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特許7590762ファンイン／ファンアウトデバイス

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】

(24)【登録日】2024-11-19

(45)【発行日】2024-11-27

(54)【発明の名称】ファンイン／ファンアウトデバイス

(51)【国際特許分類】

G02B 6/32 20060101AFI20241120BHJP

G02B 6/02 20060101ALI20241120BHJP

【ＦＩ】

G02B6/32

G02B6/02 461

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020219279

(22)【出願日】2020-12-28

(65)【公開番号】P2022104211

(43)【公開日】2022-07-08

【審査請求日】2023-10-20

(73)【特許権者】

【識別番号】392017004

【氏名又は名称】湖北工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000213

【氏名又は名称】弁理士法人プロスペック特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】桐山智晶

(72)【発明者】

【氏名】岩崎勝博

(72)【発明者】

【氏名】木藤克哉

【審査官】堀部修平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－２０６２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１９４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１９１２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０２７２５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－０９１４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－１０５６０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１５－１１４６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０３００３１２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ６／２６－６／２７

Ｇ０２Ｂ６／３０－６／３４

Ｇ０２Ｂ６／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

柱状であり、軸線方向に沿って延在している複数の第１コア（Ｃ１乃至Ｃ４、Ｃ１乃至Ｃ７）と、前記複数の第１コアを取り囲む共通のクラッド（ＣＬ）と、を備えるマルチコア光ファイバ（２０、１２０、２２０）と、
前記マルチコア光ファイバ（２０、１２０、２２０）の中心軸線と平行な第１光軸を有し、前記マルチコア光ファイバに対応して設けられ、各前記第１コア（Ｃ１乃至Ｃ４、Ｃ１乃至Ｃ７）から出射される、主光線（Ｂ１乃至Ｂ４、Ｂ１乃至Ｂ７）が互いに平行である光線を、前記主光線がそれぞれ所定の方向に傾斜するように出射する第１レンズ（３０）と、
前記第１光軸と平行な第２光軸を有する第２レンズ（４１乃至４４、１４１乃至１４４、２４１乃至２４７）を複数有し、前記第１レンズ（３０）から出射された各前記第１コアからの光線を対応する前記第２レンズ（４１乃至４４、１４１乃至１４４、２４１乃至２４７）によりそれぞれ収束する第２レンズ群（４０、１４０、２４０）と、
柱状であり、それぞれが中心軸線に沿って延在している１つの第２コア（Ｃ）と、前記第２コア（Ｃ）を取り囲むクラッド（ＣＬｓ）と、を有するシングルコア光ファイバ（５１乃至５４、１５１乃至１５４、２５１乃至２５７）を前記第２レンズ（４１乃至４４、１４１乃至１４４、２４１乃至２４７）と同数だけ備え、各前記シングルコア光ファイバ（５１乃至５４、１５１乃至１５４、２５１乃至２５７）の端面（５１ａ乃至５４ａ、１５１ａ乃至１５４ａ、２５１ａ乃至２５７ａ）は、対応する前記第２レンズ（４１乃至４４、１４１乃至１４４、２４１乃至２４７）から出射された前記第１コア（Ｃ１乃至Ｃ４、Ｃ１乃至Ｃ７）からの光線が前記第２コア（Ｃ）上で収束する位置に配置されているシングルコア光ファイバ群（５０、１５０、２５０）と、
を備えるファンイン／ファンアウトデバイス（１０、１１０、２１０）において、
各前記シングルコア光ファイバ（５１乃至５４、１５１乃至１５４、２５１乃至２５７）の前記端面（５１ａ乃至５４ａ、１５１ａ乃至１５４ａ、２５１ａ乃至２５７ａ）は、その中心軸線と直交する面に対して第１傾斜方向に第１研磨角度だけ傾斜するように斜研磨されており、
前記シングルコア光ファイバのうちその中心軸線が前記第１光軸から離間した位置に位置する周辺シングルコア光ファイバ（５１乃至５４、１５１乃至１５４、２５１乃至２５３並びに２５５乃至２５７）の斜研磨方向は、対応する第２レンズ（４１乃至４４、１４１乃至１４４、２４１乃至２４３並びに２４５乃至２４７）の全ての位置が、前記周辺シングルコア光ファイバが斜研磨されておらず、対応する前記第２レンズから出射された光線の主光線が前記周辺シングルコア光ファイバの前記中心軸線に対し平行に入射するときに位置する非研磨位置と比較して前記第１光軸に接近している径方向小型化配置、又は、対応する第２レンズ（４１乃至４４、１４１乃至１４４、２４１乃至２４３並びに２５５乃至２５７）の全ての位置が前記非研磨位置と比較して前記第１レンズ（３０）に接近している光軸方向小型化配置の少なくとも一方を満たすように設定される、
ファンイン／ファンアウトデバイス。

【請求項2】

請求項１に記載のファンイン／ファンアウトデバイスにおいて、
各前記シングルコア光ファイバ（５１乃至５４、１５１乃至１５４、２５１乃至２５７）の前記中心軸線は、対応する前記第２レンズ（４１乃至４４、１４１乃至１４４、２４１乃至２４７）の前記第２光軸と平行である、
ファンイン／ファンアウトデバイス。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のファンイン／ファンアウトデバイスにおいて、
各前記周辺シングルコア光ファイバ（５１乃至５４、１５１乃至１５４、２５１乃至２５３並びに２５５乃至２５７）の前記中心軸線に沿ってその端面を見たときに、その端面の中心を通り、前記第１光軸と前記端面の中心とを結ぶ線分と直交する線分を、各前記周辺シングルコア光ファイバの第１直交線（Ｌ１乃至Ｌ４、Ｌｒ１１乃至Ｌｒ１４、Ｌ２１乃至２３並びにＬ２５乃至２７）と規定し、
前記端面の外周のうち、前記第１直交線に対して前記第１光軸が位置している側とは反対側の部分の外周を第１外周（Ｃｉｒ１乃至Ｃｉｒ４、Ｃｉｒ１１乃至Ｃｉｒ１４、Ｃｉｒ２１乃至２３並びにＣｉｒ２５乃至２７）と規定すると、
前記斜研磨方向は、斜研磨基準軸の近位端（Ｅ２）が前記第１外周上に位置するように設定されている、
ファンイン／ファンアウトデバイス。

【請求項4】

請求項３に記載のファンイン／ファンアウトデバイスにおいて、
前記斜研磨方向は、前記斜研磨基準軸の前記近位端（Ｅ２）が前記第１外周（Ｃｉｒ１乃至Ｃｉｒ４、Ｃｉｒ１１乃至Ｃｉｒ１４、Ｃｉｒ２１乃至２３並びにＣｉｒ２５乃至２７）の中点に位置するように設定されている、
ファンイン／ファンアウトデバイス。

【請求項5】

請求項１又は請求項２に記載のファンイン／ファンアウトデバイスにおいて、
各前記周辺シングルコア光ファイバ（５１乃至５４、２５１乃至２５３並びに２５５乃至２５７）の前記中心軸線に沿ってその端面を見たときに、前記第１光軸と直交し任意の方向に延びる直線である基準線（Ｌｂ）が各前記周辺シングルコア光ファイバの中心を通過していない第１の場合において、
各前記周辺シングルコア光ファイバの前記端面の中心を通り、前記基準線（Ｌｂ）と平行な線分を、各前記周辺シングルコア光ファイバの平行線（Ｌｚ１乃至Ｌｚ４、Ｌｚ２１乃至２３並びにＬｚ２５乃至２７）と規定し、
前記端面の外周のうち、前記平行線に対して前記第１光軸が位置している側の部分の外周を第２外周（Ｃｉｚ１乃至Ｃｉｚ４、Ｃｉｚ２１乃至２３並びにＣｉｚ２５乃至２７）と規定すると、
前記斜研磨方向は、斜研磨基準軸の近位端（Ｅ２）が前記第２外周上に位置するように設定されており、
各前記周辺シングルコア光ファイバ（１５１乃至１５４）の前記中心軸線に沿ってその端面を見たときに、前記基準線（Ｌｂ）が各前記周辺シングルコア光ファイバの中心を通過する第２の場合において、
各前記周辺シングルコア光ファイバの前記端面の中心を通り、前記基準線（Ｌｂ）と直交する線分を、各前記周辺シングルコア光ファイバの第２直交線（線分Ｌｚ１１乃至Ｌｚ１４）と規定し、
前記端面の外周のうち、前記第２直交線（線分Ｌｚ１１乃至Ｌｚ１４）に対して前記第１光軸が位置している側の部分の外周を第３外周（Ｃｉｚ１１乃至Ｃｉｚ１４）と規定すると、
前記斜研磨方向は、前記斜研磨基準軸の前記近位端（Ｅ２）が前記第３外周上に位置するように設定されている、
ファンイン／ファンアウトデバイス。

【請求項6】

請求項５に記載のファンイン／ファンアウトデバイスにおいて、
前記第１の場合、前記斜研磨方向は、前記斜研磨基準軸の前記近位端（Ｅ２）が前記第２外周（Ｃｉｚ１乃至Ｃｉｚ４、Ｃｉｚ２１乃至２３並びにＣｉｚ２５乃至２７）の中点に位置するように設定されており、
前記第２の場合、前記斜研磨方向は、前記斜研磨基準軸の前記近位端（Ｅ２）が前記第３外周（Ｃｉｚ１１乃至Ｃｉｚ１４）の中点に位置するように設定されている、
ファンイン／ファンアウトデバイス。

【請求項7】

請求項１又は請求項２に記載のファンイン／ファンアウトデバイスにおいて、
各前記周辺シングルコア光ファイバ（５１乃至５４、１５１乃至１５４、２５１乃至２５３並びに２５５乃至２５７）の前記中心軸線に沿ってその端面を見たときに、その端面の中心を通り、前記第１光軸と前記端面の中心とを結ぶ線分と直交する線分を、各前記周辺シングルコア光ファイバの第１直交線（Ｌ１乃至Ｌ４、Ｌｒ１１乃至Ｌｒ１４、Ｌ２１乃至２３並びにＬ２５乃至２７）と規定し、
前記端面の外周のうち、前記第１直交線に対して前記第１光軸が位置している側の部分の外周を第４外周（Ｃｉｚ３１乃至Ｃｉｚ３４、Ｃｉｚ４１乃至４３並びにＣｉｚ４５乃至４７）と規定すると、
前記斜研磨方向は、斜研磨基準軸の近位端（Ｅ２）が前記第４外周上に位置するように設定されている、
ファンイン／ファンアウトデバイス。

【請求項8】

請求項７に記載のファンイン／ファンアウトデバイスにおいて、
前記斜研磨方向は、前記斜研磨基準軸の前記近位端（Ｅ２）が前記第４外周（Ｃｉｚ３１乃至Ｃｉｚ３４、Ｃｉｚ４１乃至４３並びにＣｉｚ４５乃至４７）の中点に位置するように設定されている、
ファンイン／ファンアウトデバイス。

【請求項9】

請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載のファンイン／ファンアウトデバイスにおいて、
前記マルチコア光ファイバ（２０ｐ）の端面（２０ａｐ）は、その中心軸線と直交する面に対して第２傾斜方向に第２研磨角度だけ傾斜するように斜研磨されており、
前記マルチコア光ファイバの前記中心軸線に沿ってその端面を見たときに、前記端面の中心を通り、前記斜研磨方向に沿って延びる直線を基準軸と規定し、
前記基準軸から、前記中心軸線及び前記基準軸と直交する直交軸に沿って、前記基準軸に対して一方の側に向かう方向を第１直交方向と規定し、前記基準軸に対して他方の側に向かう方向を第２直交方向と規定すると、
前記マルチコア光ファイバの前記斜研磨方向は、その中心軸線に沿ってその端面を見たときに、前記基準軸から前記第１直交方向に最も離間している第１コアの前記基準軸からの距離と、前記基準軸から前記第２直交方向に最も離間している第１コアの前記基準軸からの距離と、の和である離間距離が最小となるように設定されている、
ファンイン／ファンアウトデバイス。

【請求項10】

請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載のファンイン／ファンアウトデバイスにおいて、
前記第２レンズのうち少なくとも１つの第２レンズ（４１、４３）を除く他の第２レンズ（４２、４４）の主点（Ｃｓ２、Ｃｓ４）は、それぞれ同一平面上に位置しており、
前記少なくとも１つの第２レンズ（４１、４３）の主点（Ｃｓ１、Ｃｓ３）は、全ての前記第２レンズ（４１乃至４４）の主点（Ｃｓ１乃至Ｃｓ４）が同一平面上に位置していると仮定した場合における前記少なくとも１つの第２レンズ（４１、４３）の前記主点（Ｃｓ１、Ｃｓ３）と比較して、前記第１光軸に近接している、
ファンイン／ファンアウトデバイス。

【請求項11】

請求項１０に記載のファンイン／ファンアウトデバイスにおいて、
２ｎ個（ｎ≧２）の第２レンズ（４１乃至４４）を含み、
前記第２レンズを前記第１光軸に沿って見たときに、
前記第２レンズの主点（Ｃｓ１乃至Ｃｓ４）は、それぞれ前記第１光軸を中心とする正多角形の頂点に位置しており、
前記正多角形の対角線上に位置する一対の第２レンズ（４１，４３、４２，４４）の主点を結ぶｎ本の線分（ｒ１、ｒ２）は、互いに前記第１光軸上の異なる位置で前記第１光軸と直交し、
前記線分（ｒ１、ｒ２）の長さは、前記ｎ本の線分が互いに前記第１光軸上の同じ位置で前記第１光軸と直交すると仮定した場合における前記線分（ｒ３、ｒ４）の長さよりも短い、
ファンイン／ファンアウトデバイス。

【請求項12】

請求項１に記載の、前記シングルコア光ファイバ（５１乃至５４、１５１乃至１５４、２５１乃至２５７）を複数備える前記シングルコア光ファイバ群（５０、１５０、２５０）と、前記第２レンズ（４１乃至４４、１４１乃至１４４、２４１乃至２４７）を前記シングルコア光ファイバと同数だけ有する前記第２レンズ群（４０、１４０、２４０）と、前記第１レンズ（３０）と、少なくとも前記シングルコア光ファイバの数以上の前記第１コア（Ｃ１乃至Ｃ４、Ｃ１乃至Ｃ７）を備える前記マルチコア光ファイバ（２０、１２０、２２０）と、を備え、
請求項１に記載の前記ファンイン／ファンアウトデバイス（１０、１１０、２１０）が光線を伝搬する方向と反対方向に光線を伝搬する、
ファンイン／ファンアウトデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ファンイン／ファンアウトデバイスに関する。特に、マルチコア光ファイバと複数のシングルコア光ファイバとを備え、両者を光学的に結合する空間結合型のファンイン／ファンアウトデバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

インターネットによる通信トラフィック需要は年々増加しており、光通信の更なる高速大容量化が望まれている。従来から、その需要に応えるために、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）技術及びデジタルコヒーレント技術等により伝送容量の増大が進められてきた。

【0003】

近年、新たな多重化技術として、マルチコア光ファイバを用いた空間分割多重（ＳＤＭ：Space Division Multiplexing）技術が注目されている。ＳＤＭ技術によれば、更に高速大容量化できるとされている。ＳＤＭ技術の研究開発の進展に伴い、ファンイン／ファンアウト（Fan-in/Fan-out。以下、「ＦＩＦＯ」とも称する。）デバイスの需要が高まっている。ＦＩＦＯデバイスは、マルチコア光ファイバと複数のシングルコア光ファイバとを備え、両者を光学的に結合する光学デバイスである。

【0004】

ＦＩＦＯデバイスとして、例えば、空間結合型、ファイババンドル型、及び、溶融延伸型のデバイスが挙げられる。空間結合型のＦＩＦＯデバイスは、レンズ（ガラスブロック等を含む）を用いてマルチコア光ファイバとシングルコア光ファイバとを光学的に結合することを特徴としている。空間結合型のＦＩＦＯデバイスは、ファイババンドル型及び溶融延伸型のＦＩＦＯデバイスと比較して部品のサイズは大きくなってしまうものの、挿入損失を小さくできるというメリットがある。

【0005】

特許文献１には、或る軸線に沿って配置された空間結合型のＦＩＦＯデバイスが開示されている。このＦＩＦＯデバイスは、マルチコア光ファイバの各コアと、コアと同数のシングルコア光ファイバ（のコア）と、を光学的に結合する。ＦＩＦＯデバイスは、第１光学系と第２光学系とを備えており、第１光学系は、ＧＲＩＮ（Gradient Index）レンズ及びガラスブロックから構成され、第２光学系は、レンズアレイから構成されている。このレンズアレイは、シングルコア光ファイバと同数のレンズを有する。第１光学系は、軸線上においてマルチコア光ファイバ側に配置されており、第２光学系は、当該軸線上においてシングルコア光ファイバ側に配置されている。第１光学系は、マルチコア光ファイバの各コアから出射された光線をコリメート（平行化）するとともに偏向するように構成されている。第２光学系は、第１光学系から出射された各コアからの光線を、（マルチコア光ファイバの）各コアに対応するレンズにて偏向し、各レンズに対応するシングルコア光ファイバの端面に収束するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第６５５４８９１号

【発明の概要】

【0007】

ところで、各シングルコア光ファイバが、その端面が軸線と直交するように形成されている場合、第１光学系を経て第２光学系から出射された光線が各シングルコア光ファイバの端面において反射し、反射光がＦＩＦＯデバイスを経由してマルチコア光ファイバの各コアに入射する可能性がある。このような反射光は、一般に、「反射戻り光」と称される。反射戻り光は、マルチコア光ファイバを経由して送信側の通信装置に入射したり、多重反射したりすることにより信号光の光学特性を低下させる可能性がある。

【0008】

そこで、従来から、シングルコア光ファイバの端面を軸線と直交する面に対して傾斜するように研磨することにより、反射光がマルチコア光ファイバの各コアに入射することを抑制する（即ち、反射戻り光を低減する）ことが行われている。以下、光ファイバの端面を軸線と直交する面に対して傾斜するように研磨することを「斜研磨する」と称する。特許文献１のＦＩＦＯデバイスでは、複数のシングルコア光ファイバが束ねられた状態で各端面が一括して斜研磨されており、これにより反射戻り光が低減されている。

