JPH06341860A - 光磁気変調方式並びにその方式を用いた変位検出装置および光スイッチ - Google Patents

光磁気変調方式並びにその方式を用いた変位検出装置および光スイッチ

Info

Publication number
JPH06341860A
JPH06341860A JP5133081A JP13308193A JPH06341860A JP H06341860 A JPH06341860 A JP H06341860A JP 5133081 A JP5133081 A JP 5133081A JP 13308193 A JP13308193 A JP 13308193A JP H06341860 A JPH06341860 A JP H06341860A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magneto
light
optical effect
effect element
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5133081A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2648437B2 (ja
Inventor
Masayuki Togawa
雅之 外川
Kiyoshi Toyama
潔 外山
Minoru Takeda
稔 武田
Morio Kobayashi
盛男 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nabtesco Corp
Original Assignee
Teijin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teijin Seiki Co Ltd filed Critical Teijin Seiki Co Ltd
Priority to JP5133081A priority Critical patent/JP2648437B2/ja
Priority to EP94303831A priority patent/EP0627613B1/en
Priority to DE69413308T priority patent/DE69413308T2/de
Priority to US08/250,504 priority patent/US5434934A/en
Publication of JPH06341860A publication Critical patent/JPH06341860A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2648437B2 publication Critical patent/JP2648437B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/344—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using polarisation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、光の進行方向と磁界の方向とが直
交する場合でも磁気光学効果素子により光を変調するこ
とのできる光磁気変調方式を実現することを目的とし、
その方式を用いることで光通路の配置の自由度を増し、
より小型化した耐環境性の優れた変位検出装置および光
スイッチを提供することを目的とする。 【構成】 直線偏光を生成するとともに、該光の進行経
路に磁気光学効果素子14を配し、該磁気光学効果素子14
により前記直線偏光の偏光面の回転角を変化させて磁界
変化の検出又は光の変調を行う光磁気変調方式であっ
て、前記磁気光学効果素子14として前記光の進行方向と
略平行な方向に自発磁化を持ち該自発磁化により前記偏
光面を回転させる強磁性体を使用し、該強磁性体に前記
光の進行方向と略直交する方向に内部磁化を配向させる
よう磁界Ｈa を印加して、前記直線偏光の偏光面の回転
角が最小となるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気光学効果素子によ
り直線偏光の偏光面の回転角を変化させて磁界の検出又
は光の変調を行う光磁気変調方式、並びに、その方式を
用いた変位検出装置および光スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、直線変位や回転変位を計測するた
めにスケール類やエンコーダ等の各種の変位検出装置が
使用されており、高い信頼性が要求されるものにあって
は光信号を用いるものが多用される傾向にある。しか
し、光信号が空間を伝搬される一般的な構成のもので
は、使用環境条件が過酷な場合に結露や空間中の塵埃に
よって光信号が減衰し易く、信頼性要求に十分応えられ
なかった。
【０００３】そこで本出願人は、例えば特開平１−２２
４６２３号公報に記載されるような変位検出装置を先に
提案した。この装置は、ファラデー効果素子（磁気光学
効果素子の一種）に対向するように磁石を埋め込んだ磁
石列からなる磁気スケールを配置し、磁気スケールから
ファラデ素子に印加される磁界によってその素子を通過
する光の偏波面（直線偏光の偏光面）を回転させること
で光スイッチを構成するようにしたもので、その光スイ
ッチにより断続される光の信号を検出するようになって
いる。したがって、この装置では、結露や空間中の塵埃
による光信号の減衰および光量変化という問題を解消で
き、きわめて耐環境性に優れたものとなっているから、
過酷な使用環境にあっても高度な信頼性を確保すること
ができる。さらに、この装置では、ファラデー効果素子
の磁気スケール側の面に光の反射面を設けることで、光
源側からのファラデー効果素子までの光の通路とファラ
デー効果素子から受光素子までの光の通路を同方向に配
置し、小型化を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな変位検出装置にあっても、磁気光学効果素子に光の
進行方向と同一方向の磁界を印加して直線偏光の偏光面
を回転させる光−磁気変調方式を採っていたため、磁気
光学効果素子を透過する光の進行方向が前記磁気スケー
ルに対して直交する方向（スケールの磁石列とファラデ
ー効果素子が対向する方向）に限定されてしまい、検出
ヘッド部の近傍において光の通路を形成するファイバや
光導波路をスケールと平行に配置するのが困難であると
いう未解決の課題があった。
【０００５】そこで、本発明は、光の進行方向と磁界の
方向とが直交する場合であっても磁気光学効果素子によ
り光を変調することのできる光磁気変調方式を実現する
ことを目的とし、その方式を用いることで光通路の配置
の自由度を増し、より小型化した耐環境性の優れた変位
検出装置および光スイッチを提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明は、直線偏光を生成するとともに、該
光の進行経路に磁気光学効果素子を配し、該磁気光学効
果素子により前記直線偏光の偏光面の回転角を変化させ
て磁界変化の検出又は光の変調を行う光磁気変調方式で
あって、前記磁気光学効果素子として前記光の進行方向
と略平行な方向に自発磁化を持ち該自発磁化により前記
磁気光学効果素子内部では磁気的に飽和しており前記偏
光面を回転させる強磁性体を使用し、該強磁性体に前記
光の進行方向と略直交する方向に内部磁化を配向させる
よう磁界を作用させ、前記直線偏光の偏光面の回転角が
最小となるようにしたことを特徴とするものであり、請
求項２記載の発明は、直線偏光を生成するとともに、該
光の進行経路に磁気光学効果素子を配し、該磁気光学効
果素子により前記直線偏光の偏光面の回転角を変化させ
て磁界変化の検出又は光の変調を行う光磁気変調方式で
あって、前記磁気光学効果素子として前記直線偏光の偏
光面の回転角が最小となるよう前記光の進行方向と略直
交する方向に自発磁化を持つ強磁性体を使用し、該強磁
性体に前記光の進行方向と略平行な方向に内部磁化を配
向させるよう磁界を印加して、前記偏光面を回転させる
ことを特徴とするものである。
【０００７】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は２記載の光磁気変調方式を用いた変位検出装置であっ
て、直線偏光を生成する直線偏光生成手段と、前記強磁
性体からなる磁気光学効果素子に対し相対変位可能に設
けられ磁気光学効果素子に前記内部磁化を配向させるよ
