JP2001281470A

JP2001281470A - 強磁性体含有光ファイバ並びに該光ファイバを用いた電流センサ及び磁界センサ

Info

Publication number: JP2001281470A
Application number: JP2000094788A
Authority: JP
Inventors: Yotaro Yamazaki; 陽太郎山崎; Terumi Hirano; 輝美平野; Carlos Seiichi Kuroda; カルロス清一黒田
Original assignee: Rikogaku Shinkokai
Current assignee: Rikogaku Shinkokai
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、磁気光学特性に優れる光ファイバに
関する。さらに、この光ファイバを用いた高感度な電流
センサ及び磁気センサに関する。【解決手段】本発明の光ファイバ１０３は、強磁性体の
粒子を含むことで構成され、電流センサ及び磁気センサ
は、光を射出する光源１０１と、光を直線偏光にする偏
光子１０２及び検光子１０４と、強磁性体の粒子を含む
光ファイバ１０３と、光を検出する検出器１０５とを備
えて構成され、検出器１０５は、光源１０１から射出さ
れた光を、偏光子１０２、光ファイバ１０３及び検光子
１０４を介して受光するように各部品が配置される。こ
のような光ファイバ１０３は、強磁性体の粒子を含むの
で磁気光学特性に優れ、電流センサ及び磁気センサは、
このような光ファイバ１０３を電流・磁気の検出部に使
用するので、高感度である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気光学特性に優
れる光ファイバに関する。さらに、この光ファイバを用
いた高感度な電流センサ及び磁気センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気光学効果として、一般に、電子のエ
ネルギ準位が分裂するゼーマン効果（Zeeman effect
）、直線偏光の方位が回転するファラデー効果（Farad
ay effect）、反射光の偏光の方位が変わる磁気光学的
カー効果（magnetic Kerr effect）、磁気的複屈折のフ
ォークト効果（Voigt effect）・コットンムートン効果
（Cotton-Mouton effect）などが知られている。

【０００３】従来、光ファイバは、シリカガラスやプラ
スチックなどの常磁性体材料で製造されている。特に、
ファラデー回転を利用して導電体中を流れる電流を測定
する電流センサや測定対象物の磁界を測定する磁気セン
サも、これら常磁性体材料の光ファイバを用いて検出部
を製造している。例えば、特開平０８−０５４４２０号
公報では、シリカ光ファイバをコイル状に巻いて検出部
を構成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、常磁性体材
料は、磁気光学効果が小さいという問題がある。特に、
電流センサや磁気センサでは、その検出部の光ファイバ
を長尺化する必要があるという問題があった。ファラデ
ー回転角は、磁化の光進行方向成分と、磁性体を通過す
る長さとに比例するからである。さらに、光ファイバに
捩れなどが生じると、光ファイバの３次元空間内におけ
る形状が変化して、この捩れを光路長に亘って積分した
分だけ偏波面が回転する。このため、例えば、光ファイ
バに振動が加わったために形状が変化し、被検電流の電
流値に変化がないのに出力値が変化するという問題もあ
った。

【０００５】一方、強磁性体は、不透明であり堅い物質
であるため、シリカガラス中やプラスチックファイバ中
に分散させるのは困難であるという問題もあった。そこ
で、本発明は、強磁性体の微粒子を分散させることで、
磁気光学特性の優れた光ファイバを提供することを目的
とする。さらに、本発明は、この光ファイバを用いるこ
とによって、検出部の小型化及び高感度な電流センサ及
び磁気センサを提供することを目的とする。そして、検
出部を短くすることによって、３次元形状の変形による
検出値に与える影響を抑制することができる電流センサ
及び磁気センサを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の手段とし
て、光ファイバは、強磁性体の粒子を含むことで構成さ
れる。本発明の第２の手段として、光ファイバは、強磁
性体の粒子を含む磁性体膜で一端面を覆ったことで構成
される。

【０００７】本発明の第３の手段として、光ファイバ
は、第の２手段において、強磁性体膜における光ファイ
バと接していない表面を鏡面としたことで構成される。
本発明の第４の手段として、光ファイバは、第１の手段
乃至第３の手段のいずれか１つの手段において、強磁性
体が、一般式Ｂｉ_xＹ_3-xＦｅ₅Ｏ₁₂（０＜ｘ≦２．０）
であるビスマス置換鉄ガーネットであることで構成され
る。

【０００８】本発明の第５の手段として、光ファイバ
は、第１の手段乃至第３の手段のいずれか１つの手段に
おいて、強磁性体が、一般式Ｒ_3-xＢｉ_xＦｅ_5-yＭ_yＯ₁₂
（但し、Ｒは元素記号Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐ
ｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔ
ｍ，Ｙｂ及びＬｕからなる群より選ばれる一種類以上の
希土類元素を示し、ＢｉはＲと置換する元素、ＦｅはＭ
と置換する元素、Ｍは元素記号Ａｌ，Ｇａ，Ｃｒ，Ｍ
ｎ，Ｓｃ，Ｉｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｃｏ，Ｆｃ（II），Ｃ
ｕ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｌｉ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈ
ｆ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｍｏ，Ｖ及びＮｂからなる群より選ば
れる一種類以上の元素を示し、Ｒ及びＢｉはガーネット
結晶構造においてｃサイトを占め、Ｆｅ及びＭはガーネ
ット結晶構造においてａ及び／又はｄサイトを占め、
０．５≦ｘ≦２、ｙ＝０，０．５，１，１．５）である
アルミニウム置換ビスマス置換鉄ガーネットであること
で構成される。

【０００９】本発明の第６の手段として、電流センサ
は、光を射出する光源と、光を直線偏光にする偏光子及
び検光子と、第１の手段の光ファイバと、光を検出する
検出器とを備え、検出器は、光源から射出された光を、
偏光子、光ファイバ及び検光子を介して受光することで
構成される。本発明の第７の手段として、電流センサ
は、光を射出する光源と、入射する光を２方向に分岐す
るビームスプリッタと、光を直線偏光にする偏光板と、
第１の手段乃至第５の手段のいずれか１つの手段の光フ
ァイバと、光を検出する検出器とを備え、光源から射出
された光は、ビームスプリッタ及び偏光板を介して光フ
ァイバに入射され、入射された光は、光ファイバの入射
端とは逆の端で反射されて入射端から射出され、射出さ
れた光は、偏光板及びビームスプリッタを介して検出器
に入射されるようにして構成される。

