JPS58200168A - 光方式電界測定装置 - Google Patents
光方式電界測定装置Info
- Publication number
- JPS58200168A JPS58200168A JP57083081A JP8308182A JPS58200168A JP S58200168 A JPS58200168 A JP S58200168A JP 57083081 A JP57083081 A JP 57083081A JP 8308182 A JP8308182 A JP 8308182A JP S58200168 A JPS58200168 A JP S58200168A
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- electric field
- section
- electro
- light
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/24—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
- G01R15/241—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using electro-optical modulators, e.g. electro-absorption
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気光学効果を利用した電界調定装置従来の電
気光学効果を有する媒質を利用した電圧＃１定装置、電
界測定装置の測定対象は、はとんどの場合交流電圧、光
流電界に限られている。その理由は、直流電界中に電気
光学結晶を静置すると、一般的−こ、その静電容量、直
流抵抗が大きいため時間とともに測定値が変化し、さら
に結晶表面に電荷集中が起り、いわゆる表面層が形成さ
れて、測定不能となるからである。
気光学効果を有する媒質を利用した電圧＃１定装置、電
界測定装置の測定対象は、はとんどの場合交流電圧、光
流電界に限られている。その理由は、直流電界中に電気
光学結晶を静置すると、一般的−こ、その静電容量、直
流抵抗が大きいため時間とともに測定値が変化し、さら
に結晶表面に電荷集中が起り、いわゆる表面層が形成さ
れて、測定不能となるからである。
上記従来の、電気光学効果を有する媒質（以下、電気光
学結晶と記す）を利用した電界測定装置（以下、光方式
電界＃１定装置と記す）では、交流電界中に電気光学結
晶を論量し 電界の変化に従ってその結晶中に誘起され
る複屈折変化を、偏光子、検光子等を用いて光強度信号
（但し交流信号である）として検出し電界の変化を測定
している。
学結晶と記す）を利用した電界測定装置（以下、光方式
電界＃１定装置と記す）では、交流電界中に電気光学結
晶を論量し 電界の変化に従ってその結晶中に誘起され
る複屈折変化を、偏光子、検光子等を用いて光強度信号
（但し交流信号である）として検出し電界の変化を測定
している。
その詳細は、例えば、［公開特許公報特開昭５６−１０
０３６４号、［電子通信学会技術研究報告、Ｖｏｌ 、
８０ 、Ｉｖ６．（１９８０） 、 ＩＩ ｌ ９
ｊ［〜第２４ｊｊ、０ＱＥ８０−４．光応用電界センサ
」等に記載されている。
０３６４号、［電子通信学会技術研究報告、Ｖｏｌ 、
８０ 、Ｉｖ６．（１９８０） 、 ＩＩ ｌ ９
ｊ［〜第２４ｊｊ、０ＱＥ８０−４．光応用電界センサ
」等に記載されている。
本発明は、従来の光方式電界測定装置における上記一点
を解消し、直流電界の強さの測定を可能ならしめる光方
式電界測定装置の提供を目的とするものである。
を解消し、直流電界の強さの測定を可能ならしめる光方
式電界測定装置の提供を目的とするものである。
上記目的を達成するため、本発明の光方式電界測定装置
は、光源部、電気光学効果を有する媒質を具備した電界
検出部、該検出部からの光を計測する計測部、ならびに
該光源部と該検出部および一一一一一一一該計測部を光
学的に結合する光伝送路からなる電界測定装置において
、該電気光学効果を有する媒質を回転せしめてなる構造
を有するものである。すなわち、直流電界中で電気光学
結晶を回転させれば、電気光学結晶と電界の位置関係の
相対的変化を生じせしめることができ、交ｆＬＩＩＥ界
中に電気光学結晶を静置した場合とまり□ たく同等の効果を利用して一定することができるのであ
る。
は、光源部、電気光学効果を有する媒質を具備した電界
検出部、該検出部からの光を計測する計測部、ならびに
該光源部と該検出部および一一一一一一一該計測部を光
学的に結合する光伝送路からなる電界測定装置において
、該電気光学効果を有する媒質を回転せしめてなる構造
を有するものである。すなわち、直流電界中で電気光学
結晶を回転させれば、電気光学結晶と電界の位置関係の
相対的変化を生じせしめることができ、交ｆＬＩＩＥ界
中に電気光学結晶を静置した場合とまり□ たく同等の効果を利用して一定することができるのであ
る。
上記光伝送路には、周知のように、光ファイバを用いる
のが好都合である。
のが好都合である。
電気光学効果を有する媒質としては、例えばＫＤＰ、λ
ＤＰ、ＬｉＮｂ０．．ＬｉＴａ０．。
ＤＰ、ＬｉＮｂ０．．ＬｉＴａ０．。
Ｂｉ、、ＳｉＯ，。、 Ｂｉｌ、Ｇｅｍ、、 等が知
られているが、そのいずれも使用でき、鵞たこれらに限
ることなく、電気光学効果を有する材料であればよい。
られているが、そのいずれも使用でき、鵞たこれらに限
ることなく、電気光学効果を有する材料であればよい。
前記電界検出部は、通常、光源部側の光ファイバと針測
部貴の光ファイバとの間に、レンズ、偏光子、電気光学
結晶、検光子およびレンズが順に配置されている。また
、上記電気光学結晶と検光子の関には、必要に応じてλ
／４板を入れる。検光子には、通常の検光子の他に、例
えばウォラストンプリズムのような偏光プリズムを用い
てもよい。出射光側のレンズは、通常の検光子の場合は
１個、偏光プ、嗅ズふの場合は２つの直線偏光に分離す
るので２１１ｍとする。前記検出部から出射された光は
光ファイバで計測部の受光器に導かれ、出力電気信号と
なる。この出力電気信号をそのま＞ １測
定してもよいし、才た光源部と電気光学結晶との関で分
岐された光（電気光学結晶を通らない光）と検出部から
の光とをそれぞれ受光器で電気信号に変換し、両電気信
号を演算装置に入れ、電界強度を算出してもよい。また
、偏光プリズムを検光子として用いた場合には、出射光
が２偏光光線に分離するので、双方をそれぞれ受光器で
電気信号レンズは省略することも可能である。
部貴の光ファイバとの間に、レンズ、偏光子、電気光学
結晶、検光子およびレンズが順に配置されている。また
、上記電気光学結晶と検光子の関には、必要に応じてλ
／４板を入れる。検光子には、通常の検光子の他に、例
えばウォラストンプリズムのような偏光プリズムを用い
てもよい。出射光側のレンズは、通常の検光子の場合は
１個、偏光プ、嗅ズふの場合は２つの直線偏光に分離す
るので２１１ｍとする。前記検出部から出射された光は
光ファイバで計測部の受光器に導かれ、出力電気信号と
なる。この出力電気信号をそのま＞ １測
定してもよいし、才た光源部と電気光学結晶との関で分
岐された光（電気光学結晶を通らない光）と検出部から
の光とをそれぞれ受光器で電気信号に変換し、両電気信
号を演算装置に入れ、電界強度を算出してもよい。また
、偏光プリズムを検光子として用いた場合には、出射光
が２偏光光線に分離するので、双方をそれぞれ受光器で
電気信号レンズは省略することも可能である。
いずれにしても、本発明の光方式電界測定装置は、電気
光学結晶を回転することが重要な点であり、他の構成に
ついては電気光学効果を利用した電界測定機構であれば
何でもよく、従来技術を踏襲してもよい。
光学結晶を回転することが重要な点であり、他の構成に
ついては電気光学効果を利用した電界測定機構であれば
何でもよく、従来技術を踏襲してもよい。
電気光学結晶の回転軸は、電界の印加される方向とはり
直角とすると、結晶の回転による電界方向と結晶方位と
の位置関係の変化が明確になり好ましいがこれに限定さ
れない。電気光学結晶に対する光の入射方向、ならびに
該結晶からの光の出射方向は、通常、該結晶の回転軸と
同一の方向にするのが便利である。
直角とすると、結晶の回転による電界方向と結晶方位と
の位置関係の変化が明確になり好ましいがこれに限定さ
れない。電気光学結晶に対する光の入射方向、ならびに
