JP3494525B2 - Optical fiber current measuring device - Google Patents

Optical fiber current measuring device

Info

Publication number
JP3494525B2
JP3494525B2 JP08908196A JP8908196A JP3494525B2 JP 3494525 B2 JP3494525 B2 JP 3494525B2 JP 08908196 A JP08908196 A JP 08908196A JP 8908196 A JP8908196 A JP 8908196A JP 3494525 B2 JP3494525 B2 JP 3494525B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
fiber
optical fiber
analyzer
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP08908196A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09281153A (en
Inventor
和夫 坂本
精一 横山
徹 海老原
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.)
Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoya Corp filed Critical Hoya Corp
Priority to JP08908196A priority Critical patent/JP3494525B2/en
Publication of JPH09281153A publication Critical patent/JPH09281153A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3494525B2 publication Critical patent/JP3494525B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

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】本発明は光ファイバ中を伝搬
する直線偏光の偏波面がファラデー効果によって回転す
る原理を利用した光ファイバ電流計測装置に関し、特に
変電設備、送電設備などの高電圧設備における電流計測
に特に好適に用いられる光ファイバ電流計測装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber current measuring device utilizing the principle that the plane of polarization of linearly polarized light propagating in an optical fiber is rotated by the Faraday effect, and particularly in high voltage equipment such as substation equipment and power transmission equipment. The present invention relates to an optical fiber current measuring device particularly preferably used for current measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】電流の測定方法として、光ファイバを伝
搬する光の偏波面が磁界の作用により回転するというフ
ァラデー効果を利用した方法が知られている。ファラデ
ー効果を有する光ファイバを用いることにより電流計測
器の大幅な小型化や軽量化が図れる。
2. Description of the Related Art As a current measuring method, a method utilizing the Faraday effect in which the polarization plane of light propagating through an optical fiber is rotated by the action of a magnetic field is known. By using an optical fiber having the Faraday effect, it is possible to greatly reduce the size and weight of the current measuring instrument.

【0003】そのような光ファイバ電流計測装置の構成
としては、大きく分けて以下の2種類の方式がある。第
1の方式は、光ファイバの一端から直線偏光を入射し、
光ファイバの他端から出射する光の偏波面の回転角度を
測定する方式である。これは、透過型と呼ばれている。
The configuration of such an optical fiber current measuring device is roughly classified into the following two types. The first method is to input linearly polarized light from one end of the optical fiber,
This is a method of measuring the rotation angle of the plane of polarization of the light emitted from the other end of the optical fiber. This is called a transmission type.

【0004】第2の方式は、光ファイバの一端から直線
偏光を入射し、その光を光ファイバの他端で反射させ、
戻ってきた光の偏波面の回転角度を測定する方式であ
る。これは、反射型と呼ばれている。
In the second method, linearly polarized light is made incident from one end of the optical fiber and the light is reflected at the other end of the optical fiber.
This method measures the rotation angle of the plane of polarization of the returned light. This is called a reflection type.

【0005】反射型の光ファイバ電流装置の例として、
特開昭49−90973号公報に示されたものがある。
この例に示された光ファイバ電流計測装置では、光ファ
イバの一端から光を入射し、他端に設けた膜によって光
を反射する。反射された光が同じ経路を戻り再び光ファ
イバから出射されると、その光の光路をビームスプリッ
タによって曲げ、これを検光子によって検出する。そし
て、検出された光のファラデー回転角を測定する。
As an example of the reflection type optical fiber current device,
There is one disclosed in JP-A-49-90973.
In the optical fiber current measuring device shown in this example, light is incident from one end of the optical fiber and reflected by the film provided at the other end. When the reflected light returns through the same path and is emitted from the optical fiber again, the optical path of the light is bent by the beam splitter, and this is detected by the analyzer. Then, the Faraday rotation angle of the detected light is measured.

【0006】このような光ファイバ電流計測装置におい
て検出された光から、以下のような方法により電流値を
算出することができる。ファラデー効果を有するファイ
バ(以後「センシングファイバ」と呼ぶ)に0度方向の
直線偏光を入射したときに、ファラデー回転を受けてフ
ァイバから出射される光を0度と90度方向の成分(そ
れぞれI0 ,I90)で表すと、
From the light detected by such an optical fiber current measuring device, the current value can be calculated by the following method. When linearly polarized light in the 0 degree direction is incident on a fiber having the Faraday effect (hereinafter referred to as “sensing fiber”), the light emitted from the fiber due to the Faraday rotation is divided into the 0 degree component and the 90 degree component (each I 0 , I 90 ),

【0007】[0007]

【数1】I0 =P(1+cos(2F)) ・・・・・(1)## EQU1 ## I 0 = P (1 + cos (2F)) (1)

【0008】[0008]

【数2】I90=P(1−cos(2F)) ・・・・・(2)## EQU2 ## I 90 = P (1-cos (2F)) (2)

【0009】[0009]

【数3】F=VIN ・・・・・(3) である。ここで、Pは入力強度の半分の光強度、Fはフ
ァラデー回転角、Vはベルデ定数、Iは電流値、Nは導
体の周りの光ファイバの巻回数である。
## EQU3 ## F = VIN (3) Here, P is the light intensity which is half the input intensity, F is the Faraday rotation angle, V is the Verdet constant, I is the current value, and N is the number of turns of the optical fiber around the conductor.

【0010】この式によれば、ファラデー回転角が余弦
関数の引数の形で入っているため、I0 あるいはI90
測定したのではファラデー回転角の符号を区別できな
い。この問題を回避する有効な方法として、センシング
ファイバからの出射光を分離する検光子の2つの軸を−
45度と+45度とに設定し、おのおのの軸方向の成分
の光強度I-45 、I+45 を測定する方法がある。このと
き、
According to this equation, since the Faraday rotation angle is entered in the form of the argument of the cosine function, it is impossible to distinguish the sign of the Faraday rotation angle by measuring I 0 or I 90 . As an effective method to avoid this problem, the two axes of the analyzer that separates the light emitted from the sensing fiber are
There is a method in which the light intensities I −45 and I +45 of the respective axial components are measured by setting them to 45 degrees and +45 degrees. At this time,

【0011】[0011]

【数4】I-45 =P(1+sin(2F)) ・・・・・(4)[ Equation 4] I −45 = P (1 + sin (2F)) (4)

【0012】[0012]

【数5】I+45 =P(1−sin(2F)) ・・・・・(5) となる。I-45 とI+45 とにはファラデー回転角が正弦
関数の引数の形で入っているため、I-45 あるいはI
+45 のいずれかを測定すればファラデー回転角の符号を
区別できる。
## EQU5 ## I + 45 = P (1-sin (2F)) (5) Since the Faraday rotation angle is included in the form of the argument of the sine function in I -45 and I +45 , I -45 or I
The sign of the Faraday rotation angle can be distinguished by measuring either +45 .

