(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加電圧に応じて、入射光を偏光し、偏光された光の変調度に基づいて当該印加電圧を検出する光電圧センサであって、
入射面から導入された光を印加電圧に応じて偏光させると共に、当該偏光された光を出射面から導出するセンサ手段と、
前記センサ手段に接合されて、当該センサ手段の入射面に外部から光を導入させる光導入手段と、
前記センサ手段に接合されて、偏光された光を当該センサ手段の出射面から外部に導出させる光導出手段と、
前記光導入手段と前記光導出手段との周囲に設けられて、当該光導入手段と当該光導出手段とを一体的に固定する固定手段と、
前記固定手段によって一体的に固定された前記光導入手段および前記光導出手段とそれらに接合されたセンサ手段を収納するケース手段と、
前記固定手段に接合されると共に前記ケース手段に固定されて、前記一体化された光導入手段、前記センサ手段、前記光導出部、および当該固定手段を当該ケース手段の内壁と所定の間隔を有して保持する保持手段とを備える光電圧センサ。
【請求項２】
前記保持手段は、
前記ケース手段の内部に係止される係止手段と
前記係止手段から前記固定部内に延在する延在手段と、
前記延在手段に設けられた当該延在手段の断面より大きな断面を有するストッパ手段とを含む請求項１に記載の光電圧センサ。
【請求項３】
前記固定手段は、前記係止手段と前記ストッパ手段との間に保持されることを特徴とする請求項２に記載の光電圧センサ。
【請求項４】
前記固定手段は、内部に位置する前記係止手段の周囲に保持されることを特徴とする請求項２に記載の光電圧センサ。
【請求項５】
前記センサ手段は、
ポッケルス効果を有する第１の光学部品と、
前記第１の光学部品の入射面に、出射面を接する複屈折を有する第２の光学部品と、
前記第１の光学部品の出射面に、入射面を接する偏光機能を有する第３の光学部品とを備え、
前記第２の光学部品の入射面に、出射面を接する偏光機能を有する第４の光学部品とを備え、
前記第３の光学部品は、前記光導出手段に接合され、
前記第４の光学部品は、前記光導入手段に接合され、
前記第１の光学部品および前記第２の光学部品を各接面に生じる摩擦力で保持することを特徴とする請求項１に記載の光電圧センサ。
【請求項６】
前記ケース手段は、
前記保持手段と一体的に係止される第１のケース部と、
前記第１のケース部に嵌合して、前記第１の光学部品に対して電界を印加する電極対を有する第２のケースを含む請求項５に記載の光電圧センサ。
【請求項７】
前記センサ手段は、
焦電効果を有する第１の光学部品と、
前記第１の光学部品の入射面に、出射面を接する第１の透明電極と、
前記第１の透明電極の入射面に、出射面を接する複屈折を有する第２の光学部品と、
前記第１の光学部品の出射面に、入射面を接する第２の透明電極と、
前記第２の透明電極の出射面に、入射面を接する偏光機能を有する第３の光学部品とを備え、
前記第２の光学部品の入射面に、出射面を接する偏光機能を有する第４の光学部品とを備え、
前記第３の光学部品は、前記光導出手段に接合され、
前記第４の光学部品は、前記光導入手段に接合され、
前記第１の透明電極、第１の光学部品、第２の透明電極および前記第２の光学部品を各接面に生じる摩擦力で保持することを特徴とする請求項１に記載の光電圧センサ。
【請求項８】
前記固定手段は、硬化後の熱膨張係数が２０×１０-6／℃以下の無機質接着剤で形成されることを特徴とする請求項１に記載の光電圧センサ。
【請求項９】
請求項１に記載の光電圧センサの固定手段を生成する方法であって、
前記保持手段によって前記ケース手段内に形成された空間の内壁に沿って吸水性材料を配置する吸水性材料配置ステップと、
前記吸水性材料によって形成された空間に、水溶性の無機質接着剤を充填する無機質接着剤充填ステップと、
前記充填された無機質接着剤を乾燥収縮させる乾燥ステップからなる前記固定手段の生成方法。
【請求項１０】
請求項５に記載の光電圧センサの固定手段を生成する方法であって、
前記ケース手段の内部に、前記センサ手段を構成する前記第４の光学部品、第２の光学部品、第１の光学部品および第３の部品をそれぞれ光軸面を接して同一光軸上に配置する配置ステップと、
配置された第４の光学部品、第２の光学部品、第１の光学部品および第３の部品を前記同一光軸に平行に所定の押圧力を負荷して一時的に固定する仮固定ステップと、
ケース手段の内部を前記保持手段を構成する係止手段で、前記仮固定された第４の光学部品、第２の光学部品、第１の光学部品および第３の部品を含む第１の空間と、前記光導入手段と光導出手段を含む第２の空間に仕切る仕切ステップと、
前記第２の空間を形成するケース手段と係止手段の内壁に沿って吸水性材料を付与して吸水性容器を形成する吸水性容器形成ステップと、
前記吸水性容器内に、水溶性の無機質接着剤を充填する充填ステップと、
前記充填された水溶性の無機質接着剤を乾燥収縮させる乾燥ステップを有する前記固定手段の生成方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の光電圧センサの固定手段を生成する方法であって、
吸水性材質で構成されるシート材で、硬化後の所望形状と実質的に相似な形状を有する容器を形成する所望形状容器生成ステップと、
前記形成された容器に前記水溶性の無機質接着剤を充填する充填ステップと、
前記シート材の近傍の水溶性の無機質接着剤の水分を当該シート材に吸い出して硬化を促進する硬化促進ステップと、
前記硬化促進された部分から水溶性の無機質接着剤の中心部に向けて硬化を進行させる硬化進行ステップからなる前記固定手段の生成方法。
【請求項１２】
外部から入射された光に対して、光学的処理を行い、その処理結果を外部に出力する光デバイスであって、
外部から導入された光に光学的処理を行う光学的処理手段と、
前記光学的処理手段を収納するケース手段と、
前記光学的処理手段と前記ケース手段に固定されて、当該光学的処理手段を当該ケース手段の内壁と所定の間隔を有して保持する保持手段とを備え、
前記光学的処理手段は、入射面から導入された光を印加電圧に応じて偏光させると共に、当該偏光された光を出射面から導出するセンサ手段と、
前記センサ手段に接合されて、当該光学的処理手段に外部から光を導入させる光導入手段と、
前記センサ手段に接合されて、前記光学的処理結果を外部に導出させる光導出手段と、
前記光導入手段と前記光導出手段との周囲に設けられて、当該光導入手段と当該光導出手段とを一体的に固定すると共に前記保持手段に接合される固定手段とを含む光デバイス。
【請求項１３】
前記保持手段は、
前記ケース手段の内部に係止される係止手段と
前記係止手段から前記固定部内に延在する延在手段と、
前記延在手段に設けられた当該延在手段の断面より大きな断面を有するストッパ手段とを含む請求項１２に記載の光デバイス。
【請求項１４】
前記固定手段は、前記係止手段と前記ストッパ手段との間に保持されることを特徴とする請求項１３に記載の光デバイス。
【請求項１５】
