JPS61140821A - 光学変換装置 - Google Patents

光学変換装置

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JPS61140821A
JPS61140821A JP26322984A JP26322984A JPS61140821A JP S61140821 A JPS61140821 A JP S61140821A JP 26322984 A JP26322984 A JP 26322984A JP 26322984 A JP26322984 A JP 26322984A JP S61140821 A JPS61140821 A JP S61140821A
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JP26322984A
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Sumiko Morizaki
森崎 澄子
Osamu Kamata
修 鎌田
Kazuo Toda
戸田 和郎
Yoshinobu Tsujimoto
辻本 好伸
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/268Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light using optical fibres

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  • Optical Transform (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は磁界、電界、温度、圧力等々の光による計測器
に利用されるもので、入射光ファイバからの光を第1の
一軸性平板結晶を通過後ミラーで反射させ、ミラー反射
後、第1の一軸平板結晶と並列配置された第2の一軸性
平板結晶を通過後出射光ファイバへと導く様に、自己集
束性ロッドレンズを介して反射型光学系を形成した光学
変換装置に関するものである。
従来の技術 入出射用光ファイバと自己集束性口ツドレンズの一端側
との間に1絹の一軸性平板結晶を配置し、前記自己集束
性ロッドレンズの他端側に光学素子とミラーとを配置す
ることを特徴とする構成は、偏光の変化を利用して物理
量を計測する計測器のセンサ部、および、偏光分離を利
用する光分岐器等の光通信用部品として応用できる。
例えば特開昭58−19078690786号光フアイ
バサは、第6図に示す様に、自己集束性ロッドレンズ1
の一端に1組の一軸性平板結晶2゜3と入・出射光ファ
イバ4.5を配置し、捷た、自己集束性ロッドレンズ1
の他端には磁気光学素子6とミラー7を配置して、入射
光ファイバ4から入射された光線7inが一軸性平板結
晶2を通過後ミラー7で反射され、−軸性平板結晶3を
通過後出射光ファイバ5に導かれるものである。
第1図に示す様に、入射光ファイバ4からの入射光7i
nは、第1の一軸性平板結晶2を通過することにより2
偏光成分It1./!2に分離された後、第2の一軸性
平板結晶3を通過することにより、さらに各々2偏光成
分l  、7  および、 721 +”22に分離さ
れるため、−軸性平板結晶3の出射光ファイバ6が接続
される側の端面8では4光線111゜11’2 +”’
21 ?’22が存在するが、4光線’11,112+
121、l!22のうちの特定光線を使用光m 7ou
tとして限定するものではない。
発明が解決しようとする問題点 上記の様々光ファイバ形磁界センサを組立てる際、4光
線を無差別に選択すると、センサの透過光損失がセンサ
毎にばらつきが生じる。また、センサによっては、磁気
光学素子長が大きい場合に、センサの透過光損失が非常
に大きく々る。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、センサ内で
の4光線の軌跡を明らかにし、特定の光線を選択するこ
とにより、特に、磁気光学素子長が大きい場合のセンサ
透過光損失を低減し、センサ毎のセンサ透過光損失のば
らつきを少なくすることを目的としている。
問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、第1の光伝送路
からの光を、光軸と一定の角度を持つ面6ベー で切り出された第1の一軸性平板結晶に入射させ、さら
に光学素子の入射後、入射面に相向う端面に配置される
ミラーで反射され、前記光学素子を再通過後、光軸と一
定の角度で切り出されその偏光通過方向が前記第1の一
軸性平板結晶と偏光通過方向を異ならしめて前記第1の
一軸性平板結晶と並列配置された第2の一軸性平板結晶
に入射させ、前記第2の一軸性平板結晶を通過後、第2
の光伝送路に導かれる様に、前記第1・第2の一軸性平
板結晶と前記光学素子との間に、屈折率が中心軸から外
周面に向って放物線状に分布している柱状のガラス体を
介して形成された光学系において、前記第2の光伝送路
に導かれる光線は、前記第1の一軸性平板結晶を通過す
ることにより分離されだ2偏光成分が、さらに前記第2
の一軸性平板結晶を通過することによシ各々2偏光成分
に分離されて生じる4光線のうち、前記第1の一軸性平
板結晶と前記第2の一軸性平板結晶との貼り合わせ面を
横切ら々い空線で、前記第1・第2の一軸性平板結晶と
前記ガラス体との界面において前記ガ6べ−7 ラス体に光線が入射する位置と前記ガラス体から光線が
出射する位置との間隔が最小である光線を選択するもの
である。
作  用 本発明は上記した方法により、特に光学素子長が大きい
場合の光学変換部透過光損失を低減し、さらに各光学変
換部毎の透過光損失のばらつきを少なくすることができ
る。
実施例 従来例として挙げた第6図の構成の光ファイバ形磁界セ
ンサを例にとり、本発明の詳細な説明する。
第1図を用いて前述した様に、−軸性平板結晶3の出射
光ファイバ6が接続される側の端面8には4光線111
”121”21’122が存在する。この光ファイバ形
磁界センサを組立てる際、入射光ファイバ4、−組の一
軸性平板結晶2,3、自己集束性ロッドレンズ1.磁気
光学素子6及びミラー7を一体化した状態で、出射光フ
ァイバ5を自由に動かすことにより4光線’11.11
2.”2117・・−7 122の中から1光線を自由に選択することは、センサ
組立の技術上困難である。従って、センサ組立の技術上
、捷ず、入・出射光ファイバ4,5の束を作製する。故
に、入・出射光ファイバ4゜5の光フアイバ間隔aは固
定され、かつ、光フアイバ心線の外径、および光フアイ
バ束作製上の問題から規制を受ける。次に、入射光ファ
イバ4からの光が第1の一軸性平板結晶2に、壕だ、出
射光ファイバ5には、第2の一軸性平板結晶3を通過し
た光が導かれる様に、入・出射光ファイバ4゜5の束に
一軸性平板結晶2,3の対を固定する。
次に、一体化された入・出射光ファイバ4,5と一軸性
平板結晶2,3に対して自己集束性ロッドレンズ1を動
かすことにより、4つの光線111゜112.121.
122のうちの1光線が出射光ファイバ5に導かれる様
に調整する。この調整時における4光線111+112
.A211122の軌跡と、入・出射光ファイバ4,5
の位置の様子を以下に詳細に説明する。
第2図は、第1.第2の一軸性平板結晶2,3の偏光分
離方向が第2図(7)の矢印で示す方向である時、第1
の一軸性平板結晶2において分離された2偏光が第2の
一軸性平板結晶3で2偏光に分離された4光線のうち、
各光線を出射光として選んだ場合の光線の位置関係と、
入・出射ファイバ4.6の位置を、光の入射方向に対し
て垂直に見た時の図である。第2図(イ)において、出
射光ファイバ4から出射された光は、第1の一軸性平板
結晶2の入射側端面9のlinの位置に入射し、−軸性
平板結晶3を通過後の端面10で常光、異常光の2偏光
成分11,12に分離する。今、12の位置に自己集束
性ロッドレンズの光軸がある時、ミラー7を反射した光
線11.lJ2は、レンズと一軸性平板結晶との界面1
1において、レンズ光軸位置12に対して入射時の位置
11,12と点対称な位置71’ 、12′に達する。
この光線111’、lイは、さらに第2の一軸性平板結
晶3を通過して2偏光成分に分離し、−軸性平板結晶3
の出射側端面8では、各々、111,1121および、
121.122に達する。今、入・出射光ファイバ4,
5の固定さ9べ一7゛ れた間隔aが0.375mm であり、使用する一軸性
平板結晶の2偏光分離幅を0.160胴とすると、出射
光ファイバ5で光線”22  を受ける時、レンズ1と
一軸性平板結晶2,3との界面10,11におけるこの
光線”22の軌跡の光線間隔dは、0.344祁である
同様にして、他の3光線’111112,121を出射
光7out として選択した場合の光線の様子を第2図
(つ)、に)、(3)に示す。4光線”22’11 ’
12’121を出射光、doutとして、固定されたフ
ァイノく間隔a (0,375m)の出射光ファイバ5