【0013】また、正弦関数であるため、電流が小さい
とき、すなわちファラデー回転角が小さいときは線形近
似で、
Since it is a sine function, when the current is small, that is, when the Faraday rotation angle is small, a linear approximation is performed.

【0014】[0014]

【数6】 I-45 =P(1+sin(2F))=P+2PF ・・・・・(6) が成り立つ。従って、光強度からファラデー回転角を求
める信号処理機構が大幅に簡便となる。
[ Equation 6] I −45 = P (1 + sin (2F)) = P + 2PF (6) holds. Therefore, the signal processing mechanism for obtaining the Faraday rotation angle from the light intensity is greatly simplified.

【0015】ところがこの方法においても式(4)、式
(5)の大きさは光源の光強度Pに依存し、これが変動
した場合に測定誤差が生じる。この欠点を回避する方法
として、
However, also in this method, the magnitudes of the equations (4) and (5) depend on the light intensity P of the light source, and when this varies, a measurement error occurs. As a way to avoid this drawback,

【0016】[0016]

【数7】 S=(I-45 −I+45 )/(I-45 +I+45 ) ・・・・・(7) で定義されるSという量を求めれば、## EQU7 ## S = (I −45 −I +45 ) / (I −45 + I +45 ) ..

【0017】[0017]

【数8】 S=sin(2F)・2F ・・・・・(8) となる。これは、入射光の強度に依存しないため光源の
光強度変動に影響を受けず、高精度な測定が可能であ
る。
## EQU8 ## S = sin (2F) .multidot.2F (8) Since this does not depend on the intensity of the incident light, it is not affected by the light intensity fluctuation of the light source, and high-precision measurement is possible.

【0018】すなわち、ファイバに入射する光強度の変
動の影響を除き、電流計測の線形性を得るためには、検
光子の軸を入射偏波面に対して45度に傾けること(以
後「45度光学的バイアス」と呼ぶ)、及び検光子の軸
方向の2つの偏光成分を検出する必要がある。言い換え
ると、45度光学的バイアスを加えなければファラデー
回転角の符号を区別することができず、検光子の片方の
偏光成分を検出するのみでは光強度の変動の影響を除け
ないため、高精度な電流計測は望めない。
That is, in order to eliminate the influence of the fluctuation of the light intensity incident on the fiber and to obtain the linearity of the current measurement, the axis of the analyzer is tilted at 45 degrees with respect to the incident polarization plane (hereinafter, "45 degrees" It is called "optical bias"), and two polarization components in the axial direction of the analyzer need to be detected. In other words, the sign of the Faraday rotation angle cannot be distinguished unless an optical bias of 45 degrees is applied, and the influence of the fluctuation of the light intensity cannot be eliminated by only detecting one polarization component of the analyzer. I can't expect a good current measurement.

【0019】これらの要請は、透過型、反射型の双方に
共通する要請であるが、反射型ではセンシングファイバ
への入射光とセンシングファイバからの出射光が同一光
路に重なることから、入射光と出射光とを分離し両者の
間に45度光学的バイアスを加えなければならない。
These requirements are common to both the transmission type and the reflection type. However, in the reflection type, the incident light to the sensing fiber and the light emitted from the sensing fiber overlap with each other in the same optical path. It is necessary to separate the emitted light and to apply a 45-degree optical bias between them.

【0020】上記の必要から、例えば「Electronic Cur
rent Sensors Employing Spun Highly Birefringent Op
tical Fibers,Journal of Lightwave Technology Vol.7
No.12,2084(1989)」(Richard I. Laming and David N.
Payne,) では、入射光を45度方向に調整した偏光子
を通して45度方向の偏波面を持つ直線偏光をセンシン
グファイバに入射し、ファイバからの出射光の光路をビ
ームスプリッタで曲げ、0度、90度方向の軸を持つ検
光子で2つの偏光成分を検出している。そして、検出し
た偏光成分に基づき、式(7)に従って信号処理を行い
電流値に換算している。
From the above requirements, for example, "Electronic Cur
rent Sensors Employing Spun Highly Birefringent Op
tical Fibers, Journal of Lightwave Technology Vol.7
No. 12, 2084 (1989) '' (Richard I. Laming and David N.
In Payne,), a linearly polarized light having a polarization plane in the direction of 45 degrees is incident on the sensing fiber through a polarizer that adjusts the incident light in the direction of 45 degrees, and the optical path of the light emitted from the fiber is bent by a beam splitter, Two polarized components are detected by an analyzer having an axis in the direction of 90 degrees. Then, based on the detected polarization component, signal processing is performed according to the equation (7) and converted into a current value.

【0021】すなわち反射型の構成ではセンシングファ
イバの入射端は戻ってきた光の出射端でもある。そこ
で、入射光と出射光とを分離する必要があり、上記の例
ではビームスプリッタを用いて分離している。
That is, in the reflection type structure, the incident end of the sensing fiber is also the outgoing end of the returned light. Therefore, it is necessary to separate the incident light and the emitted light, and in the above example, the beam splitter is used for separation.

【0022】ところが、ビームスプリッタは直線偏光の
P波とS波との反射率が異なるため、ビームスプリッタ
で直線偏光が反射する際に、反射光の偏波面が回転す
る。その結果、正確なファラデー回転角を測定すること
ができなくなる。つまり、ビームスプリッタで入射光と
出射光とを分離することは、測定精度を低下させる原因
となる。
However, since the P-wave and S-wave of linearly polarized light have different reflectances in the beam splitter, the plane of polarization of the reflected light rotates when the linearly polarized light is reflected by the beam splitter. As a result, it becomes impossible to accurately measure the Faraday rotation angle. That is, separating the incident light and the emitted light by the beam splitter causes a decrease in measurement accuracy.

