JPH065266B2 - 光フアイバ磁界センサ - Google Patents
光フアイバ磁界センサInfo
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- JPH065266B2 JPH065266B2 JP21177385A JP21177385A JPH065266B2 JP H065266 B2 JPH065266 B2 JP H065266B2 JP 21177385 A JP21177385 A JP 21177385A JP 21177385 A JP21177385 A JP 21177385A JP H065266 B2 JPH065266 B2 JP H065266B2
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- optical fiber
- magnetic field
- field sensor
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、光ファイバを用いた磁界センサに関するも
ので、特にセンサ部を小型化することにより、生体など
にも適用可能としたセンサに関するものである。
ので、特にセンサ部を小型化することにより、生体など
にも適用可能としたセンサに関するものである。
［従来の技術］ 小型化を図った光ファイバ磁界センサの一例として、第
５図のようなものがある（村松：日経エレクトロニク
ス，1981.7.6号，ｐ．175〜176など）。
５図のようなものがある（村松：日経エレクトロニク
ス，1981.7.6号，ｐ．175〜176など）。
これは、磁気歪とマッハツェンダ干渉法を利用したもの
である。
である。
レーザ光１０を光ファイバ１２に入射し、光結合器１４
で二つの光に分離する。分離された光の一方は、磁気歪
材料１６を被覆した光ファイバ１８（第６図）内を伝搬
し、他方は通常の光ファイバ２０内を伝搬し、再び光結
合器２２で合成される。
で二つの光に分離する。分離された光の一方は、磁気歪
材料１６を被覆した光ファイバ１８（第６図）内を伝搬
し、他方は通常の光ファイバ２０内を伝搬し、再び光結
合器２２で合成される。
磁気歪材料１６は、磁界が加わると、その大きさに応じ
て伸縮する。すると光ファイバ１８も軸方向に伸縮し、
内部を通過する光は位相変化を受ける。その結果、合成
された光は位相差のために干渉し、光出力が変動する。
て伸縮する。すると光ファイバ１８も軸方向に伸縮し、
内部を通過する光は位相変化を受ける。その結果、合成
された光は位相差のために干渉し、光出力が変動する。
したがって、その変動を受光器２４及びロックイン増幅
器２６を通してとりだすことにより、磁界が測定でき
る。２８は位相補償回路を示す。
器２６を通してとりだすことにより、磁界が測定でき
る。２８は位相補償回路を示す。
［発明が解決しようとする問題点］ (1)上記の例で、実用的な測定器を構成するためには、
光結合器２２や受光器２４を光の送り側にもってきて、
光結合器１４などと一つにまとめる必要があり、そのた
めには光ファイバ１８，２０を180°折返さなくてはな
らない。光ファイバを180°折返すには、最小曲げ半径2
0mmが必要で、そのような見地から、センサ部を小型化
することが難しい。
光結合器２２や受光器２４を光の送り側にもってきて、
光結合器１４などと一つにまとめる必要があり、そのた
めには光ファイバ１８，２０を180°折返さなくてはな
らない。光ファイバを180°折返すには、最小曲げ半径2
0mmが必要で、そのような見地から、センサ部を小型化
することが難しい。
(2)光ファイバ１８，２０が分離しているので、途中に
おいて異なる外乱を受ることにより、その変化がノイズ
となる。
おいて異なる外乱を受ることにより、その変化がノイズ
となる。
［問題点を解決するための手段］ この発明は、上記同様に光ファイバを利用するものであ
るが、従来例のように、光が光ファイバ内を一方的にだ
け通過する透過型ではなく、下記のように反射型にする
ことにより小型化を図り、また伝送路にデュアルコア単
一モード光ファイバを使用することによって外乱の影響
を受けないようにしたものである。
るが、従来例のように、光が光ファイバ内を一方的にだ
け通過する透過型ではなく、下記のように反射型にする
ことにより小型化を図り、また伝送路にデュアルコア単
一モード光ファイバを使用することによって外乱の影響
を受けないようにしたものである。
［その説明］ 磁気歪とマッハツェンダ干渉法を利用する場合の例につ
いて説明する。
いて説明する。
第２図のセンサヘッド３０の一例を示す。
３２は基板で、ＳｉＯ2やパイレックスなどのガラス、
またはＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3、ＰＬＺＴなどの誘導
体からなる。
またはＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3、ＰＬＺＴなどの誘導
体からなる。
３４と３６は、基板３２の上に平行に形成した、四角断
面の導波路で、たとえば、ＳｉＯ2にＧｅをドープした
ものやＬｉＮｂＯ3にＴｉをドープしたものなどからな
る。
面の導波路で、たとえば、ＳｉＯ2にＧｅをドープした
ものやＬｉＮｂＯ3にＴｉをドープしたものなどからな
る。
３８はクラッド層で、これは基板３２と同じ材料で構成
される。
される。
４０は磁気歪材料で、一方の導波路３４のクラッド層３
８の上に設けられる。なお、磁気歪材料４０にはＮｉ，
2V-Permendur、40-Permalloy、11.7-Altenol、4.5Co、95.5N
iなどが使用される。
８の上に設けられる。なお、磁気歪材料４０にはＮｉ，
2V-Permendur、40-Permalloy、11.7-Altenol、4.5Co、95.5N
iなどが使用される。
４２は反射膜で、両方の導波路３４，３６の片側の端面
に形成される。この材質は、ＡＵ、Ａｇ、Ｐｔなどであ
る。
に形成される。この材質は、ＡＵ、Ａｇ、Ｐｔなどであ
る。
センサヘッド３０は、第３図のように、埋込み型とする
こともできる。
こともできる。
これらのセンサヘッド３０は、第１図のように、適当長
ささ（たとえば５ｍ程度）のデュアルコア単一モード光
ファイバ４４の片端に接続される。
ささ（たとえば５ｍ程度）のデュアルコア単一モード光
ファイバ４４の片端に接続される。
このデュアルコア単一モード光ファイバ４４は、第４図
のように、一つの円形のクラッド４５内に２本のコア４
６，４８を有するものである。
のように、一つの円形のクラッド４５内に２本のコア４
６，４８を有するものである。
なお、上記第２図のセンサヘッド３０における導波路３
４，３６の一辺の長さは、コア４６，４８の直径と等し
くしてある。また、導波路３４，３６の間隔Ａは、コア
４６，４８の間隔に等しくしてある。
４，３６の一辺の長さは、コア４６，４８の直径と等し
くしてある。また、導波路３４，３６の間隔Ａは、コア
４６，４８の間隔に等しくしてある。
デュアルコア単一モード光ファイバ４４は、曲がり、温
度分布などの不均一による影響をとり除くため、中心軸
の周りに回転を与えて、ねじりながら製造したものを用
いてもよい。
度分布などの不均一による影響をとり除くため、中心軸
の周りに回転を与えて、ねじりながら製造したものを用
いてもよい。
［作用］ 光源５０からの光を光結合器５２により二つの光に分離
し、それぞれ方向性結合器５４，５６を介してデュアル
コア単一モード光ファイバ４４のコア４６，４８に入射
する。その光はセンサヘッド３０の導波路３４，３６内
を通り、反射膜４２により反射して、方向性結合器５
４，５６から出力し、干渉縞５８を形成する。
し、それぞれ方向性結合器５４，５６を介してデュアル
コア単一モード光ファイバ４４のコア４６，４８に入射
する。その光はセンサヘッド３０の導波路３４，３６内
を通り、反射膜４２により反射して、方向性結合器５
４，５６から出力し、干渉縞５８を形成する。
磁界Ｈが加わると、上記のようにコア４６，４８内を通
過する光に位相差が生じて干渉縞５８が移動する。これ
により磁界Ｈの変化を検出することができる。
過する光に位相差が生じて干渉縞５８が移動する。これ
により磁界Ｈの変化を検出することができる。
［実施例］ センサヘッド３０として第２図のタイプで次のものを製
作した。すなわち、厚さ0.7mmのシリコーン基板６０の
上に、ＳｉＯ2の基板３２を0.5mm成長させ、その上に７
μｍ×７μｍの方形断面の、ＧＥドープの導波路３４，
３６を形成した。それらの上には20μｍの厚さのクラッ
ド層３８を、プラズマＣＶＤ法により形成した。
作した。すなわち、厚さ0.7mmのシリコーン基板６０の
上に、ＳｉＯ2の基板３２を0.5mm成長させ、その上に７
μｍ×７μｍの方形断面の、ＧＥドープの導波路３４，
３６を形成した。それらの上には20μｍの厚さのクラッ
ド層３８を、プラズマＣＶＤ法により形成した。
片方の導波路３４の外方に10μｍの厚さにＮｉからなる
磁気歪材料４０をスパッタにより形成した。
磁気歪材料４０をスパッタにより形成した。
また反射膜４２は、スパッタ法により、Ａｕを2000Åの
厚さに付着させることにより形成した。
厚さに付着させることにより形成した。
その後シリコーン基板６０はエッチングによりとり除い
た。
た。
導波路３４，３６の間隔Ａは100μｍ、基板３２の幅Ｂ
は150μｍ、長さＣは2mmである。
は150μｍ、長さＣは2mmである。
また、デュアルコア単一モード光ファイバ４４の外径は
150μｍ、コア４６，４８の直径は５μｍ、それらの間
隔は100μｍ、長さは５ｍである。
150μｍ、コア４６，４８の直径は５μｍ、それらの間
隔は100μｍ、長さは５ｍである。
光源５０には、波長0.633μｍのＨｅＮｅレーザを用
い、干渉縞５８の検出を行った。干渉縞５８の移動は10
-6エルステッドまで検出が可能であった。
い、干渉縞５８の検出を行った。干渉縞５８の移動は10
-6エルステッドまで検出が可能であった。
このセンサは、外部補強を含めても先端部で0.6mmφで
あり、血流の速度による磁界の変化を測定することが可
能であった。
あり、血流の速度による磁界の変化を測定することが可
能であった。
［発明の効果］ (1)反射型としているので、小形、軽量である。
(2)デュアルコア単一モード光ファイバを使用している
ので、温度などの外乱に対して安定である。
ので、温度などの外乱に対して安定である。
第１図は本発明の実施例の説明図、 第２図は、センサヘッド３０の一例の説明図、 第３図は、センサヘッド３０の他の例の説明図、 第４図はデュアルコア単一モード光ファィバの断面の説
明図、 第５図は従来技術の説明図、 第６図は磁気歪材料を被覆したセンサ用光ファイバの説
明図である。 ３０：センサヘッド、３２：基板 ３４，３６：導波路、３８：クラッド層 ４０：磁気歪材料、４２：反射膜 ４４：デュアルコア単一モード光ファイバ ４５：クラッド、４６，４８：コア ５０：光源、５２：光結合器 ５４，５６：方向性結合器、５８：干渉縞
明図、 第５図は従来技術の説明図、 第６図は磁気歪材料を被覆したセンサ用光ファイバの説
明図である。 ３０：センサヘッド、３２：基板 ３４，３６：導波路、３８：クラッド層 ４０：磁気歪材料、４２：反射膜 ４４：デュアルコア単一モード光ファイバ ４５：クラッド、４６，４８：コア ５０：光源、５２：光結合器 ５４，５６：方向性結合器、５８：干渉縞
フロントページの続き (72)発明者 福田 長 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式 会社佐倉工場内 (56)参考文献 特開 昭59−72005（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−38669（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−7947（ＪＰ，Ｂ２) 計装 1982年10月号 ＰＰ．36−37
Claims (1)
- 【請求項１】光ファイバを利用する磁界センサにおい
て、 円形のクラッド４５の中に２本のコア４６，４８を有す
るデュアルコア単一モード光ファイバ４４の片端に、 基板３２上またはその内部に２本の導波路３４，３６を
有し、かつそれらの片端の端面にはそれぞれ反射膜４２
が設けてあり、一方の導波路３４の外周には磁気歪材料
４０の層が設けてあるセンサヘッド３０を、接続してい
ること、 を特徴とする、光ファイバ磁界センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21177385A JPH065266B2 (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | 光フアイバ磁界センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21177385A JPH065266B2 (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | 光フアイバ磁界センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6270777A JPS6270777A (ja) | 1987-04-01 |
| JPH065266B2 true JPH065266B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=16611351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21177385A Expired - Fee Related JPH065266B2 (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | 光フアイバ磁界センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065266B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06141326A (ja) * | 1992-10-26 | 1994-05-20 | Victor Co Of Japan Ltd | 衛星放送受信機、スクランブルデコーダ、及び衛星放送受信システム |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0664460B1 (en) * | 1993-07-07 | 2001-05-16 | Tokin Corporation | Electric field sensor |
| WO1995002192A1 (fr) * | 1993-07-07 | 1995-01-19 | Tokin Corporation | Capteur de champs electriques |
| CN104237607B (zh) * | 2014-10-15 | 2017-02-08 | 南京大学 | 基于微光纤耦合器的双路检测式电流磁场传感器 |
| CN111457950B (zh) * | 2020-03-11 | 2021-08-20 | 复旦大学 | 一种法布里珀罗谐振腔光学微泡传感器及其制备方法 |
-
1985
- 1985-09-25 JP JP21177385A patent/JPH065266B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 計装１９８２年１０月号ＰＰ．３６−３７ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06141326A (ja) * | 1992-10-26 | 1994-05-20 | Victor Co Of Japan Ltd | 衛星放送受信機、スクランブルデコーダ、及び衛星放送受信システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6270777A (ja) | 1987-04-01 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |