JP2017504828A - マルチモード光学コネクタ - Google Patents

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Abstract

本開示は概して個別の光導波管、光ファイバーリボンなどの、光導波管のセット、及び個別の光導波管、又は、例えば、光ファイバーリボンケーブル内の多数の光ファイバーを接続するために有用なファイバー光学コネクタに関する。特に、本開示は、マルチモード導波管と共に使用するにあたり、低い挿入損失を呈する、効率的で、小型で、かつ信頼性の高い光ファイバーを提示する。光学コネクタは、光学ビームの方向転換、及び成形に加え、光ファイバーの位置合わせの特徴を組み合わせた、一体型光結合ユニットを組み込む。【選択図】図１

Description

光ファイバーコネクタは、電気通信網、ローカルエリアネットワーク、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得る。これらのコネクタは、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も分類できる。一般的な接触方法は、係合するファイバーの先端部が研磨されて平滑に仕上げられており、一緒に押し当てられている、物理的接触と、ファイバーのコアに適合された屈折率を有する柔軟な材料が、係合するファイバーの先端部間の小さな空隙を満たす、屈折率適合と、光が２つのファイバーの先端間の小さな空隙を通過する、空隙コネクタと、を含む。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。
別のタイプの光学コネクタは、拡大ビームコネクタと呼ばれる。このタイプのコネクタにより、光源コネクタ内の光ビームがファイバーコアを出射し、光がコリメート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、コネクタ内で短距離だけ分岐する。続いて、受光コネクタにおいて、ビームは、受光ファイバーの端部で元の直径に焦点が戻される。この種類のコネクタは、ビームがより大きな直径へと拡大する区域に存在し得る、塵及び他の形態の汚染物質の影響を受けにくい。
データ伝送のライン速度は、次の数年で現在の１０Ｇｂ／秒／ラインから２５Ｇｂ／秒／ラインに推移していき、近い将来に、背面光学コネクタは、高性能コンピュータ、データセンター、及びテレコムスイッチングシステムの重要な構成要素となるだろう。１０Ｇｂ／秒の配線において現在使用されている、既存の光学及び銅接続への、より低費用で高性能の代替物である、拡大ビームコネクタを提示することが有利である。
本開示は概して個別の光導波管、光ファイバーリボンなどの、光導波管のセット、及び個別の光導波管、又は、例えば、光ファイバーリボンケーブル内の多数の光ファイバーを接続するために有用なファイバー光学コネクタに関する。特に、本開示は、マルチモード導波管と共に使用するにあたり、低い挿入損失を呈する、効率的で、小型で、かつ信頼性の高い光ファイバーを提示する。光学コネクタは、光学ビームの方向転換、及び成形に加え、光ファイバーの位置合わせの特徴を組み合わせた、一体型光結合ユニットを組み込む。
一態様において、本開示は、光導波管を受容及び位置合わせするための導波管位置合わせ部材と、光方向転換部材とを含む、光学コネクタにおいて使用するための一体型光結合ユニットを提示する。光方向転換部材は、導波管位置合わせ部材において配置及び位置合わせされる、光導波管からの入射光を受けるための入射面、及び入射面から入射軸に沿って伝搬する光を受け、受けた光を反射するトロイダル表面であって、反射した光は異なる方向変換軸に沿って伝搬し、反射した光の第２の発散は、２つの相互に垂直な発散方向に沿った入射光の第１の発散よりも小さい、トロイダル表面を含む。光方向転換部材は、トロイダル表面から光を受け、受けた光を、光方向転換部材を出て出射軸に沿って伝搬する出射光として伝達するための出射面を更に含み、トロイダル表面と、入射軸及び方向転換軸により形成される第１平面との湾曲した交差部は、曲率半径を有し、トロイダル表面は、入射面において、第１平面内に配置された回転軸を有し、回転軸からトロイダル表面まで、入射軸に沿って焦点距離が測定され、焦点距離は曲率半径よりも小さい。別の態様において本開示は、このような第２一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第２光導波管を有する、第２一体型光結合ユニットと係合するこのような第１一体型光結合ユニットであって、第１一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第１光導波管を有する第１一体型光結合ユニットを含むコネクタアセンブリであって、第１一体型光結合ユニットの出射面が、第２一体型光結合ユニットの出射面に近接かつ面し、コネクタアセンブリは、第１光導波管を出る光が、第１及び第２一体型光結合ユニットの光方向転換部材を通じて伝搬した後に、第２光導波管に入るように構成される、コネクタアセンブリを提示する。
更に別の態様において、本開示は、光導波管を受容及び位置合わせするための導波管位置合わせ部材と、中実光方向転換部材とを含む、光学コネクタにおいて使用するための一体型光結合ユニットを提示する。中実光方向転換部材は、導波管位置合わせ部材において配置及び位置合わせされる、光導波管からの入射光を受けるための入射面、及び入射面から入射軸に沿って伝搬する光を受け、受けた光を反射する反射面であって、反射した光は異なる方向変換軸に沿って伝搬し、反射した光の第２の発散は、２つの相互に垂直な発散方向に沿った入射光の第１の発散よりも小さい、反射面を含む。中実光方向転換部材は、反射面からの光を受け、受けた光を、光方向転換部材を出て出射軸に沿って伝搬する出射光として伝達するための出射面を更に含み、反射面は反射コーティングを含み、反射コーティングがないと、入射面から反射面が受ける光の少なくとも一部が、反射面において全内反射を受けない。更に別の態様において本開示は、このような第２一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第２光導波管を有する、第２一体型光結合ユニットと係合するこのような第１一体型光結合ユニットであって、第１一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第１光導波管を有する第１一体型光結合ユニットを含むコネクタアセンブリであって、第１一体型光結合ユニットの出射面が、第２一体型光結合ユニットの出射面に近接かつ面し、コネクタアセンブリは、第１光導波管を出る光が、第１及び第２一体型光結合ユニットの光方向転換部材を通じて伝搬した後に、第２光導波管に入るように構成される、コネクタアセンブリを提示する。
更に別の態様において、本開示は、光導波管を受容及び位置合わせするための導波管位置合わせ部材と、光方向転換部材とを含む、光学コネクタにおいて使用するための一体型光結合ユニットを提示する。光方向転換部材は、導波管位置合わせ部材において配置及び位置合わせされる、光導波管からの入射光を受けるための入射面、及び入射面から入射軸に沿って伝搬する入射光として光を受け、入射光を、異なる方向転換軸に沿って伝搬する反射光として反射する反射面であって、反射した光の第２の発散は、２つの相互に垂直な発散方向に沿った入射光の第１の発散よりも小さい、反射面を含む。光方向転換部材は更に、反射光を受け、受けた光を、方向転換部材を出て出射軸に沿って伝搬する出射光として伝達する、出射面であって、入射光と反射光との間の角度は９０°未満である、出射面を含む。別の態様において本開示は、このような第２一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第２光導波管を有する、第２一体型光結合ユニットと係合するこのような第１一体型光結合ユニットであって、第１一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第１光導波管を有する、第１一体型光結合ユニットを含むコネクタアセンブリであって、第１一体型光結合ユニットの出射面が、第２一体型光結合ユニットの出射面に近接かつ面し、コネクタアセンブリは、第１光導波管を出る光が、第１及び第２一体型光結合ユニットの光方向転換部材を通じて伝搬した後に、第２光導波管に入るように構成される、コネクタアセンブリを提示する。
更に別の態様において、本開示は、係合する第１及び第２光学コネクタを有するコネクタアセンブリを提示し、各光学コネクタは、出口面を有するマルチモード光導波管と、一体型光方向転換部材と、を含む。一体型光方向転換部材は、マルチモード光導波管の出口面に、これと面するように配置された第１表面、他方の光学コネクタの一体型光方向転換部材の第２表面に、これと面するように配置された第２表面、及び、第１及び第２表面の一方から光を受け、受けた光を第１及び第２表面の他方に向けて反射するための反射面、を含み、６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長における、コネクタアセンブリの光学挿入損失は０．５ｄＢ未満である。
更に別の態様において、本開示は、６００〜２０００ｎｍの範囲の波長のマルチモードであり、出口面を有し、第１光学軸に沿って光を受けるか、又は発するように構成された光ファイバーと、トロイダル表面と、異なる第２光学軸に沿って光を受けるか、又は発するように構成された光送受信器と、を含む光学アセンブリであって、この光学アセンブリは、光ファイバー及び送受信器の一方から、光ファイバー及び送受信の他方へと伝搬する光が、トロイダル表面において反射し、トロイダル表面、並びに第１及び第２光学軸により形成される第１平面の湾曲した交差部が、曲率半径を有し、トロイダル表面は、出口面において第１平面内に配置される回転軸を有し、焦点距離は、光学軸に沿って回転軸からトロイダル表面まで測定され、焦点距離は曲率半径よりも小さいように構成される、光学アセンブリを提示する。
例示の実施形態の列挙
代表的な実施形態が以下に記載される。実施形態１〜３５、３６〜３９、４０〜７１、７２〜１０８、１０９〜１１６、及び１１７〜１２２のいずれかを組み合わせることができることが理解される。
実施形態１ 光学コネクタにおいて使用するための一体型光結合ユニットであって、
光導波管を受容及び位置合わせするための導波管位置合わせ部材と、
光方向転換部材と、を備え、この光方向転換部材は、
導波管位置合わせ部材において配置及び位置合わせされる、光導波管からの入射光を受けるための入射面、
入射面から入射軸に沿って伝搬する光を受け、受けた光を反射するトロイダル表面であって、反射した光は異なる方向変換軸に沿って伝搬し、反射した光の第２の発散は、２つの相互に垂直な発散方向に沿った入射光の第１の発散よりも小さい、トロイダル表面、及び
トロイダル表面から光を受け、受けた光を、光方向転換部材を出て出射軸に沿って伝搬する出射光として伝達するための出射面、を含み、トロイダル表面と、入射軸及び方向転換軸により形成される第１平面との湾曲した交差部は、曲率半径を有し、トロイダル表面は、出射面において、第１平面内に配置された回転軸を有し、回転軸からトロイダル表面まで、入射軸に沿って焦点距離が測定され、焦点距離は曲率半径よりも小さい、一体型光結合ユニット。
実施形態２ 回転軸は方向転換軸と実質的に平行である、実施形態１に記載の一体型光結合ユニット。
実施形態３ 光学コネクタが、係合方向に沿って係合光学コネクタと係合するように構成され、係合方向は、出射軸と平行ではない、実施形態１又は２に記載の一体型光結合ユニット。
実施形態４ 光学コネクタが、係合方向に沿って係合光学コネクタと係合するように構成され、係合方向は、入射軸と平行である、実施形態１〜３のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態５ 光学コネクタが入射面とは異なる入射平面を含む、実施形態１〜４のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態６ 光学コネクタが出射面とは異なる出射平面を含む、実施形態１〜５のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態７ 光学コネクタが雌雄一対型である、実施形態１〜６のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態８ 導波管位置合わせ部材が、光導波管を受容及び位置合わせするために、溝方向に沿って伸びる溝を含む、実施形態１〜７のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態９ 溝方向が入射軸と平行かつ位置合わせされている、実施形態８に記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１０ 光導波管が光ファイバーを含む、実施形態１〜９のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１１ 導波管位置合わせ部材が、光ファイバーを受容することができる円筒形の孔を含む、実施形態１０に記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１２ 光導波管が、６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長のための、マルチモードである、実施形態１〜１１のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１３ 光導波管が円形の断面形状を有する、実施形態１〜１２のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１４ 光導波管が多角形の断面形状を有する、実施形態１〜１３のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１５ 導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管を出る中央光線が、光導波管と入射面との間の中心軸に沿って伝搬し、中心軸は、入射軸と平行かつ位置合わせされている、実施形態１〜１４のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１６ 導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管と、光導波管を入射面と光学的に結合する屈折率適合材料とを更に含む、実施形態１〜１５のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１７ 