JPH11183737A - Optical fiber and optical fiber type measuring instrument - Google Patents

Optical fiber and optical fiber type measuring instrument

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JPH11183737A
JPH11183737A JP9350933A JP35093397A JPH11183737A JP H11183737 A JPH11183737 A JP H11183737A JP 9350933 A JP9350933 A JP 9350933A JP 35093397 A JP35093397 A JP 35093397A JP H11183737 A JPH11183737 A JP H11183737A
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JP
Japan
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optical fiber
current
light
wavelength
fiber
Prior art date
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Application number
JP9350933A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Watabe
敦 渡部
Kiyoshi Kurosawa
潔 黒澤
Toshiharu Yamashita
俊晴 山下
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Hoya Corp
Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Original Assignee
Hoya Corp
Tokyo Electric Power Co Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to measure a large current and to attain highly accurate measurement. SOLUTION: Laser beam from a light source is transmitted by a transmitting optical fiber 5, linearly polarized by a polarizer 4 and made incident upon and optical fiber 3. Core glass of the fiber 3 consists of high lead glass of which photo elastic constant at transmission wavelength is substantially zero and Verdet's constant is <5.8×10<-6> rad/A. Light made incident upon the fiber 3 undergoes, while passing through the fiber 3 rotation of the polarization plane in proportion to a current allowed to flow into a conductor 1 by a magnetic field formed by the current, and is projected. The outgoing light is passed through a 1/2 wavelength plate 6 and divided into two arthogonally polarized components, T, R by an analyser 7 and a prism 8, respective polarized components T, R are sent to a signal processing part through respective light receiving fibers 9, 10 and the current value of a current allowed to flow into the conductor 1 is calculated.

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、磁場あるいは磁場
を発生する電流の測定を行うための光ファイバ及び光フ
ァイバ型計測装置に係り、特に、大電流の測定ができ、
かつ高精度な測定が可能な光ファイバ及び光ファイバ型
計測装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber and an optical fiber type measuring device for measuring a magnetic field or a current for generating a magnetic field, and particularly to a measuring device capable of measuring a large current.
The present invention relates to an optical fiber and an optical fiber type measuring device capable of performing highly accurate measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光ファイバのファラデー効果を利
用して、ファラデー回転角から磁場の大きさを求め、そ
の磁場を発生させている電流を測定する電流計測装置と
しては、図4に示すものが知られている。同図に示すよ
うに、電流測定がなされる導体41には、ファラデー効
果を有する光ファイバ42が巻き付けられており、光源
43から出射された光は、偏光子44で直線偏光に変換
されて光ファイバ42に入射する。入射光は、光ファイ
バ42を伝搬する間に、導体41に流れる電流Iの作る
磁場によるファラデー効果で電流Iに比例した偏光面の
回転を受けて出射する。出射光は、検光子(偏光ビーム
スプリッタ)45によって二つの直交する偏光成分(信
号光Tと信号光R)に分離され、フォトダイオード4
6、47によりそれぞれ光電変換され、光電変換された
電気信号IT、IRが信号処理部48に入力される。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a current measuring device for obtaining the magnitude of a magnetic field from a Faraday rotation angle by utilizing the Faraday effect of an optical fiber and measuring a current generating the magnetic field, a device shown in FIG. It has been known. As shown in the figure, an optical fiber 42 having a Faraday effect is wound around a conductor 41 on which a current measurement is performed, and light emitted from a light source 43 is converted into linearly polarized light by a polarizer 44 to be converted into light. The light enters the fiber 42. While propagating through the optical fiber 42, the incident light is emitted after being rotated by a polarization plane proportional to the current I due to the Faraday effect due to the magnetic field generated by the current I flowing through the conductor 41. The outgoing light is separated into two orthogonal polarization components (signal light T and signal light R) by an analyzer (polarizing beam splitter) 45, and the photodiode 4
The electrical signals I T and I R that have been photoelectrically converted by the photoelectric conversion units 6 and 47 are input to the signal processing unit 48.

【0003】導体41に電流が流れていないとき、即ち
ファラデー回転角がゼロのときの偏光面の方向が検光子
45の軸に対して45°の方向となるように設定されて
おり、ファラデー回転角をθとすると、sin2θ=
(IT−IR)/(IT+IR)という関係があり、信号処
理部48では入力されたIT、IRからファラデー回転角
θが求められる。また、光ファイバ42のベルデ定数を
V、光ファイバ42の導体41に対する巻き数をNとす
ると、θ=VNIという関係があり、これより電流Iが
求められる。
When no current flows through the conductor 41, that is, when the Faraday rotation angle is zero, the direction of the polarization plane is set to be 45 ° with respect to the axis of the analyzer 45. If the angle is θ, sin2θ =
(I T -I R) / there is relationship (I T + I R), the signal processing unit 48 in the input I T, the Faraday rotation angle θ is determined from I R. If the Verdet constant of the optical fiber 42 is V and the number of turns of the optical fiber 42 around the conductor 41 is N, there is a relationship of θ = VNI, and the current I is obtained from this.

【0004】ここで、X軸を信号光Tの電場の振動方
向、Y軸を信号光Rの電場の振動方向とし、導体41に
交流が流れたとすると、偏光面は、図5に示すように、
45°の直線(電流がゼロのときの偏光面)50を中心
に左右に振れる。また、導体41を流れる電流が大きく
なって、ファラデー回転角が45°を越えると、図6に
示すように、X軸乃至Y軸に関して対称な二つの偏光面
(直線51と直線52)は電流測定において区別ができ
なくなるため、ファラデー回転角が45°までが測定可
能な範囲となる。
If the X axis is the vibration direction of the electric field of the signal light T and the Y axis is the vibration direction of the electric field of the signal light R, and an alternating current flows through the conductor 41, the polarization plane becomes as shown in FIG. ,
It swings right and left around a 45 ° straight line (polarization plane when the current is zero) 50. When the current flowing through the conductor 41 increases and the Faraday rotation angle exceeds 45 °, as shown in FIG. 6, two polarization planes (straight lines 51 and 52) symmetric with respect to the X-axis to the Y-axis become currents. Since the measurement cannot be distinguished, the measurable range is up to a Faraday rotation angle of 45 °.

【0005】また、この種、電流計測装置の光ファイバ
として、石英系ガラスファイバや、高鉛ガラスファイバ
(特公平6―50363号)が知られている。
[0005] Further, as an optical fiber of this kind, a quartz glass fiber or a high lead glass fiber (Japanese Patent Publication No. 6-50363) is known.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、石英系ガラ
スファイバは、ベルデ定数が小さいものの、光弾性定数
の絶対値が大きく、ファイバに外力等が加わったときに
複屈折が誘起され、偏光面の回転角が影響を受け、高精
度の測定を行うことが困難である。
However, although the silica glass fiber has a small Verdet constant, the absolute value of the photoelastic constant is large, and birefringence is induced when an external force or the like is applied to the fiber. The rotation angle is affected, and it is difficult to perform highly accurate measurement.