【0023】そこで、特開平6−337275号公報に
開示された方式では、ビームスプリッタによって分けら
れた出射光の光路に位相補償器を追加している。図
位相補償器を用いた光ファイバ電流計測装置を示す図で
ある。この例では、位相補償器として透過補償板が用い
られている。送光ファイバ81から出射した光は、コリ
メータレンズ82と偏光子83を通り直線偏光となる。
その直線偏光がビームスプリッタ84、コリメータレン
ズ85を通りセンシングファイバ86に入射する。その
直線偏光は反射ミラー87で反射し、センシングファイ
バ86から出射する。この際、直線偏光には、導体88
を流れる電流によるファラデー回転角が加えられてい
る。センシングファイバ86から出射された反射光は、
ビームスプリッタ84で反射し偏波面が回転する。その
偏波面の回転が透過補償板89を通過する際にもとにも
どされ、検光子90で2つの偏光成分に分離される。分
離された2つの偏光成分は、それぞれコリメータレンズ
91,92を通り、受光ファイバ93,94に入射す
る。これにより、2つの偏光成分が検出される。
Therefore, in the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-337275, a phase compensator is added to the optical path of outgoing light split by the beam splitter. FIG. 8 is a diagram showing an optical fiber current measuring device using a phase compensator. In this example, a transmission compensator is used as the phase compensator. The light emitted from the light transmitting fiber 81 passes through the collimator lens 82 and the polarizer 83 to become linearly polarized light.
The linearly polarized light passes through the beam splitter 84 and the collimator lens 85 and enters the sensing fiber 86. The linearly polarized light is reflected by the reflection mirror 87 and emitted from the sensing fiber 86. At this time, the conductor 88 is used for the linearly polarized light.
The Faraday rotation angle due to the current flowing through is added. The reflected light emitted from the sensing fiber 86 is
It is reflected by the beam splitter 84 and the plane of polarization is rotated. The rotation of the plane of polarization is restored when the light passes through the transmission compensating plate 89, and is separated into two polarization components by the analyzer 90. The two separated polarization components pass through the collimator lenses 91 and 92, and enter the light receiving fibers 93 and 94. As a result, two polarization components are detected.

【0024】ここで用いられている透過補償板は、透過
する光の角度に応じてP波とS波との透過率が変化す
る。従って、ビームスプリッタによって分けられた出射
光に対する透過補償板の角度を調整することにより、ビ
ームスプリッタで回転した偏波面をもとに戻すことがで
きる。
In the transmission compensator used here, the transmittance of the P wave and the S wave changes depending on the angle of the transmitted light. Therefore, the polarization plane rotated by the beam splitter can be returned to the original state by adjusting the angle of the transmission compensating plate with respect to the outgoing light split by the beam splitter.

【0025】また、特開平7−248338号公報に
は、ビームスプリッタを用いずにファイバカップラによ
って出射光を分離する方式が開示されている。図はフ
ァイバカップラによって出射光を分離する光ファイバ電
流計測装置を示す図である。この例では、光源101か
ら出射した光は偏光子102で直線偏光となる。その直
線偏光は、ファイバカップラ103を通り、さらに薄膜
型偏光子ユニット104内の偏光子104aを通った
後、センシングファイバ106に入射する。その直線偏
光は反射ミラー107で反射し、センシングファイバ1
06から出射する。この際、直線偏光は、導体108を
流れる電流によるファラデー回転角が加えられている。
また、センシングファイバ106の入口に設けられた永
久磁石105により、直線偏光には45度光学的バイア
スが印加されている。センシングファイバ106から出
射された反射光は、ファイバカップラ103により一部
が受光素子109へ送られる。そして、受光素子109
で、その光量が電気信号に変えられる。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-248338 discloses a method of separating emitted light by a fiber coupler without using a beam splitter. FIG. 9 is a diagram showing an optical fiber current measuring device for separating emitted light by a fiber coupler. In this example, the light emitted from the light source 101 is linearly polarized by the polarizer 102. The linearly polarized light passes through the fiber coupler 103, further passes through the polarizer 104a in the thin film type polarizer unit 104, and then enters the sensing fiber 106. The linearly polarized light is reflected by the reflection mirror 107, and the sensing fiber 1
It is emitted from 06. At this time, the Faraday rotation angle due to the current flowing through the conductor 108 is added to the linearly polarized light.
Further, an optical bias of 45 degrees is applied to the linearly polarized light by the permanent magnet 105 provided at the entrance of the sensing fiber 106. A part of the reflected light emitted from the sensing fiber 106 is sent to the light receiving element 109 by the fiber coupler 103. Then, the light receiving element 109
Then, the amount of light is converted into an electric signal.

【0026】この方式によれば、ビームスプリッタを用
いていないため、センシングファイバからの出射光を分
離する際の偏光面の回転を考慮する必要がない。
According to this method, since the beam splitter is not used, it is not necessary to consider the rotation of the polarization plane when separating the light emitted from the sensing fiber.

【0027】[0027]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平6−3
37275号公報に開示された方式は、P波とS波との
反射率が異なることによる問題は低減されるが、位相補
償器は温度依存性が高いため、広範囲の温度領域での高
精度の測定は困難である。そのうえ、偏光子、ビームス
プリッタ、検光子、位相補償器を必要とするため、光学
系が複雑で大型になる。
However, Japanese Patent Laid-Open No. 6-3
The method disclosed in Japanese Patent No. 37275 reduces the problem caused by the different reflectances of the P wave and the S wave, but since the phase compensator has a high temperature dependence, it has high accuracy in a wide temperature range. Measurement is difficult. Moreover, since a polarizer, a beam splitter, an analyzer and a phase compensator are required, the optical system becomes complicated and large.

【0028】一方、特開平7−248338号公報に開
示された方式は、偏光成分の片方の成分しか検出できな
いため、光源の光強度の影響を受けることが避けられず
高精度の測定が困難である。
On the other hand, in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-248338, only one of the polarized components can be detected, and therefore the influence of the light intensity of the light source is unavoidable and high-precision measurement is difficult. is there.

【0029】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、光ファイバからの出射光の偏波面を回転させ
ずに2つの偏光成分を検出できる光ファイバ電流計測装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an optical fiber current measuring device capable of detecting two polarization components without rotating the polarization plane of the light emitted from the optical fiber. To aim.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、導体の周囲に巻かれた光ファイバの入出
射端から光を入射し、前記光ファイバの終端で反射して
戻ってきた反射光のファラデー回転角に基づいて、前記
導体を流れる電流を測定する光ファイバ電流計測装置に
おいて、光源に接続されており、前記光源の発した光を
前記光ファイバ側へ送るとともに、前記光ファイバ側か
ら逆行してきた光を第1の受光素子へ送る光学部品と、
前記光学部品と前記光ファイバとの間に設けられ、前記
光学部品から前記光ファイバへ向かう光を直線偏光に整
形し前記光ファイバへ送るとともに、前記光ファイバか
ら送られてきた前記反射光を2つの偏光成分に分離し、
前記偏光成分をそれぞれ前記光学部品と第2の受光素子
とへ送る双方向性検光子と、を有することを特徴とする
光ファイバ電流計測装置が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, light is made incident from an input / output end of an optical fiber wound around a conductor, reflected at the end of the optical fiber and returned. Based on the Faraday rotation angle of reflected light, in the optical fiber current measuring device for measuring the current flowing through the conductor, is connected to a light source, the light emitted from the light source is sent to the optical fiber side, An optical component that sends light traveling backward from the fiber side to the first light receiving element,
Provided between the optical component and the optical fiber, the light traveling from the optical component to the optical fiber is shaped into linearly polarized light and sent to the optical fiber, and the reflected light sent from the optical fiber is Split into two polarization components,
An optical fiber current measuring device is provided, which comprises: a bidirectional analyzer that sends the polarized component to the optical component and a second light receiving element, respectively.

【0031】このような光ファイバ電流計測装置によれ
ば、光源が発した光は光学部品を通り双方向検光子に入
射する。その光は、双方向検光子によって直線偏光に整
形され、光ファイバに入射する。光ファイバに入射され
た直線偏光は、光ファイバの終端で反射し、ファラデー
回転角が加えられた反射光となり双方向検光子へ逆方向
から入射する。その反射光は双方向性検光子によって、
2つの偏光成分に分離され、一方の偏光成分が光学部品
へ送られ、他方の偏光成分が第2の受光素子へ送られ
る。ファイバカップラへ送られた偏光成分は、ファイバ
カップラを通り第1の受光素子へ送られる。
According to such an optical fiber current measuring device, the light emitted from the light source passes through the optical component and is incident on the bidirectional analyzer. The light is shaped into linearly polarized light by the bidirectional analyzer and is incident on the optical fiber. The linearly polarized light that has entered the optical fiber is reflected at the end of the optical fiber and becomes reflected light with the Faraday rotation angle added to it, and enters the bidirectional analyzer from the opposite direction. The reflected light is reflected by the bidirectional analyzer.
The two polarized components are separated, one polarized component is sent to the optical component, and the other polarized component is sent to the second light receiving element. The polarization component sent to the fiber coupler is sent to the first light receiving element through the fiber coupler.

【0032】これにより、直線偏光の偏波面を回転させ
ずに、光ファイバからの反射光の2つの偏光成分が検出
される。
Thus, the two polarization components of the reflected light from the optical fiber can be detected without rotating the plane of polarization of the linearly polarized light.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明の光ファイバ電流計
測装置の概略構成を示す図である。この光ファイバ電流
計測装置は、レーザ光を発生させる光源1、光源1と偏
光子/検光子部10との間の光の伝搬経路となるファイ
バカップラ2、内蔵された偏光子/検光子により反射光
の分離等を行う偏光子/検光子部10、ファラデー効果
により45度光学的バイアスを印加するファラデー回転
素子4、ファラデー効果を有するセンシングファイバ
3、センシングファイバ3の終端で光を反射する反射ミ
ラー6、及び偏光子/検光子部10から取り出された反
射光の偏光成分を電気信号に変換する受光素子8,9で
構成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical fiber current measuring device of the present invention. This optical fiber current measuring device includes a light source 1 for generating a laser beam, a fiber coupler 2 serving as a light propagation path between the light source 1 and the polarizer / analyzer unit 10, and a built-in polarizer / analyzer for reflection. A polarizer / analyzer unit 10 for separating light, a Faraday rotation element 4 for applying an optical bias of 45 degrees by the Faraday effect, a sensing fiber 3 having the Faraday effect, and a reflection mirror for reflecting light at the end of the sensing fiber 3. 6 and light receiving elements 8 and 9 for converting the polarization component of the reflected light extracted from the polarizer / analyzer unit 10 into an electric signal.

【0034】光源1、偏光子/検光子部10、及び受光
素子8は、それぞれがファイバカップラ2の入出射用の
ポートであるファイバ2a,2b,2cに接続されてい
る。ファイバカップラ2は、ファイバ2aから入射され
た光をファイバ2bへ送り、ファイバ2bから入射され
た光の一部をファイバ2cへ送る。一方、受光素子9
は、受光ファイバ7によって偏光子/検光子部10に接
続されている。
The light source 1, the polarizer / analyzer unit 10 and the light receiving element 8 are respectively connected to the fibers 2a, 2b and 2c which are the ports for entering and exiting the fiber coupler 2. The fiber coupler 2 sends the light entered from the fiber 2a to the fiber 2b, and sends part of the light entered from the fiber 2b to the fiber 2c. On the other hand, the light receiving element 9
Are connected to the polarizer / analyzer unit 10 by the light receiving fiber 7.

【0035】センシングファイバ3は、一端(入出射
端)がファラデー回転素子4を介して偏光子/検光子部
10に接続されており、他端(終端)には反射ミラー6
が設けられている。ファラデー回転素子4は、外部から
所定の磁場が加えられることにより、内部を通過する光
に対して45度光学的バイアスを印加する。センシング
ファイバ3は、測定すべき電流が流れる導体5を周回す
るように曲げられており、導体5内の電流により発生す
る磁場の影響を受け、内部を通過する光にファラデー回
転を加える。
The sensing fiber 3 has one end (entrance / emission end) connected to the polarizer / analyzer unit 10 via the Faraday rotation element 4, and the other end (termination) at the reflection mirror 6.
Is provided. The Faraday rotator 4 applies a 45-degree optical bias to the light passing through the inside by applying a predetermined magnetic field from the outside. The sensing fiber 3 is bent so as to circulate around the conductor 5 through which the current to be measured flows, and is affected by the magnetic field generated by the current in the conductor 5 to add Faraday rotation to the light passing through the inside.

【0036】図2は偏光子/検光子部の構成を示す図で
ある。偏光子/検光子部10のハウジング12には、フ
ァイバ2bとセンシングファイバ3とが一直線上に向か
い合って固定されている。ファイバ2bとセンシングフ
ァイバ3との間には、双方向検光子としての機能を有す
るグランレーザプリズム11が配置されている。また、
グランレーザプリズム11で反射された光の進む方向
に、受光ファイバ7が固定されている。
FIG. 2 is a diagram showing the structure of the polarizer / analyzer unit. In the housing 12 of the polarizer / analyzer unit 10, the fiber 2b and the sensing fiber 3 are fixed so as to face each other in a straight line. A Glan laser prism 11 having a function as a bidirectional analyzer is arranged between the fiber 2b and the sensing fiber 3. Also,
The light receiving fiber 7 is fixed in the direction in which the light reflected by the Glan laser prism 11 travels.

