JP6017169B2 - Photocurrent detection device and method of manufacturing photocurrent detection device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、光電流検出装置および光電流検出装置の製造方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a photocurrent detection device and a method for manufacturing the photocurrent detection device.
光電流検出装置としての光電流センサの1つに、例えばサニヤック干渉計型電流センサがある。このサニヤック干渉計型電流センサは、円偏光を電流検出コイルに一方の端部および他方の端部の双方から入射、伝播させ、位相差の生じた両光を干渉させてその光強度変化から印加された磁界を発生させた電流を測定する。 One of the photocurrent sensors as the photocurrent detection device is, for example, a sagnac interferometer type current sensor. This sagnac interferometer type current sensor makes circularly polarized light incident and propagates from both one end and the other end to the current detection coil, and interferes with both lights having a phase difference and is applied from the change in light intensity. The current that generated the generated magnetic field is measured.
このとき、光ファイバーに複屈折が有ると、円偏光が崩れてしまい、正しく電流を測定できなくなるため、光ファイバーの複屈折を防ぎ、円偏光を正しく伝播させることが重要である。 At this time, if the optical fiber has birefringence, the circularly polarized light collapses and current cannot be measured correctly. Therefore, it is important to prevent the birefringence of the optical fiber and to propagate the circularly polarized light correctly.
これまでは、光ファイバーのセンサ部分の技術改良により複屈折を低減し、1%精度程度の光電流検出精度を実現できている。 Up to now, it has been possible to reduce the birefringence by improving the technology of the sensor portion of the optical fiber, and to achieve a photocurrent detection accuracy of about 1% accuracy.
しかしながら、近年、光電流センサには0.2%精度または0.1%精度といった、より高精度化が求められており、複屈折の低減には未だ不十分である。 However, in recent years, higher accuracy, such as 0.2% accuracy or 0.1% accuracy, is required for the photocurrent sensor, and it is still insufficient for reducing birefringence.
本発明が解決しようとする課題は、光ファイバーの複屈折を低減し電流検出精度をより高精度化することができる光電流検出装置および光電流検出装置の製造方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a photocurrent detection device capable of reducing the birefringence of an optical fiber and improving the accuracy of current detection, and a method for manufacturing the photocurrent detection device.
実施形態の光電流検出装置は、光ファイバーのファラデー効果を用いて電流を測定する光電流センサであり、筒状部材、支持部材、固着部材を備える。前記筒状部材は前記光ファイバーの外径よりも内径が大きい筒状部を有し、前記筒状部に前記光ファイバーを収容する。前記支持部材は前記筒状部材の長手方向に沿って配置され、前記光ファイバーと熱膨張係数が同等かまたは少なくとも前記筒状部材よりも熱膨張係数が小さい。前記支持部材は、前記光ファイバーと同等な熱膨張特性を有する素材で形成されている。前記固着部材は前記支持部材と前記筒状部材とを固着する。 The photocurrent detection device of the embodiment is a photocurrent sensor that measures current using the Faraday effect of an optical fiber, and includes a cylindrical member, a support member, and a fixing member. The cylindrical member has a cylindrical portion whose inner diameter is larger than the outer diameter of the optical fiber, and the optical fiber is accommodated in the cylindrical portion. The support member is disposed along the longitudinal direction of the cylindrical member, and has a thermal expansion coefficient equal to or at least smaller than that of the cylindrical member. The support member is formed of a material having a thermal expansion characteristic equivalent to that of the optical fiber. The fixing member fixes the support member and the cylindrical member.
以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
(第1の実施形態)図1は実施形態の光電流センサの構成を示す図である。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
(First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a photocurrent sensor according to an embodiment.
図1に示すように、この実施形態の光電流センサは、光ファイバーのファラデー効果を用いて電流を測定する装置であり、第1の光分岐器2、第1の偏光フィルタ3、第2の光分岐器4、位相変調器5、電流検出コイル6、受光器7、同期検波器8、発振回路9、第1の1/4波長板16、第2の1/4波長板17などを有する。
As shown in FIG. 1, the photocurrent sensor of this embodiment is a device for measuring current using the Faraday effect of an optical fiber, and includes a first optical splitter 2, a first polarizing filter 3, and a second light. It has a branching device 4, a phase modulator 5, a current detection coil 6, a light receiver 7, a
第1の光分岐器2、第1の偏光フィルタ3および第2の光分岐器4は、光源1 から出射された光を電流検出コイル6内に左回り光および右回り光として送り込む。 The first optical splitter 2, the first polarizing filter 3, and the second optical splitter 4 send light emitted from the light source 1 into the current detection coil 6 as counterclockwise light and clockwise light.
位相変調器5は、左回り光および右回り光を位相変調し、対応する1/4波長板16(または17)を通じて電流検出コイル6に入射する。位相変調器5は、例えば左回り光を位相変調し、第1の1/4波長板16を通じて電流検出コイル6に入射する。位相変調器5は、例えば第1の1/4波長板16を通過した右回り光を位相変調し、第2の光分岐器4、第1の偏光フィルタ3、第1の光分岐器2を通過して受光器7に受光させる。 The phase modulator 5 phase-modulates the left-handed light and the right-handed light, and enters the current detection coil 6 through the corresponding quarter wavelength plate 16 (or 17). The phase modulator 5 phase-modulates, for example, counterclockwise light, and enters the current detection coil 6 through the first quarter-wave plate 16. For example, the phase modulator 5 performs phase modulation on the clockwise light that has passed through the first quarter-wave plate 16, and causes the second optical splitter 4, the first polarizing filter 3, and the first optical splitter 2 to be modulated. The light passes through and is received by the light receiver 7.
電流検出コイル6は、検出対象の電流Iが流れるケーブルの周囲に回巻するように配置される。電流検出コイル6はファラデー効果による位相差を検出する。電流検出コイル6では、第1の1/4波長板16、第2の1/4波長板17から入射された光がそれぞれの方向に周回して伝搬し、順次、第2の光分岐器4、第1の偏光フィルタ3、第1の光分岐器2を通過して受光器7へ到達し受光される。 The current detection coil 6 is arranged so as to be wound around the cable through which the current I to be detected flows. The current detection coil 6 detects a phase difference due to the Faraday effect. In the current detection coil 6, the light incident from the first quarter wavelength plate 16 and the second quarter wavelength plate 17 circulates and propagates in the respective directions, and sequentially, the second optical splitter 4. The light passes through the first polarizing filter 3 and the first optical branching device 2 and reaches the light receiving device 7 to be received.
受光器7は、第1の光分岐器2を通過した光を受光する。受光器7は受光した光を光電変換して電気信号に変換する。発振回路9は、参照信号を発振する。同期検波器8は、発振回路9から供給される信号を参照信号として、電流検出コイル6に印加される磁界に比例する位相差の検波出力を得る。
The light receiver 7 receives the light that has passed through the first optical branching device 2. The light receiver 7 photoelectrically converts the received light into an electrical signal. The oscillation circuit 9 oscillates a reference signal. The
ここで、図2を参照して電流検出コイル6の第1実施形態を説明する。
図2に示すように、第1実施形態の電流検出コイル6は、光が実際に伝搬する部分であるコア61の周囲に、コア61よりも僅かに屈折率の小さいクラッド62の層を形成した、センサである導光用の光ファイバー63と、例えばシリコーンゴム等で形成したゴム弾性を有する円筒状の筒状部材64と、この筒状部材64の長手方向に沿って配置された補強のための支持部材(補強用部材)としての光ファイバー65と、この光ファイバー65と筒状部材64とを固着する固着部材としての接着剤66とを備える。
Here, a first embodiment of the current detection coil 6 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, in the current detection coil 6 of the first embodiment, a cladding 62 layer having a slightly lower refractive index than the
センサである光ファイバー63はそのコアまたはクラッドが例えば石英またはガラスを素材とするものである。接着剤66は光ファイバー65と筒状部材64とを部分的または対向する部位全体で接着する。筒状部材64は、石英またはガラスに対してヤング率が十分小さな素材で形成されていると、支持部材に筒状部材64の形状が拘束されるため好ましい。この例では、補強用の支持部材は、光ファイバー63と同じ(同等な)熱膨張特性を有する光ファイバー65を用いている。 The optical fiber 63 which is a sensor has a core or clad made of, for example, quartz or glass. The adhesive 66 bonds the optical fiber 65 and the cylindrical member 64 partially or over the entire facing part. The cylindrical member 64 is preferably formed of a material having a sufficiently small Young's modulus with respect to quartz or glass because the shape of the cylindrical member 64 is restrained by the support member. In this example, the reinforcing support member uses an optical fiber 65 having the same (equivalent) thermal expansion characteristics as the optical fiber 63.