【0007】一方、上記の高鉛ガラスファイバは、光弾
性定数が小さく、外力等に対する偏光面の保持特性がよ
い。しかし、ベルデ定数が大きいため、定格電流(47
kArms)に対応する定格過電流(定格電流の2×2
1/2倍の135kA)に相当する大きな電流が流れる
と、ファラデー回転角が45°を越えてしまい、大電流
の測定が困難である。これまでの電流測定では、定格電
流8kArmsに対応する定格過電流23kAが測定で
きればよかったが、今後、定格過電流135kA、さら
には178kAといった大電流を高精度に測定する必要
が出てくる。
On the other hand, the above-mentioned high lead glass fiber has a small photoelastic constant and has good polarization plane holding characteristics against external force and the like. However, since the Verdet constant is large, the rated current (47
kArms) (2 × 2 of rated current)
When a large current corresponding to 1/2 times (135 kA) flows, the Faraday rotation angle exceeds 45 °, and it is difficult to measure a large current. In the current measurement so far, it has been sufficient if the rated overcurrent of 23 kA corresponding to the rated current of 8 kArms can be measured. In the future, however, it will be necessary to measure a large current of 135 kA or even 178 kA with high accuracy.

【0008】本発明は、上記問題点を解決すべくなされ
たもので、大電流の測定ができ、かつ高精度な測定を実
現できる光ファイバ及び光ファイバ型計測装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide an optical fiber and an optical fiber type measuring apparatus capable of measuring a large current and realizing a highly accurate measurement. .

【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
に、本発明の光ファイバは、少なくともコアとクラッド
を有する光ファイバであって、前記コアが、伝送光の波
長における光弾性定数が実質的にゼロであり、かつベル
デ定数が5.8×10-6rad/A以下のガラスからな
るものである。
In order to achieve the above object, an optical fiber according to the present invention is an optical fiber having at least a core and a clad, wherein the core has substantially a photoelastic constant at a wavelength of transmission light. It is made of glass having a specific zero and a Verdet constant of 5.8 × 10 −6 rad / A or less.

【0010】本発明者は、ベルデ定数がおおよそ透過光
の波長の二乗に反比例することから、ガラスファイバを
伝送させる光にベルデ定数が小さくなる長波長の光を用
いて、大電流の測定を行うことを試みた。しかし、外力
等に対する偏光面の保持特性が悪化し、出力が不安定と
なり、高精度の測定は実現できなかった。その原因を究
明したところ、ガラスの光弾性定数には波長依存性があ
り、伝送光の波長を変えると光弾性定数の絶対値が増加
してしまうためであると判明した。例えば、高鉛ガラス
では、波長が長くなると光弾性定数が大きくなること
(正の依存性があること)がわかった(図3参照)。な
お、小さな光弾性定数の正確な測定には、光ヘテロダイ
ン法による測定方法(高和 宏行,梅田 倫弘:“周波
数安定横ゼーマンレーザによる光弾性定数測定”,光
学,20(1991)112―114)を使用し、所望
の透過波長におけるガラスの光弾性定数と屈折率とを高
精度に測定した。
The inventor of the present invention measures a large current using long wavelength light whose Verdet constant becomes small as light transmitted through a glass fiber because the Verdet constant is approximately inversely proportional to the square of the wavelength of transmitted light. Tried that. However, the holding characteristic of the polarization plane against external force or the like deteriorates, the output becomes unstable, and high-precision measurement cannot be realized. Investigation of the cause revealed that the photoelastic constant of glass had wavelength dependence, and that the absolute value of the photoelastic constant increased when the wavelength of the transmitted light was changed. For example, with high lead glass, it was found that the photoelastic constant increased (there was a positive dependence) as the wavelength increased (see FIG. 3). For accurate measurement of a small photoelastic constant, a measurement method by the optical heterodyne method (Hiroyuki Takawa, Norihiro Umeda: “Measurement of photoelastic constant by frequency stable transverse Zeeman laser”, Optics, 20 (1991) 112-114) The photoelastic constant and refractive index of glass at a desired transmission wavelength were measured with high accuracy.

【0011】このように、ガラスの光弾性定数には波長
依存性があるため、単に伝送光の波長を長くするだけで
は、ベルデ定数は小さくなるものの、光弾性定数の絶対
値が大きくなってしまう。そこで、本発明では、各波長
における光弾性定数が実質的にゼロとなるガラスの屈折
率を正確に測定し、ガラスの組成を調整してコアガラス
の屈折率がその値になるように作製することで、伝送波
長における光弾性定数が実質的にゼロとなる光ファイバ
とする。
As described above, since the photoelastic constant of glass has wavelength dependence, simply increasing the wavelength of transmitted light decreases the Verdet constant but increases the absolute value of the photoelastic constant. . Therefore, in the present invention, the photoelastic constant at each wavelength is measured accurately, the refractive index of the glass becomes substantially zero, and the glass composition is adjusted so that the refractive index of the core glass becomes the value. Thus, the optical fiber has a photoelastic constant at a transmission wavelength of substantially zero.

【0012】本発明において、光弾性定数が実質的にゼ
ロのガラスとは、光弾性定数が±1×10-1(nm/c
m)/(kgf/cm2)以下のガラスをいう(なお、
この値は石英ガラスの光弾性定数よりも2桁小さい)。
より好ましくは、光弾性定数を±1×10-2(nm/c
m)/(kgf/cm2)以下とするのがよい。
In the present invention, a glass having a photoelastic constant of substantially zero means a photoelastic constant of ± 1 × 10 −1 (nm / c).
m) / (kgf / cm 2 ) or less (note that
This value is two orders of magnitude smaller than the photoelastic constant of quartz glass).
More preferably, the photoelastic constant is ± 1 × 10 -2 (nm / c
m) / (kgf / cm 2 ) or less.

