JP2024506164A - Multichannel optical coupler array - Google Patents
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Abstract
マルチチャンネル光結合器アレイは、結合器ハウジング構造および縦方向導波路を有する。縦導波路の少なくとも１つは、第１の屈折率（Ｎ－１）を有する内側消失コア、第２の屈折率（Ｎ－２）を有する外側コア、および第３の屈折率（Ｎ－３）を有する外側クラッドを有する消失コア導波路である。Ｎ－１とＮ－２との間の屈折率遷移は、関数Ｎ（ｒ）を有し、ここで、ｒは、内側の消失コア中心からの横方向距離である。関数Ｎ（ｒ）は、２次導関数の正の平均を有する滑らかな関数とすることができ、または関数Ｎ（ｒ）は、滑らかな関数を近似する少なくとも１つのステップを有するステップ関数とすることができる。結合器ハウジング構造は、凸形状のハウジング構造要素によって形成された非円形の孔を有する。A multichannel optical coupler array has a coupler housing structure and a longitudinal waveguide. At least one of the longitudinal waveguides has an inner vanishing core with a first index of refraction (N-1), an outer core with a second index of refraction (N-2), and a third index of refraction (N-3). ) is a vanishing core waveguide with an outer cladding. The refractive index transition between N-1 and N-2 has a function N(r), where r is the lateral distance from the inner vanishing core center. The function N(r) may be a smooth function with a positive mean of the second derivative, or the function N(r) may be a step function with at least one step approximating a smooth function. be able to. The coupler housing structure has a non-circular hole formed by a convex housing structure element.
Description
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２１年１０月２５日に出願された「マルチチャンネル光結合器アレイ」と題する米国出願第１７／４５２１７３号（ＣＨＩＲＡ．０２０Ｐ６）の一部継続出願であり、２０２１年２月８日に出願された「マルチチャンネル光結合器アレイ」と題する米国仮出願第６３／１４７１２８号（ＣＨＩＲＡ．０２０ＰＲ６）および２０２１年７月６日に出願された「マルチチャンネル光結合器アレイ」と題する米国仮出願第６３／２０３０５２号（ＣＨＩＲＡ．０２０ＰＲ７）の利益を主張する。米国出願第１７／４５２１７３号は、また、２０１９年１０月１１日に出願された「受動整列光結合器アレイ」と題する米国出願第１６／６００，２１９号（ＣＨＩＲＡ．０２０Ｐ５）の一部継続出願であり、これは、２０１８年１０月１２日に出願された「受動整列光結合器アレイ」と題する米国出願第１６／１５９，３１０号（ＣＨＩＲＡ．０２０Ｐ３）の一部継続出願であり、２０１７年１１月１３日に出願された「マルチチャンネル光結合器アレイ」と題する米国出願第１５／８１１，４６２号（ＣＨＩＲＡ．０２０Ｐ１）の一部継続出願であり、２０１７年３月１５日に出願された「マルチチャネル光結合器アレイ」と題する米国出願第１５／４５９，７３０号（ＣＨＩＲＡ．０２０Ａ）の一部継続出願であり、２０１６年１１月３日に出願された「マルチチャネル光結合器アレイ」と題する米国仮出願第６２／４１７，１８０号（ＣＨＩＲＡ．０２０ＰＲ）の利益を主張し、２０１４年６月１６日に出願された「光装置と使用する光コンポーネントアセンブリ」と題する米国出願第１４／３０６，２１７号（ＣＨＩＲＡ．０３４Ａ）の一部継続出願であり、２０１３年６月１４日に出願された「光装置と使用する光コンポーネントアセンブリ」と題する米国仮出願第６１／８３４，９５７号の利益を主張する。米国出願第１５／８１１，４６２号は、また、２０１７年９月２７日に出願された「マルチチャネル光結合器アレイ」と題する米国仮出願第６２／５６４，１７８号（ＣＨＩＲＡ．０２０ＰＲ３）の利益を主張し、２０１７年６月８日に出願された「構成可能分極モード結合器」と題する米国出願第１５／６１７，６８４号（ＣＨＩＲＡ．０４２Ａ）の一部継続出願であり、２０１７年３月１５日に出願された「マルチチャネル光結合器アレイ」と題する米国出願第１５／４５９，７３０号（ＣＨＩＲＡ．０２０Ａ）の一部継続出願であり、２０１６年１１月３日に出願された「マルチチャネル光結合器アレイ」と題する米国仮出願第６２／４１７，１８０号（ＣＨＩＲＡ．０２０ＰＲ）の利益を主張するものであり、２０１４年６月１６日に出願された「光装置と使用する光コンポーネントアセンブリ」と題する米国出願第１４／３０６，２１７号（ＣＨＩＲＡ．０３４Ａ）の一部継続出願であり、２０１３年６月１４日に出願された「光装置と使用する光コンポーネントアセンブリ」と題する米国仮出願第６１／８３４，９５７号の利益を主張するものである。本段落で言及される各出願の全体は、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
(Cross reference to related applications)
This application is a continuation-in-part of U.S. Application No. 17/452,173 (CHIRA.020P6) entitled "Multichannel Optical Coupler Array," filed on October 25, 2021, and filed on February 8, 2021. U.S. Provisional Application No. 63/147128 (CHIRA.020PR6) entitled “Multichannel Optical Coupler Array” filed on July 6, 2021 Claims the benefit of application no. 63/203052 (CHIRA.020PR7). U.S. Application No. 17/452,173 is also a continuation-in-part of U.S. Application No. 16/600,219 (CHIRA.020P5), entitled "Passively Aligned Optical Coupler Array," filed on October 11, 2019. , which is a continuation-in-part of U.S. Application No. 16/159,310 (CHIRA.020P3), entitled “Passively Aligned Optical Coupler Array,” filed October 12, 2018, and filed in 2017. This is a continuation-in-part of U.S. Application No. 15/811,462 (CHIRA.020P1) entitled "Multichannel Optical Coupler Array" filed on November 13, 2017, and filed on March 15, 2017. ``Multichannel Optical Coupler Array'' is a continuation-in-part of U.S. Application No. 15/459,730 (CHIRA.020A) entitled ``Multichannel Optical Coupler Array,'' filed on November 3, 2016. U.S. Application No. 14/14, entitled "Optical Component Assembly for Use with Optical Devices," filed June 16, 2014, claiming the benefit of U.S. Provisional Application No. 62/417,180 (CHIRA.020PR) entitled No. 306,217 (CHIRA.034A), a continuation-in-part of U.S. Provisional Application No. 61/834,957, entitled "Optical Component Assemblies for Use with Optical Devices," filed June 14, 2013. claim benefits. U.S. Application No. 15/811,462 also benefits from U.S. Provisional Application No. 62/564,178 (CHIRA.020PR3), entitled "Multichannel Optical Coupler Array," filed on September 27, 2017. is a continuation-in-part of U.S. Application No. 15/617,684 (CHIRA.042A) entitled "Configurable Polarization Mode Coupler," filed June 8, 2017, and filed March 2017. It is a continuation-in-part of U.S. Application No. 15/459,730 (CHIRA.020A) entitled “Multi-channel Optical Coupler Array” filed on November 3, 2016, and 62/417,180 (CHIRA.020PR) entitled ``Channel Optical Coupler Array'' and filed on June 16, 2014, ``Optical Components for Use with Optical Devices''. No. 14/306,217 (CHIRA.034A) entitled ``Assemblies'' and a continuation-in-part of U.S. Application No. 14/306,217 (CHIRA.034A) entitled ``Optical Component Assemblies for Use with Optical Devices,'' filed on June 14, 2013. Claiming the benefit of Application No. 61/834,957. The entirety of each application mentioned in this paragraph is expressly incorporated herein by reference.
本開示は、一般に、例えば複数の光ファイバを少なくとも１つの光学デバイスに結合するための光結合器アレイ、例えばマルチチャンネル光結合器アレイに関する。いくつかの実施形態は、複数のファイバ、例えば、１つ以上のシングルモードファイバ、少数モードファイバ、マルチモードファイバ、マルチコアシングルモードファイバ、マルチコア少数モードファイバ、および／またはマルチコアマルチモードファイバとの間で光を結合することに関する。いくつかの実施形態は、フォトニック集積回路（ＰＩＣ）との間の、およびマルチコアファイバ（ＭＣＦ）との間の光の結合に関連する。いくつかの実施形態は、１つまたは複数のＭＣＦのＰＩＣデバイスへの（例えば、ＰＩＣの端部の１つまたは複数の導波路への）受動的結合を含み。いくつかの実施形態は、一般に、高出力シングルモードレーザ光源、およびマルチキロワットシングルモードレーザ光源を生成するための複数の光ファイバレーザのコヒーレント結合のためのデバイスに関連する。いくつかの実施形
態は、大量の複数の導波路の正確な位置決め（例えば、横方向または断面方向の位置決め）に対して非常に高度に制御して製造することができるモノリシック設計の位相ロック光ファイバコンポーネントに関し、コンポーネントのフィルファクター（これは、隣接する導波路間の距離に対する、その「出力」端部における各導波路のモードフィールド直径の比に関連することができる）の増加または最適化のために構成可能である可能性がある。
The present disclosure generally relates to optical coupler arrays, such as multichannel optical coupler arrays, for example, for coupling a plurality of optical fibers to at least one optical device. Some embodiments provide a method for connecting multiple fibers, e.g., one or more single mode fibers, minority mode fibers, multimode fibers, multicore single mode fibers, multicore minority mode fibers, and/or multicore multimode fibers. Concerning combining light. Some embodiments relate to coupling light to and from photonic integrated circuits (PICs) and to multicore fibers (MCFs). Some embodiments include passive coupling of one or more MCFs to a PIC device (eg, to one or more waveguides at the ends of the PIC). Some embodiments generally relate to high power single mode laser sources and devices for coherent combination of multiple optical fiber lasers to produce multi-kilowatt single mode laser sources. Some embodiments provide phase-locked optical fibers with a monolithic design that can be manufactured with a very high degree of control for precise positioning (e.g., lateral or cross-sectional positioning) of multiple waveguides in large quantities. For components, for increasing or optimizing the component's fill factor (which can be related to the ratio of the mode field diameter of each waveguide at its "output" end to the distance between adjacent waveguides) may be configurable.
光導波路デバイスは、様々なハイテク産業アプリケーション、特に電気通信において有用である。近年、平面導波路、２次元または３次元フォトニック結晶、マルチモードファイバ、マルチコアシングルモードファイバ、マルチコアファミリーモードファイバ、マルチコアマルチモードファイバを含むこれらのデバイスは、従来の光ファイバと組み合わせてますます採用されるようになってきている。特に、従来の光ファイバとは異なる屈折率コントラストや開口数（ＮＡ）導波路に基づく光導波路デバイスやマルチチャンネルデバイスは、従来の光ファイバも利用される用途において有利であり、望ましい。しかしながら、従来の光ファイバの直径よりも小さいチャネル間隔を有する異種ＮＡ導波路デバイスやマルチチャンネルデバイスを従来の光ファイバと接続するには大きな課題がある。例えば、（１）光導波路デバイスと従来型ファイバのサイズの違い（特にコアサイズの違いに関して）、（２）光導波路デバイスと従来型ファイバのＮＡの違い、（３）従来型ファイバの直径よりも小さいチャネル間隔、などである。これらの障害に適切に対処しないと、各インターフェイスでの挿入損失の増加や結合係数の低下を招く可能性がある。 Optical waveguide devices are useful in a variety of high-tech industrial applications, particularly telecommunications. In recent years, these devices, including planar waveguides, two-dimensional or three-dimensional photonic crystals, multimode fibers, multicore single mode fibers, multicore family mode fibers, and multicore multimode fibers, have been increasingly employed in combination with conventional optical fibers. This is becoming more and more common. In particular, optical waveguide devices and multichannel devices based on waveguides with a different refractive index contrast or numerical aperture (NA) than conventional optical fibers are advantageous and desirable in applications where conventional optical fibers are also utilized. However, there are significant challenges in connecting dissimilar NA waveguide devices and multichannel devices with conventional optical fibers having channel spacing smaller than the diameter of conventional optical fibers. For example, (1) differences in size between optical waveguide devices and conventional fibers (especially with respect to differences in core size), (2) differences in NA between optical waveguide devices and conventional fibers, and (3) differences in the diameter of conventional fibers. small channel spacing, etc. If these impairments are not properly addressed, they can lead to increased insertion loss and reduced coupling coefficients at each interface.
例えば、図６（先行技術）に示すような従来の光ファイバベースの光結合器は、標準的な光ファイバ（入力ファイバとして使用される）を、入力ファイバのクラッドよりも低い屈折率を有する材料で構成されたキャピラリチューブに挿入することによって構成することができる。しかし、この方法には多くの欠点がある。例えば、ファイバのクラッドとキャピラリチューブのインターフェイスは、標準的な光ファイバ内部のインターフェイスよりも低品質の導光インターフェイスとなるため、光損失が生じることが予想される。さらに、キャピラリチューブは高価なフッ素ドープ材料を用いて製造する必要があり、結合器の費用が大幅に増加する。 For example, conventional optical fiber-based optical couplers, as shown in FIG. 6 (prior art), connect a standard optical fiber (used as an input fiber) to a material with a lower refractive index than the cladding of the input fiber. It can be constructed by inserting it into a capillary tube constructed of. However, this method has many drawbacks. For example, the interface between the fiber cladding and the capillary tube provides a lower quality light-guiding interface than the interface inside a standard optical fiber, so light losses can be expected. Furthermore, the capillary tube must be manufactured using expensive fluorine-doped materials, significantly increasing the cost of the coupler.
「低損失および高結合係数の光ファイバ結合器およびその製造方法」と題する米国特許第７，３０８，１７３号は、その全体が本明細書に組み込まれ、従来の光ファイバと光導波路デバイスとの間に低損失で高結合係数のインターフェイスを提供することができる光ファイバ結合器の様々な実施形態を提供することによって、上述した問題のいくつかに有利に対処している。 No. 7,308,173, entitled "Low Loss and High Coupling Coefficient Optical Fiber Coupler and Method of Manufacturing the Same," is incorporated herein in its entirety and is incorporated herein by reference in its entirety. Some of the problems discussed above have been advantageously addressed by providing various embodiments of optical fiber couplers that can provide a low loss, high coupling coefficient interface therebetween.
それでもなお、多くの課題が残っていた。マルチチャンネル光学デバイス（例えば、導波路アレイ）の普及に伴い、低ＮＡまたは高ＮＡ導波路のアレイへの低損失高精度接続の確立は、特に、導波路間の間隔が非常に小さく、そこへの結合をより困難にするため、しばしば問題となった。米国特許第８，３２６，０９９号（「光ファイバ結合器アレイ」、２０１２年１２月４日発行）は、その実施形態の少なくとも一部において、密接に間隔をあけた複数の導波路を有する光導波路デバイスと、少なくともファイバ径だけ離間した複数の光ファイバとの間に、高精度で整合が容易な高結合係数インターフェイスを提供する光ファバ結合器アレイを提供することにより、上記の課題に対処しようとするものである。 Still, many challenges remained. With the proliferation of multichannel optical devices (e.g., waveguide arrays), the establishment of low-loss, high-precision connections to arrays of low-NA or high-NA waveguides is particularly important when the spacing between waveguides is very small and there This was often a problem because it made the combination more difficult. U.S. Pat. No. 8,326,099 ("Optical Fiber Coupler Array," issued December 4, 2012) discloses an optical guide having a plurality of closely spaced waveguides in at least some of its embodiments. The above challenges are addressed by providing an optical fiber coupler array that provides a highly accurate, easily matched, high coupling coefficient interface between a waveguide device and a plurality of optical fibers separated by at least the fiber diameter. That is.
「構成可能ピッチ削減光ファイバアレイ」と題する米国特許出願第８，７１２，１９９号は、参照により本明細書に明示的に組み込まれる、個々の導波路の断面または横方向の位置決め精度（場合によっては正確な断面位置決め）の重要性について論じている。導波路の断面位置決め精度の向上は依然として望ましい。 U.S. patent application Ser. discusses the importance of accurate cross-sectional positioning. Improving waveguide cross-sectional positioning accuracy remains desirable.
また、一端における一組の絶縁ファイバ（例えば、シングルモードファイバ）と、他端における個々のモード（例えば、数モードファイバまたはマルチモードファイバの）および／またはコア（例えば、マルチコアファイバの）との間の光結合を改善および／または最適化することも望ましい。さらなる結合の改善が望まれ得る。 Also, between a set of insulated fibers at one end (e.g., a single-mode fiber) and individual modes (e.g., of a few-mode or multimode fiber) and/or cores (e.g., of a multi-core fiber) at the other end. It is also desirable to improve and/or optimize the optical coupling of. Further bonding improvements may be desired.
また、消失導波路とハウジング構造の両方の設計をさらに改善および／または最適化することによって、テーパーマルチチャンネル結合器の光学性能を改善および／または最適化することも望ましい。 It is also desirable to improve and/or optimize the optical performance of tapered multichannel couplers by further improving and/or optimizing the design of both the vanishing waveguide and the housing structure.
本明細書に記載される例示的な実施形態は、革新的な特徴を有し、そのうちの１つが不可欠であったり、その望ましい属性の唯一の原因であったりすることはない。特許請求の範囲を限定することなく、有利な特徴のいくつかを次に要約する。
例Ｉ
１．複数の光ファイバを光学デバイスに光結合するためのマルチチャンネル光結合器アレイであって、
前記複数の光ファイバと光学的に結合するように動作可能な第１の端部と、前記光学デバイスと光学的に結合するように動作可能な第２の端部とを有する細長い光学素子と、共通の単一結合器ハウジング構造と、複数の縦方向導波路と、を備え、前記複数の縦方向導波路は、各々が所定のモードフィールドプロファイルの少なくとも１つの光学モードのための容量を有し、各々が前記第２の端部に近接して前記共通の単一ハウジング構造に埋め込まれ、前記複数の縦方向導波路の少なくとも１つは消失コア導波路であり、各前記少なくとも１つの消失コア導波路は、内側消失コアと、外側コアと、外側クラッドと、を備え、前記内側消失コアは、内側消失コア中心を有し、第１の屈折率（Ｎ－ｌ）を有し、前記第１の端部において第１の内側コアサイズ（ＩＣＳ－Ｉ）を有し、前記第２の端部において第２の内側コアサイズ（ＩＣＳ－２）を有し、前記外側コアは、内側消失コアと前記内側コアを長手方向に取り囲み、第２の屈折率（Ｎ－２）を有し、前記第１の端部において第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）を有し、前記第２の端部において第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）を有し、前記外側クラッドは、前記外側コアを長手方向に取り囲み、第３の屈折率（Ｎ－３）を有し、前記第１の端部において第１のクラッドサイズを有し、前記第２の端部において第２のクラッドサイズを有し、前記共通の単一結合器ハウジング構造は、前記複数の長手方向導波路を取り囲む第４の屈折率（Ｎ－４）を有する横方向に連続した媒体からなり、前記第１、第２、第３および第４の屈折率（それぞれ、Ｎ－１、Ｎ－２、Ｎ－３およびＮ－４）の間の所定の相対的な大きさの関係が、以下の大きさの関係（Ｎ－１＞Ｎ－２＞Ｎ－３）である、ここで、Ｎ－１とＮ－２との間の屈折率遷移は、関数Ｎ（ｒ）を有し、ここで、ｒは、前記内側消失コア中心からの横方向距離であり、その二次導関数はｄ２Ｎ（ｒ）／ｄｒ２、前記共通単一結合器ハウジング構造の前記媒体の総体積は、前記共通単一結合器ハウジング構造の全ての前記消失コア導波路内側コアおよび前記外側コアの総体積よりも大きく、前記第１の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－Ｉ）および前記第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）は、所定の縮小プロファイルにしたがって、前記光学素子に沿って、前記第１の端部と前記第２の端部との間で、前記第２の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－２）および前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）に達するまで、同時に徐々に縮小され、前記関数Ｎ（ｒ）は、前記第２の導関数の正の平均を有する滑らかな関数であるか、または前記関数Ｎ（ｒ）は、前記第２の導関数の正の平均を有する滑らかな関数に近似する少なくとも１つのステップを有するステップ関数であり、前記第２の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－２）は、それを通して光を導くのに不十分であるように選択され、前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）は、少なくとも１つの光学モードを導くのに十分であるように選択され、前記第１の端部から前記第２の端部に向かう光は、前記内側消失コアから前記第２の端部に近接する前記対応する外側コアに逃げ、前記
第２の端部から前記第１の端部に向かう光は、前記外側コアから前記第１の端部に近接する前記対応する内側消失コアに移動し、前記第１の端部に近接した前記共通の単一の結合器ハウジング構造は、少なくとも１つの孔を有する横方向に連続した構造からなる断面構成を有し、前記少なくとも１つの孔は、前記複数の縦方向導波路の少なくとも１つを含み、前記結合器ハウジング構造と前記複数の縦方向導波路の少なくとも１つとの間に間隙を形成する、マルチチャンネル光結合器アレイ。
２．前記関数Ｎ（ｒ）は、前記第２の導関数の正の平均を有する滑らかな関数である、例１に記載のマルチチャンネル光結合器アレイ。
３．前記関数Ｎ（ｒ）は、前記第２の導関数の正の平均を有する平滑関数を近似する少なくとも１つのステップを有するステップ関数である、例１に記載のマルチチャンネル光結合器アレイ。
４．前記関数Ｎ（ｒ）は、１つのステップを備える、例３に記載のマルチチャンネル光結合器アレイ。
５．前記関数Ｎ（ｒ）は、２つのステップを備える、例３に記載のマルチチャンネル光結合器アレイ。
６．前記関数Ｎ（ｒ）は、３つのステップからなる、例３に記載のマルチチャンネル光結合器アレイ。
７．ステップ関数は、コーナーポイントを含み、コーナーポイントの少なくともいくつかは、第２の導関数の正平均を有する滑らかな関数の上または下にある、例３に記載のマルチチャンネル光結合器アレイ。
８．前記少なくとも１つの孔は、前記結合器ハウジング構造の複数の凸部によって形成された少なくとも１つの非円形の孔を備える、実施例１～７のいずれかに記載のマルチチャンネル光結合器アレイ。
９．前記少なくとも１つの孔は、前記結合器ハウジング構造の複数の凸部によって囲まれたチューブによって形成された少なくとも１つの孔を備える、実施例１～７のいずれかに記載のマルチチャンネル光結合器アレイ。
１０．複数の光ファイバを光学デバイスに光結合するためのマルチチャンネル光結合器アレイであって、
前記複数の光ファイバと光学的に結合するように動作可能な第１の端部と、前記光学デバイスと光学的に結合するように動作可能な第２の端部とを有する細長い光学素子と、共通の単一結合器ハウジング構造と、複数の縦方向導波路と、を備え、前記複数の縦方向導波路は、各々が所定のモードフィールドプロファイルの少なくとも１つの光学モードのための容量を有し、各々が前記第２の端部に近接して前記共通の単一ハウジング構造に埋め込まれ、前記複数の縦方向導波路のうちの少なくとも１つは消失コア導波路であり、各々の前記少なくとも１つの消失コア導波路は、内側消失コアと、外側コアと、外側クラッドと、を備え、前記内側消失コアは、第１の屈折率（Ｎ－ｌ）を有し、前記第１の端部において第１の内側コアサイズ（ＩＣＳ－Ｉ）を有し、前記第２の端部において第２の内側コアサイズ（ＩＣＳ－２）を有し、前記外側コアは、前記内側コアを長手方向に取り囲み、第２の屈折率（Ｎ－２）を有し、前記第１の端部において第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）を有し、前記第２の端部において第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）を有し、前記外側クラッドは、前記外側コアを長手方向に取り囲み、第３の屈折率（Ｎ－３）を有し、前記第１の端部において第１のクラッドサイズを有し、前記第２の端部において第２のクラッドサイズを有し、前記共通の単一結合器ハウジング構造は、前記複数の長手方向導波路を取り囲む第４の屈折率（Ｎ－４）を有する横方向に連続した媒体からなり、前記第１、第２、第３および第４の屈折率（それぞれ、Ｎ－ｌ、Ｎ－２、Ｎ－３およびＮ－４）の間の所定の相対的な大きさの関係が、以下の大きさの関係（Ｎ－１＞Ｎ－２＞Ｎ－３）からなり、前記媒体または前記共通の単一結合器ハウジング構造の総体積が、前記共通の単一結合器ハウジング構造内に閉じ込められたすべての前記消失コア導波路内側コアおよび前記外側コアの総体積または前記外側コアよりも大きく、前記第１の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－Ｉ）および前記第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）は、所定の縮小プロファ
イルにしたがって、前記光学素子に沿って、前記第１の端部と前記第２の端部との間で、前記第２の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－２）および前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）に達するまで、同時に徐々に縮小され、前記第２の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－２）は、そこを通る光を導くのに不十分であるように選択され、前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）は、少なくとも１つの光学モードを導くのに十分であるように選択され、前記第１の端部から前記第２の端部に向かう光は、前記内側消失コアから前記第２の端部に近接する前記対応する外側コアに逃げ、前記第２の端部から前記第の１端部に向かう光は、前記外側コアから前記第１の端部に近接する前記対応する内側消失コアに移動し、前記第１の端部に近接した前記共通の単一の結合器ハウジング構造は、少なくとも１つの孔を有する横方向に連続した構造からなる断面構成を有し、前記少なくとも１つの孔は、前記結合器ハウジング構造と前記複数の縦導波路の少なくとも１つとの間に隙間を形成する前記複数の縦導波路の少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つの孔は、前記結合器ハウジング構造の複数の凸部によって形成された少なくとも１つの非円形の孔を備えることを特徴とする。
１１．複数の光ファイバを光学デバイスに光結合するためのマルチチャンネル光結合器アレイであって、前記複数の光ファイバと光学的に結合するように動作可能な第１の端部と、前記光学デバイスと光学的に結合するように動作可能な第２の端部とを有する細長い光学素子と、共通の単一結合器ハウジング構造と、複数の縦方向導波路とを備え、前記複数の縦方向導波路は、各々が所定のモードフィールドプロファイルの少なくとも１つの光学モードのための容量を有し、各々が前記第２の端部に近接して前記共通の単一ハウジング構造に埋め込まれ、前記複数の縦方向導波路のうちの少なくとも１つは消失コア導波路であり、各前記少なくとも１つの消失コア導波路は、内側消失コアと、外側コアと、外側クラッドとを備え、前記内側消失コアは、第１の屈折率（Ｎ－ｌ）を有し、前記第１の端部において第１の内側コアサイズ（ＩＣＳ－Ｉ）を有し、前記第２の端部において第２の内側コアサイズ（ＩＣＳ－２）を有し、前記外側コアは、前記内側コアを長手方向に取り囲み、第２の屈折率（Ｎ－２）を有し、前記第１の端部において第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）を有し、前記第２の端部において第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）を有し、前記外側クラッドは、前記外側コアを長手方向に取り囲み、第３の屈折率（Ｎ－３）を有し、前記第１の端部において第１のクラッドサイズを有し、前記第２の端部において第２のクラッドサイズを有し、外側クラッドと前記共通の単一結合器ハウジング構造が、前記複数の長手方向導波路を取り囲む第４の屈折率（Ｎ－４）を有する横方向に連続した媒体からなり、前記第１、第２、第３および第４の屈折率（それぞれ、Ｎ－ｌ、Ｎ－２、Ｎ－３およびＮ－４）の間の所定の相対的な大きさの関係が、以下の大きさの関係（Ｎ－１＞Ｎ－２＞Ｎ－３）からなり、
前記媒体または前記共通の単一結合器ハウジング構造の総体積が、前記共通の単一結合器ハウジング構造内に閉じ込められたすべての前記消失コア導波路内側コアおよび前記外側コアの総体積または前記外側コアよりも大きく、前記第１の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－Ｉ）および前記第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）は、所定の縮小プロファイルにしたがって、前記光学素子に沿った前記第１の端部と前記第２の端部との間で、前記第２の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－２）および前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）に達するまで、同時に徐々に縮小され、前記第２の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－２）は、そこを通る光を導くのに不十分であるように選択され、前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）は、少なくとも１つの光学モードを導くのに十分であるように選択され、前記第１の端部から前記第２の端部に向かう光は、前記内側消失コアから前記第２の端部に近接する前記対応する外側コアに逃げ、前記第２の端部から前記第１の端部に向かう光は、前記外側コアから前記第１の端部に近接する前記対応する内側消失コアに移動し、前記第１の端部に近接する前記共通の単一の結合器ハウジング構造は、少なくとも１つの孔を有する横方向に連続した構造からなる断面構成を有し、前記少なくとも１つの孔は、前記結合器ハウジング構造と前記複数の縦導波路の少なくとも１つとの間に間隙を形成する前記複数の縦導波路の少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つの孔は、前記結合器ハウジング
構造の複数の凸部によって囲まれた管によって形成された少なくとも１つの孔を備えることを特徴とする。
１２．マルチチャンネル光結合器アレイであって、第１の端部および第２の端部を有する細長い光学素子を備え、前記第１の端部および前記第２の端部は、複数の光ファイバ、光学デバイス、またはそれらの組み合わせと光学的に結合するように動作可能であり、前記光学素子は、結合器ハウジング構造、および複数の縦方向導波路を備え、前記複数の縦方向導波路は、互いに対して配置され、各々が少なくとも１つの光学モードのための容量を有し、前記複数の縦方向導波路は、前記第２の端部に近接して前記ハウジング構造内に埋め込まれ、前記複数の縦方向導波路は、少なくとも１つの消失コア導波路を含み、前記少なくとも１つの消失コア導波路は、内側消失コアと、外側コアと、外側クラッドとを備え、前記内側消失コアは、第１の屈折率（Ｎ－ｌ）を有し、内側コアのサイズを有し、前記外側コアは、前記内側コアを長手方向に取り囲み、第２の屈折率（Ｎ－２）を有し、前記外側クラッドは、前記外側コアを長手方向に取り囲み、第３屈折率（Ｎ－３）を有し、クラッドサイズを有し、前記結合器ハウジング構造は、前記複数の縦導波路を取り囲む第４屈折率（Ｎ－４）を有する媒体からなり、Ｎ－１＞Ｎ－２＞Ｎ－３であり、前記内側コアのサイズ、前記外側コアのサイズ、および前記複数の長手方向導波路間の間隔が、前記光学素子に沿って、前記第１の端部から前記第２の端部に向かって減少し、前記第２の端部において、前記内側コアのサイズが、それを通して光を導くのに不十分であり、前記外側コアのサイズが、少なくとも１つの光学モードを導くのに十分であるように、前記内側コアのサイズ、前記外側コアのサイズ、および前記複数の長手方向導波路間の間隔が、前記第１の端部から前記第２の端部に向かって減少し、前記第１の端部に近接する前記結合器ハウジング構造は、少なくとも１つの孔を含み、該少なくとも１つの孔は、前記結合器ハウジング構造と前記複数の縦導波路のうちの少なくとも１つとの間に間隙を形成する前記複数の縦導波路のうちの少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つの孔は、前記結合器ハウジング構造の複数の凸部によって形成される少なくとも１つの非円形の孔から構成される。
１３．結合器ハウジング構造は、共通の単一結合器ハウジング構造からなる例１２に記載の光結合器アレイ。
１４．媒体が横方向に連続した媒体である、例１２～１３のいずれかに記載の光結合器アレイ。
１５．前記結合器ハウジング構造の前記媒体の総体積が、前記結合器ハウジング構造内に閉じ込められた少なくとも１つの消失コア導波路の全ての内側コアおよび外側コアの総体積よりも大きい、例１２～１４のいずれかに記載の光結合器アレイ。
１６．前記内側コアのサイズ、前記外側コアのサイズ、および前記複数の長手方向導波路間の間隔は、前記第１の端部から前記第２の端部に向かって同時に漸減する、例１２～１５のいずれかに記載の光結合器アレイ。
１７．前記第２の端部に近接して、前記結合器アレイは、前記結合器ハウジング構造と前記複数の長手方向導波路のうちの少なくとも１つとの間に実質的に隙間がない構成である、例１２～１６のいずれかに記載の光結合器アレイ。
１８．少なくとも１つの孔は、複数の孔からなる、例１２～１７のいずれかに記載の光結合器アレイ。
１９．前記孔の少なくとも１つは、前記孔の別の１つと異なる寸法を有する、例１８に記載の光結合器アレイ。
２０．孔の少なくとも１つは、孔の別の１つと異なる形状を有する、例１８～１９のいずれかに記載の光結合器アレイ。
２１．孔が絶縁されている、例１８～２０のいずれかに記載の光結合器アレイ。
２２．いくつかの孔が接続されている、例１８～２０のいずれかに記載の光結合器アレイ。
２３．前記少なくとも１つの孔は、結合器ハウジング構造の複数の凸部によって囲まれたチューブによって形成された少なくとも１つの孔からなる、例１２～２２のいずれかに記
載の光結合器アレイ。
２４．例１２～２３のいずれかに記載の光結合器アレイを製造する方法であって、結合器ハウジング構造の複数の凸部によって囲まれた管によって少なくとも１つの孔を形成することを含む方法。
２５．マルチチャンネル光結合器アレイであって、第１の端部および第２の端部を有する細長い光学素子を備え、前記第１の端部および前記第２の端部は、複数の光ファイバ、光学デバイス、またはそれらの組み合わせと光学的に結合するように動作可能であり、前記光学素子は、結合器ハウジング構造、および前記ハウジング構造内に互いに対して配置された複数の長手方向導波路を備え、前記第１の端部に近接する前記結合器ハウジング構造は、少なくとも１つの孔を含み、該少なくとも１つの孔は、前記結合器ハウジング構造と前記複数の縦導波路のうちの少なくとも１つとの間に間隙を形成する前記複数の縦導波路のうちの少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つの孔は、前記結合器ハウジング構造の複数の凸部によって形成される少なくとも１つの非円形の孔から構成される。
２６．前記第２の端部に近接して、前記結合器アレイは、前記結合器ハウジング構造と前記複数の長手方向導波路のうちの少なくとも１つとの間に実質的に隙間がない構成である、例２５に記載の光結合器アレイ。
２７．少なくとも１つの孔が複数の孔からなる、例２５～２６のいずれかに記載の光結合器アレイ。
２８．孔の少なくとも１つが孔の別の１つと異なる寸法を有する、例２５～２７のいずれかに記載の光結合器アレイ。
２９．孔の少なくとも１つが孔の別の１つと異なる形状を有する、例２５～２８のいずれかに記載の光結合器アレイ。
３０．孔が絶縁されている、例２５～２９のいずれかに記載の光結合器アレイ。
３１．いくつかの孔が接続されている、例２５～２９のいずれかに記載の光結合器アレイ。
３２．前記複数の長手方向導波路のうちの少なくとも１つは、非消失コア導波路からなる、例２５～３１のいずれかに記載の光結合器アレイ。
３３．前記複数の縦導波路のうちの少なくとも１つが消失コア導波路からなる、例２５～３２のいずれかに記載の光結合器アレイ。
３４．前記少なくとも１つの孔は、前記結合器ハウジング構造の複数の凸部によって囲まれた管によって形成された少なくとも１つの孔からなる、例２５～３３のいずれかに記載の光結合器アレイ。
３５．例２５～３４のいずれかに記載の光結合器アレイを製造する方法であって、結合器ハウジング構造の複数の凸部によって囲まれた管によって少なくとも１つの孔を形成することを含む方法。
例ＩＩ
１．マルチファイバアレイであって、複数の光結合器を備え、前記複数の光結合器の個々の光結合器は、少なくとも１つの光ファイバ導波路を光学デバイスの少なくとも１つの導波路に光学的に結合するように構成され、前記複数の光結合器は、前記少なくとも１つの光ファイバ導波路と光学的に結合するように動作可能な第１の端部と、前記光学デバイスと光学的に結合するように動作可能な第２の端部とを有する細長い光学素子と、共通のシングル結合器ハウジング構造と、前記共通単一ハウジング構造に埋め込まれた、少なくとも１つの光モード用の容量を有する少なくとも１つの縦導波路であって、前記共通単一結合器ハウジング構造が、第１の側面および第２の側面を有する外側の断面形状を有する、少なくとも１つの縦導波路と、を備え、前記マルチファイバアレイは、アライメントキャリアを備え、前記アライメントキャリアが前記複数の光結合器を結合するように、前記ハウジング構造の前記第２の側面に結合されるように構成された１つまたは複数の平坦部を含む。
２．前記ハウジング構造の前記第２の側は、前記アライメントキャリアの前記１つ以上の平坦部と結合するように構成された１つ以上の平坦部を備える、例１に記載のマルチファ
イバアレイ。
３．前記ハウジング構造の前記第１の側面は、１つまたは複数の湾曲部分を備える、先行例のいずれかに記載のマルチファイバアレイ。
４．前記アライメントキャリアの前記１つ以上の平坦部は、Ｖ溝を構成し、前記ハウジング構造の前記第２の側面は、１つ以上の湾曲部を構成する、先行例のいずれかに記載のマルチファイバアレイ。
５．前記アライメントキャリアは、前記ハウジング構造の１つの前記第２の側面のうちの１つの少なくとも２つの平坦部分と結合されるように構成された少なくとも２つの平坦部分を備える、先行例のいずれかに記載のマルチファイバアレイ。
６．前記アライメントキャリアは、少なくとも１つの側において、前記横方向において前記ハウジング構造の１つの前記第２の側を越えて延在する、先行例のいずれかに記載のマルチファイバアレイ。
７．前記アライメントキャリアは、前記ハウジング構造の１つの前記第２の側を越えて横方向に両側に延在する、先行例のいずれかに記載のマルチファイバアレイ。
８．前記アライメントキャリアは、キャリアプレートからなる、先行例のいずれかに記載のマルチファイバアレイ。
９．前記共通の単一結合器ハウジング構造の前記第１の側面は、前記第１の側面が前記Ｖ溝の壁と接触するように、前記光学デバイスまたは前記光学デバイスのキャリアのＶ溝内に配置されるように構成される、先行例のいずれかに記載のマルチファイバアレイ。
１０．前記アライメントキャリアは、前記Ｖ溝の上面上に配置されるように構成されている、例９に記載のマルチファイバアレイ。
１１．前記アライメントキャリアは、前記Ｖ溝の上面に着座しないように構成されている、例９または１０に記載のマルチファイバアレイ。
１２．前記Ｖ溝の位置が、前記光学デバイスの前記少なくとも１つの導波路の位置に対して登録される、例９～１１のいずれかに記載のマルチファイバファイバアレイ。
１３．前記Ｖ溝の位置は、前記光学デバイスの前記少なくとも１つの導波路が、５０％～１００％の間の光結合効率で、前記光結合器の１つの前記少なくとも１つの長手方向導波路と位置合わせされるように、前記光学デバイスの前記少なくとも１つの導波路の位置に対して登録される、例１２に記載のマルチファイバアレイ。
１４．光結合効率は、８０％以上１００％以下である、例１３に記載のマルチファイバアレイ。
１５．光結合器は、少なくとも１つのマルチコアファイバ導波路の一端を光学デバイスの少なくとも１つの導波路に光学的に結合するように構成されている、先行例のいずれかに記載のマルチファイバアレイ。
１６．前記ハウジング構造の前記第２の側面は、前記第１の端部から前記第２の端部まで挿入損失が低くなるように、前記光結合器の１つの少なくとも１つの長手方向導波路から距離を置いて配置される、先行例のいずれかに記載のマルチファイバアレイ。
１７．前記ハウジング構造の前記第２の側面は、前記第１の端部から前記第２の端部まで導波特性が保持されるように、前記光結合器の１つの少なくとも１つの長手方向導波路から距離を置いて配置される、先行例のいずれかに記載のマルチファイバアレイ。
１８．前記光結合器のうちの１つの前記少なくとも１つの長手方向導波路は、マルチコアファイバのコアからなり、共通の単一結合器ハウジング構造がクラッドからなる、先行例のいずれかに記載のマルチファイバアレイ。
１９．前記マルチコアファイバは可撓性を有する、例１８に記載のマルチファイバアレイ。
２０．先行例のいずれかに記載のマルチファイバアレイであって、前記光結合器の少なくとも１つは、複数の光ファイバを光学デバイスに光学的に結合するように構成され、前記細長い光学素子は、前記複数の光ファイバと光学的に結合するように動作可能な第１の端部、中間断面、および前記光学デバイスと光学的に結合するように動作可能な第２の端部を有し、前記細長い光学素子は、各々が互いに間隔をあけて配置され、各々が少なくとも
１つの光学モードのための容量を有し、各々が前記第２の端部に近接して前記共通の単一のハウジング構造に埋め込まれた複数の縦方向導波路を備え、前記複数の縦方向導波路のうちの少なくとも１つはは、消失コア導波路であり、各前記少なくとも１つの消失コア導波路は、内側消失コアと、外側コアと、外側クラッドとを備え、前記内側消失コアは、第１の屈折率（Ｎ－ｌ）を有し、前記第１の端部において第１の内側コアサイズ（ＩＣＳ－１）を有し、前記中間断面において中間内側コアサイズ（ＩＣＳ－ＩＮ）を有し、前記第２の端部において第２の内側コアサイズ（ＩＣＳ－２）を有し、前記外側コアは、前記内側コアを長手方向に取り囲み、第２の屈折率（Ｎ－２）を有し、前記第１の端部において第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－１）を有し、前記中間断面において中間外側コアサイズ（ＯＣＳ－ＩＮ）を有し、前記第２の端部において第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）を有し、前記外側クラッドは、前記外側コアを長手方向に取り囲み、第３の屈折率（Ｎ－３）を有し、前記第１の端部における第１のクラッドサイズと、前記第２の端部における第２のクラッドサイズとを有し、前記共通の単一結合器ハウジング構造は、前記複数の縦導波路を取り囲む第４の屈折率（Ｎ－４）を有する横方向に連続する媒体からなり、前記第１、第２、第３および第４の屈折率（それぞれ、Ｎ－ｌ、Ｎ－２、Ｎ－３、およびＮ－４）の間の相対的な大きさの関係が、以下の大きさの関係（Ｎ－１＞Ｎ－２＞Ｎ－３）でありＮ－３）であり、前記共通の単一結合器ハウジング構造の前記媒体の総体積は、前記共通の単一結合器ハウジング構造内に閉じ込められたすべての前記消失コア導波路内側コアおよび前記外側コアの総体積よりも大きく、前記第１の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－１）、前記第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－１）、および前記複数の縦方向導波路間の前記間隔は、縮小プロファイルにしたがって、前記光学素子に沿った前記第１の端部と前記第２の端部との間において、前記第２の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－２）および前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）に達するまで、同時に、徐々に縮小され、前記中間内側消失コアサイズ（ＩＣＳＩＮ）が、それを通して光を導くのに不十分であるように選択され、前記中間外側コアサイズ（ＯＣＳ－ＩＮ）は、少なくとも１つの光学モードを導くのに十分であるように選択され、前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）は、それを通して光を導くのに不十分であるように選択される、前記第１の端部から前記第２の端部に向かって進む光は、前記中間断面に近接して前記内側消失コアから対応する前記外側コアに逃げ、前記第２の端部に近接して前記外側コアから少なくとも２つの外側コアによって形成される結合導波路に逃げ、前記第２の端部から前記第１の端部に向かって進む光の少なくとも１つの導波モードは、少なくとも２つの外側コアによって形成された結合導波路から前記中間断面に近接して前記外側コアに移動し、前記外側コアから前記第１の端部に近接して対応する前記内側消失コアに移動し、前記共通の単一結合器ハウジング構造は、１つまたは複数の湾曲部分からなる第１の側面を含む外側の断面形状を有し、前記第２の側面は、導波特性が維持され妨害されないように、前記複数の長手方向導波路から距離を置いて配置される。
例ＩＩＩ
１．複数の光ファイバを光学デバイスに光結合するための光結合器アレイであって、前記複数の光ファイバと光学的に結合するように動作可能な第１の端部、中間断面、および前記光学デバイスと光学的に結合するように動作可能な第２の端部を有する細長い光学素子と、複数の縦方向導波路とを備え、前記複数の縦方向導波路は、各々が互いに所定の間隔で配置され、各々が所定のモードフィールドプロファイルの少なくとも１つの光学モードの容量を有し、各々が前記第２の端部に近接して前記共通の単一ハウジング構造に埋め込まれ、前記複数の縦方向導波路のうちの少なくとも１つは消失コア導波路であり、各前記少なくとも１つの消失コア導波路は、内側消失コアと、外側コアと、外側クラッドと、を備え、前記内側消失コアは、第１の屈折率（Ｎ－ｌ）を有し、前記第１の端部において第１の内側コアサイズ（ＩＣＳ－１）を有し、前記中間断面において中間内側コアサイズ（ＩＣＳ－ＩＮ）を有し、前記第２の端部において第２の内側コアサイズ（ＩＣＳ－２）を有し、前記外側コアは、前記内側コアを長手方向に取り囲み、第２の屈折率（Ｎ－２）を有し、前記第１の端部における第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－１）、前記中間断面にお
ける中間外側コアサイズ（ＯＣＳ－ＩＮ）、および前記第２の端部における第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）を有し、前記外側クラッドは、前記外側コアを長手方向に取り囲み、第３の屈折率（Ｎ－３）を有し、前記第１の端部における第１のクラッドサイズ、および前記第２の端部における第２のクラッドサイズを有し、前記共通の単一結合器ハウジング構造は、前記複数の長手方向導波路を取り囲む第４の屈折率（Ｎ－４）を有する横方向に連続した媒体からなり、前記第１、第２、第３および第４の屈折率（それぞれ、Ｎ－ｌ、Ｎ－２、Ｎ－３およびＮ－４）の間の所定の相対的な大きさの関係が、以下の大きさの関係（Ｎ－１＞Ｎ－２＞Ｎ－３）からなり、前記共通の単一結合器ハウジング構造の前記媒体の総体積は、前記共通の単一結合器ハウジング構造内に閉じ込められたすべての前記消失コア導波路内側コアおよび前記外側コアの総体積よりも大きく、前記第１の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－１）、前記第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－１）、および前記複数の縦方向導波路間の前記所定の間隔は、所定の縮小プロファイルにしたがって、前記光学素子に沿った前記第１の端部と前記第２の端部との間において、前記第２の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－２）および前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）に達するまで、同時に、徐々に縮小され、前記中間内側消失コアサイズ（ＩＣＳＩＮ）がそれを通して光を導くのに不十分であるように選択され、前記中間外側コアサイズ（ＯＣＳ－ＩＮ）は、少なくとも１つの光学モードを導くのに十分であるように選択され、前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）は、それを通して光を導くのに不十分であるように選択され、前記第１の端部から前記第２の端部に向かって進む光は、前記内側の消失コアから前記中間断面に近接する前記対応する外側コアに逃げ込み、前記外側コアから前記第２の端部に近接する少なくとも２つの隣接する外側コアによって形成される結合導波路に逃げ込み、前記第２の端部から前記第１の端部に向かって進む光の少なくとも１つの導波モードは、少なくとも２つの隣接する外側コアによって形成された結合導波路から前記中間断面に近接して前記外側コアに移動し、前記外側コアから前記第１の端部に近接して前記対応する内側消失コアに移動し、前記共通の単一結合器ハウジング構造は、１つまたは複数の湾曲部分からなる第１の側面と、１つまたは複数の平坦部分からなる第２の側面とからなる外側の断面形状を有し、前記第２の側面は、導波特性が維持され妨害されないように、前記複数の長手方向導波路から距離を置いて配置されている。
２．前記外断面形状はＤ形状からなる、例１に記載の光結合器アレイ。
３．前記アライメントキャリアは、少なくとも一方の側において前記第２の側を横方向に越えて延びるように、前記第２の側と結合されるように構成された１つまたは複数の平坦部を含むアライメントキャリアをさらに備える、例１または２に記載の光結合器アレイ。４．前記アライメントキャリアは、横方向において前記第２の側を越えて両側に延在する、例３に記載の光結合器アレイ。
５．前記第１の側面は、前記Ｖ溝の壁と接触するように、前記第１の側面が前記Ｖ溝内に配置されるように構成されている、先行例のいずれかに記載の光結合器アレイ。
６．前記アライメントキャリアは、前記Ｖ溝の上面上に配置されるか、または前記Ｖ溝の上面上に配置されるように構成される、例５に記載の光結合器アレイ。
７．前記アライメントキャリアは、キャリアプレートからなる、例３～６のいずれかに記載の光結合器アレイ。
８．少なくとも１つの光ファイバ導波路を光学デバイスの少なくとも１つの導波路に光結合するための光結合器であって、細長い光学素子と、共通のシングル結合器ハウジング構造と、少なくとも１つの縦導波路と、を備え、前記細長い光学素子は、前記少なくとも１つの光ファイバ導波路と光学的に結合するように動作可能な第１の端部と、前記光学デバイスと光学的に結合するように動作可能な第２の端部とを有し、前記少なくとも１つの縦導波路は、少なくとも１つの光モード用の容量を有し、それぞれが前記共通の単一ハウジング構造に埋め込まれ、前記共通のシングル結合器ハウジング構造は、第１の側面と第２の側面とからなる外側の断面形状を有し、前記ハウジング構造の前記第２の側部と相補的な１つまたは複数の部分を含み、前記アライメントキャリアが少なくとも一方の側部において前記第２の側部を横方向に越えて延びるように、前記ハウジング構造の前記第２の側
部と結合されるように構成される。
９．前記ハウジング構造の前記第１の側は、１つ以上の湾曲部分からなり、前記ハウジング構造の前記第２の側は、１つ以上の平坦部分からなり、前記アライメントキャリアの前記１つ以上の部分は、１つ以上の平坦部分からなる、例８に記載の光結合器。
１０．前記外断面形状は、Ｄ形状からなる、例８または９に記載の光結合器。
１１．前記外断面形状は、多角形状からなる、例８に記載の光結合器。
１２．前記アライメントキャリアは、横方向において前記第２の側を越えて両側に延在する、実施例８～１１のいずれかに記載の光結合器。
１３．前記第１の側面は、前記Ｖ溝の壁と接触するように、前記第１の側面が前記Ｖ溝内に配置されるように構成されている、例８～１２のいずれかに記載の光結合器。
１４．前記アライメントキャリアは、前記Ｖ溝の上面上に配置されるか、または前記Ｖ溝の上面上に配置されるように構成される、例１３に記載の光結合器。
１５．前記アライメントキャリアは、キャリアプレートからなる、例８～１４のいずれかに記載の光結合器。
１６．前記Ｖ溝は、前記光学デバイスまたは前記光学デバイスのキャリアの一部であり、前記Ｖ溝の位置は、前記光学デバイスの前記少なくとも１つの導波路の位置に対して登録される、例１３～１５のいずれかに記載の光結合器。
１７．前記Ｖ溝の位置は、前記光学デバイスの前記少なくとも１つの導波路が５０％から１００％の間の光結合効率で前記少なくとも１つの縦導波路と整列するように、前記光学デバイスの前記少なくとも１つの導波路の位置に対して登録される、例１６に記載の光結合器。
１８．光結合効率は、８０％以上１００％以下である、例１７に記載の光結合器。
１９．例８に記載の光結合器であって、ハウジング構造の第２の側面は、１つ以上の湾曲部分からなり、アライメントキャリアの１つ以上の部分は、Ｖ溝からなる、光結合器。
２０．例８に記載の光結合器であって、ハウジング構造の第２の側面は、１つまたは複数の湾曲部分からなり、アライメントキャリアの１つまたは複数の部分は、１つまたは複数の湾曲部分からなる、光結合器。
２１．前記細長い光学素子の第１の端部は、前記少なくとも１つの光ファイバ導波路と光学的に結合するように動作可能なマルチコアファイバと光学的に結合するように動作可能である、例８～２０のいずれかに記載の光結合器。
２２．前記マルチコアファイバは、前記少なくとも１つの光ファイバ導波路と光学的に結合するように動作可能な第２の光結合器と光学的に結合するように動作可能である例２１に記載の光結合器。
２３．前記細長い光学素子の第１の端部は、前記少なくとも１つの光ファイバ導波路と光学的に結合するように動作可能なマルチコアファイバと光学的に結合される、例８～２２のいずれかに記載の光結合器。
２４．前記マルチコアファイバは、前記少なくとも１つの光ファイバ導波路と光学的に結合するように動作可能な第２の光結合器と光学的に結合される、例２３に記載の光結合器。
例ＩＶ
１．複数の光ファイバを光学デバイスに光結合するためのマルチチャンネル光結合器アレイであって、細長い光学素子と、共通の単一結合器ハウジング構造と、複数の縦方向導波路と、を備え、前記細長い光学素子は、前記複数の光ファイバと光学的に結合するように動作可能な第１の端部と、前記光学デバイスと光学的に結合するように動作可能な第２の端部とを有し、前記複数の縦方向導波路は、各々が互いに所定の間隔で配置され、各々が所定のモードフィールドプロファイルの少なくとも１つの光学モードの容量を有し、各々が前記第２の端部に近接して前記共通の単一ハウジング構造に埋め込まれ、前記複数の縦方向導波路の少なくとも１つは消失コア導波路であり、各前記少なくとも１つの消失コア導波路は、内側消失コアと、外側コアと、外側クラッドと、を備え、前記内側消失コアは、第１の屈折率（Ｎ－ｌ）を有し、前記第１の端部において第１の内側コアサイズ（ＩＣ
Ｓ－Ｉ）を有し、前記第２の端部において第２の内側コアサイズ（ＩＣＳ－２）を有する内側消失コアと前記内側コアを長手方向に取り囲み、前記外側コアは、第２の屈折率（Ｎ－２）を有し、前記第１の端部において第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）を有し、前記第２の端部において第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）を有すし、前記外側クラッドは、前記外側コアを長手方向に取り囲み、第３の屈折率（Ｎ－３）を有し、前記第１の端部において第１のクラッドサイズを有し、前記第２の端部において第２のクラッドサイズを有し、前記共通の単一結合器ハウジング構造は、前記複数の長手方向導波路を取り囲む第４の屈折率（Ｎ－４）を有する横方向に連続した媒体からなり、前記第１、第２、第３および第４の屈折率（それぞれ、Ｎ－ｌ、Ｎ－２、Ｎ－３およびＮ－４）の間の所定の相対的な大きさの関係が、以下の大きさの関係（Ｎ－１＞Ｎ－２＞Ｎ－３）からなり、前記媒体または前記共通の単一結合器ハウジング構造の総体積は、前記共通の単一結合器ハウジング構造内に閉じ込められたすべての前記消失コア導波路内側コアおよび前記外側コアの総体積または前記外側コアよりも大きく、前記第１の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－Ｉ）、前記第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）、および前記複数の長手方向導波路間の前記所定の間隔は、前記第２の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－２）および前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）に達するまで、前記光学素子に沿った前記第１の端部と前記第２の端部との間で、所定の減少プロファイルにしたがって、同時にかつ徐々に縮小され、前記第２の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－２）は、光を導光するには不十分であるように選択され、前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）は、少なくとも１つの光学モードを導光するのに十分であるように選択され、前記第１端から前記第２端に向かう光は、前記内側消失コアから前記第２端に近接する前記対応する外側コアに逃げ、前記第２端から前記第１端に向かう光は、前記外側コアから前記第１端に近接する前記対応する内側消失コアに移動し、前記第１の端部に近接する前記共通の単一結合器ハウジング構造は、以下の断面構成、リングおよび連続構造のうちの１つを有し、前記リングは、前記複数の縦方向導波路を囲み、前記連続構造は、横方向に連続する複数の孔を有し、少なくとも１つの前記孔が前記複数の縦方向導波路のうちの少なくとも１つを有する。
２．マルチチャンネル光結合器アレイであって、細長い光学素子と、結合器ハウジング構造と、複数の縦方向導波路とを備え、前記細長い光学素子は、第１の端部および第２の端部を有し、前記第１の端部および前記第２の端部は、複数の光ファイバ、光学デバイス、またはそれらの組み合わせと光学的に結合するように動作可能であり、前記複数の縦方向導波路は、互いに対して配置された複数の縦方向導波路であって、各々が少なくとも１つの光学モードのための容量を有し、前記ハウジング構造に埋め込まれ、前記複数の縦方向導波路は、少なくとも１つの消失コア導波路からなり、各前記少なくとも１つの消失コア導波路は、内側消失コアと、外側コアと、外側クラッドと、を備え、前記内側消失コアは、第１の屈折率（Ｎ－ｌ）を有し、内側コアのサイズを有し、外側コアは、前記内コアを長手方向に取り囲み、第２の屈折率（Ｎ－２）を有し、外側コアのサイズを有し、外側クラッドは、前記外側コアを長手方向に取り囲み、第３屈折率（Ｎ－３）を有し、クラッドサイズを有し、前記結合器ハウジング構造は、前記複数の縦導波路を取り囲む第４屈折率（Ｎ－４）を有する媒体からなり、Ｎ－１＞Ｎ－２＞Ｎ－３であり、前記内側コアのサイズ、前記外側コアのサイズ、および前記複数の長手方向導波路間の間隔は、前記光学素子に沿って、前記第１の端部から前記第２の端部に向かって減少し、前記第２の端部において、前記内側コアのサイズが、それを通して光を導くのに不十分であり、前記外側コアのサイズが、少なくとも１つの光学モードを導くのに十分であるように、前記内側コアのサイズ、前記外側コアのサイズ、および前記複数の長手方向導波路間の間隔は、前記第１の端部から前記第２の端部に向かって減少し、前記第１の端部に近接する前記結合器ハウジング構造は、以下の断面構成、リンおよび複数の孔を有する構造のうちの１つを有し、前記リングは、前記複数の縦導波路を取り囲むリングであって、前記リングと前記複数の縦導波路との間に間隙を有し、前記複数の孔を有する構造は、少なくとも１つの孔が前記複数の縦導波路のうちの少なくとも１つを有する。
３．結合器ハウジング構造は、共通の単一結合器ハウジング構造からなる、例２の光結合
器アレイ。
４．前記第１の端部に近接して、前記複数の長手方向導波路のうちの１つは、前記結合器ハウジング構造の外側に延在する、先行例のいずれかに記載の光結合器アレイ。
５．前記第１の端部に近接して、前記複数の長手方向導波路のうちの１つは、前記結合器ハウジング構造内に配置され、前記結合器ハウジング構造からはみ出さない、先行例のいずれかに記載の光結合器アレイ。
６．前記第１の端部に近接して、前記複数の長手方向導波路のうちの１つは、前記結合器ハウジング構造の外側断面境界領域に配置され、前記結合器ハウジング構造からはみ出さない、先行例のいずれかに記載の光結合器アレイ。
７．媒体が横方向に連続した媒体である、例２～６のいずれかに記載の光結合器アレイ。８．前記結合器ハウジング構造の前記媒体の総体積は、前記結合器ハウジング構造内に閉じ込められた少なくとも１つの消失コア導波路の全ての内側コアおよび外側コアの総体積よりも大きい、実施例２～７のいずれかに記載の光結合器アレイ。
９．前記内側コアのサイズ、前記外側コアのサイズ、および前記複数の長手方向導波路間の間隔は、前記第１の端部から前記第２の端部に向かって同時に漸減する、実施例２～８のいずれかに記載の光結合器アレイ。
１０．第２の端部に近接して、結合器アレイは、結合器ハウジング構造と複数の長手方向導波路との間に実質的に隙間がない構成である、先行例のいずれかに記載の光結合器アレイ。
１１．前記断面構成のうちの１つは、前記複数の長手方向導波路を取り囲むリングである、先行例のいずれかに記載の光結合器アレイ。
１２．複数の長手方向導波路は、六角形配列である、例１１に記載の光結合器アレイ。
１３．前記リングは、円形の内側断面を有する、例１１～１２のいずれかに記載の光結合器アレイ。
１４．前記リングは、非円形の内側断面を有する、例１１～１２のいずれかに記載の光結合器アレイ。
１５．前記内側断面は、六角形である、例１４に記載の光結合器アレイ。
１６．前記内側断面は、Ｄ型である例１４に記載の光結合器アレイ。
１７．前記リングは、円形の外側断面を有する、例１１～１６のいずれかに記載の光結合器アレイ。
１８．前記リングは、非円形の外側断面を有する、例１１～１６のいずれかに記載の光結合器アレイ。
１９．前記外側断面は、六角形である、例１８に記載の光結合器アレイ。
２０．前記外側断面は、Ｄ型である、例１８に記載の光結合器アレイ。
２１．前記断面構成の１つは、複数の孔を有する構造である、例１～１０のいずれかに記載の光結合器アレイ。
２２．前記孔は、六角形配列である、例２１に記載の光結合器アレイ。
２３．前記孔は、矩形配列である、例２１に記載の光結合器アレイ。
２４．前記複数の孔は、ＸＹアレイで定義される、例２１に記載の光結合器アレイ。
２５．前記少なくとも１つの孔は、非導波路材料からなる、例２１～２４のいずれかに記載の光結合器アレイ。
２６．前記少なくとも１つの孔は、円形断面を有する、例２１～２５のいずれかに記載の光結合器アレイ。
２７．前記少なくとも１つの孔は、非円形断面を有する、例２１～２６のいずれかに記載の光結合器アレイ。
２８．前記非円形断面は、Ｄ型である、例２７に記載の光結合器アレイ。
２９．前記孔の少なくとも１つは、孔の別の１つと異なる寸法を有する、例２１～２８のいずれかに記載の光結合器アレイ。
３０．前記孔の少なくとも１つは、孔の別の１つと異なる形状を有する、例２１～２９のいずれかに記載の光結合器アレイ。
３１．前記孔は、絶縁されている、例２１～３０のいずれかに記載の光結合器アレイ。
３２．前記一部の孔は、連通している、例２１～３０のいずれかに記載の光結合器アレイ。
３３．前記少なくとも１つの消失コア導波路は、シングルモードファイバからなる、先行例のいずれかに記載の光結合器アレイ。
３４．前記少なくとも１つの消失コア導波路は、マルチモードファイバからなる、先行例のいずれかに記載の光結合器アレイ。
３５．前記少なくとも１つの消失コア導波路は、偏波保持ファイバからなる、先行例のいずれかに記載の光結合器アレイ。
３６．マルチチャンネル光結合器アレイであって、細長い光学素子と、結合器ハウジング構造と、複数の縦方向導波路とを備え、前記細長い光学素子は、第１の端部および第２の端部を有し、前記第１の端部および前記第２の端部は、複数の光ファイバ、光学デバイス、またはそれらの組み合わせと光学的に結合するように動作可能であり、前記複数の縦方向導波路は、互いに対して配置され、各々が少なくとも１つの光学モードのための容量を有し、前記ハウジング構造に埋め込まれ、前記複数の縦方向導波路は、少なくとも１つの消失コア導波路からなり、各前記少なくとも１つの消失コア導波路は、内側消失コアと、外側コアと、外側クラッドと、を備え、前記内側消失コアは、第１の屈折率（Ｎ－ｌ）を有し、内側コアのサイズを有し、前記外側コアは、前記内側コアを長手方向に取り囲み、第２の屈折率（Ｎ－２）を有し、外コアのサイズを有し、前記外側クラッドは、前記外側コアを長手方向に取り囲み、第３屈折率（Ｎ－３）を有し、クラッドサイズを有し、前記結合器ハウジング構造は、前記複数の縦導波路を取り囲む第４屈折率（Ｎ－４）を有する媒体からなり、Ｎ－１＞Ｎ－２＞Ｎ－３であり、前記内側コアのサイズ、前記外側コアのサイズ、および前記複数の縦導波路間の間隔は、前記細長い光学素子に沿って、前記第１の端部から前記第２の端部に向かって減少し、前記第２の端部において、前記内側コアのサイズが光を導くのに不十分であり、前記外側コアのサイズが少なくとも１つの光学モードを導くのに十分であり、前記第１の端部に近接する前記結合器ハウジング構造は、少なくとも１つの孔を含む断面構成を有し、前記少なくとも１つの孔は、前記複数の縦導波路のうちの少なくとも１つを含み、前記孔が、前記複数の縦導波路のうちの少なくとも１つが前記結合器ハウジング構造に対して横方向に移動可能であるように、前記複数の縦導波路のうちの少なくとも１つよりも大きい。
３７．前記結合器ハウジング構造は、共通の単一結合器ハウジング構造からなる、例３６に記載の光結合器アレイ。
３８．前記第１の端部に近接して、前記複数の長手方向導波路のうちの１つは、前記結合器ハウジング構造の外側に延在する、例３６～３７のいずれかに記載の光結合器アレイ。３９．前記第１の端部に近接して、前記複数の長手方向導波路のうちの１つが結合器ハウジング構造内に配置される、例３６～３８のいずれかに記載の光結合器アレイ。
４０．前記媒体は、横方向に連続した媒体である、例３６～３９のいずれかに記載の光結合器アレイ。
４１．前記結合器ハウジング構造の前記媒体の総体積は、前記結合器ハウジング構造内に閉じ込められた少なくとも１つの消失コア導波路の全ての内側コアおよび外側コアの総体積よりも大きい、例３６～４０のいずれかに記載の光結合器アレイ。
４２．前記内側コアのサイズ、前記外側コアのサイズ、および前記複数の長手方向導波路間の間隔は、前記第１の端部から前記第２の端部に向かって同時に漸減する、例３６～４１のいずれかに記載の光結合器アレイ。
４３．前記第２の端部に近接して、前記結合器アレイは、前記結合器ハウジング構造と前記複数の長手方向導波路との間に実質的に隙間がない構成である、例３６～４２のいずれかに記載の光結合器アレイ。
４４．前記少なくとも１つの孔は、単一の孔からなり、前記複数の縦導波路のうちの少なくとも１つは、複数の縦導波路からなる、例３６～４３のいずれかに記載の光結合器アレイ。
４５．前記複数の長手方向導波路は、六角形配列である、例４４に記載の光結合器アレイ。
４６．前記単一の孔は、円形断面である、例４４～４５のいずれかに記載の光結合器アレイ。
４７．前記単一の孔は、非円形断面を有する、例４４～４５のいずれかに記載の光結合器アレイ。
４８．前記非円形断面は、六角形である、例４７に記載の光結合器アレイ。
４９．前記非円形断面は、Ｄ型である、例４７に記載の光結合器アレイ。
５０．前記結合器ハウジング構造は、円形の外側断面を有する、例４４～４９のいずれかに記載の光結合器アレイ。
５１．前記結合器ハウジング構造は、非円形の外側断面を有する、例４４～４９のいずれかに記載の光結合器アレイ。
５２．前記外側断面は、六角形である、例５１に記載の光結合器アレイ。
５３．前記外側断面は、Ｄ型である、例５１に記載の光結合器アレイ。
５４．前記少なくとも１つの孔は、複数の孔からなる、例３６～４３のいずれかに記載の光結合器アレイ。
５５．前記複数の孔は、六角形配列である、例５４に記載の光結合器アレイ。
５６．前記複数の孔は、矩形配列である、例５４の光結合器アレイ。
５７．前記複数の孔は、ＸＹアレイによって画定される、例５４に記載の光結合器アレイ。
５８．前記複数の孔のうちの１つ以上は、非導波路材料からなる、例５４～５７のいずれかに記載の光結合器アレイ。
５９．前記複数の孔のうちの１つ以上は、円形断面を有する、例５４～５８のいずれかに記載の光結合器アレイ。
６０．前記複数の孔のうちの１つ以上は、非円形断面を有する、例５４～５９のいずれかに記載の光結合器アレイ。
６１．前記非円形断面は、Ｄ型である、例６０に記載の光結合器アレイ。
６２．前記複数の孔のうちの１つ以上は、前記孔のうちの別の１つと異なる寸法を有する、実施例５４～６１のいずれかに記載の光結合器アレイ。
６３．前記複数の孔のうちの１つ以上は、前記孔のうちの別の１つと異なる形状を有する、実施例５４～６２のいずれかに記載の光結合器アレイ。
６４．前記孔が絶縁されている、例５４～６３のいずれかに記載の光結合器アレイ。
６５．前記孔の一部が接続されている、例５４～６３のいずれかに記載の光結合器アレイ。
６６．前記少なくとも１つの消失コア導波路は、シングルモードファイバからなる、例５４～６５のいずれかに記載の光結合器アレイ。
６７．前記少なくとも１つの消失コア導波路は、マルチモードファイバからなる、例５４～６６のいずれかに記載の光結合器アレイ。
６８．前記少なくとも１つの消失コア導波路は、偏波保持ファイバからなる、例５４～６７のいずれかに記載の光結合器アレイ。
例Ｖ
１．複数の光ファイバを光学デバイスに光結合するためのマルチチャンネル光結合器アレイであって、細長い光学素子と、共通の単一結合器ハウジング構造と、複数の縦方向導波路とを備え、前記細長い光光学素子は、前記複数の光ファイバと光学的に結合するように動作可能な第１の端部と、前記光学デバイスと光学的に結合するように動作可能な第２の端部とを有し、前記複数の縦方向導波路は、各々が互いに所定の間隔で配置され、各々が所定のモードフィールドプロファイルの少なくとも１つの光学モードの容量を有し、各々が前記共通の単一ハウジング構造に埋め込まれ、前記複数の縦方向導波路の少なくとも１つが消失コア導波路であり、各前記少なくとも１つの消失コア導波路は、内側消失コアと、外側コアと、外側クラッドとを備え、前記内側消失コアは、第１の屈折率（Ｎ－ｌ）を
