JPS61207977A - 偏波面保存光フアイバ型磁界センサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の対象］ 本発明は、偏波面保存光ファイバ型磁界センサに関する
ものである。

［従来技術］ 第２図は、従来の偏波面保存光ファイバ型磁界センサを
示し、１は光源、９は偏光子、１０及び１１は偏波面保
存光ファイバ、５はファラデー素子、１２は検光子、１
３は受光素子である。

光ｍ１より出た光は偏光子９により直Ｊｌ！ｉｉ偏光と
なり、偏波面保存光ファイバ１０に導かれる。

この光が、測定磁界中に置かれたファラデー素子５を通
過する際に、偏光面の回転を生じる。偏光面の回転を受
けた光は、偏波面保存光ファイバ１１を経て検光子１２
を通して受光素子１３に達する。

このとき、検光子１２は偏光子９と直角になるように配
置される。

このような偏波面保存光ファイバ型磁界センサであれば
、磁界強度に対応した出力を得ることができ、しかも偏
波面保存光ファイバを用いているので、測定磁界から遠
く離れた位置に光源や受光素子を配置しても測定精度の
高いものであった。

［従来技術の問題点］ しかし、この従来の偏波面保存光ファイバ型磁界センサ
には、次のような欠点があった。

すなわち、（１）光源の出力変動があったり、温度変化
等によって光ファイバの伝送特性が変化したりすると、
測定値に誤差が生じる。（ａファラデー素子の両側に２
本の偏波面保存光ファイバを必要とするため、取扱いの
上で不便である。

［発明の目的］ 本発明は斯かる状況に鑑み、光源の出力変動や温度変化
等による光ファイバの伝送特性の変化に対して安定であ
り、１本の偏波面保存光ファイバだけで取扱いに便利な
偏波面保存光ファイバ型磁界センサを提供することを目
的とする。

［発明の概要］ 本発明は、光源、偏波面保存光ファイバ、ファラデー素
子及び受光素子を用いた偏波面保存光ファイバ型磁界セ
ンサにおいて、光源と偏波面保存光ファイバとの間に、
光源からの光を偏波面保存光ファイバの固有偏光軸に対
し４５°の角度をもつ直線偏光として入射させるための
偏光装置が設けられており、偏波面保存光ファイバとフ
ァラデー素子との間には１／４波長板が設けられており
、ファラデー素子の他方の側には反射板が設けられてい
ることを特徴とするものである。

［実施例］ 本発明の実施例を第１図及び第３図を参照して具体的に
説明する。

第３図において、１は光源、２は偏光装置、３は偏波面
保存光ファイバ、４は１／４波長板、５はファラデー素
子、６は反射板である。

偏光袋Ｍ２は、偏光子２１と光分波器２２と偏波分離形
偏光子２３とから構成されている。

７°、７゛°は受光素子である。

第１図は、他の実施例を示し、第３図に比較しさらに構
成を簡略にしたものである。

第１図においては、偏光装置２は偏波分離形偏光子２３
のみによって構成されている。

各図において同一の符号は共通の構成要旨を示す。

［作　用］ 第１図の実施例において、光１１ｉ２１から出た光は、
偏波分離形偏光子２３により、偏波面保存光ファイバ３
の固有偏光軸に対し４５゛の傾きをもつ直線偏光に変換
されて、偏波面保存光ファイバ３に入射される。

ここで、偏波面保存光ファイバ３は、公知のように、固
有偏光軸のうちＸ軸方向とＹ軸方向とで伝播定数が異な
り、入射直線偏光のＸ軸方向及びＹ軸方向の成分は各々
個別の直線偏波として偏波面保存光ファイバ３内を伝播
する。

この光は、さらに１／４波良板４により各々円偏波光に
変換され、ファラデー素子５を経て反射板６によって反
射される。

反射されて戻った光は、入射時と逆回りの円へ偏波光と
なり、１／４波長板４により直線偏波光に変換されて偏
波面保存光ファイバ３内を戻る。

この光は、偏波分離形偏光子２１３によって分離され受
光素子７で検出される。

ここで、最初に偏波面保存光ファイバ３に入射する入射
光の界を（１）式のように表示すれば、反射板６で反射
された後再び偏波面保存光ファイバ３内を通過して出射
される光は（２式で表示される。

Ｅｉ　＝　　−（ａｘ＋ａｙ）　　　　　−（１）ＣＣ
Ｗ 及びＪβ　　はファラデー媒質中を伝播する円偏波光の
伝播定数であり、ＣＷは右回り、ＣＣＷは左回りを示す
。

又、１は偏波面保存光ファイバの長さであり、Ｌはファ
ラデー素子の長さである。

一方、ファラデー素子内を伝播する円偏光の伝播定数と
印加磁界の間には（３式の関係がある。

ｃｗ　　　　　ｃｃｗ （β　−β　　）／２＝Ｖｅ−Ｈ・・・（３ここで、Ｖ
ｅはファラデー素子のベルデ定数。

［」は印加磁界である。

従って、光電変換効率をｋとすると、受光素子７の出力
Ｐは（４）式のようになる。

この出力Ｐは偏波面保存光ファイバの伝送損失αＸ、α
ｙおよび長さで以外には、偏波面保存光ファイバの特性
には依存せず独立である。

また、第３図の実施例においては、偏光子２１と光分波
器２２とを用いて偏波面保存光ファイバ３に直線偏光を
入射し、第１図の実施例と同様にして出射して来た光を
光分波器２２で分波し、偏波分離形偏光子２３により２
つの直交偏波に分離して受光素子７°、７°°によって
検出する。受光素子７°、７°°によって検出される出
力をそれぞれＰｌ、Ｐ２とすれば、（５式、　（６１式
のように表わされる。

従って、これを信号処理回路（図示せず）によって処理
することにより、次の値を得ることができる。

すなわち、（７）式より明らかなように光源や伝送路の
特性変化の影響を受けない磁界計測が可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の偏波面保存光ファイバ型
磁界センサであれば次のような顕著な効果を奏する。

（１）温度変化等により光源や光フアイバ伝送路の特性
変化があっても影響がな（安定である。

（２１１／４波長板により、ファラデー素子部では円偏
光を、偏波面保存光ファイバ部では直交偏波伝送を利用
し、１本の偏波面保存光ファイバで送受光伝送路を共用
することができ、実装が容易で取扱いに便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は本発明の２通りの実施例を示す説明
図であり、第２図は従来の偏波面保存光ファイバ型磁界
センナを示す説明図である。 １・・・光源、　　　　　２・・・偏光装置。 ２１・・・偏光子、　２２・・・光分波器。 ２３・・・偏波分離形偏光子。 ３・・・偏波面保存光ファイバ。 ４・・・１／４波長板、５・・・ファラデー素子。 ６・・・反射板、７．７°、７°°・・・受光素子。 代理人　弁理士　佐　藤　不二雄 第　１　目 晃　ｚｌ！Ｉ 曝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源１、偏波面保存光ファイバ３、ファラデー素
   子５及び受光素子７を用いた偏波面保存光ファイバ型磁
   界センサにおいて、 光源１と、偏波面保存光ファイバ３との間に、光源１か
   らの光を偏波面保存光ファイバ３の固有偏光軸に対し４
   ５°の角度をもつ直線偏光として入射させるための偏光
   装置２が設けられており、偏波面保存光ファイバ３とフ
   ァラデー素子５との間には１／４波長板４が設けられて
   おり、ファラデー素子５の他方の側には反射板６が設け
   られていることを特徴とする偏波面保存光ファイバ型磁
   界センサ。
2. （２）前記偏光装置２が偏光子２１と光分波器２２と偏
   波分離形偏光子２３とから構成さていることを特徴とす
   る第１項記載の偏波面保存光ファイバ型磁界センサ。
3. （３）前記偏光装置２が偏波分離形偏光子２３によつて
   構成されていることを特徴とする第１項記載の偏波面保
   存光ファイバ型磁界センサ。