【0013】また、ベルデ定数を5.8×10-6rad
/A以下としたのは、135kAの定格過電流が流れて
もファラデー回転角が45°を越えることなく、落雷等
の事故電流を測定可能とするためである。なお、ファラ
デー回転角の変化を追跡して検知すれば、ファラデー回
転角が45°を越える大電流を測定することも可能では
あるが、信号処理系が複雑化し好ましくない。更に、電
力系統に故障が発生した場合に流れ得る最大電流に対応
する定格過電流178kA(定格電流では63kArm
s)が流れても、ファラデー回転角が45°を越えるこ
となく、事故電流の測定を可能とするため、ベルデ定数
を4.4×10-6rad/A以下とすることが好まし
い。
The Verde constant is 5.8 × 10 -6 rad.
The reason for setting to / A or less is to make it possible to measure an accident current such as a lightning strike without causing the Faraday rotation angle to exceed 45 ° even when a rated overcurrent of 135 kA flows. If the change in the Faraday rotation angle is tracked and detected, it is possible to measure a large current whose Faraday rotation angle exceeds 45 °, but this is not preferable because the signal processing system becomes complicated. Furthermore, the rated overcurrent 178 kA corresponding to the maximum current that can flow when a failure occurs in the power system (63 kArm at the rated current)
Even if s) flows, it is preferable to set the Verdet constant to 4.4 × 10 −6 rad / A or less in order to enable measurement of the fault current without the Faraday rotation angle exceeding 45 °.

【0014】上記本発明の光ファイバにおいて、コアの
ガラス成分として、SiO2を5〜28wt%、B23
を0〜10wt%、Al23を0〜5wt%、Na2
+K2Oを0.3〜2.5wt%、PbOを69.5〜
83.7wt%、As23+Sb23を0〜0.5wt
%、ただし、SiO2+B23+Al23を16〜28
wt%含有するものを使用すると、光弾性定数が実質的
にゼロの光ファイバが容易に得られる。また、波長1.
55μmの光を伝送するための光ファイバとすると、従
来使用されていた850nm帯用の光ファイバに比べ、
ベルデ定数を小さくでき、大電流の測定に好適である。
なお、波長1.55μmの光を用いることは、光源(長
波長半導体光源など)、光検出器に汎用性のあるものを
使用できるので、好ましい。
In the above-mentioned optical fiber of the present invention, 5-28 wt% of SiO 2 and B 2 O 3 are used as the glass component of the core.
The 0-10 wt%, 0-5 wt% of Al 2 O 3, Na 2 O
+ K 2 O the 0.3~2.5wt%, 69.5~ the PbO
83.7 wt%, As 2 O 3 + Sb 2 O 3 is 0 to 0.5 wt%
%, However, the SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3 16~28
By using the one containing wt%, an optical fiber having a photoelastic constant of substantially zero can be easily obtained. In addition, wavelength 1.
If an optical fiber for transmitting light of 55 μm is used, compared with an optical fiber for the 850 nm band conventionally used,
The Verdet constant can be reduced, which is suitable for measuring a large current.
Note that it is preferable to use light having a wavelength of 1.55 μm, because a general-purpose light source (eg, a long-wavelength semiconductor light source) and a photodetector can be used.

【0015】本発明の光ファイバ型計測装置は、光ファ
イバから出射された光のファラデー効果による偏光面の
変化から磁場あるいは磁場を発生させる電流の計測を行
う光ファイバ型計測装置であって、光ファイバとして、
上記本発明の光ファイバを用いたものである。
An optical fiber type measuring apparatus according to the present invention is an optical fiber type measuring apparatus for measuring a magnetic field or a current for generating a magnetic field from a change in a polarization plane of light emitted from an optical fiber due to the Faraday effect. As a fiber,
The optical fiber of the present invention is used.

【0016】また、本発明の光ファイバ型計測装置は、
光ファイバから出射された光のファラデー効果による偏
光面の変化から電流の計測を行う光ファイバ型計測装置
であって、前記光ファイバのコアが、光弾性定数が実質
的にゼロであるガラスからなり、かつ測定可能な電流の
範囲に135kAが含まれるものである。更に、電力系
統に故障が発生した場合に流れ得る最大電流である17
8kAを測定可能な電流の範囲に含むものが好ましい。
Further, the optical fiber type measuring device of the present invention comprises:
An optical fiber type measurement device for measuring current from a change in polarization plane due to the Faraday effect of light emitted from an optical fiber, wherein the core of the optical fiber is made of glass whose photoelastic constant is substantially zero. And the range of the measurable current is 135 kA. Furthermore, the maximum current that can flow when a failure occurs in the power system is 17
Those containing 8 kA in the measurable current range are preferred.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を用いて説明する。図1は本発明に係る光ファイバ型
計測装置の一実施形態を示す概略構成図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an optical fiber type measuring device according to the present invention.

【0018】図1において、1は測定対象である電流が
流れる送電線等の導体であり、導体1はボビン2を貫通
して図面に垂直な方向に配設されている。ボビン2に
は、導体1の周りに周回されて、ファラデー効果により
電流を測定するための光ファイバ3が巻き付けられてい
る。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a conductor such as a transmission line through which a current to be measured flows, and the conductor 1 extends through a bobbin 2 in a direction perpendicular to the drawing. An optical fiber 3 wrapped around the bobbin 2 for measuring current by the Faraday effect is wound around the bobbin 2.

【0019】光ファイバ3は高鉛ガラスからなり、コア
ガラス組成としては、SiO2を5〜28wt%、B2
3を0〜10wt%、Al23を0〜5wt%、Na2
+K2Oを0.3〜2.5wt%、PbOを69.5〜
83.7wt%、As23+Sb23を0〜0.5wt
%、ただし、SiO2+B23+Al23を16〜28
wt%含有するもの(以下、FR系ガラスと呼ぶ)を使
用する。また、光ファイバ3は1.55μm伝送用のシ
ングルモードファイバであり、波長1.55μmにおけ
る光弾性定数が±1×10-1(nm/cm)/(kgf
/cm2)以下であり、かつベルデ定数が5.8×10
-6rad/A以下のコアガラスからなる。
The optical fiber 3 is made of high lead glass, and has a core glass composition of 5 to 28% by weight of SiO 2 and B 2 O
3 0-10 wt%, 0-5 wt% of Al 2 O 3, Na 2 O
+ K 2 O the 0.3~2.5wt%, 69.5~ the PbO
83.7 wt%, As 2 O 3 + Sb 2 O 3 is 0 to 0.5 wt%
%, However, the SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3 16~28
What contains wt% (hereinafter referred to as FR glass) is used. The optical fiber 3 is a single mode fiber for 1.55 μm transmission, and has a photoelastic constant of ± 1 × 10 −1 (nm / cm) / (kgf) at a wavelength of 1.55 μm.
/ Cm 2 ) or less and the Verdet constant is 5.8 × 10
-6 rad / A or less of core glass.

