JPH05834Y2 - - Google Patents
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- JPH05834Y2 JPH05834Y2 JP17935084U JP17935084U JPH05834Y2 JP H05834 Y2 JPH05834 Y2 JP H05834Y2 JP 17935084 U JP17935084 U JP 17935084U JP 17935084 U JP17935084 U JP 17935084U JP H05834 Y2 JPH05834 Y2 JP H05834Y2
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Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔考案の技術分野〕
本考案はMoBi薄膜等の磁性薄膜材料の物理光
学的特性を利用して温度を測定する光利用温度計
に関する。
学的特性を利用して温度を測定する光利用温度計
に関する。
MoBi等の強磁性薄膜やGdCp等のフエリ磁性薄
膜は垂直磁化特性を有する磁気光学的偏波面変化
素子として一般に知られている。この素子は磁化
方向が膜面と垂直で互いに逆向きの２つの異なつ
た磁化部分を有し、いわゆる磁区構造をとつてい
る。そして、この磁区は迷路状に交互に入り組ん
だ縞状磁区となる。その模様を通常メーズパター
ン（Maze Pattern）と称している。この膜に面
と垂直に磁界をかけると、磁界と反対方向の自発
磁化を有する磁区は狭くなり、さらに磁界を強く
すると消失する。しかし、これらの磁化部分は温
度が上がり、結晶格子の熱振動によつて分布状態
が乱され、それぞれの原子の磁気が減少するが、
ある温度で両者の大きさが等しくなつて全体とし
ての磁化がなくなる。この温度をキユリー温度と
いう。またフエリ磁性体においてはキユリー点に
至る途中に自発磁化が逆転することもあり、この
温度を補償温度と呼んでいる。また、これら磁化
部分に直線偏光を照射すると、磁気光学効果（透
過光の場合はフアラデー効果、反射光の場合は磁
気カー効果）を受け、偏波面が各磁化部分の磁化
の方向に依存して回転するということが知られて
いる。
膜は垂直磁化特性を有する磁気光学的偏波面変化
素子として一般に知られている。この素子は磁化
方向が膜面と垂直で互いに逆向きの２つの異なつ
た磁化部分を有し、いわゆる磁区構造をとつてい
る。そして、この磁区は迷路状に交互に入り組ん
だ縞状磁区となる。その模様を通常メーズパター
ン（Maze Pattern）と称している。この膜に面
と垂直に磁界をかけると、磁界と反対方向の自発
磁化を有する磁区は狭くなり、さらに磁界を強く
すると消失する。しかし、これらの磁化部分は温
度が上がり、結晶格子の熱振動によつて分布状態
が乱され、それぞれの原子の磁気が減少するが、
ある温度で両者の大きさが等しくなつて全体とし
ての磁化がなくなる。この温度をキユリー温度と
いう。またフエリ磁性体においてはキユリー点に
至る途中に自発磁化が逆転することもあり、この
温度を補償温度と呼んでいる。また、これら磁化
部分に直線偏光を照射すると、磁気光学効果（透
過光の場合はフアラデー効果、反射光の場合は磁
気カー効果）を受け、偏波面が各磁化部分の磁化
の方向に依存して回転するということが知られて
いる。
そこで本考案は上述したような磁性薄膜材料の
物理光学的特性に着目してなされたもので、感温
偏波面変化素子の各磁化部分に依存してその偏波
面が回転した２つの偏光をそれぞれ検出すること
により、温度測定を可能にした光利用温度計を提
供するものである。
物理光学的特性に着目してなされたもので、感温
偏波面変化素子の各磁化部分に依存してその偏波
面が回転した２つの偏光をそれぞれ検出すること
により、温度測定を可能にした光利用温度計を提
供するものである。
以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図は本考案に係る光利用温度計の一実施例
