JPS6148778A - 計測装置 - Google Patents
計測装置Info
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- JPS6148778A JPS6148778A JP17201684A JP17201684A JPS6148778A JP S6148778 A JPS6148778 A JP S6148778A JP 17201684 A JP17201684 A JP 17201684A JP 17201684 A JP17201684 A JP 17201684A JP S6148778 A JPS6148778 A JP S6148778A
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- Japan
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- light
- wavelength
- optical fiber
- polarizer
- analyzer
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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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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］
この発明は光の偏光を利用して物理量を計測する計測装
置に関するものである。
置に関するものである。
従来の技術
第１図は従来のこの種の計測装置の一例を示す説明図で
あり、図において（１）は光源、（２）は光ファイバー
、・（３）はマイクロレンズ、（４１は偏光子、（５（
はファラデー素子、（６）は検光子、＋７１ 、 ＋８
１はマイクロレンズ、＋９１ 、１０１は光ファイバー
、けり、（１っは光受信器、（＋３１は加算器、α→は
減算器、α日は割算器である。
あり、図において（１）は光源、（２）は光ファイバー
、・（３）はマイクロレンズ、（４１は偏光子、（５（
はファラデー素子、（６）は検光子、＋７１ 、 ＋８
１はマイクロレンズ、＋９１ 、１０１は光ファイバー
、けり、（１っは光受信器、（＋３１は加算器、α→は
減算器、α日は割算器である。
次に動作について説明する。光源（１）から出射された
光は、光ファイバー（２）内を伝搬し、マイクロレンズ
（３）に達し、コリメートされ、偏光子（４）に入り、
偏光子（４１で直線偏光に変換され、ファラデー素子（
５）に入射する。
光は、光ファイバー（２）内を伝搬し、マイクロレンズ
（３）に達し、コリメートされ、偏光子（４）に入り、
偏光子（４１で直線偏光に変換され、ファラデー素子（
５）に入射する。
ファラデー素子（５）に入射した直線偏光の偏光面は、
ファラデー素子（５）の磁界強度に比例して回転する。
ファラデー素子（５）の磁界強度に比例して回転する。
検光子（６）は、ファラデー素子（５）の磁界がない場
合の偏光子（４）からの直線偏光を、その扇光面に対し
てそれぞれ±４５°の角度上なす２成分に分岐する働き
を持っており、ファラデー素子１５１において偏光面の
回転した直１ｍ偏光の光は、この検光子（６）によって
互いに垂直な２成分に分岐され、分岐された成分がそれ
ぞれマイクロレンズ＋７１ 、 ｊ３＋で集光され、光
フッ・イバー１９１ 、１１０）内を伝搬し、光受信器
旧）、αのに心かれ、電気信号に変換される。
合の偏光子（４）からの直線偏光を、その扇光面に対し
てそれぞれ±４５°の角度上なす２成分に分岐する働き
を持っており、ファラデー素子１５１において偏光面の
回転した直１ｍ偏光の光は、この検光子（６）によって
互いに垂直な２成分に分岐され、分岐された成分がそれ
ぞれマイクロレンズ＋７１ 、 ｊ３＋で集光され、光
フッ・イバー１９１ 、１１０）内を伝搬し、光受信器
旧）、αのに心かれ、電気信号に変換される。
これらの出１気信号の和と差が、加算器１３１と減算器
（］４によって算出され、両者の比が割算器αυで算出
される。
（］４によって算出され、両者の比が割算器αυで算出
される。
上記のように、光ｔＡｔｕおよび光源側光ファイバー（
２）における変動の影響？受けずに、ファラデー素子（
５）の磁界に比例した出力を得ることができる。
２）における変動の影響？受けずに、ファラデー素子（
５）の磁界に比例した出力を得ることができる。
なお、以上は感知菓子としてファラデー素子を用いた例
を示したが、ポッケルス素子や光弾性菓子を用いて、′
１１界や圧力を検出することもできる。
を示したが、ポッケルス素子や光弾性菓子を用いて、′
１１界や圧力を検出することもできる。
従来のこの４１＋１の計測装置は以上のように構成され
ていて、検光子（６）で分岐された成分の光がそれぞれ
別個の元ファイバー＋９１ 、 ｔｌｏｌを伝搬し、光
受信器旧）、αａに導かれるので、それぞれの光ファイ
バー ｉ９１ 、 ｉｆＯでのｙＣロスの変動が誤差の
原因となった。
ていて、検光子（６）で分岐された成分の光がそれぞれ
別個の元ファイバー＋９１ 、 ｔｌｏｌを伝搬し、光
受信器旧）、αａに導かれるので、それぞれの光ファイ
バー ｉ９１ 、 ｉｆＯでのｙＣロスの変動が誤差の
原因となった。
〔発明の概要Ｊ
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７１ｉ−サれたもので、それぞれ波長の異なる光
を発生する２つの光臨を備え、一方の波長の光は偏光す
るが他方の波長の光は偏光しない偏光子と検光子を用い
、往路、復路とも各１本の光ファイバーで光を伝送でき
るように構成した計測装置を提供するものである。
ために７１ｉ−サれたもので、それぞれ波長の異なる光
を発生する２つの光臨を備え、一方の波長の光は偏光す
るが他方の波長の光は偏光しない偏光子と検光子を用い
、往路、復路とも各１本の光ファイバーで光を伝送でき
るように構成した計測装置を提供するものである。
第２図はこの発明の一実施例全示す説明図であり、図に
おいて（２０ａ）は波長λ１の光を発生する光源、（２
０ｂ）は波長λ２の光を発生する光源、（２））は光源
（２０ａ）からの波長λ１の光と光源（２０ｂ） か
らの波長λ２の光を合成し光フアイバー内に出射する合
波器、（２２）は光ファイバー、（２３）はマイクロレ
ンズ、（２４）は波長λｌの光を偏光し、波長λ２の光
を偏光しない偏光ビームスプリッタ（以下ＰＢＳという
）、（５）はファラデー素子、（２６）はＰＢＳ （２
４）に対して反射面が互いに直角となり偏光面が互いに
平行になるように配置された波長λ１ の光を偏光し、
波長λ２ の光を偏光しないＰＢＳ 、 （２７）は
マイクロレンズ、（２９）は元ファイバー、（３０）は
光ファイバー（２９）からの光を波長λ１の光成分と波
長λ２の光成分に分波する分波器、（３１） 、 （３
２）は光受信器、（３５）は割算器である。
おいて（２０ａ）は波長λ１の光を発生する光源、（２
０ｂ）は波長λ２の光を発生する光源、（２））は光源
（２０ａ）からの波長λ１の光と光源（２０ｂ） か
らの波長λ２の光を合成し光フアイバー内に出射する合
波器、（２２）は光ファイバー、（２３）はマイクロレ
ンズ、（２４）は波長λｌの光を偏光し、波長λ２の光
を偏光しない偏光ビームスプリッタ（以下ＰＢＳという
）、（５）はファラデー素子、（２６）はＰＢＳ （２
４）に対して反射面が互いに直角となり偏光面が互いに
平行になるように配置された波長λ１ の光を偏光し、
波長λ２ の光を偏光しないＰＢＳ 、 （２７）は
マイクロレンズ、（２９）は元ファイバー、（３０）は
光ファイバー（２９）からの光を波長λ１の光成分と波
長λ２の光成分に分波する分波器、（３１） 、 （３
２）は光受信器、（３５）は割算器である。
次に１１１１１作について説明する。光源（２０ａ）
、 （２０ｂ）から出射きれた波長λ、の光と波長λ２
の光は、合波器（２））で合成され、光ファイ、＜
（２２）内を伝搬し、マイクロレンズ（２３）に達し、
コリメートされ、ＰＢＳ （２４）に入射する。第３図
はＰＢＳ （２４） 、 （２６）の特性全示すグラフ
図であり、入射波の波長に対する偏光透過特性を示すも
のである。入射光の波長λがλ８より長い（λ〉λ８）
領域ではＳ波（入射光と反射光金倉む平面と平行な電界
成分を壱する光）、Ｐ波（入射光と反射光を含む平曲に
垂直な【Ｌが成分を有する光）ともに透過率が高いので
、無偏光に近い透過光が得られ、入射光の波長λがλ８
とλ、の中間（λ８〉λ〉λ、）の領域では、透過光は
Ｐ波のみ、反射光はＳｅ、のみとなジ、偏光子として動
作する。また、波長λがλ１ より短い（）、〉λ）領
域では、Ｓ波、Ｐ波ともに全反射し、無偏光の反射光が
倚られる。このような特性？有するＰＢＳ （２・１）
に波長λ１の光（λ８〉λ、〉λＰ）と波長λ２の光（
λＰ〉λ２）が入射すると、波長λ、の光は偏光し、フ
ァラデー素子（５）において磁界強度に比例する偏光面
の回転を受け、ＰＢＳ （２６）によって印加磁界強度
に比例した光強度変調を受ける。
、 （２０ｂ）から出射きれた波長λ、の光と波長λ２
の光は、合波器（２））で合成され、光ファイ、＜
（２２）内を伝搬し、マイクロレンズ（２３）に達し、
コリメートされ、ＰＢＳ （２４）に入射する。第３図
はＰＢＳ （２４） 、 （２６）の特性全示すグラフ
図であり、入射波の波長に対する偏光透過特性を示すも
のである。入射光の波長λがλ８より長い（λ〉λ８）
領域ではＳ波（入射光と反射光金倉む平面と平行な電界
成分を壱する光）、Ｐ波（入射光と反射光を含む平曲に
垂直な【Ｌが成分を有する光）ともに透過率が高いので
、無偏光に近い透過光が得られ、入射光の波長λがλ８
とλ、の中間（λ８〉λ〉λ、）の領域では、透過光は
Ｐ波のみ、反射光はＳｅ、のみとなジ、偏光子として動
作する。また、波長λがλ１ より短い（）、〉λ）領
域では、Ｓ波、Ｐ波ともに全反射し、無偏光の反射光が
倚られる。このような特性？有するＰＢＳ （２・１）
に波長λ１の光（λ８〉λ、〉λＰ）と波長λ２の光（
λＰ〉λ２）が入射すると、波長λ、の光は偏光し、フ
ァラデー素子（５）において磁界強度に比例する偏光面
の回転を受け、ＰＢＳ （２６）によって印加磁界強度
に比例した光強度変調を受ける。
一方、波長λ２の光はｐＢｓ （２４） 、 （２６）
において偏光されず、光強度変調を受けない。
において偏光されず、光強度変調を受けない。
これらの光がマイクロレンズ（２７）で集光され、光フ
ァイバー（２９）内を伝搬し、分波器（３０）に導かれ
、波長λ１の光成分と波長λ２の光成分に分波された後
、それぞれ受信器（３１） 、 （３２）によって電気
信号に変換され、割算器（３５）で比が算出され、波長
λ１の光と波長λ２の光の光強度の比が得られ、ファラ
デー素子（５１の磁界強度に比例した出力が得られる。
ァイバー（２９）内を伝搬し、分波器（３０）に導かれ
、波長λ１の光成分と波長λ２の光成分に分波された後
、それぞれ受信器（３１） 、 （３２）によって電気
信号に変換され、割算器（３５）で比が算出され、波長
λ１の光と波長λ２の光の光強度の比が得られ、ファラ
デー素子（５１の磁界強度に比例した出力が得られる。
この構成では、波長λ１の光と波長λ２の光は、全く同
一の経路を通過するので、光ファイバーやコネクタ部な
どにおける光ロスの変動が同一となり、割算器（３５）
で２つの信号の比をとることによって、これらの変動が
打消され、出力信号に光ロスの変動が現われず、精度の
高い計測が可能となる。
一の経路を通過するので、光ファイバーやコネクタ部な
どにおける光ロスの変動が同一となり、割算器（３５）
で２つの信号の比をとることによって、これらの変動が
打消され、出力信号に光ロスの変動が現われず、精度の
高い計測が可能となる。
上記実施例は、偏光ビームスプリッタを用いたもの分水
したが、勿論、透過型の偏光子、検光子を用いてもよい
。第４図はこの発明の他の実施例を示す訛、四国であり
、図において（２２） 、 （２３） 、＋５１ 、
（２７） 。
したが、勿論、透過型の偏光子、検光子を用いてもよい
。第４図はこの発明の他の実施例を示す訛、四国であり
、図において（２２） 、 （２３） 、＋５１ 、
（２７） 。
（２９）は之・２図の同一符号と同一または相当する部
分を示し、＋４１ 、 ＋６１は第１図の同一符号と同
じく偏光子、検光子を示す。
分を示し、＋４１ 、 ＋６１は第１図の同一符号と同
じく偏光子、検光子を示す。
以上の実Ｍｌｉ例では、受光側に分波器と２つの光受信
器を使用しているが、２つの光源を時１＝＋的に交互に
１１；Ｘ動するオ！°６成とすることによって分波器と
１つの光受信器を省略することができる。この構成の実
施例金第５図に示す。図において（２０ａ）。
器を使用しているが、２つの光源を時１＝＋的に交互に
１１；Ｘ動するオ！°６成とすることによって分波器と
１つの光受信器を省略することができる。この構成の実
施例金第５図に示す。図において（２０ａ）。
（２０ｂ）、 （２））、（２２）、（２３）、（２
４）、 ｔ５＋ 、 （２Ｇ）、（２７）、（２９）
、（３１）。
４）、 ｔ５＋ 、 （２Ｇ）、（２７）、（２９）
、（３１）。
（３５）は第２図の同一符号と同一または相当する部分
を示し、（３６） Ｈ光源（２０ａ）、（２０ｂ） ｋ
時間的に交互にパルス駆ｍｒするパルス発生器、 （
３７）ｆｄハルス発生器（３６）からの同期パルスを受
けて入力信号全交互にサンプル・ホールドし、光源（２
０ａ ）発光時の入力信号Ｖ１と、光源（２０ｂ）発光
時の入力信号Ｖ２とに分離出力するサンプル・ホールド
・アンプである。
を示し、（３６） Ｈ光源（２０ａ）、（２０ｂ） ｋ
時間的に交互にパルス駆ｍｒするパルス発生器、 （
３７）ｆｄハルス発生器（３６）からの同期パルスを受
けて入力信号全交互にサンプル・ホールドし、光源（２
０ａ ）発光時の入力信号Ｖ１と、光源（２０ｂ）発光
時の入力信号Ｖ２とに分離出力するサンプル・ホールド
・アンプである。
このように構成することによって、分波器が不敗となり
、この分波器での光損失が除去されるので、出力信号の
Ｓへ比が向上する。また、光源（２０ａ）、（２０ｂ）
ｔパルス駆動するので、瞬時の発光パワーが犬きくな
ジ、シ債比が向上する。
、この分波器での光損失が除去されるので、出力信号の
Ｓへ比が向上する。また、光源（２０ａ）、（２０ｂ）
ｔパルス駆動するので、瞬時の発光パワーが犬きくな
ジ、シ債比が向上する。
上記においてはファラデー素子を用いたψＩＪ’を示し
たが、ポッケルス素子や光弾性素子を用いてもよい。
たが、ポッケルス素子や光弾性素子を用いてもよい。
この発明は以上説明したとおり、物理量に比例した光強
度変調を受ける波長の光と変調を受けない波長の光を同
じ光学系ヲ辿させる構成としたので、光学系における光
損失の変動は双方の光において同じものとなり、これら
が打消されて出力されるので、私′度の高い計測値が得
られるという効果がある。
度変調を受ける波長の光と変調を受けない波長の光を同
じ光学系ヲ辿させる構成としたので、光学系における光
損失の変動は双方の光において同じものとなり、これら
が打消されて出力されるので、私′度の高い計測値が得
られるという効果がある。
第１図は従来のこの独の計ａ＋１＋装置の一例全示す説
明図、第２図はこの発明の一実施し１」ゲ示す説明図、
第３（２）は第２図に示す偏光ビームスプリッタの特性
を示すグラフ図、第４図、第５図はこの発明の他の実施
例を示す説明図である。 図において（２０ａ）、（２０ｂ）は光源、（２））は
合波器、（２２）に光ファイバー、（２３）ａマイクロ
レンズ、（２４） 、 （２６） Ｉｔ−１偏光ビーム
スプリツタ、（５１はファラデー素子、（２７）はマイ
クロレンズ、（２９） ′ｒｉ光ファイバー、（３０）
ぐま分波器、（３１） 、 （３２）は光受信器、（３
５）は割ｎ−ｘｒ；、＋４１ ｉ″ｔ（ｉ＋ｉｉ光子、
（５）は検光子、（３６） ｒｒｉパルス発生器、（３
７）ｌ”Ｊ：サンプル・ホールド・アンプでめる。 なお各図中同一符号は同一または相当する部分を示すも
のとする。
明図、第２図はこの発明の一実施し１」ゲ示す説明図、
第３（２）は第２図に示す偏光ビームスプリッタの特性
を示すグラフ図、第４図、第５図はこの発明の他の実施
例を示す説明図である。 図において（２０ａ）、（２０ｂ）は光源、（２））は
合波器、（２２）に光ファイバー、（２３）ａマイクロ
レンズ、（２４） 、 （２６） Ｉｔ−１偏光ビーム
スプリツタ、（５１はファラデー素子、（２７）はマイ
クロレンズ、（２９） ′ｒｉ光ファイバー、（３０）
ぐま分波器、（３１） 、 （３２）は光受信器、（３
５）は割ｎ−ｘｒ；、＋４１ ｉ″ｔ（ｉ＋ｉｉ光子、
（５）は検光子、（３６） ｒｒｉパルス発生器、（３
７）ｌ”Ｊ：サンプル・ホールド・アンプでめる。 なお各図中同一符号は同一または相当する部分を示すも
のとする。
Claims (3)
- （１）波長λ＿１の光を発生する光源及び波長λ＿２の
光を発生する光源、合波プリズムを介して１本の光ファ
イバーによって送られてくる上記２つの光源からの光の
うち一方の波長λ＿１の光を偏光し他方の波長λ＿２の
光を偏光しない偏光子、この偏光子からの偏光された波
長λ＿１の光の偏光面を対象物理量に応じて回転させる
素子、この素子からの光のうち波長λ＿１の光を偏光し
波長λ＿２の光を偏光しない偏光面を上記偏光子の偏光
面に平行に配置した検光子、この検光子から集光され１
本の光ファイバーによって送られてくる光の波長λ＿１
の光と波長λ＿２の光の強度比を検出する手段を備えた
計測装置。 - （２）検光子から集光され１本の光ファイバーによって
送られてくる光の波長λ＿１の光と波長λ＿２の光の強
度比を検出する手段は、上記送られてくる光を分波器で
波長λ＿１の光と波長λ＿２の光に分波してそれぞれ電
気信号に変換し波長λ＿１の光と波長λ＿２の光の強度
比を検出する手段を備えたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の計測装置。 - （３）波長λ＿１の光を発生する光源及び波長λ＿２の
光を発生する光源は、パルス発生器で２つの光源を時間
的に交互にパルス駆動する手段を備え、検光子から集光
され１本の光ファイバーによって送られてくる光の波長
λ＿１の光と波長λ＿２の光の強度比を検出する手段は
、上記送られてくる光を電気信号に変換して上記パルス
発生器からの同期パルスによって波長λ＿１の光に対す
る信号と波長λ＿２の光に対する信号を分離し波長λ＿
１の光と波長λ＿２の光の強度比を検出する手段を備え
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の計測装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17201684A JPS6148778A (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17201684A JPS6148778A (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6148778A true JPS6148778A (ja) | 1986-03-10 |
Family
ID=15933960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17201684A Pending JPS6148778A (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6148778A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57196165A (en) * | 1981-05-28 | 1982-12-02 | Iwatsu Electric Co Ltd | Light intensity modulation measuring device |
| JPS5861476A (ja) * | 1981-09-15 | 1983-04-12 | アセア・アクチ−ボラグ | 光フアイバ測定装置 |
-
1984
- 1984-08-17 JP JP17201684A patent/JPS6148778A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57196165A (en) * | 1981-05-28 | 1982-12-02 | Iwatsu Electric Co Ltd | Light intensity modulation measuring device |
| JPS5861476A (ja) * | 1981-09-15 | 1983-04-12 | アセア・アクチ−ボラグ | 光フアイバ測定装置 |
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