【0020】光ファイバ3の入射端部には、偏光子4を
介して送光ファイバ5が光学的に接続されている。送光
ファイバ5には、偏光子4に入射する光源からのレーザ
ー光の偏光方向を一定に保ち、光ファイバ3に入射する
光強度を安定化するために、偏波面保存ファイバが用い
られる。また、光ファイバ3の出射端部には、出射光を
二つの直交する偏光成分(信号光Tと信号光R)に分離
するための検光子(偏光ビームスプリッタなど)7が設
けられている。検光子7は、導体1に電流が流れていな
い時に、光ファイバ3から出射された直線偏光の偏光面
の方向が検光子7の軸に対して45°となるように設置
される。また、この電流ゼロの時の偏光面の傾きを45
°に調整するために、1/2波長板6が光ファイバ3の
出射端と検光子7との間に設けられている。
A light transmitting fiber 5 is optically connected to the incident end of the optical fiber 3 via a polarizer 4. A polarization-maintaining fiber is used as the light transmitting fiber 5 in order to keep the polarization direction of the laser light from the light source incident on the polarizer 4 constant and stabilize the intensity of the light incident on the optical fiber 3. Further, an analyzer (polarization beam splitter or the like) 7 for separating the output light into two orthogonal polarization components (signal light T and signal light R) is provided at the output end of the optical fiber 3. The analyzer 7 is installed such that the direction of the plane of polarization of linearly polarized light emitted from the optical fiber 3 is at 45 ° with respect to the axis of the analyzer 7 when no current flows through the conductor 1. In addition, the inclination of the polarization plane when the current is zero is set to 45.
In order to adjust the angle to °, a half-wave plate 6 is provided between the exit end of the optical fiber 3 and the analyzer 7.

【0021】検光子7で分離された2つの偏光成分のう
ち、信号光Tは検光子7から受光ファイバ9に直接接続
され、一方、信号光Rはプリズム8で二回全反射された
後、受光ファイバ10に光学的に接続される。受光ファ
イバ9、10には、信号光T、Rと効率よく結合できる
ように、マルチモードファイバが用いられる。受光ファ
イバ9、10の出射端側には、図示省略の電流計測装置
の信号処理部が設けられており、信号光T、Rの光強度
が信号処理部の受光素子により電気信号に変換され、導
体1に流れる電流が算出されるようになっている。な
お、導体1の電流を光学的に検出する、光ファイバ3、
偏光子4、検光子7等からなる電流計測装置の検出部
は、モジュール11内に納められている。
Of the two polarization components separated by the analyzer 7, the signal light T is directly connected from the analyzer 7 to the receiving fiber 9, while the signal light R is totally reflected twice by the prism 8, Optically connected to the light receiving fiber 10. Multi-mode fibers are used for the light receiving fibers 9 and 10 so that the light receiving fibers 9 and 10 can be efficiently coupled with the signal lights T and R. A signal processing unit of a current measuring device (not shown) is provided on the emission end side of the light receiving fibers 9, 10, and the light intensity of the signal lights T and R is converted into an electric signal by a light receiving element of the signal processing unit. The current flowing through the conductor 1 is calculated. The optical fiber 3, which optically detects the current of the conductor 1,
The detection unit of the current measuring device including the polarizer 4, the analyzer 7, and the like is housed in the module 11.

【0022】光源からのレーザー光は、送光ファイバ5
によって伝送され、偏光子4で直線偏光とされて光ファ
イバ3に入射する。光ファイバ3に入射した光は、光フ
ァイバ3中を通過する間に、導体1に流れる電流の作る
磁場によって電流に比例した偏光面の回転を受けて出射
する。出射した光は、偏光面調整用の1/2波長板6を
通過した後、検光子7とプリズム8によって二つの直交
する偏光成分T、Rに分けられ、各偏光成分T、Rはそ
れぞれ受光ファイバ9、10で信号処理部に送られ、導
体1に流れている電流値が求められる。
The laser light from the light source is transmitted to a light transmitting fiber 5.
, And is converted into linearly polarized light by the polarizer 4 and enters the optical fiber 3. The light that has entered the optical fiber 3 is emitted while undergoing rotation of the polarization plane proportional to the current by the magnetic field generated by the current flowing through the conductor 1 while passing through the optical fiber 3. The emitted light passes through a half-wave plate 6 for adjusting the plane of polarization, and is then split into two orthogonal polarization components T and R by an analyzer 7 and a prism 8, and the respective polarization components T and R are respectively received. The current value sent to the signal processing unit via the fibers 9 and 10 and flowing through the conductor 1 is obtained.

【0023】光ファイバ3として、上記FR系ガラスを
用い、コアの屈折率が1.86195、クラッドの屈折
率が1.85829の1.55μm用ファイバを作製し
た。また、比較のために、FR系ガラスを用い、コアの
屈折率が1.85316、クラッドの屈折率が1.84
974の0.85μm用ファイバを作製した。光ファイ
バ作製に用いたFR系ガラスは、具体的には、ガラスバ
ッチ原料として、SiO2を21.5〜24.35wt
%、Na2Oを0.2wt%、K2Oを0.5wt%、P
bOを74.65〜77.5wt%、As23を0.1
wt%、Sb23を0.2wt%調合して作製した。な
お、光ファイバ3として、クラッドの外周にジャケット
層(ないしオーバークラッド層)を設けてもよく、その
場合、ジャケット層に伝送波長の光を吸収する吸収剤を
含ませて、クラッドモード光を吸収除去するようにして
もよい。なお、上記屈折率はいずれも黄色ヘリウムのd
スペクトル線(波長587.56nm)に対する屈折率
dである。
As the optical fiber 3, a fiber for 1.55 μm having a refractive index of the core of 1.86195 and a refractive index of the cladding of 1.85829 was prepared using the above-mentioned FR glass. For comparison, an FR-based glass was used, and the core had a refractive index of 1.85316 and the clad had a refractive index of 1.84.
A 974 0.85 μm fiber was prepared. FR-based glass used in optical fiber manufacturing, specifically, as a glass batch material, 21.5~24.35Wt the SiO 2
%, Na 2 O 0.2 wt%, K 2 O 0.5 wt%, P
74.65 to 77.5 wt% of bO and 0.1 of As 2 O 3
wt% and 0.2 wt% of Sb 2 O 3 were prepared. In addition, a jacket layer (or an over cladding layer) may be provided on the outer periphery of the cladding as the optical fiber 3. In this case, the jacket layer contains an absorbent that absorbs light of a transmission wavelength to absorb the cladding mode light. It may be removed. In addition, the above refractive index is d of yellow helium.
The refractive index n d for the spectral line (wavelength 587.56 nm).

【0024】表1には、上記ファイバを導体の周りに一
周回した場合に、従来の定格過電流(23kA)、本発
明が対象とする定格過電流(135kA)及び定格過電
流(178kA)に対する各波長でのファラデー回転角
を測定した測定値、及びこれより算出したベルデ定数の
結果を示す。なお、波長1.3μmの数値は上記測定結
果より求めた計算値である。
Table 1 shows that, when the above-mentioned fiber makes one round around a conductor, the rated overcurrent (23 kA) of the related art, the rated overcurrent (135 kA) and the rated overcurrent (178 kA) of the present invention are considered. The measured values of the Faraday rotation angle at each wavelength and the results of the Verdet constant calculated from the measured values are shown. The numerical value of the wavelength of 1.3 μm is a calculated value obtained from the above measurement results.

【0025】[0025]

【表1】 表1より、波長1.55μmの光で計測すれば、定格過
電流135kAでもファラデー回転角は45°以内であ
り、落雷などにより電力系統に故障が発生した場合に流
れ得る最大電流も測定できることになる。このように、
光ファイバの伝送光の波長を長くすることによって、測
定電流のダイナミックレンジを大きくできる。なお、F
R系ガラスは、反磁性なので、磁化率の温度依存性がな
いため、ファラデー回転角が温度に依存せず、電流測定
の温度安定性にも優れている。
[Table 1] From Table 1, when measured with light at a wavelength of 1.55 μm, the Faraday rotation angle is within 45 ° even at the rated overcurrent of 135 kA, and it is possible to measure the maximum current that can flow when a failure occurs in the power system due to lightning strike or the like. Become. in this way,
By increasing the wavelength of the light transmitted through the optical fiber, the dynamic range of the measurement current can be increased. Note that F
Since the R-based glass is diamagnetic, there is no temperature dependence of the magnetic susceptibility, so that the Faraday rotation angle does not depend on the temperature and the temperature stability of current measurement is excellent.

【0026】光ファイバのコア断面は完全な真円ではな
く、またコアとクラッドの材質が異なるため、熱膨張率
の差によって内部応力が生じ、複屈折を完全になくすこ
とは困難である。また、光ファイバの実装時の曲げ、ね
じれ、振動、温度、圧力などの外乱によっても複屈折が
誘起される。したがって、高感度・高精度の電流計測用
光ファイバを得るためには、これらの光ファイバ特有の
複屈折および外乱によって誘起される複屈折の生じにく
いガラスを用いることが有用である。複屈折の大部分は
以下に示すように、光弾性定数Cに比例することがわか
る。
Since the cross section of the core of the optical fiber is not a perfect circle and the materials of the core and the clad are different, an internal stress is generated due to a difference in coefficient of thermal expansion, and it is difficult to completely eliminate birefringence. Further, birefringence is also induced by disturbances such as bending, twisting, vibration, temperature, and pressure when mounting the optical fiber. Therefore, in order to obtain a high-sensitivity and high-precision optical fiber for current measurement, it is useful to use glass that is unlikely to cause birefringence and birefringence induced by disturbances specific to these optical fibers. It can be seen that most of the birefringence is proportional to the photoelastic constant C as shown below.

【0027】残留応力に起因する複屈折:βS βS=(2π/λ)・C・T 曲げ誘起複屈折:βB βB=(π/λ)・C・E・(r/R)2 ねじれ誘起複屈折:βt βt=2C・(G/n)・Φt 圧力誘起複屈折:βP βP=(8/λ)・C・(FC/r・L) 熱応力複屈折:βT βT=C・(α・E/(1−νP))・f ここで、λ:波長、T:残留応力、R:曲げ半径、r:
ファイバの半径、E:ヤング率、G:剛性率、n:コア
ガラスの屈折率、Φt:ファイバのねじり率、L:圧縮
力FCが加わるファイバの長さ、α:線膨張係数、f:
形状に依存する係数、νP:ポアソン比である。
Birefringence due to residual stress: β S β S = (2π / λ) · CT Bend induced birefringence: β B β B = (π / λ) · C · E · (r / R) 2 twist induced birefringence: β t β t = 2C · (G / n) · Φ t pressure induced birefringence: β P β P = (8 / λ) · C · (F C / r · L) thermal stress birefringence Refraction: β T β T = C · (α · E / (1−ν P )) · f where λ: wavelength, T: residual stress, R: bending radius, r:
Radius of fiber, E: Young's modulus, G: rigidity, n: refractive index of core glass, Φ t : torsion of fiber, L: length of fiber to which compressive force F C is applied, α: coefficient of linear expansion, f :
A shape-dependent coefficient, ν P : Poisson's ratio.

【0028】例えば、圧力誘起複屈折βPだけをとって
も、上の式より、通常センシングファイバとして用いら
れる石英ガラスファイバは、光弾性定数が3.4(nm
/cm)/(kgf/cm2)であり、石英ガラスから
なる直径125μmの波長1.55μm帯ファイバに対
しファイバの1mmの長さ部分に1gの荷重が加わった
だけで、複屈折値は149°/mにもなる。したがっ
て、45°以内で計測しようとする標準計測例では使用
できないばかりか、ファイバを固定する僅かな荷重変化
で複屈折値が大きく異なったものとなり、高精度の計測
が困難となる。一方、本発明では、光弾性定数を±1×
10-1(nm/cm)/(kgf/cm2)以内として
いるので、上記条件での複屈折値は4.3°/m以下に
低減され、十分計測が行える範囲となる。
For example, taking only the pressure-induced birefringence β P from the above equation, a quartz glass fiber normally used as a sensing fiber has a photoelastic constant of 3.4 (nm).
/ Cm) / (kgf / cm 2 ), and a birefringence value of 149 is applied to a fiber of 125 μm in diameter and 1.55 μm in wavelength band made of quartz glass only by applying a load of 1 g to a length of 1 mm of the fiber. ° / m. Therefore, it cannot be used in the standard measurement example in which the measurement is performed within 45 °, and the birefringence value is greatly different due to a slight change in load for fixing the fiber, so that it is difficult to measure with high accuracy. On the other hand, in the present invention, the photoelastic constant is ± 1 ×
Since it is within 10 −1 (nm / cm) / (kgf / cm 2 ), the birefringence value under the above conditions is reduced to 4.3 ° / m or less, which is a range where measurement can be sufficiently performed.