入射面は平坦である、実施形態１〜１６のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１８ 入射面が入射軸に対して実質的に垂直である、実施形態１〜１７のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１９ 入射面が出射面に対して実質的に垂直である、実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態２０ 導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管を出る光が、入射面から出射面へと光学経路に沿って伝搬し、光学経路全体に沿った一体型光結合ユニットの屈折率は１よりも大きい、実施形態１〜１９のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態２１ 光方向転換部材が、１を超える屈折率を有する中実媒体である、実施形態１〜２０のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態２２ 入射軸と方向転換軸との間の角度が９０°未満である、実施形態１〜２１のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態２３ 入射軸と方向転換軸との間の角度が９０°超である、実施形態１〜２２のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態２４ 入射軸と方向転換軸との間の角度が１１１°である、実施形態１〜２３のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態２５ 反射光の第２の発散が、２つの互いに垂直な発散方向それぞれに沿った、入射光の第１の発散よりも、少なくとも１°小さい、実施形態１〜２４のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態２６ 導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされ、トロイダル表面によって反射される、光導波管を出る光が、トロイダル表面から出射面へと伝搬し、反射光は、実質的に出射面において最小ビームサイズを有する、実施形態１〜２５のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態２７ トロイダル表面が、受けた光を全内反射により反射する、実施形態１〜２６のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態２８ トロイダル表面はブラッグ反射器を含む、実施形態１〜２７のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態２９ トロイダル表面は金属反射器を含む、実施形態１〜２８のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態３０ 出射軸が第１面内にある、実施形態１〜２９のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態３１ 出射面は実質的に平坦である、実施形態１〜３０のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態３２ 出射面が出射軸に対して実質的に垂直である、実施形態１〜３１のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態３３ 導波管位置合わせ部材によって受容及び位置合わせされる光導波管を出る光が、入射面における第１ビームサイズ、及び出射面における第２ビームサイズを有し、第２ビームサイズは第１ビームサイズよりも大きい、実施形態１〜３２のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態３４ 第２ビームサイズが第１ビームサイズの約２倍よりも大きい、実施形態３３に記載の一体型光結合ユニット。
実施形態３５ 光方向転換部材内において、入射光は発散し、反射光は収束するか、又は実質的にコリメートされる、実施形態１〜３４のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態３６ 実施形態１〜３５のいずれか１つに記載の第２一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第２光導波管を有する、第２一体型光結合ユニットと係合する実施形態１〜３５のいずれか１つに記載の第１一体型光結合ユニットであって、第１一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第１光導波管を有する第１一体型光結合ユニットを含むコネクタアセンブリであって、第１一体型光結合ユニットの出射面が、第２一体型光結合ユニットの出射面に近接かつ面し、コネクタアセンブリは、第１光導波管を出る光が、第１及び第２一体型光結合ユニットの光方向転換部材を通じて伝搬した後に、第２光導波管に入るように構成される、コネクタアセンブリ。
実施形態３７ 第１光導波管を出る光が、第１一体型光結合ユニットの入射面と、第２一体型光結合ユニットの入射面との間の第１伝搬距離を伝搬し、伝搬距離は、第１一体型光結合ユニットの焦点距離と、第２一体型光結合ユニットの焦点距離との合計の２倍と実質的に等しい、実施形態３６に記載のコネクタアセンブリ。
実施形態３８ 第１一体型光結合ユニットの焦点距離が、第２一体型光結合ユニットの焦点距離と実質的に等しい、実施形態３６又は３７に記載のコネクタアセンブリ。
実施形態３９ 第１光導波管は、第１マルチモード光ファイバーを含み、第２光導波管は第２マルチモード光ファイバーを含み、６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長における、コネクタアセンブリの光学挿入損失は、０．５ｄＢ未満である、実施形態３６〜３８のいずれか１つに記載のコネクタアセンブリ。
実施形態４０ 光学コネクタにおいて使用するための一体型光結合ユニットであって、
光導波管を受容及び位置合わせするための導波管位置合わせ部材と、
中実光方向転換部材と、を備え、この中実光方向転換部材は、
導波管位置合わせ部材において配置及び位置合わせされる、光導波管からの入射光を受けるための入射面、
入射面から入射軸に沿って伝搬する光を受け、受けた光を反射する反射面であって、反射した光は異なる方向変換軸に沿って伝搬し、反射した光の第２の発散は、２つの相互に垂直な発散方向に沿った入射光の第１の発散よりも小さい、反射面、及び
反射面からの光を受け、受けた光を、光方向転換部材を出て出射軸に沿って伝搬する出射光として伝達するための出射面、を含み、反射面は反射コーティングを含み、反射コーティングがないと、入射面から反射面が受ける光の少なくとも一部が、反射面において全内反射を受けない、一体型光結合ユニット。
実施形態４１ 反射コーティングが金属を含む、実施形態４０に記載の一体型光結合ユニット。
実施形態４２ 光学コネクタが、係合方向に沿って係合光学コネクタと係合するように構成され、係合方向は、入射軸と平行ではない、実施形態４０又は４１に記載の一体型光結合ユニット。
実施形態４３ 光学コネクタが、係合方向に沿って係合光学コネクタと係合するように構成され、係合方向は、入射軸と平行である、実施形態４０〜４２のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態４４ 光学コネクタが入射面とは異なる入射平面を含む、実施形態４０〜４３のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態４５ 光学コネクタが出射面とは異なる出射平面を含む、実施形態４０〜４４のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態４６ 光学コネクタが雌雄一対型である、実施形態４０〜４５のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態４７ 導波管位置合わせ部材が、光導波管を受容及び位置合わせするために、溝方向に沿って伸びる溝を含む、実施形態４０〜４６のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態４８ 溝方向が入射軸と平行かつ位置合わせされている、実施形態４７に記載の一体型光結合ユニット。
実施形態４９ 光導波管が光ファイバーを含む、実施形態４０〜４８のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態５０ 導波管位置合わせ部材が、光ファイバーを受容することができる円筒形の孔を含む、実施形態４９に記載の一体型光結合ユニット。
実施形態５１ 光導波管が、６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長のための、マルチモードである、実施形態４０〜５０のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態５２ 光導波管が円形の断面形状を有する、実施形態４０〜５１のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態５３ 光導波管が多角形の断面形状を有する、実施形態４０〜５２のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態５４ 導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管を出る中央光線が、光導波管と入射面との間の中心軸に沿って伝搬し、中心軸は、入射軸と平行かつ位置合わせされている、実施形態４０〜５３のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態５５ 導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管と、光導波管を入射面と光学的に結合する屈折率適合材料とを更に含む、実施形態４０〜５４のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態５６ 入射面が平坦である、実施形態４０〜５５のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態５７ 入射面が入射軸に対して実質的に垂直である、実施形態４０〜５６のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態５８ 入射面が出射面に対して実質的に垂直である、実施形態４０〜５７のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態５９ 入射軸と方向転換軸との間の角度が９０°未満である、実施形態４０〜５８のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態６０ 反射光の第２の発散が、２つの互いに垂直な発散方向それぞれに沿った、入射光の第１の発散よりも、少なくとも１°小さい、実施形態４０〜５９のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態６１ 導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされ、反射面によって反射される、光導波管を出る光が、反射面から出射面へと光学経路に沿って伝搬し、反射光は、実質的に出射面において最小ビームサイズを有する、実施形態４０〜６０のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態６２ 反射コーティングがブラッグ反射器を含む、実施形態４０〜６１のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態６３ 反射面が、トロイダル表面、放物面、球面、双曲線表面、又は楕円表面を含む、実施形態４０〜６２のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態６４ 出射軸が、入射軸及び方向変換軸によって形成される第１平面にある、実施形態４０〜６３のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態６５ 出射面が実質的に平坦である、実施形態４０〜６４のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態６６ 出射面が出射軸に対して実質的に垂直である、実施形態４０〜６５のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態６７ 導波管位置合わせ部材によって受容及び位置合わせされる、光導波管を出る光が、入射面における第１ビームサイズ、及び出射面における第２ビームサイズを有し、第２ビームサイズは第１ビームサイズよりも大きい、実施形態４０〜６６のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態６８ 第２ビームサイズが第１ビームサイズの約２倍よりも大きい、実施形態６７に記載の一体型光結合ユニット。
実施形態６９ 光方向転換部材内において、入射光は発散し、反射光は収束するか、又は実質的にコリメートされる、実施形態４０〜６８のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態７０ 実施形態４０〜６９のいずれか１つに記載の第２一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第２光導波管を有する、第２一体型光結合ユニットと係合する実施形態４０〜６９のいずれか１つに記載の第１一体型光結合ユニットであって、第１一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第１光導波管を有する第１一体型光結合ユニットを含むコネクタアセンブリであって、第１一体型光結合ユニットの出射面が、第２一体型光結合ユニットの出射面に近接かつ面し、コネクタアセンブリは、第１光導波管を出る光が、第１及び第２一体型光結合ユニットの光方向転換部材を通じて伝搬した後に、第２光導波管に入るように構成される、コネクタアセンブリ。
実施形態７１ 第１光導波管は、第１マルチモード光ファイバーを含み、第２光導波管は第２マルチモード光ファイバーを含み、６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長における、コネクタアセンブリ３００の光学挿入損失は、０．５ｄＢ未満である、実施形態７０に記載のコネクタアセンブリ。
