JPH02248905A - 光ファイバー結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はレーザー光線を点光源から光ファイバーへ結合
する装置に関する。

［従来の技術］ 単一モード光ファイバーの中へ固体レーザー光線を効率
よく結合することが今や六層重要な問題になっている。

固体レーザーは１、光の全発数角度が約２０ないし４０
度の波長域が１ミクロンの赤外線出力光を通常発生する
。単一モード光ファイバーへの有効な結合を得るには、
この広い光の発散角度を普通は５°より少ない角度に狭
める必要がある。光通信においては、伝送される光信号
の速度分散を除去するか少なくとも減少させるために、
単一モード光ファイバーの使用が不可欠である。もし、
分散が起る場合には１通信の使用バンド幅が非常に限定
され、そのことは、非常に望ましぐないことである。

［発明が解決しようとする課題］ 固体レーザー光線を単一モード光ファイバーに有効に結
合する種々の装置が今までに提案され、かつ試みられて
いる。その多くは有効であることが実証済みである。し
かしながら、既に得られた結合係数の最良値は約５０％
とされている。殆どの結合装置には、光ファイバーのコ
アにレーザー光線を集光するために単一レンズか対のレ
ンズまたはグリシ（ＧＲＩＮ）レンズが組込まれている
。４倍ないし７倍という拡大のためにレンズの射出開口
角は実用限度まで低減する。レンズは普通、直径が約１
ｍｍ以下の小型のものである。

この寸法のレンズの製造は形状が単純でない限りは困難
である。単レンズと二重レンズの結合器の設計のいずれ
にも小球が通常用いられる。凹面や非球面を有する小さ
いレンズの製造は困難であって高価になる。凹レンズや
非球面レンズは収差補正用に用いられる。特に球レンズ
を用いる際、高い結合効率を得るために克服すべき最重
要課題は３次の球面収差である０球レンズのみの２レン
ズ共焦点結合器の設計によって球面収差は幾分か減少し
、報告上では最高と思われる効率が得られている。しか
し、これらの効率でも比較的低く思われ、したがって改
善の余地がある。

［課題を解決するための手段］ 第１の光軸な有する単一モード光ファイバーに光源を結
合する、本発明による光学的結合装置は、平らな表面と
球状の表面とを有する半球レンズを含んでいる。このレ
ンズは平らな表面に垂直な第２の光軸を有する０球レン
ズは所定の光軸をと光ファイバーとの間に間隔を保たれ
ている球レンズを位置決めするため手段が用いられてい
る。

レンズは、光源からの光を集束して光ファイバーに受光
させるように、光源と光ファイバーに対してその寸法と
間隔が決められていて、第１．第２および所定の軸はレ
ンズと実質的に光軸合わせされている。

［実施例］ 第１図には、サファイヤ製が好ましい半球レンズ１０と
球レンズ１２からなる２レンズ系の設計が図示されてお
り、この設計は球面収差を一層減少させ、更にレーザー
ダイオードのような発光デバイス１６から単一モード光
ファイバーへの結合効率を幾何学の法則に従ってかなり
改善する。レンズ１０および１２、光ファイバー１４、
発光デバイス１６は結合構造！８によって支持されてい
る。この結合構造Ｉ８の設計がどうかは本発明にとって
は重要ではなく、本書記載のようなレンズ１０．１２、
光ファイバー１４、発光デバイス＋６を支持しかつ光軸
な合せる、最新技術によるいかなる支持構造を用いても
よい。

第１２ａ図において、点光源！２２からの光線１２０は
球レンズ１２１の表面１２４へ角度γで入射する。

この光はその後レンズ１２１により屈折して光線１２６
になり、更に表面１２４ａで同じ角度γで屈折して光線
１２８になる。レンズ１２４は光軸１３０をもつ０図に
はただ１本の光線Ｉ２０シか描かれてはいないが、この
光線は光線＋２０が代表する光の円錐中の光束からなっ
ており、各光線は表面１２４に入射する。

