DE3931542A1 - Optischer magnetfeldsensor - Google Patents
Optischer magnetfeldsensorInfo
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- G01R33/0322—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using magneto-optic devices, e.g. Faraday or Cotton-Mouton effect using the Faraday or Voigt effect
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Magnetfeldsen
sor gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Zur Messung physikalischer Größen, wie z. B. Strom oder Magnet
feld, sind als Meßwertaufnehmer insbesonders optische Sensoren
geeignet, welche die zu messende Größe in ein optisches Signal
umwandeln. Die Vorteile optischer Sensoren bestehen im wesent
lichen darin, daß keine elektrischen Leitungen zur Strom- und
Spannungsversorgung des Meßwertaufnehmers zur Signalübertragung
zwischen einer Auswerteeinheit und Meßwertaufnehmer erforder
lich sind. Meßwertaufnehmer und Auswerteeinheit sind somit
galvanisch getrennt und können ohne besondere Schutzmaßnahmen
beispielsweise in der Hochspannungstechnik eingesetzt werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß faseroptische Sensoren
auch bei größeren Übertragungsstrecken unempfindlich gegen
elektromagnetische Störfelder sind.
Zur optischen Messung eines Magnetfeldes eignet sich dabei der
sogenannte Faraday-Effekt, durch den die Polarisationsebene
eines linear polarisierten Lichtes, das sich in einem Medium
ausbreitet, gedreht wird. Die Drehung dieser Polarisationsebene
hängt dabei sowohl von den Materialeigenschaften des durchstrah
lten Mediums, als auch von der Magnetfeldstärke entlang des
Lichtweges ab.
In /1/ ist eine Meßanordnung zur Strommessung offenbart, bei
der die Faraday-Drehung der Polarisationsebene eines sich in
einer optischen Faser ausbreitenden linear polarisierten Licht
strahls ausgenutzt wird. Zu diesem Zweck ist die Faser um einen
stromführenden Leiter in mehreren Windungen herumgelegt und
bildet eine Meßspule. Als optische Faser wird eine Monomode-
Lichtleitfaser verwendet. Ein Ende der Faser ist über einen
ersten Strahlteiler mit einer Lichtquelle, die monochromati
sches, linear polarisiertes Licht erzeugt, optisch gekoppelt.
Als Lichtquellen sind beispielsweise He-Ne-Laser oder GaAlAs-
Laser geeignet. Das in die Faser eingekoppelte Licht breitet
sich im Bereich der Meßspule annähernd parallel zum Magnetfeld
aus und erfährt durch das Magnetfeld eine Drehung seiner Pola
risationsebene. Der Drehwinkel α hängt von der Länge des Licht
wegs, von der Verdet-Konstante und von der entlang des Licht
weges wirksamen Komponente des Magnetfeldes ab. Das andere
Ende der Faser ist verspiegelt, so daß das Licht dort reflek
tiert wird und die Faser in umgekehrter Richtung durchläuft.
Mit Hilfe des ersten Strahlteilers wird das Licht über einen
zweiten Strahlteiler zwei gekreuzten Analysatoren zugeführt,
denen jeweils ein Lichtempfänger, beispielsweise Fotodioden,
zugeordnet ist. Die Differenz der mittels der Fotodioden ge
messenen Intensitäten stellt ein Maß für den Drehwinkel α dar.
Mit einer reflexiven Meßanordnung kann zwar die intrinsische
zirkulare Doppelbrechung der optischen Faser weitgehend kom
pensiert werden, nicht jedoch deren lineare Doppelbrechungs
eigenschaften.
Durch die lineare Doppelbrechung in der magnetfeldempfindlichen
Meßstrecke wird im allgemeinen linear polarisiertes Licht in
elliptisch polarisiertes Lichtes umgewandelt, dessen Hauptachse
gegenüber der Polarisationsebene des eingekoppelten Lichtes
auch bei Abwesenheit eines Magnetfeldes verdreht ist. Dieser
Effekt spielt insbesondere bei der Verwendung von optischen
Lichtleitfasern als magnetfeldempfindliche Meßstrecke eine
Rolle, da deren lineare Doppelbrechungseigenschaften besonders
ausgeprägt von umgebungsabhängigen Einflüssen, wie beispiels
weise der Temperatur und den von außen auf die Faser einwir
kenden mechanischen Kräften, unterworfen sind. In den bekannten
reflexiven oder transmissiven Meßanordnungen kann dies auch
dann zu einer erheblichen Verfälschung des Meßsignals führen,
wenn als optische Fasern sogenannte low birefringent-Fasern
verwendet werden, da auch bei diesen Fasern eine temperaturab
hängige spannungsinduzierte Doppelbrechung nicht vermieden wer
den kann (/2/).
Aus diesem Grund ist deshalb in /3/ vorgeschlagen worden, die
störenden linearen Doppelbrechungseigenschaften der optischen
Faser dadurch zu eliminieren, daß die Faser bereits beim Zieh
prozeß verdrillt wird, um auf diese Weise die lineare Doppel
brechung in eine "quasi-zirkulare" Doppelbrechung umzuwandeln,
die sich bei einer reflexiven Meßanordnung durch die Rezipro
zität des Lichtwegs praktisch nicht auf das Meßsignal auswirkt.
Auch durch diese Maßnahme können jedoch von außen durch mecha
nische Kräfte induzierte Doppelbrechungsanteile mit in der Re
gel unbekannter Hauptachsen-Orientierung ebenfalls nicht kom
pensiert werden, so daß eine restliche lineare Doppelbrechung
und eine dadurch hervorgerufene Restelliptizität des Meßstrah
les nicht vermieden werden kann.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen optischen
Magnetfeldsensor anzugeben, mit dem eine durch eine elliptische
Polarisation des Meßstrahls hervorgerufene Verfälschung des
Meßergebnisses weitgehend vermieden werden kann.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit dem Kenn
zeichen des Hauptanspruches. Der Polarisationszustand des
transmittierten Lichtstrahls nach Durchqueren der magnetfeld
empfindlichen Meßstrecke wird sowohl beeinflußt durch die vom
Magnetfeld induzierte zirkulare Doppelbrechung als auch durch
die intrinsischen Doppelbrechungseigenschaften des in der
magnetfeldempfindlichen Meßstrecke verwendeten magnetoopti
schen Bauteils. Die Elliptizität des transmittierten Lichtes
stellt dabei ein Maß für diese Doppelbrechungseigenschaften
dar. Diese Elliptizität wird neben der Lage der Hauptachsen bei
einer vollständigen Polarisationsanalyse erfaßt und kann dazu
verwendet werden, den durch die Faraday-Drehung alleine her
vorgerufenen Drehwinkel α0 zu bestimmen. Der Faraday-Drehwin
kel α0 kann dabei durch eine von der Elliptizität ε abhängige
Korrektur der Lage der Hauptachse α der Polarisationsellipse
bestimmt werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen,
daß in einer der Analysatoreinrichtung zugeordneten Auswerte
einheit die entsprechenden funktionalen Zusammenhänge
α0 (α, ε) für eine gegebene magnetfeldempfindliche Meß
strecke gespeichert sind.
Für die magnetfeldempfindliche Meßstrecke sind dabei insbeson
dere magnetooptische Bauteile bevorzugt, deren intrinsischen
linearen Doppelbrechungseigenschaften gering sind. In der
magnetfeldempfindlichen Meßstrecke sind daher vorzugsweise
sogenannte low birefringent optische Fasern vorgesehen.
Geeignete Analysatoreinrichtungen zur vollständigen Polarisa
tionsanalyse sind im Stand der Technik bekannt (/4/, /5/).
Diese bekannten Polarimeter enthalten jedoch stets wenig
stens eine optische Komponente, die zur Polarisationsanalyse
mechanisch verdreht oder verschoben werden muß. So muß bei
spielsweise bei einem aus einer λ/4-Platte und einem Polari
sationsstrahlteiler aufgebauten Polarimeter die λ/4-Platte so
lange verdreht werden, bis die elliptische Polarisation des
Meßstrahls in eine lineare Polarisation umgewandelt wird. Die
Orientierung der λ/4-Platte enthält dann zusammen mit den hin
ter dem Polarisationsstrahlteiler gemessenen Intensitäten die
komplette Information über den Polarisationszustand. Eine mit
beweglichen Teilen versehene Analysatoreinrichtung ist jedoch
technisch sehr aufwendig und verschleißanfällig und somit in
ihren praktischen Einsatzmöglichkeiten beschränkt.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
ist deshalb eine Analysatoreinrichtung zur vollständigen Pola
risationsanalyse vorgesehen, bei der vom transmittierten Licht
strahl drei Meßstrahlen abgetrennt werden, die jeweils einem
Polarisationsstrahlteiler zugeführt werden. Dabei ist wenig
stens einem Polarisationsstrahlteiler eine λ/4-Platte vorge
schaltet. Die komplette Information über den Polarisationszu
stand läßt sich aus den Intensitäten der aus den Polarisations
strahlteilern austretenden polarisierten Teilstrahlen er
mitteln. Mit dieser Anordnung ist eine Bestimmung des Polari
sationszustandes ohne mechanisch bewegliche Teile möglich.
Besonders einfache Verhältnisse für die Ermittlung des Polari
sationszustandes aus den Intensitäten der Teilstrahlen ergeben
sich dann, wenn die λ/4-Platte und der ihr nachgeschaltete Po
larisationsstrahlteiler bezüglich ihrer Hauptachsen um 45° zu
einander gekreuzt sind. Die beiden anderen Polarisationsstrahl
teiler sind vorzugsweise ebenfalls zueinander um 45° gekreuzt,
wobei die Lage der Hauptachsen eines dieser Polarisations
strahlteiler vorzugsweise mit der Lage der Hauptachsen des der
λ/4-Platte nachgeschalteten Polarisationsstrahlteilers über
einstimmt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des optischen Magnetfeld
sensors sind die zur Berechnung des Polarisationszustandes aus
den gemessenen Intensitäten erforderlichen Mittel in der
Analysatoreinrichtung enthalten.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind
außerdem Mittel zur Drehung der Polarisationsebene des in die
magnetfeldempfindliche Meßstrecke eingekoppelten polarisierten
Lichtstrahls in Abhängigkeit vom Ergebnis der Polarisations
analyse vorgesehen. Durch diese Maßnahme kann die Rest
elliptizität verringert und die Korrektur des gemessenen Dreh
winkels vereinfacht werden.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung
verwiesen, in deren
Fig. 1 ein optischer Magnetfeldsensor gemäß der Erfindung in
einem Blockschaltbild veranschaulicht ist.
Fig. 2 zeigt eine für den optischen Magnetfeldsensor gemäß
der Erfindung besonders bevorzugte Analysatoreinrich
tung zur vollständigen Polarisationsanalyse, deren
Funktionsweise anhand einer in
Fig. 3 schematisch dargestellten bevorzugten Anordnung von
Polarisationsstrahlteilern und der in
Fig. 4 dargestellten Polarisationsellipse des Meßstrahls näher
erläutert wird. In
Fig. 5 ist eine Einrichtung zur Verarbeitung der von dem opti
schen Teil der Analysatoreinrichtung zur Verfügung ge
stellten Signale schematisch veranschaulicht.
Gemäß Fig. 1 enthält ein optischer Magnetfeldsensor eine
Lichtquelle 1 zum Erzeugen eines linear polarisierten Licht
strahls 2, beispielsweise eine Laserdiode mit nachgeschaltetem
Polarisator. Der linear polarisierte Lichtstrahl 2 durchquert
einen Strahlteiler 4 und wird in eine magnetfeldempfindliche
Meßstrecke 6 eingekoppelt, die ein magnetooptisches Bauteil,
beispielsweise ein Kristall, beispielsweise Bi12SiO20 oder
ZnSe, oder ein Glas mit hoher Verdet-Konstante, enthält. In
einer bevorzugten Ausführungsform ist als magnetooptisches Bau
teil eine Lichtleitfaser vorgesehen, die beispielsweise zur
Messung des Magnetfeldes eines stromdurchflossenen Leiters zu
einer Meßspule aufgewickelt ist, deren Wicklungen den Leiter
konzentrisch umgeben.
Der Lichtstrahl 2 durchquert die magnetfeldempfindliche Meß
strecke 6, wird an einem Spiegel 8 reflektiert und durchquert
die Meßstrecke 6 erneut. Der Spiegel 8 kann beispielsweise
durch eine Verspiegelung der Endfläche des magnetooptischen
Bauteils realisiert werden. Die reflexive Anordnung gemäß der
Figur hat dabei gegenüber der transmissiven Anordnung den Vor
teil, daß intrinsische zirkulare Doppelbrechungsanteile des in
der magnetfeldempfindlichen Meßstrecke 6 verwendeten magneto
optischen Bauteils nahezu vollständig eliminiert werden.
Nach erneuter Durchquerung der Meßstrecke 6 wird der trans
mittierte Lichtstrahl 10 über den Strahlteiler 4 einer Analysa
toreinrichtung 20 zur vollständigen Polarisationsanalyse zuge
führt. In der Analysatoreinrichtung 20 wird der Polarisations
zustand des Meßstrahls 10 ermittelt und einem Magnetfeld oder
Strom zugeordnet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann auch
eine Lichtquelle 1 vorgesehen sein, die linear polarisiertes
Licht mit steuerbarer Polarisationsebene emittiert. Die Pola
risationsebene kann dann in dieser bevorzugten Ausführungs
form von der Analysatoreinrichtung 20 in Abhängigkeit vom
Ergebnis der Polarisationsanalyse beispielsweise so eingestellt
werden, daß die gemessene Restelliptizität des Meßstrahls 10
minimal wird.
Der optische Teil der Analysatoreinrichtung 20 enthält ent
sprechend Fig. 2 ein Fokussierobjektiv 21, das den Meßstrahl
10 über eine Lochblende 22 auf eine Kollimatorlinse 23
projiziert. Der von der Kollimatorlinse 23 parallel gebündelte
Meßstrahl 10 beleuchtet eine Zylinderlinse 24, die den Meß
strahl auf mehrere parallel zueinander angeordnete Polarisa
tionsstrahlteiler 26a, 26b, 26c, vorzugsweise Wollastonprismen,
bündelt. Dem Polarisationsstrahlteiler 26c ist eine λ/4-Platte
25c vorgeschaltet. Der transmittierte Lichtstrahl 10 wird somit
durch diese Anordnung in drei Meßstrahlen 10a, 10b, 10c aufge
trennt, die wiederum durch die Polarisationsstrahlteiler 26a,
26b und 26c jeweils in zwei Teilstrahlen 11a, 12a, 11b, 12b
bzw. 11c, 12c aufgespalten werden. Diese Teilstrahlen werden
jeweils einem Lichtempfänger 27 zugeführt, der die Intensität
dieser Teilstrahlen in ein entsprechendes elektrisches Signal
umwandelt. Die Information über den Polarisationszustand des
transmittierten Lichtstrahles 10 kann durch Auswertung der
Intensitäten der Teilstrahlen 11a, 12a, 11b, 12b und 11c, 12c
ermittelt werden.
Eine besonders bevorzugte Orientierung der Hauptachsen der
Polarisationsstrahlteiler 26a, 26b und 26c und der λ/4-Platte
ist in Fig. 3 veranschaulicht. Die beiden Polarisationsstrahl
teiler 26a und 26b sind dabei bezüglich ihrer Hauptachsen zu
einander vorzugsweise um 45° verdreht. Der mit der λ/4-Platte
25c versehene Polarisationsstrahlteiler 26c hat im Ausführungs
beispiel gemäß der Figur die gleiche Orientierung wie der Pola
risationsstrahlteiler 26a. Die vorgeschaltete λ/4-Platte 25c
ist jedoch gegenüber dem Polarisationsstrahlteiler 26c
gekreuzt, wie es in der Figur durch die eingezeichnete Dia
gonale, die beispielsweise die schnelle Hauptachse der λ/4-
Platte 25c repräsentiert, veranschaulicht ist.
Die Aufgaben der einzelnen Polarisationsstrahlteiler bei der
Analyse können am einfachsten für die beiden Grenzfälle linear
und zirkular polarisiertes Licht veranschaulicht werden. Ist
beispielsweise der auf die Analysatoreinrichtung auftreffende
Lichtstrahl linear polarisiert, so kann die Winkellage α der
Polarisationsebene aus den mit dem Lichtempfänger 27 gemessenen
Intensitäten I11a und I12a der Teilstrahlen 11a und 12a über
die Beziehung
ermittelt werden. Dies reicht aber wegen der Gleichheit von
cos2α und cos-2α zur vollständigen Lagebestimmung noch nicht
aus. Die Festlegung des Vorzeichens von α erfolgt dann mit
Hilfe des Polarisationsstrahlteilers 26b, für dessen Teilstrah
len 11b, 12b dann bei einer um 45° gekreuzten Anordnung die
Beziehung
gilt. Die Beziehung (1) legt somit den Betrag von α und die
Beziehung (2) entsprechend ihrem Vorzeichen ebenfalls das Vor
zeichen von α fest. Dabei kann wahlweise die Beziehung (1)
oder (2) zur Bestimmung des Betrages von α herangezogen wer
den. Zweckmäßigerweise wird dabei der Betrag von α mit der Be
ziehung ermittelt, die für ein gegebenes α empfindlicher von
α abhängt. Für -π/4 < α < π/4 ist dies beispielsweise die
Beziehung (2).
Die aus der λ/4-Platte 25c und dem Polarisationsstrahlteiler
26c bestehende Strahlteilerkombination hat die Aufgabe, bei zir
kular polarisiertem Licht eine Unterscheidung von links- und
rechtszirkular polarisiertem Licht zu ermöglichen. Zirkular po
larisiertes Licht wird von der λ/4-Platte in linear polari
siertes Licht umgewandelt, dessen Polarisationsebene, je nach
dem ob es sich um rechts- oder linkszirkular polarisiertes
Licht handelt, um ±π/4 zu einer Hauptachse der λ/4-Platte 25c
geneigt ist. Mit Hilfe eines bezüglich seiner Hauptachsen ge
genüber den Hauptachsen der λ/4-Platte 25c verdreht angeord
neten Polarisationsstrahlteilers 26c kann dann der Drehsinn des
zirkular polarisierten Lichtes bestimmt werden. Bei einer vor
zugsweise unter 45° gekreuzten Anordnung ergibt sich der Dreh
sinn unmittelbar daraus, welcher der beiden den Polarisations
strahlteilern 26c nachgeschalteten Lichtempfänger ein von Null
verschiedenes Signal empfängt.
Zur Erläuterung der Polarisationsanalyse für den allgemeinen
Fall eines elliptisch polarisierten Lichtstrahls ist in Fig. 4
eine Polarisationsellipse in ein Koordinatensystem eingetragen,
dessen Achsen x, y beispielsweise in den Hauptachsen des Pola
risationsstrahlteilers 26a zusammenfallen. Der Polarisations
zustand des transmittierten Lichtes wird dann durch die
Elliptizität ε und die Winkellage α der großen Achse der
Ellipse charakterisiert. Die Länge a der großen Halbachse ist
dabei ein Maß für die Intensität I=a2+b2=a2(1+tan2ε).
Der Polarisationszustand kann durch die normierten Stokes
parameter
S₀ = I (3)
S₁/S₀ = cos2α cos2ε (4)
S₂/S₀ = sin2α cos2ε (5)
S₃/S₀ = sin2ε (6)
S₁/S₀ = cos2α cos2ε (4)
S₂/S₀ = sin2α cos2ε (5)
S₃/S₀ = sin2ε (6)
beschrieben werden. Bezeichnet man mit Ax und Ay die Komponen
ten des elektrischen Feldes in x- bzw. y-Richtung, so lassen
sich die normierten Stokesparameter durch folgende Beziehungen
ausdrücken
Mit Hilfe des um π/4 gekreuzten Polarisationsstrahlteilers 26b
erhält man mit den Komponenten des elektrischen Feldes Ax′ und
Ay′ in x′- bzw. y′-Richtung für den normierten Stokesparameter
S2/S0 die Beziehung
und der norminierten Stokesparameter S3/So ergibt sich zu
Dabei bedeuten Ax′ und Ay′ die Komponenten des elektrischen
Feldes in Richtung der Hauptachsen des Polarisationsstrahltei
lers 26c nach Durchqueren der Kombination aus λ/4-Platte 25c
und Polarisationsstrahlteiler 26c. Diese Hauptachsen stimmen
dabei in der Anordnung gemäß Fig. 3 mit der x- bzw. y-Achse
überein. Mit Hilfe der von den Lichtempfängern 27 gemessenen
Intensitäten läßt sich somit die Elliptizität ε und die Win
kellage α der Polarisationsellipse errechnen.
Die von den Lichtempfängern 27 bereitgestellten, den Inten
sitäten der Teilstrahlen 11a, 12a, 11b, 12b und 11c, 12c ent
sprechenden elektrischen Signale werden nach einer analogen
Signalverarbeitung, beispielsweise einer Strom-Spannungswand
lung und Verstärkung, gemäß Fig. 5 einer Auswerteeinheit 40
zugeführt, die aus den gemessenen Intensitäten das Magnetfeld B
oder den Strom I berechnet. Die Auswerteeinheit 40 enthält hier
zu beispielsweise einen Multiplexer 42, dessen Ausgang über
einen Analog-Digital-Wandler 44 mit einem Mikroprozessor 46
verbunden ist, der die zur Berechnung der Orientierung α und
Elliptizität ε erforderlichen Rechenoperationen durchführt.
Dem Mikroprozessor 46 ist dabei ein Speicher 48 zugeordnet,
der für die gemessenen Wertepaare α und ε die korrigierte
Faraday-Drehung α0 in Form von Tabellen enthält. In einer vor
teilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Auswerteeinheit
40 zusätzlich über eine Steuerleitung 50 mit der Lichtquelle 1
(Fig. 1) zur Steuerung der Polarisationsebene des von der
Lichtquelle emittierten linear polarisierten Lichtstrahls
verbunden.
(1) Bargmann, W.-D., Winterhoff, H., Techn. Messen, 1983 2, Seiten 69-77
(2) Forman, P.R., Jahoda, F.C., Applied Optics, Vol. 27, No. 15, 1988, Seiten 3008-3096
(3) Li L. Qian J.-R. Payne D.N., Electron Lett., 1986, 22 No. 21, S. 1142-1144
(4) Donati, S., Annovazzi-Lodi, V., Tombasso, T., IEE Proc. Vol. 135, Pt. J, No. 5, 1988, S. 372-382
(5) Bergmann-Schaefer, Lehrbuch der Experimentalphysik, Band III, Optik, 8. Auflage, Berlin, New York 1987, S. 573 ff.
(1) Bargmann, W.-D., Winterhoff, H., Techn. Messen, 1983 2, Seiten 69-77
(2) Forman, P.R., Jahoda, F.C., Applied Optics, Vol. 27, No. 15, 1988, Seiten 3008-3096
(3) Li L. Qian J.-R. Payne D.N., Electron Lett., 1986, 22 No. 21, S. 1142-1144
(4) Donati, S., Annovazzi-Lodi, V., Tombasso, T., IEE Proc. Vol. 135, Pt. J, No. 5, 1988, S. 372-382
(5) Bergmann-Schaefer, Lehrbuch der Experimentalphysik, Band III, Optik, 8. Auflage, Berlin, New York 1987, S. 573 ff.
Claims (6)
1. Optischer Magnetfeldsensor zur Messung eines Magnetfeldes
(B) mit Hilfe des Faraday-Effektes mit
- a) einer Lichtquelle (1) zum Erzeugen eines linear polarisier ten Lichtstrahls (2),
- b) einer magnetfeldempfindlichen Meßstrecke (6), die dieser Lichtstrahl (2) durchquert,
- c) eine Analysatoreinrichtung (20) für den transmittierten Lichtstrahl (10) zur Ermittlung der vom Magnetfeld hervorge rufenen Drehung der Polarisationsebene, dadurch gekennzeichnet, daß
- d) die Analysatoreinrichtung (20) Mittel zur vollständigen Polarisationsanalyse des transmittierten Lichtstrahls (10) enthält.
2. Optischer Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, gekenn
zeichnet durch eine Analysatoreinrichtung (20) mit den
folgenden Merkmalen:
- a) In der Analysatoreinrichtung (20) werden vom transmittier ten Lichtstrahl (10) wenigstens drei Meßstrahlen (10a, 10b, 10c) abgetrennt,
- b) den Meßstrahlen ist jeweils ein Polarisationsstrahlteiler (26a, 26b, 26c) zur Aufteilung des Meßstrahls in zwei zu einander senkrecht polarisierten Teilstrahlen (11a, 12a, 11b, 12b bzw. 11c, 12c) zugeordnet,
- c) wenigstens einem Polarisationsstrahlteiler (26c) ist eine λ/4-Platte (25c) vorgeschaltet,
- d) den polarisierten Teilstrahlen (11a, 12a, 11b, 12b, 11c, 12c) ist jeweils ein Lichtempfänger (27) zur Intensitäts messung zugeordnet.
3. Optischer Magnetfeldsensor nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die λ/4-Platte (25c) und
der ihr nachgeschaltete Polarisationsstrahlteiler (26c) bezüg
lich ihrer Hauptachsen zueinander um 45° gekreuzt sind.
4. Optischer Magnetfeldsensor nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden anderen Polari
sationsstrahlteiler (26a und 26b) zueinander ebenfalls um 45°
gekreuzt sind, wobei die Lage der Hauptachsen eines dieser Po
larisationsstrahlteiler mit der Lage der Hauptachsen des der
λ/4-Platte (25c) nachgeschalteten Polarisationsstrahlteilern
(26c) übereinstimmt.
5. Optischer Magnetfeldsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ana
lysatoreinrichtung (20) Mittel zur Berechnung des Polarisations
zustandes aus den an den Lichtempfängern (27) gemessenen Inten
sitäten enthält.
6. Optischer Magnetfeldsensor nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß Mittel zur Drehung der Po
larisationsebene des in die magnetfeldempfindliche Meßstrecke
(6) eingekoppelten polarisierten Lichtstrahls in Abhängigkeit
vom Ergebnis der Polarisationsanalyse vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893931542 DE3931542A1 (de) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | Optischer magnetfeldsensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893931542 DE3931542A1 (de) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | Optischer magnetfeldsensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3931542A1 true DE3931542A1 (de) | 1991-04-04 |
Family
ID=6389897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893931542 Withdrawn DE3931542A1 (de) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | Optischer magnetfeldsensor |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3931542A1 (de) |
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- 1989-09-21 DE DE19893931542 patent/DE3931542A1/de not_active Withdrawn
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