実施形態７２ 光学コネクタにおいて使用するための一体型光結合ユニットであって、
光導波管を受容及び位置合わせするための導波管位置合わせ部材と、
光方向転換部材と、を備え、
この光方向転換部材は、導波管位置合わせ部材において配置及び位置合わせされる、光導波管からの入射光を受けるための入射面、
入射面から入射軸に沿って伝搬する入射光として光を受け、入射光を、異なる方向転換軸に沿って伝搬する反射光として反射する反射面であって、反射した光の第２の発散は、２つの相互に垂直な発散方向に沿った入射光の第１の発散よりも小さい、反射面、及び
反射光を受け、受けた光を、方向転換部材を出て出射軸に沿って伝搬する出射光として伝達するための出射面であって、出射光と反射光との間の角度は９０°未満である、出射面を含む、一体型光結合ユニット。
実施形態７３ 入射光と反射光との間の角度が、約６０°以下である、実施形態７２の一体型光結合ユニット。
実施形態７４ 光学コネクタが、係合方向に沿って係合光学コネクタと係合するように構成され、係合方向は、入射軸と平行ではない、実施形態７２又は７３に記載の一体型光結合ユニット。
実施形態７５ 光学コネクタが、係合方向に沿って係合光学コネクタと係合するように構成され、係合方向は、入射軸と平行である、実施形態７２〜７４のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態７６ 光学コネクタが入射面とは異なる入射平面を含む、実施形態７２〜７５のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態７７ 光学コネクタが出射面とは異なる出射平面を含む、実施形態７２〜７６のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態７８ 光学コネクタが雌雄一対型である、実施形態７２〜７７のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態７９ 導波管位置合わせ部材が、光導波管を受容及び位置合わせするために、溝方向に沿って伸びる溝を含む、実施形態７２〜７８のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態８０ 溝方向が入射軸と平行かつ位置合わせされている、実施形態７９に記載の一体型光結合ユニット。
実施形態８１ 光導波管が光ファイバーを含む、実施形態７２〜８０のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態８２ 導波管位置合わせ部材が、光ファイバーを受容することができる円筒形の孔を含む、実施形態８１に記載の一体型光結合ユニット。
実施形態８３ 光導波管が、６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長のための、マルチモードである、実施形態７２〜８２のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態８４ 光導波管が円形の断面形状を有する、実施形態７２〜８３のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態８５ 光導波管が多角形の断面形状を有する、実施形態７２〜８４のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態８６ 導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管を出る中央光線が、光導波管と入射面との間の中心軸に沿って伝搬し、入射経路は、入射軸と平行かつ位置合わせされている、実施形態７２〜８５のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態８７ 中央光線は反射面によって反射され、反射経路に沿って出射面まで更に伝搬し、反射経路及び入射経路は、９０°未満の角度を形成する、実施形態８６に記載の一体型光結合ユニット。
実施形態８８ 導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管と、光導波管を入射面と光学的に結合する屈折率適合材料とを更に含む、実施形態７２〜８７のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態８９ 入射面が平坦である、実施形態７２〜８８のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態９０ 入射面が入射軸に対して実質的に垂直である、実施形態７２〜８９のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態９１ 入射面が出射面に対して実質的に垂直である、実施形態７２〜９０のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態９２ 導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管を出る光が、入射面から出射面へと光学経路に沿って伝搬し、光学経路全体に沿った一体型光結合ユニットの屈折率は１よりも大きい、実施形態７２〜９１のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態９３ 光方向転換部材が、１を超える屈折率を有する中実媒体である、実施形態７２〜９２のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態９４ 入射軸と方向転換軸との間の角度が９０°未満である、実施形態７２〜９３のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態９５ 反射光の第２の発散が、２つの互いに垂直な発散方向それぞれに沿った、入射光の第１の発散よりも、少なくとも１°小さい、実施形態７２〜９４のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態９６ 導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされ、反射面によって反射される、光導波管を出る光が、反射面から出射面へと光学経路に沿って伝搬し、反射光は、実質的に出射面において最小ビームサイズを有する、実施形態７２〜９５のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態９７ 反射面が、トロイダル表面、放物面、球面、双曲線表面、又は楕円表面を含む、実施形態７２〜９６のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態９８ 反射面が、受けた光を全内反射により反射する、実施形態７２〜９７のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態９９ 反射面がブラッグ反射器を含む、実施形態７２〜９８のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１００ 反射面が金属反射器を含む、実施形態７２〜９９のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１０１ 出射軸が、入射軸及び方向変換軸によって形成される第１平面にある、実施形態７２〜１００のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１０２ 出射面が実質的に平坦である、実施形態７２〜１０１のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１０３ 出射面が出射軸に対して実質的に垂直である、実施形態７２〜１０２のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１０４ 導波管位置合わせ部材によって受容及び位置合わせされる、光導波管を出る光が、入射面における第１ビームサイズ、及び出射面における第２ビームサイズを有し、第２ビームサイズは第１ビームサイズよりも大きい、実施形態７２〜１０３のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１０５ 第２ビームサイズが第１ビームサイズの約２倍よりも大きい、実施形態１０４に記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１０６ 光方向転換部材内において、入射光は発散し、反射光は収束するか、又は実質的にコリメートされる、実施形態７２〜１０５のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１０７ 実施形態７２〜１０６のいずれか１つに記載の第２一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第２光導波管を有する、第２一体型光結合ユニットと係合する実施形態７２〜１０６のいずれか１つに記載の第１一体型光結合ユニットであって、第１一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第１光導波管を有する第１一体型光結合ユニットを含むコネクタアセンブリであって、第１一体型光結合ユニットの出射面が、第２一体型光結合ユニットの出射面に近接かつ面し、コネクタアセンブリは、第１光導波管を出る光が、第１及び第２一体型光結合ユニットの光方向転換部材を通じて伝搬した後に、第２光導波管に入るように構成される、コネクタアセンブリ。
実施形態１０８ 第１光導波管は、第１マルチモード光ファイバーを含み、第２光導波管は第２マルチモード光ファイバーを含み、６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長における、コネクタアセンブリ光学挿入損失は、０．５ｄＢ未満である、実施形態１０７に記載のコネクタアセンブリ。
実施形態１０９ 係合する第１及び第２光学コネクタを含む、コネクタアセンブリであって、各光学コネクタは、
出口面を有するマルチモード光導波管と、
一体型光方向転換部材と、を備え、
この一体型光方向転換部材は、マルチモード光導波管の出口面に、これと面するように配置された第１表面、
他方の光学コネクタの一体型光方向転換部材の第２表面に、これと面するように配置された第２表面、及び
第１及び第２表面の一方から光を受け、受けた光を第１及び第２表面の他方に向けて反射するための反射面、を含み、６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長における、コネクタアセンブリの光学挿入損失は０．５ｄＢ未満である、コネクタアセンブリ。
実施形態１１０ 第１及び第２光学コネクタの少なくとも一方の反射面が、トロイダル表面である、実施形態１０９に記載のコネクタアセンブリ。
実施形態１１１ 第１及び第２光学コネクタそれぞれの、マルチモード光導波管は、マルチモード光ファイバーである、実施形態１０９又は１１０に記載のコネクタアセンブリ。
実施形態１１２ 少なくとも１つの光学コネクタのマルチモード光導波管は円形の断面形状を有する、実施形態１０９〜１１１のいずれか１つに記載のコネクタアセンブリ。
実施形態１１３ 少なくとも１つの光学コネクタのマルチモード光導波管は多角形の断面形状を有する、実施形態１０９〜１１２のいずれか１つに記載のコネクタアセンブリ。
実施形態１１４ 第１及び第２の光学コネクタの少なくとも１つの反射面が、受けた光を全内反射によって反射する、実施形態１０９〜１１３に記載のコネクタアセンブリ。
実施形態１１５ 第１及び第２光学コネクタの少なくとも一方の反射面が、ブラッグ反射器である、実施形態１０９〜１１４のいずれか１つに記載のコネクタアセンブリ。
実施形態１１６ 第１及び第２光学コネクタの少なくとも一方の反射面が、金属反射器を含む、実施形態１０９〜１１５のいずれか１つに記載のコネクタアセンブリ。
実施形態１１７ ６００〜２０００ｎｍの範囲の波長のマルチモードであり、出口面を有し、第１光学軸に沿って光を受けるか、又は発するように構成された光ファイバーと、
トロイダル表面と、
異なる第２光学軸に沿って光を受けるか、又は発するように構成された光送受信器と、を含む光学アセンブリであって、この光学アセンブリは、光ファイバー及び送受信器の一方から、光ファイバー及び送受信の他方へと伝搬する光が、トロイダル表面において反射し、トロイダル表面、並びに第１及び第２光学軸により形成される第１平面の湾曲した交差部が、曲率半径を有し、トロイダル表面は、出口面において第１平面内に配置される回転軸を有し、焦点距離は、光学軸に沿って回転軸からトロイダル表面まで測定され、焦点距離は曲率半径よりも小さいように構成される、光学アセンブリ。
実施形態１１８ 光送受信器は光学検出器を含む、実施形態１１７に記載の光学アセンブリ。
実施形態１１９ 光送受信器は垂直空洞表面発射レーザー（ＶＣＳＥＬ）を含む、実施形態１１７又は１１８に記載の光学アセンブリ。
実施形態１２０ トロイダル表面が、受けた光を全内反射により反射する、実施形態１１７〜１１９のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１２１ トロイダル表面はブラッグ反射器を含む、実施形態１１７〜１２０のいずれか１つに記載の一体型光結合ユニット。
実施形態１２２ トロイダル表面は金属反射器を含む、実施形態１１７〜１２１のいずれか１つに記載の光学アセンブリ。
上の概要は、本開示の各々の開示される実施形態又は全ての実現形態を説明することを意図しない。以下の図面及び詳細な説明により、実例となる実施形態をより具体的に例示する。
本明細書の全体を通じて添付の図面を参照しており、図中、同様の参照番号は、同様の要素を示す。
一体型光結合ユニットの概略断面図である。 一体型光結合ユニットの概略断面図である。 コネクタアセンブリの概略断面図を示す。 コネクタアセンブリを通じた光経路の概略斜視図を示す。 光学アセンブリの概略断面図を示す。 一体的光結合ユニットの概略的斜視図を示す。 コネクタアセンブリの概略斜視図を示す。
図面は、必ずしも一定の縮尺ではない。図中に用いられる同様の数字は、同様の構成要素を示す。しかしながら、特定の図中のある構成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構成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。
本開示は概して個別の光導波管、光ファイバーリボンなどの、光導波管のセット、及び個別の光導波管、又は、例えば、光ファイバーリボンケーブル内の多数の光ファイバーを接続するために有用なファイバー光学コネクタに関する。特に、本開示は、マルチモード導波管と共に使用するにあたり、低い挿入損失を呈する、効率的で、小型で、かつ信頼性の高い光ファイバーコネクタを提示する。光学コネクタは、光学ビームの方向転換、及び成形に加え、光ファイバーの位置合わせの特徴を組み合わせた、一体型光結合ユニットを組み込む。
以下の説明では、本明細書の一部を成し、例示を目的として示される添付図面を参照する。本開示の範囲又は趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が想到され、実施され得る点を理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で理解されるべきではない。
別途記載のない限り、本明細書及び「特許請求の範囲」で使用される特徴部の寸法、量、及び物理的特性を表わす全ての数字は、いずれの場合においても「約」なる語によって修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、そうでないことが示されない限り、上記の明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、当業者が本明細書に開示される教示内容を用いて得ようとするところの所望の特性に応じて変化し得る近似的な値である。
本明細書及び添付の「特許請求の範囲」において使用するとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」には、その内容について別段の明確な指示がない限り、複数の指示対象物を有する実施形態が含まれる。本明細書及び添付の「特許請求の範囲」で用いられる場合、用語「又は」は、その内容によって別段の明確な指示がなされていない限りは、一般に「及び／又は」を含む意味で用いられる。
「下部」、「上部」、「〜の下」、「下側」、「上側」、及び「〜の上」などが挙げられるが、それらに限定されない、空間に関連する用語は、本明細書で使用される場合、ある要素（複数可）の別の要素に対する空間的関係を述べる説明を容易にするために利用される。そのような空間に関連する用語は、図面に示され、本明細書で説明される特定の配向に加えて、使用中又は動作中のデバイスの異なる配向を包含する。例えば、図面に示される物体が反転又は裏返された場合、その前に他の要素の下側又はその下にあるように説明されていた部分は、これらの他の要素の上側になるであろう。
本明細書で使用されるとき、ある要素、部材若しくは層が、例えば、別の要素、部材若しくは層と「一致する境界面」を形成する、これらの「上にある」、これらと「接続される」、「結合される」、又は「接触する」として述べられる場合、その要素、部材若しくは層は、例えば、特定の要素、部材若しくは層の直接上にあるか、これらと直接接続されるか、直接結合されるか、直接接触してもよく、又は介在する要素、部材若しくは層が特定の要素、部材若しくは層の上にあるか、これらと接続されるか、結合されるか、若しくは接触し得る。例えばある要素、部材、若しくは層が、別の要素の「直接上にある」か、別の要素に「直接接続される」、「直接結合する」、又は「直接接触する」ものとして表される場合、例えば介在する要素、部材、若しくは層は存在しない。
マルチモードファイバー光学コネクタの前の設計は、ファイバーから発する光の向きを変え、およそコリメートするために、放物面ミラーを使用することが多かった。本発明者らは、収差、特にコマのより良好な管理により、適切に設計されたトロイダルミラーの使用による、遥かに低い挿入損失という、驚くべき意外な結果を発見した。トロイダルミラーを備える、コネクタフェルールの製造は、ダイヤモンド機械加工、又は当該技術分野において既知の他の技術によって製造された成形インサートによる射出成形によって達成することができ、大きく改善された光導波管接続を生じ得る。
１つの特定の実施形態において、本開示の利益の１つは、収差、特にコマのより良好な管理による、遥かに少ない挿入損失である。以前のコネクタ設計は、例えば、ミラー及びレンズを転回させ、コリメートすることを含む。いくつかの場合において、入射された光ビームを拡大するために、平面ミラーが、コリメートレンズと組み合わされた。いくつかの場合において、ミラーの転回及びコリメートを特徴とするコネクタ設計は典型的には放物面ミラーを使用し、これは、非ゼロの大きさのファイバーコア（典型的には５０μｍ直径）に関連するコマによる、損失を呈した。本開示は、「４ｆ」設計（すなわち、他所に記載されるようにコネクタを通じた経路長さが、トロイダルミラーの焦点距離の４倍である）におけるトロイダルミラーの使用が、コマ及び非収差点による損失を大幅に減少させることを実証する。
一態様において、トロイダルミラーの形状は、他所に記載されるように、円弧の回転面として記載されてもよい。回転軸は焦点を通過し、コリメートされた反射ビームと平行である。円弧の中心は、ファイバーの軸に沿った、光源からの光線、及びこの光線のミラーからの反射によって形成される角度を二分する線上に位置する。
点光源を有する光導波管内の光源を所与とすると、放物面ミラーは、ゼロ損失コネクタ（原理上）をもたらすように使用され得る。しかしながら、典型的な光学コネクタにおける比較的大きなマルチモードコア（典型的には直径５０マイクロメートル）を所与とすると、角度のある反射は非収差点、及びコマを生じ得る。発明者らは、本明細書において記載されるトロイダル設計が、放物面ミラーを使用するコネクタから期待されるものよりも遥かに低い挿入損失をもたらすことを発見した。１つの特定の実施形態において、放物面ミラーを使用する挿入損失は０．５３ｄＢ（１１．６％）である一方で、トロイダルミラーを使用した挿入損失は０．３６ｄＢ（８．０％）である。
１つの特定の実施形態では、反射性表面は、光方向転換部材における特徴部を成形又はキャストすることによって、製造されてもよく、光導波管の光学軸に対してある角度で位置合わせされ得る表面を有してもよい。場合によっては、反射性表面は、更なる集束光学素子が不要であり得るように、トロイダルミラー、放物面ミラー、球面ミラー、双曲線ミラー、楕円ミラーなど曲面反射素子であってよい。場合によっては、トロイダル反射性表面が好ましいことがある。場合によっては、反射性表面は、光を方向転換するために、金属若しくは合金など反射材でコーティングされるか、又はブラッグ反射器などの、多層干渉反射器であり得る。場合によっては、反射性表面は、代わりに全内反射（ＴＩＲ）により容易に光を方向転換できるようにしてもよい。
方向転換要素は、光ケーブルを支持し、コネクタ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、コネクタハウジングに入れられてよい。このようなコネクタハウジングは当該技術分野において周知であり、例えば、位置合わせ孔、位置合わせ整合ピン、凸部及び溝などを含み得る。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）に装着された位置合わせリングを使用した、光ファイバーのＶＣＳＥＬ及び光検出器などの光学装置へのインターフェースに使用されてよい。本明細書に示される開示は、ファイバー及びコネクタを通って一方向に進む光について説明するが、当業者は、光が、コネクタを通って反対方向に、又は双方向に進み得ることも理解すべきである。
１つの特定の実施形態において、本明細書で定義されている独特のインターフェースは、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設け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。接続要素の顕著な特徴の一部として、ほぼ平坦な係合面、及び係合面内の凹んだ領域（ポケット）を有する、成形した（又はキャスト、若しくは機械加工した）構成要素と、光ファイバーを位置合わせするのに有用な光ファイバー位置合わせ機構と、各ファイバーからの光学ビームを、これが係合表面と垂直になるように、方向転換するための反射面と、が挙げられる。機械的位置合わせ機構は、係合表面が接触しておりその光学経路が揃えられるように、２つの接続素子の位置合わせを容易にする。
いくつかの場合において、光方向転換機構はファイバーからの光ビームをコリメートしてよい。光ビームは概してコリメート時に拡大し、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、コリメートされた光は概して、ファイバー間接続に有用であり得る。１つの特定の実施形態において、光方向転換機構は、代わりに、係合表面の平面付近に最小のビームサイズ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、回路基板に配設された検出器、エミッタ、又は他のアクティブな装置などの、ファイバー−回路間の接続に有用であり得るが、これは、光ビームをより狭い領域に集中させて、装置の発光又は受光領域に適合させることができるためである。コリメートされた光ビームは、塵埃及び他の汚染物に対してより強く、また、より広い位置合わせ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、光ビームのコリメートが好ましい場合がある。
１つの特定の実施形態では、光ファイバーは、一体型光結合ユニット内の成形されたｖ字溝機構内など、（ｖ字溝は係合表面と平行）導波管位置合わせ機構を使用して位置合わせされてもよい。しかしながら、ｖ字溝は、全ての位置合わせの場合において必須ではない。本明細書に記載されるように、任意の平行ｖ字溝が含まれているが、光ファイバーの位置合わせ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すべきである。更に、例えば、光導波管がポリマー光導波管である場合など、ｖ字溝付き位置合わせ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、光導波管及び／又は光ファイバーの整列は、その代わりに、当業者に周知の、任意の好適な導波管位置合わせ機構を使用する光ファイバーの整列法のいずれかを使用して達成され得る。
様々な一連の機械的機構を使用して、一対の接続素子を揃えることができる。ある機構セットは、ＭＴフェルールに使用される整列法と同様に、位置合わせピンが配置される、一対の正確に位置付けられた孔を備える。１つの特定の実施形態では、孔の直径及び位置がＭＴコネクタ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、（適切な一組の方向転換要素を使用して）ＭＴフェルールと嵌合できる。
図１は、本開示の一態様による、光学コネクタにおいて使用するための一体型光結合ユニット１００の概略断面図を示す。図１に示される断面図は、ＸＹＺデカルト座標系のＸＺ平面上にあり、ＸＺ平面は、一体型光結合ユニット１００のコネクタハウジング１１０内の導波管位置合わせ機構１１５によって受容及び位置合わせされる、光導波管１２０の中心軸１２２を通過している。光導波管１２０は、導波管位置合わせ機構１１５内で受容及び位置合わせされ、このとき光導波管の出口面１２４は、コネクタハウジング１１０内に配置された光方向転換部材１３０の入射面１３２に面している。いくつかの場合において、光方向転換部材１３０は、光導波管からの入射光の波長に対して透明であり、かつ１よりも大きな屈折率を有する、固形媒体を含み得る。いくつかの場合において、光学波長出口面１２４は、光方向転換部材１３０の入射面１３２に直接隣接し得る。しかしながら、いくつかの場合において、屈折率適合材料がこれらの間に配置され、光導波管１２０を入射面１３２と光学的に結合してもよい。いくつかの場合において、光方向転換部材１３０は、コネクタハウジング１１０内に形成される中空の空洞であり得る。
光学コネクタは、係合方向に沿った係合光学コネクタと係合するように構成され、係合方向は、中心軸１２２と平行ではない。この係合を容易に達成するため、コネクタハウジング１１０は、係合表面１１２、及び位置合わせ機構１１４、１１６を更に含む。位置合わせ機構１１４、１１６は、光学コネクタ内の光方向変換部材１３０の出射面１３６を、第２光学コネクタ（図示されない）内の第２一体型光結合ユニット１００’、又は光学検出器若しくはエミッタ（例えば、垂直空洞表面発射レーザー（ＶＣＳＥＬ））などの送受信機のいずれかと位置合わせする。１つの特定の実施形態において、光学凹状係合表面１１３は、ポケット１６０が出射面１３６付近に形成され得、出射面１３６と隣接する第２光学コネクタ又は送受信機との間に空隙が形成され得る。１つの特定の実施形態において、一体型光結合ユニット１００は、雌雄一対型継手ユニットであってもよく、他所に記載されるように、第１一体型光結合ユニット１００、及び第２一体型光結合ユニット１００’は同一であり、互いに取り付けることができる。１つの特定の実施形態において、入射面１３２、及び出射面１３６の少なくとも一方が、反射防止コーティングを含んでもよく、及び／又は屈折率適合流体に近接してもよい。
導波管位置合わせ部材１１５は、例えば、同時係属ＰＣＴ公開番号ＷＯ２０１３／０４８７３０号、表題「ＯＰＴＩＣＡＬ ＣＯＮＮＥＣＴＯＲ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＰＬＵＲＡＬＩＴＹ ＯＦ ＯＰＴＩＣＡＬ ＦＩＢＲＥＳ ＷＩＴＨ ＳＴＡＧＧＥＲＥＤ ＣＬＥＡＶＥＤ ＥＮＤＳ ＣＯＵＰＬＥＤ ＴＯ ＡＳＳＯＣＩＡＴＥＤ ＭＩＣＲＯＬＥＮＳＥＳ」、同ＷＯ２０１３／０４８７４３号、表題「ＯＰＴＩＣＡＬ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＰＬＵＲＡＬＩＴＹ ＯＦ ＳＴＡＧＧＥＲＥＤ ＬＩＧＨＴ ＲＥＤＩＲＥＣＴＩＮＧ ＦＥＡＴＵＲＥＳ ＯＮ Ａ ＭＡＪＯＲ ＳＵＲＦＡＣＥ ＴＨＥＲＥＯＦ」、及び、米国特許出願番号第６１／６５２，４７８号、表題「ＯＰＴＩＣＡＬ ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ」（代理人整理番号６７８５０ＵＳ００２、２０１３年５月１４日出願）、及び同第６１／７１０，０８３号、表題「ＯＰＴＩＣＡＬ ＣＯＮＮＥＣＴＯＲ」（代理人整理番号第７０２２７ＵＳ００２号、２０１３年９月２７日出願）に記載されるように、光導波管１２０を受容及び位置合わせするために、溝方向に沿って延在する溝を含み得る。いくつかの場合において、溝の方向は、中心軸１２２と平行かつ位置合わせされ得る。いくつかの場合において、導波管位置合わせ部材は、代わりに、光ファイバーであり得る光導波管１２０を受容及び位置合わせすることができる円筒形の孔（図示されない）を含んでもよい。