で受ける場合、レンズ1と一軸性平板結晶2,3との界
面における使用光線の光線間隔dは、第2図(イ)、(
つ)。
に)、(9)から明らかに異なり、各々、0.344 
Wrm +0.375論、0.224箇、0.490霜
である。
第3図に、4光線111,112,121,122を出
射光線1Outに選択した場合のセンサ透過光損失を、
センサと同構成で、磁気光学結晶の部分を空気に置きか
えて、その結晶相当長baを変化させた時の様子を示す
。図から明らかな様に、光線間o6− 隔dwnが小さくなる程、光損失は低下し、センサの原
理損失(偏光分離損失および各部品の界面での反射によ
る損失)に近づく。この傾向は、特に結晶相当長bff
1mの大きいところで顕著である。
この現象は次の様に説明できる。第5図の様に、自己集
束性ロッドレンズを凸レンズとして考えると、1つの焦
点F1の位置と同一平面内、レンズの光軸と平行に入・
出射光ファイバが配置される。
第5図(イ)の様に、他の焦点位置F2にミラーが配置
されると、レンズ光軸に平行に入射した光線はミラーで
反射後、レンズを通過してレンズ光軸と平行に進む。し
かし、第5図(力、(つ)に示す様に、ミラーが焦点位
置からずれると、反射光はレンズの光軸に対して角度θ
を持って出射ファイバに入射することに々る。入射光線
がレンズの中心軸から離れた所から出発する程、すなわ
ち、レンズ人出射時の光線間隔が大きい程、丑だ、ミラ
ー位置が焦点F2から大きくずれる程、角度θは大きく
なり、ファイバのN、A、よりも大きくなるために、フ
ァイバにより受光できずに光損失が大きく11八 々ると考えられる。
ところで、入・出射光ファイバの間隔a能を小さくする
ことにより、さらに光線間隔d瓢を小さくしていくと、
−組の一軸性平板結晶貼り合わせ面を選択光線が横切る
ようになり、光損失が増加したり、出射光ファイバ5に
選択した光線以外の光線も混入して、センサの感度を下
げることになる。故に、光線間隔dには下限がある。
第4図に、光線間隔damと光損失との関係を示す。入
・出射光ファイバ4,6にコア径50μm。
80μm、の光ファイバを、また、−軸性平板結晶とし
て1.5喘厚のルチル(T i02 )を用いた時のも
ので、光線間隔0.22 mmの辺で光損失の最低値が
あり、それ以下では光損失が急増していることがわかる
本発明の第2の実施例として、第1の実施例と同様の構
成で入・出射光ファイバ間隔をa−0,25祁とした場
合を説明する0この場合、1111”12’121.1
22の各々を1outとして選ぶ時の、光線間隔は、各
々、0.250ynm 、 0.102van 、 0
.370Mn0.232fiであり、この中で、光線間
隔の小さい方から2つの光線112,1122は本構成
において、光線が一軸性平板結晶の貼り合わせ面を横切
っていた。故に、光線112,122は1outとして
は不適である。従って、次に光線間隔の小さい111を
選択すれば良い。
なお、上記実施例において、−組の一軸性平板結晶2,
3の組合せは、第2図(7)に示すものとしたが、どの
様な組合せであっても、光線が一軸性平板結晶の貼り合
わせ面を横切ることのない最小の光線間隔のものを選択
すれば同様の効果が得られる。
なお、光線間隔は、センサを組立てる光ファイバのコア
径、光フアイバ間隔、−軸性平板結晶の厚み、偏光分離
幅、材料、レンズの種類、大きさ等により変化するもの
であり、その時々の光線間隔が問題となってくる。した
がって、下限の光線間隔も、そのセンサの構成条件によ
り変化する。
なお、実施例として、第6図に示した様な構成の光ファ
イバ形利用磁界センサを用いて説明した13べ−、゛ が、本発明は、自己集束性ロッドレンズの片端に一組の
一軸性平板結晶と人出射光ファイバを、まだ他の一端に
、光学素子とミラーとを配置する構成のものにおいて光
線の選択方法を提供するものであって、偏光の変化を利
用して物理量を測定する計測器のセンサ部、あるいは、
偏光分離を利用する光分岐器等の光部品であっても適用
できることは言うまでもない。
発明の効果 以上述べてきた様に、本発明は、−軸性結晶利用反射型
光学変換部の光線の選択方法を提供するものであり、上
記光学変換部の透過光損失を低減できるもので、特に光
学素子長の長い時に有効である。また、本発明の方法で
光線を選択することにより、4光線を無差別に選択して
いた時の様に1製品毎に光損失がばらつくということも
なくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例のセンサの光線の軌跡を示