【００１０】本発明の第８の手段として、磁気センサ
は、光を射出する光源と、光を直線偏光にする偏光子及
び検光子と、第１の手段の光ファイバと、光を検出する
検出器とを備え、検出器は、光源から射出された光を、
偏光子、光ファイバ及び検光子を介して受光することで
構成される。本発明の第９の手段として、磁気センサ
は、光を射出する光源と、入射する光を２方向に分岐す
るビームスプリッタと、光を直線偏光にする偏光板と、
第１の手段乃至第５の手段のいずれか１つの手段の光フ
ァイバと、光を検出する検出器とを備え、光源から射出
された光は、ビームスプリッタ及び偏光板を介して光フ
ァイバに入射され、入射された光は、光ファイバの入射
端とは逆の端で反射されて入射端から射出され、射出さ
れた光は、偏光板及びビームスプリッタを介して検出器
に入射されるようにして構成される。

【００１１】このような光ファイバでは、強磁性体であ
るビスマス置換鉄ガーネットＹ_3-xＢｉ_xＦｅ₅Ｏ₁₂（以
下、「Ｂｉ−ＹＩＧ」と略記する。）やアルミニウム置
換ビスマス鉄ガーネットＲ_3-xＢｉ_xＦｅ_5-yＭ_yＯ₁₂
（以下、「Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ」と略記する。）の粒子
を含むため、磁気光学特性の優れた光ファイバとなる。
ここで、Ｂｉ−ＹＩＧやＡｌ・Ｂｉ−ＹＩＧは、微粒子
とすることで光ファイバ中に分散可能となる。

【００１２】そして、このような磁気光学特性の優れ
た、即ち、単位長さ当たりのファラデー回転角の大きい
光ファイバを検出部に使用するため、電流センサ及び磁
気センサは、検出部を小型化することができ、高感度と
なる。さらに、単位長さ当たりのファラデー回転角が大
きいので、検出部の光ファイバ長を短くすることができ
るから、３次元形状の変形による検出値に与える影響を
抑制することができる。

【００１３】なお、電流及び磁気は、検出部の出力値に
応じて求められるが、この際に、偏光方向において検光
子と偏光子とがなす角度を考慮する必要がある。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面に基づいて説明する。なお、各図において、同一の
構成については、同一の符号を付し、その説明を省略す
る。

【００１５】（第１の実施形態）第１の実施形態は、一
般式Ｂｉ_xＹ_3-xＦｅ₅Ｏ₁₂（０＜ｘ≦２．０）微粒子分
散光ファイバを用いた電流センサ（磁気センサ）の実施
形態である。（微粒子の製造）まず始めに、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子の製
造について説明する。

【００１６】微粒子は、様々な方法により製造すること
ができるが、本実施形態では、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子を共
沈・焼成法により製造した。この製造方法では、様々な
組成に調整した、硝酸鉄、硝酸イットリウム、硝酸ビス
マスの混合水溶液から、アンモニア水又は水酸化ナトリ
ウム水溶液を使用して、これらの金属イオンを含む水酸
化物を沈殿させる。そして、これを加熱することによっ
て熱分解を行い酸化物とし、さらに、結晶化を行うこと
でＢｉ−ＹＩＧ微粒子を製造する。この共沈・焼成法で
は、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子の特性は、沈殿の生成過程及び
熱分解の過程に依存する。

【００１７】より具体的な製造工程は、本実施形態で
は、硝酸鉄（III）９水和物、硝酸イットリウム６水和
物及び硝酸ビスマス５水和物を用い、目的とするＢｉ−
ＹＩＧ微粒子の組成となるように硝酸塩水溶液を作製す
る。完全に溶解させるため、硝酸を加え、ｐＨを例え
ば、３にする。そして、この水溶液を室温、例えば、２
５℃で、ミキサーで激しく攪拌しながら、アンモニア水
を加えてアルカリ性とし、水酸化物の共沈殿物を得る。
ここで、沈殿反応は、中和による溶解度積の変化を利用
しているため、沈殿物の組成は、ｐＨにより影響を受け
る。よって、完全に溶解させた原料水溶液と沈殿物の組
成を一致させるため、ｐＨを８．７よりも大きくして沈
殿させる必要がある。

【００１８】さらに、この沈殿物のサスペンションを濾
過し、褐色スラリ状の沈殿物と濾液に分離し、褐色スラ
リ状の沈殿物を水洗する。例えば、この水洗行程は、褐
色スラリ状の沈殿物に水３００ｍｌを加え混合し、濾過
することにより行い、この水洗行程を５回程度繰り返
す。そして、乾燥後、各種温度により脱水及び結晶化を
行い結晶性微粒子を得た。沈殿反応により得られた水酸
化物は、アモルファス状態であるため、Ｂｉ−ＹＩＧ微
粒子を得るためには、熱処理により脱水反応及び結晶化
反応を行う必要があるからである。この微粒子化は、処
理温度と処理時間に依存するが、処理時間が１時間の場
合では、処理温度６００℃乃至７００℃において、磁性
を持つ微粒子が得られる。より確実に磁性を持つ微粒子
を得るためには、処理温度を６５０℃乃至７００℃とす
ることが好ましい。

【００１９】また、結晶化の終了を確かめる実験を行っ
たところ、処理温度６５０℃で結晶化が終了することが
分かった。結晶化終了後も熱処理を続けると微粒子は、
焼結し粒成長する。微粒子は、粉砕・分散させるために
は小さい方が好ましいため、６５０℃以下のできるだけ
低い温度で熱処理することが好ましい。Ｂｉ_1.6Ｙ_1.4Ｆ
ｅ₅Ｏ₁₂付近の組成では、簡易に粉砕・分散させる観点
からより最適化を行うと、処理温度略６５０℃で処理時
間略４時間が好ましい。

