DE2924804C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Eliminierung der durch Torsion bedingten temperaturabhängigen Änderung des Polarisations­ zustandes in einer von linear polarisiertem Licht durch­ laufenden zur Kompensation der Doppelbrechung tordierten Lichtleitfaser.

Aus "Applied Optics", Oktober 1975, Nr. 10, Seiten 2406- 2411, ist bekannt, daß sich die Polarisationsebene entlang einer Lichtleitfaser dreht, wenn man diese Lichtleitfaser um ihre Längsachse tordiert. Dabei wird ein linearer Zusammenhang zwischen der Drehung der Polarisationsebene und der Torsion der Lichtleitfaser festgestellt.

Aus der DE-AS 22 61 151 ist ein magneto-optischer Strom­ wandler mit einer zur Spule gewickelten Lichtleitfaser bekannt, bei dem die Ein- und Auskopplung eines linear polarisierten Lichts an einem erdseitigen Ende der Lichtleit­ faser erfolgt, dem ein Strahlteiler zugeordnet ist, über den der reflektierte Lichtstrahl einem Detektor zugeführt ist, während sich das andere Ende der Licht­ leitfaser hochspannungsseitig befindet und reflektierend ausgebildet ist. Mit dieser bekannten Meßeinrichtung werden Ströme und Spannungen erfaßt, die auf Hochspannungspoten­ tial liegen. Die Lichtleitfaser ist dabei als Lichtwellen­ leiterspule ausgebildet, die von dem stromführenden Leiter durchsetzt ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es bei Lichtleitfasern mit Krümmungen, die beispielsweise bei einer bekannten Lichtleitfaserspule auftreten, zu Doppelbrechungseffekten und damit zu unerwünschten Meßfehlern kommt. Wird die Wirkung des Doppelbrechungs­ effektes auf den Polarisationszustand durch Tordierung der Lichtleitfaser kompensiert (ältere Patentanmeldung DE-OS 28 55 337), so treten zusätzliche Materialspannungen auf, die ihrerseits bei einer Temperaturänderung der tordierten Lichtleitfaser, eine Drehung der Polarisations­ ebene am Ausgang der Lichtleitfaser zur Folge haben. Der als Ergebnis des Faraday-Effektes auftretenden Drehung der Polarisationsebene wird somit die temperaturabhängige Drehung der Polarisationsebene als unerwünschter Effekt überlagert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer tordierten Lichtleitfaser den durch die Torsion bedingten Temperatureinfluß auf die Lichtleitfaser und damit auf die Lage der Polarisations­ ebene in einfacher Weise zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch angegebenen Mitteln gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher er­ läutert, das beispielsweise eine Einrichtung zur Strommessung an elektrischen Leitern ist, die auf Hochspannung liegen und bei der ein magneto-optischer Stromwandler in Form einer um den Leiter gewickelten und von einem Lichtstrahl durchdrunge­ nen Lichtleitfaserspule ist, wobei der Lichtleitfaser eine Torsion in ihrer Längsachse erteilt ist.

Die Meßeinrichtung besteht aus einer Lichtquelle 1, die eine Lumineszenz- oder Laser-Diode sein kann, deren Lichtstrahl 2 einem Polarisationsfilter 3 zugeführt wird, dessen linear polarisiertes Licht über ein optisches System 4 und über einen Strahlteiler 5 in ein auf Erdpotential liegendes Ende 6 einer eine mehrwindige Spule 7 bildende Lichtleit­ faser 8 eingekoppelt ist; die Lichtleitfaserspule 7 ist von einem auf Hochspannungspotential liegenden Stromleiter 9 durchsetzt.

Die Lichtleitfaser weist eine Tor­ sion um ihre Längsachse auf, wie durch die gedachte Linie 10 angedeutet ist; durch diese Torsion der Lichtleitfaser än­ dert sich die Polarisationsrichtung in der Lichtleitfaser in proportionaler Weise und die Polarisations-Ebene ändert sich kontinuierlich über die gesamte Faserlänge.

Zur Vermeidung des Temperatureinflusses auf die tordierte Lichtleitfaser wird der am anderen Ende 11 der Lichtleit­ faser 8 auftretende Lichtstrahl 2 beispielsweise mittels Verspiegelung 12 zurückreflektiert, so daß die tordierte Lichtleitfaser vom linear polarisierten Licht 2′ ein zweites Mal in umgekehrter Richtung durchlaufen wird, wobei sich die temperaturabhängigen Drehungen der Polarisations-Ebene kompensieren.

Das reflektierte linear polarisierte Licht 2′ wird am Licht­ leitfaserende 6 ausgekoppelt und über den Strahlteiler 5 und ein Polarisationsfilter 13 einem Detektor 14 zugeführt.

Anstelle der Verspiegelung der Fläche des Lichtleiterendes 11 kann diesem Ende auch eine nicht weiter dargestellte Linse und ein nachgeordneter Spiegel zugeordnet sein, über den das austretende Licht wieder in das Ende 11 der Licht­ leitfaser zurückreflektiert wird.

Claims (1)

1. Verfahren zur Eliminierung der durch Torsion bedingten temperaturabhängigen Änderung des Polarisationszustandes in einer von linear polarisiertem Licht durchlaufenen zur Kompensation einer Doppelbrechung tordierten Lichtleit­ faser eines magneto-optischen Wandlers, dessen Spule aus einer zuvor tordierten Lichtleitfaser gewickelt ist, durch Ein- und Auskoppeln des linear polarisierten Lichts (2) an dem einen Ende (6) der Lichtleitfaser (8) und Reflektoren des Lichts am anderen Ende (12) der Lichtleitfaser (8).