有し、前記第１の端部において第１の内側コアサイズ（ＩＣＳ－Ｉ）を有し、前記第２の端部において第２の内側コアサイズ（ＩＣＳ－２）を有し、前記外側コアは前記内側コアを長手方向に取り囲み、第２の屈折率（Ｎ－２）を有し、前記第１の端部において第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）を有し、前記第２の端部において第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）を有し、前記外側クラッドは、前記外側コアを長手方向に取り囲み、第３の屈折率（Ｎ－３）を有し、前記第１の端部において第１のクラッドサイズを有し、前記第２の端部において第２のクラッドサイズを有し、前記外側クラッドと前記共通の単一結合器ハウジング構造は、前記複数の長手方向導波路を取り囲む第４の屈折率（Ｎ－４）を有する横方向に連続した媒体からなり、前記第１、第２、第３および第４の屈折率（それぞれ、Ｎ－ｌ、Ｎ－２、Ｎ－３およびＮ－４）の間の所定の相対的な大きさの関係が、以下の大きさの関係（Ｎ－１＞Ｎ－２＞Ｎ－３）からなり、前記媒体または前記共通の単一結合器ハウジング構造の総体積は、前記共通の単一結合器ハウジング構造内に閉じ込められたすべての前記消失コア導波路内側コアおよび前記外側コアの総体積または前記外側コアよりも大きく、前記第１の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－Ｉ）、前記第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）、および前記複数の長手方向導波路間の前記所定の間隔は、前記第２の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－２）および前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）に達するまで、前記光学素子に沿った前記第１の端部と前記第２の端部との間で、所定の減少プロファイルにしたがって同時にかつ徐々に縮小され、前記第２の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－２）は、光を導光するには不十分であるように選択され、前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）は、少なくとも１つの光学モードを導光するのに十分であるように選択され、前記第１端から前記第２端に向かう光は、前記内側消失コアから前記第２端に近接する前記対応する外側コアに逃げ、前記第２端から前記第１端に向かう光は、前記外側コアから前記第１端に近接する前記対応する内側消失コアに移動し、前記第１の端部に近接する前記共通の単一結合器ハウジング構造は、以下の断面構成、リングおよび複数の孔を有する連続構造、少なくとも１つの孔のうちの１つを有し、前記リングは、前記複数の縦方向導波路を囲み、前記少なくとも１つの孔のうちの１つは、前記複数の縦方向導波路のうちの少なくとも１つを含む。
２．複数の光ファイバを光学デバイスに光結合するためのマルチチャンネル光結合器アレイであって、細長い光学素子と、結合器ハウジングと、複数の縦方向導波路と、を備え、前記細長い光学素子は、前記複数の光ファイバと光学的に結合するように動作可能な第１の端部と、前記光学デバイスと光学的に結合するように動作可能な第２の端部とを有し、前記複数の縦方向導波路は、各々が互いに間隔をあけて配置され、各々が少なくとも１つの光学モードに対する容量を有し、各々が前記ハウジング構造に埋め込まれ、前記複数の縦方向導波路の少なくとも１つは、消失コア導波路であり、各前記少なくとも１つの消失コア導波路は、内側消失コア、外側コア、外側クラッドと、を備え、前記内側消失コアは、第１の屈折率（Ｎ－ｌ）を有し、前記第１の端部において第１の内側コアサイズ（ＩＣＳ－Ｉ）を有し、前記第２の端部において第２の内側コアサイズ（ＩＣＳ－２）を有し、前記外側コアは前記内側コアを長手方向に取り囲み、第２の屈折率（Ｎ－２）を有し、前記第１の端部において第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）を有し、前記第２の端部において第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）を有し、前記外側クラッドは、前記外側コアを長手方向に取り囲み、第３の屈折率（Ｎ－３）を有し、前記第１の端部において第１のクラッドサイズを有し、前記第２の端部において第２のクラッドサイズを有し、前記結合器ハウジング構造は、前記複数の長手方向導波路を取り囲む第４の屈折率（Ｎ－４）を有する媒体からなり、前記第１、第２、第３および第４の屈折率（それぞれ、Ｎ－ｌ、Ｎ－２、Ｎ－３およびＮ－４）の間の相対的な大きさの関係が、以下の大きさの関係（Ｎ－１＞Ｎ－２＞Ｎ－３）からなり、前記第１の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－Ｉ）、前記第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）、および前記複数の長手方向導波路間の前記間隔は、前記光学素子に沿って前記第１の端部と前記第２の端部との間で、前記第２の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－２）および前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）に達するまで減少し、前記第２の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－２）が、それを通して光を導くのに不十分で
あり、前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）は、少なくとも１つの光学モードを導くのに十分であり、前記第１端から前記第２端に向かう光は、前記内側消失コアから前記第２端に近接する前記対応する外側コアに逃げ、前記第２端から前記第１端に向かう光は、前記外側コアから前記第１端に近接する前記対応する内側消失コアに移動し、前記第１の端部に近接する前記結合器ハウジング構造は、前記複数の縦方向導波路を囲むリング、または複数の孔を有する構造のいずれかの断面形状を有し、前記複数の孔の少なくとも１つの孔は、前記複数の縦方向導波路の少なくとも１つを含む。
例ＶＩ
１．複数の光ファイバを光学デバイスに光結合するためのマルチチャンネル光結合器アレイであって、細長い光学素子と、共通の単一結合器ハウジング構造と、複数の縦方向導波路と、を備え、前記細長い光学素子は、前記複数の光ファイバと光学的に結合するように動作可能な第１の端部、中間断面、および前記光学デバイスと光学的に結合するように動作可能な第２の端部を有し、前記複数の縦方向導波路は、各々が互いに所定の間隔を空けて配置され、各々が所定のモードフィールドプロファイルの少なくとも１つの光学モードの容量を有し、各々が前記第２の端部に近接して前記共通の単一ハウジング構造に埋め込まれ、前記複数の縦方向導波路の少なくとも１つは、消失コア導波路であり、各前記少なくとも１つの消失コア導波路は、内側消失コアと、外側コアと、外側クラッドと、を備え、前記内側消失コアは、第１の屈折率（Ｎ－ｌ）を有し、前記第１の端部において第１の内側コアサイズ（ＩＣＳ－Ｉ）を有し、前記中間断面において中間内側コアサイズ（ＩＣＳ－ＩＮ）を有し、前記第２の端部において第２の内側コアサイズ（ＩＣＳ－２）を有し、前記外側コアは、前記内側コアを長手方向に取り囲み、前記外側クラッドは、第２の屈折率（Ｎ－２）を有し、前記第１の端部における第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）、前記中間断面における中間外側コアサイズ（ＯＣＳ－ＩＮ）、および前記第２の端部における第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）を有し、外側コアと前記外側コアを長手方向に取り囲み、第３の屈折率（Ｎ－３）を有し、前記第１の端部における第１のクラッドサイズ、および前記第２の端部における第２のクラッドサイズを有し、前記共通の単一結合器ハウジング構造は、前記複数の長手方向導波路を取り囲む第４の屈折率（Ｎ－４）を有する横方向に連続した媒体からなり、前記第１、第２、第３および第４の屈折率（それぞれ、Ｎ－ｌ、Ｎ－２、Ｎ－３およびＮ－４）の間の所定の相対的な大きさの関係が、以下の大きさの関係（Ｎ－１＞Ｎ－２＞Ｎ－３）からなり、前記媒体または前記共通の単一結合器ハウジング構造の総体積は、前記共通の単一結合器ハウジング構造内に閉じ込められたすべての前記消失コア導波路内側コアおよび前記外側コアの総体積または前記外側コアよりも大きく、前記第１の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－Ｉ）、前記第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）、および前記複数の縦方向導波路間の前記所定の間隔は、前記光学素子に沿った前記第１の端部と前記第２の端部との間において、前記第２の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－２）および前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）に達するまで、所定の縮小プロファイルにしたがって、同時に徐々に縮小され、前記中間内側消失コアサイズ（ＩＣＳＩＮ）は、それを通して光を導くのに不十分であるように選択され、前記中間外側コアサイズ（ＯＣＳ－ＩＮ）は、少なくとも１つの光学モードを導くのに十分であるように選択され、前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）は、それを通して光を導くのに不十分であるように選択され、前記第１の端部から前記第２の端部に向かって進む光は、前記内側の消失コアから前記中間断面に近接する前記対応する外側コアに逃げ込み、前記外側コアから前記第２の端部に近接する少なくとも２つの隣接する外側コアによって形成される結合導波路に逃げ込み、前記第２の端部から前記第１の端部に向かって進む光の少なくとも１つの導波モードは、少なくとも２つの隣接する外側コアによって形成された結合導波路から前記中間断面に近接して前記外側コアに移動し、前記外側コアから前記第１の端部に近接して前記対応する内側消失コアに移動し、
前記第１の端部に近接した前記共通の単一の結合器ハウジング構造は、少なくとも１つの孔を有する横方向に連続した構造からなる断面構成を有し、前記少なくとも１つの孔が、前記複数の縦方向導波路の少なくとも１つを含み、前記結合器ハウジング構造と前記複数
の縦方向導波路の少なくとも１つとの間に間隙を形成する。
２．マルチチャンネル光結合器アレイであって、細長い光学素子と、結合器ハウジング構造と、複数の縦方向導波路とを備え、前記細長い光学素子は、第１の端部、中間断面、および第２の端部を有し、前記複数の縦方向導波路は、各々が互いに間隔をあけて配置され、各々が少なくとも１つの光学モードに対する容量を有し、各々が前記ハウジング構造内に配置され、前記複数の縦方向導波路のうちの少なくとも１つが消失コア導波路であり、各前記少なくとも１つの消失コア導波路は、内側消失コアと、外側コアと、外側クラッドと、を備え、前記内側消失コアは、第１の屈折率（Ｎ－ｌ）を有し、前記第１の端部において第１の内側コアサイズ（ＩＣＳ－Ｉ）を有し、前記中間断面において中間内側コアサイズ（ＩＣＳ－ＩＮ）を有し、前記第２の端部において第２の内側コアサイズ（ＩＣＳ－２）を有し、前記外側コアは、前記内側コアを長手方向に取り囲み、第２の屈折率（Ｎ－２）を有し、前記第１の端部における第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）、前記中間断面における中間外側コアサイズ（ＯＣＳ－ＩＮ）、および前記第２の端部における第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）を有し、前記外側クラッドは、前記外側コアを長手方向に取り囲み、第３の屈折率（Ｎ－３）を有し、前記第１の端部における第１のクラッドサイズ、および前記第２の端部における第２のクラッドサイズを有し、前記結合器ハウジング構造は、前記複数の長手方向導波路を取り囲む第４の屈折率（Ｎ－４）を有する媒体からなり、前記第１、第２、第３および第４の屈折率（それぞれ、Ｎ－ｌ、Ｎ－２、Ｎ－３、およびＮ－４）の間の相対的な大きさの関係が、以下の大きさの関係（Ｎ－１＞Ｎ－２＞Ｎ－３）からなり、前記第１の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－Ｉ）、前記第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）、および前記複数の長手方向導波路間の前記間隔は、前記光学素子に沿った前記第１の端部と前記第２の端部との間で減少しており、前記中間の内側消失コアサイズ（ＩＣＳＩＮ）は、光をそこへ導くのに不十分であり、前記中間の外側コアサイズ（ＯＣＳ－ＩＮ）は、少なくとも１つの光学モードを導くのに十分であり、前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）は、光をそこへ導くのに不十分であり、前記第１の端部から前記第２の端部に向かって進む光は、前記内側の消失コアから前記中間断面に近接する前記対応する外側コアに逃げ込み、前記外側コアから前記第２の端部に近接する少なくとも２つの隣接する外側コアによって形成される結合導波路に逃げ込み、前記第２の端部から前記第１の端部に向かって進む光の少なくとも１つの導波モードは、少なくとも２つの隣接する外側コアによって形成された結合導波路から前記中間断面に近接して前記外側コアに移動し、前記外側コアから前記第１の端部に近接して前記対応する内側消失コアに移動する。
The exemplary embodiments described herein have innovative features, no one of which is essential or the sole cause of their desirable attributes. Without limiting the scope of the claims, some of the advantageous features are summarized below.
Example I
1. A multichannel optical coupler array for optically coupling a plurality of optical fibers to an optical device, the array comprising:
an elongate optical element having a first end operable to optically couple with the plurality of optical fibers and a second end operable to optically couple with the optical device; a common single coupler housing structure and a plurality of longitudinal waveguides, each of the plurality of longitudinal waveguides having a capacity for at least one optical mode of a predetermined mode field profile. , each embedded in the common unitary housing structure proximate the second end, at least one of the plurality of longitudinal waveguides being a vanishing core waveguide, and each of the at least one vanishing core waveguide The waveguide includes an inner vanishing core, an outer core, and an outer cladding, the inner vanishing core having an inner vanishing core center and a first refractive index (N-l); the outer core has a first inner core size (ICS-I) at one end and a second inner core size (ICS-2) at the second end; longitudinally surrounding said inner core and having a second refractive index (N-2) and having a first outer core size (OCS-I) at said first end; having a second outer core size (OCS-2) at the end, said outer cladding longitudinally surrounding said outer core and having a third refractive index (N-3); a first cladding size at an end and a second cladding size at the second end, the common unitary coupler housing structure having a fourth cladding size surrounding the plurality of longitudinal waveguides; comprising a laterally continuous medium having a refractive index (N-4) of said first, second, third and fourth refractive index (N-1, N-2, N-3 and N-1, respectively). -4) is the following size relationship (N-1>N-2>N-3), where N-1 and N-2 The refractive index transition between has a function N(r), where r is the lateral distance from the inner vanishing core center, and its second derivative is d 2 N(r)/dr 2 , the total volume of the medium of the common single coupler housing structure is greater than the total volume of all the vanishing core waveguide inner cores and the outer cores of the common single coupler housing structure; The inner vanishing core size (ICS-I) and the first outer core size (OCS-I) are arranged at the first end and the second outer core size along the optical element according to a predetermined reduction profile. between the ends, the function N(r) is gradually reduced until reaching the second inner vanishing core size (ICS-2) and the second outer core size (OCS-2), and the function N(r) is , is a smooth function with a positive mean of said second derivative, or said function N(r) is at least one approximation to a smooth function with a positive mean of said second derivative. a step function with steps, said second inner vanishing core size (ICS-2) being selected to be insufficient to guide light through said second outer core size (OCS-2); ) is selected to be sufficient to guide at least one optical mode, such that light directed from the first end to the second end is directed from the inner vanishing core to the second end. Light escaping to the corresponding outer core proximate and traveling from the second end to the first end moves from the outer core to the corresponding inner vanishing core proximate the first end. , the common unitary coupler housing structure proximate the first end has a cross-sectional configuration of a laterally continuous structure having at least one hole, the at least one hole being A multi-channel optical coupler array including at least one of a plurality of longitudinal waveguides and forming a gap between the coupler housing structure and at least one of the plurality of longitudinal waveguides.
2. The multi-channel optical coupler array of Example 1, wherein the function N(r) is a smooth function with a positive mean of the second derivative.
3. The multi-channel optical coupler array of example 1, wherein the function N(r) is a step function having at least one step approximating a smooth function with a positive mean of the second derivative.
4. The multi-channel optical combiner array of example 3, wherein the function N(r) comprises one step.
5. The multi-channel optical combiner array of example 3, wherein the function N(r) comprises two steps.
6. The multi-channel optical combiner array according to Example 3, wherein the function N(r) consists of three steps.
7. The multichannel optical coupler array of Example 3, wherein the step function includes corner points, and at least some of the corner points lie above or below a smooth function having a positive mean of the second derivative.
8. 8. The multi-channel optical coupler array of any of Examples 1-7, wherein the at least one hole comprises at least one non-circular hole formed by a plurality of protrusions of the coupler housing structure.
9. The multi-channel optical coupler array of any of Examples 1-7, wherein the at least one hole comprises at least one hole formed by a tube surrounded by a plurality of protrusions of the coupler housing structure. .
10. A multichannel optical coupler array for optically coupling a plurality of optical fibers to an optical device, the array comprising:
an elongate optical element having a first end operable to optically couple with the plurality of optical fibers and a second end operable to optically couple with the optical device; a common single coupler housing structure and a plurality of longitudinal waveguides, each of the plurality of longitudinal waveguides having a capacity for at least one optical mode of a predetermined mode field profile. , each embedded in the common unitary housing structure proximate the second end, at least one of the plurality of longitudinal waveguides being a vanishing core waveguide, and each of the at least one The two vanishing core waveguides include an inner vanishing core, an outer core, and an outer cladding, the inner vanishing core having a first refractive index (N−l), and the inner vanishing core having a first refractive index (N−l) and at the first end. a first inner core size (ICS-I) and a second inner core size (ICS-2) at said second end, said outer core longitudinally surrounding said inner core; , a second refractive index (N-2), a first outer core size (OCS-I) at the first end, and a second outer core size at the second end. (OCS-2), the outer cladding longitudinally surrounds the outer core, has a third refractive index (N-3), and has a first cladding size at the first end. and having a second cladding size at the second end, the common single coupler housing structure having a fourth index of refraction (N-4) surrounding the plurality of longitudinal waveguides. a laterally continuous medium having a predetermined relative value between said first, second, third and fourth refractive indices (N-l, N-2, N-3 and N-4, respectively); the total volume of the medium or the common single coupler housing structure is as follows: (N-1>N-2>N-3) greater than the total volume of all said vanishing core waveguide inner cores and said outer cores confined within a single coupler housing structure or said first inner vanishing core size (ICS-I) and said first inner vanishing core size (ICS-I); a first outer core size (OCS-I) between the first end and the second end along the optical element according to a predetermined reduction profile; The vanishing core size (ICS-2) and the second outer core size (OCS-2) are simultaneously gradually reduced until the vanishing core size (ICS-2) and the second inner vanishing core size (ICS-2) are reached, the second inner vanishing core size (ICS-2) the second outer core size (OCS-2) is selected to be sufficient to guide at least one optical mode, and the second outer core size (OCS-2) is selected to be sufficient to guide at least one optical mode; The light directed from the inner vanishing core toward the second end escapes from the inner vanishing core to the corresponding outer core proximate to the second end, and the light directed from the second end toward the first end. moves from the outer core to the corresponding inner vanishing core proximate the first end, and the common unitary coupler housing structure proximate the first end has at least one aperture. wherein the at least one hole has a cross-sectional configuration of a laterally continuous structure having a cross-sectional configuration in which the plurality of longitudinal waveguides form a gap between the coupler housing structure and at least one of the plurality of longitudinal waveguides. at least one of the waveguides, said at least one hole comprising at least one non-circular hole formed by a plurality of protrusions of said coupler housing structure.
11. A multichannel optical coupler array for optically coupling a plurality of optical fibers to an optical device, the first end being operable to optically couple the plurality of optical fibers; a second end operable to optically couple; a common unitary coupler housing structure; and a plurality of longitudinal waveguides; each having a capacity for at least one optical mode of a predetermined mode field profile, each embedded in said common unitary housing structure proximate said second end, said plurality of longitudinal At least one of the directional waveguides is a vanishing core waveguide, each said at least one vanishing core waveguide comprising an inner vanishing core, an outer core, and an outer cladding, the inner vanishing core having a 1, a first inner core size (ICS-I) at the first end, and a second inner core size (ICS-I) at the second end. -2), the outer core longitudinally surrounds the inner core, has a second refractive index (N-2), and has a first outer core size (OCS) at the first end. -I) and has a second outer core size (OCS-2) at the second end, the outer cladding longitudinally surrounding the outer core and having a third refractive index (N -3), having a first cladding size at the first end and a second cladding size at the second end, the outer cladding and the common single coupler housing; The structure comprises a laterally continuous medium having a fourth index of refraction (N-4) surrounding said plurality of longitudinal waveguides, said first, second, third and fourth index of refraction (respectively , N-l, N-2, N-3 and N-4) is the following magnitude relationship (N-1>N-2>N-3) Consisting of
The total volume of the medium or the common single coupler housing structure is the total volume of all the vanishing core waveguide inner cores and the outer cores confined within the common single coupler housing structure or the outer the first inner vanishing core size (ICS-I) and the first outer core size (OCS-I) are larger than the optical element along the optical element according to a predetermined reduction profile. between an end and the second end, the second inner vanishing core size (ICS-2) and the second outer core size (OCS-2) are simultaneously gradually reduced; The second inner vanishing core size (ICS-2) is selected to be insufficient to guide light therethrough, and the second outer core size (OCS-2) is selected to be insufficient for guiding light through at least one optical light from said first end toward said second end is selected to be sufficient to guide a mode from said inner vanishing core to said corresponding outer core proximate said second end. Light escaping from the second end toward the first end travels from the outer core to the corresponding inner vanishing core proximate the first end, and travels from the outer core to the corresponding inner vanishing core proximate the first end. said common single coupler housing structure adjacent to said coupler housing structure has a cross-sectional configuration consisting of a laterally continuous structure having at least one hole, said at least one hole connecting said coupler housing structure and said plurality of at least one of the plurality of longitudinal waveguides forming a gap with at least one of the longitudinal waveguides of the tube, the at least one hole being surrounded by a plurality of protrusions of the coupler housing structure. It is characterized by comprising at least one hole formed by.
12. A multi-channel optical coupler array comprising an elongate optical element having a first end and a second end, the first end and the second end comprising a plurality of optical fibers, an optical or a combination thereof, the optical element comprising a coupler housing structure and a plurality of longitudinal waveguides, wherein the plurality of longitudinal waveguides are arranged relative to each other. the plurality of longitudinal waveguides are embedded within the housing structure proximate the second end, each having a capacity for at least one optical mode, and the plurality of longitudinal waveguides are embedded within the housing structure proximate the second end; The directional waveguide includes at least one vanishing core waveguide, the at least one vanishing core waveguide comprising an inner vanishing core, an outer core, and an outer cladding, the inner vanishing core having a first refractive index. the outer core longitudinally surrounds the inner core and has a second refractive index (N-2); the outer cladding has a second refractive index (N-2); , longitudinally surrounding the outer core and having a third refractive index (N-3), and having a cladding size, the coupler housing structure having a fourth refractive index (N-3) surrounding the plurality of longitudinal waveguides. -4), N-1>N-2>N-3, and the size of the inner core, the size of the outer core, and the spacing between the plurality of longitudinal waveguides are decreasing along the element from the first end to the second end, at the second end the size of the inner core is insufficient to direct light therethrough; , the size of the inner core, the size of the outer core, and the spacing between the plurality of longitudinal waveguides are such that the size of the outer core is sufficient to guide at least one optical mode. The coupler housing structure decreases from one end toward the second end and adjacent the first end includes at least one hole, the at least one hole decreasing the coupler housing structure toward the second end and proximate the first end. at least one of the plurality of longitudinal waveguides forming a gap between a housing structure and at least one of the plurality of longitudinal waveguides, the at least one hole in the coupler housing structure It is composed of at least one non-circular hole formed by a plurality of convex portions.
13. 13. The optical coupler array of Example 12, wherein the coupler housing structure comprises a common single coupler housing structure.
14. Optical coupler array according to any of Examples 12-13, wherein the medium is a laterally continuous medium.
15. Examples 12 to 14, wherein the total volume of the medium of the coupler housing structure is greater than the total volume of all inner and outer cores of at least one vanishing core waveguide confined within the coupler housing structure. The optical coupler array according to any one of the above.
16. Examples 12 to 15, wherein the size of the inner core, the size of the outer core, and the spacing between the plurality of longitudinal waveguides taper simultaneously from the first end to the second end. The optical coupler array according to any one of the above.
17. Proximate the second end, the coupler array is in a substantially gap-free configuration between the coupler housing structure and at least one of the plurality of longitudinal waveguides, e.g. 17. The optical coupler array according to any one of 12 to 16.
18. 18. The optical coupler array according to any of Examples 12-17, wherein the at least one hole consists of a plurality of holes.
19. 19. The optical coupler array of example 18, wherein at least one of the holes has a different dimension than another one of the holes.
20. 20. The optical coupler array according to any of Examples 18-19, wherein at least one of the holes has a different shape than another one of the holes.
21. Optical coupler array according to any of Examples 18-20, wherein the holes are insulated.
22. Optical coupler array according to any of examples 18 to 20, in which several holes are connected.
23. 23. The optical coupler array of any of Examples 12-22, wherein the at least one hole comprises at least one hole formed by a tube surrounded by a plurality of protrusions of a coupler housing structure.
24. 24. A method of manufacturing an optical coupler array according to any of Examples 12-23, comprising forming at least one hole by a tube surrounded by a plurality of protrusions of a coupler housing structure.
25. A multi-channel optical coupler array comprising an elongate optical element having a first end and a second end, the first end and the second end comprising a plurality of optical fibers, an optical the optical element is operable to optically couple with a device, or a combination thereof, the optical element comprising a coupler housing structure and a plurality of longitudinal waveguides disposed relative to each other within the housing structure; The coupler housing structure proximate the first end includes at least one hole, the at least one hole being between the coupler housing structure and at least one of the plurality of longitudinal waveguides. at least one of the plurality of longitudinal waveguides forming a gap between the plurality of longitudinal waveguides, the at least one hole comprising at least one non-circular hole formed by a plurality of protrusions of the coupler housing structure. be done.
26. Proximate the second end, the coupler array is in a substantially gap-free configuration between the coupler housing structure and at least one of the plurality of longitudinal waveguides, e.g. 26. The optical coupler array according to 25.
27. 27. The optical coupler array according to any of Examples 25-26, wherein at least one hole consists of a plurality of holes.
28. 28. The optical coupler array according to any of Examples 25-27, wherein at least one of the holes has different dimensions than another one of the holes.
29. 29. The optical coupler array according to any of Examples 25-28, wherein at least one of the holes has a different shape than another one of the holes.
30. Optical coupler array according to any of Examples 25-29, wherein the holes are insulated.
31. Optical coupler array according to any of examples 25 to 29, in which several holes are connected.
32. 32. The optical coupler array of any of Examples 25-31, wherein at least one of the plurality of longitudinal waveguides comprises a non-vanishing core waveguide.
33. The optical coupler array according to any of Examples 25 to 32, wherein at least one of the plurality of longitudinal waveguides comprises a vanishing core waveguide.
34. 34. The optical coupler array of any of Examples 25-33, wherein the at least one hole comprises at least one hole formed by a tube surrounded by a plurality of protrusions of the coupler housing structure.
35. 35. A method of manufacturing an optical coupler array according to any of Examples 25-34, comprising forming at least one hole by a tube surrounded by a plurality of protrusions of a coupler housing structure.
Example II
1. a multi-fiber array comprising a plurality of optical couplers, each optical coupler of the plurality of optical couplers optically coupling at least one optical fiber waveguide to at least one waveguide of an optical device; and the plurality of optical couplers have a first end operable to optically couple with the at least one optical fiber waveguide and a first end operable to optically couple with the optical device. a common single coupler housing structure; and at least one optical element having a capacitance for at least one optical mode embedded in the common single coupler housing structure. at least one longitudinal waveguide, the common single coupler housing structure having an outer cross-sectional shape having a first side surface and a second side surface; comprises an alignment carrier, the alignment carrier including one or more flats configured to be coupled to the second side of the housing structure to couple the plurality of optical couplers. .
2. The multi-fiber array of example 1, wherein the second side of the housing structure comprises one or more flats configured to mate with the one or more flats of the alignment carrier.
3. The multi-fiber array of any of the preceding examples, wherein the first side of the housing structure comprises one or more curved portions.
4. The multifiber according to any of the preceding examples, wherein the one or more flat portions of the alignment carrier define a V-groove and the second side of the housing structure define one or more curved portions. array.
5. According to any of the preceding examples, the alignment carrier comprises at least two flat portions configured to be coupled with at least two flat portions of one of the second sides of the housing structure. multi-fiber array.
6. A multi-fiber array according to any of the preceding examples, wherein the alignment carrier extends on at least one side beyond the second side of one of the housing structures in the lateral direction.
7. A multi-fiber array as in any of the preceding examples, wherein the alignment carrier extends laterally on both sides beyond the second side of one of the housing structures.
8. The multi-fiber array according to any of the preceding examples, wherein the alignment carrier comprises a carrier plate.
9. The first side of the common unitary coupler housing structure is positioned within the V-groove of the optical device or carrier of the optical device such that the first side contacts the wall of the V-groove. The multi-fiber array according to any of the preceding examples, wherein the multi-fiber array is configured to:
10. The multi-fiber array according to Example 9, wherein the alignment carrier is configured to be placed on the top surface of the V-groove.
11. The multi-fiber array according to Example 9 or 10, wherein the alignment carrier is configured not to sit on the upper surface of the V-groove.
12. The multi-fiber fiber array according to any of Examples 9-11, wherein the position of the V-groove is registered with respect to the position of the at least one waveguide of the optical device.
13. The position of the V-groove is such that the at least one waveguide of the optical device is aligned with the at least one longitudinal waveguide of one of the optical couplers with an optical coupling efficiency between 50% and 100%. 13. The multi-fiber array of example 12, wherein the multi-fiber array is registered with respect to the position of the at least one waveguide of the optical device, such that
14. The multi-fiber array according to Example 13, wherein the optical coupling efficiency is 80% or more and 100% or less.
15. A multi-fiber array according to any of the preceding examples, wherein the optical coupler is configured to optically couple one end of the at least one multi-core fiber waveguide to at least one waveguide of the optical device.
16. The second side of the housing structure is spaced a distance from at least one longitudinal waveguide of one of the optical couplers such that insertion loss is low from the first end to the second end. A multi-fiber array according to any of the preceding examples, wherein the multi-fiber array is arranged in parallel.
17. The second side of the housing structure includes at least one longitudinal waveguide of one of the optical couplers such that waveguiding properties are maintained from the first end to the second end. The multi-fiber array according to any of the preceding examples, wherein the multi-fiber array is located at a distance from the.
18. A multi-fiber array according to any of the preceding examples, wherein the at least one longitudinal waveguide of one of the optical couplers consists of a core of a multi-core fiber and the common single coupler housing structure consists of a cladding. .
19. 19. The multi-fiber array of Example 18, wherein the multi-core fibers are flexible.
20. The multi-fiber array according to any of the preceding examples, wherein at least one of the optical couplers is configured to optically couple a plurality of optical fibers to an optical device, and wherein the elongate optical element is configured to the elongate having a first end operable to optically couple with a plurality of optical fibers, an intermediate cross section, and a second end operable to optically couple with the optical device; Optical elements are each spaced apart from each other, each having a capacity for at least one optical mode, and each proximate the second end to the common unitary housing structure. a plurality of embedded longitudinal waveguides, at least one of the plurality of longitudinal waveguides being a vanishing core waveguide, and each of the at least one vanishing core waveguide having an inner vanishing core; , an outer core and an outer cladding, the inner vanishing core having a first refractive index (N-l) and a first inner core size (ICS-1) at the first end. and has an intermediate inner core size (ICS-IN) at the intermediate cross section and a second inner core size (ICS-2) at the second end, and the outer core is larger than the inner core. having a second refractive index (N-2), a first outer core size (OCS-1) at said first end, and an intermediate outer core size at said intermediate cross section; (OCS-IN) and a second outer core size (OCS-2) at the second end, the outer cladding longitudinally surrounding the outer core and having a third refractive index. (N-3), a first cladding size at the first end and a second cladding size at the second end, the common unitary coupler housing structure , a laterally continuous medium having a fourth refractive index (N-4) surrounding the plurality of longitudinal waveguides, the first, second, third and fourth refractive indices (respectively N-4); 1, N-2, N-3, and N-4) is the following size relationship (N-1>N-2>N-3) and N- 3) and the total volume of the medium of the common single coupler housing structure is equal to the total volume of the medium of all the vanishing core waveguide inner cores and the outer cores confined within the common single coupler housing structure. greater than a total volume, the first inner vanishing core size (ICS-1), the first outer core size (OCS-1), and the spacing between the plurality of longitudinal waveguides to a reduced profile. Accordingly, between the first end and the second end along the optical element, the second inner vanishing core size (ICS-2) and the second outer core size (OCS-2) 2) is simultaneously gradually reduced until the intermediate inner vanishing core size (ICSIN) is selected to be insufficient to guide light through it, and the intermediate outer core size (OCS-IN) is selected such that it is insufficient to guide light through it; is selected to be sufficient to guide at least one optical mode, and said second outer core size (OCS-2) is selected to be insufficient to guide light therethrough. Light traveling from the first end toward the second end escapes from the inner vanishing core adjacent to the intermediate cross section to the corresponding outer core and exits adjacent the second end. At least one guided mode of light escaping from the outer core into a coupling waveguide formed by at least two outer cores and traveling from the second end towards the first end from the coupling waveguide formed by the core to the outer core proximate the intermediate cross section; from the outer core to the corresponding inner vanishing core proximate the first end; The unitary coupler housing structure has an outer cross-sectional shape including a first side consisting of one or more curved portions, said second side having a shape such that the waveguiding properties are maintained and undisturbed. spaced apart from the plurality of longitudinal waveguides.
Example III
1. An optical coupler array for optically coupling a plurality of optical fibers to an optical device, the first end operable to optically couple the plurality of optical fibers, an intermediate cross section, and the optical device. an elongate optical element having a second end operable to optically couple with the elongated optical element, and a plurality of longitudinal waveguides, each of the plurality of longitudinal waveguides being spaced apart from each other. each having a capacity for at least one optical mode of a predetermined mode field profile, each embedded in the common unitary housing structure proximate the second end, and each having a capacity of at least one optical mode of a predetermined mode field profile; At least one of the waveguides is a vanishing core waveguide, each said at least one vanishing core waveguide comprising an inner vanishing core, an outer core, and an outer cladding, the inner vanishing core having a first has a refractive index (N-l), has a first inner core size (ICS-1) at the first end, and has an intermediate inner core size (ICS-IN) at the intermediate cross section. , having a second inner core size (ICS-2) at the second end, the outer core longitudinally surrounding the inner core and having a second refractive index (N-2). , a first outer core size (OCS-1) at the first end, an intermediate outer core size (OCS-IN) at the intermediate cross section, and a second outer core size (OCS-IN) at the second end. -2), the outer cladding longitudinally surrounds the outer core and has a third refractive index (N-3), a first cladding size at the first end; having a second cladding size at a second end, said common single coupler housing structure having a fourth index of refraction (N-4) surrounding said plurality of longitudinal waveguides; a continuous medium and predetermined relative magnitudes between said first, second, third and fourth refractive indices (N-l, N-2, N-3 and N-4, respectively); has the following magnitude relationship (N-1>N-2>N-3), and the total volume of the medium of the common single combiner housing structure is greater than the total volume of all said vanishing core waveguide inner cores and said outer cores confined within a housing structure, said first inner vanishing core size (ICS-1), said first outer core size (OCS-1); -1), and the predetermined spacing between the plurality of longitudinal waveguides is between the first end and the second end along the optical element according to a predetermined reduction profile. , are simultaneously gradually reduced until reaching said second inner vanishing core size (ICS-2) and said second outer core size (OCS-2), through which said intermediate inner vanishing core size (ICSIN) is reached. the intermediate outer core size (OCS-IN) is selected to be insufficient to guide light, and the second outer core size is selected to be sufficient to guide at least one optical mode; (OCS-2) is selected to be insufficient to direct light therethrough, such that light traveling from said first end toward said second end is directed from said inner vanishing core to said from the outer core into a coupling waveguide formed by at least two adjacent outer cores near the second end, and from the second end At least one guided mode of light traveling towards the first end travels from a coupling waveguide formed by at least two adjacent outer cores to the outer core proximate to the intermediate cross section; Moving from the outer core to the corresponding inner vanishing core proximate the first end, the common unitary coupler housing structure includes a first side consisting of one or more curved portions; a second side surface comprising one or more flat portions, said second side surface being separated from said plurality of longitudinal waveguides so that waveguiding properties are maintained and undisturbed; placed at a distance.
2. The optical coupler array according to Example 1, wherein the outer cross-sectional shape is D-shaped.
3. The alignment carrier includes one or more flats configured to be coupled to the second side so as to extend laterally beyond the second side on at least one side. The optocoupler array according to example 1 or 2, further comprising: 4. 4. The optocoupler array of example 3, wherein the alignment carrier extends laterally beyond the second side on both sides.
5. The optical coupler according to any of the preceding examples, wherein the first side surface is configured to be disposed within the V-groove such that the first side surface is in contact with a wall of the V-groove. array.
6. 6. The optocoupler array of example 5, wherein the alignment carrier is disposed on the top surface of the V-groove or is configured to be disposed on the top surface of the V-groove.
7. The optical coupler array according to any of Examples 3 to 6, wherein the alignment carrier consists of a carrier plate.
8. An optical coupler for optically coupling at least one optical fiber waveguide to at least one waveguide of an optical device, the optical coupler comprising an elongated optical element, a common single coupler housing structure, and at least one longitudinal waveguide. , the elongated optical element having a first end operable to optically couple with the at least one optical fiber waveguide, and a first end operable to optically couple with the optical device. a second end, said at least one longitudinal waveguide having a capacity for at least one optical mode, each embedded in said common single housing structure, said at least one longitudinal waveguide having a capacity for at least one optical mode, each embedded in said common single housing structure; a housing structure has an outer cross-sectional shape consisting of a first side and a second side, and includes one or more portions complementary to the second side of the housing structure; is configured to be coupled to the second side of the housing structure such that it extends laterally beyond the second side on at least one side.
9. The first side of the housing structure consists of one or more curved sections, the second side of the housing structure consists of one or more flat sections, and the one or more sections of the alignment carrier The optical coupler according to example 8, wherein the optical coupler consists of one or more flat portions.
10. The optical coupler according to Example 8 or 9, wherein the outer cross-sectional shape is D-shaped.
11. The optical coupler according to Example 8, wherein the outer cross-sectional shape is a polygon.
12. An optical coupler according to any of Examples 8 to 11, wherein the alignment carrier extends laterally beyond the second side on both sides.
13. The light according to any of Examples 8 to 12, wherein the first side surface is configured such that the first side surface is disposed within the V-groove, such that the first side surface is in contact with a wall of the V-groove. combiner.
14. 14. The optical coupler according to example 13, wherein the alignment carrier is disposed on the top surface of the V-groove or is configured to be disposed on the top surface of the V-groove.
15. The optical coupler according to any of Examples 8 to 14, wherein the alignment carrier consists of a carrier plate.
16. Examples 13 to 15, wherein the V-groove is part of the optical device or a carrier of the optical device, and the position of the V-groove is registered with respect to the position of the at least one waveguide of the optical device. The optical coupler according to any one of.
17. The position of the V-groove is such that the at least one waveguide of the optical device is aligned with the at least one longitudinal waveguide with an optical coupling efficiency between 50% and 100%. 17. The optical coupler of example 16, wherein the optical coupler is registered with respect to two waveguide positions.
18. The optical coupler according to Example 17, wherein the optical coupling efficiency is 80% or more and 100% or less.
19. 9. The optical coupler of example 8, wherein the second side of the housing structure comprises one or more curved sections and the one or more sections of the alignment carrier comprises a V-groove.
20. The optical coupler according to example 8, wherein the second side of the housing structure consists of one or more curved sections, and the one or more sections of the alignment carrier are formed from the one or more curved sections. An optical coupler.
21. Examples 8-20, wherein the first end of the elongated optical element is operable to optically couple with a multi-core fiber operable to optically couple with the at least one optical fiber waveguide. The optical coupler according to any one of.
22. The optical coupler of Example 21, wherein the multi-core fiber is operable to optically couple with a second optical coupler operable to optically couple with the at least one optical fiber waveguide. .
23. 23. The first end of the elongated optical element is optically coupled to a multi-core fiber operable to optically couple the at least one optical fiber waveguide. optical coupler.
24. 24. The optical coupler of Example 23, wherein the multi-core fiber is optically coupled with a second optical coupler operable to optically couple the at least one optical fiber waveguide.
Example IV
1. A multichannel optical coupler array for optically coupling a plurality of optical fibers to an optical device, comprising: an elongated optical element; a common single coupler housing structure; and a plurality of longitudinal waveguides; An elongate optical element has a first end operable to optically couple with the plurality of optical fibers and a second end operable to optically couple with the optical device. and each of the plurality of longitudinal waveguides is arranged at a predetermined distance from each other, each has a capacity for at least one optical mode of a predetermined mode field profile, and each of the plurality of longitudinal waveguides is proximate to the second end. embedded in the common unitary housing structure, at least one of the plurality of longitudinal waveguides is a vanishing core waveguide, each of the at least one vanishing core waveguide having an inner vanishing core and an outer core. and an outer cladding, the inner vanishing core having a first refractive index (N-l) and a first inner core size (IC) at the first end.
SI) and longitudinally surrounding said inner core with an inner vanishing core having a second inner core size (ICS-2) at said second end, said outer core having a second refractive a first outer core size (OCS-I) at said first end and a second outer core size (OCS-2) at said second end; the outer cladding longitudinally surrounds the outer core, has a third refractive index (N-3), has a first cladding size at the first end, and has a first cladding size at the first end; having a second cladding size at two ends, said common single coupler housing structure is laterally continuous with a fourth index of refraction (N-4) surrounding said plurality of longitudinal waveguides. of a predetermined relative magnitude between the first, second, third and fourth refractive indices (N-l, N-2, N-3 and N-4, respectively). the relationship is of the following magnitude relationship (N-1>N-2>N-3), and the total volume of said medium or said common single coupler housing structure is equal to or greater than said common single coupler housing greater than the total volume of all said vanishing core waveguide inner cores and said outer cores confined within a structure or said first inner vanishing core size (ICS-I), said first outer core; size (OCS-I) and the predetermined spacing between the plurality of longitudinal waveguides are equal to the second inner vanishing core size (ICS-2) and the second outer core size (OCS-2). between the first end and the second end along the optical element, the second inner vanishing core size ( ICS-2) is selected to be insufficient to guide light, and said second outer core size (OCS-2) is sufficient to guide at least one optical mode. the light traveling from the first end toward the second end escapes from the inner vanishing core to the corresponding outer core adjacent to the second end and travels from the second end toward the first end. Light travels from the outer core to the corresponding inner vanishing core proximate the first end, and the common unitary coupler housing structure proximate the first end has the following cross-sectional configuration: ring and a continuous structure, the ring surrounding the plurality of longitudinal waveguides, and the continuous structure having a plurality of laterally continuous holes, at least one of the holes being connected to the plurality of longitudinal waveguides. It has at least one of a plurality of longitudinal waveguides.
2. A multichannel optical coupler array comprising an elongate optical element, a coupler housing structure, and a plurality of longitudinal waveguides, the elongate optical element having a first end and a second end. and the first end and the second end are operable to optically couple with a plurality of optical fibers, optical devices, or a combination thereof, and the plurality of longitudinal waveguides are , a plurality of longitudinal waveguides disposed relative to each other, each having a capacity for at least one optical mode, embedded in the housing structure, the plurality of longitudinal waveguides having at least one vanishing core waveguides, each said at least one vanishing core waveguide comprising an inner vanishing core, an outer core, and an outer cladding, said inner vanishing core having a first refractive index (N−l ), has the size of an inner core, an outer core longitudinally surrounds said inner core, has a second refractive index (N-2), has a size of the outer core, and an outer cladding. longitudinally surrounds the outer core and has a third refractive index (N-3) and has a cladding size, and the coupler housing structure has a fourth refractive index (N-3) that surrounds the plurality of longitudinal waveguides. N-4), N-1>N-2>N-3, and the size of the inner core, the size of the outer core, and the spacing between the plurality of longitudinal waveguides are decreasing along the optical element from the first end to the second end, at which the inner core is insufficient in size to direct light therethrough; and the size of the inner core, the size of the outer core, and the spacing between the plurality of longitudinal waveguides are such that the size of the outer core is sufficient to guide at least one optical mode. The coupler housing structure decreasing from the first end toward the second end and proximate the first end has the following cross-sectional configuration, phosphorus, and a structure having a plurality of holes. the ring is a ring surrounding the plurality of longitudinal waveguides, the structure has a gap between the ring and the plurality of longitudinal waveguides, and has the plurality of holes, At least one hole has at least one of the plurality of longitudinal waveguides.
3. The optical coupler array of Example 2, wherein the coupler housing structure consists of a common single coupler housing structure.
4. The optical coupler array of any of the preceding examples, wherein proximate the first end, one of the plurality of longitudinal waveguides extends outside the coupler housing structure.
5. Proximate the first end, one of the plurality of longitudinal waveguides is disposed within the coupler housing structure and does not protrude from the coupler housing structure. The optical coupler array described in .
6. Proximate the first end, one of the plurality of longitudinal waveguides is disposed in an outer cross-sectional boundary region of the coupler housing structure and does not extend beyond the coupler housing structure. An optocoupler array according to any of the examples.
7. Optical coupler array according to any of Examples 2 to 6, wherein the medium is a laterally continuous medium. 8. Examples 2-7, wherein the total volume of the medium of the coupler housing structure is greater than the total volume of all inner and outer cores of at least one vanishing core waveguide confined within the coupler housing structure. The optical coupler array according to any one of .
9. Examples 2-8, wherein the size of the inner core, the size of the outer core, and the spacing between the plurality of longitudinal waveguides taper simultaneously from the first end to the second end. The optical coupler array according to any one of .
10. Proximate the second end, the coupler array comprises an optical coupling according to any of the preceding examples, wherein the coupler array is in a substantially gap-free configuration between the coupler housing structure and the plurality of longitudinal waveguides. vessel array.
11. An optical coupler array according to any of the preceding examples, wherein one of the cross-sectional configurations is a ring surrounding the plurality of longitudinal waveguides.
12. 12. The optocoupler array of Example 11, wherein the plurality of longitudinal waveguides are in a hexagonal arrangement.
13. Optical coupler array according to any of Examples 11-12, wherein the ring has a circular inner cross section.
14. Optical coupler array according to any of Examples 11-12, wherein the ring has a non-circular inner cross-section.
15. 15. The optocoupler array according to example 14, wherein the inner cross-section is hexagonal.
16. 15. The optical coupler array according to example 14, wherein the inner cross section is D-shaped.
17. Optical coupler array according to any of Examples 11 to 16, wherein the ring has a circular outer cross section.
18. Optical coupler array according to any of Examples 11 to 16, wherein the ring has a non-circular outer cross section.
19. 19. The optical coupler array of example 18, wherein the outer cross-section is hexagonal.
20. 19. The optocoupler array according to example 18, wherein the outer cross section is D-shaped.
21. The optical coupler array according to any of Examples 1 to 10, wherein one of the cross-sectional configurations is a structure having a plurality of holes.
22. 22. The optocoupler array of example 21, wherein the holes are in a hexagonal array.
23. 22. The optocoupler array of example 21, wherein the holes are in a rectangular array.
24. 22. The optocoupler array of example 21, wherein the plurality of holes is defined in an XY array.
25. 25. The optical coupler array of any of Examples 21-24, wherein the at least one hole is comprised of a non-waveguide material.
26. Optical coupler array according to any of Examples 21 to 25, wherein the at least one hole has a circular cross section.
27. 27. The optical coupler array according to any of Examples 21-26, wherein the at least one hole has a non-circular cross section.
28. 28. The optocoupler array according to example 27, wherein the non-circular cross section is D-shaped.
29. 29. The optical coupler array according to any of Examples 21-28, wherein at least one of the holes has a different dimension than another one of the holes.
30. The optical coupler array according to any of Examples 21 to 29, wherein at least one of the holes has a different shape than another one of the holes.
31. 31. The optocoupler array according to any of Examples 21-30, wherein the holes are insulated.
32. The optical coupler array according to any one of Examples 21 to 30, wherein some of the holes are in communication.
33. An optical coupler array according to any of the preceding examples, wherein the at least one vanishing core waveguide consists of a single mode fiber.
34. An optical coupler array according to any of the preceding examples, wherein the at least one vanishing core waveguide comprises a multimode fiber.
35. An optical coupler array according to any of the preceding examples, wherein the at least one vanishing core waveguide comprises polarization maintaining fiber.
36. A multichannel optical coupler array comprising an elongate optical element, a coupler housing structure, and a plurality of longitudinal waveguides, the elongate optical element having a first end and a second end. and the first end and the second end are operable to optically couple with a plurality of optical fibers, optical devices, or a combination thereof, and the plurality of longitudinal waveguides are , disposed relative to each other, each having a capacity for at least one optical mode, embedded in said housing structure, said plurality of longitudinal waveguides consisting of at least one vanishing core waveguide, each said The at least one vanishing core waveguide includes an inner vanishing core, an outer core, and an outer cladding, the inner vanishing core having a first refractive index (N-l) and a size of the inner core. the outer core longitudinally surrounds the inner core, has a second refractive index (N-2) and has a size of the outer core, and the outer cladding longitudinally surrounds the outer core. having a cladding size surrounding the plurality of longitudinal waveguides and having a third refractive index (N-3), the coupler housing structure is made of a medium having a fourth refractive index (N-4) surrounding the plurality of longitudinal waveguides. and N-1>N-2>N-3, and the size of the inner core, the size of the outer core, and the spacing between the plurality of longitudinal waveguides are equal to 1 towards the second end, at the second end the size of the inner core is insufficient to guide light and the size of the outer core decreases from one end to the second end. The coupler housing structure sufficient to guide an optical mode and proximate the first end has a cross-sectional configuration including at least one hole, the at least one hole being sufficient to guide the plurality of longitudinal guides. the plurality of longitudinal waveguides, the hole including at least one of the plurality of longitudinal waveguides such that at least one of the plurality of longitudinal waveguides is movable laterally with respect to the coupler housing structure; greater than at least one of the
37. 37. The optical coupler array of Example 36, wherein the coupler housing structure comprises a common single coupler housing structure.
38. 38. The optical coupler of any of Examples 36-37, wherein, proximate the first end, one of the plurality of longitudinal waveguides extends outside the coupler housing structure. array. 39. 39. The optical coupler array of any of Examples 36-38, wherein proximate the first end, one of the plurality of longitudinal waveguides is disposed within a coupler housing structure.
40. 40. The optical coupler array of any of Examples 36-39, wherein the medium is a laterally continuous medium.
41. of Examples 36-40, wherein the total volume of the medium of the coupler housing structure is greater than the total volume of all inner and outer cores of at least one vanishing core waveguide confined within the coupler housing structure. The optical coupler array according to any one of the above.
42. Examples 36-41, wherein the size of the inner core, the size of the outer core, and the spacing between the plurality of longitudinal waveguides taper simultaneously from the first end to the second end. The optical coupler array according to any one of the above.
43. Proximate the second end, the coupler array is in a substantially gap-free configuration between the coupler housing structure and the plurality of longitudinal waveguides. An optical coupler array according to claim 1.
44. The optical coupler array according to any of Examples 36 to 43, wherein the at least one hole consists of a single hole, and at least one of the plurality of longitudinal waveguides consists of a plurality of longitudinal waveguides. .
45. 45. The optical coupler array of Example 44, wherein the plurality of longitudinal waveguides are in a hexagonal arrangement.
46. 46. The optical coupler array according to any of Examples 44-45, wherein the single hole is of circular cross section.
47. 46. The optical coupler array of any of Examples 44-45, wherein the single hole has a non-circular cross section.
48. 48. The optocoupler array of example 47, wherein the non-circular cross section is hexagonal.
49. 48. The optical coupler array of example 47, wherein the non-circular cross section is D-shaped.
50. 50. The optical coupler array of any of Examples 44-49, wherein the coupler housing structure has a circular outer cross section.
51. 50. The optical coupler array of any of Examples 44-49, wherein the coupler housing structure has a non-circular outer cross section.
52. 52. The optical coupler array of example 51, wherein the outer cross-section is hexagonal.
53. 52. The optical coupler array of example 51, wherein the outer cross section is D-shaped.
54. 44. The optical coupler array according to any of Examples 36-43, wherein the at least one hole comprises a plurality of holes.
55. 55. The optocoupler array of Example 54, wherein the plurality of holes is in a hexagonal array.
56. 55. The optical coupler array of Example 54, wherein the plurality of holes are in a rectangular array.
57. 55. The optocoupler array of example 54, wherein the plurality of holes is defined by an XY array.
58. 58. The optical coupler array of any of Examples 54-57, wherein one or more of the plurality of holes is comprised of a non-waveguide material.
59. 59. The optocoupler array of any of Examples 54-58, wherein one or more of the plurality of holes has a circular cross section.
60. 60. The optical coupler array of any of Examples 54-59, wherein one or more of the plurality of holes has a non-circular cross section.
61. 61. The optical coupler array of example 60, wherein the non-circular cross section is D-shaped.
62. 62. The optical coupler array of any of Examples 54-61, wherein one or more of the plurality of holes has a different size than another one of the holes.
63. 63. The optical coupler array of any of Examples 54-62, wherein one or more of the plurality of holes has a different shape than another one of the holes.
64. 64. The optocoupler array of any of Examples 54-63, wherein the holes are insulated.
65. 64. The optical coupler array according to any of Examples 54 to 63, wherein some of the holes are connected.
66. 66. The optical coupler array of any of Examples 54-65, wherein the at least one vanishing core waveguide comprises a single mode fiber.
67. 67. The optical coupler array of any of Examples 54-66, wherein the at least one vanishing core waveguide comprises a multimode fiber.
68. 68. The optical coupler array of any of Examples 54-67, wherein the at least one vanishing core waveguide comprises polarization maintaining fiber.
Example V
1. A multichannel optical coupler array for optically coupling a plurality of optical fibers to an optical device, comprising an elongated optical element, a common single coupler housing structure, and a plurality of longitudinal waveguides, the optical coupler array comprising: The optical optical element has a first end operable to optically couple with the plurality of optical fibers and a second end operable to optically couple with the optical device. and wherein the plurality of longitudinal waveguides are each disposed at a predetermined spacing from each other, each having a capacity for at least one optical mode of a predetermined mode field profile, and each of the plurality of longitudinal waveguides are arranged in the common unitary housing structure. embedded, at least one of the plurality of longitudinal waveguides is a vanishing core waveguide, each of the at least one vanishing core waveguide comprising an inner vanishing core, an outer core, and an outer cladding; The core has a first refractive index (N-l), a first inner core size (ICS-I) at said first end, and a second inner core size (ICS-I) at said second end. a first outer core having a core size (ICS-2), the outer core longitudinally surrounding the inner core and having a second refractive index (N-2); size (OCS-I) and a second outer core size (OCS-2) at the second end, the outer cladding longitudinally surrounding the outer core and having a third refractive index. (N-3), having a first cladding size at the first end and a second cladding size at the second end; A coupler housing structure comprises a laterally continuous medium having a fourth index of refraction (N-4) surrounding said plurality of longitudinal waveguides, said first, second, third and fourth The predetermined relative magnitude relationship between the refractive indices (N-l, N-2, N-3 and N-4, respectively) is the following magnitude relationship (N-1>N-2> N-3), the total volume of the medium or the common single coupler housing structure comprises all the vanishing core waveguide inner core and the outer core confined within the common single coupler housing structure. greater than the total volume of the core or the outer core, the first inner vanishing core size (ICS-I), the first outer core size (OCS-I), and the A predetermined spacing extends between the first end and the first end along the optical element until the second inner vanishing core size (ICS-2) and the second outer core size (OCS-2) are reached. 2 simultaneously and gradually reduced according to a predetermined reduction profile, such that the second inner vanishing core size (ICS-2) is insufficient to guide light. and the second outer core size (OCS-2) is selected to be sufficient to guide at least one optical mode, and the light directed from the first end to the second end is Light escaping from the inner vanishing core to the corresponding outer core proximate to the second end and traveling from the second end to the first end escapes from the outer core to the corresponding inner vanishing core proximate to the first end. Moving to the core and proximate the first end, the common unitary coupler housing structure has one of the following cross-sectional configurations: a ring and a continuous structure having a plurality of holes, at least one hole; the ring surrounds the plurality of longitudinal waveguides, and one of the at least one hole includes at least one of the plurality of longitudinal waveguides.
2. A multichannel optical coupler array for optically coupling a plurality of optical fibers to an optical device, comprising an elongate optical element, a coupler housing, and a plurality of longitudinal waveguides, the elongate optical element comprising: a first end operable to optically couple with the plurality of optical fibers; a second end operable to optically couple with the optical device; longitudinal waveguides each spaced apart from one another, each having a capacity for at least one optical mode, each embedded in the housing structure, and at least one of the plurality of longitudinal waveguides having a , vanishing core waveguides, each of the at least one vanishing core waveguide comprising an inner vanishing core, an outer core, and an outer cladding, the inner vanishing core having a first refractive index (N-l). having a first inner core size (ICS-I) at the first end and a second inner core size (ICS-2) at the second end; longitudinally surrounds said inner core and has a second refractive index (N-2) and has a first outer core size (OCS-I) at said first end; having a second outer core size (OCS-2) at the end, said outer cladding longitudinally surrounding said outer core and having a third refractive index (N-3); having a first cladding size at an end and a second cladding size at the second end, the coupler housing structure has a fourth index of refraction ( N-4), and the relative between said first, second, third and fourth refractive indices (N-l, N-2, N-3 and N-4, respectively) The size relationship consists of the following size relationship (N-1>N-2>N-3), the first inner vanishing core size (ICS-I), the first outer core size ( OCS-I), and the spacing between the plurality of longitudinal waveguides is between the first end and the second end along the optical element, and the spacing between the second inner vanishing core size (ICS-2) and the second outer core size (OCS-2) is reached, and the second inner vanishing core size (ICS-2) is insufficient to guide light therethrough. , the second outer core size (OCS-2) is sufficient to guide at least one optical mode, and the light traveling from the first end to the second end is transmitted from the inner vanishing core to the second optical mode. Light escaping to the corresponding outer core adjacent to the second end and traveling from the second end to the first end moves from the outer core to the corresponding inner vanishing core adjacent to the first end, The coupler housing structure proximate an end of the plurality of longitudinal waveguides has a cross-sectional shape of either a ring surrounding the plurality of longitudinal waveguides or a structure having a plurality of holes, with at least one of the plurality of holes The hole includes at least one of the plurality of longitudinal waveguides.
Example VI
1. A multichannel optical coupler array for optically coupling a plurality of optical fibers to an optical device, comprising: an elongated optical element; a common single coupler housing structure; and a plurality of longitudinal waveguides; An elongate optical element has a first end operable to optically couple with the plurality of optical fibers, an intermediate cross section, and a second end operable to optically couple with the optical device. the plurality of longitudinal waveguides each having a predetermined spacing from each other, each having a capacity for at least one optical mode of a predetermined mode field profile, and each having a capacity of at least one optical mode of a predetermined mode field profile; Embedded in the common unitary housing structure proximate an end, at least one of the plurality of longitudinal waveguides is a vanishing core waveguide, and each of the at least one vanishing core waveguide is an inner vanishing core waveguide. a core, an outer core, and an outer cladding, the inner vanishing core having a first refractive index (N-l) and a first inner core size (ICS-1) at the first end. I) and has an intermediate inner core size (ICS-IN) at the intermediate cross section and a second inner core size (ICS-2) at the second end, the outer core having: longitudinally surrounding the inner core, the outer cladding having a second refractive index (N-2) and a first outer core size (OCS-I) at the first end; an intermediate outer core size (OCS-IN) at the second end, and a second outer core size (OCS-2) at the second end, longitudinally surrounding an outer core and the outer core; (N-3), a first cladding size at the first end, and a second cladding size at the second end, the common unitary coupler housing structure , a laterally continuous medium having a fourth refractive index (N-4) surrounding said plurality of longitudinal waveguides, said first, second, third and fourth refractive indices (respectively N -l, N-2, N-3 and N-4) consists of the following magnitude relationship (N-1>N-2>N-3). , the total volume of the medium or the common single coupler housing structure is the total volume of all the vanishing core waveguide inner cores and the outer cores confined within the common single coupler housing structure or the total volume of the medium or the common single coupler housing structure. the first inner vanishing core size (ICS-I), the first outer core size (OCS-I), and the predetermined spacing between the plurality of longitudinal waveguides are larger than the outer core; between the first end and the second end along the optical element, the second inner vanishing core size (ICS-2) and the second outer core size (OCS-2); The intermediate inner vanishing core size (ICSIN) is selected to be insufficient to guide light through it, and the intermediate outer core size (OCSIN) is simultaneously gradually reduced according to a predetermined reduction profile until reaching -IN) is selected to be sufficient to guide at least one optical mode, and said second outer core size (OCS-2) is selected to be insufficient to guide light therethrough. and the light traveling from the first end toward the second end escapes from the inner vanishing core to the corresponding outer core adjacent to the intermediate cross section, and from the outer core to the second end. At least one guided mode of light escapes into a coupling waveguide formed by at least two adjacent outer cores proximate an end and travels from said second end toward said first end, at least from the coupling waveguide formed by two adjacent outer cores to the outer core proximate the intermediate cross section and from the outer core to the corresponding inner vanishing core proximate the first end; death,
The common unitary coupler housing structure proximate the first end has a cross-sectional configuration of a laterally continuous structure having at least one aperture, the at least one aperture extending from the plurality of and forming a gap between the coupler housing structure and at least one of the plurality of longitudinal waveguides.
2. A multichannel optical coupler array comprising an elongate optical element, a coupler housing structure, and a plurality of longitudinal waveguides, the elongate optical element having a first end, an intermediate cross section, and a second end. each of the plurality of longitudinal waveguides having an end, each spaced apart from each other, each having a capacity for at least one optical mode, each disposed within the housing structure, and each of the plurality of longitudinal waveguides having an end portion; at least one of the longitudinal waveguides is a vanishing core waveguide, each said at least one vanishing core waveguide comprising an inner vanishing core, an outer core, and an outer cladding, said inner vanishing core having a , a first refractive index (N-l), a first inner core size (ICS-I) at the first end, and an intermediate inner core size (ICS-IN) at the intermediate cross section. having a second inner core size (ICS-2) at the second end, the outer core longitudinally surrounding the inner core and having a second refractive index (N-2). a first outer core size (OCS-I) at the first end, an intermediate outer core size (OCS-IN) at the intermediate cross section, and a second outer core at the second end. a first cladding size (OCS-2) at the first end, the outer cladding longitudinally surrounding the outer core and a third refractive index (N-3); , and a second cladding size at the second end, the coupler housing structure comprising a medium having a fourth index of refraction (N-4) surrounding the plurality of longitudinal waveguides; The relative magnitude relationship between the first, second, third and fourth refractive indices (N-l, N-2, N-3, and N-4, respectively) is as follows: (N-1>N-2>N-3), and the first inner vanishing core size (ICS-I), the first outer core size (OCS-I), and the plurality of The spacing between longitudinal waveguides is reduced between the first end and the second end along the optical element, and the intermediate inner vanishing core size (ICSIN) is: said intermediate outer core size (OCS-IN) is sufficient to guide at least one optical mode and said second outer core size (OCS-2) is insufficient to direct light thereto; is insufficient to direct light thereto, and light traveling from said first end toward said second end is directed from said inner vanishing core to said corresponding outer side proximate said intermediate cross section. from the outer core into a coupling waveguide formed by at least two adjacent outer cores proximate the second end, from the second end towards the first end; At least one guided mode of traveling light travels from a coupling waveguide formed by at least two adjacent outer cores to said outer core proximate said intermediate section and from said outer core to said first end. , to the corresponding inner vanishing core.
図面において、同様の参照文字は、様々な図を通して対応するまたは同様の要素を示す。 In the drawings, like reference characters indicate corresponding or similar elements throughout the various figures.
様々な実施態様は、個々の絶縁光ファイバのセットと、少なくとも１つの光チャネルを有する光学デバイスとの間の低損失結合を提供するためのマルチチャンネル光結合器アレイを含み、デバイスインターフェイスにおいて、個々の光ファイバ間の大きな分離と光チャネル間の小さな分離を可能にする。いくつかの実施態様において、結合器アレイは、増加したテーパードロー比（例えば、引かれていない端部における間隔を引かれたテーパ端部における間隔によって割った比の増加）を有することができ、これにより、結合器アレイの引かれていない端部と引かれた端部との間のチャネル間隔の減少を増加させることができる。いくつかの実施態様では、様々な実施態様は、比較的大きな引き込み比を有する結合器アレイに有益であり得る。ある実施態様では、様々な実施態様は、比較的小さなドロー比を有する結合器アレイに有用である。 Various embodiments include a multichannel optical coupler array for providing low-loss coupling between a set of individual insulated optical fibers and an optical device having at least one optical channel, wherein the individual allows large separations between optical fibers and small separations between optical channels. In some embodiments, the combiner array can have an increased taper draw ratio (e.g., an increase in the ratio of the spacing at the undrawn end divided by the spacing at the drawn tapered end); This may increase the reduction in channel spacing between the undrawn and drawn ends of the coupler array. In some implementations, various implementations may be beneficial for combiner arrays with relatively large pull-in ratios. In some embodiments, various embodiments are useful for combiner arrays having relatively small draw ratios.
フォトニック集積回路（ＰＩＣ）のパッケージには、熱機械的管理だけでなく、光および電子インターフェイスが使用される。ＰＩＣパッケージにおける１つの主要な課題は、技術的および経済的の両方において、光ファイバインフラストラクチャから特定のＰＩＣの個々の光導波路、または複数の導波路へのファイバ結合を含む。本明細書で説明する様々な実施形態は、１本以上の光ファイバからの光をＰＩＣの端部の導波路に結合するように構成された光結合器アレイに関する。いくつかの実施態様では、光結合器アレイは、ＰＩＣの１つ以上の導波路と受動的に整列するように構成され得る。 Photonic integrated circuit (PIC) packaging uses optical and electronic interfaces as well as thermomechanical management. One major challenge in PIC packaging, both technically and economically, involves fiber coupling from the optical fiber infrastructure to the individual optical waveguide or waveguides of a particular PIC. Various embodiments described herein relate to an optical coupler array configured to couple light from one or more optical fibers into a waveguide at the end of a PIC. In some implementations, the optocoupler array may be configured to passively align with one or more waveguides of the PIC.
場合によっては、導波路の断面（または横方向）位置決めの改善が、多くの多チャネル光結合器アレイにおいて望ましい。本開示において、ハウジング構造（例えば、場合によっては一般的な単一結合器ハウジング構造）のいくつかの実施形態は、第１の端部に近接した位置での導波路の自己整列配置（例えば、円形（図８に示すように）または六角形の内側断面を有するハウジング構造における六角形の密着配置）と、第２の端部における導波路の改善された（場合によっては正確なまたは正確に近い）断面位置決めを可能にすることができる。 In some cases, improved waveguide cross-sectional (or lateral) positioning is desirable in many multichannel optical coupler arrays. In the present disclosure, some embodiments of the housing structure (e.g., in some cases a common single coupler housing structure) provide a self-aligned arrangement of the waveguides at a location proximate the first end (e.g., a circular (as shown in Figure 8) or a hexagonal close-contact arrangement in a housing structure with a hexagonal inner cross-section) and an improved (possibly accurate or near-exact arrangement) of the waveguide at the second end. ) can enable cross-sectional positioning.
光通信やセンシングを含む様々な用途において、垂直方向（ＰＩＣ平面に対して垂直方向）のプロファイルが低いフォトニック集積回路（ＰＩＣ）のパッケージも望ましい場合がある。これはエッジ結合器では容易に達成可能であるが、表面結合器ではかなりの垂直方向の長さを必要とする場合がある。 Photonic integrated circuit (PIC) packages with low vertical profiles (perpendicular to the PIC plane) may also be desirable in various applications including optical communications and sensing. While this is easily accomplished with edge couplers, surface couplers may require significant vertical length.
したがって、低プロファイルパッケージに対応するのに十分な柔軟性を提供しながら、十分に低いクロストークで全てのチャンネルを離散的に維持する構造を構成し、場合によっては最適化することができるピッチ縮小光ファイバアレイ（ＰＲＯＦＡ）ベースのフレキシブル光ファイバアレイコンポーネントの様々な実施形態を提供することが有利であり得る。ＰＲＯＦＡの残りの部分から「ＰＲＯＦＡ－ＰＩＣインターフェイス」の機械的分離を提供する可撓性部分からなるＰＲＯＦＡベースのフレキシブル光ファイバアレイコンポーネントを提供することがさらに望ましい。その結果、温度変化および機械的衝撃および振動を含む環境変動に関して安定性が増す。それぞれが複数の光チャンネルを持つ複数の結合器アレイからなるＰＲＯＦＡベースのフレキシブル光ファイバアレイを提供することがさらに望ましい。 Therefore, pitch reduction can be configured and potentially optimized for structures that keep all channels discrete with sufficiently low crosstalk while providing sufficient flexibility to accommodate low profile packages. It may be advantageous to provide various embodiments of optical fiber array (PROFA) based flexible optical fiber array components. It would further be desirable to provide a PROFA-based flexible optical fiber array component consisting of a flexible portion that provides mechanical isolation of the PROFA-PIC interface from the rest of the PROFA. As a result, stability is increased with respect to environmental fluctuations, including temperature changes and mechanical shock and vibration. It is further desirable to provide a PROFA-based flexible optical fiber array consisting of multiple coupler arrays, each having multiple optical channels.
特定の実施形態は、第１のチャネル間間隔を有する複数の光ファイバ（または他の光学デバイス）と、第２のより小さいチャネル間間隔を有する複数の導波路インターフェイスを有する光学デバイスとの間に、高精度で整合が容易な低損失、高結合係数インターフェイスを提供することができる光ファイバ結合器アレイに向けられている。有利なことに、様々な実施形態において、光ファイバ結合器アレイの大きいサイズの端部および小さいサイズの端部の各々は、対応して異なる（すなわち、大きい対小さい）チャネル間間隔を有するように構成可能である。ここで、光結合器アレイの大きい方の端部および小さい方の端部のそれぞれのチャネル間間隔は、大きい方の光結合器アレイ端部における複数の光ファイバの対応するそれぞれの第１のチャネル間間隔、および小さい方の光結合器アレイ端部における光学デバイスの複数の導波路インターフェイスの第２のチャネル間間隔に容易に一致させることができる。 Certain embodiments provide an optical device between a plurality of optical fibers (or other optical devices) having a first inter-channel spacing and a plurality of waveguide interfaces having a second smaller inter-channel spacing. , is directed to an optical fiber coupler array that can provide a low-loss, high-coupling-coefficient interface with high precision and easy alignment. Advantageously, in various embodiments, each of the large size end and the small size end of the optical fiber coupler array has a correspondingly different (i.e., larger vs. smaller) interchannel spacing. Configurable. where the inter-channel spacing of each of the larger and smaller ends of the optocoupler array is equal to channel spacing and the second interchannel spacing of the multiple waveguide interfaces of the optical device at the end of the smaller optocoupler array.
その様々な実施形態において、光結合器アレイは、複数の導波路（そのうちの少なくとも１つは、任意に偏波保持であってもよい）を含み、それは、少なくとも１つの徐々に減少する「消失コアファイバ」からなり、少なくとも一部は、共通のハウジング構造内に埋め込まれる。代替的に、その様々な追加的な実施形態において、結合器アレイは、光ファイバ増幅器および光ファイバレーザの少なくとも一方と共に利用するように構成されてもよい。 In various embodiments thereof, the optocoupler array includes a plurality of waveguides (at least one of which may optionally be polarization maintaining), which includes at least one progressively decreasing "vanishing" waveguide. core fibers, at least partially embedded within a common housing structure. Alternatively, in various additional embodiments thereof, the combiner array may be configured for use with at least one of an optical fiber amplifier and an optical fiber laser.
光結合器アレイの様々な実施形態の各々は、例えば、図１Ａの光結合器アレイ１０ＡのＶＣ導波路３０Ａに関連して以下に説明する、少なくとも１つの「消失コア」（ＶＣ）ファイバ導波路を有利に備える。 Each of the various embodiments of the optocoupler array includes at least one "vanishing core" (VC) fiber waveguide, as described below in connection with the VC waveguide 30A of the optocoupler array 10A of FIG. 1A, for example. be prepared to advantage.
また、本明細書で一般的に使用される「光学デバイス」という用語は、実質的にあらゆる単一チャネルまたは複数チャネルの光学デバイス、または標準／従来の光ファイバを含むがこれに限定されないあらゆるタイプの光ファイバに適用されることに留意すべきである。例えば、結合器アレイが有利に結合し得る光学デバイスは、以下の１つ以上を含み得るが、これらに限定されない。
・自由空間ベースの光学デバイス、
・少なくとも１つの入出力エッジ結合ポートを有する光回路、
・垂直結合素子からなる少なくとも１つの光ポートを有する光回路、
・マルチモード（ＭＭ）光ファイバ、
・ダブルクラッドの光ファイバ、
・マルチコア（ＭＣ）光ファイバ、
・大モードエリア（ＬＭＡ）ファイバ、
・ダブルクラッドのマルチコア光ファイバ、
・標準／従来の光ファイバ、
・カスタム光ファイバ、および／または、
・追加の光結合器アレイ
Additionally, the term "optical device" as used generally herein refers to substantially any single-channel or multi-channel optical device, or any type of optical device including, but not limited to, standard/conventional optical fiber. It should be noted that this applies to optical fibers. For example, optical devices to which a coupler array may advantageously couple may include, but are not limited to, one or more of the following:
・Free space-based optical devices,
- an optical circuit having at least one input/output edge coupling port;
- an optical circuit having at least one optical port consisting of a vertically coupled element;
・Multimode (MM) optical fiber,
・Double clad optical fiber,
・Multi-core (MC) optical fiber,
・Large mode area (LMA) fiber,
・Double clad multi-core optical fiber,
・Standard/conventional optical fiber,
・Custom optical fiber and/or
・Additional optical coupler array
加えて、「融着接続」という用語が、様々な光結合器アレイ構成要素間の相互接続、および様々な光結合器アレイ構成要素と光学デバイス（単数または複数）との間の接続に関して、以下に提供される結合器アレイの例示的な実施形態の様々な説明において利用されているが、導波路または他の結合器アレイ構成要素の接続技術または方法論の任意の他の形態が、本発明の精神から逸脱することなく、設計上の選択または必要性の問題として、機械的接続を含むがこれに限定されることなく、容易に選択および利用され得ることに留意されたい。 In addition, the term "fusion splice" is used below with respect to interconnections between various optocoupler array components and connections between various optocoupler array components and optical device(s). Although utilized in various descriptions of exemplary embodiments of coupler arrays provided herein, any other form of waveguide or other coupler array component connection techniques or methodologies may be utilized in accordance with the present invention. It is noted that mechanical connections, including but not limited to, may be readily selected and utilized as a matter of design choice or necessity without departing from the spirit.
ここで図１Ａを参照すると、光ファイバ結合器アレイの第１の例示的な実施形態が光フ
ァイバ結合器アレイ１０Ａとして示されており、この光ファイバ結合器アレイ１０Ａは、共通のハウジング構造１４Ａ（後述する）と、図１Ａに一例として単一のＶＣ導波路３０Ａとして示されている少なくとも１つのＶＣ導波路と、図１Ａに一例として示されている少なくとも１つのＮｏｎ－ＶＣ導波路とから構成されている。図１Ａでは、一例として、一対のＮｏｎ－ＶＣ導波路３２Ａ－１、３２Ａ－２として示されており、それぞれが例示的な単一のＶＣ導波路３０Ａの側面の一方に近接して対称に配置されており、図１Ａの位置ＢとＤとの間に位置するＶＣ導波路３０Ａのセクションは、共通のハウジング構造１４Ａに埋め込まれている。
Referring now to FIG. 1A, a first exemplary embodiment of a fiber optic coupler array is shown as fiber optic coupler array 10A, which includes a common housing structure 14A ( (described below), at least one VC waveguide, illustrated by way of example as a single VC waveguide 30A in FIG. 1A, and at least one Non-VC waveguide, illustrated by way of example in FIG. 1A. has been done. In FIG. 1A, illustratively shown as a pair of Non-VC waveguides 32A-1, 32A-2, each symmetrically positioned proximate one of the sides of an exemplary single VC waveguide 30A. The section of VC waveguide 30A located between locations B and D in FIG. 1A is embedded in a common housing structure 14A.
結合器アレイ１０Ａおよびその構成要素をより詳細に説明する前に、例示的な実施形態および代替的な実施形態である、図１Ａ～図５の結合器アレイの様々な実施形態の各々において有利に利用されるＶＣ導波路３０Ａの詳細な概要を提供することが有用である。 Before describing the combiner array 10A and its components in more detail, it will be appreciated that each of the various embodiments of the combiner array of FIGS. It is useful to provide a detailed overview of the VC waveguide 30A utilized.
ＶＣ導波路３０Ａは、大きい方の端部（図１Ａに示す位置Ｂの近位）と、先細りの小さい方の端部（図１Ａに示す位置Ｃの近位）とを有し、内側コア２０Ａ（実効屈折率がＮ－１の材料からなる）と、外側コア２２Ａ（実効屈折率がＮ－１の材料よりも小さいＮ－２の材料からなる）と、クラッド２４Ａ（実効屈折率がＮ－２の材料よりも小さいＮ－３の材料からなる）とを備える。 The VC waveguide 30A has a larger end (proximal to position B shown in FIG. 1A) and a tapered smaller end (proximal to position C shown in FIG. 1A), and has a larger end (proximal to position B shown in FIG. (made of a material with an effective refractive index of N-1), an outer core 22A (made of a material with an effective refractive index of N-2, which is smaller than the material with an effective refractive index of N-1), and a cladding 24A (made of a material with an effective refractive index of N-2). N-3 material, which is smaller than N-3 material.
有利には、外側コア２２Ａは、ＶＣ導波路３０Ａが内側コア２０Ａ内の「Ｍ１」空間伝搬モードをサポートするＶＣ導波路３０Ａ大端部における有効クラッドとして機能し、ここでＭ１は０より大きい。屈折率Ｎ－１およびＮ－２は、好ましくは、ＶＣ導波路３０Ａ大端部における開口数（ＮＡ）が、それが接続される光学デバイス（例えば、光ファイバ）のＮＡ（例えば、接続位置３６Ａ－１（例えば、融着接続器、接続位置３６Ａ－１（例えば、融着接続器、接続位置３６Ａ－１）においてＶＣ導波路３０Ａに接続される標準／従来の光ファイバからなる光学デバイス３４Ａ－１など）に一致するように選択される、内側および外側コア（２０Ａ、２２Ａ）の寸法は、好ましくは、接続された光学デバイス（例えば、光学デバイス３４Ａ－１）が実質的に同じモードフィールド寸法（ＭＦＤ）を有するように選択される。）以下では、ＶＣ導波路または非ＶＣ導波路の断面が円形でない場合があり、その結果、非円形のモードプロファイルが生じるため、一般的に使用されるモードフィールド直径（ＭＦＤ）の代わりにモードフィールド寸法を使用する。したがって、モードフィールド寸法はモードサイズとモード形状の両方を含み、円対称モードの場合はモードフィールド直径に等しい。 Advantageously, outer core 22A serves as the effective cladding at the big end of VC waveguide 30A where VC waveguide 30A supports an "M1" spatial propagation mode within inner core 20A, where M1 is greater than zero. The refractive indices N-1 and N-2 are preferably such that the numerical aperture (NA) at the large end of the VC waveguide 30A is the same as the NA of the optical device (e.g., optical fiber) to which it is connected (e.g., the connection position 36A). Optical device 34A comprising a standard/conventional optical fiber connected to VC waveguide 30A at -1 (e.g. fusion splicer, splice position 36A-1) (e.g. fusion splicer, splice position 36A-1) The dimensions of the inner and outer cores (20A, 22A), such as 1), are preferably selected to match the connected optical device (e.g., optical device 34A-1) with substantially the same mode field dimensions. (MFD) is commonly used because the cross-section of a VC or non-VC waveguide may not be circular, resulting in a non-circular mode profile. Mode field dimensions are used instead of mode field diameter (MFD). Therefore, the mode field dimension includes both mode size and mode shape and is equal to the mode field diameter for circularly symmetric modes.
適切に構成されたプリフォーム（対応する内側および外側コア２０Ａ、２２Ａ、およびクラッド２４Ａを有するＶＣ導波路３０Ａプリフォームからなる）から結合器アレイ１０Ａを製造する間、結合器アレイ１０Ａプリフォームが少なくとも１つの所定の縮小プロファイルにしたがってテーパされるにつれて、内側コア２０Ａは、全てのＭ１モードを支持するには小さすぎるようになる。第２の（先細りの）端部において内側コアによって支持される空間モードの数はＭ２であり、ここでＭ２＜Ｍ１である。単一モード導波路の場合、Ｍ１＝１（２つの偏光モードに対応）であるため、Ｍ２＝０となり、内部コアが小さすぎて光の伝搬をサポートできないことを意味する。ＶＣ導波路３０Ａは、あたかもＮ－２に近い実効屈折率を持つ単一コアを、より低い屈折率Ｎ－３のクラッドで取り囲んだファイバで構成されているかのように機能する。 While manufacturing a coupler array 10A from a suitably configured preform (consisting of a VC waveguide 30A preform with corresponding inner and outer cores 20A, 22A, and cladding 24A), the coupler array 10A preform has at least As it is tapered according to one predetermined reduction profile, the inner core 20A becomes too small to support all M1 modes. The number of spatial modes supported by the inner core at the second (tapered) end is M2, where M2<M1. For a single mode waveguide, M1=1 (corresponding to two polarization modes), so M2=0, meaning that the inner core is too small to support the propagation of light. VC waveguide 30A functions as if it were comprised of a fiber having a single core with an effective index of refraction close to N-2 surrounded by a cladding with a lower index of refraction of N-3.
結合器アレイ１０Ａの製造中、結合器アレイ１０Ａの大きい方の端部（位置Ｂ、図１Ａ）におけるチャネル間間隔Ｓ－１は、製造のために選択された引き込み比に比例して、結合器アレイ１０Ａの小さい方の端部（位置Ｃ、図１Ａ）におけるチャネル間間隔Ｓ－２まで値が減少する。一方、ＭＦＤ値（またはＶＣ導波路３０Ａの反転ＮＡ値）は、屈折率の選択された差、（Ｎ－１～Ｎ－２）および（Ｎ－２～Ｎ－３）に応じて、減少、増加、ま
たは維持されることができ、これは、以下に説明するように、光結合器アレイ１０Ａの所望の用途に依存する。
During manufacture of coupler array 10A, the inter-channel spacing S-1 at the larger end of coupler array 10A (position B, FIG. 1A) is adjusted so that the coupler The value decreases to an interchannel spacing S-2 at the small end of array 10A (location C, FIG. 1A). Meanwhile, the MFD value (or the inverted NA value of the VC waveguide 30A) decreases, depending on the selected difference in refractive index, (N-1 to N-2) and (N-2 to N-3). It can be increased or maintained, depending on the desired application of the optical coupler array 10A, as explained below.
光結合器アレイの各端部におけるチャネル間間隔およびＭＦＤ値を独立して制御する能力は、特定の実施形態の非常に有利な特徴である。さらに、内側コア２０Ａおよび外側コア２２Ａのサイズおよび形状、ならびにＮ－１、Ｎ－２、およびＮ－３の値の対応する選択を通じてＭＦＤ値およびＮＡ値を一致させる能力は、レンズを使用する必要なく、様々な導波路に結合するために光結合器アレイを利用することを可能にする。 The ability to independently control interchannel spacing and MFD values at each end of the optocoupler array is a highly advantageous feature of certain embodiments. Additionally, the ability to match the MFD and NA values through the size and shape of the inner core 20A and outer core 22A, and the corresponding selection of the values of N-1, N-2, and N-3, requires the use of lenses. It allows the use of optical coupler arrays to couple to various waveguides without having to do so.
その様々な実施形態において、ＶＣ導波路の特性は、その直径が著しく縮小されたときに、光がその長さに沿って導波路コアを通って伝搬し続けることを可能にし、有利には、インターフェイスの不完全性または汚染による光損失を低減し、共通ハウジング構造１４Ａ（後述する）の媒体２８Ａに、限定されるものではないが、以下を含む広範な材料を使用することを可能にする。
（ａ） 非光学材料（光は導波路コア内部に集中するため）、
（ｂ） チャネル間のクロストークを低減または増加させるための、標準／従来型ファイバの屈折率よりも大きな屈折率を有する吸収材料または散乱材料、および、
（ｃ） 純シリカ（例えば、マルチコア、ダブルクラッド、またはマルチモードファイバへの接続を容易にするために、ほとんどの標準的な／従来のファイバクラッディングで使用されているものと同じ材料
In its various embodiments, the properties of a VC waveguide allow light to continue propagating through the waveguide core along its length when its diameter is significantly reduced, advantageously Reduces light loss due to interface imperfections or contamination and allows use of a wide range of materials for media 28A in common housing structure 14A (described below), including but not limited to:
(a) non-optical materials (because the light is concentrated inside the waveguide core);
(b) an absorbing or scattering material with a refractive index greater than that of standard/conventional fiber to reduce or increase crosstalk between channels; and
(c) Pure silica (e.g., the same material used in most standard/conventional fiber claddings to facilitate splicing to multicore, double-clad, or multimode fibers)
好ましくは、特定の実施形態にしたがって、ＮＡ－１およびＮＡ－２の所望の相対値（結合器アレイ１０Ａの対応する端部におけるそれぞれ、例えば、ＮＡ－１は結合器アレイ１０Ａの大端部に対応し、ＮＡ－２は結合器アレイ１０Ａの小端部に対応する）は、結合器アレイ１０Ａの屈折率Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の値を選択し、結合器アレイ１０Ａの各端部における所望の相対的な開口数に基づいて選択される以下の関係の少なくとも１つにしたがって構成することによって決定され得る。
一般に、あらゆるタイプのファイバのＮＡは、以下の式によって決定される。
上記の式が使用される場合、ＮＡとファイバのアクセプタンス角の間の関係は近似過ぎないことに注意する必要がある。特に、ファイバの製造業者は、シングルモード（ＳＭ）ファイバのアクセプタンス角がかなり異なっており、屈折率だけからは判断できないにもかかわらず、上記の式に基づいてシングルモード（ＳＭ）ファイバの「ＮＡ」を引用することがある。 It should be noted that when the above equation is used, the relationship between NA and fiber acceptance angle is not too approximate. In particular, fiber manufacturers use the above formula to determine the "NA ” may be quoted.