う所定の磁界を印加する磁界生成手段と、前記磁気光学
効果素子を透過した光の偏光方向の差から前記所定の磁
界の変化を検出する検出手段と、前記磁気光学効果素子
より直線偏光生成手段側に光の通路を形成する第１の光
導波手段と、前記磁気光学効果素子より検出手段側に光
の通路を形成する第２の光導波手段と、を備え、前記検
出手段の検出信号を前記磁界印加手段と前記磁気光学効
果素子との相対変位に対応する検出信号としたことを特
徴とするものであり、請求項４記載の発明は、前記磁気
光学効果素子に対し前記第１および第２の光導波手段と
は反対の側に反射手段を設けたことを特徴とするもので
あり、請求項５記載の発明は、前記第１および第２の光
導波手段により形成される光の通路の少なくとも一部が
同一の通路であることを特徴とするものであり、請求項
６記載の発明は、前記直線偏光生成手段および前記検出
手段が同一の偏光素子を構成要素とすることを特徴とす
るものであり、請求項７記載の発明は、前記第１の光導
波手段が所定の基板上に成膜された光導波路を有するこ
とを特徴とするものである。
【０００８】さらに、請求項８記載の発明は、前記磁気
光学効果素子および前記磁界印加手段を、前記光の進行
方向と直交する方向に複数組並設するとともに該複数組
の各組間で磁気光学効果素子と磁界印加手段の相対位置
関係が異なるように配置し、前記検出手段を該複数の磁
気光学効果素子からの透過光をそれぞれ検出する多重の
検出手段としたことを特徴とするものであり、請求項９
記載の発明は、前記第１および第２の光導波手段の少な
くとも一方に光遅延素子を設け、前記検出手段を、前記
複数の磁気光学効果素子からの透過光を時分割多重検出
する検出手段としたことを特徴とするものであり、請求
項１０記載の発明は、前記直線偏光生成手段に出力波長
の異なる複数の光源を設け、前記検出手段を、前記複数
の磁気光学効果素子からの波長の異なる透過光を波長多
重検出する検出手段としたことを特徴とするものであ
り、請求項１１記載の発明は、前記直線偏光生成手段お
よび前記検出手段が前記反射手段による反射の前および
後に特定の偏光のみを取り出す偏光ビームスプリッタを
備えたことを特徴とするものである。
【０００９】また、請求項１２記載の発明は、請求項１
又は２記載の光磁気変調方式を用いた光スイッチであっ
て、外部からの光の一部又は全部を直線偏光として前記
磁気光学効果素子に導波する光導波手段と、前記強磁性
体からなる磁気光学効果素子に前記内部磁化を配向させ
るよう所定の磁界を選択的に印加する磁界印加手段と、
前記磁気光学効果素子からの光のうち所定の偏光のみを
透過させる検光子と、を備えたことを特徴とするもので
ある。
【００１０】
【作用】請求項１記載の発明に係る光磁気変調方式で
は、光の進行経路に配された磁気光学効果素子として光
の進行方向と略平行な方向に自発磁化を持つ強磁性体を
使用するから、その強磁性体の自発磁化により直線偏光
の偏光面が回転する。そして、その強磁性体に光の進行
方向と略直交する方向に内部磁化を配向させるよう磁界
を印加すると、直線偏光の偏光面の回転角が最小とな
る。したがって、印加される所定の磁界の有無によって
前記偏光面の回転角が変更され、その回転角の差から磁
界変化が検出される。
【００１１】請求項２記載の発明に係る光磁気変調方式
では、光の進行経路に配された磁気光学効果素子として
光の進行方向と略直交する方向に自発磁化を持つ強磁性
体を使用し、その強磁性体に光の進行方向と略平行な方
向に内部磁化を配向させるよう磁界を印加すると、偏光
面が回転し、その磁界を印加しないと、直線偏光の偏光
面の回転角が最小となる。したがって、印加される所定
の磁界の有無によって前記偏光面の回転角が変更され、
その回転角の差から磁界変化が検出される。
【００１２】また、請求項３記載の発明に係る変位検出
装置では、磁界印加手段と磁気光学効果素子が相対変位
すると、磁気光学効果素子に印加される所定の磁界が変
化し、磁気光学効果素子はその磁界によりあるいは自発
磁化により直線偏光生成手段からの直線偏光の偏光面の
回転角、すなわち偏光方向を変化させる。そして、検出
手段によりその光の偏光方向の差から磁界の変化が検出
され、その検出信号が前記磁界印加手段と磁気光学効果
素子との相対変位に対応する検出信号となる。なお、磁
界印加手段列としての磁石列を等間隔に並べると磁界変
化は周期的になり、かくして光信号も周期的となる。ま
た、磁石のピッチ長さと周波数をかけ算することで変位
量が検出できる。
【００１３】請求項４記載の発明では、磁気光学効果素
子に対し第１および第２の光導波手段とは反対の側に反
射手段が設けられる。したがって、第１および第２の光
導波手段、並びに、直線偏光生成手段および検出手段が
共に近接配置可能になる。請求項５記載の発明では、第
１および第２の光導波手段により形成される光の通路の
少なくとも一部が同一の通路である。したがって、直線
偏光生成手段および検出手段が近接配置可能になるとと
もに第１および第２の光導波手段の構成が簡素化され
る。
【００１４】請求項６記載の発明では、直線偏光生成手
段および検出手段が同一の偏光素子を構成要素とするか
ら、部品点数が削減される。請求項７記載の発明では、
第１の光導波手段が所定の基板上に成膜された光導波路
を有するから、小型で信頼性の高い導波手段となる。さ
らに、請求項８記載の発明では、複数組設けたうちの各
組間で磁気光学効果素子と磁界印加手段の相対位置関係
が異なるから、複数組の磁気光学効果素子と磁界印加手
段が相対変位すると、複数の磁気光学効果素子を透過す
る光はそれぞれ異なるタイミングで偏光方向を変化させ
ることになる。したがって、検出手段によりそれらの光
信号を多重検出することで磁気光学効果素子と磁界印加
手段の相対変位およびその方向が検出される。
【００１５】請求項９記載の発明では、第１および第２
の光導波手段のうち少なくとも一方に光遅延素子が設け
られ、検出手段により複数の磁気光学効果素子からの透
過光が時分割多重検出される。したがって、第１および
第２の光導波手段により形成する光の通路の大部分を１
本の伝送経路とすることができる。請求項１０記載の発
明では、出力波長の異なる複数の光源を設けることで、
複数の磁気光学効果素子を透過した波長の異なる透過光
が波長多重検出される。したがって、第１および第２の
光導波手段により形成する光の通路の大部分を１本の伝
送経路とすることができる。なお、特別な効果を持たな
いファイバ中を伝搬する光は、楕円又はランダム偏光と
なる。ランダム偏光から特定の直線偏光を取り出す偏光
子を挿入すると、偏光子の前後で光量は半分以下にな
る。
【００１６】請求項１１記載の発明では、反射手段によ
る反射の前後に偏光ビームスプリッタによって特定の偏
光が透過され、成分の異なる他の特定の偏光が反射され
る。したがって、成分の異なる偏光の進行経路が偏光ビ
ームスプリッタ内で複数に分かれ、特定の偏光を取り出
すのに伴って光量が減少することがない。また、請求項
１２記載の発明に係る光スイッチでは、光導波手段によ
って外部からの光の一部又は全部が直線偏光として磁気
光学効果素子に導波される一方、印加手段が作動する
と、強磁性体からなる磁気光学効果素子に所定方向の内
部磁化を配向させるよう磁界が印加される。したがっ
て、磁気光学効果素子を透過した透過光の偏光方向が磁
界印加手段からの磁界の有無によって変化することにな
り、その磁界の有無に応じて磁気光学効果素子からの光
が検光子を通過し、あるいは遮断される。すなわち、磁
界印加手段を操作することによって光のスイッチングが
行われる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。 ＜変位検出装置の第１実施例＞図１〜図３は本発明の光
磁気変調方式を用いた変位検出装置の第１実施例を示す
図であり、本実施例は請求項１、３に係るものである。
【００１８】まず、構成について説明すると、図１にお
いて、11は半導体レーザであり、半導体レーザ11から出
射された光はファイバ12によって伝送され、その一端に
接続固定された偏光子13により特定の直線偏光として取
り出された後、光の進行経路に配された磁気光学効果素
子14の一面に入射する。また、磁気光学効果素子14の他
面には前記特定の直線偏光に対し偏光面が平行になる直
線偏光のみを取り出す（平行ニコルの配置状態とした）
偏光子15が設けられており、その偏光子15を通過した直
線偏光はファイバ16を介して受光素子17に受光される。
【００１９】磁気光学効果素子14は、強磁性体からな
り、自発磁化によって部分的に光の進行方向とほぼ同じ
