JPH03186769A - 光ファイバ式電流変換器 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、 ａ）ファラデー効果を用いて電流を検出する、センサフ
ァイバつきのセンサコイル、 ｂ）光を発生する光源、 Ｃ）光を導入および導出する光ファイバ手段、ｄ）導入
された光を偏光する手段、 ｅ）センサファイバの結合端に設けた、Ｙ分岐体、ｆ）
センサファイバの遠隔端に設けた、ミラーおよび ｇ）光の偏光方向の磁気光学的に誘起された回転を検出
する手段、 を備えた光ファイバ式電流変換器に関するものである。

〔従来の技術〕

大電流への応用に関して、光ファイバ式のセンサはその
周知の特性（受動センサ、本来的な導電的絶縁、不侵害
の測定、軽量、小容積、デイジュルシステム監視への集
積の簡単さ）によって、従来の測定装置に比べて著しい
利点をもっている。

文献から種々のプロトタイプが知られている。集積され
た磁気光学式センサの新しい分析については、例えば、
”　Ｍａｇｎｅｔｓ−ｏｐｔｉｃａｌ　ｆｉｂｒｅ　５
ｅｎｓｏｒｓｆｅｎ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　１ｎｄｕ
ｓｔｒｙ　　：　　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄｐｅｒｆ
ｏｒｍａｎｃｅｓ　（電気工業用磁気光学式ファイバセ
ンサ：その分析と動作）　　”　　　Ｓ、　Ｄｏｎａｔ
ｉ、　Ｖ。

Ａｎｎｏｖａｚｚｉ−Ｌｏｄｉ、　Ｔ、　Ｔａｍｂｏｓ
ｓｏ、　ＩＥＥＥ　Ｐｒｏｃ、　Ｖｏｌ。

１３５、　Ｐｔ、　Ｊ、ぬ５．１９８８年１０月、ｐ３
７２〜３８３に示されている。

冒頭に挙げた種類の受動形光ファイバ式の電流変換器は
、例えばＤＥ３１１５４３３Ａ１から公知である。この
電流変換器は、センサファイバ内に円形の二重屈折を誘
起するファラデー効果を利用している。この場合、セン
サファイバは電流導体の周りに複数回巻かれている。こ
のセンサファイバはその長手軸の周りに強く撚られ、弯
曲によって誘起される線形のファイバの内部の二重屈折
が抑制される。センサファイバは反射によって作動され
る。その結合端には、直線に偏光された光を入切するそ
れぞれ１つのアームを有するＹ分岐体がある。検出は偏
光計によって行われる。

偏光計による検出の原理は、例えば公開公報Ｆ　Ｒ２，
４８５，２０４から公知である。

上記の電流変換器ではセンサコイルが中心位置を占める
。これは色々な方法で実施できる。基本的には常に、フ
ァラデー効果による望ましくない二重屈折効果を抑制す
ることが必要である。この目的を達成する方法としては
、例えば次の文献、”　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ
　１ｏｉｖ−ａｎｄ　ｈｉｇｈ−ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅ
ｎｃｅ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｆｉｂｒｅｓ　　　（低およ
び高複屈折の光ファイバ（Ｄ、　Ａ、　Ｐａｙｎｅ　ｅ
ｔ　ａｌ、、　ＴＥＥＥ　Ｊ、　ｏｆＱｕａｎｔ、　Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、　ＱＥ−１８（１９８２）　ｐ
、４７７〜４７８　、 ｔｈｅ　　ｒｏｔａｔｉｏｎ　　ｏｆ　　ｔｈｅ　ｐｏ
ｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　　ｉｎｌｏｗ−ｂｉｒｅｆｒｉ
ｎｇｅｎｃｅ　ｏｐｔｉｃａｌ　　ｍｏｎｏｍｏｄｅ　
ｆｉｂｒｅｓｄｕｅ　ｔｏ　ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ　
ｅｆｆｃｔｓ”（幾何学的効果による低複屈折単モード
光ファイバの偏光の回転）、Ｊ、　Ｎ、　Ｒｏｓｓ、　
０ｐｔｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ１６　　（１９８４）、ｐ、４５５〜４６
１１”　Ｃｕｒｒｅｎｔ　５ｅｎｓｏｒｓ　ｃｓｉｎｇ
　ｈｉｇｈｌｙ　ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ　ｂｏｗ−
ｔｉｅ　ｆｉｂｅｒｓ　　（ポウタイ形高複屈折ファイ
バを用いた電流センサ）、Ｌ、　Ｌｉ　ｅｔ　ａｔ、。

Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔ、　　２２　　（１
９８６）　、ｐ、　１１４２〜１１４４、 から知られている。

光ファイバ式センサの方向を設定する方法は知られてい
る。しかし依然として、具体的に適用時における長期間
の安定性、駆動安全性、および高い測定精度については
不明確であり、従って実際に多い粗悪な周囲条件（例え
ば配電センタなど）における適用についての保証はない
。殊に機械的な作用（振動）や温度変化によって、電流
変換器の設置後にも著しい妨害が生ずる恐れがある。

従って、できるだけ少い個別エレメントを用いることが
具体的に望ましいことである。この観点から、単モード
ファイバ（ＳＭＦ）の一端に直接に取り付けられ、これ
によって良好な結合効率、機械的な丈夫さ、および低コ
ストを与えるレーザダイオードモジュールが開発された
ことの意義は大きい。（例えば、”　Ｅｆｆｉｃｉｅｎ
ｔ　ｈｉｇｈｌｙ　５ｔｏｂｌｅｌａｓｅｒ　ｄｉｏｄ
ｅ　ｍｏｄｕｌｅ　　ｆｏｒ　ｓｉｎｇｌｅ　ｍｏｄｅ
　　ｆｉｂｅｒｅｍｐｌｏｙｉｎｇ　ａ　ｃｏｍｂｉｎ
ａｔｉｏｎ　ｏｆ　　ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｉｃａｌｅｎ
ｄｅｄ　ＧＲＩＮ　ｒｏｄ　１ｅｎｓ　ａｎｄ　ｖｉｒ
ｔｕａｌ　ｆｉｂｅｒ　　ｒ半球端のＧＲＩＮロッドレ
ンズと仮想ファイバの組合せを用いた単モードファイバ
用の効率的な高安定レーザダイオードモジュール」、Ｋ
、　Ｋａｗａｎｓ　ｅｔａｌ−＋　ａｐｐｌｉｅｄ　ｏ
ｐｔｉｃｓ、　Ｖｏｌ、　　２８　Ｎｕ　１１．１９８
９年６月１日、ｐ、２０１２〜２０１６参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、上記した種類の光ファイバ式電流変換
器において、従来技術に存在する問題を回避し、粗悪な
環境条件下でも適用できる安定な、光ファイバ式電流変
換器を提供することである。

〔課題を解決するための手段と作用〕

本発明によれば上記の課題は、上記の種類の電流変換器
において、 光源とＹ分岐体との間に、導入用の第１のＨＢファイバ
が設けられると共に、 Ｙ分岐体と検出手段との間に、導出用の第２のＨＢファ
イバが設けられ、かつこの第２のＨＢファイバは、その
二重屈折軸が、第１のＨＢファイバの二重屈折軸に対し
て、４５°回転されており、さらに 第のＨＢファイバの終端の、固有のＹ分岐体の前または
中に、第１のＨＢファイバによって与えられる二重屈折
軸に平行に、光を偏光させる手段が設けられる、 によって解決されるようになっている。

本発明の利点は、簡単な光学構造、および温度および振
動に対する不感応性にある。すなわち、本発明の装置は
、何ら新しい構成用品を必要とすることなく、商業的に
人手可能な構成用品だけで実現できる。さらに、光学エ
レメントの数も少くてすむ。部品の組合せが増える程、
信号品質の低下を招くと共に、製造面のコスト上昇を招
くので、エレメントの数の少いことは重要な利点である
。

光を強い二重屈折のガラスファイバー縮めて言えばＨＢ
　（Ｈｉｇｈ　Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ　　高二重
屈折）ファイバーを通して別々に導入および導出するこ
とは、電流変換器の丈夫さに対して重要な寄与を行って
いる。この場合の重要な態様は、導出側のＩＩＢファイ
バの二重屈折軸を導入側のＨＢファイバに対して４５°
だけ偏向させていることである。

