JPH0980137A - Light magnetic field sensor - Google Patents

Light magnetic field sensor

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Publication number
JPH0980137A
JPH0980137A JP7238374A JP23837495A JPH0980137A JP H0980137 A JPH0980137 A JP H0980137A JP 7238374 A JP7238374 A JP 7238374A JP 23837495 A JP23837495 A JP 23837495A JP H0980137 A JPH0980137 A JP H0980137A
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JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
optical
field sensor
lens
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP7238374A
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Japanese (ja)
Inventor
Shintaro Ishikawa
進太郎 石川
Akio Watanabe
章夫 渡辺
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.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Publication of JPH0980137A publication Critical patent/JPH0980137A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light magnetic field sensor with a low insertion loss and a high productivity. SOLUTION: A light magnetic field sensor comprise a light source 1, a first optical fiber 2, a first lens, a first polarizer 5, a magnetic optical element 6, a second polarizer 7, a second lens, a second optical fiber 10, and a detector 11. The first and second lenses are constituted of semispherical lenses 12 and 13 where an outer-periphery surface is formed by a spherical surface and a plane including the curvature center of the spherical surface.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気光学素子のフ
ァラデー効果を利用して磁界強度を測定する光磁界セン
サに関するものであり、特に、電力を供給する送電線及
び配電線や、受変電設備(以下、キュービクルとい
う),GIS(GAS INSULATED SWITCH GEAR) 等の電線の
周囲に発生する磁界の強度を測定することによって電流
の大きさを検知する光磁界センサ、及び一般的な静磁
界,交流磁界を測定する光磁界センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical magnetic field sensor for measuring magnetic field strength by utilizing the Faraday effect of a magneto-optical element, and more particularly to a power transmission line and a distribution line for supplying electric power and a power receiving and transforming facility. (Hereinafter referred to as cubicle), GIS (GAS INSULATED SWITCH GEAR), or other optical magnetic field sensor that detects the magnitude of the current by measuring the strength of the magnetic field generated around the wire, and general static magnetic fields and AC magnetic fields. The present invention relates to an optical magnetic field sensor for measuring.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、発電所から消費者までの電力の輸
送経路である送電線や配電線に流れる電流の大きさを測
定して異常を発見する電流センサや、キュービクル,G
IS内において使用される電流センサとしては、トラン
ス型のものが用いられてきた。しかしながら、トランス
型の電流センサは、大型且つ大重量であって絶縁性も良
くないなど種々の問題点があるため、最近ではそのよう
なトランス型の電流センサに代えて光磁界(電流)セン
サを用いる計画が進められている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a current sensor for detecting an abnormality by measuring the magnitude of a current flowing through a transmission line or a distribution line, which is a transportation route of electric power from a power plant to a consumer, a cubicle, a G
As the current sensor used in the IS, a transformer type has been used. However, since the transformer-type current sensor has various problems such as large size, heavy weight, and poor insulation properties, recently, a magnetic field (current) sensor has been replaced with such a transformer-type current sensor. Plans for use are in progress.

【0003】光磁界センサの原理は、導体例えば送電線
に流れる電流によりその周囲に発生する磁界を、磁気光
学材料が有するファラデー効果を利用して測定し、その
測定された磁界からそこに流れている電流値を求めるも
のであるが、光磁界センサの特徴としては、高耐圧,高
絶縁性,非接触,小型軽量であって、高圧側に電源や電
気回路が不要なこと等を挙げることができる。
The principle of the optical magnetic field sensor is that a magnetic field generated around a conductor such as a power transmission line is measured by utilizing the Faraday effect of a magneto-optical material, and the magnetic field is flowed from the measured magnetic field to the magnetic field. The characteristic of the optical magnetic field sensor is that it has high withstand voltage, high insulation, non-contact, small size and light weight, and does not require a power supply or electric circuit on the high voltage side. it can.