【0009】

しかしながら、特許文献１の技術によれば、ＦＩＦＯデバイスの結合部（ＦＩＦＯデバイスのうち、マルチコア光ファイバとシングルコア光ファイバとを光学的に結合している部分）のサイズが更に増大するという問題がある。即ち、一般に、光ファイバの端面が斜研磨されている場合、当該端面に光線を収束するためには、レンズにより光線を偏向する（別言すれば、レンズからの出射光の光線角度（軸線と成す角度）を変更する）必要がある。レンズからの出射光の光線角度は、当該レンズへの入射光の入射位置（レンズの光軸からの距離）に依存する。ここで、特許文献１では、シングルコア光ファイバの各端面が一括して斜研磨されるため、各端面は互いに平行となっている。従って、各端面に光線を収束するためには、各レンズからの出射光の光線角度を揃える、つまり、各レンズへの入射光の入射位置を揃える必要がある。これは、各レンズを同一方向に移動させる（即ち、レンズアレイを軸線と交差する方向に移動させる）ことを意味する。この構成によれば、第２光学系（レンズアレイ）が軸線から離間する方向に移動することによりＦＩＦＯデバイスの結合部のサイズが増大する。

【0010】

本発明は、上述した問題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、反射戻り光を低減しつつ、ファンイン／ファンアウト（ＦＩＦＯ）デバイスの結合部を小型化することが可能な技術を提供することにある。

【0011】

本発明によるファンイン／ファンアウトデバイス（１０、１１０、２１０）は、
柱状であり、軸線方向に沿って延在している複数の第１コア（Ｃ１乃至Ｃ４、Ｃ１乃至Ｃ７）と、前記複数の第１コアを取り囲む共通のクラッド（ＣＬ）と、を備えるマルチコア光ファイバ（２０、１２０、２２０）と、
前記マルチコア光ファイバ（２０、１２０、２２０）の中心軸線と平行な第１光軸を有し、前記マルチコア光ファイバに対応して設けられ、各前記第１コア（Ｃ１乃至Ｃ４、Ｃ１乃至Ｃ７）から出射される、主光線（Ｂ１乃至Ｂ４、Ｂ１乃至Ｂ７）が互いに平行である光線を、前記主光線がそれぞれ所定の方向に傾斜するように出射する第１レンズ（３０）と、
前記第１光軸と平行な第２光軸を有する第２レンズ（４１乃至４４、１４１乃至１４４、２４１乃至２４７）を複数有し、前記第１レンズ（３０）から出射された各前記第１コアからの光線を対応する前記第２レンズ（４１乃至４４、１４１乃至１４４、２４１乃至２４７）によりそれぞれ収束する第２レンズ群（４０、１４０、２４０）と、
柱状であり、それぞれが中心軸線に沿って延在している１つの第２コア（Ｃ）と、前記第２コア（Ｃ）を取り囲むクラッド（ＣＬｓ）と、を有するシングルコア光ファイバ（５１乃至５４、１５１乃至１５４、２５１乃至２５７）を前記第２レンズ（４１乃至４４、１４１乃至１４４、２４１乃至２４７）と同数だけ備え、各前記シングルコア光ファイバ（５１乃至５４、１５１乃至１５４、２５１乃至２５７）の端面（５１ａ乃至５４ａ、１５１ａ乃至１５４ａ、２５１ａ乃至２５７ａ）は、対応する前記第２レンズ（４１乃至４４、１４１乃至１４４、２４１乃至２４７）から出射された前記第１コア（Ｃ１乃至Ｃ４、Ｃ１乃至Ｃ７）からの光線が前記第２コア（Ｃ）上で収束する位置に配置されているシングルコア光ファイバ群（５０、１５０、２５０）と、
を備える。
このファンイン／ファンアウトデバイス（１０、１１０、２１０）において、
各前記シングルコア光ファイバ（５１乃至５４、１５１乃至１５４、２５１乃至２５７）の前記端面（５１ａ乃至５４ａ、１５１ａ乃至１５４ａ、２５１ａ乃至２５７ａ）は、その中心軸線と直交する面に対して第１傾斜方向に第１研磨角度だけ傾斜するように斜研磨されており、
前記シングルコア光ファイバのうちその中心軸線が前記第１光軸から離間した位置に位置する周辺シングルコア光ファイバ（５１乃至５４、１５１乃至１５４、２５１乃至２５３並びに２５５乃至２５７）の斜研磨方向は、対応する第２レンズ（４１乃至４４、１４１乃至１４４、２４１乃至２４３並びに２４５乃至２４７）の全ての位置が、前記周辺シングルコア光ファイバが斜研磨されておらず、対応する前記第２レンズから出射された光線の主光線が前記周辺シングルコア光ファイバの前記中心軸線に対し平行に入射するときに位置する非研磨位置と比較して前記第１光軸に接近している径方向小型化配置、又は、対応する第２レンズ（４１乃至４４、１４１乃至１４４、２４１乃至２４３並びに２５５乃至２５７）の全ての位置が前記非研磨位置と比較して前記第１レンズ（３０）に接近している光軸方向小型化配置の少なくとも一方を満たすように設定される。
ここで、「周辺シングルコア光ファイバ」は、マルチコア光ファイバの中心軸線以外の軸線に沿って延在しているコアから出射される光線が入射することになるシングルコア光ファイバである。
また、「光ファイバの斜研磨方向」とは、光ファイバの端面の中心を通り当該端面と直交し且つ所定の傾斜方向と平行な平面が当該端面と交差する線分である「斜研磨基準軸」に沿って、対応するレンズからより離間している遠位端からより近接している近位端に向かう方向を、当該端面の中心軸線に沿って見たときの方向である。なお、光ファイバがシングルコア光ファイバの場合、「対応するレンズ」は第２レンズ群の第２レンズであり、「所定の傾斜方向」は第１傾斜方向である。また、光ファイバがマルチコア光ファイバの場合、「対応するレンズ」は第１レンズであり、「所定の傾斜方向」は第２傾斜方向である。
更に、本明細書において、「集光」とは、レンズが複数の光源（例えば、マルチコア光ファイバの第１コア）からの光線（厳密には、光線の主光線）を１点に集めることを意味し、「収束（集束）」とは、レンズが１つの光源（例えば、マルチコア光ファイバの各第１コア）からの光線の径を絞って１点に集めることを意味する。

【0012】

また、本発明による別のファンイン／ファンアウトデバイスは、
上記記載の、前記シングルコア光ファイバ（５１乃至５４、１５１乃至１５４、２５１乃至２５７）を複数備える前記シングルコア光ファイバ群（５０、１５０、２５０）と、前記第２レンズ（４１乃至４４、１４１乃至１４４、２４１乃至２４７）を前記シングルコア光ファイバと同数だけ有する前記第２レンズ群（４０、１４０、２４０）と、前記第１レンズ（３０）と、少なくとも前記シングルコア光ファイバの数以上の前記第１コア（Ｃ１乃至Ｃ４、Ｃ１乃至Ｃ７）を備える前記マルチコア光ファイバ（２０、１２０、２２０）と、を備え、
上記記載の前記ファンイン／ファンアウトデバイス（１０、１１０、２１０）が光線を伝搬する方向と反対方向に光線を伝搬する。

【0013】

本発明によれば、反射戻り光を低減しつつ、ＦＩＦＯデバイスの結合部を小型化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１実施形態に係るＦＩＦＯデバイスの一例を示す側面図である。

【図2】ＦＩＦＯデバイスが備えるシングルモード光ファイバの端面を示す図であり、斜研磨回転角度を説明するために用いられる図である。

【図3A】ＦＩＦＯデバイスが備える第２レンズの移動方向を示す側面図である。

【図3B】図３Ａの第２レンズの移動方向を示す正面図である。

【図4】図１のＦＩＦＯデバイスの比較例としての比較デバイスの斜視図である。

【図5】比較デバイスの側面図である。

【図6】比較デバイスが備えるマルチコア光ファイバの端面を示す図である。

【図7A】比較デバイスが備える第２レンズの正面図である。

【図7B】比較デバイスのマルチコア光ファイバの或るコアからの出射光の主光線が対応する第２レンズを透過する様子を示す図である。

【図8】比較デバイスが備えるシングルモード光ファイバの端面を示す図である。

【図9A】図１のＦＩＦＯデバイスにおける斜研磨回転角度と径方向の移動量との関係を規定したグラフである。

【図9B】図１のＦＩＦＯデバイスにおける斜研磨回転角度とｚ軸方向の移動量との関係を規定したグラフである。

【図10】第２レンズの１つの正面図である。

【図11A】図１０の範囲Ｒ１の部分拡大図であり、第２レンズの径方向の移動方向、第２レンズへの主光線の入射位置、及び、斜研磨回転角度の対応関係を示す図である。

【図11B】図１０の範囲Ｒ１の部分拡大図であり、第２レンズのｚ軸方向の移動方向、第２レンズへの主光線の入射位置、及び、斜研磨回転角度の対応関係を示す図である。

【図12】第２レンズの移動により出射光の主光線がどのように屈折するかを示す図である。

【図13】シングルモード光ファイバの正面図であり、径方向条件が成立するときの斜研磨回転角度の角度範囲等を説明するために用いられる図である。

【図14】シングルモード光ファイバの正面図であり、ｚ軸方向条件が成立するときの斜研磨回転角度の角度範囲等を説明するために用いられる図である。

【図15】本発明の第１実施形態に係るＦＩＦＯデバイスの別の一例が備えるマルチコア光ファイバの端面を示す図である。

【図16】図１５のマルチコア光ファイバを備えるＦＩＦＯデバイスを示す平面図である。

【図17】図１６のＦＩＦＯデバイスの比較例としての比較デバイスの平面図である。

【図18A】図１６のＦＩＦＯデバイスにおける斜研磨回転角度と径方向の移動量との関係を規定したグラフである。

【図18B】図１６のＦＩＦＯデバイスにおける斜研磨回転角度とｚ軸方向の移動量との関係を規定したグラフである。

【図19】第２レンズの１つの正面図である。

【図20】図１９の範囲Ｒ２の部分拡大図であり、第２レンズの径方向及びｚ軸方向の移動方向、第２レンズへの主光線の入射位置、及び、斜研磨回転角度の対応関係を示す図である。

【図21】シングルモード光ファイバの正面図であり、径方向条件が成立するときの斜研磨回転角度の角度範囲等を説明するために用いられる図である。

【図22】シングルモード光ファイバの正面図であり、ｚ軸方向条件が成立するときの斜研磨回転角度の角度範囲等を説明するために用いられる図である。

【図23】本発明の第１実施形態に係るＦＩＦＯデバイスの更に別の一例が備えるマルチコア光ファイバの端面を示す図である。

【図24】図２３のマルチコア光ファイバを備えるＦＩＦＯデバイスを示す側面図である。

【図25】図２４のＦＩＦＯデバイスの比較例としての比較デバイスの平面図である。

【図26A】図２４のＦＩＦＯデバイスにおける斜研磨回転角度と径方向の移動量との関係を規定したグラフである。

【図26B】図２４のＦＩＦＯデバイスにおける斜研磨回転角度とｚ軸方向の移動量との関係を規定したグラフである。

【図27】第２レンズの１つの正面図である。

【図28A】図２７の範囲Ｒ３の部分拡大図であり、第２レンズの径方向の移動方向、第２レンズへの主光線の入射位置、及び、斜研磨回転角度の対応関係を示す図である。

【図28B】図２７の範囲Ｒ３の部分拡大図であり、第２レンズのｚ軸方向の移動方向、第２レンズへの主光線の入射位置、及び、斜研磨回転角度の対応関係を示す図である。

【図29】シングルモード光ファイバの正面図であり、径方向条件が成立するときの斜研磨回転角度の角度範囲等を説明するために用いられる図である。

【図30】シングルモード光ファイバの正面図であり、ｚ軸方向条件が成立するときの斜研磨回転角度の角度範囲等を説明するために用いられる図である。

【図31A】本発明の変形例に係るＦＩＦＯデバイスのマルチコア光ファイバ及び第１レンズを示す側面図である。

【図31B】図３１ＡのＦＩＦＯデバイスのマルチコア光ファイバを－ｙ軸方向に移動した状態を示す側面図である。

【図32A】本発明の第２実施形態に係るＦＩＦＯデバイスにおける図１０の範囲Ｒ１の部分拡大図である。

【図32B】シングルモード光ファイバの正面図であり、ｚ軸方向条件が成立するときの斜研磨回転角度の角度範囲等を説明するために用いられる図である。

【図33A】本発明の第２実施形態に係るＦＩＦＯデバイスにおける図２７の範囲Ｒ３の部分拡大図である。

【図33B】シングルモード光ファイバの正面図であり、ｚ軸方向条件が成立するときの斜研磨回転角度の角度範囲等を説明するために用いられる図である。

【図34A】本発明の第３実施形態に係るＦＩＦＯデバイスが備えるマルチコア光ファイバの斜研磨方向を示す図である。

【図34B】マルチコア光ファイバの別の斜研磨方向を示す図である。

【図35】マルチコア光ファイバの位置ずれ量と、光線角度のばらつきとの関係を規定したグラフである。

【図36】本発明の第４実施形態に係るＦＩＦＯデバイスが備える第２レンズの正面図である。

【図37】図３６の第２レンズの比較例としての第２レンズの正面図である。

【図38】図３６の第２レンズの別のレイアウトを示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（第１実施形態）
図１乃至図３Ｂは、本発明の第１実施形態に係るＦＩＦＯデバイスの一例であるＦＩＦＯデバイス１０を示す図である。図４乃至図８は、ＦＩＦＯデバイス１０の比較例としてのＦＩＦＯデバイス３１０を示す図である。以下では、まず、ＦＩＦＯデバイス３１０の構成について説明し、その後、ＦＩＦＯデバイス１０の構成について説明する。以下では、「ＦＩＦＯデバイス」を単に「デバイス」とも称する。

【0016】

図４は、デバイス３１０の斜視図であり、図５は、デバイス３１０の側面図である。図４及び図５に示すように、デバイス３１０は、マルチコア光ファイバ２０と、第１レンズ３０と、第２レンズ群４０と、シングルモード光ファイバ群３５０と、を備える。これらの部材は、軸線Ａ１に沿って上記の順に配置されている。デバイス３１０（及び後述するデバイス１０）には、直交座標系が設定されている。ｚ軸は、マルチコア光ファイバ２０から第１レンズ３０に向かう方向が正方向となるように軸線Ａ１と平行に延びている。ｙ軸は、ｚ軸と直交しており、紙面上方向が正方向となるように延びている。ｘ軸は、ｚ軸及びｙ軸と直交している。以下、マルチコア光ファイバ及びシングルモード光ファイバをそれぞれ「ＭＣＦ」及び「ＳＭＦ」とも称する。なお、本明細書では、図を見易くするために、特定の部材（例えば、ＭＣＦ２０及びＳＭＦ群３５０）の寸法及び光線の角度等を変更して図示している。

【0017】

ＭＣＦ２０は円柱状であり、少なくともその＋ｚ軸方向の端部における中心軸線は、軸線Ａ１と一致している。ＭＣＦ２０の端面２０ａ（図５参照）は、軸線Ａ１と直交する面（ｘｙ平面）と平行である。図６は、ＭＣＦ２０の中心軸線に沿って端面２０ａを見たときの図である。図６に示すように、ＭＣＦ２０は、４つのコアＣ１乃至Ｃ４と、これらのコアＣ１乃至Ｃ４を取り囲む共通のクラッドＣＬと、を備える。コアＣ１乃至Ｃ４は、端面２０ａの中心を中心とした正方形の頂点に位置しており、軸線方向に沿って延在している。隣接するコア間の距離（コアピッチ）は５０μｍである。コアＣ１乃至Ｃ４並びにクラッドＣＬは、何れも石英を主成分とするガラスにより形成されている。コアＣ１乃至Ｃ４の屈折率は、クラッドＣＬの屈折率よりも大きい。ＭＣＦ２０は、シングルモード光ファイバである。なお、コアＣ１乃至Ｃ４並びにクラッドＣＬの材質は石英を主成分とするガラスに限られず、他の材料により形成されてもよい。また、本明細書において、円柱には、軸線が湾曲しているものも含まれる。

【0018】

図４及び図５に示すように、ＭＣＦ２０の＋ｚ軸方向の端部は、円筒状のフェルール２２に挿通されて保持されている。フェルール２２の端面２２ａは、ＭＣＦ２０の端面２０ａと同一平面上に位置している。これは、ＭＣＦ２０の端面２０ａは、フェルール２２に挿通された状態でその端面２２ａとともに一括して研磨されるためである。図５では、フェルール２２内のＭＣＦ２０を破線で示しているが、コアＣ１乃至Ｃ４の図示は省略している。

【0019】

ＭＣＦ２０の各コアＣ１乃至Ｃ４を伝搬してきた光線は、端面２０ａから第１レンズ３０に向けて出射される。即ち、ＭＣＦ２０は出射部材として機能する。図４では、各コアＣ１乃至Ｃ４（図６参照）から出射される光線の主光線Ｂ１乃至Ｂ４のみをそれぞれ図示しており、図５では、コアＣ２及びＣ３から出射される光線の主光線Ｂ２及びＢ３のみを図示している。各コアＣ１乃至Ｃ４からの出射光の主光線は互いに平行であるが、各出射光は進行するにつれて発散する発散光である。

【0020】

第１レンズ３０は、焦点距離が１．３ｍｍのコリメートレンズであり、より詳細には、回転対称な曲面を有する非球面レンズである。第１レンズ３０は、各コアＣ１乃至Ｃ４から出射されて発散する光線をコリメート（平行化）する。第１レンズ３０の光軸は、ＭＣＦ２０の中心軸線上（即ち、軸線Ａ１上）に位置している。第１レンズ３０は、各コアＣ１乃至Ｃ４から出射される、主光線Ｂ１乃至Ｂ４が互いに平行である光線を偏向して出射する（より詳細には、主光線Ｂ１乃至Ｂ４がそれぞれ所定の方向に傾斜するように出射する。）。別言すれば、第１レンズ３０は、各コアＣ１乃至Ｃ４からの光線を焦点ｆ１にて集光する。即ち、第１レンズ３０は、マルチコア光ファイバに対応して設けられたレンズである。なお、第１レンズ３０の曲面は、各コアＣ１乃至Ｃ４からの光線を偏向するように出射可能であれば、非回転対称であってもよい。また、第１レンズ３０は、球面レンズ又はＧＲＩＮレンズであってもよいし、片面が平坦なレンズであってもよい。

【0021】

第２レンズ群４０は、ＭＣＦ２０のコア数（本例では、４つ）と同数の第２レンズ４１乃至４４を有する（図４参照）。第２レンズ４１乃至４４は、何れも焦点距離が２．５ｍｍのコリメートレンズであり、より詳細には、回転対称な曲面を有する非球面レンズである。以下では、第２レンズ４１乃至４４を、単に「レンズ４１乃至４４」と称する。各レンズ４１乃至４４の光軸は、第１レンズ３０の光軸と平行である。また、レンズ４１乃至４４の主点は同一平面上に位置しており、当該平面は軸線Ａ１と直交している。図５では、レンズ４１乃至４４のうち、主光線Ｂ２及びＢ３が入射するレンズ４２及び４３のみを図示している。

【0022】

図７Ａは、レンズ４１乃至４４を、軸線Ａ１に沿って（即ち、第１レンズ３０の光軸に沿って）見たときの図である。図７Ａに示すように、レンズ４１乃至４４の主点Ｃｓ１乃至Ｃｓ４は、それぞれ軸線Ａ１を中心とする正方形の頂点に位置している。より具体的には、レンズ４１乃至４４は、「第１レンズ３０から出射されたＭＣＦ２０の各コアＣ１乃至Ｃ４からの光線の主光線Ｂ１乃至Ｂ４」が、対応するレンズ４１乃至４４の焦点ｆ２（後述）を通過するように配置されている。

【0023】

図７Ｂを参照して具体的に説明する。図７Ｂは、コアＣ３からの出射光の主光線Ｂ３が対応するレンズ４３を透過する様子を示す図である。図４、図５及び図７Ｂに示すように、第１レンズ３０から出射されるＭＣＦ２０のコアＣ３からの光線は、焦点ｆ１を通過する。焦点ｆ１を通過した光線の主光線Ｂ３は、直進してレンズ４３の焦点ｆ２（図７Ｂ参照）を通過し、レンズ４３の位置Ｐｓ３（後述）に所定の入射角度（本例では、１．６°）で入射する。位置Ｐｓ３に入射した主光線Ｂ３は、レンズ４３の光軸Ａｓ３（図７Ｂ参照）と平行な光線としてレンズ４３から出射する。

【0024】

ここで、図７Ａに示すように、レンズ４３を軸線Ａ１に沿って見ると、主光線Ｂ３の入射位置Ｐｓ３は、「軸線Ａ１とレンズ４３の主点Ｃｓ３とを結ぶ半直線」上に位置している。より詳細には、入射位置Ｐｓ３は、主点Ｃｓ３から＋ｘ軸方向及び＋ｙ軸方向にそれぞれ等距離だけ離間した位置に位置している。これは、図６に示すように、レンズ４３に対応するＭＣＦ２０のコアＣ３が、その中心から－ｘ軸方向及び－ｙ軸方向にそれぞれ等距離（本例では、２５μｍ）だけ離間した位置に設けられているためである。

【0025】

同様に、図４に示すように、焦点ｆ１を通過した光線の主光線Ｂ１、Ｂ２及びＢ４は、直進してレンズ４１、４２及び４４の焦点ｆ２（図示省略）をそれぞれ通過し、レンズ４１、４２及び４４の位置Ｐｓ１、Ｐｓ２及びＰｓ４に所定の入射角度（本例では、１．６°）で入射する。位置Ｐｓ１、Ｐｓ２及びＰｓ４に入射した主光線Ｂ１、Ｂ２及びＢ４は、レンズ４１、４２及び４４の光軸と平行な光線としてレンズ４１、４２及び４４からそれぞれ出射する。図７Ａに示すように、レンズ４１、４２及び４４を軸線Ａ１に沿って見ると、主光線Ｂ１、Ｂ２及びＢ４の入射位置Ｐｓ１、Ｐｓ２及びＰｓ４は、軸線Ａ１を中心とし、入射位置Ｐｓ３上に１つの頂点を有する正方形の残り３つの頂点にそれぞれ位置している。これは、ＭＣＦ２０のコア配置によるものである（図６参照）。即ち、入射位置Ｐｓ１乃至Ｐｓ４は、軸線Ａ１に関して対称関係にある。

【0026】

図４及び図５に示すように、第２レンズ群４０は、第１レンズ３０から出射された各コアＣ１乃至Ｃ４からの光線を、対応するレンズ４１乃至４４によりそれぞれ収束する（図４及び図５では主光線のみ図示）。なお、各レンズ４１乃至４４の曲面は、対応する各コアＣ１乃至Ｃ４からの光線を偏向するように出射可能であれば、非回転対称であってもよい。また、各レンズ４１乃至４４は、球面レンズ又はＧＲＩＮレンズであってもよいし、片面が平坦なレンズであってもよい。

【0027】

ＳＭＦ群３５０は、レンズ４１乃至４４と同数（本例では、４つ）のＳＭＦ３５１乃至３５４を有する（図４参照）。ＳＭＦ３５１乃至３５４は、何れも１つの伝搬モードの光線を伝搬する光ファイバである。ＳＭＦ３５１乃至３５４は、互いに同一の構成を有するため、以下ではＳＭＦ３５３の構成を説明する。ＳＭＦ３５３は円柱状であり、少なくともその－ｚ軸方向の端部における中心軸線は、対応するレンズ４３の光軸Ａｓ３（図７Ｂ参照）と平行である。また、ＳＭＦ３５３は、第１レンズ３０の光軸から離間した位置に位置している。ＳＭＦ３５３の端面３５３ａは、ｘｙ平面と平行である。図８は、ＳＭＦ３５３の中心軸線に沿って端面３５３ａを見たときの図である。図８に示すように、ＳＭＦ３５３は、その中心軸線に沿って延在している１つのコアＣと、当該コアＣを取り囲むクラッドＣＬｓと、を備える。コアＣ及びクラッドＣＬｓは、何れも石英を主成分とするガラスにより形成されている。コアＣの屈折率は、クラッドＣＬｓの屈折率よりも大きい。なお、コアＣ及びクラッドＣＬｓの材質は石英を主成分とするガラスに限られず、他の材料により形成されてもよい。

【0028】

図４及び図５に示すように、ＳＭＦ３５３の－ｚ軸方向の端部は、円筒状のフェルール３６３に挿通されて保持されている。ＳＭＦ３５３の端面３５３ａは、フェルール３６３に挿通された状態でその端面３６３ａとともに一括して研磨されている。これにより、ＳＭＦ３５３の端面３５３ａとフェルール３６３の端面３６３ａは、同一平面（ｘｙ平面）上に位置している。図５では、フェルール３６３内のＳＭＦ３５３を破線で示している。

【0029】

ＳＭＦ３５３の端面３５３ａは、レンズ４３から出射されたコアＣ３からの光線が、コアＣ上（より厳密には、コアＣの中心上）で収束する位置に配置されている。即ち、ＳＭＦ３５３は、主光線Ｂ３がコアＣの中心に入射するように配置されている。これにより、コアＣ３からの出射光は、ＳＭＦ３５３のコアＣに低損失で入射する。

【0030】

同様に、ＳＭＦ３５１、３５２及び３５４は、第１レンズ３０の光軸から離間した位置に位置しており、それらの端面３５１ａ、３５２ａ及び３５４ａ（図４参照）は、レンズ４１、４２及び４４から出射されたコアＣ１、Ｃ２及びＣ４からの光線が、コアＣ上（より厳密には、コアＣの中心上）でそれぞれ収束する位置に配置されている。即ち、ＳＭＦ３５１、３５２及び３５４は、主光線Ｂ１、Ｂ２及びＢ４がコアＣの中心にそれぞれ入射するように配置されている。これにより、コアＣ１、Ｃ２及びＣ４からの出射光は、ＳＭＦ３５１、３５２及び３５４のコアＣに低損失で入射する。

【0031】

このように、第１レンズ３０及び第２レンズ群４０は、ＭＣＦ２０とＳＭＦ群３５０とを光学的に結合している。別言すれば、第１レンズ３０及び第２レンズ群４０は、デバイスの結合部として機能する。以上が、比較例としてのデバイス３１０の構成についての説明である。

【0032】

続いて、デバイス１０の構成について、図１乃至図３Ｂを参照して説明する。図１は、デバイス１０の側面図である。図１に示すように、デバイス１０は、ＭＣＦ２０と、第１レンズ３０と、第２レンズ群４０と、ＳＭＦ群５０と、を備える。これらの部材は、軸線Ａ１に沿って上記の順に配置されている。即ち、デバイス１０は、ＳＭＦ群５０を除いて、デバイス３１０で用いられた部材と同一の部材を用いている。加えて、ＭＣＦ２０と第１レンズ３０との位置関係は、デバイス３１０におけるそれらの位置関係と同一である。これに対し、ＭＣＦ２０及び第１レンズ３０と、第２レンズ群４０と、の位置関係は、デバイス３１０におけるそれらの位置関係とは異なっている。以下では、主にデバイス３１０との相違点について説明する。なお、ＭＣＦ２０のコアＣ１乃至Ｃ４は、「第１コア」の一例に相当する。また、第１レンズ３０の光軸及びレンズ４１乃至４４の光軸は、それぞれ「第１光軸」及び「第２光軸」の一例にそれぞれ相当する。

【0033】

ＳＭＦ群５０は、レンズ４１乃至４４と同数（本例では、４つ）のＳＭＦ５１乃至５４を有する。ＳＭＦ５１乃至５４は、それらの端面５１ａ乃至５４ａ（図１では端面５２ａ及び５３ａのみ図示）が斜研磨されている点でＳＭＦ３５１乃至３５４と相違している。ここで、斜研磨とは、各端面５１ａ乃至５４ａが、その中心軸線と直交する面（本実施形態では、ｘｙ平面）に対して所定の傾斜方向（後述）に所定の研磨角度（本例では、８°）だけ傾斜するように斜めに研磨されていることを意味する。ＳＭＦ５１乃至５４が斜研磨されることにより、端面５１ａ乃至５４ａにおける反射戻り光をそれぞれ低減している。ＳＭＦ５１乃至５４の－ｚ軸方向の端部は、円筒状のフェルール６１乃至６４に挿通されて保持されている。ＳＭＦ５１乃至５４の端面５１ａ乃至５４ａは、フェルール６１乃至６４の端面６１ａ乃至６４ａとともにそれぞれ一括して斜研磨されている。なお、ＳＭＦ群５０、及び、ＳＭＦ５１乃至５４は、それぞれ「シングルコア光ファイバ群」及び「周辺シングルコア光ファイバ」の一例に相当する。また、ＳＭＦ５１乃至５４のコアＣは「第２コア」の一例に相当する。更に、上記傾斜方向及び上記研磨角度は、それぞれ「第１傾斜方向」及び「第１研磨角度」の一例に相当する。

【0034】

ここで、「ＳＭＦ５１乃至５４の端面５１ａ乃至５４ａの中心を通り当該端面５１ａ乃至５４ａと直交し且つ上記傾斜方向と平行な平面」が当該端面５１ａ乃至５４ａとそれぞれ交差する線分を「斜研磨基準軸」と規定する。この場合、ＳＭＦ５１乃至５４の各斜研磨方向は、「斜研磨基準軸に沿って、対応するレンズ４１乃至４４からより離間している遠位端Ｅ１からより近接している近位端Ｅ２に向かう方向」を、各端面５１ａ乃至５４ａの中心軸線に沿って見たときの方向として規定される。本実施形態では、ＳＭＦ５１乃至５４は円柱状である。このため、斜研磨された各端面５１ａ乃至５４ａは、これに垂直な方向から見ると楕円形状となっている。従って、斜研磨基準軸は、各端面５１ａ乃至５４ａの長軸であり、この長軸の両端のうち、対応するレンズ４１乃至４４からより離間している一端（遠位端Ｅ１）からより近接している他端（近位端Ｅ２）に向かう方向を各端面５１ａ乃至５４ａの中心軸線に沿って見たときの方向が、「各ＳＭＦ５１乃至５４の斜研磨方向」である。以下では、ある部材をその中心軸線に沿って見ることを、「当該部材を正面視する」とも称する。図２は、ＳＭＦ５３及び５２の端面５３ａ及び５２ａを正面視した図である。図１及び図２に示すように、端面５３ａの斜研磨方向Ｄ３は、斜研磨基準軸の遠位端Ｅ１から近位端Ｅ２に向かう方向（＋ｙ軸方向）であり、端面５２ａの斜研磨方向Ｄ２は、斜研磨基準軸の遠位端Ｅ１から近位端Ｅ２に向かう方向（－ｙ軸方向）である。なお、斜研磨方向は、端面５１ａ乃至５４ａのｚ軸成分が減少する研磨方向ということもできる。

【0035】

以下では、ＳＭＦ５１乃至５４の端面５１ａ乃至５４ａを正面視したときに、任意の或る斜研磨方向が、「各端面５１ａ乃至５４ａの中心を通り＋ｙ軸方向に向かう基準方向Ｄ０」から反時計回りに成す角を、「正の値を有する斜研磨回転角度Ψ」と規定する。図２の例では、ＳＭＦ５３の斜研磨方向Ｄ３は、基準方向Ｄ０と一致している。このため、ＳＭＦ５３の斜研磨回転角度Ψは０°である。一方、ＳＭＦ５２の斜研磨方向Ｄ２は、基準方向Ｄ０と反対である。このため、ＳＭＦ５２の斜研磨回転角度Ψは１８０°である。また、図１では図示を省略しているが、この例では、ＳＭＦ５４及び５１の斜研磨回転角度Ψは、それぞれ０°及び１８０°である。以下では、斜研磨回転角度Ψを、単に「回転角度Ψ」とも称する。

【0036】

ＳＭＦ５１乃至５４が斜研磨されている場合、これらの端面５１ａ乃至５４ａに光線を低損失で入射させるためには、レンズ４１乃至４４からの出射光の主光線Ｂ１乃至Ｂ４が、「端面５１ａ乃至５４ａの長軸を通り、当該端面５１ａ乃至５４ａと直交する平面である長軸直交面」上に位置し、且つ、主光線Ｂ１乃至Ｂ４の光線角度θ１（レンズ４１乃至４４の光軸と成す角度）が所定の角度となるように出射光を制御する必要がある。端面５１ａ乃至５４ａの研磨角度が８°である場合、光線の波長が１．５５μｍのときの光線角度θ１は、３．８°であることが望ましい。なお、より詳細には、「端面５１ａ乃至５４ａに入射する主光線Ｂ１乃至Ｂ４」と、「端面５１ａ乃至５４ａ上の入射位置と近位端Ｅ２とを結ぶ線分」とがそれぞれ成す角度が７８．２°であることが望ましい。

【0037】

ところで、周知の光線行列によれば、任意の或るレンズからの出射光の光線角度θ１は、当該レンズへの入射光の入射位置ｐ及び入射角度θに依存する。入射位置ｐは、当該レンズの主点に対する相対位置として定義され、入射角度θは、入射光と当該レンズの光軸とが成す角度として定義される。本例では、レンズ４１乃至４４への入射光の（主光線Ｂ１乃至Ｂ４の）光路は不変である。このため、入射光の入射角度θは一定である。従って、レンズ４１乃至４４からの出射光の主光線Ｂ１乃至Ｂ４が長軸直交面上に位置し、且つ、その光線角度θ１を所望の角度とするためには、レンズ４１乃至４４への入射光の入射位置ｐを制御する必要がある。

【0038】

図３Ａ及び図３Ｂは、図１のレンズ４３の拡大図である。図３Ａ及び図３Ｂでは、デバイス１０のレンズ４３を実線で示し、デバイス３１０のレンズ４３を破線で示している。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、デバイス１０のレンズ４３は、デバイス３１０のレンズ４３に対して－ｙ軸方向に移動している（以下、デバイス３１０のレイアウトを、単に「移動前」とも称する。）。これにより、レンズ４３への主光線Ｂ３の入射位置Ｐｓ３が、移動前と比べて相対的に＋ｙ軸方向に移動するため、レンズ４３から出射される主光線Ｂ３が、移動前と比較して－ｙ軸方向に傾斜している（図３Ａ参照）。本例では、主光線Ｂ３の光線角度θ１が３．８°となるようにレンズ４３を移動させている（即ち、入射位置Ｐｓ３を移動させている）。このため、この構成によれば、図１に示すように、レンズ４３からの出射光（図１では主光線Ｂ３のみ図示）は、ＳＭＦ５３の端面５３ａに適切に入射する。なお、ＳＭＦ５３も、自身に入射する入射光の光線角度θ１の変化に伴い、主光線Ｂ３がコアＣの中心に入射するように－ｙ軸方向に移動している。

【0039】

一方、図１及び図５を比較すると明らかなように、デバイス１０のレンズ４２は、デバイス３１０のレンズ４２に対して＋ｙ軸方向に移動している。これにより、レンズ４２への主光線Ｂ２の入射位置Ｐｓ２（図７Ａ参照）が、移動前と比べて相対的に－ｙ軸方向に移動するため、レンズ４２から出射される主光線Ｂ２が、移動前と比較して＋ｙ軸方向に傾斜している（図１参照）。レンズ４２をレンズ４３と同じ距離だけ移動すると、主光線Ｂ２及びＢ３の対称性により、主光線Ｂ２の光線角度θ１は３．８°となる。このため、この構成によれば、図１に示すように、レンズ４２からの出射光（図１では主光線Ｂ２のみ図示）は、ＳＭＦ５２の端面５２ａに適切に入射する。なお、ＳＭＦ５２も、自身に入射する入射光の光線角度θ１の変化に伴い、主光線Ｂ２がコアＣの中心に入射するように＋ｙ軸方向に移動している。

【0040】

なお、図１では図示を省略しているが、レンズ４４及び４１についても同様に移動している。即ち、上述したように、ＳＭＦ５４の斜研磨回転角度Ψは０°であるため、レンズ４４（及びＳＭＦ５４）も、デバイス３１０のレンズ４４（及びＳＭＦ５４）に対して－ｙ軸方向に移動している。また、ＳＭＦ５１の斜研磨回転角度Ψは１８０°であるため、レンズ４１（及びＳＭＦ５１）も、デバイス３１０のレンズ４１（及びＳＭＦ５１）に対して＋ｙ軸方向に移動している。レンズ４４及び４１の移動距離は、レンズ４３及び４２の移動距離に等しい。この構成によれば、レンズ４４及び４１からの出射光も、ＳＭＦ５４及び５１の端面５４ａ及び５１ａに適切に入射する。

【0041】

図１のデバイス１０によれば、図５のデバイス３１０と比較して、反射戻り光を低減できる。加えて、レンズ４１乃至４４並びにＳＭＦ５１乃至５４を、ｙ軸方向に沿って軸線Ａ１に接近する方向に移動することができる。このため、従来よりも小型化された結合部を有するデバイス１０を実現できる。

【0042】

以上の説明から明らかなように、ＳＭＦ５１乃至５４の斜研磨方向と、レンズ４１乃至４４の移動方向との間には相関がある。このため、本願発明者らは、ＳＭＦ５１乃至５４の斜研磨回転角度Ψを０°≦Ψ≦３６０°の範囲で変化させたときのレンズ４１乃至４４の径方向（後述）の移動量Δｒを計算することにより、デバイス１０の結合部を径方向に小型化可能な斜研磨回転角度Ψの角度範囲について検討した。

【0043】

また、レンズ４１乃至４４への入射位置Ｐｓ１乃至Ｐｓ４は、レンズ４１乃至４４をｘｙ平面上で移動させる場合だけでなく、少なくともｚ軸方向に移動させる場合においても制御することができる。このため、本願発明者らは、ＳＭＦ５１乃至５４の斜研磨回転角度Ψを０°≦Ψ≦３６０°の範囲で変化させたときのレンズ４１乃至４４のｚ軸方向の移動量Δｚも併せて計算することにより、デバイス１０をｚ軸方向（即ち、軸線Ａ１方向）に小型化可能な斜研磨回転角度Ψの角度範囲について検討した。

【0044】

なお、上記の「径方向」とは、「軸線Ａ１」と「各レンズ４１乃至４４の主点Ｃｓ１乃至Ｃｓ４（図７Ａ参照）」とを結ぶ半直線に沿った方向である。なお、「径方向」は、「軸線Ａ１」と「各ＳＭＦ５１乃至５４の端面５１ａ乃至５４ａの中心」とを結ぶ半直線に沿った方向ということもできる。また、「レンズ４１乃至４４が径方向に移動する」とは、「レンズ４１乃至４４の移動方向が少なくとも径方向の成分を有する」ことを意味しており、「移動方向が径方向の成分しか有さない」ことを意味しているわけではない。更に、レンズ４１乃至４４並びにＳＭＦ５１乃至５４は、図示しない部材に収容されているが、レンズ４１乃至４４等の移動によってこれらの収容部材同士が互いに干渉することはない。

【0045】

図９Ａは、デバイス１０における斜研磨回転角度Ψと径方向の移動量Δｒとの関係を規定したグラフであり、図９Ｂは、デバイス１０における斜研磨回転角度Ψとｚ軸方向の移動量Δｚとの関係を規定したグラフである。Δｒは、レンズ４１乃至４４が径方向外側に移動する（デバイス１０の結合部が大型化する）ときは正の値を有し、径方向内側に移動する（デバイス１０の結合部が小型化する）ときは負の値を有する。なお、「径方向外側」は軸線Ａ１から径方向に離間する側であり、「径方向内側」は軸線Ａ１へ径方向に接近する側である。一方、Δｚは、レンズ４１乃至４４が＋ｚ軸方向に移動する（デバイス１０の結合部が大型化する）ときは正の値を有し、－ｚ軸方向に移動する（デバイス１０の結合部が小型化する）ときは負の値を有する。

【0046】

以下では、図９Ａ及び図９Ｂのグラフについて説明する前に、斜研磨回転角度Ψとレンズ４１乃至４４の移動方向との関係について、レンズ４３を例に挙げて説明する。図１０は、レンズ４３を正面視した図である。図１１Ａ及び図１１Ｂは、図１０の範囲Ｒ１の部分拡大図である。図１０乃至図１１Ｂに示す円４３ａは、入射位置Ｐｓ３を中心とする半径０．１６ｍｍの円である。なお、これらの図における入射位置Ｐｓ３は、比較例としてのデバイス３１０のレンズ４３に主光線Ｂ３が入射するときの入射位置（即ち、レンズ４３の焦点ｆ２を通過した主光線Ｂ３が入射する位置（図７Ｂ参照））である。上述したように、レンズ４３への入射光の光路は不変である。このため、レンズ４３を移動すると、入射位置Ｐｓ３が相対的に移動する。上記計算によれば、以下の知見が得られた。
・レンズ４３を、入射位置Ｐｓ３が円４３ａ上の任意の点に位置するように移動することにより、出射光の主光線Ｂ３の光線角度θ１を３．８°に制御できる。
・レンズ４３をｘｙ平面上で移動させる場合、出射光の主光線Ｂ３は、レンズ４３の移動方向と同じ方向に（３．８°だけ）屈折する。

【0047】

これらの知見について具体的に説明する。図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、円４３ａ上には、８つの点Ｐ１乃至Ｐ８がこの順に反時計回りに等間隔で配置されている。点Ｐ１は、入射位置Ｐｓ３から＋ｙ軸方向に位置している。点Ｐ１乃至Ｐ８は、レンズ４３上の固定点である。図１２は、レンズ４３を後述する所定の方向に所定の距離だけ移動したときに出射光の主光線Ｂ３がどのように屈折するかを示した図である。なお、図１２の主光線Ｂ３は、デバイス３１０のレンズ４３からの出射光の主光線であるため、＋ｚ軸方向に進行している（別言すれば、レンズ４３の光軸Ａｓ３（図７Ｂ参照）と平行に進行している）。

【0048】

まず、図１０及び図１１Ａを参照して、レンズ４３をｘｙ平面上で移動させる場合について説明する。例えば、レンズ４３を径方向内側に０．１６ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ３は点Ｐ２に移動する。このとき、図１２に示すように、出射光の主光線Ｂ３_Ｐ２は、移動前の主光線Ｂ３に対して、仮想平面Ｓ１（線分Ｐ２Ｐ６を通り、ｚ軸方向に拡がる平面）上を、点Ｐ６側に３．８°だけ屈折する。ここで、点Ｐ６側とは、径方向内側であり、即ち、レンズ４３の移動方向である。この結果、主光線Ｂ３_Ｐ２の光線角度θ１は３．８°となる。

【0049】

また、例えば、レンズ４３を径方向外側に０．１６ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ３は点Ｐ６に移動する。このとき、図１２に示すように、出射光の主光線Ｂ３_Ｐ６は、移動前の主光線Ｂ３に対して、仮想平面Ｓ１上を、点Ｐ２側に３．８°だけ屈折する。ここで、点Ｐ２側とは、径方向外側であり、即ち、レンズ４３の移動方向である。この結果、主光線Ｂ３_Ｐ６の光線角度θ１は３．８°となる。

【0050】

同様に、レンズ４３を、入射位置Ｐｓ３が点Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ７及びＰ８に位置するようにｘｙ平面上で移動すると、移動後の出射光の主光線Ｂ３は、移動前の主光線Ｂ３に対して、レンズ４３の移動方向に３．８°だけ屈折する。この結果、移動後の主光線Ｂ３の光線角度θ１は３．８°となる。

【0051】

上記の説明から明らかなように、レンズ４３をｘｙ平面上で移動させる場合、実際の移動距離は、移動方向によらず一定（本例では、０．１６ｍｍ）であるが、この計算ではレンズ４３の径方向の移動距離に着目しているため、移動量Δｒは、「レンズ４３の実際の移動距離の径方向の成分」として規定される。即ち、実際の移動距離の「径方向と直交する成分」は無視される。例えば、レンズ４３を、入射位置Ｐｓ３が点Ｐ１又はＰ３に位置するように移動する場合、移動量Δｒは、線分Ｐｓ３Ｑ１の長さ（本例では、０．１１ｍｍ）に等しくなる。なお、点Ｑ１は、点Ｐ１又はＰ３から線分Ｐ２Ｐ６上に下ろした垂線の足である。また、レンズ４３を、入射位置Ｐｓ３が点Ｐ４又はＰ８に位置するように移動する場合、移動距離が径方向の成分を有していないため、移動量Δｒは０となる。

【0052】

次に、図１０及び図１１Ｂを参照して、レンズ４３を少なくともｚ軸方向に移動させる場合について説明する。レンズ４３を－ｚ軸方向に移動させると、入射位置Ｐｓ３は径方向内側に移動し、レンズ４３を＋ｚ軸方向に移動させると、入射位置Ｐｓ３は径方向外側に移動する。この計算では、更に、レンズ４３をｘ軸方向に移動させることにより、入射位置Ｐｓ３を円４３ａ上の任意の点に移動させている。

【0053】

例えば、レンズ４３を－ｚ軸方向に６．２ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ３は点Ｐ６に移動する。このときの出射光の主光線Ｂ３_Ｐ６の屈折方向は、上述した通りである（図１２参照）。この状態から、更にレンズ４３を＋ｘ軸方向に０．２３ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ３は点Ｐ４に移動する。

【0054】

また、例えば、レンズ４３を－ｚ軸方向に８．７ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ３は点Ｑ２に移動する。点Ｑ２は、直線Ｐ２Ｐ６と、点Ｐ５における円４３ａの接線との交点である。この状態から、更にレンズ４３を＋ｘ軸方向に０．１６ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ３は点Ｐ５に移動する。

【0055】

即ち、この計算では、レンズ４３を、入射位置Ｐｓ３が点Ｐ２又はＰ６に位置するように移動する場合は、レンズ４３をｚ軸方向にのみ移動する。一方、レンズ４３を、入射位置Ｐｓ３が「点Ｐ２及びＰ６を除く円４３ａ上の任意の点」に位置するように移動する場合は、レンズ４３をｚ軸方向及びｘ軸方向に移動する。移動後の出射光の主光線Ｂ３は、移動前の主光線Ｂ３に対して、「レンズ４３をｘｙ平面上で移動させる場合」と同一の方向に屈折する。この結果、移動後の主光線Ｂ３の光線角度θ１は３．８°となる。なお、レンズ４３は、ｘ軸方向に移動する代わりにｙ軸方向に移動してもよい。

【0056】

上記の説明から明らかなように、レンズ４３を少なくともｚ軸方向に移動させる場合、移動方向によっては、レンズ４３をｘ軸方向に移動させることがある。しかしながら、この計算では第２レンズのｚ軸方向の移動距離に着目しているため、移動量Δｚは、「レンズ４３のｚ軸方向の移動距離」として規定される。このため、入射位置Ｐｓ３が点Ｐ３又は点Ｐ７に位置するようにレンズ４３を移動する場合、移動量Δｚは０となる。

【0057】

また、ｘ軸方向の移動距離（例えば、０．２３ｍｍ）は、ｚ軸方向の移動距離（例えば、６．２ｍｍ）に比べて極めて短い。このため、レンズ４３が－ｘ軸方向に沿って移動する（即ち、軸線Ａ１から離間するように移動する）場合であっても、これによるデバイス１０の結合部のサイズの変化は極めて小さい。従って、この計算では、レンズ４３のｘ軸方向における移動距離は無視している（別言すれば、デバイス１０の結合部のｚ軸方向における小型化を優先している。）。

【0058】

以上の知見によれば、ＳＭＦ５３の斜研磨方向を、移動後のレンズ４３からの出射光の主光線Ｂ３の屈折方向に応じて設定することにより、出射光をＳＭＦ５３の端面５３ａに適切に入射させられることが分かる。具体的には、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、レンズ４３を、入射位置Ｐｓ３が点Ｐ２に位置するように移動する場合（図１２参照）、ＳＭＦ５３の斜研磨回転角度Ψは４５°に設定され得る。また、レンズ４３を、入射位置Ｐｓ３が点Ｐ６に位置するように移動する場合（図１２参照）、ＳＭＦ５３の斜研磨回転角度Ψは２２５°に設定され得る。同様に、レンズ４３を、入射位置Ｐｓ３が点Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ７及びＰ８に位置するように移動する場合、ＳＭＦ５３の斜研磨回転角度Ψは、それぞれ、０°（＝３６０°）、９０°、１３５°、１８０°、２７０°及び３１５°に設定され得る。

【0059】

レンズ４１、４２及び４４並びにＳＭＦ５１、５２及び５４についても、同様の考え方が適用され得る。以上が斜研磨回転角度Ψとレンズ４１乃至４４の移動方向との関係についての説明である。

【0060】

続いて、図９Ａを参照して移動量Δｒの計算結果を説明する。図９Ａによれば、レンズ４１については、ＳＭＦ５１の斜研磨回転角度Ψが１３５°＜Ψ＜３１５°のとき、Δｒが負となっており、Ψ＝２２５°のときにΔｒが最小となっている。レンズ４２については、ＳＭＦ５２の斜研磨回転角度Ψが４５°＜Ψ＜２２５°のとき、Δｒが負となっており、Ψ＝１３５°のときにΔｒが最小となっている。レンズ４３については、ＳＭＦ５３の斜研磨回転角度Ψが３１５°＜Ψ＜１３５°（即ち、３１５°＜Ψ≦３６０°、０°≦Ψ＜１３５°）のとき、Δｒが負となっており、Ψ＝４５°のときにΔｒが最小となっている。レンズ４４については、ＳＭＦ５４の斜研磨回転角度Ψが２２５°＜Ψ＜４５°（即ち、２２５°＜Ψ≦３６０°、０°≦Ψ＜４５°）のとき、Δｒが負となっており、Ψ＝３１５°のときにΔｒが最小となっている。

【0061】

図１３は、各ＳＭＦ５１乃至５４の端面５１ａ乃至５４ａを正面視した場合において、Δｒが負になるという径方向条件が成立するときの斜研磨回転角度Ψの角度範囲Ｒｒ１乃至Ｒｒ４、及び、Δｒが最小となる（径方向内側に最大となる）ときの斜研磨方向Ｄｒ１乃至Ｄｒ４を示した図である。図１３では、コアＣの図示を省略している。図１３に示すように、角度範囲Ｒｒ１乃至Ｒｒ４は、外周Ｃｉｒ１乃至Ｃｉｒ４に対応する角度範囲である。ここで、外周Ｃｉｒ１乃至Ｃｉｒ４は、それぞれ、線分Ｌ１乃至Ｌ４に対して径方向外側の部分の外周である。線分Ｌ１乃至Ｌ４は、それぞれ、端面５１ａ乃至５４ａの中心を通り、径方向と直交する線分である。径方向条件は、ＳＭＦ５１乃至５４の斜研磨回転角度Ψが、それぞれ、角度範囲Ｒｒ１乃至Ｒｒ４に含まれる場合に成立する。別言すれば、径方向条件は、斜研磨方向が、端面５１ａ乃至５４ａの長軸の近位端Ｅ２が外周Ｃｉｒ１乃至Ｃｉｒ４上に位置するように設定される場合に成立する。

【0062】

また、斜研磨方向Ｄｒ１乃至Ｄｒ４は、それぞれ径方向外側を向いており、軸線Ａ１に関して点対称関係が成立している。別言すれば、斜研磨方向Ｄｒ１乃至Ｄｒ４の向きは、端面５１ａ乃至５４ａの長軸の近位端Ｅ２が、それぞれ、外周Ｃｉｒ１乃至Ｃｉｒ４の中点に位置するように設定されている。

【0063】

なお、別言すれば、線分Ｌ１乃至Ｌ４は、それぞれ、「端面５１ａ乃至５４ａの中心を通り、軸線Ａ１と当該中心とを結ぶ線分と直交する線分」である。また、外周Ｃｉｒ１乃至Ｃｉｒ４は、それぞれ、「端面５１ａ乃至５４ａの外周のうち、線分Ｌ１乃至Ｌ４に対して軸線Ａ１が位置している側とは反対側の部分の外周」である。線分Ｌ１乃至Ｌ４、及び、外周Ｃｉｒ１乃至Ｃｉｒ４は、「第１直交線」及び「第１外周」の一例にそれぞれ相当する。

【0064】

次いで、図９Ｂを参照して移動量Δｚの計算結果を説明する。図９Ｂによれば、レンズ４１及び４２については、ＳＭＦ５１及び５２の斜研磨回転角度Ψが２７０°＜Ψ＜９０°（即ち、２７０°＜Ψ≦３６０°、０°≦Ψ＜９０°）のとき、Δｚが負となっており、Ψ＝０°（３６０°）のときにΔｚが最小となっている。レンズ４３及び４４については、ＳＭＦ５３及び５４の斜研磨回転角度Ψが９０°＜Ψ＜２７０°のとき、Δｚが負となっており、Ψ＝１８０°のときにΔｚが最小となっている。

【0065】

図１４は、各ＳＭＦ５１乃至５４の端面５１ａ乃至５４ａを正面視した場合において、Δｚが負になるというｚ軸方向条件が成立するときの斜研磨回転角度Ψの角度範囲Ｒｚ１乃至Ｒｚ４、及び、Δｚが最小となる（－ｚ軸方向に最大となる）ときの斜研磨方向Ｄｚ１乃至Ｄｚ４を示した図である。図１４では、コアＣの図示を省略している。図１４に示すように、角度範囲Ｒｚ１乃至Ｒｚ４は、それぞれ、外周Ｃｉｚ１乃至Ｃｉｚ４に対応する角度範囲である。ここで、外周Ｃｉｚ１乃至Ｃｉｚ４は、それぞれ、線分Ｌｚ１乃至Ｌｚ４に対して軸線Ａ１が位置している側の部分の外周である。また、軸線Ａ１と直交し、ｘ軸方向に延びる直線を「基準線Ｌｂ」と規定すると、線分Ｌｚ１乃至Ｌｚ４は、それぞれ、端面５１ａ乃至５４ａの中心を通り、基準線Ｌｂと平行な線分である。ｚ軸方向条件は、ＳＭＦ５１乃至５４の斜研磨回転角度Ψが、それぞれ、角度範囲Ｒｚ１乃至Ｒｚ４に含まれる場合に成立する。別言すれば、ｚ軸方向条件は、斜研磨方向が、端面５１ａ乃至５４ａの長軸の近位端Ｅ２が外周Ｃｉｚ１乃至Ｃｉｚ４上に位置するように設定される場合に成立する。

