JPH07280900A - 磁界センサ - Google Patents
磁界センサInfo
- Publication number
- JPH07280900A JPH07280900A JP6594894A JP6594894A JPH07280900A JP H07280900 A JPH07280900 A JP H07280900A JP 6594894 A JP6594894 A JP 6594894A JP 6594894 A JP6594894 A JP 6594894A JP H07280900 A JPH07280900 A JP H07280900A
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- Japan
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- magnetic field
- light
- polarization
- optical fiber
- field sensor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁界検出部の構造を簡単にし、小型にした磁
界センサを提供する。 【構成】 第１および第２の偏波面保存光ファイバ１８
−１、１８−２の間に、ファラデー効果を呈する磁気光
学媒体からなるセンサヘッド部ＭＤが挿入される。光源
２１は第１の偏波面保存光ファイバ１８−１の入射端に
直線偏光を供給する。検光子１３は第２の偏波面保存光
ファイバ１８−２の偏光軸方向の偏光成分を取り出す。
光検出器２２は、検光子１３で取り出した偏光成分を検
出する。
界センサを提供する。 【構成】 第１および第２の偏波面保存光ファイバ１８
−１、１８−２の間に、ファラデー効果を呈する磁気光
学媒体からなるセンサヘッド部ＭＤが挿入される。光源
２１は第１の偏波面保存光ファイバ１８−１の入射端に
直線偏光を供給する。検光子１３は第２の偏波面保存光
ファイバ１８−２の偏光軸方向の偏光成分を取り出す。
光検出器２２は、検光子１３で取り出した偏光成分を検
出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空間における磁界の強
度を検出しまたは測定するために使用される磁界センサ
に関する。
度を検出しまたは測定するために使用される磁界センサ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５に従来のファラデー回転子１１を用
いた磁界センサの構成を示す。磁界センサは、直線偏光
を出射する光源２１と、この光源２１から出射された直
線偏光を伝送する第１の伝送用光ファイバ１７−１と、
この第１の伝送用光ファイバ１７−１から出射された光
を検査光として受け、検査光を磁界の強度に応じて変調
し、変調光を出射する磁界検出部ＭＤ´と、変調光を伝
送する第２の伝送用光ファイバ１７−２と、第２の伝送
用光ファイバ１７−２から出射された光を検出する光検
出部ＯＤ´とを有する。
いた磁界センサの構成を示す。磁界センサは、直線偏光
を出射する光源２１と、この光源２１から出射された直
線偏光を伝送する第１の伝送用光ファイバ１７−１と、
この第１の伝送用光ファイバ１７−１から出射された光
を検査光として受け、検査光を磁界の強度に応じて変調
し、変調光を出射する磁界検出部ＭＤ´と、変調光を伝
送する第２の伝送用光ファイバ１７−２と、第２の伝送
用光ファイバ１７−２から出射された光を検出する光検
出部ＯＤ´とを有する。
【０００３】図５において、第１のレンズ１６−１は、
光源２１から出射された直線偏光を第１の伝送用光ファ
イバ１７−１の入射端へ光結合させる。第２のレンズ１
６−２は、第１の伝送用光ファイバ１７−１の出射端か
ら出射された光を検査光として磁界検出部ＭＤ´の入力
端に光結合する。第３のレンズ１６−３は磁界検出部Ｍ
Ｄ´の出力端から出射された変調光を第２の伝送用光フ
ァイバ１７−２の入射端に光結合する。第４のレンズ１
６−４は第２の伝送用光ファイバ１７−２の出射端から
出射された光を光検出部に光結合する。
光源２１から出射された直線偏光を第１の伝送用光ファ
イバ１７−１の入射端へ光結合させる。第２のレンズ１
６−２は、第１の伝送用光ファイバ１７−１の出射端か
ら出射された光を検査光として磁界検出部ＭＤ´の入力
端に光結合する。第３のレンズ１６−３は磁界検出部Ｍ
Ｄ´の出力端から出射された変調光を第２の伝送用光フ
ァイバ１７−２の入射端に光結合する。第４のレンズ１
６−４は第２の伝送用光ファイバ１７−２の出射端から
出射された光を光検出部に光結合する。
【０００４】従来の磁界センサでは、第１および第２の
伝送用光ファイバ１７−１および１７−２として、それ
ぞれ、第１および第２の単一モード光ファイバを使用し
ていた。また、これら第１および第２の単一モード光フ
ァイバ１７−１および１７−２からなる光伝送系の中に
挟まれた、いわゆるセンサヘッド部である磁界検出部Ｍ
Ｄ´は、第２のレンズ１６−２と、偏光子１２と、波長
板１４と、検光子１３と、波長板１４と偏光子１２との
間に挟まれたファラデー回転子１１と、第３のレンズ１
６−３とから成る。偏光子１２を通過した直線偏光がフ
ァラデー回転子１１内を伝搬すると、直線偏光の偏波面
が外部磁界の強度に依存して回転する。ファラデー回転
子１１を通過した光は、波長板１４を透過した後、検光
子１３によってその偏波面と一致した成分が変調光とし
て出射される。この変調光は第２の伝送用光ファイバ１
７−２を通って光検出部ＯＤ´に到達する。光検出部Ｏ
Ｄ´は光検出器２２のみから成る。
伝送用光ファイバ１７−１および１７−２として、それ
ぞれ、第１および第２の単一モード光ファイバを使用し
ていた。また、これら第１および第２の単一モード光フ
ァイバ１７−１および１７−２からなる光伝送系の中に
挟まれた、いわゆるセンサヘッド部である磁界検出部Ｍ
Ｄ´は、第２のレンズ１６−２と、偏光子１２と、波長
板１４と、検光子１３と、波長板１４と偏光子１２との
間に挟まれたファラデー回転子１１と、第３のレンズ１
６−３とから成る。偏光子１２を通過した直線偏光がフ
ァラデー回転子１１内を伝搬すると、直線偏光の偏波面
が外部磁界の強度に依存して回転する。ファラデー回転
子１１を通過した光は、波長板１４を透過した後、検光
子１３によってその偏波面と一致した成分が変調光とし
て出射される。この変調光は第２の伝送用光ファイバ１
７−２を通って光検出部ＯＤ´に到達する。光検出部Ｏ
Ｄ´は光検出器２２のみから成る。
【０００５】磁界センサは、センサヘッド部ＭＤ´はも
とより第１の伝送用光ファイバ１７−１および第２の伝
送用光ファイバ１７−２には、磁界を乱すものを含ま
ず、光源２１および光検出部ＯＤ´はそれぞれ光ファイ
バを経由して検出領域から隔離されるため、磁界分布等
の測定にあたってはありのままの状態を捉えることがで
きる点で優れている。
とより第１の伝送用光ファイバ１７−１および第２の伝
送用光ファイバ１７−２には、磁界を乱すものを含ま
ず、光源２１および光検出部ＯＤ´はそれぞれ光ファイ
バを経由して検出領域から隔離されるため、磁界分布等
の測定にあたってはありのままの状態を捉えることがで
きる点で優れている。
【０００６】また、この測定系は全体として小さく軽量
なため、測定の機動性においても優れている。
なため、測定の機動性においても優れている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】最近の磁界検出を要求
する対象空間は、ますます小さくなり、センサヘッド部
の小型化が緊急の課題となっている。しかしながら、従
来型の磁界センサは、そのセンサヘッド部ＭＤ´に多く
の構成部品を含み、このためその構造は複雑であり、そ
の小型化の障害となってきた。
する対象空間は、ますます小さくなり、センサヘッド部
の小型化が緊急の課題となっている。しかしながら、従
来型の磁界センサは、そのセンサヘッド部ＭＤ´に多く
の構成部品を含み、このためその構造は複雑であり、そ
の小型化の障害となってきた。
【０００８】したがって、本発明の課題は、磁界検出部
の構造を簡単にし、小型にした磁界センサを提供するこ
とにある。
の構造を簡単にし、小型にした磁界センサを提供するこ
とにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による磁界センサは、直線偏光を出射する光
源と、この光源から出射された直線偏光を伝送する第１
の伝送用光ファイバと、この第１の伝送用光ファイバか
ら出射された光を検査光として受け、この検査光を磁界
の強度に応じて変調し、変調光を出射する磁界検出部
と、変調光を伝送する第２の伝送用光ファイバと、この
第２の伝送用光ファイバから出射された光を検出する光
検出部とを有する磁界センサにおいて、第１および第２
の伝送用光ファイバがそれぞれ第１および第２の偏波面
保存光ファイバから成り、磁界検出部がファラデー効果
を呈する磁気光学媒体からなるセンサヘッドから成り、
光検出部が第２の偏波面保存光ファイバから出射された
光の偏光軸方向の偏光成分を取り出すための検光子と、
この検光子で取り出した偏光成分を検出する光検出器と
から成ることを特徴とする。
に、本発明による磁界センサは、直線偏光を出射する光
源と、この光源から出射された直線偏光を伝送する第１
の伝送用光ファイバと、この第１の伝送用光ファイバか
ら出射された光を検査光として受け、この検査光を磁界
の強度に応じて変調し、変調光を出射する磁界検出部
と、変調光を伝送する第２の伝送用光ファイバと、この
第２の伝送用光ファイバから出射された光を検出する光
検出部とを有する磁界センサにおいて、第１および第２
の伝送用光ファイバがそれぞれ第１および第２の偏波面
保存光ファイバから成り、磁界検出部がファラデー効果
を呈する磁気光学媒体からなるセンサヘッドから成り、
光検出部が第２の偏波面保存光ファイバから出射された
光の偏光軸方向の偏光成分を取り出すための検光子と、
この検光子で取り出した偏光成分を検出する光検出器と
から成ることを特徴とする。
【００１０】
【作用】従来の磁界検出部（センサヘッド部）は、ファ
ラデー回転子を包含し、偏光子および検光子の偏波軸は
互いに一定の角度を保持することによって構成されてい
る。
ラデー回転子を包含し、偏光子および検光子の偏波軸は
互いに一定の角度を保持することによって構成されてい
る。
【００１１】磁界強度に対する透過光強度は、図４に示
すように、周期関数として表される。磁界強度零付近に
おいて直線性を有するので、偏光子と検光子の偏波面を
４５°に設定することが最も効果的であることが判る。
すように、周期関数として表される。磁界強度零付近に
おいて直線性を有するので、偏光子と検光子の偏波面を
４５°に設定することが最も効果的であることが判る。
【００１２】本発明が提供する磁界センサは、偏光子、
波長板、および検光子をセンサヘッド部から除き、ファ
ラデー回転子のみ、あるいはファラデー回転子とこれに
対する入射光および出射光を確保するためのレンズのみ
とし、光学的入力用および出力用光ファイバを偏波面保
存光ファイバに置き換え、検光子を光検出部に配置し
た。
波長板、および検光子をセンサヘッド部から除き、ファ
ラデー回転子のみ、あるいはファラデー回転子とこれに
対する入射光および出射光を確保するためのレンズのみ
とし、光学的入力用および出力用光ファイバを偏波面保
存光ファイバに置き換え、検光子を光検出部に配置し
た。
【００１３】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
【００１４】［実施例１］図１を参照して、本発明の第
１の実施例による磁界センサについて説明する。本実施
例の磁界センサは、第１および第２の伝送用光ファイバ
としてそれぞれ第１および第２の偏波面保存光ファイバ
１８−１および１８−２を使用し、磁界検出部ＭＤがフ
ァラデー効果を呈する磁気光学媒体からなるファラデー
回転子１１から成り、光検出部ＯＤが第２の偏波面保存
光ファイバ１８−２から出射された光の偏光軸方向の偏
光成分を取り出すための検光子１３と、この検光子１３
で取り出した偏光成分を検出する光検出器２２とから成
る。
１の実施例による磁界センサについて説明する。本実施
例の磁界センサは、第１および第２の伝送用光ファイバ
としてそれぞれ第１および第２の偏波面保存光ファイバ
１８−１および１８−２を使用し、磁界検出部ＭＤがフ
ァラデー効果を呈する磁気光学媒体からなるファラデー
回転子１１から成り、光検出部ＯＤが第２の偏波面保存
光ファイバ１８−２から出射された光の偏光軸方向の偏
光成分を取り出すための検光子１３と、この検光子１３
で取り出した偏光成分を検出する光検出器２２とから成
る。
【００１５】換言すると、センサヘッド部（磁界検出
部）ＭＤを、ガーネット厚膜からなるファラデー回転子
１１とレンズ１６−２および１６−３のみから構成し
た。光伝送系の入力用および出力用光ファイバを第１お
よび第２の偏波面保存光ファイバ１８−１および１８−
２で構成し、これらの偏波軸は互いに４５°の角度とし
た。また、光検出部ＯＤを検光子１３と光検出器２２と
から構成した。
部）ＭＤを、ガーネット厚膜からなるファラデー回転子
１１とレンズ１６−２および１６−３のみから構成し
た。光伝送系の入力用および出力用光ファイバを第１お
よび第２の偏波面保存光ファイバ１８−１および１８−
２で構成し、これらの偏波軸は互いに４５°の角度とし
た。また、光検出部ＯＤを検光子１３と光検出器２２と
から構成した。
【００１６】図５に示す従来型の磁界センサと比較し
て、第１の実施例の磁界センサは検出機能の低下をする
ことなく、センサヘッド部から検光子１３、偏光子１２
および波長板１４を取り除き、その小型化を実現した。
て、第１の実施例の磁界センサは検出機能の低下をする
ことなく、センサヘッド部から検光子１３、偏光子１２
および波長板１４を取り除き、その小型化を実現した。
【００１７】［実施例２］図２を参照して、本発明の第
２の実施例による磁界センサは、センサヘッド部の構成
が相違している点を除いて図１に示したものと同様の構
成を有する。すなわち、第２の実施例では、センサヘッ
ド部（磁界検出部）ＭＤａをガーネット厚膜からなるフ
ァラデー回転子１１のみで構成した。
２の実施例による磁界センサは、センサヘッド部の構成
が相違している点を除いて図１に示したものと同様の構
成を有する。すなわち、第２の実施例では、センサヘッ
ド部（磁界検出部）ＭＤａをガーネット厚膜からなるフ
ァラデー回転子１１のみで構成した。
【００１８】図５に示す従来型の磁界センサと比較する
と、第２の実施例の磁界センサは検出機能の低下をする
ことなく、センサヘッド部はファラデー回転子１１以外
のすべての構成品を取り去り、その小型化を実現した。
センサヘッド部での光の拡散を避けるために、第１およ
びい第２の偏波面保存光ファイバ１８−１および１８−
２とファラデー回転子１１を密着固定した。したがっ
て、ファラデー回転子１１の大きさは、厚さが５０〜２
００μｍ、直径は偏波面保存光ファイバ１８−１および
１８−２と同程度でよい。
と、第２の実施例の磁界センサは検出機能の低下をする
ことなく、センサヘッド部はファラデー回転子１１以外
のすべての構成品を取り去り、その小型化を実現した。
センサヘッド部での光の拡散を避けるために、第１およ
びい第２の偏波面保存光ファイバ１８−１および１８−
２とファラデー回転子１１を密着固定した。したがっ
て、ファラデー回転子１１の大きさは、厚さが５０〜２
００μｍ、直径は偏波面保存光ファイバ１８−１および
１８−２と同程度でよい。
【００１９】［実施例３］図３を参照して、本発明の第
３の実施例による磁界センサは、センサヘッド部の構成
が相違している点を除いて図１に示したものと同様の構
成を有する。すなわち、第３の実施例では、センサヘッ
ド部（磁界検出部）ＭＤｂはガーネット厚膜の基板に構
築した光導波路１５を有するファラデー回転子１１ａの
みとした。光導波路１５の両端面に入力光および出力光
用の偏波面保存光ファイバ１８−１および１８−２を、
偏波軸を互いに４５°として接合した。
３の実施例による磁界センサは、センサヘッド部の構成
が相違している点を除いて図１に示したものと同様の構
成を有する。すなわち、第３の実施例では、センサヘッ
ド部（磁界検出部）ＭＤｂはガーネット厚膜の基板に構
築した光導波路１５を有するファラデー回転子１１ａの
みとした。光導波路１５の両端面に入力光および出力光
用の偏波面保存光ファイバ１８−１および１８−２を、
偏波軸を互いに４５°として接合した。
【００２０】尚、本発明は上述した実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形・変
更が可能であるのは勿論である。
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形・変
更が可能であるのは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、検出機能
を低下させることなく、センサヘッド部の構造を簡単に
し、小型にした磁界センサを実現した。これにより、よ
り狭い空間における磁界の強度を検出することが可能と
なる。
を低下させることなく、センサヘッド部の構造を簡単に
し、小型にした磁界センサを実現した。これにより、よ
り狭い空間における磁界の強度を検出することが可能と
なる。
【図１】本発明の第１の実施例による磁界センサの構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施例による磁界センサの構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施例による磁界センサの構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図４】磁界センサの特性曲線を示す図である。
【図５】従来の磁界センサの構成を示すブロック図であ
る。
る。
１１，１１ａ ファラデー回転子 １２ 偏光子 １３ 検光子 １４ 波長板 １５ 光導波路 １６−１，１６−２，１６−３，１６−４ レンズ １７−１，１７−２ 単一モード光ファイバ １８−１，１８−２ 偏波面保存光ファイバ ２１ 光源 ２２ 光検出器 ＭＤ，ＭＤａ，ＭＤｂ センサヘッド部（磁界検出