【００２０】ここで、上記各種試薬は、すべて関東化学
株式会社・特級により入手したものである。なお、Ｂｉ
_1.6Ｙ_1.4Ｆｅ₅Ｏ₁₂微粒子を得るためには、硝酸鉄（II
I）９水和物１７．３ｇ、硝酸イットリウム６水和物
４．６１ｇ及び硝酸ビスマス５水和物６．６７ｇとすれ
ばよい。

【００２１】そして、この粒径のままでプラスティック
光ファイバに分散させてもよいが、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子
による光散乱を抑制するため、より粒径を小さくするた
めには、遊星型ボールミルを使用すればよい。例えば、
前述のＢｉ−ＹＩＧ微粒子の粉末１０重量部及び水９０
重量部を混合し、遊星型ボールミル（Frich社製P-5型、
P-7型など）で粉砕処理（ミリング）する。数時間静置
した後に、濾過し、自然乾燥する。

【００２２】磁性微粒子は、粒径の減少に伴い表面の占
める割合が大きくなり、粒径の減少に従って飽和磁化も
減少するが、粒径が略５０ｎｍ以下では、ほぼ安定する
ことが分かった。さらに、粒径を小さくすると、粒径が
５ｎｍ未満では、強磁性体から常磁性体になることも分
かった。本実施形態では、粒径が５０ｎｍになるよう
に、略３０時間粉砕処理を行った。

【００２３】（Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子分散光ファイバの製
造）プラスチック光ファイバの製造方法は、一般によく
知られているように、モノマーの精製、重合、紡糸、延
伸、そして、ケーブル加工の各工程から製造される。

【００２４】本実施形態のＢｉ−ＹＩＧ微粒子分散光フ
ァイバは、重合反応として懸濁重合の前に、製造したＢ
ｉ−ＹＩＧ微粒子を分散させて製造される。Ｂｉ−ＹＩ
Ｇ微粒子は、化学的に不活性であり、重合反応等の処理
においても安定に存在することができる。プラスチック
材としては、ポリメチレンメタクリレート、ポリスチレ
ン、ポリエチレンテレフタレートなど各種透光性プラス
チックを使用することができ、所望の屈折率に併せて選
択される。

【００２５】また、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子は、プラスチッ
ク光ファイバ全体に亘って分散させる場合に限らず、プ
ラスチック光ファイバの或る一定範囲に分散させるよう
にしてもよい。（Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子濃度及び粒径濃度とファラデー回
転角との関係）Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子含有プラスティック
光ファイバの設計を行うための基礎実験結果について説
明する。

【００２６】基礎実験は、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子を含むシ
ート及びロッドを製作し行った。種々のＢｉ濃度のＢｉ
−ＹＩＧ微粒子を含むシートは、粉砕行程において、種
々の組成のＢｉ−ＹＩＧ微粒子１ｇ、エポキシバインダ
ー（epo-tek 396,EpoxyTechnology Co.）０．３３ｇ、
シクロヘキサノン、２０ｇ、分散剤にハイパーマＭＴ-1
（ＩＣＩジャパン）０．０５ｇを使用し、ステージ回転
数３６０ｒｐｍ、３０時間粉砕処理した。そして、粉砕
処理した溶液をポリエチレンテレフタレートフィルム上
にバーコーターにて塗り広げ、７０℃で４時間乾燥させ
て作製した。

【００２７】図１は、Ｂｉ−ＹＩＧ粒子薄膜におけるフ
ァラデー回転角及び光吸収係数とＢｉ濃度との関係を示
す図である。図２は、Ｂｉ−ＹＩＧ粒子薄膜における性
能指数とＢｉ濃度との関係を示す図である。

【００２８】図１において、横軸は、Ｂｉ_xＹ_3-xＦｅ_e
５Ｏ₁₂のｘを単位とするＢｉ濃度を示し、左縦軸は、ｄ
ｅｇ／ｃｍを単位とするファラデー回転角θF 、右縦軸
は、／ｃｍを単位とする光吸収係数αである。また、図
２において、横軸は、同様にＢｉ濃度を示し、縦軸は、
ｄｅｇを単位とする性能指数Ｆである。ここで、測定
は、それぞれの組成の微粒子について、Ｘ線回折でガー
ネット構造であることを確認した上で、ファラデー回転
角θF は、磁気旋光分散計（日本分光製、MOE-07）で、
光吸収係数αは、紫外可視分光光度計（日立製作所製、
U3210 ）でそれぞれ波長５２０ｎｍの光を使用して計測
した。波長５２０ｎｍは、鉄ガーネットにおいて、最大
のファラデー回転を示す波長である。なお、磁界の強さ
は、３ｋＯｅ（エルステッド）である。この磁界の強さ
３ｋＯｅは、ＳＩ単位系では、２４０ｋＡ／ｍに相当す
る。

【００２９】また、性能指数Ｆは、ファラデー回転角θ
F を光吸収係数αで割った値である。従って、図２は、
図１に基づいて作製された図である。図１に示すよう
に、ファラデー回転角θF は、Ｂｉ濃度ｘの増加と伴に
増大し、ｘ＝１．８で最大値約３．５×１０³ ｄｅｇ／
ｃｍを示した。Ｘ線回折の結果を参照するとｘ＝１．８
より大きいＢｉ濃度では、ガーネット構造の乱れが見
え、これがファラデー回転角θF の減少になったものと
考えられる。Ｂｉ濃度ｘ＝２．０においてもファラデー
回転角θF は、約１．３×１０³ であり、常磁性体に較
べ２桁程度大きな値を示し、なお有効である。

【００３０】また、光吸収係数αは、Ｂｉ濃度ｘの増加
と伴に緩やかに増加し、ｘ＞１．８では、急激に増加す
る。このため、性能指数Ｆは、図２に示すように、ｘ＝
１．８で最大値約１．５となる。以上より、Ｂｉを置換
（０＜ｘ≦２．０）することにより、磁気光学特性の優
れた微粒子が得られ、微粒子は、ｘ＝１．８のＢｉ濃度
において、最も優れた磁気光学特性を示す。

