JP2000235049A - Photovoltage/electric field sensor - Google Patents

Photovoltage/electric field sensor

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JP2000235049A
JP2000235049A JP11161365A JP16136599A JP2000235049A JP 2000235049 A JP2000235049 A JP 2000235049A JP 11161365 A JP11161365 A JP 11161365A JP 16136599 A JP16136599 A JP 16136599A JP 2000235049 A JP2000235049 A JP 2000235049A
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JP
Japan
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optical
light
crystal
electro
electric field
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Application number
JP11161365A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kumegawa
宏 久米川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a measurement error due to temperature characteristics of a wavelength plate in a photovoltage sensor with the use of an electro-optical crystal. SOLUTION: This photovoltage/electric field sensor includes a total internal reflection prism 27 for splitting an optical circuit into forward and backward paths 23a, 23b, and a λ/8 plate 26 (λ: wavelength) inserted in both the paths 23a and 23b, while an electro-optical crystal 22 is inserted as a vertical crystal of Bi12GeO20 or Bi12SiO20 into only one of the forward and backward paths 23a, 23b. Accordingly, an electro-optical effect can be provided by impressing a power supply 30 to the crystal 22 inserted in only one of the forward and backward paths 23a, 23b, while errors caused by the λ/8 plate 26 cancel each other out. Thus, the measuring accuracy can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポッケルス素子な
どの電気光学結晶を使用して、電圧や電界を測定するた
めの光電圧・電界センサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical voltage / electric field sensor for measuring a voltage or an electric field using an electro-optic crystal such as a Pockels element.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力系統の電圧測定には、電圧変成器が
広く用いられている。しかしながら、この電圧変成器
は、測定すべき系統電圧が高くなる程大型化してしま
い、コストおよびスペースが嵩むという問題がある。特
に、GISと称される不活性ガスを用いたガス絶縁開閉
装置では、小型化および省スペース化が強く要求され、
このような電圧変成器を搭載することが困難になってい
る。
2. Description of the Related Art A voltage transformer is widely used for measuring a voltage of a power system. However, this voltage transformer has a problem that the larger the system voltage to be measured, the larger the size, and the cost and space increase. In particular, in a gas insulated switchgear using an inert gas called GIS, miniaturization and space saving are strongly required.
It is difficult to mount such a voltage transformer.

【0003】このため、従来から、ポッケルス素子など
の電気光学結晶を用いた光電圧センサが用いられるよう
になってきている。図7は、そのような電気光学結晶を
用いた典型的な従来技術の光電圧センサ1の要部の構造
を示す正面図である。この光電圧センサ1では、半導体
レーザなどの図示しない光源からの光は、光ファイバ2
を介して入射され、コリメータ3を通過することによっ
て平行光とされて、偏光子4に入射される。前記コリメ
ータ3から偏光子4への入射光は平行光であるけれど
も、その偏光方向はランダムであり、偏光子4によって
直線偏光とされた後、λ/4板5に入射される。偏光子
4からの直線偏光は、λ/4板5の光学軸(c軸)に対
して45°の角度で入射されるようになっており、これ
によって該λ/4板5を通過した光は、円偏光とされ
る。
[0003] For this reason, an optical voltage sensor using an electro-optic crystal such as a Pockels element has been used. FIG. 7 is a front view showing a structure of a main part of a typical conventional optical voltage sensor 1 using such an electro-optic crystal. In this optical voltage sensor 1, light from a light source (not shown) such as a semiconductor laser
Through the collimator 3, is converted into parallel light, and is incident on the polarizer 4. Although the incident light from the collimator 3 to the polarizer 4 is parallel light, its polarization direction is random, and after being linearly polarized by the polarizer 4, is incident on the λ / 4 plate 5. The linearly polarized light from the polarizer 4 is incident at an angle of 45 ° with respect to the optical axis (c-axis) of the λ / 4 plate 5, whereby the light passing through the λ / 4 plate 5 Is circularly polarized light.

【0004】λ/4板5からの円偏光は、電気光学結晶
であるポッケルス素子6に入射され、このポッケルス素
子6からの出射光は、検光子7によって所定方向の直線
偏光成分のみが抽出されて、コリメータ8から光ファイ
バ9へ出射され、図示しない受光素子に入射される。前
記ポッケルス素子6において、光の入射面および出射面
には、それぞれ透明電極11,12が形成されており、
これらの透明電極11,12間に、電源13として、前
記電力系統の電圧が分圧されて与えられる。
The circularly polarized light from the λ / 4 plate 5 is incident on a Pockels element 6 which is an electro-optic crystal, and the light emitted from the Pockels element 6 is extracted by the analyzer 7 with only a linearly polarized component in a predetermined direction. Then, the light is emitted from the collimator 8 to the optical fiber 9 and is incident on a light receiving element (not shown). In the Pockels device 6, transparent electrodes 11 and 12 are formed on a light incident surface and a light emitting surface, respectively.
A voltage of the power system is divided and supplied as a power source 13 between the transparent electrodes 11 and 12.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
る光電圧センサ1において、λ/4板5は、一般に水晶
によって作製されており、ポッケルス素子6と同様に、
電気光学効果を有しており、電界の影響を受けて精度が
悪化するという問題がある。また、λ/4板5は複屈折
性を有しており、ポッケルス素子6に比べて温度特性が
悪いという問題がある。
In the optical voltage sensor 1 constructed as described above, the λ / 4 plate 5 is generally made of quartz, and like the Pockels element 6,
It has an electro-optic effect, and there is a problem that accuracy is deteriorated due to the influence of an electric field. Further, the λ / 4 plate 5 has a birefringent property, and has a problem that the temperature characteristics are poor compared to the Pockels element 6.

【0006】本発明の目的は、波長板による測定誤差を
抑制することができる光電圧・電界センサを提供するこ
とである。
An object of the present invention is to provide an optical voltage / electric field sensor capable of suppressing a measurement error caused by a wave plate.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る光
電圧・電界センサは、偏光子、波長板、電気光学結晶、
および検光子を備えて光経路を形成し、前記電気光学結
晶が印加電圧または電界に応じて通過光に位相変調を行
い、その位相差から被測定電圧または電界を測定するよ
うにした光電圧・電界センサにおいて、前記光経路中に
全反射部材を介在し、前記電気光学結晶を、Bi12Ge
20結晶またはBi12SiO20結晶として、前記全反射
部材への往復の光経路の何れか一方にのみ介在し、前記
波長板を1/8波長板とし、前記全反射部材への往復の
光経路に共に配置することを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an optical voltage / electric field sensor comprising a polarizer, a wave plate, an electro-optic crystal,
And an analyzer to form an optical path, the electro-optic crystal performs phase modulation on passing light according to an applied voltage or an electric field, and measures a measured voltage or an electric field from the phase difference. In the electric field sensor, a total reflection member is interposed in the optical path, and the electro-optic crystal is made of Bi 12 Ge.
As an O 20 crystal or a Bi 12 SiO 20 crystal, only one of the optical paths to and from the total reflection member intervenes in the optical path, the wavelength plate is a 1 / wavelength plate, and the light to and from the total reflection member is It is characterized by being arranged together on a route.