光の円錐の最も外側にある光線１２０が、表面＋２４へ
の接線にごく接近した領域で表面！２４に入射する場合
には、角度γにより鋭角に（小さく）なる、接線をなす
光線が屈折して球の中に入らないことは明らかであるが
、これに隣接する光線は入る筈である。しかし、これら
の隣接光線の入射角は比較的小さい、光源！２２から発
する光線の円錐状包絡面の周辺光の比較的小さい角度に
よって生ずる一つの問題を本発明者は知っている。この
光線は球レンズに普通に起こる収差によって歪曲し易い
、この収差はこの光線を軸１３０に平行なアラインメン
トから外れた方向へ屈折させる。この場合、この光線は
共通の焦点へ集束しないような方向にレンズによって屈
折させられがちである。

屈折歪曲によって生ずるのこの収差は光源１２２から焦
点１３２への光の結合効率を低下しがちである。

例えば、光線１３４が接点に近い表面１２４に入射する
と仮定する。光線！３４は光線１３６．１３８で示すよ
うに屈折し、焦点１３２において光線！３４の分のエネ
ルギー損失を生ずる。したがって球レンズを用いると、
光源１２２から発生する比較的広角の光線はかなりの部
分が歪曲され損失しがちである。

結合効率を幾分か高めようとして２球レンズ系が用いら
れて来た。しかし、本書の導入部分で述べたように、効
率がかなり改善されるものではない。

第１２ｂ図において半球レンズ１５１には平らな表面！
５０と球状の表面！５２とがある０点光源＋５４は表面
！５０に角度αで入射する光線１５６を発する。

表面１５Ｇへの光線１５６の入射角αは、レンズの球状
の表面１５２から屈折して出る光線１５１１の角度α１
に等しい、材料の屈折率が空気と異なることによって、
半球を通って伝わる光線１６０は幾分曲げられる。光線
１５８が発散するように光線１６０も点光源１５４から
見て発散する傾向がある。屈折角ａ、のために半球レン
ズ１５１の光軸１６２に平行な線に対する光線１５８の
相対角度βは例えばＩＯ＠より小さく、普通およそ５＠
である。光源１５４から出て表面１５Ｇへ入射する光の
包絡面は屈折後に角度βに相当する発散角度を呈する。

角度ａが増すほど角度βも増す。

球レンズと半球レンズのレンズ併用の−要点は、結合効
率を高めるためにはできるだけ高い屈折率を有する材料
で製作すべきであるということである。第１図の発光デ
バイス１６のような発光装置から生ずる包絡面は、約±
２４°という比較的広い範囲の射出角を有する。レンズ
材料の屈折率を比較的高くすることによって、低屈折率
の材料の場合に比べて比較的大きいレンズを所定の光源
と所定の発散角の包絡面に対して用いることができる０
例えばサファイヤは屈折率ｎが１．７であるのに対し、
ガラスの普通の屈折率ｎは１．５である。

したがって、所定のレーザーダイオード用の所定の装置
にガラスを用い、サファイヤレンズと同じ結合効率を得
るにはより小さいレンズにする必要がある。しかし、レ
ンズが小さくなると収差と歪曲が増しがちである。レン
ズの媒体を通過する光線はその媒体によって幾分平行な
進路へ屈折し実質的に平行化された光線を形成するので
、球レンズと半球レンズのレンズの併用が望ましい、こ
れらのレンズは、非球面レンズや凹レンズよりは費用も
安上りである。光線が球レンズから周囲の空気媒体へ屈
折しては入ると、その後は焦点へ集束する。

例えば波長１．１ミクロンの赤外領域で発光するレーザ
ーを用いる場合、光を単一モードだけで伝送するコア径
１０ミクロンの光ファイバーを用いるのが普通の方法で
ある。これより太い、例えば径が２０ミクロン以上のコ
アは、例えばデータ伝送率が比較的高い場合には多重モ
ードで光を伝送し、そのために光を歪曲させがちである
。直径１０ミクロンの受信用光ファイバーは、そのサイ
ズが比較的小さいので、レンズ結合系からの鋭い集光作
用が必要になる。普通に用いられる球レンズの球面収差
のために、前記範囲内の結合効率は所望値以下である０
球レンズの収差は近軸光像を生じ、この像においては球
レンズから出る様々な光線が光軸上に沿うばらばらの位
置にばらばらの見掛は上の焦点を生じながら光軸と交差
する。特に光ファイバーが１０ミクロンという小径であ
ることを思えば、球レンズから出る総ての光線が共通の
焦点に集束することが理想であるが、近軸光像ではさら
に光線を結合するときの損失と結合効率の低下を招く、
第１２ａ図に示す球レンズに関して前述したように、入
射光線の周辺の光線の比較的鋭角な入射角は、近軸光像
の両端間の距離を増し、結合効率のより一層の低下につ
ながる。

第１２ｂ図に図示されているように、光線が半球レンズ
を射出する際には扇状に広がる傾向がある。このような
広がりは光結合装置には普通は望ましくないと考えられ
る。従来の知識では、レンズは光線をできるだけ光軸近
くに保つべきものとされる。近く保てば、受光用光ファ
イバーの焦点への集束が強められると考えられる。した
がって、従来の知識によれば、第１２ｂ図の光線１５１
１のような光線の広がりは、所望の集束を得るための光
結合装置の要件に反する。しかし、本発明によって、共
通の軸上に共軸的に並べられた半球レンズと球レンズと
の組み合わせを用いれば、点光源、例えばレーザーダイ
オードから単一モード光ファイバーへの結合効率がかな
り向上する。

レンズの寸法と間隔を最適なものにするのには、最新技
術による幾何光学の方程式で表わされる状態を組込んだ
レンズ設計用コンピュータープログラムを用いるという
ことが言える。このプログラムには、全（１／ｅ）パワ
ー角（レーザーの接合面に垂直な平面内のビームの角度
）が４０°のガウスレーザー用の幾何光学的追跡計算が
含まれている０球レンズの共通焦点設計の最良のもので
回折効果を考慮に入れない場合の結合効率が５７％であ
るのに対し、本発明の光結合装置を用いたときには結合
効率が６７％に改善されるということをこの追跡計算が
示している。

２つのサファイヤレンズの光学的透過係数すなわち反射
損失は約２７％であり、各表面の損失は約６．９％であ
る。したがって、伝送される殆ど総ての光が単一モード
光ファイバーのコアに入る。前記のコンピュータープロ
グラムを用いた幾何光学的近似計算では、サファイヤ表
面の一層の反射防止被膜によって９４％の結合効率が得
られるものと思われている。これと対照的に、球レンズ
の共焦点設計の最良のものは、材料にサファイヤとガラ
スを用いたものである。この組み合わせは、反射防止被
膜が無い場合には、収差も回折も考慮に入れないで反射
損失のみに起因する最高約７８％の透過を持ちつる。２
個の球レンズを用い、その両レンズに反射防止被膜を施
せば、結合効率を５７％ないし７９％の範囲に改善する
ことができる。

これらの値はレンズの回折効果を考慮してはいない、従
来技術の結合装置の２個の球灰↓ンズや本発明の半球レ
ンズおよび球レンズを組込むと、回折効果が結合効率を
約５％ないし１０％低下させる。しかし球レンズに組合
わせた半球レンズを用いると、波面の歪みの減少によっ
て回折を考慮に入れた場合結合率は改善される。

１例として、第２図にはいずれにも反射防止被膜が無い
半径０．３ｍｍの半球レンズ２０と半径１．１４２ｍｍ
の球レンズ２２が図示されている。２つのレンズの２つ
の球面の間の間隔は０．２ｍｍである。レンズ２０と２
２の光軸は共通である。レンズ２０の平らな面は共軸に
光軸合せされている光軸に垂直である。

コア直径が１０ミクロンの単一モード光ファイバー２４
が点光源２６から距離２だけ隔てられている１点光源２
６と焦点３６の間の光線２８は、前に概説した、コンピ
ュータープログラムによる幾何光学的計算で得られた光
線に相当する。この光線は標準的な幾何光学計算による
光トレースが描かれるコンピューター駆動のプロッター
上でプロットされる。全部で１２本の光線のプロットの
ために、光線は±２４度の範囲で４度のステップでプロ
ットされている１図示のように、光線２８は領域３０に
於いて幾分か発散している。しかし球レンズ２２中の光
線３２は幾分か発散はしてはいるが平行光線に非常に近
い、レンズ２２によって屈折された光線３４は、光ファ
イバー２４によって受光されるための焦点に集束する。

第３図には、光ファイバーの種々な直径に対する第９図
のレンズの結合効率のプロットが示されている。レーザ
ー光線の広がり角が±２４＠で、レーザの傾きがＯａの
とき、レンズ間隔は０．２０ｍｍになる。レーザーの傾
きとは光軸に対するレーザーの出射光の傾斜のことであ
る０例えば曲線３０１は結合効率をプロットしたもので
ある。この結合効率は単一モード光ファイバーの直径に
関してプロットされている。各曲線の近くにある数値は
点光源から光ファイバーまでの距離２を示している。前
述の波長の赤外レーザーダイオードに理想的に適する、
広く用いられていて望ましい、径が１０ミクロンの光フ
ァイバーに対してサファイヤのレンズを用い図のように
寸法が決められた第２図の２レンズ系を使用した場合の
結合効率は、図示のレンズ寸法に対する最適Ｚ距離５．
０Ｉｍｍにおいて６７％である。この値は従来技術によ
る２球レンズ系の結合効率約５７％と対比される。

この結合効率は、直径２０ミクロンの光ファイバーでは
いくらか向上するが、この２０ミクロン径の光ファイバ
ーは多重モード伝送であるために、１０ミクロンの光フ
ァイバーはど適当ではない、レンズ結合装置からの受光
用の径１０ミクロンの光ファイバーを用いての最適Ｚ距
離は、図の曲線３０１が示す５．０Ｉｍｍである１曲線
３００は光ファイバー受光器が光源から５．１１ｍｍの
２距離に置かれた場合の結合効率を示す、直径１０ミク
ロンの光ファイバーでは結合効率は５０％より幾分下回
る０曲線３０２．３０３．３０４は、異なる２距離に対
する結合効率の他のプロットを示す、直径１０ミクロン
の光ファイバーに対する結合効率はかなり低下する。し
かし、光ファイバーの直径が増すにつれて、焦点に於け
る光線の集束度がより高いという理由で、結合効率は他
のファイバーに対しては増加する０例えば曲線３０４は
光ファイバーを点光源から４．８１ａｕａの所に置いた
ときの結合効率のプロットを示し、この場合は直径が少
なくとも３０ミクロンの光ファイバーが最大の結合効率
を持つ。

第４図には、半球レンズ４０１に対する球レンズ４００
の隔たりが、第２図の実施例の場合の０．２０ｍｍに比
べてより小さい約０．０５０ｍｍである意思外は第２図
の配置に幾分似ている第２の例が示されている。第３図
のプロットを作成するのに用いたのと同じプログラムを
用いた第５図のプロットは、曲線５００の２距離５．３
０ｍｍ（この条件での最適Ｚ距離）では、１０ミクロン
の光ファイバーへの結合効率もまた６７％である。この
プロットは、球レンズと半球レンズ双方の球状表面間の
相対間隔は厳密を要しないということを示している。