補強用の支持部材は、光ファイバー65の他、光ファイバー63と熱膨張特性が同等のもの、つまり熱膨張係数が同等のものが適用可能である。 As the reinforcing support member, in addition to the optical fiber 65, one having the same thermal expansion characteristic as that of the optical fiber 63, that is, the one having the same thermal expansion coefficient can be applied.
筒状部材64は光ファイバー63の外径よりも内径が大きい筒状部を有し、この筒状部に光ファイバー63を収容している。光ファイバー63は筒状部材64の内部(筒状の部分)に筒状部材64の内壁面からすき間を空けて収容されており、外部の影響を受けないよう保護(保持)されている。 The cylindrical member 64 has a cylindrical portion whose inner diameter is larger than the outer diameter of the optical fiber 63, and the optical fiber 63 is accommodated in the cylindrical portion. The optical fiber 63 is housed inside the tubular member 64 (tubular portion) with a gap from the inner wall surface of the tubular member 64, and is protected (held) from being affected by the outside.
つまり、筒状部材64は、光ファイバー63の外径と比べて内径が大きくその内部には空間(すき間)が設けられており中空構造とされている。このような中空構造とすることは、振動などの衝撃が加わった際に、その衝撃を外郭の筒状部材64で吸収し内部の光ファイバー63を保護することができる。 In other words, the cylindrical member 64 has a larger inner diameter than the outer diameter of the optical fiber 63, and a space (gap) is provided in the inside thereof, and has a hollow structure. With such a hollow structure, when an impact such as vibration is applied, the impact can be absorbed by the outer cylindrical member 64 to protect the optical fiber 63 inside.
例えば光ファイバー63の回りがシリコーンゴム等で満たされているような状態であれば、衝撃により、光ファイバー63を圧縮する力(圧力)が加わるが、この実施形態のような中空構造の場合、衝撃で光ファイバー63に圧力が加わることはない。 For example, if the periphery of the optical fiber 63 is filled with silicone rubber or the like, a force (pressure) for compressing the optical fiber 63 is applied by impact, but in the case of a hollow structure like this embodiment, No pressure is applied to the optical fiber 63.
この実施形態の光電流センサの機能を説明する。
この実施形態では、筒状部材64にシリコーンゴムなどのゴム弾性を持った素材を使用している。このようにゴム弾性を持った素材は、一般に、熱膨張係数が光ファイバー63のそれよりも格段に大きく、温度変化による伸縮によって、光ファイバー63に伸縮方向の力を加えることになる。
The function of the photocurrent sensor of this embodiment will be described.
In this embodiment, a material having rubber elasticity such as silicone rubber is used for the cylindrical member 64. Such a material having rubber elasticity generally has a thermal expansion coefficient much larger than that of the optical fiber 63, and applies a force in the expansion / contraction direction to the optical fiber 63 due to expansion / contraction due to temperature change.
これを防ぐには、筒の内径を、温度による伸縮以上に大きくすることが考えられるが、この場合、光ファイバー63を保持する本来の機能が果たせなくなる。またこの場合、筒の中で光ファイバー63に蛇行しながら保持されるようになり、光ファイバー63の曲げによる複屈折が生じることとなる。さらにこれでは光ファイバー63の形状が安定しないことから、複屈折もまた安定しなくなるという問題を生じる。 In order to prevent this, it is conceivable that the inner diameter of the cylinder is made larger than the expansion and contraction due to the temperature, but in this case, the original function of holding the optical fiber 63 cannot be performed. In this case, the optical fiber 63 is held in a meandering manner in the cylinder, and birefringence due to bending of the optical fiber 63 occurs. Furthermore, since the shape of the optical fiber 63 is not stable, birefringence also becomes unstable.