を示す構成図、第２図は感温偏波面変化素子の斜
視図である。これらの図において、１は光源で、
この光源１の光路上には偏光子２、ハーフミラー
３および偏波面保存フアイバ４が配設されてい
る。前記光源１からの光５は電磁波であるが、そ
の電磁界ベクトルは光５の進行方向に垂直な面で
通常あらゆる方向に振動している。そして、この
光５は前記偏光子２を透過することにより直線偏
光となり、前記ハーフミラー３を透過した後前記
偏波面保存フアイバ４の一端面より内部に導かれ
る。
を示す構成図、第２図は感温偏波面変化素子の斜
視図である。これらの図において、１は光源で、
この光源１の光路上には偏光子２、ハーフミラー
３および偏波面保存フアイバ４が配設されてい
る。前記光源１からの光５は電磁波であるが、そ
の電磁界ベクトルは光５の進行方向に垂直な面で
通常あらゆる方向に振動している。そして、この
光５は前記偏光子２を透過することにより直線偏
光となり、前記ハーフミラー３を透過した後前記
偏波面保存フアイバ４の一端面より内部に導かれ
る。
前記偏波面保存フアイバ４の他端面、すなわち
出射側端面には温度検出素子としての感度偏波面
変化素子６が配設され、またこの出射側端部外周
面には円筒状の磁石７が配設され、その磁束方向
が前記素子６の膜面と直交している。前記感温偏
波面変化素子６としては基板８（第３図参照）上
に形成されたGdCp非晶質磁性薄膜からなり、そ
の組織は磁化方向が膜面に対して互いに逆方向の
部分、すなわち矢印Ａ方向の磁化部分９Ａと、矢
印Ｂ方向の磁化部分９Ｂとで構成され、これら両
部分９Ａ，９Ｂによつてメーズパターンを形成し
ている。したがつて、偏波面保存フアイバ４内に
導かれた直線偏光５が該フアイバ４中を直進して
感温偏波面変化素子６を照射すると、その表面で
反射するが、その際に磁気カー効果により偏波面
が回転する。すなわち、例えば、第３図下向きの
磁化方向を有する磁化部分９Ａにおいて偏波面が
第４図に示すように入射光振動軸ａに対して−θK
度回転したとすると、上向きの磁化方向を有する
磁化部分９Ｂでは入射光振動軸ａに対して＋θK度
だけ逆回転して、それぞれ右回りと左回りの楕円
偏光１０Ａ，１０Ｂとなる。この時の偏光面の回
転角は20分程度である。これらの楕円偏光１０
Ａ，１０Ｂは前記各磁化部分９Ａ，９Ｂの分布割
合によつて変化し、しかもこの分布割合は温度に
よつて変化するため、各楕円偏光１０Ａ，１０Ｂ
の主軸成分の強度を検出することにより温度測定
を可能にする。
出射側端面には温度検出素子としての感度偏波面
変化素子６が配設され、またこの出射側端部外周
面には円筒状の磁石７が配設され、その磁束方向
が前記素子６の膜面と直交している。前記感温偏
波面変化素子６としては基板８（第３図参照）上
に形成されたGdCp非晶質磁性薄膜からなり、そ
の組織は磁化方向が膜面に対して互いに逆方向の
部分、すなわち矢印Ａ方向の磁化部分９Ａと、矢
印Ｂ方向の磁化部分９Ｂとで構成され、これら両
部分９Ａ，９Ｂによつてメーズパターンを形成し
ている。したがつて、偏波面保存フアイバ４内に
導かれた直線偏光５が該フアイバ４中を直進して
感温偏波面変化素子６を照射すると、その表面で
反射するが、その際に磁気カー効果により偏波面
が回転する。すなわち、例えば、第３図下向きの
磁化方向を有する磁化部分９Ａにおいて偏波面が
第４図に示すように入射光振動軸ａに対して−θK
度回転したとすると、上向きの磁化方向を有する
磁化部分９Ｂでは入射光振動軸ａに対して＋θK度
だけ逆回転して、それぞれ右回りと左回りの楕円
偏光１０Ａ，１０Ｂとなる。この時の偏光面の回
転角は20分程度である。これらの楕円偏光１０
Ａ，１０Ｂは前記各磁化部分９Ａ，９Ｂの分布割
合によつて変化し、しかもこの分布割合は温度に
よつて変化するため、各楕円偏光１０Ａ，１０Ｂ
の主軸成分の強度を検出することにより温度測定
を可能にする。
楕円偏光の測定に際しては、前記感温偏波面変
