２又は２４のピッチ間隔（２５０μｍ）より小さい範囲とする。

【0032】

以上より、式３に代入すると、ｇ値は１．２５～４．９８の範囲となる。適切なｇ値を設定し、本開示の目的であるビーム径を拡大して伝送損失を小さくすることが容易にできる。なお、本実施例では石英にＧｅをドープしたＧＲＩＮレンズを示したが、他の組成でも同様に適切なｇ値を上記の手法で設定できる。

【0033】

ここで、集積型ＧＲＩＮレンズ２３－１及び２３－２の間にスペーサ２６が配置されている。スペーサ２６は、集積型ＧＲＩＮレンズ２３－１に備わる各ＧＲＩＮレンズ１２と集積型ＧＲＩＮレンズ２３－２に備わる各ＧＲＩＮレンズ１２との間に空間が生じないよう、透明体で充填するものであり、例えば透明なガラスが例示できる。これにより、本実施形態は集積型ＧＲＩＮレンズ２３－１に備わるＧＲＩＮレンズ１２から集積型ＧＲＩＮレンズ２３－２に備わるＧＲＩＮレンズ１２までの光路がガラス中に閉じ込められているため、その両端面が平面であるにも関わらずレンズ作用を持ち、空気中のほかいかなる屈折率の液体中または気体中でもそのレンズ機能は全く損なわれることなく端面からビーム径を拡大してコリメート光（平行ビーム）を出射／入射させることができる。

【0034】

なお、スペーサ２６は、例えば、図２（ａ）に示すような透明体２６１である。スペーサ２６は、図２（ｂ）に示すように、集積型ＧＲＩＮレンズ２３－１に備わる各ＧＲＩＮレンズ１２と集積型ＧＲＩＮレンズ２３－２に備わる各ＧＲＩＮレンズ１２との間が透明体２６２であればよく、その他の領域２６１は透明体２６２間を遮光するものであってもよい。また、図２（ｃ）に示すように、スペーサ２６は各ＧＲＩＮレンズ１２との間が単なる空間２６３であっても良く、２つの集積型ＧＲＩＮレンズ間の距離を一定に保つ機能のみを有するように集積型ＧＲＩＮレンズ２３の外周と同じ形状のフレームからなる構造でも良い。

【0035】

レンズ保持部１１は、ガイドピン１４と当接する２つの位置決め用Ｖ溝１５が設けられている。２つの位置決め用Ｖ溝１５は、ＧＲＩＮレンズ１２に対して予め定められた位置に配置されている。例えば、集積型ＧＲＩＮレンズ２３－１に備わるレンズ保持部１１の位置決め用Ｖ溝１５は、ガイドピン１４と当接した際に、各ＧＲＩＮレンズ１２が光ファイバ２１と接続される位置に配置されている。集積型ＧＲＩＮレンズ２３－２の位置決め用Ｖ溝１５も同様である。これにより、集積型ＧＲＩＮレンズ２３を下側又は上側からガイドピン１４に押し当てることで、光ファイバ２１及び２５を高精度で接続することができる。

【0036】

レンズ保持部１１は、図３に示すように、着脱可能なアダプタ１３に保持されていてもよい。図３（ａ）はガイドピン１４に垂直な断面構造を示し、図３（ｂ）はＡ－Ａ断面構造を示す。１１Ｓはスペーサ２６側の表面、１１Ａは光ファイバアレイ２２又は２４側の表面である。アダプタ１３は、任意の部材で構成することができ、例えばテフロン（登録商標）系などの樹脂で構成することができる。

【0037】

図３では、アダプタ１３がレンズ保持部１１を配置するための貫通孔を備え、当該貫通孔にレンズ保持部１１が保持されている例を示す。この構成を採用した場合、レンズ保持部１１を下側からガイドピン１４に押し当て（図３（ａ））、レンズ保持部１１及び各ＧＲＩＮレンズ１２を光ファイバアレイ２２又は２４の先端に接着した後、アダプタ１３をスペーサ２６側に引き抜くことで（図３（ｂ））、アダプタ１３を取り外すことができる。これにより、本実施形態は、接着剤がガイドピン１４に当たるのを防ぐことができ、集積型ＧＲＩＮレンズ２３を小さくすることができる。なお、レンズ保持部１１は予めアダプタ１３に保持されていてもよいが、光ファイバアレイ２２又は２４への固定時にレンズ保持部１１をアダプタ１３に取り付けてもよい。なお、アダプタ１３は光ファイバアレイ２２又は２４の先端に接着した後、取り外さず残していてもよい。

【0038】

図３（ｂ）ではアダプタ１３の厚みＴ１３がレンズ保持部１１の厚みＴ１１と同じである例を示したが、アダプタ１３の厚みＴ１３はＴ１１よりも大きくてもよい。例えば、図４に示すように、厚みＴ１３はレンズ保持部１１及びスペーサ２６の厚み以上であってもよい。この構成の場合、スペーサ２６をレンズ保持部１１と同じ形状にし、予めこれらを接着しておき、スペーサ２６及びレンズ保持部１１をアダプタ１３で保持する。これにより、スペーサ２６及びレンズ保持部１１を小型化かつ軽量化することができる。なお、図４ではスペーサ２６が透明体である例を示すが、前述の通り空間を採用してもよい。