【0029】ところが、今回、ガラスの光弾性定数には
波長依存性があり、伝送光の波長を変えると光弾性定数
の絶対値が変化してしまうことが判明した。そのため、
伝送光の波長を変えたとき、どのようにすれば、その波
長における光弾性定数の絶対値をゼロに近づけることが
できるかが問題となる。そこで、光ヘテロダイン法によ
る測定方法(高和 宏行,梅田 倫弘:“周波数安定横
ゼーマンレーザによる光弾性定数測定”,光学,20
(1991)112―114)を用いて、各透過波長に
おけるガラスの光弾性定数と屈折率とを高精度に測定し
た。次に、この測定方法を、図2に示す光弾性測定装置
により説明する。
However, it has now been found that the photoelastic constant of glass has wavelength dependence, and that the absolute value of the photoelastic constant changes when the wavelength of the transmitted light is changed. for that reason,
When the wavelength of the transmission light is changed, there is a problem how to make the absolute value of the photoelastic constant at that wavelength close to zero. Therefore, a measurement method using the optical heterodyne method (Hiroyuki Takawa, Norihiro Umeda: "Measurement of photoelastic constant by frequency stable transverse Zeeman laser", Optics, 20
Using (1991) 112-114), the photoelastic constant and refractive index of glass at each transmission wavelength were measured with high accuracy. Next, this measuring method will be described using a photoelasticity measuring device shown in FIG.

【0030】図2における測定では、円柱状ないし円盤
状の試料20に直径方向から圧縮応力を与え、それによ
って生ずるリターデーション(複屈折位相差)Δを計測
する。周波数安定横ゼーマンレーザ21からのレーザー
光を、1/2波長板22、試料20及び検光子23を透
過させて、光電検出器24で検出し、光電検出器24で
検出された電気信号を電気位相計27に入力する。電気
位相計27は、光電検出器24からの電気信号と、レー
ザ21の安定化制御用ビート信号(基準信号)との位相
差信号を出力し、この位相差信号がA/D変換器28a
でデジタル変換されて、コンピュータ29に取り込まれ
る。また、加圧装置25により試料20に加えられる負
荷量は、ロードセル26によって検出され、A/D変換
器28bでデジタル変換されて、コンピュータ29に取
り込まれる。なお、レーザ21として、波長632.8
nmと、新たに波長1.523μmのHe‐Neレーザ
を使用して、測定装置を構築した。
In the measurement in FIG. 2, a compressive stress is applied to the columnar or disk-shaped sample 20 in the diametrical direction, and the resulting retardation (birefringence phase difference) Δ is measured. The laser light from the frequency-stable transverse Zeeman laser 21 is transmitted through the half-wave plate 22, the sample 20, and the analyzer 23, detected by the photoelectric detector 24, and the electric signal detected by the photoelectric detector 24 is converted into an electric signal. Input to the phase meter 27. The electric phase meter 27 outputs a phase difference signal between an electric signal from the photoelectric detector 24 and a beat signal (reference signal) for stabilizing control of the laser 21, and this phase difference signal is output from the A / D converter 28a.
Is converted into digital data, and is taken into the computer 29. Further, the amount of load applied to the sample 20 by the pressurizing device 25 is detected by the load cell 26, converted to digital by the A / D converter 28 b, and taken into the computer 29. The laser 21 has a wavelength of 632.8.
The measurement device was constructed using a He-Ne laser with a wavelength of 1.523 μm and a new wavelength of 1.523 μm.

【0031】周波数安定横ゼーマンレーザ21からの出
射光は、周波数がわずかに異なり、互いに直交する二つ
の直線偏光成分からなる。二つの偏光成分の振動方向を
それぞれx方向(横磁場の方向)、y方向とすると、こ
れらの振動成分Ex、Eyは次のように表すことができ
る。 Ex=axcosωt Ey=aycos(ωt+2πfbt) ここで、ax、ayはxおよびy成分の振幅、ωはx成分
の光周波数、fbはx成分とy成分との周波数差であ
る。
The light emitted from the frequency stable transverse Zeeman laser 21 is composed of two linearly polarized light components having slightly different frequencies and orthogonal to each other. Two respective x-direction vibration direction of the polarized light component (direction of the transverse magnetic field), when the y-direction, these vibration components E x, E y can be expressed as follows. E x = a x cosωt E y = a y cos (ωt + 2πf b t) where, a x, a y is the amplitude of the x and y components, omega is the optical frequency of the x component, f b is the x and y components Is the frequency difference.

【0032】試料20の進相軸とx方向成分とを一致さ
せると、y方向成分の位相差はΔだけ遅れ、これが方位
45°の検光子23を通過すると、透過光強度Iは次式
のようになる。 I=ax 2+ay 2+2axycos(2πfbt+Δ) 上式は、光電検出器24に入射する信号が周波数fb
余弦信号で、その位相が試料20のリターデーションΔ
によって変化することを表している。
When the fast axis of the sample 20 is matched with the x-direction component, the phase difference of the y-direction component is delayed by Δ, and when this passes through the analyzer 23 having an azimuth of 45 °, the transmitted light intensity I becomes Become like I = a x 2 + a y 2 + 2a x a y cos (2πf b t + Δ) above equation, cosine signal at the signal frequency f b which is incident on the photoelectric detector 24, the retardation delta of its phase sample 20
Changes depending on

【0033】円柱状の試料20の直径方向にレーザ21
に与えられた磁場に対して90度となる方向に圧縮負荷
を加えて、それにより生じる試料20のリターデーショ
ンを測定し、次式により光弾性定数Cを計算する。 C=πD・Δ/8P ただし、Dは円柱状の試料20の直径、Δは円柱状試料
20の中央部でのリターデーション、Pは圧縮負荷であ
る。
The laser 21 is applied in the diameter direction of the cylindrical sample 20.
A compressive load is applied in a direction of 90 degrees with respect to the magnetic field given to the sample, the resulting retardation of the sample 20 is measured, and the photoelastic constant C is calculated by the following equation. C = πD · Δ / 8P where D is the diameter of the cylindrical sample 20, Δ is the retardation at the center of the cylindrical sample 20, and P is the compression load.

【0034】1/2波長板22と検光子23を1:2の
割合で回転角を同期させて回転させると、周波数fb
余弦信号に影響を与えることなく、偏光の方位を変化さ
せることができる。1/2波長板22と検光子23とを
回転させながら位相差を測定すると、直交する二つの偏
光方向のうち一つが試料20の進相軸(F軸)と一致し
たときの位相差が最大になるので、1/2波長板22の
1回転に対して4周期変化する位相差変化成分が得られ
る。この成分の振幅と初期位相量とが、それぞれ試料2
0のΔ、F軸方位の2倍となる。
When the half-wave plate 22 and the analyzer 23 are rotated with the rotation angles synchronized at a ratio of 1: 2, the direction of polarization can be changed without affecting the cosine signal of the frequency f b. Can be. When the phase difference is measured while rotating the half-wave plate 22 and the analyzer 23, the phase difference when one of the two orthogonal polarization directions coincides with the fast axis (F axis) of the sample 20 is the largest. Therefore, a phase difference change component that changes by four periods for one rotation of the half-wave plate 22 is obtained. The amplitude of this component and the initial phase amount are respectively equal to those of Sample 2
Δ of 0 is twice the azimuth of the F axis.