化素子６の表面で反射し、偏波面保存フアイバ４
内に戻つてくる楕円偏光１０を第１図に示すよう
に前記ハーフミラー３で偏光ビームスプリツタ１
１に導いて２分割し、これらの分割された２つの
光１２Ａ，１２Ｂをそれぞれ偏光子１３，１４を
介して光電変換素子等からなる検出器１５，１６
にそれぞれ導き、該検出器１５，１６で検出すれ
ばよい。この場合、一方の偏光子１３の軸１７
（第４図参照）を前記−θKに直交させておくと、
下向きの磁化に対応する右回り楕円偏光１０Ａは
前記偏光子１３を通過せず、上向きの磁化に対応
する左回り楕円偏光１０Ｂのsin2θKが通過して検
出器１５により検出される。これに対して、他方
の偏光子１４の軸１８を前記θKに直交させておく
と、上記とは逆に上向きの磁化に対応する右回り
楕円偏光１０Ｂが前記偏光子１４を通過せず、下
向きの磁化に対応する右回り楕円偏光１０Ａの
sin2θKが通過し検出器１６により検出される。
化素子６の表面で反射し、偏波面保存フアイバ４
内に戻つてくる楕円偏光１０を第１図に示すよう
に前記ハーフミラー３で偏光ビームスプリツタ１
１に導いて２分割し、これらの分割された２つの
光１２Ａ，１２Ｂをそれぞれ偏光子１３，１４を
介して光電変換素子等からなる検出器１５，１６
にそれぞれ導き、該検出器１５，１６で検出すれ
ばよい。この場合、一方の偏光子１３の軸１７
（第４図参照）を前記−θKに直交させておくと、
下向きの磁化に対応する右回り楕円偏光１０Ａは
前記偏光子１３を通過せず、上向きの磁化に対応
する左回り楕円偏光１０Ｂのsin2θKが通過して検
出器１５により検出される。これに対して、他方
の偏光子１４の軸１８を前記θKに直交させておく
と、上記とは逆に上向きの磁化に対応する右回り
楕円偏光１０Ｂが前記偏光子１４を通過せず、下
向きの磁化に対応する右回り楕円偏光１０Ａの
sin2θKが通過し検出器１６により検出される。
第５図は前記感温偏波面変化素子６としての
GdCp非晶質磁性薄膜の磁化と温度特性を示すグ
ラフで、McpとMGdはそれぞれコバルト（Co）と
ガドリニウム（Gd）の磁化の成分、MTptalは全体
の磁化を示す。前記検出器１５，１６で検出した
検出信号はMcp，Mcdの凾数であるため、これら
両信号よりMTptalを求めると、第５図から温度を
測定することができる。また、磁石７による外部
磁場（1H）の強さを変えると、Mcp，MGdの曲線
が変化し、これに伴つてMTptalの曲線も変化して
補償温度（T1）が左右にずれるため、測定範囲
を変更することができる。また、磁性薄膜材料の
キユリー温度または磁気モーメントの反転温度が
あらかじめ分つていると、温度を検出できる。さ
らに、上記構成からなる温度計によれば１本の偏
波面保存フアイバ４を用いるだけで、リフアレン
ス用のフアイバを必要とせず、そのため構造が簡
素で、かつ極細のフアイバ４を狭い雰囲気中に挿
入することができる。
GdCp非晶質磁性薄膜の磁化と温度特性を示すグ
ラフで、McpとMGdはそれぞれコバルト（Co）と
ガドリニウム（Gd）の磁化の成分、MTptalは全体
の磁化を示す。前記検出器１５，１６で検出した
検出信号はMcp，Mcdの凾数であるため、これら
両信号よりMTptalを求めると、第５図から温度を
測定することができる。また、磁石７による外部
磁場（1H）の強さを変えると、Mcp，MGdの曲線
が変化し、これに伴つてMTptalの曲線も変化して
補償温度（T1）が左右にずれるため、測定範囲
を変更することができる。また、磁性薄膜材料の
キユリー温度または磁気モーメントの反転温度が
あらかじめ分つていると、温度を検出できる。さ
らに、上記構成からなる温度計によれば１本の偏
波面保存フアイバ４を用いるだけで、リフアレン
ス用のフアイバを必要とせず、そのため構造が簡
素で、かつ極細のフアイバ４を狭い雰囲気中に挿
入することができる。
以上説明したように本考案に係る光利用温度計
は、感温偏波面変化素子による磁気光学効果を利
用して温度を測定すべく偏波面保存フアイバで直
線偏光を前記素子に導いて該素子を照射し、その