本発明による４５°の偏向は、偏光計方式の検出（特に
その簡単な構造と精度）を十分に利用すると共に、セン
サコイルを検出点から位置的に分離できるという利点が
ある。これは例えば、自由導体の電流測定に際して特に
有意義である。４５゜の偏向を、（導出側の）ファイバ
の二重屈折特性に関して行うと共に、その軸が第２のＨ
Ｂファイバの二重屈折軸上にある後続のウォラストンプ
リズムに関して行うことによって、直接にセンサファイ
バの終端で、偏光計方式の検出と原理的に同一の機能が
得られる。

本発明によるシステム構成の中心エレメントはＹ分肢体
である。これは二重屈折フリーであるが、もしくは現存
する二重屈折に基づいて、丁度１８０゜あるいはその整
数倍の光学的遅れを招くような長さを有するものとする
。

Ｙ分岐体は、好ましくは、ガラス基板から戒り、その中
に適当な７字形の導波路を拡散させたものとする。この
ようなＹ分岐体は、偏光計方式の検出器でも、導出用Ｈ
Ｂファイバの偏光モードを分解するのに用いることがで
きる。この場合、偏光モードはＹ分岐体のアームで、互
に直交して配置された２つの偏光器で分解され、フォト
ダイオードで検出される。

このような実施態様では、開放された光路（例えばウォ
ラストンプリズムまたはビームスプリフタを用いた場合
のような）が生じないという利点がある。これは、高度
の集積を可能にすると共に、良好な機械的な丈夫さを与
える。本発明による電流変換器の光学部分の構成でも、
ガラスファイバの機能の問題が本質的に低減する。

本発明の好ましい一実施例によれば、光源のスペクトル
バンド幅は、光のコヒーレンス長が１００μｍオーダに
なるような値になっている。これによって、偏光状態の
ＨＢファイバへの望ましくない結合が少くなる。

上述の意味で好ましい光源としては、特に発光ダイオー
ド（ＬＥＤまたは５ＲＤ）があり、さらに複数の軸モー
ドを有するレーザダイオード（ＬＤ）も有利である。こ
れらのスペクトルバンド幅は好ましくは５〜５０ｎｍと
する。

センサファイバの遠隔端に回転業う−が設けられている
と、例えば撚られたセンサファイバの固定によって生ず
る妨害的な影響が低減できる。回転ミラーとしては、例
えば、センサファイバの遠隔端とミラーとの間に配置さ
れた、偏光方向を全体で９０°回転できるファラデー回
転体によって形成できる。

回転ミラーは、好ましくは、永久磁石の中に挿入された
光学ガラスと、センサファイバから光学ガラス内に進入
する光をコリメートする光学系（例えば集光レンズ）を
含んでいる。この光学グラスは、例えば、終端が直接に
ミラー化されている。

Ｙ分岐体に結合される光の偏光方向を最適化するために
、導入用ＨＢファイバの終端の元来のＹ分岐の前に偏光
体が設けられている。好ましくは、この偏光体は、周知
の方法で光ファイバ偏光体へループ化されたＨＢファイ
バの終端を介して、或いは集積された光学式偏光器を介
して、Ｙ分岐体の１アーム内に形成されている。この方
法を用いることによって、付加的な別置の構成エレメン
トが不要になる。

また、好ましい一実施例によれば、光源は導入用ファイ
バの一端に直接に接合された、発光ダイオードまたはレ
ーザダイオード、すなわち“ピグテール゛である。この
ような実施形態は、機械的に丈夫であり、かつ個別のエ
レメントを少くした高い集積密度を可能にする。

センサコイルは次のようにして有利に具体化できる。す
なわち 高い固有の円形二重屈折を有するガラス（例えばＨＢ撚
りファイバ）を中空円筒上に巻き付ける、または 小さい線形二重屈折を有するガラスファイバを撚って、
中空円筒上にゆるく巻き付ける、または 光を螺旋ライン状に通すガラスファイバを巻き付ける、
方法を用いる。

