JPH0238880A - 光学素子および光磁界検出センサ - Google Patents

光学素子および光磁界検出センサ

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JPH0238880A
JPH0238880A JP63188951A JP18895188A JPH0238880A JP H0238880 A JPH0238880 A JP H0238880A JP 63188951 A JP63188951 A JP 63188951A JP 18895188 A JP18895188 A JP 18895188A JP H0238880 A JPH0238880 A JP H0238880A
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、右旋光性を存する単結晶素子と左旋光性を有
する単結晶素子とを組み合わせてなる光学素子、並びに
右旋光性および磁気旋光性を有する単結晶素子と左旋光
性および磁気旋光性を有する単結晶素子とを組み合わせ
てなる光学素子を用いた光磁界検出センサに関するもの
である。
（従来技術） 光学素子の一種として、従来より、右旋光性（右回りの
自然旋光性）を有する単結晶素子と左旋光性（左回りの
自然旋光性）を有する単結晶素子とを組み合わてなる構
造のものが知られている。
例えば、特開昭５８−１４０７１６号公報には、そのよ
うな光学素子の一例として、同一素子長の左旋光性ＢＳ
Ｏ（Ｂ　ｉ＋ｚＳ　ｉｏｚ。）またはＢＧＯ（Ｂ　ｉ　
＋ｚＧ　ｅ　Ｏｘ。）と右旋光性ＢＳＯまたはＢＧＯと
を光の透過方向において直列に接合し、それら単結晶素
子の右旋光性と左旋光性とを相殺させて、自然旋光性の
影響を実質的に受けないようにした光学素子が開示され
ており、また特開昭６１〜２５０５７２号公報には、右
旋光性および磁気旋光性（ファラデー効果）を有する単
結晶素子と左旋光性および磁気旋光性を有する単結晶素
子とを光透過方向において直列に接合し、それらの素子
長の調節に基づいて自然旋光性の温度特性と磁気旋光性
の温度特性とを相殺させて、全体としての温度依存性を
小さく抑制するようにした光学素子が開示されている。
ところで、このような光学素子においては、通常、その
光学素子から出射される透過光（出射光）の強度が検出
対象とされるところから、光学素子内において、透過光
ができるだけ減衰されないようにする必要がある。
しかしながら、この種の光学素子は、従来、前記公報（
特開昭５８−１４０７１６号公報および特開昭６１−２
５０５７２号公報）に開示されているように、所期の目
的を達成するために、右旋光性を存する単結晶素子と左
旋光性を存する単結晶素子とが光の透過方向において直
列に接合された構造とされていたため、光の反射面とし
ての単結晶素子の端面数が必然的に多くなり、その結果
、単結晶素子の端面で反射される透過光の割合が高くな
って、透過光がその分余計に減衰されるといった問題が
あった。そして、そのために、透過光（出射光）の強度
を検出対象とするような使用形態、例えば前記公報に開
示されている如き、透過光の強度から磁界強度を検出す
る光磁外検出センサの光学素子として用いるような場合
において、その検出精度乃至は感度が必然的に低下する
といった問題があった。
一方、このような光学素子を用いた光学装置としでは、
上述のように、前記公報で提案されている如き光磁外検
出センサがあるが、かかる光磁外検出センサに用いられ
る光学素子には、それら公報に開示されているように、
右旋光性を有する単結晶素子および左旋光性を有する単
結晶素子として、何れも磁気旋光性を併せ有するものが
採用されることとなる。
ところで、このような光磁外検出センサにおい“ζは、
光学素子を構成する単結晶素子の自然旋光性および磁気
旋光性の旋光能が何れも温度に応じて変動するため、そ
の温度変化に起因する検出誤差をできるだけ小さくする
必要上、前記特開昭６１−２５０５７２号公報において
提案されている光磁外検出センサの光学素子のように、
自然旋光性についての温度特性と磁気旋光性についての
温度特性とを互いに相殺させるようにすることが望まし
い。
しかしながら、かかる特開昭６１−２５０５７２号公報
で提案されている光磁外検出センサの光学素子では、前
述のように、右旋光性および磁気旋光性を有する単結晶
素子と左旋光性および磁気旋光性を存する単結晶素子と
が光透過方向で直列に接合されているところから、単結
晶素子の端面で反射される透過光の割合が高いといった
不具合があることに加えて、その構造上、自然旋光性に
基づく若干の旋光角を残留させる必要があることから、
光学素子からの出射光の偏光方向と検光子の偏光方向と
の為す角度を４５゛に設定してセンサの検出精度乃至は
感度を向上させるためには、検光子の傾斜角度を、その
残留自然旋光角に応じて、光軸回りに微調整しなければ
ならず、それ故に、光学素子の組立てが極めて難しいと
いった問題があった。
（解決課題） 本発明は、以上のような■情を背景として為されたもの
であり、その課題とするところは、右旋光性を有する単
結晶素子と左旋光性を有する単結晶素子とを組み合わせ
て、所期の目的を達成するようにした光学素子にして、
単結晶素子の端面での透過光の反射割合を小さ（して、
透過光の減衰率を実質的に低減できるものを提供するこ
とにある。
また、本発明の別の課題とするところは、右旋光性およ
び磁気旋光性を有する単結晶素子と左旋光性および磁気
旋光性を有する単結晶素子とを組み合わせて、自然旋光
性および磁気旋光性の双方についての温度依存性を小さ
く抑制してなる光学素子を用いた光磁界検出センサにし
て、光学素子を構成する単結晶素子の端面での透過光の
反射割合を小さくして、透過光の減衰率を実質的に低減
できると共に、検光子の傾斜角度を微調整することなく
、光学素子を透過した透過光の偏光方向と検光子の偏光
方向とを４５°に設定して、自然旋光性の温度特性と磁
気旋光性の温度特性を相殺させ一つつ、検出感度を最大
に設定することのできるものを提供することにある。
（解決手段） そＬ７て、かかる課題を解決するために、本発明に従う
光学素子においては、右旋光性を有する単結晶素子の少
なくとも一つと、左旋光性を有する単結晶素子の少なく
とも一つを、光透過方向と直角な方向において積層した
構造を採用したのであり、また本発明に従う光磁界検出
センサにおいては、右旋光性および磁気旋光性を有する
単結晶素子の少なくとも一つと、左旋光性および磁気旋
光性を有する単結晶素子の少なくとも一つを積層してな
る光学素子を、それら単結晶素子の積層方向が光の透過
方向と直角となるように、偏光子と検光子との間に配し
た構造を採用したのである。
なお、上記本発明に従う光学素子においては、重ね合わ
せた単結晶素子を固相反応にて一体に接合して積層する
か、或いは重ね合わせた単結晶素子を３膜を介して拡散
接合にて一体に接合して積層することが、実用上好まし
い。
（作用および発明の具体的な構成） 上記本発明に従う光学素子のように、右旋光性を有する
単結晶素子の少なくとも一つと、左旋光性を有する単結
晶素子の少なくとも一つを、光透過方向と直角な方向に
おいて積層した構造の光学素子においては、単一の結晶
素子からなる光学素子と同様に、光の反射面となる単結
晶素子の端面数が最少で済むため、単結晶素子の複数個
が光の透過方向で直列に配置される前記公報に開示の従
来の光学素子に比べて、単結晶素子の端面で反射される
光の割合が少なくて済み、光学素子内での透過光の減衰
率が小さくて済むのである。
ところで、かかる本発明に従う光学素子においては、右
旋光性を有する単結晶素子に入射された透過光は、右回
りに回転させられた光としてその昨結晶素子から出射さ
れ、逆に左旋光性ををする単結晶素子に入射された透過
光は、左回りに回転させられた光としてその単結晶素子
から出射されて、光学素子全体についての出射光強度は
、それら右回りに回転させられた出射光の強度と左回り
に回転させられた出射光の強度の和として捉えられるこ
ととなる。
従って、右旋光性を有する単結晶素子の入射光光量と左
旋光性を有する単結晶素子のそれとが同じで、しかもそ
れら単結晶素子における右回りと左回りの自然旋光角が
互いに等しければ、光学素子全体についての出射光強度
