JPH0740048B2 - 光フアイバ型電圧センサ - Google Patents
光フアイバ型電圧センサInfo
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- JPH0740048B2 JPH0740048B2 JP61042214A JP4221486A JPH0740048B2 JP H0740048 B2 JPH0740048 B2 JP H0740048B2 JP 61042214 A JP61042214 A JP 61042214A JP 4221486 A JP4221486 A JP 4221486A JP H0740048 B2 JPH0740048 B2 JP H0740048B2
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- Japan
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- optical fiber
- light
- voltage sensor
- type voltage
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- Expired - Lifetime
Links
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Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はポッケルス効果を用いた光ファイバ型電圧セン
サに関する。
サに関する。
従来の技術 BSO,LiNbO3,ZnS等の電気光学結晶のポッケルス効果を利
用して高圧送電線などの電圧を光学的に測定する光ファ
イバ型電圧センサは、絶縁性や電磁誘導ノイズの点です
ぐれており、抵抗分圧法やコンデンサ分圧法などによる
電気的測定法に比較して多くの長所を有しているため、
近年、積極的に開発が行なわれている。
用して高圧送電線などの電圧を光学的に測定する光ファ
イバ型電圧センサは、絶縁性や電磁誘導ノイズの点です
ぐれており、抵抗分圧法やコンデンサ分圧法などによる
電気的測定法に比較して多くの長所を有しているため、
近年、積極的に開発が行なわれている。
従来の光ファイバ型センサは、例えば、電気通信学会技
術研究報告（OQE82−59）に示すように、第２図のよう
な構成となっていた。双方向で用いる入，出力兼用光フ
ァイバ１と自己集束性ロッドレンズ２の一端側との間
に、１枚の複屈折材料（ルチル平板）３を置いて偏光分
離機能を持たせ、また、自己集束性ロッドレンズ２の他
端には、電極４を有するポッケルス材料（本従来例で
は、LiNbO3単結晶）５と1/3波長板６及び反射板７を配
置して、反射光学系を構成する。入出力兼用光ファイバ
１の手前には分岐器８があって、入力光ファイバ９から
の光linを入出力兼用光ファイバ１に通し、また、入出
力兼用光ファイバ１から逆方向に帰ってきた信号光lout
を出力光ファイバ10に分岐する。
術研究報告（OQE82−59）に示すように、第２図のよう
な構成となっていた。双方向で用いる入，出力兼用光フ
ァイバ１と自己集束性ロッドレンズ２の一端側との間
に、１枚の複屈折材料（ルチル平板）３を置いて偏光分
離機能を持たせ、また、自己集束性ロッドレンズ２の他
端には、電極４を有するポッケルス材料（本従来例で
は、LiNbO3単結晶）５と1/3波長板６及び反射板７を配
置して、反射光学系を構成する。入出力兼用光ファイバ
１の手前には分岐器８があって、入力光ファイバ９から
の光linを入出力兼用光ファイバ１に通し、また、入出
力兼用光ファイバ１から逆方向に帰ってきた信号光lout
を出力光ファイバ10に分岐する。
この動作原理を説明すると、入出力兼用光ファイバ１か
ら出射した光linはルチル平板３で直線偏光になり、ポ
ッケルス材料５及び1/3波長板６を透過後、ミラー７で
反射され、再び1/3波長板６及びポッケルス材料５を通
過後、ルチル平板３で偏光分離されて、入出力兼用光フ
ァイバ１に受光される。ポッケルス材料５は電界により
屈折率が変化するが、その変化率が偏光方向により異な
るため、通過する光の位相が変わり、楕円偏光となる。
この偏光の変化を検光子に当たるルチル平板３で偏光分
離し、強度変化に変換する。ここで、ポッケルス材料５
を通過する光が電界により受ける光学的位相差Δφは印
加電界強度Ｅに比例する。
ら出射した光linはルチル平板３で直線偏光になり、ポ
ッケルス材料５及び1/3波長板６を透過後、ミラー７で
反射され、再び1/3波長板６及びポッケルス材料５を通
過後、ルチル平板３で偏光分離されて、入出力兼用光フ
ァイバ１に受光される。ポッケルス材料５は電界により
屈折率が変化するが、その変化率が偏光方向により異な
るため、通過する光の位相が変わり、楕円偏光となる。
この偏光の変化を検光子に当たるルチル平板３で偏光分
離し、強度変化に変換する。ここで、ポッケルス材料５
を通過する光が電界により受ける光学的位相差Δφは印
加電界強度Ｅに比例する。
すなわち Δφ＝kE ただしk:比例定数 …………（１） となる。
また、光線は1/3波長板を往復することにより、π/2の
位相差を受ける。従って、この場合の出力光強度は、 Ｐ∝１−sin（Δφ） …………（２） となり、Δφが小さい時には、 Ｐ∝１−Δφ＝１−kE …………（３） となり、電界強度Ｅに比例した光量変化が得られる。
位相差を受ける。従って、この場合の出力光強度は、 Ｐ∝１−sin（Δφ） …………（２） となり、Δφが小さい時には、 Ｐ∝１−Δφ＝１−kE …………（３） となり、電界強度Ｅに比例した光量変化が得られる。
発明が解決しようとする問題点 このような光ファイバ型電圧センサでは、印加電圧をV,
光源の波更をλとすると、印加電圧による光の位相差φ
は、次のような式で表わされる。
光源の波更をλとすると、印加電圧による光の位相差φ
は、次のような式で表わされる。
ここでn0は、LiNbO3の常光線屈折率、ｄはLiNbO3の厚
さ、ｌはLiNbO3の長さ（電極長）である。
さ、ｌはLiNbO3の長さ（電極長）である。
また、このような光ファイバ型電圧センサでは、一般的
に光源として発光ダイオードを使用しているが、発光ダ
イオードLEDの発光波長広がりの半値全巾が0.8μｍ帯LE
Dで30〜60nm、1.3μｍ帯LEDで100nm以上と、非常に広い
ため、（４）式で示すように、LEDの波長の巾により、
位相差φに巾が生じ、測定精度が悪化する。
に光源として発光ダイオードを使用しているが、発光ダ
イオードLEDの発光波長広がりの半値全巾が0.8μｍ帯LE
Dで30〜60nm、1.3μｍ帯LEDで100nm以上と、非常に広い
ため、（４）式で示すように、LEDの波長の巾により、
位相差φに巾が生じ、測定精度が悪化する。
また、入力光ファイバから出射した光が出力光ファイバ
に入射するまでの距離が20mm以上必要となるが、この距
離が長い程入力光ファイバから出力光ファイバへ結合す
る光の損失が増大する要因となるとともに厳しい軸合せ
精度が要求される。
に入射するまでの距離が20mm以上必要となるが、この距
離が長い程入力光ファイバから出力光ファイバへ結合す
る光の損失が増大する要因となるとともに厳しい軸合せ
精度が要求される。
問題点を解決するための手段 本発明は、上記の問題を解決するために、半導体レーザ
を光源として使用し、偏波面保存型光ファイバを入力側
光ファイバとしてマルチモード型光ファイバを出力型光
ファイバとして各々使用し、前記入力型光ファイバから
出射する直線偏光が、少なくともポッケルス材料と1/4
波長板及び検光子とを通過して前記出力側光ファイバに
入射するものである。
を光源として使用し、偏波面保存型光ファイバを入力側
光ファイバとしてマルチモード型光ファイバを出力型光
ファイバとして各々使用し、前記入力型光ファイバから
出射する直線偏光が、少なくともポッケルス材料と1/4
波長板及び検光子とを通過して前記出力側光ファイバに
入射するものである。
作用 本発明は上記の方法により、測定精度が向上するととも
に、接着剤で固定する光学部品のうち、偏光子を省略す
ることができるため、信頼性の向上が期待でき、またコ
ア径の小さい光ファイバから大きい光ファイバへの光の
結合となるため、損失増加を防ぐことが可能となるもの
である。
に、接着剤で固定する光学部品のうち、偏光子を省略す
ることができるため、信頼性の向上が期待でき、またコ
ア径の小さい光ファイバから大きい光ファイバへの光の
結合となるため、損失増加を防ぐことが可能となるもの
である。
実 施 例 第１図に本発明の光マイソレータについての一実施例を
示す。
示す。
半導体レーザ12から出射した直線偏光の光を、偏波面保
存型光ファイバ13の偏光固有軸に入射する。このため、
光は直線偏光を保ったまま光ファイバ13中を伝搬し、自
己集束型レンズ14で平行光となり、ポッケルス材料16を
通過時に電極15から印加される電圧に対応した位相変化
を受け楕円偏光となる。この位相の変化は検光子18で強
度変化に変換され、自己集束型レンズ19で出力用マルチ
モード型光ファィバに集光され伝搬し、電圧の強度に比
例した光量の変化が得られる。
存型光ファイバ13の偏光固有軸に入射する。このため、
光は直線偏光を保ったまま光ファイバ13中を伝搬し、自
己集束型レンズ14で平行光となり、ポッケルス材料16を
通過時に電極15から印加される電圧に対応した位相変化
を受け楕円偏光となる。この位相の変化は検光子18で強
度変化に変換され、自己集束型レンズ19で出力用マルチ
モード型光ファィバに集光され伝搬し、電圧の強度に比
例した光量の変化が得られる。
発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、半導体レーザ12の
発振波長広がりの半値全巾は一般的に数nm程度とLEDに
比べて非常に狭いために測定精度の改善が可能となる。
発振波長広がりの半値全巾は一般的に数nm程度とLEDに
比べて非常に狭いために測定精度の改善が可能となる。
また、入力用の偏波面保存型光ファイバから出射する光
は直線偏光となっており、従来使用の偏光子が不用とな
る。さらに、偏波面保存型光ファイバのコア径は10μｍ
以下と微細であり、これに比較して出力用のマルチモー
ド光ファイバのコア径は50μｍ以上と比較的大きなもの
であることから、入・出力光ファイバ間の光の結合損失
はほとんど無く、また軸合せも非常に容易に行なうこと
ができるものである。
は直線偏光となっており、従来使用の偏光子が不用とな
る。さらに、偏波面保存型光ファイバのコア径は10μｍ
以下と微細であり、これに比較して出力用のマルチモー
ド光ファイバのコア径は50μｍ以上と比較的大きなもの
であることから、入・出力光ファイバ間の光の結合損失
はほとんど無く、また軸合せも非常に容易に行なうこと
ができるものである。
第１図は本発明の一実施例における光ファイバ型電圧セ
ンサの概略構成図、第２図は従来のセンサの構成図であ
る。 12……半導体レーザ、13……偏波面保存型光ファイバ、
2,14,19……自己集束型レンズ、5,16……ポッケルス材
料、4,15……電極、17……1/4波長板、18……検光子、2
0……マルチモード型光ファイバ。
ンサの概略構成図、第２図は従来のセンサの構成図であ
る。 12……半導体レーザ、13……偏波面保存型光ファイバ、
2,14,19……自己集束型レンズ、5,16……ポッケルス材
料、4,15……電極、17……1/4波長板、18……検光子、2
0……マルチモード型光ファイバ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸田 和郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 石河 大典 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 金山 光一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−34366（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−61783（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−106075（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】半導体レーザを光源として使用し、偏波面
保存型光ファイバを入力側光ファイバとしてマルチモー
ド型光ファイバを出力側光ファイバとして各々使用し、
前記入力側光ファイバから出射する直線偏光が、少なく
ともポッケルス材料と1/4波長板及び検光子とを通過し
て前記出力側光ファイバに入射してなる光ファイバ型電
圧センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61042214A JPH0740048B2 (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | 光フアイバ型電圧センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61042214A JPH0740048B2 (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | 光フアイバ型電圧センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62198768A JPS62198768A (ja) | 1987-09-02 |
| JPH0740048B2 true JPH0740048B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=12629783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61042214A Expired - Lifetime JPH0740048B2 (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | 光フアイバ型電圧センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740048B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0259674A (ja) * | 1988-08-25 | 1990-02-28 | Toshiba Corp | 電流、電圧測定装置 |
| EP1585321B1 (en) | 1990-09-10 | 2011-07-13 | Starsight Telecast, Inc. | User interface for television schedule system |
| US20050204388A1 (en) | 1998-06-11 | 2005-09-15 | Knudson Edward B. | Series reminders and series recording from an interactive television program guide |
| ES2312475T3 (es) | 2000-10-11 | 2009-03-01 | United Video Properties, Inc. | Sistemas y metodos para proporcionar el almacenamiento de datos en servidores de un sistema de entrega de medios bajo demanda. |
| US20060051059A1 (en) | 2004-09-08 | 2006-03-09 | Krakirian Haig H | Video recorder having user extended and automatically extended time slots |
| US8640166B1 (en) | 2005-05-06 | 2014-01-28 | Rovi Guides, Inc. | Systems and methods for content surfing |
| US8095951B1 (en) | 2005-05-06 | 2012-01-10 | Rovi Guides, Inc. | Systems and methods for providing a scan |
| US8407737B1 (en) | 2007-07-11 | 2013-03-26 | Rovi Guides, Inc. | Systems and methods for providing a scan transport bar |
| US9366735B2 (en) * | 2012-04-06 | 2016-06-14 | Hitachi, Ltd. | Optical pumping magnetometer |
-
1986
- 1986-02-27 JP JP61042214A patent/JPH0740048B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62198768A (ja) | 1987-09-02 |
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