JPH02195310A - 光学素子保持装置 - 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】 〔概　要〕 超電導体のマイスナー効果を利用して光学素子を保持す
る光学素子保持装置に関し、 省スペース化、調整の容易化及び外部からの振動の影響
防止を目的とし、 超電導材料で形成され、光学素子を支持した枠と、該枠
の外部より磁場を印加することができる複数の磁石とを
具備して成り、印加磁場を変化させることにより光学素
子の位置の微調整を可能と〔産業上の利用分野〕 本発明は、超電導体のマイスナー効果を利用して光学素
子を保持する光学素子保持装置に関する。

天文学における宇宙のバックグラウンド放射の観測や、
有機化合物のスペクトル放射を含むミリ波、サブミリ波
帯の電磁波の観測のためには低雑音、高感度の受信器を
必要とする。このため極低温に冷却して使用する超電導
ミキサー受信器が利用される。このとき、受光素子に入
射する電磁波を導波するために、レンズ等の光学素子が
利用される。光学素子には、極低温で使用可能なテフロ
ン、溶融石英というような材料が利用される。

〔従来の技術〕

ホログラム等の光学素子は数〜数十−という高い位置精
度が要求される。従来の光学素子保持装置は第８図（ａ
）に示すように光学素子１をマイクロメータ２やステッ
ピングモータで駆動されるステージ３に保持させ、位置
調整を行うか、第８図（ｂ）に示すように光学素子１を
精密加工された保持台４につきあてて固定するようにな
っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の第８図（ａ）に示す光学素子保持装置では、
高精度の位置調整機構を必要とする。またその調整機構
は調整後に取りはずすことが困難であるため、光学系の
構成の際、調整機構の占める空間を含んだ大きな空間を
必要とするという問題がある。

また第８図（ｂ）に示すものは、第９図に示すように光
学素子１、保持台４ともにつき当て面５の高精度の加工
が必要である。また光学素子１と保持台４を密着させる
ため、光学素子１の位置の微調整が困難であり、さらに
保持台４からの振動が光学素子１に伝わるという問題が
あった。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、省スペース化、調整
の容易化及び外部からの振動の影響を防止した光学素子
保持装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

同図において、１０は光学素子、１１は該光学素子を保
持した枠で、超電導材料で形成されている。１２は電磁
石で複数個（図は４個）が枠１１の外部の四方に配置さ
れている。

〔作　用〕

枠１１に複数個の電磁石１２により磁場を印加すると、
超電導材料で形成された枠１１はマイスナー効果により
反磁力を生じ、各電磁石１２から反撥され、各電磁石１
２からの反撥力のつり合った所に停止する。従って各電
磁石１２のそれぞれめ磁場を調節することにより、枠１
１と共に鉄枠に保持された光学素子１０の位置を調整す
ることができる。

〔実施例〕

第２図は本発明の第１の実施例を示す図であり、（ａ）
は正面図、（ｂ）は側面図、（Ｃ）は光学素子を保持し
た枠を示す。

本実施例は１軸方向に自由度のある場合である。

同図において、ｌＯは光学素子、１１は光学素子１０を
支持した枠であり、鉄枠は超電導材料で形成されている
。１３は光学素子を支持した枠１１を１軸方向にのみ摺
動可能に保持した保持台であり、該保持台の左右には電
磁石１２．１２’が対向して取付けられている。

このように構成した本実施例の作用を第３図により説明
する。

先ず第３図（ａ）に示すように左右の電磁石（図示省略
）により枠１１に鉄枠の臨界磁場以下の磁場Ｂｌ　　、
Ｂ２を印加する。この磁場により枠１１はマイスナー効
果により電磁石との間に白ぬき矢印及び実線矢印のよう
な反撥力が生ずる。そして第３図（ｂ）に示すように枠
１１はその左右の反撥力がつり合う位置に移動する。従
って第３図（Ｃ）の如く、左右の電磁石による磁場Ｂ。