【００３１】一方、種々の粒子濃度のＢｉ−ＹＩＧ微粒
子を含むシートは、粉砕行程において、Ｂｉ_1.8Ｙ_1.2Ｆ
ｅ₅Ｏ₁₂微粒子１ｇ、エポキシバインダー（epo-tek 39
6,Epoxy Technology Co.）１０ｇ〜０．１ｇ、シクロヘ
キサノン１０〜２５ｇ、分散剤にハイパーマＭＴ-1（Ｉ
ＣＩジャパン）０．０５ｇを使用した。これにより、エ
ポキシバインダと微粒子の割合を変え、微粒子の体積濃
度を０．０５≦ｚ≦０．７０とした。そして、ステージ
回転数３６０ｒｐｍ、３０時間粉砕処理し、粉砕処理し
た溶液をガラス基板上にスピンコート法により塗り広
げ、さらに、７０℃で４時間乾燥させてて作製した。

【００３２】図３は、Ｂｉ−ＹＩＧ粒子薄膜におけるフ
ァラデー回転角及び光吸収係数と粒子濃度との関係を示
す図である。図４は、Ｂｉ−ＹＩＧ粒子薄膜における性
能指数と粒子濃度との関係を示す図である。図３におい
て、横軸は、粒子濃度を示し、左縦軸は、ｄｅｇ／ｃｍ
を単位とするファラデー回転角２θF 、右縦軸は、／ｃ
ｍを単位とする光吸収係数αである。また、図４におい
て、横軸は、同様に粒子濃度を示し、縦軸は、ｄｅｇを
単位とする性能指数Ｆである。

【００３３】ファラデー効果は、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子に
より発現する特性であるから、図３に示すように粒子濃
度ｚの増加とともに増大する。また、光吸収係数αは、
微粒濃度ｘの増加とともに緩やかに増加する。これは、
Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子による散乱のためであると思われ
る。このため、性能指数Ｆは、図４に示すように、粒子
濃度ｚの増加と伴に増大し、０．４０≦ｚ≦０．５３で
最大値２．２を示した。

【００３４】以上より、特に、粒子／バインダ比が０．
４０≦ｚ≦０．５３の領域において、光学的に均一で光
散乱を少なくすることができ、かつ、ファラデー回転角
θFを大きくすることができる。

【００３５】次に、ロッドの実験結果について説明す
る。ロッドは、平均粒径４６ｎｍのＢｉ_1.5Ｙ_1.5Ｆｅ₅
Ｏ₁₂１．１ｍｇ、エポキシ系樹脂材（Epok812 、応研
商事株式会社）１５．０３４ｇ、分散剤にハイパーマＭ
Ｔ-1（ＩＣＩジャパン）０．０１５５を混合し、遊星型
ボールミルにより粉砕・攪拌した。その後、エポキシ樹
脂硬化剤ＭＮＡ（応研商事株式会社）１３．４２９ｇ，
ＤＭＰ-30 （応研商事株式会社）０．６４ｇを加えて、
さらに５分間攪拌した。これを真空中に６０度で２４時
間硬化させ、直径１０ｍｍ、長さ１０ｍｍのロッドに成
形した。また、参照用試料としてＢｉ−ＹＩＧ微粒子を
含まない同様のエポキシ系樹脂ロッドを作製した。エポ
キシ樹脂は、原料である熱可塑性のエポキシ化合物に架
橋剤を加えて重合反応を起こさる熱硬化性樹脂である。

【００３６】ここで、ロッドは、測定の都合上、熱硬化
性樹脂を使用したが、一般に知られていることであるが
セラミックス（Ｂｉ−ＹＩＧ粒子やＡｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ
粒子などの強磁性体材料）と多くの熱可塑性樹脂との濡
れは良好であるので、強磁性体粒子を熱硬化性樹脂にも
分散させることができる。図５は、Ｂｉ−ＹＩＧ粒子分
散ロッドにおけるファラデー回転角θF と波長との関係
である。

【００３７】図６は、Ｂｉ−ＹＩＧ粒子分散ロッドにお
けるファラデー回転角θF と磁界との関係である。図５
において、横軸は、ｎｍ単位で示す光の波長であり、縦
軸は、ｄｅｇ／ｃｍ単位で示すファラデー回転角θF で
ある。また、図６において、横軸は、Ｏｅ単位で示す磁
場であり、縦軸は、ファラデー回転角θF である。ま
た、▲は、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子分散ロッドの測定結果で
あり、□は、参照用試料の測定結果であり、○は、▲と
□との差分である。

【００３８】図５に示すように、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子分
散ロッドの波長依存性は、Ｂｉ−ＹＩＧのものと一致
し、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子を分散することによって、プラ
スチックのファラデー回転能が増加することが分かる。

【００３９】そして、図６に示すように、Ｂｉ−ＹＩＧ
微粒子分散ロッドのファラデー回転角θF は、参照用試
料のそれよりも、低磁場において大きく、強磁性体微粒
子であるＢｉ−ＹＩＧ微粒子を分散させたために、低磁
場におけるファラデー回転の感度が増加したことが分か
る。（電流センサの構成）図７は、第１の実施形態の電流セ
ンサ（磁気センサ）の構成と光ファイバの例を示す図で
ある。

【００４０】なお、図７（ａ）に示す電流センサは、磁
気センサの構成でもある。電流センサは、導電帯に流れ
る電流によって発生する「磁界」によるファラデー回転
を計測するため、電流センサは、そのまま磁気センサと
なるからである。図７（ａ）において、電流センサ（磁
気センサ）は、レーザ（以下、「ＬＤ」と略記する。）
１０１、偏光子１０２、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子分散光ファ
イバ１０３、検光子１０４及び検出器（以下、「Ｄｅ
ｔ」と略記する。）１０５とを備えて構成される。