部） ＯＤ 光検出部
部） ＯＤ 光検出部
Claims (2)
- 【請求項１】 直線偏光を出射する光源と、該光源から
出射された直線偏光を伝送する第１の伝送用光ファイバ
と、該第１の伝送用光ファイバから出射された光を検査
光として受け、該検査光を磁界の強度に応じて変調し、
変調光を出射する磁界検出部と、前記変調光を伝送する
第２の伝送用光ファイバと、該第２の伝送用光ファイバ
から出射された光を検出する光検出部とを有する磁界セ
ンサにおいて、 前記第１および第２の伝送用光ファイバがそれぞれ第１
および第２の偏波面保存光ファイバから成り、前記磁界
検出部がファラデー効果を呈する磁気光学媒体からなる
センサヘッドから成り、前記光検出部が前記第２の偏波
面保存光ファイバから出射された光の偏光軸方向の偏光
成分を取り出すための検光子と、該検光子で取り出した
偏光成分を検出する光検出器とから成ることを特徴とす
る磁界センサ。 - 【請求項２】 前記磁気光学媒体の入出力部において、
前記第１および第２の偏波面保存光ファイバの偏光軸が
互いに４５°をなすことを特徴とする、請求項１記載の
磁界センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6594894A JPH07280900A (ja) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | 磁界センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6594894A JPH07280900A (ja) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | 磁界センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07280900A true JPH07280900A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=13301714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6594894A Pending JPH07280900A (ja) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | 磁界センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07280900A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6333809B1 (en) | 1996-02-21 | 2001-12-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magneto-optical element |
| US6370288B1 (en) | 1996-02-21 | 2002-04-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical magnetic field sensor probe |
-
1994
- 1994-04-04 JP JP6594894A patent/JPH07280900A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6333809B1 (en) | 1996-02-21 | 2001-12-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magneto-optical element |
| US6370288B1 (en) | 1996-02-21 | 2002-04-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical magnetic field sensor probe |
| US6404190B1 (en) | 1996-02-21 | 2002-06-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical magnetic field sensor probe |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021218 |