Ｙ分岐体は、好ましくは、センサコイルの中空円筒上に
固定され、特に巻込部分とＹ分岐体との間にあるセンサ
ファイバが玉切方向に通るようにしている。

その他の有利な実施態様は、個々の特長の種々な組合せ
によって実現できる。

〔実施例〕

以下、本発明を、図面を参照して、各実施例について説
明する。なお、各図面において、同一の部分には同一の
記号を付している。

図１は、本発明による光ファイバ式電流変換器の系統図
である。光源１は直接に、第１のＨＢファイバ２ａに接
続されている。

本発明の好ましい一実施例によれば、光源１は、通常の
ＬＥＤタイプの発光ダイオード、スーパールミネッセン
トダイオード（例えばＳ、　Ｄｏｎａｔｉｅｔ　ａｌ、
の引用文献参照）、または多重モードのレーザダイオー
ドである。ＬＥＤ、ＳＲＤ、あるいはＬＥＤは何れも、
第１のＨＢファイバ２ａの一端に直接に接合されている
（“ピグテール”）。

最適な結合を得るためには発光ダイオードの発光面は、
例えばＨＢファイバ２ａから約１０〜２０μｍ以下の距
離にあり、或いはレンズ系を介してファイバ端部に形成
されるようにする必要がある。

詳細については、例えば前に引用したに、　Ｋａｗａｎ
。

の文献を参照することができる。

ＬＥＤとスーパールミネッセントダイオード（Ｓ　ＲＤ
）とは共に大きなスペクトルバンド幅を有し、これは本
発明にとって重要な意味をもっている。すなわち、大き
なスペクトルバンド幅は、熱望されている小さなコヒー
レンス長を与える。

このため、ＨＢファイバにおける偏光状態の拡散が著し
く抑制できる。

好ましくは、コヒーレンス長は１ｍｍより小さい値とす
る。典型的には約１００μｍのオーダにある。スペクト
ルバンド幅に関しては５〜５０ｎｍの範囲が好ましい値
と考えられる。

ＨＢファイバ２ａは理想的には光学的に等方性のＹ分岐
体３に通じている。本発明の好ましい実施態様では、Ｈ
Ｂファイバ２ａはＹ分肢体の直前に光ファイバ方式の偏
光体４をもっている。この偏光体は周知の方法で、ＨＢ
ファイバ２ａの端部が、一定の半径で細いループに巻か
れることによって形成される。偏光体４は、Ｙ分岐体に
（あるいは後続するセンサファイバ内に）結合される光
の偏向方向が確実に決定されると共に、伝送条件による
混合状態から影響されないようにしている。

Ｙ分岐体３は３つの光導通アームをもっている。

第１のアームには、第１のＨＢファイバ２ａから光が導
入される。反対側の第２のアームは、センサファイバ５
からの入力もしくはセンサファイバ５の出力を構成して
いる。また第２のアームとは反対側にあり、かつ第１の
アームと隣接している。

残りの第３のアームは、導出用の第２のＨＢソファ。光
学的等方性（従って二重屈折不存在）の場合には、偏光
状態は第１のＨＢファイバ２ａから妨害されることなく
センサファイバ５へ出力される。

僅かな二重屈折が存在する場合は、偏光状態に対して、
温度に依存する僅かな妨害が生じ、これが測定精度に悪
影響を与える。この場合、Ｙ分岐体の長さ調整によって
、光学的な遅れ（位相差）を丁度ｉｓｏ’　　＜あるい
は、その整数倍）にすることができる。これによって、
直線的な人力偏光状態が維持できる。従って、Ｙ分岐体
の通過では、直線的な偏光の方向だけの回転が行われる
。

Ｙ分岐体３が二重屈折になっているときは、その軸は、
導入用の第１のＨＢファイバの二重屈折軸上に置かれる
必要がある。

Ｙ分岐体３は、好ましくは、光学的に構成され、例えば
、適当なガラス基板内でイオン交換を行うことによって
、屈折率を選択的に低下させ、これによって平面的に分
岐された７字形の導波路が生ずる。

また代替策として、光ファイバ式の（せいぜい弱い二重
屈折の）指向総合体を用いることもできる。この場合も
、集積構造の光学式Ｙ分岐体が優先され、これは本発明
の装置を全体として妨害に対して強くするからである。

集積構造の光学式Ｙ分岐体では、偏光手段は、好ましく
は同時に光学的に集積された形に、すなわち共通の基板
上にＹ分岐体と一緒に形成することができ、この場合は
光ファイバ式の偏光体４の代りとなる。図１に示す実施
態様では、Ｙ分岐体の第１のアームは偏光性に形式され
ている。この場合は、第１のＨＢファイバの偏光方向お
よび二重屈折軸が交互に配置されなければならないこと
が自明である。

本来の測定変換器は、最重要エレメントとしてセンサフ
ァイバを含むセンサコイルが構成しており、これについ
ては下記に詳細に説明する。

すでに述べたセンサファイバ５は、例えば複数の巻回で
、電流導体６　（例えば、電気自由導体）の周りを通っ
ている。センサファイバ５の遠隔端にはミラー７が配置
されている。これは全く一般的に示したもので、センサ
ファイバ５の遠隔端に達した光を反射するのに適当なも
のであれば、どのような手段でもよい。特に、ファイバ
端を誘電的、または金属的にミラー化したものが適当で
ある。

反射され、次でセンサファイバ５の結合端から出射され
た光はＹ分岐体３を通って導出用の第２のＨＢファイバ
２ｂに伝達され、最終的に、後続する偏光計形式の検出
器８に入力される。

偏光計方式の検出器８は、周知の方法で動作する。すな
わち、第２のＨＢファイバ２ｂの２つの偏光モードの強
さＩ、およびＩ２を検出し、（■Ｉｚ　）／　（Ｉ＋　
　＋　Ｔｚ　）の比から、電流導体６に流れる電流を求
める。

好ましくは、偏光計方式の検出器８ではＹ分岐体が、互
に直角に配置された２つの偏光体と組合せて用いられ、
この２つの偏光体がその２つのアームの出力側で第２の
ＨＢファイバのそれぞれの偏光状態を分析するようにな
っている。二重屈折に関しては、すてにＹ分岐体につい
て説明したのと同じになる。二重屈折の場合には、検出
器のＹ分岐体は、第２のＨＢファイバの二重屈折軸に位
置合せされる。

第２のＨＢファイバ２ｂは、全く所定の方法で、すなわ
ち良好に決定された方向で、Ｙ分岐体３に接続されてい
る。これについては下記に、図２を参照して説明する。

周知のように、ＨＢファイバには、２つの軸を有する直
交座標系を割当てることができる。これらの軸は、Ｈ−
Ｂファイバの二重屈折軸に対応する。

図２において、これらの座標系は両つのＨＢファイバ２
ａおよび２ｂに対して示されている。本発明によれば、
第２のＨＢファイバ２ｂの座標系は、第１のＨＢファイ
バ２ａの座標系に対して４５゜回転されている。これは
次のような作用をもっている。

電流が無いときは（休止状態では）、第１のＨＢファイ
バ２ａから出射される光の偏光方向（点線で示す）は二
重屈折軸に平行になっている。センサファイバを通過し
た後、すなわち導出用の第２のＨＢファイバ２ｂに入射
すると、偏光方向は、その座標系の三等分角と一致する
。

電流導体６に交流電流が存在する場合は、第２のＨＢフ
ァイバ２ｂに入るときの偏光方向は周期的に三等分角の
周りに振動する。第２のＨＢファイバ内ではまた、光が
ほぼ同じ強さの割合で両っの偏光状態に配分される。こ
れは、後続の偏光計方式の検出器が最大の感度になるこ
とを意味している。

次に、センサコイルについて詳細に説明する。

センサコイルは好ましくは、例えばプラスチックから戒
る適当な中空円筒上に巻かれたセンサファイバ５から形
式されている。実際上は、その実施方法として、いくつ
かの方法が知られている。