方向に磁界を生じるとともに全体としては磁気的に飽和
している。すなわち、磁気光学効果素子14においては、
光の進行方向からみて磁区パターンが迷路状のパターン
として観察され、各磁区内部では図２に摸式的に示すよ
うに磁気的に飽和しており、各磁区141内では透過する
直線偏光の光束（図示していない）の偏光方向（偏光面
の回転角）がファラデー効果によって回転する。本実施
例では、その回転角（ファラデー回転角）が片側透過で
９０゜（偏光方向の区別のため４５°で図示）となるよ
う磁気光学効果素子14の厚さを設定している。なお、図
２において、142は磁壁であり、各磁区141内に示した矢
印は自発磁化による部分的な（磁区141内の）磁界の方
向を示している。
【００２０】18は磁気光学効果素子14に対し光の進行方
向と平行又は垂直な方向（任意の方向）に相対変位可能
に設けられた磁石（磁界生成手段）であり、磁石18は磁
気光学効果素子14に相対的に接近したとき、図３に示す
ように磁気光学効果素子14にその内部を透過する光の進
行方向と略直交する方向に内部磁化を配向させ、ファラ
デー回転を最小にするよう所定の磁界Ｈa を印加するこ
とができる。なお、磁石を近付ける以外にソレノイドコ
イルに流す電流を変えることで印加する磁界を変えるこ
ともできる。以上のようにして外部の磁界の強度を検出
できる。
【００２１】ところで、このように光の進行方向と直交
する方向に磁界が印加されるような配置（以下、フォー
クト配置という）を採った場合、磁気光学効果素子14の
結晶方向および入射光の偏光状態に対し磁界Ｈa の印加
される方向がどう向いているかで、磁気光学効果素子14
を透過する偏光がフォークト効果（コットン・ムートン
効果ともいう）によって楕円化したり楕円偏光の長軸が
回転したりする。すなわち、磁気複屈折現象が生じる。
しかし、磁界の印加方向（磁気光学効果素子14の結晶方
向および入射光の偏光状態）を選択すると、偏光の楕円
化と長軸の回転を共に最小とすることができ、本実施例
の磁気光学効果素子14はフォークト配置では前記長軸の
回転が最小となり、楕円化も最小となる（磁気複屈折が
最小となる）条件で使用すると、変調比が大きくなる
（Ｓ／Ｎが大きくなる）。
【００２２】なお、本実施例において、半導体レーザ11
および偏光子13は直線偏光生成手段を構成しており、偏
光子15および受光素子17は磁気光学効果素子14を透過し
た光の偏光方向の差（受光量の差）から前記所定の磁界
Ｈa の有無を検出する検出手段を構成している。また、
この検出手段の検出信号は受光素子17の受光量に応じて
生成されるから、磁石18と磁気光学効果素子14との相対
変位に対応する検出信号となっている。また、ファイバ
12は磁気光学効果素子14より直線偏光生成手段側に光の
通路を形成する第１の光導波手段であり、ファイバ16は
磁気光学効果素子14より検出手段側に光の通路を形成す
る第２の光導波手段となっている。
【００２３】次に、請求項１記載の発明に係る光磁気変
調方式の説明と共に、その作用を説明する。いま、磁石
18と磁気光学効果素子14とが所定距離以上離れた状態
で、半導体レーザ11からの光がファイバ12を介して偏光
子13に伝送されると、偏光子13により特定の直線偏光が
取り出される。すなわち、特定の直線偏光が生成され、
この直線偏光が磁気光学効果素子14の一面側に入射す
る。磁気光学効果素子14に入射した偏光のうち各磁区14
1内を透過する光束は、図２に示すように、磁気光学効
果素子14の自発磁化により生じている各磁区141内の磁
界がほぼ光の進行方向に向いていることから、ファラデ
ー効果によってその偏光方向（偏光面）がほぼ９０゜だ
け回転する。したがって、偏光子13と偏光子15が平行ニ
コルの状態で配置された本実施例では、磁気光学効果素
子14を透過した光は偏光子15を透過できず、受光素子17
に光が到達しない。
【００２４】一方、磁石18が磁気光学効果素子14に近接
するよう所定位置に変位し、磁気光学効果素子14に十分
な磁界が印加された状態で、偏光子13を通過した特定の
直線偏光が磁気光学効果素子14の一面側に入射すると、
図３に示すように磁気光学効果素子14にその内部を透過
する光の進行方向と略直交する方向に内部磁化を配向さ
せるよう所定の磁界Ｈa が印加されているから、直線偏
光の偏光面の回転角（ファラデー回転角）が最小になる
とともに、上述した磁気複屈折（偏光の楕円化や楕円偏
光の長軸の回転）が最小となる。したがって、磁気光学
効果素子14を透過する光はほぼ入射した状態のままであ
り、偏光子15を通過して受光素子17により所定レベルの
受光信号が出力される。
【００２５】このように本実施例では、磁気光学効果素
子14により前記直線偏光の偏光面の回転角を変化させて
磁界変化を検出する光磁気変調方式が採用されており、
磁気光学効果素子14として光の進行方向と略平行な方向
に自発磁化を持ちその自発磁化により偏光面を回転させ
る強磁性体を使用し、その強磁性体に光の進行方向と略
直交する方向に内部磁化を配向させるよう磁界Ｈa を印
加して、前記直線偏光の偏光面の回転角が最小となり、
かつ磁気複屈折が最小となるようにしている。したがっ
て、光の進行方向と磁界Ｈa の方向とが直交する場合で
あっても光をスイッチッグすることができる光磁気変調
方式となった。
【００２６】また、本実施例の変位検出装置では、磁気
光学効果素子14（強磁性体）の自発磁化により直線偏光
の偏光面が回転し、あるいは、所定の磁界Ｈa によって
その偏光面の回転角が最小でかつ磁気複屈折が最小とな
り、その光の偏光方向の差から所定の磁界Ｈa の有無が
検出されて、磁石18と磁気光学効果素子14との相対変位
に対応する検出信号が生成される。したがって、光通路
の配置の自由度を増すことができ、磁石18の変位方向を
光の進行方向とすることで、偏光子13、磁気光学効果素
子14および偏光子15を有する検出ヘッド部19に対してフ
ァイバ12、16を光の進行方向と平行に接続することがで
き、大幅な小型化が可能になる。なお、光の経路に空間
が介在しないから耐環境性の優れた変位検出装置である
ことはいうまでもない。 ＜変位検出装置の第２実施例＞図４は本発明の光磁気変
調方式を用いた変位検出装置の第２実施例を示す図であ
り、本実施例は請求項１、３および請求項４に係るもの
である。なお、以下の実施例の説明において先に説明し
た実施例と同一又はそれに相当する構成には同一符号を
付し、内容の異なる部分を主に説明する。
【００２７】図４において、半導体レーザ11、ファィバ
12、16および偏光子13、15は全て磁気光学効果素子24の
一面側に設けられており、磁気光学効果素子24の他面
側、すなわち磁気光学効果素子24に対してファイバ12、
16とは反対の側に反射プリズム21（反射手段）が設けら
れている。また、本実施例の磁気光学効果素子24は片側
透過でファラデー回転角がほぼ４５゜（往復で９０゜）
となるものであり、偏光子13および偏光子15は平行ニコ
ルの配置状態としている。
【００２８】本実施例では、磁気光学効果素子24に磁石
18からの磁界が印加されない場合には、磁気光学効果素
子24を透過した光は偏光子15を透過しない。一方、磁気
光学効果素子24に磁石18から光の進行方向と直交する方
向に所定の磁界Ｈa が印加されると、磁気光学効果素子
24を透過した光は偏光子15を透過して受光素子17に受光
される。したがって、磁気光学効果素子24と磁石18との
相対変位に対応する所定の磁界Ｈa の有無が検出され、
上述例と同様な作用効果が得られる。また、本実施例で
は、第１および第２の光導波手段であるファイバ12、16
を近接配置できるとともに、半導体レーザ11や受光素子
17も共に近接配置可能になる。したがって、上述例の作
用効果に加えて、より小型化を図ることができる。
【００２９】なお、本実施例では反射手段として反射プ
リズム21を用いているが、これに代わる反射手段として
曲がり導波路やＵ字形に曲げたファイバを用いることも
できる。また、反射プリズムの反射面に金属ミラーや誘
電体蒸着ミラーを使用できることはいうまでもなく、空
気との全反射（又は部分反射）条件により反射させるも
のであってもよい。また、磁石18は図４では片側のみで
あるが、磁界Ｈa を得られるように図中上下から２つの
磁石で挟み込むようにしてもよい。 ＜変位検出装置の第３実施例＞図５は本発明の光磁気変
調方式を用いた変位検出装置の第３実施例を示す図であ
り、本実施例は請求項１、３、４および請求項５、６に
係るものである。
【００３０】図５において、第１および第２の光導波手
段であるファイバ32、36はファイバカップラにより磁気