は、同一旋光能、同一素子長の右旋光性の単結晶素子と
左旋光性の単結晶素子とが光の透過方向に直列に接合さ
れた従来構造の光学素子のそれと実質的に同じとなる。
そして、この状態から、右旋光性を有する単結晶素子の
素子長を左旋光性を有する単結晶素子のそれよりも長く
するか、あるいは右旋光性を有する単結晶素子への透過
光の入射光量を左旋光性を有する単結晶素子へのそれよ
りも多くすれば、上記従来構造の光学素子において、右
旋光性を有する単結晶素子の素子長を左旋光性を有する
単結晶素子のそれよりも長く設定した場合と実質的に同
様の出射光を得ることができ、逆に、左旋光性を有する
単結晶素子の素子長を右旋光性を有する単結晶素子のそ
れよりも長くするか、あるいは左旋光性を有する単結晶
素子への透過光の入射光量を右旋光性を有する単結晶素
子へのそれよりも多くすれば、上記従来構造の光学素子
において、左旋光性を有する単結晶素子の素子長を右旋
光性を有する単結晶素子のそれよりも長く設定した場合
と実質的の同様の出射光を得ることができる。
つまり、本発明に従う光学素子によれば、右旋光性を有
する単結晶素子と左旋光性を有する単結晶素子の素子長
、およびそれら単結晶素子への透過光の入射光量の比率
を調節することにより、右旋光性を有する単結晶素子と
左旋光性を有する単結晶素子とを光透過方向で直列に接
合した従来構造の光学素子において、それらの素子長を
調節した場合と実質的に同様の光学機能を得ることがで
きるのであり、従来構造の光学素子と同様の光学機能を
確保しつつ、従来構造の光学素子よりも内部減衰率の小
さい光学素子、すなわち光磁界検出センサ等の光学装置
に用いて構出精度乃至は感度を向上し得る光学素子を得
ることができるのである。
なお、かかる光学素子は、光学的特性を安定化できると
共に、機械的強度や取扱性を向上できることから、通常
、単結晶素子を固相反応にて直接に、或いは金属膜やＩ
ＴＯ膜を介した拡散接合にて間接的に一体化させた形態
で用いられることとなる。
ここで、かかる光学素子を構成する自然旋光性（右旋光
性および左旋光性）を有する単結晶素子としては、例え
ばＳｉｎ、やＴ　ｅ　Ｏｘ、　Ｐ　ｂ　ｓＧ　ｅ　２０
＋１．　　Ｂ　Ｓｏ　（Ｂ　ｉ　ｌｚｓ　ｉ　０ｔｏ）
＋ＢＧＯ（Ｂ　ｉ　＋ｚＧ　ｅ　０ｚｒ）、ＢＴＯ（Ｂ
　ｉ　＋ｔＴ　ｉ　Ｏｗｅ）等があるが、後述するよう
に、かかる光学素子を光磁界検出センサの光学素子とし
て用いる場合には、それら自然旋光性を有する単結晶素
子のうち、ＢＳＯ，ＢＧｏ、ＢＴＯ等の、磁気旋光性（
ファラデー効果）を併せ有する単結晶素子が採用される
こととなる。
また、本発明に従う光学素子は、右旋光性を有する単結
晶素子と左旋光性を有する単結晶素子との各−つを積層
しただけの構造であっても差し支えないが、それら右旋
光性を有する単結晶素子と左旋光性を有する単結晶素子
の各複数を交互に或いは所定の順序で規則的に積層した
構造や、任意の順序で不規則的に積層した構造とするこ
とも可能であり、また右旋光性を存する単結晶素子の１
つと左旋光性を有する単結晶素子の複数とを所定の順序
で積層した構造や、左旋光性を有する単結晶素子の１つ
と右旋光性を有する単結晶素子の複数とを所定の順序で
積層した構造とすることも可能である。要するに、光の
透過方向と直角な方向において、右旋光性を有する単結
晶素子の少なくとも一つと左旋光性を有する単結晶素子
の少なくとも一つとを積層した構造の光学素子であれば
、本発明の目的を達成することができるのである。
さらに、本発明に従う光学素子にあっては、前述のよう
に、光学的特性の安定化および機械的強度や取扱性の向
上を図る上で、固相反応或いは薄膜を介した拡散接合に
て各単結晶素子を物理的に一体に接合することが望まし
いが、それら単結晶素子を治具等によって機械的に接合
して積層した形態や、塩酸、硝酸、水等を介して仮接合
した形態で用いることも可能である。
なお、単結晶素子を固相反応にて一体化する場合には、
各単結晶素子の接合面を研磨した後、それら単結晶素子
を各接合面で重ね合わせた状態で、所定の熱処理を施せ
ばよい。この熱処理の際の加熱温度および加熱時間は、
接合すべき単結晶素子の材質に応じてそれぞれ適当な条
件に設定されることとなるが、例えば接合すべき単結晶
素子がＢＳｏ、ＢＧＯの場合には、８００℃前後の加熱
温度で５時間前後加熱することにより、またＴ　ｅ　Ｏ
２の場合には、６００℃前後の加熱温度で４時間前後加
熱することにより、さらにＳ　ｉ　Ｃ）ｚの場合には、
４５０℃前後の加熱温度で５時間前後加熱することによ
り、各単結晶素子を固相反応にて一体化することが可能
である。
また、単結晶素子を薄膜を介した拡散接合にて一体化す
る場合には、各単結晶素子の接合面を研磨した後、それ
ら接合面にスパッタリング法や蒸着法等の適当な手法で
薄膜を形成し、しかる後、単結晶素子を各接合面で重ね
合わせた状態で、所定の熱処理を施せばよい。この薄膜
を介した拡散接合の際の加熱温度および加熱時間も、固
相反応の場合と同様に、接合すべき単結晶素子の材質や
単結晶素子間に介在せしめられる薄膜の種類等に応じて
適当な条件に設定されることとなるが、例えば接合すべ
き単結晶素子が５ｉｎｔで、薄膜がＴｉ膜の場合には、
４５０℃前後の温度で５時間前後加熱することにより、
また単結晶素子がＴｅＯ□で、薄膜がＣｒ膜の場合には
、６００℃前後の加熱温度で４時間前後加熱することに
より、さらに単結晶素子がＢＳＯ若しくはＢＧＯで、薄
膜がＴｉ膜若しくはＣｒ膜の場合には、８００℃前後で
５時間前後加熱することにより、各単結晶素子を薄膜を
介した拡散接合で一体化することが可能である。勿論、
薄膜には、上記Ｔｉ膜やＣｒ膜の他に、Ａ　ｕ膜等の他
の材質の金属膜やＩＴＯ膜等の金属膜以外のものを採用
することも可能である。
ところで、光磁再検出センサの光学素子として上述のよ
うな積層構造の光学素子を用いる場合には、前述のよう
に、光学素子を構成する単結晶素子として、ＢＳＯやＢ
ＧＯ，ＢＴＯ等の自然旋光性および磁気旋光性を併せ有
する単結晶素子、より具体的には、右旋光性および磁気
旋光性を有する単結晶素子と左旋光性および磁気旋光性
を有する単結晶素子とが用いられることとなるが、この
ような光学素子を用いた光磁再検出センサでは、その組
立てを容易にするために、第１図の（ａｌ、　ｆｂｌお
よび第２図の（ａｌ、　（ｂ）に示すように、光学素子
２を挟む状態で設けられる偏光子４と検光子６との相対
傾斜角度を４５°に設定すると共に、磁界強度を最大感
度で検出するために、各単結晶素子を透過した透過光の
自然旋光角：ψが９０°の倍数になるように、各単結晶
素子の素子長：ｌ、、ｌＬ（ただし、２Ｒは右旋回性を
有する単結晶素子：２Ｒの素子長であり、ＩＬは左旋回
性を存する単結晶素子＝２Ｌの素子長である）を調節す
ると、検光子６を通過して光受信器８で受信される光の
強度：Ｉは、近似的に下記ｆｉｌおよび（１）“式で表
される。
ここで、下記（１）式は、第１図の（ａｌに示すような
偏光子４と検光子６との配置形態において、単結晶素子
２Ｒ，２Ｌの旋光角：ψが９０゛の奇数倍のときの透過
光の強度：【を示しており、また下記（１）式は、それ
ら単結晶素子２Ｒ，２Ｌの旋光角：ψが９０゛の偶数倍
のときの透過光の強度：Ｉを示している。従って、偏光
子４と検光子６とを第２図のｆａｔに示すような形態で
配置した場合には、下記ｆｌｌおよび（１）°式は、そ
れぞれ、単結晶素子２Ｒ，２Ｌの旋光角：ψが９０°の
偶数倍のときの透過光の強度：■と、それら単結晶素子
２Ｒ。
２Ｌの旋光角：ψが９０“の奇数倍のときの透過光の強
度二Ｉを示すこととなる。
なお、偏光子４と検光子６の配置形態が第１図の（ａｌ
および第２図の（ａｌの何れの形態であっても、旋光角
：ψが９０°の倍数である限り、旋光角：ψの大きさに
よって下記（ＬＪ式と（１）°式が入れ換わるだけであ
るため、以下においては、理解を容易にするために、偏
光子４と検光子６とが第１図のｉａ）に示す形態で配置
されている場合だけについて説明することとする。また
、第１図の（ａ）および第２図の（ａｌにおいては、光
学素子２が各１個の単結晶素子２Ｒ，２Ｌだけで構成さ
れているが、前述のように、光学素子２は、少なくとも
各１個の単結晶素子２Ｒ，２Ｌが積層された構造のもの
であればよいことは勿論である。さらに、第１図の（ａ
ｌおよび第２図のＣｂ）において、１０は光源を示して
おり、またそれらの図中、矢印Ａは、検出対象ととして
の磁界の印加方向を示している。
ｔＲ。
１−−　（１−２Ｖｅ（１＋αΔＴ）／！＊ｌ＋＋２θ
βΔＴＡＲ１・　・　・　（１） ・　・　・（１）Ｉ 〔ただし、Ｉオ。；右旋光性を有する単結晶素子の透過
光量 ＩＬｏ；左旋光性を有する単結晶素子 の透過光量 ｖｅ；ヴエルデ定数 Ｈ；交流印加磁界（＝　Ｈ，ｓｉｎωＬ：ただし、Ｈ，
は印加磁界の振幅、ω は角速度） α；ヴエルデ定数の温度係数 β；自然旋光能の温度係数 θ；使用中心温度における旋光能 ΔＴ；使用中心温度との温度差〕 ここで、光磁界検出センサでは、光受信器８において、
検光子４を通過した透過光Ｍ：Ｉの交流成分と直流成分
との比（交流成分／直流成分）が検出値として検出され
るため、光受信器８での検出値の感度：Ｒは、単結晶素
子２Ｒ，２Ｌの旋光角；ψが９０°の奇数倍および偶数
倍（第１図の（ａｌの配置形態において一以下同じ）の
とき、それぞれ下記（２）および（２）１式で示される
。
従って、かかる（２）および（２）１式から容易に推察
されるように、旋光角：ψが９０°の奇数倍および偶数
倍のときには、それぞれ下記（３）および（３）。
式、ひいてはそれら（３）および（３ン′式からそれぞ
れ導かれる下記（４）および（４）”式を満たすように
透過光Ｉｆ　’　Ｉ　＊ｏ、　　Ｉ　ＬＯの比率並びに
素子長７Ｎ、ｌ、７！。
を調節することにより、自然旋光性の温度変化特性と磁
気旋光性の温度変化特性とを相殺して、温度変化によっ
て検出値が変動することのない、検出精度乃至感度に優
れた光磁界検出センサを得ることができる。なお、（３
）、　ｆ３）　’式は、前記＋２１．　（２）“式にお
いて、Ｒ（ΔＴ）　＝Ｒ（ΔＴ＝０）と設定するこ止に
よって導かれる。
・　・　・（２） Ｌ＋ｏ／２　＋　ＩＬｏ／２ ・　・　・（２）′ １＊ｏ／２　＋　ＩＬＯ／２ α （１＋ｏ　＋ＩＬＯ）−βθ（１＊ｏｌｌｌｆｔｏｆＬ
）　　＝　０（Ｉｘｏ　＋Ｉδ）＋βθ（Ｉ＊ｏＮ＊　
　ＩｔｏＩＬ）　　＝　０・　・　・（４） ・つまり、本発明に従う光磁界検出センサによれば、右
旋光性を有する単結晶素子２Ｒおよび左旋光性を有する
単結晶素子２Ｌの各自然旋光角：ψが９０°の倍数とな
るように各昨結晶素子２Ｒ。
２Ｌの素子長：ｊＩＲ，ｉ、を設定すれば、それら単結
晶素子２Ｒ，２Ｌに入射する透過光の入射光量の比率を
調節することにより、すなわち光のＳＡ力方向直角な単
結晶素子２Ｒ，２Ｌの積層方向で光学素子２の配役位置
を調節することにより、偏光子４に対して検光子６を単
に４５°傾斜して配置するだけで、磁界強度や、その磁
界を発生する電流を最大感度で、しかも温度変化に起因
する検出誤差を伴うことなく検出することができるので
あり、前記特開昭６１−２５０５７２号公報で提案され
ている光磁界検出センサのように、右旋光性を存する単
結晶素子の旋光角と左旋光性を有す゛る単結晶素子の旋
光角との偏差角度である残留旋光角に応じて検光子の傾
斜角度を微調節することを、不要となすことができるの
である。
なお、かかる本発明に従う光磁界検出センサにおいて、
右旋光性を有する単結晶素子２Ｒの素子長＝２５と、左
旋光性を有する単結晶素子２Ｌの素子長＝１．とを同じ
長さ＝１（−ρ宛＝ｅし）に設定すると、下記手順に従
って、右旋光性を存する単結晶素子２Ｒを透過させる光
量：Ｉ、、ｏと、左旋光性を有する単結晶素子２Ｌを透
過させる光ｉ：ｒｔｏとの比率：　ｋ　（＝　ＩＬＯ／
　Ｉｐｔｏ）　、ひいては両車結晶素子２Ｒ，２Ｌの透
過先遣’　Ｉ　１ｉｏｎ　Ｉ　ｔ。
の各比率を算出することができる。
すなわち、第１図の（ａｌに示す偏光子４と検光子６と
の配置関係において、単結晶素子２Ｒ，２Ｌの旋光角：
ψが９０゛の奇数倍とすると、前記（４）弐より、下記
（５）および（６）式が１）ｍ次導かれる。
α Ｘ　ＩＲＯＸ　（１＋ｋ）−β×θＸ　ＩＲ，Ｘ　６　
Ｘ　（１−ｋ）　＝　０・　・　・（５） α −ｘ（１千ｋ）−β×θＸ　ｆｆ　Ｘ（１−ｋ）＝　０
・　・　・（６） ここで、２＝ψ／θであるから、上記（６）式は、α −Ｘ（１＋ｋ）−β×ψＸ（１−ｋ）−〇　　　　　　
・　・　・（７）と整理することができ、ｋ（−１ｔ。
／ｌ１ｏ）は、下記（８）弐のように求めることができ
る。従って、１）１０およびＩＬＯの各比率も、下記（
８）式で求められたｋに基づいて、容易に求めることが
できる。
ｋ＝（β×ψ−α／２）　／　（βＸψ＋α／２）　　
　・・・（８）また、単結晶素子２Ｒ，２Ｌの旋光角：
ψが９０°の偶数倍の場合には、（４）式から同様の手
順に従って導かれる下記（８）°式により、ｋを求める
ことができる。
ｋ＝（β×ψ＋α／２）バβ×ψ−α／２）　　・・・
（８）′因に、単結晶素子２Ｒ，２ＬとしてＢＳＯを採
用し、透過光として８７０ｎｍの光を採用した場合には
、それら単結晶素子２Ｒ，２Ｌの素子長ニア！と、透過
光量比二におよび単結晶素子２Ｒの透過光量：ＩＩＧの
比率の関係は、上記（８）および（８）°式の関係から
、下記第１表のように求められる。
（実施例） 以下、本発明の幾つかの実施例を示し、本発明を更に具
体的に明らかにすることとするが、本発明が、それら実
施例の記載によって何等制約を受けるものでないことは
勿論であり、本発明が、その趣旨を逸脱しない範囲内に
おいて、種々なる変更、修正、改良等を施した態様で実
施され得るものであることが、理解されるべきである。
実施例１ 右旋光性および磁気旋光性（ファラデー効果）を存する
Ｂ　Ｓ　Ｏ（Ｂ　ｉ　１２５　ｉ　０ｚｏ）の単結晶と
、左旋光性および磁気旋光性を有するＢＳＯの単結晶と
から、それぞれ、素子長＝１．。、ｌＬＯが８．５７　
ｍｓの同一厚さの単結晶板２Ｒ，２Ｌを各−枚切り出し
、それらの積層面（接合面）を光学研磨した後、重ね合
わせ、８００°Ｃで５時間加熱することにより、それら
単結晶板２Ｒ，２Ｌを固相反応にて一体に接合して、光
学素子２を作製した。そして、かかる光学素子２を用い
て、単結晶板２Ｒの通過光量：ＩｊＩＯが４１．６％、
単結晶板２Ｌの透過光量：ＩＬＱが５８．４　％となる
ように、光学素子２の配設位置をその単結晶板２Ｒ，２
Ｌの積層方向で調節して、第１図の（ａｌに示す如き光
磁界検出センナを徂み立てた。なお、光源１０には、光
の波長が８７０ｎｍのものを１采用した。
このようにして紺み立てた光磁界検出センサに、第１図
の（ａｌの矢印Ａの方向に１０００ｅの磁界：Ｈを印加
し、測定環境の温度を一２０〜８０℃の範囲で変化させ
てその検出値を測定したところ、検出値の変動幅が０．
３％以内であることが確認され、温度変化に起因する検
出誤差が極めて小さいことが認められた。
実施例２ 右旋光性および磁気旋光性を有するＢＳＯの単結晶と、
左旋光性および磁気旋光性を有するＢＳＯの単結晶とか
ら、それぞれ、素子長：１ｉ’ｇｏ、ｊ？＋。
が８．５７　ｍｅの同一厚さの単結晶板２Ｒ，２Ｌを各
−枚切り出し、それらの接合面を光学研磨した後、それ
ら単結晶板２Ｒ，２Ｌの接合面に、金属膜としての数百
人の厚さのＴｉ膜をスパッタリング法にて形成した。そ
して、それら単結晶Ｆｉ２Ｒ，２ＬをそのＴｉ膜を介し
て重ね合わせ、８００℃で５時間加熱することにより、
それら単結晶板２Ｒ。
２ＬをＴｉ膜を介して拡散接合にて一体に接合して、光
学素子２を作製した。そして、かかる光学素子２を用い
て、実施例１と同様の光磁光検出センサを組み立てた。
このようにして組み立てた光磁光検出センサに、実施例
１と同様に、第１図の（ａｌの矢印Ａの方向に１０００
ｅの磁界：Ｈを印加し、測定環境の温度を一２０〜８０
℃の範囲で変化させてその検出値を測定したところ、検
出値の変動幅が０．３％以内であることが確認され、温
度変化に起因する検出誤差が極めて小さいことが認めら
れた。
実施例３ 右旋光性および磁気旋光性を有するＢＳＯの単結晶と、
左旋光性および磁気旋光性を有するＢＳＯの単結晶とか
ら、それぞれ、素子長”！　ｌｌＯ＋　’　ＬＯが１７
．１４ｍ■の同一厚さの単結晶板２Ｒ，２Ｌを各−枚切
り出し、それらの接合面を光学研磨した後、重ね合わせ
、８００℃で５時間加熱することにより、それら単結晶
板２Ｒ，２Ｌを固相反応にて一体に接合して、光学素子
２を作製した。そして、かかる光学素子２を用いて、単
結晶板２Ｒの透過光Ｎ：■ヨ。が５４．２％、単結晶板
２Ｌの透過光Ｗｉ：　ＩＬ。が４５．８％となるように
、光学素子２の配設位置をその単結晶板２Ｒ，２Ｌの積
層方向で調節して、第１図の（ａｌに示す如き光磁光検
出センサを組み立てた。なお、光源１０には、光の波長
が８７ｏｎ閣のものを採用した。
′このようにして組み立てた光磁光検出センサに、第１
図のｆａｔの矢印Ａの方向に１ｏ００ｅの磁界；Ｈを印
加し、測定環境の温度を一２０〜８０℃の範囲で変化さ
せてその検出値を測定したところ、検出値の変動幅が０
．３％以内であることが確認され、温度変化に起因する
検出誤差が極めて小さいことが認められた。
実施例４ 右旋光性および磁気旋光性を有するＢＳＯの単結晶と、
左旋光性および磁気旋光性を有するＢＳＯの単結晶とか
ら、それぞれ、素子長：　１２ＲＯ，（１＋−。
が１７．１４鰭の同一厚さの単結晶板２Ｒ，２１，を各
−枚切り出し、それらの接合面を光学研磨した後、それ
ら単結晶板２Ｒ，２Ｌの接合面に、スパッタリング法に
て、金属膜としての数百人の厚さのＣｒ膜を形成した。
そして、それら単結晶板２Ｒ，２ＬをそのＣｒ膜を介し
て重ね合わせ、８００℃で５時間加熱することにより、
それら単結晶＋７ｉｊ２Ｒ，２ＬをＣ「膜を介して拡散
接合にて一体に接合して、光学素子２を作製した。そし
て、かかる光学素子２を用いて、実施例３と同様の光磁
光検出センサを組み立てた。
このようにして組み立てた光磁光検出センサに、実施例
３と同様に、第１図のｆａｔの符号Ａの方向に１０００
ｅの磁界：Ｈを印加し、測定環境の温度を一２０〜８０
℃の範囲で変化させてその検出値を測定したところ、検
出値の変動幅が０．３％以内であることが確認され、温
度変化に起因する検出誤差が極めて小さいことが認めら
れた。
実施例５ 右旋光性と磁気旋光性を有するＢＧＯ（Ｂｉ、２ＧｅＯ
２゜）の単結晶と、左旋光性と磁気旋光性を有するＢＧ
Ｏの単結晶とから、それぞれ、素子長：　ｊ！ｌｌｏ、
　　’ＬＯが９．３８　ｍｍの同一厚さの（２）結晶板
２Ｒ，２Ｌを各−枚切り出し、それらの接合面を光学研
磨した後、重ね合わせ、８５０℃で５時間加熱すること
により、それら単結晶板２Ｒ，２Ｌを固相反応にて一体
に接合して、光学素子２を作製した。そして、かかる光
学素子２を用いて、単結晶Ｆｉ２Ｒの透過光量：■え。
が４１．６％、単結晶板’２　Ｌの透過光１：　ＩＬ。
が５８．４％となるように、光学素子２の配設位置をそ
の単結晶板２Ｒ，２１、の積層方向で調節して、第１図
の（ａｌに示す如き光磁光検出センサを組み立てた。な
お、光源１０には、光の波長が８７０ｎｍのものを採用
した。
このようにして組み立てた光磁光検出センサに、第１図
の（ａ）の矢印への方向に１０００ｅの磁界：Ｈを印加
し、測定環境の温度を一２０〜８０゛Ｃの範囲で変化さ
せてその検出値を測定したところ、検出値の変動幅が０
．３％以内であることが確認され、温度変化に起因する
検出誤差が極めて小さいことが認められた。
実施例６ 右旋光性および磁気旋光性を有するＢＧＯＯ単結晶と、
左旋光性および磁気旋光性を有するＢＧＯの単結晶とか
ら、それぞれ、素子長”　ｌｌｏ＋　’　ＬＯが９．３
８　鶴の同一厚さの単結晶板２Ｒ，２Ｌを各−枚切り出
し、それらの接合面を光学研磨した後、それら単結晶板
２Ｒ，２Ｌの接合面に、金属膜としての数百人の厚さの
Ｔｉ膜をスパッタリング法にて形成した。そして、それ
ら単結晶板２Ｒ２２ＬをそのＴｉ膜を介して重ね合わせ
、８００℃で５時間加熱することにより、それら単結晶
板２Ｒ。
２ＬをＴｉ膜を介して拡散接合にて一体に接合して、光
学素子２を作製した。そして、かかる光学素子２を用い
て、実施例５と同様の光磁界検出センサを組み立てた。
このようにしで組み立てた光磁界検出センサに、実施例
５と同様に、第１図のｆａ）の矢印Ａの方向に１０００
ｅの磁界：Ｈを印加し、測定環境の温度を一２０〜８０
℃の範囲で変化させてその検出値を測定したところ、検
出値の変動幅が０．３％以内であることが確認され、温
度変化に起因する検出誤差が極めて小さいことが認めら
れた。
（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明に従う光学素子
は、右旋光性を有する単結晶素子の少なくとも一つと、
左旋光性を有する単結晶素子の少なくとも一つを、光の
透過方向と直角な方向において積層したものであるため
、それらの光透過方向における素子長およびそれら単結
晶素子への透過光の入射光量比の調節に基づいて、それ
ら右旋光性を有する単結晶素子と左旋光性を有する単結
晶素子とを光の透過方向で直列に配置した従来構造の光
学素子と同様の光学機能を確保しつつ、光学素子内部で
の透過光の減衰率を低減することができるのであり、そ
れ放光磁界検出センサ等の光学装置の光学素子として用
いた場合において、その光学装置の検出精度乃至は感度
を向上させることができるのである。
そして、このような光学素子においで、各単結晶素子を
固相反応、若しくは金属膜等の薄膜を介した拡散接合に
て一体化する構成を採用すれば、光学的特性を安定化で
きると共に、機械的強度および取扱性を向上させること
ができるのであり、それ故に実用性を大幅に向上させる
ことができるのである。
また、本発明に従う光磁界検出センサは、偏光子と検光
子との間に配設される光学素子として、右旋光性および
磁気旋光性を有する単結晶素子の少なくとも一つと、左
旋光性および磁気旋光性を有する単結晶素子の少なくと
も一つを光の透過方向と直角な方向で積層した光学素子
を用いるものであるため、光学素子内部での透過光の減
衰率を低下させて、検出精度乃至は感度を向上させ得る
ことは勿論、光学素子を構成する単結晶素子の自然旋光
角が９０°の倍数になるように、それら単結晶素子の素
子長を調整すると共に、単結晶素子の積層方向における
光学素子の配設位置を調節して、右旋光性を有する単結
晶素子と左旋光性を有する単結晶素子とに対する透過光
の入射光量比を調節することにより、偏光子に対する検
光子の相対傾斜角度を４５°に固定した状態で、自然旋
光性の温度特性と磁気旋光性の温度特性を相殺させつつ
、検出感度を最大に設定することができるのであり、そ
してそれによって、検光子の傾斜角度を光軸口りに微調
節する必要のある特開昭６１２５０５７２号公報に開示
の従来の光磁界検出センサに比べて、その組立性を著し
く向上できることとなったのである。
【図面の簡単な説明】
第１図の（ａ）および第２図の（ａｌは、それぞれ、本
発明に従う光磁界検出センサの構成例を示す図であり、
第１図の山）および第２図の（ｂ）は、それぞれ、第１
図のｆａ）および第２図のｆａ）の偏光子と検光子との
配置形態を補足して示す図である。 ２二光学素子　　　　２Ｒ，２Ｌ：単結晶素子４：偏光
子　　　　　６：検光子 ８：光受信器　　　　１０：光源

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）右旋光性を有する単結晶素子の少なくとも一つと
    、左旋光性を有する単結晶素子の少なくとも一つを、光
    透過方向と直角な方向において積層してなることを特徴
    とする光学素子。
  2. （２）右旋光性を有する単結晶素子の少なくとも一つと
    左旋光性を有する単結晶素子の少なくとも一つを、光透
    過方向と直角な方向において重ね合わせ、それら重ね合
    わせた単結晶素子を固相反応にて一体に接合して積層し
    てなることを特徴とする光学素子。
  3. （３）右旋光性を有する単結晶素子の少なくとも一つと
    左旋光性を有する単結晶素子の少なくとも一つを、光透
    過方向と直角な方向において薄膜を介して重ね合わせ、
    それら重ね合わせた単結晶素子を、拡散接合にて、かか
    る薄膜を介して一体に接合して積層してなることを特徴
    とする光学素子。
  4. （４）右旋光性および磁気旋光性を有する単結晶素子の
    少なくとも一つと、左旋光性および磁気旋光性を有する
    単結晶素子の少なくとも一つを積層してなる光学素子を
    、それら単結晶素子の積層方向が光の透過方向と直角と
    なるように、偏光子と検光子との間に配してなることを
    特徴とする光磁界検出センサ。
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