【００４１】ＬＤ１０１は、例えば、波長５２０ｎｍの
レーザ光を射出する。射出したレーザ光は、偏光子１０
２に入射され、直線偏光となって、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子
分散光ファイバ１０３に入射される。このＢｉ−ＹＩＧ
微粒子分散光ファイバ１０３は、被検電流が流れる導伝
帯１２１と交叉するように置かれる。そして、Ｂｉ−Ｙ
ＩＧ微粒子分散光ファイバ１０３中を伝播する直線偏光
のレーザ光は、この被検電流によって発生する磁界によ
るファラデー効果により、その偏光面が磁界の強さに応
じた角度だけ回転させられる。偏光面が回転したレーザ
光は、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子分散光ファイバ１０３から射
出され、検光子１０４を介してＤｅｔ１０５に入射され
る。

【００４２】検光子１０４の偏光方向は、偏光子１０２
と一致するように置かれる。従って、検光子１０４で角
度θF だけ偏波面を回転されたレーザ光のうち検光子１
０４の偏光方向の成分のみ射出されるので、検光子１０
４を透過したレーザ光の強度は、ファラデー回転角θF
に応じて強度変調される。Ｄｅｔ１０５は、例えば、ホ
トダイオードなどの受光素子を備えて構成され、受光し
たレーザ光の強度に応じた信号を出力する。

【００４３】一方、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子分散光ファイバ
１０３は、図７（ｂ）に示すように光ファイバ全体に亘
ってＢｉ−ＹＩＧ微粒子を分散させた光ファイバでも良
いし、図７（ｃ）及び（ｄ）に示すように光ファイバ中
の所定の箇所にＢｉ−ＹＩＧ微粒子を分散させた光ファ
イバでもよい。図３から分かるようにＢｉ−ＹＩＧ微粒
子濃度にもよるが、ファラデー回転角は、３ｋＯｅの磁
場の強さにおいて１ｃｍ当たり数万度回転するので、Ｂ
ｉ−ＹＩＧ微粒子分散部１１１は、数μｍ〜数十μｍで
も充分なファラデー回転を得ることができる。

【００４４】（本発明と第１の実施形態との対応関係）
請求項１乃至請求項４に記載の発明と第１の実施形態と
の対応関係は、光ファイバはＢｉ−ＹＩＧ微粒子分散光
ファイバ１０３に対応する。請求項６に記載の発明と第
１の実施形態との対応関係は、光源はＬＤ１０１に対応
し、偏光子は偏光子１０２に対応し、検光子は検光子１
０４に対応し、光ファイバはＢｉ−ＹＩＧ微粒子分散光
ファイバ１０３に対応し、検出器はＤｅｔ１０５に対応
する。

【００４５】請求項８に記載の発明と第１の実施形態と
の対応関係は、光源はＬＤ１０１に対応し、偏光子は偏
光子１０２に対応し、検光子は検光子１０４に対応し、
光ファイバはＢｉ−ＹＩＧ微粒子分散光ファイバ１０３
に対応し、検出器はＤｅｔ１０５に対応する。（第１の実施形態の作用効果）一般に、ファラデー回転
角θF は、磁界中に配置されたファラデー素子の長さ
（本実施形態では、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子分散光ファイバ
１０３の導伝帯１２１との交叉長）及び磁界の強さに比
例する。この比例定数は、ベルデ定数と呼ばれる。そし
て、発生する磁界の強さは、被検電流の強さに比例する
ため、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子光ファイバから射出されるレ
ーザ光の偏波面は、被検電流の大きさに応じてファラデ
ー回転することになる。

【００４６】このため、検光子１０４を介したＢｉ−Ｙ
ＩＧ微粒子光ファイバ１０３から射出されるレーザ光の
強さをＤｅｔ１０５で測定することにより、被検電流
（被検磁界）を測定することができる。そして、強磁性
体のベルデ定数は、常磁性体のベルデ定数に較べ数桁大
きいことが知られている。このため、強磁性体であるＢ
ｉ−ＹＩＧ微粒子を分散させたＢｉ−ＹＩＧ微粒子光フ
ァイバ１０３を使用することにより、電流センサ（磁界
センサ）を高感度にすることができる。また、同一の感
度とする場合では、常磁性体を用いた電流センサに較
べ、格段に検出部である光ファイバの長さを数千分の一
に短くすることができる。

【００４７】従って、従来の常磁性体の光ファイバ電流
センサのように導伝体１２１に光ファイバを多数回巻き
付ける必要がなく、その設置場所をとらない。次に、別
の実施形態について説明する。（第２の実施形態）第２の実施形態は、一般式Ｒ_3-xＢ
ｉ_xＦｅ_5-yＭ_yＯ₁₂微粒子分散光ファイバを用いた電流
センサ（磁気センサ）の実施形態である。

【００４８】ここで、Ｒは元素記号Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐ
ｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈ
ｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ及びＬｕからなる群より選ばれる
一種類以上の希土類元素を示し、ＢｉはＲと置換する元
素、ＦｅはＭと置換する元素、Ｍは元素記号Ａｌ，Ｇ
ａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｓｃ，Ｉｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｃｏ，Ｆｃ
（II），Ｃｕ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｌｉ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｚｒ，
Ｔｉ，Ｈｆ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｍｏ，Ｖ及びＮｂからなる群
より選ばれる一種類以上の元素を示し、Ｒ及びＢｉはガ
ーネット結晶構造においてｃサイトを占め、Ｆｅ及びＭ
はガーネット結晶構造においてａ及び／又はｄサイトを
占め、０．５≦ｘ≦２．０、ｙ＝０，０．５，１，１．
５である。

【００４９】上記Ｒ_3-xＢｉ_xＦｅ_5-yＭ_yＯ₁₂微粒子の代
表としてＡｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子について説明する
が、Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，ＰｍなどはＹと同様な性
質であり、Ｇａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｓｃ，ＩｎなどはＡｌと
同様な性質であることから、他の元素についても同様で
ある。鉄ガーネットは、フェリ磁性体であり、ａ（１６
ａ）とｄ（２４ｄ）サイトを占める鉄イオンの磁気モー
メントの差分が、外部から観察可能な磁化に相当する。
鉄ガーネットの光吸収は、この鉄イオンによるから、こ
の鉄イオンを所定の波長領域で光吸収を持たない元素で
置換すれば、Ｂｉ−ＹＩＧの光吸収係数を低減すること
ができる。例えば、可視領域に光吸収を持たない元素で
あるＡｌを置換する。