光学効果素子24（ファラデー回転角が片側透過でほぼ４
５゜となる磁気光学効果素子）側の大部分を一本化され
ており、両ファイバ32、36によって形成される光の通路
の大部分（少なくとも一部）が同一の通路39となってい
る。また、これに伴い、半導体レーザ11および偏光子33
を有する直線偏光生成手段と、偏光子33および受光素子
17を有する検出手段とは、同一の偏光素子33を構成要素
としている。これら半導体レーザ11、受光素子17および
ファイバ32、36は共に磁気光学効果素子24の一面側に配
置されており、磁気光学効果素子24の他面側には反射ミ
ラー31が設けられている。さらに、磁気光学効果素子24
の図中下方には磁石18が所定ピッチで配置された磁気ス
ケール38が設けられており、この磁気スケール38上の個
々の磁石18が磁気光学効果素子24に接近および離隔する
ことで、磁気光学効果素子24と磁気スケール38の相対変
位に対応する光信号が受光素子17によって検出される。
【００３１】本実施例においては、上述例の作用効果に
加え、ファイバ32、36により形成される光の通路の少な
くとも一部が同一の通路であるから、直線偏光生成手段
および検出手段が近接配置可能になるとともに、第１お
よび第２の光導波手段の構成が簡素化される。また、直
線偏光生成手段および検出手段が同一の偏光素子33を構
成要素とするから、部品点数が削減される。 ＜変位検出装置の第４実施例＞図６は本発明の光磁気変
調方式を用いた変位検出装置の第４実施例を示す図であ
り、本実施例は請求項１、３〜６および請求項７に係る
ものである。
【００３２】図６に示すように、本実施例は第３実施例
のファイバ32、36と偏光子33との間に光導波路41を設け
たものである。この光導波路41はフォトリソグラフィ手
法を用いて所定の基板（図示していない）上に所定パタ
ーンで成膜された光導波路である。なお、前記ファイバ
カップラに代えてこのような導波路をファィバ32、36の
分岐部に設けることもできる。その他の構成は第５実施
例と同様である。
【００３３】本実施例においては、第５実施例の作用効
果に加え、小型で信頼性の高い導波手段となるととも
に、ファイバ32、36が一体化された部分39を延長する場
合にもそのファイバの接続が容易にできる。 ＜変位検出装置の第５実施例＞図７は本発明の光磁気変
調方式を用いた変位検出装置の第５実施例を示す図であ
り、本実施例は請求項１、３〜７および請求項８に係る
ものである。
【００３４】図７において、一対の磁気光学効果素子24
Ａ、24Ｂおよびそれらに対向する２列の複数の磁石18
Ａ、18Ｂを有する磁気スケール58が、光の進行方向と直
交する方向に並設された複数組の磁気光学効果素子24お
よび磁石18を構成しており、これに対応して各一対の半
導体レーザ11Ａ、11Ｂおよび受光素子17Ａ、17Ｂとファ
イバ32Ａ、32Ｂ、36Ａ、36Ｂ、39Ａ、39Ｂとが設けられ
ている。各組の磁気光学効果素子24は第６実施例と同様
なものであり、反射ミラー51、偏光子53および光導波路
59もそれぞれ一対の磁気光学効果素子24Ａ、24Ｂに対応
して幅広くなっている以外は第６実施例のものと同様で
ある。磁気スケールについては、複数組の各組間で磁気
光学効果素子24Ａ、24Ｂとそのそれぞれに対応する磁気
スケールの磁石18Ａ又は18Ｂとの相対位置関係が異なる
ように、一対の磁気スケールにおける磁石18Ａの配置と
磁石18Ｂの配置とを所定量ずらしたものとなっている
（但し、ピッチは同一でよい）。
【００３５】このようにすると、複数組設けたうちの各
組間で磁気光学効果素子24Ａ、24Ｂと磁気スケールの磁
石18Ａ、18Ｂとの相対位置関係が異なるから、複数組の
磁気光学効果素子24Ａ、24Ｂと磁気スケールの磁石18
Ａ、18Ｂが相対変位すると、複数の磁気光学効果素子24
Ａ、24Ｂを透過する光はそれぞれ異なるタイミングで偏
光面の回転角を変化させることになる。したがって、偏
光子53および受光素子17Ａ、17Ｂからなる検出手段が、
複数の磁気光学効果素子24Ａ、24Ｂからの透過光（光信
号）をそれぞれ異なるタイミングで検出する多重の検出
手段となり、しかも磁気光学効果素子24Ａ、24Ｂのそれ
ぞれに対応する磁石18Ａ、18Ｂの配置がずれていること
から、磁気光学効果素子24Ａ、24Ｂと磁気スケールの相
対変位検出に加えて、その変位の方向が検出できるよう
になる。 ＜変位検出装置の第６実施例＞図８は本発明の光磁気変
調方式を用いた変位検出装置の第６実施例を示す図であ
り、本実施例は請求項１、３〜８および請求項９に係る
ものである。
【００３６】図８に示すように、本実施例は、第１およ
び第２の光導波手段を構成する２本のファイバ39Ａ、39
Ｂの双方（少なくとも一方）に光遅延素子ファィバ61
Ａ、61Ｂが設けられている。そして、偏光子53および受
光素子17からなる検出手段によって複数の磁気光学効果
素子24Ａ、24Ｂからの透過光（光信号）を時分割多重検
出するようにして、長くなる伝送ファイバを１本のファ
イバ69だけにしている。
【００３７】本実施例においては、検出手段によって複
数の磁気光学効果素子24Ａ、24Ｂからの光信号を多重検
出することで磁気光学効果素子24Ａ、24Ｂと磁石18Ａ、
18Ｂの相対変位およびその方向が検出されるから、第５
実施例と同様の効果が得られる。さらに、光遅延素子フ
ァイバ61Ａ、61Ｂを設けることで第１および第２の光導
波手段により形成する光の通路の大部分をファイバ69に
よる１本の伝送経路とすることができ、構成の簡素化と
コスト低減を図ることができる。 ＜変位検出装置の第７実施例＞図９は本発明の光磁気変
調方式を用いた変位検出装置の第７実施例を示す図であ
り、本実施例は請求項１、３〜８および請求項10に係る
ものである。
【００３８】図９に示すように、本実施例は、出力波長
の異なる複数の半導体レーザ71Ａ、71Ｂ（出力波長の異
なる光源）および偏光子53を有する直線偏光生成手段を
備えるとともに、複数の磁気光学効果素子24Ａ、24Ｂか
らの波長の異なる透過光を波長多重検出する検出手段と
して、偏光子53および受光素子77Ａ、77Ｂを備えてい
る。また、半導体レーザ71Ａから出射される波長λ1の
光と半導体レーザ71Ｂから出射される波長λ2の光はフ
ァイバカップラにより合波されて１本のファイバ69中を
伝搬され、検出ヘッド部近傍で波長分波器79によって再
度２つの光路39Ａ、39Ｂに分けて送られる。したがっ
て、それぞれ独立して磁気光学効果素子24Ａ又は24Ｂ中
の磁界の影響を受け、反射ミラー51で反射した光は逆の
経路をたどって前記ファイバカップラより波長分波器79
側に設けられた分岐器によって受光素子77Ａ、77Ｂに導
かれる。この場合、受光素子77Ａ、77Ｂの前に分波器を
設けて分波することもできるが、受光素子77Ａ、77Ｂの
分光感度を利用すればその分波器は必要ない。
【００３９】本実施例においても第６実施例とほぼ同様
の作用効果を得ることができる。また、第６実施例と第
７実施例を複合して用いることもできる。 ＜変位検出装置の第８実施例＞図10〜図13は本発明の光
磁気変調方式を用いた変位検出装置の第８実施例を示す
図であり、本実施例は請求項１、３〜６および請求項11
に係るものである。
【００４０】図10および図11において、磁気光学効果素
子24の一面側には偏光ビームスプリッタ81、82が設けら
れており、磁気光学効果素子24の他面側には反射手段で
ある反射プリズム21が設けられている。偏光ビームスプ
リッタ81、82は、例えばｓ偏光（入射光はｓ偏光成分と
ｐ偏光成分とをもつ）を透過させ、ｐ偏光を反射させる
特性のもので、特定の直線偏光を取り出すことができ
る。また、偏光ビームスプリッタ81および82は、半導体
レーザ11と共に直線偏光生成手段を構成し、受光素子17
と共に検出手段を構成している。
【００４１】いま、磁気光学効果素子24に所定の外部磁
界Ｈa が印加されていなければ、半導体レーザ11からフ
ァイバ39を介して偏光ビームスプリッタ81に入射する光
のうちｓ偏光成分の光は図10に示すような進行経路で進
み、ｐ偏光成分の光は図11に示すような進行経路で進
む。すなわち、入射光のうちｓ偏光成分の光は偏光ビー
ムスプリッタ81を透過し、所定の磁界Ｈa が印加されて
いない磁気光学効果素子24Ａを透過する際に４５゜だけ
ファラデー回転し、反射プリズム21を介し更に磁気光学
効果素子24Ｂを透過する際に４５゜だけ同方向にファラ
デー回転して往復で９０゜だけ偏光面の回転角を変化さ
せる。したがって、磁気光学効果素子24Ｂを透過した光
はｐ偏光となり、偏光ビームスプリッタ82によって反射
された後に今度は偏光ビームスプリッタ81に反射され、
ファイバ39に閉じ込められて受光素子17に導かれる。ま
た、入射光のうちｐ偏光成分の光は偏光ビームスプリッ
タ81、82でそれぞれ反射された後、所定の磁界Ｈa が印
加されていない磁気光学効果素子24Ｂを透過する際に４
５゜だけファラデー回転し、反射プリズム21を介し更に
磁気光学効果素子24Ａを透過する際に４５゜だけ同方向
にファラデー回転して往復で９０゜だけ偏光面の回転角
を変化させる。したがって、磁気光学効果素子24Ａを透
過した光はｓ偏光となり、偏光ビームスプリッタ81を透
過し、ファイバ39に閉じ込められて受光素子17に導かれ
る。
【００４２】一方、磁気光学効果素子24に所定の外部磁
界Ｈa が印加されると、半導体レーザ11からファイバ39
を介して偏光ビームスプリッタ81に入射する光のうちｓ
偏光成分の光は図12に示すような進行経路で進み、ｐ偏
光成分の光は図13に示すような進行経路で進む。すなわ
ち、強磁性体からなる磁気光学効果素子24に所定の磁界
Ｈa が印加されることによって、第１実施例において詳
述したように、磁気光学効果素子24内での直線偏光の偏
光面の回転角が最小となり、かつ磁気複屈折が最小とな
るから、入射光のうちｓ偏光成分の光は偏光ビームスプ
リッタ81および磁気光学効果素子24Ａをそのまま透過
し、反射プリズム21により反射された後、更に磁気光学
効果素子24Ｂおよび偏光ビームスプリッタ82を透過して
外部に放出される。また、入射光のうちｐ偏光成分の光
は偏光ビームスプリッタ81、82でそれぞれ反射されると
ともに、磁気光学効果素子24をそのまま透過するから、
やはり外部に放出される。したがって、所定の磁界Ｈa
が印加されているときには受光素子17に光が到達しな
い。
【００４３】本実施例では、このように反射プリズム21
による反射の前後に偏光ビームスプリッタ81、82によっ
て特定の偏光（ｓ偏光成分の光）が透過され、成分の異
なる他の特定の偏光（ｐ偏光成分の光）が反射される。
したがって、異なる偏光を偏光ビームスプリッタ81、82
で分けることで、特定の偏光を取り出すのに光量が減少
するといった問題を解消することができる。 ＜変位検出装置の第９実施例＞図14は本発明の光磁気変
調方式を用いた変位検出装置の第９実施例を示す図であ
り、本実施例は請求項１、３〜６および請求項11に係る
ものである。
【００４４】本実施例は、上述の第８実施例において、
磁界Ｈa の印加時に外部に放出されていた光を他の２本
のファィバ91、92を介して受光素子17Ｂで受光するよう
にしたもので、その他の構成は第８実施例と同様であ
る。この場合、差動法による検出（ヘテロダイン検出）
が可能になり、半導体レーザ11等の雑音等を相殺でき、
Ｓ／Ｎが向上する。 ＜変位検出装置の第10実施例＞図15〜図17は本発明の光
磁気変調方式を用いた変位検出装置の第10実施例を示す
図であり、本実施例は請求項２および請求項３〜６に係
るものである。
【００４５】なお、上述の各実施例は全て磁気光学効果
素子として光の進行方向と略平行な方向に自発磁化を持
つ強磁性体を使用したものであったが、本実施例は磁気
光学効果素子として光の進行方向と略直交する方向に自
発磁化を持つ強磁性体を使用したものである。図15〜図
17において、半導体レーザ11および偏光子33は直線偏光
を生成する手段であり、その光の進行経路に磁気光学効
果素子104が配されている。本実施例は、磁気光学効果
素子104により入射した直線偏光の偏光面の回転角を変
化させて磁界変化（変位）の検出を行うという点で上述
例と同様であるが、磁気光学効果素子104として前記直
線偏光の偏光面の回転角が最小となり、かつ磁気複屈折
が最小となるよう光の進行方向と略直交する方向に自発
磁化を持つ強磁性体を使用していること、および、その
磁気光学効果素子104に光の進行方向と略平行な方向に
内部磁化を配向させるよう磁界Ｈb を印加して前記偏光
面を回転させる点で上述例とは異なる磁気変調方式を採
用している。
【００４６】そのため、半導体レーザ11、ファィバ32、
36、磁気光学効果素子104および反射ミラー101を一体化
した検出ヘッド部100を磁気スケール108と対向するよう
配置している。このようにすると、所定の磁界Ｈb があ
るときには図16に示すように磁気光学効果素子104内に
おいて光の進行方向と平行に内部磁界が配向されるか
ら、片側透過で４５゜のファラデー回転が生じ、その磁
界Ｈb がないときには図17に示すように自発磁化による
部分的な磁界が光の進行方向と直交するから、磁気光学
効果素子104に入射した直線偏光はそのまま磁気光学効
果素子104を透過する。したがって、磁気スケールに対
する検出ヘッド部の向きが上述の各実施例とは異なるも
のの、磁気スケール108の変位に対応する光信号を受光
素子17により取り出して信頼性の高い変位検出を行うこ
とができる。 ＜光スイッチの第１実施例＞図18は本発明の光磁気変調
方式を用いた光スイッチの第１実施例を示す図であり、
本実施例は請求項１および請求項１２に係るものであ
る。
【００４７】本実施例は変位検出装置の第１実施例と基
本構成が同様な構成のものである。ただし、磁気光学効
果素子14を透過する光信号をスイッチングするため磁気
光学効果素子14に選択的に磁界Ｈa を印加すればよいか
ら、磁気光学効果素子14と磁石18を相対変位させる必要
はなく、磁界Ｈa を発生するコイル118を用いた。勿
論、磁石18を変位させるような手段でもよい。
【００４８】本実施例では、ファィバ12および偏光子13
が半導体レーザ11（外部）からの光の一部を直線偏光と
して磁気光学効果素子14に導波する光導波手段を構成し
ており、コイル118が強磁性体からなる磁気光学効果素
子14に光の進行方向と直交する方向に内部磁化を配向さ
せるよう所定の磁界Ｈa を選択的に印加する磁界印加手
段を構成している。また、検光子115は磁気光学効果素
子14からの光のうち特定の偏光のみを透過させるよう直
交ニコル又は平行ニコルの状態で配置される。
【００４９】また、本実施例では、変位検出装置の第１
実施例と同様に、磁気光学効果素子14として前記直線偏
光の偏光面の回転角が最小となり、かつ磁気複屈折が最
小となるよう光の進行方向と略直交する方向に自発磁化
を持つ強磁性体が使用されており、半導体レーザ11、フ
ァィバ12および偏光子13により直線偏光を生成するとと
もに、その光の進行経路に磁気光学効果素子14を配し、
磁気光学効果素子14により前記直線偏光の偏光面の回転
角を変化させて光のスイッチング（光の変調）を行う光
磁気変調方式を採用している。そして、強磁性体である
磁気光学効果素子14に前記光の進行方向と略平行な方向
に内部磁化を配向させるようコイル118から磁界Ｈa を
印加し、前記偏光面を回転させる。
【００５０】このように本実施例では、光導波手段によ
って半導体レーザ11からの光の一部が直線偏光として磁
気光学効果素子104に導波される一方、コイル118が作動
すると、強磁性体からなる磁気光学効果素子104に所定
方向の内部磁化を配向させるよう磁界Ｈa が印加される
から、磁気光学効果素子104を透過した透過光の偏光方
向がコイル118からの磁界Ｈa の有無によって変化する
ことになり、その磁界Ｈa の有無に応じて磁気光学効果
素子104からの光が検光子115を通過し、あるいは遮断さ
れる。したがって、コイル118を操作することによって
光のスイッチングを行うことができる。
【００５１】この結果、光の進行方向と磁界の方向とが
直交する場合であっても磁気光学効果素子により光をス
イッチングすることのできる小型で信頼性の高い光スイ
ッチを提供することができる。なお、コイル118による
発生磁界を制御して任意の条件で光の変調を行う光変調
器とすることもできる。 ＜光スイッチの第２実施例＞図19、図20は本発明の光磁
気変調方式を用いた光スイッチの第２実施例を示す図で
あり、本実施例は請求項１および請求項１２に係るもの
である。
【００５２】図19および図20に示すように、本実施例は
変位検出装置の第９実施例と同様なヘッド部構成を用
い、第１実施例のコイル118を磁界印加手段として用い
るものである。なお、単なるスイッチングを行うから、
ファィバ92は無くともよい。この場合、偏光ビームスプ
リッタ81は半導体レーザ11（外部）からの全部の光をｓ
偏光成分およびｐ偏光成分の光として磁気光学効果素子
24に導波する光導波手段を構成し、偏光ビームスプリッ
タ81、82（ファイバ92が無ければ偏光ビームスプリッタ
82のみ）は磁気光学効果素子からの光のうち所定の偏光
