JPH1195154A - 自由空間光配線用光学レンズ装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光軸と直角な平面上での光源のアライメント
トレランスの増大を図ることのできる自由空間光配線用
光学レンズ装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 第１および第２の集光用レンズ（１１ａ
および１１ｂ）のビームスポット半径（ω₂=ω₄）を相
互に等しく設定することにより、この条件下で、第２の
集光用レンズでの所定の光量損失を与える光軸と直角な
平面上での該光軸からの前記光源のずれ量（β）と、光
源（ｓ）のビームウエスト半径（ω₁ ）との比例関係か
ら、所望のアライメントトレランス（β）を得るために
必要な光源のビームウエスト半径（ω₁ ）を決定し、こ
の決定されたビームウエスト半径（ω₁ ）および各設定
値にしたがって、光源（ｓ）、第１および第２の集光用
レンズ（１１ａおよび１１ｂ）および受光エレメント
（ｄ）を設計しかつ配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるオプトエ
レクトロニクスの回路の一部として使用するのに好適
な、ガウス光束を取り扱う自由空間光配線用光学レンズ
装置およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】オプトエレクトロニクス回路では、光の
持つ高帯域特性および光ビームによる集積度の有利性か
ら、例えば基板上のオプトエレクトロニクスチップモジ
ュール間の接続に、自由空間を媒体とする光線を用いて
配線する、いわゆる自由空間光配線用光学レンズ装置が
用いられている。

【０００３】このような光配線用光学レンズ装置では、
取り扱うガウス光束の直径およびレンズの直径等は、例
えば望遠レンズや光学顕微鏡のような通常の光学装置に
比較して、取り扱うガウス光束の波長に著しく近似す
る。そのため、光源となる例えば発光エレメントと受光
エレメントとの間に配置される一対の集光レンズから成
るコリメータのレンズ間距離が数センチに達すると、ガ
ウス光束の回折現象が顕著に現れて、種々の問題を引き
起こす。

【０００４】その１つとして、コリメータレンズでのコ
リメート光の発散がある。この発散問題の解消のため
に、マイクロ光学系では、第１および第２の集光レンズ
間に第１の集光レンズの結像点であるビームウエストが
位置するように、しかも第２の集光レンズがこのビーム
ウエストを等倍で受光エレメントに投影するように、両
集光レンズが配置されている。このレンズ配置によれ
ば、レンズ結合長の最大化を図ることにより、光源を等
倍で受光エレメントに投影することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな光配線用光学レンズ装置では、光源が光学レンズ装
置の光軸と直角な平面上で、例えば１〜２μｍを僅かに
越えるような微量なずれを生じると、その僅かなずれ
が、大きな問題となることから、光軸と直角な平面上で
の光源の配置上の誤差許容量を大きくする技術が要求さ
れていた。

【０００６】そこで、本発明の目的は、光軸と直角な平
面上での光源の配置上の許容誤差すなわちアライメント
トレランスの増大を図ることのできる自由空間光配線用
光学レンズ装置およびその製造方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の点を解
決するために、次の構成を採用する。 〈構成〉本願発明は、基本的には、ガウス光束を発する
光源と、該光源からのガウス光束を受ける受光エレメン
トと、光源および受光エレメント間に配置され、光源か
らのガウス光束を受ける第１の集光用レンズと、該集光
用レンズに対応して配置され、光源に対応する受光エレ
メントに、ガウス光束のビームウエストを投影する第２
の集光用レンズとを含む自由空間光配線用光学装置にお
いて、第１および第２の集光用レンズのビームスポット
半径を相互に等しく設定し、この条件下では、第２の集
光用レンズでの所定の光量損失を与える光軸と直角な平
面上での該光軸からの前記光源のずれ量と、光源のビー
ムウエスト半径との関係には、比例関係があることに着
目し、この比例関係から、所望のアライメントトレラン
スを得るために必要な光源のビームウエスト半径を決定
し、この決定されたビームウエスト半径および各設定値
にしたがって、光源、第１および第２の集光用レンズお
よび受光エレメントを設計しかつ配置することを特徴と
する。

【０００８】〈作用〉本発明によれば、第２の集光用レ
ンズでの所定の光量損失を与える光軸と直角な平面上で
の該光軸からの前記光源のずれ量と、前記光源のビーム
ウエスト半径との関係を予め求めておくことにより、比
較的大きなアライメントトレランスを得るに必要な光源
のビームウエスト半径が求められることから、所望のア
ライメントトレランスを与えるビームウエスト半径を満
足する光源を選択し、あるいは光源のビームウエスト半
径をその値に調整することにより、従来に比較して、ほ
ぼ２倍の５μｍを越えるアライメントトレランスを得る
ことができる。