際前記素子の磁化方向が異なる２つの磁化部分に
依存して回転した２つの偏波面の主軸成分を検出
するように構成したので、リフアレンス用の光路
系を必要とせず、構造簡易にして安価で、狭い雰
囲気中にプローブとして配置することが可能であ
る。
は、感温偏波面変化素子による磁気光学効果を利
用して温度を測定すべく偏波面保存フアイバで直
線偏光を前記素子に導いて該素子を照射し、その
際前記素子の磁化方向が異なる２つの磁化部分に
依存して回転した２つの偏波面の主軸成分を検出
するように構成したので、リフアレンス用の光路
系を必要とせず、構造簡易にして安価で、狭い雰
囲気中にプローブとして配置することが可能であ
る。
第１図は本考案に係る光利用温度計の一実施例
を示す構成図、第２図は感温偏波面変化素子の斜
視図、第３図および第４図は磁気カー効果を示す
図、第５図はGdCp非晶質磁性薄膜の磁化と温度
特性を示すグラフである。 １……光源、２……偏光子、３……ハーフミラ
ー、４……偏波保存フアイバ、６……感温偏波面
変化素子、７……磁石、９Ａ，９Ｂ……磁化部
分、１１……ビームスプリツタ、１３，１４……
偏光子、１５，１６……検出器。
を示す構成図、第２図は感温偏波面変化素子の斜
視図、第３図および第４図は磁気カー効果を示す
図、第５図はGdCp非晶質磁性薄膜の磁化と温度
特性を示すグラフである。 １……光源、２……偏光子、３……ハーフミラ
ー、４……偏波保存フアイバ、６……感温偏波面
変化素子、７……磁石、９Ａ，９Ｂ……磁化部
分、１１……ビームスプリツタ、１３，１４……
偏光子、１５，１６……検出器。
Claims (1)
- 偏波面保存フアイバの一端に、磁化方向が膜面
と直角で互いに逆方向をなし温度変化により分布
割合が変化する２つの磁化部分を形成する感温偏
波面変化素子と、磁束方向が前記感温偏波面変化
素子の膜面と直交する方向の磁界を前記感温偏波
面変化素子に加える磁石とを配設し、前記偏波面
保存フアイバの他端側から直線偏光を該フアイバ
内に導いて前記感温偏波面変化素子の各磁化部分
で反射させることによりその偏波面を各磁化部分
の磁化方向に依存して異なつた方向に回転させ、
これら偏波面の異なる偏光をそれぞれ検出器で検
出するようにしたことを特徴とする光利用温度
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17935084U JPH05834Y2 (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17935084U JPH05834Y2 (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6194736U JPS6194736U (ja) | 1986-06-18 |
| JPH05834Y2 true JPH05834Y2 (ja) | 1993-01-11 |
Family
ID=30736909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17935084U Expired - Lifetime JPH05834Y2 (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05834Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0734354Y2 (ja) * | 1989-12-28 | 1995-08-02 | カシオ計算機株式会社 | 温度センサ |
-
1984
- 1984-11-28 JP JP17935084U patent/JPH05834Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6194736U (ja) | 1986-06-18 |
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