のみを透過させる検光子となっている。
【００５３】本実施例においては、磁気光学効果素子24
に所定の磁界Ｈa が印加されなければ、半導体レーザ11
からファイバ39を介して偏光ビームスプリッタ81に入射
する光のうちｓ偏光成分の光は図19に実線で示すような
進行経路で進み、ｐ偏光成分の光は図19に破線で示すよ
うな進行経路で進む。また、磁気光学効果素子24に所定
の外部磁界Ｈa が印加されると、半導体レーザ11からフ
ァイバ39を介して偏光ビームスプリッタ81に入射する光
のうちｓ偏光成分の光は図20に実線で示すような進行経
路で進み、ｐ偏光成分の光は図20に破線で示すような進
行経路で進む。具体的には図14の実施例について説明し
たのと同様である。
【００５４】したがって、本実施例では磁界Ｈa がない
ときには受光素子17Ａによって、磁界Ｈa が印加された
ときには受光素子17Ｂによって光を受光するようにスイ
ッチングして、光の伝送経路を切り換えることができ
る。
【００５５】
【発明の効果】請求項１記載の発明に係る光磁気変調方
式によれば、光の進行経路に配された磁気光学効果素子
として光の進行方向と略平行な方向に自発磁化を持つ強
磁性体を使用し、その強磁性体の自発磁化により直線偏
光の偏光面を回転させる一方、その強磁性体に光の進行
方向と略直交する方向に内部磁化を配向させるよう磁界
を印加し、直線偏光の偏光面の回転角が最小でかつ磁気
複屈折が最小となるようにするので、印加される所定の
磁界の変化によって前記偏光面の回転角を変更させ、そ
の回転角の差から磁界変化を検出することができる。こ
の結果、光の進行方向と磁界の方向とが直交する場合で
あっても磁気光学効果素子により光を変調することので
きる光磁気変調方式を実現することができる。
【００５６】請求項２記載の発明に係る光磁気変調方式
によれば、光の進行経路に配された磁気光学効果素子と
して光の進行方向と略直交する方向に自発磁化を持つ強
磁性体を使用し、その強磁性体に光の進行方向と略平行
な方向に内部磁化を配向させるよう磁界を印加して偏光
面が回転を回転させるので、磁界を印加しないとき、直
線偏光の偏光面の回転角が最小でかつ磁気複屈折が最小
となるようにして、所定の磁界の変化により前記偏光面
の回転角を変更させ、その回転角の差から磁界変化を検
出することができる。この結果、光の進行方向と磁界の
方向とが直交する場合であっても磁気光学効果素子によ
り光を変調することのできる光磁気変調方式を実現する
ことができる。
【００５７】また、請求項３記載の発明に係る変位検出
装置によれば、磁石と磁気光学効果素子の相対変位によ
って磁気光学効果素子に印加される磁界を変化させ、磁
気光学効果素子がその磁界によりあるいは自発磁化によ
り直線偏光生成手段からの直線偏光の偏光面の回転角を
変化させるようにしているので、検出手段によりその光
の偏光方向の差から磁界の変化を検出し、その検出信号
を前記磁石と磁気光学効果素子との相対変位に対応する
位置検出信号とすることができる。この結果、光通路の
配置の自由度を増し、より小型化した耐環境性の優れた
変位検出装置を提供することができる。
【００５８】請求項４記載の発明によれば、磁気光学効
果素子に対し第１および第２の光導波手段とは反対の側
に反射手段を設けているので、第１および第２の光導波
手段、並びに、直線偏光生成手段および検出手段を共に
近接配置でき、より小型化を図ることができる。請求項
５記載の発明によれば、第１および第２の光導波手段に
より形成される光の通路の少なくとも一部を同一の通路
としているので、直線偏光生成手段および検出手段を近
接配置できるとともに、第１および第２の光導波手段の
構成を簡素化し、コストの低減を図ることができる。
【００５９】請求項６記載の発明によれば、直線偏光生
成手段および検出手段が同一の偏光素子を構成要素とす
るので、部品点数の削減によりコストの低減を図ること
ができる。請求項７記載の発明によれば、第１の光導波
手段が所定の基板上に成膜された光導波路を有するか
ら、小型で信頼性の高い導波手段を実現するとともに、
ファイバ等の伝送手段との接続を容易化できる。
【００６０】さらに、請求項８記載の発明によれば、複
数組設けたうちの各組間で磁気光学効果素子と磁石の相
対位置関係を異なるものとし、複数組の磁気光学効果素
子と磁石が相対変位するとき、複数の磁気光学効果素子
を透過する光の偏光方向を異なるタイミングで変化させ
るので、それらの光信号を多重検出することによって磁
気光学効果素子と磁石の相対変位およびその方向を検出
することができる。
【００６１】請求項９記載の発明によれば、第１および
第２の光導波手段のうち少なくとも一方に光遅延素子を
設け、検出手段により複数の磁気光学効果素子からの透
過光を時分割多重検出するので、第１および第２の光導
波手段により形成する光の通路の大部分を１本の伝送経
路とすることができ、コストの低減および省スペースを
図ることができる。
【００６２】請求項１０記載の発明によれば、出力波長
の異なる複数の光源を設け、磁気光学効果素子を透過し
た波長の異なる透過光を波長多重検出するので、第１お
よび第２の光導波手段により形成する光の通路の大部分
を１本の伝送経路とすることができ、コストの低減およ
び省スペースを図ることができる。請求項１１記載の発
明によれば、反射手段による反射の前後に偏光ビームス
プリッタによって特定の偏光を透過させ、成分の異なる
他の特定の偏光を反射させるようにしているので、異な
る偏光を偏光ビームスプリッタで複数に分け、特定の偏
光を取り出すのに伴って光量が減少するのを抑えること
ができる。
【００６３】また、請求項１２記載の発明に係る光スイ
ッチによれば、光導波手段により外部からの光の一部又
は全部を直線偏光として磁気光学効果素子に導波する一
方、印加手段の作動により、強磁性体からなる磁気光学
効果素子に所定方向の内部磁化を配向させるように磁界
を印加して、磁気光学効果素子を透過する透過光の偏光
方向を前記磁界の有無によって変化させるので、その磁
界の有無に応じて磁気光学効果素子からの透過光を検光
子で通過させあるいは遮断することができる。この結
果、光の進行方向と磁界の方向とが直交する場合であっ
ても磁気光学効果素子により光をスイッチングすること
のできる小型で信頼性の高い光スイッチを提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光磁気変調方式を採用した変位検出装
置の第１実施例を示すその概略構成図である。
【図２】その磁気光学効果素子に磁界が印加されていな
い状態の作用説明図である。
【図３】その磁気光学効果素子に所定の磁界が印加され
た状態の作用説明図である。
【図４】本発明の光磁気変調方式を採用した変位検出装
置の第２実施例を示すその概略構成図である。
【図５】本発明の光磁気変調方式を採用した変位検出装
置の第３実施例を示すその概略構成図である。
【図６】本発明の光磁気変調方式を採用した変位検出装
置の第４実施例を示すその概略構成図である。
【図７】本発明の光磁気変調方式を採用した変位検出装
置の第５実施例を示すその概略構成図である。
【図８】本発明の光磁気変調方式を採用した変位検出装
置の第６実施例を示すその概略構成図である。
【図９】本発明の光磁気変調方式を採用した変位検出装
置の第７実施例を示すその概略構成図である。
【図10】本発明の光磁気変調方式を採用した変位検出装
置の第８実施例を示すその概略構成図で、その磁気光学
効果素子に磁界が印加されない状態でのｓ偏光の進行経
路を示した図である。
【図11】その磁気光学効果素子に磁界が印加されない状
態でのｐ偏光の進行経路を示した図である。
【図12】その磁気光学効果素子に所定の磁界が印加され
た状態でのｓ偏光の進行経路を示した図である。
【図13】その磁気光学効果素子に所定の磁界が印加され
た状態でのｐ偏光の進行経路を示した図である。
【図14】本発明の光磁気変調方式を採用した変位検出装
置の第９実施例を示すその概略構成図である。
【図15】本発明の光磁気変調方式を用いた変位検出装置
の第10実施例を示すその概略構成図である。
【図16】その磁気光学効果素子に磁界が印加されていな
い状態の作用説明図である。
【図17】その磁気光学効果素子に所定の磁界が印加され
た状態の作用説明図である。
【図18】本発明の光磁気変調方式を用いた光スイッチの
第１実施例を示すその概略構成図である。
【図19】本発明の光磁気変調方式を用いた光スイッチの
第２実施例を示すその概略構成図で、その磁気光学効果
素子に磁界が印加されていない状態でのｓ偏光およびｐ
偏光の進行経路を示している。
