JP5853288B2 - 2芯光ファイバ磁界センサ - Google Patents
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Description
本発明の2芯光ファイバ磁界センサは少なくとも、光入出射部と、レンズと、磁性ガーネットと、反射体とを備え、
前記光入出射部の光入出射端部と前記反射体の間に、前記レンズと前記磁性ガーネットが配置されると共に、
前記光入出射部は2つのシングルモードの光ファイバで構成され、
一方の前記光ファイバから光が出射され、前記レンズと前記磁性ガーネットを透過後に前記反射体で反射されると共に、反射後、前記光は前記磁性ガーネットと前記レンズを再透過して他方の前記光ファイバに入射され、
更に、再度、他方の前記光ファイバから前記光が出射されて、前記レンズと前記磁性ガーネットを透過後に前記反射体で反射され、反射後、前記光が前記磁性ガーネットと前記レンズを再透過して一方の前記光ファイバに再入射されることを特徴とする。
他方の前記光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、1つの反射体が配置されていると共に、
前記2つの光ファイバが共に酸化鉛を含有する低複屈折光ファイバであることを特徴とする。
他方の前記光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該記他端側光入出射端部に、光ファイバ複屈折補償ミラーが配置されていると共に、
前記光ファイバ複屈折補償ミラーは、他方の前記光ファイバと、複屈折素子と、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
前記複屈折素子は互いに平行な2つの面を有し、
他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記複屈折素子の一方の面に対向して配置され、
前記複屈折素子と前記反射体の間に、前記磁性ガーネットと前記レンズが配置され、
更に、他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記複屈折素子で、直線偏光の常光線と異常光線に分離され、
前記複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線の2つの直線偏光は、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に45度回転されると共に、
2つの前記直線偏光は、前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された2つの前記直線偏光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に更に45度回転され、
2つの前記直線偏光が、再度、前記複屈折素子に入射され、前記複屈折素子を再透過する時に、前記光が最初に前記複屈折素子を透過する際に、前記常光線として透過した前記直線偏光は、再透過の時は異常光線として前記複屈折素子を透過し、
最初に前記複屈折素子を透過する際に、前記異常光線として透過した前記直線偏光は、再透過の時は常光線として前記複屈折素子を透過することで、2つの前記直線偏光は1つの光に再合成され、
前記再合成された光が他方の前記光ファイバに入射されることを特徴とする。
他方の前記光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、光ファイバ複屈折補償ミラーが配置されていると共に、
前記光ファイバ複屈折補償ミラーは、他方の前記光ファイバと、第1の複屈折素子と、第2の複屈折素子と、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
前記第1の複屈折素子と前記第2の複屈折素子は、それぞれ互いに平行な2つの面を有
し 、
他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記第1の複屈折素子の一方の面に対向して配置され、
前記第1の複屈折素子の他方の面と、前記第2の複屈折素子の一方の面とが面対向して前記第2の複屈折素子が配置され、
前記第2の複屈折素子の光学面での結晶軸方向は、前記第1の複屈折素子の光学面での結晶軸方向に対して、90度異なるように設定されると共に、
前記第2の複屈折素子と前記反射体の間に、前記磁性ガーネットと前記レンズが配置され 、
更に、他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記第1の複屈折素子で、直線偏光の常光線と異常光線に分離され、
次に、前記第1の複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線が、前記第2の複屈折素子を透過するときに、前記第1の複屈折素子を常光線で透過した前記直線偏光は異常光線で透過されると共に、前記第1の複屈折素子を異常光線で透過した前記直線偏光は常光線で透過され、
前記第1の複屈折素子を透過時の前記異常光線と、前記第2の複屈折素子を透過時の前記異常光線の、各シフト量が同一に設定され、
次に、前記第2の複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線の2つの前記直線偏光は、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に45度回転されると共に、
2つの前記直線偏光は、前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された2つの前記直線偏光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に更に45度回転され、
2つの前記直線偏光が再度前記第2の複屈折素子を透過するときに、一方の前記直線偏光のみがシフトされ、
更に、前記第2の複屈折素子から出射された2つの前記直線偏光が、前記第1の複屈折素子を透過するときに、前記第2の複屈折素子を常光線で透過した前記直線偏光は異常光線で透過されると共に、前記第2の複屈折素子を異常光線で透過した前記直線偏光は常光線で透過され、
2つの前記直線偏光が、再度、前記第1の複屈折素子に入射されることで1つの光に再合成され、前記再合成された光が他方の前記光ファイバに入射されることを特徴とする。
他方の前記光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、ファラデーミラーが配置されていると共に、
前記ファラデーミラーは、他方の前記光ファイバと、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記磁性ガーネットの一方の面に対向して配置され、
前記磁性ガーネットと前記反射体の間に前記レンズが配置され、
更に、他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が45度回転されると共に 、
前記光は前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された前記光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が更に45度回転され、
更に、前記光が他方の前記光ファイバに入射されることを特徴とする。
上記各2芯光ファイバ磁界センサが測定対象の磁界に対してn個(n≧2)設けられることを特徴とする。
前段の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記光ファイバと、後段の前記2芯光ファイバ磁界センサの一方の光ファイバとで構成される一対の光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、1つの反射体が配置されていることを特徴とする。
前段の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記光ファイバと、後段の前記2芯光ファイバ磁界センサの一方の光ファイバが共通の光ファイバであることを特徴とする。
n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、1つの反射体が配置されていると共に、
前記全ての光ファイバが共に酸化鉛を含有する低複屈折光ファイバであることを特徴とする。
n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、光ファイバ複屈折補償ミラーが配置されていると共に、
前記光ファイバ複屈折補償ミラーは、他方の前記光ファイバと、複屈折素子と、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
前記複屈折素子は互いに平行な2つの面を有し、
他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記複屈折素子の一方の面に対向して配置され、
前記複屈折素子と前記反射体の間に、前記磁性ガーネットと前記レンズが配置され、
更に、他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記複屈折素子で、直線偏光の常光線と異常光線に分離され、
前記複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線の2つの直線偏光は、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に45度回転されると共に、
2つの前記直線偏光は、前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された2つの前記直線偏光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に更に45度回転され、
2つの前記直線偏光が、再度、前記複屈折素子に入射され、前記複屈折素子を再透過する時に、前記光が最初に前記複屈折素子を透過する際に、前記常光線として透過した前記直線偏光は、再透過の時は異常光線として前記複屈折素子を透過し、
最初に前記複屈折素子を透過する際に、前記異常光線として透過した前記直線偏光は、再透過の時は常光線として前記複屈折素子を透過することで、
2つの前記直線偏光は1つの光に再合成され、
前記再合成された光が他方の前記光ファイバに入射されることを特徴とする。
n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、光ファイバ複屈折補償ミラーが配置されていると共に、
前記光ファイバ複屈折補償ミラーは、他方の前記光ファイバと、第1の複屈折素子と、第2の複屈折素子と、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
前記第1の複屈折素子と前記第2の複屈折素子は、それぞれ互いに平行な2つの面を有し、
他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記第1の複屈折素子の一方の面に対向して配置され、
前記第1の複屈折素子の他方の面と、前記第2の複屈折素子の一方の面とが面対向して前記第2の複屈折素子が配置され、
前記第2の複屈折素子の光学面での結晶軸方向は、前記第1の複屈折素子の光学面での結晶軸方向に対して、90度異なるように設定されると共に、
前記第2の複屈折素子と前記反射体の間に、前記磁性ガーネットと前記レンズが配置され、
更に、他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記第1の複屈折素子で、直線偏光の常光線と異常光線に分離され、
次に、前記第1の複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線が、前記第2の複屈折素子を透過するときに、前記第1の複屈折素子を常光線で透過した前記直線偏光は異常光線で透過されると共に、前記第1の複屈折素子を異常光線で透過した前記直線偏光は常光線で透過され、
前記第1の複屈折素子を透過時の前記異常光線と、前記第2の複屈折素子を透過時の前記異常光線の、各シフト量が同一に設定され、
次に、前記第2の複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線の2つの前記直線偏光は、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に45度回転されると共に、
2つの前記直線偏光は、前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反 射され、
反射された2つの前記直線偏光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に更に45度回転され、
2つの前記直線偏光が再度前記第2の複屈折素子を透過するときに、一方の前記直線偏光のみがシフトされ、
更に、前記第2の複屈折素子から出射された2つの前記直線偏光が、前記第1の複屈折素子を透過するときに、前記第2の複屈折素子を常光線で透過した前記直線偏光は異常光線で透過されると共に、前記第2の複屈折素子を異常光線で透過した前記直線偏光は常光線で透過され、
2つの前記直線偏光が、再度、前記第1の複屈折素子に入射されることで1つの光に再合成され、前記再合成された光が他方の前記光ファイバに入射されることを特徴とする。
n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、ファラデーミラーが配置されていると共に、
前記ファラデーミラーは、他方の前記光ファイバと、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記磁性ガーネットの一方の面に対向して配置され、
前記磁性ガーネットと前記反射体の間に前記レンズが配置され、
更に、他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が45度回転されると共に、前記光は前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された前記光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が更に45度回転され、
更に、前記光が他方の前記光ファイバに入射されることを特徴とする。
光入出射部と、レンズと、磁性ガーネットと、反射体と、λ/4波長板(λ:前記2芯光ファイバ磁界センサに入射される光の波長)とを備え、
前記光入出射部の光入出射端部と前記反射体の間に、前記レンズと前記磁性ガーネットと前記λ/4波長板が配置されると共に、
前記光入出射部は2つの偏光面保存光ファイバで構成されると共に、前記2つの偏光面保存光ファイバの互いのスロー軸方向が90度異なるように前記2つの偏光面保存光ファイバが配置され、
前記λ/4波長板の結晶軸方向が、どちらか一方の前記偏光面保存光ファイバのスロー軸方向に対して45度異なるように、前記λ/4波長板が配置され、
一方の前記偏光面保存光ファイバから光が出射され、前記λ/4波長板と前記レンズと前記磁性ガーネットを透過後に前記反射体で反射されると共に、反射後、前記光は前記磁性ガーネットと前記レンズと前記λ/4波長板を再透過して他方の前記偏光面保存光ファイバに入射され、
更に、再度、他方の前記偏光面保存光ファイバから前記光が出射されて、前記λ/4波長板と前記レンズと前記磁性ガーネットを透過後に前記反射体で反射され、反射後、前記光が前記磁性ガーネットと前記レンズと前記λ/4波長板を再透過して一方の前記偏光面保存光ファイバに再入射されることを特徴とする。
前記磁性ガーネットが複数設けられることを特徴とする。
他方の前記偏光面保存光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、光ファイバ複屈折補償ミラーが配置されていると共に、
前記光ファイバ複屈折補償ミラーは、他方の前記偏光面保存光ファイバと、複屈折素子と、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
前記複屈折素子は互いに平行な2つの面を有し、
他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記複屈折素子の一方の面に対向して配置され、
前記複屈折素子と前記反射体の間に、前記磁性ガーネットと前記レンズが配置され、
更に、他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記複屈折素子内を常光線と異常光線の2つの直線偏光として透過し、
前記複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線の2つの前記直線偏光は、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に45度回転されると共に、
2つの前記直線偏光は、前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された2つの前記直線偏光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に更に45度回転され、
2つの前記直線偏光が、再度、前記複屈折素子に入射され、前記複屈折素子を再透過する時に、前記光が最初に前記複屈折素子を透過する際に、前記常光線として透過した前記直線偏光は、再透過の時は異常光線として前記複屈折素子を透過し、
最初に前記複屈折素子を透過する際に、前記異常光線として透過した前記直線偏光は、再透過の時は常光線として前記複屈折素子を透過し、
前記複屈折素子を透過した2つの前記直線偏光が他方の前記偏光面保存光ファイバに入射されることを特徴とする。
他方の前記偏光面保存光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、光ファイバ複屈折補償ミラーが配置されていると共に、
前記光ファイバ複屈折補償ミラーは、他方の前記偏光面保存光ファイバと、第1の複屈折素子と、第2の複屈折素子と、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
前記第1の複屈折素子と前記第2の複屈折素子は、それぞれ互いに平行な2つの面を有し、
他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記第1の複屈折素子の一方の面に対向して配置され、
前記第1の複屈折素子の他方の面と、前記第2の複屈折素子の一方の面とが面対向して前記第2の複屈折素子が配置され、
前記第2の複屈折素子の光学面での結晶軸方向は、前記第1の複屈折素子の光学面での結晶軸方向に対して、90度異なるように設定されると共に、
前記第2の複屈折素子と前記反射体の間に、前記磁性ガーネットと前記レンズが配置され、
更に、他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され 、
前記光は前記第1の複屈折素子内を常光線と異常光線の2つの直線偏光として透過し、
次に、前記第1の複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線が、前記第2の複屈折素子を透過するときに、前記第1の複屈折素子を常光線で透過した前記直線偏光は異常光線で透過されると共に、前記第1の複屈折素子を異常光線で透過した前記直線偏光は常光線で透過され、
前記第1の複屈折素子を透過時の前記異常光線と、前記第2の複屈折素子を透過時の前記異常光線の、各シフト量が同一に設定され、
次に、前記第2の複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線の2つの前記直線偏光は、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に45度回転されると共に、
2つの前記直線偏光は、前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された2つの前記直線偏光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に更に45度回転され、
2つの前記直線偏光が、再度前記第2の複屈折素子を透過するときに、一方の前記直線偏光のみがシフトされ、
更に、前記第2の複屈折素子から出射された2つの前記直線偏光が、前記第1の複屈折素子を透過するときに、前記第2の複屈折素子を常光線で透過した前記直線偏光は異常光線で透過されると共に、前記第2の複屈折素子を異常光線で透過した前記直線偏光は常光線で透過され、
前記第1の複屈折素子を透過した2つの前記直線偏光が他方の前記偏光面保存光ファイバに入射されることを特徴とする。
他方の前記偏光面保存光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、ファラデーミラーが配置されていると共に、
前記ファラデーミラーは、他方の前記偏光面保存光ファイバと、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記磁性ガーネットの一方の面に対向して配置され、
前記磁性ガーネットと前記反射体の間に前記レンズが配置され、
更に、他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が45度回転されると共に、
前記光は前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された前記光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が更に45度回転され、
更に、前記光が他方の前記偏光面保存光ファイバに入射されることを特徴とする。
他方の前記偏光面保存光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、λ/4波長板ミラーが配置されていると共に、
前記λ/4波長板ミラーは、他方の前記偏光面保存光ファイバと、λ/4波長板(λ:前記λ/4波長板ミラーに入射される光の波長)と、レンズと、反射体を備え、
他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記λ/4波長板の一方の面に対向して配置され、
前記λ/4波長板と前記反射体の間に前記レンズが配置され、
更に、他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射さ 、
前記光は前記λ/4波長板を透過することにより、電気ベクトルの先端の回転方向が互 に異なる円偏光に変換され、
2つの前記円偏光は前記レンズを透過し、前記反射体の表面上で反射され、
反射された2つの前記円偏光は、再度、前記λ/4波長板を透過することにより、電気ベクトルの振動方向が90度異なる2つの直線偏光に変換され、
更に、2つの前記直線偏光が他方の前記偏光面保存光ファイバに入射されることを特徴とする。
2芯光ファイバ磁界センサが、測定対象の磁界に対してn個(n≧2)設けられ、
前段の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバと、後段の前記2芯光ファイバ磁界センサの一方の偏光面保存光ファイバが共通の偏光面保存光ファイバであり、
更に、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバにおける他端側光入出射端部に、光ファイバ複屈折補償ミラーが配置されていると共に、
前記光ファイバ複屈折補償ミラーは、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバと、複屈折素子と、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
前記複屈折素子は互いに平行な2つの面を有し、
n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記複屈折素子の一方の面に対向して配置され、
前記複屈折素子と前記反射体の間に、前記磁性ガーネットと前記レンズが配置され、
更に、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記複屈折素子内を常光線と異常光線の2つの直線偏光として透過し、
前記複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線の2つの前記直線偏光は、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に45度回転されると共に、
2つの前記直線偏光は、前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された2つの前記直線偏光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に更に45度回転され、
2つの前記直線偏光が、再度、前記複屈折素子に入射され、前記複屈折素子を再透過する時に、前記光が最初に前記複屈折素子を透過する際に、前記常光線として透過した前記直線偏光は、再透過の時は異常光線として前記複屈折素子を透過し、
最初に前記複屈折素子を透過する際に、前記異常光線として透過した前記直線偏光は、再透過の時は常光線として前記複屈折素子を透過し、
前記複屈折素子を透過した2つの前記直線偏光が、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバに入射されることを特徴とする。
2芯光ファイバ磁界センサが、測定対象の磁界に対してn個(n≧2)設けられ、
前段の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバと、後段の前記2芯光ファイバ磁界センサの一方の偏光面保存光ファイバが共通の偏光面保存光ファイバであり、
更に、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバにおける他端側光入出射端部に、光ファイバ複屈折補償ミラーが配置されていると共に、
前記光ファイバ複屈折補償ミラーは、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバと、第1の複屈折素子と、第2の複屈折素子と、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
前記第1の複屈折素子と前記第2の複屈折素子は、それぞれ互いに平行な2つの面を有し、
n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記第1の複屈折素子の一方の面に対向して配置され、
前記第1の複屈折素子の他方の面と、前記第2の複屈折素子の一方の面とが面対向して前記第2の複屈折素子が配置され、
前記第2の複屈折素子の光学面での結晶軸方向は、前記第1の複屈折素子の光学面での結晶軸方向に対して、90度異なるように設定されると共に、
前記第2の複屈折素子と前記反射体の間に、前記磁性ガーネットと前記レンズが配置され、
更に、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記第1の複屈折素子内を常光線と異常光線の2つの直線偏光として透過し、
次に、前記第1の複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線が、前記第2の複屈折素子を透過するときに、前記第1の複屈折素子を常光線で透過した前記直線偏光は異常光線で透過されると共に、前記第1の複屈折素子を異常光線で透過した前記直線偏光は常光線で透過され、
前記第1の複屈折素子を透過時の前記異常光線と、前記第2の複屈折素子を透過時の前記異常光線の、各シフト量が同一に設定され、
次に、前記第2の複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線の2つの前記直線偏光は、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に45度回転されると共に、
2つの前記直線偏光は、前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された2つの前記直線偏光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に更に45度回転され、
2つの前記直線偏光が、再度前記第2の複屈折素子を透過するときに、一方の前記直線偏光のみがシフトされ、
更に、前記第2の複屈折素子から出射された2つの前記直線偏光が、前記第1の複屈折素子を透過するときに、前記第2の複屈折素子を常光線で透過した前記直線偏光は異常光線で透過されると共に、前記第2の複屈折素子を異常光線で透過した前記直線偏光は常光線で透過され、
前記第1の複屈折素子を透過した2つの前記直線偏光が、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバに入射されることを特徴とする。
2芯光ファイバ磁界センサが、測定対象の磁界に対してn個(n≧2)設けられ、
前段の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバと、後段の前記2芯光ファイバ磁界センサの一方の偏光面保存光ファイバが共通の偏光面保存光ファイバであり、
更に、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバにおける他端側光入出射端部に、ファラデーミラーが配置されていると共に、
前記ファラデーミラーは、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバと、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記磁性ガーネットの一方の面に対向して配置され、
前記磁性ガーネットと前記反射体の間に前記レンズが配置され、
更に、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が45度回転されると共に、
前記光は前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された前記光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が更に45度回転され、
更に、前記光がn個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバに入射されることを特徴とする。
2芯光ファイバ磁界センサが、測定対象の磁界に対してn個(n≧2)設けられ、
前段の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバと、後段の前記2芯光ファイバ磁界センサの一方の偏光面保存光ファイバが共通の偏光面保存光ファイバであり、
更に、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバにおける他端側光入出射端部に、λ/4波長板ミラーが配置されていると共に、
前記λ/4波長板ミラーは、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバと、λ/4波長板(λ:前記λ/4波長板ミラーに入射される光の波長)と、レンズと、反射体を備え、
n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記λ/4波長板の一方の面に対向して配置され、
前記λ/4波長板と前記反射体の間に前記レンズが配置され、
更に、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記λ/4波長板を透過することにより、電気ベクトルの先端の回転方向が互いに異なる円偏光に変換され、
2つの前記円偏光は前記レンズを透過し、前記反射体の表面上で反射され、
反射された2つの前記円偏光は、再度、前記λ/4波長板を透過することにより、電気ベクトルの振動方向が90度異なる2つの直線偏光に変換され、
更に、2つの前記直線偏光が、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバに入射されることを特徴とする。
以下、本発明に係る2芯光ファイバ磁界センサの第1の実施形態を、図1乃至図4に基づいて詳細に説明する。なお、各図に示してあるx軸乃至z軸は、それぞれの図で一対一に対応している。図1に、本発明に係る2芯光ファイバ磁界センサにおける第1の実施形態の構成図を示すと共に、図2に、光の伝搬方向をz軸、z軸に直交する面内のそれぞれ水平方向をx軸、垂直方向をy軸としたときの、2芯光ファイバ磁界センサ1の光入出射部2から反射体5までの各光学部品の構成と配置を示す。なお、伝搬光が各光学部品内部を透過する際の光路は破線で表し、それ以外の光路は実線で表すものとする。
前記光源から電流センサ本体11(図1参照)を伝搬した光が光ファイバ2aに入射されると、その光は光ファイバ2aを伝搬して、その光入出射端部2a1からレンズ3へと出射される。出射の際に光は一定の広がり角でビーム径が広がりながら、レンズ3に入射される。
次に、本発明に係る2芯光ファイバ磁界センサの第2の実施形態を、図5に基づいて説明する。なお、前記第1の実施形態と同一箇所には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
次に、本発明に係る2芯光ファイバ磁界センサの第3の実施形態を、図6に基づいて説明する。なお、前記各実施形態と同一箇所には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
次に、本発明に係る2芯光ファイバ磁界センサの第4の実施形態を、図7に基づいて説明する。なお、前記各実施形態と同一箇所には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
次に、本発明に係る2芯光ファイバ磁界センサの第5の実施形態を、図9に基づいて説明する。なお、前記各実施形態と同一箇所には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
次に、本発明に係る2芯光ファイバ磁界センサの第6の実施形態を、図16〜図23、及び図31に基づいて説明する。なお、前記各実施形態と同一箇所には同一の符号を付し、重複する説明は省略すると共に、図16〜図23及び図31に示してあるx軸乃至z軸は、それぞれの図で一対一に対応している。
次に、本発明に係る2芯光ファイバ磁界センサの第7の実施形態を、図24に基づいて説明する。なお、前記第6の実施形態と同一箇所には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
次に、本発明に係る2芯光ファイバ磁界センサの第8の実施形態を、図25〜図29に基づいて説明する。なお、前記第6又は第7の実施形態と同一箇所には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
次に、本発明に係る2芯光ファイバ磁界センサの実施例を、図4、図7、及び図12に基づいて説明する。実施例1は前記図4に示した光ファイバ複屈折補償ミラーを用いた2芯光ファイバ磁界センサの実施例であり、実施例2は図7に示した2芯光ファイバ磁界センサが測定対象の磁界に対して2個設けられた構成である。又、実施例3は図12に示すように、2芯光ファイバ磁界センサ1を構成する磁性ガーネットを3つに設定し、更に3つの磁性ガーネットの合計の回転角を135度とした2芯光ファイバ磁界センサである。各実施例の光ファイバ(2a, 2b、更に実施例2の場合は14a,14b)は、酸化鉛を含有する低複屈折光ファイバ(LBF)で構成した。この各実施例の2芯光ファイバ磁界センサにおける測定対象を電力線とすると共に、前記電力線に投入する電流を投入電流(A)、検出した電流を表示電流(A)、及び表示電流(A)を投入電流(A)で除した値を感度(倍)として、計測された結果を表1に示す。なお各実施例を通して、投入電流は50Hz、0.5(A)の交流電流で統一した。
更に、比較例として図13に示すように、実施例1の2芯光ファイバ磁界センサから光ファイバ複屈折補償ミラー6及び他方の光ファイバ2bを削除して、光が磁界検出部である磁界センサ1を1往復のみ伝搬する構成の磁界センサにおける、投入電流(A)、表示電流(A)、感度(倍)を、実施例1―3と同様に計測した。その結果を前記表1に示す。
Claims (23)
- 2芯光ファイバ磁界センサは少なくとも、光入出射部と、レンズと、磁性ガーネットと、反射体とを備え、
前記光入出射部の光入出射端部と前記反射体の間に、前記レンズと前記磁性ガーネットが配置されると共に、
前記光入出射部は2つのシングルモードの光ファイバで構成され、
一方の前記光ファイバから光が出射され、前記レンズと前記磁性ガーネットを透過後に前記反射体で反射されると共に、反射後、前記光は前記磁性ガーネットと前記レンズを再透過して他方の前記光ファイバに入射され、
更に、再度、他方の前記光ファイバから前記光が出射されて、前記レンズと前記磁性ガーネットを透過後に前記反射体で反射され、反射後、前記光が前記磁性ガーネットと前記レンズを再透過して一方の前記光ファイバに再入射されることを特徴とする2芯光ファイバ磁界センサ。 - 前記磁性ガーネットが複数設けられることを特徴とする請求項1に記載の2芯光ファイバ磁界センサ。
- 他方の前記光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、1つの反射体が配置されていると共に、
前記2つの光ファイバが共に酸化鉛を含有する低複屈折光ファイバであることを特徴とする請求項1又は2に記載の2芯光ファイバ磁界センサ。 - 他方の前記光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、光ファイバ複屈折補償ミラーが配置されていると共に、
前記光ファイバ複屈折補償ミラーは、他方の前記光ファイバと、複屈折素子と、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
前記複屈折素子は互いに平行な2つの面を有し、
他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記複屈折素子の一方の面に対向して配置され、
前記複屈折素子と前記反射体の間に、前記磁性ガーネットと前記レンズが配置され、
更に、他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記複屈折素子で、直線偏光の常光線と異常光線に分離され、
前記複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線の2つの直線偏光は、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に45度回転されると共に、
2つの前記直線偏光は、前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された2つの前記直線偏光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に更に45度回転され、
2つの前記直線偏光が、再度、前記複屈折素子に入射され、前記複屈折素子を再透過する時に、前記光が最初に前記複屈折素子を透過する際に、前記常光線として透過した前記直線偏光は、再透過の時は異常光線として前記複屈折素子を透過し、
最初に前記複屈折素子を透過する際に、前記異常光線として透過した前記直線偏光は、再透過の時は常光線として前記複屈折素子を透過することで、
2つの前記直線偏光は1つの光に再合成され、
前記再合成された光が他方の前記光ファイバに入射されることを特徴とする請求項1又は2に記載の2芯光ファイバ磁界センサ。 - 他方の前記光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、光ファイバ複屈折補償ミラーが配置されていると共に、
前記光ファイバ複屈折補償ミラーは、他方の前記光ファイバと、第1の複屈折素子と、第2の複屈折素子と、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
前記第1の複屈折素子と前記第2の複屈折素子は、それぞれ互いに平行な2つの面を有し、
他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記第1の複屈折素子の一方の面に対向して配置され、
前記第1の複屈折素子の他方の面と、前記第2の複屈折素子の一方の面とが面対向して前記第2の複屈折素子が配置され、
前記第2の複屈折素子の光学面での結晶軸方向は、前記第1の複屈折素子の光学面での結晶軸方向に対して、90度異なるように設定されると共に、
前記第2の複屈折素子と前記反射体の間に、前記磁性ガーネットと前記レンズが配置され、
更に、他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記第1の複屈折素子で、直線偏光の常光線と異常光線に分離され、
次に、前記第1の複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線が、前記第2の複屈折素子を透過するときに、前記第1の複屈折素子を常光線で透過した前記直線偏光は異常光線で透過されると共に、前記第1の複屈折素子を異常光線で透過した前記直線偏光は常光線で透過され、
前記第1の複屈折素子を透過時の前記異常光線と、前記第2の複屈折素子を透過時の前記異常光線の、各シフト量が同一に設定され、
次に、前記第2の複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線の2つの前記直線偏光は、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に45度回転されると共に、
2つの前記直線偏光は、前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された2つの前記直線偏光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に更に45度回転され、
2つの前記直線偏光が再度前記第2の複屈折素子を透過するときに、一方の前記直線偏光のみがシフトされ、
更に、前記第2の複屈折素子から出射された2つの前記直線偏光が、前記第1の複屈折素子を透過するときに、前記第2の複屈折素子を常光線で透過した前記直線偏光は異常光線で透過されると共に、前記第2の複屈折素子を異常光線で透過した前記直線偏光は常光線で透過され、
2つの前記直線偏光が、再度、前記第1の複屈折素子に入射されることで1つの光に再合成され、前記再合成された光が他方の前記光ファイバに入射されることを特徴とする請求項1又は2に記載の2芯光ファイバ磁界センサ。 - 他方の前記光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、ファラデーミラーが配置されていると共に、
前記ファラデーミラーは、他方の前記光ファイバと、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記磁性ガーネットの一方の面に対向して配置され、
前記磁性ガーネットと前記反射体の間に前記レンズが配置され、
更に、他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が45度回転されると共に、
前記光は前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された前記光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が更に45度回転され、
更に、前記光が他方の前記光ファイバに入射されることを特徴とする請求項1又は2に記載の2芯光ファイバ磁界センサ。 - 請求項1又は2に記載の2芯光ファイバ磁界センサが、測定対象の磁界に対してn個(n≧2)設けられることを特徴とする2芯光ファイバ磁界センサ。
- 前段の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記光ファイバと、後段の前記2芯光ファイバ磁界センサの一方の光ファイバとで構成される一対の光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、1つの反射体が配置されていることを特徴とする請求項7記載の2芯光ファイバ磁界センサ。
- 前段の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記光ファイバと、後段の前記2芯光ファイバ磁界センサの一方の光ファイバが共通の光ファイバであることを特徴とする請求項7記載の2芯光ファイバ磁界センサ。
- n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、1つの反射体が配置されていると共に、
前記全ての光ファイバが共に酸化鉛を含有する低複屈折光ファイバであることを特徴とする請求項7乃至9の何れかに記載の2芯光ファイバ磁界センサ。 - n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、光ファイバ複屈折補償ミラーが配置されていると共に、
前記光ファイバ複屈折補償ミラーは、他方の前記光ファイバと、複屈折素子と、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
前記複屈折素子は互いに平行な2つの面を有し、
他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記複屈折素子の一方の面に対向して配置され、
前記複屈折素子と前記反射体の間に、前記磁性ガーネットと前記レンズが配置され、
更に、他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記複屈折素子で、直線偏光の常光線と異常光線に分離され、
前記複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線の2つの直線偏光は、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に45度回転されると共に、
2つの前記直線偏光は、前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された2つの前記直線偏光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に更に45度回転され、
2つの前記直線偏光が、再度、前記複屈折素子に入射され、前記複屈折素子を再透過する時に、前記光が最初に前記複屈折素子を透過する際に、前記常光線として透過した前記直線偏光は、再透過の時は異常光線として前記複屈折素子を透過し、
最初に前記複屈折素子を透過する際に、前記異常光線として透過した前記直線偏光は、再透過の時は常光線として前記複屈折素子を透過することで、
2つの前記直線偏光は1つの光に再合成され、
前記再合成された光が他方の前記光ファイバに入射されることを特徴とする請求項7乃至9の何れかに記載の2芯光ファイバ磁界センサ。 - n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、光ファイバ複屈折補償ミラーが配置されていると共に、
前記光ファイバ複屈折補償ミラーは、他方の前記光ファイバと、第1の複屈折素子と、第2の複屈折素子と、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
前記第1の複屈折素子と前記第2の複屈折素子は、それぞれ互いに平行な2つの面を有し、
他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記第1の複屈折素子の一方の面に対向して配置され、
前記第1の複屈折素子の他方の面と、前記第2の複屈折素子の一方の面とが面対向して前記第2の複屈折素子が配置され、
前記第2の複屈折素子の光学面での結晶軸方向は、前記第1の複屈折素子の光学面での結晶軸方向に対して、90度異なるように設定されると共に、
前記第2の複屈折素子と前記反射体の間に、前記磁性ガーネットと前記レンズが配置され、
更に、他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記第1の複屈折素子で、直線偏光の常光線と異常光線に分離され、
次に、前記第1の複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線が、前記第2の複屈折素子を透過するときに、前記第1の複屈折素子を常光線で透過した前記直線偏光は異常光線で透過されると共に、前記第1の複屈折素子を異常光線で透過した前記直線偏光は常光線で透過され、
前記第1の複屈折素子を透過時の前記異常光線と、前記第2の複屈折素子を透過時の前記異常光線の、各シフト量が同一に設定され、
次に、前記第2の複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線の2つの前記直線偏光は、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に45度回転されると共に、
2つの前記直線偏光は、前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された2つの前記直線偏光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に更に45度回転され、
2つの前記直線偏光が再度前記第2の複屈折素子を透過するときに、一方の前記直線偏光のみがシフトされ、
更に、前記第2の複屈折素子から出射された2つの前記直線偏光が、前記第1の複屈折素子を透過するときに、前記第2の複屈折素子を常光線で透過した前記直線偏光は異常光線で透過されると共に、前記第2の複屈折素子を異常光線で透過した前記直線偏光は常光線で透過され、
2つの前記直線偏光が、再度、前記第1の複屈折素子に入射されることで1つの光に再合成され、前記再合成された光が他方の前記光ファイバに入射されることを特徴とする請求項7乃至9の何れかに記載の2芯光ファイバ磁界センサ。 - n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、ファラデーミラーが配置されていると共に、
前記ファラデーミラーは、他方の前記光ファイバと、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記磁性ガーネットの一方の面に対向して配置され、
前記磁性ガーネットと前記反射体の間に前記レンズが配置され、
更に、他方の前記光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が45度回転されると共に、
前記光は前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された前記光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が更に45度回転され、
更に、前記光が他方の前記光ファイバに入射されることを特徴とする請求項7乃至9の何れかに記載の2芯光ファイバ磁界センサ。 - 2芯光ファイバ磁界センサは少なくとも、光入出射部と、レンズと、磁性ガーネットと、反射体と、λ/4波長板(λ:前記2芯光ファイバ磁界センサに入射される光の波長)とを備え、
前記光入出射部の光入出射端部と前記反射体の間に、前記レンズと前記磁性ガーネットと前記λ/4波長板が配置されると共に、
前記光入出射部は2つの偏光面保存光ファイバで構成されると共に、前記2つの偏光面保存光ファイバの互いのスロー軸方向が90度異なるように前記2つの偏光面保存光ファイバが配置され、
前記λ/4波長板の結晶軸方向が、どちらか一方の前記偏光面保存光ファイバのスロー軸方向に対して45度異なるように、前記λ/4波長板が配置され、
一方の前記偏光面保存光ファイバから光が出射され、前記λ/4波長板と前記レンズと前記磁性ガーネットを透過後に前記反射体で反射されると共に、反射後、前記光は前記磁性ガーネットと前記レンズと前記λ/4波長板を再透過して他方の前記偏光面保存光ファイバに入射され、
更に、再度、他方の前記偏光面保存光ファイバから前記光が出射されて、前記λ/4波長板と前記レンズと前記磁性ガーネットを透過後に前記反射体で反射され、反射後、前記光が前記磁性ガーネットと前記レンズと前記λ/4波長板を再透過して一方の前記偏光面保存光ファイバに再入射されることを特徴とする2芯光ファイバ磁界センサ。 - 前記磁性ガーネットが複数設けられることを特徴とする請求項14に記載の2芯光ファイバ磁界センサ。
- 他方の前記偏光面保存光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、光ファイバ複屈折補償ミラーが配置されていると共に、
前記光ファイバ複屈折補償ミラーは、他方の前記偏光面保存光ファイバと、複屈折素子と、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
前記複屈折素子は互いに平行な2つの面を有し、
他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記複屈折素子の一方の面に対向して配置され、
前記複屈折素子と前記反射体の間に、前記磁性ガーネットと前記レンズが配置され、
更に、他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記複屈折素子内を常光線と異常光線の2つの直線偏光として透過し、
前記複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線の2つの前記直線偏光は、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に45度回転されると共に、
2つの前記直線偏光は、前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された2つの前記直線偏光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に更に45度回転され、
2つの前記直線偏光が、再度、前記複屈折素子に入射され、前記複屈折素子を再透過する時に、前記光が最初に前記複屈折素子を透過する際に、前記常光線として透過した前記直線偏光は、再透過の時は異常光線として前記複屈折素子を透過し、
最初に前記複屈折素子を透過する際に、前記異常光線として透過した前記直線偏光は、再透過の時は常光線として前記複屈折素子を透過し、
前記複屈折素子を透過した2つの前記直線偏光が他方の前記偏光面保存光ファイバに入射されることを特徴とする請求項14又は15に記載の2芯光ファイバ磁界センサ。 - 他方の前記偏光面保存光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、光ファイバ複屈折補償ミラーが配置されていると共に、
前記光ファイバ複屈折補償ミラーは、他方の前記偏光面保存光ファイバと、第1の複屈折素子と、第2の複屈折素子と、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
前記第1の複屈折素子と前記第2の複屈折素子は、それぞれ互いに平行な2つの面を有し、
他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記第1の複屈折素子の一方の面に対向して配置され、
前記第1の複屈折素子の他方の面と、前記第2の複屈折素子の一方の面とが面対向して前記第2の複屈折素子が配置され、
前記第2の複屈折素子の光学面での結晶軸方向は、前記第1の複屈折素子の光学面での結晶軸方向に対して、90度異なるように設定されると共に、
前記第2の複屈折素子と前記反射体の間に、前記磁性ガーネットと前記レンズが配置され、
更に、他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記第1の複屈折素子内を常光線と異常光線の2つの直線偏光として透過し、
次に、前記第1の複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線が、前記第2の複屈折素子を透過するときに、前記第1の複屈折素子を常光線で透過した前記直線偏光は異常光線で透過されると共に、前記第1の複屈折素子を異常光線で透過した前記直線偏光は常光線で透過され、
前記第1の複屈折素子を透過時の前記異常光線と、前記第2の複屈折素子を透過時の前記異常光線の、各シフト量が同一に設定され、
次に、前記第2の複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線の2つの前記直線偏光は、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に45度回転されると共に、
2つの前記直線偏光は、前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された2つの前記直線偏光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に更に45度回転され、
2つの前記直線偏光が、再度前記第2の複屈折素子を透過するときに、一方の前記直線偏光のみがシフトされ、
更に、前記第2の複屈折素子から出射された2つの前記直線偏光が、前記第1の複屈折素子を透過するときに、前記第2の複屈折素子を常光線で透過した前記直線偏光は異常光線で透過されると共に、前記第2の複屈折素子を異常光線で透過した前記直線偏光は常光線で透過され、
前記第1の複屈折素子を透過した2つの前記直線偏光が他方の前記偏光面保存光ファイバに入射されることを特徴とする請求項14又は15に記載の2芯光ファイバ磁界センサ。 - 他方の前記偏光面保存光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、ファラデーミラーが配置されていると共に、
前記ファラデーミラーは、他方の前記偏光面保存光ファイバと、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記磁性ガーネットの一方の面に対向して配置され、
前記磁性ガーネットと前記反射体の間に前記レンズが配置され、
更に、他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が45度回転されると共に、
前記光は前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された前記光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が更に45度回転され、
更に、前記光が他方の前記偏光面保存光ファイバに入射されることを特徴とする請求項14又は15に記載の2芯光ファイバ磁界センサ。 - 他方の前記偏光面保存光ファイバにおける前記光入出射端部の他端側が他端側光入出射端部をなし、該他端側光入出射端部に、λ/4波長板ミラーが配置されていると共に、
前記λ/4波長板ミラーは、他方の前記偏光面保存光ファイバと、λ/4波長板(λ:前記λ/4波長板ミラーに入射される光の波長)と、レンズと、反射体を備え、
他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記λ/4波長板の一方の面に対向して配置され、
前記λ/4波長板と前記反射体の間に前記レンズが配置され、
更に、他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記λ/4波長板を透過することにより、電気ベクトルの先端の回転方向が互いに異なる円偏光に変換され、
2つの前記円偏光は前記レンズを透過し、前記反射体の表面上で反射され、
反射された2つの前記円偏光は、再度、前記λ/4波長板を透過することにより、電気ベクトルの振動方向が90度異なる2つの直線偏光に変換され、
更に、2つの前記直線偏光が他方の前記偏光面保存光ファイバに入射されることを特徴とする請求項14又は15に記載の2芯光ファイバ磁界センサ。 - 請求項14又は15に記載の2芯光ファイバ磁界センサが、測定対象の磁界に対してn個(n≧2)設けられ、
前段の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバと、後段の前記2芯光ファイバ磁界センサの一方の偏光面保存光ファイバが共通の偏光面保存光ファイバであり、
更に、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバにおける他端側光入出射端部に、光ファイバ複屈折補償ミラーが配置されていると共に、
前記光ファイバ複屈折補償ミラーは、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバと、複屈折素子と、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
前記複屈折素子は互いに平行な2つの面を有し、
n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記複屈折素子の一方の面に対向して配置され、
前記複屈折素子と前記反射体の間に、前記磁性ガーネットと前記レンズが配置され、
更に、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記複屈折素子内を常光線と異常光線の2つの直線偏光として透過し、
前記複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線の2つの前記直線偏光は、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に45度回転されると共に、
2つの前記直線偏光は、前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された2つの前記直線偏光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に更に45度回転され、
2つの前記直線偏光が、再度、前記複屈折素子に入射され、前記複屈折素子を再透過する時に、前記光が最初に前記複屈折素子を透過する際に、前記常光線として透過した前記直線偏光は、再透過の時は異常光線として前記複屈折素子を透過し、
最初に前記複屈折素子を透過する際に、前記異常光線として透過した前記直線偏光は、再透過の時は常光線として前記複屈折素子を透過し、
前記複屈折素子を透過した2つの前記直線偏光が、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバに入射されることを特徴とする2芯光ファイバ磁界センサ。 - 請求項14又は15に記載の2芯光ファイバ磁界センサが、測定対象の磁界に対してn個(n≧2)設けられ、
前段の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバと、後段の前記2芯光ファイバ磁界センサの一方の偏光面保存光ファイバが共通の偏光面保存光ファイバであり、
更に、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバにおける他端側光入出射端部に、光ファイバ複屈折補償ミラーが配置されていると共に、
前記光ファイバ複屈折補償ミラーは、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバと、第1の複屈折素子と、第2の複屈折素子と、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
前記第1の複屈折素子と前記第2の複屈折素子は、それぞれ互いに平行な2つの面を有し、
n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記第1の複屈折素子の一方の面に対向して配置され、
前記第1の複屈折素子の他方の面と、前記第2の複屈折素子の一方の面とが面対向して前記第2の複屈折素子が配置され、
前記第2の複屈折素子の光学面での結晶軸方向は、前記第1の複屈折素子の光学面での結晶軸方向に対して、90度異なるように設定されると共に、
前記第2の複屈折素子と前記反射体の間に、前記磁性ガーネットと前記レンズが配置され、
更に、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記第1の複屈折素子内を常光線と異常光線の2つの直線偏光として透過し、
次に、前記第1の複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線が、前記第2の複屈折素子を透過するときに、前記第1の複屈折素子を常光線で透過した前記直線偏光は異常光線で透過されると共に、前記第1の複屈折素子を異常光線で透過した前記直線偏光は常光線で透過され、
前記第1の複屈折素子を透過時の前記異常光線と、前記第2の複屈折素子を透過時の前記異常光線の、各シフト量が同一に設定され、
次に、前記第2の複屈折素子から出射された前記常光線と前記異常光線の2つの前記直線偏光は、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に45度回転されると共に、
2つの前記直線偏光は、前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された2つの前記直線偏光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が同一方向に更に45度回転され、
2つの前記直線偏光が、再度前記第2の複屈折素子を透過するときに、一方の前記直線偏光のみがシフトされ、
更に、前記第2の複屈折素子から出射された2つの前記直線偏光が、前記第1の複屈折素子を透過するときに、前記第2の複屈折素子を常光線で透過した前記直線偏光は異常光線で透過されると共に、前記第2の複屈折素子を異常光線で透過した前記直線偏光は常光線で透過され、
前記第1の複屈折素子を透過した2つの前記直線偏光が、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバに入射されることを特徴とする2芯光ファイバ磁界センサ。 - 請求項14又は15に記載の2芯光ファイバ磁界センサが、測定対象の磁界に対してn個(n≧2)設けられ、
前段の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバと、後段の前記2芯光ファイバ磁界センサの一方の偏光面保存光ファイバが共通の偏光面保存光ファイバであり、
更に、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバにおける他端側光入出射端部に、ファラデーミラーが配置されていると共に、
前記ファラデーミラーは、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバと、磁気飽和時に45度の回転角を有する磁性ガーネットと、前記磁性ガーネットを磁気飽和させるマグネットと、レンズと、反射体を備え、
n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記磁性ガーネットの一方の面に対向して配置され、
前記磁性ガーネットと前記反射体の間に前記レンズが配置され、
更に、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が45度回転されると共に、
前記光は前記レンズを透過し、前記反射体の表面上の一点で点対称に反射され、
反射された前記光は、再度、前記磁性ガーネットを透過することにより、偏光方向が更に45度回転され、
更に、前記光がn個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバに入射されることを特徴とする2芯光ファイバ磁界センサ。 - 請求項14又は15に記載の2芯光ファイバ磁界センサが、測定対象の磁界に対してn個(n≧2)設けられ、
前段の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバと、後段の前記2芯光ファイバ磁界センサの一方の偏光面保存光ファイバが共通の偏光面保存光ファイバであり、
更に、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバにおける他端側光入出射端部に、λ/4波長板ミラーが配置されていると共に、
前記λ/4波長板ミラーは、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバと、λ/4波長板(λ:前記λ/4波長板ミラーに入射される光の波長)と、レンズと、反射体を備え、
n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部は、前記λ/4波長板の一方の面に対向して配置され、
前記λ/4波長板と前記反射体の間に前記レンズが配置され、
更に、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバの前記他端側光入出射端部から前記光が出射され、
前記光は前記λ/4波長板を透過することにより、電気ベクトルの先端の回転方向が互いに異なる円偏光に変換され、
2つの前記円偏光は前記レンズを透過し、前記反射体の表面上で反射され、
反射された2つの前記円偏光は、再度、前記λ/4波長板を透過することにより、電気ベクトルの振動方向が90度異なる2つの直線偏光に変換され、
更に、2つの前記直線偏光が、n個目の前記2芯光ファイバ磁界センサの他方の前記偏光面保存光ファイバに入射されることを特徴とする2芯光ファイバ磁界センサ。
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