【0037】なお、上記のファイバカップラ2、センシ
ングファイバ3、及び受光ファイバ7は、いずれもその
端部に微小レンズを組み込んだファイバコリメータであ
る。以上のような構成の光ファイバ電流計測装置によれ
ば、光源1から発せられた光は、ファイバカップラ2を
通り偏光子/検光子部10に導かれる。偏光子/検光子
部10に入射した光はグランレーザプリズム11を通る
ことにより直線偏光に整形される。その直線偏光がファ
ラデー回転素子4に入射され、ファラデー回転素子4を
通過する際に偏波面が22.5度回転する。ファラデー
回転素子4を通過した光は、センシングファイバ3に入
射される。センシングファイバ3中を伝搬する直線偏光
の偏波面は、導体5中を流れる電流の作る磁場によりフ
ァラデー回転を受ける。センシングファイバ3の終端に
達した光は、反射ミラー6によって反射され、同じ光路
を逆方向に伝搬する。ファラデー効果は非相反性である
ため、復路においても往路と同じ方向のファラデー回転
を受ける。従って、ファラデー回転角は、センシングフ
ァイバ3を往復することにより片道の場合の2倍とな
る。センシングファイバ3から出射する際には、再度フ
ァラデー回転素子4内を通過し、さらに偏波面が22,
5度回転する。これにより、偏波面が往復で45度回転
したこととなり、45度光学的バイアスが実現される。
The fiber coupler 2, the sensing fiber 3, and the light receiving fiber 7 are all fiber collimators having microlenses incorporated at their ends. According to the optical fiber current measuring device having the above configuration, the light emitted from the light source 1 is guided to the polarizer / analyzer unit 10 through the fiber coupler 2. The light incident on the polarizer / analyzer unit 10 is shaped into linearly polarized light by passing through the Glan laser prism 11. The linearly polarized light is incident on the Faraday rotator 4, and when passing through the Faraday rotator 4, the plane of polarization is rotated by 22.5 degrees. The light that has passed through the Faraday rotation element 4 is incident on the sensing fiber 3. The plane of polarization of the linearly polarized light propagating in the sensing fiber 3 undergoes Faraday rotation by the magnetic field created by the current flowing in the conductor 5. The light reaching the end of the sensing fiber 3 is reflected by the reflection mirror 6 and propagates in the opposite direction along the same optical path. Since the Faraday effect is non-reciprocal, the Faraday rotation in the same direction as the outward path is also applied to the return path. Therefore, the Faraday rotation angle becomes twice as much as the one-way case by reciprocating the sensing fiber 3. When the light is emitted from the sensing fiber 3, it passes through the Faraday rotator 4 again, and the plane of polarization is 22,
Rotate 5 degrees. As a result, the plane of polarization is rotated by 45 degrees in a reciprocating manner, and a 45 degree optical bias is realized.

【0038】この結果、ファラデー回転素子4から出射
した光の偏波面は、入射直線偏光に対して45度回転
し、さらにファラデー回転角が加えられる。センシング
ファイバ3からの出射光は、グランレーザプリズム11
を通ることにより、0度と90度と方向の偏光成分(P
波、S波)に分けられる。一方はグランレーザプリズム
11内を直進し、ファイバ2bに入射する。他方は、グ
ランレーザプリズム11でほぼ直角方向に反射し、受光
ファイバ7に入射する。ファイバ2bに入射した光は、
一部がファイバ2cに導かれ、受光素子8によって電気
信号に変換される。受光ファイバ7に入射した光は、受
光素子9によって電気信号に変換される。
As a result, the plane of polarization of the light emitted from the Faraday rotator 4 is rotated by 45 degrees with respect to the incident linearly polarized light, and the Faraday rotation angle is added. The light emitted from the sensing fiber 3 is the Glan laser prism 11
By passing through, the polarization components (P
Wave, S wave). One goes straight through the Glan-laser prism 11 and enters the fiber 2b. The other is reflected by the Glan-laser prism 11 in a direction substantially at a right angle and enters the light-receiving fiber 7. The light incident on the fiber 2b is
A part of the light is guided to the fiber 2c and converted into an electric signal by the light receiving element 8. The light incident on the light receiving fiber 7 is converted into an electric signal by the light receiving element 9.

【0039】2つの受光素子8,9から検出された電気
信号は図示されていない信号処理回路に送られる。その
電気信号は、信号処理回路で式(7)に従う演算を受け
てファラデー回転角に変化され、さらに式(1)〜式
(3)に従って電流が計算される。
The electric signals detected by the two light receiving elements 8 and 9 are sent to a signal processing circuit (not shown). The electric signal is subjected to the calculation according to the equation (7) in the signal processing circuit to be changed into the Faraday rotation angle, and further the current is calculated according to the equations (1) to (3).

【0040】以上のようにして、ビームスプリッタを用
いずに、反射光から2つの偏光成分を検出することがで
きる。従って、偏光状態を正確に測定することができ、
測定精度の高い電流計測が実現される。
As described above, the two polarization components can be detected from the reflected light without using the beam splitter. Therefore, the polarization state can be measured accurately,
Current measurement with high measurement accuracy is realized.

【0041】ところで、上記の例ではグランレーザプリ
ズムを双方向性検光子として使用しているが、双方向性
検光子として使用できる為の条件は次の通りである。第
1の条件は、第1のポートから光を入射したときに、入
射された光を検光子の結晶軸に従って2つの偏光成分に
分離し、一方の偏光成分を第2のポートから出射するこ
とである。
By the way, in the above example, the Glan laser prism is used as a bidirectional analyzer, but the conditions for being usable as a bidirectional analyzer are as follows. The first condition is that, when light is incident from the first port, the incident light is separated into two polarization components according to the crystal axis of the analyzer, and one polarization component is emitted from the second port. Is.

【0042】第2の条件は、第2のポートに逆方向の光
が入射すると、入射された光を検光子の結晶軸に従って
2つの偏光成分に分離し、一方の偏光成分は第1のポー
トに出射し、他方の偏光成分は第3のポートに出射する
ことである。
The second condition is that when light in the opposite direction is incident on the second port, the incident light is separated into two polarized components according to the crystal axis of the analyzer, and one polarized component is polarized on the first port. And the other polarization component is emitted to the third port.

【0043】従って、以上の条件を満たす光学素子であ
れば本発明の光ファイバ電流計測装置の双方向性検光子
として使用することができる。グランレーザプリズム以
外には、例えば、石英結晶、方解石等の複屈折結晶、偏
光ビームスプリッタ等がある。また、双方向性検光子と
して、光路シフトプリズムあるいは反射ミラーを組み合
わせ、片方の偏光成分を所望の方向に導くこともでき
る。以下に、これらの双方向性検光子を用いた偏光子/
検光子部の構成例を説明する。
Therefore, any optical element satisfying the above conditions can be used as the bidirectional analyzer of the optical fiber current measuring apparatus of the present invention. Other than the Glan-laser prism, there are, for example, a quartz crystal, a birefringent crystal such as calcite, and a polarization beam splitter. Further, as a bidirectional analyzer, an optical path shift prism or a reflection mirror may be combined to guide one polarization component in a desired direction. Below, a polarizer using these bidirectional analyzers /
A configuration example of the analyzer unit will be described.

