JPH05196706A - 光学式磁界測定装置 - Google Patents
光学式磁界測定装置Info
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- JPH05196706A JPH05196706A JP18975191A JP18975191A JPH05196706A JP H05196706 A JPH05196706 A JP H05196706A JP 18975191 A JP18975191 A JP 18975191A JP 18975191 A JP18975191 A JP 18975191A JP H05196706 A JPH05196706 A JP H05196706A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光電変換器の利得変動に影響されることな
く、精度の高い磁界測定が可能な光学式磁界測定装置を
提供する。 【構成】 スイッチ回路１７によって、第１、第２の直
線偏光光源１２，１３を逆相駆動して、偏波面が互いに
直交する直線偏光波を出射し、ファラデー効果材１を透
過させた後、分波手段１４によって２方向の直線偏光波
（測定光及びモニタ光）に分離する。測定光の特定の偏
波面方位角成分を、検光手段２によって抽出し、第１の
受光手段３によって電気信号に変換する。検波手段８に
よって交流振幅を抽出すると共に、フィルタ手段９によ
って直流成分を抽出する。モニタ光を第２の受光手段１
５に入射し、光量調整回路１６によって光強度を調整す
る。タイミング回路１８によってスイッチ回路１７と検
波手段８を制御する。
く、精度の高い磁界測定が可能な光学式磁界測定装置を
提供する。 【構成】 スイッチ回路１７によって、第１、第２の直
線偏光光源１２，１３を逆相駆動して、偏波面が互いに
直交する直線偏光波を出射し、ファラデー効果材１を透
過させた後、分波手段１４によって２方向の直線偏光波
（測定光及びモニタ光）に分離する。測定光の特定の偏
波面方位角成分を、検光手段２によって抽出し、第１の
受光手段３によって電気信号に変換する。検波手段８に
よって交流振幅を抽出すると共に、フィルタ手段９によ
って直流成分を抽出する。モニタ光を第２の受光手段１
５に入射し、光量調整回路１６によって光強度を調整す
る。タイミング回路１８によってスイッチ回路１７と検
波手段８を制御する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ファラデー効果材の磁
界によるファラデー効果を観測して、その磁界強度を測
定する光学式磁界測定装置に関する。
界によるファラデー効果を観測して、その磁界強度を測
定する光学式磁界測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のファラデー効果を用いた光学式磁
界測定装置の一例を図７に示す。この図７において、７
１は、ファラデー効果を有するファラデー効果材（以下
には、ファラデー素子と称する）、７２は、入射光を偏
波面が直交する２つの直線偏光波に分離して出射する偏
光ビームスプリッタ、ウォラストンプリズムなどからな
る検光子である。７３ａ，７３ｂは、光信号を電気信号
に変換する受光器、７４ａ，７４ｂは、受光器７３ａ，
７３ｂの出力信号を増幅する増幅器であり、受光器７３
ａと増幅器７４ａとで第１の光電変換器７５ａを、ま
た、受光器７３ｂと増幅器７４ｂとで第２の光電変換器
７５ｂを、それぞれ構成している。７６は、２つの光電
変換器７５ａ，７５ｂの出力信号からファラデー効果に
よる偏波面の回転角θを求める演算回路である。７７は
直線偏光波を出射する光源である。次に、上記従来の光
学式磁界測定装置の動作原理について説明する。
界測定装置の一例を図７に示す。この図７において、７
１は、ファラデー効果を有するファラデー効果材（以下
には、ファラデー素子と称する）、７２は、入射光を偏
波面が直交する２つの直線偏光波に分離して出射する偏
光ビームスプリッタ、ウォラストンプリズムなどからな
る検光子である。７３ａ，７３ｂは、光信号を電気信号
に変換する受光器、７４ａ，７４ｂは、受光器７３ａ，
７３ｂの出力信号を増幅する増幅器であり、受光器７３
ａと増幅器７４ａとで第１の光電変換器７５ａを、ま
た、受光器７３ｂと増幅器７４ｂとで第２の光電変換器
７５ｂを、それぞれ構成している。７６は、２つの光電
変換器７５ａ，７５ｂの出力信号からファラデー効果に
よる偏波面の回転角θを求める演算回路である。７７は
直線偏光波を出射する光源である。次に、上記従来の光
学式磁界測定装置の動作原理について説明する。
【０００３】図７において、磁界中に設置されたファラ
デー素子７１に光源７７から電界ベクトル成分Ｅ0 の直
線偏光波を入射すると、ファラデー素子７１を透過した
直線偏光波は、電界の強さＨの影響を受け、偏波面がθ
だけ回転した直線偏光波Ｅ1となる。この直線偏光波Ｅ
1 は、次に示す式（１）で表される。 θ＝Ｖ・Ｈ・Ｌ … （１）
デー素子７１に光源７７から電界ベクトル成分Ｅ0 の直
線偏光波を入射すると、ファラデー素子７１を透過した
直線偏光波は、電界の強さＨの影響を受け、偏波面がθ
だけ回転した直線偏光波Ｅ1となる。この直線偏光波Ｅ
1 は、次に示す式（１）で表される。 θ＝Ｖ・Ｈ・Ｌ … （１）
【０００４】ここで、Ｖは、ヴェルデ定数と呼ばれ、物
質により異なるファラデー効果の感度を表す定数、Ｌは
ファラデー素子の磁界方向の長さである。この直線偏光
波Ｅ1 を、検光子２により偏波面が互いに直交する２つ
の直線偏光波ＥX ，ＥY に分離する。第１、第２の光電
変換器７５ａ，７５ｂにおいては、受光器７３ａ，７３
ｂによって、これらの直線偏光波ＥX ，ＥY をその光強
度に各々対応する電気信号に変換し、これらの電気信号
をさらに、所望の利得を有する増幅器７４ａ，７４ｂに
よって増幅し、出力ＩX ，ＩY を得る。これらの関係
は、次に示す式（２）及び（３）で表される。 ＥX ＝Ｅ1 ｓｉｎθ ＥY ＝Ｅ1 ｃｏｓθ … （２） ＩX ＝ＫX ｜ＥX ｜2 ＝ＫX ｜Ｅ1 ｜2 ｓｉｎ2 θ ＩY ＝ＫY ｜ＥY ｜2 ＝ＫY ｜Ｅ1 ｜2 ｃｏｓ2 θ … （３） ここで、ＫX ，ＫY は、第１の光電変換器７５ａ及び第
２の光電変換器７５ｂの各々の利得である。式（３）よ
り、次に示す式（４）が得られる。
質により異なるファラデー効果の感度を表す定数、Ｌは
ファラデー素子の磁界方向の長さである。この直線偏光
波Ｅ1 を、検光子２により偏波面が互いに直交する２つ
の直線偏光波ＥX ，ＥY に分離する。第１、第２の光電
変換器７５ａ，７５ｂにおいては、受光器７３ａ，７３
ｂによって、これらの直線偏光波ＥX ，ＥY をその光強
度に各々対応する電気信号に変換し、これらの電気信号
をさらに、所望の利得を有する増幅器７４ａ，７４ｂに
よって増幅し、出力ＩX ，ＩY を得る。これらの関係
は、次に示す式（２）及び（３）で表される。 ＥX ＝Ｅ1 ｓｉｎθ ＥY ＝Ｅ1 ｃｏｓθ … （２） ＩX ＝ＫX ｜ＥX ｜2 ＝ＫX ｜Ｅ1 ｜2 ｓｉｎ2 θ ＩY ＝ＫY ｜ＥY ｜2 ＝ＫY ｜Ｅ1 ｜2 ｃｏｓ2 θ … （３） ここで、ＫX ，ＫY は、第１の光電変換器７５ａ及び第
２の光電変換器７５ｂの各々の利得である。式（３）よ
り、次に示す式（４）が得られる。
【０００５】
【数１】
【０００６】すなわち、第１の光電変換器７５ａの出力
ＩX と第２の光電変換器７５ｂの出力ＩY を演算回路７
６に入力し、式（４）の演算を行うことによって偏波面
の回転角θが求まり、式（４）から明らかなように、直
線偏光光源７７の光強度Ｅ0が変動しても、偏波面の回
転角θに対する光強度の比（ＩX ／ＩY ）は一定である
ために、直線偏光光源７７の光強度Ｅ0 に無関係に磁界
を測定することができる。
ＩX と第２の光電変換器７５ｂの出力ＩY を演算回路７
６に入力し、式（４）の演算を行うことによって偏波面
の回転角θが求まり、式（４）から明らかなように、直
線偏光光源７７の光強度Ｅ0が変動しても、偏波面の回
転角θに対する光強度の比（ＩX ／ＩY ）は一定である
ために、直線偏光光源７７の光強度Ｅ0 に無関係に磁界
を測定することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】その反面、上記のよう
な従来の光学式磁界測定装置において、正確な磁界測定
を行うためには、２つの光電変換器７５ａ，７５ｂの利
得の比（ＫX ／ＫY ）が一定でなければならない。しか
しながら、光電変換器７５ａ，７５ｂの利得ＫX，ＫY
は、検光子７２から受光器７３ａ，７３ｂまでの光ファ
イバなどによる光損失、受光器７３ａ，７３ｂの経年変
化による感度のバラツキ、増幅器７４ａ，７４ｂの利得
変化、ドリフトなどの影響を受けて不規則に変化してし
まう。そのため、このような光電変換器の利得の変化に
よって、磁界測定に誤差を生じてしまい、測定精度が低
下する問題があった。
な従来の光学式磁界測定装置において、正確な磁界測定
を行うためには、２つの光電変換器７５ａ，７５ｂの利
得の比（ＫX ／ＫY ）が一定でなければならない。しか
しながら、光電変換器７５ａ，７５ｂの利得ＫX，ＫY
は、検光子７２から受光器７３ａ，７３ｂまでの光ファ
イバなどによる光損失、受光器７３ａ，７３ｂの経年変
化による感度のバラツキ、増幅器７４ａ，７４ｂの利得
変化、ドリフトなどの影響を受けて不規則に変化してし
まう。そのため、このような光電変換器の利得の変化に
よって、磁界測定に誤差を生じてしまい、測定精度が低
下する問題があった。
【０００８】本発明は、上記のような従来技術の課題を
解決するために提案されたものであり、その目的は、光
電変換器の利得変動に影響されることなく、精度の高い
磁界測定が可能な光学式磁界測定装置を提供することで
ある。
解決するために提案されたものであり、その目的は、光
電変換器の利得変動に影響されることなく、精度の高い
磁界測定が可能な光学式磁界測定装置を提供することで
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による光学式磁界
測定装置は、磁界中に設置したファラデー効果材と、こ
のファラデー効果材に所定の光を入射させる発光手段
と、ファラデー効果材を透過した光のファラデー効果に
よる偏波面の回転角を検出する測定手段とを基本的に有
する。そして、発光手段としては、偏波面が互いに直交
する直線偏光波を出射する第１、第２の直線偏光光源
と、第１、第２の直線偏光光源を逆相駆動するスイッチ
回路とを備える。また、ファラデー効果材は、前記第
１、第２の直線偏光光源から出射された直線偏光波を透
過させるように磁界中に設置される。さらに、ファラデ
ー効果材を透過した直線偏光波を入射し、透過光及び反
射光に分離する分波手段を備える。一方、測定手段とし
ては、分波手段の透過光及び反射光のいずれか一方を測
定光として入射して、この測定光から特定の偏波面方位
角成分のみを抽出する検光手段と、検光手段を通過した
直線偏光波を入射して電気信号に変換する第１の受光手
段と、第１の受光手段の出力信号から交流成分の矩形波
振幅を抽出する検波手段と、第１の受光手段の出力信号
から直流成分を抽出するフィルタ手段とを備える。加え
て、モニタ手段として、分波手段の透過光及び反射光の
残る一方をモニタ光として入射して、このモニタ光を電
気信号に変換する第２の受光手段と、第２の受光手段の
出力を入力し、第１、第２の直線偏光光源からの出射光
に対応する２相のモニタ光の光強度を等しくするよう
に、第１、第２の直線偏光光源に作用する光量調整回路
とを備え、さらに、制御手段として、スイッチ回路と検
波手段に切り換え信号を供給するタイミング回路を備え
たことを特徴としている。
測定装置は、磁界中に設置したファラデー効果材と、こ
のファラデー効果材に所定の光を入射させる発光手段
と、ファラデー効果材を透過した光のファラデー効果に
よる偏波面の回転角を検出する測定手段とを基本的に有
する。そして、発光手段としては、偏波面が互いに直交
する直線偏光波を出射する第１、第２の直線偏光光源
と、第１、第２の直線偏光光源を逆相駆動するスイッチ
回路とを備える。また、ファラデー効果材は、前記第
１、第２の直線偏光光源から出射された直線偏光波を透
過させるように磁界中に設置される。さらに、ファラデ
ー効果材を透過した直線偏光波を入射し、透過光及び反
射光に分離する分波手段を備える。一方、測定手段とし
ては、分波手段の透過光及び反射光のいずれか一方を測
定光として入射して、この測定光から特定の偏波面方位
角成分のみを抽出する検光手段と、検光手段を通過した
直線偏光波を入射して電気信号に変換する第１の受光手
段と、第１の受光手段の出力信号から交流成分の矩形波
振幅を抽出する検波手段と、第１の受光手段の出力信号
から直流成分を抽出するフィルタ手段とを備える。加え
て、モニタ手段として、分波手段の透過光及び反射光の
残る一方をモニタ光として入射して、このモニタ光を電
気信号に変換する第２の受光手段と、第２の受光手段の
出力を入力し、第１、第２の直線偏光光源からの出射光
に対応する２相のモニタ光の光強度を等しくするよう
に、第１、第２の直線偏光光源に作用する光量調整回路
とを備え、さらに、制御手段として、スイッチ回路と検
波手段に切り換え信号を供給するタイミング回路を備え
たことを特徴としている。
【００１０】すなわち、本発明による光学式磁界測定装
置は、スイッチ回路によって、第１、第２の直線偏光光
源を逆相駆動することにより、第１、第２の直線偏光光
源から第１、第２の直線偏光波を出射して、ファラデー
効果材に入射させる。そして、ファラデー効果材を透過
した２つの直線偏光波を、分波手段によって透過光及び
反射光に分離する。透過光または反射光の一方を測定光
として、検光手段によってその特定の偏波面方位角成分
のみを抽出し、第１の受光手段によって電気信号に変換
し、第１の受光手段の出力信号から、検波手段によって
交流成分の矩形波振幅を抽出すると共に、フィルタ手段
によって直流成分を抽出する。加えて、分波手段の透過
光または反射光の残る一方を、モニタ光として第２の受
光手段に入射し、光量調整回路によって、第１、第２の
直線偏光光源から出射させる２つの直線偏光波の光強度
を調整し、さらに、タイミング回路によってスイッチ回
路と検波手段を制御するように構成したものである。
置は、スイッチ回路によって、第１、第２の直線偏光光
源を逆相駆動することにより、第１、第２の直線偏光光
源から第１、第２の直線偏光波を出射して、ファラデー
効果材に入射させる。そして、ファラデー効果材を透過
した２つの直線偏光波を、分波手段によって透過光及び
反射光に分離する。透過光または反射光の一方を測定光
として、検光手段によってその特定の偏波面方位角成分
のみを抽出し、第１の受光手段によって電気信号に変換
し、第１の受光手段の出力信号から、検波手段によって
交流成分の矩形波振幅を抽出すると共に、フィルタ手段
によって直流成分を抽出する。加えて、分波手段の透過
光または反射光の残る一方を、モニタ光として第２の受
光手段に入射し、光量調整回路によって、第１、第２の
直線偏光光源から出射させる２つの直線偏光波の光強度
を調整し、さらに、タイミング回路によってスイッチ回
路と検波手段を制御するように構成したものである。
【００１１】
【作用】以上のような構成を有する本発明の光学式磁界
測定装置の作用は、次の通りである。すなわち、本発明
の光学式磁界測定装置においては、磁界中に設置された
ファラデー効果材に第１及び第２の直線偏光波を交互に
切り換えて入射し、磁界により偏波面が回転した２つの
直線偏光波から特定の方位角成分のみを検光手段で抽出
して、各々の光強度を、第１の受光手段を含む１つの光
電変換器で電気信号に変換することにより、第１の直線
偏光波を作動した時の光電変換器出力と、第２の直線偏
光波を作動した時の光電変換器出力とを得、これら２つ
の出力信号から偏波面の回転角θを求めることができ
る。
測定装置の作用は、次の通りである。すなわち、本発明
の光学式磁界測定装置においては、磁界中に設置された
ファラデー効果材に第１及び第２の直線偏光波を交互に
切り換えて入射し、磁界により偏波面が回転した２つの
直線偏光波から特定の方位角成分のみを検光手段で抽出
して、各々の光強度を、第１の受光手段を含む１つの光
電変換器で電気信号に変換することにより、第１の直線
偏光波を作動した時の光電変換器出力と、第２の直線偏
光波を作動した時の光電変換器出力とを得、これら２つ
の出力信号から偏波面の回転角θを求めることができ
る。
【００１２】本発明の光学式磁界測定装置は、このよう
に受光系が１つであるため、ファラデー回転角の測定光
用として２系統の受光系を使用した場合のように、２つ
の光電変換器の利得を一定にする必要はない。従って、
本発明の光学式磁界測定装置によれば、検光子（検光手
段）から光電変換器までの光損失、受光器（第１の受光
手段）の経年変化による感度のバラツキ、増幅器の利得
変化、ドリフトなどを原因とする光電変換器の利得変動
に影響されることなく、精度の高い磁界測定を行うこと
ができる。
に受光系が１つであるため、ファラデー回転角の測定光
用として２系統の受光系を使用した場合のように、２つ
の光電変換器の利得を一定にする必要はない。従って、
本発明の光学式磁界測定装置によれば、検光子（検光手
段）から光電変換器までの光損失、受光器（第１の受光
手段）の経年変化による感度のバラツキ、増幅器の利得
変化、ドリフトなどを原因とする光電変換器の利得変動
に影響されることなく、精度の高い磁界測定を行うこと
ができる。
【００１３】以下には、本発明による光学式磁界測定装
置の検出原理を、図５及び図６を参照して説明する。こ
こで、図５は、本発明の測定手段側の一般的な構成を示
すブロック構成図、図６は、図５の作用を説明するため