【0066】

また、斜研磨方向Ｄｚ１及びＤｚ２は、それぞれ＋ｙ軸方向（即ち、基準線Ｌｂに向かって垂直に延びる方向）を向いており、斜研磨方向Ｄｚ３及びＤｚ４は、それぞれ－ｙ軸方向（即ち、基準線Ｌｂに向かって垂直に延びる方向）を向いている。即ち、斜研磨方向Ｄｚ１乃至Ｄｚ４は、軸線Ａ１に関して点対称関係が成立している。別言すれば、斜研磨方向Ｄｚ１乃至Ｄｚ４は、端面５１ａ乃至５４ａの長軸の近位端Ｅ２が、それぞれ、外周Ｃｉｚ１乃至Ｃｉｚ４の中点に位置するように設定されている。

【0067】

なお、線分Ｌｚ１乃至Ｌｚ４、及び、外周Ｃｉｚ１乃至Ｃｉｚ４は、「平行線」及び「第２外周」の一例にそれぞれ相当する。また、基準線Ｌｂは、各ＳＭＦ５１乃至５４の中心を通過していない。このため、「デバイス１０に例示されるように各ＳＭＦ５１乃至５４が配置される場合」は、「第１の場合」の一例に相当する。また、基準線Ｌｂは、ｘ軸方向に延びる直線に限られない。基準線Ｌｂは、軸線Ａ１と直交し任意の方向に延びる直線であればよい。この場合にレンズ４１乃至４４を少なくともｚ軸方向に移動させるには、レンズ４１乃至４４をｚ軸方向に移動した後、更に基準線Ｌｂと平行に移動させればよい。

【0068】

本願発明者らは、ＭＣＦ２０（図１及び図６参照）を、コア数及び／又はコア配置が異なる他のＭＣＦ１２０及び２２０に変更して同様の計算を行うことにより、デバイスの結合部を径方向又はｚ軸方向に小型化可能な斜研磨回転角度Ψの角度範囲について更に詳しく検討した。

【0069】

図１５は、検討に用いられたＭＣＦ１２０の端面１２０ａを示す図である。ＭＣＦ１２０は、ＭＣＦ２０とコア配置のみが異なるＭＣＦである。図１５に示すように、ＭＣＦ１２０は、４つのコアＣ１乃至Ｃ４と、これらのコアＣ１乃至Ｃ４を取り囲む共通のクラッドＣＬと、を備える。コアＣ１乃至コアＣ４は、端面１２０ａの中心を中心として２回対称となるようにｘ軸方向に直線状に配置されている。コアピッチは５０μｍである。ＭＣＦ１２０のコアＣ１乃至Ｃ４は、「第１コア」の一例に相当する。

【0070】

図１６は、ＭＣＦ１２０を用いたデバイス１１０の平面図である。図１７は、デバイス１１０の比較例としてのデバイス４１０の平面図である。以下では、まず、デバイス４１０の構成について、デバイス３１０（図４及び図５参照）との相違点を主に説明し、その後、デバイス１１０の構成について説明する。

【0071】

図１７に示すように、デバイス４１０は、ＭＣＦ１２０と、第１レンズ３０と、第２レンズ群１４０と、ＳＭＦ群４５０と、を備える。第２レンズ群１４０は、レンズ１４１乃至１４４を有する。レンズ１４１乃至１４４は、レンズ４１乃至４４とそれぞれ同一のコリメートレンズであるが、それらの位置が異なっている。具体的には、レンズ１４１乃至１４４の主点Ｃｓ１乃至Ｃｓ４（図示省略）は、軸線Ａ１と直交し、ｘ軸方向に延びる直線上に位置している。また、レンズ１４１乃至１４４は、「第１レンズ３０から出射されたＭＣＦ１２０の各コアＣ１乃至Ｃ４からの光線の主光線Ｂ１乃至Ｂ４」が、対応するレンズ１４１乃至１４４の焦点（図示省略）を通過するように配置されている。これにより、レンズ１４１乃至１４４に入射した主光線Ｂ１乃至Ｂ４は、レンズ１４１乃至１４４の光軸と平行な光線としてそれぞれ出射する。レンズ１４１乃至１４４への入射光の入射位置Ｐｓ１１乃至Ｐｓ１４（図示省略）も、上記直線（主点Ｃｓ１乃至Ｃｓ４が位置している直線）上に位置している。

【0072】

ＳＭＦ群４５０は、ＳＭＦ４５１乃至４５４を有する。ＳＭＦ４５１乃至４５４は、ＳＭＦ３５１乃至３５４とそれぞれ同一のＳＭＦである。ＳＭＦ４５１乃至４５４の端面４５１ａ乃至４５４ａは、対応するレンズ１４１乃至１４４から出射されたコアＣ１乃至Ｃ４からの光線が、コアＣの中心上で収束する位置にそれぞれ配置されている。即ち、ＳＭＦ４５１乃至４５４は、主光線Ｂ１乃至Ｂ４がコアＣの中心に入射するようにそれぞれ配置されている。端面４５１ａ乃至４５４ａの中心は、軸線Ａ１と直交し、ｘ軸方向に延びる直線上に位置している。即ち、主光線Ｂ１乃至Ｂ４は、何れも軸線Ａ１を通るｘｚ平面上に位置している。ＳＭＦ４５１乃至４５４の－ｚ軸方向の端部は、それぞれ、円筒状のフェルール４６１乃至４６４に挿通されて保持されている。

【0073】

第１レンズ３０及び第２レンズ群１４０は、ＭＣＦ１２０とＳＭＦ群４５０とを光学的に結合しており、デバイスの結合部として機能する。以上が、比較例としてのデバイス４１０の構成についての説明である。

【0074】

続いて、デバイス１１０の構成について説明する。図１６に示すように、デバイス１１０は、ＳＭＦ群１５０を除いて、デバイス４１０で用いられた部材と同一の部材を用いている。

【0075】

ＳＭＦ群１５０は、ＳＭＦ１５１乃至１５４を有する。ＳＭＦ１５１乃至１５４は、それらの端面１５１ａ乃至１５４ａが斜研磨されている点でＳＭＦ４５１乃至４５４と相違している。ＳＭＦ１５１乃至１５４は、ＳＭＦ５１乃至５４とそれぞれ同一のＳＭＦであり、研磨角度は８°である。ＳＭＦ１５１乃至１５４の－ｚ軸方向の端部は、円筒状のフェルール１６１乃至１６４に挿通されて保持されている。ＳＭＦ１５１乃至１５４は、「周辺シングルコア光ファイバ」の一例に相当する。

【0076】

図１６の例では、ＳＭＦ１５３及び１５１の回転角度Ψは９０°であり、ＳＭＦ１５２及び１５４の回転角度Ψは２７０°である。図１６及び図１７に示すように、デバイス１１０のレンズ１４３及び１４１は、デバイス４１０のレンズ１４３及び１４１に対して－ｘ軸方向（即ち、軸線Ａ１に接近する方向）に移動している。これにより、レンズ１４３及び１４１からそれぞれ出射される主光線Ｂ３及びＢ１が、移動前と比較して、ｘｚ平面上で－ｘ軸方向に傾斜している。また、デバイス１１０のレンズ１４２及び１４４は、デバイス４１０のレンズ１４２及び１４４に対して＋ｘ軸方向（即ち、軸線Ａ１に接近する方向）に移動している。これにより、レンズ１４２及び１４４からそれぞれ出射される主光線Ｂ２及びＢ４が、移動前と比較して、ｘｚ平面上で＋ｘ軸方向に傾斜している。即ち、主光線Ｂ１乃至Ｂ４は、何れも軸線Ａ１を通るｘｚ平面上に位置している。本例では、レンズ１４１乃至１４４からの出射光の主光線Ｂ１乃至Ｂ４の光線角度θ１が、何れも３．８°となるようにレンズ１４１乃至１４４を移動させている（即ち、入射位置Ｐｓ１１乃至Ｐｓ１４を移動させている）。このため、この構成によれば、図１６に示すように、レンズ１４１乃至１４４からの出射光（図１６では主光線Ｂ１乃至Ｂ４のみ図示）は、ＳＭＦ１５１乃至１５４の端面１５１ａ乃至１５４ａに適切に入射する。

【0077】

図１８Ａは、デバイス１１０における回転角度Ψと移動量Δｒとの関係を規定したグラフであり、図１８Ｂは、デバイス１１０における回転角度Ψと移動量Δｚとの関係を規定したグラフである。以下では、図１８Ａ及び図１８Ｂのグラフについて説明する前に、レンズ１４１乃至１４４の移動方向について、レンズ１４３を例に挙げて説明する。図１９は、レンズ１４３を正面視した図である。図２０は、図１９の範囲Ｒ２の部分拡大図である。図１９及び図２０に示す円１４３ａは、入射位置Ｐｓ１３を中心とする半径０．１６ｍｍの円である。なお、これらの図における入射位置Ｐｓ１３は、比較例としてのデバイス４１０のレンズ４３に主光線Ｂ３が入射するときの入射位置である。上述したように、入射位置Ｐｓ１３及び主点Ｃｓ３は、軸線Ａ１（図１９では図示省略）を通りｘ軸方向に延びる直線上に位置している。このため、本例では、ｘ軸方向が径方向に相当する。

【0078】

図２０に示すように、円１４３ａ上には、８つの点Ｐ１１乃至Ｐ１８が、点Ｐ１乃至Ｐ８（図１１Ａ及び図１１Ｂ参照）と対応する位置に配置されている。まず、レンズ１４３をｘｙ平面上で移動させる場合について説明する。例えば、レンズ１４３を径方向内側に０．１６ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ１３は点Ｐ１３に移動する。このとき、移動後の出射光の主光線Ｂ３は、移動前の主光線Ｂ３に対して、（ｘｚ平面上を）点Ｐ１７側（即ち、径方向内側）に３．８°だけ屈折する。このときの移動量Δｒは、線分Ｐｓ１３Ｐ１３の長さ（０．１６ｍｍ）に等しくなる。

【0079】

また、例えば、レンズ１４３を、入射位置Ｐｓ１３が点Ｐ１２又は点Ｐ１４に位置するように移動すると、移動後の出射光の主光線Ｂ３は、移動前の主光線Ｂ３に対して、点Ｐ１６側又は点Ｐ１８側に３．８°だけ屈折する。このときの移動量Δｒは、線分Ｐｓ１３Ｑ１１の長さ（０．１２ｍｍ）に等しくなる。なお、点Ｑ１１は、点Ｐ１２又はＰ１４から線分Ｐ１３Ｐ１７上に下ろした垂線の足である。

【0080】

次に、レンズ１４３を少なくともｚ軸方向に移動させる場合について説明する。レンズ１４３を－ｚ軸方向に移動させると、入射位置Ｐｓ１３は径方向内側（－ｘ軸方向）に移動し、レンズ１４３を＋ｚ軸方向に移動させると、入射位置Ｐｓ３は径方向外側（＋ｘ軸方向）に移動する。

【0081】

例えば、レンズ１４３を－ｚ軸方向に２．８ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ１３は点Ｐ１７に移動する。このとき、移動後の出射光の主光線Ｂ３は、移動前の主光線Ｂ３に対して、（ｘｚ平面上を）点Ｐ１３側（即ち、径方向外側）に３．８°だけ屈折する。移動量Δｚは２．８ｍｍである。また、例えば、レンズ１４３を－ｚ軸方向に２．０ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ１３は点Ｑ１２に移動する。点Ｑ１２は、線分Ｐ１８Ｐ１６と線分Ｐ１３Ｐ１７との交点である。この状態から、更にレンズ１４３を＋ｙ軸方向に２．０ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ１３は点Ｐ１８に移動する。このとき、移動後の出射光の主光線Ｂ３は、移動前の主光線Ｂ３に対して、点Ｐ１６側に３．８°だけ屈折する。移動量Δｚは２．０ｍｍである。即ち、この計算では、レンズ１４３を、入射位置Ｐｓ１３が点１３又は点１７に位置するように移動する場合は、レンズ１４３をｚ軸方向にのみ移動する。一方、レンズ１４３を、入射位置Ｐｓ１３が「点Ｐ１３及びＰ１７を除く円１４３ａ上の任意の点」に位置するように移動する場合は、レンズ１４３をｚ軸方向及びｙ軸方向に移動する。

【0082】

レンズ１４１、１４２及び１４４についても同様の考え方が適用され得る。以上がレンズ１４１乃至１４４の移動方向についての説明である。

【0083】

図１８Ａによれば、レンズ１４１及び１４３については、ＳＭＦ１５１及び１５３の回転角度Ψが０°＜Ψ＜１８０°のとき、Δｒが負となっており、Ψ＝９０°のときにΔｒが最小となっている。レンズ１４２及び１４４については、ＳＭＦ１５２及び１５４の回転角度Ψが１８０°＜Ψ＜３６０°のとき、Δｒが負となっており、Ψ＝２７０°のときにΔｒが最小となっている。

【0084】

図２１は、各ＳＭＦ１５１乃至１５４の端面１５１ａ乃至１５４ａを正面視した場合において、径方向条件が成立するときの回転角度Ψの角度範囲Ｒｒ１１乃至Ｒｒ１４、及び、Δｒが最小となるときの斜研磨方向Ｄｒ１１乃至Ｄｒ１４を示した図である。図２１では、コアＣの図示を省略している。図２１に示すように、角度範囲Ｒｒ１１乃至Ｒｒ１４は、外周Ｃｉｒ１１乃至Ｃｉｒ１４に対応する角度範囲である。ここで、外周Ｃｉｒ１１乃至Ｃｉｒ１４は、それぞれ、線分Ｌｒ１１乃至Ｌｒ１４に対して径方向外側の部分の外周である。線分Ｌｒ１１乃至Ｌｒ１４は、それぞれ、端面１５１ａ乃至１５４ａの中心を通り、径方向と直交する線分である。径方向条件は、ＳＭＦ１５１乃至１５４の回転角度Ψが、それぞれ、角度範囲Ｒｒ１１乃至Ｒｒ１４に含まれる場合に成立する。別言すれば、径方向条件は、斜研磨方向が、端面１５１ａ乃至１５４ａの長軸の近位端Ｅ２が外周Ｃｉｒ１１乃至Ｃｉｒ１４上に位置するように設定される場合に成立する。

【0085】

また、斜研磨方向Ｄｒ１１乃至Ｄｒ１４は、それぞれ径方向外側を向いており、軸線Ａ１に関して点対称関係が成立している。別言すれば、斜研磨方向Ｄｒ１１乃至Ｄｒ１４の向きは、端面１５１ａ乃至１５４ａの長軸の近位端Ｅ２が、それぞれ、外周Ｃｉｒ１１乃至Ｃｉｒ１４の中点に位置するように設定されている。

【0086】

なお、別言すれば、線分Ｌｒ１１乃至Ｌｒ１４は、それぞれ、「端面１５１ａ乃至１５４ａの中心を通り、軸線Ａ１と当該中心とを結ぶ線分と直交する線分」である。また、外周Ｃｉｒ１１乃至Ｃｉｒ１４は、それぞれ、「端面１５１ａ乃至１５４ａの外周のうち、線分Ｌｒ１１乃至Ｌｒ１４に対して軸線Ａ１が位置している側とは反対側の部分の外周」である。線分Ｌｒ１１乃至Ｌｒ１４、及び、外周Ｃｉｒ１１乃至Ｃｉｒ１４は、「第１直交線」及び「第１外周」の一例にそれぞれ相当する。

【0087】

一方、図１８Ｂによれば、レンズ１４１及び１４３については、ＳＭＦ１５１及び１５３の回転角度Ψが１８０°＜Ψ＜３６０°のとき、Δｚが負となっており、Ψ＝２７０°のときにΔｚが最小となっている。また、上記の角度範囲では、レンズ１４１のΔｚのほうがレンズ１４３のΔｚよりも小さい（－ｚ軸方向の移動量が大きい）。これは、レンズ１４１への入射光の入射角度が、レンズ１４３への入射光の入射角度よりも小さい（図１６参照）ため、入射位置Ｐｓ１１（レンズ１４１への入射光の入射位置）を入射位置Ｐｓ１３（レンズ１４３への入射光の入射位置）と同じ距離だけ移動させるには、レンズ１４１をレンズ１４３よりも－ｚ軸方向に大きく移動させる必要があるからである。これに対し、レンズ１４２及び１４４については、ＳＭＦ１５２及び１５４の回転角度Ψが０°＜Ψ＜１８０°のとき、Δｚが負となっており、Ψ＝９０°のときにΔｚが最小となっている。また、上記の角度範囲では、レンズ１４２のΔｚのほうがレンズ１４４のΔｚよりも小さい。これは、上記と同様の理由による。

【0088】

図２２は、各ＳＭＦ１５１乃至１５４の端面１５１ａ乃至１５４ａを正面視した場合において、ｚ軸方向条件が成立するときの回転角度Ψの角度範囲Ｒｚ１１乃至Ｒｚ１４、及び、Δｚが最小となる（－ｚ軸方向に最大となる）ときの斜研磨方向Ｄｚ１１乃至Ｄｚ１４を示した図である。図２２では、コアＣの図示を省略している。図２２に示すように、角度範囲Ｒｚ１１乃至Ｒｚ１４は、それぞれ、外周Ｃｉｚ１１乃至Ｃｉｚ１４に対応する角度範囲である。ここで、外周Ｃｉｚ１１乃至Ｃｉｚ１４は、それぞれ、線分Ｌｚ１１乃至Ｌｚ１４に対して径方向内側（軸線Ａ１が位置している側）の部分の外周である。ｚ軸方向条件は、ＳＭＦ１５１乃至１５４の回転角度Ψが、それぞれ、角度範囲Ｒｚ１１乃至Ｒｚ１４に含まれる場合に成立する。別言すれば、ｚ軸方向条件は、斜研磨方向が、端面１５１ａ乃至１５４ａの長軸の近位端Ｅ２が外周Ｃｉｚ１１乃至Ｃｉｚ１４上に位置するように設定される場合に成立する。なお、線分Ｌｚ１１乃至Ｌｚ１４は、それぞれ、端面１５１ａ乃至１５４ａの中心を通り、基準線Ｌｂと直交する線分ということもできる。

