JPS63210912A - Compound body of optical element - Google Patents

Compound body of optical element

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JPS63210912A
JPS63210912A JP4637087A JP4637087A JPS63210912A JP S63210912 A JPS63210912 A JP S63210912A JP 4637087 A JP4637087 A JP 4637087A JP 4637087 A JP4637087 A JP 4637087A JP S63210912 A JPS63210912 A JP S63210912A
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optical
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川口 省吾
Shuhei Toyoda
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  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To stabilize characteristics of a compound body of optical elements by forming a constricted part at a position for fixing an optical element to a substrate supporting the optical element, or close to the said position, reluxing thus the stress due to the difference of thermal expansion generated between the optical element and the substrate or that generated by the contraction of an adhesive used for adhering the optical element to the substrate. CONSTITUTION:Cut grooves 15, 15 having each specified depth of cut are formed respectively from confronting both sides of an LiNbO3 element 3 at a position between a fixing position 3a of the element and a light transmitting position of the main body 3b of the element. Thus, a constricted part is formed at almost the middle part of 3b as a bonded part of narrow width forming an H-shaped foot of the element. Thus, a structure for adhering the element firmly to a CaTiO3 substrate 10 is obtd. by giving a large bonding area to the fixing position 3a of the LiNbO3 element 3. By this constitution, the output of the compound optical element is discharged stably without being influenced by the change of environmental temp. and contraction of the adhesive.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は光学素子複合体に係り、特に、少なくとも一つ
の光学素子、例えば電気光学素子、磁気光学素子、レン
ズ等の光学部品を所定の取付基板に固着、支持せしめて
なる光学素子複合体に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to an optical element composite, and in particular to a method for fixing at least one optical element, such as an electro-optical element, a magneto-optical element, or an optical component such as a lens, to a predetermined mounting substrate. This invention relates to an optical element composite formed by supporting the present invention.

(背景技術) 従来から、電気光学素子、磁気光学素子、レンズ等の光
学素子としての光学部品は、一般に、合成樹脂接着剤や
螺子等を用いて、所定の取付基板に対して直接に固着さ
れて、目的とする用途に適用されている。しかしながら
、このような従来の光学部品の取付乃至は支持構造にあ
っては、かかる光学部品と基板との間の熱膨張係数の差
により、環境温度の変化に伴い、それらの熱膨張差に応
じて光学部品に応力が加わり、変位、屈折率の変化が惹
起され、或いは電気光学素子や磁気光学素子においては
、それらの光学特性に著しい変化を惹起せしめるという
問題を内在していたのである。
(Background Art) Conventionally, optical components such as electro-optic elements, magneto-optical elements, lenses, etc., are generally fixed directly to a predetermined mounting board using synthetic resin adhesives, screws, etc. and is applied to the intended use. However, in such a conventional mounting or supporting structure for optical components, due to the difference in thermal expansion coefficient between the optical component and the substrate, the difference in thermal expansion between the optical component and the substrate changes as the environmental temperature changes. This has the inherent problem that stress is applied to optical components, causing displacement and changes in refractive index, or, in the case of electro-optical elements and magneto-optical elements, causing significant changes in their optical properties.

また、接着剤を使用する場合にあっては、接着時の接着
剤の収縮によって生じる応力により、そのような光学部
品の特性変化を来す場合もあったのである。
Furthermore, when an adhesive is used, the stress generated by the contraction of the adhesive during bonding can sometimes cause changes in the characteristics of such optical components.

例えば、かかる光学部品(光学素子)を所定の基板に固
着、支持せしめてなる複合体を用いたものとしては、第
1図に示される如き光センサを挙げることが出来る。そ
こにおいて、1は光源、2は光ファイバー、3は電気光
学結晶、4aは偏光子、4bは検光子、5はλ/4板、
6はロッドレンズ、7は受光器、8は電気光学結晶3の
対向面にそれぞれ設けられた透光性の電極であり、それ
ら光学部品のうちの少なくとも電気光学結晶3は、合成
樹脂(接着剤)9により所定の取付基板10に直接に接
着されて保持せしめられる構造とされている。
For example, an optical sensor as shown in FIG. 1 can be cited as an example of a composite body in which such an optical component (optical element) is fixed and supported on a predetermined substrate. There, 1 is a light source, 2 is an optical fiber, 3 is an electro-optic crystal, 4a is a polarizer, 4b is an analyzer, 5 is a λ/4 plate,
6 is a rod lens, 7 is a light receiver, and 8 is a light-transmitting electrode provided on the opposite surface of the electro-optic crystal 3. Among these optical parts, at least the electro-optic crystal 3 is made of synthetic resin (adhesive ) 9 to directly adhere to and hold a predetermined mounting board 10.

ところで、光センサの動作原理は、よく知られているよ
うに、電気光学効果または磁気光学効果を利用したもの
であり、ここで電気光学効果とは、結晶に電界をかける
ことにより、また磁気光学効果とは、結晶に磁界をかけ
ることにより、それら結晶の光学特性が変化する現象を
いうものである。
By the way, as is well known, the operating principle of an optical sensor is to utilize the electro-optic effect or magneto-optic effect. The effect refers to a phenomenon in which the optical properties of crystals change when a magnetic field is applied to the crystals.

そして、リチウム・ナイオベート(L I N b O
* )或いはBi1□Si○2゜単結晶等のポッケルス
素子を、第1図における電気光学結晶3として用いた光
センサにあっては、光源lから放射された光は、偏光子
4aを通過して直線偏光となり、更に電気光学結晶3を
通過して楕円偏光となる。また、この楕円偏光となった
光は、λ/4板5及び検光子4bを通過し、その楕円率
に応じて光量が変化せしめられるのである。そして、こ
の光量は、電気光学結晶3に設けた電極8に印加される
電圧に対応しており、この光量を測定することによって
、被測定電圧を測り得るようになっているのであるが、
このような構造のセンサにあっては、環境温度の変化に
より、取付基板10に接着、保持された電気光学結晶3
の特性が変化せしめられて、出力が大きく変化するとい
う問題があったのである。
And lithium niobate (L I N b O
*) Alternatively, in an optical sensor using a Pockels element such as a Bi1□Si○2° single crystal as the electro-optic crystal 3 in FIG. 1, the light emitted from the light source 1 passes through the polarizer 4a. The light then becomes linearly polarized light, and further passes through the electro-optic crystal 3 to become elliptically polarized light. Further, this elliptically polarized light passes through the λ/4 plate 5 and the analyzer 4b, and the amount of light is changed according to its ellipticity. This amount of light corresponds to the voltage applied to the electrode 8 provided on the electro-optic crystal 3, and by measuring this amount of light, the voltage to be measured can be measured.
In a sensor with such a structure, the electro-optic crystal 3 bonded and held on the mounting substrate 10 may be damaged due to changes in environmental temperature.
There was a problem in that the characteristics of the motor were changed, resulting in a large change in output.

このように、光学・素子としては、上側の如き電気光学
結晶素子の他にも、磁気光学結晶素子、プリズムレンズ
、反射板等があるが、これら素子をその支持用基板、例
えばセラミック製や金属製等の基板に対して固定或いは
接着せしめるに際して、両者の熱膨張係数に差がある場
合、環境温度変化により、また接着剤硬化時における接
着剤の収縮により、かかる光学素子に応力が加わり、光
学特性が変化し、或いは光学素子が変形して、光の進行
方向が変化する問題が惹起されるのであり、また甚だし
い場合には、環境温度変化が繰り返されることによって
接着部が疲労し、やがては破壊に至るという現象が惹起
されることとなる。
In addition to the electro-optic crystal element shown above, there are other optical elements such as magneto-optic crystal elements, prism lenses, and reflectors. When fixing or adhering an optical element to a substrate made of other materials, if there is a difference in the coefficient of thermal expansion between the two, stress will be applied to the optical element due to environmental temperature changes or shrinkage of the adhesive when it hardens. The characteristics change or the optical element deforms, causing a problem in which the direction of light propagation changes.In extreme cases, repeated environmental temperature changes cause the bonded part to fatigue, and eventually This causes a phenomenon that leads to destruction.

(解決課題) ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景として為さ
れたものであって、その目的とするところは、所定の基
板に固着せしめられた光学部品において、環境温度の変
化により、或いは樹脂接着時における接着剤の収縮によ
り惹起される、それら基板と光学部品との間の応力の発
生に基因して光学特性が変化するのを効果的に防止し得
るようにした光学素子複合体を提供することにあり、ま
た他の目的とするところは、環境温度の変化や接着剤収
縮に影響を受けることなく、安定して出力を取り出すこ
との出来る光センサの如き光学素子複合体構造を提供す
ることにある。
(Problem to be Solved) The present invention has been made against the background of the above circumstances, and its purpose is to prevent damage caused by changes in environmental temperature or An optical element composite that can effectively prevent changes in optical properties due to stress between the substrate and optical components caused by shrinkage of the adhesive during resin bonding. Another object of the present invention is to provide an optical element composite structure such as an optical sensor that can stably output output without being affected by changes in environmental temperature or adhesive shrinkage. It's about doing.

(解決手段) すなわち、本発明は、かかる目的を達成するために、少
なくとも一つの光学素子を所定の基板に固着、支持せし
めてなる複合体において、該光学素子のうちの少なくと
も一つと前記基板との何れか一方の固着部位乃至はその
近傍部位に対して括れ部を形成し、該括れ部の存在によ
り、該光学素子に作用する応力の緩和を図るようにした
ことを特徴とする光学素子複合体を、その要旨とするも
のである。
(Solution Means) In other words, in order to achieve the above object, the present invention provides a composite body in which at least one optical element is fixed to and supported by a predetermined substrate, in which at least one of the optical elements and the substrate are bonded to each other. An optical element composite, characterized in that a constriction is formed in either one of the fixed parts or the vicinity thereof, and the presence of the constriction alleviates stress acting on the optical element. The body is its gist.

なお、かかる本発明に従う一つの実施形態にあっては、
前記光学素子の前記基板に対する固着面に対して、その
略中央部分に位置するように、凸部乃至は凸条を設けて
、かかる凸部乃至は凸条の先端部において前記基板に固
着せしめることにより、該凸部乃至は凸条形成部位を前
記括れ部とすることが可能であり、またこれとは反対に
、前記基板の前記光学素子に対する固着部位に対して、
そのような凸部乃至は凸条を同様に設けるようにするこ
とも可能であって、これによって、光学素子と基板との
間の固着部分の面積を少なくして、応力発生量を少なく
し、以て光学素子への応力の影響を排除乃至は抑制せし
めることが出来るのである。
In addition, in one embodiment according to the present invention,
Providing a convex portion or a convex strip so as to be located approximately in the center of a surface of the optical element that is fixed to the substrate, and fixing the tip of the convex portion or convex strip to the substrate. Accordingly, it is possible to make the convex part or the convex line forming part the constricted part, and on the contrary, with respect to the part of the substrate fixed to the optical element,
It is also possible to similarly provide such convex portions or convex stripes, thereby reducing the area of the fixed portion between the optical element and the substrate and reducing the amount of stress generated. This makes it possible to eliminate or suppress the influence of stress on the optical element.

また、本発明にあっては、前記光学素子の前記基板に対
する固着部位の近傍部位において、該光学素子の相対向
する側部よりそれぞれ切込み溝を設けて、その略中央部
分で前記固着部位が該光学素子本体に接続せしめられる
ようにすることにより、前記括れ部が形成されるように
することも可能であり、更にかかる光学素子の一方の側
部から一つの切込み溝を設けて、該光学素子の他方の側
部部位で該固着部位が該光学素子本体に接続せしめられ
て、前記括れ部が形成されるようにすることも可能であ
る。
Further, in the present invention, cut grooves are provided from opposite sides of the optical element in the vicinity of the fixing portion of the optical element to the substrate, and the fixing portion is attached to the substrate approximately at the center thereof. It is also possible to form the constricted portion by connecting it to the optical element main body, and furthermore, by providing one cut groove from one side of the optical element, the optical element can be connected to the main body of the optical element. It is also possible that the fixing portion is connected to the optical element main body at the other side portion of the optical element to form the constricted portion.

さらに、基板側にあっても、かかる基板の前記光学素子
に対する固着部位を該基板本体から突出して形成せしめ
、そしてその突出部位の少なくとも一つの側部より切込
み溝を設けて、前記基板本体に対する接続部を括れさせ
て、前記括れ部とすることも出来るのである。
Further, on the substrate side, a fixing portion of the substrate to the optical element is formed to protrude from the substrate body, and a cut groove is provided from at least one side of the protruding portion to connect to the substrate body. The constricted portion can also be formed by constricting the portion.

これら光学素子或いは基板の固着部位の近傍部位におい
て、切込み溝を設けることによって、所定の括れ部が形
成されるようにすれば、光学素子或いは基板の固着部位
の面積を少なくする必要がなく、それ故光学素子の保持
が不安定となるようなこともなく、その括れ部において
、基板と光学素子との間の応力の緩和が有効に図られ得
るのである。
If a predetermined constriction is formed by providing a cut groove in the vicinity of the fixed part of the optical element or the substrate, there is no need to reduce the area of the fixed part of the optical element or the substrate. Therefore, the holding of the optical element does not become unstable, and the stress between the substrate and the optical element can be effectively relaxed at the constricted portion.

(構成の具体的説明) ところで、本発明において、所定の基板に固着、支持せ
しめられる光学素子としては、前述した電気光学効果ま
たは磁気光学効果を有する光学素子、即ち電気光学結晶
素子または磁気光学結晶素子の他、TiO2、カルサイ
ト等の偏光用光学素子;ロッドレンズ素子;プリズムレ
ンズ;反射板等があり、また第1図に示される偏光子(
4a)、検光子(4b)、λ/4板(5)、ロッドレン
ズ(6)等も光学素子の一つであり、これら光学素子が
所定の基板に固着せしめられるに際して、特に応力に敏
感な光学素子に対して適宜に本発明が適用されて、基板
との間の熱膨張の違いに基因して惹起される問題の解決
が儲られることとなる。
(Specific description of the structure) In the present invention, the optical element fixed and supported on a predetermined substrate is an optical element having the electro-optic effect or magneto-optic effect, that is, an electro-optic crystal element or a magneto-optic crystal. In addition to the elements, there are polarizing optical elements such as TiO2 and calcite; rod lens elements; prism lenses; reflectors; and the polarizer shown in Figure 1 (
4a), analyzer (4b), λ/4 plate (5), rod lens (6), etc. are also optical elements, and when these optical elements are fixed to a predetermined substrate, they are particularly sensitive to stress. The present invention can be suitably applied to optical elements to solve problems caused by differences in thermal expansion between the optical element and the substrate.

なお、光センサの光学結晶として用いられる、前記電気
光学結晶素子としては、例えばL 1Nb03 (リチ
ウム・ナイオベート)、LiTaOz(リチウム・クン
タレート) 、B i+zs i 02゜、Bi、□G
 e O2゜等があり、また磁気光学結晶素子としては
、YIG、鉛ガラス、Zn5e等がある。
The electro-optic crystal element used as the optical crystal of the optical sensor includes, for example, L 1Nb03 (lithium niobate), LiTaOz (lithium quintalate), B i+zs i 02°, Bi, □G
Examples of magneto-optic crystal elements include YIG, lead glass, and Zn5e.

本発明は、このような光学結晶、特に電気光学結晶素子
の固着、支持に際して、有利に適用されるものである。
The present invention is advantageously applied to fixing and supporting such optical crystals, especially electro-optic crystal elements.

また、かかる光学素子の固着、支持せしめられる基板と
しては、公知の各種の材料からなるものが適宜に選択使
用され、例えばセラミック製基板や金属製基板等が用い
られることとなる。
Further, as the substrate to which the optical element is fixed and supported, materials made of various known materials may be appropriately selected and used, such as ceramic substrates, metal substrates, and the like.

そして、このような基板に固着、支持せしめられる少な
くとも一つの光学素子のうちの少なくとも一つとかかる
基板との間において、本発明が適用されることとなるの
である。即ち、それら光学素子と基板との間に惹起され
る応力の緩和を図るために、かかる光学素子と基板のう
ちの何れか一方の側の固着部位乃至はその近傍部位に対
して、所定の括れ部が形成され、この括れ部によって、
光学素子に対する応力の影響が効果的に排除乃至は抑制
せしめられることとなるのである。
The present invention is applied between at least one of the at least one optical element fixed and supported by such a substrate and the substrate. In other words, in order to alleviate the stress caused between the optical element and the substrate, a predetermined confinement is applied to the fixed portion or the vicinity thereof on either side of the optical element and the substrate. A section is formed, and this constriction allows
The influence of stress on the optical element is effectively eliminated or suppressed.

なお、このような本発明に従う光学素子または基板の固
着部位若しくはその近傍部位に設けられる括れ部の構造
としては、後述の実施例の如く、各種のものがあり、ま
たその他にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて
、当業者の知識に基づいて種々なる構造が考えられ得る
ものであって、そのような構造のものが何れも本発明の
範晴に属するものであることが、理解されるべきである
In addition, there are various structures of the constricted portion provided at the fixing site of the optical element or the substrate or the vicinity thereof according to the present invention, as shown in the embodiments described below. It is understood that various structures can be devised based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the invention, and all such structures fall within the scope of the present invention. Should.

また、そのような括れ部の存在下において、光学素子と
基板とを固着せしめるには、一般に、適当な樹脂接着剤
を用いた接着手法が採用されるものであるが、その他に
、螺子止めや溶接等の手法を用いて、それらを一体的に
固定せしめるようにしても、同等差支えない。
In addition, in order to fix the optical element and the substrate in the presence of such a constriction, an adhesive method using an appropriate resin adhesive is generally adopted, but other methods such as screw fixing and Even if they are fixed integrally using a method such as welding, there is no problem.

(実施例) 以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本発明を更に
具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのよ
うな実施例の記載によって何等の制約をも受けるもので
ないことは、言うまでもないところである。
(Examples) Below, some examples of the present invention will be shown to clarify the present invention more specifically, but the present invention is not limited in any way by the description of such examples. It goes without saying that this is not something you should accept.

また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記
の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り
において、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正
、改良などを加え得るものであることが、理解されるべ
きである。
In addition to the following examples and the above-mentioned specific description, the present invention includes various changes, modifications, and changes based on the knowledge of those skilled in the art, as long as they do not depart from the spirit of the present invention. It should be understood that improvements and the like may be made.

実施例 1 先ず、光学素子である電気光学結晶(3)として、Z軸
が光路方向と一致し、且つかかる光路と平行になる4 
as X 5 +n面に電極(8)を設けた、2ml 
x 4 +n X 5龍の大きさのL i N b O
y単結晶を用い、また基板として、Ca T i O:
l多結晶体を用いた。なお、このL i N b Tl
:) x単結晶の熱膨張係数を測定したところ、38 
X 10−’/”C(Z軸方向)であり、それに垂直な
方向では167×10−’/”Cであった。これらの部
品と共に、ロッドレンズ(6)、検光子を兼ねる偏光子
(4)及び誘電体多層膜よりなるミラー(12)を形成
したλ/4板(5)を、第2図の如き配置構成において
、Ca T i Ox基板(10)にエポキシ樹脂(9
)にて接着し、目的とする反射型の光センサを作製した
。なお、このセンサは第1図に示される透過型のものと
は異なり、小型化を目的として、反射型の構成を採って
いるために、光源(1)と光センサの途中に分岐器(1
3)が設けられている。
Example 1 First, as an electro-optic crystal (3) which is an optical element, an electro-optic crystal (3) whose Z axis coincides with the optical path direction and is parallel to the optical path is prepared.
as X 5 + electrode (8) provided on the n side, 2ml
x 4 +n x 5 Dragon-sized L i N b O
y single crystal and as a substrate, CaTiO:
A polycrystalline material was used. Note that this L i N b Tl
:) When the thermal expansion coefficient of x single crystal was measured, it was 38
X 10-'/"C (Z-axis direction), and 167x10-'/"C in the direction perpendicular thereto. Together with these parts, a λ/4 plate (5) formed with a rod lens (6), a polarizer (4) that also serves as an analyzer, and a mirror (12) made of a dielectric multilayer film is arranged in the arrangement shown in Figure 2. In this step, epoxy resin (9) was applied to the Ca Ti Ox substrate (10).
) to create the desired reflective optical sensor. Note that this sensor is different from the transmission type shown in Figure 1, and has a reflection type configuration for the purpose of miniaturization, so a splitter (1) is installed between the light source (1) and the optical sensor.
3) is provided.

また、センサ測定精度を上げるために、受光器(7)の
出力を交流成分と直流成分に分け、そしてかかる交流成
分を直流成分にて、電気的に除算する回路を検出器に付
加した。
Furthermore, in order to improve the sensor measurement accuracy, a circuit was added to the detector to divide the output of the light receiver (7) into an alternating current component and a direct current component, and to electrically divide the alternating current component by the direct current component.

(−して、このように構成された光センサに、50■、
60H2の交流信号を印加し、恒温槽内に入れて一20
℃〜+80°Cの間で出力信号の温度変化を調べたとこ
ろ、4%の出力変動があることが認められた。
(-, then add 50■ to the optical sensor configured in this way,
Apply an AC signal of 60H2 and place it in a thermostatic oven for 120H.
When the temperature change of the output signal was investigated between .degree. C. and +80.degree. C., it was found that there was a 4% output fluctuation.

これに対して、L i N b O3単結晶(3)の固
着部位(下部)に対して、第3図(a)に示される如く
、その中央部分に位置するように、図示の如き寸法(単
位:1■、以下同じ)の凸条(14)を設け、そしてそ
の凸条(14)の先端部の接着面:111X2■1にお
いて、第3図(b)に示される如く、樹脂接着剤(9)
を用いてCa T i O:1基板(10)に接着せし
めて、上記と同様にして光センサを組み立て、その後上
記と同様な試験条件にて試験したところ、その出力信号
の温度変化に基づくところの出力変動は0.7%となり
、その出力変動幅が著しく改善されていることが認めら
れた。
On the other hand, as shown in FIG. 3(a), with respect to the fixed part (lower part) of the L i N b O3 single crystal (3), a A protruding strip (14) of unit: 1 cm (the same applies hereinafter) is provided, and the adhesive surface at the tip of the protruding strip (14) is 111 x 2 x 1, and as shown in Fig. 3(b), a resin adhesive is applied. (9)
When an optical sensor was assembled in the same manner as above by adhering it to the CaTiO:1 substrate (10) using The output fluctuation was 0.7%, and it was recognized that the output fluctuation range was significantly improved.

また、上記のLiNb0:+素子(3)を、第4図(a
)に示される如く、その固着部位(3a)と光の透過部
分である素子本体部位(3b)との間の部位において、
図示の如き寸法下で相対向する両側部から所定深さの切
込み溝(15,15)をそれぞれ設けて、その略中央部
分を狭幅の接続部とした、括れ部と為し、H型形態の素
子底部とすることにより、第4図(b)に示される如く
、L+NbC1+素子(3)の固着部位(3a)の固着
面積を大きく取り、強固にCa T i Oz基板(1
0)に対して接着し得る構造として、上記と同様に光セ
ンサを組み立て、同様の試験を行なったところ、その出
力変動は0.5%であった。
In addition, the above LiNb0:+ element (3) is shown in FIG.
), in the part between the fixed part (3a) and the element body part (3b), which is the light-transmitting part,
Cut grooves (15, 15) of a predetermined depth are provided from both sides facing each other under the dimensions shown in the figure, and the substantially central part is made into a constricted part with a narrow connection part, and is formed into an H-shaped shape. As shown in FIG. 4(b), the fixing area of the fixing part (3a) of the L+NbC1+ element (3) is increased, and the CaTiOz substrate (1
When an optical sensor was assembled in the same manner as above as a structure capable of adhering to 0) and a similar test was conducted, the output fluctuation was 0.5%.

サラニ、LiNbC)+素子(3)に対して、第5図(
a)に示される如く、図示の如き寸法下で、その底部の
基板固着面の略中央部分に凸条(16)を残して、その
左右に凹溝(17,17)をそれぞれ形成し、そして第
5図(b)に示される如く、かかる中央部分の凸条(1
6)の先端部において、Ca T i O:l基板(1
0)に固定せしめてなる構造の光センサを上記と同様に
して組み立て、そして同様の試験を行なったところ、そ
の出力変動は0.8%であった。
Sarani, LiNbC) + element (3), Fig. 5 (
As shown in a), with dimensions as shown in the figure, a protruding strip (16) is left at approximately the center of the substrate fixing surface at the bottom, and grooves (17, 17) are formed on the left and right sides of the protruding strip (16), and As shown in FIG. 5(b), the convex strip (1
6) at the tip of the CaT i O:l substrate (1
When an optical sensor having a structure fixed at 0) was assembled in the same manner as above and a similar test was conducted, the output fluctuation was 0.8%.

実施例 2 光学素子である電気光学結晶(3)として、Z軸が光路
方向と一致し、且つかかる光路と平行になる4 mu 
X 5 m面に電極(8)を設けた2111×4龍x 
5 mmの大きさのLiNb0.単結晶を用い、また基
板として、CaTi0.多結晶体を用いた。
Example 2 As an electro-optic crystal (3) which is an optical element, a 4 mu crystal whose Z axis coincides with the optical path direction and is parallel to the optical path is used.
2111 x 4 dragon x with electrodes (8) on the x 5 m plane
5 mm size LiNb0. A single crystal was used, and CaTi0. Polycrystalline material was used.

なお、このL i N b O、単結晶の熱膨張係数を
測定したところ、38 x 10−’/’c (Z軸方
向)であり、それに垂直な方向では167 x 10−
/”cであった。これらの部品と共に、ロンドレンズ(
6)、検光子を兼ねる偏光子(4)及び誘電体多層膜よ
りなるミラー(12)を形成したλ/4板(5)を、第
2図の如き配置構成において、CaTi0:l基板(1
0)にエポキシ樹脂(9)にて接着し、目的とする反射
型の光センサを作製した。
Furthermore, when we measured the thermal expansion coefficient of this LiNbO single crystal, it was 38 x 10-'/'c (Z-axis direction), and in the direction perpendicular to it, it was 167 x 10-
/”c. Along with these parts, the Rondo lens (
6) A λ/4 plate (5) on which a polarizer (4) which also serves as an analyzer and a mirror (12) made of a dielectric multilayer film are formed is placed on a CaTi0:l substrate (1
0) with epoxy resin (9) to produce the intended reflective optical sensor.

なお、ごのセンサは第1図に示される透過型のものとは
異なり、小型化を目的として、反射型の構成を採ってい
るために、光源(1)と光センサの途中に分岐器(13
)が設けられている。
Note that this sensor is different from the transmission type shown in Figure 1, and has a reflection type configuration for the purpose of miniaturization, so a splitter ( 13
) is provided.

また、センサ測定精度を上げるために、受光器(7)の
出力を交流成分と直流成分に分け、そしてかかる交流成
分を直流成分にて、電気的に除算する回路を検出器に付
加した。
Furthermore, in order to improve the sensor measurement accuracy, a circuit was added to the detector to divide the output of the light receiver (7) into an alternating current component and a direct current component, and to electrically divide the alternating current component by the direct current component.

そして、このように構成された光センサに、5OV、6
0Hzの交流信号を印加し、恒温槽内に入れて一20℃
〜+80℃の間で出力信号の温度変化を調べたところ、
4%の出力変動があることが認められた。
Then, to the optical sensor configured in this way, 5OV, 6V
Apply a 0Hz AC signal and place it in a thermostatic oven at -20℃.
When we investigated the temperature change of the output signal between ~ +80℃, we found that
It was observed that there was a 4% output fluctuation.

一方、第2図におけるL i N b O!素子(3)
固定基板(10)に対して、第6図(a)に示される如
く、図示の如き寸法下において、素子固定面(固着部位
)の略中央部分に凸条(18)を残し、その左右に凹溝
(19,19)を形成して、その中央部分の凸条(18
)の先端部において、樹脂接着剤(9)を介してLiN
b0.素子(3)を第6図(b)に示される如く固着せ
しめて、目的とする光センサを組み立て、前記実施例1
と同様な試験を行なったところ、その出力変動は0.9
%となり、著しく改善されていることが認められた。
On the other hand, L i N b O! in FIG. Element (3)
With respect to the fixed substrate (10), as shown in FIG. 6(a), under the dimensions shown in the figure, a protruding strip (18) is left at approximately the center of the element fixing surface (fixed part), and a protruding strip (18) is left on the left and right sides of the protruding strip (18). A concave groove (19, 19) is formed, and a convex line (18
) at the tip of LiN via resin adhesive (9).
b0. The element (3) was fixed as shown in FIG. 6(b) to assemble the desired optical sensor, and the above Example 1 was assembled.
When a similar test was conducted, the output fluctuation was 0.9
%, indicating a significant improvement.

また、第7図(a)に示される如く、CaT i03基
板(10)の凸条部(18)を形成する左右の凹溝(1
9,19)を図示の寸法の如くそれぞれ狭幅と為し、そ
れら凹溝(19,19)の外側の縁部(20,20)に
てLi、NbO3素子(3)を支えるようにした基板(
10)を用い、上記と同様にして光センサを組み立て、
同様な試験を行なったところ、その出力変動は0.7%
となった。
In addition, as shown in FIG. 7(a), the left and right grooves (1) forming the protruding stripes (18) of the CaT i03 substrate (10) are
9, 19) are made narrow as shown in the figure, and the outer edges (20, 20) of the grooves (19, 19) support the Li, NbO3 element (3). (
10), assemble the optical sensor in the same manner as above,
When a similar test was conducted, the output fluctuation was 0.7%.
It became.

実施例 3 上記の実施例で用いられたLiNb0.単結晶からなる
素子(3)として、第8図乃至第11図に示される如き
各種の形態の括れ部を有する素子を用い、それぞれ図示
の如き形態において、CaT i Oz基板(10)に
樹脂接着剤(9)を介して固着、保持せしめ、目的とす
る光センサを作製した。
Example 3 The LiNb0. As elements (3) made of single crystal, elements having constricted portions of various shapes as shown in FIGS. It was fixed and held through agent (9) to produce the desired optical sensor.

すなわら、第8図及び第10図に示すものは、光学素子
(3)自体に加工が施されたものであって、第8図(a
)に示される如く、素子(3)の固着部位(3a)と素
子本体部位(3b)との間、の近傍部位に対して、素子
の一方の側から切込み溝(21)が形成されて、括れ部
が形成されたものであり、この場合においては、第8図
(b)に示される如く、固着部位(3a)の括れ部から
離れた端面において樹脂接着剤(9)を介して基板(1
0)に固着せしめられる構造とされている。
In other words, the optical element (3) shown in FIGS. 8 and 10 is one in which the optical element (3) itself has been processed, and the
), a cut groove (21) is formed from one side of the element in the vicinity of the fixed part (3a) of the element (3) and the element main body part (3b), In this case, as shown in FIG. 8(b), the substrate ( 1
0).

また、第10図(a)に示された構造は、素子(3)の
固着面(底面)の中央部分に凸部(22)が設けられて
おり、この凸部(22)の先端において、第10図(b
)に示される如く、樹脂接着剤(9)を介して基板(1
0)に固着、保持せしめられる構造とされている。
Further, in the structure shown in FIG. 10(a), a convex portion (22) is provided at the center of the fixing surface (bottom surface) of the element (3), and at the tip of this convex portion (22), Figure 10 (b
), the substrate (1) is attached via the resin adhesive (9).
0) is structured to be fixed and held.

一方、第9図及び第11図に示される構造は、基板(1
0)に加工を施したものであって、第9図においては、
基板(10)から突出せしめられた固着部位の両側部か
ら、それぞれ所定の切込み溝(23,23)が形成され
て、その中央部分が接続部とされ、以て括れ部が形成さ
れた構造となっており、そしてその面積の広い固着部位
の上面において樹脂接着剤(9)を介して素子(3)が
固着されるようになっている。また、第11図に示され
るものにあっては、その(a)から明らかなように、基
板(10)の上面に凸部(24)が形成されており、こ
の凸部(24)に対して、第11図(b)に示される如
く、樹脂接着剤(9)を介して所定の素子(3)が固着
されるようになっているのである。
On the other hand, the structure shown in FIG. 9 and FIG.
0), and in Fig. 9,
Predetermined cut grooves (23, 23) are formed from both sides of the fixed portion protruding from the substrate (10), and the central portion thereof serves as a connecting portion, thereby forming a constricted portion. The element (3) is fixed to the upper surface of the large fixed area via the resin adhesive (9). Furthermore, in the case shown in FIG. 11, as is clear from FIG. 11 (a), a convex portion (24) is formed on the upper surface of the substrate (10), and As shown in FIG. 11(b), a predetermined element (3) is fixed via a resin adhesive (9).

また、第12図は、光学素子として磁気光学結晶(YI
G)25を用いた、光センサの他の一例に係る配置構成
を示しているが、本発明は、かかる光センサの磁気光学
結晶25に対しても適用され得るものであって、例えば
第13図及び第14図に示される如き構造において、基
板10に対して固着せしめられ得るのである。
In addition, FIG. 12 shows a magneto-optical crystal (YI) as an optical element.
G) Although the arrangement according to another example of the optical sensor using 25 is shown, the present invention can also be applied to the magneto-optic crystal 25 of such an optical sensor, for example, the 13th In the structure shown in FIGS. 14 and 14, it can be fixed to the substrate 10.

(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明は、光学素子と
それを支持する基板との固着部位乃至はその近傍部位に
、所望の括れ部を存在せしめて、それら光学素子と基板
との間に惹起される熱膨張差に基づくところの応力や樹
脂接着時における接着剤の収縮により発生する応力を効
果的に緩和せしめるようにしたものであって、環境温度
の変化や接着剤の収縮に対して特性の安定した光学素子
複合体を有利に提供し得たものであって、そこに、本発
明の大きな工業的意義が存するのである。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, the present invention provides a desired constriction in the fixed portion of the optical element and the substrate that supports it or in the vicinity thereof, so that the optical element and the substrate supporting the optical element can be bonded together. It is designed to effectively alleviate stress caused by the difference in thermal expansion between the substrate and the shrinkage of the adhesive during resin bonding. The present invention can advantageously provide an optical element composite whose properties are stable against shrinkage, and this is where the great industrial significance of the present invention lies.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は、それぞれ、光学素子複合体よりな
る光センサの一例を示す配置構成図であり、第3図(a
)及び(b)、第4図(a)及び(b)、第5図(a)
及び(b)、第8図(a)及び(b)並びに第10図(
a)及び(b)は、それぞれ、本発明に従う括れ部を光
学素子側に設けた例を示す光学素子斜視図及びその基板
に対する取付状態説明図であり、第6図(a)及び(b
)、第7図(a)及び(b)並びに第11図(a)及び
(b)は、それぞれ、本発明に従う括れ部を基板側に設
けた例を示す斜視説明図及びその光学素子との取付状態
説明図であり、第9図は、本発明に従う括れ部を基板側
に設けた他の例を示す光学素子に対する取付状態説明図
である。第12図は、磁気光学結晶を用いた光センサの
一例に係る配置構成図であり、第13図は磁気光学結晶
に本発明に従う括れ部を設けた例を示す斜視説明図、第
14図はそのような磁気光学結晶の基板に対する固着状
態説明図である。 1:光a      2:光ファイバー3:電気光学結
晶 4a:偏光子   4b:検光子 5:λ/4手反   6:ロソドレンズ7:受光器  
  8:電極 9:接着剤   10:基板 12;ミラー   13:分岐器 14.16.ts:凸条 15.21,23:切込み溝 17.19:凹溝 20:縁部    22.24=凸部 25:磁気光学結晶
1 and 2 are layout configuration diagrams showing an example of an optical sensor made of an optical element composite, respectively, and FIG. 3 (a
) and (b), Figure 4 (a) and (b), Figure 5 (a)
and (b), Figures 8 (a) and (b), and Figure 10 (
6(a) and (b) are respectively a perspective view of an optical element showing an example in which a constricted portion according to the present invention is provided on the optical element side and an explanatory view of the state in which it is attached to a substrate;
), FIGS. 7(a) and (b), and FIGS. 11(a) and (b) are perspective explanatory views showing an example in which the constricted portion according to the present invention is provided on the substrate side, and the relationship between the constricted portion and the optical element, respectively. FIG. 9 is an explanatory diagram of an attached state to an optical element showing another example in which a constricted portion according to the present invention is provided on the substrate side. FIG. 12 is a layout configuration diagram of an example of an optical sensor using a magneto-optic crystal, FIG. 13 is a perspective explanatory view showing an example in which a constriction according to the present invention is provided in a magneto-optic crystal, and FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of a state in which such a magneto-optic crystal is fixed to a substrate. 1: Light a 2: Optical fiber 3: Electro-optic crystal 4a: Polarizer 4b: Analyzer 5: λ/4 hand 6: Rosodo lens 7: Light receiver
8: Electrode 9: Adhesive 10: Substrate 12; Mirror 13: Brancher 14.16. ts: Convex 15.21, 23: Cut groove 17.19: Concave groove 20: Edge 22.24 = Convex 25: Magneto-optic crystal

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)少なくとも一つの光学素子を所定の基板に固着、
支持せしめてなる複合体において、該光学素子のうちの
少なくとも一つと前記基板との何れか一方の固着部位乃
至はその近傍部位に対して括れ部を形成し、該括れ部の
存在により、該光学素子に作用する応力の緩和を図るよ
うにしたことを特徴とする光学素子複合体。
(1) fixing at least one optical element to a predetermined substrate;
In the composite body that supports the optical element, a constriction is formed at a fixed portion of at least one of the optical elements and either one of the substrates or a portion near the fixed portion, and the existence of the constriction allows the optical An optical element composite body characterized in that the stress acting on the element is relaxed.
(2)前記光学素子の前記基板に対する固着面に対して
、その略中央部分に位置するように、凸部乃至は凸条を
設けて、該凸部乃至は凸条の先端部において前記基板に
固着せしめることにより、該凸部乃至は凸条形成部位を
前記括れ部としたことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の光学素子複合体。
(2) A convex portion or a convex strip is provided so as to be located approximately in the center of the surface of the optical element that is fixed to the substrate, and a tip of the convex portion or convex strip is attached to the substrate. Claim 1, characterized in that the convex portion or the convex strip forming portion is made into the constricted portion by fixing it.
Optical element composite as described in .
(3)前記光学素子の前記基板に対する固着部位の近傍
部位において、該光学素子の相対向する側部よりそれぞ
れ切込み溝を設けて、その略中央部分で前記固着部位が
該光学素子本体に接続せしめられるようにすることによ
り、前記括れ部が形成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の光学素子複合体。
(3) Cut grooves are provided from opposing sides of the optical element in the vicinity of the fixing portion of the optical element to the substrate, and the fixing portion is connected to the optical element main body at approximately the center thereof. 2. The optical element composite according to claim 1, wherein the constricted portion is formed by making the constricted portion.
(4)前記光学素子の前記基板に対する固着部位の近傍
部位において、該光学素子の一方の側部から一つの切込
み溝を設けて、該光学素子の他方の側部部位で前記固着
部位が該光学素子本体に接続せしめられるようにするご
とにより、前記括れ部が形成されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の光学素子複合体。
(4) A cut groove is provided from one side of the optical element in the vicinity of the fixing part of the optical element to the substrate, and the fixing part is fixed to the optical element at the other side part of the optical element. 2. The optical element composite according to claim 1, wherein the constricted portion is formed by connecting it to the element body.
(5)前記基板の前記光学素子に対する固着部位におい
て、その略中央部分に位置するように、凸部乃至は凸条
を設けて、該凸部乃至は凸条の先端部において前記光学
素子に固着せしめることにより、該凸部乃至は凸条形成
部位を前記括れ部としたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の光学素子複合体。
(5) A convex portion or a convex strip is provided so as to be located approximately at the center of the fixing portion of the substrate to the optical element, and the tip of the convex portion or convex strip is fixed to the optical element. 2. The optical element composite according to claim 1, wherein the convex portion or the convex line forming portion is formed as the constricted portion by tightening the convex portion.
(6)前記凸部乃至は凸条が、前記基板の前記光学素子
に対する固着部位に設けられた凹部乃至は溝部によって
形成されている特許請求の範囲第5項記載の光学素子複
合体。
(6) The optical element composite according to claim 5, wherein the convex portion or the protruding strip is formed by a concave portion or a groove portion provided at a portion of the substrate that is fixed to the optical element.
(7)前記基板の前記光学素子に対する固着部位が該基
板本体から突出して形成されており、そしてその突出部
位の少なくとも一つの側部より切込み溝を設けて、前記
基板本体に対する接続部を括れさせて、前記括れ部とし
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光学素
子複合体。
(7) A portion of the substrate fixed to the optical element is formed to protrude from the substrate main body, and a cut groove is provided from at least one side of the protruding portion to narrow the connection portion to the substrate main body. 2. The optical element composite according to claim 1, wherein said constricted portion is formed by said constricted portion.
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