のタイミング図である。
置の検出原理を、図５及び図６を参照して説明する。こ
こで、図５は、本発明の測定手段側の一般的な構成を示
すブロック構成図、図６は、図５の作用を説明するため
のタイミング図である。
【００１４】まず、図５の基本構成図に示すように、図
示していない光源から２つの直線偏光波ＩX0 ，ＩY0が
出射されており、これらの電界ベクトル成分ＥX ，ＥY
の方位角は互いに直交している。また、図５において、
１は磁界中に設置されたファラデー素子（ファラデー効
果材）、２はファラデー素子１の出射光を入力し、特定
方位角の電界ベクトル成分のみを抽出する検光子（検光
手段）である。３は検光子２の出射光の光強度に比例し
た電気信号を得る受光器（第１の受光手段）、４は、所
望の利得を有し、受光器３で得られた電気信号を増幅す
る第１の増幅器であり、第１の受光器３と第１の増幅器
４とによって、光電変換器５を構成している。６は、第
１の増幅器４の出力信号から交流成分を抽出するハイパ
スフィルタ、７は、所望の利得を有し、電気信号を増幅
する第２の増幅器、８は、第２の増幅器７の出力信号か
ら矩形波振幅を抽出する検波器（検波手段）である。９
は、第１の増幅器４の出力信号から直流成分を抽出する
ローパスフィルタ（フィルタ手段）、１０は、検波器８
の出力とローパスフィルタ９の出力との比を求める割算
器である。なお、検光子２の方位角は、第１の直線偏光
波ＩX0の電界ベクトル成分ＥX の方位角及び第２の直線
偏光波ＩY0の電界ベクトル成分ＥY の方位角に対して、
それぞれ４５°に設置されている。
示していない光源から２つの直線偏光波ＩX0 ，ＩY0が
出射されており、これらの電界ベクトル成分ＥX ，ＥY
の方位角は互いに直交している。また、図５において、
１は磁界中に設置されたファラデー素子（ファラデー効
果材）、２はファラデー素子１の出射光を入力し、特定
方位角の電界ベクトル成分のみを抽出する検光子（検光
手段）である。３は検光子２の出射光の光強度に比例し
た電気信号を得る受光器（第１の受光手段）、４は、所
望の利得を有し、受光器３で得られた電気信号を増幅す
る第１の増幅器であり、第１の受光器３と第１の増幅器
４とによって、光電変換器５を構成している。６は、第
１の増幅器４の出力信号から交流成分を抽出するハイパ
スフィルタ、７は、所望の利得を有し、電気信号を増幅
する第２の増幅器、８は、第２の増幅器７の出力信号か
ら矩形波振幅を抽出する検波器（検波手段）である。９
は、第１の増幅器４の出力信号から直流成分を抽出する
ローパスフィルタ（フィルタ手段）、１０は、検波器８
の出力とローパスフィルタ９の出力との比を求める割算
器である。なお、検光子２の方位角は、第１の直線偏光
波ＩX0の電界ベクトル成分ＥX の方位角及び第２の直線
偏光波ＩY0の電界ベクトル成分ＥY の方位角に対して、
それぞれ４５°に設置されている。
【００１５】図６のタイミング図において、波形（ａ）
は、第１の直線偏光波ＩX0と第２の直線偏光波ＩY0を周
波数ω0 で逆相駆動するための切り換え信号Ｃ（ｔ）を
示しており、この切り換え信号Ｃ（ｔ）は、図５では示
されていないタイミング回路から供給される。そして、
切り換え信号Ｃ（ｔ）がハイレベル“１”の場合には、
第１の直線偏光波ＩX0［波形（ｂ）］だけが出射され、
ローレベル“０”の場合には、第２の直線偏光波Ｉ
Y0［波形（ｃ）］だけが出射される。また、切り換え信
号Ｃ（ｔ）は、検波器８へのキャリア入力信号としても
用いられ、Ｃ（ｔ）がハイレベル“１”の場合には、検
波器８への入力信号をそのまま出力し、ローレベル
“０”の場合には、入力信号の極性を反転して出力す
る。
は、第１の直線偏光波ＩX0と第２の直線偏光波ＩY0を周
波数ω0 で逆相駆動するための切り換え信号Ｃ（ｔ）を
示しており、この切り換え信号Ｃ（ｔ）は、図５では示
されていないタイミング回路から供給される。そして、
切り換え信号Ｃ（ｔ）がハイレベル“１”の場合には、
第１の直線偏光波ＩX0［波形（ｂ）］だけが出射され、
ローレベル“０”の場合には、第２の直線偏光波Ｉ
Y0［波形（ｃ）］だけが出射される。また、切り換え信
号Ｃ（ｔ）は、検波器８へのキャリア入力信号としても
用いられ、Ｃ（ｔ）がハイレベル“１”の場合には、検
波器８への入力信号をそのまま出力し、ローレベル
“０”の場合には、入力信号の極性を反転して出力す
る。
【００１６】一方、２つの直線偏光波の光強度ＩX0 ，
ＩY0は、光強度設定値Ｉ0 と等しくなるように調整さ
れ、Ｃ（ｔ）＝“１”の場合には、ＩX0＝Ｉ0 ，ＩY0
＝０となり、Ｃ（ｔ）＝“０”の場合には、ＩX0＝０，
ＩY0＝Ｉ0 となっている。図６に示す波形（ｄ）及び
（ｅ）は、このような光強度関係を満足する場合のＩX0
とＩY0との和及び差を表しており、波形（ｄ）は、（Ｉ
X0＋ＩY0）で一定値Ｉ0 に、また、波形（ｅ）は、（Ｉ
X0−ＩY0）で＋Ｉ0 −（−Ｉ0 ）を振幅とする矩形波に
なる。
ＩY0は、光強度設定値Ｉ0 と等しくなるように調整さ
れ、Ｃ（ｔ）＝“１”の場合には、ＩX0＝Ｉ0 ，ＩY0
＝０となり、Ｃ（ｔ）＝“０”の場合には、ＩX0＝０，
ＩY0＝Ｉ0 となっている。図６に示す波形（ｄ）及び
（ｅ）は、このような光強度関係を満足する場合のＩX0
とＩY0との和及び差を表しており、波形（ｄ）は、（Ｉ
X0＋ＩY0）で一定値Ｉ0 に、また、波形（ｅ）は、（Ｉ
X0−ＩY0）で＋Ｉ0 −（−Ｉ0 ）を振幅とする矩形波に
なる。
【００１７】さらに、図６において、波形（ｆ）は、受
光器３における受光量ＩR を示しており、ファラデー回
転角θが０の場合のＩR は、一定値（Ｉ0 ／２）にな
り、ファラデー回転が生じると、検光子２を透過するＩ
X0 ，ＩY0の光量が変化するために、ＩR は振幅変調さ
れて、直流分に重畳する矩形波となる。波形（ｇ）は、
第１の増幅器４の出力信号Ｉ1 ［波形（ｆ）相当］から
ハイパスフィルタ６で交流成分を抽出し、さらに、第２
の増幅器７で増幅した信号Ｉ2 の波形であり、ファラデ
ー回転が生じないときの出力は“０”である。波形
（ｈ）は検波器９の出力、また、波形（ｉ）は割算器１
０の出力波形を示す。
光器３における受光量ＩR を示しており、ファラデー回
転角θが０の場合のＩR は、一定値（Ｉ0 ／２）にな
り、ファラデー回転が生じると、検光子２を透過するＩ
X0 ，ＩY0の光量が変化するために、ＩR は振幅変調さ
れて、直流分に重畳する矩形波となる。波形（ｇ）は、
第１の増幅器４の出力信号Ｉ1 ［波形（ｆ）相当］から
ハイパスフィルタ６で交流成分を抽出し、さらに、第２
の増幅器７で増幅した信号Ｉ2 の波形であり、ファラデ
ー回転が生じないときの出力は“０”である。波形
（ｈ）は検波器９の出力、また、波形（ｉ）は割算器１
０の出力波形を示す。
【００１８】２つの直線偏光波ＩX0 ，ＩY0が、図６の
波形（ｂ）及び波形（ｃ）に示すように周波数ω0 の矩
形波信号で逆相駆動され、磁界中に設置されたファラデ
ー素子１を透過した結果、各々の偏波面が角度θだけ回
転すると、ファラデー素子１の出射光の水平偏光成分Ｅ
X ´及び垂直偏光成分ＥY ´は、次の式（５）で表され
る。
波形（ｂ）及び波形（ｃ）に示すように周波数ω0 の矩
形波信号で逆相駆動され、磁界中に設置されたファラデ
ー素子１を透過した結果、各々の偏波面が角度θだけ回
転すると、ファラデー素子１の出射光の水平偏光成分Ｅ
X ´及び垂直偏光成分ＥY ´は、次の式（５）で表され
る。
【００１９】
【数２】 検光子２の検出方位角は、ＥX ´，ＥY ´に対して４５
°であるから、検光子２からの出射光の電界ベクトル成
分ＥR は、次の式（６）で表される。
°であるから、検光子２からの出射光の電界ベクトル成
分ＥR は、次の式（６）で表される。
【００２０】
【数３】 また、光強度は、電界の２乗であるから、受光器３にお
ける受光量ＩR は、次の式（７）で表される。 ＩR ＝｜ＥR ｜2 ＝｛ ｜ＥX ｜2 （ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）2 +|E Y ｜2 （ｃｏｓθ−ｓｉｎθ）2 ＋２ＥX ＥY （ｃｏｓ2 θ−ｓｉｎ2 θ）｝／２ …（７）
ける受光量ＩR は、次の式（７）で表される。 ＩR ＝｜ＥR ｜2 ＝｛ ｜ＥX ｜2 （ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）2 +|E Y ｜2 （ｃｏｓθ−ｓｉｎθ）2 ＋２ＥX ＥY （ｃｏｓ2 θ−ｓｉｎ2 θ）｝／２ …（７）
【００２１】ここで、｜ＥX ｜2 ＝ＩX0、 ｜ＥY ｜2
＝ＩY0であり、また、ＥX ＥY は常に０であるから、受
光器３における受光量ＩR はさらに、次の式（８）で表
される。 ＩR ＝｛（ＩX0＋ＩY0）＋（ＩX0−ＩY0）ｓｉｎ２θ｝／２ …（８） また、受光器３の出力電流ｉP は、受光量ＩR に比例す
るので、次の式（９）で表される。なお、式（９）のｋ
は、受光器３の利得である。 ｉP ＝ｋＩR ＝ｋ｛（ＩX0＋ＩY0）＋（ＩX0−ＩY0）ｓｉｎ２θ｝／２ …（９） 同様に、第１の増幅器４の利得をｋ1 とした場合、第１
の増幅器４の出力Ｉ1は、次の式（１０）で表される。 Ｉ1 ＝ｋ1 ｉP ＝ｋｋ1 ｛（ＩX0＋ＩY0）＋（ＩX0−ＩY0）ｓｉｎ２θ｝／２ …（１０）
＝ＩY0であり、また、ＥX ＥY は常に０であるから、受
光器３における受光量ＩR はさらに、次の式（８）で表
される。 ＩR ＝｛（ＩX0＋ＩY0）＋（ＩX0−ＩY0）ｓｉｎ２θ｝／２ …（８） また、受光器３の出力電流ｉP は、受光量ＩR に比例す
るので、次の式（９）で表される。なお、式（９）のｋ
は、受光器３の利得である。 ｉP ＝ｋＩR ＝ｋ｛（ＩX0＋ＩY0）＋（ＩX0−ＩY0）ｓｉｎ２θ｝／２ …（９） 同様に、第１の増幅器４の利得をｋ1 とした場合、第１
の増幅器４の出力Ｉ1は、次の式（１０）で表される。 Ｉ1 ＝ｋ1 ｉP ＝ｋｋ1 ｛（ＩX0＋ＩY0）＋（ＩX0−ＩY0）ｓｉｎ２θ｝／２ …（１０）
【００２２】この場合、式（１０）の右辺第１項ｋｋ1
（ＩX0＋ＩY0）／２は、ＩX0とＩY0との平均値を表す直
流成分であり、図６の波形（ｄ）に相当し、ＩX0とＩY0
が光強度設定値Ｉ0 に等しい場合のローパスフィルタ９
の出力（ｋｋ1 Ｉ0 ／２）に対応する。また、第２項ｋ
ｋ1 （ＩX0−ＩY0）ｓｉｎ２θ／２は、図６の波形
（ｅ）の矩形波（ＩX0−ＩY0）をｓｉｎ２θで振幅変調
した交流成分であり、第２の増幅器７（利得：ｋ2 ）の
出力Ｉ2 ［図６の波形（ｇ）］に対応する。出力信号Ｉ
2 を、検波器８に入力し、切り換え信号Ｃ（ｔ）で同期
整流することにより、式（１０）の交流成分を直流レベ
ル（ｋｋ1 ｋ2 Ｉ0 ｓｉｎ２θ／２）に変換し、その出
力とローパスフィルタ９の出力（ｋｋ1 Ｉ0 ／２）との
比を割算器１０で求めることにより、ファラデー回転角
θがｋ2 ｓｉｎ２θとして得られる。
（ＩX0＋ＩY0）／２は、ＩX0とＩY0との平均値を表す直
流成分であり、図６の波形（ｄ）に相当し、ＩX0とＩY0
が光強度設定値Ｉ0 に等しい場合のローパスフィルタ９
の出力（ｋｋ1 Ｉ0 ／２）に対応する。また、第２項ｋ
ｋ1 （ＩX0−ＩY0）ｓｉｎ２θ／２は、図６の波形
（ｅ）の矩形波（ＩX0−ＩY0）をｓｉｎ２θで振幅変調
した交流成分であり、第２の増幅器７（利得：ｋ2 ）の
出力Ｉ2 ［図６の波形（ｇ）］に対応する。出力信号Ｉ
2 を、検波器８に入力し、切り換え信号Ｃ（ｔ）で同期
整流することにより、式（１０）の交流成分を直流レベ
ル（ｋｋ1 ｋ2 Ｉ0 ｓｉｎ２θ／２）に変換し、その出
力とローパスフィルタ９の出力（ｋｋ1 Ｉ0 ／２）との
比を割算器１０で求めることにより、ファラデー回転角
θがｋ2 ｓｉｎ２θとして得られる。
【００２３】
【実施例】以下に、本発明による光学式磁界測定装置の
一実施例について、図１乃至図３を参照して具体的に説
明する。ここで、図１は、光学式磁界測定装置の一実施
例を示すブロック構成図、図２は、図１の光学式磁界測
定装置における光量調整回路とスイッチ回路及び発光・
モニタ側の光学系の回路構成を示すブロック構成図、図
３は、図１の光学式磁界測定装置の作用を説明するため
のタイミング図である。なお、図１において、測定手段
側の構成は、図５に示した構成と全く同様であるため、
図５の構成要素と対応する同一の構成要素には同一符号
を付し、説明を省略する。
一実施例について、図１乃至図３を参照して具体的に説
明する。ここで、図１は、光学式磁界測定装置の一実施
例を示すブロック構成図、図２は、図１の光学式磁界測
定装置における光量調整回路とスイッチ回路及び発光・
モニタ側の光学系の回路構成を示すブロック構成図、図
３は、図１の光学式磁界測定装置の作用を説明するため
のタイミング図である。なお、図１において、測定手段
側の構成は、図５に示した構成と全く同様であるため、
図５の構成要素と対応する同一の構成要素には同一符号
を付し、説明を省略する。
【００２４】図１において、まず、１２，１３は、偏波
面が互いに直交する直線偏光波を出射するレーザダイオ
ードを用いた第１、第２の直線偏光光源である。１４
は、ファラデー素子１と検光子２の間に配置された分波
器（分波手段）であり、第１の直線偏光光源１２と第２
の直線偏光光源１３より出射される直線偏光波を、ファ
ラデー素子１を介して入射し、透過光及び反射光に分離
する機能を有している。また、１５は、分波器１４の反
射光を入射し、この反射光をその光強度に比例した電気
信号に変換する第２の受光器（第２の受光手段）であ
る。さらに、１６は、第２の受光器１５の出力信号を入
力し、２つの直線偏光波の光強度を設定値Ｉ0 に等しく
するように、第１、第２の直線偏光光源１２，１３に作
用する光量調整回路、１７は、２つの直線偏光光源１
２，１３を、周波数ω0 で逆相駆動するスイッチ回路、
１８は、スイッチ回路１７と検波器８に切り換え信号を
供給するタイミング回路である。次に、本実施例による
磁界測定動作を、図１のブロック構成図及び図３のタイ
ミング図により説明する。
面が互いに直交する直線偏光波を出射するレーザダイオ
ードを用いた第１、第２の直線偏光光源である。１４
は、ファラデー素子１と検光子２の間に配置された分波
器（分波手段）であり、第１の直線偏光光源１２と第２
の直線偏光光源１３より出射される直線偏光波を、ファ
ラデー素子１を介して入射し、透過光及び反射光に分離
する機能を有している。また、１５は、分波器１４の反
射光を入射し、この反射光をその光強度に比例した電気
信号に変換する第２の受光器（第２の受光手段）であ
る。さらに、１６は、第２の受光器１５の出力信号を入
力し、２つの直線偏光波の光強度を設定値Ｉ0 に等しく
するように、第１、第２の直線偏光光源１２，１３に作
用する光量調整回路、１７は、２つの直線偏光光源１
２，１３を、周波数ω0 で逆相駆動するスイッチ回路、
１８は、スイッチ回路１７と検波器８に切り換え信号を
供給するタイミング回路である。次に、本実施例による
磁界測定動作を、図１のブロック構成図及び図３のタイ
ミング図により説明する。
【００２５】図１において、タイミング回路１８から出
力される周波数ω0 の切り換え信号Ｃ（ｔ）［図３の波
形（ａ）］が、スイッチ回路１７に入力されると、これ
によって、周波数ω0 の逆相信号ＣX ，ＣY が形成さ
れ、これらの逆相信号ＣX ，ＣY により、第１、第２の
直線偏光光源１２，１３が周波数ω0 で逆相駆動され
る。第１の直線偏光光源１２の出射光ＩX0及び第２の直
線偏光光源１３の出射光ＩY0は、各々、ファラデー素子
１を介して分波器１４で分離され、透過光ＩXS ，ＩYS
が出射されると共に、反射光ＩXM ，ＩYMが出射され
る。
力される周波数ω0 の切り換え信号Ｃ（ｔ）［図３の波
形（ａ）］が、スイッチ回路１７に入力されると、これ
によって、周波数ω0 の逆相信号ＣX ，ＣY が形成さ
れ、これらの逆相信号ＣX ，ＣY により、第１、第２の
直線偏光光源１２，１３が周波数ω0 で逆相駆動され
る。第１の直線偏光光源１２の出射光ＩX0及び第２の直
線偏光光源１３の出射光ＩY0は、各々、ファラデー素子
１を介して分波器１４で分離され、透過光ＩXS ，ＩYS
が出射されると共に、反射光ＩXM ，ＩYMが出射され
る。
【００２６】この場合、透過光ＩXS ，ＩYSは、直交す
る偏波面を有する第１の直線偏光波群となり、測定光と
して使用されるため、以下には、測定光ＩXS ，ＩYSと
称する。また、反射光ＩXM ，ＩYMは、直交する偏波面
を有する第２の直線偏光波群となり、モニタ光として使
用されるため、以下には、モニタ光ＩXM ，ＩYMと称す
る。すなわち、互いに直交する偏波面を有する測定光Ｉ
XS（水平偏光成分）及び測定光ＩYS（垂直偏光成分）
は、検光子２を経て、第１の受光器３に入射され、電気
信号に変換される。また、互いに直交する偏波面を有す
るモニタ光ＩXM［垂直偏光成分：図３の波形（ｂ）］及
びモニタ光ＩYM［水平偏光成分：図３の波形（ｃ）］
は、第２の受光器１５に入射される。
る偏波面を有する第１の直線偏光波群となり、測定光と
して使用されるため、以下には、測定光ＩXS ，ＩYSと
称する。また、反射光ＩXM ，ＩYMは、直交する偏波面
を有する第２の直線偏光波群となり、モニタ光として使
用されるため、以下には、モニタ光ＩXM ，ＩYMと称す
る。すなわち、互いに直交する偏波面を有する測定光Ｉ
XS（水平偏光成分）及び測定光ＩYS（垂直偏光成分）
は、検光子２を経て、第１の受光器３に入射され、電気
信号に変換される。また、互いに直交する偏波面を有す
るモニタ光ＩXM［垂直偏光成分：図３の波形（ｂ）］及
びモニタ光ＩYM［水平偏光成分：図３の波形（ｃ）］
は、第２の受光器１５に入射される。
【００２７】そして、第２の受光器１５は、入射したモ
ニタ光ＩXM ，ＩYMを、その光強度に比例した電気信号
ＩXM´，ＩYM´に変換して光量調整回路１６にフィード
バックする。光量調整回路１６は、光強度設定値Ｉ0 に
対する電気信号ＩXM´，ＩYM´の誤差量を検出し、この
誤差量に応じて、第１、第２の直線偏光光源１２，１３
の駆動電流を調整する。その結果、分波器１４で反射さ
れる２つのモニタ光ＩXM ，ＩYMの光強度は、常に、一
定値Ｉ0 に等しくなるように制御される。
ニタ光ＩXM ，ＩYMを、その光強度に比例した電気信号
ＩXM´，ＩYM´に変換して光量調整回路１６にフィード
バックする。光量調整回路１６は、光強度設定値Ｉ0 に
対する電気信号ＩXM´，ＩYM´の誤差量を検出し、この
誤差量に応じて、第１、第２の直線偏光光源１２，１３
の駆動電流を調整する。その結果、分波器１４で反射さ
れる２つのモニタ光ＩXM ，ＩYMの光強度は、常に、一
定値Ｉ0 に等しくなるように制御される。
【００２８】ここで、仮に、分波器１４の分配比、すな
わち、透過光と反射光の光強度比が１：１であれば、こ
れらの直線偏光波、すなわち、測定光ＩXS ，ＩYS及び
反射光ＩXM ，ＩYMの振幅は、次の式（１１）のように
全て等しくなる。 ｜ＩXS｜＝｜ＩYS｜＝｜ＩXM｜＝｜ＩYM｜＝Ｉ0 …（１１）
わち、透過光と反射光の光強度比が１：１であれば、こ
れらの直線偏光波、すなわち、測定光ＩXS ，ＩYS及び
反射光ＩXM ，ＩYMの振幅は、次の式（１１）のように
全て等しくなる。 ｜ＩXS｜＝｜ＩYS｜＝｜ＩXM｜＝｜ＩYM｜＝Ｉ0 …（１１）
【００２９】さらに、光量調整回路１６とスイッチ回路
１７及び発光・モニタ側の光学系の具体的な構成及び作
用について、図２のブロック構成図及び図３のタイミン
グ図を参照して説明する。
１７及び発光・モニタ側の光学系の具体的な構成及び作
用について、図２のブロック構成図及び図３のタイミン
グ図を参照して説明する。
【００３０】図２に示すように、第１の直線偏光光源１
２とファラデー素子１との間には、レンズ２１、光ファ
イバ２２、及びレンズ２３が順次配置され、同様に、第
２の直線偏光光源１３とファラデー素子１との間には、
レンズ２４、光ファイバ２５、及びレンズ２６が順次配
置されている。そして、分波器１４と第２の受光器１５
との間にも、レンズ２７、光ファイバ２８、及びレンズ
２９が順次配置されている。なお、検光子２と第１の受
光器３との間にも、レンズ５１、光ファイバ５２、及び
レンズ５３が順次配置されている。
２とファラデー素子１との間には、レンズ２１、光ファ
イバ２２、及びレンズ２３が順次配置され、同様に、第
２の直線偏光光源１３とファラデー素子１との間には、
レンズ２４、光ファイバ２５、及びレンズ２６が順次配
置されている。そして、分波器１４と第２の受光器１５
との間にも、レンズ２７、光ファイバ２８、及びレンズ
２９が順次配置されている。なお、検光子２と第１の受
光器３との間にも、レンズ５１、光ファイバ５２、及び
レンズ５３が順次配置されている。
【００３１】また、スイッチ回路１７は、破線で囲まれ
た部分で構成されており、第１の直線偏光光源１２の駆
動電流をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチング用トラン
ジスタ３２、第２の直線偏光光源１３の駆動電流をＯＮ
／ＯＦＦするためのスイッチング用トランジスタ３４、
及び第１、第２の直線偏光光源を逆相駆動するインバー
タ回路３５から構成されている。さらに、光量調整回路
１６は、第３の増幅器３６及び第４の増幅器３９、ロー
パスフィルタ３７、ハイパスフィルタ３８、検波器４
０、加算増幅器４１〜４３、及び第１、第２の駆動電流
を制御するためのトランジスタ３１，３３で構成されて
いる。
た部分で構成されており、第１の直線偏光光源１２の駆
動電流をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチング用トラン
ジスタ３２、第２の直線偏光光源１３の駆動電流をＯＮ
／ＯＦＦするためのスイッチング用トランジスタ３４、
及び第１、第２の直線偏光光源を逆相駆動するインバー
タ回路３５から構成されている。さらに、光量調整回路
１６は、第３の増幅器３６及び第４の増幅器３９、ロー
パスフィルタ３７、ハイパスフィルタ３８、検波器４
０、加算増幅器４１〜４３、及び第１、第２の駆動電流
を制御するためのトランジスタ３１，３３で構成されて
いる。
【００３２】そして、以上のような構成を有する光量調
整回路１６とスイッチ回路１７及び発光・モニタ側の光
学系の動作は、次の通りである。すなわち、矩形波信号
Ｃ（ｔ）［図３の（ａ）］が、逆相駆動用切り換え信号
として、スイッチ回路１７におけるトランジスタ３２の
ベース端子とインバータ回路３５に入力され、このイン
バータ回路３５の出力は、トランジスタ３４のベース端
子に入力される。切り換え信号Ｃ（ｔ）がハイレベル
“１”の場合には、トランジスタ３２がＯＮ、トランジ
スタ３４がＯＦＦ状態となって、第１の直線偏光光源１
２から出射光ＩX0が出射される。逆に、切り換え信号Ｃ
（ｔ）がローレベル“０”の場合には、トランジスタ３
４がＯＮ、トランジスタ３２がＯＦＦ状態となって、第
２の直線偏光光源１３から出射光ＩY0が出射される。
整回路１６とスイッチ回路１７及び発光・モニタ側の光
学系の動作は、次の通りである。すなわち、矩形波信号
Ｃ（ｔ）［図３の（ａ）］が、逆相駆動用切り換え信号
として、スイッチ回路１７におけるトランジスタ３２の
ベース端子とインバータ回路３５に入力され、このイン
バータ回路３５の出力は、トランジスタ３４のベース端
子に入力される。切り換え信号Ｃ（ｔ）がハイレベル
“１”の場合には、トランジスタ３２がＯＮ、トランジ
スタ３４がＯＦＦ状態となって、第１の直線偏光光源１
２から出射光ＩX0が出射される。逆に、切り換え信号Ｃ
（ｔ）がローレベル“０”の場合には、トランジスタ３
４がＯＮ、トランジスタ３２がＯＦＦ状態となって、第
２の直線偏光光源１３から出射光ＩY0が出射される。
【００３３】出射光ＩX0 ，ＩY0は、光ファイバ２２，
２５を介してファラデー素子１に入射され、このファラ
デー素子１を透過した後、さらに、分波器１４に入射さ
れ、この分波器１４によって、測定光ＩXS ，ＩYSと、
モニタ光ＩXM ，ＩYMとに分離される。このうち、モニ
タ光ＩXM ，ＩYMは、レンズ２７、光ファイバ２８、及
びレンズ２９を経て、第２の受光器１５に入射され、モ
ニタ光ＩXM ，ＩYMの各々の光強度に比例した電気信号
ＩXM´，ＩYM´に光電変換される。
２５を介してファラデー素子１に入射され、このファラ
デー素子１を透過した後、さらに、分波器１４に入射さ
れ、この分波器１４によって、測定光ＩXS ，ＩYSと、
モニタ光ＩXM ，ＩYMとに分離される。このうち、モニ
タ光ＩXM ，ＩYMは、レンズ２７、光ファイバ２８、及
びレンズ２９を経て、第２の受光器１５に入射され、モ
ニタ光ＩXM ，ＩYMの各々の光強度に比例した電気信号
ＩXM´，ＩYM´に光電変換される。
【００３４】電気信号ＩXM´，ＩYM´は、光量調整回路
１６における第３の増幅器（利得：ｋ3 ）３６に入力さ
れ、これらの信号ＩXM´，ＩYM´の和が、信号Ｉ11［図
３の波形（ｄ）］として出力される。すなわち、モニタ
光ＩXM＝ＩYMの場合の出力信号Ｉ11は、一定値ｋ3 ＩXM
´（＝ｋ3 ＩYM´）になり、また、ＩXM≠ＩYMの場合に
は、ｋ3 ＩXM´とｋ3 ＩYM´とを成分とする直流に重畳
した矩形波が現れる。図３の（ｄ）に示す矩形波は、モ
ニタ光ＩXM＞ＩYMの場合の矩形波の一例を示している。
１６における第３の増幅器（利得：ｋ3 ）３６に入力さ
れ、これらの信号ＩXM´，ＩYM´の和が、信号Ｉ11［図
３の波形（ｄ）］として出力される。すなわち、モニタ
光ＩXM＝ＩYMの場合の出力信号Ｉ11は、一定値ｋ3 ＩXM
´（＝ｋ3 ＩYM´）になり、また、ＩXM≠ＩYMの場合に
は、ｋ3 ＩXM´とｋ3 ＩYM´とを成分とする直流に重畳
した矩形波が現れる。図３の（ｄ）に示す矩形波は、モ
ニタ光ＩXM＞ＩYMの場合の矩形波の一例を示している。
【００３５】第３の増幅器３６からの出力信号Ｉ11は、
ローパスフィルタ３７及びハイパスフィルタ３８に入力
される。ローパスフィルタ３７によって、信号Ｉ11の直
流成分、すなわち、ｋ3 ＩXM´とｋ3 ＩYM´の平均値が
抽出され、この平均値（を示す信号）ＩAVE が、加算増
幅器４１のマイナス入力端子に入力される。一方、ハイ
パスフィルタ３８によって、信号Ｉ11の直流成分は除去
され、図３の波形（ｄ）に示す矩形波信号だけが抽出さ
れる。この矩形波信号は、第４の増幅器（利得：ｋ4 ）
３９に入力され、第４の増幅器３９によって、ｋ4 （Ｉ
11−ＩAVE ）を振幅とする矩形波信号Ｉ12［図３の波形
（ｅ）］に増幅される。
ローパスフィルタ３７及びハイパスフィルタ３８に入力
される。ローパスフィルタ３７によって、信号Ｉ11の直
流成分、すなわち、ｋ3 ＩXM´とｋ3 ＩYM´の平均値が
抽出され、この平均値（を示す信号）ＩAVE が、加算増
幅器４１のマイナス入力端子に入力される。一方、ハイ
パスフィルタ３８によって、信号Ｉ11の直流成分は除去
され、図３の波形（ｄ）に示す矩形波信号だけが抽出さ
れる。この矩形波信号は、第４の増幅器（利得：ｋ4 ）
３９に入力され、第４の増幅器３９によって、ｋ4 （Ｉ
11−ＩAVE ）を振幅とする矩形波信号Ｉ12［図３の波形
（ｅ）］に増幅される。
【００３６】第４の増幅器３９からの出力信号Ｉ12は、
検波器４０に入力され、この検波器４０において、切り
換え信号Ｃ（ｔ）により同期整流される。すなわち、切
り換え信号Ｃ（ｔ）がハイレベル“１”の場合には、信
号Ｉ12はそのまま信号Ｉ13として出力され、切り換え信
号Ｃ（ｔ）がローレベル“０”の場合には、信号Ｉ
１２は、その極性を反転され、信号Ｉ １３として出力さ
れる。従って、２つの直線偏光波（モニタ光）ＩXM ，
ＩYMの光強度がＩXM＞ＩYMの場合には、検波器４０の出
力信号Ｉ13の極性はプラスになり、逆にＩXM＜ＩYMの場
合には、出力信号Ｉ13の極性はマイナスになる。
検波器４０に入力され、この検波器４０において、切り
換え信号Ｃ（ｔ）により同期整流される。すなわち、切
り換え信号Ｃ（ｔ）がハイレベル“１”の場合には、信
号Ｉ12はそのまま信号Ｉ13として出力され、切り換え信
号Ｃ（ｔ）がローレベル“０”の場合には、信号Ｉ
１２は、その極性を反転され、信号Ｉ １３として出力さ
れる。従って、２つの直線偏光波（モニタ光）ＩXM ，
ＩYMの光強度がＩXM＞ＩYMの場合には、検波器４０の出
力信号Ｉ13の極性はプラスになり、逆にＩXM＜ＩYMの場
合には、出力信号Ｉ13の極性はマイナスになる。
【００３７】検波器４０の出力信号Ｉ13は、加算増幅器
４２のマイナス入力端子と加算増幅器４３の第２のプラ
ス入力端子に入力される。また、加算増幅器４１のプラ
ス入力端子には、光強度の設定値Ｉ0 が入力され、この
設定値Ｉ0 とマイナス入力端子に入力された信号ＩAVE
との差が、信号（Ｉ0 −ＩAVE ）として出力される。こ
の出力信号（Ｉ0 −ＩAVE ）は、加算増幅器４２のプラ
ス入力端子と加算増幅器４３の第１のプラス入力端子に
入力される。この構成により、加算増幅器４１は、設定
値Ｉ0 に対するＩXMとＩYMの平均値ＩAVE の変動分を補
正量として出力し、また、加算増幅器４２，４３は、Ｉ
XMとＩYMの差に、加算増幅器４１の出力を加えた量を補
正量として出力する。トランジスタ３１，３３は、加算
増幅器４２，４３の出力信号を入力して、第１、第２の
直線偏光光源１２，１３の駆動電流を調整する。
４２のマイナス入力端子と加算増幅器４３の第２のプラ
ス入力端子に入力される。また、加算増幅器４１のプラ
ス入力端子には、光強度の設定値Ｉ0 が入力され、この
設定値Ｉ0 とマイナス入力端子に入力された信号ＩAVE
との差が、信号（Ｉ0 −ＩAVE ）として出力される。こ
の出力信号（Ｉ0 −ＩAVE ）は、加算増幅器４２のプラ
ス入力端子と加算増幅器４３の第１のプラス入力端子に
入力される。この構成により、加算増幅器４１は、設定
値Ｉ0 に対するＩXMとＩYMの平均値ＩAVE の変動分を補
正量として出力し、また、加算増幅器４２，４３は、Ｉ
XMとＩYMの差に、加算増幅器４１の出力を加えた量を補
正量として出力する。トランジスタ３１，３３は、加算
増幅器４２，４３の出力信号を入力して、第１、第２の
直線偏光光源１２，１３の駆動電流を調整する。
【００３８】ＩXM＝ＩYM＝Ｉ0 を満足する定常状態で
は、ＩAVE ＝Ｉ0 ，Ｉ12＝Ｉ13＝０、従って、加算増
幅器４１〜４３の出力はいずれも“０”である。この状
態で、ＩXM＝ＩYM＝Ｉ0 になるように、第１、第２の直
線偏光光源１２，１３の駆動回路を調整している。次
に、直線偏光波（モニタ光）ＩXM ，ＩYMの光強度が変
動した場合の光量調整回路１６の作用を説明する。
は、ＩAVE ＝Ｉ0 ，Ｉ12＝Ｉ13＝０、従って、加算増
幅器４１〜４３の出力はいずれも“０”である。この状
態で、ＩXM＝ＩYM＝Ｉ0 になるように、第１、第２の直
線偏光光源１２，１３の駆動回路を調整している。次
に、直線偏光波（モニタ光）ＩXM ，ＩYMの光強度が変
動した場合の光量調整回路１６の作用を説明する。
【００３９】仮に、モニタ光ＩXMの光強度だけが増加し
た場合、第３の増幅器３６の出力信号Ｉ11の直流成分ｋ
3 ＩXM´が増加するために、ローパスフィルタ３７から
出力される平均値ＩAVE も増加し、加算増幅器４１の出
力信号（Ｉ0 −ＩAVE ）はマイナス側に変化する。その
結果、加算増幅器４２，４３の出力も、マイナス側に変
化して、トランジスタ３１，３３が共にＯＦＦする方向
に作用し、第１、第２の直線偏光光源１２，１３の駆動
電流を低減させて、平均値ＩAVE と設定値Ｉ0が等しく
なるように制御する。
た場合、第３の増幅器３６の出力信号Ｉ11の直流成分ｋ
3 ＩXM´が増加するために、ローパスフィルタ３７から
出力される平均値ＩAVE も増加し、加算増幅器４１の出
力信号（Ｉ0 −ＩAVE ）はマイナス側に変化する。その
結果、加算増幅器４２，４３の出力も、マイナス側に変
化して、トランジスタ３１，３３が共にＯＦＦする方向
に作用し、第１、第２の直線偏光光源１２，１３の駆動
電流を低減させて、平均値ＩAVE と設定値Ｉ0が等しく
なるように制御する。
【００４０】一方、ハイパスフィルタ３８及び第４の増
幅器３９を介して、モニタ光ＩXMの変動により生じた矩
形波成分［図３の波形（ｄ）］を増幅し、検波器４０で
同期整流した信号Ｉ13は、プラスとなり、加算増幅器４
２の出力は、マイナス側に、また、加算増幅器４３の出
力は、プラス側に変化するために、トランジスタ３１
は、ＯＦＦ方向に作用して、第１の直線偏光光源１２の
出射光ＩX0の光強度を低減させ、これによって、対応す
るモニタ光の光強度ＩXMを低減させる。また、トランジ
スタ３３は、ＯＮ方向に作用して、平均値の補正に伴う
第２の直線偏光光源１３の出射光ＩY0の光強度を修正
し、これによって、対応するモニタ光の光強度ＩYMの減
少分を修正する。その結果、２つのモニタ光の光強度Ｉ
XMとＩYMは、互いに等しく、且つ、その平均値ＩAVE が
設定値Ｉ0 に等しくなるように制御される。
幅器３９を介して、モニタ光ＩXMの変動により生じた矩
形波成分［図３の波形（ｄ）］を増幅し、検波器４０で
同期整流した信号Ｉ13は、プラスとなり、加算増幅器４
２の出力は、マイナス側に、また、加算増幅器４３の出
力は、プラス側に変化するために、トランジスタ３１
は、ＯＦＦ方向に作用して、第１の直線偏光光源１２の
出射光ＩX0の光強度を低減させ、これによって、対応す
るモニタ光の光強度ＩXMを低減させる。また、トランジ
スタ３３は、ＯＮ方向に作用して、平均値の補正に伴う
第２の直線偏光光源１３の出射光ＩY0の光強度を修正
し、これによって、対応するモニタ光の光強度ＩYMの減
少分を修正する。その結果、２つのモニタ光の光強度Ｉ
XMとＩYMは、互いに等しく、且つ、その平均値ＩAVE が
設定値Ｉ0 に等しくなるように制御される。
【００４１】また、上記例とは反対に、モニタ光ＩXMの
光強度が減少した場合には、平均値ＩAVE が低下するた
めに、加算増幅器４１の出力信号（Ｉ0 −ＩAVE ）は、
プラス側に変化して、ＩXM ，ＩYMを増やすように作用
し、平均値ＩAVE を増加させて、設定値Ｉ0 に等しくな
るように制御する。さらに、ＩXM＜ＩYMより、検波器４
０の出力信号Ｉ13の極性はマイナスとなるために、加算
増幅器４２の出力はプラス側に変化して、ＩXMの減少分
を補うように作用し、加算増幅器４３の出力は、マイナ
ス側に変化して平均値の補正に伴うＩYMの増加分を修正
する。ＩYMだけが変動した場合、または、ＩXMとＩYMが
共に変動した場合にも、同様に、光量調整回路１６が作
用し、ＩXMとＩYMは等しく且つ一定値になる。
光強度が減少した場合には、平均値ＩAVE が低下するた
めに、加算増幅器４１の出力信号（Ｉ0 −ＩAVE ）は、
プラス側に変化して、ＩXM ，ＩYMを増やすように作用
し、平均値ＩAVE を増加させて、設定値Ｉ0 に等しくな
るように制御する。さらに、ＩXM＜ＩYMより、検波器４
０の出力信号Ｉ13の極性はマイナスとなるために、加算
増幅器４２の出力はプラス側に変化して、ＩXMの減少分
を補うように作用し、加算増幅器４３の出力は、マイナ
ス側に変化して平均値の補正に伴うＩYMの増加分を修正
する。ＩYMだけが変動した場合、または、ＩXMとＩYMが
共に変動した場合にも、同様に、光量調整回路１６が作
用し、ＩXMとＩYMは等しく且つ一定値になる。
【００４２】以上のように、本実施例においては、２つ
の直線偏光波（モニタ光）ＩXM ，ＩYMの光強度が変動
するか、またはバランスが崩れると、光量調整回路１６
が作動し、第１、第２の直線偏光光源１２，１３から出
射する直線偏光波の光強度を、常に等しく且つ一定に調
整することができる。ここで、再び図１を参照して、第
１の受光器３の出力信号からファラデー回転角を求める
方法を説明する。
の直線偏光波（モニタ光）ＩXM ，ＩYMの光強度が変動
するか、またはバランスが崩れると、光量調整回路１６
が作動し、第１、第２の直線偏光光源１２，１３から出
射する直線偏光波の光強度を、常に等しく且つ一定に調
整することができる。ここで、再び図１を参照して、第
１の受光器３の出力信号からファラデー回転角を求める
方法を説明する。
【００４３】ファラデー素子１を透過中に偏波面をθだ
け回転した２つの直線偏光波ＩX0，ＩY0は分波器１４に
入射され、その透過光である測定光ＩXS ，ＩYSの特定
の方位角成分が、検光子２で抽出される。すなわち、前
記の式（６）の電界ベクトル成分ＥR が得られる。検光
子２の出射光は、図２に示すように、レンズ５１、光フ
ァイバ５２、及びレンズ５３を介して、第１の受光器３
に入射され、電気信号ｉP に変換される。
け回転した２つの直線偏光波ＩX0，ＩY0は分波器１４に
入射され、その透過光である測定光ＩXS ，ＩYSの特定
の方位角成分が、検光子２で抽出される。すなわち、前
記の式（６）の電界ベクトル成分ＥR が得られる。検光
子２の出射光は、図２に示すように、レンズ５１、光フ
ァイバ５２、及びレンズ５３を介して、第１の受光器３
に入射され、電気信号ｉP に変換される。
【００４４】第１の受光器３の出力電流ｉP は、前記の
式（９）に示すように［但し、この場合、式（９）にお
けるＩX0 ，ＩY0は、それぞれＩXS ，ＩYSに相当す
る。以下、同様である。］、直流成分ｋ（ＩXS＋ＩYS）
／２に、交流成分ｋ（ＩXS−ＩYS）ｓｉｎ２θ／２が重
畳されている。このうち、直流成分は、第１の受光器３
の出力信号ｉP ［図６の波形（ｆ）］を、第１の増幅器
４で増幅し、その出力信号Ｉ1 をローパスフィルタ９に
入力することにより、ｋｋ1 Ｉ0 ／２として分離して得
ることができる。交流成分は、同じく、第１の増幅器４
の出力信号Ｉ1 をハイパスフィルタ６に入力して、ファ
ラデー回転により生じる矩形波信号を抽出し、第２の増
幅器８（利得：ｋ2 ）で増幅することにより、Ｉ2 ＝ｋ
ｋ1 ｋ2 Ｉ0 ｓｉｎ２θ／２として得ることができる。
さらに、矩形波信号Ｉ2 を検波器８に入力して、キャリ
ア入力信号Ｃ（ｔ）により同期整流することで、直流レ
ベルのｋｋ1 ｋ2 Ｉ0 ｓｉｎ２θ／２に変換する。ロー
パスフィルタ９の出力信号ｋｋ1 Ｉ0 ／２と、検波器８
の出力信号ｋｋ1 ｋ2 Ｉ0 ｓｉｎ２θ／２を、割算器１
０に入力することにより、ファラデー回転角がｋ2 ｓｉ
ｎ２θとして求められる。
式（９）に示すように［但し、この場合、式（９）にお
けるＩX0 ，ＩY0は、それぞれＩXS ，ＩYSに相当す
る。以下、同様である。］、直流成分ｋ（ＩXS＋ＩYS）
／２に、交流成分ｋ（ＩXS−ＩYS）ｓｉｎ２θ／２が重
畳されている。このうち、直流成分は、第１の受光器３
の出力信号ｉP ［図６の波形（ｆ）］を、第１の増幅器
４で増幅し、その出力信号Ｉ1 をローパスフィルタ９に
入力することにより、ｋｋ1 Ｉ0 ／２として分離して得
ることができる。交流成分は、同じく、第１の増幅器４
の出力信号Ｉ1 をハイパスフィルタ６に入力して、ファ
ラデー回転により生じる矩形波信号を抽出し、第２の増
幅器８（利得：ｋ2 ）で増幅することにより、Ｉ2 ＝ｋ
ｋ1 ｋ2 Ｉ0 ｓｉｎ２θ／２として得ることができる。
さらに、矩形波信号Ｉ2 を検波器８に入力して、キャリ
ア入力信号Ｃ（ｔ）により同期整流することで、直流レ
ベルのｋｋ1 ｋ2 Ｉ0 ｓｉｎ２θ／２に変換する。ロー
パスフィルタ９の出力信号ｋｋ1 Ｉ0 ／２と、検波器８
の出力信号ｋｋ1 ｋ2 Ｉ0 ｓｉｎ２θ／２を、割算器１
０に入力することにより、ファラデー回転角がｋ2 ｓｉ
ｎ２θとして求められる。
【００４５】以上の説明から明らかなように、本実施例
によれば、偏波面が直交する２つの直線偏光波の光強度
を一定に調整し、互いに逆相駆動することにより、従来
の光学式磁界測定装置において、ファラデー回転角の測
定光用として２系統必要であったところの受光系を、１
系統のみに簡略化できる。この結果、従来のように、２
つの光電変換器の利得を一定にする必要がなくなり、受
光器の経年変化による感度のバラツキ、光ファイバの損
失、増幅器の利得変化、ドリフトなどに影響されない光
学式磁界測定装置を実現できる。
によれば、偏波面が直交する２つの直線偏光波の光強度
を一定に調整し、互いに逆相駆動することにより、従来
の光学式磁界測定装置において、ファラデー回転角の測
定光用として２系統必要であったところの受光系を、１
系統のみに簡略化できる。この結果、従来のように、２
つの光電変換器の利得を一定にする必要がなくなり、受
光器の経年変化による感度のバラツキ、光ファイバの損
失、増幅器の利得変化、ドリフトなどに影響されない光
学式磁界測定装置を実現できる。
【００４６】図４は、本発明による光学式磁界測定装置
において、第１の受光器出力からのファラデー回転角を
検出するための信号処理方法の異なる他の実施例を示す
ブロック構成図である。なお、この図４においては、測
定手段以外の部分、及びファラデー素子、検光子につい
ては、前記実施例と同様であるものとしてこれらを省略
し、第１の受光器以下の測定手段側の構成のみを示して
いる。
において、第１の受光器出力からのファラデー回転角を
検出するための信号処理方法の異なる他の実施例を示す
ブロック構成図である。なお、この図４においては、測
定手段以外の部分、及びファラデー素子、検光子につい
ては、前記実施例と同様であるものとしてこれらを省略
し、第１の受光器以下の測定手段側の構成のみを示して
いる。
【００４７】図４に示す実施例において、第１の増幅器
４、ハイパスフィルタ６、第２の増幅器７、検波器８、
及びローパスフィルタ９は、前記実施例で説明した構成
要素と全く同様の構成要素であり、同一機能を有するた
め、ここでは説明を省略し、以下には、本実施例の特徴
のみを説明する。すなわち、６１は、シリコンアバラン
シェホトダイオード（ＡＰＤ）を用いた第１の受光器、
６２は、第１の受光器６１の出力電流ｉP を電圧に変換
する抵抗器である。６３は、ローパスフィルタ９の出力
と電圧基準値ＶBRとを比較し、その差を出力する比較
器、６４は、比較器６３の出力信号を入力し、第１の受
光器６１のカソード端子に印加する電圧を調整して、第
１の受光器６１の光電変換利得を変化させるためのトラ
ンジスタである。この場合、第１の受光器６１、抵抗器
６２、第１の増幅器４、ローパスフィルタ６、比較器６
３、及びトランジスタ６４で電圧調整回路を構成してい
る。
４、ハイパスフィルタ６、第２の増幅器７、検波器８、
及びローパスフィルタ９は、前記実施例で説明した構成
要素と全く同様の構成要素であり、同一機能を有するた
め、ここでは説明を省略し、以下には、本実施例の特徴
のみを説明する。すなわち、６１は、シリコンアバラン
シェホトダイオード（ＡＰＤ）を用いた第１の受光器、
６２は、第１の受光器６１の出力電流ｉP を電圧に変換
する抵抗器である。６３は、ローパスフィルタ９の出力
と電圧基準値ＶBRとを比較し、その差を出力する比較
器、６４は、比較器６３の出力信号を入力し、第１の受
光器６１のカソード端子に印加する電圧を調整して、第
１の受光器６１の光電変換利得を変化させるためのトラ
ンジスタである。この場合、第１の受光器６１、抵抗器
６２、第１の増幅器４、ローパスフィルタ６、比較器６
３、及びトランジスタ６４で電圧調整回路を構成してい
る。
【００４８】本実施例における電圧調整回路は、周囲温
度の変化や光学系の光損失などの原因により、第１の受
光器６１の出力電流が変化しても、第１の増幅器４の出
力が常に一定になるように作用する。例えば、第１の受
光器６１における受光量が一定であっても、温度変化な
どの他の原因で、第１の受光器６１の出力電流ｉP が増
加した場合には、第１の増幅器４の出力電圧Ｉ1 ［図６
の波形（ｆ）］の増加に伴い、その平均値も増加するた
め、ローパスフィルタ９の出力も増加する。比較器６３
は、第１の増幅器４の出力電圧Ｉ1 の平均値と電圧基準
値ＶBRとを比較し、その比較の結果に相当する電圧を出
力して、トランジスタ６４をＯＦＦさせる方向に作動さ
せる。その結果、第１の受光器６１のカソード端子への
印加電圧が低下することで、光電変換利得も低下して、
出力電流ｉP を減少させる。
度の変化や光学系の光損失などの原因により、第１の受
光器６１の出力電流が変化しても、第１の増幅器４の出
力が常に一定になるように作用する。例えば、第１の受
光器６１における受光量が一定であっても、温度変化な
どの他の原因で、第１の受光器６１の出力電流ｉP が増
加した場合には、第１の増幅器４の出力電圧Ｉ1 ［図６
の波形（ｆ）］の増加に伴い、その平均値も増加するた
め、ローパスフィルタ９の出力も増加する。比較器６３
は、第１の増幅器４の出力電圧Ｉ1 の平均値と電圧基準
値ＶBRとを比較し、その比較の結果に相当する電圧を出
力して、トランジスタ６４をＯＦＦさせる方向に作動さ
せる。その結果、第１の受光器６１のカソード端子への
印加電圧が低下することで、光電変換利得も低下して、
出力電流ｉP を減少させる。
【００４９】また、第１の受光器６１の出力電流が減少
した場合には、上記作用とは反対に、トランジスタ６４
をＯＮさせる方向に作動させ、第１の受光器６１のカソ
ード印加電圧を上昇させることにより、光電変換利得を
高めて出力電流ｉP を増加させる。このような作用を繰
り返すことにより、前記の式（１０）に含まれる直流成
分ｋｋ1 （ＩXS＋ＩYS）／２を一定に制御できる。その
結果、検波器８の出力ｋｋ1 ｋ2 Ｉ0 ｓｉｎ２θ／２
は、ｋｋ1 ｋ2 ｓｉｎ２θで表され、図１及び図５に示
した割算器１０を省略することが可能となる。
した場合には、上記作用とは反対に、トランジスタ６４
をＯＮさせる方向に作動させ、第１の受光器６１のカソ
ード印加電圧を上昇させることにより、光電変換利得を
高めて出力電流ｉP を増加させる。このような作用を繰
り返すことにより、前記の式（１０）に含まれる直流成
分ｋｋ1 （ＩXS＋ＩYS）／２を一定に制御できる。その
結果、検波器８の出力ｋｋ1 ｋ2 Ｉ0 ｓｉｎ２θ／２
は、ｋｋ1 ｋ2 ｓｉｎ２θで表され、図１及び図５に示
した割算器１０を省略することが可能となる。
【００５０】なお、本発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、各部の具体的な構成は自由に選択可能で
あり、例えば、直線偏光光源としては、レーザダイオー
ド以外のものも使用可能である。また、ファラデー効果
材の材質も適宜選択可能であり、スイッチ回路や光量調
整回路の具体的な構成も適宜選択可能である。さらに、
前記実施例においては、分波器の透過光を測定光として
使用し、反射光をモニタ光として使用したが、逆に、分
波器の反射光を測定光として使用し、透過光をモニタ光
として使用する構成も可能であり、同様の作用効果を得
られる。
ものではなく、各部の具体的な構成は自由に選択可能で
あり、例えば、直線偏光光源としては、レーザダイオー
ド以外のものも使用可能である。また、ファラデー効果
材の材質も適宜選択可能であり、スイッチ回路や光量調
整回路の具体的な構成も適宜選択可能である。さらに、
前記実施例においては、分波器の透過光を測定光として
使用し、反射光をモニタ光として使用したが、逆に、分
波器の反射光を測定光として使用し、透過光をモニタ光
として使用する構成も可能であり、同様の作用効果を得
られる。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、２つの直線偏光光源を使用して、ファラデー効果材
に入射した後、これを分波手段で分離し、その透過光ま
たは反射光を測定光として、１つの受光系で電気信号に
変換する構成とすることにより、２つの受光系を使用し
ていた従来技術に比べて、光電変換器の利得変動に影響
されることなく、精度の高い磁界測定が可能な光学式磁
界測定装置を提供することができる。
は、２つの直線偏光光源を使用して、ファラデー効果材
に入射した後、これを分波手段で分離し、その透過光ま
たは反射光を測定光として、１つの受光系で電気信号に
変換する構成とすることにより、２つの受光系を使用し
ていた従来技術に比べて、光電変換器の利得変動に影響
されることなく、精度の高い磁界測定が可能な光学式磁
界測定装置を提供することができる。
【図１】本発明による光学式磁界測定装置の一実施例を
示すブロック構成図。
示すブロック構成図。
【図２】図１の光学式磁界測定装置における光量調整回
路とスイッチ回路及び発光・モニタ側の光学系の回路構
成を示すブロック構成図。
路とスイッチ回路及び発光・モニタ側の光学系の回路構
成を示すブロック構成図。
【図３】図１の光学式磁界測定装置の作用を説明するた
めのタイミング図。
めのタイミング図。
【図４】本発明による光学式磁界測定装置の図１とは異
なる実施例を示すブロック構成図。
なる実施例を示すブロック構成図。
【図５】本発明の測定手段側の一般的な構成を示すブロ
ック構成図。
ック構成図。
【図６】図５の作用を説明するためのタイミング図。
【図７】従来のファラデー効果を用いた光学式磁界測定
装置の一例を示すブロック構成図。
装置の一例を示すブロック構成図。
１…ファラデー素子（ファラデー効果材） ２…検光子（検光手段） ３…受光器（第１の受光手段） ４…第１の増幅器 ５…光電変換器 ６…ハイパスフィルタ ７…第２の増幅器 ８…検波器（検波手段） ９…ローパスフィルタ（フィルタ手段） １０…割算器 １２…第１の直線偏光光源 １３…第２の直線偏光光源 １４…分波器（分波手段） １５…第２の受光器（第２の受光手段） １６…光量調整回路 １７…スイッチ回路 １８…タイミング回路
Claims (1)
- 【請求項１】 磁界中に設置したファラデー効果材と、
このファラデー効果材に所定の光を入射させる発光手段
と、ファラデー効果材を透過した光のファラデー効果に
よる偏波面の回転角を検出する測定手段とを有する光学
式磁界測定装置において、 前記発光手段として、 偏波面が互いに直交する直線偏光波を出射する第１、第
２の直線偏光光源と、 前記第１、第２の直線偏光光源を逆相駆動するスイッチ
回路とを備え、 且つ、前記ファラデー効果材が、前記第１、第２の直線
偏光光源から出射された直線偏光波を透過させるように
磁界中に設置され、 且つ、前記ファラデー効果材を透過した直線偏光波を入
射し、透過光及び反射光に分離する分波手段を備え、 且つ、前記測定手段として、 前記分波手段の透過光及び反射光のいずれか一方を測定
光として入射して、この測定光から特定の偏波面方位角
成分のみを抽出する検光手段と、 前記検光手段を通過した直線偏光波を入射して電気信号
に変換する第１の受光手段と、 前記第１の受光手段の出力信号から交流成分の矩形波振
幅を抽出する検波手段と、 前記第１の受光手段の出力信号から直流成分を抽出する
フィルタ手段とを備え、 且つ、モニタ手段として、 前記分波手段の透過光及び反射光の残る一方をモニタ光
として入射して、このモニタ光を電気信号に変換する第
２の受光手段と、 前記第２の受光手段の出力を入力して、前記第１、第２
の直線偏光光源からの出射光に対応する２相のモニタ光
の光強度を等しくするように、前記第１、第２の直線偏
光光源に作用する光量調整回路とを備え、 さらに、制御手段として、 前記スイッチ回路と前記検波手段に切り換え信号を供給
するタイミング回路を備えたことを特徴とする光学式磁
界測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18975191A JPH05196706A (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 光学式磁界測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18975191A JPH05196706A (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 光学式磁界測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05196706A true JPH05196706A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=16246574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18975191A Pending JPH05196706A (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 光学式磁界測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05196706A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023153675A (ja) * | 2022-04-05 | 2023-10-18 | 公益財団法人電磁材料研究所 | 磁気センサ |
-
1991
- 1991-07-30 JP JP18975191A patent/JPH05196706A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023153675A (ja) * | 2022-04-05 | 2023-10-18 | 公益財団法人電磁材料研究所 | 磁気センサ |
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