JPH07159452A - 直流電圧測定方法および装置 - Google Patents
直流電圧測定方法および装置Info
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- JPH07159452A JPH07159452A JP5355318A JP35531893A JPH07159452A JP H07159452 A JPH07159452 A JP H07159452A JP 5355318 A JP5355318 A JP 5355318A JP 35531893 A JP35531893 A JP 35531893A JP H07159452 A JPH07159452 A JP H07159452A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、構成の複雑化を招くことなく光出
力の時間的低下（ドリフト現象）を抑制することを目的
とする。 【構成】 本発明の直流電圧測定方法および装置は、円
偏波光を被測定直流電圧に応じた楕円偏波光に変換する
ポッケルス素子として光軸方向の直流電界を加えられる
縦型ポッケルス素子１１を用いた構成を有している。
力の時間的低下（ドリフト現象）を抑制することを目的
とする。 【構成】 本発明の直流電圧測定方法および装置は、円
偏波光を被測定直流電圧に応じた楕円偏波光に変換する
ポッケルス素子として光軸方向の直流電界を加えられる
縦型ポッケルス素子１１を用いた構成を有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポッケルス効果を利用
して光学的に直流電圧を測定する直流電圧測定方法およ
び装置に関し、特に、構成の複雑化を招くことなく光出
力の時間的低下（ドリフト現象）を抑制できるようにし
た直流電圧測定方法および装置に関する。
して光学的に直流電圧を測定する直流電圧測定方法およ
び装置に関し、特に、構成の複雑化を招くことなく光出
力の時間的低下（ドリフト現象）を抑制できるようにし
た直流電圧測定方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、実用化されている直流電圧測定装
置として、例えば、電気光学結晶（例えば、Ｂｉ4 Ｇｅ
3 Ｏ12等）のポッケルス効果を利用して光学的に直流電
圧を測定するものがある。
置として、例えば、電気光学結晶（例えば、Ｂｉ4 Ｇｅ
3 Ｏ12等）のポッケルス効果を利用して光学的に直流電
圧を測定するものがある。
【０００３】図３には、上記した直流電圧測定装置の構
成が示されている。この直流電圧測定装置は、所定の波
長の光を出射する発光ダイオード等の光源１と、光源１
から発せられた光を後述する光電圧検出器に伝送する光
ファイバ２と、光ファイバ２によって導かれた光を被測
定電圧に応じた楕円偏波光とし、その長軸偏光と短軸偏
光を出射する光電圧検出器３と、長軸偏光と短軸偏光を
それぞれ伝送する光ファイバ４Ａ，４Ｂと、長軸偏光と
短軸偏光をそれぞれ電気信号に変換して、長軸偏光信号
Ａと短軸偏光信号Ｂを出力する光電変換器５Ａ，５Ｂ
と、長軸偏光信号Ａと短軸偏光信号Ｂを入力して楕円偏
波光の楕円率を算出する演算装置６を備えて構成されて
いる。
成が示されている。この直流電圧測定装置は、所定の波
長の光を出射する発光ダイオード等の光源１と、光源１
から発せられた光を後述する光電圧検出器に伝送する光
ファイバ２と、光ファイバ２によって導かれた光を被測
定電圧に応じた楕円偏波光とし、その長軸偏光と短軸偏
光を出射する光電圧検出器３と、長軸偏光と短軸偏光を
それぞれ伝送する光ファイバ４Ａ，４Ｂと、長軸偏光と
短軸偏光をそれぞれ電気信号に変換して、長軸偏光信号
Ａと短軸偏光信号Ｂを出力する光電変換器５Ａ，５Ｂ
と、長軸偏光信号Ａと短軸偏光信号Ｂを入力して楕円偏
波光の楕円率を算出する演算装置６を備えて構成されて
いる。
【０００４】光電圧検出器３は、所定の偏波を有した偏
光を出射する偏光子７と、偏光子７から出射された偏光
を円偏波光にする１／４波長板８と、光軸方向と直交す
る方向に被測定直流電圧Ｖが印加されることにより、円
偏波光を楕円偏波光にする横型ポッケルス素子９と、楕
円偏波光を直交する２つの偏光、すなわち、長軸偏光と
短軸偏光に分離する偏光ビームスプリッタ１０より構成
されている。
光を出射する偏光子７と、偏光子７から出射された偏光
を円偏波光にする１／４波長板８と、光軸方向と直交す
る方向に被測定直流電圧Ｖが印加されることにより、円
偏波光を楕円偏波光にする横型ポッケルス素子９と、楕
円偏波光を直交する２つの偏光、すなわち、長軸偏光と
短軸偏光に分離する偏光ビームスプリッタ１０より構成
されている。
【０００５】演算装置６は、長軸偏光信号Ａと短軸偏光
信号Ｂから（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算を行って（こ
の値を楕円率と呼ぶ）、楕円率から被測定直流電圧Ｖを
算出するように構成されている。
信号Ｂから（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算を行って（こ
の値を楕円率と呼ぶ）、楕円率から被測定直流電圧Ｖを
算出するように構成されている。
【０００６】以下、上記装置を用いた直流電圧測定方法
を説明する。まず、光源１から光を出射し、これを光フ
ァイバ２で光電圧検出器３まで伝送すると、この光は偏
光子７で所定の偏波の直線偏光に変換される。この直線
偏光は１／４波長板８を透過して円偏波光になり、更
に、横型ポッケルス素子１０を通ることによって被測定
電圧に応じた楕円偏波光になる。この楕円偏波光は偏光
ビームスプリッタ１０で長軸偏光と短軸偏光に分離さ
れ、光ファイバ４Ａ，４Ｂを介して光電変換器５Ａ，５
Ｂにそれぞれ伝送される。
を説明する。まず、光源１から光を出射し、これを光フ
ァイバ２で光電圧検出器３まで伝送すると、この光は偏
光子７で所定の偏波の直線偏光に変換される。この直線
偏光は１／４波長板８を透過して円偏波光になり、更
に、横型ポッケルス素子１０を通ることによって被測定
電圧に応じた楕円偏波光になる。この楕円偏波光は偏光
ビームスプリッタ１０で長軸偏光と短軸偏光に分離さ
れ、光ファイバ４Ａ，４Ｂを介して光電変換器５Ａ，５
Ｂにそれぞれ伝送される。
【０００７】このようにして光電変換器５Ａ，５Ｂに長
軸偏光と短軸偏光が伝送されると、光電変換器５Ａ，５
Ｂはこれを光電変換して長軸偏光信号Ａと短軸偏光信号
Ｂとして演算装置６に出力し、演算装置６は入力信号
Ａ，Ｂから（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算を行って被測
定直流電圧Ｖを算出する。
軸偏光と短軸偏光が伝送されると、光電変換器５Ａ，５
Ｂはこれを光電変換して長軸偏光信号Ａと短軸偏光信号
Ｂとして演算装置６に出力し、演算装置６は入力信号
Ａ，Ｂから（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算を行って被測
定直流電圧Ｖを算出する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の直流電
流測定方法および装置によると、ポッケルス素子として
横型ポッケルス素子、つまり、結晶通過光に対し垂直方
向に電界を加える素子を使用しているため、図４に示す
ように、直流電圧印加後、時間とともに光出力が低下
（数十分で１０％程度）するドリフト現象が生じる。こ
のドリフト現象は直流電圧の印加によりポッケルス結晶
中の電荷が移動し、ポッケルス素子中心部の電界が緩和
されるために生じると考えられる。
流測定方法および装置によると、ポッケルス素子として
横型ポッケルス素子、つまり、結晶通過光に対し垂直方
向に電界を加える素子を使用しているため、図４に示す
ように、直流電圧印加後、時間とともに光出力が低下
（数十分で１０％程度）するドリフト現象が生じる。こ
のドリフト現象は直流電圧の印加によりポッケルス結晶
中の電荷が移動し、ポッケルス素子中心部の電界が緩和
されるために生じると考えられる。
【０００９】また、直流電圧を高速でチョッピングした
疑似的な交流電圧を横型ポッケルス素子に印加すれば上
記問題を解決できるが、チョッピング回路やその電源が
必要になり、構成の複雑化を招く他、応答周波数を上げ
るためにチョッピング周波数を上げようとすると、回路
のキャパシタ分のために消費皮相電力が大になるという
不都合が生じる。
疑似的な交流電圧を横型ポッケルス素子に印加すれば上
記問題を解決できるが、チョッピング回路やその電源が
必要になり、構成の複雑化を招く他、応答周波数を上げ
るためにチョッピング周波数を上げようとすると、回路
のキャパシタ分のために消費皮相電力が大になるという
不都合が生じる。
【００１０】従って、本発明の目的は構成の複雑化を招
くことなく光出力の時間的低下（ドリフト現象）を抑制
することができる直流電圧測定方法および装置を提供す
ることである。
くことなく光出力の時間的低下（ドリフト現象）を抑制
することができる直流電圧測定方法および装置を提供す
ることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み、構成の複雑化を招くことなく光出力の時間的低下
（ドリフト現象）を抑制するため、光源から発せられた
光を円偏波光に変換し、円偏波光を縦型ポッケルス素子
に通して、その光軸方向に加えられる直流電界によって
楕円偏波光に変換し、楕円偏波光の長軸偏光と短軸偏光
を検出し、長軸偏光と短軸偏光を電気信号にすることに
より、長軸偏光信号Ａと短軸偏光信号Ｂを発生させ、長
軸偏光信号Ａと短軸偏光信号Ｂに基づいて（Ａ−Ｂ）／
（Ａ＋Ｂ）の演算を行って、直流電界に応じた直流電圧
を算出するようにした直流電圧測定方法を提供するもの
である。
み、構成の複雑化を招くことなく光出力の時間的低下
（ドリフト現象）を抑制するため、光源から発せられた
光を円偏波光に変換し、円偏波光を縦型ポッケルス素子
に通して、その光軸方向に加えられる直流電界によって
楕円偏波光に変換し、楕円偏波光の長軸偏光と短軸偏光
を検出し、長軸偏光と短軸偏光を電気信号にすることに
より、長軸偏光信号Ａと短軸偏光信号Ｂを発生させ、長
軸偏光信号Ａと短軸偏光信号Ｂに基づいて（Ａ−Ｂ）／
（Ａ＋Ｂ）の演算を行って、直流電界に応じた直流電圧
を算出するようにした直流電圧測定方法を提供するもの
である。
【００１２】また、上記目的を達成する本発明の直流電
圧測定装置は、光源から発せられる光を円偏波光に変換
する円偏波光変換手段と、光軸方向の直流電界を加えら
れることによって円偏波光を楕円偏波光に変換する縦型
ポッケルス素子と、楕円偏波光の長軸偏光と短軸偏光を
検出する長短軸偏光検出手段と、長軸偏光と短軸偏光を
電気信号に変換し、長軸偏光信号Ａと短軸偏光信号Ｂを
発生する光電変換手段と、長軸偏光信号Ａと短軸偏光信
号Ｂに基づいて（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算を行っ
て、直流電界に応じた直流電圧を算出する演算手段を備
えている。
圧測定装置は、光源から発せられる光を円偏波光に変換
する円偏波光変換手段と、光軸方向の直流電界を加えら
れることによって円偏波光を楕円偏波光に変換する縦型
ポッケルス素子と、楕円偏波光の長軸偏光と短軸偏光を
検出する長短軸偏光検出手段と、長軸偏光と短軸偏光を
電気信号に変換し、長軸偏光信号Ａと短軸偏光信号Ｂを
発生する光電変換手段と、長軸偏光信号Ａと短軸偏光信
号Ｂに基づいて（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算を行っ
て、直流電界に応じた直流電圧を算出する演算手段を備
えている。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の直流電圧測定方法および装置
について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】図１には、本発明の一実施例の直流電圧測
定装置の構成が示されている。この図において、図３と
同一の部分には同一の引用数字，符号を付したので重複
した説明は省略する。
定装置の構成が示されている。この図において、図３と
同一の部分には同一の引用数字，符号を付したので重複
した説明は省略する。
【００１５】この実施例の直流電圧測定装置は、光電圧
検出器３に光軸方向、つまり、結晶通過光と同じ方向に
直流電圧が印加されることにより円偏波光を直流電圧値
に応じた楕円偏波光にする縦型ポッケルス素子１１を設
けて構成されている。尚、検光子１０は前述した偏光ビ
ームスプリッタ等より構成されている。
検出器３に光軸方向、つまり、結晶通過光と同じ方向に
直流電圧が印加されることにより円偏波光を直流電圧値
に応じた楕円偏波光にする縦型ポッケルス素子１１を設
けて構成されている。尚、検光子１０は前述した偏光ビ
ームスプリッタ等より構成されている。
【００１６】以下、縦型ポッケルス素子１１を適用した
場合の直流電圧の測定について説明する。
場合の直流電圧の測定について説明する。
【００１７】まず、光源１から光を出射し、これを光フ
ァイバ２で光電圧検出器３まで伝送すると、この光は偏
光子７で所定の偏波の直線偏光にされ、次いで、１／４
波長板８で円偏波光になり、更に、縦型ポッケルス素子
１１を通ることによって被測定電圧Ｖに応じた楕円偏波
光になる。検光子１２はこの楕円偏波光から長軸偏光と
短軸偏光を検出して出射し、その出射光を光ファイバ４
Ａ，４Ｂを介して光電変換器５Ａ，５Ｂにそれぞれ伝送
する。
ァイバ２で光電圧検出器３まで伝送すると、この光は偏
光子７で所定の偏波の直線偏光にされ、次いで、１／４
波長板８で円偏波光になり、更に、縦型ポッケルス素子
１１を通ることによって被測定電圧Ｖに応じた楕円偏波
光になる。検光子１２はこの楕円偏波光から長軸偏光と
短軸偏光を検出して出射し、その出射光を光ファイバ４
Ａ，４Ｂを介して光電変換器５Ａ，５Ｂにそれぞれ伝送
する。
【００１８】このようにして光電変換器５Ａ，５Ｂに長
軸偏光と短軸偏光が伝送されると、光電変換器５Ａ，５
Ｂはこれを光電変換して長軸偏光信号Ａと短軸偏光信号
Ｂとして演算装置６に出力し、演算装置６は入力信号
Ａ，Ｂから（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算を行って被測
定直流電圧Ｖを算出する。
軸偏光と短軸偏光が伝送されると、光電変換器５Ａ，５
Ｂはこれを光電変換して長軸偏光信号Ａと短軸偏光信号
Ｂとして演算装置６に出力し、演算装置６は入力信号
Ａ，Ｂから（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算を行って被測
定直流電圧Ｖを算出する。
【００１９】上記した電圧測定において、ポッケルス素
子として縦型ポッケルス素子１１を使用しているため、
直流電圧の印加によって電荷が移動し、これによって一
部の電界が緩和しても通過光路全体での電界の積分値
（印加電圧）を一定にすることができ、これによって光
出力の低下（ドリフト現象）を抑えることができる。
子として縦型ポッケルス素子１１を使用しているため、
直流電圧の印加によって電荷が移動し、これによって一
部の電界が緩和しても通過光路全体での電界の積分値
（印加電圧）を一定にすることができ、これによって光
出力の低下（ドリフト現象）を抑えることができる。
【００２０】図２に、被測定電圧として３００Ｖの直流
電圧を印加した実験における電圧印加時間と光出力の関
係が示されている。この実験結果から判るように、３０
０Ｖの直流電圧の印加によって時定数２０〜３０分程度
で１％程度の出力の変化がみられるが、横型ポッケルス
素子の場合のような大きな出力の低下はみられなかっ
た。
電圧を印加した実験における電圧印加時間と光出力の関
係が示されている。この実験結果から判るように、３０
０Ｖの直流電圧の印加によって時定数２０〜３０分程度
で１％程度の出力の変化がみられるが、横型ポッケルス
素子の場合のような大きな出力の低下はみられなかっ
た。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の直流電圧
測定方法および装置によると、円偏波光を被測定直流電
圧に応じた楕円偏波光に変換するポッケルス素子として
光軸方向の直流電界を加えられる縦型ポッケルス素子を
用いたため、構成の複雑化を招くことなく光出力の時間
的低下（ドリフト現象）を抑制することができる。
測定方法および装置によると、円偏波光を被測定直流電
圧に応じた楕円偏波光に変換するポッケルス素子として
光軸方向の直流電界を加えられる縦型ポッケルス素子を
用いたため、構成の複雑化を招くことなく光出力の時間
的低下（ドリフト現象）を抑制することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す説明図。
【図２】一実施例に係る実験結果を示すグラフ。
【図３】従来の直流電圧測定装置を示す説明図。
【図４】従来の直流電圧測定装置に係る電圧印加時間と
光出力の関係を表すグラフ。
光出力の関係を表すグラフ。
１ 光源 ２ 光フ
ァイバ ３ 光電圧検出器 ４Ａ，４Ｂ
光ファイバ ５Ａ，５Ｂ 光電変換器 ６ 演算
装置 ７ 偏光子 ８ １／
４波長板 ９ 横型ポッケルス素子 １０ 偏光
ビームスプリッタ １１ 縦型ポッケルス素子
ァイバ ３ 光電圧検出器 ４Ａ，４Ｂ
光ファイバ ５Ａ，５Ｂ 光電変換器 ６ 演算
装置 ７ 偏光子 ８ １／
４波長板 ９ 横型ポッケルス素子 １０ 偏光
ビームスプリッタ １１ 縦型ポッケルス素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 英明 東京都日野市百草460 東京電力株式会社 東電学園内
Claims (2)
- 【請求項１】 光源から発せられた光を円偏波光に変換
し、 前記円偏波光を縦型ポッケルス素子に通して、その光軸
方向に加えられる直流電界によって楕円偏波光に変換
し、 前記楕円偏波光の長軸偏光と短軸偏光を検出し、 前記長軸偏光と前記短軸偏光を電気信号にすることによ
り、長軸偏光信号Ａと短軸偏光信号Ｂを発生させ、 前記長軸偏光信号Ａと短軸偏光信号Ｂに基づいて（Ａ−
Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算を行って、前記直流電界に応じ
た直流電圧を算出することを特徴とする直流電圧測定方
法。 - 【請求項２】 光源から発せられる光を円偏波光に変換
する円偏波光変換手段と、 光軸方向の直流電界を加えられることによって前記円偏
波光を楕円偏波光に変換する縦型ポッケルス素子と、 前記楕円偏波光の長軸偏光と短軸偏光を検出する長短軸
偏光検出手段と、 前記長軸偏光と前記短軸偏光を電気信号に変換し、長軸
偏光信号Ａと短軸偏光信号Ｂを発生する光電変換手段
と、 前記長軸偏光信号Ａと前記短軸偏光信号Ｂに基づいて
（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算を行って、前記直流電界
に応じた直流電圧を算出する演算手段を備えていること
を特徴とする直流電圧測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5355318A JPH07159452A (ja) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | 直流電圧測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5355318A JPH07159452A (ja) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | 直流電圧測定方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07159452A true JPH07159452A (ja) | 1995-06-23 |
Family
ID=18443231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5355318A Pending JPH07159452A (ja) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | 直流電圧測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07159452A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104020337A (zh) * | 2014-06-17 | 2014-09-03 | 上海理工大学 | 石榴石型电压电流传感器 |
| JP2015011019A (ja) * | 2013-07-02 | 2015-01-19 | 株式会社東芝 | 直流電圧測定装置 |
-
1993
- 1993-12-02 JP JP5355318A patent/JPH07159452A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015011019A (ja) * | 2013-07-02 | 2015-01-19 | 株式会社東芝 | 直流電圧測定装置 |
| CN104020337A (zh) * | 2014-06-17 | 2014-09-03 | 上海理工大学 | 石榴石型电压电流传感器 |
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