【０００９】また、このアライメントトレランスの増大
に伴い、第１の集光用レンズのビームスポット径が減少
することから、多数組の第１および第２の集光用レンズ
の並列的な集合配置に関して、各集光用レンズの配置密
度すなわち光配線密度が高められる。

【００１０】この光配線密度の向上に反し、第１および
第２の集光用レンズに関するレンズ結合長が低減される
が、このレンズ結合長の減少を補償するために、第１お
よび第２の集光用レンズの間に、第１の集光用レンズに
よるガウス光束のビームウエストを等倍で第２の集光用
レンズの前方ビームウエスト位置に投影するリレーレン
ズ系を挿入することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。 〈具体例１〉図１は、本発明に係る自由空間光配線用光
学レンズ装置の具体例を模式的に示す。

【００１２】本発明に係る自由空間光配線用光学レンズ
装置１０は、例えば半導体レーザのような発光エレメン
トからなる光源ｓと、この光源たる発光エレメントｓか
らのガウス光束を受ける例えばフォトディテクタのよう
な受光エレメントｄとを含み、さらに、両エレメントｓ
およびｄ間の光信号の伝達のための１組の集光用レンズ
１１ａおよび１１ｂを含む。発光エレメントｓからのガ
ウス光束は、その光軸と直角な断面で見た光強度がガウ
ス分布に沿った、いわゆるガウシアンビームと呼ばれる
光線である。

【００１３】第１の集光用レンズ１１ａは、図１に示さ
れているように、発光エレメントｓからの光束を受ける
べく、該発光エレメントすなわち光源ｓに対応して配置
されている。また第２の集光用レンズ１１ｂは、第１の
集光用レンズ１１ａを経た発光エレメントｓからのガウ
ス光束を受けるように、該第１の集光用レンズに光軸を
一致して、これから所定の間隔を置いて配置されてい
る。

【００１４】図１に示す例では、第１および第２の集光
用レンズ１１ａおよび１１ｂは、それぞれ焦点距離ｆ₁
およびｆ₂ を有する凸状の形状レンズから成る。発光エ
レメントｓは、ビームウエスト半径がω₁ で示されるガ
ウス光束を第１の集光用レンズ１１ａに向けて照射す
る。このガウス光束により、発光エレメントｓから距離
Ｌ₁ を隔てて配置された第１の集光用レンズ１１ａに
は、ガウス光束のビームスポット半径がω₂ で示される
ビームスポットが形成される。第１の集光用レンズ１１
ａは、このガウス光束の入射により、距離Ｌ₂ を隔てた
後方に、ビームウエスト半径がω₃ で示される中間像
（ω₃ ）を投影する。

【００１５】この中間像（ω₃ ）は、この中間像（ω
₃ ）位置から後方へ距離Ｌ₃ を隔てて配置された第２の
集光用レンズ１１ｂに、ビームスポット半径がω₄ で示
されるビームスポットを形成する。その結果、第２の集
光用レンズ１１ｂは、該レンズから後方へ距離Ｌ₄ を隔
てた受光エレメントｄに、ビームウエスト半径がω₅ で
示される結像（ω₅ ）を投影する。

【００１６】第１および第２の集光用レンズ１１ａおよ
び１１ｂは、例えばエンボス法あるいはイオン交換法に
より形成されるレンズあるいは計算機ホログラム素子を
用いることができる。

【００１７】図１に示した光学装置１０についての光源
たる発光エレメントｓの前記光軸からのずれを検討する
に先立ち、光学装置１０に関する一般的な関係式につい
て、次ぎに説明する。

【００１８】光学装置１０に示すガウス光の振る舞いは
従来よく知られている。この光学装置１０における第１
の集光用レンズ１１ａと光源ｓとの距離Ｌ₁ 、第１の集
光用レンズ１１ａと中間像（ω₃ ）位置との距離Ｌ₂ 、
該中間像（ω₃）から第２の集光用レンズ１１ｂまでの
距離Ｌ₃ および該第２の集光用レンズ１１ｂから受光エ
レメントｄまでの距離Ｌ₄ は、ガウス光の波長λ、各ビ
ームウエスト半径ω₁ 、ω₃ 、ω₅ および各ビームスポ
ット半径ω₂ およびω₄ とを用いて、従来よく知られて
いるように、図２の式（１−１〜４）に示すとおり、表
すことができる。

【００１９】また、自由空間光配線では、２つの集光用
レンズ１１ａおよび１１ｂ間の結合長（Ｌ＝Ｌ₂ ＋Ｌ
₃ ）を最大化することが望まれている。この結合長Ｌを
最大化する条件は、従来よく知られているように、式
（１−２および３）を用い、結合長Ｌをω₃ の関数とし
て表し、ω₃ に関して偏微分することにより、求めるこ
とができる。このようにして求められた、結合長Ｌの最
大化条件が、図２の式（２）に示されている。

【００２０】この最大化された結合長Ｌを第１の集光用
レンズ１１ａおよび第２の集光用レンズ１１ｂのそれぞ
れのビームスポット半径ω₂ およびω₄ で表すと、最大
化結合長Ｌは、図２の式（３）で示される。

【００２１】また、各集光用レンズ１１ａおよび１１ｂ
のそれぞれの焦点距離ｆ₁ およびｆ₂ は、図２の式（４
−１〜２）に示されているとおり、表すことができる。

【００２２】ところで、光学装置１０における光源ｓの
前記光軸と直角な平面上での該光軸からのずれ量βと、
このずれ量βによって生じるであろう第２の集光用レン
ズ１１ｂでのビームスポット（ω₃ ）の軸ずれ量Δｘと
は、光源ｓから第２の集光用レンズ１１ｂまでの光線行
列を用いて、図３の式（５）に示されるとおり、関係付
けられる。

【００２３】ここでは、近軸条件が成り立つものとし、
式（５）では、第２の集光用レンズ１１ｂでの光束の角
度ずれΔθが示されているが、この角度ずれΔθは、軸
ずれ量Δｘに比較して、十分に小さいことから、実質的
に無視することができる。従って、式（５）を変形する
ことにより、第２の集光用レンズ１１ｂでのビームスポ
ット（ω₃ ）の軸ずれ量Δｘを、光源ｓの前記光軸と直
角な平面上での該光軸からのずれ量βの関数式が導き出
される。

【００２４】また、軸ずれ量Δｘが生じたときの第２の
集光用レンズ１１ｂの透過光量Ｐは、その軸ずれ量Δｘ
を考慮すると、図３の式（６）で表される。式（６）で
は、軸ずれ量Δｘが零のとき、透過光量Ｐが最大値であ
る１をとるように、この透過光量Ｐが正規化されてい
る。

【００２５】前記した式（１−１〜４）、式（２〜
３）、式（４−１〜２）および式（５〜６）の関係式が
導かれる光学装置１０の設計のために、光源ｓのビーム
ウエスト半径ω₁ と、第２の集光用レンズ１１ｂでの光
量損失を所定の値以下に抑制し得る光源ｓのアライメン
トトレランスとの関係を求める。

【００２６】この例では、光量損失の最大値すなわち光
量損失の許容量は、１２．５％と設定された。この値
は、矩形に配列された８個のレンズによる８本の平行な
光配線が配線では、１チャンネルあたりの漏れ光量が８
分の１（１２．５％）を越えると、正常な光通信が困難
になると考えられることから、導き出された。

【００２７】また、第１の集光用レンズ１１ａおよび第
２の集光用レンズ１１ｂの各開口は、光源ｓの軸ずれ量
βが零のときの光量損失を無視し得るように、一辺が４
ω₄の矩形であると仮定した。

【００２８】さらに、現実的な設計条件として、光源の
波長λは、１．３μｍが採用され、光源ｓから第１の集
光用レンズ１１ａまでの距離Ｌ₁ の値として、３３７μ
ｍが採用された。この３３７μｍの値は、次のような一
般的な事柄から、その一例として、導き出された。すな
わち、発光エレメントｓは、例えば厚さ１mmのシリコン
基板（屈折率ｎ＝３．４８）上に形成され、光源ｓから
の光は、このシリコン基板を透過して第１の集光用レン
ズ１１ａに至る。そのため、光源ｓと第１の集光用レン
ズ１１ａまでの距離Ｌ₁ は、シリコン基板の厚さ分に相
当するシリコン中の光の等価距離（シリコン基板の屈折
率を考慮すると自由空間中の距離２８７μｍに相当す
る。）と、フリップチップボンディング用バンプによる
間隔５０μｍとの和から導き出された。

【００２９】また、第１および第２のレンズ１１ａおよ
び１１ｂの面積効率の最大化を図るために、第１の集光
用レンズ１１ａのビームスポット半径ω₂ および第２の
集光用レンズ１１ｂのビームスポット半径ω₄ が相互に
等しく設定される。

【００３０】前記した条件下で、第２の集光用レンズで
の所定の光量損失を与える光軸と直角な平面上での該光
軸からの前記光源のずれ量βと、光源のビームウエスト
半径ω₁ との関係を求める。そのために、光源のビーム
ウエスト半径ω₁ をパラメータとして、既知の値Ｌ₁ を
基に、式（１−１）から第１の集光用レンズ１１ａのビ
ームスポット半径ω₂ を求め、さらに、このω₂ を基
に、ω₂ ＝ω₄ の条件より、式（２）から中間ビームウ
エスト半径ω₃ が求められる。

【００３１】これらの値を基に、式（４−１および２）
からパラメータω₁ に対応する第１の集光用レンズ１１
ａの焦点距離ｆ₁ および第２の集光用レンズ１１ｂの焦
点距離ｆ₂ が求められる。これらの値を用いて、前記し
たとおり式（５）の関係から、第２の集光用レンズ１１
ｂのビームスポット（ω₂ ）のずれ量Δｘを光源ｓの光
軸からのずれ量βの関数として表すことができる。

【００３２】光量損失の最大値すなわち光量損失の許容
量は、この例では、１２．５％と設定されることから、
光源ｓの前記光軸からのずれ量βの関数として表わされ
た式（５）の変形式で、光量Ｐとして、限界光量である
８７．５％を表す０．８７５の値が代入される。この値
の代入により、所定の光量損失を越えることのない、光
源ｓの誤差許容量であるアライメントトレランスβが、
パラメータω₁ に対応して算出される。

【００３３】図４は、その算出結果を示すグラフであ
る。図４のグラフの横軸は、パラメータとして選択され
た光源ｓのビームウエスト半径ω₁ （μｍ）を示し、そ
の縦軸はパラメータに対応して算出された光源ｓのアラ
イメントトレランスβ（μｍ）を表す。

【００３４】図４のグラフに示された特性線１Ａで示さ
れているように、第１の集光用レンズ１１ａのビームス
ポット半径ω₂ が第２の集光用レンズ１１ｂのビームス
ポット半径ω₄ に等しい条件下では、光源ｓのビームウ
エスト半径ω₁ と、光源ｓのアライメントトレランスβ
との間には、明確な比例関係が見られる。

【００３５】すなわち、図４のグラフによれば、光源ｓ
のビームウエスト半径ω₁ を選択することにより、その
値に対応した光源ｓのアライメントトレランスβ（μ
ｍ）を得ることができることを表す。また、光源ｓのビ
ームウエスト半径ω₁ は、光源となる発光エレメントの
選択あるいは光源の開口調整手段等を用いることによ
り、所望のビームウエスト半径ω₁ を得ることができ
る。

【００３６】従って、本発明によれば、図４に示された
グラフから光源ｓの所望のアライメントトレランスβを
実現できる光源ｓのビームウエスト半径ω₁ を決定し、
このビームウエスト半径ω₁ を含む前記した各値から、
前記各式に基づき両集光用レンズ１１ａおよび１１ｂを
含む各要素を設計し、当該各要素を所定の適正な関係で
配置することにより、図４のグラフから明らかなよう
に、従来に比較して大きな、例えば光源ｓのアライメン
トトレランスが６μｍを越える光学レンズ装置１０を得
ることができる。

【００３７】また、図５は、本発明に係る光学レンズ装
置１０における光源ｓのビームウエスト半径ω₁ と、第
１の集光用レンズ１１ａのビームスポット半径ω₂ およ
び光配線密度との関係を示すグラフである。図５のグラ
フでは、横軸にビームウエスト半径ω₁ （μｍ）が示さ
れ、左縦軸にビームスポット半径ω₂ （μｍ）が表さ
れ、両者の関係が特性曲線２Ａで示されている。また、
右縦軸に光配線密度（１／cm² ）が示され、この密度と
光源ｓのビームウエスト半径ω₁ との関係が特性曲線２
Ｂで示されている。

【００３８】特性曲線２Ａが全体的な右下がりの曲線で
あることから明らかなように、光源ｓのビームウエスト
半径ω₁ を拡大することにより、これに対応して第１の
集光用レンズ１１ａのビームスポット半径ω₂ が減少す
る。また、このビームスポット半径ω₂ の減少に伴い、
特性曲線２Ｂで示されるとおり、１／（４ω₂ ）² で定
義される光配線密度が増大する。従って、本発明によれ
ば、光源ｓのアライメントトレランスの増大に加えて、
配線密度の増大をも図ることができる。このため、本発
明は、パッケージ型光配線モジュールに極めて有効であ
る。

【００３９】ところで、本発明に係る光学レンズ装置１
０では、光源ｓのビームウエスト半径ω₁ と、結合長す
なわち光配線長Ｌとの間に、図６に示すような関係が生
じる。図６は、横軸が光源ｓのビームウエスト半径ω₁
（μｍ）を示し、縦軸が光配線長Ｌをを示すグラフであ
る。その特性曲線３Ａで明らかなように、光源ｓのビー
ムウエスト半径ω₁ の増大に伴い、光配線長Ｌが減少す
る結果となる。このことは、光源ｓの光軸からのずれ量
βの増大を図るために、光源ｓのビームウエスト半径ω
₁ の増大を図ると、この光源ｓのビームウエスト半径ω
₁ の増大に伴い、光配線長Ｌが減少することを意味す
る。

【００４０】〈具体例２〉そこで、この光源ｓのビーム
ウエスト半径ω₁ の増大に伴う光配線長Ｌの減少を補償
するために、図７に示すとおり、第１の集光用レンズ１
１ａと、第２の集光用レンズ１１ｂとの間に、リレーレ
ンズ系１２（１２ａおよび１２ｂ）を挿入することがで
きる。このリレーレンズ系１２が挿入された光学レンズ
装置は、図７に全体に符号１１０で示されており、具体
例１と同様な構成部分は、その参照符号と同一の参照符
号が付されている。

【００４１】リレーレンズ系１２は、それぞれが凸状の
形状レンズからなる第３および第４の集光用レンズ１２
ａおよび１２ｂで構成されており、両集光用レンズ１２
ａおよび１２ｂは、共焦条件を満たすべく、互いに等し
い焦点距離（ｆ＝Ｌ_r ）を有する。

【００４２】リレーレンズ系１２を構成する第３の集光
用レンズ１２ａは、第１の集光用レンズ１１ａの中間像
（ω₃ ）の位置から焦点距離Ｌ_r を隔てて配置されてい
る。また、第４の集光用レンズ１２ｂは、第３の集光用
レンズ１２ａからそれらの焦点距離の２倍の値である２
Ｌ_r を隔てて配置されている。リレーレンズ系１２は、
共焦条件を満たしていることから、第３の集光用レンズ
１２ａの前方焦点位置にある第１の集光用レンズ１１ａ
のビームウエスト（ω ₃ ）を、第４の集光用レンズ１２
ｂの後方へ焦点距離Ｌ_r を隔てた第２の集光用レンズ１
１ｂの前方ビームウエスト（ω₃ ′）位置に、等倍で投
影する。

【００４３】そのため、光学レンズ装置１１０では、リ
レーレンズ系１２の挿入により、結合長を４Ｌ_r 分増大
することができ、これにより前記したとおり、光源ｓの
ビームウエスト半径ω₁ の増大による光配線長Ｌの減少
を補償することができる。

【００４４】図７に示した具体例２では、第１の集光用
レンズ１１ａと第２の集光用レンズ１１ｂとの間に、単
一のリレーレンズ系１２を挿入した例を示したが、これ
に代えて、複数のリレーレンズ系１２を相互に直列的に
挿入することができ、これにより結合長の増大を図るこ
とができる。

【００４５】従って、集光用レンズ１１ａおよび１１ｂ
間に、リレーレンズ系１２を挿入することによって、結
合長の低減を招くことなく、光源ｓの光軸に対するアラ
イメントトレランスすなわち光源ｓの第１の集光用レン
ズ１１ａに対する誤差許容量の増大を図ることが可能と
なる。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、前記したように、第１
および第２の集光用レンズのための光源のビームウエス
ト半径の選択により、従来に比較して、ほぼ２倍の５μ
ｍを越えるアライメントトレランスを得ることができ、
またこのアライメントトレランスの増大に伴い、多数組
の第１および第２の集光用レンズの並列的な集合配置に
関して、光配線密度を高めることができることから、従
来に比較してコンパクトな自由空間光配線用光学装置を
比較的容易に製造することができる。

【００４７】また、レンズ結合長の減少を補償するため
の等倍のリレーレンズ系を第１および第２の集光レンズ
間に挿入することにより、レンズ結合長の低減を招くこ
となく、好適な自由空間光配線用光学装置を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自由空間光配線用光学レンズ装置
の具体例１を模式的に示す説明図である。

【図２】本発明に係る具体例１に関連する光学的諸要素
の関係を整理して示す説明図（その１）である。

【図３】本発明に係る具体例１に関連する光学的諸要素
の関係を整理して示す説明図（その２）である。

【図４】光源のビームウエスト半径ω₁ と所定の光量損
失での光源の軸ずれ許容量βとの関係を示すグラフであ
る。

【図５】光源のビームウエスト半径ω₁ と、ビームスポ
ット半径ω₂ および光配線密度との関係を示すグラフで
ある。

【図６】光源のビームウエスト半径ω₁ と、光配線長
（Ｌ₂+Ｌ₃ ）との関係を示すグラフである。

【図７】本発明に係る光学装置の具体例２を模式的に示
す説明図である。

【符号の説明】

１０ 光学レンズ装置 １１ａおよび１１ｂ 第１および第２の集光用レンズ １２ リレーレンズ系 ｓ （発光エレメント）光源 ｄ 受光エレメント λ ガウス光束の波長 π 円周率 ω₁ 光源のビームウエスト半径 ω₂ 第１集光用レンズのビームスポット半径 ω₃ 第１集光用レンズによる中間像のビームウエスト
半径 ω₄ 第２集光用レンズのビームスポット半径 ω₅ 受光エレメントｄのビームウエスト半径 Ｌ₁ 光源ｓ（ω₁ ）から第１集光用レンズまでの距離 Ｌ₂ 第１集光用レンズからその中間像（ω₃ ）までの
距離 Ｌ₃ 中間像（ω₃ ）から第２集光用レンズまでの距離 Ｌ₄ 第２集光用レンズから受光エレメントｄ（ω₅ ）
までの距離 ｆ₁ 第１集光用レンズの焦点距離 ｆ₂ 第２集光用レンズの焦点距離 ｆ リレーレンズ系を構成する第３および第４の集光用
レンズの焦点距離 ４Ｌ_r リレーレンズ系の長さ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガウス光束を発する光源と、該光源から
   の前記ガウス光束を受ける受光エレメントと、前記光源
   および前記受光エレメント間に配置され、前記光源から
   のガウス光束を受ける第１の集光用レンズと、該集光用
   レンズに対応して配置され、前記光源に対応する前記受
   光エレメントに、前記ガウス光束のビームウエストを投
   影する第２の集光用レンズとを含む自由空間光配線用光
   学装置の製造方法であって、 前記第１および第２の集光用レンズのビームスポット半
   径を相互に等しく設定すること、 当該ビームスポット半径の条件下で、第２の集光用レン
   ズでの所定の光量損失を与える、光軸と直角な平面上で
   の該光軸からの前記光源のずれ量と、前記光源のビーム
   ウエスト半径との関係を求めること、 前記ずれ量と前記光源のビームウエスト半径との関係か
   ら、前記平面上での所望のアライメントトレランスを得
   べく、前記光源の所望のビームウエスト半径を決定する
   こと、 決定されたビームウエスト半径および各設定値にしたが
   って、前記光源、第１および第２の集光用レンズおよび
   受光エレメントを設計しかつ配置すること、 を含む自由空間光配線用光学装置の製造方法。
2. 【請求項２】 ガウス光束を発する光源と、該光源から
   の前記ガウス光束を受ける受光エレメントと、前記光源
   および受光エレメント間に配置され、前記光源からのガ
   ウス光束を受ける第１の集光用レンズと、該集光用レン
   ズに対応して配置され、前記光源に対応する前記受光エ
   レメントに、前記ガウス光束のビームウエストを投影す
   る第２の集光用レンズとを含む自由空間光配線用光学装
   置であって、 前記第１および第２の集光用レンズのビームスポット半
   径が相互に等しく設定され、第２の集光用レンズでの所
   定の光量損失を与える、光軸と直角な平面上での該光軸
   からの前記光源のずれ量と、前記光源のビームウエスト
   半径との関係から、前記平面上での所望のアライメント
   トレランスを得べく、前記光源の所望のビームウエスト
   半径が決定されていることを特徴とする自由空間光配線
   用光学装置。
3. 【請求項３】 さらに、前記第１および第２の集光用レ
   ンズの間には、前記第１の集光用レンズによる前記ガウ
   ス光束のビームウエストを等倍で前記第２の集光用レン
   ズの前方ビームウエスト位置に投影するリレーレンズ系
   が挿入されていることを特徴とする請求項２記載の自由
   空間光配線用光学装置。