特定の実施形態にしたがって、本明細書で使用されるように、様々なＮＡ値は、好ましくは、ｎｃｏｒｅおよびｎｃｌａｄｄｉｎｇの両方の実効屈折率を利用して決定される。なぜなら、実効屈折率は、光の伝搬を決定し、様々な実施形態で利用される構造化導波路の場合により意味があるからである。また、導波路内部の横方向の屈折率プロファイルは平坦ではなく、値Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、またはＮ４を中心に変化することがある。さらに、屈折率Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４を有する領域間の遷移は、ドーパントの拡散または他の何らかの意図的または非意図的な要因によるステップ関数のように鋭くなく、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の値を結ぶ滑らかな関数であってもよい。結合設計または最適化には、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、およびＮ４の値と、それぞれの指標を有する領域のサイズおよび形状の両方を変更することが含まれる場合がある。 According to certain embodiments, as used herein, various NA values are preferably determined utilizing both the n core and n cladding effective refractive indices. This is because the effective index of refraction determines the propagation of light and is more meaningful in the case of structured waveguides utilized in various embodiments. Also, the lateral refractive index profile inside the waveguide is not flat and may vary around the values N1, N2, N3, or N4. Furthermore, the transition between regions with refractive indices N1, N2, N3, N4 is not as sharp as a step function due to dopant diffusion or some other intentional or unintentional factor; It may be a smooth function connecting the values of . The joint design or optimization may include changing both the values of N1, N2, N3, and N4 and the size and shape of the regions with their respective indices.
ここで図１Ａに戻ると、共通結合構造１４Ａは、図１Ａの位置ＢとＤとの間に位置するＶＣ導波路３０Ａのセクションが埋め込まれる媒体２８Ａからなり、以下の材料の少なくとも１つを含むことができるが、これらに限定されない。
・光の伝搬を禁止する特性を持つ材料、
・光吸収光学特性を有する材料、
・光散乱光学特性を有する材料、
・第４の屈折率（Ｎ－４）が第３の屈折率（Ｎ－３）よりも大きくなるように選択された光学特性を有する材料、および／または
・前記第４の屈折率（Ｎ－４）が前記第３の屈折率（Ｎ－３）と実質的に等しくなるように選択された光学特性を有する材料。
Returning now to FIG. 1A, the common coupling structure 14A consists of a medium 28A in which the section of VC waveguide 30A located between locations B and D of FIG. 1A is embedded, and includes at least one of the following materials: However, it is not limited to these.
・Materials with properties that inhibit the propagation of light,
・Materials with light absorption optical properties,
・Materials with light scattering optical properties,
- a material having optical properties selected such that the fourth refractive index (N-4) is greater than the third refractive index (N-3), and/or - said fourth refractive index (N- 4) a material having optical properties selected such that the index of refraction is substantially equal to said third refractive index (N-3).
光結合器アレイ１０Ａ大端部（図１Ａの位置Ｂに近接している。１Ａ）において、ＶＣ導波路３０Ａは、特定のスプライス位置３６Ａ－１（例として、共通のハウジング構造１４Ａの内側に位置するように示されている）において、対応するそれぞれの細長い光学デバイス３４Ａ－１（例えば、光ファイバなど）にスプライスされ、その少なくとも一部は、所定の長さ１２Ａだけ共通のハウジング構造１４Ａの外側に延在する、一方、非ＶＣ導波路３２Ａ－１、３２Ａ－２は、それぞれ特定の接続位置３６Ａ－２、３６Ａ－３（共通ハウジング構造１４Ａの外側に配置される）において、対応するそれぞれの細長い光学デバイス３４Ａ－２、３４Ａ－３（光ファイバなど）に接続され、所定の長さ１２Ａだけ共通ハウジング構造１４Ａの外側に延在する。 At the large end of optocoupler array 10A (proximal to location B in FIG. 1A), VC waveguide 30A is located at a particular splice location 36A-1 (as an example located inside common housing structure 14A). (as shown), the respective elongate optical devices 34A-1 (e.g., optical fibers, etc.) are spliced into respective elongate optical devices 34A-1 (e.g., optical fibers, etc.), at least a portion of which extends outside the common housing structure 14A by a predetermined length 12A. , while the non-VC waveguides 32A-1, 32A-2 extend to the corresponding respective It is connected to elongated optical devices 34A-2, 34A-3 (such as optical fibers) and extends outside the common housing structure 14A by a predetermined length 12A.
任意選択で、結合器アレイ１０Ａはまた、光導波路デバイス４０Ａのインターフェイス４２Ａとアレイインターフェイス１８Ａで、結合するための実質的に均一な直径の先端部１６Ａ（図１Ａの位置ＣとＤの間に示される）を含むことができる。均一な直径の先端部１６Ａは、例えば図１Ｄ、図４および図５に示されるような、特定のインターフェイス用途において有用であり得る。図１Ｄ、図４および図５に示されるような特定のインターフェイス用途において有用である。あるいは、結合器アレイ１０Ａは、図１Ａの位置Ｃの結合器アレイ１０Ａインターフェイスにおいて光学デバイスインターフェイス４２Ａとの結合が生じるように、先端部１６Ａなしで作製されてもよい（または、作製後に先端部１６Ａが除去されてもよい）。 Optionally, coupler array 10A also includes substantially uniform diameter tips 16A (shown between positions C and D in FIG. 1A for coupling) at interface 42A of optical waveguide device 40A and array interface 18A. ) can be included. A uniform diameter tip 16A may be useful in certain interface applications, such as those shown in FIGS. 1D, 4, and 5. It is useful in certain interface applications such as those shown in FIGS. 1D, 4 and 5. Alternatively, coupler array 10A may be fabricated without tip 16A (or alternatively, after fabrication, tip 16A may be removed).
代替実施形態では、光学デバイス４０Ａがダブルクラッドファイバからなる場合、結合
器アレイ１０Ａの小端部が光学デバイスインターフェイス４２Ａに結合（例えば、融着接続）されるとき、接続位置に近接する共通ハウジング構造１４Ａの少なくとも一部（先端部１６Ａの少なくとも一部など、）は、低指数媒体（図示せず）で被覆されていてもよく、接続位置の上および二重クラッドファイバ光学デバイス４０Ａ外側クラッドまで延在する（および任意に、接続位置に近接する二重クラッドファイバ光学デバイス４０Ａ外側クラッドの一部の上まで延在する）。
In an alternative embodiment, when the optical device 40A is comprised of a double-clad fiber, when the small end of the coupler array 10A is coupled (e.g., fusion spliced) to the optical device interface 42A, a common housing structure proximate the connection location At least a portion of tip 14A (such as at least a portion of tip 16A) may be coated with a low index medium (not shown), extending over the splice location and into the outer cladding of double clad fiber optical device 40A. (and optionally extends over a portion of the outer cladding of double clad fiber optical device 40A proximate the connection location).
ここで図１Ｂを参照すると、光ファイバ結合器アレイの第２の例示的な実施形態が、結合器アレイ１０Ｂとして示されている。結合器アレイ１０Ｂは、共通のハウジング構造１４Ｂと、図１Ｂに一例として単一のＶＣ導波路３０Ｂとして示される少なくとも１つのＶＣ導波路と、図１Ｂに一例として単一のＮｏｎ－ＶＣ導波路として示される少なくとも１つのＮｏｎ－ＶＣ導波路とを備える。図１Ｂは、一例として、単一のＮｏｎ－ＶＣ導波路３２Ｂとして、ＶＣ導波路３０Ｂに平行に近接して配置され、光結合器アレイ１０Ｂの一部が、図１Ａの光結合器アレイ１０Ａの小端部における対応するチャネル間間隔値Ｓ２よりも、その小端部においてより大きなチャネル間間隔値Ｓ２’を構成するように構成されている。この構成は、光ファイバ結合器アレイ１０Ａを位置Ｃ’で横方向に切断することによって容易に実施することができ、したがって、共通ハウジング構造１４Ａよりも短い共通ハウジング構造１４Ｂを生成し、その結果、より大きなチャネル間間隔値Ｓ２’を有する、新しい、より大きな直径のアレイインターフェイス１８Ｂを生成する。 Referring now to FIG. 1B, a second exemplary embodiment of an optical fiber coupler array is shown as coupler array 10B. The coupler array 10B includes a common housing structure 14B and at least one VC waveguide, shown as an example in FIG. 1B as a single VC waveguide 30B, and as an example as a single Non-VC waveguide in FIG. 1B. and at least one Non-VC waveguide as shown. FIG. 1B shows, by way of example, a single non-VC waveguide 32B disposed in parallel and close proximity to the VC waveguide 30B, and a portion of the optical coupler array 10B of FIG. It is configured to provide a larger inter-channel spacing value S2' at the small end than the corresponding inter-channel spacing value S2 at the small end. This configuration can be easily implemented by cutting the fiber optic coupler array 10A laterally at location C', thus producing a common housing structure 14B that is shorter than the common housing structure 14A, resulting in Create a new, larger diameter array interface 18B with a larger interchannel spacing value S2'.
ここで図１Ｃを参照すると、光ファイバ結合器アレイの第３の例示的な実施形態が、結合器アレイ１０Ｃとして示されている。結合器アレイ１０Ｃは、図１ＣにＶＣ導波路３０Ｃ－１、３０Ｃ－２として示される複数のＶＣ導波路と、図１ＣにＮｏｎ－ＶＣ導波路３２Ｃ－１、３２Ｃ－２として示される複数のＮｏｎ－ＶＣ導波路とから構成される。図１ＣにＮｏｎ－ＶＣ導波路３２Ｃ－１、３２Ｃ－２、３２Ｃ－ａとして示される複数のＮｏｎ－ＶＣ導波路は、すべて互いに長手方向に非対称に配置され、複数のＮｏｎ－ＶＣ導波路の少なくとも一部は、異なるタイプおよび／または異なる特性（シングルモードまたはマルチモードまたは偏波維持など）であり、例えば、Ｎｏｎ－ＶＣ導波路３２Ｃ－１、３２Ｃ－２は、異なるタイプであるか、またはＮｏｎ－ＶＣ導波路３２Ｃ－ａとは異なる特性からなる。さらに、ＶＣ導波路またはＮｏｎ－ＶＣ導波路のいずれか（例えば、Ｎｏｎ－ＶＣ導波路３２Ｃ－ａなど）は、任意の所望の長さだけ結合器アレイ１０Ｃ共通のハウジング構造を越えて容易に延びることができ、その近傍の光学デバイスにスプライスされる必要がある。 Referring now to FIG. 1C, a third exemplary embodiment of an optical fiber coupler array is shown as coupler array 10C. The coupler array 10C includes a plurality of VC waveguides shown as VC waveguides 30C-1 and 30C-2 in FIG. 1C and a plurality of non-VC waveguides shown as Non-VC waveguides 32C-1 and 32C-2 in FIG. 1C. - VC waveguide. The plurality of Non-VC waveguides, shown as Non-VC waveguides 32C-1, 32C-2, and 32C-a in FIG. Some are of different types and/or different characteristics (such as single mode or multimode or polarization maintaining), for example, Non-VC waveguides 32C-1, 32C-2 are of different types or - It has different characteristics from the VC waveguide 32C-a. Additionally, either the VC waveguide or the Non-VC waveguide (such as Non-VC waveguide 32C-a) can easily extend beyond the common housing structure of coupler array 10C by any desired length. and needs to be spliced to optical devices in its vicinity.
ここで図１Ｄを参照すると、マルチコアファンインおよびファンアウト接続用に構成され、結合器アレイ５０として示される光ファイバ結合器アレイの第４の例示的な実施形態が示されている。結合器アレイ５０は、一対の光ファイバ結合器アレイ構成要素（１０Ｄ－１、１０Ｄ－２）からなり、２つの光ファイバ結合器アレイ構成要素（１０Ｄ－１、１０Ｄ－２）の第２の（小さいサイズの）端部間に（例えば、位置５４－１、５４－２での融着接続によって）接続されたマルチコア光ファイバ要素５２を備える。好ましくは、結合器・アレイ構成要素（１０Ｄ－１、１０Ｄ－２）の各々におけるＶＣ導波路の少なくとも１つは、マルチコア光ファイバ要素５２の対応する選択されたコアへの光結合を増加または最大化する一方で、その他のすべてのコアへの光結合を減少または最小化するように構成される。 Referring now to FIG. 1D, a fourth exemplary embodiment of an optical fiber combiner array, designated as combiner array 50, is shown configured for multi-core fan-in and fan-out connections. The coupler array 50 consists of a pair of optical fiber coupler array components (10D-1, 10D-2), the second ( a multi-core optical fiber element 52 connected (eg, by a fusion splice at locations 54-1, 54-2) between its ends (of small size). Preferably, at least one of the VC waveguides in each of the coupler and array elements (10D-1, 10D-2) increases or maximizes the optical coupling to the corresponding selected core of the multicore optical fiber element 52. while reducing or minimizing optical coupling to all other cores.
ここで図２Ａを参照すると、光ファイバ結合器アレイの第５の例示的な実施形態が、結合器アレイ１００Ａとして示されている。結合器アレイ１００Ａは、複数のＶＣ導波路１３０Ａ－１、１３０Ａ－２として例示のためにのみ示される、単一の共通のハウジング構造１０４Ａに少なくとも部分的に埋め込まれた複数の長手方向に近接するＶＣ導波路から構成される。各複数のＶＣ導波路１３０Ａ－１、１３０Ａ－２は、それぞれ、特定のスプ
ライス位置１３２Ａ－１、１３２Ａ－２において、対応するそれぞれの細長い光学デバイス１３４Ａ－１、１３４Ａ－２（光ファイバなど）にスプライスされ、その少なくとも一部は、所定の長さ１０２Ａだけ共通ハウジング構造１０４Ａの外側に延在し、各特定のスプライス位置１３２Ａ－１、１３２Ａ－２は、共通ハウジング構造１０４Ａ内に配置される。
Referring now to FIG. 2A, a fifth exemplary embodiment of an optical fiber coupler array is shown as coupler array 100A. Coupler array 100A includes a plurality of longitudinally adjacent VC waveguides, shown for illustrative purposes only as a plurality of VC waveguides 130A-1, 130A-2, at least partially embedded in a single common housing structure 104A. It consists of a VC waveguide. Each plurality of VC waveguides 130A-1, 130A-2 connects to a corresponding respective elongated optical device 134A-1, 134A-2 (such as an optical fiber) at a particular splice location 132A-1, 132A-2, respectively. spliced, at least a portion of which extends outside the common housing structure 104A by a predetermined length 102A, and each particular splice location 132A-1, 132A-2 is disposed within the common housing structure 104A.
次に図２Ｂを参照すると、光ファイバ結合器アレイの第６の例示的な実施形態が、結合器アレイ１００Ｂとして示されている。 Referring now to FIG. 2B, a sixth exemplary embodiment of an optical fiber coupler array is shown as coupler array 100B.
結合器アレイ１００Ｂは、複数のＶＣ導波路１３０Ｂ－１、１３０Ｂ－２として例示のためにのみ示される、単一の共通のハウジング構造１０４Ｂに少なくとも部分的に埋め込まれた複数の長手方向に近接したＶＣ導波路から構成される。各複数のＶＣ導波路１３０Ｂ－１、１３０Ｂ－２は、それぞれ、特定のスプライス位置１３２Ｂ－１、１３２Ｂ－２において、対応するそれぞれの細長い光学デバイス１３４Ｂ－１、１３４Ｂ－２（光ファイバなど）にスプライスされ、その少なくとも一部は、所定の長さ１０２Ｂだけ共通ハウジング構造１０４Ｂの外側に延在し、各特定のスプライス位置１３２Ｂ－１、１３２Ｂ－２は、共通ハウジング構造１０４Ｂの外側断面境界領域に配置される。 Coupler array 100B includes a plurality of longitudinally adjacent VC waveguides 130B-1, 130B-2, shown for illustrative purposes only, embedded at least partially in a single common housing structure 104B. It consists of a VC waveguide. Each plurality of VC waveguides 130B-1, 130B-2 connects to a corresponding respective elongate optical device 134B-1, 134B-2 (such as an optical fiber) at a particular splice location 132B-1, 132B-2, respectively. spliced, at least a portion of which extends outwardly of the common housing structure 104B by a predetermined length 102B, each particular splice location 132B-1, 132B-2 at an outer cross-sectional boundary region of the common housing structure 104B. Placed.
ここで図２Ｃを参照すると、光ファイバ結合器アレイの第７の例示的な実施形態が、結合器アレイ１００Ｃとして示されている。 Referring now to FIG. 2C, a seventh exemplary embodiment of an optical fiber coupler array is shown as coupler array 100C.
結合器アレイ１００Ｃは、複数のＶＣ導波路１３０Ｃ－１、１３０Ｃ－２として例示のためにのみ示される、単一の共通のハウジング構造１０４Ｃに少なくとも部分的に埋め込まれた複数の長手方向に近接するＶＣ導波路から構成される。各複数のＶＣ導波路１３０Ｃ－１、１３０Ｃ－２は、それぞれ、特定のスプライス位置１３２Ｃ－１、１３２Ｃ－２において、対応するそれぞれの細長い光学デバイス１３４Ｃ－１、１３４Ｃ－２（光ファイバなど）にスプライスされ、その少なくとも一部は、所定の長さ１０２Ｃだけ共通ハウジング構造１０４Ｃの外側に延在し、各特定のスプライス位置１３２Ｃ－１、１３２Ｃ－２は、共通ハウジング構造１０４Ｃの外側に配置される。 Coupler array 100C includes a plurality of longitudinally adjacent VC waveguides 130C-1, 130C-2, shown for illustrative purposes only, embedded at least partially in a single common housing structure 104C. It consists of a VC waveguide. Each plurality of VC waveguides 130C-1, 130C-2 connects to a corresponding respective elongated optical device 134C-1, 134C-2 (such as an optical fiber) at a particular splice location 132C-1, 132C-2, respectively. spliced, at least a portion of which extends outside the common housing structure 104C by a predetermined length 102C, and each particular splice location 132C-1, 132C-2 is disposed outside the common housing structure 104C. .
ここで図２Ｄを参照すると、光ファイバ結合器アレイの代替実施形態が、結合器アレイ１５０として示されている。結合器アレイ１５０は、自由空間ベースの光学デバイス１５２への光結合を増加または最適化するように、その第２の端部において構成される、単一の共通のハウジング構造内に少なくとも部分的に埋め込まれた、複数の長手方向に近接するＶＣ導波路から構成される。自由空間ベースの光学デバイス１５２は、レンズ１５４に続いて、追加の光学デバイスコンポーネント１５６から構成されてもよく、この光学デバイスコンポーネント１５６は、一例として、ＭＥＭＳミラーまたは体積ブラッググレーティングから構成されてもよい。結合器と自由空間ベースの光学デバイス１５２の組み合わせは、光信号１６０ｂ（レンズ１５４を通過した後の光結合器アレイ１５０出力光信号１６０ａの代表）のスペクトル合波または分波のための光スイッチまたはＷＤＭデバイスとして使用することができる。この場合、ファイバのうちの１本を入力に使用し、他の全てを出力に使用してもよいし、その逆でもよい。別の実施形態では、自由空間ベースのデバイス１５２を第２の結合器の端部に融着接続可能にすることができる。このデバイスはコアレスガラス素子であってもよく、ガラス－空気インターフェイスにおける電力密度再編成のためのエンドカップとして機能することができる。別の変更では、コアレス素子は、タルボ空洞形状における結合器の導波路の位相同期のためのタルボミラーとして機能することができる。 Referring now to FIG. 2D, an alternative embodiment of a fiber optic coupler array is shown as coupler array 150. Coupler array 150 is arranged at least partially within a single common housing structure configured at a second end thereof to increase or optimize optical coupling to free space-based optical device 152. It consists of a plurality of embedded, longitudinally adjacent VC waveguides. Following the lens 154, the free space-based optical device 152 may be comprised of an additional optical device component 156, which may be comprised of a MEMS mirror or a volumetric Bragg grating, by way of example. . The combination of coupler and free space-based optical device 152 may be an optical switch or It can be used as a WDM device. In this case, one of the fibers may be used for input and all others for output, or vice versa. In another embodiment, a free space-based device 152 can be fusion spliced to the end of the second coupler. This device may be a coreless glass element and may function as an end cup for power density reorganization at the glass-air interface. In another modification, the coreless element can function as a Talbot mirror for phase locking of the coupler waveguide in the Talbot cavity geometry.
図３Ａ～図３Ｌに示す様々な実施形態をより詳細に説明する前に、図３Ａ～図３Ｌを参照されたい。図３Ａ～図３Ｌをより詳細に説明する前に、以下に「複数」または「少なく
とも１つの」結合器構成要素／エレメントが示されるときはいつでも、結合器アレイの対応する実施形態において提供され得るそのような結合器構成要素／エレメントの具体的な数量は、本発明の精神から逸脱することなく、（例えば、結合器アレイの意図される産業用途に基づいて）必要性、または設計上の選択の問題として選択され得ることが理解されるべきである。したがって、様々な図３Ａ～図３Ｌにおいて、単一または３Ａ～３Ｌにおいて、単一または個々の結合器アレイ構成要素／エレメントは、単一の参照番号によって識別され、一方、結合器構成要素／エレメントの各複数は、参照番号の後に「（１．．ｎ）」が続く指定によって識別され、「ｎ」は、複数の結合器要素／コンポーネントの所望の数である（そして、これは、以下に説明される任意の特定の結合器アレイ実施形態において異なる値を有してもよい）。
Before describing the various embodiments shown in FIGS. 3A-3L in more detail, please refer to FIGS. 3A-3L. Before describing FIGS. 3A-3L in more detail, below, whenever "a plurality" or "at least one" combiner component/element is indicated, it may be provided in a corresponding embodiment of a combiner array. The specific number of such coupler components/elements may vary depending on necessity (e.g., based on the intended industrial use of the coupler array) or design choice, without departing from the spirit of the invention. It should be understood that the choice may be made as a matter of concern. Accordingly, in the various FIGS. 3A-3L, a single or individual combiner array component/element is identified by a single reference numeral, whereas a combiner component/element Each plurality of is identified by a designation followed by a reference number "(1..n)", where "n" is the desired number of combiner elements/components in the plurality (and this is defined below as may have different values in any particular combiner array embodiment described).
また、全ての導波路ＶＣおよび非導波路ＶＣは、例として内側および外側コアおよびクラッドの断面が円形であることのみを示している。内側および外側コアおよびクラッドの断面の他の形状（例えば、六角形、長方形または正方形）は、本発明から逸脱することなく利用することができる。形状の具体的な選択は、光学デバイスのチャネル形状、チャネル位置形状（例えば、六角形、長方形または正方格子）、または軸方向偏光整列モードなどの様々な要件に基づいて行われる。 Also, all waveguide VCs and non-waveguide VCs are shown by way of example only with circular cross-sections for the inner and outer cores and cladding. Other shapes for the cross-sections of the inner and outer cores and cladding (eg, hexagonal, rectangular or square) may be utilized without departing from the invention. The specific choice of shape is made based on various requirements, such as the channel shape of the optical device, the channel position shape (eg, hexagonal, rectangular or square lattice), or the axial polarization alignment mode.
同様に、以下に記載しない限り、以下の様々な関係（例えば、図３Ｃおよび３Ｄの光結合器アレイ２００Ｃおよび２００Ｄに対する以下の相対量関係、および、ＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｈが結合器アレイ２００Ｈの中心長手方向軸から横方向に中心を外れて長手方向に配置されるという、図３Ｈの結合器アレイ２００Ｈに関連して以下に規定される特徴）が順守される限り、サイズ、相対サイズ、相対位置、および組成材料の選択は、図３Ａ～図３Ｌの結合器アレイ実施形態の詳細な説明に関連して以下に示される例示的なサイズ、相対サイズ、相対位置、および組成材料の選択に限定されない。むしろ、それらは、本発明の精神から逸脱することなく、利便性または設計上の選択の問題として、当業者によって選択され得る。 Similarly, unless noted below, various relationships below (e.g., the following relative quantity relationships for optical coupler arrays 200C and 200D of FIGS. 3C and 3D, and size, relative size, relative position, as long as the characteristics defined below in connection with coupler array 200H of FIG. 3H are adhered to; , and composition material selections are not limited to the exemplary sizes, relative sizes, relative positions, and composition material selections set forth below in connection with the detailed description of the coupler array embodiments of FIGS. 3A-3L. . Rather, they may be selected by those skilled in the art as a matter of convenience or design choice without departing from the spirit of the invention.
最後に、図３Ａ～図３Ｌの様々な結合器アレイ２００Ａ～２００Ｌの、様々な単一の共通ハウジング構造構成要素２０２Ａ～２０２Ｌの各々は、屈折率Ｎ－４値を有する媒体で構成され得ることに留意すべきである。図３Ａ～図３Ｌのそれぞれは、他の結合器アレイ構成要素の屈折率Ｎ－１、Ｎ－２、およびＮ－３の値との上述の関係の適用可能な１つにしたがって屈折率Ｎ－４の値を有し、図１Ａの媒体２８Ａに関連して上述した様々な想定される例示的な媒体組成パラメータから選択される特性および特性を有する媒体で構成され得る。 Finally, each of the various single common housing structural components 202A-202L of the various coupler arrays 200A-200L of FIGS. 3A-3L may be constructed of a medium having a refractive index N-4 value. should be kept in mind. Each of FIGS. 3A-3L has a refractive index N- according to an applicable one of the above-described relationships with the values of refractive indices N-1, N-2, and N-3 of other coupler array components. 4 and having properties and properties selected from various possible exemplary media composition parameters discussed above in connection with media 28A of FIG. 1A.
ここで図３Ａを参照すると、図１Ｄ～図２Ｄの光ファイバ結合器アレイ実施形態の第１の代替実施形態が示されている。全ての導波路がＶＣ導波路である結合器アレイ２００Ａとして示されている。結合器アレイ２００Ａは、単一の共通ハウジング２０２Ａと、ハウジング２０２Ａの中心長手方向軸に沿って中央に配置された複数のＶＣ導波路２０４Ａ－（１．．．ｎ）（ｎは例示のみにより１９に等しい）と、を備える。結合器アレイ２００Ａはまた、任意選択で少なくとも１つのフィデューシャル要素２１０Ａを含むことができ、これらに限定されないが、１つ以上の有用な特性を結合器アレイに提供するように動作可能である。
・結合器アレイ導波路配置の視覚的識別（結合器アレイの端部の少なくとも１つ）を可能にする、および、
・結合器アレイ端の少なくとも１つと少なくとも１つの光学デバイスとの受動的アライメントを容易にする。
Referring now to FIG. 3A, a first alternative embodiment of the fiber optic coupler array embodiment of FIGS. 1D-2D is shown. It is shown as a coupler array 200A where all waveguides are VC waveguides. The coupler array 200A includes a single common housing 202A and a plurality of VC waveguides 204A-(1...n) centrally located along the central longitudinal axis of the housing 202A, where n is 19 by way of example only. ) and . Coupler array 200A can also optionally include at least one fiducial element 210A, which is operable to provide one or more useful properties to the coupler array, including but not limited to .
- allowing visual identification of the coupler array waveguide arrangement (at least one of the ends of the coupler array); and
- Facilitating passive alignment of at least one optical device with at least one of the ends of the coupler array.
さらに、少なくとも１つの偏波維持ＶＣ導波路を含む光結合器アレイ実施形態（図３Ｈ
～図３Ｌに関連して後述する光結合器アレイ実施形態など）に配備される場合、フィデューシング要素は、以下のように動作可能である。）、フィデューシャル要素はさらに動作可能である。
・光結合器アレイの特定の偏光軸アライメントモード（図３Ｈ～図３Ｌに関連して後述するような）を視覚的に識別できるようにする。
・特定の光結合器アレイのＰＭ導波路の１つまたは複数の偏光軸を、それにアライメントするための幾何学的に位置決めされた基準点として機能する。
In addition, an optical coupler array embodiment including at least one polarization-maintaining VC waveguide (Figure 3H
- such as the optocoupler array embodiment described below with respect to FIG. 3L), the fiducing element can operate as follows. ), the fiducial element is further operable.
- Allows visual identification of a particular polarization axis alignment mode (as described below in connection with FIGS. 3H-3L) of the optocoupler array.
- Serves as a geometrically positioned reference point for aligning one or more polarization axes of the PM waveguides of a particular optical coupler array to it.
フィデューシャル要素２１０Ａは、本発明の精神から逸脱することなく、設計上の選択または便宜の問題として選択される、当該技術分野で公知の様々なタイプのフィデューシャル要素のいずれかを構成することができ、例えば、様々な断面位置のうちの１つ（図３Ａに示される位置ＸまたはＹなど）の共通ハウジング構造２０２Ａ内に長手方向に配置された専用の細長い要素であってもよい。あるいは、フィデューシャル要素２１０Ａは、非フィデューシャル目的には使用されない専用チャネルから構成されてもよく、例えば、図３Ａの位置Ｚにのみ例として示されている導波路２０４Ａ－（１．．．ｎ）の１つを置き換える。 Fiducial element 210A constitutes any of a variety of types of fiducial elements known in the art, selected as a matter of design choice or convenience without departing from the spirit of the invention. For example, it may be a dedicated elongate element longitudinally disposed within the common housing structure 202A in one of various cross-sectional positions (such as positions X or Y shown in FIG. 3A). Alternatively, fiducial element 210A may consist of a dedicated channel that is not used for non-fiduciary purposes, such as waveguide 204A-(1... .n).
ここで図３Ｂを参照すると、上述の図１Ａの光ファイバ結合器アレイ１０Ａの第１の代替実施形態が、単一のハウジング構造２０２Ｂと、図３Ｂに例示的にＶＣ導波路２０４Ｂとして示される少なくとも１つのＶＣ導波路と、例示的にのみｎが１８に等しい複数のＮｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｂ－（１．．．ｎ）と、を備える結合器アレイ２００Ｂとして示されている。ＶＣ導波路２０４Ｂは、共通ハウジング構造２０２Ｂの中央長手方向軸に沿って配置され、近位平行な複数のＮｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｂ－（１．．．ｎ）によって周方向に対称に取り囲まれている。 Referring now to FIG. 3B, a first alternative embodiment of the fiber optic coupler array 10A of FIG. 1A described above includes a unitary housing structure 202B and at least It is shown as a coupler array 200B comprising one VC waveguide and a plurality of Non-VC waveguides 206B-(1...n) with n equal to 18 by way of example only. The VC waveguide 204B is disposed along the central longitudinal axis of the common housing structure 202B and circumferentially symmetrically surrounded by a plurality of proximally parallel Non-VC waveguides 206B-(1...n). There is.
ここで図３Ｃを参照すると、上述の図３Ｂの光ファイバ結合器アレイ２００Ｂの第１の代替実施形態が、単一のハウジング構造２０２Ｃ、ＶＣ導波路２０４Ｃ、および複数のＮｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｃ－（１．．．ｎ）から構成される結合器アレイ２００Ｃとして示されており、ｎは例示のみによって１８に等しい。ＶＣ導波路２０４Ｃは、共通ハウジング構造２０２Ｃの中央長手方向軸に沿って配置され、近位平行な複数のＮｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｃ－（１．．．ｎ）によって円周方向かつ対称的に取り囲まれている。結合器アレイ２００Ｃは、その中に埋め込まれた全ての導波路（すなわち、ＶＣ導波路２０４Ｃおよび複数のＮｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｃ－（１．．．ｎ））のセクションを取り囲む共通ハウジング構造２０２Ｃ媒体の体積が、単一の共通ハウジング構造２０２Ｃ内に埋め込まれたＶＣ導波路２０４Ｃのセクションの内側コアおよび外側コアの合計体積を超えるように構成される。 Referring now to FIG. 3C, a first alternative embodiment of the optical fiber coupler array 200B of FIG. 3B described above includes a single housing structure 202C, a VC waveguide 204C, and a plurality of Non-VC waveguides 206C- (1...n), where n is equal to 18 by way of example only. The VC waveguide 204C is disposed along the central longitudinal axis of the common housing structure 202C and is circumferentially and symmetrically surrounded by a plurality of proximally parallel non-VC waveguides 206C-(1...n). It is. Coupler array 200C has a common housing structure 202C that surrounds sections of all waveguides (i.e., VC waveguide 204C and multiple Non-VC waveguides 206C-(1...n)) embedded therein. is configured such that the volume of the VC waveguide 204C exceeds the combined volume of the inner and outer cores of the sections of VC waveguide 204C embedded within a single common housing structure 202C.
ここで図３Ｄを参照すると、上述の図３Ｃの光ファイバ結合器アレイ２００Ｃの第１の代替実施形態が、単一のハウジング構造２０２Ｄと、Ｎが例示のみで７に等しい複数のＶＣ導波路２０４Ｄ－（１．．．Ｎ）と、ｎが例示のみで１２に等しい複数のＮｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｄ－（１．．．ｎ）と、を備える結合器アレイ２００Ｄとして示されている。複数のＶＣ導波路２０４Ｄ－（１．．．Ｎ）は、共通のハウジング構造２０２Ｄの中央の長手方向軸に沿って配置され、近位の平行な複数のＮｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｄ－（１．．．ｎ）によって周方向に対称に取り囲まれている。結合器アレイ２００Ｄは、その中に埋め込まれた全ての導波路のセクション（例えば、複数のＶＣ導波路２０４Ｄ－（１．．．Ｎ）、および複数のＮｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｄ－（１．．．ｎ）を取り囲む共通ハウジング構造２０２Ｄの媒体の体積が、単一の共通ハウジング構造２０２Ｄ内に埋め込まれた複数のＶＣ導波路２０４Ｄ－（１．．．Ｎ）のセクションの内側および外側コアの合計体積を超えるように構成される。 Referring now to FIG. 3D, a first alternative embodiment of the fiber optic coupler array 200C of FIG. 3C described above includes a single housing structure 202D and a plurality of VC waveguides 204D, where N is equal to 7 by way of example only. -(1...N) and a plurality of Non-VC waveguides 206D-(1...n), with n equal to 12 by way of example only. A plurality of VC waveguides 204D-(1...N) are arranged along the central longitudinal axis of the common housing structure 202D, with a plurality of proximal parallel Non-VC waveguides 206D-(1...N). ..n) is circumferentially symmetrically surrounded. The coupler array 200D includes all waveguide sections embedded therein (eg, a plurality of VC waveguides 204D-(1...N) and a plurality of Non-VC waveguides 206D-(1...N)). .n) is the sum of the inner and outer cores of the sections of the plurality of VC waveguides 204D-(1...N) embedded within the single common housing structure 202D. Constructed to exceed volume.
ここで図３Ｅを参照すると、上述の図３Ｄの光ファイバ結合器アレイ２００Ｄの第１の代替実施形態が、単一のハウジング構造２０２Ｅと、Ｎが例示のみによって６に等しい複数のＶＣ導波路２０４Ｅ－（１．．．Ｎ）と、ｎが例示のみによって１２に等しい複数のＮｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｅ－（１．．．ｎ）と、別個の単一のＮｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｅ’とを備える結合器アレイ２００Ｅとして示されている。Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｅ’は、好ましくは、それを通して光ポンピング機能を提供するように動作可能であり、共通ハウジング構造２０２Ｅの中心長手方向軸に沿って位置決めされ、近位平行複数ＶＣ導波路２０４Ｅ－（１．．．Ｎ）によって周方向および対称的に取り囲まれ、それらは順に、近位平行複数Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｅ－（１．．．ｎ）によって周方向および対称的に取り囲まれる。 Referring now to FIG. 3E, a first alternative embodiment of the fiber optic coupler array 200D of FIG. -(1...N), a plurality of Non-VC waveguides 206E-(1...n), where n is equal to 12 by way of example only, and a separate single Non-VC waveguide 206E'. 200E. Non-VC waveguide 206E' is preferably operable to provide optical pumping functionality therethrough and is positioned along the central longitudinal axis of common housing structure 202E and proximal parallel multiple VC waveguides 204E. -(1...N), which in turn are circumferentially and symmetrically surrounded by proximal parallel plurality of Non-VC waveguides 206E-(1...n).
ここで図３Ｆを参照すると、上述の図３Ｂの光ファイバ結合器アレイ２００Ｂの第２の代替実施形態が、単一のハウジング構造２０２Ｆと、複数のＶＣ導波路２０４Ｆ－（１．．Ｎ）、ただし例としてのみＮは６に等しい、別個の単一のＶＣ導波路２０４Ｆ’と、複数のＮｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｆ－（１．．ｎ）であり、好ましくは、各々が、結合器アレイ２００Ｆが有利に結合され得る様々な光学デバイスの異なるタイプの光ポンプチャネルへの光結合を増加または最適化するのに十分な直径の拡大された内側コアから構成される。ＶＣ導波路２０４Ｆ’は、共通ハウジング構造２０２Ｆの中央長手方向軸に沿って配置され、近位平行複数ＶＣ導波路２０４Ｆ－（１．．．Ｎ）によって円周方向および対称的に取り囲まれ、それらは順に、近位平行複数非ＶＣ導波路２０６Ｆ－（１．．．Ｎ）によって円周方向および対称的に取り囲まれる。 Referring now to FIG. 3F, a second alternative embodiment of the fiber optic coupler array 200B of FIG. 3B described above includes a single housing structure 202F and a plurality of VC waveguides 204F-(1..N). However, by way of example only, N equals 6, a separate single VC waveguide 204F' and a plurality of Non-VC waveguides 206F-(1..n), preferably each coupled to the coupler array 200F. consists of an enlarged inner core of sufficient diameter to increase or optimize optical coupling to different types of optical pump channels of various optical devices to which optical devices can be advantageously coupled. The VC waveguide 204F' is disposed along the central longitudinal axis of the common housing structure 202F and is circumferentially and symmetrically surrounded by a plurality of proximal parallel VC waveguides 204F-(1...N), which are in turn circumferentially and symmetrically surrounded by proximal parallel multiple non-VC waveguides 206F-(1...N).
ここで図３Ｇを参照すると、上述の図３Ｂの光ファイバ結合器アレイ２００Ｂの第３の代替実施形態が、単一のハウジング構造２０２Ｇと、図３Ｇに例示的にＶＣ導波路２０４Ｇとして示される少なくとも１つのＶＣ導波路と、例示的にのみｎが１８に等しい複数のＮｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｇ－（１．．．ｎ）と、を備える結合器アレイ２００Ｇとして示されている。ＶＣ導波路２０４Ｇは、光ファイバ結合器アレイ２００Ｇが、光ポンピング効率を改善するために非同心コアを有するダブルクラッド光ファイバ（図示せず）にスプライスされた場合に、ファイバ光増幅器およびまたはレーザとして容易に使用され得るように、単一の共通ハウジング構造２０２Ｇの中央長手方向軸からオフセットされたサイドチャネルとして配置される。ダブルクラッドファイバは、コアと内側クラッドの両方が導光特性を有するファイバであるため、ＳＭ、ＭＭ、ＬＭＡ、またはＭＣ（マルチコア）などのほとんどの光ファイバタイプは、偏波保持の有無にかかわらず、また標準的な（例えば、従来の）シングルモード光ファイバでさえも、ファイバを低指数媒体でコーティング（または再コーティング）する（外側クラッドを形成する）ことにより、ダブルクラッドファイバに変換できることに留意すべきである。 Referring now to FIG. 3G, a third alternative embodiment of the fiber optic coupler array 200B of FIG. 3B described above includes a single housing structure 202G and at least one VC waveguide, illustratively shown in FIG. 3G as a VC waveguide 204G. It is shown as a coupler array 200G comprising one VC waveguide and a plurality of Non-VC waveguides 206G-(1...n) with n equal to 18 by way of example only. VC waveguide 204G can be used as a fiber optical amplifier and or laser when fiber optic coupler array 200G is spliced into a double-clad optical fiber (not shown) with a non-concentric core to improve optical pumping efficiency. It is arranged as a side channel offset from the central longitudinal axis of the single common housing structure 202G for ease of use. Double-clad fiber is a fiber in which both the core and inner cladding have light-guiding properties, so most optical fiber types such as SM, MM, LMA, or MC (multicore) can be used with or without polarization maintaining. , and note that even a standard (e.g., conventional) single-mode optical fiber can be converted into a double-clad fiber by coating (or recoating) the fiber with a low-index medium (forming the outer cladding). Should.
任意選択で、結合器アレイ２００Ｇの第２の端部がダブルクラッドファイバ（図示せず）にスプライスされるとき、ダブルクラッドファイバ（図示せず）とのスプライスポイントに近接する共通ハウジング構造２０２Ｇの少なくとも一部は、スプライスポイントを越えてダブルクラッドファイバの外側クラッドまで延在する（任意選択で、スプライスポイントに近接する外側クラッドの一部分を越えて延在する）低指数媒体で被覆され得る。 Optionally, when the second end of coupler array 200G is spliced to a double-clad fiber (not shown), at least one of the common housing structures 202G proximate the splice point with the double-clad fiber (not shown) A portion may be coated with a low index medium that extends beyond the splice point to the outer cladding of the double-clad fiber (optionally extending beyond a portion of the outer cladding proximate to the splice point).
ここで図３Ｈ～図３Ｌを参照する。図３Ｈ～図３Ｌを参照すると、光結合器の様々な代替的な例示的実施形態では、そこで利用されるＶＣ導波路の少なくとも１つ、および特定の実施形態では、任意選択で非ＶＣ導波路の少なくとも１つは、偏波維持（ＰＭ）特性を含んでよい。一例として、ＶＣ導波路のＰＭ特性は、ＶＣ導波路内の内側コアの外側および外側コアの内側または外側のいずれかに配置された一対の長手方向応力ロッド（または他の応力要素を介して）に起因してもよく、ＰＭ特性は、非円形の内側または外側コア形状、または他のＰＭ誘導光ファイバ構成（ボウタイまたは楕円クラッドＰＭファイバなど
）に起因してもよい。少なくとも１つのＰＭ導波路（ＶＣおよび／または非ＶＣ）が利用される光ファイバの様々な実施形態では、特定の偏光軸アライメントモードに従ったＰＭ導波路（または導波路）の軸アライメントが関与する場合がある。
Reference is now made to FIGS. 3H-3L. 3H-3L, various alternative exemplary embodiments of optical couplers utilize at least one VC waveguide and, in certain embodiments, an optional non-VC waveguide. At least one of the polarization maintaining (PM) properties may include polarization maintaining (PM) properties. As an example, the PM properties of a VC waveguide can be determined by a pair of longitudinal stress rods (or other stress elements) placed outside the inner core and either inside or outside the outer core within the VC waveguide. The PM properties may be due to non-circular inner or outer core shapes, or other PM-guiding optical fiber configurations (such as bowtie or elliptical clad PM fibers). Various embodiments of optical fibers in which at least one PM waveguide (VC and/or non-VC) are utilized involve axial alignment of the PM waveguide (or waveguides) according to a particular polarization axis alignment mode. There are cases.
特定の実施形態にしたがって、偏光軸アライメントモードは、以下の少なくとも１つから構成され得るが、これらに限定されない。
・ＰＭ導波路の偏光軸と光結合器内の他のＰＭ導波路の偏光軸との軸合わせ。ＰＭ導波路が中心から外れた位置にある場合：ＰＭ導波路の偏光軸と光結合器内の横断面（幾何学的）位置との軸合わせ、
・光結合器の単一の共通ハウジング構造が非円形の幾何学的形状（図３Ｌに例として示すような）からなる場合：共通ハウジング構造の外形の幾何学的特徴に対するＰＭ導波路の偏光軸の軸方向の位置合わせ、
・図３Ｊ－３Ｌに関連して後述する１つ以上の導波路配置インジケータを含む光結合器の実施形態では、ＰＭ導波路の偏光軸をその少なくとも１つの幾何学的特性に軸合わせする：ＰＭ導波路の少なくとも１つの幾何学的特性に対する偏光軸の軸方向の位置合わせ、
・図３Ａに関連して上述したように、少なくとも１つのフィデューシャル要素２１０Ａを含む光結合器の実施形態において：少なくとも１つのフィデューシャル要素２１０Ａの幾何学的位置に対するＰＭ導波路の偏光軸の軸方向の位置合わせ。
According to certain embodiments, the polarization axis alignment mode may consist of, but is not limited to, at least one of the following:
- Alignment of the polarization axis of the PM waveguide and the polarization axis of other PM waveguides in the optical coupler. If the PM waveguide is located at an off-center position: alignment of the polarization axis of the PM waveguide with the cross-sectional (geometric) position in the optical coupler;
- If the single common housing structure of the optical coupler consists of a non-circular geometry (as shown as an example in Figure 3L): the polarization axis of the PM waveguide relative to the external geometry of the common housing structure axial alignment of,
- Embodiments of optical couplers that include one or more waveguide placement indicators described below in connection with FIGS. 3J-3L align the polarization axis of the PM waveguide with at least one geometric property thereof: PM axial alignment of the polarization axis with respect to at least one geometrical property of the waveguide;
- As described above in connection with FIG. 3A, in embodiments of optical couplers that include at least one fiducial element 210A: the polarization axis of the PM waveguide relative to the geometrical position of the at least one fiducial element 210A; axial alignment.
光結合器の様々な実施形態に対する特定のタイプの偏光軸アライメントモードの選択は、好ましくは、少なくとも１つの軸アライメント基準によって支配され、これには、以下が含まれ得るが、これらに限定されない。ＰＭ特性を増大または最大化する幾何学的配置におけるＰＭ導波路の偏光軸のアライメント、および／または、結合器アレイに対する１つ以上の意図された産業用途の少なくとも１つの要件を満たす。 The selection of a particular type of polarization axis alignment mode for various embodiments of an optical coupler is preferably governed by at least one axis alignment criterion, which may include, but is not limited to: alignment of the polarization axes of the PM waveguides in a geometry that increases or maximizes PM properties and/or meets at least one requirement of one or more intended industrial applications for the coupler array.
ここで図３Ｈを参照すると、上述の図３Ｇの光ファイバ結合器アレイ２００Ｇの第１の代替実施形態が、単一のハウジング構造２０２Ｈと、偏波維持特性を有するＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｈとして例示的に図３Ｈに示される少なくとも１つのＶＣ導波路と、例示的にのみｎが１８に等しい複数のＮｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｈ－（１．．．ｎ）と、を備える結合器アレイ２００Ｈとして示されている。ＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｈは、単一の共通ハウジング構造２０２Ｈの中央長手方向軸からオフセットされたサイドチャネルとして配置され、ＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｈの横方向オフセンター位置に対して、一例として整列された偏光軸を構成する。 Referring now to FIG. 3H, a first alternative embodiment of the fiber optic coupler array 200G of FIG. 3G described above is illustrated as a single housing structure 202H and a PM VC waveguide 204H with polarization maintaining properties. 3H and a plurality of Non-VC waveguides 206H-(1...n), by way of example only, n is equal to 18. ing. The PM VC waveguides 204H are arranged as side channels offset from the central longitudinal axis of the single common housing structure 202H, with polarized light aligned, by way of example, with respect to the lateral off-center position of the PM VC waveguides 204H. Configure the axis.
ここで図３Ｉを参照すると、上述の図３Ｂの光ファイバ結合器アレイ２００Ｂの第４の代替実施形態が、単一のハウジング構造２０２Ｉと、偏波維持特性を有するＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｉとして例示的に図３Ｉに示される少なくとも１つのＶＣ導波路と、例示的にのみｎが１８に等しい複数のＰＭ Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｉ－（１．．．ｎ）であって、それぞれも偏波維持特性を有する複数のＰＭ Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｉ－（１．．．ｎ）と、を備える結合器アレイ２００Ｉとして示されている。ＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｉは、共通ハウジング構造２０２Ｉの中央長手方向軸に沿って配置され、近位平行な複数のＰＭ Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｉ－（１．．．ｎ）によって円周方向かつ対称的に取り囲まれている。一例として、結合器アレイ２００Ｉは、ＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｉおよび複数のＰＭ Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｉ－（１．．．ｎ）の各々の偏光軸が互いに整列される偏光軸整列モードを構成する。ＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｉおよび複数のＰＭ Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｉ－（１．．．ｎ）のＰＭ特性は、一例としてのみ、ロッド応力部材によって誘導されるものとして示されている（他の様々な応力、または同等の設計によって容易に交互に誘導されてもよい）。 Referring now to FIG. 3I, a fourth alternative embodiment of the fiber optic coupler array 200B of FIG. 3B described above is illustrated as a single housing structure 202I and a PM VC waveguide 204I with polarization maintaining properties. 3I and a plurality of PM Non-VC waveguides 206I-(1...n), by way of example only, n equal to 18, each also having polarization maintaining properties. a plurality of PM Non-VC waveguides 206I-(1...n) with The PM VC waveguides 204I are arranged along the central longitudinal axis of the common housing structure 202I and are circumferentially and symmetrically arranged by a plurality of proximally parallel PM Non-VC waveguides 206I-(1...n). surrounded by. As an example, the coupler array 200I configures a polarization axis alignment mode in which the polarization axes of each of the PM VC waveguide 204I and the plurality of PM Non-VC waveguides 206I-(1...n) are aligned with each other. The PM characteristics of the PM VC waveguide 204I and the plurality of PM Non-VC waveguides 206I-(1...n) are shown as being induced by rod stress members by way of example only (and various other (may be easily alternately induced by stress, or equivalent design).
ここで図３Ｊを参照すると、上記の図３Ｉの光ファイバ結合器アレイ２００Ｉの第１の
代替実施形態が、単一のハウジング構造２０２Ｊと、偏波維持特性を有するＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｊとして例示的に図３Ｊに示される少なくとも１つのＶＣ導波路と、例示的にのみｎが１８に等しい複数のＰＭ Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｊ－（１．．．ｎ）であって、それぞれも偏波維持特性を有する複数のＰＭ Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｊ－（１．．．ｎ）と、を備える結合器アレイ２００Ｊとして示されている。ＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｊは、共通ハウジング構造２０２Ｊの中央長手方向軸に沿って配置され、近位平行な複数のＰＭ Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｊ－（１．．．ｎ）によって周方向に対称に取り囲まれている。ＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｊおよび複数のＰＭ Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｊ－（１．．．ｎ）のＰＭ特性は、各複数のＰＭ Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｊ－（１．．．ｎ）コアの非円形断面形状（およびＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｊの外側コアの非円形断面形状）から生じるものとして、例としてのみ示されている。
Referring now to FIG. 3J, a first alternative embodiment of the fiber optic coupler array 200I of FIG. 3I above is illustrated as a single housing structure 202J and a PM VC waveguide 204J with polarization maintaining properties. 3J and a plurality of PM Non-VC waveguides 206J-(1...n), by way of example only, n equal to 18, each also having polarization maintaining properties. A coupler array 200J is shown comprising a plurality of PM Non-VC waveguides 206J-(1...n) with The PM VC waveguide 204J is disposed along the central longitudinal axis of the common housing structure 202J and circumferentially symmetrically surrounded by a plurality of proximally parallel PM Non-VC waveguides 206J-(1...n). It is. The PM characteristics of the PM VC waveguide 204J and the plurality of PM Non-VC waveguides 206J-(1...n) are based on the non-circular shape of the core of each of the plurality of PM Non-VC waveguides 206J-(1...n). It is shown by way of example only as resulting from the cross-sectional shape (and the non-circular cross-sectional shape of the outer core of PM VC waveguide 204J).
結合器アレイ２００Ｊは、任意選択で、光結合器アレイ２００Ｊの導波路（すなわち、ＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｊおよび複数のＰＭ Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｊ－（１．特定の断面幾何学的導波路配置が、導波路配置指示要素２０８Ｊを検査するのに十分な共通結合器ハウジング構造２０２Ｊの目視検査および物理的検査の少なくとも一方から容易に識別され得るように、ＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｊおよび複数のＰＭ Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｊ－（１．．．ｎ）の特定の断面幾何学的導波路配置を代表する。好ましくは、導波路配置指示要素２０８Ｊは、少なくとも１つの光学デバイス（図示せず）に対する光結合器アレイ２００Ｊの第２の端部の受動的な位置合わせを容易にするようにさらに動作可能に構成され得る。 Coupler array 200J optionally includes a plurality of waveguides (i.e., PM VC waveguide 204J and a plurality of PM Non-VC waveguides 206J) of optocoupler array 200J (1. , the PM VC waveguide 204J and the plurality of PM Non- VC waveguides 206J-(1...n) are representative of a particular cross-sectional geometrical waveguide arrangement. Preferably, the waveguide arrangement indicating element 208J provides optical coupling to at least one optical device (not shown). The device array 200J may be further operably configured to facilitate passive alignment of the second end of the device array 200J.
