JPH0619384B2 - 光フアイバ式電圧，電界測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光フアイバ式電圧、電界測定装置に関し、
さらに詳しくいうと、光源と光受信機が光フアイバを介
して偏光子、ポツケルス素子、1/4波長板および検光子
等からなるセンサ部に接続されている光フアイバ式電
圧，電界測定装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は、例えば情報調査会発行、光フアイバセンサ
「基礎と応用」（昭和６０年１月）９９〜１１０頁に示
された光フアイバ式電圧，電界測定装置であり、光源
(1)が第１の光フアイバ（2a）を介して第１のマイクロ
レンズ（3a）に接続され、順次に偏光子(4)、ポツケル
ス素子(5)、1/4波長板(6)、検光子(7)から、第２のマイ
クロレンズ（3b）、第２の光フアイバ（2b）を経て光受
信機(9)に至つている。また、偏光子(4)と検光子(7)の
偏光面は互いに平行になるように配置されている。

以上の構成により、光源(1)からの出射光は第１の光フ
アイバ（2a）によつて導かれ、第１のマイクロレンズ
（3a）で平行光にされて偏光子(4)に入射される。偏光
子(4)を透過した光は直線偏光波となり、ポツケルス素
子(5)に入る。これをポツケルス素子(5)の２つの主軸に
対して４５゜となるように設定しておくと、印加電圧の
複屈折効果によつてポツケルス素子(5)の出射光は楕円
偏光波に変換される。この楕円偏光波は光学的バイアス
用の1/4波長板(6)を介して検光子(7)で光強度に変換さ
れる。この場合の偏光子(4)と検光子(7)の偏光面は平行
配置である。検光子(7)の反射光を利用し、第２のマイ
クロレンズ（3b）、第２の光フアイバ（2b）を介して光
受信機(9)に導かれ、信号処理される。すなわち、光強
度を電気的に測定することにより印加電圧がわかる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のような従来の光フアイバ式電圧，電界測定装置で
は、偏光子と検光子の偏光面が互いに平行となるように
配置されていることから、センサ部の温度変化に対し出
力値が大きく変化するという問題点があつた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、センサ部の温度変化があつても出力値の変化
を極小になしうる等の光フアイバ式電圧，電界測定装置
を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る光フアイバ式電圧，電界測定装置は、偏
光子と検光子の偏光面が直交となるように配置されてい
るとともに、反射ミラーの同一側面に検光子、ダミーガ
ラスがそれぞれ接着されている。

〔作 用〕

この発明においては、偏光子と検光子を直交とすること
により、ポツケルス素子および1/4波長板の温度依存性
がキヤンセルされ、結果として測定装置の温度特性が改
善される。また、装置全体がブロック化される。

〔実施例〕

第１図において、検光子(7)と第２のマイクロレンズ（3
b）との間に反射ミラー(8)が配置されている。偏光子
(4)と検光子(7)の偏光面は互いに直交している。

その他、第４図におけると同一符号は同一部分を示して
いる。

次に動作について説明する。LEDのような光源(1)から出
た光は、第１の光フアイバ（2a）によつて導かれ、第１
のマイクロレンズ（3a）で平行光にされ偏光子(4)に入
る。偏光子(4)を通過した光は直線偏光波となりポツケ
ルス素子(5)に入る。これをポツケルス素子(5)の２つの
主軸に対して４５゜となるように設定しておくと、印加
電圧による複屈折効果によつてポツケルス素子(5)から
の出射光は楕円偏光波に変換される。この楕円偏光波は
光学的バイアス用の1/4波長板(6)を介して検光子(7)で
光強度変換される。このとき検光子(7)は偏光子(4)に対
し偏光面が直交となるように配置されている。検光子
(7)を透過した光は反射ミラー(8）で反射され、第２の
マイクロレンズ（3b）、第２の光フアイバ（2b)を経て
光受信機(9)に導かれ、信号処理される。