センサファイバは例えば、高い本来の円形の二重屈折を
有するガラスファイバ（例えば“ＨＢ撚ウリファイバ）
とすることができる。このセンサファイバは中空円筒上
にゆるく巻かれる。この技術は、例えば、冒頭に挙げた
り、　Ｌｉ　ｅｔ　ａｌ、の論文から公知である。

もう１つの可能性は、小さい線形の二重屈折をもったガ
ラスファイバを用いることである。この場合は、ガラス
ファイバを先ず機械的に撚り、その後中空の円筒に巻き
込む必要がある。この場合は、センサファイバはまた、
その両端で中空円筒に良好に固定し、これによって撚り
が維持されるようにしなければならない。このことは、
それ自身、欠点を伴うことがあるが、後述する所定の手
段によって回避できる。撚ったガラスファイバを電流変
換器として利用することは、原理的には例えば、すでに
引用した特許公報ＤＥ　３１１５４３３Ａ１　カら公知
である。

第３の変形例は、内部を光が螺旋ライン上を導かれるガ
ラスファイバを用いることである。このガラスファイバ
は中空円筒上にゆるく巻きつけられる。このような技術
は、例えば冒頭に引用した、Ｊ、　Ｎ、　Ｒｏｓｓの文
献から公知である。

図３は、特に撚ったガラスファイバとの関連で興味のあ
る、センサコイルの１つの拡散を示している。この拡大
については、センサ５の遠隔端のファイバ端とミラー７
との間に設けたファラデー回転体が重要な意味をもって
いる。

センサファイバ５の遠隔端（Ｙ分岐体３から見て）から
出た光は、適当な光学系、例えばレンズ９によってコリ
メートされてから、軸方向に円筒状の光学ガラス１０を
通過する光学ガラスＩＯの背後にはミラー７があり、こ
れによって光は光学ガラス１０を再度逆方向に通過し、
レンズ９から再び、センサファイバ５に結合される。

光学ガラス１０の外周に設けられた永久磁石１１は、磁
気光学効果によって、光の偏光方向が２回の通過（往復
）後に９０’回転されるように作用する。この９０″回
転の利点は、例えば撚ったガラスファイバの安定な固定
によって誘起される恐れのある、誘導された二重屈折が
著しく低減できるということである。

実際、回転ミラー（例えばミラー化された終端を有する
ファラデー回転体）は、好ましくは、撚ったセンサファ
イバと一緒に用いられる。しかしながら、これは、セン
サコイルの他の実施態様でも有利であることを否定する
ものではない。ファラデー回転体は、通過あたり４５°
の回転が保証される限り、他の方法で構成できることも
自明なことである。

図４は、センサコイルに固定されたＹ分岐体３の系統構
成を示している。センサファイバ５は、上述のように、
プラスチックから戒る中空円筒１２上に巻かれている。

その入力端はＹ分岐体３の第２のアームに接続されてい
る。好ましい一実施態様によればＹ分岐体３はセンサコ
イルに、もっと厳密に言えば中空円筒１２に固定さてい
る。

この場合、Ｙ分岐体は、センサファイバ５が中空円筒か
ら玉切方向に延び、光が屈折のない直線上でＹ分岐体３
を通過できるような位置に配置されている。この条件は
、例えばＹ分岐体３と中空円筒１２との間に小さなくさ
びを用いることによって保証できる。

本発明の重要な特徴としては、光をＨＢファイバを通し
て導入および導出すること、さらにそのＹ分岐体との特
殊な結合方法が含まれている。個々の特徴には、その他
多くの変更が可能である。

これらは、当業者にとっては、上記の実施例から容易に
理解できるものである。

すでにしばしば言及したように、本発明による電流変換
器は、電流の自由導体に対する電流測定に特に適してい
る。

総括すると、本発明は、光ファイバ式の電流変換器を粗
悪な環境で実際的に適用できるように構成する方法を提
供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は光ファイバ式センサの基本構成図。 第２図はＹ分岐体の基本構成図。 第３図は回転ミラーの基本構成図。 第４図はセンサコイルに固定されたＹ分岐体の基本構成
図。 〔符号の説明〕 ■・−光源 ２　ａ　、　２　ｂ−ＨＢファイバ ３−Ｙ分岐体 ４−偏光体 ５・−センサファイバ ６−電流導体 ７−　ミラー ８−検出器 ９−　レンズ １０−光学ガラス １１−永久磁石 １２−中空円筒 １３、−、（さび

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ａ）ファラデー効果を用いて電流を検出する、セン
   サファイバつきのセンサコイル、 ｂ）光を発生する光源、 ｃ）光を導入および導出する光ファイバ手段、ｄ）導入
   された光を偏光する手段、 ｅ）センサファイバの結合端に設けた、Ｙ分岐体、 ｆ）センサファイバの遠隔端に設けた、ミラー、および ｇ）光の偏光方向の磁気光学的に誘起された回転を検出
   する手段、 を備えた光ファイバ式電流変換器において、ｈ）光源（
   １）とＹ分岐体（３）との間に、導入用の第１のＨＢフ
   ァイバ（２ａ）が設けられると共に、 ｉ）Ｙ分岐体（３）と検出手段（８）との間に導出用の
   第２のＨＢファイバ（２ａ）が設けられ、かつ第２のＨ
   Ｂファイバ（２ｂ）は、その二重屈折軸が第１のＨＢフ
   ァイバ（２ａ）の二重屈折軸に対して４５゜回転されて
   おり、さらに ｊ）第１のＨＢファイバ（２ａ）の終端の、固有のＹ分
   岐体（３）の前または中に、光を、第１のＨＢファイバ
   によって与えられる二重屈折軸に平行に偏光させる手段
   が設けられていること、 を特徴とする光ファイバ式電流変換器。 ２、上記Ｙ分岐体は、 ａ）二重屈折フリーであるか、もしくは ｂ）現存する二重屈折に基づいて、丁度１８０゜、ある
   いはその整数倍の光学的遅れを招くような長さを有する
   こと、 を特徴とする、請求項１記載の光ファイバ式電流変換器
   。 ３、光源（１）は５〜５０ｎｍのスペクトルバンド幅を
   有すること、を特徴とする請求項２記載の光ファイバ式
   電流変換器。 ４、センサファイバ（５）の遠隔端に、光の偏光方向を
   全体で９０゜回転させる回転ミラーが設けられているこ
   と、を特徴とする請求項１記載の光ファイバ式電流変換
   器。 ５、Ｙ分岐体は偏光手段と一緒に集積されて光学的に構
   成されていること、を特徴とする請求項１記載の光ファ
   イバ式電流変換器。 ６、偏光手段は、導入用の第１のＨＢファイバ（２ａ）
   の、光ファイバ偏光体へのループ化された端部を含むこ
   とを特徴とする、請求項１記載の光ファイバ式電流変換
   器。 ７、上記センサコイルが、下記３つの方法、すなわち ・高い固有の円形二重屈折を有するガラス ファイバが中空円筒上にゆるく巻付けられる、または ・小さい線形の二重屈折を有するガラスフ ァイバが機械的に撚り線とされ、中空の円筒上にゆるく
   巻付けられる、または ・光が螺旋ライン状に通されるガラスファ イバが中空円筒上に巻付けられる。 という方法の１つで形成されること、を特徴とする請求
   項１記載の光ファイバ式電流変換器。 ８、光源（１）は、ＬＥＤ、ＳＲＤ、またはＬＤであり
   、それぞれ第１のＨＢファイバ（２ａ）に接合されてい
   ること、を特徴とする、請求項１記載の光ファイバ式電
   流変換器。 ９、回転ミラーはファラデー回転体として、永久磁石（
   １１）に取付けた光学ガラス（１０）であり、さらにセ
   ンサファイバ（５）から光学ガラス（１０）へ進入する
   光をコリメートする光学系を含んでいること、を特徴と
   する請求項４記載の光ファイバ式電流変換器。 １０、上記検出手段は、その両アームに、２つのＨＢフ
   ァイバの両つの偏光状態を分解する偏光体を備えた分岐
   体を含むこと、を特徴とする請求項１記載の光ファイバ
   式電流変換器。