JPH04339273A - 検波器 - Google Patents

検波器

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JPH04339273A
JPH04339273A JP11141091A JP11141091A JPH04339273A JP H04339273 A JPH04339273 A JP H04339273A JP 11141091 A JP11141091 A JP 11141091A JP 11141091 A JP11141091 A JP 11141091A JP H04339273 A JPH04339273 A JP H04339273A
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JP
Japan
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light
linearly polarized
intensity
extraordinary
polarized lights
Prior art date
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Pending
Application number
JP11141091A
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English (en)
Inventor
Hidenobu Hamada
英伸 浜田
Yuichi Yamada
裕一 山田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP11141091A priority Critical patent/JPH04339273A/ja
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ファラデー効果を利用
したアンテナなど、電磁波の光方式検波器に関する。
【0002】
【従来の技術】電気方式検波器、例えばダイポール・ア
ンテナは図5に示すように、全長が検波する電磁波の半
波長の整数倍でかつ同一直線上で分離した導体棒16と
分離した導体棒16の中央に設けられる電圧感知器15
から構成されている。そして、λ=4×h/n(ただし
、λ:波長、n:整数)を満足する波長の電磁波のみが
干渉現象に起因する定在波を導体棒16上に形成するこ
とができ、電磁波の強度をそれに応じた2導体棒間の電
位差に変換することができる。このようにして、特定波
長の電磁波に乗った信号を適当な長さの導体棒16を使
用することにより、電圧感知器15においてその信号を
間接的に受信するものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、電波
信号を直接光信号に変換することができず、一度電気信
号に変換する必要がある。
【0004】この発明は、従来のものがもつ上記のよう
な課題を解決させ、簡単な方法で電波を直接光で受信で
きるようにした検波器を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、進行方向が同一で偏波面が互いに90度異な
る2つの直線偏光を入射光とし、外部の磁界の強度に比
例した角度で偏波面を回転させて出力するファラデー素
子と、前記ファラデー素子により回転した前記2つの直
線偏光の回転角を検出する回転角検出手段とからなり、
前記回転角検出手段は検光子と、前記2つの直線偏光に
位相差をつける位相変調手段と、光の強度を検出する受
光素子とからなり、前記検光子は前記入射光のいずれか
の直線偏光に対して、設定角が45度になるように配置
し、前記検光子を通過した後の前記2つの直線偏光が外
部の磁界強度の変化に対して、各々の光量が相反する強
度変化をするようにし、前記位相変調手段が前記2つの
直線偏光の位相をずらし、前記受光素子は各直線偏光の
光量の絶対値を加算して受信して外部磁界の変化を検出
することを特徴とする検波器である。
【0006】また、複屈折材料を設け、常光と異常光に
分離して進行方向が同一で偏波面が互いに90度異なる
2つの直線偏光を得ることを特徴とする検波器である。
【0007】また、位相変調手段はとして、常光と異常
光の各々の光路に屈折率の異なる物質あるいは常光と異
常光が入射できる大きさで、光軸に垂直な方向に屈折率
分布を持った材料を設け、光学的光路差をつけることに
より位相差をつけることを特徴とする検波器である。
【0008】また、屈折率の異なる物質の一方あるいは
両方に、圧電効果あるいは電気光学効果を有する材料を
使用して、外部から光学的光路差を調節すること特徴と
する検波器である。
【0009】また、複屈折材料に圧電効果あるいは電気
光学効果を有する材料を使用して外部から常光と異常光
の分離距離を調整し、光学的光路差を調節することを特
徴とする検波器である。
【0010】
【作用】上記のような検波器を使用すると、電波信号を
直接光信号に変換することができる。また、光を使用し
ているため通常の機械的なアンテナでは受信できないマ
イクロ波よりも短波長である電磁波を受信することがで
きる。更に、常光と異常光の各光路間で光学的に光路差
ができる物体に圧電効果あるいは電気光学効果を有する
材料を用いると機械的あるいは電気的作用を加えること
により容易に受信周波数を変化させることができるため
、受信周波数により検波器の形状および大きさを変える
必要がなく、小型化も可能である。
【0011】