光導波管１２０は、例えば、光ファイバーを含む、任意の好適な導波管であり得る。いくつかの場合において、光導波管１２０は、約６００ナノメートル〜約２０００ナノメートルの範囲の波長に好適なマルチモード光導波管である。１つの特定の実施形態において、光導波管１２０は、円形の断面形状を有し得る。しかしながら、いくつかの場合において、光導波管は代わりに多角形の断面形状を有し得る。
光方向変換部材１３０は、光導波管１２０から入射軸１４２に沿って入射光１４０を受容するために入射面１３２と、異なる方向変換軸１５２に沿って伝搬する方向転換した光１５０として、受容した入射光１４０を反射するための反射性表面１３４と、方向転換した光１５０を受容し、出射軸１５６に沿って伝搬する出射光１５５として、方向転換した光１５０を伝達するための出射面１３６とを含む。入射面１３２、及び出射面１３６の少なくとも一方が、入射軸１４２、及び方向転換軸１５２とそれぞれ実質的に垂直な、平面であり得る。方向転換軸１５２はまた、ＸＹＺデカルト座標系の第１平面（すなわち、ＸＺ平面）内にあるものとして示され、入射軸１４２、及び方向転換された軸１５２が、これらの間に方向転換角度φを形成する。方向転換角度φは、この用途に好適な任意の所望の角度であり得、例えば、９０°超、又は約９０°、又は約８０°、又は約７０°、又は約６０°、又は約５０°、又は約４０°、又は約３０°、又は更に約３０°未満であり得る。図１の１つの特定の実施形態において、方向転換角度φは、約９０°である。いくつかの場合において、光導波管１２０の中心軸１２２は、図に示される入射軸と一致してもよいが、いくつかの場合において光ファイバーは、入射軸１４２及び中心軸１２２が、その間に角度を形成するように、入射軸１３２に対して位置合わせされてもよい（図示されない）。
各入射光及び反射光はそれぞれ、２つの互いに垂直な方向で発散又は収束する。入射光１４０は、入射軸１４２と、入射境界光１４４との間に、第１発散半角θｉを有し、ここで第１発散半角θｉは、約３°〜１０°、又は約５°〜約８°、又は約７°である。方向転換された光１５０は、方向転換軸１５２と、方向転換境界光１５４との間に、第２発散半角θｏを有し、これはいくつかの場合において、収束半角θｏであり得、第２の発散は、第１の発散よりも小さい。いくつかのケースでは、第２発散半角θｏは、約５°未満、又は約４°未満、又は約３°未満、又は約２°未満、又は約１°未満である。いくつかの場合において、導波管位置合わせ機構１１５によって受容及び位置合わせされる、光導波管１２０を出る光は、入射面１３２から出射面１３６へと光学経路に沿って伝搬し、方向変換した光１５０は、実質的に出射面１３６において、最小ビームサイズ（例えば、断面積）を有する。１つの特定の実施形態において、入射光１４０は、発散する光ビームであり、方向変換された光１５０は、収束する光ビーム、又は実質的にコリメートされた光ビームである。
反射性表面１３４は、第１の発散を有する入射光１４０を、第１の発散よりも小さい第２の発散を有する方向変換された光１５０へと方向変換することができる、任意の好適な形状の反射器であり得、トロイダル表面、放物面、球面、双曲線表面、又は楕円面であり得るが、トロイダル表面が好ましいことがあり、本明細書において記載される。トロイダル表面１３４とＸＺ平面との湾曲した交差部が、半径の中心１０５から測定される曲率半径「Ｒ」を有する、弧１３４ａにより記載され得る。半径の中心１０５は、入射軸１４２と、方向転換軸１５２との間の方向転換角度φを二分する線上にある。トロイダル表面１３４は更に、ＸＺ平面上に配置され、焦点１０７において中心軸１２２と交差する、回転軸１０６によって特徴付けられる。１つの特定の実施形態において、回転軸１０６は、例えば、図１に示されるように、方向転換軸１５２と平行である。トロイダル表面１３４は、弧１３４ａを、回転軸１０６を中心に（すなわち、ＸＺ面外）、焦点１０７から、中心軸１２２、及び弧１３４ａの交点まで測定される焦点距離「ｆ」が、曲率半径「Ｒ」より短くなるようにして回転させることによって生じ、式：
Ｒ＝（２ｆ／ｔａｎ｛（π−φ）／２｝）（ｔａｎ２｛（π−φ）／２｝＋１）１／２
により特徴付けられ、式中、所与の方向転換角度φ＝９０°（すなわち、π／２）であり、曲率半径「Ｒ」は、２ｆ√２又は２．８２８ｆとされる。１つの特定の実施形態において、光方向変換部材１３０は、入射光、及び反射光の経路が、入射面１３２から出射面１３６までの、組み合わせた距離２ｆだけ伸びるように設計され得る。
反射性表面１３４は、例えば、ブラッグ反射器、又は金属若しくは合金反射器などの多層干渉反射器など、反射性コーティング（他所に記載されるように、双方とも、中実材料又は中空の空洞である光方向変換部材１３０と共に使用するのに好適であり得る）を含めることによって反射性とされてもよい。いくつかの場合において、中実材料である光方向変換部材１３０において、入射光を反射するために、反射性表面１３４は代わりに全内反射（ＴＩＲ）を使用してもよい。ＴＩＲが有効であるために、一体型光結合ユニット１００のコネクタハウジング１１０は、少なくとも部分的に空洞１１８を囲む内部周辺部１１９を更に含んでもよく、これは、光方向変換部材１３０の反射面１３４が、当業者に既知であるように、反射面１３４においてＴＩＲを阻害し得る、干渉から保護され得るようにして、位置付けられる。
光方向変換部材１３０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。１つの特定の実施形態において、光方向転換部材１３０は、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の、寸法安定な透明ポリイミド材料から作製されてもよい。いくつかの場合において、光導波管１２０は、導波管位置合わせ機構１１５に接着剤で固定されてもよい。１つの特定の実施形態では、屈折率適合ゲル又は接着剤が光方向転換部材１３０と、光導波管１２０との間に挿入され得る。この領域における全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。
図２は、本開示の一態様による、光学コネクタにおいて使用するための一体型光結合ユニット２００の概略断面図を示す。図２に示される要素２００〜２６０のそれぞれは、上記に述べた図１に示される同様の番号が付された要素１００〜１６０に対応している。例えば、図２の光導波管２２０は図１の光導波管１２０に対応する、などである。図２において、入射軸２４２、及び方向転換軸２５２は、９０°未満である方向転換角度φ’を形成する。トロイダル表面２３４とＸＺ平面との湾曲した交差部が、半径の中心２０５から測定される曲率半径「Ｒ’」を有する、弧２３４ａにより説明され得る。半径の中心２０５は、入射軸２４２と、方向転換軸２５２との間の方向転換角度φ’を二分する線上にある。トロイダル表面２３４は更に、ＸＺ平面上に配置され、焦点２０７において中心軸２２２と交差する、回転軸２０６によって特徴付けられる。１つの特定の実施形態において、回転軸２０６は、例えば、図２に示されるように、方向転換軸２５２と平行である。トロイダル表面２３４は、弧２３４ａを、回転軸２０６を中心に（すなわち、ＸＺ面外）、焦点２０７から、中心軸２２２、及び弧１３４ａの交点まで測定される焦点距離「ｆ」が、曲率半径「Ｒ」より短くなるようにして回転させることによって生じ、焦点距離ｆ’と、方向転換角度φ’と、曲率半径Ｒ’との間の関係は、他所に提示される式によって計算され得る。図２において、方向転換された角度φ’は例えば、６０°であってもよく、入射面２３２、及び出射面２３６はそれぞれ、対応する入射軸２４２、及び反射軸２５２と垂直である。しかしながら、入射面２３２、及び出射面２３６は、互いに垂直に位置合わせされない。
光学コネクタは、係合方向に沿った係合光学コネクタと係合するように構成され、係合方向は、中心軸２２２と平行ではない。この係合を容易に達成するため、コネクタハウジング２１０は、係合表面２１２、及び位置合わせ機構２１４、２１６を含む。位置合わせ機構２１４、２１６は、光学コネクタ内の光方向変換部材２３０の出射面２３６を、第２光学コネクタ（図示されない）内の第２一体型光結合ユニット２００’、又は光学検出器若しくはエミッタ（例えば、垂直空洞表面発射レーザー（ＶＣＳＥＬ））などの送受信機のいずれかと位置合わせする。１つの特定の実施形態において、ポケット２６０が出射面２３６付近に形成され得、出射面２３６と隣接する第２光学コネクタ又は送受信機との間に空隙が形成されてもよい。１つの特定の実施形態において、一体型光結合ユニット２００は、雌雄一対型継手ユニットであってもよく、他所に記載されるように、第１一体型光結合ユニット２００、及び第２一体型光結合ユニット２００’は同一であり、互いに取り付けることができる。１つの特定の実施形態において、入射面２３２、及び出射面２３６の少なくとも一方が、反射防止コーティングを含んでもよく、及び／又は屈折率適合流体に近接してもよい。
図３Ａは、本開示の一態様によるコネクタアセンブリ３００の概略断面図を示す。図３に示される要素１００〜１６０のそれぞれは、上記に述べた図１に示される同様の番号が付された要素１００〜１６０に対応している。例えば、図３の光導波管１２０は図１の光導波管１２０に対応する、などである。図３Ａにおいて、コネクタアセンブリ３００は、係合表面１１２、１１２’が互いに隣接するように、一緒に連結された、第１一体型光結合ユニット１００、及び第２一体型光結合ユニット１００’を含み、位置合わせ機構１１４、及び１１６は、位置合わせ機構１１６’、及び１１４’とそれぞれ位置合わせされ、第１一体型光結合ユニット１００の出射面１３６は、第２一体型光結合ユニット１００’の出射面１３６’に近接かつ面する。図３において、第１一体型光結合ユニット１００、及び第２一体型光結合ユニット１００’のそれぞれが、互いに取り付けられ得る雌雄一対型継手ユニットである。コネクタアセンブリ３００は、第１光導波管１２０を出る光が、第１一体型光結合ユニット１００の反射性表面１３４、及び第２一体型光結合ユニット１００’の反射性表面１３４’を伝搬した後に、第２光導波管１２０’に入るように構成される。
第１光導波管を出る光が、第１光方向変換部材１３０の入射面１３２と、第２光方向転換部材１３０’の入射面１３２’との間の、第１伝搬距離（ｆ＋ｆ＋ｆ’＋ｆ’）、を伝搬し、伝搬距離（ｆ＋ｆ＋ｆ’＋ｆ’）は実質的に、第１一体型光結合ユニットの焦点距離ｆ、及び第２一体型光結合ユニットの焦点距離ｆ’の合計の２倍と等しい。いくつかの場合において、第１一体型光結合ユニット１００の焦点距離「ｆ」は、第２一体型光結合ユニット１００’の焦点距離「ｆ’」と実質的に等しい。いくつかの場合において、第１光導波管１２０は第１マルチモード光ファイバーを含み、第２光導波管１２０’は第２マルチモード光ファイバーを含み、６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長における、コネクタアセンブリ３００の光学挿入損失は、０．５ｄＢ未満である。
図３Ｂは、本開示の一態様による図３Ａのコネクタアセンブリ３００を通じた光経路の概略斜視図を示す。図３Ｂに示される、１つの特定の実施形態において、第１反射性表面１３４、及び第２反射性表面１３４’はそれぞれ、トロイダル反射器１３４、１３４’である。図３Ｂにおいて、第１光導波管１２０は、第１方向転換光ビーム１５０として、第１トロイダル反射器１３４から反射される第１入射光１４０を入れる。第１方向転換光ビーム１５０は第１光方向転換部材１３０の第１出射面１３６を通過し、第２出射面１３６’を通じて第２光方向転換部材１３０’に、第２方向転換光ビーム１５０’として入る。第２方向転換光ビーム１５０’は、第２トロイダル反射器１３４’から、第２光導波管１２０’に入る第２入射光１４０’として反射する。
図４は、本開示の一態様による光学アセンブリ４００の概略断面図を示す。図４に示される要素１００〜１６０のそれぞれは、上記に述べた図１に示される同様の番号が付された要素１００〜１６０に対応している。例えば、図４の光導波管１２０は図１の光導波管１２０に対応する、などである。光学アセンブリ４００は、一体型光結合ユニット１００を含み、例えば、図１の一体型光結合ユニット１００は、一体型光結合ユニット１００の出射面１３６から光を受けるか、又は発するように構成された、光送受信機１７０と連絡している。
１つの特定の実施形態において、光学アセンブリ４００は、６００〜２０００ｎｍの範囲の波長のマルチモードであり、光導波管出口面１２４を有し、入射軸１４２に沿って光を受けるか、又は発するように構成された、光導波管１２０を含む。光学アセンブリは更に、トロイダル表面反射器１３４、及び異なる方向転換軸１５２に沿って光を受けるか、又は発するように構成された光送受信機１７０を含み、光学アセンブリ４００は、光導波管１２０及び光送受信機１７０の一方から、光導波管１２０及び光送受信機１７０の他方へと伝搬する光（例えば、入射光１４０、又は方向変換光１５０のいずれか）が、トロイダル表面反射器１３４において反射され、トロイダル表面反射器１３４、並びに入射軸１４２及び方向変換軸１５２により形成される第１平面（すなわち、ＸＺ平面）との湾曲した交差部（すなわち、弧）１３４ａが曲率半径Ｒを有し、トロイダル表面反射器１３４は、光導波管出口面１２４において第１平面（すなわち、ＸＺ平面）内に配置される回転軸１０６を有し、焦点距離ｆは、入射軸１４２に沿って回転軸１０６からトロイダル表面反射器１３４まで測定され、焦点距離ｆは曲率半径Ｒよりも小さい。
光送受信機１７０は、一体型光結合ユニット１００の位置合わせ機構１１６、１１４と位置合わせし得る送受信機位置合わせ機構１７４、１７６と、任意の光送受信機空洞１７５内に任意により窪み得る送受信機要素１７２を少なくとも部分的に収容する送受信機ハウジング１７３とを含む。導管１７７は、送受信機要素１７２の、電気構成要素又は光学的構成要素のいずれかとの連絡をもたらす。いくつかの場合によって、光学送受信機は、光学検出器であり得る。いくつかの場合によって、光学送受信機は、垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）などの光学的エミッタであり得る。
図５Ａは、本開示の一態様による、一体型光結合ユニット５００の概略斜視図を示す。図５Ａに示される要素５００〜５３０のそれぞれは、前述されている図１に示される同様に番号付けされた要素１００〜１３０に対応する。例えば、図５の光導波管５２０は図１の光導波管１２０に対応する、などである。図５Ａにおいて、光導波管からの光を、コネクタハウジング５１０内の光方向変換部材５３０へと向けるために、複数の光導波管５２０が、導波管位置合わせ部材５１５によって受容され位置合わせされる。コネクタハウジング５１０は、位置合わせ機構５１４、５１６を含む。
