(57)【要約】【課題】　光ファイバカプラの、光源と光ファイバとの間のアライメント公差を緩和する。【解決手段】　レーザー１１０から出射される光は、２つの焦点距離を有する２焦点レンズ１２０によって、その一部が第１の焦点面ＤＩ１に、残りが第２の焦点面ＤＩ２に集光するように導かれる。その結果、２焦点レンズ１２０を透過した光は、空間１５０の中で均一に広がった光束となる。光ファイバ１３０の入射面が、この空間１５０の中に位置するようにアライメントされる限り、光ファイバ１３０の入射面のアライメント位置が軸方向にずれていても、軸方向と直交する横方向にずれていても、安定した強度の光が光ファイバ１３０の中に導かれるので、アライメント公差が緩和される。【選択図】　　図１
2004070339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　光源と、
　前記光源からの光を入射可能な入射面を備える光ファイバと、
　前記光源からの光を成形するべく配置され、前記入射面を収容する空間を形成するべく前記空間内に前記光源からの光を均一に広げる光学系と、
　を有することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、光ファイバカプラに関する。
【背景技術】
【０００２】
　シングルモード光ファイバは、ファイバの光軸に対して小さな角度で光を伝播する。しかしながら、光ファイバ上で伝播する光信号を供給する端面発光型半導体レーザーなどの光源は、シングルモード光ファイバに効率よく導くのが困難なほど角度が大きい発光パターン（ビーム・アングル）を有していることが多い。端面発光型半導体レーザーの光を光ファイバに導くための従来技術によるソリューションとしては、直接的な「突き当て接続（ｂｕｔｔ−ｃｏｕｐｌｉｎｇ）」と、レンズによってレーザー光をファイバの入射面に集光する方法とがある。
【０００３】
　まず、突き当て接続の場合には、余分な光学機器を介在させず、光ファイバの光入射面をレーザー出力の開口部に（或いは、その近傍に）配置することが必要であり、この方法では、レーザーパワーのごく一部しか利用できないことが多い（通常、１０％未満）。又、突き当て接続の場合には、レーザーとファイバ間の小さな相対的な動き（即ち、ミスアライメント）に対する許容度が小さく、コア直径が約９μｍのシングルモードファイバの場合には、１μｍ程度の相対的な動きによって結合パワーの量（伝達効率）が大きく変動する。
【０００４】
　一方、レーザーと光ファイバの間にレンズを配置すれば、レーザー光をファイバコア上に集光し、取得するレーザーパワーの割合を大きくすることができる。設定倍率を大きくすれば、レンズはレーザーからの大きな角度（ビーム・アングル）を有する光の照射パターンを小さな角度（ビーム・アングル）の照射パターン（光ファイバに略１００％導かれるもの）に変換することが可能である。しかしながら、このような高倍率の結像システムは、レーザー、レンズ、及び光ファイバの相対的なミスアライメントの影響を受け易い。例えば、倍率を５倍に設定した場合には、レーザーとレンズの横方向（光軸に直交する方向）の距離Ｙのシフト（即ち、ミスアライメント）によって結像光は５Ｙだけシフトし、レーザーとレンズの軸方向の距離Ｚのずれ（即ち、ミスアライメント）により、結像光は２５Ｚだけずれることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　このようにシングルモード光ファイバ用の光ファイバカプラはミスアライメントに対して高い感度を有しており、従来、レーザー、レンズ、及びファイバを３つのすべての軸に沿って１μｍ未満の精度でアライメントすることが必要とされている。更に、一貫性のある（安定してばらつきの無い）十分なパワーの結合を維持するためには、光ファイバカプラの組立、取り付け、及び使用の際に発生するであろう振動や、光ファイバカプラの構成要素及びパッケージの熱膨張によらず、光ファイバカプラ内の正確なアライメントを維持しなければならない。必要とされるこのアライメントの精度を実現して維持するためには時間がかかり、作業に要する費用も大きなものになる。従って、大量に低コストで製造するべく、アライメント誤差の許容値が大きく、且つ高水準で一貫性のある（個体差等のばらつきが少ない、あるいは安定した）パワー結合（伝達）効率を提供する接続方法及び構造が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
　本発明の一態様によれば、光ファイバカプラは、光のパワーを単一の像面内に集束させずに、一定の空間（Ｖｏｌｕｍｅ）内に光のパワーを分散させる２焦点レンズなどの光学素子又は光学系を含んでいる。このパワー分布は、小さな角度（ビーム・アングル）を有すると共に空間全体にわたって略均一に分布しており、この結果、光ファイバの動き（即ち、ミスアライメント）を許容しつつ、レーザーパワーを光ファイバに導くのに十分な一貫性があって好適な効率を得ることができる。この結果、高価なコンポーネントや高精度のアライメント機器なしに、シングルモードファイバトランスミッタの製造が可能となる。このパワー分散結合システムは、突き当て接続によるソリューションと比べて高い効率と大きなアライメント誤差の許容値の両方を提供可能である。又、レンズを使用する従来の光接続システムと比べても、アライメント公差を大幅に改善することができ、その場合の結合（伝達）効率の低下も最良のケースと比べて許容可能なレベル内にある。
【０００７】
　本発明の一実施例は、光源と、光ファイバと、光源からの光を結像（集光）するべく配置された光学系と、を含む装置である。光源は、放射光の分布角度が大きい端面発光型半導体レーザーやその他の装置であってよい。この光分布の角度の広がり（ビーム・アングル）を光学系によって減少させるが、その際に、光源からの光を単一の像面上に集光させるのではなく空間内に分散（分布）させる。
【０００８】
　光学系の一例としては、回折レンズが含まれ、光源から出射された光の第１の部分（例：半分）用の第１焦点と、光源からの光の第２の部分（例：残りの半分）用の第２焦点を有している。光ファイバの入射面は、２焦点レンズで形成される２つの像面の間に位置している。そして、２つの像面に挟まれた空間内のパワー密度が略一定であるために、パワー結合（伝達）効率がミスアライメントの影響を受けにくい。更に、２焦点又はマルチ焦点光学系によって光分布の視角度（ビーム・アングル）が減少するため、開口数（Ｎ．Ａ．）の小さなシングルモード光ファイバに対しても許容可能な結合（伝達）効率が提供される。
【０００９】
　本装置は、単一の光チャンネル、或いは同一構造のものが集積された複数の光チャンネルに対して緩和されたアライメント公差を提供することができる。従って、チャンネルごとに個別にアライメントできないマルチチャンネル光トランスミッタで、理想的なアライメントを個々に対してすることが難しい複数のチャンネルに対しても高い結合（伝達）効率を提供することができる。
【００１０】
　本発明の別の実施例は、光を光ファイバに導き入れる方法である。この方法は、通常、幅、高さ、奥行きそれぞれの方向の寸法が光ファイバのアライメント精度（アライメント位置のばらつき範囲）よりも大きな空間内に光を広げる段階を含んでいる。この光を広げる段階は、空間の各断面において略均一な光の照度を提供する２焦点光学素子を使用して実行することができる。２焦点レンズを使用する場合には、上記空間は、２焦点レンズの第１像面と第２像面との間に延在している。光ファイバの入射面は、この空間内であればどこにでも配置可能であり、この空間内に配置される限り、一貫性のある（ばらつきの少ない、あるいは安定した）許容可能なレベルの結合（伝達）効率を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
　本発明の一態様によれば、光カプラは、レーザー光を小さな角度分布（ビーム・アングル）を有するものに変換する光学系を有し、この角度分布によればレーザー光は空間内で均一に分布している。この空間の寸法は、光ファイバの入射面のサイズよりも大きく、光ファイバの入射面がこの空間内に位置していれば、光ファイバに導かれる光パワーの量は常に略同一である。空間を拡大し、横方向（光軸方向に直交する方向）に拡張して横方向の動き（即ち、アライメント誤差）に対する公差を緩和したり、或いは光軸方向に長くしたりして光軸方向の動き（即ち、アライメント誤差）に対する公差を緩和することができる。一実施例においては、この空間には断面が円形の円筒形の部分が含まれており、この結果、光ファイバの入射面は円筒形の部分内にあれば結合（伝達）効率の大幅な変動をきたすことなくどこにでも移動することができる。
【００１２】
　２焦点レンズにより、レーザーから出射される光を所望の像空間を有する分布に変換することができる。この２焦点レンズとしては、入射光の半分を第１像面に集光させると共に、入射光の残りの半分を第２像面に集光させるものが好ましい。倍率が高くなるように設定して使用すれば、それぞれの像面で集光した光の分布の角度（ビーム・アングル）が減少する。通常、レーザー光の半分は、ファイバ入射面の前方で集光し、レーザーパワー（レーザー光）の残りの半分は、ファイバ入射面の後方で集光する。従って、２つの像面の間においては、レーザー光の半分は、前方の像面から徐々に拡大（発散）し（従って、徐々に暗くなり）、レーザー光の残りの半分は、第２の像面に向かって徐々に集束している（従って、徐々に明るくなっている）。この結果、２つの像面間に形成される円筒型空間内のすべての位置において、光ファイバに対して均一な又は一定のパワーで結合する（レーザー光をファイバ入射面に導く）ことが可能となる。尚、この円筒形の空間の直径、長さ、及びパワー密度は、ビームの開口数（Ｎ．Ａ．）と２焦点レンズで形成される２つの焦点間の距離によって制御される。
【００１３】
　尚、以下の説明で参照する各図面において、類似又は同一の要素を同一の参照符号で示している。図１は、本発明の実施例による光カプラ１００のブロックダイアグラムである。光カプラ１００は、光源１１０、レンズ素子１２０、及び光ファイバ１３０を含んでいる。尚、この光カプラ１００には、従来の光トランスミッタに使用されているものなどのマウント又はパッケージ構造も含まれている（図示されていない）。このマウントにより、後述するように、光源１１０、レンズ要素１２０、及び光ファイバ１３０を適切な向きに保持し、位置決めする。光カプラに適するいくつかの既存のマウント又はパッケージ構造の例としては、「半導体レーザー源からの光ビームをシングルモードの光導波路又はファイバと光学的に接続する光カプラ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｏｕｐｌｅｒ　Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ　Ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ａ　Ｌｉｇｈｔ　Ｂｅａｍ　ｏｆ　ａ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｌａｓｅｒ　Ｓｏｕｒｃｅ　ｗｉｔｈ　ａ　Ｓｉｎｇｌｅ　Ｍｏｄｅ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ　ｏｒ　Ｆｉｂｅｒ）」という名称の米国特許第６，１１２，００２号の明細書、「光カプラとその製造方法（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｏｕｐｌｅｒ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　Ｉｔ）」という名称の米国特許第６，１１２，００１号の明細書、及び「光カプラ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｏｕｐｌｅｒ）」という名称の米国特許第５，６８０，４９３号の明細書に開示されている。但し、本発明の実施例は、アライメント公差を緩和して、従来の光カプラやトランスミッタに要求された安定性や精度を有しないようなマウント又はパッケージシステムを使用することが可能であるため、光源１１０、レンズ素子１２０、及び光ファイバ１３０を保持するために用いる光カプラ１００の構造は、本発明にとって重要なものではない。
【００１４】
　光源１１０は、通常、放射光の分布角度が比較的大き端面発光型半導体レーザーなどの装置であるが、垂直空洞面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）などのその他の発光装置も使用可能である。更には、光源１１０は、遠隔地のレーザーやその他の光源から光を導く光ファイバや導波路（図示せず）であってもよい。
【００１５】
　図１のレンズ素子１２０は、回折２焦点レンズである。単一の焦点を有する回折レンズ素子の製造技法と構造については周知であり、それらは２焦点回折レンズ１２０にも使用することができる。図１に示されているように、回折レンズ１２０は、２焦点レンズを作成するのに必要な形状に形成された（又は、パターン化された）１つの面を有している。尚、回折レンズは、これ以外にも、反対側の面に形状を形成したり、或いは入射光を所望の像面上に回折させるべく作用する開口部を有する不透明なパターンを形成することによって作成することもできる。更に回折レンズのその他の構造としては、電気的にプログラム可能なパターンを有する空間変調器、屈折率分布の傾斜パターンを有するようにドーピングされた基板、又は回折及び屈折機能の組み合わせを有する構造を備えたものが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００１６】
　図２は、単色光に対して単一の焦点距離ｆ１を有する従来の回折レンズ２００の表面形状を部分的に示している。具体的には、回折レンズ２００は、回折レンズ２００に平行光束として入射する単色光の回折によって入射光の一部が回折レンズ２００の焦点距離ｆ１において集光するよう、間隔と形状が選択されたリッジ部２１０を有している。一般的に、リッジ部２１０の高さと形状を調節し、焦点距離ｆ１において集光される入射光のパーセンテージと、集光されることなく回折レンズ２００を通過する光のパーセンテージとを設定することができる。
【００１７】
　図３は、２つの焦点距離ｆ１及びｆ２を提供するリッジ部３１０を有する面を備えた２焦点回折レンズ３００の表面形状を部分的に示している。２焦点回折レンズ３００の設計プロセスは、焦点距離ｆ１を有する一般的な回折レンズ２００の表面形状を定義する第１位相関数を決定することから始まる。回折レンズ設計用の従来技法を使用することができる。特に、アプライド・オプティクス・リサーチ社（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｏｐｔｉｃｓ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，　Ｉｎｃ．）のＧＬＡＤやエムエム・リサーチ社（ＭＭ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，　Ｉｎｃ．）のＤＩＦＦＲＡＣＴなどの市販ソフトウェアを使用すれば、回折素子の位相関数を分析することができる。同様に第２位相関数も生成されるが、この第２位相関数は、第１位相関数と組み合わされたときに、その組み合わせが第２の焦点距離ｆ２を有する回折レンズを提供するようになっている。その後、入射光の一定のパーセンテージ（例：５０％）を集光させると共に入射光の残り（例：５０％）をそのまま通過させる部分的に有効な回折レンズを提供するべく、第２位相関数をスケーリングする。そして、第１位相関数とスケーリングされた第２位相関数を組み合わせ、最終的な２焦点レンズ設計が行われる。
【００１８】
　従来のフォトリソグラフィによるエッチング技法によれば、基板をエッチングし、２焦点回折レンズを形成する所望の表面形状を形成、或いは近似することができる。図１の光カプラ１００の実施例においては、光源１１０は、波長が約１３１０ｎｍの光を生成し、レンズ素子１２０は、この１３１０ｎｍの光に対して透明なシリコンから形成されている。尚、シリコン基板を正確にエッチングする方法は集積回路の製造分野において周知であり、必要に応じて、複数段の段階形状を使用して所望の傾斜形状を近似することができる。
【００１９】
　図４は、光ファイバ１３０と２焦点レンズ１２０と間の、軸方向距離ＤＦの関数として、図１の光カプラ１００のパワー分布と結合（伝達）効率を示している。例としては、２焦点レンズ１２０は、約７００μｍの第１焦点距離ｆ１と１４００μｍの第２焦点距離ｆ２を有している。光源１１０は、２焦点レンズ１２０に対して約２００μｍの物体距離ＤＯに位置している。この構成により、約５倍の平均倍率と、それに対応して両像面における光の角度分布（ビーム・アングル）の減少が達成できる。
【００２０】
　図４の空間１５０は、許容不能な結合（伝達）効率の変動を引き起こすことなく、光ファイバ１３０の入射面を配置可能な位置の範囲を表している。この空間１５０内では、光のパワー分布４１０は、前方と後方の像面の位置ＤＩ１及びＤＩ２（図１参照）でシャープに集光された状態と、前方と後方の像面間で広がった状態との間で変化している。図４のパワー分布４１０は、少なくとも光ファイバ１３０への最小限の所望のパワー結合が提供されるしきい値レベルを上回る光の放射照度を含む断面領域を表している。又、好都合なことに、回折レンズ１２０は、楕円形の分布形状を有するパワー分布４１０の程度が光源１１０のオリジナルの光分布と比べて軽度になるよう、光分布のひずみをフィルタ処理（即ち、除去）する。従って、回折レンズ１２０は、光の楕円形形状の分布を生成する傾向がある端面発光型半導体レーザーなどの光源によって発生する結合（伝達）効率の変動をも軽減している。
【００２１】
　図示されている光軸に沿った分布４１０の直径は、光ファイバ１３０の横方向の（即ち、光軸からずれる方向の）ミスアライメント又は動きに対する許容値を示している。更に、プロット４２０上のエラーバー（誤差指示線）４２２は、光ファイバ１３０を軸方向の様々な位置に配置した場合の±５μｍの横方向のシフトが結合（伝達）効率に与える影響の大きさを示している。本実施例では、光の分布４１０の強度は、軸方向に沿う２つの焦点間の範囲４２５において少なくとも２５μｍの直径の空間内でゆっくりとした変化を示している。
【００２２】
　このプロット４２０は、光ファイバ１３０の入射面の軸方向の位置が光軸上であって且つ範囲４２５内に存在していれば、結合（伝達）効率の変動が約２デシベル未満であることを示している。範囲４２５内の公称結合（伝達）効率は約１７％であり、従来の突き当て接続技法を使用した場合に実現可能な１０％未満の結合（伝達）効率と比べて改善されている。無論、この実施例における光カプラ１００の結合（伝達）効率は、光ファイバの入射面上に光をシャープに集束するレンズによって理論的に実現可能な略１００％のピーク結合（伝達）効率と比べれば低くなっている。しかしながら、単一のシャープな焦点の場合には、光ファイバの５μｍのミスアライメント（又は、シフト）によって結合（伝達）効率が大幅に低下する（例：−７ｄＢ）。それに比べ、２焦点レンズ１２０に対する光ファイバ１３０のアライメント公差は、従来の光カプラに許容される値の何倍にもなっており、本実施例の場合には、光ファイバ１３０の５μｍのミスアライメント（又は、シフト）による結合（伝達）効率の低下は、わずかに約−０．７ｄＢである。
【００２３】
　図５は、光源１１０のミスアライメントが図１に示す実施例光カプラ１００の結合（伝達）効率に与える変化を示している。この図５のプロット５１０は、光源１１０の軸方向のミスアライメントに対する結合（伝達）効率の依存性を示しており、エラーバー５２０は、光源１１０の軸方向の様々な位置でのファイバ１３０の５μｍの横方向のミスアライメントによって発生する結合（伝達）効率の変化を示している。
【００２４】
　光源１１０の位置がシフト（即ち、ミスアライメント）すると、通常、光カプラ１００の倍率に応じて空間１５０の位置にも拡大したシフトが発生する。倍率が５倍の場合には、光源１１０が光軸に対して距離Ｙだけ横方向にシフト（即ち、ミスアライメント）すると、空間１５０は約５Ｙの距離だけ横方向にシフトし、光源１１０が軸方向に距離Ｚだけシフト（又は、ミスアライメント）すると、空間１５０は軸方向に約２５Ｚの距離だけシフトする。この倍率においても、空間１５０の長さは、光源１１０の最大５μｍの軸方向のミスアライメントによる結合（伝達）効率の変化が約０．７ｄＢ未満になるようになっている。光ファイバ１３０を光源１１０の位置に対して横方向（光ファイバ１３０の光軸と直交する方向）にアライメントする能動的なアライメントプロセスによって光源１１０の横方向の位置の影響を除去することが可能であり、この結果、横方向のミスアライメントによる結合（伝達）効率の変動は光ファイバ１３０の横方向のアライメント精度によってのみ制限される。従って、能動的な横方向のアライメントプロセスにより、±５μｍものアライメント公差を設定しても結合（伝達）効率の変動は約０．７ｄＢ未満に収まる。
【００２５】
　このようにミスアライメント公差が緩和された結果、単純且つ大量の生産プロセスを使用した光カプラ１００の製造が可能となる。特に、光源１１０、レンズ素子１２０、及び光学素子１３０は、それぞれの要素１１０、１２０、及び１３０の相対的な位置を制御するためのアライメントマーク又はその他の可視標識を使用して機械的にアライメントすることができる。この機械的なアライメントの後に、能動的な微調整プロセスにより、光源１１０を作動させ、光ファイバ１３０上で伝播する観測光のパワーに基づいて光ファイバ１３０を横方向にアライメントする。本発明の実施例においては、この能動的なアライメントに要求される精度は、シングルモード光ファイバ用の従来の光カプラのアライメントに必要とされている±１μｍ以下に対して、±５μｍ以下にも拡げられる。更に、光ファイバ１３０の軸方向のアライメントについても、光ファイバに結合された光の放射照度を計測した後にこの計測値に従って光ファイバの軸方向の位置を調節するという時間のかかる能動的なプロセスが不要であり、視覚的な或いは機械的なアライメント技法のみによって実行可能である。
【００２６】
　図１に示す例においては、回折２焦点素子１２０を使用して、照射光の角度が狭められた分布と、光ファイバ１３０への均一なパワーの結合と、ミスアライメントに対する公差の緩和とを提供する所望の空間１５０を生成している。しかしながら、その他の光学素子によっても、同様に光源からの光を広げ、ミスアライメントの許容値を緩和することが可能であり、例えば、屈折２焦点又は多焦点レンズによって光源１１０からの光の放射照度を均一に広げることができる。屈折レンズには、例えば、焦点距離が異なる複数の輪帯状レンズによって取り囲まれた円形のレンズが含まれている。或いはこの代わりに、屈折レンズは、上半分及び下半分に分割したハーフレンズ、或いは（菓子の）パイを放射状に分割したパイピースのような形状（扇形）のレンズ片を組み合わせたものを含んでもよい。但し、様々なレンズセクションからのコヒーレント光間の干渉を考慮し、ミスアライメントの許容値を定義する空間内に許容不能な変動（即ち、明確な干渉の極大と極小）を生成する干渉現象を回避しなければならない。又、光源１１０から出射される光のパターンのサイズや形状の変動に結合（伝達）効率が依存しないように注意しなければならない。回折レンズの場合には、レンズセクションや領域ごとに異なる焦点を有してはおらず、すべての入射光を均等に広げる望ましい特性を有している。
【００２７】
　図６は、ハイブリッド回折／屈折素子６２０を有する光カプラ６００を示している。このハイブリッド回折／屈折素子６２０は、光源１１０からの光を空間１５０内に広げ、前述のように光ファイバ１３０に対するアライメント公差を拡大する。一実施例において、ハイブリッド回折／屈折レンズ６２０は、１つの焦点距離（例：ｆ２）用の曲面６２２を有する少なくとも１つの表面を備えている。更に、部分的に有効な回折レンズの回折機能６２４がハイブリッド回折／屈折レンズ６２０の１つ又は両方の表面に重ね合わせられている。その結果、この組み合わせが入射光の別個の部分に対して２つの焦点距離ｆ１及びｆ２を提供するようになっている。尚、この図６では、回折機能６２４が曲面６２２上に位置しているが、多くのその他の構成が可能であり、例えば、回折及び屈折面が互いに反対側に位置したり、或いは別個の素子である回折素子と屈折素子を組み合わせたりしてハイブリッド回折／屈折２焦点レンズを形成することも可能である。
【００２８】
　単一チャンネル光カプラ１００又は６００に示されているものなどの本発明の原理は、マルチチャンネル光トランスミッタ及びカプラに対しても有益である。図７は、本発明の一実施例によるマルチチャンネル光トランスミッタ７００を示している。この光トランスミッタ７００には、モノリシックダイ上に配置された複数の端面発光型半導体レーザー７１５を含む一体型アレイ７１０、複数の２焦点回折レンズ７２５を含む光ダイ７２０、及び複数の光ファイバ７３５を含むファイバアセンブリ７３０が含まれている。一体型アレイ７１０及び光ダイ７２０の製造に使用される半導体プロセス技法により、一体型アレイ７１０内のレーザー７１５と光ダイ７２０内の２焦点回折レンズ７２５の相対的な位置又はピッチが正確に制御される。或いはこの代わりに、アライメント公差が緩和されたことにより、モノリシックダイ上に複数のコンポーネントを配置するのに代えて、個別のダイを組み立ててマルチチャンネルトランスミッタを形成することも可能である。又、ファイバアセンブリ７３０用の代表的な構造として、Ｖ字型溝の中に光ファイバ７３５を取り付けるが、このＶ字型溝は、フォトリソグラフのパターニング及びエッチング或いは精密機械加工により、間隔を正確に制御して基板内に形成することができる。
【００２９】
　コンポーネント７１０、７２０、及び７３０のアライメントが各チャンネルに提供するのは最善でも平均的なアライメントであり、それぞれのチャンネルに含まれているレーザー７１５、回折２焦点レンズ７２５、及び光ファイバ７３５が最適にはアライメントされないため、複数のレーザー７１５、レンズ７２５、及び光ファイバ７３５をマルチチャンネル光トランスミッタ７００内に一体化すると、ミスアライメントが増大する。本発明の一態様によれば、この平均的なアライメントは１つ又は複数のチャンネルにとっては最適なものではないであろうが、アライメント公差を緩和可能な２焦点レンズ７２５を用いることにより、それぞれのチャンネルは一貫性のある（チャンネル間でばらつきの少ない、あるいは安定した）パワー結合を提供することができる。
【００３０】
　以上、特定の実施例を参照して本発明について説明したが、上述の説明は、本発明の一応用例に過ぎず、本発明を限定するものではない。特に、２焦点レンズを含む本発明の模範的な実施例について説明しているが、本発明のその他の実施例においては、３つ以上の焦点距離を備えるマルチ焦点光学系によって同様に光の放射照度を広げ、アライメント公差を緩和することができる。従って、開示した実施例の特徴の様々なその他の適合及び組み合わせも添付の請求項によって定義される本発明の範囲内である。
【００３１】
　なお、本発明は、例として以下の実施態様を含む。
［１］　光源（１１０）と、前記光源からの光を入射可能な入射面を備える光ファイバ（１３０）と、前記光源（１１０）からの光を成形するべく配置され、前記入射面を収容する空間（１５０）を形成するべく前記空間（１５０）内に前記光を均一に広げる光学系（１２０）とを有することを特徴とする装置。
［２］　前記光学系（１２０）は、前記光源（１１０）からの光の第１の部分用の第１焦点と前記光源（１１０）からの光の第２の部分用の第２焦点を備える多焦点レンズ（３００）を有することを特徴とする［１］記載の装置。
［３］　前記光学系（１２０）は、回折レンズ（３００）を有することを特徴とする［１］又は［２］に記載の装置。
［４］　前記光学系（１２０）は、ハイブリッド回折／屈折レンズを有することを特徴とする［１］又は［２］に記載の装置。
［５］　前記光ファイバ（１３０）は、シングルモード光ファイバであることを特徴とする［１］から［４］のいずれか一つに記載の装置。
［６］　第２光源（７１５）と、前記第２光源（７１５）からの光を入射可能な入射面を備える第２光ファイバ（７３５）と、前記第２光源（７１５）からの光を成形するべく配置され、前記第２光ファイバ（７３５）の入射面を収容する第２空間を形成するべく前記第２空間内に前記第２光源からの光を均一に広げる第２光学系（７２５）とを更に有することを特徴とする［１］から［５］のいずれか一つに記載の装置。
［７］　前記光学系（１２０）は、前記光源からの光の第１の部分を前記ファイバ（１３０）の入射面の前方に位置する第１像面上に集束させると共に、前記光の第２部分を前記ファイバ（１３０）の入射面の後方に位置する第２像面上に集束させることを特徴とする［１］から［６］のいずれか一つに記載の装置。
［８］　光を光ファイバ内に導く方法であって、前記光ファイバ（１３０）のアライメント精度を上回る寸法を備える空間（１５０）内に前記光を広げることにより、前記空間のそれぞれの断面において均一で一貫性のある光の放射照度を提供する段階と、前記空間内に前記光ファイバ（１３０）の入射面を配置する段階とを有することを特徴とする方法。
［９］　前記光を広げる段階は、前記光が２焦点レンズ（３００又は６２０）を通過するように導く段階を有することを特徴とする［８］に記載の方法。
［１０］　前記２焦点レンズ（３００）は回折レンズを有することを特徴とする［９］に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】２焦点回折素子を使用する本発明の実施例による光トランスミッタを示す図である。
【図２】回折レンズを部分的に示す透視図である。
【図３】本発明の実施例による２焦点回折レンズを部分的に示す透視図である。
【図４】図１の光トランスミッタの実施例における結合（伝達）効率と光ファイバの位置の関係を示す図である。
【図５】図１の光トランスミッタの実施例における結合（伝達）効率と光源の位置の関係を示しす図である。
【図６】ハイブリッド型回折／屈折素子を使用する本発明の実施の形態による光トランスミッタを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態によるマルチチャンネル光トランスミッタを示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１１０　光源
１２０　光学系
１３０　光ファイバ
１５０　空間
３００　多焦点レンズ
６２０　ハイブリッド回折／屈折レンズ
７１５　第２光源
７２５　第２光学系
７３５　第２光ファイバ
【図１】
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【図２】
2004070339.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004070339.tif 000006
【図５】
2004070339.tif 000007
【図６】
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【図７】
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