【0035】複屈折の状態をベクトルで表現するため
に、Δをベクトルの大きさ、F軸方位θの2倍をベクト
ルの方位として、歪ベクトルを定義する(なお、ベク
トルAをとアンダーラインを付して表記する)。試料
に負荷を与えない状態での残留歪R および合成歪(負
荷によって生じる負荷歪と残留歪との合成値)S の大
きさと方位とを、それぞれRR、ΘRおよびRS、ΘSとす
ると、負荷歪L は、次のように求められる。L S R =(HLx、HLy) ここで、HLxとHLyとは、それぞれ負荷歪L のx成
分、y成分で次のように表される。 HLx=RScosΘS−RRcosΘRLy=RSsinΘS−RRsinΘR
[0035] To express the state of the birefringence vector, the magnitude of the vector delta, twice the F axis azimuth θ as a direction of the vector defines the distortion vector H (Note that under the vector A A It is written with a line). The size and orientation of the residual strain H R and synthetic distortion (composite value of the load strain and residual strain caused by the load) H S in a state where the sample does not give a load, respectively R R, theta R and R S, theta Assuming that S , the load distortion H L is obtained as follows. H L = H S - H R = (H Lx, H Ly) Here, the H Lx and H Ly, x components of the respective load strain H L, is represented as follows in the y component. H Lx = R S cosΘ S -R R cosΘ R H Ly = R S sinΘ S -R R sinΘ R

【0036】このようにして、残留歪を除去して求めら
れた負荷歪のF軸方位から、光弾性定数の正・負を判別
できる。光弾性定数が正の場合、負荷を与えた方位(9
0°)は密な状態となり、屈折率が大きくなるので、F
軸方位は0°となる。一方、光弾性定数が負の場合は、
陽イオンの分極の影響で負荷と同じ方位の屈折率が小さ
くなるため、F軸方位は90°となる。
In this manner, the positive or negative of the photoelastic constant can be determined from the F-axis azimuth of the load strain obtained by removing the residual strain. If the photoelastic constant is positive, the azimuth (9
0 °) is in a dense state and has a large refractive index.
The axial direction is 0 °. On the other hand, if the photoelastic constant is negative,
Since the refractive index in the same direction as the load becomes smaller due to the influence of the polarization of the cation, the F-axis direction becomes 90 °.

【0037】測定の信頼性を高めるために、実際の測定
では、負荷を変化させて複屈折量を数点計測し、負荷に
対し最小二乗法で直線近似し、得られた直線の傾きから
光弾性定数を求めている。
In order to improve the reliability of the measurement, in the actual measurement, the birefringence amount is measured at several points while changing the load, the load is linearly approximated by the least squares method, and the light is obtained from the slope of the obtained straight line. Find the elastic constant.

【0038】上記光弾性測定装置を用いて、1.523
μm、632.8nmの波長における光弾性定数の測定
を、屈折率(nd)を種々に変えたFR系ガラスの試料
に対して行った。図3に、測定された測定値をプロット
した。図示のように、FR系ガラスの屈折率と光弾性定
数は、回帰直線によく一致した。回帰直線31は波長6
32.8nmの測定値に対するものであり、回帰直線3
2は波長1.523μmの測定値に対するものである。
また、同一試料において、波長を長くすると光弾性定数
が大きくなり、光弾性定数が波長に対して正の依存性を
持つことがわかった(なお、比較的屈折率が低いフリン
ト系光学ガラスでは、光弾性定数は波長に対し負の依存
性を持つ)。また、図3に示すように、光弾性定数は屈
折率に対して負の依存性があることがわかった。
Using the above photoelasticity measuring apparatus, 1.523
The measurement of the photoelastic constant at a wavelength of 632.8 nm in μm was performed on samples of FR glass having variously changed refractive indexes ( nd ). FIG. 3 plots the measured values. As shown in the figure, the refractive index and the photoelastic constant of the FR glass were in good agreement with the regression line. The regression line 31 has a wavelength of 6
For the 32.8 nm measurement, the regression line 3
2 is for the measured value at a wavelength of 1.523 μm.
Also, in the same sample, it was found that the photoelastic constant increased as the wavelength was increased, and that the photoelastic constant had a positive dependence on the wavelength. (In the case of a flint optical glass having a relatively low refractive index, The photoelastic constant has a negative dependence on wavelength). In addition, as shown in FIG. 3, it was found that the photoelastic constant had a negative dependency on the refractive index.

【0039】波長632.8nm及び1.523μmに
おける最小二乗法による回帰直線31、32に基づい
て、波長1.55μmまで外挿することにより、波長
1.55μmにおける光弾性定数C[(nm/cm)/
(kgf/cm2)]の屈折率ndに対する依存性は、次
式で示される。 C=23.331−12.52×nd この式より、伝送波長1.55μmにおいて、目標の光
弾性定数±1×10-1(nm/cm)/(kgf/cm
2)以下を満たすコアガラスの屈折率ndは、1.863
10±0.00800となることが明らかとなった。
By extrapolating to a wavelength of 1.55 μm based on the regression lines 31 and 32 by the least squares method at a wavelength of 632.8 nm and 1.523 μm, a photoelastic constant C [(nm / cm) at a wavelength of 1.55 μm is obtained. ) /
(Kgf / cm 2)] dependence on the refractive index n d of is given by the following equation. C = 23.331-12.52 × n d From this equation, the transmission wavelength 1.55 .mu.m, target of photoelastic constant ± 1 × 10 -1 (nm / cm) / (kgf / cm
2 ) The refractive index n d of the core glass satisfying the following is 1.863.
It became clear that it was 10 ± 0.00800.