ここで偏光子(4)と検光子(7)の偏光面を平行および直交
配置した場合の温度特性について説明する。偏光面の平
行,直交における温度特性は、実験によつて得られたも
のである。第５図は従来の偏光面を平行にした場合、第
２図は直交の場合である。縦軸は、初期２０℃を基準と
し各温度における出力の変化率を示し、横軸は測定温度
を示す。また、この場合の印加電圧は一定電圧である。

このように、偏光面を直交とすれば、温度特性は、第２
図のように、大きく改善される。これは次のような理由
による。

ポツケル素子(5)は負の傾きの温度依存性があり、1/4波
長板(6)も負の傾きの温度依存性がある。ところが1/4波
長板(6)は偏光子(4)と検光子(7)の組合せによつて温度
依存性の傾きが逆転する。つまり、偏光面が互いに平行
の場合は負の傾きとなり、直交の場合は正の傾きとな
る。したがつて、偏光面を互いに直交にすればポツケル
ス素子(5)と1/4波長板(6)の温度依存性が相殺され、出
力の変化率が小さくなる。ただし、ポツケルス素子(5)
と1/4波長板(6)の傾きの絶対値が同じでないため、温度
変化による出力値の変化率を０とはできない。

第３図はこの発明の一実施例を示し、第１のマイクロレ
ンズ（3a）に続いて、偏光子(4)、ポツケルス素子(5)、
1/4波長板(6)および検光子(7)が直列配置され、検光子
(7)に当接して配置された反射ミラー(8)と第２のマイク
ロレンズ（3b）の間にはダミーガラス（１０）が配置さ
れている。反射ミラー(８)の側面には、偏光子(４)、ポ
ツケルス素子(５)および1/4波長板(６)と一体の検光子
(７)が接着されている。また、ダミーガラス(10)が反射
ミラー(８)の側面とともに偏光子(４)、ポツケルス素子
(５)、１／４波長板(６)および検光子(７)にも接着され
ている。偏光子(４)と検光子(7)の偏光面は互いに直交
している。

その他、第１図におけると同一符号は同一部分である。

以上の構成により、第１図に示したものと同一の動作、
効果を得るとともに、偏光子(４)、ポツケルス素子
(５)、１／４波長板(６)、検光子(７)、反射ミラー(８)
およびダミーガラス(10)はブロック化され、装置全体の
機械的強度が向上する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、偏光子と検光子の偏
光面が直交となるように配置したことにより、センサ部
の温度特性が改善され、広範囲の温度においても高精度
の測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は概略平面図、第２図は第１図のものの温度特性
線図、第３図はこの発明の一実施例を示す概略平面図、
第４図な従来の光フアイバ式電圧，電界測定装置の概略
平面図、第５図は第４図のものの温度特性線図である。 (1)……光源、（2a），（2b）……第１，第２の光フア
イバ、（3a），（3b）……第１，第２のマイクロレン
ズ、(4)……偏光子、(5)……ポツケルス素子、(6)……1
/4波長板、(7)……検光子、(8)……反射ミラー、(9)…
…光受信機、（10）……ダミーガラス。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の光ファイバおよび第１のマイクロレ
   ンズを介しての光源からの入射光に対して順次に配置さ
   れた、偏光子と、ポッケルス素子と、１／４波長板と、
   偏光面が前記偏光子の偏光面に対し直交する検光子と、
   この検光子からの透過光を反射させて第２のマイクロレ
   ンズおよび第２の光ファイバを経て光受信機に導くため
   の反射ミラーと、前記反射ミラーと前記第２のマイクロ
   レンズとの間に配置されたダミーガラスとを備え、前記
   反射ミラーの側面には、前記偏光子、前記ポッケルス素
   子および前記１／４波長板と一体の検光子が接着されて
   おり、かつ前記ダミーガラスが前記反射ミラーの前記側
   面とともに前記偏光子、前記ポツケルス素子、前記１／
   ４波長板および前記検光子にも接着されている光ファイ
   バ式電圧，電界測定装置。