【0008】上記の構成によれば、波長板を1/8波長
板とし、全反射プリズムや偏検光子などで実現される全
反射部材を用いて、この波長板に光を往復させること
で、該波長板による誤差および旋光能を打消すようにし
ている。前記電気光学結晶中は光が片道しか通過しない
ため、電圧・電界を光軸方向に印加する必要のある縦形
結晶であっても、通常通り、印加電圧・電界に対応した
変調を生じさせることができる。
According to the above arrangement, the wavelength plate is a 1 / wavelength plate, and light is reciprocated to this wavelength plate by using a total reflection member realized by a total reflection prism or a polarization analyzer. The error and the optical rotation due to the wave plate are canceled. Since light passes through the electro-optic crystal only in one way, even in the case of a vertical crystal in which a voltage / electric field needs to be applied in the optical axis direction, modulation corresponding to the applied voltage / electric field can be generated as usual. it can.

【0009】また、請求項2の発明に係る光電圧・電界
センサは、偏光子、波長板、電気光学結晶、および検光
子を備えて光経路を形成し、前記電気光学結晶が印加電
圧または電界に応じて通過光に位相変調を行い、その位
相差から被測定電圧または電界を測定するようにした光
電圧・電界センサにおいて、前記光経路中に全反射部材
を介在し、前記電気光学結晶を、Bi12GeO20結晶ま
たはBi12SiO20結晶で光軸方向に2分割して形成
し、結晶軸が90°相互に異なるように前記全反射部材
への往復の光経路のそれぞれに介在し、前記波長板を1
/8波長板とし、前記全反射部材への往復の光経路に共
に配置することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical voltage / electric field sensor comprising a polarizer, a wave plate, an electro-optic crystal, and an analyzer to form an optical path. In the optical voltage / electric field sensor configured to measure a voltage or an electric field to be measured based on the phase difference, a total reflection member is interposed in the optical path, and the electro-optic crystal is , A Bi 12 GeO 20 crystal or a Bi 12 SiO 20 crystal, which is divided into two in the optical axis direction, and is interposed in each of the reciprocating optical paths to the total reflection member so that the crystal axes are different from each other by 90 °. The wave plate is 1
/ 8 wavelength plate, and are disposed together in a light path reciprocating to the total reflection member.

【0010】上記の構成によれば、波長板を1/8波長
板とし、全反射プリズムや偏検光子などで実現される全
反射部材を用いて、この波長板に光を往復させること
で、該波長板による誤差および旋光能を打消すようにし
ている。前記電気光学結晶中は光が往復で通過するけれ
ども、該電気光学結晶は光軸方向に2分割、すなわち1
/2の結晶長のものが、結晶軸が90°相互に異なるよ
うに介在されているので、電圧・電界を光軸方向に印加
する必要のある縦形結晶であっても、通常通り、印加電
圧・電界に対応した変調を生じさせることができる。ま
た、前記全反射部材への往復の光経路に共に電気光学結
晶を配置し、その厚みを1/2とするので、センサの小
型化を図ることができるとともに、往復の光経路には共
に空きスペースが無くなり、光学部品を密接して組立て
ることができ、組立て作業の簡略化および高精度化を図
ることができる。
According to the above configuration, the wavelength plate is a 8 wavelength plate, and light is reciprocated to the wavelength plate by using a total reflection member realized by a total reflection prism or a polarization analyzer. The error and the optical rotation due to the wave plate are canceled. Although light passes back and forth through the electro-optic crystal, the electro-optic crystal is divided into two in the optical axis direction, that is, 1
/ 2 is interposed so that the crystal axes are different from each other by 90 °. Therefore, even in the case of a vertical crystal in which a voltage / electric field needs to be applied in the optical axis direction, the applied voltage is normally Modulation corresponding to an electric field can be generated. In addition, since the electro-optic crystal is arranged in both the light path to and from the total reflection member and the thickness thereof is reduced to 1 /, the size of the sensor can be reduced, and both the light path and the light path are free. The space is eliminated, the optical components can be assembled closely, and the assembling operation can be simplified and the accuracy can be improved.

【0011】さらにまた、請求項3の発明に係る光電圧
・電界センサは、前記偏光子および検光子内に、コリメ
ータまたはボールレンズを一体で埋込み形成することを
特徴とする。
Further, the optical voltage / electric field sensor according to the invention of claim 3 is characterized in that a collimator or a ball lens is integrally formed in the polarizer and the analyzer.

【0012】上記の構成によれば、偏検光子や偏光子お
よび検光子に、コリメータやボールレンズを埋込み形成
することによって、突出物が無くなり、一層の小型化を
図ることができるとともに、部品点数の削減や、光軸合
わせが不要になるなどの組立て作業の簡略化を図ること
もできる。
According to the above configuration, the collimator and the ball lens are embedded in the polarization analyzer, the polarizer, and the analyzer, so that there is no protrusion and the size can be further reduced. It is also possible to simplify the assembling work, such as reducing the number of optical axes and eliminating the need for optical axis alignment.

【0013】また、請求項4の発明に係る光電圧・電界
センサでは、長方体状の前記電気光学結晶における光の
入射面および出射面において相互に直交する2辺の長さ
をそれぞれW,Hとするとき、前記全反射部材および前
記波長板における光の入射面および出射面において相互
に直交する2辺の長さをそれぞれ2W,Hとし、前記偏
光子および検光子は、光の入射および出射面において相
互に直交する2辺の長さをそれぞれW,H、光軸方向の
長さをWとし、または該偏光子および検光子が偏検光子
として一体で形成される場合には、前記光の入射および
出射面において相互に直交する2辺の長さをそれぞれ2
W,H、光軸方向の長さを2Wとすることを特徴とす
る。
In the optical voltage / electric field sensor according to a fourth aspect of the present invention, the lengths of two sides orthogonal to each other on the light incidence surface and the light emission surface of the rectangular electro-optic crystal are W and W, respectively. H, the lengths of two sides orthogonal to each other on the light incident surface and the light exit surface of the total reflection member and the wavelength plate are 2 W and H, respectively. The polarizer and the analyzer When the lengths of two sides orthogonal to each other on the exit surface are W and H, respectively, and the length in the optical axis direction is W, or when the polarizer and the analyzer are integrally formed as a polarized analyzer, The lengths of two sides orthogonal to each other on the light entrance and exit surfaces are each 2
W, H, and the length in the optical axis direction are 2 W.

【0014】上記の構成によれば、筐体の底面などの平
板上に各光学部品を載置し、偏光子および検光子を一体
に組合わせたもの、または偏光子と検光子とを兼用する
偏検光子と、波長板と、電気光学結晶との端面を、前記
底面と垂直な筐体の壁面などに当接させるとともに、全
反射部材の側面も前記壁面などに当接させるだけで、光
経路の往路または復路の何れか一方は、前記壁面からW
/2の位置に形成され、前記光経路の往路または復路の
何れか他方は、その位置からさらにWの位置に形成され
ることになり、光学部品の光軸合わせを容易に行うこと
ができる。
According to the above configuration, each optical component is mounted on a flat plate such as the bottom surface of the housing, and the polarizer and the analyzer are integrally combined, or the polarizer and the analyzer are also used. The end faces of the polarization analyzer, the wave plate, and the electro-optic crystal are brought into contact with a wall surface or the like of a housing perpendicular to the bottom surface, and the side surface of the total reflection member is also brought into contact with the wall surface or the like, so that light is emitted. Either the outgoing route or the return route of the route is W
/ 2, and the other one of the outward path and the return path of the optical path is further formed at the position of W from that position, so that the optical axis of the optical component can be easily adjusted.

