JPS62299776A - 磁気測定装置 - Google Patents
磁気測定装置Info
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- JPS62299776A JPS62299776A JP14419786A JP14419786A JPS62299776A JP S62299776 A JPS62299776 A JP S62299776A JP 14419786 A JP14419786 A JP 14419786A JP 14419786 A JP14419786 A JP 14419786A JP S62299776 A JPS62299776 A JP S62299776A
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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】
３、発明の詳細な説明
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体レーザを使用し、原子線の飽和吸収ス
ペクトルのゼーマン分離を利用した磁気測定５Ａ欝に関
するものである。
ペクトルのゼーマン分離を利用した磁気測定５Ａ欝に関
するものである。
（従来の技術）
従来からある磁気測定装置としてはホール効果を利用し
た磁力計やジョゼフソン効果を利用した５ＱＵＩＤｆ４
ｊ力ｚ１がある。
た磁力計やジョゼフソン効果を利用した５ＱＵＩＤｆ４
ｊ力ｚ１がある。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、ホール効果を利用した磁力計はポータプ
ルという長所があるが、分解能が良くないという短所が
ある。
ルという長所があるが、分解能が良くないという短所が
ある。
またジョゼフソン効果Ｊ果を利用したＳＱＵＩＤｍ力計
は高感度という長所はあるが、ｌ′ｉｉｉ造が複雑でし
かも超伝導状態を保つために、ジョぜフソン接合部を液
体ヘリウムで冷やす必要があり、その液体ヘリウムも４
〜５日に１度補給しなければならないので保守が大変で
ある。
は高感度という長所はあるが、ｌ′ｉｉｉ造が複雑でし
かも超伝導状態を保つために、ジョぜフソン接合部を液
体ヘリウムで冷やす必要があり、その液体ヘリウムも４
〜５日に１度補給しなければならないので保守が大変で
ある。
本発明はこのような問題点を解決づるためになされたも
ので、高分解能で、地磁気の影響を受けない磁気測定装
置を筒中な構成で実現づることを目的とする。
ので、高分解能で、地磁気の影響を受けない磁気測定装
置を筒中な構成で実現づることを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明に係る磁気測定装置は半導体レーザと、この、半
導体レーザの出力光を入射する光学系と、この光学系の
出力光を入射して飽和吸収を行う吸収セルと、この吸収
セルで飽和吸収を受けた出力光を受光する受光素子と、
この受光素子の出力電気信号を入力し前記半導体レーザ
のＴｉ流を制御して前記半導体レーザの出力光の周波数
を１）り記吸収セルの飽和吸収周波数に制御するｉｔ、
ＩＩ御回路と、前記半導体レーザの出力光に関連する周
波数を検出する周波数検出手段とを備え、前記吸収セル
に印加されるｖＡ界を測定するように構成したことを特
徴とする。
導体レーザの出力光を入射する光学系と、この光学系の
出力光を入射して飽和吸収を行う吸収セルと、この吸収
セルで飽和吸収を受けた出力光を受光する受光素子と、
この受光素子の出力電気信号を入力し前記半導体レーザ
のＴｉ流を制御して前記半導体レーザの出力光の周波数
を１）り記吸収セルの飽和吸収周波数に制御するｉｔ、
ＩＩ御回路と、前記半導体レーザの出力光に関連する周
波数を検出する周波数検出手段とを備え、前記吸収セル
に印加されるｖＡ界を測定するように構成したことを特
徴とする。
（作用）
上記のような構成の磁気測定装置によれば、飽和吸収分
光とピーマン効果を利用して磁気の測定を行うことがで
きる。
光とピーマン効果を利用して磁気の測定を行うことがで
きる。
（実施例）
以下本発明を図面を用いて詳しく説明する。
第１図は本発明に係る磁気測定装置の一実施例を示す構
成ブロック図である。
成ブロック図である。
本体部１にＪ５いて、ＬＤｌは半導体レーザ素子、８８
１はこの半導体レーザ索子ＬＤ１の出力光を入射・して
２方向に分離するビームスプリッタである。ＦＢＩは前
記ビームスプリッタＢＳ１の透過光を人制しプローブ部
２に伝達するシングルモードの光ファイバである。プロ
ーブ部２において、Ｓ１１は前記光ファイバＦＢＩの出
射光を平行光にするセルフォックレンズ、ＣＬｌはこの
セルフォックレンズＦＢＩの出力光を入射しＣｓガスが
封入された吸収セル、ＭＣ１はこの吸収セルＣＬ１を通
過した光を反ＤＩ Ｔるミラーコーディングである。再
び本体部１にＪ３いて、ＰＤｌは前記ミラーコーティン
グＭＣ１で反射した光が前記吸収セルＣＬ １を通過し
た後、前記セルフォックレンズＳＬ１．）５フアイバＦ
ＢＩを逆に戻り、ビームスブリックＢＳ１で反射した後
入ｔＡする受光素子、ＬＡｌは１コツクインアンプなど
で構成され前記受光素子ＰＤＩの出力電気信号を入力し
て前記半導体レーザ索子ＬＤＩの注入電流制御を行う制
す１１回路、１０は前記４！導体レーザ素子ＬＤＩの出
力光の一部が前記ビームスブリックＢＳ１で灰中した後
入射する周波数検出手段である。周波数検出手段１０１
ｃ ａ３いて、ＬＤ２は第２の半導体シー１１素子、Ｂ
Ｓ２は第２の光学系を構成し前記半導体レーザ素子ＬＤ
２の出力光を入射して２方向に分離する第２のビームス
プリッタ、Ｃ１０はＣｓガスが封入され前記第１の吸収
セルＣＬ １と同じ飽和吸収特性をもら前記ビームスプ
リッタＢＳ２の透過光が入ｔＡ″ｒｊる第２の吸収セル
、ＭＣ２はこの吸収セルＣＬ２を通過した光を反射する
ミラーコーティング、ＰＤ２はこのミラーコーティング
ＭＣ２で反射した光が前記吸収セルＣＬ２を通過しビー
ムスプリッタＢＳ２で反射した後入射する第２の受光素
子、ＬＡ２はロックインアンプなどで構成され前記受光
素子ＰＤ２の出力電気信号を入力して前記半導体レーザ
素子ＬＤ２の注入電流制御を行う第２の制御回路、Ｍｌ
は航記半導体し−＋ｒ［、Ｄ２の出力光の一部が前記ビ
ームスプリッタＢＳ２で反射した後入射するミラー、８
８３はこのミラーＭ１の反射光と前記半導体レーザ１−
Ｄｌの出力光の一部が前記ビームスプリッタＢ Ｓ １
で反射した後入射するビームスプリッタ、ＰＤ３はこの
ビームスプリッタＢＳ３の合波出力光を入射する第３の
受光素子、ＰＣＩはこの受光素子ＰＤ３の出力電気信号
を入力する周波数カウンタく計数器）、ＤＰＩはこの周
波数カウンタＦＣ１の出力を表示する表示手段である。
１はこの半導体レーザ索子ＬＤ１の出力光を入射・して
２方向に分離するビームスプリッタである。ＦＢＩは前
記ビームスプリッタＢＳ１の透過光を人制しプローブ部
２に伝達するシングルモードの光ファイバである。プロ
ーブ部２において、Ｓ１１は前記光ファイバＦＢＩの出
射光を平行光にするセルフォックレンズ、ＣＬｌはこの
セルフォックレンズＦＢＩの出力光を入射しＣｓガスが
封入された吸収セル、ＭＣ１はこの吸収セルＣＬ１を通
過した光を反ＤＩ Ｔるミラーコーディングである。再
び本体部１にＪ３いて、ＰＤｌは前記ミラーコーティン
グＭＣ１で反射した光が前記吸収セルＣＬ １を通過し
た後、前記セルフォックレンズＳＬ１．）５フアイバＦ
ＢＩを逆に戻り、ビームスブリックＢＳ１で反射した後
入ｔＡする受光素子、ＬＡｌは１コツクインアンプなど
で構成され前記受光素子ＰＤＩの出力電気信号を入力し
て前記半導体レーザ索子ＬＤＩの注入電流制御を行う制
す１１回路、１０は前記４！導体レーザ素子ＬＤＩの出
力光の一部が前記ビームスブリックＢＳ１で灰中した後
入射する周波数検出手段である。周波数検出手段１０１
ｃ ａ３いて、ＬＤ２は第２の半導体シー１１素子、Ｂ
Ｓ２は第２の光学系を構成し前記半導体レーザ素子ＬＤ
２の出力光を入射して２方向に分離する第２のビームス
プリッタ、Ｃ１０はＣｓガスが封入され前記第１の吸収
セルＣＬ １と同じ飽和吸収特性をもら前記ビームスプ
リッタＢＳ２の透過光が入ｔＡ″ｒｊる第２の吸収セル
、ＭＣ２はこの吸収セルＣＬ２を通過した光を反射する
ミラーコーティング、ＰＤ２はこのミラーコーティング
ＭＣ２で反射した光が前記吸収セルＣＬ２を通過しビー
ムスプリッタＢＳ２で反射した後入射する第２の受光素
子、ＬＡ２はロックインアンプなどで構成され前記受光
素子ＰＤ２の出力電気信号を入力して前記半導体レーザ
素子ＬＤ２の注入電流制御を行う第２の制御回路、Ｍｌ
は航記半導体し−＋ｒ［、Ｄ２の出力光の一部が前記ビ
ームスプリッタＢＳ２で反射した後入射するミラー、８
８３はこのミラーＭ１の反射光と前記半導体レーザ１−
Ｄｌの出力光の一部が前記ビームスプリッタＢ Ｓ １
で反射した後入射するビームスプリッタ、ＰＤ３はこの
ビームスプリッタＢＳ３の合波出力光を入射する第３の
受光素子、ＰＣＩはこの受光素子ＰＤ３の出力電気信号
を入力する周波数カウンタく計数器）、ＤＰＩはこの周
波数カウンタＦＣ１の出力を表示する表示手段である。
ミラーＭ１およびビームスプリッタＢＳ３は第３の光学
系を構成している。
系を構成している。
次に、Ｆ記のような構成の装置の動作を詳しく説明する
。’１休レーｆ素子ＬＤＩから出力された光はビーｌ−
スプリッタＢＳ１に入射し２つの方向に分−１シ、反射
光は周波数検出手段１０に出力される。じ−ムスブリツ
クＢＳ１を透過した光は光ファイバＦＢＩを伝達しセル
フォックレンズＳＬ１を介して吸収セルＣ１，１に飽和
光（ポンプ光）として入射し吸収セルＣＬ１の吸収を飽
和させる。
。’１休レーｆ素子ＬＤＩから出力された光はビーｌ−
スプリッタＢＳ１に入射し２つの方向に分−１シ、反射
光は周波数検出手段１０に出力される。じ−ムスブリツ
クＢＳ１を透過した光は光ファイバＦＢＩを伝達しセル
フォックレンズＳＬ１を介して吸収セルＣ１，１に飽和
光（ポンプ光）として入射し吸収セルＣＬ１の吸収を飽
和させる。
吸収セルＣＬ１を通過した光はミラーコーチイブＭＣＩ
で反射し、反別光はポンプ光と逆向きのプローブ光とし
て再び吸収セルＣＬｌ内を通過する。
で反射し、反別光はポンプ光と逆向きのプローブ光とし
て再び吸収セルＣＬｌ内を通過する。
飽和光とブ［１−ブ光はＣ５セルＣＬＩ中で光軸が重な
るように調節されている。吸収セルＣＬ１から出力され
るプローブ光はセルフォックレンズＳＬ１で集光された
後、光ファイバＦＢＩを逆方向に伝達しビームスプリッ
タＢＳ１で反射して受光素子ＰＤ１に入用する。この受
光素子ＰＤ１の出力は＄１１９１１回路１−ＡＩを介し
て半導体レーザｌ−Ｄ １の注入′ｉ４流に帰還され、
吸収セルＣＬＩ内の基準ガスの飽和吸収スペクトル信号
に半導体レージ”ＬＤｌの発振周波数をらＩＩ ｔｅｌ
する。半導体レーザしＤ２の出力周波数も同様に吸収セ
ルＣＬ２の飽和吸収スペクトルに制御される。半導体レ
ーザＬＤ２の出力光の一部はビームスプリッタ８８２．
ミラーＭ１で反射してビームスプリッタＢＳ３で半導体
レーザＬＤ１の出力光の一部と合波し、受光素子ＰＤ３
で検出された後、周波数カウンタＦＣ１でビート周波数
を測定され、その出力が表示手段ＤＰＩで表示される。
るように調節されている。吸収セルＣＬ１から出力され
るプローブ光はセルフォックレンズＳＬ１で集光された
後、光ファイバＦＢＩを逆方向に伝達しビームスプリッ
タＢＳ１で反射して受光素子ＰＤ１に入用する。この受
光素子ＰＤ１の出力は＄１１９１１回路１−ＡＩを介し
て半導体レーザｌ−Ｄ １の注入′ｉ４流に帰還され、
吸収セルＣＬＩ内の基準ガスの飽和吸収スペクトル信号
に半導体レージ”ＬＤｌの発振周波数をらＩＩ ｔｅｌ
する。半導体レーザしＤ２の出力周波数も同様に吸収セ
ルＣＬ２の飽和吸収スペクトルに制御される。半導体レ
ーザＬＤ２の出力光の一部はビームスプリッタ８８２．
ミラーＭ１で反射してビームスプリッタＢＳ３で半導体
レーザＬＤ１の出力光の一部と合波し、受光素子ＰＤ３
で検出された後、周波数カウンタＦＣ１でビート周波数
を測定され、その出力が表示手段ＤＰＩで表示される。
第２図は（磁界が無いときの吸収セルＣＬＩ、ＣＬ２の
Ｃ５Ｄ２線の超微細スペクトル（上方）と−［ネルギー
準位（下方）を示す説明図、第３図はこれに対応して生
じるｖ！和吸収スペクトルを示す特性曲線図である。吸
収セルＣＬＩに外部から磁界Ｍが印加されると、飽和吸
収スペクトルはゼーマン分離を起こして飽和吸収周波数
が変化する。
Ｃ５Ｄ２線の超微細スペクトル（上方）と−［ネルギー
準位（下方）を示す説明図、第３図はこれに対応して生
じるｖ！和吸収スペクトルを示す特性曲線図である。吸
収セルＣＬＩに外部から磁界Ｍが印加されると、飽和吸
収スペクトルはゼーマン分離を起こして飽和吸収周波数
が変化する。
Ｃ８のゼーマン分離の飽和吸収スペクトルへの彩管を第
４図〜第６図に示す。第４図はＣｓの６２Ｐ３／２励起
準位のゼーマン分離、第５図はＣｓの基底状態６２Ｓ＋
／２の超微ｌｌｌ１構造Ｆ＝４の準位のゼーマン分離
、第６図はＣｓの基底状態６２Ｓ１７２の超微細構ｉｉ
ｉ Ｆ ＝ ３の準位のピーマン分離を表寸特竹曲線図
である。例えば、第２図のＦの吸収スペクトル（６２Ｓ
＋ ／２のＦ＝３から６２Ｐ３ ／２のＦ−２へ遷移す
るとぎのスペクトル）に半導体レーザＬＯ１の周波数を
制御すると、吸収セルＣ１−１に磁界を印加したとき、
吸収スペクトルは周波数の低い方ヘシフトし、その結果
半導体レー’ｆＬＤ１の発ｊ辰周波数も低い方へ追従し
てシフトする。−力吸収セルＣｉ ２は被測定磁気の彩
管を受【プない場所に基準として配置されているので、
半導体レーザＬＤＩの周波数シフト吊はご一ト信号とし
て受光素子ＰＤ３の出力に現れる。
４図〜第６図に示す。第４図はＣｓの６２Ｐ３／２励起
準位のゼーマン分離、第５図はＣｓの基底状態６２Ｓ＋
／２の超微ｌｌｌ１構造Ｆ＝４の準位のゼーマン分離
、第６図はＣｓの基底状態６２Ｓ１７２の超微細構ｉｉ
ｉ Ｆ ＝ ３の準位のピーマン分離を表寸特竹曲線図
である。例えば、第２図のＦの吸収スペクトル（６２Ｓ
＋ ／２のＦ＝３から６２Ｐ３ ／２のＦ−２へ遷移す
るとぎのスペクトル）に半導体レーザＬＯ１の周波数を
制御すると、吸収セルＣ１−１に磁界を印加したとき、
吸収スペクトルは周波数の低い方ヘシフトし、その結果
半導体レー’ｆＬＤ１の発ｊ辰周波数も低い方へ追従し
てシフトする。−力吸収セルＣｉ ２は被測定磁気の彩
管を受【プない場所に基準として配置されているので、
半導体レーザＬＤＩの周波数シフト吊はご一ト信号とし
て受光素子ＰＤ３の出力に現れる。
ビートイ３号は被測定磁気と相関があるので、磁気測定
ができる。第２図のＦの吸収スペクトルに半導体レーザ
ＬＤ１とＬＤ２をロックしたとぎ、分解能は第４図およ
び第６図より、 ３００Ｇ／６００ＭＨｚ＝０． ５Ｇ／ＭＨｚ ＝
５ｘ１０’Ｇ／１−１ｚ ＝５Ｘ１０−” Ｔ／１−
１ｚとなり、周波数カウンタＦＣ１がＩＨ２までカウン
ト可能とすれば、５×１０〜’ＩＴまで測定できる。
ができる。第２図のＦの吸収スペクトルに半導体レーザ
ＬＤ１とＬＤ２をロックしたとぎ、分解能は第４図およ
び第６図より、 ３００Ｇ／６００ＭＨｚ＝０． ５Ｇ／ＭＨｚ ＝
５ｘ１０’Ｇ／１−１ｚ ＝５Ｘ１０−” Ｔ／１−
１ｚとなり、周波数カウンタＦＣ１がＩＨ２までカウン
ト可能とすれば、５×１０〜’ＩＴまで測定できる。
このような構成の磁気測定装置によれば、磁力のＪ３準
を重子標準としているので、高精度かつ高分解能である
。
を重子標準としているので、高精度かつ高分解能である
。
また基準となる部分がプローブ部と同一の特性を持って
いるので、地磁気などの外部ｌｉ！場の影響を受けない
。
いるので、地磁気などの外部ｌｉ！場の影響を受けない
。
またセンサとして原子のガスを使用しているので、磁場
方向の影響が無い。
方向の影響が無い。
なお上記の実施例では吸収セル内の物質としてＣｓを用
いているが、これに限らず例えばＲｂのように、ゼーマ
ン分離を起こすような特定の波長を吸収する任意の物質
を用いることができる。
いているが、これに限らず例えばＲｂのように、ゼーマ
ン分離を起こすような特定の波長を吸収する任意の物質
を用いることができる。
また半導体レーザとして戻り光に弱いものを使う場合に
は、半導体レーザ１０１．ＬＤ２の前に光アイソレータ
を仲人すれば動作がより安定となる。
は、半導体レーザ１０１．ＬＤ２の前に光アイソレータ
を仲人すれば動作がより安定となる。
また飽和吸収分光の光学系としては第１図の方式に限ら
ず、伯の方式のものを利用できる（例：Ｔ、 ’ｙ
’ａｂｕｚａｋ ｉ 、 Ａ、 Ｈｏｒ
ｉ 、 Ｍ、 Ｋ １ｔａｎｏ、ａｎｄ
Ｔ、Ｏｇａｗａ ： Ｆ：ｒｅｑｕｅｎｃｙ
３ｊａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ 。
ず、伯の方式のものを利用できる（例：Ｔ、 ’ｙ
’ａｂｕｚａｋ ｉ 、 Ａ、 Ｈｏｒ
ｉ 、 Ｍ、 Ｋ １ｔａｎｏ、ａｎｄ
Ｔ、Ｏｇａｗａ ： Ｆ：ｒｅｑｕｅｎｃｙ
３ｊａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ 。
ｆ ［）ｉｏｄｅ １ａｓｅｒｓ ｊｌｓｉｎｇ
Ｄｏｐｐｌｅｒ−Ｆｒｅｅ Ａｔｏｍｉｃ
５ｐｅｃｔｒａ、Ｐｒｏｃ、Ｉｎｔ、Ｃｏｎ、ｆ、Ｌ
ａ５ｅ ｒ ′ ｓ ８３．Ｆｉ ｇ、３）
。
Ｄｏｐｐｌｅｒ−Ｆｒｅｅ Ａｔｏｍｉｃ
５ｐｅｃｔｒａ、Ｐｒｏｃ、Ｉｎｔ、Ｃｏｎ、ｆ、Ｌ
ａ５ｅ ｒ ′ ｓ ８３．Ｆｉ ｇ、３）
。
第７図は本発明の第２の実施例を示すための構成ブロッ
ク図である。第１回装置と同一の部分には同じ記号を付
して説明を省略する。本体部１ａの周波数検出手段１１
において、Ｍ２は半導体レ−ｉｆ Ｌ Ｄ １の出力光
の一部を入射するミラー、ＦＰｌはこのミラーＭ２で反
射した光を入射して受光素子ＰＤ３に出力するファブリ
・ベロー・エタロン（ファプリ・ベロー干渉計）、ＳＰ
Ｉは受光素子ＰＤ３の出力電気信号を入力して表示回路
１１に出力するイ３＠処理回路である。
ク図である。第１回装置と同一の部分には同じ記号を付
して説明を省略する。本体部１ａの周波数検出手段１１
において、Ｍ２は半導体レ−ｉｆ Ｌ Ｄ １の出力光
の一部を入射するミラー、ＦＰｌはこのミラーＭ２で反
射した光を入射して受光素子ＰＤ３に出力するファブリ
・ベロー・エタロン（ファプリ・ベロー干渉計）、ＳＰ
Ｉは受光素子ＰＤ３の出力電気信号を入力して表示回路
１１に出力するイ３＠処理回路である。
第１図装置の場合と同様、吸収セルＣＬＩの飽和吸収ス
ペクトル周波数に制御される半導体レーザＬＤ１の出力
光の一部はミラーＭ２で反射してファプリ・ベロー・エ
タロンＦＰ１を通過して受光素子ＰＤ２に入射する。フ
ァブリ・べＯ−・エタロンＦＰ１は吸収セルＣＬ１に磁
界が印加されていないときに動作点が第８図の共振特性
のＡ点となるように設計されている。第２図のＦスペク
トルに半導体レーザＣＬ１の周波数をロックしている場
合、吸収セルＣＬ１に磁界Ｍが印加されると、ファブリ
・ベロー・エタロンＦＰＩの出力信号は減少する。磁界
Ｍと受光素子ＰＤ３の出力の間に相関があるので、ＰＤ
３出力信号を信号処理回路ＳＰ１で演算処理し表示手段
ＤＰＩで磁力を表示する。
ペクトル周波数に制御される半導体レーザＬＤ１の出力
光の一部はミラーＭ２で反射してファプリ・ベロー・エ
タロンＦＰ１を通過して受光素子ＰＤ２に入射する。フ
ァブリ・べＯ−・エタロンＦＰ１は吸収セルＣＬ１に磁
界が印加されていないときに動作点が第８図の共振特性
のＡ点となるように設計されている。第２図のＦスペク
トルに半導体レーザＣＬ１の周波数をロックしている場
合、吸収セルＣＬ１に磁界Ｍが印加されると、ファブリ
・ベロー・エタロンＦＰＩの出力信号は減少する。磁界
Ｍと受光素子ＰＤ３の出力の間に相関があるので、ＰＤ
３出力信号を信号処理回路ＳＰ１で演算処理し表示手段
ＤＰＩで磁力を表示する。
第９図は本発明に係る磁気測定装置の第３の実施例で磁
気測定を差動で行うものを示す構成ブロック図である。
気測定を差動で行うものを示す構成ブロック図である。
Ｍ７図の場合と同様、第１図装置と同一の部分には同じ
記号を付して説明を省略する。Ｆ Ｂ ２はビームスプ
リンタＢＳ２を透過した半導体レーザＬＤ２の出力光の
一部を入射してプローブ部３に出射する光ファイバ、プ
ローブ部３において、ＳＬ２は前記光ファイバＦＢ２の
出力光を入射するセルフォックレンズ、Ｃｌ３は前記吸
収セルＣＬ１と同じ飽和吸収特性を有する吸収セル、Ｍ
Ｃ３はこの吸収セルＣ１−３を通過した光を入射するミ
ラーコーティングである。周波数検出手段１２において
、Ｍ２は偏光ビームスプリッタＢＳ１で反射した半導体
レーザＬＤ１の出力光の一部を入射するミラー、ＢＳ４
はこのミラーＭ２の反射光および前記ミラーコーティン
グＭＣ３の反射光を吸収セルＣＬ３．セルフォックレン
ズＳＬ２．光ファイバＦＢ２およびビームスプリッタ８
８２を介して入射し合波して受光索子ＰＤ３に出力する
ビームスプリンタである。
記号を付して説明を省略する。Ｆ Ｂ ２はビームスプ
リンタＢＳ２を透過した半導体レーザＬＤ２の出力光の
一部を入射してプローブ部３に出射する光ファイバ、プ
ローブ部３において、ＳＬ２は前記光ファイバＦＢ２の
出力光を入射するセルフォックレンズ、Ｃｌ３は前記吸
収セルＣＬ１と同じ飽和吸収特性を有する吸収セル、Ｍ
Ｃ３はこの吸収セルＣ１−３を通過した光を入射するミ
ラーコーティングである。周波数検出手段１２において
、Ｍ２は偏光ビームスプリッタＢＳ１で反射した半導体
レーザＬＤ１の出力光の一部を入射するミラー、ＢＳ４
はこのミラーＭ２の反射光および前記ミラーコーティン
グＭＣ３の反射光を吸収セルＣＬ３．セルフォックレン
ズＳＬ２．光ファイバＦＢ２およびビームスプリッタ８
８２を介して入射し合波して受光索子ＰＤ３に出力する
ビームスプリンタである。
上記の構成の磁気測定装置の動作を次に説明でる。吸収
セルＣＬＩ、ＣＬ３にそれぞれ磁界Ｍ＋＋Ｍ２が印加さ
れると、＃記実施例と同様半導体レーザＬＤ１．ＬＤ２
は磁界Ｍｌ、Ｍ２に対応してシフトした飽和吸収周波数
にそれぞれａ−制御される。
セルＣＬＩ、ＣＬ３にそれぞれ磁界Ｍ＋＋Ｍ２が印加さ
れると、＃記実施例と同様半導体レーザＬＤ１．ＬＤ２
は磁界Ｍｌ、Ｍ２に対応してシフトした飽和吸収周波数
にそれぞれａ−制御される。
ミラーＭ２．ビームスプリッタＢＳ４を介して２つの光
は合波されて受光素子Ｐ１〕３で検出され、そのビート
周波数が周波数カウンタＦＣ１で検出されて磁力の差動
測定が行われる。
は合波されて受光素子Ｐ１〕３で検出され、そのビート
周波数が周波数カウンタＦＣ１で検出されて磁力の差動
測定が行われる。
（発明の効果）
以上述べたように本発明によれば、高分解能で、地磁気
の影響を受Ｇｔない磁気測定装置を簡単な構成で実現Ｔ
ることができる。
の影響を受Ｇｔない磁気測定装置を簡単な構成で実現Ｔ
ることができる。
第１図は本発明に係る磁気測定装置の一実施例を示す構
成ブロック図、第２図は第１図装置の動作を説明するた
めの説明図、第３図〜第６図は第１図装置の動作を説明
するための特性曲線図、第７図は本発明に係る磁気測定
装置の第２の実施例を示ず構成ブロック図、第８図は第
７図装置の動作を説明するための特性曲線図、第９図は
本発明に係る磁気測定装置の第３の実施例を示すための
構成ブロック図である。 １０．１１．１２・・・周波数検出手段、ＬＤｌ。 ＬＤ２・・・半導体レーザ、ＢＳｌ、ＢＳ２・・・ビー
ムスプリッタ、ＦＢｌ、Ｆｅ２・・・光ファイバ、ＳＬ
ｌ、ＳＬ２・・・ビルフォックレンズ、ＣＬＩ、Ｃ１０
・・・吸収セル、ＭＣ１，ＭＣ３・・・ミラーフーティ
ング、ＰＤｌ、ＰＤ２・・・受光素子、Ｍ、Ｍ＋、Ｍ２
・・・磁界、Ｌ△１．ＬＡ２・・・制御回路。 Ｎ ≧ ｐ；ρ較 （Ｍｇ２ン
成ブロック図、第２図は第１図装置の動作を説明するた
めの説明図、第３図〜第６図は第１図装置の動作を説明
するための特性曲線図、第７図は本発明に係る磁気測定
装置の第２の実施例を示ず構成ブロック図、第８図は第
７図装置の動作を説明するための特性曲線図、第９図は
本発明に係る磁気測定装置の第３の実施例を示すための
構成ブロック図である。 １０．１１．１２・・・周波数検出手段、ＬＤｌ。 ＬＤ２・・・半導体レーザ、ＢＳｌ、ＢＳ２・・・ビー
ムスプリッタ、ＦＢｌ、Ｆｅ２・・・光ファイバ、ＳＬ
ｌ、ＳＬ２・・・ビルフォックレンズ、ＣＬＩ、Ｃ１０
・・・吸収セル、ＭＣ１，ＭＣ３・・・ミラーフーティ
ング、ＰＤｌ、ＰＤ２・・・受光素子、Ｍ、Ｍ＋、Ｍ２
・・・磁界、Ｌ△１．ＬＡ２・・・制御回路。 Ｎ ≧ ｐ；ρ較 （Ｍｇ２ン
Claims (4)
- （１）半導体レーザと、 この半導体レーザの出力光を入射する光学系と、この光
学系の出力光を入射して飽和吸収を行う吸収セルと、 この吸収セルで飽和吸収を受けた出力光を受光する受光
素子と、 この受光素子の出力電気信号を入力し前記半導体レーザ
の電流を制御して前記半導体レーザの出力光の周波数を
前記吸収セルの飽和吸収周波数に制御する制御回路と、 前記半導体レーザの出力光に関連する周波数を検出する
周波数検出手段とを備え、 前記吸収セルに印加される磁界を測定するように構成し
たことを特徴とする磁気測定装置。 - （２）周波数検出手段として、 第２の半導体レーザと、 この第２の半導体レーザの出力光を入射する第２の光学
系と、 前記第１の吸収セルと同一の飽和吸収特性を有し前記第
２の光学系の出力光を入射して飽和吸収を行う第２の吸
収セルと、 この第２の吸収セルで飽和吸収を受けた出力光を受光す
る第２の受光素子と、 この第２の受光素子の電気出力を入力し前記第２の半導
体レーザの電流または温度を制御して前記第２の半導体
レーザの出力周波数を前記第２の吸収セルの飽和吸収周
波数に制御する第２の制御回路と、 前記第１の半導体レーザの出力光と前記第２の半導体レ
ーザの出力光とを合波する第３の光学系と、この第３の
光学系の出力光を入射する第３の受光素子と、 この第３の受光素子の出力電気信号の周波数を計数する
計数手段とを備えた特許請求の範囲第１項記載の磁気測
定装置。 - （３）周波数検出手段として半導体レーザの出力光の一
部を入射するファブリ・ペロー干渉計と、このファブリ
・ペロー干渉計の出力光を入射する第４の受光素子とを
備えた特許請求の範囲第１項記載の磁気測定装置。 - （４）制御回路が半導体レーザの電流の代りに温度を制
御するように構成した特許請求の範囲第１項記載の磁気
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14419786A JPS62299776A (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | 磁気測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14419786A JPS62299776A (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | 磁気測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62299776A true JPS62299776A (ja) | 1987-12-26 |
| JPH0516750B2 JPH0516750B2 (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=15356470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14419786A Granted JPS62299776A (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | 磁気測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62299776A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009128235A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Hitachi High-Technologies Corp | 光ポンピング磁力計 |
| WO2023162328A1 (ja) * | 2022-02-25 | 2023-08-31 | 浜松ホトニクス株式会社 | 磁気センサモジュール及び磁気センサモジュールの動作条件決定方法 |
-
1986
- 1986-06-20 JP JP14419786A patent/JPS62299776A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009128235A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Hitachi High-Technologies Corp | 光ポンピング磁力計 |
| WO2023162328A1 (ja) * | 2022-02-25 | 2023-08-31 | 浜松ホトニクス株式会社 | 磁気センサモジュール及び磁気センサモジュールの動作条件決定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0516750B2 (ja) | 1993-03-05 |
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