JPH0277656A - 電圧測定装置 - Google Patents
電圧測定装置Info
- Publication number
- JPH0277656A JPH0277656A JP63228410A JP22841088A JPH0277656A JP H0277656 A JPH0277656 A JP H0277656A JP 63228410 A JP63228410 A JP 63228410A JP 22841088 A JP22841088 A JP 22841088A JP H0277656 A JPH0277656 A JP H0277656A
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- Japan
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- electro
- light
- voltage
- crystal
- optical
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- Pending
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- 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】
【発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は電気光学結晶を用いた電圧測定装置に関するも
のである。
のである。
（従来の技術）
結晶素子の電気光学効果（ポッケルス効果）を利用して
電圧を測定する電圧測定装置は、光フアイバ伝送技術を
利用するため絶縁性が高く電磁誘導雑音を受けにくい測
定系を構成することが出来るので近年注目を浴びている
。
電圧を測定する電圧測定装置は、光フアイバ伝送技術を
利用するため絶縁性が高く電磁誘導雑音を受けにくい測
定系を構成することが出来るので近年注目を浴びている
。
第３図は電気光学結晶を利用した電圧測定原理を示す図
であり、電気光学結晶であるＬｉＮｂ０．単結晶のｘ、
ｙ、ｚ軸に対する印加電界と光軸との関係を示している
。
であり、電気光学結晶であるＬｉＮｂ０．単結晶のｘ、
ｙ、ｚ軸に対する印加電界と光軸との関係を示している
。
第３図において偏光子４と検光子５との間に置かれたＬ
ｉＮｂ０．単結晶１のＸ軸方向に電界Ｅｘを印加したと
き２軸方向に通した光２に生じる位相差Δφ２は次のよ
うになる。
ｉＮｂ０．単結晶１のＸ軸方向に電界Ｅｘを印加したと
き２軸方向に通した光２に生じる位相差Δφ２は次のよ
うになる。
２π １
ΔφＺ＝ｎｏ ｖ、、ＱＥｘ ・・・・・・ ■λ
但し λ；光の波長 ｎｏ；常光線屈折率ＩＩ ｅ
ｚｔ１１１方向の結晶長さ γ２□；電気光学効果の大きさを示す係数ＥＸ；印加電
界 （参考資料・・・東京大学生産技術研究所報告第２８巻
第５号Ｐ１７〜Ｐ２０） 上述のようにＬｉＮｂ０．単結晶の’ｉ、ｙ、ｚ軸に対
して印加電界と光入射の方向を選ぶと自然複屈折による
光学的位相差が除去できるため光源のスぺクトル特性に
影響されなくなり、自然複屈折位相差による温度特性も
避けることが出来るため電圧測定装置として好都合であ
る。
ｚｔ１１１方向の結晶長さ γ２□；電気光学効果の大きさを示す係数ＥＸ；印加電
界 （参考資料・・・東京大学生産技術研究所報告第２８巻
第５号Ｐ１７〜Ｐ２０） 上述のようにＬｉＮｂ０．単結晶の’ｉ、ｙ、ｚ軸に対
して印加電界と光入射の方向を選ぶと自然複屈折による
光学的位相差が除去できるため光源のスぺクトル特性に
影響されなくなり、自然複屈折位相差による温度特性も
避けることが出来るため電圧測定装置として好都合であ
る。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら上記において、光の入射方位が。
ＬｉＮｂ０．単結晶の２軸からずれるに従って印加電界
ＥＸにより生じる出射光の位相差Δφ２は小さくなると
ともに自然複屈折位相差が現われ増大することが数値計
算で示されており、このため温度特性も悪くなる。
ＥＸにより生じる出射光の位相差Δφ２は小さくなると
ともに自然複屈折位相差が現われ増大することが数値計
算で示されており、このため温度特性も悪くなる。
従って、ＬｉＮｂ０．単結晶のような三方晶系の結晶を
電気光学素子として用いた電圧測定装置は実装するが極
めて困難とされている。（参考資料；改定販売ファイバ
センサ技術資料集 第一インターナショナル（株）刊
Ｐ３７４） 一般に光学部品の実装には、第４図に示すように光学部
品８の入射端面で反射した光２をスクリーン９上に撮影
し重ね合わせる方法がある。第４図において、光学部品
８とスクリーン９との距離をａ、スクリーン上における
入射光と反射光との間隔をｄとすると、光学部品８に対
する入射角度αはα＝ ９０− ｔａｎ−’−づ−とな
り、０寸法を長くするａ ことで光学部品８の入射端面に対し光２を垂直に入射さ
れるよう精度よく調整することができる。
電気光学素子として用いた電圧測定装置は実装するが極
めて困難とされている。（参考資料；改定販売ファイバ
センサ技術資料集 第一インターナショナル（株）刊
Ｐ３７４） 一般に光学部品の実装には、第４図に示すように光学部
品８の入射端面で反射した光２をスクリーン９上に撮影
し重ね合わせる方法がある。第４図において、光学部品
８とスクリーン９との距離をａ、スクリーン上における
入射光と反射光との間隔をｄとすると、光学部品８に対
する入射角度αはα＝ ９０− ｔａｎ−’−づ−とな
り、０寸法を長くするａ ことで光学部品８の入射端面に対し光２を垂直に入射さ
れるよう精度よく調整することができる。
但し、上記の電気光学部品がＬｉＮｂＯ３単結晶である
場合、結晶の２軸に対し光の入射端面が精度よく垂直に
加工研磨されることが必要であり、この加工研磨の精度
がよくないと上述の調整方法では入射光をＬｉＮｂ０．
単結晶の２軸に一致させることは出来ない。
場合、結晶の２軸に対し光の入射端面が精度よく垂直に
加工研磨されることが必要であり、この加工研磨の精度
がよくないと上述の調整方法では入射光をＬｉＮｂ０．
単結晶の２軸に一致させることは出来ない。
また、第５図に概略図を示した光フアイバ電圧測定装置
では、ＬＪｂＯａ単結晶を取付ける調整精度がさらに悪
くなる。
では、ＬＪｂＯａ単結晶を取付ける調整精度がさらに悪
くなる。
第５図の装置は、光源１０．光フアイバ伝送路１１゜１
１′、光電圧センサ１２、受光器１３および信号処理器
１４で構成されている。また、光電圧センサ１２は電気
光学結晶１５を１７４波長板６とともに偏光子４と検光
子５との間に置きこれらの両端にレンズ１６゜１６′
が配置されている。
１′、光電圧センサ１２、受光器１３および信号処理器
１４で構成されている。また、光電圧センサ１２は電気
光学結晶１５を１７４波長板６とともに偏光子４と検光
子５との間に置きこれらの両端にレンズ１６゜１６′
が配置されている。
同装置において、光フアイバ伝送路１１から入射した光
はレンズ１６により平行光線となりレンズ１６′により
光フアイバ伝送路１１′に収束される。そして偏光子４
側より電気光学結晶１５に入射した光２は単結晶に印加
された印加電界により変化し１／４波長板６、検光子５
を通過した光の出力強度から印加電界を検知することが
できる。
はレンズ１６により平行光線となりレンズ１６′により
光フアイバ伝送路１１′に収束される。そして偏光子４
側より電気光学結晶１５に入射した光２は単結晶に印加
された印加電界により変化し１／４波長板６、検光子５
を通過した光の出力強度から印加電界を検知することが
できる。
しかしながら本構成の光電圧センサ１２は、光の入射部
および出射部に光フアイバ伝送路１１．１１’が接続さ
れるため、電気光学結晶１５を実装するとき受光器１３
での受光強度が最大となるよう電気光学結晶１５の取付
が行なわれるので、調整精度があまりよいとはいえない
。
および出射部に光フアイバ伝送路１１．１１’が接続さ
れるため、電気光学結晶１５を実装するとき受光器１３
での受光強度が最大となるよう電気光学結晶１５の取付
が行なわれるので、調整精度があまりよいとはいえない
。
従って上述の方法でＬｉＮｂ０．単結晶を実装した場合
、光の入射方位が結晶の２軸からずれるため自然複屈折
位相差が生じ電圧測定装置として好ましくない。
、光の入射方位が結晶の２軸からずれるため自然複屈折
位相差が生じ電圧測定装置として好ましくない。
本発明は、上述した従来装置の欠点を改良したもので、
電気光学結晶に入射する光が、結晶の２軸に精度よく一
致しており測定精度が高く温度特性の優れた電圧測定装
置を提供することを目的とする。
電気光学結晶に入射する光が、結晶の２軸に精度よく一
致しており測定精度が高く温度特性の優れた電圧測定装
置を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段および作用）電気光学結晶
を利用した光電圧センサの実装において、電気光学結晶
に光を通し正および負の電圧を印加したとき出力光強度
の変化量が最大となる位置に電気光学結晶を取付けるよ
うにしたものである。
を利用した光電圧センサの実装において、電気光学結晶
に光を通し正および負の電圧を印加したとき出力光強度
の変化量が最大となる位置に電気光学結晶を取付けるよ
うにしたものである。
（実施例）
発明者は、電気光学結晶に電圧を印加し、光の入射方向
に対して結晶の２軸を変化させ、そのときの出力光強度
を測定した。
に対して結晶の２軸を変化させ、そのときの出力光強度
を測定した。
第１図は三方晶系に属するＬｉＮｂ０ｚ単結晶を用いた
光電圧センサであり、２方向に垂直に切断したＬｉＮｂ
０．単結晶１に対して２軸に平行な方向に光２を通しＸ
面に設けた電極３３′ により電圧を印加し、これを１
／４波長板６とともに偏光子４と検光子５との間に置く
ことで光電圧センサを構成している。
光電圧センサであり、２方向に垂直に切断したＬｉＮｂ
０．単結晶１に対して２軸に平行な方向に光２を通しＸ
面に設けた電極３３′ により電圧を印加し、これを１
／４波長板６とともに偏光子４と検光子５との間に置く
ことで光電圧センサを構成している。
同センサで偏光子４側から入射した光２が検光子５から
出射する際の出力光強度は、電気光学効果を有するＬｉ
Ｎｂ０．単結晶ｌに印加される印加電圧Ｖにより変化す
る。
出射する際の出力光強度は、電気光学効果を有するＬｉ
Ｎｂ０．単結晶ｌに印加される印加電圧Ｖにより変化す
る。
また第１図に示すＬｉＮｂ０．単結晶１は、ｙ軸方向の
回転軸７をもち、入射光に対して結晶を首振り調整でき
る。
回転軸７をもち、入射光に対して結晶を首振り調整でき
る。
この光電圧センサに正および負の直流電圧を印加したと
きの出力光強度について、首振り角度を変えて測定した
。
きの出力光強度について、首振り角度を変えて測定した
。
つまり、ある首振り角度θにおいて、正の直流電圧＋Ｖ
を印加したときの出力光強度Ｐａ、負の直流電圧−■を
印加したときの出力光強度ｐｂを測定しＰｃ＝ｌＰａ−
ｐｂｌを正負の直流電圧±Ｖ印加による出力光強度の変
化量とした。
を印加したときの出力光強度Ｐａ、負の直流電圧−■を
印加したときの出力光強度ｐｂを測定しＰｃ＝ｌＰａ−
ｐｂｌを正負の直流電圧±Ｖ印加による出力光強度の変
化量とした。
第２図は上記の測定結果であり、横軸に結晶の首振り角
度θ、縦軸に出力光強度の変化量Ｐｃをとす、印加電圧
±Ｖ、±−■、±ＴＶの条件での測定結果を示している
。
度θ、縦軸に出力光強度の変化量Ｐｃをとす、印加電圧
±Ｖ、±−■、±ＴＶの条件での測定結果を示している
。
この結果から結晶の首振り角度θ。のとき正および負の
印加電圧に対する出力光強度の変化量が最大となってお
り、印加電圧に対する測定感度が最大であることが判る
。また、結晶の首振り角度θ。のとき、結晶の２軸に入
射光の方向が一致しており自然複屈折による光学的位相
差は生じない。
印加電圧に対する出力光強度の変化量が最大となってお
り、印加電圧に対する測定感度が最大であることが判る
。また、結晶の首振り角度θ。のとき、結晶の２軸に入
射光の方向が一致しており自然複屈折による光学的位相
差は生じない。
上述の結果は、ＬｉＮｂ０ａ単結晶のＸ軸方向を回転軸
とする首振り調整についても同様のことがいえる。
とする首振り調整についても同様のことがいえる。
従って、光電圧センサの実装において正および負の電圧
を印加し出力光強度の変化量が最大となる位置にＬｉＮ
ｂ０．単結晶を取付固定すれば印加電圧に対する測定感
度が高く、自然複屈折位相差のない光電圧センサが得ら
れる。
を印加し出力光強度の変化量が最大となる位置にＬｉＮ
ｂ０．単結晶を取付固定すれば印加電圧に対する測定感
度が高く、自然複屈折位相差のない光電圧センサが得ら
れる。
尚、本発明による光電圧センサでは、正および負の電圧
を印加したとき出力光強度の変化量が最大となる位置に
電気光学結晶を取付は実装されており、印加電圧は正お
よび負の直流電圧に限らず交流電圧、三角波電圧等正負
に交番する電圧においても出力光強度の変化量を最大と
することで同様に光電圧センサが実装できる。
を印加したとき出力光強度の変化量が最大となる位置に
電気光学結晶を取付は実装されており、印加電圧は正お
よび負の直流電圧に限らず交流電圧、三角波電圧等正負
に交番する電圧においても出力光強度の変化量を最大と
することで同様に光電圧センサが実装できる。
以上説明したように本発明の電圧測定装置は、印加電圧
に対する測定感度が高いので高精度の測定が可能であり
、三方晶系に属するＬｉＮｂＯ３単結晶では、自然複屈
折による位相差を生じないので温度特性が優れた電圧測
定装置を提供できる。。
に対する測定感度が高いので高精度の測定が可能であり
、三方晶系に属するＬｉＮｂＯ３単結晶では、自然複屈
折による位相差を生じないので温度特性が優れた電圧測
定装置を提供できる。。
第１図は本発明を説明する光電圧センサの構成図、第２
図は同センサにおける測定結果を示す特性図、第３図は
ＬｉＮｂ０．単結晶による電圧測定を説明する光電セン
サの構成図、第４図は従来の光学部品実装方法を説明す
る概略図、および第５図は電気光学効果を利用した光フ
アイバ電圧測定装置の概略図である。 １・・・ＬｉＮｂ０．単結晶 ２・・・光ビー
ム３・・・電圧印加電極 ４・・・偏光子５・
・・検光子 ６・・・１／４波長板７・
・・回転軸 ８・・・光学部品９・・・
スクリーン １０・・・光源１１．１１’・
・・光フアイバ伝送路 １２・・・光電圧センサ１３・
・・受光器 １４・・・信号処理器１５
・・・電気光学結晶 １６．１６’・・・レン
ズ第１図 第２図 第４図 第５図
図は同センサにおける測定結果を示す特性図、第３図は
ＬｉＮｂ０．単結晶による電圧測定を説明する光電セン
サの構成図、第４図は従来の光学部品実装方法を説明す
る概略図、および第５図は電気光学効果を利用した光フ
アイバ電圧測定装置の概略図である。 １・・・ＬｉＮｂ０．単結晶 ２・・・光ビー
ム３・・・電圧印加電極 ４・・・偏光子５・
・・検光子 ６・・・１／４波長板７・
・・回転軸 ８・・・光学部品９・・・
スクリーン １０・・・光源１１．１１’・
・・光フアイバ伝送路 １２・・・光電圧センサ１３・
・・受光器 １４・・・信号処理器１５
・・・電気光学結晶 １６．１６’・・・レン
ズ第１図 第２図 第４図 第５図
Claims (1)
- 電気光学結晶と、この電気光学結晶に光を通過させる手
段と、前記電気光学結晶を通過する光の量を検知する手
段とを有する電圧測定装置において、電気光学結晶に正
および負の電圧を印加したとき出力光強度の変化量が最
大となる位置に電気光学結晶を取付けたことを特徴とす
る電圧測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63228410A JPH0277656A (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | 電圧測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63228410A JPH0277656A (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | 電圧測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0277656A true JPH0277656A (ja) | 1990-03-16 |
Family
ID=16876035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63228410A Pending JPH0277656A (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | 電圧測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0277656A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995002194A1 (en) * | 1993-07-07 | 1995-01-19 | Tokin Corporation | Electric field sensor |
-
1988
- 1988-09-14 JP JP63228410A patent/JPH0277656A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995002194A1 (en) * | 1993-07-07 | 1995-01-19 | Tokin Corporation | Electric field sensor |
| US5781003A (en) * | 1993-07-07 | 1998-07-14 | Tokin Corporation | Electric field sensor |
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