【0015】さらにまた、請求項5の発明に係る光電圧
センサでは、前記電気光学結晶は、前記光の入射面およ
び出射面に透明電極が形成され、H方向にリード線の取
出し分の高さαだけ高く形成されていることを特徴とす
る。
Further, in the optical voltage sensor according to the invention of claim 5, the electro-optic crystal has a transparent electrode formed on an incident surface and an exit surface of the light, and a height of a lead wire extraction in the H direction. It is characterized by being formed higher by α.

【0016】上記の構成によれば、該センサが光電圧セ
ンサである場合には、光の入射面および出射面に透明電
極が形成されるので、電気光学結晶を、H方向に該透明
電極に対するリード線の取出し分の高さαだけ高く形成
しておく。
According to the above configuration, when the sensor is an optical voltage sensor, a transparent electrode is formed on the light incident surface and the light emitting surface, so that the electro-optic crystal can be moved in the H direction with respect to the transparent electrode. It is formed to be higher by the height α of the lead wire.

【0017】したがって、電気光学結晶において、他の
光学部品の高さHまでの部分には前記リード線を接続す
るための導電性接着剤や半田がないため、電気光学結晶
を隣接する光学部品に密接させて組立ることができ、前
記光の入射面および出射面に反射防止膜を設ける必要が
なくなるなどの製作の簡略化を図ることができる。
Therefore, in the electro-optic crystal, since the conductive adhesive or solder for connecting the lead wire is not provided in the portion of the other optical component up to the height H, the electro-optic crystal is connected to the adjacent optical component. It is possible to assemble them in close contact with each other, and it is possible to simplify manufacturing such that it is not necessary to provide an antireflection film on the light incident surface and the light exit surface.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図1および図2に基づいて説明すれば以下のとおりであ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described.
The following is a description based on FIG. 1 and FIG.

【0019】図1は本発明の実施の一形態の光電圧セン
サ21の要部の構造を示す分解斜視図であり、図2はそ
の要部の組立て状態を示す正面図である。この光電圧セ
ンサ21は、電気光学結晶として、BGO(Bi12Ge
20)結晶22を用いており、本発明では、このBGO
結晶22以外に、Bi12SiO20結晶であってもよく、
後述する光軸23方向に電圧または電界を印加すべき縦
形結晶とする。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a structure of a main part of an optical voltage sensor 21 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view showing an assembled state of the main part. This optical voltage sensor 21 uses BGO (Bi 12 Ge) as an electro-optical crystal.
O 20 ) crystal 22 is used.
In addition to the crystal 22, a Bi 12 SiO 20 crystal may be used,
It is a vertical crystal to which a voltage or an electric field is to be applied in the direction of the optical axis 23, which will be described later.

【0020】半導体レーザなどの図示しない光源からの
光は、光ファイバを介してコリメータ24に与えられ、
このコリメータ24によって平行光とされて、偏検光子
25に入射される。コリメータ24からのランダムな偏
光方向の光は、この偏検光子25において、所定の直線
偏光成分が抽出されて、波長板であるλ/8板26に入
射される。
Light from a light source (not shown) such as a semiconductor laser is applied to a collimator 24 via an optical fiber.
The light is collimated by the collimator 24 and is incident on the polarization detector 25. Light having a random polarization direction from the collimator 24 has a predetermined linear polarization component extracted by the polarization analyzer 25 and is incident on a λ / 8 plate 26 which is a wavelength plate.

【0021】λ/8板26の偏光方向は、前記偏検光子
25の偏光方向とは45°交差しており、このλ/8板
29は、入射された直線を相互に直交する2つの光軸
(a軸,c軸)成分に分解して伝搬させ、偏検光子25
側の面26aからBGO結晶22側の面26bまでの間
で、前記2つの光軸成分間に波長の1/8だけ位相差を
生じさせて出射する。λ/8板26の出射光は、BGO
結晶22を通過した後、全反射プリズム27に入射され
る。
The polarization direction of the λ / 8 plate 26 intersects with the polarization direction of the polarization detector 25 by 45 °. After being decomposed into axial (a-axis, c-axis) components and propagated,
The light is emitted with a phase difference of 1/8 of the wavelength between the two optical axis components between the surface 26a on the side and the surface 26b on the BGO crystal 22 side. The output light of the λ / 8 plate 26 is BGO
After passing through the crystal 22, it is incident on the total reflection prism 27.

【0022】前記全反射プリズム27で、進行方向が1
80°反転された光は、再びλ/8板26を介して偏検
光子25に入射され、所定の直線偏光成分のみが抽出さ
れて、コリメータ28から図示しない光ファイバを介し
て、受光素子に与えられる。前記λ/8板26の特性変
化などに対応するために、前記コリメータ28が受光す
る直線偏光成分とは垂直な直線偏光成分を検出するため
に、前記光軸23上に配置される前記コリメータ28に
対して、光軸23と直交するように、コリメータ29が
設けられることがある。
In the total reflection prism 27, the traveling direction is 1
The light inverted by 80 ° is again incident on the polarization detector 25 via the λ / 8 plate 26, and only a predetermined linearly polarized light component is extracted, and is transmitted from the collimator 28 to the light receiving element via an optical fiber (not shown). Given. The collimator 28 disposed on the optical axis 23 in order to detect a linear polarization component perpendicular to the linear polarization component received by the collimator 28 in order to cope with a change in the characteristics of the λ / 8 plate 26 and the like. However, a collimator 29 may be provided so as to be orthogonal to the optical axis 23.

【0023】このように構成することによって、λ/8
板26には往復の2回、光が通過するため、λ/4の位
相が生じることになる。したがって、測定結果は、前記
図7で示す従来技術の光電圧センサ1の様に、偏検光子
25からの直線偏光された出射光を、波長板によって円
偏光としてBGO結晶22に入射する構成と同様とな
り、前記コリメータ28,29へは、電源30からBG
O結晶22の透明電極22a,22bに印加される電圧
に対応して、該BGO結晶22で楕円偏光に変換された
光の相互に直交する直線偏光成分が入射されることにな
る。
With this configuration, λ / 8
Since light passes through the plate 26 twice, the phase of λ / 4 is generated. Therefore, the measurement result is configured such that the linearly polarized outgoing light from the polarization detector 25 is incident on the BGO crystal 22 as circularly polarized light by a wave plate, as in the conventional optical voltage sensor 1 shown in FIG. Similarly, the collimators 28 and 29 are supplied with a BG
Corresponding to the voltage applied to the transparent electrodes 22a and 22b of the O crystal 22, linearly orthogonally polarized light components of light converted into elliptically polarized light by the BGO crystal 22 are incident.