導波路配置指示要素２０８Ｊは、共通ハウジング構造２０２Ｊ外面に適用される、カラーマーキング、および／または物理的指示（共通ハウジング構造２０２Ｊ外面の溝または他の修正、またはその上に配置される要素または他の部材など）のうちの１つまたは複数から構成されてもよいが、これらに限定されない。あるいは、導波路配置指示要素２０８Ｊは、実際には、共通ハウジング構造２０２Ｊの断面幾何学的形状（例えば、後述の図３Ｌの共通ハウジング構造２０２Ｌの六角形状、または別の幾何学的形状など）に対する特定の修正、またはその定義から構成されてもよい。 The waveguide placement indication elements 208J may include color markings and/or physical indications applied to the exterior surface of the common housing structure 202J, such as grooves or other modifications to the exterior surface of the common housing structure 202J, or elements or other elements disposed thereon. , etc.), but is not limited thereto. Alternatively, the waveguide placement indicating elements 208J may actually be relative to the cross-sectional geometry of the common housing structure 202J (such as the hexagonal shape of the common housing structure 202L of FIG. 3L, discussed below, or another geometry). It may consist of a specific modification or definition thereof.
一例として、結合器アレイ２００Ｊは、ＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｊおよび複数のＰＭ Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｊ－（１．．．ｎ）の各々の偏光軸が互いに、または導波路配置指示要素２０８Ｊに整列される偏光軸整列モードを構成することができる。 As an example, the coupler array 200J may be arranged such that the polarization axes of each of the PM VC waveguide 204J and the plurality of PM Non-VC waveguides 206J-(1...n) are aligned with each other or with the waveguide alignment element 208J. It is possible to configure a polarization axis aligned mode.
ここで図３Ｋを参照すると、上記の図３Ｂの光ファイバ結合器アレイ２００Ｂの第５の代替実施形態が、単一のハウジング構造２０２Ｋと、偏波維持特性を有するＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｋとして例示的に図３Ｋに示される少なくとも１つのＶＣ導波路と、例示的にのみｎが１８に等しい複数のＮｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｋ－（１．．．ｎ）と、を備える結合器アレイ２００Ｋとして示されている。ＰＭＶＣ導波路２０４Ｋは、共通ハウジング構造２０２Ｋの中央長手方向軸に沿って配置され、近位平行な複数のＰＭ非ＶＣ導波路２０６Ｋ－（１．．．ｎ）によって周方向に対称に取り囲まれている。ＰＭ非ＶＣ導波路２０４ＫのＰＭ特性は、例として、ロッド応力部材によって誘導されるものとしてのみ示されている（他の様々な応力、または同等のアプローチによって容易にかつ交互に誘導されてもよい）。結合器アレイ２００Ｋは、任意選択で、複数の導波路配置指示要素－－例示のために導波路配置指示要素２０８Ｋ－ａおよび２０８Ｋ－ｂとしてのみ示されており、これらはそれぞれ、図３Ｊの導波路配置指示要素２０８Ｊに関連して上述したように、同じであってもよいし、異なるタイプであってもよい－－から構成されてもよい。 Referring now to FIG. 3K, a fifth alternative embodiment of the fiber optic coupler array 200B of FIG. 3B above is illustrated as a single housing structure 202K and a PM VC waveguide 204K with polarization maintaining properties. 3K and a plurality of Non-VC waveguides 206K-(1...n) with n equal to 18 by way of example only. ing. The PMVC waveguide 204K is disposed along the central longitudinal axis of the common housing structure 202K and circumferentially symmetrically surrounded by a plurality of proximally parallel PM non-VC waveguides 206K-(1...n). There is. The PM characteristics of the PM non-VC waveguide 204K are shown as being induced by rod stress members only, by way of example (they may easily and alternately be induced by various other stresses, or equivalent approaches). ). Coupler array 200K optionally includes a plurality of waveguide placement direction elements--shown only as waveguide placement direction elements 208K-a and 208K-b for illustrative purposes, each of which corresponds to the waveguide placement direction elements of FIG. 3J. As described above in connection with the waveguide placement indicating element 208J, it may be composed of the same or different types.
ここで図３Ｌを参照すると、上記の図３Ｉの光ファイバ結合器アレイ２００Ｉの第２の代替実施形態が、非円形の幾何学的形状（例として六角形として示される）を有する断面
からなる単一のハウジング構造２０２Ｌと、図３Ｌに例として示される、偏波維持特性を有する少なくとも１つのＶＣ導波路とから構成される結合器アレイ２００Ｌとして示されている。３Ｌは、偏波保持特性を有するＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｌとして例示され、複数のＰＭ非ＶＣ導波路２０６Ｌ－（１．．．ｎ）（ｎは例示のみにより１８に等しく、各々も偏波保持特性を有する。ＰＭ－ＶＣ導波路２０４Ｌは、共通ハウジング構造２０２Ｌの中央長手方向軸に沿って配置され、近位に平行な複数のＰＭ－Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｌ－（１．．．ｎ）によって周方向に対称に取り囲まれている。
Referring now to FIG. 3L, a second alternative embodiment of the fiber optic coupler array 200I of FIG. 3I above is shown in FIG. A coupler array 200L is shown comprised of one housing structure 202L and at least one VC waveguide with polarization maintaining properties, as shown by way of example in FIG. 3L. 3L is illustrated as a PM VC waveguide 204L with polarization-maintaining properties, and a plurality of PM non-VC waveguides 206L-(1...n), where n is equal to 18 by way of example only, each also having polarization-maintaining properties. The PM-VC waveguide 204L is disposed along the central longitudinal axis of the common housing structure 202L and is defined by a plurality of proximally parallel PM-Non-VC waveguides 206L-(1...n). Surrounded symmetrically in the circumferential direction.
一例として、結合器アレイ２００Ｌは、ＰＭ ＶＣ導波路２０４Ｌおよび複数のＰＭ Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｌ－（１．．．ｎ）の各々の偏光軸が互いに、および共通のハウジング構造２０２Ｌの断面幾何学的形状に整列される偏光軸整列モードを構成する。ＰＭ－ＶＣ導波路２０４Ｌおよび複数のＰＭ－Ｎｏｎ－ＶＣ導波路２０６Ｌ－（１．．．ｎ）のＰＭ特性は、一例としてのみ、ロッド応力部材によって誘導されるものとして示されている（他の様々な応力、または同等の設計によって容易にかつ交互に誘導されてもよい）。結合器アレイ２００Ｋは、任意選択で、図３Ｊの導波路配置指示要素２０８Ｊに関連して、上述した構成のいずれかを構成することができる導波路配置指示要素２０８Ｌ－ａを構成することができる。 As an example, the coupler array 200L may be configured so that the polarization axes of each of the PM VC waveguide 204L and the plurality of PM Non-VC waveguides 206L-(1...n) are relative to each other and to the cross-sectional geometry of the common housing structure 202L. a polarization axis alignment mode that is aligned in the desired shape. The PM characteristics of the PM-VC waveguide 204L and the plurality of PM-Non-VC waveguides 206L-(1...n) are shown as being induced by rod stress members by way of example only (other may be easily and alternately induced by various stresses, or equivalent designs). Coupler array 200K may optionally configure waveguide placement direction element 208L-a, which may be configured in any of the configurations described above in conjunction with waveguide placement direction element 208J of FIG. 3J. .
ここで図４を参照すると、光ファイバ結合器アレイの第２の端部３０２（すなわち「先端部」）は、一例として、光ファイバ結合器アレイ第２の端部３０２と垂直カップリング要素３０６との完全な物理的接触によって突合せ結合構成に容易に移行され得る近接オープンエア光カップリング整列構成で、光学デバイス３０４の複数の垂直カップリング要素３０６に接続する過程にあるものとして示されている。 Referring now to FIG. 4, the second end 302 (or "tip") of the fiber optic coupler array is, by way of example, connected to the fiber optic coupler array second end 302 and the vertical coupling element 306. is shown in the process of connecting to a plurality of vertical coupling elements 306 of optical device 304 in a close open-air optical coupling alignment configuration that can be easily transitioned to a butt-coupled configuration by full physical contact of the optical device 304.
ここで図５を参照すると、光ファイバ結合器アレイの第２の端部３２２（すなわち「先端部」）が、一例として、突合せ結合構成で光学デバイス３２４の複数の端部結合要素３２６に接続する過程にあるものとして示されており、これは、近位開放空気光結合整列構成、およびまたは角度付き整列結合構成を含むいくつかの代替結合構成のうちの１つに容易に移行することができる。 Referring now to FIG. 5, a second end 322 (or "tip") of the fiber optic coupler array connects to a plurality of end coupling elements 326 of an optical device 324 in a butt coupling configuration, by way of example. shown as being in process, which can be easily transitioned to one of several alternative coupling configurations, including a proximal open air optical coupling alignment configuration, and or an angled alignment coupling configuration. .
少なくとも１つの代替実施形態では、光結合器アレイ（すなわち、図３Ｃ～図３Ｌの光結合器アレイ２００Ｄ～２００Ｌなど）は、光ファイバレーザ、および／または光ファイバ増幅器（または同等のデバイス）を励起するように容易に構成され得る。その好ましい実施形態では、ポンピング可能な結合器アレイは、信号を伝送するように構成された（すなわち、「信号チャネル」として機能する）中央チャネル（すなわち、導波路）を備え、この信号は、その後、増幅されるか、または、発振を生成するために利用され、さらに、光ポンピング機能を提供するように構成された（すなわち、それぞれが「ポンプチャネル」として機能する）少なくとも１つの追加のチャネル（すなわち、導波路）を備える。その様々な例示的な代替実施形態において、ポンピング可能な結合器アレイは、その任意の所望の組み合わせで、以下のものを含むことができる。
・以下の信号チャネルのうちの少なくとも１つ：少なくとも１つの所定の信号波長または
発振波長において、シングルモード増幅ファイバとの結合が増加または最適になるように構成されたシングルモード信号チャネル、少なくとも１つの所定の信号波長または発振波長において、マルチモード増幅ファイバとの結合が増加または最適になるように構成されたマルチモード信号チャネル、および、
・少なくとも１つの所定の励起波長におけるシングルモードポンプ源との結合を増加また
は最適化するように構成されたシングルモードポンプチャネル、少なくとも１つの所定の励起波長におけるマルチモードポンプ源との結合を増加または最適化するように構成されたマルチモードポンプチャネル。
In at least one alternative embodiment, an optical coupler array (i.e., such as optical coupler arrays 200D-200L of FIGS. 3C-3L) pumps an optical fiber laser and/or an optical fiber amplifier (or equivalent device). can be easily configured to do so. In a preferred embodiment thereof, the pumpable coupler array comprises a central channel (i.e., a waveguide) configured to transmit a signal (i.e., functioning as a "signal channel"), which signal is then , amplified or utilized to generate oscillations, and at least one additional channel (i.e., each serving as a "pump channel") configured to provide optical pumping functionality (i.e., each serving as a "pump channel"). In other words, it includes a waveguide). In various exemplary alternative embodiments thereof, the pumpable coupler array may include the following in any desired combination thereof:
at least one of the following signal channels: at least one single-mode signal channel configured to increase or optimize coupling with the single-mode amplifying fiber at at least one predetermined signal wavelength or oscillation wavelength; a multimode signal channel configured to increase or optimize coupling with the multimode amplifying fiber at a given signal wavelength or oscillation wavelength; and
a single-mode pump channel configured to increase or optimize coupling with a single-mode pump source at at least one predetermined excitation wavelength, increase or optimize coupling with a multi-mode pump source at at least one predetermined excitation wavelength; Multimode pump channels configured to optimize.
任意選択で、ポンプ効率を増加または最大化するために、ポンピング対応結合器レイは、利用可能なポンピングチャネルのすべてよりも少ないチャネルを選択的に利用するように構成され得る。また、設計上の選択の問題として、本発明の精神から逸脱することなく、ポンプ対応結合器レイが構成されるように構成されてもよいことに留意すべきである、ａ．少なくとも１つの信号チャネルで、それぞれが結合器アレイ構造内の所定の所望の位置に配置される、
ｂ．少なくとも１つのポンプチャネルであって、各々が結合器レイ構造内の所定の所望の位置に配置された、ポンプチャネル、および、
ｃ．任意で－信号伝送またはポンプ以外の少なくとも１つの追加目的のための少なくとも１つの追加導波路（例えば、アライメント用、故障検出用、データ伝送用などのフィデューシャルマークなど）。
Optionally, to increase or maximize pump efficiency, the pump-enabled combiner array may be configured to selectively utilize less than all of the available pumping channels. It should also be noted that, as a matter of design choice, without departing from the spirit of the invention, pump-enabled coupler arrays may be configured to: a. at least one signal channel, each positioned at a predetermined desired location within the combiner array structure;
b. at least one pump channel, each pump channel positioned at a predetermined desired location within the coupler lay structure;
c. Optionally - at least one additional waveguide for at least one additional purpose other than signal transmission or pumping (eg fiducial marks for alignment, fault detection, data transmission, etc.).
有利には、ポンプチャネルは、中心長手方向軸に沿って、結合器内の任意の横方向位置に配置され得る。ポンプチャネルはまた、以下の光ファイバタイプのうちの少なくとも１つで構成され得るが、これらに限定されない。ＳＭ、ＭＭ、ＬＭＡ、またはＶＣ導波路。任意選択で、結合器の光ポンプチャネルとして利用される光ファイバ（ファイバタイプに関係なく）のいずれかは、偏波保持特性を有していてもよい。 Advantageously, the pump channel may be placed at any lateral position within the coupler along the central longitudinal axis. The pump channel may also be constructed of at least one of the following optical fiber types, including, but not limited to: SM, MM, LMA, or VC waveguide. Optionally, any of the optical fibers (regardless of fiber type) utilized as optical pump channels of the coupler may have polarization maintaining properties.
この場合、結合器アレイの信号チャネルはダブルクラッドファイバの信号チャネルに結合するように構成または最適化され、少なくとも１つのポンプチャネルのそれぞれはダブルクラッドファイバの内側クラッドに結合するように構成または最適化される。 In this case, the signal channels of the coupler array are configured or optimized to couple to the signal channels of the double-clad fiber, and each of the at least one pump channel is configured or optimized to couple to the inner cladding of the double-clad fiber. be done.
本質的に、様々な実施形態で例として示した光結合器アレイは、ファイバ－チップ間およびファイバ－光導波路間の高密度、マルチチャンネル、光入出力（Ｉ／Ｏ）として容易に実装することもできる。光ファイバ結合器は、少なくとも以下の特徴から容易に構成され得る。
・チャネル間隔とデバイスフットプリントを劇的に縮小（従来のソリューションと比較して）
・スケーラブルなチャンネル数
・全ガラス製光路
・レンズ、エアギャップ、ビーム拡散媒体を必要とせず、高密度の面同士を容易に突き合わせまたは接続
・半自動生産プロセスで製造可能
・波長、モードフィールドのサイズ、チャンネル間隔、アレイ構成、ファイバタイプなど、カスタマイズ可能なパラメータが幅広い
Essentially, the optical coupler arrays illustrated in the various embodiments can be easily implemented as high-density, multichannel, optical input/output (I/O) between fiber-to-chip and fiber-to-optical waveguides. You can also do it. An optical fiber coupler can be easily constructed from at least the following features.
Dramatically reduced channel spacing and device footprint (compared to traditional solutions)
・Scalable number of channels ・All-glass optical path ・Easily butts or connects dense surfaces without the need for lenses, air gaps, or beam-spreading media ・Can be manufactured using semi-automated production processes ・Wavelength, mode field size, Wide range of customizable parameters including channel spacing, array configuration, and fiber type
本発明の光ファイバ結合器は、本発明の精神から逸脱することなく、設計上の選択または利便性の問題として、少なくとも以下の用途に有利に利用することができる。
・導波路への結合
・ＰＩＣまたはＰＣＢベース（シングルモードまたはマルチモード）
・マルチコアファイバ
・チップエッジ（１Ｄ）またはチップフェース（２Ｄ）結合
・アプリケーションに最適化されたＮＡ
・パッケージのアライメン必要性
・チップ加工必要性／導波路アップテーパリング
・偏光維持特性を容易設定
・チップベース・デバイスへの結合：ＶＣＳＥＬ、フォトダイオード、垂直結合グレーティングなど
・レーザーダイオードカップリング
・高密度機器入出力（Ｉ／Ｏ）
The optical fiber coupler of the present invention may be advantageously utilized in at least the following applications, as a matter of design choice or convenience, without departing from the spirit of the invention.
・Coupling to waveguide ・PIC or PCB based (single mode or multimode)
・Multi-core fiber ・Chip edge (1D) or chip face (2D) coupling ・Application-optimized NA
・Need for package alignment ・Need for chip processing/waveguide up-tapering ・Easy setting of polarization maintenance characteristics ・Coupling to chip-based devices: VCSEL, photodiode, vertically coupled grating, etc. ・Laser diode coupling ・High density Equipment input/output (I/O)
したがって、実施された場合、光ファイバ結合器の様々な例示的な実施形態は、現在利用可能な競合ソリューションと比較して、少なくとも以下の利点を構成する。
・前例のない密度
・低損失結合（≦０．５ｄＢ）
・オペレーションの安定性
・フォームファクター対応
・広いスペクトル範囲
・マッチング ＮＡ
・スケーラブルなチャンネル数
・偏光メンテナンス
Accordingly, when implemented, various exemplary embodiments of fiber optic couplers constitute at least the following advantages compared to currently available competitive solutions.
・Unprecedented density and low loss coupling (≦0.5dB)
・Operation stability ・Form factor compatibility ・Wide spectral range ・Matching NA
・Scalable number of channels ・Polarization maintenance
ここで図７を参照すると、可撓性光結合器アレイの少なくとも１つの例示的な実施形態が、可撓性ピッチ低減光ファイバ結合器アレイ（ＰＲＯＦＡ）結合器４５０として示されている。例示的なＰＲＯＦＡ結合器の様々な特徴は、図７に関して説明され得るが、上述された任意の特徴は、フレキシブルＰＲＯＦＡ結合器との任意の組み合わせで実装され得る。例えば、図１Ａ－５に関して説明された特徴のいずれかが、フレキシブルＰＲＯＦＡ結合器に利用され得る。図１Ａ－５は、フレキシブルＰＲＯＦＡ結合器に利用することができる。さらに、図１Ａ－５に関して説明されたどの特徴も、フレキシブルＰＲＯＦＡ結合器に利用することができる。図１Ａ－５は、図７に関して説明された特徴と組み合わされてもよい。 Referring now to FIG. 7, at least one exemplary embodiment of a flexible optical coupler array is shown as a flexible pitch reduced optical fiber coupler array (PROFA) coupler 450. Although various features of the exemplary PROFA combiner may be described with respect to FIG. 7, any of the features described above may be implemented in any combination with the flexible PROFA combiner. For example, any of the features described with respect to FIGS. 1A-5 may be utilized in a flexible PROFA combiner. Figures 1A-5 can be utilized for flexible PROFA combiners. Additionally, any of the features described with respect to FIGS. 1A-5 can be utilized in the flexible PROFA combiner. 1A-5 may be combined with the features described with respect to FIG. 7.
図７を引き続き参照すると、図７に示された例示的なフレキシブルＰＲＯＦＡ結合器４５０は、クロストークが低く、薄型パッケージングに対応するのに十分な柔軟性を有する相互接続が望まれる用途で使用するように構成することができる。本明細書および「構成可能ピッチ減少光ファイバアレイ」と題された米国特許出願公開第２０１３／０２１６１８４号明細書（その全体が本明細書に組み込まれる）に記載されるバニシングコアアプローチは、例えば、複数の光ファイバを光学デバイス（例えば、垂直グレーティング結合器（ＶＧＣ）のアレイに突き合わせ結合することができる。）結合器４５０の断面構造が、本明細書および米国特許出願公開第２０１３／０２１６１８４号に記載されているように、Ｎ２よりもさらに低い屈折率Ｎ－２Ａの追加層を有する場合、消失コアアプローチをもう一度利用して、チャネルクロストークを実質的に損なうことなく外径をさらに縮小することができる。このさらなる縮小は、第１端部と第２端部との間の断面が縮小された可撓性領域を有する特定の実施形態を有利に提供することができる。 With continued reference to FIG. 7, the exemplary flexible PROFA coupler 450 shown in FIG. 7 is used in applications where an interconnect with low crosstalk and sufficient flexibility to accommodate low-profile packaging is desired. It can be configured to: The vanishing core approach described herein and in U.S. Patent Application Publication No. 2013/0216184 entitled "Configurable Pitch Reduced Optical Fiber Array" (incorporated herein in its entirety) may, for example, A plurality of optical fibers can be butt coupled to an array of optical devices (e.g., vertical grating couplers (VGCs).) The cross-sectional structure of coupler 450 is described herein and in U.S. Patent Application Publication No. 2013/0216184. As described, with an additional layer of refractive index N-2A even lower than N2, the vanishing core approach can once again be utilized to further reduce the outer diameter without substantially compromising channel crosstalk. I can do it. This further reduction may advantageously provide certain embodiments with a flexible region having a reduced cross-section between the first end and the second end.
いくつかの好ましい実施形態では、差（Ｎ－２ＡからＮ－３を引いた値）は、差（Ｎ－２からＮ－２Ａを引いた値）または（Ｎ－１からＮ－２を引いた値）よりも大きく、屈折率Ｎ－２Ａを有する追加層によって光が導波される場合、高ＮＡで曲げに鈍感な導波路が得られる。また、いくつかの好ましい実施形態では、結合器４５０の外径を一端から長手方向に沿って縮小して可撓性領域を形成した後、外径を長手方向に沿って第２の端部に向かって拡大することができ、その結果、第２の端部においてより大きな結合表面積を有する低ＮＡ導波路が得られる。 In some preferred embodiments, the difference (N-2A minus N-3) is the difference (N-2 minus N-2A) or (N-1 minus N-2). If the light is guided by an additional layer with a refractive index N-2A, a high NA and bend-insensitive waveguide is obtained. Additionally, in some preferred embodiments, the outer diameter of coupler 450 is reduced longitudinally from one end to form a flexible region, and then the outer diameter is reduced longitudinally from one end to a second end. can be enlarged towards the end, resulting in a low NA waveguide with a larger coupling surface area at the second end.
例えば、図７に示されるように、光結合器アレイ４５０の特定の実施形態は、第１の端部１０１０、第２の端部１０２０、およびその間の可撓性部分１０５０を有する細長い光学素子１０００から構成され得る。光学素子１０００は、結合器ハウジング構造１０６０と、ハウジング構造１０６０に埋め込まれた複数の長手方向導波路１１００とを含むことができる。導波路１１００は、断面幾何学的導波路配置で互いに対して配置することができる。図７では、第１の端部１０１０、第２の端部１０２０、および可撓性部分１０５０内の位置における導波路１１００の例示的な断面幾何学的導波路配置が示されている。第
１の端部１０１０と可撓性部分１０５０との間の中間位置１０４０についての導波路１１００の断面幾何学的導波路配置も示されている。断面内の斜線領域によって図示され、本明細書で説明されるように、光は、可撓性部分１０５０を介して、第１の端部１０１０から第２の端部１０２０まで光学素子１０００を通って導かれ得る。図７にも示されるように、これは、十分に低いクロストークで全てのチャネルを離散的に維持する一方で、低背パッケージに対応するのに十分な可撓性（例えば、可撓性部分１０５０で）を提供する、構造をもたらすことができる。
For example, as shown in FIG. 7, a particular embodiment of an optical coupler array 450 includes an elongated optical element 1000 having a first end 1010, a second end 1020, and a flexible portion 1050 therebetween. It can be composed of Optical element 1000 can include a coupler housing structure 1060 and a plurality of longitudinal waveguides 1100 embedded in housing structure 1060. The waveguides 1100 can be arranged relative to each other in a cross-sectional geometric waveguide arrangement. In FIG. 7, an exemplary cross-sectional geometric waveguide arrangement of the waveguide 1100 at a first end 1010, a second end 1020, and a location within a flexible portion 1050 is shown. Also shown is the cross-sectional geometrical waveguide arrangement of waveguide 1100 for an intermediate position 1040 between first end 1010 and flexible portion 1050. Light passes through optical element 1000 from first end 1010 to second end 1020 via flexible portion 1050, as illustrated by the shaded area in the cross section and as described herein. can be guided by As also shown in Figure 7, this maintains all channels discrete with sufficiently low crosstalk, while being flexible enough (e.g., flexible 1050).
クロストークおよび／または可撓性のレベルは、アレイの用途に依存し得る。例えば、いくつかの実施形態では、低いクロストークは、－４５ｄＢ～－３５ｄＢの範囲内と考えることができ、他の実施形態では、低いクロストークは、－１５ｄＢ～－５ｄＢの範囲内と考えることができる。したがって、クロストークのレベルは特に限定されない。いくつかの実施形態では、クロストークは、－５５ｄＢ以下、－５０ｄＢ以下、４５ｄＢ以下、－４０ｄＢ以下、－３５ｄＢ以下、－３０ｄＢ以下、－２５ｄＢ以下、－２０ｄＢ以下、－１５ｄＢ以下、－１０ｄＢ以下、０ｄＢ以下、またはその間の任意の値（例えば、－３７ｄＢ以下、－２７ｄＢ以下、－１７ｄＢ以下、－５ｄＢ以下など）。いくつかの実施形態では、クロストークは、－５０ｄＢから－４０ｄＢ、－４０ｄＢから－３０ｄＢ、－３０ｄＢから－２０ｄＢ、－２０ｄＢから－１０ｄＢ、－１０ｄＢから０ｄＢ、－４５ｄＢから－３５ｄＢ、－３５ｄＢから－２５ｄＢ、－２５ｄＢから－１５ｄＢ、－１５ｄＢから－５ｄＢ、－１０ｄＢから０ｄＢ、これらの範囲の任意の組み合わせ、または－５５ｄＢから０ｄＢまでの任意の値から形成される範囲内にあることができる（例えば、－５２ｄＢから－３７ｄＢ、－４８ｄＢから－３２ｄＢなど）。 The level of crosstalk and/or flexibility may depend on the application of the array. For example, in some embodiments, low crosstalk may be considered to be within a range of -45 dB to -35 dB, and in other embodiments, low crosstalk may be considered to be within a range of -15 dB to -5 dB. I can do it. Therefore, the level of crosstalk is not particularly limited. In some embodiments, the crosstalk is less than or equal to -55 dB, less than or equal to -50 dB, less than or equal to 45 dB, less than or equal to -40 dB, less than or equal to -35 dB, less than or equal to -30 dB, less than or equal to -25 dB, less than or equal to -20 dB, less than or equal to -15 dB, less than or equal to -10 dB, 0 dB or less, or any value in between (for example, -37 dB or less, -27 dB or less, -17 dB or less, -5 dB or less). In some embodiments, the crosstalk is -50 dB to -40 dB, -40 dB to -30 dB, -30 dB to -20 dB, -20 dB to -10 dB, -10 dB to 0 dB, -45 dB to -35 dB, -35 dB to - 25 dB, -25 dB to -15 dB, -15 dB to -5 dB, -10 dB to 0 dB, any combination of these ranges, or within a range formed from any value from -55 dB to 0 dB (e.g. , -52dB to -37dB, -48dB to -32dB, etc.).
可撓性はまた、アレイの用途に依存し得る。例えば、いくつかの実施形態では、可撓性部分１０５０の良好な可撓性は、少なくとも９０度の曲げを構成し得るが、他の実施形態では、少なくとも５０度の曲げが許容され得る。したがって、可撓性は特に限定されない。いくつかの実施形態では、可撓性は、少なくとも４５度、５０度、５５度、６０度、６５度、７０度、７５度、８０度、９０度、１００度、１１０度、１２０度、または少なくともその間の任意の値とすることができる。いくつかの実施形態において、可撓性部分１０５０は、これらの値のいずれかによって形成される範囲、例えば、４５度から５５度まで、５０度から６０度まで、６０度から７０度まで、７０度から８０度まで、８０度から９０度まで、９０度から１００度まで、１００度から１１０度まで、１１０度から１２０度まで、またはこれらの範囲の任意の組み合わせ、またはこれらの範囲内の任意の値によって形成される範囲（例えば、他の実施形態では、可撓性部分１０５０は、これらの値よりも多くまたは少なく曲がることができる。曲げは、典型的には、光散乱に関連し得る。しかしながら、様々な実施形態は、本明細書に記載されるように（例えば、上述の範囲のうちの１つで）曲がり、本明細書に記載されるように（例えば、上述の範囲のうちの１つで）比較的低いクロストークを達成するように構成され得る。 Flexibility may also depend on the use of the array. For example, in some embodiments, good flexibility of flexible portion 1050 may constitute a bend of at least 90 degrees, while in other embodiments a bend of at least 50 degrees may be tolerated. Therefore, flexibility is not particularly limited. In some embodiments, the flexibility is at least 45 degrees, 50 degrees, 55 degrees, 60 degrees, 65 degrees, 70 degrees, 75 degrees, 80 degrees, 90 degrees, 100 degrees, 110 degrees, 120 degrees, or It can be at least any value in between. In some embodiments, the flexible portion 1050 has a range formed by any of these values, e.g., 45 degrees to 55 degrees, 50 degrees to 60 degrees, 60 degrees to 70 degrees, 70 degrees. from 80 degrees to 80 degrees, from 80 degrees to 90 degrees, from 90 degrees to 100 degrees, from 100 degrees to 110 degrees, from 110 degrees to 120 degrees, or any combination of these ranges, or any combination within these ranges. (e.g., in other embodiments, the flexible portion 1050 can bend more or less than these values. The bending may typically be associated with light scattering. However, various embodiments may vary as described herein (e.g., in one of the ranges described above) and as described herein (e.g., in one of the ranges described above). may be configured to achieve relatively low crosstalk (with one of the following).
様々な応用において、可撓性部分１０５０は使用中に曲がらないかもしれませんが、可撓性は、第１の端部１０１０または第２の端部１０２０を結合器アレイ４５０の他の部分から切り離すために望まれ得ます。例えば、フレキシブルＰＲＯＦＡ結合器４５０の可撓性部分１０５０は、ＰＲＯＦＡの残りの部分から第１の端部１０１０（例えば、ＰＲＯＦＡ－ＰＩＣインターフェイス）の機械的分離を提供することができ、その結果、温度変化や機械的衝撃や振動を含む環境変動に対する安定性が向上します。 In various applications, the flexible portion 1050 may not bend during use, but the flexibility may allow the first end 1010 or the second end 1020 to separate from other portions of the coupler array 450. May be desired to disconnect. For example, the flexible portion 1050 of the flexible PROFA coupler 450 can provide mechanical isolation of the first end 1010 (e.g., PROFA-PIC interface) from the rest of the PROFA, resulting in temperature Increased stability against changes and environmental fluctuations, including mechanical shock and vibration.
図７に示す例では、結合器アレイ４５０は、複数の光ファイバ２０００および／または光学デバイス３０００と光学的に結合するように動作可能であり得る。光ファイバ２０００および光学デバイス３０００は、本明細書で説明するもののいずれかを含むことができる。結合器アレイ４５０は、第１の端部１０１０において複数の導波路１１００を介して
光ファイバ２０００と結合することができる。さらに、結合器アレイ４５０は、第２の端部１０２０において複数の導波路１１００を介して光学デバイス３０００と結合することができる。本明細書で説明するように、複数の導波路１１００は、少なくとも１つのＶＣ導波路１１０１を含み得る。図７は、導波路１１００の全てをＶＣ導波路として図示している。しかしながら、１つ以上の非ＶＣ導波路を使用することもできる。さらに、図７は、７つのＶＣ導波路を図示しているが、任意の数のＶＣ導波路および／またはＮｏｎ－ＶＣ導波路を使用することができる。
In the example shown in FIG. 7, coupler array 450 may be operable to optically couple with multiple optical fibers 2000 and/or optical devices 3000. Optical fiber 2000 and optical device 3000 can include any of those described herein. Coupler array 450 may be coupled to optical fiber 2000 via a plurality of waveguides 1100 at first end 1010 . Further, coupler array 450 can be coupled to optical device 3000 via a plurality of waveguides 1100 at second end 1020. As described herein, the plurality of waveguides 1100 may include at least one VC waveguide 1101. FIG. 7 illustrates all of the waveguides 1100 as VC waveguides. However, one or more non-VC waveguides can also be used. Additionally, although FIG. 7 illustrates seven VC waveguides, any number of VC waveguides and/or Non-VC waveguides may be used.
断面にも示すように、導波路１１００の各々は、複数の導波路１１００の他の導波路に対して、個々の対応する断面幾何学的位置に配置することができる。図７は、６つの他の導波路に囲まれた導波路を示すが、断面幾何学的導波路配置は限定されず、図に示すもののいずれかを含む、当該技術分野において既知であるかまたは未だ開発されていない任意の配置を含むことができる。 As also shown in cross-section, each of the waveguides 1100 can be placed in a respective corresponding cross-sectional geometric position with respect to the other waveguides of the plurality of waveguides 1100. Although FIG. 7 shows a waveguide surrounded by six other waveguides, the cross-sectional geometrical waveguide arrangement is not limited and may be any known in the art, including any of those shown in the figure or It can include any arrangement not yet developed.
本明細書で説明するように、ＶＣ導波路１１０１は、それぞれ屈折率Ｎ－１、Ｎ－２、およびＮ－３を有する内側コア（例えば、内側消失コア）１１１０、外側コア１１２０、および外側クラッド１１３０を含むことができる。図７に示すように、ＶＣ導波路１１０１は、屈折率Ｎ－２Ａを有する第２の外側コア１１２２（例えば、外側コア１１２０と外側クラッド１１３０との間）も含むことができる。外側コア１１２０が内側コア１１１０を長手方向に取り囲むことができるように、第２の外側コア１１２２は、外側クラッド１１３０が第２の外側コア１１２２を長手方向に取り囲む状態で、外側コア１１２０を長手方向に取り囲むことができる。様々な実施形態において、内側コア１１１０、外側コア１１２０、第２の外側コア１１２２、および外側クラッド１１３０の屈折率の間の関係は、有利には、Ｎ－１＞Ｎ－２＞Ｎ２－Ａ＞Ｎ－３とすることができる。このような関係により、周囲の各層は、その中の層に対する効果的なクラッドとして機能することができる（例えば、外側コア１１２０は、内側コア１１１０に対する効果的なクラッドとして機能することができ、第２の外側コア１１２２は、外側コア１１２０に対する効果的なクラッドとして機能することができる）。したがって、第２の外側コア１１２２の使用は、追加のコアおよびクラッドのセットを提供することができる。 As described herein, the VC waveguide 1101 includes an inner core (e.g., inner vanishing core) 1110, an outer core 1120, and an outer cladding having refractive indices N-1, N-2, and N-3, respectively. 1130. As shown in FIG. 7, VC waveguide 1101 can also include a second outer core 1122 (eg, between outer core 1120 and outer cladding 1130) having a refractive index of N-2A. The second outer core 1122 longitudinally surrounds the outer core 1120 with the outer cladding 1130 longitudinally surrounding the second outer core 1122 such that the outer core 1120 longitudinally surrounds the inner core 1110. can be surrounded by. In various embodiments, the relationship between the refractive indices of the inner core 1110, outer core 1120, second outer core 1122, and outer cladding 1130 is advantageously N-1>N-2>N2-A> It can be N-3. Such a relationship allows each surrounding layer to act as an effective cladding for the layers within it (e.g., outer core 1120 may act as an effective cladding for inner core 1110, The outer core 1122 of 2 can serve as an effective cladding for the outer core 1120). Thus, use of the second outer core 1122 can provide an additional core and cladding set.
屈折率Ｎ－２Ａを有する第２の外側コア１１２２を含むことによって、特定の実施形態は、（例えば、第２の外側コア１１２２なしと比較して）より高いＮＡを達成することができる。様々な実施形態において、差（Ｎ－２ＡからＮ－３を引いた値）は、差（Ｎ－２からＮ－２Ａを引いた値）または（Ｎ－１からＮ－２を引いた値）よりも大きくして、比較的高いＮＡをもたらすことができる。ＮＡを増加させると、ＭＦＤを低減することができ、クロストークを損なうことなく、チャネル（例えば、導波路１１００）を互いに近づける（例えば、導波路１１００間の間隔を近づける）ことができる。したがって、結合器アレイ４５０は、（例えば、第二の外側コア１１２２がない場合と比較して）断面をさらに縮小して、光が第二の外側コア１１２２によって導かれるときに縮小された領域を提供することができる。第１の端部１０１０と第２の端部１０２０との間に低減された領域を提供することによって、特定の実施形態は、第１の端部１０１０および第２の端部１０２０に近接する領域よりも可撓性であり得る可撓性部分１０５０を含み得る。 By including a second outer core 1122 having a refractive index of N-2A, certain embodiments can achieve a higher NA (eg, compared to without the second outer core 1122). In various embodiments, the difference (N-2A minus N-3) is the difference (N-2 minus N-2A) or (N-1 minus N-2). can be made larger to yield a relatively high NA. Increasing the NA can reduce the MFD and can move channels (eg, waveguides 1100) closer together (eg, closer spacing between waveguides 1100) without compromising crosstalk. Accordingly, the combiner array 450 further reduces the cross-section (e.g., compared to the absence of the second outer core 1122) to provide a reduced area when the light is directed by the second outer core 1122. can be provided. By providing a reduced area between the first end 1010 and the second end 1020, certain embodiments reduce the area proximate the first end 1010 and the second end 1020. may include a flexible portion 1050 that may be more flexible.
例えば、内側コア１１１０のサイズ、外側コア１１２０のサイズ、および導波路１１００間の間隔は、第１の端部１０１０から中間位置１０４０まで光学素子１０００に沿って、中間位置１０４０において、内側コア１１１０のサイズがそこを通って光を導くのに不十分であり、外側コア１１２０のサイズが少なくとも１つの光学モードを導くのに十分であるように、（例えば、いくつかの実施形態では同時に、かつ徐々に）減少することができる。特定の実施形態では、各導波路１１００は、少なくとも１つの光モード（例えば、シングルモードまたはマルチモード）の容量を有することができる。例えば、第１の端部
１０１０において、ＶＣ導波路１１０１は、内側コア１１１０内の多数の空間モード（Ｍ１）をサポートすることができる。中間位置１０４０では、様々な実施形態において、内側コア１１１０は、もはや全てのＭ１モードをサポートすることができない（例えば、光の伝搬をサポートすることができない）場合がある。しかしながら、いくつかのそのような実施形態では、中間位置１０４０において、外側コア１１２０は、すべてのＭ１モードをサポートすることができる（場合によっては、追加のモードをサポートすることができる）。この例では、第１の端部１０１０から中間位置１０４０まで内側コア１１１０内を進行する光は、光が内側コア１１１０と外側コア１１２０の両方内を伝搬できるように、内側コア１１１０から外側コア１１２０に逃げることができる。
For example, the size of the inner core 1110, the size of the outer core 1120, and the spacing between the waveguides 1100 may vary along the optical element 1000 from the first end 1010 to the intermediate position 1040, at the intermediate position 1040. such that the size is insufficient to direct light therethrough and the size of outer core 1120 is sufficient to guide at least one optical mode (e.g., simultaneously and gradually in some embodiments). ) can be decreased. In certain embodiments, each waveguide 1100 can have capacity for at least one optical mode (eg, single mode or multimode). For example, at the first end 1010, the VC waveguide 1101 can support multiple spatial modes (M1) within the inner core 1110. At intermediate position 1040, in various embodiments, inner core 1110 may no longer be able to support all M1 modes (eg, unable to support light propagation). However, in some such embodiments, at intermediate position 1040, outer core 1120 may support all M1 modes (and in some cases may support additional modes). In this example, light traveling within the inner core 1110 from the first end 1010 to the intermediate position 1040 is transmitted from the inner core 1110 to the outer core 1120 such that the light can propagate within both the inner core 1110 and the outer core 1120. can escape to.
加えて、外側コア１１２０のサイズ、第２の外側コア１１２２のサイズ、および導波路１１００間の間隔は、例えば、中間位置１０４０から可撓性部分１０５０まで、可撓性部分１０５０において、外側コア１１２０のサイズが光をそこへ導くのに不十分であり、第２の外側コア１１２２のサイズが少なくとも１つの光モードをそこへ導くのに十分であるように、前記光学素子１０００に沿って（例えば、いくつかの実施形態では同時にかつ徐々に）減少することができる。特定の実施形態では、中間位置１０４０において、ＶＣ導波路１１０１は、外側コア１１２０内の全てのＭ１モードを支持することができる。可撓性部分１０５０において、様々な実施形態では、外側コア１１２０は、もはや全てのＭ１モードを支持することができない（例えば、光の伝搬を支持することができない）可能性がある。しかしながら、いくつかのそのような実施形態では、可撓性部分１０５０において、第２の外側コア１１２２は、すべてのＭ１モードをサポートすることができる（場合によっては、追加のモードをサポートすることができる）ことができる。この例では、中間位置１０４０から可撓性部分１０５０まで外側コア１１２０内を進行する光は、光が内側コア１１１０、外側コア１１２０、および第２の外側コア１１２２内を伝搬できるように、外側コア１１２０から第２の外側コア１１２２に逃げることができる。 Additionally, the size of the outer core 1120, the size of the second outer core 1122, and the spacing between the waveguides 1100 may vary, e.g., from the intermediate position 1040 to the flexible portion 1050, in the flexible portion 1050, along said optical element 1000 (e.g. , in some embodiments simultaneously and gradually). In certain embodiments, at intermediate position 1040, VC waveguide 1101 can support all M1 modes in outer core 1120. In flexible portion 1050, in various embodiments, outer core 1120 may no longer be able to support all M1 modes (eg, unable to support light propagation). However, in some such embodiments, in the flexible portion 1050, the second outer core 1122 may support all M1 modes (and in some cases may support additional modes). can). In this example, light traveling within the outer core 1120 from the intermediate position 1040 to the flexible portion 1050 is transmitted through the outer core 1120 such that the light can propagate within the inner core 1110, the outer core 1120, and the second outer core 1122. 1120 to a second outer core 1122 .
さらに、外側コア１１２０のサイズ、第２の外側コア１１２２のサイズ、および導波路１１００間の間隔は、第２の端部１０２０において、第２の外側コア１１２２のサイズが光をそこに導くのに不十分であり、外側コア１１２０のサイズが少なくとも１つの光モードをそこに導くのに十分であるように、可撓性部分１０５０から第２の端部１０２０まで光学素子１０００に沿って（例えば、いくつかの実施形態では同時にかつ徐々に）拡大することができる。特定の実施形態では、様々な実施形態において、第２の端部１０２０において、第２の外側コア１１２２は、もはや全てのＭ１モードをサポートすることができない（例えば、光の伝搬をサポートすることができない）可能性がある。しかしながら、いくつかのそのような実施形態では、第２の端部１０２０において、外側コア１１２０は、すべてのＭ１モードをサポートすることができる（場合によっては、追加のモードをサポートすることができる）。この例では、可撓性部分１０５０から第２の端部１０２０まで第２の外側コア１１２２内を進行する光は、内側コア１１１０および外側コア１１２０内のみを戻り伝播することができる。 Additionally, the size of the outer core 1120, the size of the second outer core 1122, and the spacing between the waveguides 1100 are such that at the second end 1020, the size of the second outer core 1122 is such that the size of the second outer core 1122 directs light thereto. along the optical element 1000 from the flexible portion 1050 to the second end 1020 such that the size of the outer core 1120 is sufficient to direct at least one optical mode thereto (e.g., (in some embodiments simultaneously and gradually). In certain embodiments, in various embodiments, at the second end 1020, the second outer core 1122 is no longer capable of supporting all M1 modes (e.g., capable of supporting light propagation). possible). However, in some such embodiments, at the second end 1020, the outer core 1120 may support all M1 modes (and in some cases may support additional modes). . In this example, light traveling within the second outer core 1122 from the flexible portion 1050 to the second end 1020 may only propagate back within the inner core 1110 and outer core 1120.
第２の端部１０２０から第１の端部１０１０に進む光は、逆の態様で挙動し得ることが理解されよう。例えば、外側コア１１２０のサイズ、第２の外側コア１１２２のサイズ、および導波路１１００間の間隔は、第２の端部１０２０から可撓性部分１０５０まで光学素子１０００に沿って、可撓性部分１０５０において、外側コア１１２０のサイズが光をそこへ導くのに不十分であり、第２の外側コア１１２２のサイズが少なくとも１つの光学モードをそこへ導くのに十分であるように、（例えば、いくつかの実施例では同時に、かつ徐々に）減少することができる。 It will be appreciated that light traveling from second end 1020 to first end 1010 may behave in the opposite manner. For example, the size of the outer core 1120, the size of the second outer core 1122, and the spacing between the waveguides 1100 may vary along the optical element 1000 from the second end 1020 to the flexible portion 1050. At 1050, the size of the outer core 1120 is insufficient to direct light thereto and the size of the second outer core 1122 is sufficient to direct at least one optical mode thereto (e.g., (simultaneously and gradually) in some embodiments.
コアおよびクラッドの断面サイズの縮小は、結合器アレイ４５０に剛性および可撓性を有利に提供することができる。光ファイバ２０００および／または光学デバイス３０００
は、結合器アレイ４５０の端部１０１０、１０２０に融着され得るので、第１の端部１０１０および第２の端部１０２０における剛性が望ましくあり得る。しかしながら、低背集積回路と接続するために曲げることができるように、結合器アレイが可撓性であることも望ましいことがある。特定の実施形態では、第１の１０１０および第２の１０２０端部間の可撓性部分１０５０は、第１の１０１０および第２の１０２０端部が比較的剛性であることを可能にする一方で、可撓性部分１０５０をその間に提供することができる。可撓性部分は、光学素子１０００の長さにわたって延びることができ、第１の１０１０端部および第２の１０２０端部を機械的に隔離することができる。例えば、可撓性部分１０５０は、可撓性部分１０５０と第２の端部１０２０との間の領域から第１の端部１０１０を機械的に隔離することができる。別の例として、可撓性部分１０５０は、第１の端部１０１０と可撓性部分１０５０との間の領域から第２の端部１０２０を機械的に隔離することができる。このような機械的隔離は、例えば、温度変化、機械的衝撃および振動を含む環境変動に関して、第１の端部１０１０および第２の端部１０２０に安定性を提供することができる。可撓性部分１０５０の長さは特に限定されず、用途に依存し得る。いくつかの例では、長さは、２～７ｍｍ、３～８ｍｍ、５～１０ｍｍ、７～１２ｍｍ、８～１５ｍｍ、これらの範囲の任意の組み合わせ、または２～２０ｍｍの任意の値から形成される任意の範囲（例えば、３～１３ｍｍ、４～１４ｍｍ、５～１７ｍｍなど）とすることができる。他の例では、可撓性部分１０５０の長さは、より短くても長くてもよい。
Reducing the cross-sectional size of the core and cladding can advantageously provide stiffness and flexibility to the coupler array 450. Optical fiber 2000 and/or optical device 3000
Rigidity at the first end 1010 and the second end 1020 may be desirable because they may be fused to the ends 1010, 1020 of the coupler array 450. However, it may also be desirable for the coupler array to be flexible so that it can be bent to connect with low profile integrated circuits. In certain embodiments, the flexible portion 1050 between the first 1010 and second 1020 ends allows the first 1010 and second 1020 ends to be relatively rigid, while , a flexible portion 1050 can be provided therebetween. The flexible portion can extend the length of the optical element 1000 and can mechanically isolate the first 1010 end and the second 1020 end. For example, flexible portion 1050 can mechanically isolate first end 1010 from the region between flexible portion 1050 and second end 1020. As another example, flexible portion 1050 can mechanically isolate second end 1020 from the region between first end 1010 and flexible portion 1050. Such mechanical isolation can provide stability to the first end 1010 and the second end 1020 with respect to environmental fluctuations, including, for example, temperature changes, mechanical shock, and vibration. The length of flexible portion 1050 is not particularly limited and may depend on the application. In some examples, the length is formed from 2 to 7 mm, 3 to 8 mm, 5 to 10 mm, 7 to 12 mm, 8 to 15 mm, any combination of these ranges, or any value from 2 to 20 mm. It can be in any range (for example, 3 to 13 mm, 4 to 14 mm, 5 to 17 mm, etc.). In other examples, the length of flexible portion 1050 may be shorter or longer.
同時に、可撓性部分１０５０は可撓性を提供することができる。多くの実施形態では、可撓性部分１０５０は、可撓性部分１０５０の長さにわたって延びる実質的に同様の断面サイズ（例えば、導波路１１００の断面サイズ）を有することができる。特定の実施形態では、可撓性部分１０５０における断面サイズは、第１の端部１０１０および第２の端部１０２０における断面サイズよりも小さい断面サイズを構成することができる。より小さい断面サイズを有することにより、この可撓性部分１０５０は、第一の１０１０および第二の１０２０端部に近接する領域よりも可撓性であり得る。より小さい断面サイズは、コアおよびクラッドのサイズの減少から生じ得る。オプションのエッチング後工程は、フレキシブルＰＲＯＦＡ結合器４５０の可撓性長さの直径をさらに小さくするために望ましい場合がある。 At the same time, flexible portion 1050 can provide flexibility. In many embodiments, flexible portion 1050 can have a substantially similar cross-sectional size (eg, the cross-sectional size of waveguide 1100) extending the length of flexible portion 1050. In certain embodiments, the cross-sectional size at flexible portion 1050 can configure a cross-sectional size that is smaller than the cross-sectional size at first end 1010 and second end 1020. By having a smaller cross-sectional size, this flexible portion 1050 may be more flexible than the regions proximate the first 1010 and second 1020 ends. Smaller cross-sectional size may result from a reduction in core and cladding size. An optional post-etch step may be desirable to further reduce the diameter of the flexible length of flexible PROFA coupler 450.
いくつかの実施形態において、可撓性部分１０５０は、標準的なＳＭＦ２８ファイバよりも可撓性であり得る。いくつかの実施形態では、可撓性部分１０５０は、少なくとも４５度、５０度、５５度、６０度、６５度、７０度、７５度、８０度、９０度、１００度、１１０度、１２０度、または少なくともその間の任意の値で曲がることができる。いくつかの実施形態において、可撓性部分１０５０は、これらの値のいずれかによって形成される範囲、例えば、４５度から５５度まで、５０度から６０度まで、６０度から７０度まで、７０度から８０度まで、８０度から９０度まで、９０度から１００度まで、１００度から１１０度まで、１１０度から１２０度まで、またはこれらの範囲の任意の組み合わせ、またはこれらの範囲内の任意の値によって形成される範囲（例えば、５０度から６５度、５０度から８５度、６５度から９０度）曲がることができる。他の実施形態では、可撓性部分１０５０は、これらの値よりも多くまたは少なく曲がることができる。本明細書で説明するように、様々な用途において、可撓性部分１０５０は、使用中に曲がらないかもしれないが、可撓性は、第１の１０１０端部または第２の１０２０端部を結合器アレイ４５０の他の部分から切り離すために所望され得る。 In some embodiments, flexible portion 1050 may be more flexible than standard SMF28 fiber. In some embodiments, the flexible portion 1050 is at least 45 degrees, 50 degrees, 55 degrees, 60 degrees, 65 degrees, 70 degrees, 75 degrees, 80 degrees, 90 degrees, 100 degrees, 110 degrees, 120 degrees. , or at least any value in between. In some embodiments, the flexible portion 1050 has a range formed by any of these values, e.g., 45 degrees to 55 degrees, 50 degrees to 60 degrees, 60 degrees to 70 degrees, 70 degrees. from 80 degrees to 80 degrees, from 80 degrees to 90 degrees, from 90 degrees to 100 degrees, from 100 degrees to 110 degrees, from 110 degrees to 120 degrees, or any combination of these ranges, or any combination within these ranges. (e.g., 50 degrees to 65 degrees, 50 degrees to 85 degrees, 65 degrees to 90 degrees). In other embodiments, flexible portion 1050 can flex more or less than these values. As described herein, in various applications, the flexible portion 1050 may not bend during use, but the flexibility It may be desired to separate it from the rest of combiner array 450.
