JP2000111585A

JP2000111585A - 光ファイバセンサ

Info

Publication number: JP2000111585A
Application number: JP10281771A
Authority: JP
Inventors: Takashi Minemoto; 尚峯本; Nobuki Ito; 伸器伊藤; Onori Ishikawa; 大典石河; Satoshi Ishizuka; 石塚　　訓
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2000-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】大口径電線に流れる電流計測用の光ファイバ
センサの感度を簡単に大きくする事が困難であった。【解決手段】少なくとも偏光子、検光子、磁気光学素
子からなる光変調部と紅顔からの光を導入するためのフ
ァイバと変調された光を信号処理部に導くファイバから
なる光ファイバセンサに於いて、磁気光学素子を透過す
る光とほぼ平行に１組の凹部を端面に凹部を有する軟磁
性体コアを設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気光学効果を用い
た光方式の、磁界又は電流計測用の光ファイバセンサに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来磁気光学効果を利用した電流（磁
界）計測用光ファイバセンサは、その電気絶縁性、耐電
磁誘導ノイズに優れる事から電力用事故監視装置や電流
計測装置としてすでに実用化されている（例えば石河他
National Technical Report 第３８巻Ｎｏ．２（１
９９２））。また近年、送電線などの事故波形測定や落
雷電流を測定する必要から高感度・高速応答可能な磁界
（電流）センサが検討されている（例えば特開平８−１
４６０７４）。また地中送電線の事故電流波形観測用な
どには、その送電線径が大きい事から、すでに実用化し
ている配電線の光電流センサ用コア（通常コア径５０〜
１００ｍｍΦ程度）に比べて大きな磁性体コア（コア径
２００〜４００ｍｍΦ程度）を用いたセンサが検討され
ている。さらに事故の電流波形を忠実に測定する必要が
あるため、磁性体コア材料として周波数特性の良好なフ
ェライトコアを使用していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、コア径２００
〜４００ｍｍΦの大型フェライトコアをクラックなく磁
気特性をそろえて作製する事は技術的な困難から歩留ま
りが悪くコストアップの原因となっていた。またフェラ
イトは脆性材料であり、外部衝撃により破損しやすいと
いう課題があった。

【０００４】このような大型の磁性体コアを用いる欠点
をなくすために、磁性体コアを用いないで磁界や電流を
測定する方法も検討されている（例えば特開平８−１４
６０７４など）。しかしこの種のセンサに於いてはセン
サヘッドと電流が流れる電線とを十分近づけないと大き
な光の変調信号を得る事が出来なかった。しかし、地中
送電線のように電線周囲がアースされている電線や絶縁
破壊が問題となる雷電流が流れる経路などの電流計測に
は必ずしもセンサヘッドを電流経路に近づける事が出来
ない。そしてその結果ＳＮの悪い信号しか得られず、正
確な事故の判定が出来ないという課題があった。

【０００５】また、ごく最近基板上に集積化した光ファ
イバセンサの基板の一部に軟磁性体コアを用いてセンサ
の感度を向上させる方法（特開平８−２７８３２９）が
提案されている。この場合、センサの感度を非常に大き
くする事が可能となるが、基板材料と軟磁性体コア材料
の熱膨張係数を近いものとする必要がある事とコアギャ
ップが小さくなるに従いセンサ感度が非常に大きく変化
し、感度ばらつきを小さくする事が困難になるという課
題がある。

【０００６】本発明は、このような従来の光ファイバセ
ンサの課題を考慮し、高感度で安価な光ファイバを容易
に製造出来る光ファイバセンサを提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は少なくとも偏光子、検光子、磁気光学素子
を有する光変調部と、前記光変調部に光源からの光を導
入するための光ファイバと、前記光変調部で変調された
光を伝送するための光ファイバと、前記光変調部で変調
された光を信号処理する信号処理部を備えた光ファイバ
センサにおいて、前記光変調部を、前記磁気光学素子に
おける光の伝搬軸上における両側から挟み込むように配
置された１組以上の軟磁性体コアを備え、前記一組の軟
磁性体コアの前記磁気光学素子に最も近い側の端面には
凹部が形成され、前記磁気光学素子の主面の大きさよ
り、前記凹部の、前記主面と平行な方向の面の大きさの
方が大きく、その凹部には本センサの部材の一部が収納
されていることを特徴とする光ファイバセンサである。

【０００８】ここで凹部を有する事により偏光子、検光
子、レンズなどをおおうように軟磁性体コアを設置する
事ができ、軟磁性体コアのギャップを小さくする事がで
き、センサを高感度にする事が可能となる。

【０００９】また磁気光学素子に最も近い１組の軟磁性
体コアギャップの距離を変化させても光変調部の印加磁
界に対する感度がほとんど変化しない距離に軟磁性体コ
アを設置する事により、軟磁性体コアギャップの設計値
からのバラツキがあっても、また温度変化などによる膨
脹・収縮によっても感度の変化の変化のない製造バラツ
キの小さな、温度に対して安定な光ファイバセンサを作
製する事が可能となる。さらに軟磁性体コアが磁界印加
方向に長尺であることによりより高感度な光ファイバセ
ンサを実現できる。

【００１０】また、複数組の軟磁性体コアを用いる事に
より、偏光子、検光子レンズなどの光学素子をおおい込
むように設置する事が可能となり、高感度化が可能とな
る。さらに軟磁性体コアのギャップ距離を変化させても
感度がほとんど変化しない間隔として、最も磁気光学素
子に近く両側に配置された軟磁性体コアの間隔が０．６
〜１２ｍｍである光ファイバセンサを用いることによっ
て、容易に軟磁性体コアギャップの距離を変化させて
も、光ファイバセンサの感度変化のほとんどない物を実
現できる。

【００１１】光変調部のより望ましい形態としては、基
板上に形成された溝に光ファイバが固定され、前記光フ
ァイバ途中に光学素子を挿入するための溝が形成され、
前記溝部に偏光子、検光子、磁気光学素子が挿入固定さ
れた光変調部を有する光ファイバセンサを用いる事であ
り、望むべきは基板上に固定された光ファイバがＵ字型
形状に曲げられ、そのＵ字型の底部が直線状であり、前
記光ファイバの直線状な部分に偏光子、検光子、磁気光
学素子からなる光変調部が形成されている光ファイバセ
ンサを用いることである。これにより、従来のバルク光
学素子を用いた光変調部に比べて、軟磁性体コアを磁気
光学素子近傍に容易に設置する事が可能となり、小型で
高感度の集積型の光ファイバセンサを容易に実現でき
る。

【００１２】また磁気光学素子としてはガーネット材
料、Ｂｉ₁₂ＧｅＯ₂₀、Ｂｉ₁₂ＳｉＯ₂₀、鉛ガラスなどを
用いる事が可能であるが、単位厚み当たりのファラデー
効果が大きく、従って、軟磁性コアギャップを小さくで
きるガーネット材料がより望ましい。また軟磁性体コア
としてはいかなる材料でもよいが、フェライトを用いた
場合は高周波まで応答可能であり、パーマロイは比較的
高磁界まで中程度の周波数まで応答可能である。さらに
方向性珪素鋼を用いた場合、比較的安価にかつ直線性よ
く軟磁性体コアを作製できる。また用途によってはこれ
らのコアを組み合わせる事が可能である。さらに軟磁性
体コアおよび光変調部が一体となって樹脂にモールドす
ることにより、脆性材料であるフェライトコアを外部衝
撃から保護する事が可能であり、また、磁界強度が大き
くなった場合の軟磁性体コアの振動を押さえる事がで
き、長期信頼性の優れた光ファイバセンサを実現でき
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。

【００１４】（実施の形態１）本発明の第１の実施の形
態を図１〜図４を用いて説明する。図１は本実施の形態
による光磁界センサヘッドの構成を示したものである。
図１（ａ）はセンサヘッドを上面から見た図であり、図
１（ｂ）はＡ−Ａ’方向から見たセンサヘッドの構成を
示す。光源からの光は光ファイバ１１により光磁界セン
サヘッドに導かれる。導かれた光はレンズ１２により平
行光（平行光学系）または収束光（集光光学系）にさ
れ、偏光子１４により直線偏光が取り出される。得られ
た直線偏光は磁気光学素子１５を透過し、この時偏光面
がファラデー効果により回転を受ける。ここでのファラ
デー効果は、軟磁性体コア１９により外部から印加され
た磁界よりはるかに大きな磁界強度となるので、大きな
偏光面の回転をうける。また磁気光学素子１５に作用す
る磁界の大きさは、１組の軟軟磁性体コア１９のギャッ
プ距離２０に依存する。図１（ｂ）に示すように磁気光
学素子に作用する磁界が出来るだけ大きくなるように、
さらに後で説明するようにギャップ距離２０が変化して
も磁気光学素子１５に作用する磁界があまり変化しない
ように、軟磁性体コア１９には凹部１９１が形成されて
おり、その凹部１９１の中に偏光子１４を収納出来るの
で、ギャップ距離２０を小さくする事が出来る。

【００１５】磁気光学素子１５で偏光面の回転を受けた
光は検光子１６により偏光面の回転に対応した光強度に
変換され、さらにミラー１７、レンズ１２、光ファイバ
１１を透過して受光回路、信号処理回路に導入され、磁
界強度（又は電流値）が算出される。

【００１６】図２は本発明の全体の構成例を示す図であ
る。光源２０２は光源駆動回路２０１により適当な強度
の光パワーで発光させられている。光源２０２からでた
光ファイバ２０３により光ファイバセンサユニット２０
８に光が導入される。光ファイバセンサユニット２０８
の内部には図１に示す光磁界センサヘッドが内蔵されて
いる。外部磁界による軟磁性体コア１９の振動や、外部
衝撃による軟磁性体コア１９の破損をおさえるために、
軟磁性体コア１９を含む光磁界センサヘッドが樹脂モー
ルドされている。図１に示した光磁界センサヘッドを透
過した光は、光ファイバ２０３により受光回路２０４へ
導かれ、適当な信号強度に増幅された後、信号処理回路
２０５で信号処理されて、変調度を求めることにより光
ファイバセンサが設置されている箇所の磁界強度、ひい
ては大口径電線２０６に流れる電流が算出され、出力さ
れる。

【００１７】図３（ａ）は磁界センサヘッド部に軟磁性
体コア１９がある場合とない場合のセンサ出力と電流と
の関係を示す図である。また図３（ｂ）は同じ条件での
信号のＳＮ比を示す図である。ここで軟磁性体コア１９
としては、フェライトコアを、また磁気光学素子１５と
してはＢｉ置換型ガーネット膜を用いた例を示した。図
より明らかなように、軟磁性体コア１９を有した光磁界
センサの場合、約３倍の感度を有し、また同じ電流値に
対し１０ｄＢ弱ＳＮのよい信号が得られた。

【００１８】図４は本発明による光磁界センサの軟磁性
体コア１９のギャップ距離２０とセンサ出力の関係（白
丸）と従来知られている、軟磁性体コア１９に全く凹部
を有さない場合の光磁界センサのギャップ距離２０とセ
ンサ出力の関係（黒丸）を示した図である。従来の磁
気光学素子に近い、軟磁性体コア１９の端面に凹部を有
しない場合（特開平８−２７８３２９の方法を用いた場
合）、ギャップ距離２０が小さくなるとともに非常に大
きな感度が得られる。しかしギャップ距離が小さくなる
とごくわずかのギャップ距離２０の変化により大きくセ
ンサ感度が変化する事がわかる。他方、本発明によれ
ば、ギャップ距離２０が変化しても大きく感度が変化し
ない事がわかる。特にギャップ距離が０．６ｍｍ〜５ｍ
ｍの時には感度も大きく変化率も小さい事がわかる。凹
部１９１の存在がその感度の変化率を小さくしているこ
とがわかる。望ましくは、磁気光学素子１５の主面の大
きさより、その凹部１９１のその主面に平行な面の大き
さの方が大きくされている。それによって、凹部１９１
の効果が増す。

【００１９】次に感度が約３倍の状態で、光磁界センサ
の温度特性を測定した所、−２０℃〜＋８０℃の間で、
−１〜＋３％以下の良好な温度特性の光ファイバセンサ
が得られた。これは、フェライトコアが無い場合のセン
サの温度変化０〜＋２％に比べて温度特性の大きな劣化
は観測されなかった。なお用いたフェライトコアの透磁
率の温度変化は、この温度範囲で約３０％あるが、本構
成のセンサの場合、透磁率の温度変化が与えるセンサ感
度への影響は小さい事が明らかとなった。従って、温度
特性の悪いフェライトコアでも本構成の軟磁性体コアと
して用いる事が可能となる。

【００２０】（実施の形態２）本発明による第２の実施
の形態を図５を用いて説明する。本実施の形態では偏光
子１４、検光子１６、磁気光学素子１５及びミラー１
７、レンズ１２等からなる部分は図１と同様である。軟
磁性体コア１９として対向する２組のコアを用い、それ
らは図５（ｂ）に示すように磁気光学素子１５の光の透
過方向にほぼ平行に配置されている。この時対向する軟
磁性体コア１９のギャップ距離を０．２〜２０ｍｍまで
変化させた所、ギャップ距離３〜１２ｍｍの時に、ギャ
ップ距離２０を変化させても感度が大きく変化しない領
域があった。さらに最も感度の大きな距離で、軟磁性体
コアの無い場合に比べて２．６倍の感度が増加し、良好
なＳＮ比の出力信号を得た。またこのセンサに実施の形
態１と同様のフェライトコアを用いて、温度特性を測定
した所、実施例１と同様に感度の温度変化は−１％〜＋
３％以内と良好な結果を示した。従って、本構成の軟磁
性体コアとしても、温度特性の良好でないものが使用可
能であった。凹部１９１と磁気光学素子１５の主面の大
きさの関係は実施の形態１と同様に凹部１９１の方が大
きい。

【００２１】（実施の形態３）本発明による第３の実施
の形態を図６を用いて説明する。ここでは円柱形の機材
６０に、光ファイバ１１、レンズ１２、偏光子１４、磁
気光学素子１５、検光子１６を図のように固定した。こ
こで、機材６０は２つ用意され、その一つにはレンズ１
２、光ファイバ１１を収納するための径の異なる円筒形
の孔が設けられており、また他方の機材６０には、それ
らの孔の他に、偏光子１４、磁気光学素子１５、検光子
１６を収納する四角形の孔も設けられている。そして、
それぞれの機材６０にそれぞれの部品を収納した後、光
軸を一致させて、接着あるいはネジで連結固定してい
る。

【００２２】またレンズにはセルフォックレンズや球レ
ンズを用いる事ができる。磁気光学素子１５としては、
結晶厚みが薄くても機能する液相エピタキシャル法で成
長した（ＢｉＧｄＹＬａ）₃（ＦｅＧａ）₅Ｏ₁₂を用い
た。光学系としては、よく知られているように、磁気光
学素子１５を透過する時に大きなビーム径となる平行光
学系か、磁気光学素子１５上でビーム径が小さくガーネ
ットの磁区による散乱光をファイバに取り込む事ができ
る集光光学系を用いる事が出来る。集光光学系を用いた
場合、センサの直線性がより良好となる。

【００２３】次に磁気光学素子１５の側面に、光透過す
る方向に平行に図６に示すように１組の軟磁性体コア１
９を配置した。ギャップ２０の距離が０．６〜２０ｍｍ
の時光磁界センサヘッド部の感度は、軟磁性体コア１９
の無い場合の２〜８倍の感度が得られた。特にギャップ
距離２０が０．６〜４ｍｍの時、感度のほとんど変化の
ない光磁界センサを実現できた。凹部１９１と磁気光学
素子１５の主面の大きさの関係は実施の形態１と同様に
凹部１９１の方が大きい。

【００２４】磁気光学素子として液相エピタキシャル法
で成長した（ＢｉＧｄＹＬａ）₃（ＦｅＧａ）₅Ｏ₁₂を用
いた場合、実施の形態１と同様な軟磁性体コアのフェラ
イトコアを用いた場合でも、得られた光磁界センサヘッ
ドの温度特性は−２０〜８０℃の温度範囲で０〜＋２％
以内と非常に良好であった。

【００２５】本実施の形態では液層エピタキシャル法に
よるＢｉ置換ガーネットを用いたが、ガーネット結晶の
成長方法としては例えばフラックス法、フローティング
ゾーン法を用いて作製したガーネット結晶でもよく、ま
た必ずしも単結晶である必要はなく光損失が多少増加す
る欠点を除けば焼結体でも用いる事が可能であった。

【００２６】（実施の形態４）本発明による第４の実施
の形態を図７を用いて説明する。直方体形状のガラス基
板７０の上に精密ダイヤモンドブレードソーで光ファイ
バ固定用溝を長手方向へ形成する。この基板７０の光フ
ァイバ固定用溝に光ファイバ１１を接着固定する。次に
光ファイバ１１の光透過軸に垂直方向に、同じく精密ダ
イヤモンド不れードソーで、光学素子挿入溝７３を形成
する。その時同時に光ファイバの切断も行う。この光学
素子挿入溝７３に偏光子１４、磁気光学素子１５、検光
子１６を接着固定する。その結果、それらの部品の光軸
が一致するように上記溝は形成される。さらに、光ファ
イバ１１の光透過軸と平行に１組の軟磁性体コア１９を
図７（ａ）のように配置する。

【００２７】ここで軟磁性体コア１９の磁気光学素子１
５に近い側の端面には基板７０を収容するための凹部を
有している。得られた光磁界センサも感度は、軟磁性体
コア１９のギャップ距離２０が０．６〜２０ｍｍの時軟
磁性体コア１９のない場合の２．５〜９倍の感度が得ら
れた。特にギャップ距離が０．６〜４ｍｍの時、ギャッ
プ２０の距離が変化しても感度のほとんど変化のない光
磁界センサを実現できた。凹部１９１と磁気光学素子１
５の主面の大きさの関係は実施の形態１と同様に凹部１
９１の方が大きい。

【００２８】（実施の形態５）本発明による第５の実施
の形態を図８を用いて説明する。図は基板上に集積化し
た光磁界センサである。このセンサのガラス基板８０へ
の各素子の配設方法は、ガラス基板８０に溝を縦に３
本、横に１本形成しそこに、ファイバや、素子を配置す
る。なお、その方法は、特開平８−２１９８２５や特開
平８−２７８３２９と同様である。

【００２９】このようなガラス基板８０に対して、軟磁
性体コア１９を磁気光学素子１５を光が透過する方向に
平行に設置することにより、軟磁性体コア１９の無い場
合に比べて２〜６倍の感度の光磁界センサを実現でき
た。特にギャップ２０の距離が１〜５ｍｍの時は図９に
示すようにギャップ距離が変化しても感度の大きく変化
しなかった。黒丸は集積型光磁界センサの基板の一部に
軟磁性体コアを配置した、従来の特開平８−２７８３２
９の場合の結果である。従来例と比較して、ギャップ距
離が小さくなった場合の感度変化が小さい事がわかる。
凹部１９１と磁気光学素子１５の主面の大きさの関係は
実施の形態１と同様に凹部１９１の方が大きい。

【００３０】本実施の形態の場合、軟磁性体コアと集積
型センサの基板とは分離しているため、集積型センサの
場合のように、基板材料と軟磁性体コア材料の熱膨張係
数を一致させなくとも広い温度範囲で使用出来る。従っ
て、基板材料及び軟磁性体コアの材料を任意に選ぶ事が
可能となり、感度や使用温度範囲の設計が非常に容易に
なるという特徴がある。

【００３１】（実施の形態６）本発明による第６の実施
の形態を図１０、図１１に示す。図１０は大口径電線２
０６に本発明の第５の実施の形態と同様のセンサを設置
した時の取り付け構成を示す図である。図１０（ａ）〜
（ｃ）は、図８（ｂ）のと同様の側から見た光磁界セン
サの取り付け構成を示す。図１０（ａ）は軟磁性体コア
１９の無い場合、図１０（ｂ）は１組の軟磁性体コア１
９を配置した場合、図１０（ｃ）は２組の軟磁性体コア
１９を配置した場合である。それぞれの光磁界センサの
感度は、１対５対８と軟磁性体コアの数を増やすととも
に大きくなった。図では示していないが、軟磁性体コア
を２組よりも多く配置することによって、センサの電線
への設置が煩雑になる事を除けば、よりさらに感度を大
きくする事が可能である。図１１に軟磁性体コアが無い
場合（○印）、軟磁性体コア１組（■印）、軟磁性体コ
ア２組（●印）の場合の電流に対するセンサ出力とＳＮ
比の関係を示す。軟磁性体コアを２組（４個）用いた場
合、感度の増加とともにＳＮ比も約１８ｄＢ改善する事
が可能であった。

【００３２】なお本実施の形態では大口径電線にとりつ
けた場合の結果を示したが、小口径電線の場合に有効で
あり、またリング型コアとの組み合わせも可能である。

【００３３】以上、本発明、実施の形態によれば以下の
効果がある。

【００３４】（１）光磁界センサの横に比較的小さな軟
磁性体コアを配置するのみで、感度を大幅に向上させる
事が可能となり、電線全体を軟磁性体コアで覆う場合に
比べて安価で容易に光ファイバセンサを設置する事が可
能となる。

【００３５】（２）従来のように軟磁性体コアギャップ
を小さくしても、感度が急に大きく変化しないので、セ
ンサヘッドの設計が非常に容易となる。

【００３６】（３）従来の集積型光磁界センサの基板の
一部に軟磁性体コアを用いる方法と比べ基板と軟磁性体
コアの熱膨張係数を一致させる必要がなく、感度及び使
用温度範囲の設計が非常に容易になる。

【００３７】（４）温度特性のよくないフェライトコア
を用いた場合でも、センサとしての感度の劣化があまり
大きくならない。その結果種々のフェライトコアが使用
可能となる。

【００３８】また、反射型の光磁界センサを用いた場合
は、光源から光変調部への光ファイバと光変調部から信
号処理回路への光ファイバは同一のものを用いる事もで
きる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明は、高感度で安価な光ファイバを容易に製造
出来る光ファイバセンサを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１の実施の形態による光磁界セ
ンサヘッドの構成を示す図

【図２】本発明による第１の実施の形態による光ファイ
バセンサ全体の構成を示す図

【図３】図３（ａ）は本発明による第１の実施例の被測
定電流に対する出力信号を示す図であり図３（ｂ）は同
じく被測定電流に対する信号のＳＮ比を示す図

【図４】本発明による第１の実施の形態による軟磁性体
コアギャップの距離とセンサ出力の関係（○印）、及び
従来方法によるコアを用いた場合のコアギャップとセン
サ出力の関係（●印）を示す図

【図５】本発明の第２の実施の形態による光磁界センサ
ヘッド部の構成を示す図

【図６】本発明の第３の実施の形態による光磁界センサ
ヘッド部の構成を示す図

【図７】本発明の第４の実施の形態による光磁界センサ
ヘッド部の構成を示す図

【図８】本発明の第５の実施の形態による光磁界センサ
ヘッド部の構成を示す図

【図９】本発明による第５の実施の形態による軟磁性体
コアギャップの距離とセンサ出力の関係（○印）、及び
従来方法によるコアを用いた場合のコアギャップとセン
サ出力の関係（●印）を示す図

【図１０】本発明の第６の実施の形態による光磁界セン
サヘッドの大口径電線への取り付け構成を示す図

【図１１】図１１（ａ）は本発明による第６の実施例の
比測定電流に対する出力信号を示す図であり図１１
（ｂ）は同じく被測定電流に対する信号のＳＮ比を示す
図

【符号の説明】

１１光ファイバ１２レンズ１３レンズホルダ１４偏光子１５磁気光学素子１６偏光子１７ミラー１９軟磁性体コア２０ギャップ６０基材７０、８０基板７３光学素子挿入用溝７４光ファイバ固定用溝１９１凹部１０１光磁界センサヘッド２０１光源駆動回路２０２光源部２０３光ファイバ２０４受光回路２０５信号処理回路２０６大口径電線２０８光ファイバセンサユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石河大典大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者石塚訓大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2G017 AA01 AD05 AD12 2G025 AB10 AB13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも偏光子、検光子、磁気光学素
子を有する光変調部と、前記光変調部に光源からの光を
導入するための光ファイバと、前記光変調部で変調され
た光を伝送するための光ファイバと、前記光変調部で変
調された光を信号処理する信号処理部を備えた光ファイ
バセンサにおいて、前記光変調部を、前記磁気光学素子における光の伝搬軸
上における両側から挟み込むように配置された１組以上
の軟磁性体コアを備え、前記一組の軟磁性体コアの前記
磁気光学素子に最も近い側の端面には凹部が形成され、
前記磁気光学素子の主面の大きさより、前記凹部の前記
主面と平行な方向の面の大きさの方が大きく、その凹部
には本センサの部材の一部が収納されていることを特徴
とする光ファイバセンサ。
【請求項２】前記磁気光学素子に最も近い１組の軟磁
性体コアのそれぞれのコアは、２枚の平行な板状部材か
ら構成され、前記それぞれの軟磁性体コアに形成される
前記凹部は、その板状部材の間に設けられた隙間である
ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバセンサ。
【請求項３】前記１組の軟磁性体コアの間の距離は、
前記磁気光学素子における光の伝搬軸方向にその距離を
変化させても、前記光変調部への印加磁界に対する感度
がほとんど変化しない距離に設定されていることを特徴
とする請求項１又は２記載の光ファイバセンサ。
【請求項４】前記磁気光学素子に最も近い１組の軟磁
性体コアが、磁界印加方向に長尺であることを特徴とす
る請求項１又は２記載の光ファイバセンサ。
【請求項５】前記磁気光学素子に最も近い１組の軟磁
性体コアの前記間隔が０．６ｍｍ〜１２ｍｍであること
を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ファイ
バセンサ。
【請求項６】前記凹部には、少なくとも前記光ファイ
バを内部の空洞部に収納している円筒が挿入されている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバセン
サ。
【請求項７】前記１組の軟磁性体コアの対向する２つ
の前記凹部には、少なくとも前記光ファイバを表面の溝
に収納し、中央部の溝に前記光変調部を収納している板
状基板の両側部分がそれぞれ挿入されていることを特徴
とする請求項１又は２記載の光ファイバセンサ。
【請求項８】前記光ファイバは、前記板状基板の上で
Ｕ字型に曲げられ、その光の入力部分と出力部分とは互
いに平行に配置されていることを特徴とする請求項７記
載の光ファイバセンサ。
【請求項９】前記磁気光学素子がガーネット材料から
なる事を特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバセ
ンサ。
【請求項１０】前記軟磁性体コアが、フェライト、パ
ーマロイ、又は方向性珪素鋼のいずれか又はその組み合
わせからなることを特徴とする請求項１又は２記載の光
ファイバセンサ。
【請求項１１】前記軟磁性体コアおよび前記光変調部
が一体となって樹脂にモールドされていることを特徴と
する請求項１又は２記載の光ファイバセンサ。
【請求項１２】前記軟磁性体コアは、複数組設けら
れ、前記磁気光学素子における光の伝搬軸上の方向に順
次配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載
の光ファイバセンサ。