【0024】前記λ/8板26は、水晶などから作製さ
れ、その厚みDは、入射光のa軸成分とc軸成分との間
に、1/8波長の位相差を生じさせることができる厚さ
に選ばれる。また、BGO結晶22の結晶長はLで表さ
れ、該BGO結晶22の光軸23と垂直な面の幅をWと
するときに、残余の光学部品25,26,27は、2W
の幅に形成される。また、残余の光学部品25,26,
27の高さは、Hに形成される。たとえば、W=H=5
(mm)である。
The λ / 8 plate 26 is made of quartz or the like, and its thickness D can cause a phase difference of 1 / wavelength between the a-axis component and the c-axis component of the incident light. Selected for thickness. The crystal length of the BGO crystal 22 is represented by L, and when the width of a plane perpendicular to the optical axis 23 of the BGO crystal 22 is W, the remaining optical components 25, 26, and 27 have 2W.
It is formed in the width of. Also, the remaining optical components 25, 26,
The height of 27 is formed in H. For example, W = H = 5
(Mm).

【0025】BGO結晶22は、該センサ1が光電界セ
ンサである場合には、前記高さHに形成され、この実施
の形態のように光電圧センサの場合には、光の入射面お
よび出射面にそれぞれ形成される前記透明電極22a,
22bに対するリード線の取出し分のαだけ高く形成さ
れている。前記リード線は、導電性接着剤や半田付けな
どによって、前記透明電極22a,22bに電気的に接
続される。偏検光子25の幅および奥行きは、共に2W
に形成される。
When the sensor 1 is an optical electric field sensor, the BGO crystal 22 is formed at the height H. In the case of an optical voltage sensor as in this embodiment, the light incident surface and the outgoing light The transparent electrodes 22a,
The lead wire 22b is formed higher than the lead wire 22b by α. The lead wire is electrically connected to the transparent electrodes 22a and 22b by a conductive adhesive or soldering. The width and depth of the polarization analyzer 25 are both 2 W
Is formed.

【0026】図2で示すように、光経路の往路23a側
には、BGO結晶22が介在されて、各光学部品25,
26,22,27は相互に密接して配置される。これに
対して、前記BGO結晶22が介在されない光経路の復
路23b側では、全反射プリズム27のλ/8板26側
の面と、λ/8板26の全反射プリズム27側の面と
は、それぞれ空気との界面となり、該界面での反射を抑
制するためにAR(AirReflection)膜27r,26r
が、蒸着などによって形成されている。
As shown in FIG. 2, a BGO crystal 22 is interposed on the outward path 23a side of the optical path, and each optical component 25,
26, 22, 27 are arranged close to each other. On the other hand, on the return path 23b side of the optical path where the BGO crystal 22 is not interposed, the surface of the total reflection prism 27 on the λ / 8 plate 26 side and the surface of the λ / 8 plate 26 on the total reflection prism 27 side are different. AR (Air Reflection) films 27r, 26r to suppress reflection at the interfaces.
Is formed by vapor deposition or the like.

【0027】上述のように構成される光電圧センサ21
では、光経路の往路23aと復路23bとの両方にλ/
8板26を介在することによって、図7で示す従来技術
の光電圧センサ1と同様に、透過光に合わせて1/4波
長の位相差を生じさせることができるとともに、該λ/
8板26で生じる測定誤差の要因は、往路23aと復路
23bとの間で相互に逆特性となり、相殺されることに
なる。こうして、波長板での測定誤差を抑制することが
できる。
The optical voltage sensor 21 configured as described above
In this case, both the outgoing path 23a and the return path 23b of the optical path have λ /
By interposing the eight plates 26, a phase difference of 1/4 wavelength can be generated in accordance with the transmitted light, as in the optical voltage sensor 1 of the prior art shown in FIG.
The factors of the measurement error generated in the eight plates 26 have opposite characteristics between the forward path 23a and the backward path 23b, and are canceled out. Thus, a measurement error in the wave plate can be suppressed.

【0028】また、各光学部品25,26,22,27
は、その底面を、センサ筐体の底面などの平板上に載置
し、偏検光子25、λ/8板26およびBGO結晶22
において、往路23a側の端面25d,26dおよび全
反射プリズム27の前記往路23a側の側面27dを、
前記筐体の底面と垂直な壁面などに当接させるだけで、
該端面25d,26d,22dおよび側面27dから、
W/2の位置に前記往路23aが形成され、反対側の端
面25e,26eおよび側面27eからW/2の位置
に、復路23bが形成される。こうして、光軸合わせも
容易に行うことができる。
Each of the optical parts 25, 26, 22, 27
Puts its bottom surface on a flat plate such as the bottom surface of the sensor housing, and analyzes the polarization detector 25, the λ / 8 plate 26, and the BGO crystal 22.
, The end faces 25d and 26d on the outward path 23a side and the side surface 27d on the outward path 23a side of the total reflection prism 27 are
Just by touching the wall surface perpendicular to the bottom surface of the housing,
From the end faces 25d, 26d, 22d and side faces 27d,
The outward path 23a is formed at the position of W / 2, and the return path 23b is formed at the position of W / 2 from the opposite end surfaces 25e, 26e and the side surface 27e. Thus, the optical axis can be easily aligned.

【0029】さらにまた、該センサ1が光電圧センサの
場合には、BGO結晶22が前記透明電極22a,22
bに対するリード線の取出し分の高さαだけ高く形成さ
れるので、隣接するλ/8板26および全反射プリズム
27の高さHまでの部分には前記導電性接着剤や半田が
ないため、これらに密接させて組立ることができ、前記
光の入射面および出射面に反射防止膜を設ける必要がな
くなるなどの製作の簡略化を図ることもできる。
Further, when the sensor 1 is an optical voltage sensor, the BGO crystal 22 is connected to the transparent electrodes 22a, 22a.
Since the lead is formed higher by the height α of the lead wire with respect to b, the conductive adhesive and the solder are not provided in the portion up to the height H of the adjacent λ / 8 plate 26 and the total reflection prism 27. It is possible to assemble them in close contact with each other, and it is also possible to simplify the manufacturing such that it is not necessary to provide an anti-reflection film on the light entrance surface and the light exit surface.

【0030】なお、λ/8板26は、偏検光子25とB
GO結晶22との間に限らず、BGO結晶22と全反射
プリズム27との間に設けられていてもよく、またBG
O結晶22が復路23bに設けられていてもよいことは
言うまでもない。また、本件明細書中では、波長板26
を上記のようにλ/8板と称しているけれども、全反射
プリズム27で旋光が生じる場合には、前記波長板26
での位相差をθ1とし、全反射プリズム27での位相差
をθ2とすると、 2θ1+θ2≒λ/4 となるように、すなわち波長板26での位相差は、1/
4波長から前記位相差θ2を減算した値の1/2に設定
される。
The λ / 8 plate 26 is provided between the polarization detector 25 and the B
Not only between the GO crystal 22 but also between the BGO crystal 22 and the total reflection prism 27,
It goes without saying that the O crystal 22 may be provided in the return path 23b. In the present specification, the wave plate 26
Is referred to as a λ / 8 plate as described above, but if optical rotation occurs in the total reflection prism 27, the wavelength plate 26
Assuming that the phase difference at θ1 is θ1 and the phase difference at total reflection prism 27 is θ2, 2θ1 + θ2 波長 λ / 4, that is, the phase difference at wavelength plate 26 is 1 /
The value is set to の of the value obtained by subtracting the phase difference θ2 from the four wavelengths.

【0031】一方、図8および図9に他の従来技術の光
電圧センサ51,61の要部の構造をそれぞれ示す。図
8の光電圧センサ51は、特開平10−54849号公
報および特開平7−63791号公報に記載されたもの
であり、図9の光電圧センサ61は、前記特開平10−
54849号公報に記載されたものである。これらの光
電圧センサ51,61は、偏検光子52と、λ/8板5
3と、全反射ミラー54とを用い、λ/8板53内を光
を往復させている点で類似している。
On the other hand, FIGS. 8 and 9 show the structures of the main parts of other conventional optical voltage sensors 51 and 61, respectively. The optical voltage sensor 51 of FIG. 8 is described in JP-A-10-54849 and JP-A-7-63791, and the optical voltage sensor 61 of FIG.
No. 54849. These optical voltage sensors 51 and 61 are composed of a polarization detector 52 and a λ / 8 plate 5.
3 and a total reflection mirror 54, and is similar in that light is reciprocated in the λ / 8 plate 53.

【0032】しかしながら、全反射ミラー54のため
に、電気光学結晶55,65内も、前記光は往復するこ
とになっている。したがって、図8で示す光電圧センサ
51のように、電気光学結晶55が、電圧または電界を
光軸56とは垂直方向から印加するようなZnTe、G
aP、LiNbO3 、Bi3 GeO12などのような横形
結晶であれば測定が可能であるけれども、図9の光電圧
センサ61で示すように、電気光学結晶65が光軸66
方向に電圧または電界を印加すべき本発明と同様の縦形
結晶では、印加電圧または電界による変調分は、光が往
復することによって打消されることになり、測定は不可
能である。この点、本発明では、前記縦形結晶を光経路
の往路23aまたは復路23bのいずれか一方にのみ介
在することによって測定を可能にしている。なお、一般
に、横形結晶に比べて、縦形結晶は感度が3倍以上高
く、コストやスペースなどの点で有利である。
However, the light reciprocates in the electro-optic crystals 55 and 65 because of the total reflection mirror 54. Therefore, like the optical voltage sensor 51 shown in FIG. 8, the electro-optic crystal 55 is configured to apply a voltage or an electric field from a direction perpendicular to the optical axis 56 to ZnTe, G
A horizontal crystal such as aP, LiNbO 3 , Bi 3 GeO 12 or the like can be used for the measurement, but as shown by the optical voltage sensor 61 in FIG.
In a vertical crystal similar to the present invention to which a voltage or an electric field is to be applied in the direction, the modulation due to the applied voltage or the electric field is canceled by the reciprocation of the light, and the measurement is impossible. In this regard, in the present invention, measurement is enabled by interposing the vertical crystal only in one of the outward path 23a and the return path 23b of the optical path. In general, vertical crystals are three times or more higher in sensitivity than horizontal crystals, and are advantageous in terms of cost and space.

【0033】本発明の実施の他の形態について、図3に
基づいて説明すれば以下のとおりである。
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0034】図3は、本発明の実施の他の形態の光電圧
センサ31の要部の構造を示す正面図である。この光電
圧センサ31において、前述の光電圧センサ21に類似
し、対応する部分には、同一の参照符号を付して、その
説明を省略する。注目すべきは、この光電圧センサ31
では、前述の光電圧センサ21における光学部品25,
26,27が、光経路の往路23aと復路23bとでそ
れぞれ別体の部品25A,25B;26A,26B;2
7A,27Bから構成されていることである。偏光子2
5Aには、ボールレンズ34からの光が入射され、検光
子25Bの出射光は、ボールレンズ38に入射される。
FIG. 3 is a front view showing the structure of the main part of an optical voltage sensor 31 according to another embodiment of the present invention. In this optical voltage sensor 31, similar to the above-described optical voltage sensor 21, corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. It should be noted that this optical voltage sensor 31
Then, the optical components 25 in the optical voltage sensor 21 described above,
26, 27 are separate parts 25A, 25B; 26A, 26B; 2 for the outward path 23a and the return path 23b of the optical path, respectively.
7A and 27B. Polarizer 2
Light from the ball lens 34 is incident on 5A, and light emitted from the analyzer 25B is incident on the ball lens 38.

【0035】したがって、これらの光学部品25A,2
5B;26A,26B;27A,27Bの幅も前記Wで
共通となり、特に前記偏検光子25は1つの部品で部品
点数の削減には有利であるけれども、このように偏光子
25Aと検光子25Bとに分割すると、その奥行きが前
記2WからWとなって、小型化が可能である。また、全
反射部材も、前記全反射プリズム27に代えて、2つの
偏検光子27A,27Bが組合わせて用いられており、
前記偏光子25Aおよび検光子25Bとともに部品の共
用化を図ることができる。
Therefore, these optical components 25A, 2A
The widths of 5B; 26A, 26B; 27A, 27B are also common to the W. In particular, although the polarization detector 25 is a single component and is advantageous for reducing the number of components, the polarizer 25A and the analyzer 25B are thus advantageous. And the depth is changed from 2W to W, so that miniaturization is possible. Further, the total reflection member also uses two polarization analyzers 27A and 27B in combination instead of the total reflection prism 27,
Parts can be shared with the polarizer 25A and the analyzer 25B.

【0036】本発明の実施のさらに他の形態について、
図4および図5に基づいて説明すれば以下のとおりであ
る。
Regarding still another embodiment of the present invention,
The following is a description based on FIGS. 4 and 5.

【0037】図4は本発明の実施のさらに他の形態の光
電圧センサ41の要部の構造を示す分解斜視図であり、
図5はその要部の組立て状態を示す正面図である。この
光電圧センサ41において、前述の光電圧センサ21,
31に類似し、対応する部分には、同一の参照符号を付
して、その説明を省略する。注目すべきは、この光電圧
センサ41では、前述の光電圧センサ21におけるBG
O結晶22が、光軸23方向に2つに分割、すなわち結
晶長がL/2のBGO結晶22A,22Bから構成され
ており、それらのBGO結晶22A,22Bが、光経路
の往路23aと復路23bとで、前記光軸23とは垂直
な面、すなわち光の入射面および出射面上で、結晶軸A
1,B1が相互に90°ずれて配置されていることであ
る。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing the structure of the main part of an optical voltage sensor 41 according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a front view showing an assembled state of the main part. In this optical voltage sensor 41, the above-described optical voltage sensor 21,
31 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. It should be noted that in this optical voltage sensor 41, the BG in the optical voltage sensor 21 described above is used.
The O crystal 22 is divided into two in the direction of the optical axis 23, that is, is composed of BGO crystals 22A and 22B having a crystal length of L / 2, and these BGO crystals 22A and 22B are connected to the forward path 23a of the optical path and the return path. 23b, the crystal axis A on a plane perpendicular to the optical axis 23, that is, on a light incident surface and a light incident surface.
1 and B1 are arranged to be shifted from each other by 90 °.

【0038】なお、BGO結晶22Aの結晶軸A1は、
前記λ/8波長板26Aのa軸,c軸とは45°交差し
ており、BGO結晶22Bの結晶軸B1は、前記結晶軸
A1から前記90°、+または−のいずれの方向にずれ
ていてもよい。
The crystal axis A1 of the BGO crystal 22A is
The a-axis and c-axis of the λ / 8 wave plate 26A intersect at 45 ° with each other, and the crystal axis B1 of the BGO crystal 22B is shifted from the crystal axis A1 in any of the directions of 90 °, + or-. You may.

【0039】BGO結晶22A,22Bの前記光の入射
面および出射面には、透明電極22Aa,22Ab;2
2Ba,22Bbが形成されている。透明電極22A
a,22Ab;22Ba,22Bbには、共通に電源3
0が接続されている。
Transparent electrodes 22Aa, 22Ab; 2 are provided on the light incident surface and the light exit surface of the BGO crystals 22A, 22B.
2Ba and 22Bb are formed. Transparent electrode 22A
a, 22Ab; 22Ba, 22Bb share a power source 3
0 is connected.

【0040】したがって、前述の光電圧センサ21,3
1と同様に、波長板をλ/8波長板26A,26Bとし
て、全反射プリズム27を用いて、この波長板26A,
26Bに光を往復させることで、該波長板による誤差お
よび旋光能を打消すようにするにあたって、BGO結晶
22A,22B中は光が往復で通過するけれども、該B
GO結晶22A,22BはL/2の結晶長でその結晶軸
A1,B1が相互に90°ずれているので、前述の光電
圧センサ21,31と同様に、電圧・電界を測定するこ
とができる。
Therefore, the above-described optical voltage sensors 21, 3
As in the case of 1, the wavelength plates are λ / 8 wavelength plates 26A and 26B, and the total reflection prism 27 is used.
In order to cancel the error and the optical rotation due to the wave plate by reciprocating the light to and from the BGO crystal 26B, the light passes through the BGO crystals 22A and 22B in a reciprocating manner.
Since the GO crystals 22A and 22B have a crystal length of L / 2 and their crystal axes A1 and B1 are shifted from each other by 90 °, the voltage and the electric field can be measured similarly to the optical voltage sensors 21 and 31 described above. .

【0041】また、前記光電圧センサ21と比べて電気
光学結晶の結晶長が1/2になるので、センサの小型化
を図ることができる。さらにまた、往復の光経路23
a,23bには共に空きスペースが無くなり、光学部品
25A,25B;26A,26B;22A,22B;2
7を密接して組立てることができ、組立て作業の簡略化
および振動などに対する信頼性を向上することができる
とともに、空気との界面がなくなり、前記AR膜27
r,26rを形成する必要もない。
Further, the length of the electro-optic crystal is reduced to half of that of the optical voltage sensor 21, so that the size of the sensor can be reduced. Furthermore, the round-trip optical path 23
Both a and 23b have no empty space, and optical components 25A and 25B; 26A and 26B; 22A and 22B;
7 can be assembled in close contact, the assembling operation can be simplified, the reliability against vibration and the like can be improved, and the interface with the air can be eliminated.
It is not necessary to form r and 26r.

【0042】さらにまた、単に電気光学結晶の結晶長を
1/2として、その結晶軸A1,B1が相互に平行に光
経路の往路23aと復路23bとに介在した場合には、
相互に隣接する透明電極22Aaと22Baおよび22
Abと22Bbとは、前記電源30の逆極性の端子にそ
れぞれ接続しなければならず、耐圧が低下してしまうの
に対して、本光電圧センサ41では、隣接する透明電極
22Aaと22Baおよび22Abと22Bbとは相互
に同電位となり、前記耐圧を向上することもできる。
Furthermore, when the crystal length of the electro-optic crystal is simply set to 、 and the crystal axes A1 and B1 are interposed in the forward path 23a and the return path 23b of the optical path in parallel with each other,
Transparent electrodes 22Aa, 22Ba and 22 adjacent to each other
Ab and 22Bb must be connected to terminals of opposite polarity of the power supply 30, respectively, and the withstand voltage is reduced. On the other hand, in the present optical voltage sensor 41, adjacent transparent electrodes 22Aa, 22Ba and 22Ab And 22Bb have the same potential as each other, and the withstand voltage can be improved.

【0043】本発明の実施の他の形態について、図6に
基づいて説明すれば以下のとおりである。
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0044】図6は、本発明の実施の他の形態の光電圧
センサ41aの要部の組立て状態を示す正面図である。
この光電圧センサ41aは、上述の光電圧センサ41に
おけるコリメータ24,28が、偏光子25Aおよび検
光子25Bに、それぞれ埋込み形成されている。
FIG. 6 is a front view showing an assembled state of a main part of an optical voltage sensor 41a according to another embodiment of the present invention.
In the optical voltage sensor 41a, the collimators 24 and 28 in the optical voltage sensor 41 described above are embedded in the polarizer 25A and the analyzer 25B, respectively.

【0045】このように、前記偏検光子25や偏光子2
5Aおよび検光子25Bに、コリメータ24,28やボ
ールレンズ34,38を埋込み形成することによって、
突出物が無くなり、一層の小型化を図ることができると
ともに、部品点数の削減や、光軸合わせが不要になるな
どの組立て作業の簡略化を図ることもできる。
As described above, the polarization detector 25 and the polarizer 2
By embedding collimators 24 and 28 and ball lenses 34 and 38 in 5A and analyzer 25B,
Since there is no protrusion, the size can be further reduced, and the number of components can be reduced, and the assembling work can be simplified such that the optical axis alignment becomes unnecessary.

【0046】[0046]

【発明の効果】請求項1の発明に係る光電圧・電界セン
サは、以上のように、偏光子、波長板、電気光学結晶、
および検光子を備えて光経路を形成し、前記電気光学結
晶が印加電圧または電界に応じて通過光位相変調を行
い、その位相差から被測定電圧または電界を測定するよ
うにした光電圧・電界センサにおいて、波長板を1/8
波長板とするとともに、前記光経路中に全反射部材を介
在し、この全反射部材によって波長板に光を往復させる
ことで、該波長板による誤差を打消す。
The optical voltage / electric field sensor according to the first aspect of the present invention comprises a polarizer, a wave plate, an electro-optic crystal,
An optical path is formed with an analyzer, and the electro-optic crystal performs phase modulation of transmitted light according to an applied voltage or an electric field, and measures a voltage or an electric field to be measured from the phase difference. In the sensor, the wave plate is 1/8
In addition to the wave plate, a total reflection member is interposed in the optical path, and light is reciprocated to the wave plate by the total reflection member, thereby canceling an error caused by the wave plate.

【0047】それゆえ、波長板による測定誤差を抑制す
ることができるとともに、前記電気光学結晶中は光が片
道しか通過しないので、該電気光学結晶が高感度である
けれども電圧・電界を光軸方向に印加する必要のある縦
形結晶であっても、該電気光学結晶は通常通りの高感度
で、印加電圧・電界に対応して入射光を変調できる。
Therefore, the measurement error due to the wave plate can be suppressed, and since the light passes through the electro-optic crystal only in one way, the electro-optic crystal has high sensitivity, but the voltage / electric field is reduced in the optical axis direction. Even if it is a vertical crystal that needs to be applied to an electro-optic crystal, the electro-optic crystal can modulate incident light according to the applied voltage and electric field with the usual high sensitivity.

【0048】また、請求項2の発明に係る光電圧・電界
センサは、以上のように、偏光子、波長板、電気光学結
晶、および検光子を備えて光経路を形成し、前記電気光
学結晶が印加電圧または電界に応じて通過光に位相変調
を行い、その位相差から被測定電圧または電界を測定す
るようにした光電圧・電界センサにおいて、波長板を1
/8波長板とするとともに、前記光経路中に全反射部材
を介在し、この全反射部材によって波長板に光を往復さ
せることで、該波長板による誤差を打消す。そして、電
気光学結晶を光軸方向に2分割して、結晶軸が90°相
互に異なるように前記全反射部材への往復の光経路のそ
れぞれに介在する。
The optical voltage / electric field sensor according to the second aspect of the present invention comprises a polarizer, a wave plate, an electro-optic crystal, and an analyzer to form an optical path as described above. Performs phase modulation on passing light in accordance with an applied voltage or an electric field, and measures a voltage or an electric field to be measured from the phase difference.
In addition to the / 8 wavelength plate, a total reflection member is interposed in the optical path, and light is reciprocated to the wavelength plate by the total reflection member, thereby canceling an error caused by the wavelength plate. Then, the electro-optic crystal is divided into two in the direction of the optical axis, and is interposed in each of the reciprocating optical paths to the total reflection member so that the crystal axes are different from each other by 90 °.

【0049】それゆえ、波長板による測定誤差を抑制す
ることができるとともに、電気光学結晶中は光が往復で
通過するけれども、結晶軸が90°相互に異なるように
介在されているので、電圧・電界を光軸方向に印加する
必要のある縦形結晶であっても、該電気光学結晶は通常
通りの高感度で、印加電圧・電界に対応して入射光を変
調できる。また、前記全反射部材への往復の光経路に共
に電気光学結晶を配置し、その厚みを1/2とするの
で、センサの小型化を図ることができるとともに、往復
の光経路には共に空きスペースが無くなり、光学部品を
密接して組立てることができ、組立て作業の簡略化およ
び高精度化を図ることができる。
Therefore, the measurement error due to the wave plate can be suppressed, and the light passes through the electro-optic crystal in a reciprocating manner. Even in the case of a vertical crystal that needs to apply an electric field in the direction of the optical axis, the electro-optic crystal can modulate incident light in accordance with the applied voltage and electric field with the usual high sensitivity. In addition, since the electro-optic crystal is arranged in both the light path to and from the total reflection member and the thickness thereof is reduced to 1 /, the size of the sensor can be reduced, and both the light path and the light path are free. The space is eliminated, the optical components can be assembled closely, and the assembling operation can be simplified and the accuracy can be improved.

【0050】さらにまた、請求項3の発明に係る光電圧
・電界センサは、以上のように、偏検光子や偏光子およ
び検光子に、コリメータやボールレンズを一体で埋込み
形成する。
Further, in the optical voltage / electric field sensor according to the third aspect of the present invention, as described above, the collimator and the ball lens are integrally formed in the polarization detector, the polarizer, and the analyzer.

【0051】それゆえ、突出物が無くなり、一層の小型
化を図ることができるとともに、部品点数の削減や、光
軸合わせが不要になるなどの組立て作業の簡略化を図る
こともできる。
Therefore, there is no protrusion, so that the size can be further reduced, and the number of parts can be reduced, and the assembling work can be simplified such that the optical axis is not required.

【0052】また、請求項4の発明に係る光電圧・電界
センサは、以上のように、長方体状の前記電気光学結晶
における光の入射面および出射面において相互に直交す
る2辺の長さをそれぞれW,Hとするとき、前記全反射
部材および前記波長板における光の入射面および出射面
において相互に直交する2辺の長さをそれぞれ2W,H
とし、前記偏光子および検光子は、光の入射および出射
面において相互に直交する2辺の長さをそれぞれW,
H、光軸方向の長さをWとし、または該偏光子および検
光子が偏検光子として一体で形成される場合には、前記
光の入射および出射面において相互に直交する2辺の長
さをそれぞれ2W,H、光軸方向の長さを2Wとする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical voltage / electric field sensor as described above, wherein two sides orthogonal to each other on the light incident surface and the light exit surface of the rectangular electro-optic crystal. Where W and H are respectively W and H, the lengths of two mutually orthogonal sides of the light incident surface and the light exit surface of the total reflection member and the wavelength plate are 2W and H, respectively.
Wherein the polarizer and the analyzer have two sides W and W, respectively, which are orthogonal to each other on the light entrance and exit surfaces, respectively.
H, the length in the optical axis direction is W, or when the polarizer and the analyzer are integrally formed as a polarization analyzer, the lengths of two sides orthogonal to each other at the light incidence and emission surfaces. Are 2W and H, respectively, and the length in the optical axis direction is 2W.

【0053】それゆえ、筐体の底面などの平板上に各光
学部品を載置し、偏光子および検光子を一体に組合わせ
たもの、または偏光子と検光子とを兼用する偏検光子
と、波長板と、電気光学結晶との端面を、前記底面と垂
直な筐体の壁面などに当接させるとともに、全反射部材
の側面も前記壁面などに当接させるだけで、光経路の往
路または復路の何れか一方は、前記壁面からW/2の位
置に形成され、前記光経路の往路または復路の何れか他
方は、その位置からさらにWの位置に形成されることに
なり、組立て光学部品の光軸合わせを容易に行うことが
できる。
Therefore, each optical component is placed on a flat plate such as the bottom surface of the housing, and a polarizer and an analyzer are integrally combined, or a polarizer and an analyzer which are both used as an analyzer. The wavelength plate and the end surface of the electro-optic crystal are brought into contact with the wall surface of the casing perpendicular to the bottom surface, and the side surface of the total reflection member is also brought into contact with the wall surface, etc. One of the return paths is formed at a position of W / 2 from the wall surface, and the other of the outward path and the return path of the optical path is formed at a position of W further from the position. Can be easily adjusted.

【0054】さらにまた、請求項5の発明に係る光電圧
センサは、以上のように、電気光学結晶を、光の入射面
および出射面に形成される透明電極に対するリード線の
取出し分の高さαだけ高く形成する。
Further, in the optical voltage sensor according to the fifth aspect of the present invention, as described above, the height of the lead-out portion of the electro-optic crystal with respect to the transparent electrodes formed on the light incident surface and the light emitting surface is formed. It is formed higher by α.

【0055】それゆえ、電気光学結晶において、他の光
学部品の高さHまでの部分には前記リード線を接続する
ための導電性接着剤や半田がないため、電気光学結晶を
隣接する光学部品に密接させて組立ることができ、前記
光の入射面および出射面に反射防止膜を設ける必要がな
くなるなどの製作の簡略化を図ることができる。
Therefore, in the electro-optic crystal, since there is no conductive adhesive or solder for connecting the lead wire in the portion up to the height H of the other optical component, the electro-optic crystal is connected to the adjacent optical component. Can be assembled in close contact with each other, and it is not necessary to provide an anti-reflection film on the light incident surface and the light exit surface.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の一形態の光電圧センサの要部構
造を示す分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a main structure of an optical voltage sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1で示す光電圧センサの組立てた状態の正面
図である。
FIG. 2 is a front view of the optical voltage sensor shown in FIG. 1 in an assembled state.

【図3】本発明の実施の他の形態の光電圧センサの組立
てた状態の要部構造を示す正面図である。
FIG. 3 is a front view showing a main part structure of an assembled state of an optical voltage sensor according to another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施のさらに他の形態の光電圧センサ
の要部構造を示す分解斜視図である。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a main structure of a photovoltage sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図5】図4で示す光電圧センサの組立てた状態の正面
図である。
FIG. 5 is a front view of the optical voltage sensor shown in FIG. 4 in an assembled state.

【図6】本発明の実施の他の形態の光電圧センサの組立
てた状態の正面図である。
FIG. 6 is a front view of an assembled state of an optical voltage sensor according to another embodiment of the present invention.

【図7】典型的な従来技術の光電圧センサの要部構造を
示す正面図である。
FIG. 7 is a front view showing a main structure of a typical conventional optical voltage sensor.

【図8】他の従来技術の光電圧センサの要部構造を示す
正面図である。
FIG. 8 is a front view showing a main structure of another conventional optical voltage sensor.

【図9】さらに他の従来技術の光電圧センサの要部構造
を示す正面図である。
FIG. 9 is a front view showing the structure of a main part of still another conventional optical voltage sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21,31,41,41a 光電圧センサ 22;22A,22B BGO結晶(電気光学結晶) 22a,22b;22Aa,22Ab,22Ba,22
Bb 透明電極 23 光軸 23a 光経路の往路 23b 光経路の復路 24,28,29 コリメータ 25 偏検光子 26;26A,26B λ/8板(波長板) 27 全反射プリズム(全反射部材) 27A,27B 偏検光子(全反射部材) 30 電源 34,38 ボールレンズ
21, 31, 41, 41a Optical voltage sensor 22; 22A, 22B BGO crystal (electro-optic crystal) 22a, 22b; 22Aa, 22Ab, 22Ba, 22
Bb Transparent electrode 23 Optical axis 23a Forward path of optical path 23b Return path of optical path 24, 28, 29 Collimator 25 Polarizer 26; 26A, 26B λ / 8 plate (wave plate) 27 Total reflection prism (total reflection member) 27A, 27B Polarizer (total reflection member) 30 Power supply 34,38 Ball lens

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】偏光子、波長板、電気光学結晶、および検
光子を備えて光経路を形成し、前記電気光学結晶が印加
電圧または電界に応じて通過光に位相変調を行い、その
位相差から被測定電圧または電界を測定するようにした
光電圧・電界センサにおいて、 前記光経路中に全反射部材を介在し、 前記電気光学結晶を、Bi12GeO20結晶またはBi12
SiO20結晶として、前記全反射部材への往復の光経路
の何れか一方にのみ介在し、 前記波長板を1/8波長板とし、前記全反射部材への往
復の光経路に共に配置することを特徴とする光電圧・電
界センサ。
An optical path is formed by providing a polarizer, a wave plate, an electro-optic crystal, and an analyzer, and the electro-optic crystal performs phase modulation on passing light according to an applied voltage or an electric field, and a phase difference between the light and the light. An optical voltage / electric field sensor configured to measure a voltage or an electric field to be measured from a light source, wherein a total reflection member is interposed in the optical path, and the electro-optic crystal is a Bi 12 GeO 20 crystal or Bi 12
As a SiO 20 crystal, only one of the light paths to and from the total reflection member is interposed, and the wavelength plate is a 8 wavelength plate, and is disposed together with the light path to and from the total reflection member. An optical voltage / electric field sensor characterized by the following.
【請求項2】偏光子、波長板、電気光学結晶、および検
光子を備えて光経路を形成し、前記電気光学結晶が印加
電圧または電界に応じて通過光に位相変調を行い、その
位相差から被測定電圧または電界を測定するようにした
光電圧・電界センサにおいて、 前記光経路中に全反射部材を介在し、 前記電気光学結晶を、Bi12GeO20結晶またはBi12
SiO20結晶で光軸方向に2分割して形成し、結晶軸が
90°相互に異なるように前記全反射部材への往復の光
経路のそれぞれに介在し、 前記波長板を1/8波長板とし、前記全反射部材への往
復の光経路に共に配置することを特徴とする光電圧・電
界センサ。
2. An optical path comprising a polarizer, a wave plate, an electro-optic crystal, and an analyzer, wherein the electro-optic crystal performs phase modulation on passing light according to an applied voltage or an electric field, and a phase difference An optical voltage / electric field sensor configured to measure a voltage or an electric field to be measured from a light source, wherein a total reflection member is interposed in the optical path, and the electro-optic crystal is a Bi 12 GeO 20 crystal or Bi 12
SiO 20 formed by two divided in the optical axis direction in the crystal, the crystal axis is interposed each reciprocating optical path to the total reflection member differently at 90 ° each other, the wave plate 1/8 wavelength plate And an optical voltage / electric field sensor, which is disposed together in a reciprocating optical path to the total reflection member.
【請求項3】前記偏光子および検光子内に、コリメータ
またはボールレンズを一体で埋込み形成することを特徴
とする請求項1または2記載の光電圧・電界センサ。
3. The optical voltage / electric field sensor according to claim 1, wherein a collimator or a ball lens is integrally formed in the polarizer and the analyzer.
【請求項4】長方体状の前記電気光学結晶における光の
入射面および出射面において相互に直交する2辺の長さ
をそれぞれW,Hとするとき、 前記全反射部材および前記波長板における光の入射面お
よび出射面において相互に直交する2辺の長さをそれぞ
れ2W,Hとし、 前記偏光子および検光子は、光の入射および出射面にお
いて相互に直交する2辺の長さをそれぞれW,H、光軸
方向の長さをWとし、または該偏光子および検光子が偏
検光子として一体で形成される場合には、前記光の入射
および出射面において相互に直交する2辺の長さをそれ
ぞれ2W,H、光軸方向の長さを2Wとすることを特徴
とする請求項1〜3の何れかに記載の光電圧・電界セン
サ。
4. When the lengths of two mutually orthogonal sides of a light incident surface and a light emitting surface of the rectangular electro-optic crystal are W and H, respectively, the total reflection member and the wavelength plate The lengths of two sides that are orthogonal to each other on the light incident surface and the light emitting surface are 2W and H, respectively. The polarizer and the analyzer each have a length of two sides that are orthogonal to each other on the light incidence and emission surfaces. W, H, the length in the direction of the optical axis is W, or when the polarizer and the analyzer are integrally formed as a polarization analyzer, two sides of the light incidence and emission surfaces that are orthogonal to each other are formed. The optical voltage / electric field sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the length is 2W and H, respectively, and the length in the optical axis direction is 2W.
【請求項5】前記電気光学結晶は、前記光の入射面およ
び出射面に透明電極が形成され、H方向にリード線の取
出し分の高さαだけ高く形成されていることを特徴とす
る請求項4記載の光電圧センサ。
5. The electro-optic crystal according to claim 1, wherein a transparent electrode is formed on an incident surface and an outgoing surface of the light, and the electro-optic crystal is formed higher in the H direction by a height α of a lead wire. Item 6. The optical voltage sensor according to Item 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102411080A (en) * 2011-11-23 2012-04-11 华中科技大学 Optical electric field sensor
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