第６図は半球レンズ６００の平らな表面６０１がこの２
つのレンズの光軸に対して傾いていることを図示してい
る。この傾斜は１球レンズ６０２の光軸６０４上に心合
わせされでいる半球レンズ６００の平らな面の中心に関
して１０ｏの傾斜角が示されている。しかしこの焦点６
０６は、Ｘの正方向へ０．０？６４履ｍずれてし）る、
このずれは、これにしたがって受信用光ファイバーの位
置を調整するという配慮がされている。

第７図には、５．１５ｍｍの２距離と１０ミクロンの光
ファイバーに対しては、その結合効率が６５％であるこ
とが図示されている。このように、光ファイバーを光軸
６０４上からいくらか移動させているけれども、球レン
ズに対して半球レンズを傾けたことは第２図と第４図の
実施例の結合効率に顕著な低下を生じてはいない６曲線
７００は点光源から５．１５ａ＋ｍのＺ距離に離した受
光用ファイバーの結合効率を表している。第７図の他の
曲線には様々な間隔（Ｚ距離）が示されていて、この中
で径１０ミクロンの光ファイバーが結合効率の低下を生
じている。

第８図は半球レンズ８００と球レンズ８０２が、点光源
８０８に関して共にＸ方向８０４へ移動させられている
第３の実施例を示す、Ｘ方向の移動量は十０．０５０ｍ
ｍである。投射光線８０５の光軸は上の方へ傾いている
。焦点８１Ｇは所定方向に光軸合わせされた光軸８０６
からＸ方向の距離０．３３ｍｍだけ離されている。

第８図の配置に対応する第９図のプロットは、点光源か
ら、レンズ８００．８０２の組み合わせの焦点８１０ま
での最適距離Ｚが５．１６ｍｍであることを示している
。この場合、光ファイバーは軸８０６から０、３３ｎ＋
ｍのＸ方向距離だけずらされている。第９図の他の曲線
は、この寸法の受光ファイバーに対してははっきり低下
した結合効率を示している０例えば曲線９０２は、１０
ミクロンの光ファイバーが点光源から５．２６ｍｍｆｉ
されると結合効率は約３５％になることを図示している
１図で分かるように、２０ミクロンの光ファイバーは５
．２６ｍｍの距離で６０％を超える結合効率を有し、径
３０ミクロンの光ファイバーは５．０６ａｍの距離で６
０％を超える結合効率を生ずる。

第１Ｏ図は４番目の実施例であって、光軸１００に対し
て１０°傾斜させられかつｏ、　ｏｓｏ關のＸ方向距離
だけ移動させられている半球レンズを図示している。第
１＋図は第１Ｏ図の構成に対するプロットを示すもので
、この第１＋図には、点光源から光ファイバーへの最適
距離、４５５ａ鵬を表している曲線■２は、光ファイバ
ー直径が１０ミクロンの場合に結合効率が６２％である
ことを示している。百雷するが、２個のレンズの他の物
理的配置のプロットを示す他の図についてもそうである
ように、光ファイバーの直径を増しつつ点光源から光フ
ァイバーまでの距離を、結合効率を最適にするように変
えれば結合効率は向上する。第２ないし１１図が示すこ
とがらは、結合効率のはっきりした低下なしに２つのレ
ンズのミスアラインメントに対する許容範囲は広いとい
うことである。事実、球レンズの半径を総て１．１４２
ｍｍに、半球レンズの半径を総て０．３ｍｍにした所定
レンズ寸法での前記の各場合においては、結合効率の低
下はあるものの、レンズの物理的ミスアラインメントに
もかかわらず、結合効率を最適化することができる。

球レンズと半球レンズだけを用いて横収差を完全に打ち
消すことはかなり困難である。しかし３次の計算を用い
て、球レンズと半球レンズの組み合わせの最適仕様を表
１に示している。

第１表において、第１行の右端の数字は点光源から半球
レンズの平らな面までの距離を表す、　１０ミクロンの
光ファイバーコアへ最良のエネルギー結合が得られる距
離は、近軸光の像に対するその距離と同じではない、近
軸光の像は物体から更に０、１８１ｍｍ遠方にある。３
次の横球面収差が２０°において１４．７ミクロンであ
る。この値は２球レンズ系の共焦点設計の場合の２２．
２ｍｍという値と対比することができる。第１図のレン
ズを用いれば、３次程度の球面収差のかなりの減少が得
られる。

本発明に含まれる原理は、屈折力（ｐｏｖｅｒ）を２つ
のレンズの間に分け（第１のレンズによって中間的に虚
像が作られる）、かつ光線をできるだけ光軸に近付ける
ため比較的高い屈折率の材料を用いることを含んでいる
。これらの２つの原理は、前述したように半球レンズか
らの光線が広がるという理由で、明らかに矛盾するよう
に思われる。

球レンズ、半球レンズ、その半径、および点光源の発散
角度に対比したそれらの間隔を用いる本発明のレンズ系
の構成の、結果として得られる最適化は、包含される種
々の要因の妥協結果を表している。レンズの物理的寸法
は球面収差と近軸倍率に直接比例する。したがって、レ
ンズとその間隔の寸法はできるだけ最小の値を採るべき
であり、倍率は単一モードの結合を劣化しない範囲でで
きるだけ低くされなければならない。