【００５０】（Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子の製造）Ａｌ
・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子は、第１の実施形態と同様に、共
沈・焼成法により製造することができる。即ち、様々な
組成に調整した、硝酸鉄、硝酸イットリウム、硝酸ビス
マス、硝酸アルミニウムの混合水溶液から、アンモニア
水又は水酸化ナトリウム水溶液を使用して、これらの金
属イオンを含む水酸化物を沈殿させる。そして、これを
加熱することによって熱分解を行い酸化物とし、さら
に、結晶化を行い、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子を製造する。こ
の脱水及び結晶化は、７００℃、１時間の熱処理を行っ
た。

【００５１】なお、Ｂｉ₁Ｙ₂Ａｌ_yＦｅ_5-yＯ₁₂（ｙ＝
０．５）微粒子を得るためには、硝酸鉄（III）９水和
物１７．２４ｇ、硝酸イットリウム６水和物７．２６
ｇ、硝酸ビスマス５水和物４．６０ｇ及び硝酸アルミニ
ウム９水和物１．７８ｇとすればよい。さらに、このＡ
ｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子を、第１の実施形態における基
礎実験と同様に、エポキシバインダと混合し、遊星型ボ
ールミルで３０時間粉砕・分散し、Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ
微粒子を分散させた溶液を作製した。

【００５２】（Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子薄膜光ファイ
バの製造）図８は、第２の実施形態の光ファイバの例を
示す図である。図８（ａ）において、Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩ
Ｇ微粒子薄膜光ファイバ１０９は、一般のプラスティッ
ク光ファイバ、例えば、ポリメチルメタクリレート製の
光ファイバの一端面に、上記Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子
を分散させた溶液を塗布する。そして、室温などで自然
乾燥させて、Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子を分散させた薄
膜部１０９-bを形成する。

【００５３】さらに、図８（ｂ）に示すように、Ａｌ・
Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子薄膜部１０９-bにおける光ファイバ
と接していない面、即ち、外界と接している面に鏡面部
１０９-cを形成する。この鏡面部１０９-cは、例えば、
Ａｌを真空蒸着法によって形成する。（Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子濃度及び粒径濃度とファラデー回
転角との関係）次に、Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子薄膜塗
布プラスティック光ファイバの設計を行うための基礎実
験結果について説明する。

【００５４】基礎実験は、Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子を
含むシートを製作して行った。このシートは、上記Ａｌ
・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子を分散させた溶液をガラス基板上
にスピンコート法によって塗布した。この塗布膜は、膜
厚が約２．０μｍ、微粒子の体積濃度が約４０％であ
る。図９は、Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ粒子薄膜におけるファ
ラデー回転角及び光吸収係数とＡｌ置換量との関係を示
す図である。

【００５５】図１０は、Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ粒子薄膜に
おける性能指数とＡｌ置換量との関係を示す図である。
図９において、横軸は、Ｂｉ₁Ｙ₂Ａｌ_yＦｅ_5-yＯ₁₂のｙ
を単位とするＡｌ置換量を示し、左縦軸は、／ｃｍを単
位とする光吸収係数αであり、右縦軸は、ｄｅｇ／ｃｍ
を単位とするファラデー回転角２θFである。また、図
１０において、横軸は、同様にＡｌ置換量ｙを示し、縦
軸は、ｄｅｇを単位とする性能指数Ｆである。

【００５６】ここで、測定は、それぞれの組成の微粒子
について、Ｘ線回折でガーネット構造であることを確認
した上で、第１の実施形態と同様の条件・機器で計測し
た。図９に示すように、ファラデー回転角２θF 及び光
吸収係数αは、Ａｌ置換量ｙの増加と伴に双方とも減少
する。これは、鉄イオン数がＡｌイオンに順次置換され
たものであると考えられる。

【００５７】ここで、ファラデー回転角θF と光吸収係
数αの減少割合が異なるため、性能指数Ｆは、図１０に
示すように、ｙ＝０．５で最大値約３．２となる。以上
より、ＦｅをＡｌで置換することにより（０＜ｙ≦１．
５）することにより、可視領域において透過特性の優れ
た、かつ、ファラデー回転角がなお常磁性体よりも大き
い微粒子が得られ、ｙ＝０．５のＡｌ置換量において、
最も優れた磁気光学特性を示す。

【００５８】（電流センサの構成）図１１は、第２の実
施形態の電流センサの構成を示す図である。なお、図１
１に示す電流センサは、磁気センサの構成でもある。図
１１において、電流センサ（磁気センサ）は、ＬＤ１０
１、ビームスプリッタ１０７、偏光子１０２、Ａｌ・Ｂ
ｉ−ＹＩＧ微粒子薄膜光ファイバ１０９及びＤｅｔ１０
５とを備えて構成される。

【００５９】ＬＤ１０１から射出されたレーザ光は、ビ
ームスプリッタ１０７を介して偏光子１０２に入射さ
れ、直線偏光となって、Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子薄膜
光ファイバ１０９に入射される。このＡｌ・Ｂｉ−ＹＩ
Ｇ微粒子薄膜光ファイバ１０９のＡｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微
粒子薄膜部１０９-bは、被検電流が流れる導伝帯１２１
と交叉するように置かれる。

【００６０】そして、Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子薄膜光
ファイバ１０９中の光ファイバ部１０９-a中を伝播した
直線偏光のレーザ光は、Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子薄膜
部塗布部１０９-bで、この被検電流によって発生する磁
界によるファラデー効果により、その偏光面が磁界の強
さに応じた角度βだけ回転させられる。偏光面が回転し
たレーザ光は、鏡面部１０９-cで反射され、そのレーザ
光は、再びＡｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子薄膜部１０９-b
で、その偏光面が磁界の強さに応じた角度βだけさらに
回転させられる。

【００６１】ファラデー効果は、非相反的な効果である
ため、Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子薄膜部１０９-bを往復
することで、偏波面の回転角は、積算されて２βとな
る。２β回転したレーザ光は、光ファイバ部１０９-aを
再び伝播し、偏光子１０２に入射される。２β回転した
レーザ光は、偏光子１０２の偏光方向成分だけが偏光子
１０２を透過し、ビームスプリッタ１０７で進行方向を
変更され、Ｄｅｔ１０５に入射される。Ｄｅｔ１０５
は、受光したレーザ光の強度に応じた信号を出力する。