図５Ｂは、本開示の一態様によるコネクタアセンブリ５０３の概略斜視図を示す。コネクタアセンブリ５０３は、例えば、同時係属米国特許出願公開第６１／６５２，４７８号、表題「ＯＰＴＩＣＡＬ ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ」（代理人整理番号第６７８５０ＵＳ００２号、２０１３年５月１４日出願）に示される、マルチファイバーコネクタアセンブリと同様であり得、これは小型の信頼性の高い光学配線をもたらす。しかしながら、本開示の光方向変換部材５３０は、以前には認識されていなかった、マルチファイバーコネクタアセンブリにおける利益をもたらす。コネクタアセンブリ５０３は、本開示の一態様による、第１一体型光結合ユニット５００を有する第１光学コネクタ５０１と、第２一体型光結合ユニット５００’を有する第２光学コネクタ５０１’とを含む。他所に記載されるように、第１一体型光結合ユニット５００、及び第２一体型光結合ユニット５００’のそれぞれは、雌雄一対型コネクタであり得る。第１光学コネクタ５０１、及び第２光学コネクタ５０１’は、第１コネクタフレーム５０２、及び第２コネクタフレーム５０２’により保護及び支持されてもよく、これらは、一体型光結合ユニット５００、５００’それぞれの、各第１位置合わせ機構５１４、５１６、及び第２位置合わせ機構５１４’、５１６’のより確実な適合を可能にし得る。
マルチファイバーコネクタアセンブリそれぞれは、同時係属ＰＣＴ公開番号ＷＯ２０１３／０４８７３０号、表題「ＯＰＴＩＣＡＬ ＣＯＮＮＥＣＴＯＲ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＰＬＵＲＡＬＩＴＹ ＯＦ ＯＰＴＩＣＡＬ ＦＩＢＲＥＳ ＷＩＴＨ ＳＴＡＧＧＥＲＥＤ ＣＬＥＡＶＥＤ ＥＮＤＳ ＣＯＵＰＬＥＤ ＴＯ ＡＳＳＯＣＩＡＴＥＤ ＭＩＣＲＯＬＥＮＳＥＳ」、同ＷＯ２０１３／０４８７４３号、表題「ＯＰＴＩＣＡＬ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＰＬＵＲＡＬＩＴＹ ＯＦ ＳＴＡＧＧＥＲＥＤ ＬＩＧＨＴ ＲＥＤＩＲＥＣＴＩＮＧ ＦＥＡＴＵＲＥＳ ＯＮ Ａ ＭＡＪＯＲ ＳＵＲＦＡＣＥ ＴＨＥＲＥＯＦ」、及び、米国特許出願公開第６１／６５２，４７８号、表題「ＯＰＴＩＣＡＬ ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ」（代理人整理番号６７８５０ＵＳ００２、２０１３年５月１４日出願）、及び同第６１／７１０，０８３号、表題「ＯＰＴＩＣＡＬ ＣＯＮＮＥＣＴＯＲ」（代理人整理番号第７０２２７ＵＳ００２号、２０１３年９月２７日出願）に更に記載される、当該技術分野において既知の、様々な接続スキームを使用して、相互接続されるように適合され得る。
以下は、本開示の実施形態のリストである。
項目１は、光学コネクタにおいて使用するための一体型光結合ユニットであって、光導波管を受容及び位置合わせするための導波管位置合わせ部材と、光方向転換部材と、を備え、この光方向転換部材は、導波管位置合わせ部材において配置及び位置合わせされる、光導波管からの入射光を受けるための入射面、入射面から入射軸に沿って伝搬する光を受け、受けた光を反射するトロイダル表面であって、反射した光は異なる方向変換軸に沿って伝搬し、反射した光の第２の発散は、２つの相互に垂直な発散方向に沿った入射光の第１の発散よりも小さい、トロイダル表面、及びトロイダル表面から光を受け、受けた光を、光方向転換部材を出て出射軸に沿って伝搬する出射光として伝達するための出射面、を含み、トロイダル表面と、入射軸及び方向転換軸により形成される第１平面との湾曲した交差部は、曲率半径を有し、トロイダル表面は、入射面において、第１平面内に配置された回転軸を有し、回転軸からトロイダル表面まで、入射軸に沿って焦点距離が測定され、焦点距離は曲率半径よりも小さい、一体型光結合ユニット。
項目２は、回転軸は方向転換軸と実質的に平行である、項目１に記載の一体型光結合ユニット。
項目３は、光学コネクタが、係合方向に沿って係合光学コネクタと係合するように構成され、係合方向は、入射軸と平行ではない、項目１又は２に記載の一体型光結合ユニット。
項目４は、光学コネクタが、係合方向に沿って係合光学コネクタと係合するように構成され、係合方向は、入射軸と平行である、項目１〜３に記載の一体型光結合ユニット。
項目５は、光学コネクタが入射面とは異なる入射平面を含む、項目１又は４に記載の一体型光結合ユニット。
項目６は、光学コネクタが出射面とは異なる出射平面を含む、項目１〜５に記載の一体型光結合ユニット。
項目７は、光学コネクタが雌雄一対型である、項目１〜６に記載の一体型光結合ユニット。
項目８は、導波管位置合わせ部材が、光導波管を受容及び位置合わせするために、溝方向に沿って伸びる溝を含む、項目１〜７に記載の一体型光結合ユニット。
項目９は、溝方向が入射軸と平行かつ位置合わせされている、項目８に記載の一体型光結合ユニット。
項目１０は、光導波管が光ファイバーを含む、項目１〜９に記載の一体型光結合ユニット。
項目１１は、導波管位置合わせ部材が、光ファイバーを受容することができる円筒形の孔を含む、項目１０に記載の一体型光結合ユニット。
項目１２は、光導波管が、６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長のための、マルチモードである、項目１〜１１に記載の一体型光結合ユニット。
項目１３は、光導波管が円形の断面形状を有する、項目１〜１２に記載の一体型光結合ユニット。
項目１４は、光導波管が多角形の断面形状を有する、項目１〜１３に記載の一体型光結合ユニット。
項目１５は、導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管を出る中央光線が、光導波管と入射面との間の中心軸に沿って伝搬し、中心軸は、入射軸と平行かつ位置合わせされている、項目１〜１４に記載の一体型光結合ユニット。
項目１６は、導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管と、光導波管を入射面と光学的に結合する屈折率適合材料とを更に含む、項目１〜１５に記載の一体型光結合ユニット。
項目１７は、入射面が平坦である、項目１〜１６に記載の一体型光結合ユニット。
項目１８は、入射面が入射軸に対して実質的に垂直である、項目１〜１７に記載の一体型光結合ユニット。
項目１９は、入射面が出射面に対して実質的に垂直である、項目１〜１８に記載の一体型光結合ユニット。
項目２０は、導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管を出る光が、入射面から出射面へと光学経路に沿って伝搬し、光学経路全体に沿った一体型光結合ユニットの屈折率は１よりも大きい、項目１〜１９に記載の一体型光結合ユニット。
項目２１は、光方向転換部材が、１を超える屈折率を有する中実媒体である、項目１〜２０に記載の一体型光結合ユニット。
項目２２は、入射軸と方向転換軸との間の角度が９０°未満である、項目１〜２１に記載の一体型光結合ユニット。
項目２３は、入射軸と方向転換軸との間の角度が９０°超である、項目１〜２２に記載の一体型光結合ユニット。
項目２４は、入射軸と方向転換軸との間の角度が１１１°である、項目１〜２３に記載の一体型光結合ユニット。
項目２５は、反射光の第２の発散が、２つの互いに垂直な発散方向それぞれに沿った、入射光の第１の発散よりも、少なくとも１°小さい、項目１〜２４に記載の一体型光結合ユニット。
項目２６は、導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされ、トロイダル表面によって反射される、光導波管を出る光が、トロイダル表面から出射面へと伝搬し、反射光は、実質的に出射面において最小ビームサイズを有する、項目１〜２５に記載の一体型光結合ユニット。
項目２７は、トロイダル表面が、受けた光を全内反射により反射する、項目１〜２６に記載の一体型光結合ユニット。
項目２８は、トロイダル表面がブラッグ反射器を含む、項目１〜２７に記載の一体型光結合ユニット。
項目２９は、トロイダル表面が金属反射器を含む、項目１〜２８に記載の一体型光結合ユニット。
項目３０は、出射軸が第１平面内にある、項目１〜２９に記載の一体型光結合ユニット。
項目３１は、出射面が実質的に平坦である、項目１〜３０に記載の一体型光結合ユニット。
項目３２は、出射面が出射軸に対して実質的に垂直である、項目１〜３１に記載の一体型光結合ユニット。
項目３３は、導波管位置合わせ部材によって受容及び位置合わせされる光導波管を出る光が、入射面における第１ビームサイズ、及び出射面における第２ビームサイズを有し、第２ビームサイズは第１ビームサイズよりも大きい、項目１〜３２に記載の一体型光結合ユニット。
項目３４は、第２ビームサイズが第１ビームサイズの約２倍よりも大きい、項目３３に記載の一体型光結合ユニット。
項目３５は、光方向転換部材内において、入射光は発散し、反射光は収束するか、又は実質的にコリメートされる、項目１〜３４に記載の一体型光結合ユニット。
項目３６は、項目１〜３５に記載の第２一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第２光導波管を有する、第２一体型光結合ユニットと係合する項目１〜３５に記載の第１一体型光結合ユニットであって、第１一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第１光導波管を有する第１一体型光結合ユニットを含むコネクタアセンブリであって、第１一体型光結合ユニットの出射面が、第２一体型光結合ユニットの出射面に近接かつ面し、コネクタアセンブリは、第１光導波管を出る光が、第１及び第２一体型光結合ユニットの光方向転換部材を通じて伝搬した後に、第２光導波管に入るように構成される、コネクタアセンブリ。
項目３７は、第１光導波管を出る光が、第１一体型光結合ユニットの入射面と、第２一体型光結合ユニットの入射面との間の第１伝搬距離を伝搬し、伝搬距離は、第１一体型光結合ユニットの焦点距離と、第２一体型光結合ユニットの焦点距離との合計の２倍と実質的に等しい、項目３６に記載のコネクタアセンブリ。
項目３８は、第１一体型光結合ユニットの焦点距離が、第２一体型光結合ユニットの焦点距離と実質的に等しい、項目３６又は３７に記載のコネクタアセンブリ。
項目３９は、第１光導波管が第１マルチモード光ファイバーを含み、第２光導波管が第２マルチモード光ファイバーを含み、６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長における、コネクタアセンブリ３００の光学挿入損失が、０．５ｄＢ未満である、項目３６〜３８に記載のコネクタアセンブリ。
項目４０は、光学コネクタにおいて使用するための一体型光結合ユニットであって、光導波管を受容及び位置合わせするための、導波管位置合わせ部材と、中実光方向転換部材と、を備え、この中実光方向転換部材は、導波管位置合わせ部材において配置及び位置合わせされる、光導波管からの入射光を受けるための入射面、入射面から入射軸に沿って伝搬する光を受け、受けた光を反射する反射面であって、反射した光は異なる方向変換軸に沿って伝搬し、反射した光の第２の発散は、２つの相互に垂直な発散方向に沿った入射光の第１の発散よりも小さい、反射面、及び反射面からの光を受け、受けた光を、光方向転換部材を出て出射軸に沿って伝搬する出射光として伝達するための出射面、を含み、反射面は反射コーティングを含み、反射コーティングがないと、入射面から反射面が受ける光の少なくとも一部が、反射面において全内反射を受けない、一体型光結合ユニット。
項目４１は、反射コーティングが金属を含む、項目４０に記載の一体型光結合ユニット。
項目４２は、光学コネクタが、係合方向に沿って係合光学コネクタと係合するように構成され、係合方向は、入射軸と平行ではない、項目４０又は４１に記載の一体型光結合ユニット。
項目４３は、光学コネクタが、係合方向に沿って係合光学コネクタと係合するように構成され、係合方向は、入射軸と平行である、項目４０〜４２に記載の一体型光結合ユニット。
項目４４は、光学コネクタが入射面とは異なる入射平面を含む、項目４０〜４３に記載の一体型光結合ユニット。
項目４５は、光学コネクタが出射面とは異なる出射平面を含む、項目４０〜４４に記載の一体型光結合ユニット。
項目４６は、光学コネクタが雌雄一対型である、項目４０〜４５に記載の一体型光結合ユニット。
項目４７は、導波管位置合わせ部材が、光導波管を受容及び位置合わせするために、溝方向に沿って伸びる溝を含む、項目４０〜４６に記載の一体型光結合ユニット。
項目４８は、溝方向が入射軸と平行かつ位置合わせされている、項目４７に記載の一体型光結合ユニット。
項目４９は、光導波管が光ファイバーを含む、項目４０〜４８に記載の一体型光結合ユニット。
項目５０は、導波管位置合わせ部材が、光ファイバーを受容することができる円筒形の孔を含む、項目４１〜４９に記載の一体型光結合ユニット。
項目５１は、光導波管が、６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長のための、マルチモードである、項目４０〜は５０に記載の一体型光結合ユニット。
項目５２は、光導波管が円形の断面形状を有する、項目４０〜５１に記載の一体型光結合ユニット。
項目５３は、光導波管が多角形の断面形状を有する、項目４０〜５２に記載の一体型光結合ユニット。
項目５４は、導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管を出る中央光線が、光導波管と入射面との間の中心軸に沿って伝搬し、中心軸は、入射軸と平行かつ位置合わせされている、項目４０〜５３に記載の一体型光結合ユニット。
項目５５は、導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管と、光導波管を入射面と光学的に結合する屈折率適合材料とを更に含む、項目４０〜５４に記載の一体型光結合ユニット。
項目５６は、入射面が平坦である、項目３３〜５５に記載の一体型光結合ユニット。
項目５７は、入射面が入射軸に対して実質的に垂直である、項目４０〜５６に記載の一体型光結合ユニット。
項目５８は、入射面が出射面に対して実質的に垂直である、項目４０〜５７に記載の一体型光結合ユニット。
項目５９は、入射軸と方向転換軸との間の角度が９０°未満である、項目４０〜５８に記載の一体型光結合ユニット。
項目６０は、反射光の第２の発散が、２つの互いに垂直な発散方向それぞれに沿った、入射光の第１の発散よりも、少なくとも１°小さい、項目４０〜５９に記載の一体型光結合ユニット。
項目６１は、導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされ、反射面によって反射される、光導波管を出る光が、反射面から出射面へと光学経路に沿って伝搬し、反射光は、実質的に出射面において最小ビームサイズを有する、項目４０〜６０に記載の一体型光結合ユニット。
項目６２は、反射コーティングがブラッグ反射器を含む、項目４０〜６１に記載の一体型光結合ユニット。
項目６３は、反射性表面が、トロイダル表面、放物面、球面、双曲線表面、又は楕円表面を含む、項目４０〜６２に記載の一体型光結合ユニット。
項目６４は、出射軸が、入射軸及び方向変換軸によって形成される第１平面にある、項目４０〜６３に記載の一体型光結合ユニット。
項目６５は、出射面が実質的に平坦である、項目４０〜６４に記載の一体型光結合ユニット。
項目６６は、出射面が出射軸に対して実質的に垂直である、項目４０〜６５に記載の一体型光結合ユニット。
項目６７は、導波管位置合わせ部材によって受容及び位置合わせされる、光導波管を出る光が、入射面における第１ビームサイズ、及び出射面における第２ビームサイズを有し、第２ビームサイズは第１ビームサイズよりも大きい、項目４０〜６６に記載の一体型光結合ユニット。
項目６８は、第２ビームサイズが第１ビームサイズの約２倍よりも大きい、項目６７に記載の一体型光結合ユニット。
項目６９は、光方向転換部材内において、入射光は発散し、反射光は収束するか、又は実質的にコリメートされる、項目４０〜６８に記載の一体型光結合ユニット。
項目７０は、項目４０〜６９に記載の第２一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第２光導波管を有する、第２一体型光結合ユニットと係合する項目４０〜６９に記載の第１一体型光結合ユニットであって、第１一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第１光導波管を有する第１一体型光結合ユニットを含むコネクタアセンブリであって、第１一体型光結合ユニットの出射面が、第２一体型光結合ユニットの出射面に近接かつ面し、コネクタアセンブリは、第１光導波管を出る光が、第１及び第２一体型光結合ユニットの光方向転換部材を通じて伝搬した後に、第２光導波管に入るように構成される、コネクタアセンブリ。
項目７１は、第１光導波管１２０が第１マルチモード光ファイバーを含み、第２光導波管１２０’が第２マルチモード光ファイバーを含み、６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長における、コネクタアセンブリの光学挿入損失が、０．５ｄＢ未満である、項目７０に記載のコネクタアセンブリ。
項目７２は、光学コネクタにおいて使用するための一体型光結合ユニットであって、光導波管を受容及び位置合わせするための導波管位置合わせ部材と、光方向転換部材と、を備え、この光方向転換部材は、導波管位置合わせ部材において配置及び位置合わせされる、光導波管からの入射光を受けるための入射面、入射面から入射軸に沿って伝搬する入射光として光を受け、入射光を、異なる方向転換軸に沿って伝搬する反射光として反射する反射面であって、反射した光の第２の発散は、２つの相互に垂直な発散方向に沿った入射光の第１の発散よりも小さい、反射面、及び反射光を受け、受けた光を、方向転換部材を出て出射軸に沿って伝搬する出射光として伝達するための出射面であって、出射光と反射光との間の角度は９０°未満である、出射面を含む、一体型光結合ユニット。
項目７３は、入射光と反射光との間の角度が、約６０°以下である、項目７２の一体型光結合ユニット。
項目７４は、光学コネクタが、係合方向に沿って係合光学コネクタと係合するように構成され、係合方向は、入射軸と平行ではない、項目７２又は７３に記載の一体型光結合ユニット。
項目７５は、光学コネクタが、係合方向に沿って係合光学コネクタと係合するように構成され、係合方向は、入射軸と平行である、項目７２〜７４に記載の一体型光結合ユニット。
項目７６は、光学コネクタが入射面とは異なる入射平面を含む、項目７２〜７５に記載の一体型光結合ユニット。
項目７７は、光学コネクタが出射面とは異なる出射平面を含む、項目７２〜７６に記載の一体型光結合ユニット。
項目７８は、光学コネクタが雌雄一対型である、項目７２〜７７に記載の一体型光結合ユニット。
項目７９は、導波管位置合わせ部材が、光導波管を受容及び位置合わせするために、溝方向に沿って伸びる溝を含む、項目７２〜７８に記載の一体型光結合ユニット。
項目８０は、溝方向が入射軸と平行かつ位置合わせされている、項目７９に記載の一体型光結合ユニット。
項目８１は、光導波管が光ファイバーを含む、項目７２〜８０に記載の一体型光結合ユニット。
項目８２は、導波管位置合わせ部材が、光ファイバーを受容することができる円筒形の孔を含む、項目８１に記載の一体型光結合ユニット。
項目８３は、光導波管が、６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長のための、マルチモードである、項目７２〜８２に記載の一体型光結合ユニット。
項目８４は、光導波管が円形の断面形状を有する、項目７２〜８３に記載の一体型光結合ユニット。
項目８５は、光導波管が多角形の断面形状を有する、項目７２〜８４に記載の一体型光結合ユニット。
項目８６は、導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管を出る中央光線が、光導波管と入射面との間の中心軸に沿って伝搬し、入射経路は、入射軸と平行かつ位置合わせされている、項目７２〜８５に記載の一体型光結合ユニット。
項目８７は、中央光線が反射面によって反射され、反射経路に沿って出射面まで更に伝搬し、反射経路及び入射経路は、９０°未満の角度を形成する、項目８６に記載の一体型光結合ユニット。
項目８８は、導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管と、光導波管を入射面と光学的に結合する屈折率適合材料とを更に含む、項目７２〜８７に記載の一体型光結合ユニット。
項目８９は、入射面が平坦である、項目７２〜８８に記載の一体型光結合ユニット。
項目９０は、入射面が入射軸に対して実質的に垂直である、項目７２〜８９に記載の一体型光結合ユニット。
項目９１は、入射面が出射面に対して実質的に垂直である、項目７２〜９０に記載の一体型光結合ユニット。
項目９２は、導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管を出る光が、入射面から出射面へと光学経路に沿って伝搬し、光学経路全体に沿った一体型光結合ユニットの屈折率は１よりも大きい、項目７２〜９１に記載の一体型光結合ユニット。
項目９３は、光方向転換部材が、１を超える屈折率を有する中実媒体である、項目７２〜９２に記載の一体型光結合ユニット。
項目９４は、入射軸と方向転換軸との間の角度が９０°未満である、項目７２〜９３に記載の一体型光結合ユニット。
項目９５は、反射光の第２の発散が、２つの互いに垂直な発散方向それぞれに沿った、入射光の第１の発散よりも、少なくとも１°小さい、項目７２〜９４に記載の一体型光結合ユニット。
項目９６は、導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされ、反射面によって反射される、光導波管を出る光が、反射面から出射面へと光学経路に沿って伝搬し、反射光は、実質的に出射面において最小ビームサイズを有する、項目７２〜９５に記載の一体型光結合ユニット。
項目９７は、反射面が、トロイダル表面、放物面、球面、双曲線表面、又は楕円表面を含む、項目７２〜９６に記載の一体型光結合ユニット。
項目９８は、反射面が、受けた光を全内反射により反射する、項目７２〜９７に記載の一体型光結合ユニット。
項目９９は、反射面がブラッグ反射器を含む、項目７２〜９８に記載の一体型光結合ユニット。
項目１００は、反射面が金属反射器を含む、項目７２〜９９に記載の一体型光結合ユニット。
項目１０１は、出射軸が、入射軸及び方向変換軸によって形成される第１平面にある、項目７２〜１００に記載の一体型光結合ユニット。
項目１０２は、出射面が実質的に平坦である、項目７２〜１０１に記載の一体型光結合ユニット。
項目１０３は、出射面が出射軸に対して実質的に垂直である、項目７２〜１０２に記載の一体型光結合ユニット。
項目１０４は、導波管位置合わせ部材によって受容及び位置合わせされる、光導波管を出る光が、入射面における第１ビームサイズ、及び出射面における第２ビームサイズを有し、第２ビームサイズは第１ビームサイズよりも大きい、項目７２〜１０３に記載の一体型光結合ユニット。
項目１０５は、第２ビームサイズが第１ビームサイズの約２倍よりも大きい、項目１０４に記載の一体型光結合ユニット。
項目１０６は、光方向転換部材内において、入射光は発散し、反射光は収束するか、又は実質的にコリメートされる、項目７２〜１０５に記載の一体型光結合ユニット。
項目１０７は、項目７２〜１０６に記載の第２一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第２光導波管を有する、第２一体型光結合ユニットと係合する項目７２〜１０６に記載の第１一体型光結合ユニットであって、第１一体型光結合ユニットの導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第１光導波管を有する第１一体型光結合ユニットを含むコネクタアセンブリであって、第１一体型光結合ユニットの出射面が、第２一体型光結合ユニットの出射面に近接かつ面し、コネクタアセンブリは、第１光導波管を出る光が、第１及び第２一体型光結合ユニットの光方向転換部材を通じて伝搬した後に、第２光導波管に入るように構成される、コネクタアセンブリ。
項目１０８は、第１光導波管が、第１マルチモード光ファイバーを含み、第２光導波管は第２マルチモード光ファイバーを含み、６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長における、コネクタアセンブリの光学挿入損失は、０．５ｄＢ未満である、項目１０７に記載のコネクタアセンブリ。
項目１０９は、係合する第１及び第２光学コネクタを含むコネクタアセンブリであって、各光学コネクタは、出口面を有するマルチモード光導波管と、一体型光方向転換部材と、を備え、この一体型光方向転換部材は、マルチモード光導波管の出口面に、これと面するように配置された第１表面、他方の光学コネクタの一体型光方向転換部材の第２表面に、これと面するように配置された第２表面、及び、第１及び第２表面の一方から光を受け、受けた光を第１及び第２表面の他方に向けて反射するための反射面、を含み、６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長における、コネクタアセンブリの光学挿入損失は０．５ｄＢ未満である、コネクタアセンブリ。
項目１１０は、第１及び第２光学コネクタの少なくとも一方の反射面が、トロイダル表面である、項目１０９に記載のコネクタアセンブリ。
項目１１１は、第１及び第２光学コネクタそれぞれの、マルチモード光導波管は、マルチモード光ファイバーである、項目１０９又は１１０に記載のコネクタアセンブリ。
項目１１２は、少なくとも１つの光学コネクタのマルチモード光導波管は円形の断面形状を有する、項目１０９〜１１１に記載のコネクタアセンブリ。
項目１１３は、少なくとも１つの光学コネクタのマルチモード光導波管は多角形の断面形状を有する、項目１０９〜１１２に記載のコネクタアセンブリ。
項目１１４は、第１及び第２光学コネクタの少なくとも１つの反射面が、受けた光を全内反射によって反射する、項目１０９〜１１３に記載のコネクタアセンブリ。
項目１１５は、第１及び第２光学コネクタの少なくとも一方の反射面が、ブラッグ反射器を含む、項目１０９に記載のコネクタアセンブリ。
項目１１６は、第１及び第２光学コネクタの少なくとも一方の反射面が、金属反射器を含む、項目１０９〜１１５に記載のコネクタアセンブリ。
項目１１７は、６００〜２０００ｎｍの範囲の波長のマルチモードであり、出口面を有し、第１光学軸に沿って光を受けるか、又は発するように構成された光ファイバーと、トロイダル表面と、異なる第２光学軸に沿って光を受けるか、又は発するように構成された光送受信器と、を含む光学アセンブリであって、この光学アセンブリは、光ファイバー及び送受信器の一方から、光ファイバー及び送受信の他方へと伝搬する光が、トロイダル表面において反射し、トロイダル表面、並びに第１及び第２光学軸により形成される第１平面の湾曲した交差部が、曲率半径を有し、トロイダル表面は、出口面において第１平面内に配置される回転軸を有し、焦点距離は、光学軸に沿って回転軸からトロイダル表面まで測定され、焦点距離は曲率半径よりも小さいように構成される、光学アセンブリ。
項目１１８は、光送受信器が光学検出器を含む、項目１１７に記載の光学アセンブリ。
項目１１９は、光送受信器が垂直空洞表面発射レーザー（ＶＣＳＥＬ）を含む、項目１１７又は１１８に記載の光学アセンブリ。
項目１２０は、トロイダル表面が、受けた光を全内反射により反射する、項目１１７〜１１９に記載の光学アセンブリ。
項目１２１は、トロイダル表面がブラッグ反射器を含む、項目１１７〜１２０に記載の光学アセンブリ。
項目１２２は、トロイダル表面が金属反射器を含む、項目１１７〜１２１に記載の光学アセンブリ。
特に断らない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される、特徴のサイズ、量、及び物理的特性を表す全ての数字は、「約」なる語によって修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、そうでないことが示されない限り、上記の明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、当業者が本明細書に開示される教示内容を用いて得ようとするところの所望の特性に応じて変化し得る近似的な値である。
本明細書に引用される全ての参照文献及び刊行物は、それらが本開示と直接矛盾し得る場合を除き、それらの全容を参照によって本開示に明確に援用するものである。以上、本明細書において具体的な実施形態を図示、説明したが、様々な代替的かつ／又は等価的な実現形態を、本開示の範囲を逸脱することなく、図示及び説明された具体的な実施形態に置き換えることができる点は、当業者であれば認識されるところであろう。本出願は、本明細書において検討される具体的な実施形態のいかなる適合例又は変形例をも網羅しようとするものである。したがって、本開示は、「特許請求の範囲」及びその等価物によってのみ限定されるものとする。

Claims (42)

  1. 光学コネクタにおいて使用するための一体型光結合ユニットであって、
    光導波管を受容及び位置合わせするための導波管位置合わせ部材と、
    光方向転換部材と、を備え、
    前記光方向転換部材は、
    前記導波管位置合わせ部材において配置及び位置合わせされる、光導波管からの入射光を受けるための入射面、
