JPS5862571A - 光計測装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は光ファラデー素子を用いて電流および磁界等
を測定する光計測装置に関するものである。

従来この種の装置として第１図に示すものがあった。図
において、（１）は光源、（２）は光ファイバ、（３）
は光センサ部、（４）　（４’　）はマイクロレンズ、
（５）は鉛ガラス等の光ファラデー素子、（６）は偏光
子、（７）は検光子、（８）は受光器を表わす。なお光
センサ部（３）は部品（４）　（４’　）〜（７）によ
って構成さ口ている。

次に第１図の動作について説明する。光源（１）から出
射さｎた光は光ファイバ（２）によって、光センサ部（
３）に導びかれる。光センサ部（３）では、光ファイバ
から出射された光はマイクロレンズ（４）によって平行
光線に変換され、偏光子（６）で１０線偏光にされる。

光ファラデー素子（５）内を伝搬する直線偏光波の偏光
面は、光の進行方向と平行な外部磁界が存在する場合、
その磁界の強さに応じてファラテ一回転される。この回
転角は、検光子（７）で強度変調に友換され、マイクロ
レンズ（４’）、光ファイバ（２）を通して、受光器（
８）で光／篭気友換される。

この電気出力を観測することによって、光ファラテー素
子（５）に近接した被測定磁界または電流を測定するこ
とができる。

従来の光による電流、１ａ界計測装搬は以上のように構
成嘔れているので、測定感度を高めるために、鮎ガラス
等の光ファラデー素子（５）の光路長を長くすると光セ
ンサ部（３）での光の結合損失が大きくなり、逆に（強
度が低下する欠点があった。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになさｔまたもので、鉛ガラス等の光ファラ１−素子
内に屈折率分布をもたせることにより、光センサ部での
結合損失を小さくし、感度のよい光計測装置を提供する
ことを目的としている。

以上、この発明の一実施例を図について説明す■ る。第２図において、（１）は光源、（２）は光ファイ
バ、（３）は光センサ部、（４１（４’　）はマイクロ
レンズ、（９）は屈折牟分布梨鉛ガラス等の光ファラテ
ー素子、（６）は偏光子、（７）は検光子、（８月よ受
光器を表わす。

また、第８図において、０１は屈折率分布型鉛ガラス等
の光フアラデー素子内を伝搬する光の軌跡を表わす。

次にこの発−〇一実施例による動作について説明する。

第２図において、光源（１）からの出射光は、光ファイ
バ（２）内に結合され、光センサ部（３）内に導びかれ
る。光センサ部では、まずマイクロレンズ（４）によっ
て平行ビームに変換され、偏光子（６）によって一方向
の電界成分のみ取シ出される。すなわち、偏光子（６）
からの出射光は直線偏光となる。磁場を加えられた光フ
ァラテー素子（９）内を光が伝搬すると、光の偏向面は
、磁場の強さに応じて一１転する。この同転角Δφは、
鉛ガラスのベエルテ定数Ｖ、光路長１１磁界Ｈに比例し
、 Δ−＝　　ＶＩＨ（１） で表わされるので、光路長ｌは長い程同転角は大４・） きくなる。ところが、・光ファラデー素子として通常の
屈折率が均一な鉛ガラスを用いた場合、光路長ｌを長く
しすぎると、光センサ部（３）の中での損失が大きくな
シ、その結果、光センサ都の感度が通ｅＣ低下してし１
う。この先センサ部内での損失の原因は、光ファイバの
コア径が有限であるため、マイクロレンズ（４）からの
出射光が完全な平行ビームにならないことに起因してい
る。

この発明では、第２図、第８図に示さｎているように、
光ファラテー素子（９）である鉛ガラス内の１８４　Ｄ
ｒ　率か、鉛ガラスの中心軸で最大になり、中心軸から
辿さかるにつれて低くなるようにしである。

峰のため、この中を伝搬する光は、第８図のようにほは
正弦波状に蛇行しながら進んで行く。その結果、マイク
ロレンズ（４′）からの出射光が完全な半行ビームでな
いことに起因する光の損失が低＾へ避れ、光センサ部（
３）の感度を向上させることができる。この屈折率分布
は、はぼ２乗分作にしておけばよい。

なお、上記実施例では光ファラテー素子として鉛カラス
を例にと多説明したが、その他の元ファラテー効果を有
する材料を用いてもよい。

ｎだ、上記実施例では、主にマルチモードファイバを用
いた例を示したが、第４図に示すように光ファイハトシ
て偏向面保持シングルモードファイバＯｐを用いること
にょ゛って、偏光子（６）、検光子（７）を光センサ部
（３）に配置せず、観測室側におくことによって、光セ
ンサの信頼性を高めることもできる。

以上のように、この発明によれば、光ファラデー素子に
屈折率分布をもたせることにょシ、光センサ内での損失
を低減することができ、その結果、感度を高めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光計測装−ｊを示す概略図、第２図はこ
の発明の一実施例による光計測装置を軍す概略図、第８
内はとの発明に使用される屈折率分布型光フアラデー素
子内を伝搬する光の軌跡を示す図、第４図はこの発明の
他の実施例を示す光計測装置の概略図である。 図において、（１）は光源、（２月よ光ファイバ、（３
）は光センサ部、（４）はマイクロレンズ、（６）は偏
光子、（７月よ検光子、（８Ｊは受光器、（９）は屈折
率分布型光フアシデー素子、０υは飼同血保持シングル
モードファイバをボす。 ｔお、図中、同一符号は同−又は相当部分を小う。 代理人　　　葛　野　信　− 第１１４ 第２１４ 第３１４ ｙ− 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （］）光源からの光を偏光子、被計測媒体に近接して配
   直さｌる光ファラデー素子および検光子を介して受光器
   で受けるようにした光計測装置において、−■二記光フ
   ァラテー素子に屈折率分布をもたせることによシ、光源
   からの光が光ファラデー素子内で発散しないようにした
   光計１１１＋１装置。 （２）光源および受光器と、−光子、検光子、光ファラ
   デー素子からなる光センサ部とを、光ファイバで接続し
   たことを特徴とする特ｆｆ詰＊の範囲第１項記載の光計
   測装置。 （，９光ファイバとして偏向量保持ファイバを使用する
   ことにより、偏光子、検光子を蚊測部側に配置し、光セ
   ンサ部には屈折率分布型光ファラデー系子のみをおくこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の光計ｊ１１
   ］装置。 （４）光ファラデー素子の屈折率分布はほぼ２乗分布に
   してなる特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれかに
   記載の光計測装置。