【図20】その磁気光学効果素子に磁界が印加された状態
でのｓ偏光およびｐ偏光の進行経路を示す図である。
【符号の説明】
11、11Ａ、11Ｂ 半導体レーザ（直線偏光生成手段） 12 ファイバ（第１の光導波手段、光導波手段） 13 偏光子（直線偏光生成手段） 14、24、24Ａ、24Ｂ 磁気光学効果素子 15 偏光子（検出手段） 16、36、36Ａ、36Ｂ ファイバ（第２の光導波手段） 17、17Ａ、17Ｂ 受光素子（検出手段） 18、18Ａ、18Ｂ 磁石（磁界生成手段） 21 反射プリズム（反射手段） 31、51 反射ミラー（反射手段） 32、32Ａ、32Ｂ ファイバ（第１の光導波手段） 38、58 磁気スケール 39、39Ａ、39Ｂ、69 伝送ファイバ 41、59 光導波路 53 偏光子（直線偏光生成手段、同一の偏光子） 61Ａ、61Ｂ 光遅延素子ファイバ（光遅延素子） 81 偏光ビームスプリッタ（偏光子、光導波手段、検
光子） 82 偏光ビームスプリッタ（偏光子、光導波手段、検
光子） 91、92 ファイバ 101 反射ミラー 104 磁気光学効果素子 108 磁気スケール 115 検光子 118 コイル（磁界印加手段） 141 磁区 142 磁壁 Ｈa 、Ｈb 所定の磁界
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 盛男 岐阜県不破郡垂井町宮代字尾崎1110−１ 帝人製機株式会社岐阜第一工場内

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】直線偏光を生成するとともに、該光の進行
    経路に磁気光学効果素子を配し、該磁気光学効果素子に
    より前記直線偏光の偏光面の回転角を変化させて磁界変
    化の検出又は光の変調を行う光磁気変調方式であって、 前記磁気光学効果素子として前記光の進行方向と略平行
    な方向に自発磁化を持ち該自発磁化により前記偏光面を
    回転させる強磁性体を使用し、 該強磁性体に前記光の進行方向と略直交する方向に内部
    磁化を配向させるよう磁界を作用させ、前記直線偏光の
    偏光面の回転角が最小となるようにしたことを特徴とす
    る光磁気変調方式。
  2. 【請求項２】直線偏光を生成するとともに、該光の進行
    経路に磁気光学効果素子を配し、該磁気光学効果素子に
    より前記直線偏光の偏光面の回転角を変化させて磁界変
    化の検出又は光の変調を行う光磁気変調方式であって、 前記磁気光学効果素子として前記直線偏光の偏光面の回
    転角が最小となるよう前記光の進行方向と略直交する方
    向に自発磁化を持つ強磁性体を使用し、 該強磁性体に前記光の進行方向と略平行な方向に内部磁
    化を配向させるよう磁界を印加して、前記偏光面を回転
    させることを特徴とする光磁気変調方式。
  3. 【請求項３】請求項１又は２記載の光磁気変調方式を用
    いた変位検出装置であって、 直線偏光を生成する直線偏光生成手段と、 前記強磁性体からなる磁気光学効果素子に対し相対変位
    可能に設けられ磁気光学効果素子に前記内部磁化を配向
    させるよう所定の磁界を印加する磁界生成手段と、 前記磁気光学効果素子を透過した光の偏光方向の差から
    前記所定の磁界の変化を検出する検出手段と、 前記磁気光学効果素子より直線偏光生成手段側に光の通
    路を形成する第１の光導波手段と、 前記磁気光学効果素子より検出手段側に光の通路を形成
    する第２の光導波手段と、を備え、 前記検出手段の検出信号を前記磁界生成手段と前記磁気
    光学効果素子との相対変位に対応する検出信号としたこ
    とを特徴とする変位検出装置。
  4. 【請求項４】前記磁気光学効果素子に対し前記第１およ
    び第２の光導波手段とは反対の側に反射手段を設けたこ
    とを特徴とする請求項３記載の変位検出装置。
  5. 【請求項５】前記第１および第２の光導波手段により形
    成される光の通路の少なくとも一部が同一の通路である
    ことを特徴とする請求項３又は４記載の変位検出装置。
  6. 【請求項６】前記直線偏光生成手段および前記検出手段
    が同一の偏光素子を構成要素とすることを特徴とする請
    求項３又は４記載の変位検出装置。
  7. 【請求項７】前記第１の光導波手段が所定の基板上に成
    膜された光導波路を有することを特徴とする請求項３又
    は４記載の変位検出装置。
  8. 【請求項８】前記磁気光学効果素子および前記磁界生成
    手段を、前記光の進行方向と直交する方向に複数組並設
    するとともに該複数組の各組間で磁気光学効果素子と磁
    界生成手段の相対位置関係が異なるように配置し、 前記検出手段を該複数の磁気光学効果素子からの透過光
    をそれぞれ検出する多重の検出手段としたことを特徴と
    する請求項３又は４記載の変位検出装置。
  9. 【請求項９】前記第１および第２の光導波手段の少なく
    とも一方に光遅延素子を設け、 前記検出手段を、前記複数の磁気光学効果素子からの透
    過光を時分割多重検出する検出手段としたことを特徴と
    する請求項８記載の変位検出装置。
  10. 【請求項１０】前記直線偏光生成手段に出力波長の異な
    る複数の光源を設け、 前記検出手段を、前記複数の磁気光学効果素子からの波
    長の異なる透過光を波長多重検出する検出手段としたこ
    とを特徴とする請求項８又は９記載の変位検出装置。
  11. 【請求項１１】前記直線偏光生成手段および前記検出手
    段が前記磁気光学効果素子透過前および後に特定の偏光
    のみを取り出す偏光ビームスプリッタを備えたことを特
    徴とする請求項３又は４記載の変位検出装置。
  12. 【請求項１２】請求項１又は２記載の光磁気変調方式を
    用いた光スイッチであって、 外部からの光の一部又は全部を直線偏光として前記磁気
    光学効果素子に導波する光導波手段と、 前記強磁性体からなる磁気光学効果素子に前記内部磁化
    を配向させるよう所定の磁界を選択的に印加する磁界印
    加手段と、 前記磁気光学効果素子からの光のうち所定の偏光のみを
    透過させる検光子と、を備えたことを特徴とする光スイ
    ッチ。
JP5133081A 1993-06-03 1993-06-03 光磁気変調方式並びにその方式を用いた変位検出装置および光スイッチ Expired - Fee Related JP2648437B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5133081A JP2648437B2 (ja) 1993-06-03 1993-06-03 光磁気変調方式並びにその方式を用いた変位検出装置および光スイッチ
EP94303831A EP0627613B1 (en) 1993-06-03 1994-05-26 Magneto-optically modulating system
DE69413308T DE69413308T2 (de) 1993-06-03 1994-05-26 Magneto-optisches Modulationssystem
US08/250,504 US5434934A (en) 1993-06-03 1994-05-27 Magneto-optically modulating system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5133081A JP2648437B2 (ja) 1993-06-03 1993-06-03 光磁気変調方式並びにその方式を用いた変位検出装置および光スイッチ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06341860A true JPH06341860A (ja) 1994-12-13
JP2648437B2 JP2648437B2 (ja) 1997-08-27

Family

ID=15096409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5133081A Expired - Fee Related JP2648437B2 (ja) 1993-06-03 1993-06-03 光磁気変調方式並びにその方式を用いた変位検出装置および光スイッチ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5434934A (ja)