光ファイバー63に伸縮方向の力を加えないためのもう一つの方策は、筒状部材64の熱膨張を光ファイバー63のそれと揃えることであるが、ゴム弾性と光ファイバー63並の低膨張率の2つの特性を併せ持った材料がないことから筒状部材64自体での対策はできない。 Another measure for preventing the optical fiber 63 from applying a force in the direction of expansion and contraction is to align the thermal expansion of the tubular member 64 with that of the optical fiber 63. Since there is no material having both, the measures with the cylindrical member 64 itself cannot be taken.
そこで、この実施形態では、ゴム弾性を持った筒状部材64の伸縮を、光ファイバー63のそれと揃えるための機構を新たに設けることで、光ファイバー63に圧縮力が加わらないようにする機能を実現している。 Therefore, in this embodiment, a function for preventing the compressive force from being applied to the optical fiber 63 is realized by newly providing a mechanism for aligning the expansion and contraction of the cylindrical member 64 having rubber elasticity with that of the optical fiber 63. ing.
すなわち、この第1実施形態では、筒状部材64の側に、補強用の光ファイバー65を配置し、筒状部材64と光ファイバー65の間を接着剤66で固着(結合)する。 That is, in the first embodiment, the reinforcing optical fiber 65 is disposed on the tubular member 64 side, and the tubular member 64 and the optical fiber 65 are fixed (coupled) with the adhesive 66.
この場合、筒状部材64の全長(長手方向)に亘って接着剤66を塗布して光ファイバー65と筒状部材64を結合することが理想的ではあるが、筒状部材64に曲がりが発生しない程度に接着剤66を点在させて塗布し、筒状部材64と光ファイバー65を固着(結合)しても実用上は差し支えない。 In this case, it is ideal to apply the adhesive 66 over the entire length (longitudinal direction) of the tubular member 64 to couple the optical fiber 65 and the tubular member 64, but the tubular member 64 is not bent. Even if the adhesive 66 is scattered and applied to the extent that the cylindrical member 64 and the optical fiber 65 are fixed (coupled), there is no practical problem.
このようにこの第1実施形態によれば、光ファイバー63を収容した筒状部材64の長手方向に沿って補強用の光ファイバー65を配置し、光ファイバー65と筒状部材64を接着剤66で固着(結合)し、温度変化による伸縮が筒状部材64に生じなくすることで、筒状部材64内部の光ファイバー63に圧力が加わらなくなり、光ファイバー63の複屈折を低減することができる。この結果、電流検出精度をより高精度化することができる。 As described above, according to the first embodiment, the reinforcing optical fiber 65 is disposed along the longitudinal direction of the cylindrical member 64 in which the optical fiber 63 is accommodated, and the optical fiber 65 and the cylindrical member 64 are fixed by the adhesive 66 ( And the expansion and contraction due to the temperature change is prevented from occurring in the cylindrical member 64, so that no pressure is applied to the optical fiber 63 inside the cylindrical member 64, and the birefringence of the optical fiber 63 can be reduced. As a result, the current detection accuracy can be further increased.
次に、図3を参照して第2実施形態を説明する。
上記第1実施形態では、補強用の支持部材として、センサである光ファイバー63と同じ光ファイバー65を使用したが、補強用の支持部材は光ファイバー63と必ずしも同一である必要はない。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
In the first embodiment, the same optical fiber 65 as the optical fiber 63 serving as a sensor is used as the reinforcing support member. However, the reinforcing support member is not necessarily the same as the optical fiber 63.
つまり、補強用の支持部材としては、例えば光ファイバー63と同じかそれに近い値(光ファイバー63以上)の熱膨張係数でかつ筒状部材64よりも熱膨張係数が小さいものであればよい。 That is, the reinforcing support member may be any member having a thermal expansion coefficient that is the same as or close to that of the optical fiber 63 (optical fiber 63 or more) and has a smaller thermal expansion coefficient than that of the tubular member 64.
そこで、第2実施形態では、図3に示すように、補強用の支持部材として、大口径のマルチモードファイバー70を用いる。 Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 3, a large-diameter multimode fiber 70 is used as a reinforcing support member.