【００６２】なお、上述では、レーザ光を鏡面部１０９
-cで反射されるようにしたが、図８（ａ）に示す鏡面部
１０９-cを備えない光ファイバでもよい。レーザ光の反
射強度は鏡面で反射させる場合に較べて低下するが、Ａ
ｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子薄膜部１０９-bと例えば、空気
との屈折率の相違により、Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子薄
膜部１０９-bの端面でレーザ光を反射させることが可能
だからである。

【００６３】（本発明と第２の実施形態との対応関係）
請求項２乃至請求項５に記載の発明と第２の実施形態と
の対応関係は、光ファイバはＡｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子
薄膜光ファイバ１０９に対応する。請求項７に記載の発
明と第２の実施形態との対応関係は、光源はＬＤ１０１
に対応し、ビームスプリッタはビームスプリッタ１０７
に対応し、偏光板は偏光子１０２に対応し、光ファイバ
はＡｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子薄膜光ファイバ１０９に対
応し、検出器はＤｅｔ１０５に対応する。

【００６４】請求項９に記載の発明と第２の実施形態と
の対応関係は、光源はＬＤ１０１に対応し、ビームスプ
リッタはビームスプリッタ１０７に対応し、偏光板は偏
光子１０２に対応し、光ファイバはＡｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ
微粒子薄膜光ファイバ１０９に対応し、検出器はＤｅｔ
１０５に対応する。（第２の実施形態の作用効果）偏光子１０２から射出さ
れた直線偏光されたレーザ光は、Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微
粒子薄膜部１０９-bを往復することにより偏波面が２β
回転して、再び偏光子１０２に入射される。このため、
２β回転したレーザ光のうち偏光子１０２の偏光方向成
分だけが透過することになるから、ファラデー回転角２
βに対応して強度変調されたレーザ光が偏光子１０２か
ら射出されることになる。

【００６５】従って、この強度変調をＤｅｔ１０５で検
出することによって、被検電流の大きさを検出すること
ができる。そして、このＡｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子薄膜
光ファイバ１０９は、強磁性体であるＡｌ・Ｂｉ−ＹＩ
Ｇ微粒子を含むため、電流センサ（磁界センサ）を高感
度にすることができる。

【００６６】また、Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子を含む部
分を光ファイバの一端に偏在させているので、検出部の
みをプローブとして形成することもできる。なお、第１
及び第２の実施形態では、プラスチック光ファイバを用
いたが、ガラス光ファイバについても適用可能である。
また、第１の実施形態では、ＬＤ１０１と偏光子１０２
との間に、第２の実施形態では、ＬＤ１０１とビームス
プリッタ１０７との間に、光アイソレータを挿入するよ
うにしてもよい。このような光アイソレータは、反射光
がＬＤ１０１に戻ることを防止してＬＤ１０１の動作を
安定にすることができる。

【００６７】そして、光の結合率を高める観点から、各
光部品間にレンズを挿入してもよい。次に、別の実施形
態について説明する。（第３の実施形態）第３の実施形態は、一般式Ｂｉ_xＹ
_3-xＦｅ₅Ｏ₁₂（０＜ｘ≦２．０）微粒子分散光ファイバ
の実施形態である。

【００６８】図１２は、第３の実施形態の光ファイバと
その製造法を示す図である。図１２において、まず、プ
ラスティック円筒１５２（図１２（ｂ））を用意し、こ
の円筒内に第１の実施形態の基礎実験において製造した
Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子を分散させた溶液をシリンジなどを
用いて、所定の箇所に注入する（図１２（ｃ））。

【００６９】そして、プラスチック光ファイバ１５１-a
及びプラスチック光ファイバ１５１-bをプラスチック円
筒１５２の双方から差し込み、Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子分散
溶液相を挟み込む（図１２（ｄ））。ここで、プラスチ
ック光ファイバ１５１の外径は、プラスチック円筒１５
２に挿入することができる程度の径にする。その後、プ
ラスチック円筒１５２を加熱する。この加熱により、Ｂ
ｉ−ＹＩＧ微粒子分散溶液を固化させると伴にプラスチ
ック光ファイバ１５１-a及びプラスチック光ファイバ１
５１-bと融着させ、かつ、プラスチック円筒１５２とプ
ラスチック光ファイバ１５１-a及びプラスチック光ファ
イバ１５１-bとも融着させる（図１２（ｅ））。

【００７０】このようにして、図１２（ａ）に示すＢｉ
−ＹＩＧ微粒子分散光ファイバ１５０が製造される。（本発明と第３の実施形態との対応関係）請求項１及び
請求項３に記載の発明と第３の実施形態との対応関係
は、光ファイバはＢｉ−ＹＩＧ微粒子分散光ファイバ１
５０に対応する。

【００７１】（第３の実施形態の作用効果）第３の実施
形態のＢｉ−ＹＩＧ微粒子分散光ファイバ１５０は、第
１の実施形態において各実験結果に基づいて説明したよ
うに、強磁性体であるＢｉ−ＹＩＧ微粒子を分散させて
あるので、磁気光学特性に優れる。なお、このＢｉ−Ｙ
ＩＧ微粒子分散光ファイバ１５０を図７（ａ）に示す電
流センサ（磁気センサ）におけるＢｉ−ＹＩＧ微粒子分
散光ファイバ１０３の代わりに使用することができる。

【００７２】なお、第１及び第３の実施形態では、一般
式Ｂｉ_xＹ_3-xＦｅ₅Ｏ₁₂（０＜ｘ≦２．０）微粒子を分
散させた光ファイバについて説明したが、一般式Ｒ_3-x
Ｂｉ_xＦｅ_5-yＭ_yＯ₁₂微粒子を分散させることも可能で
ある。そして、第２の実施形態では、一般式Ｒ_3-xＢｉ_x
Ｆｅ_5-yＭ_yＯ₁₂微粒子を分散させた光ファイバについて
説明したが、一般式Ｂｉ_xＹ_3-xＦｅ₅Ｏ₁₂（０＜ｘ≦
２．０）微粒子を分散させることも可能である。