結合器アレイ４５０は、結合器ハウジング構造１０６０を含み得る。例えば、結合器ハウジング構造１０６０は、共通の単一結合器ハウジング構造を含み得る。特定の実施形態では、結合器ハウジング構造１０６０は、導波路１１００を取り囲む媒体１１４０（例えば、屈折率Ｎ－４を有する）を含み得る。ある実施例では、Ｎ－４はＮ－３よりも大きい。他の例では、Ｎ－４はＮ－３に等しい。媒体１１４０は、本明細書に記載されているような任意の媒体（例えば、純シリカ）を含むことができる。媒体はまた、結合器アレイ４
５０が全ガラス結合器アレイであり得るように、ガラスを含み得る。導波路１１００は、ハウジング構造１０６０の媒体１０４０内に埋め込むことができる。いくつかの例では、結合器ハウジング構造１０６０の媒体１１４０の総体積は、結合器ハウジング構造１０６０内に閉じ込められたＶＣ導波路の内側および外側コア１１１０、１１２０、１１２２のすべての総体積よりも大きくすることができる。
Coupler array 450 may include a coupler housing structure 1060. For example, combiner housing structure 1060 may include a common single combiner housing structure. In certain embodiments, coupler housing structure 1060 may include a medium 1140 (eg, having an index of refraction N-4) surrounding waveguide 1100. In some embodiments, N-4 is greater than N-3. In other examples, N-4 is equal to N-3. Media 1140 can include any media as described herein (eg, pure silica). The medium is also coupled to the combiner array 4
It may include glass, such that 50 may be an all-glass combiner array. Waveguide 1100 can be embedded within medium 1040 of housing structure 1060. In some examples, the total volume of the medium 1140 in the coupler housing structure 1060 is greater than the total volume of all the inner and outer cores 1110, 1120, 1122 of the VC waveguides confined within the coupler housing structure 1060. can do.
いくつかの実施形態では、各導波路は、例えば、図に示すように、結合器ハウジング構造１０６０の内側、外側、または境界領域の位置で、光ファイバ２０００および／または光学デバイス３０００に結合することができる。図１Ａから２Ｄに示されるように。光ファイバ２０００および光学デバイス３０００は、各端部において異なり得るので、第１の端部１０１０および第２の端部１０２０は、各々、それが結合される光ファイバ２０００または光学デバイス３０００のために構成され得る。例えば、第１の端部１０１０および／または第２の端部１０２０におけるＶＣ導波路のＭＦＤは、それが結合される光ファイバ２０００または光学デバイス３０００のＭＦＤに一致するか、または実質的に一致するように（例えば、コアのサイズを使用して）構成することができる。さらに、第１の１０１０端部および／または第２の１０２０端部におけるＶＣ導波路のＮＡは、それが結合される光ファイバ２０００または光学デバイス３０００のＮＡに一致または実質的に一致するように（例えば、屈折率を使用して）構成することができる。屈折率は、当該技術分野で公知の任意の方法（例えば、導波路ガラスをドープする）またはまだ開発されていない方法で変更することができる。様々な実施形態において、本明細書に記載されるように、差（Ｎ－１からＮ－２を引いた値）は、第１の端部１０１０におけるＮＡが第２の端部１０２０におけるＮＡよりも大きくなるように、差（Ｎ－２からＮ－２Ａを引いた値）よりも大きくすることができる。他の実施形態では、差（Ｎ－１からＮ－２を引いた値）は、第１の端部１０１０におけるＮＡが第２の端部１０２０におけるＮＡよりも小さいように、差（Ｎ－２からＮ－２Ａを引いた値）よりも小さくすることができる。さらに他の実施形態では、差（Ｎ－１からＮ－２を引いた値）は、第１の端部１０１０におけるＮＡが第２の端部１０２０におけるＮＡに等しくなるように、（Ｎ－２からＮ－２Ａを引いた値）に等しくなり得る。ＶＣ導波路は、シングルモードファイバ、マルチモードファイバ、および／または偏波保持ファイバを含むがこれらに限定されない、本明細書に記載されるファイバタイプのいずれかを含むことができる。 In some embodiments, each waveguide may be coupled to an optical fiber 2000 and/or an optical device 3000 at a location inside, outside, or at a border region of the coupler housing structure 1060, for example, as shown in the figures. I can do it. As shown in Figures 1A to 2D. Since the optical fiber 2000 and the optical device 3000 can be different at each end, the first end 1010 and the second end 1020 are each configured for the optical fiber 2000 or optical device 3000 to which it is coupled. can be done. For example, the MFD of the VC waveguide at the first end 1010 and/or the second end 1020 matches or substantially matches the MFD of the optical fiber 2000 or optical device 3000 to which it is coupled. (e.g., using core size). Additionally, the NA of the VC waveguide at the first 1010 end and/or the second 1020 end is such that it matches or substantially matches the NA of the optical fiber 2000 or optical device 3000 to which it is coupled ( For example, using the refractive index). The refractive index can be modified by any method known in the art (eg, by doping the waveguide glass) or by methods yet to be developed. In various embodiments, as described herein, the difference (N-1 minus N-2) is the NA at the first end 1010 is greater than the NA at the second end 1020. It can be made larger than the difference (N-2 minus N-2A) so that the value is also larger. In other embodiments, the difference (N-1 minus N-2) is such that the NA at the first end 1010 is less than the NA at the second end 1020. minus N-2A). In yet other embodiments, the difference (N-1 minus N-2) is such that the NA at the first end 1010 is equal to the NA at the second end 1020. minus N-2A). The VC waveguide can include any of the fiber types described herein, including, but not limited to, single mode fiber, multimode fiber, and/or polarization maintaining fiber.
コアおよびクラッド（１１１０、１１２０、１１２２、１１３０）のサイズ（例えば、円形であれば外側断面直径、円形でなければ外側断面寸法）は特に限定されない。いくつかの実施形態において、内側コア１１１０および／または外側コア１１２０のコアのサイズは、１～３ミクロン、２～５ミクロン、４～８ミクロン、５～１０ミクロン、これらの範囲の任意の組み合わせ、または１～１０ミクロンの任意の値から形成される任意の範囲（例えば、２～８ミクロン、３～９ミクロンなど）であり得る。ただし、サイズはこれより大きくても小さくてもよい。例えば、内側コア１１１０および／または外側コア１１２０のコアのサイズは、例えば、所望の波長および／またはモードの数に応じて、サブミクロンから多くのミクロン、数十ミクロン、数百ミクロンの範囲であり得る。 The sizes of the core and cladding (1110, 1120, 1122, 1130) (for example, the outer cross-sectional diameter if circular, and the outer cross-sectional dimensions if not circular) are not particularly limited. In some embodiments, the core size of inner core 1110 and/or outer core 1120 is 1-3 microns, 2-5 microns, 4-8 microns, 5-10 microns, any combination of these ranges, or any range formed from any value from 1 to 10 microns (eg, 2 to 8 microns, 3 to 9 microns, etc.). However, the size may be larger or smaller than this. For example, the core size of inner core 1110 and/or outer core 1120 can range from submicrons to many microns to tens of microns to hundreds of microns, depending on the desired wavelength and/or number of modes, for example. obtain.
さらに、屈折率の差（例えば、Ｎ－１とＮ－２との間、Ｎ－２とＮ－２Ａとの間、および／またはＮ－２ＡとＮ－３との間）は特に限定されない。いくつかの例では、屈折率差は、１．５ｘ１０－３から２．５ｘ１０－３、１．７ｘ１０－３から２．３ｘ１０－３、１．８ｘ１０－３から２．２ｘ１０－３、１．９ｘ１０－３から２．１ｘ１０－３、１．５ｘ１０－３から１．７ｘ１０－３、１．７ｘ１０－３から１．９ｘ１０－３まで、１．９ｘ１０－３から２．１ｘ１０－３まで、２．１ｘ１０－３から２．３ｘ１０－３まで、２．３ｘ１０－３から２．５ｘ１０－３まで、これらの範囲の任意の組み合わせ、または１．５ｘ１０－３から２．５ｘ１０－３までの任意の値から形成される任意の範囲。他の例では、指数差はより大きくても小さくてもよい。 Further, the difference in refractive index (for example, between N-1 and N-2, between N-2 and N-2A, and/or between N-2A and N-3) is not particularly limited. In some examples, the refractive index difference is 1.5x10 -3 to 2.5x10 -3 , 1.7x10 -3 to 2.3x10 -3 , 1.8x10 -3 to 2.2x10 -3 , 1.9x10 -3 to 2.1x10 -3 , 1.5x10 -3 to 1.7x10 -3 , 1.7x10 -3 to 1.9x10 -3, 1.9x10 -3 to 2.1x10 -3 , 2.1x10 -3 to 2.3x10 -3 , 2.3x10 -3 to 2.5x10 -3 , any combination of these ranges, or formed from any value from 1.5x10 -3 to 2.5x10 -3 any range. In other examples, the index difference may be larger or smaller.
本明細書で説明するように、光学デバイス３０００はＰＩＣを含むことができる。ＰＩＣは、ＶＧＣのアレイを含むことができる。また、その全体が本明細書に組み込まれる「高密度光パッケージヘッダー装置」と題する米国特許出願公開第２０１２／０２５７８５７号明細書に記載されているように、それぞれが複数の光チャネルを有する複数のフレキシブルＰＲＯＦＡ結合器（結合器４５０など）を一緒に組み合わせて、光マルチポート入出力（ＩＯ）インターフェイスを有利に形成することができる。このように、光マルチポートＩＯインターフェイスは、複数の光結合器アレイを含むことができ、光結合器アレイの少なくとも１つは、本明細書に記載の光結合器アレイ４５０を含むことができる。 As described herein, optical device 3000 can include a PIC. A PIC can include an array of VGCs. Also, as described in U.S. Patent Application Publication No. 2012/0257857 entitled "High Density Optical Package Header Apparatus," which is incorporated herein in its entirety, a plurality of Flexible PROFA combiners (such as combiner 450) can be advantageously combined together to form optical multiport input/output (IO) interfaces. Thus, an optical multiport IO interface can include multiple optocoupler arrays, and at least one of the optocoupler arrays can include an optocoupler array 450 as described herein.
ここで図８および図９を参照すると、マルチチャンネル光結合器アレイの第１の端部に近接したハウジング構造の例示的な断面図が示されている。断面図は、光結合器アレイの長手方向または長さに直交している。このような構成の中には、第１の端部における導波路の断面または横方向（または横方向）の位置決めが改善され、第１の端部に近接した導波路の自己整合配置（例えば、円形（図８に示すように）または六角形の内側断面を有するハウジング構造における六角形の密着配置）と、第２の端部における導波路の断面位置決めの改善（場合によっては正確またはそれに近い）とを可能にするものがある。このような構成は、第二の端部における導波路の断面位置決めが所望により正確に配置されるように、製造時に位置合わせを行うこともできる。 Referring now to FIGS. 8 and 9, exemplary cross-sectional views of a housing structure proximate a first end of a multi-channel optical coupler array are shown. The cross-sectional view is perpendicular to the longitudinal direction or length of the optical coupler array. Some such configurations include improved cross-sectional or lateral (or lateral) positioning of the waveguide at the first end and self-aligned positioning of the waveguide proximate the first end (e.g. Hexagonal close-contact placement in housing structures with circular (as shown in Figure 8) or hexagonal internal cross-sections) and improved cross-sectional positioning of the waveguide at the second end (accurate or close to it in some cases) There are things that make it possible. Such a configuration may also be aligned during manufacture so that the cross-sectional positioning of the waveguide at the second end is located as precisely as desired.
例示的な光結合器アレイの様々な特徴を図８および図９に関して説明することができるが、（例えば、上述した図または実施形態のいずれかに関連して）上述した任意の特徴は、多チャネル光結合器アレイとの任意の組み合わせで実装することができる。例えば、図１Ａ～５および図７に関して説明した特徴のいずれかを利用することができる。図１Ａ－５および７は、マルチチャンネル光結合器アレイで利用することができ、図８および９に関して説明した任意の特徴と組み合わせることができる。 While various features of the exemplary optical coupler array may be described with respect to FIGS. 8 and 9, any feature described above (e.g., in connection with any of the figures or embodiments described above) may be It can be implemented in any combination with channel optical coupler arrays. For example, any of the features described with respect to FIGS. 1A-5 and 7 may be utilized. FIGS. 1A-5 and 7 can be utilized in multi-channel optical coupler arrays and can be combined with any of the features described with respect to FIGS. 8 and 9.
例えば、図１Ａ～２Ｄに示される例示的な実施形態を参照すると、結合器アレイの２つの端部、すなわち、第１の（大きい）端部と、第２の（小さい）端部とがある。つの端部は、長手方向に（ｚ方向に沿って）間隔をあけて配置されている。例えば、図１Ａでは、第１の端部は位置Ｂに近接しており、第２の端部は位置ＣおよびＤに近接している。 For example, referring to the exemplary embodiments shown in FIGS. 1A-2D, there are two ends of the combiner array: a first (larger) end and a second (smaller) end. . The two ends are longitudinally (along the z-direction) spaced apart. For example, in FIG. 1A, the first end is proximate location B and the second end is proximate locations C and D.
特定の実施形態では、第１の端部（位置Ｂに近接）の機能の１つは、導波路３０Ａ、３２Ａ－１、３２Ａ－２を、増加したまたは近似した位置決め精度で封止することである。例えば、第１の端部（位置Ｂに近接する）に近接する結合器ハウジング構造１４Ａは、導波路３０Ａ、３２Ａ－１、３２Ａ－２の長さの一部を封止する、例えば、円周方向に取り囲むことができるが、必ずしも導波路３０Ａ、３２Ａ－１、３２Ａ－２の端部を完全に封止する必要はない。いくつかのそのような実施例では、導波路３０Ａ、３２Ａ－１、３２Ａ－２は、結合器ハウジング構造１４Ａの外側に（例えば、長手方向に）延びていてもよいし、延びていなくてもよい。図１Ａでは、第１の端部に近接して、導波路３０Ａの端部は、結合器ハウジング構造１４Ａ内に配置されるが、導波路３２Ａ－１、３２Ａ－２の端部は、結合器ハウジング構造１４Ａの外側に、例えば、長手方向に（ｚ方向に平行な方向に）延在する。図２Ｂでは、第１の端部に近接して、導波路１３０Ｂ－１、１３０Ｂ－２の端部は、結合器ハウジング構造１４Ａの外側の断面境界領域に配置され、結合器ハウジング構造１４Ａの外側で、例えば、長手方向に（ｚ方向に平行な方向に）延びていない。 In certain embodiments, one of the functions of the first end (proximal to location B) is to seal the waveguides 30A, 32A-1, 32A-2 with increased or approximate positioning accuracy. be. For example, the coupler housing structure 14A proximate the first end (proximate location B) seals a portion of the length of the waveguides 30A, 32A-1, 32A-2, e.g. However, it is not necessary to completely seal the ends of the waveguides 30A, 32A-1, and 32A-2. In some such embodiments, the waveguides 30A, 32A-1, 32A-2 may or may not extend outside (e.g., longitudinally) of the coupler housing structure 14A. good. In FIG. 1A, proximate the first end, the end of waveguide 30A is disposed within coupler housing structure 14A, while the ends of waveguides 32A-1, 32A-2 are located within the coupler housing structure 14A. It extends outside the housing structure 14A, for example in the longitudinal direction (in a direction parallel to the z-direction). In FIG. 2B, adjacent to the first end, the ends of the waveguides 130B-1, 130B-2 are located at the outer cross-sectional boundary area of the coupler housing structure 14A, and the ends of the waveguides 130B-1, 130B-2 are located at the outer cross-sectional boundary area of the coupler housing structure 14A. For example, it does not extend in the longitudinal direction (in a direction parallel to the z-direction).
様々な実施形態において、第２の端部（位置ＣおよびＤに近接）の機能の１つは、導波路３０Ａ、３２Ａ－１、３２Ａ－２を、改善された（場合によっては正確なまたは正確に近い）断面位置決めを有するハウジング構造（例えば、場合によっては共通のハウジング
構造）に埋め込ませることである。例えば、第２の端部に近接する（位置ＣおよびＤに近接する）導波路３０Ａ、３２Ａ－１、３２Ａ－２は、埋め込まれてもよく、例えば、連続する結合器ハウジング構造１４Ａによって周方向に取り囲まれてもよい。図１Ａでは、第２の端部に近接して、導波路３０Ａ、３２Ａ－１、３２Ａ－２の端部は、結合器ハウジング構造１４Ａの外側断面境界領域に長手方向に配置される。いくつかの実施形態では、第２の端部に近接して、導波路の１つ以上の端部は、結合器ハウジング構造１４Ａ内に配置されてもよいし、結合器ハウジング構造１４Ａの外側に長手方向に延びてもよい。
In various embodiments, one of the features of the second end (proximal to locations C and D) is to provide waveguides 30A, 32A-1, 32A-2 with an improved (in some cases accurate or (e.g., possibly a common housing structure). For example, the waveguides 30A, 32A-1, 32A-2 proximate the second end (proximal to positions C and D) may be embedded, e.g., circumferentially by a continuous coupler housing structure 14A. may be surrounded by In FIG. 1A, proximate the second end, the ends of waveguides 30A, 32A-1, 32A-2 are longitudinally disposed in the outer cross-sectional boundary region of coupler housing structure 14A. In some embodiments, proximate the second end, one or more ends of the waveguide may be disposed within the coupler housing structure 14A or outside the coupler housing structure 14A. It may also extend longitudinally.
改善された位置決めを達成するために、いくつかの実施形態は、第１の端部に近接した位置に、図８に示すハウジング構造の例示的な断面構成を含むことができる。断面は、光結合器アレイの長手方向または長さに直交する。図８に示すように、結合器アレイ８００は、第１の端部に長手方向に近接して複数の長手方向導波路８０５を取り囲むリングの横方向（または横方向）の構成を有するハウジング構造８０１を含むことができる。エアギャップのようなギャップが、複数の縦方向導波路８０５を周囲のリングから分離してもよい。このような構成の中には、第１の端部に近接して導波路を自己整合的に配置できるものもある（例えば、円形（図８に示すような）または六角形の内側断面を有するハウジング構造における六角形の密着配置）。 To achieve improved positioning, some embodiments may include the exemplary cross-sectional configuration of the housing structure shown in FIG. 8 at a location proximate the first end. The cross section is perpendicular to the longitudinal direction or length of the optical coupler array. As shown in FIG. 8, the coupler array 800 includes a housing structure 801 having a lateral (or lateral) configuration of rings surrounding a plurality of longitudinal waveguides 805 in longitudinal proximity to a first end. can include. A gap, such as an air gap, may separate the plurality of longitudinal waveguides 805 from the surrounding ring. Some such configurations allow the waveguide to be self-aligned in close proximity to the first end (e.g., with a circular (as shown in Figure 8) or hexagonal inner cross-section). (hexagonal close-contact arrangement in housing structure).
図８に示す構成例では、導波路８０５は六角形の配置になっている。例えば、正方形、長方形など、他の配置も可能である。 In the configuration example shown in FIG. 8, the waveguides 805 have a hexagonal arrangement. Other arrangements are possible, for example square or rectangular.
リングは、円形または非円形である内側断面８０１ａ（横方向、すなわち、光結合器アレイの長手方向または長さに直交する方向）を有してもよい。例えば、内側断面８０１ａは、円形、楕円形、Ｄ字形、正方形、長方形、六角形、五角形、八角形、その他の多角形等であってもよい。また、内側断面８０１ａは、必ずしも導波路８０５の配置に従うものではない。例えば、正方形に配置された４つの導波路を内側円形断面に閉じ込めることができる。別の例として、図８に示すように、内側断面８０１ａは円形であるが、導波路８０５は六角形に配置されている。いくつかの実施形態では、図８に示すような円形の内側断面は、クローズパック六角形配置を可能にすることができる好ましい形状であってもよい。また、正方形や長方形などの他の内側断面形状を使用することもでき、これにより非六角形導波路配置を可能にすることができる。いくつかの実施例では、内側断面８０１ａは、空スペースを減らすために導波路８０５の配置と同様であってもよい。例えば、六角形配置の導波路８０５の場合、リングの内側断面８０１ａは、内側断面８０１ａと導波路８０５との間の空スペースを減らすために六角形であってもよい。 The ring may have an inner cross section 801a (in the transverse direction, ie, perpendicular to the longitudinal direction or length of the optocoupler array) that is circular or non-circular. For example, the inner cross section 801a may be circular, oval, D-shaped, square, rectangular, hexagonal, pentagonal, octagonal, or other polygonal shape. Further, the inner cross section 801a does not necessarily follow the arrangement of the waveguide 805. For example, four squarely arranged waveguides can be confined to an inner circular cross section. As another example, as shown in FIG. 8, the inner cross section 801a is circular, but the waveguides 805 are arranged in a hexagonal shape. In some embodiments, a circular inner cross-section as shown in FIG. 8 may be a preferred shape that can allow for a close-pack hexagonal arrangement. Other inner cross-sectional shapes, such as square or rectangular, may also be used, allowing for non-hexagonal waveguide arrangements. In some examples, the inner cross section 801a may be similar to the arrangement of waveguide 805 to reduce empty space. For example, for a hexagonal arrangement of waveguides 805, the inner cross section 801a of the ring may be hexagonal to reduce the empty space between the inner cross section 801a and the waveguide 805.
外側断面８０１ｂ（横方向、例えば、光結合器アレイの長手方向または長さに直交する方向）は、円形または非円形であってよい。例えば、外側断面８０１ｂは、円形、楕円形、六角形、Ｄ字形（例えば、平坦な表面が容易な回転整列を可能にするので、結合器の受動的な軸整列を提供するため）、正方形、長方形、五角形、八角形、他の多角形等であってもよい。図８では、外側断面８０１ｂ（例えば、円形）は、内側断面８０１ａ（例えば、円形）の形状にしたがっている。しかしながら、いくつかの実施形態では、外側断面８０１ｂは内側断面８０１ａと類似している必要はない。内側断面形状の機能の１つは、第２の端部に近接した位置での横方向の位置精度の向上を可能にすることであり、外側断面形状の機能の１つは、結合器の受動的な軸方向の位置合わせを可能にすることである（例えば、位置合わせは、結合器に光を発射することなく行うことができる）。いくつかの構成では、第１の端部から第２の端部まで外側の断面形状を実質的に維持し、結合器アレイの端部の一方または両方の端部における受動的な位置合わせを容易にすることが好ましい場合がある。 The outer cross-section 801b (in the lateral direction, eg, in the longitudinal direction or perpendicular to the length of the optocoupler array) may be circular or non-circular. For example, the outer cross section 801b may be circular, oval, hexagonal, D-shaped (e.g., to provide passive axial alignment of the coupler as the flat surface allows for easy rotational alignment), square, It may be a rectangle, a pentagon, an octagon, another polygon, or the like. In FIG. 8, outer cross-section 801b (eg, circular) follows the shape of inner cross-section 801a (eg, circular). However, in some embodiments, outer cross-section 801b need not be similar to inner cross-section 801a. One of the functions of the inner cross-sectional shape is to enable improved lateral positional accuracy in the vicinity of the second end, and one of the functions of the outer cross-sectional shape is to allow for improved lateral positional accuracy in the vicinity of the second end; (e.g., alignment can be performed without firing light into the coupler). Some configurations substantially maintain the outer cross-sectional shape from the first end to the second end to facilitate passive alignment at one or both ends of the coupler array. It may be preferable to do so.
図９は、第１の端部に近接した位置におけるハウジング構造の別の例示的な断面構成を
示す。図９に示すように、結合器アレイ８５０は、複数の孔８５２を有する構造（例えば、場合によっては連続した構造）の構成を有するハウジング構造８５１を含むことができる。孔８５２のうちの少なくとも１つは、長手方向導波路８５５のうちの少なくとも１つを含むことができる。エアギャップなどの隙間が、複数の縦導波路８５５を周囲のハウジング構造８５１から分離してもよい。図８に示す実施例に関連する説明と同様に、外側断面は、円形、楕円形、六角形、Ｄ字形、正方形、長方形、五角形、八角形、他の多角形などであってもよい。このような構成の中には、結合器アレイの端部の一方または両端で受動的な位置合わせが可能なものもある。図８に示す構成例では、場合によっては、より単純な製作が可能になるかもしれないが、図９に示す構成例では、任意の横導波路の位置決めが可能になるかもしれない。
FIG. 9 illustrates another exemplary cross-sectional configuration of the housing structure proximate the first end. As shown in FIG. 9, coupler array 850 can include a housing structure 851 having a configuration of structures (eg, in some cases continuous structures) having a plurality of holes 852. As shown in FIG. At least one of the holes 852 can include at least one of the longitudinal waveguides 855. A gap, such as an air gap, may separate the plurality of longitudinal waveguides 855 from the surrounding housing structure 851. Similar to the description related to the embodiment shown in FIG. 8, the outer cross section may be circular, oval, hexagonal, D-shaped, square, rectangular, pentagonal, octagonal, other polygonal, etc. Some such configurations allow for passive alignment at one or both ends of the coupler array. The example configuration shown in FIG. 8 may allow simpler fabrication in some cases, while the example configuration shown in FIG. 9 may allow arbitrary transverse waveguide positioning.
図９は、６つの孔８５２を有する構成例を示すが、他の数の孔も可能である。この構成例の孔８５２は分離されていてもよいし、一部またはすべての孔８５２が接続されていてもよい。例えば、図９に示すように、第１の孔８５２－１は第２の孔８５２－２から隔離されている。しかし、いくつかの構成では、第１の孔８５２－１は、少なくとも１つの第２の孔８５２－２に接続されていてもよい。孔８５２の配列は３×２の配列として示されているが、他の配列も可能である。例えば、孔の配列パターンは、六角形、正方形、長方形、または横断面における孔の位置を定義するＸＹ配列によって定義される。 Although FIG. 9 shows an example configuration with six holes 852, other numbers of holes are possible. The holes 852 in this configuration example may be separated, or some or all of the holes 852 may be connected. For example, as shown in FIG. 9, first hole 852-1 is isolated from second hole 852-2. However, in some configurations, the first hole 852-1 may be connected to at least one second hole 852-2. Although the arrangement of holes 852 is shown as a 3×2 array, other arrangements are possible. For example, the hole arrangement pattern is defined by a hexagonal, square, rectangular, or XY array that defines the position of the holes in a cross-section.
図９は、消失コア（ＶＣ）導波路として図示された導波路８５５を有するすべての孔８５２を示している。しかし、この例の導波路の少なくとも１つはＶＣ導波路であるが、孔８５２の１つ以上は非消失コア（Ｎｏｎ－ＶＣ）導波路を含むことができる。ＶＣ導波路またはＮｏｎ－ＶＣ導波路８５５は、本明細書に記載の導波路のいずれか、例えば、シングルモードファイバ、マルチモードファイバ、偏波維持ファイバなどを含むことができる。いくつかの実施形態では、孔８５２の１つ以上は、空であってもよく、または、例えば、フィデューシャルマークとして機能するように、他の（例えば、非導波路）材料が配置されてもよい。孔８５２の１つ以上は、図９に示すように単一の導波路８５５（いくつかの好ましい構成において）、または複数の導波路８５５を配置することができる。設計によっては、１つ以上の孔８５２は、例えば、異なる形状および寸法（例えば、断面形状、直径、長／短楕円寸法など）の導波路８５５を収容するために、別の孔８５２と同一であっても異なっていてもよい。孔８５２の断面は円形でも非円形でもよい。例えば、断面は、円形、楕円形、六角形またはＤ字形（例えば、偏光維持（ＰＭ）チャネルの受動的な軸方向の整列を提供するため）、正方形、長方形、五角形、八角形、他の多角形などであってよい。図示されるように、多くの場合、第１の端部に近接する孔８５２の断面は、結合器ハウジング構造８５１の内面８５１ａと導波路８５５との間に隙間が配置されるように、導波路８５５の断面よりも大きい。 FIG. 9 shows all holes 852 with waveguides 855 illustrated as vanishing core (VC) waveguides. However, while at least one of the waveguides in this example is a VC waveguide, one or more of the holes 852 can include a non-vanishing core (Non-VC) waveguide. VC waveguide or non-VC waveguide 855 can include any of the waveguides described herein, eg, single mode fiber, multimode fiber, polarization maintaining fiber, etc. In some embodiments, one or more of the holes 852 may be empty or may be populated with other (e.g., non-waveguide) material, e.g., to function as a fiducial mark. Good too. One or more of the holes 852 can be disposed with a single waveguide 855 (in some preferred configurations), or multiple waveguides 855, as shown in FIG. In some designs, one or more holes 852 may be identical to another hole 852, for example, to accommodate waveguides 855 of different shapes and dimensions (e.g., cross-sectional shape, diameter, major/minor elliptical dimensions, etc.). It may be different or different. The cross section of hole 852 may be circular or non-circular. For example, the cross-section may be circular, oval, hexagonal or D-shaped (e.g. to provide passive axial alignment of polarization maintaining (PM) channels), square, rectangular, pentagonal, octagonal, etc. It may be rectangular or the like. As shown, the cross-section of the hole 852 proximate the first end often includes a waveguide such that a gap is disposed between the inner surface 851a of the coupler housing structure 851 and the waveguide 855. It is larger than the cross section of 855.
結合器ハウジング構造（例えば、図８の８０１または図９の８５１）は、本明細書に記載されるような広範囲の材料からの媒体を含むことができる。本明細書にも記載されるように、結合器ハウジング構造８０１、８５１の媒体は、屈折率（Ｎ－４）を有することができる。媒体は、横方向に連続した媒体であり得る。これは、いくつかの実施形態において、横方向の位置決め精度を改善した堅牢なハウジング構造を可能にし得る。いくつかの実施形態では、結合器ハウジング構造８０１、８５１の媒体の総体積は、結合器ハウジング構造８０１、８５１内に閉じ込められたＶＣ導波路のすべての内側および外側コアの総体積よりも大きくすることができ、いくつかの実施形態では、すべてのＶＣ導波路がハウジング構造内に確実に埋め込まれ、安定した性能を可能にすることを提供する）。 The coupler housing structure (eg, 801 in FIG. 8 or 851 in FIG. 9) can include media from a wide variety of materials as described herein. As also described herein, the medium of the coupler housing structure 801, 851 can have a refractive index (N-4). The media may be laterally continuous media. This may allow for a robust housing structure with improved lateral positioning accuracy in some embodiments. In some embodiments, the total volume of the medium of the coupler housing structure 801, 851 is greater than the total volume of all inner and outer cores of the VC waveguides confined within the coupler housing structure 801, 851. (Providing that all VC waveguides are reliably embedded within the housing structure, allowing stable performance in some embodiments).
特定の実施形態では、図８および図９に示される例示的な構成は、例えば第２の端部における導波路の改善された断面（横方向）位置決めによるデバイスの製造可能性の改善を可能にし得る。この横方向位置は、例えば、ｘ方向および／またはｙ方向に定義され、ｚ
は、長さ結合器アレイに沿った方向（例えば、第１の端部から第２の端部まで）である。様々な製造アプローチにおいて、導波路（例えば、図８の８０５および図９の８５５）および結合器ハウジング構造（例えば、図８の８０１または図９の８５１）からなるアセンブリは、図３Ａ～３Ｌに示される側断面図に示されるように、第２の端部を形成するように加熱および延伸されてもよい。図８を参照すると、導波路８０５は、（光結合器アレイの長手方向または長さに直交する断面において、例えば、図示のｘ－ｙ平面において）リングの構成を有する結合器ハウジング構造８０１に挿入され得る。上述したように、エアギャップなどの間隙を結合器ハウジング構造８０１と導波路８０５との間に配置して、結合器ハウジング構造８０１に対する導波路の（ｘ方向および／またはｙ方向の）横方向の移動を可能にすることができる。図９を参照すると、１つまたは複数の導波路８５５を、導波路８５５がハウジング構造８５１内で受動的に整列され得る複数の孔８５２（例えば、光結合器アレイの長手方向または長さに直交する断面、例えば、図示のｘ－ｙ平面で見た場合）を有する結合器ハウジング構造８５１に挿入することができる。エアギャップのようなギャップは、結合器ハウジング構造８５１と導波路８５５との間に配置され、結合器ハウジング構造８５１に対する導波路の（ｘ方向および／またはｙ方向の）横方向の移動を可能にすることができる。導波路が密に配置されている場合（例えば、六角形）、この移動能力は、製造後の第二の端部において、より正確な断面位置決めをもたらすことができる。
In certain embodiments, the exemplary configurations shown in FIGS. 8 and 9 enable improved device manufacturability, e.g., by improved cross-sectional (lateral) positioning of the waveguide at the second end. obtain. This lateral position is defined, for example, in the x and/or y direction, and in the z
is the direction along the length combiner array (eg, from the first end to the second end). In various manufacturing approaches, an assembly consisting of a waveguide (e.g., 805 in FIG. 8 and 855 in FIG. 9) and a coupler housing structure (e.g., 801 in FIG. 8 or 851 in FIG. 9) is shown in FIGS. 3A-3L. The second end may be heated and stretched to form the second end, as shown in the side cross-sectional view. Referring to FIG. 8, a waveguide 805 is inserted into a coupler housing structure 801 having a ring configuration (in the longitudinal direction or cross-section perpendicular to the length of the optical coupler array, e.g., in the xy plane as shown). can be done. As discussed above, a gap, such as an air gap, may be placed between the coupler housing structure 801 and the waveguide 805 to limit the lateral (x and/or y) direction of the waveguide relative to the coupler housing structure 801. movement can be made possible. Referring to FIG. 9, one or more waveguides 855 can be connected to a plurality of holes 852 in which the waveguides 855 can be passively aligned within the housing structure 851 (e.g., in the longitudinal direction or perpendicular to the length of the optocoupler array). (eg, when viewed in the illustrated xy plane). A gap, such as an air gap, is disposed between the coupler housing structure 851 and the waveguide 855 to allow lateral movement (in the x and/or y direction) of the waveguide relative to the coupler housing structure 851. can do. If the waveguides are closely spaced (e.g., hexagonal), this movement capability can result in more accurate cross-sectional positioning at the second end after fabrication.
図１Ａを参照すると、結合器アレイは、内側コア２０Ａおよび外側コア２２Ａを有する少なくとも１つのＶＣ導波路３０Ａを有する複数の縦方向導波路３０Ａ、３２Ａ－１、３２Ａ－２を含むことができる。内側コア２０Ａ、外側コア２２Ａ、および複数の導波路３０Ａ、３２Ａ－１、３２Ａ－２の間の間隔は、第１の端部（位置Ｂに近接）から第２の端部（位置ＣおよびＤに近接）へ、例えば、Ｓ－１からＳ－２へ（例えば、場合によっては同時に徐々に）減少することができる。様々な実施形態において、第１の端部（位置Ｂに近接）における断面構成は、図８または図９のように示され、一方、第２の端部（位置ＣおよびＤに近接）における断面構成は、図に示すことができる。３Ａ～３Ｌまたは図７に示すことができる。いくつかの実施形態では、第２の端部に近接して、結合器ハウジング構造と導波路との間には実質的に隙間がなく、いくつかの隙間はハウジング材料によって充填され、いくつかの隙間は導波路クラッド材料によって充填される。第１の端部における断面構成について説明した結果、第２の端部における導波路の断面または横方向の位置決めを改善することができる。したがって、第２端部の導波路は、光学デバイスとの横方向（例えば、ｘ方向および／またはｙ方向）に適切に位置合わせすることができる。 Referring to FIG. 1A, the coupler array may include a plurality of longitudinal waveguides 30A, 32A-1, 32A-2 with at least one VC waveguide 30A having an inner core 20A and an outer core 22A. The spacing between the inner core 20A, the outer core 22A, and the plurality of waveguides 30A, 32A-1, 32A-2 varies from the first end (close to position B) to the second end (positions C and D). for example from S-1 to S-2 (eg, possibly simultaneously). In various embodiments, the cross-sectional configuration at the first end (proximate location B) is shown as in FIG. 8 or FIG. 9, while the cross-sectional configuration at the second end (proximate locations C and D) The configuration can be shown in the figure. 3A-3L or as shown in FIG. In some embodiments, proximate the second end, there are substantially no gaps between the coupler housing structure and the waveguide, some gaps being filled with the housing material, and some gaps being filled with the housing material. The gap is filled with waveguide cladding material. The described cross-sectional configuration at the first end allows for improved cross-sectional or lateral positioning of the waveguide at the second end. Accordingly, the second end waveguide can be properly aligned laterally (eg, in the x-direction and/or in the y-direction) with the optical device.
ここで図１０および図１１を参照すると、光結合器アレイ４０００、５０００のさらなる例示的な実施形態が示されている。結合器アレイ４０００、５０００は、異なるモードフィールドおよび／またはコアサイズを有する光ファイバとの間など、複数の光ファイバとの間で結合するように構成することができる。いくつかの実施態様では、結合器アレイ４０００、５０００は、一組の個々の絶縁光ファイバ２０００と、複数の光モードの伝搬を可能にする少なくとも１つの光チャネルを有する光学デバイス３０００との間の結合を提供するように構成され得る。いくつかの好ましい実施形態では、すべての絶縁された光ファイバ２０００は同一であることができ（またはいくつかの実施形態では異なる）、光学デバイス３０００は、少なくとも１つの少数モードファイバ、マルチモードファイバ、マルチコア単一モードファイバ、マルチコア少数モードファイバ、および／またはマルチモードファイバを含むことができる。図に関して本明細書で説明される特定の実施形態と比較すると、図１Ａ～図５に関して本明細書で説明される様々な実施形態は、図１Ａ～図５を参照されたい。図１Ａ－５と比較して、様々な実施形態４０００、５０００は、テーパ径のさらなる縮小を含むことができ、これにより、光が外側コア４１２０、５１２０から抜け出し、少なくとも２つの隣接するコアによって形成される結合導波路４１５０、５１５０内を伝搬することができる。したがって、本明細書で説明する様々な実施形態は、
異種のモードフィールドおよび／またはコアの形状もしくはサイズを有するファイバ間で光学的に結合するように構成することができる。有利には、結合器アレイのいくつかの実施形態は、シングルモードファイバ、少数モードファイバ、マルチモードファイバ、マルチコアシングルモードファイバ、マルチコア少数モードファイバ、および／またはマルチコアマルチモードファイバのうちの１つ以上の間の光結合を改善および／または最適化することができる。
Referring now to FIGS. 10 and 11, further exemplary embodiments of optocoupler arrays 4000, 5000 are shown. The coupler arrays 4000, 5000 can be configured to couple between multiple optical fibers, such as between optical fibers having different mode fields and/or core sizes. In some implementations, the coupler array 4000, 5000 includes a set of individual insulated optical fibers 2000 and an optical device 3000 having at least one optical channel that allows propagation of multiple optical modes. may be configured to provide coupling. In some preferred embodiments, all insulated optical fibers 2000 may be the same (or different in some embodiments), and the optical device 3000 may include at least one minority mode fiber, multimode fiber, It can include multi-core single mode fiber, multi-core few mode fiber, and/or multi-mode fiber. When compared to the specific embodiments described herein with respect to the figures, the various embodiments described herein with respect to FIGS. 1A-5, see FIGS. 1A-5. Compared to FIGS. 1A-5, various embodiments 4000, 5000 can include a further reduction in the taper diameter, such that light exits the outer core 4120, 5120 and is formed by at least two adjacent cores. can be propagated within the coupled waveguides 4150, 5150. Accordingly, various embodiments described herein:
It can be configured to optically couple between fibers having dissimilar mode fields and/or core shapes or sizes. Advantageously, some embodiments of the coupler array include one or more of single mode fiber, minority mode fiber, multimode fiber, multicore single mode fiber, multicore minority mode fiber, and/or multicore multimode fiber. Optical coupling between can be improved and/or optimized.
次に、例示的な結合器アレイの様々な特徴を図１０および図１１に関して説明するが、説明した特徴は、図１０および図１１に関して説明した結合器アレイと任意の組み合わせで実施することができる。図１Ａ～５および図７に関して説明した結合器アレイと任意の組み合わせで、説明した任意の機能を実装することができる。１Ａ－５および７に関して説明される。さらに、図１Ａ～図５および図７に関して説明した任意の特徴を組み合わせることができる。図１Ａ－５および図７に関して説明された任意の特徴は、図１０および図１１に関して説明された任意の特徴と組み合わせることができる。１０および１１に関して説明した任意の特徴と組み合わせることができる。例えば、例示的な結合器アレイ４０００、５０００は、図８～９に示されたハウジング構造８０１、８５１と同様のハウジング構造４０６０、５０６０を利用して図示されている。これらの例では、ハウジング構造４０６０、５０６０の断面構成は、図１０に示すように、複数の孔を有する構造（例えば、マルチホール）を含んでもよいし、図１１に示すように、１つの孔（例えば、リングに囲まれたシングルホール）を含んでもよい。しかしながら、他のハウジング構造を使用することもできる。例えば、図１Ａ～５および図７に関して説明したハウジング構造を使用することができる。 Various features of an exemplary combiner array are now described with respect to FIGS. 10 and 11, although the described features can be implemented in any combination with the combiner array described with respect to FIGS. 10 and 11. . Any of the functions described may be implemented in any combination with the combiner arrays described with respect to FIGS. 1A-5 and 7. 1A-5 and 7. Additionally, any of the features described with respect to FIGS. 1A-5 and 7 can be combined. Any features described with respect to FIGS. 1A-5 and 7 can be combined with any features described with respect to FIGS. 10 and 11. It can be combined with any of the features described with respect to 10 and 11. For example, exemplary coupler arrays 4000, 5000 are illustrated utilizing housing structures 4060, 5060 similar to housing structures 801, 851 shown in FIGS. 8-9. In these examples, the cross-sectional configuration of the housing structure 4060, 5060 may include a structure with multiple holes (e.g., multi-hole), as shown in FIG. 10, or a structure with a single hole, as shown in FIG. (e.g., a single hole surrounded by a ring). However, other housing structures can also be used. For example, the housing structure described with respect to FIGS. 1A-5 and 7 can be used.
図１０を参照すると、マルチチャンネル光結合器アレイ４０００の特定の実施形態は、第１の端部４０１０、中間位置または断面４０５０、および第２の端部４０２０を有する細長い光学素子４００１を含むことができる。光学素子４００１は、結合器ハウジング構造４０６０と、ハウジング構造４０６０内に配置された複数の長手方向導波路４１００とを含むことができる。導波路４１００は、断面幾何学的導波路配置で互いに対して配置され得る。図１０では、第１の端部４０１０、中間断面４０５０、および第２の端部４０２０に対する導波路４１００の例示的な断面幾何学的導波路配置が示されている。断面内の斜線領域によって図示され、本明細書で説明されるように、光は、第１の端部４０１０から、中間断面４０５０を通り、第２の端部４０２０まで、光学素子４００１を通って導かれ得る。 Referring to FIG. 10, a particular embodiment of a multi-channel optical coupler array 4000 can include an elongated optical element 4001 having a first end 4010, an intermediate location or cross-section 4050, and a second end 4020. can. Optical element 4001 can include a coupler housing structure 4060 and a plurality of longitudinal waveguides 4100 disposed within housing structure 4060. The waveguides 4100 may be arranged relative to each other in a cross-sectional geometric waveguide arrangement. In FIG. 10, an exemplary cross-sectional geometric waveguide arrangement of waveguide 4100 is shown for a first end 4010, an intermediate cross-section 4050, and a second end 4020. Light passes through optical element 4001 from first end 4010, through intermediate cross section 4050, to second end 4020, as illustrated by the shaded area in the cross section and as described herein. can be guided.
図１０に示すように、第１の端部４０１０に近接して（例えば、近接して）、ハウジング構造４０６０（例えば、場合によっては一般的な単一結合器ハウジング構造）は、複数の孔４０６２を有する構造（例えば、場合によっては横方向に連続した構造）の断面構成を有することができる。図１０は、３つの円形の孔４０６２－１、４０６２－２、４０６２－３を有する例示的な構成を示す。しかしながら、孔の形状、孔の数、および／または孔の配置は特に限定されず、図９に関して説明したものを含む他の形状、数、および／または配置を含むことができる。孔４０６２の少なくとも１つは、縦導波路４１００の少なくとも１つを含むことができる。エアギャップなどのギャップが、複数の縦方向導波路４１００を、第１の端部４０１０に近接して周囲のハウジング構造４０６０から分離してもよい。いくつかの実施形態では、中間位置４０５０および／または第２の端部４０２０において、結合器ハウジング構造４０６０と導波路４１００との間に実質的に隙間がない場合がある。例えば、１つ以上の隙間は、ハウジング材料および／または導波路クラッド材料によって埋められてもよい。本明細書で説明するように、いくつかの実施形態では、第１の端部４０１０に近接して、結合器ハウジング構造４０６０と導波路４１００との間に隙間があってもよいが、第２の端部４０２０に近接して、結合器ハウジング構造４０６０と導波路４１００との間に実質的に隙間がなくてもよい（またはその逆でもよい）。いく
つかの実施形態では、第１の端部４０１０、中間位置４０５０、および／または第２の端部４０２０に近接して、結合器ハウジング構造４０６０と導波路４１００との間に実質的に隙間がない場合がある。
As shown in FIG. 10, proximate (e.g., in close proximity to) the first end 4010, the housing structure 4060 (e.g., in some cases a typical single coupler housing structure) includes a plurality of holes 4062. (e.g., a laterally continuous structure, as the case may be). FIG. 10 shows an exemplary configuration with three circular holes 4062-1, 4062-2, 4062-3. However, the shape of the holes, the number of holes, and/or the arrangement of the holes are not particularly limited and can include other shapes, numbers, and/or arrangements, including those described with respect to FIG. At least one of the holes 4062 can include at least one of the longitudinal waveguides 4100. A gap, such as an air gap, may separate the plurality of longitudinal waveguides 4100 from the surrounding housing structure 4060 proximate the first end 4010. In some embodiments, there may be substantially no gap between the coupler housing structure 4060 and the waveguide 4100 at the intermediate location 4050 and/or the second end 4020. For example, one or more gaps may be filled with housing material and/or waveguide cladding material. As described herein, in some embodiments there may be a gap between the coupler housing structure 4060 and the waveguide 4100 proximate the first end 4010; There may be substantially no gap between the coupler housing structure 4060 and the waveguide 4100 (or vice versa) adjacent the end 4020 of the waveguide. In some embodiments, there is a substantial gap between the coupler housing structure 4060 and the waveguide 4100 proximate the first end 4010, the intermediate location 4050, and/or the second end 4020. There may be no.
本明細書で説明されるように、結合器アレイ４０００は、複数の光ファイバ２０００および／または光学デバイス３０００と光学的に結合するように動作可能であり得る。結合器アレイ４０００は、第１の端部４０１０に近接する複数の導波路４１００を介して（例えば、融着接続部２００１を介して）光ファイバ２０００と結合することができ、および／または第２の端部４０２０に近接する複数の導波路４１００を介して（例えば、図示しない融着接続部を介して）光学デバイス３０００と結合することができる。図１０では、３つの導波路４１００が３つの孔４０６２－１、４０６２－２、４０６２－３のそれぞれに示されている。しかしながら、孔４０６２の各々に対して任意の数の導波路４１００を使用することができる。いくつかの実施形態では、導波路４１００の数は、光ファイバ２０００の数と等しくてもよい（例えば、９本の光ファイバと結合するための９本の導波路）。いくつかの他の実施形態では、少なくとも１つの孔における導波路４１００の数は、デバイス３０００の対応する少数モード導波路または複数モード導波路によってサポートされる光モードの数と等しくてもよい（例えば、マルチコアファイバの３つの３モードコアと結合するために、３つの孔の各々に３つの導波路）。様々な実施形態において、導波路４１００は、各孔４０６２内に互いに間隔（例えば、いくつかの実施例において予め決められた）をあけて配置することができる。多孔構成のいくつかの好ましい実施形態では、個々の孔４０６２－１、４０６２－２、４０６２－３は、光学デバイスの数モードファイバ、マルチモードファイバおよび／またはマルチコアファイバの少なくとも１つの特定のコアに結合するように意図されたすべての導波路（例えば、ファイバ）を含むことができる。他のいくつかの実施形態では、アクティブな導光ファイバ導波路の特定の幾何学的配置を作成するために、１つまたは複数の追加ファイバおよび／またはダミーファイバ（例えば、光を導かない可能性がある）を利用することができる。 As described herein, coupler array 4000 may be operable to optically couple with multiple optical fibers 2000 and/or optical devices 3000. Coupler array 4000 can be coupled to optical fiber 2000 via a plurality of waveguides 4100 proximate a first end 4010 (e.g., via fusion splice 2001) and/or a second The optical device 3000 can be coupled to the optical device 3000 via a plurality of waveguides 4100 proximate to the end 4020 of the optical device 3000 (eg, via a fusion splice, not shown). In FIG. 10, three waveguides 4100 are shown in each of three holes 4062-1, 4062-2, 4062-3. However, any number of waveguides 4100 can be used for each hole 4062. In some embodiments, the number of waveguides 4100 may be equal to the number of optical fibers 2000 (eg, nine waveguides to couple with nine optical fibers). In some other embodiments, the number of waveguides 4100 in at least one hole may be equal to the number of optical modes supported by the corresponding few mode waveguide or multimode waveguide of device 3000 (e.g. , three waveguides in each of the three holes to couple with the three three-mode cores of the multicore fiber). In various embodiments, waveguides 4100 can be spaced apart (eg, predetermined in some examples) from each other within each hole 4062. In some preferred embodiments of porous configurations, individual holes 4062-1, 4062-2, 4062-3 are located in at least one particular core of a few mode fiber, multimode fiber, and/or multicore fiber of the optical device. It can include any waveguide (eg, fiber) intended for coupling. In some other embodiments, one or more additional fibers and/or dummy fibers (e.g., may not guide light) to create a particular geometry of active light-guiding fiber waveguides. ) can be used.
様々な実施形態において、複数の導波路４１００は、少なくとも１つの光モード（例えば、場合によっては所定のモードフィールドプロファイル）に対する容量を有することができる。複数の導波路４１００は、少なくとも１つの消失コア（ＶＣ）導波路４１０１を含むことができる。図１０は、導波路４１００の全てをＶＣ導波路として図示している。しかしながら、１つ以上の非ＶＣ導波路を使用することもできる。本明細書で説明するように、ＶＣ導波路４１０１は、それぞれ屈折率Ｎ－１、Ｎ－２、およびＮ－３を有する内側コア（例えば、内側消失コア）４１１０、外側コア４１２０、および外側クラッド４１３０を含むことができる。外側コア４１２０は、内側コア４１１０を長手方向に取り囲むことができ、外側クラッド４１３０は、外側コア４１２０を長手方向に取り囲むことができる。本明細書に記載されるように、内側コア４１１０、外側コア４１２０、および外側クラッド４１３０の屈折率の間の相対的な大きさの関係は、有利には、Ｎ－１＞Ｎ－２＞Ｎ－３とすることができる。 In various embodiments, the plurality of waveguides 4100 can have capacity for at least one optical mode (eg, possibly a predetermined mode field profile). The plurality of waveguides 4100 can include at least one vanishing core (VC) waveguide 4101. FIG. 10 illustrates all of the waveguides 4100 as VC waveguides. However, one or more non-VC waveguides can also be used. As described herein, the VC waveguide 4101 includes an inner core (e.g., inner vanishing core) 4110, an outer core 4120, and an outer cladding having refractive indices N-1, N-2, and N-3, respectively. 4130. The outer core 4120 can longitudinally surround the inner core 4110 and the outer cladding 4130 can longitudinally surround the outer core 4120. As described herein, the relative magnitude relationship between the refractive indices of the inner core 4110, outer core 4120, and outer cladding 4130 is advantageously N-1>N-2>N -3.
様々な実施形態において、ハウジング構造４０６０は導波路４１００を取り囲むことができる。結合器ハウジング構造４０６０は、屈折率Ｎ－４を有する媒体４１４０を含むことができる。媒体４１４０は、本明細書に記載されるもののいずれかを含むことができる。いくつかの実施例では、結合器ハウジング構造４０６０の媒体４１４０の総体積は、結合器ハウジング構造４０６０内に閉じ込められたＶＣ導波路のすべての内側および外側コア４１１０、４１２０の総体積よりも大きくすることができる。いくつかの例では、導波路４１００は、ハウジング構造４０６０（例えば、第２の端部４０２０の近傍）に埋め込まれ得る。 In various embodiments, housing structure 4060 can surround waveguide 4100. Coupler housing structure 4060 can include a medium 4140 having a refractive index of N-4. Media 4140 can include any of those described herein. In some embodiments, the total volume of the medium 4140 of the coupler housing structure 4060 is greater than the total volume of all inner and outer cores 4110, 4120 of the VC waveguides confined within the coupler housing structure 4060. be able to. In some examples, waveguide 4100 may be embedded in housing structure 4060 (eg, near second end 4020).
特定の実施形態において、内側コア４１１０導波路寸法、外側コア４１２０導波路寸法
、屈折率、および／または数値開口（ＮＡ）は、個々のファイバ２０００への結合を増加および／または最適化するように選択される。様々な実施形態において、外側コア４１２０導波路寸法、屈折率、ＮＡ、および／またはクラッド４１３０寸法は、光学デバイス３０００への結合を増加および／または最適化するように選択される。本明細書に記載される様々な実施形態はまた、その全体が本明細書に組み込まれる「最適化構成可能ピッチ減少光ファイバアレイ」と題される米国出願番号１４／６７７，８１０に記載されるピッチ低減光ファイバアレイの反射低減特徴を含むことができる。偏波制御のために、外側コア４１２０の一部を非円形断面（例えば、図１０に示すような楕円形）にすることができ、外側コア４１２０の特定の向きを使用して、光結合を増加および／または最適化することができる。本明細書に記載される様々な実施形態はまた、その全体が本明細書に組み込まれる「構成可能極性かモード結合器」と題する米国出願番号１５／６１７，６８４に記載される光偏波モード結合器のいずれかの特徴を含むことができる。
In certain embodiments, the inner core 4110 waveguide dimensions, outer core 4120 waveguide dimensions, refractive index, and/or numerical aperture (NA) are configured to increase and/or optimize coupling to individual fibers 2000. selected. In various embodiments, the outer core 4120 waveguide dimensions, refractive index, NA, and/or cladding 4130 dimensions are selected to increase and/or optimize coupling to the optical device 3000. Various embodiments described herein are also described in U.S. Application No. 14/677,810 entitled "Optimized Configurable Pitch Reduced Optical Fiber Array," which is incorporated herein in its entirety. Reflection reduction features of the pitch reduced optical fiber array may be included. For polarization control, a portion of the outer core 4120 can have a non-circular cross-section (e.g., an ellipse as shown in FIG. 10), and a particular orientation of the outer core 4120 can be used to improve optical coupling. can be increased and/or optimized. Various embodiments described herein also utilize the optical polarization modes described in U.S. Application No. 15/617,684 entitled "Configurable Polarity or Mode Combiner," which is incorporated herein in its entirety. It can include any of the features of a combiner.
いくつかの実施形態では、内側コア４１１０のサイズ、外側コア４１２０のサイズ、クラッド４１３０のサイズ、および／または導波路４１００間の間隔は、第１の端部４０１０から中間の位置または断面４０５０まで、光学素子４００１に沿って（例えば、いくつかの実施形態では同時にかつ徐々に）減少することができる。いくつかの実施形態では、所定の縮小プロファイルを使用することができる。図１０に示す例では、中間位置４０５０において、内側コア４１１０は、そこを通る光を導くのに不十分であってもよく、外側コア４１２０は、少なくとも１つの光学モード（例えば、空間モード）を導くのに十分であってもよい。 In some embodiments, the size of the inner core 4110, the size of the outer core 4120, the size of the cladding 4130, and/or the spacing between the waveguides 4100 ranges from the first end 4010 to an intermediate location or cross section 4050. can be decreased (eg, simultaneously and gradually in some embodiments) along optical element 4001. In some embodiments, a predetermined reduction profile may be used. In the example shown in FIG. 10, at an intermediate position 4050, the inner core 4110 may be insufficient to guide light therethrough, and the outer core 4120 may be insufficient to guide light through at least one optical mode (e.g., a spatial mode). May be sufficient to guide.
いくつかの実施形態では、導波路４１００の各コアは、少なくとも１つの光モード（例えば、単一モード、少数モード、または複数モード）の容量を有することができる。例えば、第１の端部４０１０において、ＶＣ導波路４１０１は、内側コア４１１０内で多数の空間モード（Ｍ１）をサポートすることができる。中間位置４０５０において、様々な実施形態では、内側コア４１１０は、もはや全てのＭ１モードをサポートすることができない（例えば、光の伝搬をサポートすることができない）可能性がある。しかしながら、いくつかのそのような実施形態では、中間位置４０５０において、外側コア４１２０は、すべてのＭ１モードをサポートすることができる（場合によっては、追加のモードをサポートすることができる）。この例では、第１の端部４０１０から中間位置４０５０まで内側コア４１１０内を進行する光は、光が外側コア４１２０内を伝搬できるように、内側コア４１１０から外側コア４１２０に逃げることができる。 In some embodiments, each core of waveguide 4100 can have capacity for at least one optical mode (eg, single mode, few modes, or multiple modes). For example, at the first end 4010, the VC waveguide 4101 can support multiple spatial modes (M1) within the inner core 4110. At intermediate position 4050, in various embodiments, inner core 4110 may no longer be able to support all M1 modes (eg, unable to support light propagation). However, in some such embodiments, at intermediate position 4050, outer core 4120 may support all M1 modes (and in some cases may support additional modes). In this example, light traveling within the inner core 4110 from the first end 4010 to the intermediate position 4050 can escape from the inner core 4110 to the outer core 4120 such that the light can propagate within the outer core 4120.
いくつかの実施形態では、内側コア４１１０のサイズ、外側コア４１２０のサイズ、クラッド４１３０のサイズ、および／または導波路４１００間の間隔は、中間位置４０５０から第２の端部４０２０まで光学素子４００１に沿ってさらに（例えば、いくつかの実施例では同時にかつ徐々に）減少させることができる。図１０に示される例では、第２の端部４０２０において、外側コア４１２０は、光をそこに導くには不十分であり得る。 In some embodiments, the size of the inner core 4110, the size of the outer core 4120, the size of the cladding 4130, and/or the spacing between the waveguides 4100 varies from the intermediate position 4050 to the second end 4020 of the optical element 4001. (e.g., simultaneously and gradually in some embodiments). In the example shown in FIG. 10, at the second end 4020, the outer core 4120 may be insufficient to direct light thereto.
特定の実施形態では、中間位置４０５０において、ＶＣ導波路４１０１は、外側コア４１２０内のすべてのＭ１モードをサポートすることができる。第２の端部４０２０において、外側コア４１２０は、もはや全てのＭ１モードをサポートすることができない（例えば、光の伝搬をサポートすることができない）可能性がある。しかしながら、いくつかのそのような実施形態では、第２の端部４０２０において、少なくとも２つのコアの組み合わされたコア４１５０は、組み合わされたすべての導波路４１０１のすべてのＭ１モードをサポートすることができる（場合によっては、追加のモードをサポートすることができる）。この例では、中間位置４０５０から第２の端部４０２０まで外側コア４１２０内を進行する光は、外側コア４１２０から、光が組み合わされたコア内を伝搬することができるように、少なくとも２つの外側コア（例えば、２つ以上の隣接するコア）によって形成
された組み合わされた導波路４１５０内に逃げることができる。図１０に示す例では、結合導波路４１５０の各々は、３つの外側コアによって形成されている。しかしながら、いくつかの実施形態では、結合導波路４１５０は、別の数の外側コアで形成されてもよい。
In certain embodiments, at intermediate position 4050, VC waveguide 4101 can support all M1 modes in outer core 4120. At the second end 4020, the outer core 4120 may no longer be able to support all M1 modes (eg, unable to support light propagation). However, in some such embodiments, at the second end 4020, the combined core 4150 of at least two cores may support all M1 modes of all combined waveguides 4101. (in some cases, additional modes can be supported). In this example, light traveling within the outer core 4120 from the intermediate location 4050 to the second end 4020 is transmitted from the outer core 4120 to at least two outer cores such that the light can propagate within the combined cores. It can escape into a combined waveguide 4150 formed by cores (eg, two or more adjacent cores). In the example shown in FIG. 10, each coupling waveguide 4150 is formed by three outer cores. However, in some embodiments, coupling waveguide 4150 may be formed with another number of outer cores.
第２の端部４０２０から第１の端部４０１０へ移動する光は、逆の態様で挙動し得ることが理解されよう。例えば、いくつかの実施形態では、光は、少なくとも２つの隣接する外側コアによって形成された結合導波路４１５０から中間断面４０５０に近接して少なくとも１つの外側コア４１２０に移動することができ、外側コア４１２０から第１の端部４０１０に近接して対応する内側コア４１１０に移動することができる。図１０に示す例では、組み合わされた導波路４１５０の各々は、３つの伝搬モードをサポートすることができる。第２の端部４０２０から第１の端部４０１０まで伝搬し、各伝搬モードは、中間断面４０５０に近接して対応する外側コア４１２０に結合され、外側コア４１２０から第１の端部４０１０に近接して対応する内側コア４１１０に移動することができる。 It will be appreciated that light traveling from second end 4020 to first end 4010 may behave in the opposite manner. For example, in some embodiments, light can travel from a coupling waveguide 4150 formed by at least two adjacent outer cores to at least one outer core 4120 proximate to the intermediate cross section 4050, and the outer core 4120 to a corresponding inner core 4110 proximate the first end 4010. In the example shown in FIG. 10, each combined waveguide 4150 can support three propagation modes. Propagating from a second end 4020 to a first end 4010, each propagating mode is coupled to a corresponding outer core 4120 proximate an intermediate cross section 4050, and from the outer core 4120 proximate the first end 4010. and can be moved to the corresponding inner core 4110.
ここで図１１を参照すると、例示的な実施形態５０００は、図１０に示す例示的な実施形態４０００と同様の特徴を含む。１つの違いは、ハウジング構造５０６０の断面構成が、複数の孔４０６２の代わりに単一の孔５０６２を有する構造を含むことである。図１０に示す例示的な実施形態４０００と同様に、光学素子５００１は、結合器ハウジング構造５０６０（例えば、媒体５１４０を含む）と、ハウジング構造５０６０内に配置された複数の長手方向導波路５１００とを含むことができる。導波路５１００は、孔５０６２内の断面幾何学的導波路配置において互いに対して配置され得る。図示されるように、光は、第１の端部５０１０から、中間断面５０５０を通り、第２の端部５０２０まで、光学素子５００１を通して導かれ得る。 Referring now to FIG. 11, example embodiment 5000 includes similar features to example embodiment 4000 shown in FIG. One difference is that the cross-sectional configuration of housing structure 5060 includes a structure with a single hole 5062 instead of multiple holes 4062. Similar to the exemplary embodiment 4000 shown in FIG. can include. The waveguides 5100 may be arranged relative to each other in a cross-sectional geometric waveguide arrangement within the hole 5062. As shown, light may be directed through optical element 5001 from a first end 5010, through an intermediate cross section 5050, and to a second end 5020.
本明細書で説明するように、ギャップは、複数の長手方向導波路５１００を周囲のハウジング構造５０６０から分離することができる。いくつかの実施形態では、中間位置５０５０および／または第２の端部５０２０に近接する結合器ハウジング構造５０６０と導波路５１００との間に実質的に隙間がない場合がある。例えば、図１１では、第２の端部５０２０に近接して隙間が示されているが、好ましい実施形態では、結合器ハウジング構造５０６０と導波路５１００との間に実質的に隙間がなくてもよい。いくつかの実施形態では、第１の端部５０１０、中間位置５０５０、および／または第２の端部５０２０に近接して、結合器ハウジング構造５０６０と導波路５１００との間に実質的に隙間がない場合がある。 As described herein, a gap can separate the plurality of longitudinal waveguides 5100 from the surrounding housing structure 5060. In some embodiments, there may be substantially no gap between the coupler housing structure 5060 and the waveguide 5100 proximate the intermediate location 5050 and/or the second end 5020. For example, although FIG. 11 shows a gap adjacent the second end 5020, in preferred embodiments there may be substantially no gap between the coupler housing structure 5060 and the waveguide 5100. good. In some embodiments, there is a substantial gap between the coupler housing structure 5060 and the waveguide 5100 adjacent the first end 5010, the intermediate location 5050, and/or the second end 5020. There may be no.
様々な実施形態において、複数の導波路５１００は、少なくとも１つのＶＣ導波路５１０１を含むことができる。図１１は、導波路５１００の３７本すべてを、六角形配置のＶＣ導波路５１０１として図示している。しかしながら、任意の配置を使用することができる。さらに、任意の数のＶＣ導波路、非ＶＣ導波路、および／またはダミーファイバを使用してもよい。本明細書で説明するように、アクティブな導光ファイバ導波路の特定の幾何学的配置を作成するために、１つ以上のダミーファイバを利用することができる。本明細書で説明するように、ＶＣ導波路５１０１は、内側消失コア５１１０、外側コア５１２０、および外側クラッド５１３０を含むことができる。 In various embodiments, the plurality of waveguides 5100 can include at least one VC waveguide 5101. FIG. 11 illustrates all 37 waveguides 5100 as hexagonally arranged VC waveguides 5101. However, any arrangement can be used. Additionally, any number of VC waveguides, non-VC waveguides, and/or dummy fibers may be used. As described herein, one or more dummy fibers may be utilized to create a particular geometry of active light guiding fiber waveguides. As described herein, VC waveguide 5101 can include an inner vanishing core 5110, an outer core 5120, and an outer cladding 5130.
特定の実施形態では、内側コア５１１０導波路寸法、外側コア５１２０導波路寸法、クラッド５１３０寸法、屈折率、および／または数値開口（ＮＡ）は、個々のファイバ２０００および／または光学デバイス３０００への結合を増加および／または最適化するように選択することができる。いくつかの実施形態では、内側コア５１１０のサイズ、外側コア５１２０のサイズ、クラッド５１３０のサイズ、および／または導波路５１００間の間隔は、第１の端部５０１０から第２の端部５０２０まで光学素子５００１に沿って減少し得る。図１１に示す例では、中間位置５０５０において、特定の導波路５１００の内側コ
ア５１１０は、そこを通る光を導くのに不十分であり得、特定の導波路５１００の外側コア５１２０は、少なくとも１つの光学モード（例えば、空間モード）を導くのに十分であり得る。この例では、第２の端部５０２０に近接して、外側コア５１２０は、光をそこを通して導くのに不十分である可能性がある。したがって、いくつかの実施形態では、中間位置５０５０から第２の端部５０２０まで外側コア５１２０内を進行する光は、外側コア５１２０から、光が組み合わされたコア内を伝搬できるように、少なくとも２つの外側コア（例えば、２つ以上の隣接するコア）によって形成された組み合わされた導波路５１５０内に逃げることができる。図１１に示す例では、結合導波路５１５０の各々は３つの外側コアによって形成されているが、結合導波路５１５０は別の数の外側コアによって形成されてもよい。残りのコア（例えば、導波路またはダミーファイバのコア）は、光を導波してもよいし、導波しなくてもよい。第２の端部５０２０から第１の端部５０１０に進む光は、逆の態様で挙動することができる。
In certain embodiments, the inner core 5110 waveguide dimensions, outer core 5120 waveguide dimensions, cladding 5130 dimensions, refractive index, and/or numerical aperture (NA) may vary for coupling to individual fibers 2000 and/or optical devices 3000. may be chosen to increase and/or optimize. In some embodiments, the size of the inner core 5110, the size of the outer core 5120, the size of the cladding 5130, and/or the spacing between the waveguides 5100 may vary from the first end 5010 to the second end 5020. It may decrease along element 5001. In the example shown in FIG. 11, at an intermediate position 5050, the inner core 5110 of a particular waveguide 5100 may be insufficient to guide light therethrough, and the outer core 5120 of a particular waveguide 5100 may be insufficient to guide light therethrough. may be sufficient to introduce one optical mode (eg, a spatial mode). In this example, proximate second end 5020, outer core 5120 may be insufficient to direct light therethrough. Accordingly, in some embodiments, light traveling within outer core 5120 from intermediate position 5050 to second end 5020 has at least two can escape into a combined waveguide 5150 formed by two outer cores (eg, two or more adjacent cores). In the example shown in FIG. 11, each of the coupling waveguides 5150 is formed by three outer cores, but the coupling waveguides 5150 may be formed by another number of outer cores. The remaining cores (eg, waveguides or dummy fiber cores) may or may not guide light. Light traveling from second end 5020 to first end 5010 may behave in the opposite manner.
本明細書に記載されるように、様々な実施形態は、１つまたは複数の光ファイバから光学デバイス、例えばフォトニック集積回路（ＰＩＣ）に光を結合するように、または逆に光学デバイスから１つまたは複数の光ファイバに光を結合するように構成された光結合器アレイに関する。様々な実施態様において、１つまたは複数の光結合器アレイは、光学デバイスの１つまたは複数の特徴と受動的に（例えば、横方向および／または軸方向に）整列するように構成された１つまたは複数の特徴を含むことができる。いくつかのそのような実施形態は、例えば、導波路構造を通して光を透過させ、結合効率を検出し、光結合を最適化するために結合器アレイの導波路と光学デバイスとの間のアライメントを最適化することを伴う可能性のある、時間とコストのかかる能動的アライメントを行うことなく、受動的アライメントを有利に提供することができる。軸方向のアライメントは、偏光処理やマルチチャンネル結合にも望ましい。 As described herein, various embodiments can couple light from one or more optical fibers to an optical device, such as a photonic integrated circuit (PIC), or vice versa. The present invention relates to an optical coupler array configured to couple light into one or more optical fibers. In various embodiments, one or more optocoupler arrays are configured to passively (e.g., laterally and/or axially) align with one or more features of an optical device. Can include one or more features. Some such embodiments include, for example, transmitting light through the waveguide structure, detecting coupling efficiency, and adjusting the alignment between the waveguides of the coupler array and the optical device to optimize optical coupling. Passive alignment can advantageously be provided without the time-consuming and costly active alignment that may involve optimizing. Axial alignment is also desirable for polarization processing and multichannel coupling.
図１２Ａは、ＰＩＣのような光学デバイスとの受動アライメントを提供するように構成された例示的な光結合器アレイを概略的に示す。例示的な光結合器アレイ９００は、ハウジング構造９１４内に１つ以上の長手方向導波路９３０を含むことができる。ハウジング構造９１４は、第１の側面９１４Ａおよび第２の側面９１４Ｂからなる外側断面形状を有することができる。第１の側面９１４Ａは、光学デバイス９４０の特徴部９４５と整列するように構成され得る。第２の側面９１４Ｂは、いくつかの実施態様では、光学デバイスの特徴部９４５および／または光学デバイス９４０の上面９４５Ｂと整列するように構成され得る。例えば、第２の側面９１４Ｂは、光学デバイスの特徴部９４５の上面９４５Ｂと実質的に平行であり、実質的に直線状であり得る。別の例として、第２の側面９１４Ｂは、光学デバイスの特徴部９４５の上面９４５Ｂよりも高くまたは低く（例えば、垂直方向に）することができるが、それでも上面９４５Ｂと実質的に平行である。図１２Ａの例では、ハウジング構造９１４は、湾曲部分からなる第１の側面９１４Ａと、平坦部分からなる第２の側面９１４Ｂとを有するＤ字形の外側断面形状を有する。湾曲した側面９１４Ａは、光学デバイス９４０の特徴部９４５（例えば、Ｖ溝）と整列することができ、平坦な側面９１４Ｂは、光学デバイスの特徴部９４５および／または光学デバイス９４０の上面９４５Ｂと整列する（例えば、実質的に平行である）ことができる。いくつかの実施態様では、第１の側面９２０Ａおよび第２の側面９２０Ｂを有するアライメントキャリア９２０（例えば、プレート、ブロック、ウェッジなど）が、光学デバイスの特徴部９４５および／または光学デバイス９４０の上面９４５Ｂとのアライメントを提供するために、光結合器アレイ９００のハウジング構造９１４の第２の側面９１４Ｂ上に配置され得る。図１２Ｂは、図１２Ａに示される光学デバイス９４０と位置合わせされて結合された例示的な光結合器アレイ９００を概略的に示す。 FIG. 12A schematically depicts an example optocoupler array configured to provide passive alignment with an optical device such as a PIC. Exemplary optical coupler array 900 can include one or more longitudinal waveguides 930 within housing structure 914. Housing structure 914 can have an outer cross-sectional shape consisting of a first side 914A and a second side 914B. First side 914A may be configured to align with feature 945 of optical device 940. The second side 914B may be configured to align with the optical device feature 945 and/or the top surface 945B of the optical device 940 in some implementations. For example, the second side 914B may be substantially parallel to the top surface 945B of the optical device feature 945 and may be substantially straight. As another example, the second side 914B can be higher or lower (eg, in a vertical direction) than the top surface 945B of the optical device feature 945, but still be substantially parallel to the top surface 945B. In the example of FIG. 12A, the housing structure 914 has a D-shaped outer cross-sectional shape with a first side 914A comprising a curved portion and a second side 914B comprising a flat portion. The curved side 914A can be aligned with a feature 945 (e.g., a V-groove) of the optical device 940, and the flat side 914B can be aligned with the feature 945 of the optical device and/or the top surface 945B of the optical device 940. (e.g., substantially parallel). In some implementations, an alignment carrier 920 (e.g., plate, block, wedge, etc.) having a first side 920A and a second side 920B is attached to an optical device feature 945 and/or a top surface 945B of the optical device 940. may be disposed on the second side 914B of the housing structure 914 of the optocoupler array 900 to provide alignment with the optical coupler array 900. FIG. 12B schematically depicts an exemplary optical coupler array 900 aligned and coupled with optical device 940 shown in FIG. 12A.
光結合器アレイ９００は、当該技術分野で知られている、またはまだ開発されていない任意の光結合器アレイであり得る。光結合器アレイ９００は、本明細書に記載される任意
の光結合器アレイ、例えば、図１Ａ～１１の任意の光結合器アレイを含むことができる。一例として、いくつかの実施態様では、光結合器アレイ９００は、本明細書に記載されるようなピッチ低減光ファイバ結合器アレイ（ＰＲＯＦＡ）を含むことができる。ＰＲＯＦＡは、有利には、個々のチャネルへのアクセスを提供するために使用され得る。様々な実施態様において、光結合器アレイ９００は、第１の端部９０１および第２の端部９０２を有することができる。光結合器アレイ９００は、第１の端部９０１において複数の光ファイバ（図示せず）と光学的に結合するように構成され得、第２の端部９０２において光学デバイス９４０と光学的に結合するように構成され得る。
Optical coupler array 900 may be any optical coupler array known in the art or yet to be developed. Optical coupler array 900 can include any optical coupler array described herein, such as any of the optical coupler arrays of FIGS. 1A-11. As an example, in some implementations, optical coupler array 900 can include a reduced pitch optical fiber coupler array (PROFA) as described herein. PROFA may be advantageously used to provide access to individual channels. In various implementations, optical coupler array 900 can have a first end 901 and a second end 902. The optical coupler array 900 may be configured to optically couple with a plurality of optical fibers (not shown) at a first end 901 and with an optical device 940 at a second end 902. may be configured to do so.
光結合器アレイ９００は、１つ以上の光導波路９３０を含むことができる。導波路の数は特に限定されない（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１２、１５、２０、２５、３０、４０、５０、７５、８０、９０、１００など、またはそのような値によって形成される任意の範囲）。光導波路９３０は、当該技術分野で知られている、またはまだ開発されていない任意の光導波路であり得る。例えば、光導波路９３０は、本明細書に記載される任意の導波路、例えば、消失コア導波路または非消失コア導波路を含むことができる。導波路９３０は、光ファイバを含むことができ、光ファイバのタイプに関しては限定されないが、任意の光ファイバ、例えば、シングルモードファイバ、少数モードファイバ、マルチモードファイバ、偏波維持ファイバ、および／またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。１つ以上の光導波路９３０は、ハウジング構造９１４、例えば、共通の単一結合器ハウジング構造内に配置され得る。いくつかの実施態様では、１つ以上の光導波路９３０は、ハウジング構造９１４に埋め込まれ得る。いくつかの実施態様では、導波路９３０はファイバのコアを構成することができ、ハウジング９１４はファイバのクラッドを構成することができる。図１２Ａを参照すると、例えばマルチチャンネル結合用のマルチコアファイバ（ＭＣＦ）を使用することができる。この場合、導波路９３０はＭＣＦのコアであり、ハウジング９１４はクラッドである。いくつかの実施態様では、ＭＣＦファイバは、別個に製造され、ＰＲＯＦＡ結合器の端部に融着接続されてもよく、またはＰＲＯＦＡ結合器は、ＰＲＯＦＡ結合器の一体部分としてＭＣＦと共に製造されてもよい。例えば、ＭＣＦはＰＲＯＦＡ結合器の比較的長く柔軟な端部として形成される。いくつかの実施態様では、ＰＲＯＦＡ結合器は、使用されてもよいし、使用されなくてもよい。例えば、光結合器アレイ９００は、第１の端部９０１においてＭＣＦ（図示せず）と光学的に結合され得る。ＭＣＦは、少なくとも１つの光ファイバ導波路（例えば、複数の光ファイバまたは別の光学デバイス）と光学的に結合するように動作可能であってもよい。いくつかの実施態様では、ＭＣＦは、少なくとも１つの光ファイバ導波路（例えば、複数の光ファイバまたは別の光学デバイス）と光学的に結合するように動作可能な第２の光結合器アレイと（光結合器アレイ９００とは反対側の端部で）光学的に結合され得る。第２の光結合器アレイは、図１Ａ～図１１の任意の光結合器アレイを含む、本明細書に開示される任意の光結合器アレイであり得る。図１Ａ～１１または図１２Ａに示される光結合器アレイ９００。他の例も可能である。 Optical coupler array 900 can include one or more optical waveguides 930. The number of waveguides is not particularly limited (for example, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 75, 80, 90, 100 etc., or any range formed by such values). Optical waveguide 930 may be any optical waveguide known in the art or yet to be developed. For example, optical waveguide 930 can include any waveguide described herein, such as a vanishing core waveguide or a non-vanishing core waveguide. Waveguide 930 may include an optical fiber, including, but not limited to, any optical fiber, such as single mode fiber, minority mode fiber, multimode fiber, polarization maintaining fiber, and/or Any combination thereof can be included. One or more optical waveguides 930 may be disposed within a housing structure 914, eg, a common single coupler housing structure. In some implementations, one or more optical waveguides 930 may be embedded in housing structure 914. In some implementations, waveguide 930 can constitute the core of the fiber and housing 914 can constitute the cladding of the fiber. Referring to FIG. 12A, for example, a multi-core fiber (MCF) for multi-channel coupling can be used. In this case, waveguide 930 is the core of the MCF and housing 914 is the cladding. In some embodiments, the MCF fiber may be manufactured separately and fusion spliced to the end of the PROFA coupler, or the PROFA coupler may be manufactured with the MCF as an integral part of the PROFA coupler. good. For example, the MCF is formed as a relatively long flexible end of the PROFA coupler. In some implementations, a PROFA combiner may or may not be used. For example, optical coupler array 900 may be optically coupled with an MCF (not shown) at first end 901. The MCF may be operable to optically couple at least one optical fiber waveguide (eg, multiple optical fibers or another optical device). In some implementations, the MCF includes a second optical coupler array operable to optically couple at least one optical fiber waveguide (e.g., a plurality of optical fibers or another optical device); (at the opposite end from the optical coupler array 900). The second optical coupler array can be any optical coupler array disclosed herein, including any of the optical coupler arrays of FIGS. 1A-11. Optical coupler array 900 shown in FIGS. 1A-11 or 12A. Other examples are also possible.
光結合器アレイ９００は、光学デバイス９４０の１つまたは複数の特徴と受動的に整列するように（または、結合器アレイ９００および／または光学デバイス９４０のキャリアまたは基板の１つまたは複数の特徴と受動的に整列するように）構成された１つまたは複数の特徴を有することができる。いくつかの例では、光結合器アレイ９００は、結合器アレイ９００および光学デバイス９４０の共通のキャリア／基板の１つまたは複数の特徴と受動的に整列することができる１つまたは複数の特徴を有することができる。光結合器アレイ９００の特徴は、光結合器アレイ９００の１つまたは複数の導波路９３０と位置合わせされ得る（例えば、第１の側面９１４ａの位置は、光結合器・アレイ９００の導波路９３０の位置に対して相対的に登録され得る）、光学デバイス９４０の特徴は、光学デバイス９４０の導波路９５０のうちの１つ以上と位置的に登録され得る（例えば、Ｖ溝９４５の位置は、光学デバイス９４０の導波路９５０の位置に対して相対的に登録され得る）。
光結合器アレイ９００の特徴が光学デバイス９４０の特徴と結合または嵌合するとき、光結合器アレイ９００の導波路９３０は、光学デバイス９４０の導波路９５０と（例えば、第２の端部９０２において横方向および／または軸方向に）整列される。ある実施態様では、光学デバイス９４０の特徴は、光結合器アレイ９００の相互的または相補的に設計された特徴を受け入れることができる。ある実施態様では、光結合器・アレイ９００の特徴は、光学デバイス９４０の相互的または相補的に設計された特徴を受け入れることができる。
Optical coupler array 900 is configured to passively align with one or more features of optical device 940 (or with one or more features of coupler array 900 and/or a carrier or substrate of optical device 940). one or more features configured to passively align). In some examples, optical coupler array 900 includes one or more features that can be passively aligned with one or more features of a common carrier/substrate of coupler array 900 and optical device 940. can have Features of the optical coupler array 900 may be aligned with one or more waveguides 930 of the optical coupler array 900 (e.g., the position of the first side 914a is aligned with the waveguide 930 of the optical coupler array 900). ), a feature of optical device 940 may be registered positionally with one or more of the waveguides 950 of optical device 940 (e.g., the position of V-groove 945 may be (can be registered relative to the position of waveguide 950 of optical device 940).
When the features of optocoupler array 900 couple or mate with the features of optical device 940, waveguides 930 of optocoupler array 900 intersect with waveguides 950 of optical device 940 (e.g., at second end 902). laterally and/or axially). In some embodiments, the features of optical device 940 can accommodate mutually or complementary designed features of optical coupler array 900. In some embodiments, the features of optical coupler array 900 can accommodate mutually or complementary designed features of optical device 940.
いくつかの実装では、光結合器アレイ９００の特徴は、光学デバイス９４０の特徴部９４５と相補的な形状（または、結合器アレイ９００および／または光学デバイス９４０のキャリアまたは基板の特徴と相補的な形状）などの、ハウジング構造９１４の特定の形状を含み得る。例えば、ハウジング構造９１４は、１つまたは複数の曲線部分（例えば、円形または楕円形の部分または部分）からなる第１の側面９１４Ａを有する外側断面形状を有することができる。いくつかの実施態様において、外側断面形状は、１つ以上の平坦部分（例えば、平坦形状または平面形状の部分または部分）からなる第２の側面９１４Ｂを含み得る。図１２Ａを参照すると、ハウジング構造９１４は、Ｄ字形の外側断面形状を有し得る。例えば、ハウジング構造９１４は、湾曲した側面９１４Ａおよび平坦な側面９１４Ｂを有し得る。平面部および／または湾曲部を有する任意の形状を含む他の形状も使用することができる（例えば、正方形、長方形、五角形、六角形、八角形、任意の他の多角形状、平坦部を有する円形など）。様々な実施態様において、第２の側面９１４Ｂは、導波特性が維持され妨害されないように、導波路９３０から距離を置いて配置することができる。例えば、第２の側面９１４Ｂは、導波路９３０から１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０波長の距離（またはそのような値によって形成される任意の範囲）に配置することができる。いくつかの実施態様において、第２の側面９１４Ｂは、挿入損失が低くなるように（例えば、いくつかの実施態様において最小化されるように）配置され得る。場合によっては、第２の側面９１４Ｂは、偏波消光比が高くなるように（例えば、場合によっては最大になるように）配置され得る。第２の側面９１４Ｂはまた、光学デバイス９４０と（例えば、高さで）登録され得る。 In some implementations, the features of the optical coupler array 900 have a shape that is complementary to the features 945 of the optical device 940 (or complementary to the features of the carrier or substrate of the coupler array 900 and/or the optical device 940). The specific shape of the housing structure 914 may include a specific shape of the housing structure 914, such as a shape. For example, the housing structure 914 can have an outer cross-sectional shape with a first side 914A comprised of one or more curved sections (eg, circular or oval sections or sections). In some implementations, the outer cross-sectional shape can include a second side 914B that is comprised of one or more flat portions (eg, a flat or planar shaped portion or sections). Referring to FIG. 12A, housing structure 914 may have a D-shaped outer cross-sectional shape. For example, housing structure 914 may have curved sides 914A and flat sides 914B. Other shapes can also be used, including any shape with flat and/or curved parts (e.g., square, rectangle, pentagon, hexagon, octagon, any other polygonal shape, circular with flat part) Such). In various implementations, the second side 914B can be spaced apart from the waveguide 930 so that waveguiding properties are maintained and undisturbed. For example, second side 914B may be 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 wavelengths away from waveguide 930 (or any range formed by such values). can be placed. In some implementations, the second side 914B may be arranged such that insertion loss is low (eg, minimized in some implementations). In some cases, the second side surface 914B may be arranged such that the polarization extinction ratio is high (eg, maximized in some cases). Second side 914B may also be registered (eg, in height) with optical device 940.
図１２Ａを参照すると、光学デバイス９４０（例えば、ＰＩＣ）は、光結合器アレイ９００の１つ以上の導波路９３０と結合するように構成された１つ以上の導波路９５０を含むことができる。図１２Ａは、導波路９５０の単一層を有するＰＩＣ９４０を図示する。いくつかの実施態様では、光学デバイス９４０は導波路９５０の複数の層を含み得る。光結合器アレイ９００（例えば、ＭＣＦからなる）はまた、導波路９３０の対応する二次元アレイを含むことができる。光学デバイス９４０の特徴は、デバイス９４０内の（および／または光結合器アレイ９００と共通の基板内の）形状を含み得る。一例として、図１２Ａに示されるように、チップ／ダイ縁部９４７は、登録されたＶ溝９４５の特徴を統合するようにファセットされ得る。Ｖ溝９４５は、Ｖ字形を形成する角度のついた壁９４５Ａを含むことができる。Ｖ溝９４５（または光学デバイス９４０）はまた、例えば、光結合器アレイ９００のハウジング構造９１４の第２の側面９１４Ｂと整列する（例えば、実質的に平行である）ように構成された、上面９４５Ｂを含むことができる。いくつかの実施態様では、Ｖ溝９４５および／または光学デバイス９４０の上面９４５Ｂは、光結合器アレイ９００のハウジング構造９１４の第２の側面９１４Ｂと実質的に平行であり、実質的に直線状であり得る。いくつかの実施例では、Ｖ溝９４５および／または光学デバイス９４０の上面９４５Ｂは、実質的に平行であり得るが、光結合器アレイ９００のハウジング構造９１４の第２の側面９１４Ｂよりも低いかまたは高い（例えば、垂直方向において）。他の構成も可能である。チップ／ダイ縁部９４７を有するＶ溝９４５の特徴は、結合および／またはインデックス整合／充填のための１つまたは複数の特徴を含むことができる。例えば、図１２Ｃに示されるように、特徴は、エポキシが流れ、光学デバイス９４０によりよく接着できるようにすることができる、Ｖ溝９４５内（例えば、Ｖ溝９４５の壁９
４５Ａ上）の溝９４６Ａを含むことができる。別の例として、特徴は、インデックス整合接着剤がチップ／ダイ縁部９４７に対してより良好な機械的接着を有することを可能にする特徴９４６Ｂ（例えば、突起、孔、ピット、溝など）を含むことができる。光学デバイス９４０の他の例示的な特徴は、平面（例えば、正方形または長方形にトレンチされた構造、または六角形または八角形にトレンチされた構造）を有する、および／または曲面を有する他の形状を含み得る。いくつかのそのような例は、例えば、ＭＣＦの優先的または複数の配向を容易にするのに役立ち得る。
Referring to FIG. 12A, an optical device 940 (eg, a PIC) can include one or more waveguides 950 configured to couple with one or more waveguides 930 of optical coupler array 900. FIG. 12A illustrates a PIC 940 with a single layer of waveguides 950. In some implementations, optical device 940 may include multiple layers of waveguides 950. Optical coupler array 900 (eg, composed of MCFs) can also include a corresponding two-dimensional array of waveguides 930. Features of optical device 940 may include geometry within device 940 (and/or within a common substrate with optical coupler array 900). As an example, as shown in FIG. 12A, the chip/die edge 947 may be faceted to incorporate registered V-groove 945 features. V-groove 945 can include angled walls 945A that form a V-shape. V-groove 945 (or optical device 940) also includes a top surface 945B that is configured to be aligned with (e.g., substantially parallel to) second side 914B of housing structure 914 of optical coupler array 900, for example. can include. In some implementations, the V-groove 945 and/or the top surface 945B of the optical device 940 are substantially parallel to the second side 914B of the housing structure 914 of the optical coupler array 900 and are substantially straight. could be. In some examples, the V-groove 945 and/or the top surface 945B of the optical device 940 can be substantially parallel but lower or lower than the second side 914B of the housing structure 914 of the optical coupler array 900. high (e.g. in the vertical direction). Other configurations are also possible. The features of V-groove 945 with chip/die edge 947 can include one or more features for bonding and/or indexing/filling. For example, as shown in FIG. 12C, features within the V-groove 945 (e.g., the walls of the V-groove 945) may allow the epoxy to flow and better adhere to the optical device 940.
45A) can be included. As another example, the features include features 946B (e.g., protrusions, holes, pits, grooves, etc.) that allow the index-matched adhesive to have better mechanical adhesion to the chip/die edge 947. can be included. Other exemplary features of the optical device 940 include other shapes having a flat surface (e.g., a square or rectangular trenched structure, or a hexagonal or octagonal trenched structure) and/or having a curved surface. may be included. Some such examples may serve, for example, to facilitate preferential or multiple orientation of MCFs.
図１２Ｂに示されるように、光学デバイス９４０のＶ溝９４５は、光結合器アレイ９００の形状のハウジング構造９１４（例えば、Ｄ形状）を受け入れることができる。例えば、ハウジング構造９１４の第１の側面９１４Ａは、第１の側面９１４Ａの形状（例えば、この例では湾曲した）部分が光学デバイス９４０の形状（例えば、Ｖ溝９４５の壁９４５Ａ）に接触および／または整列することができるように、Ｖ溝９４５内に配置されるように構成され得る。いくつかの実施形態では、第２の側面９１４Ｂは、Ｖ溝９４５および／または光学デバイス９４０の上面９４５Ｂ（例えば、実質的に平行）と整列するように構成され得る。例えば、第２の側面９１４Ｂは、Ｖ溝９４５および／または光学デバイス９４０の上面９４５Ｂと実質的に平行であり、実質的に直線状であり得る。別の例として、第２の側面９１４Ｂは、Ｖ溝９４５および／または光学デバイス９４０の上面９４５Ｂよりも高くても低くても（例えば、垂直方向で）、上面９４５Ｂと実質的に平行であることができる。Ｖ溝９４５に単に着座し、ファセット縁部９４７に対して上向きに配置される（例えば、縁部結合）ことによって、光結合器・アレイ９００は、光結合器・アレイ９００の導波路９３０が光学デバイス９４０の導波路９５０と横方向および軸方向に整列することができるように、光学デバイス９４０と有利に自己整列する（例えば、自動的に整列する）ことができる。様々な実施態様において、光結合器アレイ９００の導波路９３０は、５０％と１００％との間（例えば、６０％と１００％との間、７０％と１００％との間、８０％と１００％との間、９０％と１００％との間）の光結合効率で、光学デバイス９４０の導波路９５０と整列することができる。ある実施態様では、導波路９３０、９５０の１つ以上またはその表面は、インターフェイスで角度をつけて後方反射を低減することができる。 As shown in FIG. 12B, the V-groove 945 of the optical device 940 can receive a housing structure 914 in the shape of the optical coupler array 900 (eg, D-shape). For example, the first side 914A of the housing structure 914 may be configured such that a shaped (e.g., curved in this example) portion of the first side 914A contacts a shaped (e.g., wall 945A of the V-groove 945) of the optical device 940 and/or Alternatively, it may be configured to be disposed within the V-groove 945 so that it can be aligned. In some embodiments, the second side 914B can be configured to align with the V-groove 945 and/or the top surface 945B (eg, substantially parallel) of the optical device 940. For example, the second side 914B can be substantially parallel to the V-groove 945 and/or the top surface 945B of the optical device 940, and can be substantially straight. As another example, the second side surface 914B may be higher or lower (e.g., in a vertical direction) than the V-groove 945 and/or the top surface 945B of the optical device 940, and may be substantially parallel to the top surface 945B. I can do it. By simply seating in the V-groove 945 and oriented upwardly against the facet edges 947 (e.g., edge coupling), the optical coupler array 900 allows the waveguides 930 of the optical coupler array 900 to It can advantageously be self-aligned (eg, automatically aligned) with optical device 940 such that it can be laterally and axially aligned with waveguide 950 of device 940 . In various embodiments, the waveguides 930 of the optical coupler array 900 are between 50% and 100% (e.g., between 60% and 100%, between 70% and 100%, between 80% and 100%). %, between 90% and 100%). In some embodiments, one or more of the waveguides 930, 950 or their surfaces can be angled at the interface to reduce back reflections.
追加の位置合わせおよび／または結合機能が可能である。例えば、光結合器アレイ９００、光学デバイス９４０、および／またはキャリア／基板（図示せず）は、アライメントフィデューシャルを含むことができる。一例として、光結合器アレイ９００は、ＰＩＣの偏波感応導波路と結合するように構成された偏波維持（ＰＭ）ＭＣＦを含むことができる。アライメントフィデューシャルは、ＭＣＦ、ＰＩＣ、キャリア／基板、および／またはそれらの任意の組み合わせに組み込むことができる。アライメントフィデューシャルは、大まかなアライメントのためにマシンビジョンによって使用することができ、セルフアライメント機能は微細なアライメントを達成する。フィデューシャルは、例えば、リソグラフィで形成された金属幾何学的形状（例えば、線、角、十字など）のような、視覚的に識別可能なあらゆる種類の特徴とすることができる。別の例として、機械的結合特徴は、例えば、圧縮結合、はんだ結合、レーザ溶接、および／または光学的もしくは機械的接着剤の流動および保持を容易にするために使用することができる。これらは、例えば、銅ボンドパッド、はんだバンプを受け入れるためのメタライゼーション、レーザ溶接のための金属パッドやライン、機械的な接着を強化するために表面や粗さを増加させる溝などであり得ます。機械的結合特徴（例えば、光結合器・アレイ９００および光学デバイス９４０における相互の特徴）はまた、例えば、電気的または流体伝送のための非光学的結合のために使用され得る。例えば、ファイバは光を伝送することができるが、電気または流体も伝送する電気（例えば金属）および／または流体（例えば孔）導波路を有することもできる。これらは、例えば、マイクロ流体工学や生物学的分析、ガス検知に使用されるＰＩＣ、および／または、電気、流体／ガス、および／または光など、様々な入出力ニーズがあり
得るＰＩＣに有用である。光結合器アレイ９００および／または光学デバイス９４０の導波路のアレイは、他の機械的または伝送結合モードを含むように異種である可能性がある。
Additional alignment and/or merging functions are possible. For example, optical coupler array 900, optical device 940, and/or carrier/substrate (not shown) can include alignment fiducials. As an example, optical coupler array 900 can include polarization maintaining (PM) MCFs configured to couple with polarization sensitive waveguides of PICs. Alignment fiducials can be incorporated into the MCF, PIC, carrier/substrate, and/or any combination thereof. Alignment fiducials can be used by machine vision for coarse alignment, and self-alignment features achieve fine alignment. A fiducial can be any type of visually distinguishable feature, such as, for example, a lithographically formed metal geometry (eg, a line, corner, cross, etc.). As another example, mechanical bonding features can be used, for example, to facilitate compression bonding, solder bonding, laser welding, and/or optical or mechanical adhesive flow and retention. These can be, for example, copper bond pads, metallization to accept solder bumps, metal pads or lines for laser welding, grooves to increase surface or roughness to enhance mechanical adhesion, etc. . Mechanical coupling features (eg, mutual features in optical coupler array 900 and optical device 940) may also be used for non-optical coupling, eg, for electrical or fluid transmission. For example, a fiber can carry light, but can also have electrical (eg, metallic) and/or fluidic (eg, pore) waveguides that also carry electricity or fluids. These are useful, for example, for PICs used in microfluidics, biological analysis, gas sensing, and/or PICs that may have different input/output needs, such as electrical, fluid/gas, and/or optical. be. The array of waveguides of optical coupler array 900 and/or optical device 940 may be heterogeneous to include other mechanical or transmission coupling modes.
いくつかの実装では、光結合器アレイ９００は、ハウジング構造９１４の第２の側面９１４Ｂに配置および／または結合されたアライメントキャリア９２０（例えば、プレート、ブロック、ウェッジなど）を含み得る。アライメントキャリア９２０は、第１の側面９２０Ａおよび第２の側面９２０Ｂを有し得る。いくつかの実施態様では、アライメントキャリア９２０は、ハウジング構造９１４の第２の側面９１４Ｂの１つまたは複数の特徴と相補的な１つまたは複数の特徴など、ハウジング構造９１４の第２の側面９１４Ｂの１つまたは複数の特徴と整列するように構成された１つまたは複数の特徴を含むことができる。例えば、アライメントキャリア９２０の第１の側面９２０Ａは、ハウジング構造９１４の第２の側面９１４Ｂの１つ以上の平坦部分とアライメントするように構成された１つ以上の平坦部分（例えば、平坦形状または平面形状の部分または部分）を含むことができる。いくつかの実施態様では、アライメントキャリア９２０の第１の側面９２０Ａ（例えば、下側）の平坦部分は、ハウジング構造９１４の第２の側面９１４Ｂ（例えば、上側）の平坦部分上に配置され得る。アライメントキャリア９２０の第２の側面９２０Ｂの形状は特に限定されない。例えば、第２の側面９２０Ｂは、１つまたは複数の平坦部分および／または湾曲部分を含み得る。第２の側面９２０Ｂは、規則的な形状または不規則な形状を含むことができる。アライメントキャリア９２０は、有利には、軸方向アライメントツールを提供し、例えば、Ｖ溝９４５および／または光学デバイス９４０の上面とのアライメントを提供するために、ピックアンドプレース機械が光結合器アレイ９００を適切に位置決めすることを可能にするように構成され得る。図１２Ａ～１２Ｂに示されるように、ハウジング構造は、図１２Ａ～１２Ｂに示されるように、ハウジング構造９１４は、ＰＩＣの上面９４５Ｂと光結合器アレイ９００のハウジング構造９１４の上面９１４Ｂとが実質的に平行であるときに、導波路９３０がＰＩＣの導波路９５０と軸方向に整列するように設計され得る。ピックアンドプレースツールは、例えば、上面９２０Ｂに真空を印加することによってアライメントキャリア９２０をピックアップし、次いでハウジング構造９１４上に配置することができる。光結合器アレイ９００のハウジング構造９１４の上面９１４Ｂおよび／またはアライメントキャリア９２０の下面９２０Ａは、接着剤（例えば、予め塗布された接着剤）を含むことができる。アライメントキャリア９２０を、場合によっては適切なキャリアにも存在するハウジング構造９１４に押し付けることによって、アライメントキャリア９２０とハウジング構造９１４とを接着することができ、ハウジング構造９１４を持ち上げてＶ溝９４５内に配置し、そのＶ溝９４５内に接着し、導波路９３０および９５０をそれによって位置合わせすることができるように、ハウジング構造９１４を軸方向に位置合わせすることができる。いくつかの実施態様では、位置合わせキャリア９２０は、少なくとも片側または両側において、横方向にハウジング構造９１４の第２の側面９１４Ｂを超えて延在することができる。アライメントキャリア９２０は、Ｖ溝９４５または光学デバイス９４０の上面９４５Ｂの上に位置する（例えば、上方および／または上に配置される）ように構成され得る。ある実施態様では、アライメントキャリア９２０は、Ｖ溝９４５および／または光学デバイス９４０の上面９４５Ｂ上に座らないおよび／または接触しないかもしれない。 In some implementations, optical coupler array 900 may include an alignment carrier 920 (eg, a plate, block, wedge, etc.) positioned and/or coupled to second side 914B of housing structure 914. Alignment carrier 920 may have a first side 920A and a second side 920B. In some implementations, alignment carrier 920 includes one or more features on second side 914B of housing structure 914, such as one or more features complementary to one or more features on second side 914B of housing structure 914. It can include one or more features configured to align with one or more features. For example, first side 920A of alignment carrier 920 may include one or more flat portions (e.g., flat-shaped or planar) configured to align with one or more flat portions of second side 914B of housing structure 914. (a part or portion of a shape). In some implementations, a flat portion of a first side 920A (eg, a lower side) of the alignment carrier 920 may be disposed on a flat portion of a second side 914B (eg, an upper side) of the housing structure 914. The shape of the second side surface 920B of the alignment carrier 920 is not particularly limited. For example, second side 920B may include one or more flat and/or curved portions. The second side 920B can include a regular shape or an irregular shape. Alignment carrier 920 advantageously provides an axial alignment tool, for example, for a pick-and-place machine to align optical coupler array 900 to provide alignment with V-groove 945 and/or the top surface of optical device 940. It may be configured to facilitate proper positioning. As shown in FIGS. 12A-12B, the housing structure 914 is such that the top surface 945B of the PIC and the top surface 914B of the housing structure 914 of the optocoupler array 900 are substantially connected to each other. Waveguide 930 can be designed to be axially aligned with waveguide 950 of the PIC when parallel to . A pick and place tool can pick up alignment carrier 920 by applying a vacuum to top surface 920B and then place it onto housing structure 914, for example. The top surface 914B of the housing structure 914 of the optical coupler array 900 and/or the bottom surface 920A of the alignment carrier 920 can include an adhesive (eg, a pre-applied adhesive). Alignment carrier 920 and housing structure 914 can be bonded by pressing alignment carrier 920 against housing structure 914, which may also be present on a suitable carrier, and lifting housing structure 914 into position within V-groove 945. The housing structure 914 can be axially aligned such that it can be glued into its V-groove 945 and the waveguides 930 and 950 aligned therewith. In some implementations, alignment carrier 920 can extend laterally beyond second side 914B of housing structure 914 on at least one or both sides. Alignment carrier 920 may be configured to overlie (eg, be disposed above and/or over) V-groove 945 or top surface 945B of optical device 940. In some embodiments, alignment carrier 920 may not sit on and/or contact V-groove 945 and/or top surface 945B of optical device 940.
他の例も可能である。例えば、光結合器アレイ９００のハウジング構造９１４は、湾曲部分を有する第２の側面９１４Ｂを有することができ、アライメントキャリア９２０は、Ｖ字形状または湾曲部分を有する第１の側面９２０Ａを有することができる。本明細書で説明されるように、光結合器アレイ９００は、受動アライメントを提供するために、光学デバイス９４０の特徴部９４５と相補的な形状を有する第１の側面９１４Ａ（例えば、底面）を有するハウジング構造９１４を有することができる。さらなる位置合わせのために、いくつかの実施態様では、光結合器アレイ９００は、光結合器アレイ９００のハウジン
グ構造９１４の第２の側面９１４Ｂ（例えば、上側）と相補的な形状を有する第１の側面９２０Ａ（例えば、下側）を有する位置合わせキャリア９２０を含むことができる。
Other examples are also possible. For example, the housing structure 914 of the optical coupler array 900 can have a second side 914B with a curved portion, and the alignment carrier 920 can have a first side 920A with a V-shape or curved portion. can. As described herein, the optocoupler array 900 includes a first side 914A (e.g., a bottom surface) having a complementary shape to a feature 945 of the optical device 940 to provide passive alignment. A housing structure 914 having a housing structure 914 having a housing structure 914 having a housing structure 914 having For further alignment, in some implementations, the optocoupler array 900 has a first An alignment carrier 920 having a side surface 920A (eg, a lower side) can be included.
いくつかの実装は、例えば、マルチファイバアレイを形成するアライメントキャリアによって結合された複数の光結合器アレイを含むことができる。図１３は、光学デバイス１３４０の上に配置された例示的なマルチファイバアレイ１３００を概略的に示す。例示的なマルチファイバアレイ１３００は、複数の光結合器１３０１を含む。マルチファイバアレイ１３００は、２、３、４、５、６、７、８、９、１０などの光結合器１３０１を含むことができる。光結合器１３０１の数は特に限定されない。図１３では、説明のために４つの光結合器１３０１を示している。光結合器１３０１は、本明細書に記載の光結合器アレイ（例えば、光結合器アレイ９００を含む）のいずれかを含み得る。光結合器１３０１は、１つ以上の長手方向導波路１３３０を含むことができる。導波路１３３０は、任意の消失コア導波路および／または非消失コア導波路を含む、本明細書に記載の導波路（例えば、導波路９３０を含む）のいずれかを含むことができる。いくつかの実施態様では、導波路１３３０は、マルチコアファイバのコアを含み得る。一部のファイバは可撓性であり得る。 Some implementations may include, for example, multiple optical coupler arrays coupled by alignment carriers to form a multi-fiber array. FIG. 13 schematically depicts an exemplary multi-fiber array 1300 disposed over an optical device 1340. Exemplary multi-fiber array 1300 includes multiple optical couplers 1301. The multi-fiber array 1300 may include 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, etc. optical couplers 1301. The number of optical couplers 1301 is not particularly limited. In FIG. 13, four optical couplers 1301 are shown for explanation. Optical coupler 1301 may include any of the optical coupler arrays described herein (including, for example, optical coupler array 900). Optical coupler 1301 can include one or more longitudinal waveguides 1330. Waveguide 1330 can include any of the waveguides described herein (including, for example, waveguide 930), including any vanishing core waveguides and/or non-vanishing core waveguides. In some implementations, waveguide 1330 may include the core of a multicore fiber. Some fibers may be flexible.
図１３を参照すると、光結合器１３０１の導波路１３３０は、共通の単一のハウジング構造１３１４に埋め込むことができる。ハウジング構造１３１４は、本明細書に記載のハウジング構造（例えば、ハウジング構造９１４を含む）のいずれかを含むことができる。いくつかの実施態様では、ハウジング構造１３１４は、クラッドを含み得る。図１３に示されるように、ハウジング構造１３１４は、１つ以上の湾曲部分から構成され得る第１の側面１３１４ａを有する。ハウジング構造１３１４は、第２の側面１３１４Ｂを有し、この第２の側面１３１４Ｂは、１つ以上の平坦部分から構成され得る。様々な実施態様において、第２の側面１３１４Ｂの平坦部分（複数可）は、挿入損失が導波路１３３０の一端から他端まで低くなるように、導波路１３３０から距離を置いて配置され得る。様々な実施態様において、第２の側面１３１４Ｂの平坦部分（複数可）は、導波路１３３０の一端から他端まで導波特性が維持されるように、導波路１３３０から距離を置いて配置され得る。 Referring to FIG. 13, the waveguides 1330 of the optical coupler 1301 can be embedded in a common single housing structure 1314. Housing structure 1314 can include any of the housing structures described herein (including, for example, housing structure 914). In some implementations, housing structure 1314 may include cladding. As shown in FIG. 13, housing structure 1314 has a first side 1314a that can be comprised of one or more curved sections. Housing structure 1314 has a second side 1314B, which may be comprised of one or more flat portions. In various implementations, the flat portion(s) of the second side 1314B may be spaced apart from the waveguide 1330 such that insertion loss is low from one end of the waveguide 1330 to the other. In various embodiments, the flat portion(s) of the second side 1314B are spaced apart from the waveguide 1330 such that the waveguiding properties are maintained from one end of the waveguide 1330 to the other. obtain.
引き続き図１３を参照すると、光結合器１３０１は、アライメントキャリア１３２０と一緒に結合され得る。アライメントキャリア１３２０は、本明細書に記載されるアライメントキャリア（例えば、アライメントキャリア９２０を含む）のいずれかを含むことができる。アライメントキャリア１３２０は、例えば、プレート、ブロック、ウェッジなどを含むことができる。アライメントキャリア１３２０は、第１の側面１３２０Ａおよび第２の側面１３２０Ｂを有することができ、光結合器１３０１のハウジング構造１３１４の第２の側面１３１４Ｂの上に配置されることができる。図１３を参照すると、アライメントキャリア１３２０の第１の側面１３２０Ａは、光結合器１３０１のハウジング構造１３１４の第２の側面１３１４Ｂの１つまたは複数の平坦部分と結合された１つまたは複数の平坦部分１３２０Ａ－１を構成することができる。いくつかの実施態様では、アライメントキャリア１３２０の平坦部分１３２０Ａ－１は、光結合器１３０１のハウジング構造１３１４の第２の側面１３１４Ｂの平坦部分と（例えば、接着剤で）接着されてもよい。本明細書で説明するように、アライメントキャリア１３２０は、少なくとも一方の側において、横方向に光結合器１３０１のハウジング構造１３１４の第２の側面１３１４Ｂを超えて延びることができる（例えば、図１３に示すように、両側に延びる）。 Still referring to FIG. 13, optical coupler 1301 may be coupled together with alignment carrier 1320. Alignment carrier 1320 can include any of the alignment carriers described herein (including, for example, alignment carrier 920). Alignment carrier 1320 can include, for example, a plate, block, wedge, or the like. Alignment carrier 1320 can have a first side 1320A and a second side 1320B and can be disposed on second side 1314B of housing structure 1314 of optical coupler 1301. Referring to FIG. 13, the first side 1320A of the alignment carrier 1320 has one or more flat portions coupled with the one or more flat portions of the second side 1314B of the housing structure 1314 of the optical coupler 1301. 1320A-1 can be configured. In some implementations, the flat portion 1320A-1 of the alignment carrier 1320 may be adhered (eg, with an adhesive) to the flat portion of the second side 1314B of the housing structure 1314 of the optical coupler 1301. As described herein, the alignment carrier 1320 can extend laterally beyond the second side 1314B of the housing structure 1314 of the optical coupler 1301 on at least one side (e.g., as shown in FIG. (extending to both sides as shown).
図１３において、マルチファイバアレイ１３００は、例示的な光学デバイス１３４０の上に配置される。光学デバイス１３４０は、本明細書で説明する光学デバイス（例えば、光学デバイス９４０を含む）のいずれかを含むことができる。図１３を参照すると、光学デバイス１３４０または光学デバイス１３４０のキャリアは、Ｖ溝１３４５および／また
は光学デバイス１３４０の壁１３４５Ａおよび上面１３４５Ｂを含むことができる。光結合器１３０１のハウジング構造１３１４の第１の側面１３１４Ａは、Ｖ溝１３４５内に配置され得る。例えば、ハウジング構造１３１４の第１の側面１３１４Ａは、Ｖ溝１３４５の壁１３４５Ａに接触することができる。本明細書で説明するように、光結合器１３０１および光学デバイス１３４０の他の相互的または相補的に設計された形状が可能である。
In FIG. 13, a multi-fiber array 1300 is placed over an exemplary optical device 1340. Optical device 1340 can include any of the optical devices described herein (including, for example, optical device 940). Referring to FIG. 13, the optical device 1340 or the carrier of the optical device 1340 can include a V-groove 1345 and/or a wall 1345A and a top surface 1345B of the optical device 1340. A first side 1314A of the housing structure 1314 of the optical coupler 1301 may be disposed within the V-groove 1345. For example, first side 1314A of housing structure 1314 can contact wall 1345A of V-groove 1345. Other mutually or complementary designed shapes of optical coupler 1301 and optical device 1340 are possible as described herein.
マルチファイバアレイ１３００が光学デバイス１３４０内に配置されるとき、アライメントキャリア１３２０は、光学デバイス１３４０の上面１３４５Ｂ（例えば、Ｖ溝１３４５）と整列する（例えば、実質的に平行である）ように構成され得る。例えば、アライメントキャリア１３２０の第１の側面１３２０Ａは、光学デバイス１３４０の上面１３４５Ｂの上に位置するように構成され得る。ある実施態様では、アライメントキャリア１３２０は、光学デバイス１３４０の上面１３４５Ｂ上に座るように構成され得る。いくつかの実施態様では、アライメントキャリア１３２０は、光学デバイス１３４０の上面１３４５Ｂ上に座らないように構成され得る。例えば、いくつかの実施例では、アライメントキャリア１３２０は、光学デバイス１３４０の上面１３４５Ｂに接触しないような形状にすることができる。別の例として、光結合器１３０１のハウジング構造１３１４の第２の側面１３１４Ｂは、アライメントキャリア１３２０も光学デバイス１３４０の上面１３４５Ｂよりも高くなり得るように、光学デバイス１３４０の上面１３４５Ｂよりも（例えば、垂直方向に）高くなり得る。様々な実施態様において、アライメントキャリア１３２０は、光学デバイス１３４０の上面１３４５Ｂに接触しない可能性があるにもかかわらず、光学デバイス１３４０の上面１３４５Ｂとアライメントされ得る（例えば、実質的に平行である）。 When multi-fiber array 1300 is placed within optical device 1340, alignment carrier 1320 is configured to align (e.g., be substantially parallel) with top surface 1345B (e.g., V-groove 1345) of optical device 1340. obtain. For example, first side 1320A of alignment carrier 1320 may be configured to overlie top surface 1345B of optical device 1340. In some embodiments, alignment carrier 1320 may be configured to sit on top surface 1345B of optical device 1340. In some implementations, alignment carrier 1320 may be configured not to sit on top surface 1345B of optical device 1340. For example, in some embodiments, alignment carrier 1320 can be shaped so that it does not contact top surface 1345B of optical device 1340. As another example, the second side 1314B of the housing structure 1314 of the optical coupler 1301 may be higher than the top surface 1345B of the optical device 1340 (e.g., vertically). In various implementations, alignment carrier 1320 may be aligned (eg, substantially parallel) with top surface 1345B of optical device 1340, although it may not contact top surface 1345B of optical device 1340.
本明細書で説明するように、光結合器１３０１は、光学デバイス１３４０の少なくとも１つの導波路と光学的に結合するように構成され得る。いくつかの実装では、光学デバイス１３４０（例えば、Ｖ溝１３４５）の位置は、光学デバイス１３４０の導波路の位置に対して登録され得る。マルチファイバアレイ１３００が光学デバイス１３４０に配置されると、光結合器１３０１の導波路１３３０は、光学デバイス１３４０の導波路と位置合わせされ得る。いくつかの実施例では、光結合器１３０１の導波路１３３０は、５０％～１００％（例えば、６０％～１００％、７０％～１００％、８０％～１００％、９０％～１００％など、またはこれらの値のいずれかの間の任意の範囲）の光結合効率で、光学デバイス１３４０の導波路と整列させることができる。 As described herein, optical coupler 1301 may be configured to optically couple with at least one waveguide of optical device 1340. In some implementations, the position of optical device 1340 (eg, V-groove 1345) may be registered with respect to the position of the waveguide of optical device 1340. When multi-fiber array 1300 is placed in optical device 1340, waveguide 1330 of optical coupler 1301 may be aligned with the waveguide of optical device 1340. In some embodiments, the waveguide 1330 of the optical coupler 1301 is 50% to 100% (e.g., 60% to 100%, 70% to 100%, 80% to 100%, 90% to 100%, etc.) or any range between any of these values) can be aligned with the waveguide of optical device 1340.
マルチファイバアレイ１３００が光学デバイス１３４０内に配置されるとき、光結合器１３０１の個々のものは、少なくとも１つの光ファイバ導波路（例えば、１つ以上のシングルモードファイバ、少数モードファイバ、マルチモードファイバ、マルチコアシングルモードファイバ、マルチコア少数モードファイバ、および／またはマルチコアマルチモードファイバ）の一端を光学デバイス１３４０の導波路または導波路に光学的に結合するように構成され得る。 When multi-fiber array 1300 is placed within optical device 1340, each one of optical couplers 1301 includes at least one optical fiber waveguide (e.g., one or more single-mode fibers, few-mode fibers, multi-mode fibers). , multicore single mode fiber, multicore few mode fiber, and/or multicore multimode fiber) to a waveguide or waveguides of optical device 1340.
本明細書で説明するように、光結合器アレイのアライメントキャリアおよびハウジング構造の他の相互的または相補的に設計された形状が可能である。例えば、図１４は、光学デバイス１４４０の上に配置された別の例のマルチファイバアレイ１４００を概略的に示す。マルチファイバアレイ１４００は、複数の光結合器１４０１とアライメントキャリア１４２０とを有する。光結合器１４０１のうちの１つ以上は、ハウジング構造１４１４内に１つ以上の長手方向導波路１４３０を含むことができる。アライメントキャリア１４２０は、第１の側面１４２０Ａおよび第２の側面１４２０Ｂを有する。光結合器１４０１およびアライメントキャリア１４２０は、本明細書で説明される特徴および／または特徴の組み合わせのいずれかを含むことができ、本明細書ですべてが繰り返されるわけではない。 As described herein, other mutually or complementary designed shapes of the alignment carrier and housing structure of the optocoupler array are possible. For example, FIG. 14 schematically depicts another example multi-fiber array 1400 disposed over an optical device 1440. Multi-fiber array 1400 includes a plurality of optical couplers 1401 and alignment carriers 1420. One or more of the optical couplers 1401 can include one or more longitudinal waveguides 1430 within the housing structure 1414. Alignment carrier 1420 has a first side 1420A and a second side 1420B. Optical coupler 1401 and alignment carrier 1420 may include any of the features and/or combinations of features described herein, not all of which are repeated herein.
図１４に示すように、光結合器１４０１のハウジング構造１４１４の第１の側面１４１４Ａは、光学デバイス１４４０内に配置することができる。例えば、ハウジング構造１４１４の第１の側面１４１４Ａは、光学デバイス１４４０内のＶ溝１４４５の壁１４４５Ａ内に配置されるように構成された１つまたは複数の湾曲部分を構成することができる。図１４にも示されるように、アライメントキャリア１４２０の第１の側面１４２０Ａは、１つまたは複数のＶ溝１４２０Ａ－１を構成することができ、光結合器１４０１のハウジング構造１４１４の第２の側面１４１４Ｂは、１つまたは複数の湾曲部分を構成することができる。様々な実施態様において、ハウジング構造１４１４の湾曲部分は、アライメントキャリア１４２０のＶ溝１４２０Ａ－１内に配置され得る。図１４では、４つのＶ溝１４２０Ａ－１が示されているが、Ｖ溝１４２０Ａ－１の数は特に限定されない。例えば、アライメントキャリア１４２０のＶ溝１４２０Ａ－１の数は、少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０など（またはそのような値によって形成される任意の範囲）とすることができる。様々な実施態様において、アライメントキャリア１４２０内のＶ溝１４２０Ａ１の数は、光結合器１４０１の数に対応し得る。いくつかの実施態様では、光結合器１４０１の数よりも多くのＶ溝１４２０Ａ－１がアライメントキャリア１４２０に存在してもよい。いくつかの実施態様では、光結合器１４０１の数よりもアライメントキャリア１４２０内のＶ溝１４２０Ａ－１が少ない場合がある。アライメントキャリア１４２０内のｖ溝１４２０Ａ－１は、アライメントキャリア内の他のｖ溝１４２０Ａ－１と形状（例えば、壁の傾斜）および／またはサイズが同じであっても異なっていてもよい。また、アライメントキャリア１４２０内のＶ溝１４２０Ａ－１は、光学デバイス１４４０内のＶ溝１４４５と形状（例えば、壁の傾斜）および／またはサイズが同じであるか、または異なることができる。例えば、図１４において、アライメントキャリア１４２０内のＶ溝１４２０Ａ－１は、光学デバイス１４４０内のＶ溝１４４５とサイズが同じではない。他の例では、アライメントキャリア１４２０内のＶ溝１４２０Ａ１は、光学デバイス１４４０内のＶ溝１４４５と同じサイズであってもよい。 As shown in FIG. 14, a first side 1414A of the housing structure 1414 of the optical coupler 1401 can be placed within an optical device 1440. For example, first side 1414A of housing structure 1414 can define one or more curved portions configured to be disposed within wall 1445A of V-groove 1445 within optical device 1440. As also shown in FIG. 14, the first side 1420A of the alignment carrier 1420 can define one or more V-grooves 1420A-1, and the second side of the housing structure 1414 of the optical coupler 1401 1414B can constitute one or more curved portions. In various embodiments, the curved portion of the housing structure 1414 may be positioned within the V-groove 1420A-1 of the alignment carrier 1420. Although four V-grooves 1420A-1 are shown in FIG. 14, the number of V-grooves 1420A-1 is not particularly limited. For example, the number of V-grooves 1420A-1 in alignment carrier 1420 may be at least 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, etc. (or any range formed by such values). It can be done. In various implementations, the number of V-grooves 1420A1 in alignment carrier 1420 may correspond to the number of optical couplers 1401. In some implementations, there may be more V-grooves 1420A-1 in alignment carrier 1420 than there are optical couplers 1401. In some implementations, there may be fewer V-grooves 1420A-1 in alignment carrier 1420 than there are optical couplers 1401. The v-grooves 1420A-1 within the alignment carrier 1420 may be the same or different in shape (eg, wall slope) and/or size from other v-grooves 1420A-1 within the alignment carrier. Additionally, V-groove 1420A-1 in alignment carrier 1420 can be the same or different in shape (eg, wall slope) and/or size as V-groove 1445 in optical device 1440. For example, in FIG. 14, V-groove 1420A-1 in alignment carrier 1420 is not the same size as V-groove 1445 in optical device 1440. In other examples, V-groove 1420A1 in alignment carrier 1420 may be the same size as V-groove 1445 in optical device 1440.
マルチファイバアレイ１４００が光学デバイス１４４０内に配置されるとき、光結合器１４０１の個々のものは、少なくとも１つの光ファイバ導波路の一端を光学デバイス１４４０の導波路または導波路に光学的に結合するように構成され得る。様々な実装において、アライメントキャリア１４２０の第１の側面１４２０Ａは、光学デバイス１４４０の上面１４４５Ｂ（例えば、Ｖ溝１４４５の上面）上に位置することができる。アライメントキャリア１４２０は、光学デバイス１４４０の上面１４４５Ｂに接触してもよいし、接触しなくてもよい。 When multi-fiber array 1400 is placed within optical device 1440, each of the optical couplers 1401 optically couples one end of at least one optical fiber waveguide to a waveguide or waveguides of optical device 1440. It can be configured as follows. In various implementations, the first side 1420A of the alignment carrier 1420 can be located on the top surface 1445B of the optical device 1440 (eg, the top surface of the V-groove 1445). Alignment carrier 1420 may or may not contact top surface 1445B of optical device 1440.
図１５は、光学デバイス１５４０の上に配置された別の例のマルチファイバアレイ１５００を概略的に示す。マルチファイバアレイ１５００は、複数の光結合器１５０１と、アライメントキャリア１５２０とを有する。光結合器１５０１のうちの１つ以上は、ハウジング構造１５１４内に１つ以上の長手方向導波路１５３０を含むことができる。アライメントキャリア１５２０は、第１の側面１５２０Ａと第２の側面１５２０Ｂとを有する。光結合器１５０１およびアライメントキャリア１５２０は、本明細書で説明される特徴および／または特徴の組み合わせのいずれかを含むことができ、本明細書ですべてが繰り返されるわけではない。 FIG. 15 schematically depicts another example multi-fiber array 1500 disposed over an optical device 1540. Multi-fiber array 1500 includes a plurality of optical couplers 1501 and alignment carriers 1520. One or more of the optical couplers 1501 can include one or more longitudinal waveguides 1530 within the housing structure 1514. Alignment carrier 1520 has a first side 1520A and a second side 1520B. Optical coupler 1501 and alignment carrier 1520 may include any of the features and/or combinations of features described herein, not all of which are repeated herein.
図１５に示すように、光結合器１５０１のハウジング構造１５１４の第１の側面１５１４Ａは、光学デバイス１５４０内に配置することができる。例えば、ハウジング構造１５１４の第１の側面１５１４Ａは、光学デバイス１５４０内のＶ溝１５４５の壁１５４５Ａ内に配置されるように構成された１つまたは複数の湾曲部分を構成することができる。図１５にも示すように、アライメントキャリア１５２０の第１の側面１５２０Ａは、複数の平坦部１５２０Ａ－１を構成することができ、光結合器１５０１のハウジング構造１５１
４の第２の側面１５１４Ｂは、アライメントキャリア１５２０の複数の平坦部と結合するように構成された複数の平坦部を構成することができる。
As shown in FIG. 15, a first side 1514A of the housing structure 1514 of the optical coupler 1501 can be placed within an optical device 1540. For example, first side 1514A of housing structure 1514 can define one or more curved portions configured to be disposed within wall 1545A of V-groove 1545 within optical device 1540. As also shown in FIG. 15, the first side 1520A of the alignment carrier 1520 can define a plurality of flat portions 1520A-1, and the housing structure 151 of the optical coupler 1501
The second side 1514B of the alignment carrier 1520 may define a plurality of flats configured to mate with the plurality of flats of the alignment carrier 1520.
いくつかの実施態様では、光結合器１５０１内の平坦部分の数は、アライメントキャリア１５２０内の対応する平坦部分１５２０Ａ－１の数と同じであってもよい。例えば、図１５では、所定の光結合器１５０１について、ハウジング構造１５１４の第２の２つの平坦部分（例えば、逆Ｖ字形、***、屋根などを形成する）があり、側面１５１４Ｂアライメントキャリア１５２０の第１の側１５２０Ａに対応する２つの平坦部分１５２０Ａ－１（例えば、Ｖ溝を形成する）がある。所定の光結合器１５０１における平坦部分の数、および／または、位置合わせキャリア１５２０における対応する平坦部分１５２０Ａ－１の数は、特に限定されない。例えば、平坦部分の数は、２、３、４、５、６、７、８、９、１０など（またはそのような値によって形成される任意の範囲）であり得る。 In some implementations, the number of flat portions in optical coupler 1501 may be the same as the number of corresponding flat portions 1520A-1 in alignment carrier 1520. For example, in FIG. 15, for a given optical coupler 1501, there are two flat portions (e.g., forming an inverted V-shape, ridge, roof, etc.) on the second of the housing structure 1514 and the second flat portion on the side 1514B of the alignment carrier 1520. There are two flat portions 1520A-1 (eg, forming a V-groove) corresponding to one side 1520A. The number of flat portions in a given optical coupler 1501 and/or the number of corresponding flat portions 1520A-1 in alignment carrier 1520 is not particularly limited. For example, the number of flat portions can be 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, etc. (or any range formed by such values).
いくつかの実施態様では、光結合器１５０１内の平坦部分の数は、アライメントキャリア１５２０内の対応する平坦部分１５２０Ａ－１の数とは異なっていてもよい。一例として（図示せず）、２つの平坦部を有する第２の側面１５１４Ｂを有する光結合器１５０１は、アライメントキャリア１５２０内の３つの平坦部内に配置されてもよい。いくつかの実施態様において、１つの光結合器１５０１（および／またはアライメントキャリア１５２０内の対応する平坦部１５２０Ａ－１の数、形状、および／またはサイズ）に対する平坦部の数、形状、および／またはサイズは、別の光結合器１５０１（および／またはアライメントキャリア１５２０内の対応する平坦部１５２０Ａ－１の数、形状、および／またはサイズ）に対する平坦部の数、形状、および／またはサイズと同じであっても異なっていてもよい。 In some implementations, the number of flat portions in optical coupler 1501 may be different from the number of corresponding flat portions 1520A-1 in alignment carrier 1520. As an example (not shown), an optical coupler 1501 having a second side 1514B with two flats may be placed within three flats within the alignment carrier 1520. In some implementations, the number, shape, and/or size of flats for one optical coupler 1501 (and/or the number, shape, and/or size of the corresponding flat 1520A-1 in alignment carrier 1520) The size is the same as the number, shape, and/or size of the flats for another optical coupler 1501 (and/or the number, shape, and/or size of the corresponding flat 1520A-1 in the alignment carrier 1520). It may be different or different.
マルチファイバアレイ１５００が光学デバイス１５４０内に配置されるとき、光結合器１５０１の個々のものは、少なくとも１つの光ファイバ導波路の一端を光学デバイス１５４０の導波路または導波路に光学的に結合するように構成され得る。様々な実装において、アライメントキャリア１５２０の第１の側面１５２０Ａは、光学デバイス１５４０の上面１５４５Ｂ（例えば、Ｖ溝１５４５の上面）上に位置することができる。アライメントキャリア１５２０は、光学デバイス１５４０の上面１５４５Ｂに接触してもよいし、接触しなくてもよい。 When multi-fiber array 1500 is placed within optical device 1540, each of the optical couplers 1501 optically couples one end of at least one optical fiber waveguide to the waveguide or waveguides of optical device 1540. It can be configured as follows. In various implementations, the first side 1520A of the alignment carrier 1520 can be located on the top surface 1545B of the optical device 1540 (eg, the top surface of the V-groove 1545). Alignment carrier 1520 may or may not contact top surface 1545B of optical device 1540.
図１３、図１４、および図１５において、アライメントキャリアおよび光結合器のハウジング構造の相互的または相補的に設計された形状は、マルチファイバアレイ内の異なる光結合器に対して類似している。場合によっては、相互的または相補的に設計された形状を他の相互的または相補的に設計された形状と組み合わせることができる。例えば、図１３、図１４および／または図１５に示す設計形状のいずれかを、他の設計形状と組み合わせることができる。例えば、図１３、図１４、および／または図１５に示す設計形状のいずれかを、図１３、図１４、および／または図１５に示す他の設計形状のいずれかと組み合わせることができる。他の相互的または相補的な設計形状を使用することもできる。 In FIGS. 13, 14, and 15, the mutually or complementary designed shapes of the alignment carrier and optical coupler housing structures are similar for different optical couplers in a multi-fiber array. In some cases, mutually or complementary designed shapes can be combined with other mutually or complementary designed shapes. For example, any of the design shapes shown in FIGS. 13, 14, and/or 15 can be combined with other design shapes. For example, any of the design shapes shown in FIGS. 13, 14, and/or 15 can be combined with any of the other design shapes shown in FIGS. 13, 14, and/or 15. Other reciprocal or complementary design shapes may also be used.
テーパの引き出し比を高めたマルチチャンネル光結合器アレイ
本明細書で説明するように、マルチチャンネル光結合器アレイは、一組の個々の絶縁光ファイバと少なくとも１つの光チャネルを有する光学デバイスとの間に低損失結合を提供することができる。これは、個々の光ファイバ間の比較的大きな分離（例えば、横方向の分離）と、デバイスインターフェイスにおける光チャネル間の比較的小さな分離（例えば、横方向の分離）とを可能にすることができる。大きな分離（例えば、横方向の分離）は、標準的なジャケット付きファイバが利用される場合に重要であり得、標準的なポリマージャケットの直径である少なくとも２５０マイクロメートルのファイバ間距離を保つこと
が様々な実施例において好まれ得る。光学デバイスの一例として、コア間距離３０マイクロメートルのマルチコアファイバがある。標準的なジャケットファイバをマルチコアファイバに結合するマルチチャンネル光結合器アレイは、例えば２５０／３０の引き込み比を有することができる。マルチチャンネル光結合器アレイの様々な実施態様は、例えば本明細書に記載されているような１つ以上の消失コア導波路を利用することができる。様々な実施態様において、本明細書に記載される多チャネル光結合器アレイのいずれかは、結合器アレイの引き出されていない端部と引き出された端部との間のチャネル間隔の大幅な減少を可能にすることができる（例えば、引き出された端部は、引き出されていない端部と比較して著しく小さいチャネル間隔を有することができる）テーパ引き込み比の増加を有することができる。この目標を達成するために、図１６に示す消失コア導波路の屈折率プロファイルの例を、図１７に示すように変更することができる。Ｎ－１とＮ－２との間の屈折率遷移は、関数Ｎ（ｒ）を有することができ、ｒは内側の消失性コア中心からの横方向距離であり、二次導関数ｄ２Ｎ（ｒ）／ｄｒ２を有する。二次導関数ｄ２Ｎ（ｒ）／ｄｒ２の正の平均を有する可能性のある滑らかなＮ（ｒ）プロファイルは、多くの場合に望ましいことがある。場合によっては、Ｎ－２からＮ－１までの平滑なＮ（ｒ）プロファイルは、比較的緩やかな傾斜の後に急な傾斜が続くことがある。場合によっては、図１８～図２０に示すように、Ｎ（ｒ）プロファイルをステップ関数で近似する（例えば、２次導関数の正の平均を有する平滑関数を近似する少なくとも１つのステップを有する）ことが実用的な利点となることがある。消失性コアファイバの製造パラメータおよび用途要件に応じて、このステップ関数に１つまたは複数のステップを設けることができ、例えば、図１８、図１９、および図２０にそれぞれ示すように、屈折率のＮ－１からＮ－２までのステップの間に位置する１、２、および３つのステップを設けることができる。１つ以上のステップは、Ｎ－１より小さくＮ－２より大きい屈折率を有することができる。様々な設計において、屈折率プロファイルを有する消失コア導波路は、化学気相成長法（ＣＶＤ）を用いて作製することができる。様々な実施態様において、１つ以上のステップは、導波路の異なる物理的領域、例えば、Ｎ－１およびＮ－２の屈折率を有する領域とは異なる屈折率を有する環状領域に対応することができる。場合によっては、１つ以上の段差は、導波路の中心からの距離とともに屈折率が低くなり、例えば、導波路の中心に近い段差は、中心から遠い別の段差よりも高い屈折率を有することができる。図１９に示すように、ステップ関数のコーナーポイントの一部は、二次導関数の正の平均ｄ２Ｎ（ｒ）／ｄｒ２を持つ滑らかなＮ（ｒ）プロファイルの上または下にある場合がある。
Multichannel Optical Coupler Array with Enhanced Taper Draw Ratio As described herein, a multichannel optical coupler array comprises a set of individual insulated optical fibers and an optical device having at least one optical channel. A low-loss coupling can be provided between the two. This can allow for relatively large separations between individual optical fibers (e.g. lateral separation) and relatively small separations between optical channels at the device interface (e.g. lateral separation). . Large separations (e.g., lateral separations) can be important when standard jacketed fibers are utilized, and it is important to maintain an inter-fiber spacing of at least 250 micrometers, which is the diameter of a standard polymer jacket. may be preferred in various embodiments. An example of an optical device is a multi-core fiber with a core-to-core distance of 30 micrometers. A multichannel optical coupler array that couples standard jacketed fibers to multicore fibers may have a draw ratio of 250/30, for example. Various implementations of multi-channel optical coupler arrays may utilize one or more vanishing core waveguides, such as those described herein. In various embodiments, any of the multichannel optical coupler arrays described herein provide a significant reduction in channel spacing between the undrawn end and the drawn end of the coupler array. (e.g., the drawn end can have a significantly smaller channel spacing compared to the undrawn end). To achieve this goal, the example refractive index profile of the vanishing core waveguide shown in FIG. 16 can be modified as shown in FIG. 17. The refractive index transition between N-1 and N-2 can have a function N(r), where r is the lateral distance from the inner vanishing core center, and the second derivative d 2 N (r)/dr 2 . A smooth N(r) profile that may have a positive mean of the second derivative d 2 N(r)/dr 2 may be desirable in many cases. In some cases, the smooth N(r) profile from N-2 to N-1 can be a relatively gentle slope followed by a steep slope. In some cases, approximating the N(r) profile with a step function (e.g., with at least one step approximating a smooth function with a positive mean of the second derivative), as shown in FIGS. 18-20 This may have practical advantages. Depending on the manufacturing parameters and application requirements of the fugitive core fiber, this step function can have one or more steps, for example, as shown in FIGS. 18, 19, and 20, respectively. There may be 1, 2, and 3 steps located between steps N-1 and N-2. One or more steps can have an index of refraction less than N-1 and greater than N-2. In various designs, vanishing core waveguides with refractive index profiles can be fabricated using chemical vapor deposition (CVD). In various embodiments, one or more steps may correspond to different physical regions of the waveguide, e.g., an annular region having a different refractive index than regions having refractive indices of N-1 and N-2. can. In some cases, one or more steps may have a refractive index that decreases with distance from the center of the waveguide, e.g., a step closer to the center of the waveguide may have a higher index of refraction than another step farther from the center. I can do it. If some of the corner points of the step function lie above or below a smooth N(r) profile with a positive mean d 2 N(r)/dr 2 of the second derivative, as shown in Fig. 19 There is.
ある実施態様では、テーパの絞り比を大きくすることで、第２端における導波路伝搬を、消失コア導波路のクラッドと共通のハウジング構造との間のインターフェイスの品質に対してより敏感にすることができる。高いドロー比は、クラッドの厚さを減少させることができ、その結果、伝搬する光波のエバネッセントテールがハウジング構造まで伸びる。結合器アレイの融着品質を向上させるために、ハウジング構造の断面（例えば、消失コア導波路と共通ハウジング構造の孔との間）に凹形状の隙間を意図的に導入することが望ましい場合がある。凹形状の間隙を有するハウジング構造は、例えば、テーパリング前の消失性コア導波路を有する円形状の孔にロッドを追加することによって、または、図２１に示すように、適切な大きさの要素を融合することによってハウジング構造全体を作製することによって、作成することができる。横方向寸法（例えば半径）が異なる円形断面（例えば円筒形状）を有するロッドまたは要素を、例えば特定の実施態様において使用することができる。凹形状の間隙の場合、例えば、理想的にはいくつかの実施態様において消失コア導波路の周囲に対称的に位置する、明確に定義された最接近点が存在し得、ここで融合が最初に開始される。これは、凹形状の間隙を作らない円形または他の孔形状の場合とは対照的であり、融着が任意の点で制御不能に開始される可能性があり、第２の端部に近い構造内に空隙または気泡が生じる可能性がある。様々な設計において、結合器ハウジング構造の複数の凸部が１つ以上の孔を形成することができる。隣接するロッドまたは要素が一緒になって、そのような複数の凸面を作り出すことができる。このような凸面の配置
により、例えば図２１および図２２に示すように、１つまたは複数の消失性コア導波路、非円形の孔（例えば、凹形状の間隙を有する）を形成することができる。
In some embodiments, increasing the aperture ratio of the taper makes the waveguide propagation at the second end more sensitive to the quality of the interface between the cladding of the vanishing core waveguide and the common housing structure. I can do it. A high draw ratio can reduce the cladding thickness so that the evanescent tail of the propagating light wave extends to the housing structure. To improve the bonding quality of the coupler array, it may be desirable to intentionally introduce a concave gap in the cross section of the housing structure (e.g. between the vanishing core waveguide and the hole of the common housing structure). be. A housing structure with a concave gap can be constructed, for example, by adding a rod to a circular hole with a fugitive core waveguide before tapering, or by adding an appropriately sized element, as shown in FIG. The entire housing structure can be created by fusing the . Rods or elements having circular cross-sections (eg, cylindrical shapes) with different lateral dimensions (eg, radii) can be used, for example, in certain embodiments. In the case of a concave gap, for example, there may be a well-defined point of closest approach, ideally located symmetrically around the vanishing core waveguide in some embodiments, where fusion first occurs. will be started on. This is in contrast to the case of circular or other hole shapes that do not create a concave gap, where fusion can start uncontrollably at any point, and close to the second end. Possible voids or bubbles within the structure. In various designs, multiple protrusions on the coupler housing structure can form one or more holes. Adjacent rods or elements together can create such multiple convexities. Such a convex arrangement can form one or more evanescent core waveguides, non-circular holes (e.g., with concave shaped gaps), as shown in FIGS. 21 and 22, for example. .
図２１は、光結合器アレイの第１の端部に近接した空のハウジング構造２１００の構成例を示す断面図の概略図である。断面図は、光結合器アレイの長手方向または長さに直交している。図２１に示すように、隣接するロッド２１１０は、結合器ハウジング構造の凸部２１２０を形成することができ、これにより、１つ以上の非円形の孔２１３０（例えば、凹形状の孔）を形成することができる。図２２に示すように、孔の１つ以上は、結合器ハウジング構造２１００と導波路２１４０との間に間隙２１５０を形成する少なくとも１つの長手方向導波路２１４０（例えば、消失コア導波路）を含むことができる。 FIG. 21 is a cross-sectional schematic diagram illustrating an example configuration of an empty housing structure 2100 proximate a first end of an optocoupler array. The cross-sectional view is perpendicular to the longitudinal direction or length of the optical coupler array. As shown in FIG. 21, adjacent rods 2110 can form a convex portion 2120 of the coupler housing structure, thereby forming one or more non-circular holes 2130 (e.g., concave-shaped holes). can do. As shown in FIG. 22, one or more of the holes include at least one longitudinal waveguide 2140 (e.g., a vanishing core waveguide) forming a gap 2150 between the coupler housing structure 2100 and the waveguide 2140. be able to.
図２３は、光結合器アレイの第１の端部に近接した位置における空のハウジング構造２３００の別の例示的な構成の断面図の概略図である。図２３に示すように、孔２３３０の１つ以上は、結合器ハウジング構造の凸部２３２０内の（例えば、囲まれた）チューブ２３３５によって形成することができる。いくつかの実施態様では、チューブ２３３５は細いチューブであり得る。様々な実施態様において、チューブは、導波路直径の１～９０％の肉厚、例えば、導波路直径の１％、２％、３％、４％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％など、またはこれらの値のいずれかによって形成される任意の範囲、例えば、導波路直径の１～５０％、５～５０％、１０～５０％、１～４０％、５～４０％、１０～４０％、１～３０％、５～３０％、１０～３０％などを有することができる。様々な実施態様において、チューブは導波路直径の１００．１～１２０％の内径、例えば、導波路直径の１００．１％、１００．２％、１００．３％、１００．４％、１００．５％、１０１％、１０２％、１０３％、１０４％、１０５％、１１０％、１１５％、１２０％など、またはこれらの値のいずれかによって形成される任意の範囲、例えば、導波路直径の１００．１－１０５％、１００．１－１１０％、１００．１－１１５％、１００．５－１０５％、１００．５－１１０％、１００．５－１１５％、１００．５－１２０％、１０１－１０５％、１０１－１１０％、１０１－１１５％、１０１－１２０％など。様々な実施態様において、チューブは、内径に壁厚の２倍を加えた外径を有することができる。様々な実施態様において、チューブは、導波路直径の１０２．１～３００％、例えば１０２．１％、１０２．２％、１０２．３％、１０２．４％、１０２．５％、１０３％、１０４％、１０５％、１１０％、１２０％、１３０％、１４０％、１５０％、１６０％、１７０％、１８０％、１９０％、２００％、２２５％、２５０％、２７５％、３００％などの外径、またはこれらの値のいずれかによって形成される任意の範囲、例えば、１０２．１－１５０％、１０２．１－１７０％、１０２．１－２００％、１０２．１－２５０％、１０５－１５０％、１０５－１７０％、１０５－２００％、１０５－２５０％、１０５－３００％、１１０－１５０％、１１０－１７０％、１１０－２００％、１１０－２５０％、１１０－３００％、１２０－１５０％、１２０－１７０％、１２０－２００％、１２０－２５０％、１２０－３００％、１３０－１５０％、１３０－１７０％、１３０－２００％、１３０－２５０％、１３０－３００％など。他の設計も可能である。場合によっては、チューブ２３３５をロッドと同じ材料で作ることもできる。図２４に示すように、孔の１つ以上は、結合器ハウジング構造と導波路２３４０との間に隙間２３５０を形成する少なくとも１つの長手方向導波路２３４０（例えば、消失コア導波路）を含むことができる。 FIG. 23 is a schematic illustration of a cross-sectional view of another exemplary configuration of an empty housing structure 2300 at a location proximate a first end of an optical coupler array. As shown in FIG. 23, one or more of the holes 2330 can be formed by a tube 2335 within (eg, surrounded by) a protrusion 2320 of the coupler housing structure. In some embodiments, tube 2335 can be a narrow tube. In various embodiments, the tube has a wall thickness of 1% to 90% of the waveguide diameter, such as 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 10%, 15%, 20% of the waveguide diameter. , 25%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, etc., or any range formed by any of these values, e.g. 1 to 50% of the waveguide diameter. %, 5-50%, 10-50%, 1-40%, 5-40%, 10-40%, 1-30%, 5-30%, 10-30%, etc. In various embodiments, the tube has an inner diameter of 100.1% to 120% of the waveguide diameter, such as 100.1%, 100.2%, 100.3%, 100.4%, 100.5% of the waveguide diameter. %, 101%, 102%, 103%, 104%, 105%, 110%, 115%, 120%, etc., or any range formed by any of these values, e.g., 100% of the waveguide diameter. 1-105%, 100.1-110%, 100.1-115%, 100.5-105%, 100.5-110%, 100.5-115%, 100.5-120%, 101-105 %, 101-110%, 101-115%, 101-120%, etc. In various embodiments, the tube can have an outer diameter that is the inner diameter plus twice the wall thickness. In various embodiments, the tube is 102.1% to 300% of the waveguide diameter, such as 102.1%, 102.2%, 102.3%, 102.4%, 102.5%, 103%, 104 %, 105%, 110%, 120%, 130%, 140%, 150%, 160%, 170%, 180%, 190%, 200%, 225%, 250%, 275%, 300%, etc. outer diameter , or any range formed by any of these values, such as 102.1-150%, 102.1-170%, 102.1-200%, 102.1-250%, 105-150% , 105-170%, 105-200%, 105-250%, 105-300%, 110-150%, 110-170%, 110-200%, 110-250%, 110-300%, 120-150% , 120-170%, 120-200%, 120-250%, 120-300%, 130-150%, 130-170%, 130-200%, 130-250%, 130-300%, etc. Other designs are also possible. In some cases, tube 2335 can be made of the same material as the rod. As shown in FIG. 24, one or more of the holes include at least one longitudinal waveguide 2340 (e.g., a vanishing core waveguide) forming a gap 2350 between the coupler housing structure and the waveguide 2340. I can do it.
良好に制御された融合は、増加したテーパードロー比デバイスと通常のテーパードロー比デバイスの両方に有益である。ボイド／気泡が減少した構造、および／または、ボイドのない構造、および／または、気泡のない構造を作製することにより、導波路の微小曲げを減少および／または最小化することができ、損失、波長依存損失、偏波依存損失、および、チャネル間クロストークの減少に関する改善につながる。多くの場合、これらは結合器の性能にとって最も重要なパラメータとなる。 Well-controlled fusion is beneficial for both increased and regular tapered draw ratio devices. By creating structures with reduced voids/bubbles and/or void-free structures and/or bubble-free structures, waveguide microbending can be reduced and/or minimized, resulting in losses, This leads to improvements in reducing wavelength-dependent loss, polarization-dependent loss, and inter-channel crosstalk. These are often the most important parameters for coupler performance.
このように、その好ましい実施形態に適用される本発明の基本的な新規な特徴が示され、説明され、指摘されてきたが、図示された装置および方法の形態および詳細、ならびにそれらの動作における様々な省略および置換ならびに変更が、本発明の精神から逸脱することなく当業者によってなされ得ることが理解されるであろう。例えば、同じ結果を達成するために実質的に同じ方法で実質的に同じ機能を実行するそれらの要素および／または方法ステップのすべての組み合わせが本発明の範囲内であることが明示的に意図されている。したがって、添付の特許請求の範囲によって示されるようにのみ限定されることが意図される。 Having thus shown, described and pointed out the essential novel features of the invention as applied to its preferred embodiments, the form and details of the illustrated apparatus and method, and their operation, have been It will be understood that various omissions and substitutions and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the invention. For example, it is expressly intended that all combinations of those elements and/or method steps that perform substantially the same function in substantially the same way to achieve the same result are within the scope of the invention. ing. It is the intention, therefore, to be limited only as indicated by the scope of the claims appended hereto.
Claims (9)
前記複数の光ファイバと光学的に結合するように動作可能な第１の端部と、前記光学デバイスと光学的に結合するように動作可能な第２の端部とを有する細長い光学素子と、
共通の単一結合器ハウジング構造と、
複数の縦方向導波路と、を備え
前記複数の縦方向導波路は、各々が所定のモードフィールドプロファイルの少なくとも１つの光学モードのための容量を有し、各々が前記第２の端部に近接して前記共通の単一ハウジング構造に埋め込まれ、前記複数の縦方向導波路の少なくとも１つは消失コア導波路であり、
各々の前記少なくとも１つの消失コア導波路は、内側消失コアと、外側コアと、外側クラッドと、を備え、
前記内側消失コアは、内側消失コア中心を有し、第１の屈折率（Ｎ－ｌ）を有し、前記第１の端部において第１の内側コアサイズ（ＩＣＳ－Ｉ）を有し、前記第２の端部において第２の内側コアサイズ（ＩＣＳ－２）を有し、
前記外側コアは、前記内側コアを長手方向に取り囲み、第２の屈折率（Ｎ－２）を有し、前記第１の端部において第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）を有し、前記第２の端部において第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）を有し、
前記外側クラッドは、前記外側コアを長手方向に取り囲み、第３の屈折率（Ｎ－３）を有し、前記第１の端部において第１のクラッドサイズを有し、前記第２の端部において第２のクラッドサイズを有し、
前記共通の単一結合器ハウジング構造は、前記複数の長手方向導波路を取り囲む第４の屈折率（Ｎ－４）を有する横方向に連続した媒体を備え、前記第１、第２、第３および第４の屈折率（各々、Ｎ－１、Ｎ－２、Ｎ－３およびＮ－４）の間の所定の相対的な大きさの関係が、以下の大きさの関係（Ｎ－１＞Ｎ－２＞Ｎ－３）からなり、Ｎ－１とＮ－２との間の屈折率遷移は、関数Ｎ（ｒ）を有し、ここで、ｒは、前記内側消失コア中心からの横方向距離であり、その二次関数は、ｄ２Ｎ（ｒ）／ｄｒ２であり、
前記共通単一結合器ハウジング構造の前記媒体の総体積は、前記共通単一結合器ハウジング構造の全ての前記消失コア導波路の内側コアおよび前記外側コアの総体積よりも大きく、前記第１の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－Ｉ）および前記第１の外側コアサイズ（ＯＣＳ－Ｉ）は、所定の縮小プロファイルにしたがって、前記光学素子に沿って、前記第１の端部および前記第２の端部の間で、前記第２の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－２）および前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）に到達するまで、同時に徐々に縮小され、
前記関数Ｎ（ｒ）は、前記第２の導関数の正の平均を有する平滑関数であるか、または前記関数Ｎ（ｒ）は、前記第２の導関数の正の平均を有する平滑関数に近似する少なくとも１つのステップを有するステップ関数であり、
前記第２の内側消失コアサイズ（ＩＣＳ－２）は、それを通して光を導くのに不十分であるように選択され、前記第２の外側コアサイズ（ＯＣＳ－２）は、少なくとも１つの光学モードを導くのに十分であるように選択され、
前記第１の端部から前記第２の端部に向かう光は、前記内側消失コアから前記第２端に近接する前記対応する外側コアに逃げ、前記第２の端部から前記第１の端部に向かう光は、前記外側コアから前記第１の端部に近接する前記対応する内側消失コアに移動し、
前記第１の端部に近接した前記共通の単一の結合器ハウジング構造は、少なくとも１つの孔を有する横方向に連続した構造からなる断面構成を有し、前記少なくとも１つの孔は、前記複数の縦方向導波路の少なくとも１つを含み、前記結合器ハウジング構造と前記複数の縦方向導波路の少なくとも１つとの間に間隙を形成する、マルチチャンネル光結合器アレイ。 A multichannel optical coupler array for optically coupling a plurality of optical fibers to an optical device, the array comprising:
an elongate optical element having a first end operable to optically couple with the plurality of optical fibers and a second end operable to optically couple with the optical device;
common single coupler housing structure;
a plurality of longitudinal waveguides, each having a capacity for at least one optical mode of a predetermined mode field profile and each proximate to the second end. embedded in said common unitary housing structure, at least one of said plurality of longitudinal waveguides being a vanishing core waveguide;
Each of the at least one vanishing core waveguide comprises an inner vanishing core, an outer core, and an outer cladding;
the inner vanishing core has an inner vanishing core center, a first index of refraction (N−1), and a first inner core size (ICS-I) at the first end; having a second inner core size (ICS-2) at the second end;
the outer core longitudinally surrounds the inner core, has a second refractive index (N-2), and has a first outer core size (OCS-I) at the first end; having a second outer core size (OCS-2) at the second end;
The outer cladding longitudinally surrounds the outer core, has a third refractive index (N-3), has a first cladding size at the first end, and has a first cladding size at the second end. having a second cladding size at
The common single coupler housing structure comprises a laterally continuous medium having a fourth index of refraction (N-4) surrounding the plurality of longitudinal waveguides, and the first, second and third and the fourth index of refraction (N-1, N-2, N-3 and N-4, respectively) is the following magnitude relationship (N-1>N-2>N-3), and the refractive index transition between N-1 and N-2 has a function N(r), where r is the lateral distance from the inner vanishing core center. is the directional distance, and its quadratic function is d 2 N(r)/dr 2 ,
the total volume of the medium of the common single coupler housing structure is greater than the total volume of the inner core and the outer core of all of the vanishing core waveguides of the common single coupler housing structure; The inner vanishing core size (ICS-I) and the first outer core size (OCS-I) are arranged at the first end and the second end along the optical element according to a predetermined reduction profile. gradually reduced simultaneously between sections until reaching said second inner vanishing core size (ICS-2) and said second outer core size (OCS-2);
The function N(r) is a smooth function with a positive mean of the second derivative, or the function N(r) is a smooth function with a positive mean of the second derivative. is a step function with at least one step of approximation;
The second inner vanishing core size (ICS-2) is selected to be insufficient to guide light therethrough, and the second outer core size (OCS-2) is selected to be insufficient to guide light through at least one optical mode. selected to be sufficient to guide the
Light directed from the first end to the second end escapes from the inner vanishing core to the corresponding outer core adjacent to the second end, and from the second end to the first end. light directed toward the portion travels from the outer core to the corresponding inner vanishing core proximate the first end;
The common unitary coupler housing structure proximate the first end has a cross-sectional configuration of a laterally continuous structure having at least one aperture, the at least one aperture extending from the plurality of a multi-channel optical coupler array including at least one longitudinal waveguide of the plurality of longitudinal waveguides forming a gap between the coupler housing structure and at least one of the plurality of longitudinal waveguides.
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