Ｂ２の大きさを制御し、Ｂ’ｌｌＢ’２とすることによ
り光学素子１０の位置を微調整することができる。また
調整後、枠１１を接着剤で保持台１３に接着固定又はネ
ジ止め等で固定すれば電磁石をとりはずすことができ、
より小型化ができる。

第４図は本発明の第２の実施例を示す図であり、（ａ）
はｂ図のａ−ａ線における断面図、（ｂ）はａ図のｂ−
ｂ線における断面図である。

本実施例は２軸方向に自由度をもつ場合である。

同図において、ｌＯは光学素子、１１は超電導材料で形
成された枠で光学素子１０を支持している。１２は４個
の電磁石でそれぞれ枠１１の各辺に対向する様に配置さ
れている。また１３は枠１１を２次元方向に移動可能に
保持し、且つ光学素子ｌＯを通る光の通過を防げない様
に窓１４．１４’を有する保持台である。

このように構成された本実施例は縦横２組の電磁石１２
と超電導体の枠１１間のマイスナー効果により光学素子
１０を枠１１と共に浮遊させることができ、２組の電磁
石１２による磁界を制御することにより光学素子ｌＯの
位置を微調整することができる。

なお上記第１、第２の実施例は光学素子の材質として、
結晶水晶、溶融石英など、低温に強いものを用いること
により、また液体窒素もしくは液体ヘリウムで液浸冷却
することにより極低温の超電導で実施可能である。また
常温超電導体により、光学素子の材質によらず実施可能
である。

第５図は本発明の光学素子保持装置の具体的な使用状態
を示す図である。同図において、２０は本発明による光
学素子保持装置で、断熱層２１で囲まれた液体ヘリウム
もしくは液体窒素２２中に浸漬され、さらにその外周を
液体窒素２３で冷却するようになっている。これらの冷
却装置は公知の冷却用デニワーを用いることができる。

なお本発明は光学素子の支持に超電導体の枠を用いてい
るが、この超電導体を用・いずに通常の磁石を用いるこ
とは不可能である。その理由を次に説明する。

第６図（ａ）に示すように２本の磁石３０で枠１１を作
り、４個の磁石３１との間の引力を利用した場合は、枠
１１は浮遊状態・では安定せず、第６図（ｂ）に示すよ
うに一方の磁石に吸着される。

また第７図に示すようにマイスナー効果の場合と同様、
反撥力（斥力）を利用するには（ａ）図の如く４個の磁
石３０で枠１１を形成するが、反溌力を生ずる磁石のそ
ばに引力を生じる磁石があるため枠１１は第７図（ｂ）
に示すように面内で回転し、引力の状態になり、第６図
の場合と同様に安定した浮遊状態は得られない。従って
通常の磁石では本発明と同様な光学素子保持装置は実現
できない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、光学素子の位置微
調整に際し、従来のような大きく、且つ調整後も取はず
しができないステージを必要としないため、省スペース
化ができる。このため光学素子間の間隔が短い場合でも
調整装置をつけることができる。

また光学素子と保持台とが機械的に接触しないため、の
つき当て面の高精度の加工を必要とせず、＠保持台の振
動の影響を緩和でき、θ光学素子の位置の微調整ができ
る、等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明の第１の実施例を示す図、第３図は本発
明の第１の実施例の作用を説明するための図、 第４図は本発明の第２の実施例を示す図、第５図は本発
明の光学素子保持装置の具体的な使用状態を示す図、 第６図及び第７図は光学素子支持枠を磁石で構成した場
合を示す図、 第８図は従来の光学素子保持装置を示す図、第９図は発
明が解決しようとする課題を説明するための図である。 図において、 １０は光学素子、 １１は枠、 １２．１２’は電磁石、 １３は保持台 を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、超電導材料で形成され、光学素子（１０）を支持し
   た枠（１１）と、該枠（１１）の外部より磁場を印加す
   ることができる複数の磁石（１２）とを具備して成り、
   印加磁場を変化させることにより光学素子（１０）の位
   置の微調整を可能としたことを特徴とする光学素子保持
   装置。