【0089】

また、斜研磨方向Ｄｚ１１及びＤｚ１３は、それぞれ－ｘ軸方向（即ち、基準線Ｌｂに沿って軸線Ａ１に向かう方向）を向いており、斜研磨方向Ｄｚ１２及びＤｚ１４は、それぞれ＋ｘ軸方向（即ち、基準線Ｌｂに沿って軸線Ａ１に向かう方向）を向いている。即ち、斜研磨方向Ｄｚ１１乃至Ｄｚ１４は、軸線Ａ１に関して点対称関係が成立している。別言すれば、斜研磨方向Ｄｚ１１乃至Ｄｚ１４の向きは、端面１５１ａ乃至１５４ａの長軸の近位端Ｅ２が、それぞれ、外周Ｃｉｚ１１乃至Ｃｉｚ１４の中点に位置するように設定されている。

【0090】

なお、線分Ｌｚ１１乃至Ｌｚ１４、及び、外周Ｃｉｚ１１乃至Ｃｉｚ１４は、「第２直交線」及び「第３外周」の一例にそれぞれ相当する。また、基準線Ｌｂは、各ＳＭＦ１５１乃至１５４の中心を通過している。このため、「デバイス１１０に例示されるように各ＳＭＦ１５１乃至１５４が配置される場合」は、「第２の場合」の一例に相当する。

【0091】

図２３は、検討に用いられたＭＣＦ２２０の端面２２０ａを示す図である。ＭＣＦ２２０は、ＭＣＦ２０とコア数及びコア配置のみが異なるＭＣＦである。図２３に示すように、ＭＣＦ２２０は、７つのコアＣ１乃至Ｃ７と、これらのコアＣ１乃至Ｃ７を取り囲む共通のクラッドＣＬと、を備える。コアＣ４は、ＭＣＦ２２０の中心軸線に沿って延在している（以下、「中心コアＣ４」とも称する。）。コアＣ１乃至Ｃ３並びにＣ５乃至Ｃ７は、中心コアＣ４を中心とした正六角形の頂点に位置しており、軸線方向に沿って延在している（以下、それぞれ、「周辺コアＣ１乃至Ｃ３並びにＣ５乃至Ｃ７」とも称する。）。コアピッチは３８μｍである。ＭＣＦ２２０のコアＣ１乃至Ｃ７は、「第１コア」の一例に相当する。

【0092】

図２４は、ＭＣＦ２２０を用いたデバイス２１０の側面図である。図２５は、デバイス２１０の比較例としてのデバイス５１０の側面図である。以下では、まず、デバイス５１０の構成について、デバイス３１０（図４及び図５参照）との相違点を主に説明し、その後、デバイス２１０の構成について説明する。

【0093】

図２５に示すように、デバイス５１０は、ＭＣＦ２２０と、第１レンズ３０と、第２レンズ群２４０と、ＳＭＦ群５５０と、を備える。図２５では、ＭＣＦ２２０のコアＣ１、Ｃ４及びＣ７から出射される光線の主光線Ｂ１、Ｂ４及びＢ７のみを図示している。第２レンズ群２４０は、レンズ２４１乃至２４７を有する（図２５では、レンズ２４１、２４４及び２４７のみを図示）。レンズ２４１乃至２４７は、何れもレンズ４１乃至４４と同一のコリメートレンズであるが、それらの位置が異なっている。

【0094】

具体的には、レンズ２４１乃至２４７の主点Ｃｓ１乃至Ｃｓ７（図示省略）は、同一平面上に位置しており、当該平面は軸線Ａ１と直交している。主点Ｃｓ４は、軸線Ａ１上に位置している。主点Ｃｓ１乃至Ｃｓ３並びにＣｓ５乃至Ｃｓ７は、それぞれ軸線Ａ１（主点Ｃｓ４）を中心とする正六角形の頂点に位置している。より具体的には、レンズ２４１乃至２４７は、「第１レンズ３０から出射されたＭＣＦ２２０の各コアＣ１乃至Ｃ７からの光線の主光線Ｂ１乃至Ｂ７」が、対応するレンズ２４１乃至２４７の焦点（図示省略）を通過するように配置されている。これにより、レンズ２４１乃至２４７に入射した主光線Ｂ１乃至Ｂ７は、レンズ２４１乃至２４７の光軸と平行な光線としてそれぞれ出射する。また、レンズ２４１乃至２４７への主光線Ｂ１乃至Ｂ７の入射位置Ｐｓ２１乃至Ｐｓ２７（図示省略）は、入射位置Ｐｓ２１乃至２３並びに２５乃至２７が、入射位置Ｐｓ２４を中心とする正六角形の頂点にそれぞれ位置する位置関係となっている。これは、ＭＣＦ２２０のコア配置によるものである（図２３参照）。即ち、入射位置Ｐｓ２１乃至２３並びに２５乃至２７は、軸線Ａ１（入射位置Ｐｓ２４）に関して対称関係にある。

【0095】

ＳＭＦ群５５０は、ＳＭＦ５５１乃至５５７を有する（図２５では、ＳＭＦ５５１、５５４及び５５７のみを図示）。ＳＭＦ５５１乃至５５７は、何れもＳＭＦ３５１乃至３５４と同一のＳＭＦである。ＳＭＦ５５１乃至５５７の端面５５１ａ乃至５５７ａは、対応するレンズ２４１乃至２４７から出射されたコアＣ１乃至Ｃ７からの光線が、コアＣの中心上で収束する位置にそれぞれ配置されている。即ち、ＳＭＦ５５１乃至５５７は、主光線Ｂ１乃至Ｂ７がコアＣの中心に入射するようにそれぞれ配置されている。ＳＭＦ５５１乃至５５７の－ｚ軸方向の端部は、それぞれ、円筒状のフェルール５６１乃至５６７に挿通されて保持されている（図２５では、フェルール５６１、５６４及び５６７のみを図示）。

【0096】

第１レンズ３０及び第２レンズ群２４０は、ＭＣＦ２２０とＳＭＦ群５５０とを光学的に結合しており、デバイスの結合部として機能する。以上が、比較例としてのデバイス５１０の構成についての説明である。

【0097】

続いて、デバイス２１０の構成について説明する。図２４に示すように、デバイス２１０は、ＳＭＦ群２５０を除いて、デバイス５１０で用いられた部材と同一の部材を用いている。

【0098】

ＳＭＦ群２５０は、ＳＭＦ２５１乃至２５７を有する（図２４では、ＳＭＦ２５１、５２５４及び２５７のみを図示）。ＳＭＦ２５１乃至２５７は、それらの端面２５１ａ乃至２５７ａが斜研磨されている点でＳＭＦ５５１乃至５５７と相違している。ＳＭＦ２５１乃至２５７は、何れもＳＭＦ５１乃至５４と同一のＳＭＦである。ＳＭＦ２５１乃至２５７の－ｚ軸方向の端部は、円筒状のフェルール２６１乃至２６７に挿通されて保持されている（図２４では、フェルール２６１、２６４及び２６７のみを図示）。ＳＭＦ２５４は、ＭＣＦ２２０の中心コアＣ４からの出射光が第１レンズ３０及び第２レンズ群２４０を経由して入射することになるＳＭＦである。このため、以下では、ＳＭＦ２５４を「中心ＳＭＦ」と称し、他のＳＭＦ２５１乃至２５３並びに２５５乃至２５７を「周辺ＳＭＦ」と称する場合がある。

【0099】

図２４の例では、ＳＭＦ２５７の回転角度Ψは０°であり、ＳＭＦ２５１の回転角度Ψは１８０°である（ＳＭＦ２５４については後述）。また、図２４では図示を省略しているが、ＳＭＦ２５５及び２５６の回転角度Ψは０°であり、ＳＭＦ２５２及び２５３の回転角度Ψは１８０°である。図２４及び図２５に示すように、デバイス２１０のレンズ２４７（並びにレンズ２４５及び２４６）は、デバイス５１０のレンズ２４７（並びにレンズ２４５及び２４６）に対して－ｙ軸方向（即ち、軸線Ａ１に接近する方向）に移動している。これにより、レンズ２４５乃至２４７からそれぞれ出射される主光線Ｂ５乃至Ｂ７が、移動前と比較して、ｙｚ平面上で－ｙ軸方向に傾斜する。また、デバイス２１０のレンズ２４１（並びにレンズ２４２及び２４３）は、デバイス５１０のレンズ２４１（並びにレンズ２４２及び２４３）に対して＋ｙ軸方向（即ち、軸線Ａ１に接近する方向）に移動している。これにより、レンズ２４１乃至２４３からそれぞれ出射される主光線Ｂ１乃至Ｂ３が、移動前と比較して、ｙｚ平面上で＋ｙ軸方向に傾斜する。一方、ＳＭＦ２５４の回転角度Ψは０°である。デバイス２１０のレンズ２４４は、デバイス５１０のレンズ２４４に対して－ｙ軸方向に移動している。これにより、レンズ２４４から出射される主光線Ｂ４は、移動前と比較して、ｙｚ平面上で－ｙ軸方向に傾斜する。

【0100】

本例では、レンズ２４１乃至２４７からの出射光の主光線Ｂ１乃至Ｂ７の光線角度θ１が、何れも３．８°となるようにレンズ２４１乃至２４７を移動させている（即ち、入射位置Ｐｓ２１乃至Ｐｓ２７を移動させている）。このため、この構成によれば、図２４に示すように、レンズ２４１乃至２４７からの出射光（図２４では主光線のみ図示）は、ＳＭＦ２５１乃至２５７の端面２５１ａ乃至２５７ａに適切に入射する。

【0101】

図２６Ａは、デバイス２１０における回転角度Ψと移動量Δｒとの関係を規定したグラフであり、図２６Ｂは、デバイス２１０における回転角度Ψと移動量Δｚとの関係を規定したグラフである。以下では、図２６Ａ及び図２６Ｂのグラフについて説明する前に、回転角度Ψとレンズ２４１乃至２４７の移動方向について、レンズ２４５を例に挙げて説明する。図２７は、レンズ２４５を正面視した図である。図２８Ａ及び図２８Ｂは、図２７の範囲Ｒ３の部分拡大図である。図２７乃至図２８Ｂに示す円２４５ａは、入射位置Ｐｓ２５を中心とする半径０．１６ｍｍの円である。なお、これらの図における入射位置Ｐｓ２５は、比較例としてのデバイス５１０のレンズ２４５に主光線Ｂ５が入射するときの入射位置である。入射位置Ｐｓ２５は、軸線Ａ１（図示省略）と主点Ｃｓ５とを結ぶ半直線上に位置している。

【0102】

図２８Ａ及び図２８Ｂに示すように、円２４５ａ上には、１２個の点Ｐ２１乃至Ｐ３２がこの順に反時計回りに等間隔で配置されている。点Ｐ２１は、入射位置Ｐｓ２５から＋ｙ軸方向に位置している。点Ｐ２１乃至Ｐ３２は、レンズ２４５上の固定点である。まず、図２７及び図２８Ａを参照して、レンズ２４５をｘｙ平面上で移動させる場合について説明する。例えば、レンズ２４５を径方向内側に０．１６ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ２５は点Ｐ２３に移動する。このとき、移動後の出射光の主光線Ｂ５は、移動前の主光線Ｂ５に対して、点Ｐ２９側（即ち、径方向内側）に３．８°だけ屈折する。このときの移動量Δｒは、線分Ｐｓ２５Ｐ２３の長さ（０．１６ｍｍ）に等しくなる。

【0103】

また、例えば、レンズ２４５を、入射位置Ｐｓ２５が点Ｐ２２又は点Ｐ２４に位置するように移動すると、移動後の出射光の主光線Ｂ５は、移動前の主光線Ｂ５に対して、点Ｐ２８側又は点Ｐ３０側に３．８°だけ屈折する。このときの移動量Δｒは、線分Ｐｓ２５Ｑ２１の長さ（０．１４ｍｍ）に等しくなる。なお、点Ｑ２１は、点Ｐ２２又はＰ２４から線分Ｐ２３Ｐ２９上に下ろした垂線の足である。

【0104】

次に、図２７及び図２８Ｂを参照して、レンズ２４５を少なくともｚ軸方向に移動させる場合について説明する。レンズ２４５を－ｚ軸方向に移動させると、入射位置Ｐｓ２５は径方向内側に移動し、レンズ２４５を＋ｚ軸方向に移動させると、入射位置Ｐｓ２５は径方向外側に移動する。

【0105】

例えば、レンズ２４５を－ｚ軸方向に６．０ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ２５は点Ｐ２９に移動する。このとき、移動後の出射光の主光線Ｂ５は、移動前の主光線Ｂ５に対して、点Ｐ２３側（即ち、径方向外側）に３．８°だけ屈折する。このときの移動量Δｚは６．０ｍｍである。この状態から、更にレンズ２４５を＋ｘ軸方向に０．２８ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ２５は点Ｐ２５に移動する。このとき、移動後の出射光の主光線Ｂ５は、移動前の主光線Ｂ５に対して、点Ｐ３１側に３．８°だけ屈折する。このときの移動量Δｚも６．０ｍｍである（ｘ軸方向における移動距離は無視するため）。

【0106】

また、例えば、レンズ２４５を－ｚ軸方向に１２ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ２５は点Ｑ２２に移動する。点Ｑ２２は、直線Ｐ２３Ｐ２９と、点Ｐ２７における円２４５ａの接線との交点である。この状態から、更にレンズ２４５を＋ｘ軸方向に０．２８ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ３は点Ｐ２７に移動する。このとき、移動後の出射光の主光線Ｂ５は、移動前の主光線Ｂ５に対して、点Ｐ２１側に３．８°だけ屈折する。このときの移動量Δｚは１２ｍｍである。即ち、この計算では、レンズ２４５を、入射位置Ｐｓ２５が点２３又は点２９に位置するように移動する場合は、レンズ２４５をｚ軸方向にのみ移動する。一方、レンズ２４５を、入射位置Ｐｓ２５が「点Ｐ２３及びＰ２９を除く円２４５ａ上の任意の点」に位置するように移動する場合は、レンズ２４５をｚ軸方向及びｘ軸方向に移動する。

【0107】

ＳＭＦ２５５の斜研磨方向は、移動後のレンズ２４５からの出射光の主光線Ｂ５の屈折方向に応じて設定され得る。具体的には、レンズ２４５を、入射位置Ｐｓ２５が点Ｐｊ（ｊ：２１～３２の整数）に位置するように移動する場合（図２８Ａ及び図２８Ｂ参照）、ＳＭＦ２５５の回転角度Ψは、３０×（ｊ－２１）°に設定され得る。

【0108】

レンズ２４１乃至２４３並びにレンズ２４６及び２４７についても、同様の考え方が適用され得る。これに対し、レンズ２４４については考え方が若干異なる。つまり、レンズ２４４をｘｙ平面上で移動させる場合、基本的には同様の考え方が適用され得る。しかしながら、図２５に示すように、移動前のレンズ２４４への主光線Ｂ４の入射位置Ｐｓ２４（図示省略）はレンズ２４４の正面視において主点Ｃｓ４と一致しているため、径方向を規定することができない。従って、この計算では、「入射位置Ｐｓ２４を中心とする半径０．１６ｍｍの円上の任意の点に入射位置Ｐｓ２４が位置するようにレンズ２４４を移動させたときのレンズ２４４の移動距離（即ち、当該円の半径）」を、便宜上、Δｒとして計算している。つまり、レンズ２４４については、Δｒは回転角度Ψによらず一定である。一方、レンズ２４４をｚ軸方向に移動させる場合、図２４に示すように、レンズ２４４への入射光の主光線Ｂ４は、軸線Ａ１に平行である。このため、レンズ２４４をｚ軸方向に移動させても、レンズ２４４への入射位置Ｐｓ２４は変化しない（移動しない）。即ち、Δｚを一義的に決定することができない。従って、この計算では、レンズ２４４のΔｚは計算していない。以上が斜研磨回転角度Ψとレンズ２４１乃至２４７の移動方向との関係についての説明である。

【0109】

図２６Ａによれば、レンズ２４１については、ＳＭＦ２５１の回転角度Ψが９０°＜Ψ＜２７０°のとき、Δｒが負となっており、Ψ＝１８０°のときにΔｒが最小となっている。レンズ２４２については、ＳＭＦ２５２の回転角度Ψが３０°＜Ψ＜２１０°のとき、Δｒが負となっており、Ψ＝１２０°のときにΔｒが最小となっている。レンズ２４３については、ＳＭＦ２５３の回転角度Ψが１５０°＜Ψ＜３３０°のとき、Δｒが負となっており、Ψ＝２４０°のときにΔｒが最小となっている。レンズ２４４については、回転角度Ψによらず、Δｒが正の一定値を有する。レンズ２４５については、ＳＭＦ２５５の回転角度Ψが３３０°＜Ψ＜１５０°（即ち、３３０°＜Ψ≦３６０°、０°≦Ψ＜１５０°）のとき、Δｒが負となっており、Ψ＝６０°のときにΔｒが最小となっている。レンズ２４６については、ＳＭＦ２５６の回転角度Ψが２１０°＜Ψ＜３０°（即ち、２１０°＜Ψ≦３６０°、０°≦Ψ＜３０°）のとき、Δｒが負となっており、Ψ＝３００°のときにΔｒが最小となっている。レンズ２４７については、ＳＭＦ２５７の回転角度Ψが２７０°＜Ψ＜９０°のとき、Δｒが負となっており、Ψ＝３６０°のときにΔｒが最小となっている。