【0039】

図５に、図３に示すレンズ保持部１１のＡ－Ａ断面構成の別例を示す。図５では、アダプタ１３の光ファイバアレイ２２又は２４側の面からスペーサ２６側の面に向かって閉じている。このように、レンズ保持部１１のうちのアダプタ１３と接触する部分に、レンズ保持部１１の厚み方向のテーパを有する。これにより、本実施形態は、アダプタ１３を取り外しやすくすることができる。

【0040】

図６に、レンズ保持部１１の着脱構成例を示す。アダプタ１３がレンズ保持部１１を配置するための切り欠き３４を備え、レンズ保持部１１が着脱可能に切り欠き３４に保持される。切り欠き３４及びレンズ保持部１１の形状は、着脱の観点から、台形などのアダプタ１３の外縁に近づくにつれて広がっている形状を採用することができる。

【0041】

この構成を採用した場合、レンズ保持部１１を切り欠き３４に配置し（図６（ａ））、アダプタ１３を下側からガイドピン１４に押し当て（図６（ｂ））、レンズ保持部１１及び各ＧＲＩＮレンズ１２を光ファイバアレイ２２又は２４の先端に接着した後、アダプタ１３を下に引き抜くことで（図６（ｃ））、アダプタ１３を取り外すことができる。

【0042】

図７に、レンズ保持部１１の着脱構成例を示す。アダプタ１３がレンズ保持部１１を配置するための貫通孔３１を備え、レンズ保持部１１が貫通孔３１の所定の位置で係合する係合部を備える。係合部は、ガイドピン１４に対して予め定められた位置にＧＲＩＮレンズ１２を配列させるものであり、例えば、２つの位置決め用のＶ溝１５を結ぶ直線に平行な方向に対して突出する凸部３２をレンズ保持部１１が備え、凸部３２に係合する切り欠き３３を貫通孔３１が備える。

【0043】

この構成を採用した場合、凸部３２と切り欠き３３が係合するようにレンズ保持部１１を貫通孔３１に配置したとき（図７（ａ））、位置決め用Ｖ溝１５に対して予め定められた位置に複数のＧＲＩＮレンズ１２が配列される。この状態でアダプタ１３を下側からガイドピン１４に押し当て（図７（ｂ））、レンズ保持部１１及び各ＧＲＩＮレンズ１２を光ファイバアレイ２２又は２４の先端に接着した後、アダプタ１３を下に引き抜くことで（図７（ｃ））、アダプタ１３を取り外すことができる。これにより、レンズ保持部１１が着脱しやすいように貫通孔３１を大きくした場合であっても、アダプタ１３に対して一定の位置にＧＲＩＮレンズ１２を配置することができる。

【0044】

図８に示すように、図６に示す切り欠き３４及びレンズ保持部１１は、所定の位置で互いに係合する凸部３２及び切り欠き３３を備えていてもよい。

【0045】

なお、図７及び図８における凸部３２及び切り欠き３３の形状は任意であり、三角形に限らず多角形であっても良い。また、貫通孔３１が凸部を備え、レンズ保持部１１が当該凸部と係合する切り欠きを備えていてもよい。さらに、本開示は、図９に示すように、ＧＲＩＮレンズ１２が二次元配列されていてもよい。

【0046】

（第２の実施形態）
図１０に、本実施形態の集積型ＧＲＩＮレンズの一例を示す。第１の実施形態ではＧＲＩＮレンズ１２がレンズ保持部１１に埋め込まれている集積型の構成を備えるが、本実施形態ではレンズ保持部１１に設けられている整列用Ｖ溝４１にＧＲＩＮレンズ１２が接着剤４２で固定される組立型の構成を備える。

【0047】

この構成を採用した場合、レンズ保持部１１の整列用Ｖ溝４１にＧＲＩＮレンズ１２を配置し、リッド４３でＧＲＩＮレンズ１２を押さえつけながら、ＧＲＩＮレンズ１２を接着剤４２で固定する。そして、レンズ保持部１１を下からガイドピン１４に押し当て、レンズ保持部１１及びＧＲＩＮレンズ１２を光ファイバアレイ２２又は２４の端面に接着固定する。

【0048】

なお、レンズ保持部１１へのＧＲＩＮレンズ１２の固定は、光ファイバアレイ２２又は２４の端面への実装時であってもよいが、この実装前に予め行っていてもよい。この場合、レンズ保持部１１はＧＲＩＮレンズ１２を配置するための整列用Ｖ溝４１を備えなくてもよい。例えば、レンズ保持部１１とは別に整列用Ｖ溝４１と同じ位置に配置された整列用Ｖ溝を用意し、これを用いてＧＲＩＮレンズ１２を整列させ、その状態でレンズ保持部１１にＧＲＩＮレンズ１２を接着剤で固定してもよい。

【0049】

図１０ではリッド４３がガイドピン１４の間に配置されている例を示すが、本開示はこれに限定されない。例えば、図１１に示すように、ガイドピン１４を跨いでリッド４３を長くする。これにより、リッド４３の接着面積を広くすることができる。リッド４３の幅Ｗ４３は、任意であるが、例えば、レンズ保持部１１の幅Ｗ１１と同じであってもよい。

【0050】

図１０及び図１１ではＧＲＩＮレンズ１２と当接するリッド４３の表面が平坦である例を示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、図１２に示すように、リッド４３の表面にもＧＲＩＮレンズ１２を２つの面で支える整列用Ｖ溝４４を備えていてもよい。これにより、ＧＲＩＮレンズ１２の間隔をより正確にすることができる。

【0051】

ここで、この構成の場合、リッド４３とレンズ保持部１１を固定するために用いた接着剤がガイドピン１４に達するのを防ぐための構成を、リッド４３又はレンズ保持部１１の少なくとも一方に備えていてもよい。例えば、リッド４３又はレンズ保持部１１の少なくとも一方に液だまり４５を設ける。

【0052】

リッド４３におけるガイドピン１４を配置するための形状は、図１２に示すように、位置決め用Ｖ溝であってもよい。この場合、リッド４３におけるガイドピン１４を配置するための位置決め用Ｖ溝は、ガイドピン１４と当接しないようにする。また、レンズ保持部１１及びリッド４３におけるガイドピン１４を配置するための形状は、ガイドピン１４を貫通させやすいよう、図１３に示すように、片方が広がったテーパ状であってもよい。

【0053】

なお、図１０から図１３では、各整列用Ｖ溝４１に１本のＧＲＩＮレンズ１２が固定される例を示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、図１４に示すように、整列用Ｖ溝４１に２本以上のＧＲＩＮレンズ１２が固定されていてもよい。

【0054】

（第３の実施形態）
図１５に、本実施形態の集積型ＧＲＩＮレンズ２３－１及びスペーサ２６の一例を示す。本実施形態では、集積型ＧＲＩＮレンズ２３－１とスペーサ２６の間に波長フィルタ５１が備わる。波長フィルタ５１は、ＧＲＩＮレンズ１２に応じた特定波長の光を透過する機能を備え、全て異なっていてもよいし、いずれかが共通の波長であってもよい。

【0055】

スペーサ２６の表面に波長フィルタ５１を予め固定し、集積型ＧＲＩＮレンズ２３－１、スペーサ２６及び集積型ＧＲＩＮレンズ２３－２を接続する。これにより、光ファイバアレイ２２及び２４を接続するだけで、ＷＤＭフィルタを構成することができる。

【0056】

図１６に、ＷＤＭフィルタへの更なる適用例を示す。この例では、スペーサ２６と集積型ＧＲＩＮレンズ２３－２の間に波長フィルタ５１が配置され、スペーサ２６における波長フィルタ５１に対向する面にミラー５２が配置されている。波長フィルタ５１及びミラー５２はスペーサ２６に予め固定されている。

【0057】

図１６に示すＷＤＭフィルタについての光線軌跡の一例を図１７に示す。光ファイバ２５－１はＧＲＩＮレンズ１２Ａの中心からずれた位置に接続される。光ファイバ２５－１からＧＲＩＮレンズ１２Ｂに入射した光はスペーサ２６に斜めに入射され、波長フィルタ５１Ｂに向けてミラー５２で反射される。波長フィルタ５１Ｂで透過された光はＧＲＩＮレンズ１２Ａを通過し、光ファイバ２５－２に入射される。ＧＲＩＮレンズ１２Ｂに入射した光のうちの一部は波長フィルタ５１Ｂで反射される。波長フィルタ５１Ｂで反射された光は、波長フィルタ５１Ｃに向けてミラー５２で反射される。これらを繰り返し、波長フィルタ５１Ｂ～５１Ｅをそれぞれ透過した光が光ファイバ２５－２～２５－５に入射される。この採用することで、波長分離多重を行うことができる。

【0058】

なお、上述の実施形態では位置決め用Ｖ溝１５をガイドピン１４に当接させることでＧＲＩＮレンズ１２の位置合わせを行う例を示したが、位置決め用Ｖ溝１５に代えて位置決め精度の高いガイドピン孔を用いてＧＲＩＮレンズ１２の位置合わせを行ってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0059】

本開示は複数の光ファイバの任意の光接続に適用することができ、産業上極めて利用価値が高い。

【符号の説明】

【0060】

１１：レンズ保持部
１２：ＧＲＩＮレンズ（屈折率分布型レンズ）
１３：アダプタ
１４：ガイドピン
１５：位置決め用Ｖ溝
２１、２５：光ファイバ
２２、２４、１２２、１２４：光ファイバアレイ
２３、２３－１、２３－２：集積型ＧＲＩＮレンズ
２６：スペーサ
３１：貫通孔
３２：凸部
３３、３４：切り欠き
４１、４４：整列用Ｖ溝
４２：接着剤
４３：リッド
４５：液だまり
５１：波長フィルタ
５２：ミラー
２６１：スペーサにおける透明体以外の領域
２６２：透明体
２６３：空間

【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】