【0040】また、任意の波長λxに対する光弾性定数
Cがゼロになる屈折率nは、波長632.8nm及び
1.523μmの測定データより、線形性が満足される
とすると、次式で表せる。 n=1.8425+0.013525×λx これより、FR系ガラスに対し、任意の波長で光弾性定
数ゼロを満たすガラスの設計が可能となった。また、F
R系ガラス以外のガラスに対しても、上記と同様に、各
波長におけるガラスの光弾性定数と屈折率とを測定すれ
ば、当該ガラスに対する任意の波長での光弾性定数がゼ
ロとなる屈折率がわかり、伝送波長での光弾性定数が極
めて小さな光ファイバを作製することが可能である。
The refractive index n at which the photoelastic constant C for an arbitrary wavelength λ x becomes zero can be expressed by the following equation, assuming that the linearity is satisfied from the measured data at 632.8 nm and 1.523 μm. . n = 1.82525 + 0.013525 × λ x This makes it possible to design a glass satisfying zero photoelastic constant at an arbitrary wavelength with respect to the FR glass. Also, F
When the photoelastic constant and refractive index of the glass at each wavelength are measured in the same manner as described above for the glass other than the R-based glass, the refractive index at which the photoelastic constant for the glass at any wavelength is zero is obtained Thus, it is possible to manufacture an optical fiber having a very small photoelastic constant at the transmission wavelength.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ガラスの光弾性定数には波長依存性があるとの知見が得
られたことから、所望の伝送光の波長における光弾性定
数が実質的にゼロとなる光ファイバを作製することが可
能となり、外力等に対する偏光面の保持特性が良好で、
高精度な測定を実現できる。しかも、光弾性定数を実質
的にゼロに保ったまま、ベルデ定数を小さくするのに有
効な長波長の光を伝送光に用いることができ、定格過電
流に相当する大電流の測定が可能となる。
As described in detail above, according to the present invention,
Since the knowledge that the photoelastic constant of glass has wavelength dependence was obtained, it became possible to manufacture an optical fiber in which the photoelastic constant at a desired transmission light wavelength was substantially zero, Good polarization surface retention properties against
Highly accurate measurement can be realized. In addition, long-wavelength light that is effective in reducing the Verdet constant can be used for transmission light while maintaining the photoelastic constant substantially at zero, making it possible to measure large currents equivalent to the rated overcurrent. Become.

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

【図1】本発明に係る光ファイバ型計測装置の一実施形
態を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of an optical fiber type measuring device according to the present invention.

【図2】ガラスの光弾性定数を測定する光弾性測定装置
を示す概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a photoelasticity measuring device for measuring a photoelastic constant of glass.

【図3】図2の光弾性測定装置を用いて、屈折率が違う
種々のFR系ガラス試料に対し、異なる波長で光弾性定
数を測定した測定値を示す図である。
3 is a diagram showing measured values obtained by measuring photoelastic constants at different wavelengths for various FR glass samples having different refractive indices using the photoelasticity measuring device of FIG.

【図4】従来の光ファイバ型電流計測装置を示す構成図
である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a conventional optical fiber type current measuring device.

【図5】電流計測装置で交流電流を測定したときの偏光
面の変化を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a change in a polarization plane when an alternating current is measured by a current measuring device.

【図6】電流計測装置において、偏光面がファラデー回
転角45°を越えたときの問題を説明するための図であ
る。
FIG. 6 is a diagram for explaining a problem when the polarization plane exceeds a Faraday rotation angle of 45 ° in the current measurement device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 導体 3 光ファイバ 4 偏光子 5 送光ファイバ 6 1/2波長板 7 検光子 8 プリズム 9、10 受光ファイバ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conductor 3 Optical fiber 4 Polarizer 5 Transmitting fiber 6 1/2 wavelength plate 7 Analyzer 8 Prism 9 and 10 Receiving fiber

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G01R 15/24 G01R 33/032 // G01R 33/032 15/07 B (72)発明者 山下 俊晴 東京都新宿区中落合2丁目7番5号 ホー ヤ株式会社内Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI G01R 15/24 G01R 33/032 // G01R 33/032 15/07 B (72) Inventor Toshiharu Yamashita 2-7-7 Nakaochiai, Shinjuku-ku, Tokyo No. 5 in Hoya Corporation

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくともコアとクラッドを有する光ファ
イバにおいて、 前記コアが、伝送光の波長における光弾性定数が実質的
にゼロであり、かつベルデ定数が5.8×10-6rad
/A以下のガラスからなることを特徴とする光ファイ
バ。
1. An optical fiber having at least a core and a clad, wherein the core has a photoelastic constant of substantially zero at a wavelength of transmission light and a Verdet constant of 5.8 × 10 -6 rad.
An optical fiber comprising a glass of / A or less.
【請求項2】前記コアのガラス成分として、SiO2
5〜28wt%、B23を0〜10wt%、Al23
0〜5wt%、Na2O+K2Oを0.3〜2.5wt
%、PbOを69.5〜83.7wt%、As23+S
23を0〜0.5wt%、ただし、SiO2+B23
+Al23を16〜28wt%含有することを特徴とす
る請求項1記載の光ファイバ。
2. A glass component of the core, wherein SiO 2 is 5-28 wt%, B 2 O 3 is 0-10 wt%, Al 2 O 3 is 0-5 wt%, and Na 2 O + K 2 O is 0.3-0.3 wt%. 2.5wt
%, 69.5-83.7% by weight of PbO, As 2 O 3 + S
b 2 O 3 is 0 to 0.5 wt%, provided that SiO 2 + B 2 O 3
+ Al 2 O 3 of claim 1, wherein the optical fiber which is characterized in that it contains 16~28wt%.
【請求項3】波長1.55μmの光を伝送するための光
ファイバであることを特徴とする請求項1又は2記載の
光ファイバ。
3. The optical fiber according to claim 1, wherein the optical fiber is for transmitting light having a wavelength of 1.55 μm.
【請求項4】光ファイバから出射された光のファラデー
効果による偏光面の変化から磁場あるいは磁場を発生さ
せる電流の計測を行う光ファイバ型計測装置において、 前記光ファイバとして、請求項1乃至3のいずれか一項
記載の光ファイバを用いたことを特徴とする光ファイバ
型計測装置。
4. An optical fiber type measuring apparatus for measuring a magnetic field or a current for generating a magnetic field based on a change in a polarization plane of light emitted from an optical fiber due to a Faraday effect, wherein the optical fiber is An optical fiber type measuring apparatus using the optical fiber according to any one of the preceding claims.
【請求項5】光ファイバから出射された光のファラデー
効果による偏光面の変化から電流の計測を行う光ファイ
バ型計測装置において、 前記光ファイバのコアが、光弾性定数が実質的にゼロで
あるガラスからなり、かつ測定可能な電流の範囲に13
5kAが含まれることを特徴とする光ファイバ型計測装
置。
5. An optical fiber type measuring apparatus for measuring a current based on a change in a polarization plane of light emitted from an optical fiber due to a Faraday effect, wherein a core of the optical fiber has a photoelastic constant of substantially zero. Made of glass and has a measurable current range of 13
An optical fiber type measuring device comprising 5 kA.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019189502A (en) * 2018-04-27 2019-10-31 国立大学法人愛媛大学 Low photoelastic constant glass, optical fiber, and method for producing optical fiber

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