【0110】

図２９は、各ＳＭＦ２５１乃至２５３並びに２５５乃至２５７（周辺ＳＭＦ）の端面２５１ａ乃至２５３ａ並びに２５５ａ乃至２５７ａを正面視した場合において、径方向条件が成立するときの回転角度Ψの角度範囲Ｒｒ２１乃至２３並びにＲｒ２５乃至２７、及び、Δｒが最小となるときの斜研磨方向Ｄｒ２１乃至２３並びにＤｒ２５乃至２７を示した図である。図２９では、周辺ＳＭＦのコアＣの図示を省略している。なお、レンズ２４４については径方向条件が成立しないため、図２９ではＳＭＦ２５４（中心ＳＭＦ）の図示を省略している。図２９に示すように、角度範囲Ｒｒ２１乃至２３並びにＲｒ２５乃至２７は、それぞれ、外周Ｃｉｒ２１乃至２３並びにＣｉｒ２５乃至２７に対応する角度範囲である。ここで、当該外周は、それぞれ、線分Ｌ２１乃至２３並びにＬ２５乃至２７に対して径方向外側の部分の外周である。当該線分は、それぞれ、端面２５１ａ乃至２５３ａ並びに２５５ａ乃至２５７ａの中心を通り、径方向と直交する線分である。径方向条件は、周辺ＳＭＦの回転角度Ψが、それぞれ、角度範囲Ｒｒ２１乃至２３並びにＲｒ２５乃至２７に含まれる場合に成立する。別言すれば、径方向条件は、斜研磨方向が、端面２５１ａ乃至２５３ａ並びに２５５ａ乃至２５７ａの長軸の近位端Ｅ２が外周Ｃｉｒ２１乃至２３並びにＣｉｒ２５乃至２７上にそれぞれ位置するように設定される場合に成立する。

【0111】

また、斜研磨方向Ｄｒ２１乃至２３並びにＤｒ２５乃至２７は、それぞれ径方向外側を向いており、軸線Ａ１に関して点対称関係が成立している。別言すれば、当該斜研磨方向は、端面２５１ａ乃至２５３ａ並びに２５５ａ乃至２５７ａの長軸の近位端Ｅ２が、それぞれ、外周Ｃｉｒ２１乃至２３並びにＣｉｒ２５乃至２７の中点に位置するように設定されている。

【0112】

なお、別言すれば、線分Ｌ２１乃至２３並びにＬ２５乃至２７は、それぞれ、「端面２５１ａ乃至２５３ａ並びに２５５ａ乃至２５７ａの中心を通り、軸線Ａ１と当該中心とを結ぶ線分と直交する線分」である。また、外周Ｃｉｒ２１乃至２３並びにＣｉｒ２５乃至２７は、それぞれ、「端面２５１ａ乃至２５３ａ並びに２５５ａ乃至２５７ａの外周のうち、線分Ｌ２１乃至２３並びにＬ２５乃至２７に対して軸線Ａ１が位置している側とは反対側の部分の外周」である。周辺ＳＭＦの上記線分及び外周は、「第１直交線」及び「第１外周」の一例にそれぞれ相当する。

【0113】

一方、図２６Ｂによれば、レンズ２４１乃至２４３については、ＳＭＦ２５１乃至２５３の回転角度Ψが２７０°＜Ψ＜９０°のとき、Δｚが負となっており、Ψ＝０°（３６０°）のときにΔｚが最小となっている。また、上記の角度範囲では、レンズ２４２及び２４３のΔｚのほうがレンズ２４１のΔｚよりも小さい（－ｚ軸方向の移動量が大きい）。これは、レンズ２４２及び２４３への入射光の入射角度が、レンズ２４１への入射光の入射角度よりも小さいため、入射位置Ｐｓ２２及びＰｓ２３（レンズ２４２及び２４３への入射光の入射位置）を入射位置Ｐｓ２１（レンズ２４１への入射光の入射位置）と同じ距離だけ移動させるには、レンズ２４２及び２４３をレンズ２４１よりも－ｚ軸方向に大きく移動させる必要があるからである。これに対し、レンズ２４５乃至２４７については、ＳＭＦ２５５乃至２５７の回転角度Ψが９０°＜Ψ＜２７０°のとき、Δｚが負となっており、Ψ＝１８０°のときにΔｚが最小となっている。また、上記の角度範囲では、レンズ２４５及び２４６のΔｚのほうがレンズ２４７のΔｚよりも小さい。これは、上記と同様の理由による。

【0114】

図３０は、周辺ＳＭＦの端面２５１ａ乃至２５３ａ並びに２５５ａ乃至２５７ａを正面視した場合において、ｚ軸方向条件が成立するときの回転角度Ψの角度範囲Ｒｚ２１乃至２３並びにＲｚ２５乃至２７、及び、Δｚが最小となる（－ｚ軸方向に最大となる）ときの斜研磨方向Ｄｚ２１乃至２３並びにＤｚ２５乃至２７を示した図である。図３０では、周辺ＳＭＦのコアＣの図示を省略している。なお、レンズ２４４についてはΔｚが計算されないため、図３０ではＳＭＦ２５４（中心ＳＭＦ）の図示を省略している。図３０に示すように、角度範囲Ｒｚ２１乃至２３並びにＲｚ２５乃至２７は、それぞれ、外周Ｃｉｚ２１乃至２３並びにＣｉｚ２５乃至２７に対応する角度範囲である。ここで、当該外周は、それぞれ、線分Ｌｚ２１乃至２３並びにＬｚ２５乃至２７に対して軸線Ａ１が位置している側の部分の外周である。また、当該線分は、それぞれ、端面２５１ａ乃至２５３ａ並びに２５５ａ乃至２５７ａの中心を通り、基準線Ｌｂと平行な線分である。ｚ軸方向条件は、周辺ＳＭＦの回転角度Ψが、それぞれ、角度範囲Ｒｚ２１乃至２３並びにＲｚ２５乃至２７に含まれる場合に成立する。別言すれば、ｚ軸方向条件は、斜研磨方向が、端面２５１ａ乃至２５３ａ並びに２５５ａ乃至２５７ａの長軸の近位端Ｅ２が外周Ｃｉｚ２１乃至２３並びにＣｉｚ２５乃至２７上にそれぞれ位置するように設定される場合に成立する。

【0115】

また、斜研磨方向Ｄｚ２１乃至Ｄｚ２３は、それぞれ＋ｙ軸方向（即ち、基準線Ｌｂに向かって垂直に延びる方向）を向いており、斜研磨方向Ｄｚ２５乃至Ｄｚ２７は、それぞれ－ｙ軸方向（即ち、基準線Ｌｂに向かって垂直に延びる方向）を向いている。即ち、斜研磨方向Ｄｚ２１乃至２３並びにＤｚ２５乃至２７は、軸線Ａ１に関して点対称関係が成立している。別言すれば、斜研磨方向Ｄｚ２１乃至２３並びにＤｚ２５乃至２７の向きは、端面２５１ａ乃至２５３ａ並びに２５５ａ乃至２５７ａの長軸の近位端Ｅ２が、それぞれ、外周Ｃｉｚ２１乃至２３並びにＣｉｚ２５乃至２７の中点に位置するように設定されている。

【0116】

なお、周辺ＳＭＦの上記線分及び外周は、「平行線」及び「第２外周」の一例にそれぞれ相当する。また、基準線Ｌｂは、各周辺ＳＭＦの中心を通過していない。このため、「デバイス２１０に例示されるように各周辺ＳＭＦが配置される場合」は、「第１の場合」の一例に相当する。

【0117】

以上の計算結果によれば、任意の或るコア数及びコア配置を有するＭＣＦと、第２レンズと同数のＳＭＦと、を備えるＦＩＦＯデバイスにおいて、各周辺ＳＭＦを正面視した場合に、「各周辺ＳＭＦの端面の中心を通り、径方向（軸線Ａ１と各第２レンズの主点とを結ぶ半直線に沿った方向）と直交する線分である第１直交線に対して径方向外側の部分の外周に対応する角度範囲に斜研磨回転角度Ψが含まれる」ように斜研磨方向を設定することにより、ＦＩＦＯデバイスの結合部を径方向に小型化できる。また、斜研磨方向が径方向外側を向くように当該方向を設定することにより、当該結合部を径方向に最も小型化できる。

【0118】

一方、本実施形態に記載した方法で第２レンズを少なくともｚ軸方向に移動させる場合において、各周辺ＳＭＦを正面視したときに基準線Ｌｂが各周辺ＳＭＦの中心を通過していないときは（図１４及び図３０参照）、「各周辺ＳＭＦの端面の中心を通り、基準線Ｌｂと平行な線分である平行線に対して軸線Ａ１が位置している側の部分の外周に対応する角度範囲に斜研磨回転角度Ψが含まれる」ように斜研磨方向を設定することにより、ＦＩＦＯデバイスの結合部をｚ軸方向に小型化できる。また、斜研磨方向が、基準線Ｌｂに向かって垂直に延びる方向となるように当該方向を設定することにより、当該結合部をｚ軸方向に最も小型化できる。

【0119】

或いは、本実施形態に記載した方法で第２レンズを少なくともｚ軸方向に移動させる場合において、各周辺ＳＭＦを正面視したときに基準線Ｌｂが各周辺ＳＭＦの中心を通過しているときは（図２２参照）、「各周辺ＳＭＦの端面の中心を通り、基準線Ｌｂと直交する線分である第２直交線に対して軸線Ａ１が位置している側の部分の外周に対応する角度範囲に斜研磨回転角度Ψが含まれる」ように斜研磨方向を設定することにより、ＦＩＦＯデバイスの結合部をｚ軸方向に小型化できる。また、斜研磨方向が、基準線Ｌｂに沿って軸線Ａ１に向かう方向となるように当該方向を設定することにより、当該結合部をｚ軸方向に最も小型化できる。

【0120】

以上説明したように、第１実施形態に係るＦＩＦＯデバイスによれば、各第２レンズを「軸線Ａ１に接近する方向」又は「第１レンズ３０に接近する方向」に移動させたときの各第２レンズからの出射光が、対応する周辺ＳＭＦに適切に入射するように各周辺ＳＭＦの斜研磨方向を設定することにより、反射戻り光を低減しつつ、ＦＩＦＯデバイスを小型化することが可能となる。

【0121】

（変形例）
続いて、図３１Ａ及び図３１Ｂを参照して変形例に係るＦＩＦＯデバイスについて説明する。図３１Ａ及び図３１Ｂは、ＦＩＦＯデバイスのうちＭＣＦ２０ｐ及び第１レンズ３０のみを示す図である。図３１Ａに示すように、ＭＣＦ２０ｐは、端面２０ａｐがその中心軸線と直交する面（ｘｙ平面）に対して所定の傾斜方向（後述）に所定の研磨角度（本例では、８°）だけ傾斜するように斜研磨されている。より具体的には、ＭＣＦ２０ｐの端面２０ａｐは、フェルール２２ｐの端面２２ａｐとともに一括して斜研磨されている。ＭＣＦ２０ｐを斜研磨することにより、ＭＣＦ２０ｐの端面２０ａｐにおける反射光に起因した反射戻り光を低減している。なお、ＭＣＦ２０ｐのコア数及びコア配置は、ＭＣＦ２０と同様である。上記傾斜方向及び上記研磨角度は、それぞれ「第２傾斜方向」及び「第２研磨角度」の一例に相当する。

【0122】

本実施形態では、ＭＣＦ２０ｐは円柱状である。このため、斜研磨されたＭＣＦ２０ｐの端面２０ａｐは、当該端面２０ａｐに垂直な方向から見ると楕円形状となっている。従って、斜研磨基準軸は、端面２０ａｐの長軸であり、対応する第１レンズ３０からより離間している一端（遠位端Ｅ３）からより近接している他端（近位端Ｅ４）に向かう方向を端面２０ａｐの中心軸線に沿って見たときの方向が、「ＭＣＦ２０ｐの斜研磨方向」である。以下では、端面２０ａｐを正面視したときに、任意の或る斜研磨方向が、「端面２０ａｐの中心を通り、＋ｙ軸方向に向かう基準方向Ｄｍ０」から反時計回りに成す角を、「正の値を有する斜研磨回転角度Ψｍ」と規定する。本例では、ＭＣＦ２０ｐのΨｍは０°である。

【0123】

ＭＣＦ２０ｐを斜研磨すると、その端面２０ａｐから出射される各コアＣ１乃至Ｃ４（図示省略）からの光線の主光線（本変形例では、主光線Ｂ１及びＢ３のみを図示）は、軸線に対して所定の向きに所定の角度だけ傾斜する。ここで、図３１Ａに示すように、ＭＣＦ２０ｐが、その中心軸線が軸線Ａ１と一致するように配置されていると、第１レンズ３０から出射される光線の主光線Ｂ１乃至Ｂ４の光線角度θ１にばらつきが生じ、第１レンズ３０からの出射光が第２レンズ群（図示省略）に適切に入射しない可能性がある。即ち、ＦＩＦＯデバイスが適切に機能しない可能性がある。

【0124】

そこで、本変形例では、図３１Ｂに示すように、ＭＣＦ２０ｐを所定の距離だけ－ｙ軸方向に移動している。具体的には、ＭＣＦ２０ｐの端面２０ａｐの中心から延びる主光線Ｂ１及びＢ３と平行な仮想線ＶＬが第１レンズ３０の焦点ｆ１を通過するようにＭＣＦ２０ｐを移動している。これにより、第１レンズ３０から出射される各コアＣ１乃至Ｃ４からの光線の主光線Ｂ１乃至Ｂ４の光線角度θ１が互いに等しくなる。この構成によれば、反射戻り光を更に低減しつつ、ＦＩＦＯデバイスの結合部を小型化することが可能となる。なお、この構成は、ＭＣＦ２０ｐ以外のＭＣＦ（例えば、ＭＣＦ１２０又はＭＣＦ２２０の端面が斜研磨されたＭＣＦ）に適用されてもよい。

【0125】

（第２実施形態）
次に、図３２Ａ乃至図３３Ｂを参照して、第２実施形態に係るＦＩＦＯデバイスについて説明する。第２実施形態では、「第２レンズを少なくともｚ軸方向に移動させる方法」が第１実施形態と相違している。本実施形態では、ＦＩＦＯデバイス１０のレンズ４３、及び、ＦＩＦＯデバイス２１０のレンズ２４５を例に挙げて説明する。

【0126】

図３２Ａは、図１０（デバイス１０のレンズ４３を示す図）の範囲Ｒ１の部分拡大図である。第１実施形態では、レンズ４３を、ｚ軸方向及びｘ軸方向に移動させることにより入射位置Ｐｓ３を移動させるが、本実施形態では、レンズ４３を、ｚ軸方向及び「径方向と直交する直交方向」に移動させることにより入射位置Ｐｓ３を移動させる。以下では、レンズ４３自体を、入射位置Ｐｓ３から点Ｐ８に向かって移動させる方向を正の直交方向と規定し、入射位置Ｐｓ３から点Ｐ４に向かって移動させる方向を負の直交方向と規定する。

【0127】

例えば、レンズ４３を－ｚ軸方向に４．３ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ３は点Ｑ３に移動する。点Ｑ３は、点Ｐ５又はＰ７から線分Ｐ２Ｐ６上に下ろした垂線の足である。その後、レンズ４３を負の直交方向に０．１２ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ３は点Ｐ５に移動する。この場合、直交方向の移動距離はｚ軸方向の移動距離に比べて極めて短いため、この計算では、レンズ４３の直交方向における移動距離は無視している（別言すれば、デバイス１０の結合部のｚ軸方向における小型化を優先している。）。即ち、Δｚ＝４．３ｍｍである。レンズ４１、４２及び４４についても、同様の考え方が適用され得る。

【0128】

図３２Ｂは、各ＳＭＦ５１乃至５４の端面５１ａ乃至５４ａを正面視した場合において、ｚ軸方向条件が成立するときの回転角度Ψの角度範囲Ｒｚ３１乃至Ｒｚ３４、及び、Δｚが最小となる（－ｚ軸方向に最大となる）ときの斜研磨方向Ｄｚ３１乃至Ｄｚ３４を示した図である。図３２Ｂでは、コアＣの図示を省略している（図３３Ｂについても同様）。図３２Ｂに示すように、角度範囲Ｒｚ３１乃至Ｒｚ３４は、外周Ｃｉｚ３１乃至Ｃｉｚ３４に対応する角度範囲である。ここで、外周Ｃｉｚ３１乃至Ｃｉｚ３４は、それぞれ、線分Ｌ１乃至Ｌ４（図１３参照）に対して径方向内側（軸線Ａ１が位置している側）の部分の外周である。ｚ軸方向条件は、ＳＭＦ５１乃至５４の回転角度Ψが、それぞれ、角度範囲Ｒｚ３１乃至Ｒｚ３４に含まれる場合に成立する。別言すれば、ｚ軸方向条件は、斜研磨方向が、端面５１ａ乃至５４ａの長軸の近位端Ｅ２が外周Ｃｉｚ３１乃至Ｃｉｚ３４上に位置するように設定される場合に成立する。なお、外周Ｃｉｚ３１乃至Ｃｉｚ３４は、「第４外周」の一例に相当する。

【0129】

また、斜研磨方向Ｄｚ３１乃至Ｄｚ３４は、それぞれ径方向内側を向いており、軸線Ａ１に関して点対称関係が成立している。別言すれば、斜研磨方向Ｄｚ３１乃至Ｄｚ３４の向きは、端面５１ａ乃至５４ａの長軸の近位端Ｅ２が、それぞれ、外周Ｃｉｚ３１乃至Ｃｉｚ３４の中点に位置するように設定されている。

【0130】

図３３Ａは、図２７（デバイス２１０のレンズ２４５を示す図）の範囲Ｒ３の部分拡大図である。この例では、正の直交方向は、レンズ２４５自体を、入射位置Ｐｓ２５から点Ｐ３２に向かって移動させる方向であり、負の直交方向は、レンズ２４５自体を、入射位置Ｐｓ２５から点Ｐ２６に向かって移動させる方向である。

【0131】

例えば、レンズ２４５を－ｚ軸方向に３．０ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ２５は点Ｑ２３に移動する。点Ｑ２３は、点Ｐ２７又はＰ３１から線分Ｐ２３Ｐ２９上に下ろした垂線の足である。その後、レンズ４３を正の直交方向に０．１４ｍｍ移動すると、入射位置Ｐｓ２５は点Ｐ２７に移動する。この場合、Δｚ＝３．０ｍｍである。レンズ２４１乃至２４３並びに２４６及び２４７についても、同様の考え方が適用され得る。

【0132】

図３３Ｂは、周辺ＳＭＦの端面２５１ａ乃至２５３ａ並びに２５５ａ乃至２５７ａを正面視した場合において、ｚ軸方向条件が成立するときの回転角度Ψの角度範囲Ｒｚ４１乃至４３並びにＲｚ４５乃至４７、及び、Δｚが最小となるときの斜研磨方向Ｄｚ４１乃至４３並びにＤｚ４５乃至４７を示した図である。図３３Ｂに示すように、角度範囲Ｒｚ４１乃至４３並びにＲｚ４５乃至４７は、外周Ｃｉｚ４１乃至４３並びにＣｉｚ４５乃至４７に対応する角度範囲である。ここで、当該外周は、それぞれ、線分Ｌ２１乃至２３並びにＬ２５乃至２７（図２９参照）に対して径方向内側（軸線Ａ１が位置している側）の部分の外周である。ｚ軸方向条件は、周辺ＳＭＦの回転角度Ψが、それぞれ、角度範囲Ｒｚ４１乃至４３並びにＲｚ４５乃至４７に含まれる場合に成立する。別言すれば、ｚ軸方向条件は、斜研磨方向が、端面２５１ａ乃至２５３ａ並びに２５５ａ乃至２５７ａの長軸の近位端Ｅ２が外周Ｃｉｚ４１乃至４３並びにＣｉｚ４５乃至４７上に位置するように設定される場合に成立する。なお、上記外周は、「第４外周」の一例に相当する。

【0133】

また、斜研磨方向Ｄｚ４１乃至４３並びにＤｚ４５乃至４７は、それぞれ径方向内側を向いており、軸線Ａ１に関して点対称関係が成立している。別言すれば、当該斜研磨方向は、端面２５１ａ乃至２５３ａ並びに２５５ａ乃至２５７ａの長軸の近位端Ｅ２が、それぞれ、外周Ｃｉｚ４１乃至４３並びにＣｉｚ４５乃至４７の中点に位置するように設定されている。

【0134】

以上説明したように、本実施形態に記載した方法で第２レンズを少なくともｚ軸方向に移動させる場合、各周辺ＳＭＦを正面視したときに、「各周辺ＳＭＦの端面の中心を通り、径方向と直交する線分である第１直交線に対して径方向内側の部分の外周に対応する角度範囲に斜研磨回転角度Ψが含まれる」ように斜研磨方向を設定することにより、ＦＩＦＯデバイスの結合部をｚ軸方向に小型化できる。また、斜研磨方向が径方向内側を向くように設定することにより、当該結合部をｚ軸方向に最も小型化できる。

【0135】

（第３実施形態）
次いで、図３４Ａ乃至図３５を参照して、第３実施形態に係るＦＩＦＯデバイスについて説明する。第３実施形態では、変形例と同様に、ＦＩＦＯデバイスがＭＣＦ２０の代わりにＭＣＦ２０ｐを備える（図３１Ａ及び図３１Ｂ参照）。この場合、上述したように、ＭＣＦ２０ｐを所定の距離だけ－ｙ軸方向に移動することにより、第１レンズ３０からの出射光の主光線Ｂ１乃至Ｂ４の光線角度θ１を揃えている。このようなＦＩＦＯデバイスにおいて、ＭＣＦ２０ｐが第１レンズ３０に対して位置ずれする場合がある。これは、例えば、周囲の温度上昇によりデバイスの各構成部材が熱膨張すること、及び／又は、デバイスが外的要因で振動し続けることにより各構成部材の位置関係が経時的に変化すること、等に起因する。ＭＣＦ２０ｐが第１レンズ３０に対して位置ずれすると、上述したように、第１レンズ３０から出射される光線の主光線Ｂ１乃至Ｂ４の光線角度θ１にばらつきが生じ、光学特性に影響を与える。

【0136】

そこで、本願発明者らは、ＭＣＦ２０ｐの２種類の斜研磨方向（斜研磨回転角度Ψｍ）について、ＭＣＦ２０ｐの位置ずれ量Δｄと、光線角度θ１のばらつきΔθ１と、の関係を調べることにより、「位置ずれ量Δｄの変化に伴うばらつきΔθ１の増大」を抑制できる斜研磨方向を検討した。図３４Ａ及び図３４Ｂは、検討に用いられるＭＣＦ２０ｐの端面２０ａｐを示す図である。図３４Ａの例では、ＭＣＦ２０ｐは、Ψｍ＝０°となる斜研磨方向Ｄｍ１で斜研磨されている。図３４Ｂの例では、ＭＣＦ２０ｐは、Ψｍ＝４５°となる斜研磨方向Ｄｍ２で斜研磨されている。

【0137】

図３５は、ＭＣＦ２０ｐの位置ずれ量Δｄと、光線角度θ１のばらつきΔθ１と、の関係を規定したグラフである。Δｄは、ＭＣＦ２０ｐの中心軸線が軸線Ａ１に一致するようにＭＣＦ２０ｐが配置されている状態（図３１Ａ参照）からの斜研磨方向に沿った位置ずれ量として規定される。ＭＣＦ２０ｐが斜研磨方向と反対方向に位置ずれするとき、Δｄは正の値を有する。Δθ１は、各主光線Ｂ１乃至Ｂ４の光線角度θ１のうち、最小の光線角度θ１minと最大の光線角度θ１maxとの差分として規定される（θ１max－θ１min）。本例では、Δθ１は、主光線Ｂ１の光線角度θ１と、主光線Ｂ３の光線角度θ１との差分である。

【0138】

図３５に示すように、斜研磨方向が方向Ｄｍ１のときのほうが、方向Ｄｍ２のときと比較して、「位置ずれ量Δｄの変化に伴うばらつきΔθ１の増大」を抑制できている。例えば、Δｄ＝０．０７ｍｍの場合、斜研磨方向が方向Ｄｍ１のときのほうが、方向Ｄｍ２のときと比べて、Δθ１を約４５％低減できている。これは、斜研磨方向とＭＣＦ２０ｐのコア配置との関係によるものだと考えられる。以下、具体的に説明する。まず、端面２０ａを正面視したときに、端面２０ａの中心を通り、斜研磨方向に沿って延びる直線を「基準軸」と規定し、ＭＣＦ２０ｐの中心軸線及び基準軸と直交する直交軸に沿って、基準軸に対して紙面左側に向かう方向を「第１直交方向」と規定し、右側に向かう方向を「第２直交方向」と規定する。

【0139】

この規定によれば、図３４Ａの例の場合、基準軸から第１直交方向（即ち、－ｘ軸方向）に最も離間しているコアはコアＣ２及びＣ３となり、基準軸から第２直交方向（即ち、＋ｘ軸方向）に最も離間しているコアはコアＣ１及びＣ４となる。基準軸からコアＣ２又はＣ３までの距離と、基準軸からコアＣ１又はＣ４までの距離と、の和（離間距離）は、５０μｍである。一方、図３４Ｂの例の場合、基準軸から第１直交方向に最も離間しているコアはコアＣ３となり、基準軸から第２直交方向に最も離間しているコアはコアＣ１となる。基準軸からコアＣ３までの距離と、基準軸からコアＣ１までの距離と、の和（離間距離）は、７１μｍである。つまり、斜研磨方向が方向Ｄｍ１のときのほうが、方向Ｄｍ２のときと比較して、離間距離が短い。

【0140】

本願発明者らは、様々なコア配置を有するＭＣＦについて上記の検討を行った。その結果、ＭＣＦ２０ｐの斜研磨方向を、離間距離が最小となるように設定することにより、「位置ずれ量Δｄの変化に伴うばらつきΔθ１の増大」を最大限に抑制できるという知見を得た。このため、本実施形態のＦＩＦＯデバイスにおいて、斜研磨方向を、離間距離が最小となる方向に設定することにより、反射戻り光を更に低減しつつ、熱膨張及び／又は振動に対して高いロバスト性を有するＦＩＦＯデバイスを実現できる。

【0141】

（第４実施形態）
続いて、図３６乃至図３８を参照して、第４実施形態に係るＦＩＦＯデバイスについて説明する。第４実施形態では、第２レンズのレイアウトが第１実施形態と相違している。本実施形態では、ＦＩＦＯデバイス１０のレンズ４１乃至４４（ＭＣＦ２０に対応するレンズ）を例に挙げて説明する。

【0142】

図３６は、本実施形態によるレンズ４１乃至４４のレイアウトであり、第２レンズ群４０が径方向に最も小型化された状態を示す。図３７は、第１実施形態によるレンズ４１乃至４４のレイアウトであり、第２レンズ群が径方向に最も小型化された状態を示す。図３６及び図３７に示すように、レンズ４１乃至４４は、それぞれ収容部材７１乃至７４に収容されている。収容部材７１乃至７４は、互いに同一の大きさを有する円筒部材であり、内部にレンズ４１乃至４４をそれぞれ保持している。

【0143】

図３７に示すように、第１実施形態では、レンズ４１乃至４４の主点Ｃｓ１乃至Ｃｓ４は、同一平面上に位置している。また、４つのレンズ４１乃至４４は、それらの収容部材７１乃至７４が、ｘ軸方向及びｙ軸方向に互いに当接するように配置されている。レンズ４１乃至４４を軸線Ａ１に沿って見ると、主点Ｃｓ１乃至Ｃｓ４は、軸線Ａ１を中心とする正方形の頂点に位置している。当該正方形の２本の対角線ｒ３及びｒ４は、軸線Ａ１上の同じ位置で軸線Ａ１と直交している。

【0144】

これに対し、本実施形態では、図３６に示すように、レンズ４１及び４３（軸線Ａ１を挟む位置関係のレンズ）の主点Ｃｓ１及びＣｓ３は、軸線Ａ１に直交する或る同一平面上に位置しており、レンズ４２及び４４（軸線Ａ１を挟む位置関係のレンズ）の主点Ｃｓ２及びＣｓ４は、軸線Ａ１に直交する別の或る同一平面上に位置している。レンズ４１及び４３の収容部材７１及び７３は互いに当接しており、レンズ４２及び４４の収容部材７２及び７４は互いに当接している。また、一対のレンズ４１及び４３の収容部材７１及び７３と、一対のレンズ４２及び４４の収容部材７２及び７４は、ｚ軸方向においても互いに当接している（図示省略）。レンズ４１乃至４４を軸線Ａ１に沿って見ると、主点Ｃｓ１乃至Ｃｓ４は、軸線Ａ１を中心とする正方形の頂点に位置している。当該正方形の２本の対角線ｒ１及びｒ２は、軸線Ａ１上の異なる位置で軸線Ａ１と直交している。対角線ｒ１及びｒ２の長さは、図３７の対角線ｒ３及びｒ４の長さよりも短い。

【0145】

図３６の第２レンズ群４０は、図３７の第２レンズ群４０と比較して、径方向により小型化されている。これは、一対のレンズ４１及び４３と一対のレンズ４２及び４４とを軸線方向にずらして配置することにより、正方形の対角線上に位置する２つのレンズ（レンズ４１及び４３、又は、レンズ４２及び４４）の収容部材を互いに当接させているからである。なお、この場合、ＦＩＦＯデバイスの結合部をｚ軸方向にも小型化できる。即ち、各レンズ４１乃至４４に入射する光線の入射角度は一定であるため、レンズ間の距離が短い（ｒ１，ｒ２＜ｒ３，ｒ４）ほうが、レンズ４１乃至４４へ向かう光線が、光線の出射位置から入射位置までｚ軸方向に進行する距離を短くできるからである。

【0146】

この構成によれば、ＦＩＦＯデバイスの結合部を更に小型化することが可能となる。なお、各レンズ４１乃至４４に対応するＳＭＦの斜研磨方向は、径方向条件又はｚ軸方向条件のどちらを満たしていてもよいが、ｚ軸方向条件を満たすＳＭＦを用いることにより、当該結合部を、径方向及びｚ軸方向の両方向に大幅に小型化することが可能となる。

【0147】

なお、図３８に示すように、４つのレンズ４１乃至４４のうちの３つのレンズ４１、４２及び４４の主点Ｃｓ１、Ｃｓ２及びＣｓ４が同一平面上に位置しており、残り１つのレンズ４３の主点Ｃｓ３が当該平面上に位置していない構成であってもよい。このとき、レンズ４３の主点Ｃｓ３は、「全てのレンズ４１乃至４４の主点Ｃｓ１乃至Ｃｓ４が同一平面上に位置していると仮定した場合」におけるレンズ４３の主点Ｃｓ３（図示省略）と比較して、軸線Ａ１に近接していることが望ましい。この構成によっても、レンズ４３が軸線Ａ１に接近した距離だけ、ＦＩＦＯデバイスの結合部を小型化することが可能となる。また、レンズの焦点距離は必ずしも同一でなくてもよい。

【0148】

上記では、ＭＣＦ２０に対応するレンズを例に挙げて説明したが、この構成は、別のＭＣＦに対応するレンズに適用されてもよい。

【0149】

以上、実施形態及び変形例に係るＦＩＦＯデバイスについて説明したが、本発明は上記実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。

【0150】

例えば、シングルモード光ファイバ群の代わりに、マルチモードに対応したシングルコア光ファイバを複数備えるシングルコア光ファイバ群が用いられてもよい。但し、本発明に係るＦＩＦＯデバイスは単一のモードの光線を伝搬することを前提としているため、マルチモード・シングルコア光ファイバが用いられる場合であっても、当該光ファイバが伝搬する光線はマルチモードのうちの任意の１つのモードである。

【0151】

また、ＭＣＦのコア配置は対称性を有していなくてもよい。コア配置が非対称であっても、第１レンズ３０から出射される各コアからの光線に対応した位置に第２レンズ群４０、１４０又は２４０を配置することにより、第１レンズ３０及び第２レンズ群４０、１４０又は２４０はＦＩＦＯデバイスとして適切に機能し得る。

【0152】

更に、ＳＭＦ及びＭＣＦは、円柱状に限られず、軸線と直交する断面が任意の形状（例えば、楕円又は多角形）を有する柱状であってもよい。

【0153】

更に、ＭＣＦの全てのコアが光線の伝搬に使用されなくてもよい。例えば、ＭＣＦ２０のコアＣ１乃至Ｃ３のみが光線の伝搬に使用され、コアＣ４は光線の伝搬に使用されなくてもよい。この場合、第２レンズ群４０及びＳＭＦ群５０は、コアＣ１乃至Ｃ３に対応する３つの第２レンズ４１乃至４３及び３つのＳＭＦ５１乃至５３を備えるように構成され得る。即ち、第２レンズ群及びＳＭＦ群は、ＭＣＦのコアのうち光線の伝搬に使用されるコアの数と同数の第２レンズ及びＳＭＦを備えていればよく、常にＭＣＦのコア数と同数の第２レンズ及びＳＭＦを備える必要はない。

【0154】

更に、ＳＭＦ群の各ＳＭＦの中心軸線は、第２レンズ群の対応する各レンズの光軸と平行でなくてもよい。ＦＩＦＯデバイス１０を例に挙げて説明する。上述したように、ＳＭＦ５１乃至５４の端面５１ａ乃至５４ａの研磨角度が８°であり、光線の波長が１．５５μｍである場合、主光線Ｂ１乃至Ｂ４は、端面５１ａ乃至５４ａに対して７８．２°の角度（以下、「入射角度θ２」とも称する。）で入射することが望ましい。上記の実施形態では、各ＳＭＦの中心軸線が対応する各レンズの光軸と平行であったため、θ２＝７８．２°を実現する光線角度θ１は３．８°であり、θ１＝３．８°を実現する円４３ａ（図１０、図１１Ａ及び図１１Ｂ参照）の半径は０．１６ｍｍであった。しかしながら、入射角度θ２＝７８．２°が担保される構成であれば、各ＳＭＦの中心軸線は、対応する各レンズの光軸と平行でなくてもよい。

【0155】

例えば、円４３ａを拡径してレンズ４３を０．３０ｍｍ移動させる場合、光線角度θ１は３．８°より大きくなると考えられる。この場合、入射角度θ２＝７８．２°を担保するためにはＳＭＦ５３を所定の方向（後述）に傾斜させる必要があり、その結果、ＳＭＦ５３の中心軸線はレンズ４３の光軸とは平行ではなくなる。このように、「各ＳＭＦの中心軸線を、対応する各レンズの光軸と平行にする」という拘束条件を解除すると、各レンズの径方向又はｚ軸方向の移動量を自由に制御でき、ＦＩＦＯデバイスの結合部のサイズを小型化する際の自由度が向上する。なお、上記「所定の方向」とは、各ＳＭＦの中心軸線が「各ＳＭＦの斜研磨基準軸と、対応する各主光線と、を含む平面」上に存在するような方向である。即ち、θ２＝７８．２°が担保されれば各ＳＭＦをどの方向に傾斜させてもよい訳ではない。

【0156】

更に、上記実施形態及び変形例のＦＩＦＯデバイス１０、１１０及び２１０は、ＭＣＦ２０、１２０及び２２０から第１レンズ３０及び第２レンズ群４０、１４０及び２４０を経由してＳＭＦ群５０、１５０及び２５０に向かう方向に光線を伝搬したが、この構成に限られず、ＳＭＦ群５０、１５０及び２５０から第２レンズ群４０、１４０及び２４０及び第１レンズ３０を経由してＭＣＦ２０、１２０及び２２０に向かう方向に光線を伝搬してもよい。この場合、ＭＣＦの第１コアの数は、ＳＭＦ群が備えるＳＭＦの数以上であればよい。また、第２レンズ群が有する第２レンズの数は、ＳＭＦの数と同数であればよい。

【符号の説明】

【0157】

１０：ＦＩＦＯデバイス、２０：マルチコア光ファイバ、２０ａ：端面、３０：第１レンズ、４０：第２レンズ群、４１，４２，４３，４４：第２レンズ、５０：シングルモード光ファイバ群、５１，５２，５３，５４：シングルモード光ファイバ

【図1】