EP (1) EP0627613B1 (ja)
JP (1) JP2648437B2 (ja)
DE (1) DE69413308T2 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5742036A (en) * 1994-10-04 1998-04-21 Rockwell International Corporation Method for marking, capturing and decoding machine-readable matrix symbols using magneto-optic imaging techniques
JPH1151701A (ja) * 1997-08-08 1999-02-26 Teijin Seiki Co Ltd 光磁気変調装置
JP4056726B2 (ja) * 2000-10-27 2008-03-05 松下電器産業株式会社 光信号伝送システム及びそれに用いる磁気光学変調器
US6912080B2 (en) * 2002-03-26 2005-06-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magneto-optic modulator and optical communication system using the same
US7183765B2 (en) * 2003-06-26 2007-02-27 The Regents Of The University Of California Micro-position sensor using faraday effect
US8049158B2 (en) * 2008-04-24 2011-11-01 Honeywell International Inc. Photonic proximity sensor and scalable photonic sensing system
DE102011052217B4 (de) 2011-07-27 2019-08-08 Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf E.V. Verfahren zum Bestimmen der wellenlängenabhängigen magnetooptischen Kopplungskonstante einer zu charakterisierenden Schicht in einem Schichtsystem mit einer oder mehreren magnetisierbaren Schichten
JP2015141027A (ja) * 2014-01-27 2015-08-03 セイコーエプソン株式会社 電場増強素子、ラマン分光法、ラマン分光装置、及び電子機器

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4931635A (en) * 1987-12-01 1990-06-05 Teijin Seiki Company Limited Optical position sensor using Faraday effect element and magnetic scale
US4947035A (en) * 1988-08-08 1990-08-07 Cornell Research Foundation, Inc. Fiber optic transducer using faraday effect
US5042905A (en) * 1990-06-15 1991-08-27 Honeywell Inc. Electrically passive fiber optic position sensor
JP3054208B2 (ja) * 1991-03-01 2000-06-19 帝人製機株式会社 磁界測定装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0627613A3 (en) 1995-02-15
DE69413308D1 (de) 1998-10-22
EP0627613A2 (en) 1994-12-07
US5434934A (en) 1995-07-18
JP2648437B2 (ja) 1997-08-27
DE69413308T2 (de) 1999-06-02
EP0627613B1 (en) 1998-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU777637B2 (en) Fiber-optic current sensor
US4529875A (en) Fiber-optical measuring apparatus
US5212586A (en) Optical circulator having a simplified construction
JP2004503751A (ja) 光ファイバ電流センサ
US6634813B2 (en) All-optical bit phase sensing
US4815853A (en) Three-axis fiber-optic ring interferometer
JP2648437B2 (ja) 光磁気変調方式並びにその方式を用いた変位検出装置および光スイッチ
US20070030491A1 (en) Fiber optic gyroscope
CA1189725A (en) Dual-polarization interferometer with a single-mode waveguide
US6609841B1 (en) Low noise optical storage system based on an optical polarimetric delay line
US5751425A (en) Apparatus and method for detecting rotation rate, Faraday bias and cavity length in a ring laser gyroscope
WO2000039618A1 (en) Method for fabrication of an all fiber polarization retardation device
JP3161885B2 (ja) 光アイソレーター
US6072174A (en) Magneto-optically modulating system for monitoring relative relationship between an object and a magneto-optic effect element
JP2002365058A (ja) 光ファイバリング干渉型センサ
KR20060058773A (ko) 인라인형 광아이솔레이터
US7130053B2 (en) Device for measuring a non-reciprocal effect, in particular fiber-optic gyro
US11700062B2 (en) Optical transceiver
JPH07248422A (ja) 光導波路型偏光解消子
JP2002340566A (ja) 非相反位相バイアス器及びこれを用いた光ファイバリング干渉型センサ
JP2977926B2 (ja) 光サ−キュレ−タ
JPH05188411A (ja) 光周波数シフトスイッチ
JPH116984A (ja) 偏光分離型サーキュレータ
JPH0720407A (ja) 光アイソレータ
KR950004883B1 (ko) 편광변조 사냑(Sagnac) 간섭계를 이용한 광섬유 시분할 다중기

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080509

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090509

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100509

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100509

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110509

Year of fee payment: 14

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees