JPS61153576A - 磁界測定装置 - Google Patents
磁界測定装置Info
- Publication number
- JPS61153576A JPS61153576A JP59273991A JP27399184A JPS61153576A JP S61153576 A JPS61153576 A JP S61153576A JP 59273991 A JP59273991 A JP 59273991A JP 27399184 A JP27399184 A JP 27399184A JP S61153576 A JPS61153576 A JP S61153576A
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- Japan
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- magnetic field
- light
- linearly polarized
- light emission
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/032—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using magneto-optic devices, e.g. Faraday or Cotton-Mouton effect
- G01R33/0322—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using magneto-optic devices, e.g. Faraday or Cotton-Mouton effect using the Faraday or Voigt effect
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、７アラデー幼釆を利用した光）二よる磁′ｆ
ｆ−測定装置こ二関する。
ｆ−測定装置こ二関する。
ファラデー効果とは、磁界中（二設置された電気光学物
質の偏波面が磁界の強さく＝比例して回転する現象であ
る。今、磁界の強さをＨ，電気光学物質の磁界方向の長
さをＬとすると、偏ｅ、面の回転角０は θ＝ Ｖ）ＩＬ ・・・・・・（１）となる。
質の偏波面が磁界の強さく＝比例して回転する現象であ
る。今、磁界の強さをＨ，電気光学物質の磁界方向の長
さをＬとすると、偏ｅ、面の回転角０は θ＝ Ｖ）ＩＬ ・・・・・・（１）となる。
こ＼で、■はペルデ定数と呼ばれ、電気光学物質の材料
（二よって決まる。
（二よって決まる。
この７アラデー効果を使つｍ従来の憔界ｉｌ１足裟戒を
示す第４図１−おいて、１は直線偏光を出射する光源、
２は７アラデー効果を有する電気光学物質（以下ファ２
デーローテータ）、３は入射光を一波面が直交する２′
）の直線偏光Ｃ；分離するウォラストンプリズム、４ａ
、４ｂは光信号を１気信号（二変換する光電変換器、５
は２つの光に変換器４ａ、４ｂの出力信号から・−波面
の回転角θを求めるための演算回路でおる。
示す第４図１−おいて、１は直線偏光を出射する光源、
２は７アラデー効果を有する電気光学物質（以下ファ２
デーローテータ）、３は入射光を一波面が直交する２′
）の直線偏光Ｃ；分離するウォラストンプリズム、４ａ
、４ｂは光信号を１気信号（二変換する光電変換器、５
は２つの光に変換器４ａ、４ｂの出力信号から・−波面
の回転角θを求めるための演算回路でおる。
そして今、第５図Ｃ二示すよう（二重波面がｘ ａ ｌ
二対して４５°の直繰偏光鮨をファラデーローテータ２
（二人射し、磁界Ｈな加えると上記（１）式（；より回
転角θだけ回転した直線偏光Ｅ０が出射される。こ ・
の直線偏光鮨をり第２ストンプリズム３（二よって偏波
面が直交する２つの直線偏光＆＊Ｅ、を二分離すると、
Ｅ、、Ｅ、は弗５図から明らかなよう１ニー （２）式
％式％ 光４変換装置４ａ、４ｂは、直線偏光Ｅ、 、 Ｅ、を
光強度ＩＥ、ｌ” 、 ＩＩア１２嬬二比例した電気
信号ＩＸ、ＩＦロ変換する。１．、Ｉ、は（３）式で示
される。
二対して４５°の直繰偏光鮨をファラデーローテータ２
（二人射し、磁界Ｈな加えると上記（１）式（；より回
転角θだけ回転した直線偏光Ｅ０が出射される。こ ・
の直線偏光鮨をり第２ストンプリズム３（二よって偏波
面が直交する２つの直線偏光＆＊Ｅ、を二分離すると、
Ｅ、、Ｅ、は弗５図から明らかなよう１ニー （２）式
％式％ 光４変換装置４ａ、４ｂは、直線偏光Ｅ、 、 Ｅ、を
光強度ＩＥ、ｌ” 、 ＩＩア１２嬬二比例した電気
信号ＩＸ、ＩＦロ変換する。１．、Ｉ、は（３）式で示
される。
演算日ｗＩ５は１．、Ｉ、 より偏ａ面の回転角を計
算する部分で となる。すなわち、第４図の構成では、検出量はｇｉｎ
２θの形となり、回転角θを直接求めるＣ二は、ｉ４
）式の割算機構を必要とする欠点があった。さら（二元
磁度換器４ａ、４ｂの中（＝それぞれ使われている図示
しないホトダイオードのドリフト、ゲインが同一でない
と誤差の原因（二なる欠点がめった。
算する部分で となる。すなわち、第４図の構成では、検出量はｇｉｎ
２θの形となり、回転角θを直接求めるＣ二は、ｉ４
）式の割算機構を必要とする欠点があった。さら（二元
磁度換器４ａ、４ｂの中（＝それぞれ使われている図示
しないホトダイオードのドリフト、ゲインが同一でない
と誤差の原因（二なる欠点がめった。
本発明の目的は、割算機構のような複雑なＹｊＸ算回路
を必要とせず、かつ元伝送遺夫２よび光−気質換器のド
リフトの影響を受けない高精度の磁界副定装置を提供す
るζ二める。
を必要とせず、かつ元伝送遺夫２よび光−気質換器のド
リフトの影響を受けない高精度の磁界副定装置を提供す
るζ二める。
本発明による磁昇測定装緘は、０°、６０°、１２０゜
の各直線偏光板を発生する覚光源と、この発光はを電気
角１２０°の位相差をもり３相信号でかつ谷相の信号は
列周期ごとオン−オフをｍｐ返すよう（＝励起する駆動
回路と、各々の直線偏光板をファ之デーローテータおよ
び＋ｉＩＬ元子を通過させて光４変！！Ａ器に入射させ
、その光鴫変換器の出力信号より得られる位相変調波の
位相４ｒ：検出する位相構出回路とを具備することを％
徴とするものでめる。
の各直線偏光板を発生する覚光源と、この発光はを電気
角１２０°の位相差をもり３相信号でかつ谷相の信号は
列周期ごとオン−オフをｍｐ返すよう（＝励起する駆動
回路と、各々の直線偏光板をファ之デーローテータおよ
び＋ｉＩＬ元子を通過させて光４変！！Ａ器に入射させ
、その光鴫変換器の出力信号より得られる位相変調波の
位相４ｒ：検出する位相構出回路とを具備することを％
徴とするものでめる。
以下本発明を第１図（二示す実施例ζ；ついて説明する
。＃！１図（；おいて、＊４図と同一部分（二同−符号
を付している。第１図４二おいて、６ｍ、６ｂ。
。＃！１図（；おいて、＊４図と同一部分（二同−符号
を付している。第１図４二おいて、６ｍ、６ｂ。
６ｃは単一モード直線偏光手導体レーザよシなる３相発
光源で、第２図（二示すよう（二〇°の直線偏光−６０
°のｉ！巌偏光Ｉｅｏ、１２０°の直線偏光ｉｔｓを発
し、これらの直線偏光が７アラデーローテータ２および
検光子７を通９、検光子７の玉軸方同成分（本例の場合
はＸ軸を玉軸とする）だけが７オトダイオード８（二合
成されて入射する。
光源で、第２図（二示すよう（二〇°の直線偏光−６０
°のｉ！巌偏光Ｉｅｏ、１２０°の直線偏光ｉｔｓを発
し、これらの直線偏光が７アラデーローテータ２および
検光子７を通９、検光子７の玉軸方同成分（本例の場合
はＸ軸を玉軸とする）だけが７オトダイオード８（二合
成されて入射する。
今ファラデーローテータ２１．前記Ｉｏ ｅ Ｉｅｏ
ｓ Ｉｓｓを入射し、磁界Ｈな加えると出射側の直Ｓ偏
光は磁界の強さく；比例し、第２図（二示すよう（二〇
だけ回転した直線偏光Ｉｏ’ ＊ Ｉｓ’ ＊ ＩＩ
Ｍ’となる。さて検光子７に入射する直線偏光波の偏光
角が検光子玉軸とθだけずれているとき、入射波の光強
度な工■ とすると、出射波の光強度工′はＩ’＝Ｉｃｏ♂θ＝Ｔ
＜１ ＋ ｃｏｓ ２θ）で与えられることは知られて
いる。
ｓ Ｉｓｓを入射し、磁界Ｈな加えると出射側の直Ｓ偏
光は磁界の強さく；比例し、第２図（二示すよう（二〇
だけ回転した直線偏光Ｉｏ’ ＊ Ｉｓ’ ＊ ＩＩ
Ｍ’となる。さて検光子７に入射する直線偏光波の偏光
角が検光子玉軸とθだけずれているとき、入射波の光強
度な工■ とすると、出射波の光強度工′はＩ’＝Ｉｃｏ♂θ＝Ｔ
＜１ ＋ ｃｏｓ ２θ）で与えられることは知られて
いる。
したがって、発光源６ａ、６ｂ、６ｃの光強度を谷々Ｉ
（１＊ Ｉｅｏ ＋ Ｉｉｍとし、検光子７の各出射波
の光強度な工。ｗ Ｉｅｏ’＋ Ｉ１ｍ’とすれば次の
（５）式が成立する。
（１＊ Ｉｅｏ ＋ Ｉｉｍとし、検光子７の各出射波
の光強度な工。ｗ Ｉｅｏ’＋ Ｉ１ｍ’とすれば次の
（５）式が成立する。
フォトダイオード８はこれら光Ｚｏ Ｉ Ｉ６０’
＊ Ｉｔｔｏ’を合成し、七の合成光に比例した４ｆ
ｉ信号１；変換する。したがってフォトダイオード８０
合成入射光強度Ｉｓは（６）式となる。
＊ Ｉｔｔｏ’を合成し、七の合成光に比例した４ｆ
ｉ信号１；変換する。したがってフォトダイオード８０
合成入射光強度Ｉｓは（６）式となる。
ｌ５＝Ｉ。’＋Ｉ■’＋１．．’ ・・・・
・・（６）一方、Ｉｏ−Ｉａｏ−Ｉｔ加は第３図に示す
よう（ニエ。
・・（６）一方、Ｉｏ−Ｉａｏ−Ｉｔ加は第３図に示す
よう（ニエ。
はω１＝０〜πの範囲で光電ＫＡの発光をし、ωｔ＝π
〜２πの軛Ｈで光ｉｉ直を０にするときを繰り返えす。
〜２πの軛Ｈで光ｉｉ直を０にするときを繰り返えす。
−＋ ＩＳ意０ζ：ついては、台々工。よシ１２０°、
２４０゜位相遅れでＯＮ −ＯＦＦする。このＯＮ −
ＯＦＦのタイミングは駆動回路１１で制御すること（二
なる。
２４０゜位相遅れでＯＮ −ＯＦＦする。このＯＮ −
ＯＦＦのタイミングは駆動回路１１で制御すること（二
なる。
したがって、第３図（二示した矩形波は、（７）式の如
く７一リエ級数展開される。
く７一リエ級数展開される。
（６）式に（５）式を代入すると、
１ｇ ＝堕ｌ８ｓｉｎ（”ｔ ２’）＋５ｉｎ３砒＄ａ
ｕｘ（５”ｔ＋２０−１−・リ−（８）となり、上記（
８）式迄＝比例し７ｔ４気信号がフォトダイオード８の
出力として得られる。
ｕｘ（５”ｔ＋２０−１−・リ−（８）となり、上記（
８）式迄＝比例し７ｔ４気信号がフォトダイオード８の
出力として得られる。
この出力からローパスフィルタ９Ｎ二上り周波数ωの成
分のみ抽出すると、そのローノくスフイルタ９の出力は
一５ｉｎ （ｃａｒｔ−２０） ｌニー比例した信号と
なる。
分のみ抽出すると、そのローノくスフイルタ９の出力は
一５ｉｎ （ｃａｒｔ−２０） ｌニー比例した信号と
なる。
π
したがって磁界Ｈが変化してθが変化すると、２θで位
相変調された波形となる。位相検出器１０はその位相変
調波形とＪＩＫｌｌＩＪ回路Ｈの基準位相を比較して０
ζ；比例した出力信号を得る。
相変調された波形となる。位相検出器１０はその位相変
調波形とＪＩＫｌｌＩＪ回路Ｈの基準位相を比較して０
ζ；比例した出力信号を得る。
しかして、工。＋ ＩＨＩ ｌｌｌ０の６光の１周期当
りの０Ｎ−ＯＦＦの割合が第３図（＝示した場合以外、
すなわち非等分の場合、フーリエＭＬａ展開（＝は、第
２高調波成分が懺われる。するとローパスフィルタ９は
基本波成分を透過、ｓ２尚−波成分以上を遮断するもの
が必鷹となる。これ口対し本発明の構成では、（８）式
からもわかるようζ二基本成成分透過。
りの０Ｎ−ＯＦＦの割合が第３図（＝示した場合以外、
すなわち非等分の場合、フーリエＭＬａ展開（＝は、第
２高調波成分が懺われる。するとローパスフィルタ９は
基本波成分を透過、ｓ２尚−波成分以上を遮断するもの
が必鷹となる。これ口対し本発明の構成では、（８）式
からもわかるようζ二基本成成分透過。
第３高ｉＡ波成分遁防のものでよい。ローパスフィルタ
が高次の高調波成分はど遮断されることは衆知のことで
６る。したがって第２高４４．［を含まない方がフィル
タの構成が簡単なことは云うまでもない。
が高次の高調波成分はど遮断されることは衆知のことで
６る。したがって第２高４４．［を含まない方がフィル
タの構成が簡単なことは云うまでもない。
以上のよう（二本発明によれば、フォトダイオードのド
リフト、感度変化番二対してＷＡ差なく＾精度の角度υ
の検出が可能でｂυ、ｔｘ従従来ような割真愼構のよう
な複雑な演算回路も不要となる。
リフト、感度変化番二対してＷＡ差なく＾精度の角度υ
の検出が可能でｂυ、ｔｘ従従来ような割真愼構のよう
な複雑な演算回路も不要となる。
よって信頼性の高い磁界測定装置を得ることができる。
８１図は本発明ζ二よる磁界測定装置の一実施例を示す
ブロック構成図、第２図は本発明の磁界測定装置のファ
ラデー効果口より偏光角が回転することを説明するベク
トル図、第３図は不発明６二おける発光源の光強度のタ
イミング図、第４図は従来の磁界測定装置の一例を示す
ブロック構成図、第５図は従来の磁界測定装置のファラ
デー効果（：より偏光角が回転することをａ明するベク
トル図でるる。 １・・・光源 ２・・・ファラデーロー
テータ３・・・ウォラストンプリズム ４ａ、４ｂ・・
・元−変供器５・・・演算回路 ６ａ＊ ６ｂｗ
６ｃ・・・発光源７・・・検光子 ８・・・
フォトダイオード９・・・ローパスフィルタ １０・・
・位相検出器１１・・・駆動回路 （ｄ７３３） 代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほ
か１名）第１１１１ 第 ２ 図 第 ３ 間第４図 ダｂ 第 ５ 図 ブ
ブロック構成図、第２図は本発明の磁界測定装置のファ
ラデー効果口より偏光角が回転することを説明するベク
トル図、第３図は不発明６二おける発光源の光強度のタ
イミング図、第４図は従来の磁界測定装置の一例を示す
ブロック構成図、第５図は従来の磁界測定装置のファラ
デー効果（：より偏光角が回転することをａ明するベク
トル図でるる。 １・・・光源 ２・・・ファラデーロー
テータ３・・・ウォラストンプリズム ４ａ、４ｂ・・
・元−変供器５・・・演算回路 ６ａ＊ ６ｂｗ
６ｃ・・・発光源７・・・検光子 ８・・・
フォトダイオード９・・・ローパスフィルタ １０・・
・位相検出器１１・・・駆動回路 （ｄ７３３） 代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほ
か１名）第１１１１ 第 ２ 図 第 ３ 間第４図 ダｂ 第 ５ 図 ブ
Claims (1)
- （１）０°、６０°、１２０°の各直線偏光波を発生す
る発光源と、この発光源を励起する駆動回路と、各々の
直線偏光波が通るファラデーローテータおよび検光子と
、この検光子を通過した直線偏光波の入射をうけて電気
出力信号を発する光電変換器と、この光電変換器の出力
信号より得られる位相変調波の位相を検出する位相検出
回路とを備え、前記駆動回路は電気角１２０°の位相差
をもつ３相信号でかつ各相の信号は１／２周期ごとにオ
ン、オフを練り返すように励起することを特徴とする磁
界測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59273991A JPS61153576A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 磁界測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59273991A JPS61153576A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 磁界測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61153576A true JPS61153576A (ja) | 1986-07-12 |
| JPH0431068B2 JPH0431068B2 (ja) | 1992-05-25 |
Family
ID=17535418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59273991A Granted JPS61153576A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 磁界測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61153576A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62153770A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-08 | Toshiba Corp | 光変流器 |
| US9927489B2 (en) | 2014-01-15 | 2018-03-27 | International Business Machines Corporation | Testing integrated circuit designs containing multiple phase rotators |
-
1984
- 1984-12-27 JP JP59273991A patent/JPS61153576A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62153770A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-08 | Toshiba Corp | 光変流器 |
| JPH0528787B2 (ja) * | 1985-12-27 | 1993-04-27 | Tokyo Shibaura Electric Co | |
| US9927489B2 (en) | 2014-01-15 | 2018-03-27 | International Business Machines Corporation | Testing integrated circuit designs containing multiple phase rotators |
| US10585140B2 (en) | 2014-01-15 | 2020-03-10 | International Business Machines Corporation | Testing integrated circuit designs containing multiple phase rotators |
| US10761136B2 (en) | 2014-01-15 | 2020-09-01 | International Business Machines Corporation | Testing integrated circuit designs containing multiple phase rotators |
| US11016144B2 (en) | 2014-01-15 | 2021-05-25 | International Business Machines Corporation | Testing integrated circuit designs containing multiple phase rotators |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0431068B2 (ja) | 1992-05-25 |
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