【実施例】以下、具体例について詳細に述べる。図1は
本検波器の第一実施例を示す。複屈折材料(ルチル等)
4−ファラデー素子5−検光子6(設定角45度)の後
に常光2と異常光3の各光路での屈折率が各々n1,n
2である光学物体12,13(厚み:d)と受光器8を
設ける。無偏光入射光1は、複屈折材料4で常光2(振
動方向10)と異常光3(振動方向11)のお互いに偏
光面が直交した2つの直線偏光に分離する。ファラデー
素子5において常光2と異常光3は共に外部磁場14の
強度に応じて同方向に偏波面が回転する。この外部磁場
14の強度に応じて回転させられた常光2と異常光3は
、これらの光が回転する前の偏波面と45度に設置され
た検光子6を通過することにより、常光2は回転に応じ
て光量が減少する傾向に検出され、異常光3は回転に応
じて光量が増加する傾向に検出される。また、回転する
方向が反対の場合には、常光2は回転に応じて光量が増
加する傾向に検出され、異常光3は回転に応じて光量が
減少する傾向に検出される。言い換えれば、常光2の強
度変化と異常光3の強度変化が、偏波面の回転角の変化
に対して相反する振舞いをする。そして、常光2が屈折
率n1の光学物体12、異常光3が屈折率n2の光学物
体13を通過し、常光2と異常光3の間で光学的位相差
θが発生し、各光の強度変化は図3左図のようになりそ
れらを強度加算すると図3右図となる。ただし、ωは、
外部磁場14の角速度でω=2π*f(f:周波数)の
関係がある。図3より、光学的位相差θがθ/2=N*
π(N:奇数)、すなわち(1/n2−1/n1)*d
/λ=N*πの関係を満足するとき、強度振幅すなわち
受信感度が最大となりNが偶数の時強度振幅が0すなわ
ち外部磁場14は全く受信されない。第一実施例の外部
磁場14の波長と受信強度(強度振幅)の関係を図4(
a)に示す。図4(a)からもわかるように光学物体1
2、13の厚みdと各屈折率の違いのよって受信波長を
選択することができる。ここで、光学物体12、13に
圧電効果あるいは電気光学効果等屈折率操作可能な効果
を有する材料を使用すると形状を変えることなく外部操
作で各々の屈折率を変化させることができ、容易に受信
波長選択ができる。
【0012】ところで、光学物体12、13通過後の常
光2と異常光3の加算方法については、常光2と異常光
3の分離幅が数十μm程度なので、図1の第1実施例の
ように即受光器8に入射させても差し支えなく光学的に
強度加算される。また、光学物体12、13と受光器8
の間にレンズを用いて常光2と異常光3を集光させたり
、あるいは復屈折材料を用いて常光2と異常光3を合成
させた後、受光器8に入射させる方法もある。
【0013】また、受光器8の代わりに光ファイバー等
を設け、常光2と異常光3をレンズ等を用いて光ファイ
バーに結合すれば光信号の形で利用することができる。
【0014】更に、感度を上げたり、微弱電磁波を受信
する必要がある場合には、補助装置として本検波器の光
軸方向に高透磁率特性を有する軟磁性体であるフェライ
ト等を配置しファラデー素子5での磁場を強めればよい
【0015】なお、図1では各光学部品は間隔をおいて
配置してあるが、各々の光学部品を接着剤等を用いて間
隔をなくし一体化することもできる。
【0016】次に、図2に本検波器の第2実施例を示す
。複屈折材料(ルチル等)4−ファラデー素子5−検光
子6(設定角45度)の後に軸対照な屈折率分布をもっ
た光学材料7を設け、常光2と異常光3の各光路での屈
折率が各々n1’,n2’と異なるようにし、受光器8
で受光する。無偏光入射光1は、複屈折材料4で常光2
(振動方向10)と異常光3(振動方向11)のお互い
に偏光面が直交した2つの直線偏光に分離する。ファラ
デー素子5において常光2と異常光3は共に外部磁界1
4の強度に応じて同方向に偏波面が回転し、検光子6に
おいて常光2と異常光3は各々の強度変化が各々の偏波
面の回転角の変化に対して相反する強度変化となる。そ
して、常光2と異常光3が屈折率分布をもった光学物体
7を各々通過後常光2と異常光3の間で光学的位相差θ
が発生し、各光の強度変化は図3左図のようになりそれ
らを強度加算すると図3右図となる。ただし、ωは、外
部磁場の角速度でω=2π*f(f:周波数)の関係が
ある。図3より、光学的位相差θがθ/2=N*π(N
:奇数)、すなわち(1/n2’−1/n1’)*d/
λ=N*πの関係を満足するとき強度振幅すなわち受信
感度が最大となりNが偶数の時強度振幅が0すなわち外
部磁場14は全く受信されない。第2実施例の外部磁場
14の波長と受信強度(強度振幅)の関係を図4(b)
に示す。図4(b)からもわかるように光学物体7の厚
みdと屈折率分布の様子によって受信波長を選択するこ
とができる。ここで、複屈折材料4に圧電効果あるいは
電気光学効果等屈折率操作可能な効果を有する材料を使
用することにより常光2と異常光3の分離幅を簡単な外
部操作で変化させることができ、光学物体7は軸対照屈
折率分布を有してるため分離幅に応じて常光2と異常光
3が各々感じる屈折率n1’とn2’を自由に変えるこ
とができる。また、軸対照屈折率分布を有する光学物体
7としてセルフォックレンズを使用すると集光効果と光
学位相差発生効果が同時に起こるため、コア径の小さな
光ファイバーでも結合が容易になる。
【0017】
【発明の効果】以上のように、本発明は電波を直接光で
受信するため、電波信号を一度電気信号に変換すること
なく光信号に変換できるという効果を有するものである
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例における検波器の概要図

図2】本発明の第二実施例における検波器の概要図
【図
3】常光成分と異常光成分の光学的加算の説明図
【図4
】第一実施例と第二実施例の受信条件の説明図
【図5】
従来の検波器の一例であるダイポール・アンテナの概要
【符号の説明】
1  無偏波入射光 2  常光 3  異常光 4  複屈折材料 5  ファラデー素子 6  検光子(設定角45度) 7  光学物体 8  受光器 9  空気 10  常光振動方向 11  異常光振動方向 12  光学物体 13  光学物体 14  外部磁場 15  電圧感知器 16  分離導体棒 17  偏向方向

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】進行方向が同一で偏波面が互いに90度異
    なる2つの直線偏光を入射光とし、外部の磁界の強度に
    比例した角度で偏波面を回転させて出力するファラデー
    素子と、前記ファラデー素子により回転した前記2つの
    直線偏光の回転角を検出する回転角検出手段とからなり
    、前記回転角検出手段は検光子と、前記2つの直線偏光
    に位相差をつける位相変調手段と、光の強度を検出する
    受光素子とからなり、前記検光子は前記入射光のいずれ
    かの直線偏光に対して、設定角が45度になるように配
    置し、前記検光子を通過した後の前記2つの直線偏光が
    外部の磁界強度の変化に対して、各々の光量が相反する
    強度変化をするようにし、前記位相変調手段が前記2つ
    の直線偏光の位相をずらし、前記受光素子は各直線偏光
    の光量の絶対値を加算して受信して外部磁界の変化を検
    出することを特徴とする検波器。
  2. 【請求項2】複屈折材料を設け、常光と異常光に分離し
    て進行方向が同一で偏波面が互いに90度異なる2つの
    直線偏光を得ることを特徴とする請求項1記載の検波器
  3. 【請求項3】位相変調手段は、常光と異常光の各々の光
    路に屈折率の異なる物質を設け、光学的光路差をつける
    ことにより位相差をつけることを特徴とする請求項2記
    載の検波器。
  4. 【請求項4】屈折率の異なる物質の一方あるいは両方に
    、圧電効果あるいは電気光学効果を有する材料を使用し
    て、外部から光学的光路差を調節すること特徴とする請
    求項3記載の検波器。
  5. 【請求項5】位相変調手段は、常光と異常光が入射でき
    る大きさで、光軸に垂直な方向に屈折率分布を持った材
    料を設け、光学的光路差をつけることを特徴とする請求
    項2記載の検波器。
  6. 【請求項6】複屈折材料に圧電効果あるいは電気光学効
    果を有する材料を使用して外部から常光と異常光の分離
    距離を調整し、光学的光路差を調節する事を特徴とする
    請求項5記載の検波器。
JP11141091A 1991-05-16 1991-05-16 検波器 Pending JPH04339273A (ja)

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