【００７３】

【発明の効果】本発明の光ファイバは、強磁性体の微粒
子を分散させるので磁気光学特性に優れる。また、この
ような光ファイバを用いるのでファラデー効果が大きい
ため、本発明の電流センサ及び磁気センサは、検出部を
小型化することができ、かつ、高感度である。さらに本
発明の電流センサ及び磁気センサは、、検出部を短くす
ることができるので、３次元形状の変形による検出値に
与える影響を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｂｉ−ＹＩＧ粒子薄膜におけるファラデー回転
角及び光吸収係数とＢｉ濃度との関係を示す図である。

【図２】Ｂｉ−ＹＩＧ粒子薄膜における性能指数とＢｉ
濃度との関係を示す図である。

【図３】Ｂｉ−ＹＩＧ粒子薄膜におけるファラデー回転
角及び光吸収係数と粒子濃度との関係を示す図である。

【図４】Ｂｉ−ＹＩＧ粒子薄膜における性能指数と粒子
濃度との関係を示す図である。

【図５】Ｂｉ−ＹＩＧ粒子分散ロッドにおけるファラデ
ー回転角θF と波長との関係である。

【図６】Ｂｉ−ＹＩＧ粒子分散ロッドにおけるファラデ
ー回転角θF と磁界との関係である。

【図７】第１の実施形態の電流センサ（磁気センサ）の
構成と光ファイバの例を示す図である。

【図８】第２の実施形態の光ファイバの例を示す図であ
る。

【図９】Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ粒子薄膜におけるファラデ
ー回転角及び光吸収係数とＡｌ置換量との関係を示す図
である。

【図１０】Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ粒子薄膜における性能指
数とＡｌ置換量との関係を示す図である。

【図１１】第２の実施形態の電流センサ（磁気センサ）
の構成を示す図である。

【図１２】第３の実施形態の光ファイバとその製造法

【符号の説明】

１０１レーザ１０２偏光子１０３Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子分散光ファイバ１０４検光子１０５検出器１０７ビームスプリッタ１０９Ａｌ・Ｂｉ−ＹＩＧ微粒子薄膜光ファイバ１５０プラスティック光ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者黒田カルロス清一東京都世田谷区奥沢７丁目５−10サン・エウラマンション203号Ｆターム(参考） 2G017 AA02 AD12 AD20 BA14 CB04 CB24 CC01 2G025 AA00 AB10 AB13 AC06 2H050 AB43X AC86 AD06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強磁性体の粒子を含むことを特徴とする
光ファイバ。
【請求項２】強磁性体の粒子を含む磁性体膜で一端面
を覆ったことを特徴とする光ファイバ。
【請求項３】前記強磁性体膜における前記光ファイバ
と接していない表面を鏡面としたことを特徴とする請求
項２に記載の光ファイバ。
【請求項４】前記強磁性体は、一般式Ｂｉ_xＹ_3-xＦｅ
₅Ｏ₁₂（０＜ｘ≦２．０）であるビスマス置換鉄ガーネ
ットであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のい
ずれか１項に記載の光ファイバ。
【請求項５】前記強磁性体は、一般式Ｒ_3-xＢｉ_xＦｅ
_5-yＭ_yＯ₁₂（但し、Ｒは元素記号Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐ
ｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈ
ｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ及びＬｕからなる群より選ばれる
一種類以上の希土類元素を示し、ＢｉはＲと置換する元
素、ＦｅはＭと置換する元素、Ｍは元素記号Ａｌ，Ｇ
ａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｓｃ，Ｉｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｃｏ，Ｆｃ
（II），Ｃｕ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｌｉ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｚｒ，
Ｔｉ，Ｈｆ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｍｏ，Ｖ及びＮｂからなる群
より選ばれる一種類以上の元素を示し、Ｒ及びＢｉはガ
ーネット結晶構造においてｃサイトを占め、Ｆｅ及びＭ
はガーネット結晶構造においてａ及び／又はｄサイトを
占め、０．５≦ｘ≦２．０、ｙ＝０，０．５，１，１．
５）であるアルミニウム置換ビスマス置換鉄ガーネット
であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれ
か１項に記載の光ファイバ。
【請求項６】光を射出する光源と、光を直線偏光にする偏光子及び検光子と、前記請求項１に記載の光ファイバと、光を検出する検出器とを備え、前記検出器は、前記光源から射出された光を、前記偏光
子、前記光ファイバ及び前記検光子を介して受光するこ
とを特徴とする電流センサ。
【請求項７】光を射出する光源と、入射する光を２方向に分岐するビームスプリッタと、光を直線偏光にする偏光板と、前記請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光フ
ァイバと、光を検出する検出器とを備え、前記光源から射出された光は、前記ビームスプリッタ及
び前記偏光板を介して前記光ファイバに入射され、該入
射された光は、前記光ファイバの入射端とは逆の端で反
射されて前記入射端から射出され、該射出された光は、
前記偏光板及びビームスプリッタを介して前記検出器に
入射されるようにしたことを特徴とする電流センサ。
【請求項８】光を射出する光源と、光を直線偏光にする偏光子及び検光子と、前記請求項１に記載の光ファイバと、光を検出する検出器とを備え、前記検出器は、前記光源から射出された光を、前記偏光
子、前記光ファイバ及び前記検光子を介して受光するこ
とを特徴とする磁気センサ。
【請求項９】光を射出する光源と、入射する光を２方向に分岐するビームスプリッタと、光を直線偏光にする偏光板と、前記請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光フ
ァイバと、光を検出する検出器とを備え、前記光源から射出された光は、前記ビームスプリッタ及
び前記偏光板を介して前記光ファイバに入射され、該入
射された光は、前記光ファイバの入射端とは逆の端で反
射されて前記入射端から射出され、該射出された光は、
前記偏光板及びビームスプリッタを介して前記検出器に
入射されるようにしたことを特徴とする磁気センサ。