す斜視図、第2図(カ〜(3)は、本発明の実施例の一
軸性平板結晶の光軸の組み合わせを示す14ベーノ 図、および、光線の位置関係と光線間隔との関係を示す
概略図、第3図は4つの光線について結晶相当長と光損
失との関係を示す図、第4図は光線間隔と光損失との関
係を示す図、第5図(7)〜(つ)は結晶相当長、光線
間隔と光損失との相関関係を模式的に示す図、第6図は
、本発明に用いるセンサの構成図である。 1・・・・・・自己集束性ロッドレンズ、2,3・・・
・・・−軸性平板結晶、4,6・・・・・・光ファイバ
、6・・・・・・光学素子、7・・・・・・ミラー、1
2・・・・・・自己集束性ロッドレンズの光軸の位置、
a・・・・・・入・出射光ファイバ間隔、d・・・・・
・光線間隔、7in・・・・・・入射光、7out・・
・・・・出射光、”111”121121.122・・
・・・・出射ファイバ側の4光線。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第4
図 結晶相ぢ艮b o  2.5 (mml ・ べθ 2θ 。lo/′ −7,5 /゛・ g       パ / ・15// −i・、 Z′ 叡/θ     叡軍で二″′ 撃賦 穴 一一〇−,7−−=’ 脣ぼ]−;] 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1の光伝送路からの光を、光軸と一定の角度を持つ面
    で切り出された第1の一軸性平板結晶に入射させ、さら
    に光学素子に入射後、入射面に相向う端面に配置される
    ミラーで反射され、前記光学素子を再通過後、光軸と一
    定の角度で切り出されその偏光通過方向が前記第1の一
    軸性平板結晶と偏光通過方向を異ならしめて前記第1の
    一軸性平板結晶と並列配置された第2の一軸性平板結晶
    に入射させ、前記第2の一軸性平板結晶を通過後、第2
    の光伝送路に導かれる様に、前記第1・第2の一軸性平
    板結晶と前記光学素子との間に、屈折率が中心軸から外
    周面に向って放物線状に分布している柱状のガラス体を
    介して形成された光学系において、前記第2の光伝送路
    に導かれる光線は、前記第1の一軸性平板結晶を通過す
    ることにより分離された2偏光成分が、さらに前記第2
    の一軸性平板結晶を通過することにより各々2偏光成分
    に分離されて生じる4光線のうち、前記第1の一軸性平
    板結晶と前記第2の一軸性平板結晶との境界面を横切ら
    ない光線で前記第1・第2の一軸性平板結晶と前記ガラ
    ス体との界面において前記ガラス体に光線が入射する位
    置と前記ガラス体から光線が出射する位置との間隔が最
    小である光線を選択することを特徴とする光学変換装置
JP26322984A 1984-12-13 1984-12-13 光学変換装置 Granted JPS61140821A (ja)

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JPH0582529B2 JPH0582529B2 (ja) 1993-11-19

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6558592B1 (en) 1998-03-31 2003-05-06 Daisen Industry Co., Ltd. Synthetic resin internal foam molding machine and method
US6800227B1 (en) 1998-03-31 2004-10-05 Daisen Industry Co., Ltd. Material bead charging method, synthetic resin mold foam forming method using this method, and mold foam formed product obtained by this method

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JPS58190786A (ja) * 1982-04-30 1983-11-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光フアイバ形磁界センサ

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