【0044】図3はグランレーザプリズムと反射ミラー
とを組み合わせた偏光子/検光子部の構成例を示す図で
ある。偏光子/検光子部30のハウジング33には、フ
ァイバカップラ2のファイバ2bとセンシングファイバ
3とが一直線上に向かい合って固定されている。ファイ
バ2bとセンシングファイバ3との間には、双方向検光
子としての機能を有するグランレーザプリズム31が配
置されている。また、グランレーザプリズム31で反射
された光の進む方向に、全反射ミラー32が配置されて
いる。さらに、全反射ミラー32で反射された光が進む
べき方向に受光ファイバ7が固定されている。この例で
は、受光ファイバ7は、ファイバ2bとほぼ平行となる
位置に設けられている。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the construction of a polarizer / analyzer section in which a Glan laser prism and a reflection mirror are combined. In the housing 33 of the polarizer / analyzer unit 30, the fiber 2b of the fiber coupler 2 and the sensing fiber 3 are fixed so as to face each other in a straight line. A Glan-laser prism 31 having a function as a bidirectional analyzer is arranged between the fiber 2b and the sensing fiber 3. Further, a total reflection mirror 32 is arranged in the traveling direction of the light reflected by the Gran laser prism 31. Further, the light receiving fiber 7 is fixed in the direction in which the light reflected by the total reflection mirror 32 should travel. In this example, the light receiving fiber 7 is provided at a position substantially parallel to the fiber 2b.

【0045】これにより、センシングファイバ3から偏
光子/検光子部30内へ出射された光は、一方の偏光成
分がグランレーザプリズム31で反射すると、その偏光
成分は全反射ミラー32で反射し、再度方向が変えられ
る。従って、所望の位置に受光ファイバ7を固定するこ
とが可能となり、光ファイバ電流計測装置の設計の自由
度が増す。
As a result, in the light emitted from the sensing fiber 3 into the polarizer / analyzer unit 30, when one polarization component is reflected by the Glan laser prism 31, the polarization component is reflected by the total reflection mirror 32, The direction can be changed again. Therefore, the light receiving fiber 7 can be fixed at a desired position, and the degree of freedom in designing the optical fiber current measuring device increases.

【0046】図4はグランレーザプリズムと光路シフト
プリズムとを組み合わせた偏光子/検光子部の構成例を
示す図である。偏光子/検光子部40のハウジング43
には、ファイバカップラ2のファイバ2bとセンシング
ファイバ3とが一直線上に向かい合って固定されてい
る。ファイバ2bとセンシングファイバ3との間には、
双方向検光子としての機能を有するグランレーザプリズ
ム41が配置されている。また、グランレーザプリズム
41で反射された光の進む方向に、光路シフトプリズム
42が配置されている。さらに、光路シフトプリズム4
2で反射された光が進むべき方向に受光ファイバ7が固
定されている。この例では、受光ファイバ7は、ファイ
バ2bとほぼ平行となる位置に設けられている。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the construction of a polarizer / analyzer section in which a Glan laser prism and an optical path shift prism are combined. Housing 43 of the polarizer / analyzer unit 40
The fiber 2b of the fiber coupler 2 and the sensing fiber 3 are fixed to each other in a straight line. Between the fiber 2b and the sensing fiber 3,
A Glan laser prism 41 having a function as a bidirectional analyzer is arranged. Further, an optical path shift prism 42 is arranged in the traveling direction of the light reflected by the Gran laser prism 41. Further, the optical path shift prism 4
The light receiving fiber 7 is fixed in the direction in which the light reflected by 2 should travel. In this example, the light receiving fiber 7 is provided at a position substantially parallel to the fiber 2b.

【0047】これにより、センシングファイバ3から偏
光子/検光子部40内へ出射された光は、一方の偏光成
分がグランレーザプリズム41で反射すると、その偏光
成分は光路シフトプリズム42で反射し、再度方向が変
えられる。従って、所望の位置に受光ファイバ7を固定
することが可能となり、図3に示した例と同様に光ファ
イバ電流計測装置の設計の自由度が増す。
As a result, when one polarization component of the light emitted from the sensing fiber 3 into the polarizer / analyzer unit 40 is reflected by the Glan laser prism 41, the polarization component is reflected by the optical path shift prism 42, The direction can be changed again. Therefore, the light receiving fiber 7 can be fixed at a desired position, and the degree of freedom in designing the optical fiber current measuring device is increased as in the example shown in FIG.

【0048】図5は双方向性検光子に複屈折結晶を用い
た偏光子/検光子部の構成例を示す図である。偏光子/
検光子部50のハウジング52には、ファイバカップラ
2のファイバ2bとセンシングファイバ3とが一直線上
に向かい合って固定されている。ファイバ2bとセンシ
ングファイバ3との間には、双方向検光子としての機能
を有する複屈折結晶51が配置されている。また、複屈
折結晶51で屈折された光の進む方向に受光ファイバ7
が固定されている。複屈折結晶51としては、石英や方
解石等の結晶を用いることができる。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a polarizer / analyzer part using a birefringent crystal for the bidirectional analyzer. Polarizer /
The fiber 2b of the fiber coupler 2 and the sensing fiber 3 are fixed to the housing 52 of the analyzer unit 50 so as to face each other in a straight line. A birefringent crystal 51 having a function as a bidirectional analyzer is arranged between the fiber 2b and the sensing fiber 3. In addition, the light receiving fiber 7 is directed in the traveling direction of the light refracted by the birefringent crystal 51.
Is fixed. Crystals such as quartz and calcite can be used as the birefringent crystal 51.

【0049】これにより、ファイバ2bから偏光子/検
光子部50内へ出射された光は複屈折結晶51で方向が
変えられ、偏光子/検光子部50の外部には出射されな
い。センシングファイバ3から偏光子/検光子部50内
へ出射された光は、一方の偏光成分が複屈折結晶51を
直進してファイバ2bに入射し、他方の偏光成分は複屈
折結晶51で屈折して受光ファイバ7に入射する。
Thus, the light emitted from the fiber 2b into the polarizer / analyzer unit 50 is changed in direction by the birefringent crystal 51 and is not emitted to the outside of the polarizer / analyzer unit 50. In the light emitted from the sensing fiber 3 into the polarizer / analyzer unit 50, one polarization component goes straight through the birefringent crystal 51 and enters the fiber 2b, and the other polarization component is refracted by the birefringent crystal 51. And enters the light receiving fiber 7.

【0050】図6は複屈折結晶と光路シフトプリズムと
を組み合わせた偏光子/検光子部の構成例を示す図であ
る。偏光子/検光子部60のハウジング63には、ファ
イバカップラ2のファイバ2bとセンシングファイバ3
とが一直線上に向かい合って固定されている。ファイバ
2bとセンシングファイバ3との間には、双方向検光子
としての機能を有する複屈折結晶61が配置されてい
る。また、複屈折結晶61で屈折された光の進む方向
に、光路シフトプリズム62が配置されている。さら
に、光路シフトプリズム62で反射された光が進むべき
方向に受光ファイバ7が固定されている。複屈折結晶6
1としては、石英や方解石等の結晶を用いることができ
る。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the construction of a polarizer / analyzer section in which a birefringent crystal and an optical path shift prism are combined. In the housing 63 of the polarizer / analyzer unit 60, the fiber 2 b of the fiber coupler 2 and the sensing fiber 3 are provided.
And are fixed in a straight line. A birefringent crystal 61 having a function as a bidirectional analyzer is arranged between the fiber 2b and the sensing fiber 3. Further, an optical path shift prism 62 is arranged in the traveling direction of the light refracted by the birefringent crystal 61. Further, the light receiving fiber 7 is fixed in the direction in which the light reflected by the optical path shift prism 62 should travel. Birefringent crystal 6
As 1, crystal such as quartz or calcite can be used.

【0051】これにより、ファイバ2bから偏光子/検
光子部60内へ出射された光は2つの偏光成分に分離
し、一方の成分は直進してセンシングファイバ3に導か
れる。逆に、センシングファイバ3から偏光子/検光子
部60内へ出射された光は、一方の偏光成分が複屈折結
晶61を直進してファイバ2bに入射する。他方の偏光
成分は複屈折結晶61で屈折して光路シフトプリズム6
2に入射し、光路シフトプリズム62で屈折して受光フ
ァイバ7に入射する。
As a result, the light emitted from the fiber 2b into the polarizer / analyzer unit 60 is separated into two polarization components, and one of the components is guided straight to the sensing fiber 3. On the contrary, in the light emitted from the sensing fiber 3 into the polarizer / analyzer unit 60, one polarization component goes straight through the birefringent crystal 61 and enters the fiber 2b. The other polarization component is refracted by the birefringent crystal 61 and is reflected by the optical path shift prism 6
2 is incident on the light receiving fiber 7 after being refracted by the optical path shift prism 62.

【0052】なお、上記の例では、双方向検光子と受光
素子とは受光ファイバを介して光学的に接続されている
が、受光素子を偏光子/検光子部に直接取り付けること
もできる。
In the above example, the bidirectional analyzer and the light receiving element are optically connected via the light receiving fiber, but the light receiving element may be directly attached to the polarizer / analyzer part.

【0053】図7は受光素子を有する偏光子/検光子部
の例を示す図である。偏光子/検光子部70のハウジン
グ73には、ファイバカップラ2のファイバ2bとセン
シングファイバ3とが一直線上に向かい合って固定され
ている。ファイバ2bとセンシングファイバ3との間に
は、双方向検光子としての機能を有するグランレーザプ
リズム71が配置されている。また、グランレーザプリ
ズム71で反射された光の進む方向に、受光素子72が
固定されている。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a polarizer / analyzer unit having a light receiving element. In the housing 73 of the polarizer / analyzer unit 70, the fiber 2b of the fiber coupler 2 and the sensing fiber 3 are fixed so as to face each other in a straight line. A Glan-laser prism 71 having a function as a bidirectional analyzer is arranged between the fiber 2b and the sensing fiber 3. Further, the light receiving element 72 is fixed in the traveling direction of the light reflected by the Gran laser prism 71.

【0054】これにより、センシングファイバ3から偏
光子/検光子部70内へ出射した光は、一方の偏光成分
がグランレーザプリズム31でほぼ直角方向に反射し、
直接受光素子72に入射する。受光素子72は、入射し
た光を電気信号に変換し、その電気信号を信号処理回路
に送る。このような偏光子/検光子部70であれば、個
別に受光素子を設けずにすみ、光ファイバ電流計測装置
の構造が簡易化される。
As a result, the light emitted from the sensing fiber 3 into the polarizer / analyzer unit 70 has one polarization component reflected by the Glan-laser prism 31 in a direction substantially at right angles,
The light directly enters the light receiving element 72. The light receiving element 72 converts incident light into an electric signal and sends the electric signal to a signal processing circuit. With such a polarizer / analyzer unit 70, it is not necessary to separately provide a light receiving element, and the structure of the optical fiber current measuring device is simplified.

【0055】なお、双方向検光子に偏光ビームスプリッ
タを用いた場合の構成は、図3,図4,図7におけるグ
ランレーザプリズムを偏光ビームスプリッタに置き換え
るだけであり、他の構成は上記の例と同じである。
The configuration using a polarization beam splitter as the bidirectional analyzer is only the replacement of the Glan laser prism in FIGS. 3, 4 and 7 with a polarization beam splitter, and the other configurations are the same as the above example. Is the same as.

【0056】ところで、信号処理回路における演算は式
(7)に限らず、2つの偏光成分を用いて光源の光強度
の変動を相殺できる演算であれば、他の方式を採用する
こともできる。例えば交流電流測定においては、特開平
7−270505号公報に開示されているような、2つ
の変調度の和あるいは差を用いる方式や、特願平6−3
25063号に示したように、変調度の積を用いる方式
などがある。これらの方式は、交流電流に限定される
が、光学的バイアスが45度からずれた場合にも高精度
な測定を実現できる点で有用である。
By the way, the calculation in the signal processing circuit is not limited to the expression (7), and another method can be adopted as long as it can cancel the fluctuation of the light intensity of the light source by using the two polarization components. For example, in AC current measurement, a method using the sum or difference of two modulation degrees as disclosed in JP-A-7-270505, or Japanese Patent Application No. 6-3
As shown in No. 25063, there is a method using a product of modulation factors. Although these methods are limited to alternating current, they are useful in that highly accurate measurement can be realized even when the optical bias deviates from 45 degrees.

【0057】また、45度光学的バイアスを得る方式
は、ファラデー回転素子を用いる方式以外にも、センシ
ングファイバ自身に永久磁石を適用することにより、4
5度光学的バイアスを印加する方式等がある。
Further, the method of obtaining the 45-degree optical bias is not limited to the method of using the Faraday rotator, but the method of applying a permanent magnet to the sensing fiber itself can
There is a method of applying an optical bias of 5 degrees.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、反射光
を双方向検光子で2つの偏光成分に分離し、一方の偏光
成分は光学部品を介して第1の受光素子へ送り、他方の
偏光成分を第2の受光素子へ送るようにしたため、光フ
ァイバから出射されたときの偏波面を回転させずに2つ
の偏光成分を検出することが可能となる。その結果、温
度変化に影響されず、かつ入射される光の強度に依存せ
ずに電流測定が可能となり、測定精度の高い電流計測が
実現できる。
As described above, in the present invention, the reflected light is separated into two polarization components by the bidirectional analyzer, one polarization component is sent to the first light receiving element through the optical component, and the other polarization component is sent. Since the polarization component is sent to the second light receiving element, it is possible to detect the two polarization components without rotating the plane of polarization when the light is emitted from the optical fiber. As a result, the current can be measured without being affected by the temperature change and without depending on the intensity of the incident light, and the current measurement with high measurement accuracy can be realized.

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

【図1】本発明の光ファイバ電流計測装置の概略構成を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical fiber current measuring device of the present invention.

【図2】偏光子/検光子部の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a polarizer / analyzer unit.

【図3】グランレーザプリズムと反射ミラーとを組み合
わせた偏光子/検光子部の構成例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a polarizer / analyzer unit in which a Glan laser prism and a reflection mirror are combined.

【図4】グランレーザプリズムと光路シフトプリズムと
を組み合わせた偏光子/検光子部の構成例を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a polarizer / analyzer unit in which a Glan laser prism and an optical path shift prism are combined.

【図5】双方向性検光子に複屈折結晶を用いた偏光子/
検光子部の構成例を示す図である。
FIG. 5: A polarizer using a birefringent crystal for a bidirectional analyzer /
It is a figure which shows the structural example of an analyzer part.

【図6】複屈折結晶と光路シフトプリズムとを組み合わ
せた偏光子/検光子部の構成例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a polarizer / analyzer unit in which a birefringent crystal and an optical path shift prism are combined.

【図7】受光素子を有する偏光子/検光子部の例を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a polarizer / analyzer unit having a light receiving element.

【図8】位相補償器を用いた光ファイバ電流計測装置を
示す図である。
FIG. 8 shows an optical fiber current measuring device using a phase compensator .
FIG.

【図9】ファイバカップラによって出射光を分離する光
ファイバ電流計測装置を示す図である。
FIG. 9: Light for separating emitted light by a fiber coupler
It is a figure which shows a fiber current measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 ファイバカップラ 3 センシングファイバ 4 ファラデー回転素子 5 導線 6 反射ミラー 7 受光ファイバ 8,9 受光素子 1 light source 2 Fiber coupler 3 Sensing fiber 4 Faraday rotator 5 conductors 6 reflection mirror 7 Light receiving fiber 8,9 Light receiving element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−312927(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 15/24 G01R 33/032 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-5-312927 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01R 15/24 G01R 33/032

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 導体の周囲に巻かれた光ファイバの入出
射端から光を入射し、前記光ファイバの終端で反射して
戻ってきた反射光のファラデー回転角に基づいて、前記
導体を流れる電流を測定する光ファイバ電流計測装置に
おいて、 光源に接続されており、前記光源の発した光を前記光フ
ァイバ側へ送るとともに、前記光ファイバ側から逆行し
てきた光を第1の受光素子へ送る光学部品と、 前記光学部品と前記光ファイバとの間に設けられ、前記
光学部品から前記光ファイバへ向かう光を直線偏光に整
形し前記光ファイバへ送るとともに、前記光ファイバか
ら送られてきた前記反射光を2つの偏光成分に分離し、
前記2つの偏光成分をそれぞれ前記光学部品と第2の受
光素子とへ送る双方向性検光子と、を有することを特徴
とする光ファイバ電流計測装置。
1. Light is made to enter from an entrance / exit end of an optical fiber wound around a conductor, and flows through the conductor based on a Faraday rotation angle of reflected light reflected and returned at the end of the optical fiber. An optical fiber current measuring device for measuring a current, which is connected to a light source, sends light emitted from the light source to the optical fiber side, and sends light traveling backward from the optical fiber side to a first light receiving element An optical component, provided between the optical component and the optical fiber, the light traveling from the optical component to the optical fiber is linearly polarized and sent to the optical fiber, and the optical fiber is sent from the optical fiber. Separate the reflected light into two polarization components,
An optical fiber current measuring device, comprising: a bidirectional analyzer that sends the two polarization components to the optical component and a second light receiving element, respectively.
【請求項2】 前記光学部品は、前記光ファイバ側から
逆行してきた光の一部を前記第1の受光素子へ伝送する
ファイバカップラであることを特徴とする請求項1記載
の光ファイバ電流計測装置。
2. The optical fiber current measuring device according to claim 1, wherein the optical component is a fiber coupler for transmitting a part of light traveling backward from the optical fiber side to the first light receiving element. apparatus.
【請求項3】 前記双方向検光子は、グランレーザプリ
ズムであることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ
電流計測装置。
3. The optical fiber current measuring device according to claim 1, wherein the bidirectional analyzer is a Glan laser prism.
【請求項4】 前記双方向検光子は、複屈折結晶である
ことを特徴とする請求項1記載の光ファイバ電流計測装
置。
4. The optical fiber current measuring device according to claim 1, wherein the bidirectional analyzer is a birefringent crystal.
JP08908196A 1996-04-11 1996-04-11 Optical fiber current measuring device Expired - Lifetime JP3494525B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08908196A JP3494525B2 (en) 1996-04-11 1996-04-11 Optical fiber current measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08908196A JP3494525B2 (en) 1996-04-11 1996-04-11 Optical fiber current measuring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09281153A JPH09281153A (en) 1997-10-31
JP3494525B2 true JP3494525B2 (en) 2004-02-09

Family

ID=13960919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP08908196A Expired - Lifetime JP3494525B2 (en) 1996-04-11 1996-04-11 Optical fiber current measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3494525B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5664148B2 (en) * 2010-11-11 2015-02-04 株式会社村田製作所 Manufacturing method of electronic parts

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09281153A (en) 1997-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6122415A (en) In-line electro-optic voltage sensor
US5475489A (en) Determination of induced change of polarization state of light
US4698497A (en) Direct current magneto-optic current transformer
JP4108040B2 (en) Current measuring device
US5834933A (en) Method for magnetooptic current measurement and magnetooptic current-measuring device
US6114846A (en) Optical measuring method and device for measuring a magnetic alternating field with an expanded measuring range and good linearity
US6166816A (en) Combination fiber optic current/voltage sensor
US5963026A (en) Method and device for the measurement of electric currents in at least two measuring ranges
WO2000013033A1 (en) Electro-optic voltage sensor
US6034523A (en) Method and arrangement for measuring a magnetic field using the Faraday effect, with compensation for intensity changes
GB2046434A (en) Optical-fibre interferometric gyrometer
JP3494525B2 (en) Optical fiber current measuring device
JPS6356924B2 (en)
CA2238971A1 (en) Process and device for measuring a quantity, in particular an electric current, with a high measurement resolution
US6495999B1 (en) Method and device for measuring a magnetic field with the aid of the faraday effect
CA2268913C (en) Apparatus with a retracing optical circuit for the measurement of physical quantities having high rejection of environmental noise
JPH07270505A (en) Optical fiber type measuring instrument and method
JP3140546B2 (en) Optical magnetic field measuring apparatus and method
JPS6235627B2 (en)
JPH09274056A (en) Current measuring device for optical fiber
WO2023106687A1 (en) Integrated optical system-based photocurrent sensor system
EP4105666A1 (en) Polarization analyzer, measurement arrangement and detection method
JPH10197570A (en) Current measuring device with optical fiber
JPS5899761A (en) Electric field/magnetic field measuring apparatus with light
SU1272258A1 (en) Method and apparatus for measuring high voltage

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081121

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091121

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091121

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101121

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111121

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121121

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121121

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131121

Year of fee payment: 10

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term