該結晶からの光の出射方向は、通常、該結晶の回転軸と
同一の方向にするのが便利である。
電気光学結晶の回転速度は通常０．１Ｈｚ〜１００Ｈｚ
位でよいがこれに限定されない。回転速度が低過ぎると
結晶表面の電荷県中の解消が困離となり好ましくないが
、その下限値は結晶形状にょっ転機構上の機械的な間ｌ
１ｌ（例えば結晶の振動等）により、上限が定まってく
る。
位でよいがこれに限定されない。回転速度が低過ぎると
結晶表面の電荷県中の解消が困離となり好ましくないが
、その下限値は結晶形状にょっ転機構上の機械的な間ｌ
１ｌ（例えば結晶の振動等）により、上限が定まってく
る。
電気光学結晶を回転させるのにはどのような手段を用い
てもよいが、一定の温度にした気体を該結晶に吹付けて
もよい。
てもよいが、一定の温度にした気体を該結晶に吹付けて
もよい。
以下、実施例により本発明をさらに詳細番こ説明する。
第１図は本実施例におけや光方式電界測定装置の構成図
である。光源部１としては、出力が６０ｍＷ、波長０．
８μｍの発光ダイオードを用い、直径０．６μｍのプラ
スチッククラ、ド石英光ファイバ２に入射し、検出部人
にレンズ３を介して平行に導いた。電界検出部人はレン
ズ３、偏光子４、電気光学結晶５、ウォラストンプリズ
ム６およびレンズ３−１．３−２よりなり、偏光子４の
光の撮動方向（直巌偏光の向き）とウォラストンプリズ
ムの主軸が４５に相対するように設定されている。ウォ
ラストンプリズム６により２つの直線偏光に分離された
光はレンズ３−１．３−２で再び収光され、光ファイバ
２−１．２−２に入射した。
である。光源部１としては、出力が６０ｍＷ、波長０．
８μｍの発光ダイオードを用い、直径０．６μｍのプラ
スチッククラ、ド石英光ファイバ２に入射し、検出部人
にレンズ３を介して平行に導いた。電界検出部人はレン
ズ３、偏光子４、電気光学結晶５、ウォラストンプリズ
ム６およびレンズ３−１．３−２よりなり、偏光子４の
光の撮動方向（直巌偏光の向き）とウォラストンプリズ
ムの主軸が４５に相対するように設定されている。ウォ
ラストンプリズム６により２つの直線偏光に分離された
光はレンズ３−１．３−２で再び収光され、光ファイバ
２−１．２−２に入射した。
それぞれの出力を計測部Ｂに導きＰＩＮフォトダイオー
ド９−１．９−２で検出してその出力Ｐ１゜Ｐ、につい
て、電気的な演算回路１０でなる演算を行い交流出力信
号Ｓを算出し、電界強度測定結果した。
ド９−１．９−２で検出してその出力Ｐ１゜Ｐ、につい
て、電気的な演算回路１０でなる演算を行い交流出力信
号Ｓを算出し、電界強度測定結果した。
巣１図において、電界印加方向は紙面上で上方より下方
に向う直ｆｔ、電界（矢Ｅ）で、電気光学結晶５の回転
軸は光の進行方向とする。直流電界は平行平板電極にて
最大１ｋＶ／ｃｍとした。
に向う直ｆｔ、電界（矢Ｅ）で、電気光学結晶５の回転
軸は光の進行方向とする。直流電界は平行平板電極にて
最大１ｋＶ／ｃｍとした。
電気光学結晶５は、Ｂｉ、、８ｉ０．。よりなり、外木
曽 形８ｍｍ×８ｍｍＸ １０ｍｍ の直方坏状で、（１
１０）、（１１Ｇ）、（００１）面を有し、（１１０）
Ｉｆｉを光の人出射面とすべく鏡面としている。電気光
学結晶の回転軸は、２つの（１１０）而（光の人出射面
）の中心を結ぶ線とし、上記中心線に凹みを作り、テフ
ロン治具７−１．７−２で保持し、回転できるようにし
た。電気光学結晶５を回軸させるには、外部よりプラス
チックチーーブ８を用いて、３０°Ｃに温度調節した乾
燥したＮ８ガスを該結晶に吹きつけることによって行な
った。結晶の回転は約ＩＨｚとした。このようにして、
電気大学績＾こは（１１０）面、（００１）面に交番的
に電界が印加され、（１００）面を通過する光の偏光面
が交番的に変化する。この変化の様子を、上記出力Ｓの
交流信号変化として再現性よく測定できた。
曽 形８ｍｍ×８ｍｍＸ １０ｍｍ の直方坏状で、（１
１０）、（１１Ｇ）、（００１）面を有し、（１１０）
Ｉｆｉを光の人出射面とすべく鏡面としている。電気光
学結晶の回転軸は、２つの（１１０）而（光の人出射面
）の中心を結ぶ線とし、上記中心線に凹みを作り、テフ
ロン治具７−１．７−２で保持し、回転できるようにし
た。電気光学結晶５を回軸させるには、外部よりプラス
チックチーーブ８を用いて、３０°Ｃに温度調節した乾
燥したＮ８ガスを該結晶に吹きつけることによって行な
った。結晶の回転は約ＩＨｚとした。このようにして、
電気大学績＾こは（１１０）面、（００１）面に交番的
に電界が印加され、（１００）面を通過する光の偏光面
が交番的に変化する。この変化の様子を、上記出力Ｓの
交流信号変化として再現性よく測定できた。
第２図に、直流電界強度と交流出力信号Ｓの相関関係測
定結果を示す。第２図で明らかなごとく、直＊＊も良好
で、従来不可能であった直流電界の測定が、本発明によ
り、従来の交流電界と同様に測定できた。
定結果を示す。第２図で明らかなごとく、直＊＊も良好
で、従来不可能であった直流電界の測定が、本発明によ
り、従来の交流電界と同様に測定できた。
ｇｔ図は本発明の一実施例における光方式電界測定装置
の構成を示す説明図、第２図は本発明の一実施例におけ
る光方式電界測定装置による電界強度測定結果を示すグ
ラフである。 ｌ・・・光源、２．２−１．２−２・・・光ファイバ、
３．３−１．３−２・・・収光レンズ、４・・・偏光子
、５・・・電気光学結晶、６・・・ウォラストンプリズ
ム、７−１．７−２・・・結晶保持治具、８・・・当ガ
ス導入用グラスチ、クチ、−ブ、９−１．９−２・・・
フォトダイオード、１ｏ・・・演算回路。 ′８１ 図 亮 ２ 旧
の構成を示す説明図、第２図は本発明の一実施例におけ
る光方式電界測定装置による電界強度測定結果を示すグ
ラフである。 ｌ・・・光源、２．２−１．２−２・・・光ファイバ、
３．３−１．３−２・・・収光レンズ、４・・・偏光子
、５・・・電気光学結晶、６・・・ウォラストンプリズ
ム、７−１．７−２・・・結晶保持治具、８・・・当ガ
ス導入用グラスチ、クチ、−ブ、９−１．９−２・・・
フォトダイオード、１ｏ・・・演算回路。 ′８１ 図 亮 ２ 旧
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光源部、電気光学部を有する媒質を具備した電界検
出部、該検出部からの光を計測する計測部、ならびに該
光源部と該検出部および咳計測部を光学的に結合する元
伝送路からなる電界測定装置において、該電気光学効果
を有する媒質を回転せしめてなることを特徴とする光方
式電界測定装置。 ２、前記電気光学効果を有する媒質の回転軸を測定装置
。 ３、前記電気光学効果を有する媒質に対する光の入射方
向ならびに該媒質からの光の出射方向が該媒質の回転軸
とはり同一の方向であることを特徴とする特許請求の範
囲第２項記載の光方式電界測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57083081A JPS58200168A (ja) | 1982-05-19 | 1982-05-19 | 光方式電界測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57083081A JPS58200168A (ja) | 1982-05-19 | 1982-05-19 | 光方式電界測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58200168A true JPS58200168A (ja) | 1983-11-21 |
| JPH0352582B2 JPH0352582B2 (ja) | 1991-08-12 |
Family
ID=13792229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57083081A Granted JPS58200168A (ja) | 1982-05-19 | 1982-05-19 | 光方式電界測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58200168A (ja) |
-
1982
- 1982-05-19 JP JP57083081A patent/JPS58200168A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0352582B2 (ja) | 1991-08-12 |
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