−船釣に、ここで開示したような半球レンズと球レンズ
の併用によって、光学系の構成はレンズ間の間隔には比
較的鈍感になり、かつ種々の不整合に対するトレランス
が比較的大きい結合効率が与えられる０本書に示す寸法
は実験結果に基づいているが、レンズの各パラメータは
特許請求の範囲内にあるように意図されており、また図
中に記入されている特定数値は例示のためのものであっ
てこれに制限を受けるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例による光ファイバー結合装置
の断面図、第２．４，６，８．１０図は第１図の光ファ
イバー結合装置の実施例を用いた種々のレンズ構成を説
明する図、第３．５，７゜９．１１図はそれぞれ第２．
４，８，８．１０図の実施例を説明する線図であって、
かつ結合レンズに反射防止被膜を施されていない場合の
受光用光ファイバーの径に対する相対結合効率を示しそ
れぞれ前記実施例に対応する線図、第１２ａ図と第１２
ｂ図は本発明の原理の一部を説明するのに有用な図であ
る。 １０・・・・半球レンズ １４・・・・光ファイバー １６・・・・（発光）デバイス １８・・・・結合構造 ２２・・・・球レンズ ２６・・・・点光源 ３０・・・・領域 ３４・・・・光線 １００・・・光軸 ＋２１・・・球レンズ １２４・・・表面 ＋２６・・・光線 １３０・・・光軸 １２・・・・球レンズ ２０・・・・半球レンズ ２４・・・・光ファイバー ２８・・・・光線 ３２・・・・光線 ３６・・・・焦点 １２０・・・光線 ＋２２・・・点光源 １２４ａ・・表面 １２８・・・光線 １３２・・・焦点 】３４・・・光線 ＋３８・・・光線 ＋５１・・・半球レンズ １５４・・・点光源 １５８・・・光線 １６２・・・光軸 ３０１・・・曲線 ３０３・・・曲線 ４００・・・球レンズ ５００・・・曲線 ６０１・・・表面 ６０４・・・光軸 ７００・・・曲線 ８０２・・・球レンズ ８０５・・・光線 ８０８・・・点光源 ９０２・・・曲線 １３８・・・光線 ！５０・・・表面 １５２・・・表面 ＋５６・・・光線 ！６０・・・光線 ３００・・・曲線 ３０２・・・曲線 ３０４・・・曲線 ４０１・・・半球レンズ ６００・・・半球レンズ ６０２・・・球レンズ ６０Ｇ・・・焦点 ８００・・・半球レンズ ８０４・・・Ｘ方向 ８０６・・・光軸 ８１０・・・焦点 、６− Ｆｉｇ、　４ Ｆ勾・５ 九　７ｒイ　ハ１− 径 ０い１） Ｆｉｇ、　６ Ｆｉｇ、　８ Ｆｉｇ、　９ 九７アイ八〇− ｑ４　（ｐｈ） Ｆｉｇ、　１０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の光軸を有する単一モード光伝送ファイバーへ
   の点光源を実質的に結合させる光学的結合装置であって
   、 平らな表面と球状の表面とを有し、前記平らな表面に垂
   直な第２の光軸を有する半球レンズと、 所定の光軸を有する球レンズと、 前記光源に向かい合う前記平らな表面を位置決めし、か
   つ前記半球レンズの球状表面と光ファイバーとの間に間
   隔を保って球レンズを位置決めするため手段を有し、 前記第１と第２および所定の軸は前記点光源と実質的に
   一列に配列され、前記レンズは、前記光源からの光を光
   ファイバーに受光させるために集束するように、前記光
   源と光ファイバーに対するその寸法と間隔が決められる
   光ファイバー結合装置。 ２、前記半球レンズは、前記点光源から射出される光を
   発散する光線に形成するように寸法が定められており、
   前記球レンズは、前記発散する光線をほぼ前記第１の軸
   上で前記球レンズから距離を置いた焦点領域へ再び集光
   するように前記半球レンズに関して相対的な大きさが定
   められている、請求項１に記載の光ファイバー結合装置
   。 ３、前記レンズ上の反射防止皮膜を更に含む、請求項１
   に記載の光ファイバー結合装置。 ４、前記レンズの各々がサファイヤからなる、請求項１
   に記載の光ファイバー結合装置。 ５、前記光ファイバーが直径が約１０μｍのコアを有し
   、前記半球レンズが約０．３ｍｍの半径を有し、前記球
   レンズが約１．１４０ｍｍの半径を有する、請求項１に
   記載の光ファイバー結合装置。 ６、前記レンズ間の間隔が約０．０５０ないし０．５０
   ｍｍである、請求項５に記載の光ファイバー結合装置。 ７、前記球レンズから距離を隔てられた前記光ファイバ
   ーを前記球レンズの焦点に位置決めする手段を更に含む
   、請求項５に記載の光ファイバー結合装置。 ８、前記光ファイバーへの前記点光源の間隔が約４．５
   ないし５．５ｍｍである、請求項７に記載の光ファイバ
   ー結合装置。 ９、ハウジングと、 第１の光軸を有する単一モード光ファイバーを前記ハウ
   ジングに固定する手段と、 前記第１の軸に実質的に光軸合わせされている第２の光
   軸上に光を射出する半導体レーザー装置を前記ハウジン
   グへ固定する手段と、 前記装置に向き合う平らな表面と前記レー ザー装置の光軸に光軸合わせされていてこの平らな面に
   垂直な光軸とを有し、かつハウジングに固定されている
   半球レンズと、 半球レンズと光ファイバーとの間に前記ハウジングに固
   定されていて、前記光ファイバーと半球レンズとの軸に
   関して実質的に対称に配置されている球レンズを有し、 前記レーザー装置から前記半球レンズまでの間隔、前記
   半球レンズから前記球レンズへの間隔、前記球レンズか
   ら光ファイバーまでの間隔、および各レンズそれぞれの
   半径が、前記レンズ装置からの光を前記光ファイバーの
   受光位置に実質的に集束するようにそれらの大きさが定
   められている光ファイバー結合装置。 １０、前記球レンズが、前記半球レンズの半径の約３な
   いし４倍の半径を有する、請求項９に記載の光ファイバ
   ー結合装置。 １１、前記レーザー装置から前記光ファイバーへの光の
   結合効率が、前記レンズに反射防止被膜を用いない場合
   に約６０％より大きくなるように、半球レンズの大きさ
   が定められかつ球レンズから間隔を置かれている、請求
   項９に記載の光ファイバー結合装置。