すなわち、この第2実施形態の電流検出コイル6は、光が実際に伝搬する部分であるコア61の周囲に、コア61よりも僅かに屈折率の小さいクラッド62の層を形成した、センサである導光用の光ファイバー63と、例えばシリコーンゴム等で形成したゴム弾性を有する筒状部材64と、この筒状部材64の長手方向に沿って配置された補強のための支持部材(補強部材)としてのマルチモードファイバー70と、このマルチモードファイバー70と筒状部材64とを固着する固着部材としての接着剤66とを備える。
That is, the current detection coil 6 of the second embodiment is a sensor in which a cladding 62 layer having a refractive index slightly smaller than that of the
センサである光ファイバー63が、例えば石英を素材とするファイバー(石英ファイバー)等の場合、シングルモードファイバーの外径は、例えば125μm等の標準的な石英外径であるのに対し、マルチモードファイバー70はその外径が例えば250μm〜400μmといったように大口径のものが製作可能である。 When the optical fiber 63 as a sensor is, for example, a fiber made of quartz (quartz fiber) or the like, the outer diameter of the single mode fiber is a standard quartz outer diameter such as 125 μm, whereas the multimode fiber 70 is used. Can be produced with a large diameter such as 250 μm to 400 μm.
このような大口径のマルチモードファイバー70を支持部材として用いることで、ファイバーが折れ曲がり難くなり、コイル状に成型した場合に、全長に渡ってほぼ同じ曲率半径で、綺麗な円形形状を形作ることができる。 By using such a large-diameter multimode fiber 70 as a support member, the fiber is difficult to bend, and when formed into a coil shape, a beautiful circular shape can be formed with substantially the same radius of curvature over the entire length. it can.
大口径のマルチモードファイバー70は、ファイバーが折れ曲がり難いことから、ファイバーの曲げ半径が小さくならず、この大口径のマルチモードファイバー70で補強された筒状部材64の中に収納された光ファイバー63は、曲げ半径の小さな部分がない綺麗な円形形状に保たれることから、複屈折を最小に保つことができる。 Since the large-diameter multimode fiber 70 is difficult to bend, the bending radius of the fiber is not reduced. The optical fiber 63 accommodated in the cylindrical member 64 reinforced with the large-diameter multimode fiber 70 is The birefringence can be kept to a minimum because it is kept in a beautiful circular shape with no small bending radius.
このようにこの第2実施形態によれば、補強用の支持部材としてのマルチモードファイバー70を用いることで、筒状部材64をさらに補強でき、複屈折を最小に保つことができる。 As described above, according to the second embodiment, the cylindrical member 64 can be further reinforced by using the multimode fiber 70 as a reinforcing support member, and birefringence can be kept to a minimum.
次に、図4を参照して第3実施形態を説明する。
上記第1実施形態では、筒状部材64の収縮を拘束するための補強用の支持部材として、一本の光ファイバー65を用いたが、この部材は必ずしも1本である必要はなく、例えば図4に示すように、筒状部材64の周囲に複数の光ファイバー65を配置し筒状部材64に接着剤66で固着(結合)してもよい。この例では、筒状部材64の周囲に4本の光ファイバー65をほぼ90°の間隔を隔てて配置し、筒状部材64に接着剤66で接着している。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG.
In the first embodiment, one optical fiber 65 is used as a reinforcing support member for restraining the contraction of the cylindrical member 64. However, the number of the members is not necessarily one, for example, FIG. As shown in FIG. 6, a plurality of optical fibers 65 may be disposed around the cylindrical member 64 and fixed (coupled) to the cylindrical member 64 with an adhesive 66. In this example, four optical fibers 65 are arranged around the cylindrical member 64 at an interval of approximately 90 °, and are bonded to the cylindrical member 64 with an adhesive 66.
この第3実施形態によれば、第1実施形態よりもさらに強力に筒状部材64の温度変化による伸縮を生じ難くすることができ、光ファイバー63の複屈折を低減することができる。この結果、電流検出精度をより高精度化することができる。 According to the third embodiment, it is possible to make the expansion and contraction due to the temperature change of the tubular member 64 stronger and stronger than the first embodiment, and the birefringence of the optical fiber 63 can be reduced. As a result, the current detection accuracy can be further increased.
次に、図5を参照して第4実施形態を説明する。
上記第1実施形態では、センサである光ファイバー63を中空の筒状部材64に収容した例を示したが、この第4実施形態では、これらを一体化した例を説明する。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG.
In the said 1st Embodiment, although the optical fiber 63 which is a sensor was shown accommodated in the hollow cylindrical member 64, this 4th Embodiment demonstrates the example which integrated these.
すなわち、この第4実施形態の電流検出コイル6は、光が実際に伝搬する部分であるコア71の周囲に、コア71よりも僅かに屈折率の小さいクラッド72の層を形成した、センサである導光用の光ファイバー73と、この光ファイバー73の上に形成された1次コーティング74と、この1次コーティング74の上に形成された2次コーティング75と、この2次コーティング75の上部に、すき間を隔てて形成された3次コーティング77とを有するセンサファイバーと、このセンサファイバーの長手方向に沿って配置された補強のための支持部材(補強部材)としての光ファイバー65と、この光ファイバー65と筒状部材64とを固着する固着部材としての接着剤66とを備える。
That is, the current detection coil 6 of the fourth embodiment is a sensor in which a layer of a clad 72 having a refractive index slightly smaller than that of the core 71 is formed around the core 71 where light is actually propagated. A light guide
センサファイバーを形成する際に、1次コーティングを行った光ファイバー73に捻りを加え、その周囲に捻りを固定するための2次コーティング75を形成する。
When forming the sensor fiber, a twist is applied to the
この第4実施形態では、2次コーティング75と3次コーティング77との間には、すき間76が設けられているので、光ファイバー73側は3次コーティング77を形成する際の熱膨張の影響を受けることがなく、このため、2次コーティング75よりも固い3次コーティング77を形成することができる。
In the fourth embodiment, since a gap 76 is provided between the secondary coating 75 and the tertiary coating 77, the
したがって、1次コーティング74のヤング率を低くして、光ファイバー73に加わる応力を最小にすることができると共に、光ファイバー73側に熱膨張の影響を与える2次コーティング75は、捻りを固定するのに必要な程度の固さとし、外力からの保護はさらに固い3次コーティング77で行うことにより、波長分散や複屈折の発生の防止と損傷の防止をより確実にすることができる。
Therefore, the Young's modulus of the primary coating 74 can be lowered to minimize the stress applied to the
この第4実施形態によれば、光ファイバー73に多重にコーティングした一体型のセンサファイバーを設け、このセンサファイバーに対して、第1実施形態と同様に光ファイバー65を接着剤で固着(結合)することで、3次コーティング77の温度変化による伸縮が光ファイバー65によって拘束される一方、温度変化による膨張は光ファイバー65と同じになるので、さらに複屈折は安定し、電流の測定を高精度に行うことができるようになる。
According to the fourth embodiment, an integrated sensor fiber coated in multiple layers is provided on the
また、2次コーティング75と3次コーティング77との間に設けたすき間76が、第1実施形態の場合と同様に、振動などの外力が加わったときの緩衝層として機能することで、外力がそのまま光ファイバー73に伝わることがなく、低複屈折を維持することができる。
Further, as in the first embodiment, the gap 76 provided between the secondary coating 75 and the tertiary coating 77 functions as a buffer layer when an external force such as vibration is applied, so that the external force is reduced. Without being transmitted to the
次に、図6を参照して第5実施形態を説明する。
この第5実施形態は、第1実施形態のように、補強用の光ファイバー65及び接着剤66で筒状部材64を拘束(固定または固着ともいう)するのではなく、これの代わりに、石英のキャピラリー80の表面及び裏面にシリコーンコーティング81を形成した筒状部材とし、この筒状部材のシリコーンコーティング81の内側の空間に、外径が小さい光ファイバー63を収納して電流検出コイル6を構成している。すなわちこの例も筒状部材の中が中空構造とされている。
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG.
In the fifth embodiment, the cylindrical member 64 is not restrained (also fixed or fixed) by the reinforcing optical fiber 65 and the adhesive 66 as in the first embodiment. Instead of this, the quartz member 64 is made of quartz. A cylindrical member having a silicone coating 81 formed on the front and back surfaces of the capillary 80 is formed, and an optical fiber 63 having a small outer diameter is housed in a space inside the silicone coating 81 of the cylindrical member to constitute the current detection coil 6. Yes. That is, this example also has a hollow structure in the cylindrical member.
例えばセンサである光ファイバー63と石英のキャピラリー80との間がシリコーン等で満たされているものの場合、振動などの外力が、収縮力となって光ファイバー63に伝わってしまうが、この第5実施形態の場合、筒状部材82の内側に空間が設けられていることで、低複屈折を維持することができる。 For example, in the case where the gap between the optical fiber 63 as a sensor and the quartz capillary 80 is filled with silicone or the like, an external force such as vibration is transmitted to the optical fiber 63 as a contraction force. In this case, the low birefringence can be maintained by providing a space inside the cylindrical member 82.
この中空構造は、石英のキャピラリー80に予めシリコーンコーティングを施した後、その筒内に光ファイバー63を通すことによって容易に実現することができる。コーティングはシリコーンゴムに限定されるものではなく、例えばポリイミドなどの樹脂など、石英に対して十分にヤング率の小さい材料であれば、同様の効果を得ることができる。 This hollow structure can be easily realized by previously applying a silicone coating to the quartz capillary 80 and then passing the optical fiber 63 through the cylinder. The coating is not limited to silicone rubber, and the same effect can be obtained as long as the material has a sufficiently small Young's modulus relative to quartz, such as a resin such as polyimide.
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
上記実施形態では、固着部材として接着剤66を用いたが、接着剤66に限らず、例えば粘着テープなどを筒状部材64の周囲に巻き付けて固定(固着)してもよい。つまり粘着テープで光ファイバー65と筒状部材64とを一体的に包んで固着する。 In the above embodiment, the adhesive 66 is used as the fixing member. However, the adhesive 66 is not limited to the adhesive 66. For example, an adhesive tape or the like may be wound around the cylindrical member 64 and fixed (fixed). That is, the optical fiber 65 and the cylindrical member 64 are integrally wrapped and fixed with an adhesive tape.
1…光源、2…光分岐器、3…第1の偏光フィルタ、4…第2の光分岐器、5…位相変調器、6…電流検出コイル、7…受光器、8…同期検波器、9…発振回路、16…第1の1/4波長板、17…第2の1/4波長板、61,71…コア、62,72…クラッド、63,73…光ファイバー、64…筒状部材、65…光ファイバー、66…接着剤、70…マルチモードファイバー、74…1次コーティング、75…2次コーティング、76…すき間、77…3次コーティング、80…石英キャピラリー、81…シリコーンコーティング。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2 ... Optical splitter, 3 ... 1st polarizing filter, 4 ... 2nd optical splitter, 5 ... Phase modulator, 6 ... Current detection coil, 7 ... Light receiver, 8 ... Synchronous detector, DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Oscillator circuit, 16 ... 1st 1/4 wavelength plate, 17 ... 2nd 1/4 wavelength plate, 61, 71 ... Core, 62, 72 ... Cladding, 63, 73 ... Optical fiber, 64 ... Cylindrical member , 65 optical fibers, 66 adhesives, 70 multimode fibers, 74 primary coatings, 75 secondary coatings, 76 gaps, 77 tertiary coatings, 80 quartz capillaries, 81 silicone coatings.
Claims (4)
前記光ファイバーの外径よりも内径が大きい筒状部を有し、前記筒状部に前記光ファイバーを収容する筒状部材と、
前記筒状部材の長手方向に沿って配置され、前記光ファイバーと熱膨張係数が同等かまたは少なくとも前記筒状部材よりも熱膨張係数が小さい支持部材と、
前記支持部材と前記筒状部材とを固着する固着部材とを備え、
前記支持部材は、
前記光ファイバーと同等な熱膨張特性を有する素材で形成されている光電流センサ。 In a photocurrent sensor that measures current using the Faraday effect of an optical fiber,
A cylindrical member having an inner diameter larger than the outer diameter of the optical fiber, and a cylindrical member that houses the optical fiber in the cylindrical part;
A support member that is disposed along the longitudinal direction of the cylindrical member and has a thermal expansion coefficient equal to or at least smaller than that of the cylindrical member;
A fixing member for fixing the support member and the tubular member ;
The support member is
A photocurrent sensor formed of a material having a thermal expansion characteristic equivalent to that of the optical fiber .
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