【0004】このような特徴を有する従来の光磁界セン
サの基本構成を図4を用いて説明する。光源1から射出
された光は、光ファイバ2を経てレンズ3により平行光
線にされた後、全反射三角プリズム4で光路を90度曲
げられ、偏光子5を介して直線偏光とされ、磁気光学素
子6へ入射する。直線偏光となった光は、磁気光学素子
6を通過するとき被測定磁界(以下、磁界と略称する)
の強さに応じて旋光を受け、偏光子7を通過した後に磁
界の強さに対応した光強度となって全反射三角プリズム
8へ入射し、ここで再び光路を90度曲げられ、レンズ
9により光ファイバ10に集光される。そして、ここに
集光された光は、光検出器11に導かれて光電変換され
るようになっている。
The basic structure of a conventional optical magnetic field sensor having such characteristics will be described with reference to FIG. The light emitted from the light source 1 is collimated by the lens 3 through the optical fiber 2 and is then bent 90 degrees in the optical path by the total reflection triangular prism 4, and is linearly polarized by the polarizer 5. It is incident on the element 6. The linearly polarized light, when passing through the magneto-optical element 6, is a magnetic field to be measured (hereinafter, abbreviated as magnetic field)
According to the intensity of the light, passes through the polarizer 7, and becomes a light intensity corresponding to the strength of the magnetic field and enters the total reflection triangular prism 8, where the optical path is bent again by 90 degrees, and the lens 9 Is focused on the optical fiber 10. The light collected here is guided to the photodetector 11 and photoelectrically converted.

【0005】ここで、光源1には一般的には発光ダイオ
ードが用いられる。光源1に発光強度が大きく、指向性
が強いレーザダイオードを用いることも考えられるが、
レーザダイオードから射出されるレーザ光は略直線偏光
のものであり、この光が光ファイバ2を通過する際に光
ファイバ2に生じる応力誘起複屈折により光の偏光面が
変化してしまい、偏光子5を通過した光の強度が不安定
になるという問題がある。よって、光源1には無偏光の
光を発する発光ダイオードが用いられるのである。
Here, a light emitting diode is generally used as the light source 1. Although it is possible to use a laser diode having a high emission intensity and a strong directivity for the light source 1,
The laser light emitted from the laser diode is substantially linearly polarized light, and the polarization plane of the light changes due to the stress-induced birefringence generated in the optical fiber 2 when the light passes through the optical fiber 2, and the polarizer There is a problem that the intensity of the light passing through 5 becomes unstable. Therefore, a light emitting diode which emits unpolarized light is used as the light source 1.

【0006】このように構成された光磁界センサに用い
られる磁気光学素子6の材料としては、鉛ガラス,Zn
Se,BGO,BSO等の反磁性材料、又は常磁性材料
があるが、これらの磁気感度は全般に低い。しかしなが
ら、最近では前述のように送電線,配電線の電流計測、
GIS,キュービクル内の計器用変流器にも光磁界セン
サを用いる計画が積極的に進められており、光磁界セン
サに対し高感度化、小型化、低価格化が要求されてい
る。従って、このような観点から、量産性が高く磁気感
度の高い磁性ガーネットや、更に高感度のBi置換の磁
性ガーネットを用いた光磁界センサの開発が行われるよ
うになってきた。
As a material of the magneto-optical element 6 used in the optical magnetic field sensor thus constructed, lead glass, Zn
There are diamagnetic materials such as Se, BGO and BSO, or paramagnetic materials, but their magnetic sensitivity is generally low. However, recently, as mentioned above, current measurement of transmission lines and distribution lines,
A plan to use the optical magnetic field sensor for the current transformers for measuring instruments in the GIS and the cubicle is being actively promoted, and the optical magnetic field sensor is required to have higher sensitivity, smaller size, and lower price. Therefore, from such a viewpoint, a magnetic garnet having high mass productivity and high magnetic sensitivity, and a magnetic field sensor using a highly sensitive Bi-substituted magnetic garnet have been developed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な光磁界センサにおいては、光検出器による光電変換後
のS/N比を高める必要があるが、そのためには各光学
素子における挿入損失をできる限り小さくすることが重
要である(尚、ここで云う挿入損失とは、各光学素子の
光吸収や回折による避けることのできない損失を除い
た、各光学素子の界面における反射損失を意味する)。
しかし、光ファイバ間に位置するレンズ,全反射三角プ
リズム,偏光子及び磁気光学素子の各光学素子では、フ
レネル反射損失が生じるため、前記挿入損失の低減には
限界があった。又、光ファイバ,レンズ及び全反射三角
プリズムの各光学素子間における光軸調整は、低挿入損
失を実現するには不可欠な作業ではあるが、これが光磁
界センサの生産性の向上を妨げる原因の一つとなってい
る。
By the way, in the above-mentioned optical magnetic field sensor, it is necessary to increase the S / N ratio after photoelectric conversion by the photodetector. For that purpose, insertion loss in each optical element is required. It is important to make it as small as possible (the insertion loss here means the reflection loss at the interface of each optical element, excluding the unavoidable loss due to light absorption and diffraction of each optical element). .
However, since the Fresnel reflection loss occurs in each of the optical elements such as the lens located between the optical fibers, the total reflection triangular prism, the polarizer, and the magneto-optical element, there is a limit to the reduction of the insertion loss. Also, adjusting the optical axis between the optical elements of the optical fiber, the lens, and the triangular prism for total reflection is an essential task to achieve low insertion loss, but this is a factor that hinders the improvement of the productivity of the optical magnetic field sensor. It is one.

【0008】そこで、上記のような従来技術の有する問
題点に鑑み、本発明は、低挿入損失で、且つ生産性の高
い光磁界センサを提供することを目的とする。
In view of the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to provide an optical magnetic field sensor with low insertion loss and high productivity.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による光磁界センサは、光源,第1の光ファ
イバ,第1のレンズ,第1の偏光子,磁気光学素子,第
2の偏光子,第2のレンズ,第2の光ファイバ及び検出
器からなる光磁界センサにおいて、前記第1のレンズ及
び前記第2のレンズが、夫々球面とこの球面の曲率の中
心を含む平面とにより外周面が形成された半球レンズに
より構成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical magnetic field sensor according to the present invention comprises a light source, a first optical fiber, a first lens, a first polarizer, a magneto-optical element and a second optical fiber. In an optical magnetic field sensor including a polarizer, a second lens, a second optical fiber and a detector, the first lens and the second lens each have a spherical surface and a plane including a center of curvature of the spherical surface. It is characterized by being constituted by a hemispherical lens having an outer peripheral surface formed.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の光磁界センサに用いられ
る半球レンズは、球レンズを半割にした形状を有してお
り、レンズの外周面が球面とこの球面の曲率の中心を含
む平面とから形成されている。従って、この半球レンズ
の球面の曲率の中心を通るように光が入射すると、光は
その球面の曲率の中心で反射され,同径,同材質の球レ
ンズと同じ焦点距離を有することになる。その際、前記
半球レンズの球面の曲率の中心を含む平面への光の入射
角の大きさが全反射の条件を満たせば、この平面に反射
膜を施さずとも入射光は損失を受けずに反射される。例
えば、このような半球レンズを1.42以上の屈折率を
有する光学ガラスにより構成すれば、この半球レンズの
平面への光の入射角が45度で全反射が起こるようにな
る。従って、このように構成された半球レンズは、レン
ズと全反射プリズムの2つの機能を備えることができ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The hemispherical lens used in the optical magnetic field sensor of the present invention has a shape obtained by dividing a spherical lens in half, and the outer peripheral surface of the lens is a spherical surface and a plane including the center of curvature of this spherical surface. It is formed from and. Therefore, when the light enters through the center of curvature of the spherical surface of the hemispherical lens, the light is reflected at the center of curvature of the spherical surface and has the same focal length as the spherical lens of the same diameter and the same material. At that time, if the angle of incidence of light on a plane including the center of curvature of the spherical surface of the hemispherical lens satisfies the condition of total reflection, the incident light does not suffer loss even if a reflecting film is not provided on this plane. Is reflected. For example, if such a hemispherical lens is made of optical glass having a refractive index of 1.42 or more, total reflection occurs when the incident angle of light on the plane of the hemispherical lens is 45 degrees. Therefore, the hemispherical lens thus configured can have two functions of a lens and a total reflection prism.

【0011】このような機能を有する半球レンズ12,
13を用いて構成したのが、図1に示す本発明の光磁界
センサである。本発明の光磁界センサは、前述のよう
に、レンズと全反射プリズムの機能を備えた半球レンズ
12,13を用いて構成されている。即ち、本発明の光
磁界センサは、図4に示した従来の光磁界センサを構成
しているレンズ3及び全反射三角プリズム4とレンズ9
及び全反射三角プリズム8に代えて夫々半球レンズ1
2,13を用いて構成されている。光は屈折率が変化す
る界面を通過する際にフレネル反射を生じるが、本発明
の光磁界センサでは、図4に示した従来例と比較してフ
レネル反射喪失を生じさせる界面が4面少なくなってい
る。具体的には、本発明の磁界センサにおける半球レン
ズ12,13の入出射界面をレンズ3,9の入出射界面
に相当すると考えれば、本発明の光磁界センサでは、全
反射三角プリズム4,8が有する合計4つの入出射界面
を省略することが可能になる。このような半球レンズ1
2,13,レンズ3,9及び全反射三角プリズム4,8
が、全て屈折率1.5の代表的な光学ガラスから構成さ
れていると仮定すると、従来の光磁界センサに代えて本
発明の光磁界センサを用いることで、挿入損失は0.7
(dB)ほど改善される。
A hemispherical lens 12 having such a function,
The optical magnetic field sensor of the present invention shown in FIG. 1 is configured using 13. As described above, the optical magnetic field sensor of the present invention is configured by using the lens and the hemispherical lenses 12 and 13 having the functions of the total reflection prism. That is, the optical magnetic field sensor of the present invention comprises the lens 3 and the total reflection triangular prism 4 and the lens 9 which constitute the conventional optical magnetic field sensor shown in FIG.
And a hemispherical lens 1 instead of the total reflection triangular prism 8.
2 and 13 are used. Fresnel reflection occurs when light passes through an interface where the refractive index changes, but in the optical magnetic field sensor of the present invention, there are four fewer interfaces that cause Fresnel reflection loss than in the conventional example shown in FIG. ing. Specifically, considering that the input / output interfaces of the hemispherical lenses 12, 13 in the magnetic field sensor of the present invention correspond to the input / output interfaces of the lenses 3, 9, the total reflection triangular prisms 4, 8 are used in the optical magnetic field sensor of the present invention. It is possible to omit a total of four input / output interfaces included in. Such a hemispherical lens 1
2, 13, lenses 3, 9 and total reflection triangular prisms 4, 8
However, assuming that the optical magnetic field sensor of the present invention is used in place of the conventional optical magnetic field sensor, it is possible to obtain an insertion loss of 0.7.
It is improved by (dB).

【0012】又、本発明の光磁界センサでは、前述のよ
うに、半球レンズ12,13がレンズと全反射プリズム
との機能を兼ね備えているため、全反射三角プリズム
4,8を省略することができ、2つのレンズ(半球レン
ズ)間距離を従来よりも短くすることができる。レンズ
は拡散光を平行光に、平行光を収束光に変換するために
用いられるが、拡散光を完全な平行光に変換することは
不可能である。従って、前記レンズ間距離を短くするこ
とができれば、不完全な平行光による結合損失を低減す
ることができる。
Further, in the optical magnetic field sensor of the present invention, since the hemispherical lenses 12 and 13 have the functions of both the lens and the total reflection prism as described above, the total reflection triangular prisms 4 and 8 can be omitted. Therefore, the distance between the two lenses (hemispherical lenses) can be made shorter than before. A lens is used to convert diffused light into parallel light and parallel light into convergent light, but it is impossible to convert diffused light into completely parallel light. Therefore, if the distance between the lenses can be shortened, the coupling loss due to incomplete parallel light can be reduced.

【0013】更に、従来の光磁界センサは、図4に示す
ように、2本の光ファイバ2,10間に、レンズ3,
9,全反射三角プリズム4,8,偏光子5,7及び磁気
光学素子6の7つの光学部品を含んでおり、光軸の調整
にかなりの時間を要していた。これに対し、本発明の光
磁界センサでは、レンズ3,9及び全反射三角プリズム
4,8が省略されたことにより光学部品が5つとなり、
組立時間も短縮することができる。
Further, in the conventional optical magnetic field sensor, as shown in FIG. 4, a lens 3 is provided between two optical fibers 2 and 10.
It includes seven optical components including 9, total reflection triangular prisms 4 and 8, polarizers 5 and 7, and magneto-optical element 6, and it took a considerable time to adjust the optical axis. On the other hand, in the optical magnetic field sensor of the present invention, since the lenses 3 and 9 and the total reflection triangular prisms 4 and 8 are omitted, the number of optical components becomes 5,
Assembly time can also be shortened.

【0014】以下、具体例をあげて本発明を説明する。The present invention will be described below with reference to specific examples.

【0015】図1に示す本発明の光磁界センサにおい
て、光ファイバ2,10にはコア径が200μmの多成
分ガラス光ファイバを、半球レンズ12,13には直径
2mmで材質BK7からなるものを用いた。波長850
nmの光のBK7に対する屈折率は1.51であり、B
K7と空気との界面における全反射の臨界角は42度で
ある。従って、半球レンズ12,13の平面に対し45
度で入射した光は全反射する。又、偏光子5,7には厚
さ1.0mmの偏光ガラスを、磁気光学素子6にはBi
置換磁性ガーネット膜を使用した。磁気光学素子6と偏
光子5,7とは、予め高透過率接着剤で接着し、一体化
した。
In the optical magnetic field sensor of the present invention shown in FIG. 1, optical fibers 2 and 10 are multi-component glass optical fibers having a core diameter of 200 μm, and hemispherical lenses 12 and 13 are 2 mm in diameter and made of a material BK7. Using. Wavelength 850
nm has a refractive index of 1.51 with respect to BK7.
The critical angle for total internal reflection at the interface between K7 and air is 42 degrees. Therefore, with respect to the plane of the hemispherical lenses 12, 13, 45
The incident light is totally reflected. Further, polarizing glass having a thickness of 1.0 mm is used for the polarizers 5 and 7, and Bi is used for the magneto-optical element 6.
A substituted magnetic garnet film was used. The magneto-optical element 6 and the polarizers 5 and 7 were previously bonded and integrated with a high transmittance adhesive.

【0016】光磁界センサの組立は、半球レンズ12,
13の間隔が5.0mmになるように、且つ、光ファイ
バ2,10、半球レンズ12,13及び前記一体化され
た光学素子を共通のホルダに接着することにより、図1
に示したように構成した。このとき5つの光学部品(半
球レンズ12,偏光子5,磁気光学素子6,偏光子7及
び半球レンズ13)の接着及び光軸調整に要した時間は
30分程であった。
The optical magnetic field sensor is assembled by using the hemispherical lens 12,
As shown in FIG. 1, the optical fibers 2 and 10, the hemispherical lenses 12 and 13 and the integrated optical element are adhered to a common holder so that the interval of 13 is 5.0 mm.
It was constructed as shown in. At this time, the time required for bonding the five optical components (hemispherical lens 12, polarizer 5, magneto-optical element 6, polarizer 7, and hemispherical lens 13) and adjusting the optical axis was about 30 minutes.

【0017】このようにして構成された光磁界センサの
特性評価結果は以下の通りである。ここにおいて、磁界
センサの挿入損失は、図1に示された構成で光検出器1
1により計測された光強度と、図1に示された光ファイ
バ2を光検出器11に直結した際に光検出器11により
計測された光強度の差を挿入損失と定義した。この方法
で測定した本発明の光磁界センサの挿入損失は9.9
(dB)であった。
The characteristic evaluation results of the optical magnetic field sensor thus configured are as follows. Here, the insertion loss of the magnetic field sensor has the configuration shown in FIG.
The difference between the light intensity measured by 1 and the light intensity measured by the photodetector 11 when the optical fiber 2 shown in FIG. 1 was directly connected to the photodetector 11 was defined as the insertion loss. The insertion loss of the optical magnetic field sensor of the present invention measured by this method is 9.9.
It was (dB).

【0018】又、50Hzの交流磁界700(Oe)を
定格実効磁界として35(Oe)まで変化させたときの
比誤差及び位相角の測定を本発明の光磁界センサに対し
て行った。光検出器の出力と測定したい磁界の大きさと
は本来直線関係にあるべきだが、種々の要因で光検出器
からの出力がこの直線からずれることがあり、このずれ
率を比誤差と云う。即ち、(定格実効磁界印加時の光検
出器からの出力)/(定格実効磁界)の値をK0 、(定
格実効磁界印加時の光検出器からの出力)/(測定実効
磁界)の値をKとすると、比誤差Rは、 R=(K0 /K−1)×100 と表される。又、位相角とは、被測定磁界の位相と光検
出器の出力位相との間の位相差のことを云う。本発明の
光磁界センサで測定した比誤差と位相差は、夫々図2,
3に示すように35〜700(Oe)の実効磁界全範囲
において非常に小さく、ほぼ0であった。
Further, the ratio error and the phase angle when the alternating magnetic field 700 (Oe) of 50 Hz was changed to 35 (Oe) as the rated effective magnetic field were measured for the optical magnetic field sensor of the present invention. The output of the photodetector and the magnitude of the magnetic field to be measured should originally have a linear relationship, but the output from the photodetector may deviate from this line due to various factors, and this deviation rate is called the ratio error. That is, (output from photodetector when rated effective magnetic field is applied) / (rated effective magnetic field) value is K 0 , (output from photodetector when rated effective magnetic field is applied) / (measured effective magnetic field) value Is K, the relative error R is expressed as R = (K 0 / K−1) × 100. The phase angle means the phase difference between the phase of the magnetic field to be measured and the output phase of the photodetector. The ratio error and the phase difference measured by the optical magnetic field sensor of the present invention are shown in FIG.
As shown in FIG. 3, it was very small and almost zero in the entire effective magnetic field range of 35 to 700 (Oe).

【0019】ここで、本発明による光磁界センサの優位
点を示すため、従来の光磁界センサにおいて上記と同様
に測定した結果を以下に示す。図4において、光ファイ
バ2,10、及び磁気光学素子6と偏光子5,7とを接
着して一体化された光学素子には、上記本発明の光磁界
センサに用いられたものと同一のものを使用した。又、
レンズ3,9には材質がBK7で直径2mmの球レンズ
を、全反射三角プリズム4,8には材質がBK7で光路
面の大きさが2mm角のものを使用した。全反射三角プ
リズム4,8の間隔が5.0mmになるように、且つ、
光ファイバ2,10、レンズ3,9、全反射三角プリズ
ム4,8及び前記一体化された光学素子を共通のホルダ
に接着して図4に示す光磁界センサを構成した。このと
き、7点の光学部品(レンズ3,全反射三角プリズム
4,偏光子5,磁気光学素子6,偏光子7,全反射三角
プリズム8及びレンズ9)の接着及び光軸調整に要した
時間は、およそ44分であった。又、本発明の光磁界セ
ンサと同様に評価した従来の光磁界センサにおける挿入
損失は11.6(dB)であった。
Here, in order to show the advantage of the optical magnetic field sensor according to the present invention, the result of the same measurement as the above in the conventional optical magnetic field sensor is shown below. In FIG. 4, the optical fibers 2 and 10 and the optical element in which the magneto-optical element 6 and the polarizers 5 and 7 are bonded and integrated are the same as those used in the optical magnetic field sensor of the present invention. I used one. or,
The lenses 3 and 9 are spherical lenses made of BK7 and having a diameter of 2 mm, and the total reflection triangular prisms 4 and 8 are made of BK7 and have an optical path size of 2 mm square. The distance between the total reflection triangular prisms 4 and 8 should be 5.0 mm, and
The optical fibers 2 and 10, the lenses 3 and 9, the total reflection triangular prisms 4 and 8 and the integrated optical element are bonded to a common holder to form the optical magnetic field sensor shown in FIG. At this time, the time required for bonding the seven optical components (lens 3, total reflection triangular prism 4, polarizer 5, magneto-optical element 6, polarizer 7, total reflection triangular prism 8 and lens 9) and adjusting the optical axis. Was approximately 44 minutes. Further, the insertion loss in the conventional optical magnetic field sensor evaluated similarly to the optical magnetic field sensor of the present invention was 11.6 (dB).

【0020】[0020]

【発明の効果】上述のように、本発明による光磁界セン
サは、半球レンズが用いられて構成されているため、各
光学素子間のフレネル反射損失と結合損失の低減を可能
にした。又、本発明の光磁界センサは、製造工程におけ
る光軸調整に要する時間を短縮することができ、生産性
を格段に向上させることができる。
As described above, since the optical magnetic field sensor according to the present invention is constructed by using the hemispherical lens, Fresnel reflection loss and coupling loss between the optical elements can be reduced. Further, the optical magnetic field sensor of the present invention can shorten the time required for the optical axis adjustment in the manufacturing process, and can markedly improve the productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による光磁界センサの基本構成図であ
る。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of an optical magnetic field sensor according to the present invention.

【図2】本発明の光磁界センサにおける比誤差を、定格
実効磁界700(Oe)において測定した結果を示すグ
ラフである。
FIG. 2 is a graph showing a result of measuring a specific error in the optical magnetic field sensor of the present invention in a rated effective magnetic field of 700 (Oe).

【図3】本発明の光磁界センサにおける位相角を、定格
実効磁界700(Oe)において測定した結果を示すグ
ラフである。
FIG. 3 is a graph showing a result of measuring a phase angle in the optical magnetic field sensor of the present invention in a rated effective magnetic field of 700 (Oe).

【図4】従来の光磁界センサの基本構成図である。FIG. 4 is a basic configuration diagram of a conventional optical magnetic field sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2,10 光ファイバ 3,9 レンズ 4,8 全反射三角プリズム 5,7 偏光子 6 磁気光学素子 11 光検出器 12,13 半球レンズ 1 light source 2,10 optical fiber 3,9 lens 4,8 total reflection triangular prism 5,7 polarizer 6 magneto-optical element 11 photodetector 12,13 hemispherical lens

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源,第1の光ファイバ,第1のレン
ズ,第1の偏光子,磁気光学素子,第2の偏光子,第2
のレンズ,第2の光ファイバ及び検出器からなる光磁界
センサにおいて、 前記第1のレンズ及び前記第2のレンズが、夫々球面と
該球面の曲率の中心を含む平面とにより外周面が形成さ
れた半球レンズにより構成されていることを特徴とする
光磁界センサ。
1. A light source, a first optical fiber, a first lens, a first polarizer, a magneto-optical element, a second polarizer, and a second polarizer.
In the optical magnetic field sensor including the lens, the second optical fiber, and the detector, the first lens and the second lens each have an outer peripheral surface formed by a spherical surface and a plane including a center of curvature of the spherical surface. An optical magnetic field sensor comprising a hemispherical lens.
JP7238374A 1995-09-18 1995-09-18 Light magnetic field sensor Pending JPH0980137A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006242861A (en) * 2005-03-04 2006-09-14 Ntt Docomo Inc Electromagnetic wave measuring instrument, probe for measuring electromagnetic wave, and probe array for measuring electromagnetic wave

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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