前記固定手段は、内部に位置する前記係止手段の周囲に保持されることを特徴とする請求項１３に記載の光デバイス。
【請求項１６】
前記センサ手段は、
ポッケルス効果を有する第１の光学部品と、
前記第１の光学部品の入射面に、出射面を接する複屈折を有する第２の光学部品と、
前記第１の光学部品の出射面に、入射面を接する偏光機能を有する第３の光学部品とを備え、
前記第２の光学部品の入射面に、出射面を接する偏光機能を有する第４の光学部品とを備え、
前記第３の光学部品は、前記光導出手段に接合され、
前記第４の光学部品は、前記光導入手段に接合され、
前記第１の光学部品および前記第２の光学部品を各接面に生じる摩擦力で保持することを特徴とする請求項１２に記載の光デバイス。
【請求項１７】
前記ケース手段は、
前記保持手段と一体的に係止される第１のケース部と、
前記第１のケース部に嵌合して、前記第１の光学部品に対して電界を印加する電極対を有する第２のケースを含む請求項１６に記載の光デバイス。
【請求項１８】
前記センサ手段は、
焦電効果を有する第１の光学部品と、
前記第１の光学部品の入射面に、出射面を接する第１の透明電極と、
前記第１の透明電極の入射面に、出射面を接する複屈折を有する第２の光学部品と、
前記第１の光学部品の出射面に、入射面を接する第２の透明電極と、
前記第２の透明電極の出射面に、入射面を接する偏光機能を有する第３の光学部品とを備え、
前記第２の光学部品の入射面に、出射面を接する偏光機能を有する第４の光学部品とを備え、
前記第３の光学部品は、前記光導出手段に接合され、
前記第４の光学部品は、前記光導入手段に接合され、
前記第１の透明電極、第１の光学部品、第２の透明電極および第２の光学部品を各接面に生じる摩擦力で保持することを特徴とする請求項１２に記載の光デバイス。
【請求項１９】
前記固定手段は、硬化後の熱膨張係数が２０×１０-6／℃以下の無機質接着剤で形成されることを特徴とする請求項１２に記載の光デバイス。
【請求項２０】
請求項１２に記載の光デバイスの固定手段を生成する方法であって、
前記保持手段によって前記ケース手段内に形成された空間の内壁に沿って吸水性材料を配置する吸水性材料配置ステップと、
前記吸水性材料によって形成された空間に、水溶性の無機質接着剤を充填する無機質接着剤充填ステップと、
前記充填された無機質接着剤を乾燥収縮させる乾燥ステップからなる前記固定手段の生成方法。
【請求項２１】
請求項１６に記載の光デバイスの固定手段を生成する方法であって、
前記ケース手段の内部に、前記センサ手段を構成する前記第４の光学部品、第２の光学部品、第１の光学部品および第３の部品をそれぞれ光軸面を接して同一光軸上に配置する配置ステップと、
配置された第４の光学部品、第２の光学部品、第１の光学部品および第３の部品を前記同一光軸に平行に所定の押圧力を負荷して一時的に固定する仮固定ステップと、
ケース手段の内部を前記保持手段を構成する係止手段で、前記仮固定された第４の光学部品、第２の光学部品、第１の光学部品および第３の部品を含む第１の空間と、前記光導入手段と光導出手段を含む第２の空間に仕切る仕切ステップと、
前記第２の空間を形成するケース手段と係止手段の内壁に沿って吸水性材料を付与して吸水性容器を形成する吸水性容器形成ステップと、
前記吸水性容器内に、水溶性の無機質接着剤を充填する充填ステップと、
前記充填された水溶性の無機質接着剤を乾燥収縮させる乾燥ステップを有する固定手段生成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入射された光に光学的処理を施す光デバイスに関し、さらに詳述すれば送電線および配電線の電圧、およびモータ等の駆動電源電圧の検知に用いられて振動および熱膨張に対しても安定した検出性能を有する光電圧センサ、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下に、図１４および図１５を参照して従来の光デバイスの一例として、光電圧センサについて説明する。従来、光電圧センサＯＳは、入力側光学系３５、センサ部３６、出力側光学系３７、および光信号処理部（図示せず）により構成される。入力側光学系３５は、入射する光の光軸ＯＡｉに沿って光の入射順に光ファイバ７ｉ、フェルール８ｉ、ＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｉのそれぞれが、光軸ＯＡｉに対して垂直な光軸面（入射面および出射面）を互いに透明接着剤によって接合されている。
【０００３】
センサ部３６は、好ましくは光軸ＯＡｉに垂直な光軸ＯＡｈに沿って、光の入射順に配置された直角ＰＢＳ（偏光子）１ｉ、１／４波長板２、ポッケルス素子３、直角ＰＢＳ（検光子）１ｏより構成される。入力側光学系３５と同様に、センサ部３６の構成要素も光軸ＯＡｈに対して垂直な光軸面を互いに透明接着剤によって接合されている。
【０００４】
ポッケルス素子３は、光軸ＯＡｈに平行な二面３ａおよび３ｂのそれぞれに、電極５ａおよび５ｂ（図示せず）が蒸着される。この電極５ａおよび５ｂを取り付けるポッケルス素子３の二面を電極面と称する。さらに、電極５ａは、リード線１３ａによって、電極端子１４ａに接続されている。同様に、電極５ｂもリード線１３ｂによって、電極端子１４ｂに接続されている。なお、電極１４ａおよび１４ｂには、外部に設けられた電圧発生器（図示せず）によって、被測定電圧Ｖｍが印加される。短絡線２５が、ＬｉＮｂＯ3 結晶など焦電効果を有するポッケルス素子３の誘起する電荷をうち消すために設けられている。
【０００５】
出力側光学系３７は、センサ部３６と同様に、好ましくは光軸ＯＡｈに対して垂直、且つ光軸ＯＡｉに対して平行な光軸ＯＡｏに沿って、光の入射順に配列されたＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｏ、フェルール８ｏ、および光ファイバ７ｏが光軸ＯＡｏに垂直な光軸面を互いに透明接着剤で接合されて構成されている。
【０００６】
入力側光学系３５の光ファイバ７ｉに入射した光は、光軸ＯＡｈに沿ってフェルール８ｉ、ＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｉ中を進み、センサ部３６に入射する。センサ部３６に入射した光は、先ずセンサ部３６の直角ＰＢＳ１ｉによって、進路を変更されて光軸ＯＡｈに沿って、１／４波長板２、ポッケルス素子３中を進み、直角ＰＢＳ１ｏで再び進路を変更されて、出力側光学系３７に入射する。出力側光学系３７に入射した光は、ＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｏ、フェルール８ｏ、光ファイバ７ｏ中を進む。
【０００７】
このように、入力側光学系３５、センサ部３６および出力側光学系３７によって、光電圧センサＯＳのヘッド部が構成されている。前記光電圧センサのヘッド部は、ケース３１に機構的に固定される。但し、上記光学部品の接着に用いられる接着剤としては、エポキシ系あるいはウレタン系等の樹脂を主成分とするものが選択される。ポッケルス素子３としては、Ｂｉ12ＳｉＯ20（ＢＳＯ）、ＫＤＰや自然複屈折を有するＬｉＮｂＯ3 、ＬｉＴａＯ3 等によって構成される。１／４波長板２は、水晶等の自然屈折を有する材料で構成される。
【０００８】
次に、光電圧センサＯＳの動作原理について簡単に説明する。光源として、例えば中心波長０．８５μｍの光を放射するＬＥＤを使用した場合、このＬＥＤから放射された光は、入力側光学系３５で偏光されずに、センサ部３６に進む。この偏光されていない光（以降、「無偏光」と称す）は、センサ部３６の直角ＰＢＳ１ｉで直線偏光される。この直線偏光された光（以降、「直線偏光」と称す）は、１／４波長板２でさらに円偏光される。円偏光された光（以降、「円偏光」と称す）は、ポッケルス素子３によって、被測定電圧Ｖｍに応じて楕円化される。この楕円化された円偏光（以降、「楕円偏光」と称す）は、直角ＰＢＳ１ｏで再度直線偏光にされて出力側光学系３７に出射される。出力側光学系３７のＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｏに入射する直線偏光の強度変化は、印加電圧Ｖｍにより変化する偏光状態に対応する。それ故に、出力側光学系３７の光ファイバ７ｏを介して、センサ部３６の直角ＰＢＳ１ｏの出力強度変化をモニターし、その光量（強度）の変調度を算出することで印加電圧Ｖｍを測定することができる。光量の変調度とは、光量のＡＣ成分とＤＣ成分の比である。
【０００９】
ところで、光電圧センサＯＳは、屋外の厳しい環境下での使用が多いため、温度特性に関して厳しい性能が要求される。一例として、使用環境温度範囲が−２０℃〜８０℃に対して、光量の変調度の変化率は±１％以下であることが要求される。温度特性の変化の要因として、１／４波長板２やポッケルス素子３の接着部にかかる応力（ひずみ）による屈折率やポッケルス効果の変化等がある。さらに、ＬｉＮｂＯ3 などで構成する場合、１／４波長板２やポッケルス素子３自身のＺ軸が、光軸ＯＡｈと同一になるように構成しても、光軸面の仕上げ精度および接着精度を確保できない場合は入射光の軸ずれによる自然複屈折が発生する。
【００１０】
１／４波長板２に０次単板を使用した場合、光学部品の光軸面の面だし精度を３０分以下にすれば、軸ずれ角を０．２°以下に押さえることができ、軸ずれによる複屈折変化の問題は解消できる。しかし、０次の単板は高価であるので、０次単板を用いない低価格の１／４波長板２の特性改善が望まれる。
ポッケルス素子３においても軸ずれの問題は、１／４波長板２の場合と同様に、光学部品の光軸面の面だし精度を確保することで解消できる。しかしながら、ポッケルス素子３に加わる応力の緩和には、現在のところ適当な方法が無い。そのため、従来の光電圧センサＯＳの温度特性は図１５に示すように、数％程度の誤差が不可避である。しかも、接着部の応力は光電圧センサ製造時の環境で変化するので温度特性にも再現性がなく、温度特性の管理は困難である。
【００１１】
更に、上述のように組立てられた光学部品３５、３６、および３７をケース３１に収納する場合にも、以下に述べる問題がある。先ず、図１４に示すように、これら光学部品３５、３６、および３７とケース３１との間に十分な空間が確保されている場合、温度変化に伴い光学部品およびケース３１が熱膨張しても、互いに接触して光学部品に応力がかかる恐れは無い。しかしながら、使用環境における振動や衝撃により光学部品の位置がずれたり、傾いたりして、ケース３１に接触して、光学部品に応力がかかり、上述のように光電圧センサの検出精度を損なう。一方、光学部品３５、３６、および３７とケース３１との間に十分空間が確保されていない場合は、上述の問題に加えて、熱膨張により光学部品とケース３１が容易に接触して応力を生じる問題がある。
【００１２】
特開平４−２９１１６５号公報に、上述の問題を防止するための、光応用センサの製造方法が提案されている。この製造方法においては、光応用センサを構成する複数の光学部品を光軸調整用基盤を用いて光軸調整後、各光学部品の相互間をエポキシ系またはウレタン系等合成樹脂で隙間無く密着させると共に、密着させられた光学部品と光ファイバー等の周囲を同一の合成樹脂で隙間無くモールドする。この製造方法は光電流センサには有効である。しかしながら、応力あるいは軸ズレによる複屈折により特性変化が起こる光電圧センサの場合には、温度変化による合成樹脂の変形による軸ズレ発生、および合成樹脂の熱膨張係数とポッケルス素子の熱膨張係数との相違による応力発生により好ましくない温度特性を引き起こす。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、ポッケルス素子と１／４波長板の軸ずれは０次の単板を用いたり光学部品の光軸面の面だし精度を確保することで緩和できるが、それらに印加される応力は制御不可能である。それ故に、光電圧センサの温度特性が不良となり、正確な電圧測定ができない。さらに、光電圧センサのそれぞれの温度特性が不揃いとなるため、温度特性の管理上センサの全数評価が必須となりコストアップにつながる。
【００１４】
本発明は、従来の光電圧センサの課題を考慮し、感度と光量の温度特性の良好な光電圧センサと共に、それを簡単かつ低コストで量産できる組立方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、印加電圧に応じて、入射光を偏光し、偏光された光の変調度に基づいて印加電圧を検出する光電圧センサであって、
入射面から導入された光を印加電圧に応じて偏光させると共に、偏光された光を出射面から導出するセンサ部と、
センサ部に接合されて、センサ部の入射面に外部から光を導入させる光導入部と、
センサ部に接合されて、偏光された光をセンサ部の出射面から外部に導出させる光導出部と、
光導入部と光導出部との周囲に設けられて、光導入部と光導出部とを一体的に固定する固定部と、
固定部によって一体的に固定された光導入部および光導出部とそれらに接合されたセンサ部を収納するケース部と、
固定部に接合されると共にケース部に固定されて、一体化された光導入部、センサ部、光導出部、および固定部をケース部の内壁と所定の間隔を有して保持する保持部とを備える。
【００１６】
上記のように、第１の発明では、一体化された光導入部、センサ部、光導出部、および固定部がケース部の内壁と所定の間隔を有してケース部内に保持されているので、振動や熱膨張等により光導入部、センサ部、光導出部、および固定部がケース内壁に干渉して歪むことなく正確で安定した検出性能を有する光電圧センサを提供できる。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明において、保持部は、
ケース部の内部に係止される係止部と、
係止部から固定部内に延在する延在部と、
延在部に設けられた延在部の断面より大きな断面を有するストッパ部とを含む。
【００１８】
上記のように、第２の発明では、保持部は固定部だけに触れて、一体化されたセンサ部および光導出部に触れることなく保持できる。
【００１９】
第３の発明は、第２の発明において、固定部は、係止部とストッパ部との間に保持されることを特徴とする。
【００２０】
上記のように、第３の発明では、固定部をストッパ部と係止部によって挟まれて安定的に保持できる。
【００２１】
第４の発明は、第２の発明において、固定部は、内部に位置する係止部の周囲に保持されることを特徴とする。
【００２２】
上記のように、第４の発明では、固定部は保持部の係止部に触れることなくストッパ部のみとの接触によって保持できる。
【００２３】
第５の発明は、第１の発明において、センサ部は、
ポッケルス効果を有する第１の光学部品と、
第１の光学部品の入射面に、出射面を接する複屈折を有する第２の光学部品と、
第１の光学部品の出射面に、入射面を接する偏光機能を有する第３の光学部品とを備え、
第２の光学部品の入射面に、出射面を接する偏光機能を有する第４の光学部品とを備え、
第３の光学部品は、光導出部に接合され、
第４の光学部品は、光導入部に接合され、
第１の光学部品および第２の光学部品を各接面に生じる摩擦力で保持することを特徴とする。
【００２４】
上記のように、第５の発明では、第１の光学部品、第２の光学部品、第３の光学部品、および第４の光学部品は各接触面に働く摩擦力で保持されているので、光導出部、光導入部、或いは固定部にひずみが生じた場合にも、各光学部品に働くひずみによる応力の影響を軽減できる。
【００２５】
第６の発明は、第５の発明において、ケース部は、
保持部と一体的に係止される第１のケース部と、
第１のケース部に嵌合して、第１の光学部品に対して電界を印加する電極対を有する第２のケースを含む。
【００２６】
上記のように、第６の発明では、第１のケースに嵌合する第２のケースに電界印加用電極を設けることによって、光電圧センサの組立が容易にできる。
【００２７】
第７の発明は、第１の発明において、センサ部は、
焦電効果を有する第１の光学部品と、
第１の光学部品の入射面に、出射面を接する第１の透明電極と、
第１の透明電極の入射面に、出射面を接する複屈折を有する第２の光学部品と、
第１の光学部品の出射面に、入射面を接する第２の透明電極と、
第２の透明電極の出射面に、入射面を接する偏光機能を有する第３の光学部品とを備え、
第３の光学部品の入射面に、出射面を接する偏光機能を有する第４の光学部品とを備え、
第３の光学部品は、光導出部に接合され、
第４の光学部品は、光導入部に接合され、
第１の透明電極、第１の光学部品、第２の透明電極および第２の光学部品を各接面に生じる摩擦力で保持することを特徴とする。
【００２８】
上記のように、第７の発明では、第１の透明電極、第１の光学部品、第２の透明電極および第２の光学部品を各接面に生じる摩擦力で保持されているので、光導出部或いは光導入部を経て応力を受けても、各接面で応力を軽減できる。
【００２９】
第８の発明では、第１の発明において、固定部は、硬化後の熱膨張係数が２０×１０-6／℃以下の無機質接着剤で形成されることを特徴とする。
【００３０】
上記のように、第８の発明では、固定部の材質を選択することによって、熱膨張により固定部が前記ケース部に接触すること無く、さらに、前記センサ部に応力を生じさせることを防止できる。
【００３１】
第９の発明は、第１の発明における固定部を生成する方法であって、
保持部によってケース部内に形成された空間の内壁に沿って吸水性材料を配置する吸水性材料配置ステップと、
吸水性材料によって形成された空間に、水溶性の無機質接着剤を充填する無機質接着剤充填ステップと、
充填された無機質接着剤を乾燥収縮させる乾燥ステップからなる。
【００３２】
上記より、第９の発明では、吸水性材料で形成した空間に水溶性の無機質接着剤を充填した後に、乾燥収縮させることにより、容易に無機質接着剤を硬化後に所望の形状に形成できる。
【００３３】
第１０の発明は、第５の発明における固定部を生成する方法であって、
ケース部の内部に、センサ部を構成する第４の光学部品、第２の光学部品、第１の光学部品および第３の部品をそれぞれ光軸面を接して同一光軸上に配置する配置ステップと、
配置された第４の光学部品、第２の光学部品、第１の光学部品および第３の部品を同一光軸に平行に所定の押圧力を負荷して一時的に固定する仮固定ステップと、
ケース部の内部を保持部を構成する係止部で、仮固定された第４の光学部品、第２の光学部品、第１の光学部品および第３の部品を含む第１の空間と、光導入部と光導出部を含む第２の空間に仕切る仕切ステップと、
第２の空間を形成するケース部と係止部の内壁に沿って吸水性材料を付与して吸水性容器を形成する吸水性容器形成ステップと、
吸水性容器内に、水溶性の無機質接着剤を充填する充填ステップと、
充填された水溶性の無機質接着剤を乾燥収縮させる乾燥ステップを有する。
【００３４】
上記より、第１０の発明では、ケース部内に光電圧センサの主要部品を配置した状態で、無機質接着剤を充填し、硬化させて、主要部品を固定できる。
【００３５】
第１１の発明は、水溶性の無機質接着剤を硬化させる方法であって、
吸水性材質で構成されるシート材で、硬化後の所望形状と実質的に相似な形状を有する容器を形成する所望形状容器生成ステップと、
形成された容器に水溶性の無機質接着剤を充填する充填ステップと、
シート材の近傍の水溶性の無機質接着剤の水分をシート材に吸い出して硬化を促進する硬化促進ステップと、
硬化促進された部分から水溶性の無機質接着剤の中心部に向けて硬化を進行させる硬化進行ステップとを備える。
【００３６】
上記より、第１１の発明では、吸水性材料で形成した空間に水溶性の無機質接着剤を充填した後に、乾燥収縮させることにより、容易に無機質接着剤を硬化後に所望の形状に形成できる。
【００３７】
第１２の発明は、外部から入射された光に対して、光学的処理を行い、その処理結果を外部に出力する光デバイスであって、
外部から導入された光に光学的処理を行う光学的処理部と、
光学的処理部を収納するケース部と、
光学的処理部とケース部に固定されて、光学的処理部をケース部の内壁と所定の間隔を有して保持する保持部とを備える。
光学的処理部は、
光学的処理部に接合されて、光学的処理部に外部から光を導入させる光導入部と、
光学処理部に接合されて、光学的処理結果を外部に導出させる光導出部と、 光導入部と光導出部との周囲に設けられて、光導入部と光導出部とを一体的に固定する固定部とを含み、
保持部は、固定部に接合されると共にケース部に固定されて、前記一体化された光導入部、光学的処理部、光導出部、および固定部をケース部の内壁と所定の間隔を有して保持する。
【００３８】
上記のように、第１２の発明では、光導入部、光導出部、および固定部を含む複数の部材からなる光学的処理部がケース部の内壁と所定の間隔を有してケース部内に保持されているので、振動や熱膨張等により光学的処理部がケース内壁に干渉して歪むことなく正確で安定した光学的処理性能を有する光部品を提供できる。
【００３９】
第１３の発明は、第１２の発明において、保持部は、
ケース部の内部に係止される係止部と
係止部から固定部内に延在する延在部と、
延在部に設けられた延在部の断面より大きな断面を有するストッパ部とを含む。
【００４０】
上記のように、第１３の発明では、保持部は固定部だけに触れて、一体化されたセンサ部および光導出部に触れることなく保持できる。
【００４１】
第１４の発明は、第１３の発明において、固定部は、係止部とストッパ部との間に保持されることを特徴とする。
【００４２】
上記のように、第１４の発明では、固定部をストッパ部と係止部によって挟まれて安定的に保持できる。
【００４３】
第１５の発明は、第１３の発明において、固定部は、内部に位置する係止部の周囲に保持されることを特徴とする。
【００４４】
上記のように、第１５の発明では、固定部は保持部の係止部に触れることなくストッパ部のみとの接触によって保持できる。
【００４５】
第１６の発明は、第１２の発明において、センサ部は、
ポッケルス効果を有する第１の光学部品と、
第１の光学部品の入射面に、出射面を接する複屈折を有する第２の光学部品と、
第１の光学部品の出射面に、入射面を接する偏光機能を有する第３の光学部品とを備え、
第２の光学部品の入射面に、出射面を接する偏光機能を有する第４の光学部品とを備え、
第３の光学部品は、光導出部に接合され、
第４の光学部品は、光導入部に接合され、
第１の光学部品および第２の光学部品を各接面に生じる摩擦力で保持することを特徴とする。
【００４６】
上記のように、第１６の発明では、第１の光学部品、第２の光学部品、第３の光学部品、および第４の光学部品は各接触面に働く摩擦力で保持されているので、光導出部、光導入部、或いは固定部にひずみが生じた場合にも、各光学部品に働くひずみによる応力の影響を軽減できる。
【００４７】
第１７の発明は、第１６の発明において、ケース部は、
保持部と一体的に係止される第１のケース部と、
第１のケース部に嵌合して、第１の光学部品に対して電界を印加する電極対を有する第２のケースを含む。
【００４８】
上記のように、第１７の発明では、第１のケースに嵌合する第２のケースに電界印加用電極を設けることによって、光電圧センサの組立が容易にできる。
【００４９】
第１８の発明は、第１２の発明において、センサ部は、
焦電効果を有する第１の光学部品と、
第１の光学部品の入射面に、出射面を接する第１の透明電極と、
第１の透明電極の入射面に、出射面を接する複屈折を有する第２の光学部品と、
第１の光学部品の出射面に、入射面を接する第２の透明電極と、
第２の透明電極の出射面に、入射面を接する偏光機能を有する第３の光学部品とを備え、
第２の光学部品の入射面に、出射面を接する偏光機能を有する第４の光学部品とを備え、
第３の光学部品は、光導出部に接合され、
第４の光学部品は、光導入部に接合され、
第１の透明電極、第１の光学部品、第２の透明電極および第２の光学部品を各接面に生じる摩擦力で保持することを特徴とする。
【００５０】
上記のように、第１８の発明では、第１の透明電極、第１の光学部品、第２の透明電極および第２の光学部品を各接面に生じる摩擦力で保持されているので、光導出部或いは光導入部を経て応力を受けても、各接面で応力を軽減できる。
【００５１】
第１９の発明は、第１２の発明において、固定部は、硬化後の熱膨張係数が２０×１０-6／℃以下の無機質接着剤で形成されることを特徴とする。
【００５２】
上記のように、第１９の発明では、固定部の材質を選択することによって、熱膨張により固定部が前記ケース部に接触すること無く、さらに、前記センサ部に応力を生じさせることを防止できる。
【００５３】
第２０の発明は、第１の発明における固定部を生成する方法であって、
保持部によってケース部内に形成された空間の内壁に沿って吸水性材料を配置する吸水性材料配置ステップと、
吸水性材料によって形成された空間に、水溶性の無機質接着剤を充填する無機質接着剤充填ステップと、
充填された無機質接着剤を乾燥収縮させる乾燥ステップからなる。
【００５４】
上記より、第２０の発明では、吸水性材料で形成した空間に水溶性の無機質接着剤を充填した後に、乾燥収縮させることにより、容易に無機質接着剤を硬化後に所望の形状に形成できる。
【００５５】
第２１の発明は、第１６の発明における光学部品の固定部を生成する方法であって、
ケース部の内部に、センサ部を構成する第４の光学部品、第２の光学部品、第１の光学部品および第３の部品をそれぞれ光軸面を接して同一光軸上に配置する配置ステップと、
配置された第４の光学部品、第２の光学部品、第１の光学部品および第３の部品を同一光軸に平行に所定の押圧力を負荷して一時的に固定する仮固定ステップと、
ケース部の内部を保持部を構成する係止部で、仮固定された第４の光学部品、第２の光学部品、第１の光学部品および第３の部品を含む第１の空間と、光導入部と光導出部を含む第２の空間に仕切る仕切ステップと、
第２の空間を形成するケース部と係止部の内壁に沿って吸水性材料を付与して吸水性容器を形成する吸水性容器形成ステップと、
吸水性容器内に、水溶性の無機質接着剤を充填する充填ステップと、
充填された水溶性の無機質接着剤を乾燥収縮させる乾燥ステップを有する。
【００５６】
上記より、第２１の発明では、ケース部内に光学部品の主要部品を配置した状態で、無機質接着剤を充填し、硬化させて、主要部品を固定できる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図８を参照して本発明にかかる第１の実施の形態について、図９〜図１１を参照して第２の実施の形態について、図１２および図１３を参照して第３の実施形態について、それぞれ説明する。なお、以下の説明において、上述の従来の光電圧センサＯＳを構成する部材と類似の部材については、同様の符号を用いて示すと共に説明を省略する。なお、本明細書において、光デバイスの一例として、本発明を光電圧センサに適用した場合の実施形態について説明しているが、光電圧センサ以外の光電流センサ等の単数或いは複数の光学部品から構成される他の光デバイスにも適用できることは、以下に詳述される実施形態より明らかである。
【００５８】
（第１の実施形態）
図１に示すように、本発明にかかる第１実施形態にかかる電圧センサＯＳｐ１は、図１４に示した従来の光電圧センサＯＳと類似した構造を有している。従来の光電圧センサＯＳについては、既に詳述しているので、相違点に付いてのみ以下に説明する。
電圧センサＯＳｐ１は、光電圧センサＯＳと同様に、入力側光学系ＯＵｉ、センサ部ＳＵ１、および出力側光学系ＯＵｏで構成されるヘッド部を有する。入力側光学系ＯＵｉおよび出力側光学系ＯＵｏは、それぞれ入力側光学系３５および出力側光学系３７と同様に各構成部材を透明接着剤で接合して構成されている。しかし、センサ部ＳＵ１を構成する直角ＰＢＳ１ｉ、１／４波長板２、ポッケルス素子３、および直角ＰＢＳ１ｏは接着剤を用いずに、互いの接合面間に働く摩擦力で保持されている。
【００５９】
ヘッド部を収納するケース３１の内部は、概ね光軸ＯＡｉおよび光軸ＯＡｏに対して垂直且つ光軸ＯＡｈに対して平行な仕切り板１８によって、センサ領域Ｃｓと光学領域Ｃｏに二分割されている。仕切り板１８には、ＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｉおよび９oの外径より所定寸法だけ大きな円形の穴ＨｉおよびＨｏが、それぞれ光軸ＯＡｉおよびＯＡｏとほぼ同心上に設けられている。図１において、仕切り板１８の下面、つまりセンサ領域Ｃｓに対向する面には、穴Ｈｉおよび穴Ｈｏのほぼ中間の位置に、光軸ＯＡｉおよび光軸ＯＡｏと概ね平行に延在する止棒１２が設けられている。さらに、止棒１２の先端部には止棒１２の断面形状より大きな断面形状を有するストッパ１７が設けられている。
ヘッド部は仕切り板１８に接触しないように、入力側光学系ＯＵｉのＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｉが穴Ｈｉに、出力側光学系ＯＵｏのＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｉが穴Ｈｏに挿入された状態で、ケース３１内に収納されている。つまり、センサ部ＳＵ１は仕切り板１８に接触しないようにセンサ領域Ｃｓに収納され、入力側光学系ＯＵｉおよび出力側光学系ＯＵｏが光学領域Ｃｏに収納されている。
【００６０】
ケース３１の光学領域Ｃｏに収納されたＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｉおよび９ｏと止棒１２は、それらの周囲にセラミックを主成分とする水溶性の無機質接着剤ＡＳを所定の方法で充填後、硬化させて形成した固定ブロック１０によって、これらの部材を一体的に固定する。なお、硬化した固定ブロック１０とケース３１の内壁との間には、互いに間隔Ｄｓ（図３）だけ離間するように間隙１１を設けられている。この間隙１１は、温度変化により固定ブロック１０が膨張した時にも、ブロック１０がケース３１の内壁に接触してヘッド部の各部材に応力が生じるのを防ぐためである。そのため、間隙１１の寸法、つまり間隔Ｄｓは、固定ブロック１０の熱膨張係数および、電圧センサＯＳｐ１の使用環境温度範囲に基づいて適切に決定される。
一例として、固定ブロック１０の硬化後の熱膨張係数が２０×１０-6／℃以下で、使用温度範囲が−２０℃〜８０℃の場合、間隔Ｄｓは０．２ｍｍ程度が好ましい。またヘッド部ＳＵは、例えば、１０-6レベルの膨張率を有するガラスなどの無機材料材質で構成される。そして、ケース３１は、１０-6レベルの膨張率を有する耐熱ＡＢＳ樹脂で構成されるのが好ましい。このように、適正な材質を選ぶことによって、−２０℃〜８０℃に渡る６０℃の使用温度範囲において、光センサの光学部品がケース３１に干渉することはない。
【００６１】
直角ＰＢＳ１ｉの出射側光軸面と１／４波長板２の入射側光軸面、１／４波長板２の出射側光軸面とポッケルス素子３の入射側光軸面、およびポッケルス素子３の出射側光軸面と直角ＰＢＳ１ｏの入射側光軸面の３カ所の無接着接合面を介して、１／４波長板２とポッケルス素子３を適当な力で挟み込む。これら３カ所の無接着接合面に発生する摩擦力で、１／４波長板２およびポッケルス素子３が、入力側光学系ＯＵｉに接着された直角ＰＢＳ１ｉと出力側光学系ＯＵｏに接着された直角ＰＢＳ１ｏの間に固定且つ保持されている。そして、セラミックを主成分とする無機質接着剤によりＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｉおよび９ｏと止棒１２を一体的に接着硬化させることによって、ヘッド部は止棒１２を介して仕切り板１８に固定される。この結果、ヘッド部自体は仕切り板１８に対して非接触に取り付けられることは前述より明らかである。このように、ケース３１とヘッド部が止棒１２を介して一体化した状態で、ポッケルス素子３に付随する電界印加用電極５ａおよび５ｂとリード線１３ａおよび１３ｂで接続された電極端子１４ａおよび１４ｂを取り付けた蓋１６をケース３１に嵌合して電圧センサＯＳｐ１を完成する。
【００６２】
さらに、上述のように、固定ブロック１０はセンサ部ＳＵを構成する各光学部品と同程度の熱膨張率を有する無機接着剤ＡＳで形成されている。それ故に、固定ブロック１０およびセンサ部ＳＵの光軸ＯＡｈ方向への熱膨張の差も実質的に無視できる程小さく押さえることができる。その結果、温度変化に伴う固定ブロック１０の熱膨張によって、直角ＰＢＳ１ｉおよび直角ＰＢＳ１ｏがそれぞれ入力側光学系ＯＵｉおよび出力側光学系ＯＵｏを経由して押し広げられて、直角ＰＢＳ１ｉ、１／４波長板２の入射側光軸面、ポッケルス素子３、および直角ＰＢＳ１ｏそれぞれの間の無接着接合面が離反されてしまうことはない。同様に、熱収縮により、それぞれ入力側光学系ＯＵｉおよび出力側光学系ＯＵｏを経由して直角ＰＢＳ１ｉおよび直角ＰＢＳ１ｏが互いに押しつけ合わされて、前記無接着接合面に応力がかかり過ぎることもない。このように、固定ブロック１０とセンサ部ＳＵとの熱膨張係数との相違による応力発生に好ましくない温度特性を引き起こすことを防ぐことができる。
【００６３】
図２に、電圧センサＯＳｐ１の内部側面を示す。なお、同図において、各要素の関係を分かり易くするために、それらの位置関係を若干誇張して示してあるが、それらの誇張された位置であっても実質的に支障ない。
【００６４】
図３に、上述の如く構成された光電圧センサＯＳＰ１の内部正面図を示す。なお、同図において、ポッケルス素子３の入射面側および出射面側にそれぞれ透明電極２１ｉおよび２１ｏが設けられている点を除いて光電圧センサＯＳＰ１は図１に示されたのと同じ構成を有している。止棒１２の先端に設けられたストッパ１７のみが固定ブロック１０の下面より突出している。固定ブロック１０は、仕切り板１８の下面とストッパ１７の上面によって挟持される。この結果、固定ブロック１０は光軸ＯＡｉ、ＯＡｏ、およびＯＡｈの何れの方向に対しても、移動の自由度無く保持されて、ケース３１の内壁面が変形しても何ら影響を受けない。後程、図１１を参照して説明するように、本例のようにストッパ１７を固定ブロック１０の下面から突出させるのでは無く、固定ブロック１０の内部に埋め込むように構成しても良い。そうすれば、固定ブロック１０は止棒１２の先端のストッパ１７のみによって保持されるので、仕切り板１８と接すること無く完全に固定できる。止棒１２およびストッパ１７の断面形状は共に、円形でも多角形の何れでも良い。
【００６５】
次に、図４を参照しながら、電圧センサＯＳｐ１の組立方法を説明する。先ず、光軸ＯＡｉおよび光軸ＯＡｈに対する光軸面の直角度を確保した直角ＰＢＳ１ｉの入射側光軸面と入力側光学系ＯＵｉのＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｉの出射側光軸面とを光学接着剤、例えばエポキシ系合成樹脂を使用して張り合わせて一体化する。同様に、光軸ＯＡｈおよび光軸ＯＡｏに対する光軸面の直角度を確保した直角ＰＢＳ１ｏの出射面側光軸面とＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｏの入射側光軸面とを張り合わせて一体化する。
【００６６】
次に、ＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｉおよび９ｏを上に、つまり直角ＰＢＳ１ｉの天面を下にして、直角ＰＢＳ１ｉ、１／４波長板２、ポッケルス素子３、および直角ＰＢＳ１ｏの順番に光軸調整溝３０上に配置する。これらの光学部品の光軸を合わせた状態で、仮押えバネ２９で押さえられた部品押さえ棒２８と、同部品押さえ棒２８の反対側に配置するブロック壁３３を用いて、直角ＰＢＳ１ｉと直角ＰＢＳ１ｏのそれぞれに、１／４波長板２およびポッケルス素子３の光軸と平行方向に適当な弾性を有する外力をそれぞれ反平行方向に加える。このようにして、直角ＰＢＳ１ｉとそれに張り付けられたＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｉ、１／４波長板２、ポッケルス素子３、および直角ＰＢＳ１ｏとそれに張り付けられたＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｏ直角ＰＢＳ１ｏを仮固定して、フェルール８ｉおよび８ｏと光ファイバ７ｉおよび７ｏを除くヘッド部が構成される。
【００６７】
組立台４０に仮固定されたヘッド部の上から、仕切り板１８で仕切られたケース３１を覆い被せて、ＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｉおよびＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｏを仕切り板１８の穴Ｈｉおよび穴Ｈｏを通して光学領域Ｃｏ側に突出させる。光学領域Ｃｏのケース３１内壁面に沿って濾紙４を配する。光軸ＯＡｉおよび光軸ＯＡｏに平行な方向への濾紙４の長さは、ＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９より短く、且つ止棒１２のストッパ１７の下面或いは上面より長いことが望ましい。
【００６８】
このように、濾紙４と仕切り板１８により光学領域Ｃｏ中に空間Ｃｐを形成した状態で、ケース３１を組立台４０に固定し、セラミック充填器２４を使用して水溶性のセラミック接着剤ＡＳを空間Ｃｐ中に充填する。充填されたセラミック接着剤ＡＳを自然硬化あるいは、加熱硬化させて、ＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｉおよび９ｏを一体的に保持する固定ブロック１０が形成される。
【００６９】
ＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｉおよびＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｏのそれぞれに光学接着剤で一体的に接合されている直角ＰＢＳ１ｉと直角ＰＢＳ１ｏの間に挟まれて各光軸面に働く摩擦力によって保持される１／４波長板２とポッケルス素子３を、光軸調整用溝状ガイド３０と弾性を有する外力から解放することにより、ケース３１と固定ブロック１０により一体化されるヘッド部との間に相互作用のない構成が実現される。ＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｉにフェルール８ｉおよび光ファイバ７ｉを接続し、ＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９ｏにフェルール８ｏおよび光ファイバ７ｏを接続してヘッド部完成させた後に、電極端子１４ａおよび１４ｂ付随の蓋１６をケース３１に嵌合して、電圧センサＯＳｐ１が完成する。
【００７０】
次に、図５、図６、および図７を参照して、濾紙４を使用してケース３１と固定ブロック１０との間に間隙１１を生じさせるメカニズムについて詳述する。前記図５、６、および７は、ケース３１の内部をＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ側から光学領域Ｃｏを光軸ＯＡｉおよびＯＡｏに概ね平行に見た平面図を示している。
【００７１】
図５に、光学領域Ｃｏのケース３１内壁面に沿って、間隔Ｄｓ'をもって濾紙４（太線で表示）を配して仕切り板１８上に形成された空間Ｃｐを示す。この間隔Ｄｓ'は、ゼロより大きい所定の距離である。
【００７２】
図６に、図５に示した空間Ｃｐ中に、セラミック接着剤ＡＳを充填した状態を示す。濾紙４はセラミック接着剤ＡＳ中の水分を吸収して、濾紙４の体積が膨張、つまりその厚みが増す。膨張した濾紙４（細斜線で表示）は、ケース３１の内壁に接するので、ケース３１とセラミック接着剤ＡＳの間隔は濾紙４の厚みが増した分だけ大きくなる。そして、濾紙４の吸水量が飽和した段階で、ケース３１内面とセラミック接着剤ＡＳの間隔Ｄｓ"が決まる。この状態で、濾紙４の近傍のセラミック接着剤ＡＳは、濾紙４により水分が吸水されて硬化して、その形状もあらかた決まる。
【００７３】
図７に、図６に示した、濾紙４で形状があらかた決められたセラミック接着剤ＡＳを加熱硬化あるいは自然硬化させた状態を示す。セラミック接着剤ＡＳを硬化させると、濾紙４中の水分が乾燥して濾紙４の厚みＤｓ"が小さくなるが、濾紙４の内側のセラミック接着剤ＡＳは既にあらかた硬化しているために、セラミック接着剤ＡＳがケース３１の内壁側に膨らむことは無く、内部に向かって硬化が進行していく。セラミック接着剤ＡＳが完全に硬化した時点では、セラミック接着剤ＡＳを充填する前にケース３１の内壁に接していた濾紙４は、ケース３１の内壁から肌別れして固定ブロック１０に付着するため、濾紙４（太線で表示）とケース３１の内壁の間に濾紙４の膨張時の厚みＤｓ"が小さくなった分に相当する距離Ｄｓだけ離間した一様な間隙が形成される。以上より、Ｄｓ"＞Ｄｓ＞Ｄｓ'の関係がある。
【００７４】
以上に、セラミック接着剤ＡＳの光軸ＯＡｈと平行および垂直な方向の寸法変化のメカニズムについて説明した。なお、光軸ＯＡｉおよび光軸ＯＡｏに平行な方向についても、仕切板１８乗に濾紙４を付与することによって、上述のメカニズムにより、ケース３１の仕切板１８と固定ブロック１０の間にも一様な間隙ができる。つまり、濾紙４が膨張した時に、セラミック接着剤ＡＳが仕切板１８から濾紙４の膨張した分（Ｄｓ"）だけ離れ、水分が吸収されたセラミック接着剤ＡＳは硬化し、止棒１２のストッパ１７に固定される。そして、濾紙４から水分が蒸発して濾紙４の厚みが小さくなるその分だけ仕切板１８と濾紙４の間に隙間Ｄｓができる。
【００７５】
このように、光学部品群を一体化する固定ブロック１０は、結局止棒１２とのみケース３１と接するため、ケース３１の変形などの影響を光学部品群が受けることは全く無くなる。
ポッケルス素子３としては、従来と同様に、Ｂｉ12ＳｉＯ20（ＢＳＯ）、ＫＤＰや自然複屈折を有するＬｉＮｂＯ3やＬｉＴａＯ3等を使用し、ポッケルス素子３には電圧印加用に電極端子１４ａおよび１４ｂ、リード線１３ａおよび１３ｂ、電極５ａおよび５ｂを電気的に接続して、被測定電圧を電極端子１４ａおよび１４ｂに印加する。また、直角ＰＢＳ１ｉおよび直角ＰＢＳ１ｏの光軸面の面だし精度は、３０分以下とし、軸ずれ角を０．２°以下に管理することによって、軸ずれによる温度特性の変動を抑制できる。さらに、ホルダー９の材料としては、温度変化による形状変形の小さい無機材料、例えばセラミック製品が最適な特性を有している。しかし、コストを考慮すれば、少々の特性劣化が深刻な事態を招かないような用途であれば、金属材料をＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ９に使用しても良い。
【００７６】
図８に示すように、上述のように構成された電圧センサＯＳｐ１は−２０℃〜８０℃の温度範囲に渡って、±１％以下の良好な感度−温度特性を有する。
【００７７】
（第２の実施形態）
図９に示すように、本発明の第２実施形態にかかる電圧センサＯＳｐ２は、図１を参照して既に説明した第１実施形態にかかる電圧センサＯＳｐ１と類似した構造を有しているので、相違点に付いてのみ以下に説明する。光電圧センサＯＳｐ２におけるセンサ部ＳＵ２は、第１実施形態にかかるセンサ部ＳＵ１と異なる。つまり、ポッケルス素子３の電極面３ａおよび３ｂ上に電界印加用電極５ａおよび５ｂを直接設ける代わりに、電極端子１４ａおよび１４ｂのそれぞれに電気的に接続されている固定電極１９ａおよび１９ｂが蓋１６の下面に設けられている。但し、蓋１６をケース３１に嵌合させて取り付けた場合に、固定電極１９ａおよび１９ｂはポッケルス素子３の電極面３ａおよび３ｂに平行になり、第１実施形態の場合と同方向の電界をポッケルス素子３に印加するように取り付けられていることは言うまでもない。
【００７８】
図１０に電圧センサＯＳｐ２の内部側面を示す。なお、同図において、各要素の関係を分かり易くするために、それらの位置関係を若干誇張して示してあるが、それら誇張された位置であっても実質的に支障ない。
このように電界印加用の固定電極１９ａおよび１９ｂを蓋１６の下面に設けることにより、本実施形態においてはポッケルス素子３に対する電極５ａおよび５ｂの蒸着加工と、リード線１３ａおよび１３ｂの電極５ａおよび５ｂへのボンディング加工が不用である。さらに、蓋１６をケース３１内に収納されたセンサ部ＳＵ２と物理的に接続しておく必要がないので、蓋１６とケース３１が完全に分離する構造とすることができる。その結果、蓋１６とケース３１の組み合わせを柔軟にできる。
【００７９】
図１１に、上述の如く構成された光電圧センサＯＳＰ２の内部正面図を示す。本例においては、止棒１２の先端に設けられたストッパ１７が固定ブロック１０の内部に埋め込むように構成されている。このように、ストッパ１７が止棒１２の先端近傍で最も太い形状を有すれば、ケース３１と間隙１１を有する固定ブロック１０の止棒１２の伸びる方向に対する自由度が無くなり、固定ブロック１０は止棒１２とのみ接するだけで完全に固定され、ケース３１の側面が変形しても何ら影響を受けない構造ができる。なお、止棒１２において最も太いストッパ１７は、止棒１２の先端以外の位置に設けても良い。
【００８０】
（第３の実施形態）
図１２に示すように、本発明の第３実施形態にかかる電圧センサＯＳｐ３は、図１を参照して既に説明した第１実施形態にかかる電圧センサＯＳｐ１と類似した構造を有しているので、相違点に付いてのみ以下に説明する。光電圧センサＯＳｐ３におけるセンサ部ＳＵ３は、第１実施形態にかかる電圧センサＯＳｐ１のセンサ部ＳＵ１と異なる。第２実施形態にかかるセンサ部ＳＵ２と同様に、光電圧センサＯＳｐ３においては、ポッケルス素子３に電界印加用電極５ａおよび５ｂを直接設ける代わりに、電極端子１４ａおよび１４ｂにリード線１３ａおよび１３ｂで接続されている固定電極２０ａおよび２０ｂを、ケース３１の内壁面のうち、収納されたポッケルス素子３の電極面３ａおよび３ｂのそれぞれに対向する壁ケース３１の二つの内壁面側に設けたものである。
【００８１】
図１３に、上述の如く構成された光電圧センサＯＳＰ３の内部正面図を示す。本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、蓋１６をケース３１に嵌合取り付けた場合に、固定電極２０ａおよび２０ｂはポッケルス素子３の電極面３ａおよび３ｂに平行になり、第１実施形態の場合と同方向の電界をポッケルス素子３に印加するように取り付けられている。
【００８２】
なお、上述のように、本発明の実施形態として、光デバイスとして光電圧センサに本発明を適用した場合について説明した。しかしながら、本発明は、光電圧センサに限定されるものではなく、光電流センサ等のように入射された光に光学的処理を施す光学部品に適用できることは明白である。また、本発明にかかる光デバイスは単一或いは複数の光学部品により構成されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態における光電圧センサの構成を示す斜視透視図である。
【図２】  図１に示す電圧センサを示す透視側面図である。
【図３】  図１に示す電圧センサを示す透視正面図である。
【図４】  本発明にかかる光電圧センサの固定ブロックを生成する方法を示す説明図である。
【図５】  本発明にかかる光電圧センサの固定ブロックの生成するためにケース内部に濾紙を配した状態を示す説明図である。
【図６】  図５に示す濾紙を配した空間内にセラミック接着剤を充填した状態を示す説明図である。
【図７】  図６に示すセラミック接着剤を硬化させて固定ブロックを形成した状態を示す説明図である。
【図８】  本発明にかかる光電圧センサの感度温度特性を示す図である。
【図９】  本発明の第２実施形態における光電圧センサの構成を示す斜視透視図である。
【図１０】  図９に示す光電圧センサの透視側面図である。
【図１１】  図１０に示す光電圧センサの透視正面図である。
【図１２】  本発明の第３実施形態にかかる光電圧センサの構成を示す斜視透視図である。
【図１３】  図１２に示す光電圧センサの透視側面図である。
【図１４】  従来の光電圧センサの構造を示す透視正面図である。
【図１５】  図１４に示す従来の光電圧センサの感度温度特性を示す図である。
【符号の説明】
１ｉ、１ｏ  直角ＰＢＳ
２  １／４波長板
３  ポッケルス素子
４  濾紙
５ａ、５ｂ  電極
７ｉ、７ｏ  入力用光ファイバ
８ｉ、８ｏ  フェルール
９ｉ、９ｏ    ＧＲＩＮレンズ内蔵ホルダ
１０  固定ブロック
１１  間隙
１２  止棒
１３ａ、１３ｂ  リード線
１４ａ、１４ｂ  電圧端子
１６  蓋
１７  ストッパ
１８  仕切板
１９  上ケース固定電極
２０  横ケース固定電極
２１ｉ、２１ｏ  透明電極
２２  短絡線
２４  充填機
２５  ＩＴＯ短絡線
２６  リード線逃窓
２８  仮押え棒
２９  仮押えバネ
３０  光軸調整溝
３１  ケース
３３  ブロック壁
３５  入力側光学系
３６  センサ部
３７  出力側光学系
Ｃｓ  センサ領域
Ｃｏ  光学領域
ＳＵ  センサ部ＳＵ
ＯＵｉ、ＯＵｏ  光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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