    前記入射面から入射軸に沿って伝搬する光を受け、前記受けた光を反射するトロイダル表面であって、前記反射した光は異なる方向変換軸に沿って伝搬し、前記反射した光の第２の発散は、２つの相互に垂直な発散方向に沿った前記入射光の第１の発散よりも小さい、トロイダル表面、及び
    前記トロイダル表面から光を受け、前記受けた光を、前記光方向転換部材を出て出射軸に沿って伝搬する出射光として伝達するための出射面、を含み、
    前記トロイダル表面と、前記入射軸及び方向転換軸により形成される第１平面との湾曲した交差部は、曲率半径を有し、前記トロイダル表面は、前記入射面において、前記第１平面内に配置された回転軸を有し、前記回転軸から前記トライダル表面まで、前記入射軸に沿って焦点距離が測定され、前記焦点距離は前記曲率半径よりも小さい、一体型光結合ユニット。
  2. 前記回転軸は前記方向転換軸と実質的に平行である、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  3. 前記光学コネクタが、係合方向に沿って係合光学コネクタと係合するように構成され、前記係合方向は、前記入射軸と平行ではない、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  4. 前記光学コネクタが、係合方向に沿って係合光学コネクタと係合するように構成され、前記係合方向は、前記入射軸と平行である、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  5. 前記光学コネクタが前記入射面とは異なる入射平面を含む、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  6. 前記光学コネクタが前記出射面とは異なる出射平面を含む、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  7. 前記光学コネクタが雌雄一対型である、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  8. 前記導波管位置合わせ部材が、光導波管を受容及び位置合わせするために、溝方向に沿って伸びる溝を含む、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  9. 前記溝方向が前記入射軸と平行かつ位置合わせされている、請求項８に記載の一体型光結合ユニット。
  10. 前記光導波管が光ファイバーを含む、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  11. 前記導波管位置合わせ部材が、前記光ファイバーを受容することができる円筒形の孔を含む、請求項１０に記載の一体型光結合ユニット。
  12. 前記光導波管が、６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長のための、マルチモードである、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  13. 前記光導波管が円形の断面形状を有する、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  14. 前記光導波管が多角形の断面形状を有する、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  15. 前記導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる前記光導波管を出る中央光線が、前記光導波管と前記入射面との間の中心軸に沿って伝搬し、前記中心軸は、前記入射軸と平行かつ位置合わせされている、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  16. 前記導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管と、前記光導波管を前記入射面と光学的に結合する屈折率適合材料とを更に含む、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  17. 前記入射面は平坦である、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  18. 前記入射面が前記入射軸に対して実質的に垂直である、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  19. 前記入射面が前記出射面に対して実質的に垂直である、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  20. 前記導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる光導波管を出る光が、前記入射面から前記出射面へと光学経路に沿って伝搬し、前記光学経路全体に沿った一体型光結合ユニットの屈折率は１よりも大きい、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  21. 前記光方向転換部材が、１を超える屈折率を有する中実媒体である、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  22. 前記入射軸と前記方向転換軸との間の角度が９０°未満である、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  23. 前記入射軸と前記方向転換軸との間の角度が９０°超である、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  24. 前記入射軸と前記方向転換軸との間の角度が１１１°である、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  25. 前記反射光の前記第２の発散が、前記２つの互いに垂直な発散方向それぞれに沿った、前記入射光の前記第１の発散よりも、少なくとも１°小さい、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  26. 前記導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされ、前記トロイダル表面によって反射される、光導波管を出る光が、前記トロイダル表面から前記出射面へと伝搬し、前記反射光は、実質的に前記出射面において最小ビームサイズを有する、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  27. 前記トロイダル表面が、前記受けた光を全内反射により反射する、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  28. 前記トロイダル表面はブラッグ反射器を含む、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  29. 前記トロイダル表面は金属反射器を含む、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  30. 前記出射軸が前記第１面内にある、実請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  31. 前記出射面は実質的に平坦である、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  32. 前記入射面が前記出射軸に対して実質的に垂直である、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  33. 前記導波管位置合わせ部材によって受容及び位置合わせされる光導波管を出る光が、前記入射面における第１ビームサイズ、及び前記出射面における第２ビームサイズを有し、前記第２ビームサイズは前記第１ビームサイズよりも大きい、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  34. 前記第２ビームサイズが前記第１ビームサイズの約２倍よりも大きい、請求項３３に記載の一体型光結合ユニット。
  35. 前記光方向転換部材内において、前記入射光は発散し、前記反射光は収束するか、又は実質的にコリメートされる、請求項１に記載の一体型光結合ユニット。
  36. 請求項１に記載の第２一体型光結合ユニットの前記導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第２光導波管を有する、該第２一体型光結合ユニットと係合する請求項１に記載の第１一体型光結合ユニットであって、該第１一体型光結合ユニットの前記導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第１光導波管を有する第１一体型光結合ユニットを含むコネクタアセンブリであって、
    前記第１一体型光結合ユニットの前記出射面が、前記第２一体型光結合ユニットの前記出射面に近接かつ面し、前記コネクタアセンブリは、前記第１光導波管を出る光が、前記第１及び第２一体型光結合ユニットの前記光方向転換部材を通じて伝搬した後に、前記第２光導波管に入るように構成される、コネクタアセンブリ。
  37. 光学コネクタにおいて使用するための一体型光結合ユニットであって、
    光導波管を受容及び位置合わせするための導波管位置合わせ部材と、
    中実光方向転換部材と、を備え、
    前記中実光方向転換部材は、
    前記導波管位置合わせ部材において配置及び位置合わせされる、光導波管からの入射光を受けるための入射面、
    前記入射面から入射軸に沿って伝搬する光を受け、前記受けた光を反射する反射面であって、前記反射した光は異なる方向変換軸に沿って伝搬し、前記反射した光の第２の発散は、２つの相互に垂直な発散方向に沿った前記入射光の第１の発散よりも小さい、反射面、及び
    前記反射面からの光を受け、前記受けた光を、前記光方向転換部材を出て出射軸に沿って伝搬する出射光として伝達するための出射面、を含み、
    前記反射面は反射コーティングを含み、前記反射コーティングがないと、前記入射面から前記反射面が受ける光の少なくとも一部が、前記反射面において全内反射を受けない、一体型光結合ユニット。
  38. 請求項３７に記載の第２一体型光結合ユニットの前記導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第２光導波管を有する、該第２一体型光結合ユニットと係合する請求項３７に記載の第１一体型光結合ユニットであって、該第１一体型光結合ユニットの前記導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第１光導波管を有する第１一体型光結合ユニットを含むコネクタアセンブリであって、
    前記第１一体型光結合ユニットの前記出射面が、前記第２一体型光結合ユニットの前記出射面に近接かつ面し、前記コネクタアセンブリは、前記第１光導波管を出る光が、前記第１及び第２一体型光結合ユニットの光方向転換部材を通じて伝搬した後に、前記第２光導波管に入るように構成される、コネクタアセンブリ。
  39. 光学コネクタにおいて使用するための一体型光結合ユニットであって、
    光導波管を受容及び位置合わせするための導波管位置合わせ部材と、
    光方向転換部材と、を備え、
    前記光方向転換部材は、
    前記導波管位置合わせ部材において配置及び位置合わせされる、光導波管からの入射光を受けるための入射面、
    前記入射面から入射軸に沿って伝搬する入射光として光を受け、前記入射光を、異なる方向転換軸に沿って伝搬する反射光として反射する反射面であって、前記反射した光の第２の発散は、２つの相互に垂直な発散方向に沿った前記入射光の第１の発散よりも小さい、反射面、及び
    前記反射光を受け、前記受けた光を、前記方向転換部材を出て出射軸に沿って伝搬する出射光として伝達する、出射面であって、前記入射光と前記反射光との間の角度は９０°未満である、出射面、を含む、一体型光結合ユニット。
  40. 請求項３９に記載の第２一体型光結合ユニットの前記導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第２光導波管を有する、該第２一体型光結合ユニットと係合する請求項３９に記載の第１一体型光結合ユニットであって、該第１一体型光結合ユニットの前記導波管位置合わせ部材により受容及び位置合わせされる第１光導波管を有する第１一体型光結合ユニットを含むコネクタアセンブリであって、
    前記第１一体型光結合ユニットの前記出射面が、前記第２一体型光結合ユニットの前記出射面に近接かつ面し、前記コネクタアセンブリは、前記第１光導波管を出る光が、前記第１及び第２一体型光結合ユニットの前記光方向転換部材を通じて伝搬した後に、前記第２光導波管に入るように構成される、コネクタアセンブリ。
  41. 係合する第１及び第２光学コネクタを含む、コネクタアセンブリであって、各光学コネクタは、
    出口面を有するマルチモード光導波管と、
    一体型光方向転換部材と、を備え、
    前記一体型光方向転換部材は、
    前記マルチモード光導波管の前記出口面に、これと面するように配置された第１表面、
    他方の光学コネクタの前記一体型光方向転換部材の第２表面に、これと面するように配置された第２表面、及び
    前記第１及び第２表面の一方から光を受け、前記受けた光を前記第１及び第２表面の他方に向けて反射するための反射面、を含み、
    ６００〜２０００ナノメートルの範囲の波長における、前記コネクタアセンブリの光学挿入損失は０．５ｄＢ未満である、コネクタアセンブリ。
  42. ６００〜２０００ｎｍの範囲の波長のマルチモードであり、出口面を有し、第１光学軸に沿って光を受けるか又は発するように構成された光ファイバーと、
    トロイダル表面と、
    異なる第２光学軸に沿って光を受けるか、又は発するように構成された光送受信器と、を含む光学アセンブリであって、
    前記光学アセンブリは、前記光ファイバー及び送受信器の一方から、前記光ファイバー及び送受信の他方へと伝搬する光が、前記トロイダル表面において反射し、前記トロイダル表面、並びに前記第１及び第２光学軸により形成される第１平面の湾曲した交差部が、曲率半径を有し、前記トロイダル表面は、前記出口面において前記第１平面内に配置される回転軸を有し、焦点距離は、前記光学軸に沿って前記回転軸から前記トロイダル表面まで測定され、前記焦点距離は前記曲率半径よりも小さいように構成される、光学アセンブリ。
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