JPS6182177A - 光応用磁界センサ - Google Patents
光応用磁界センサInfo
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- JPS6182177A JPS6182177A JP20425184A JP20425184A JPS6182177A JP S6182177 A JPS6182177 A JP S6182177A JP 20425184 A JP20425184 A JP 20425184A JP 20425184 A JP20425184 A JP 20425184A JP S6182177 A JPS6182177 A JP S6182177A
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- Japan
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- polarized light
- magnetic field
- polarizer
- analyzer
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/032—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using magneto-optic devices, e.g. Faraday or Cotton-Mouton effect
- G01R33/0322—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using magneto-optic devices, e.g. Faraday or Cotton-Mouton effect using the Faraday or Voigt effect
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明はファラデー効果を利用して磁界の強さを検出す
る光応用磁界センサに関する。
る光応用磁界センサに関する。
ファラデー効果を利用して磁界の強さを検出する原理お
よびその原理に基づく光応用磁界センサはよりく知られ
ている。
よびその原理に基づく光応用磁界センサはよりく知られ
ている。
第４図は従来のかかる光応用磁界センサの一構成例を示
すもので、その基本的な構成は光ファイバ１ａがロッド
レンズ２ａを介して結合され入射光が導かれる偏光子３
とこの偏光子３に接着さ−れたファラデー素子５および
このファラデー素子５に接着され偏光された出射光をロ
ッドレンズ２ｂを介して結合された光ファイバ１ｂに導
出する検光子４とから成っている。この場合、ファラデ
ー素子５としてはペルデ定数の大きな磁気光学物質が用
いられている。また偏光子３および検光子４はいずれも
二色性を利用したものが多く、一般的にはポラロイドと
呼ばれるヨウ素を多く含んだボリビニル膜をベルデ定数
の小さな二枚のガラスに挟み込んだ構造になっている。
すもので、その基本的な構成は光ファイバ１ａがロッド
レンズ２ａを介して結合され入射光が導かれる偏光子３
とこの偏光子３に接着さ−れたファラデー素子５および
このファラデー素子５に接着され偏光された出射光をロ
ッドレンズ２ｂを介して結合された光ファイバ１ｂに導
出する検光子４とから成っている。この場合、ファラデ
ー素子５としてはペルデ定数の大きな磁気光学物質が用
いられている。また偏光子３および検光子４はいずれも
二色性を利用したものが多く、一般的にはポラロイドと
呼ばれるヨウ素を多く含んだボリビニル膜をベルデ定数
の小さな二枚のガラスに挟み込んだ構造になっている。
ここで、ファラデー効果とは磁気光学物質に直線偏光の
光が入射されている状態でこの光の進行方向と同一方向
に磁界を印加すると出射光の偏光面が回転するという現
象であり、その回転角は磁界の大きさに比例する。即ち
、このことを式で示すと θ−Ｖ−Ｌ−Ｈ・・・・・・・・・（１）となる。
光が入射されている状態でこの光の進行方向と同一方向
に磁界を印加すると出射光の偏光面が回転するという現
象であり、その回転角は磁界の大きさに比例する。即ち
、このことを式で示すと θ−Ｖ−Ｌ−Ｈ・・・・・・・・・（１）となる。
但し、■；ベルデ定数、Ｌ；磁界方向に沿ったファラデ
ー素子の長さ、Ｈ：磁界の強さ、ｅ：偏光面の回転角で
ある。
ー素子の長さ、Ｈ：磁界の強さ、ｅ：偏光面の回転角で
ある。
［背景技術の問題点］
ところで、前述した従来の光応用磁界センサにおいては
測定磁界の強さとして数キロガウス程度迄の範囲のもの
が多いことから、ファラデー素子としてベルデ定数の大
きな材料を使用して回転角ｅを大きくし、上記（１）式
から印加磁界Ｈを測定するようにしていた。この場合、
偏光子および検光子は前述したようにポリビニル膜を二
枚のベルデ定数の小さなガラスで挟み込んだ構造としで
あるため、測定磁界の強さが数キロガウス程度迄の範囲
のものに対してはほとんど無視することができる。
測定磁界の強さとして数キロガウス程度迄の範囲のもの
が多いことから、ファラデー素子としてベルデ定数の大
きな材料を使用して回転角ｅを大きくし、上記（１）式
から印加磁界Ｈを測定するようにしていた。この場合、
偏光子および検光子は前述したようにポリビニル膜を二
枚のベルデ定数の小さなガラスで挟み込んだ構造としで
あるため、測定磁界の強さが数キロガウス程度迄の範囲
のものに対してはほとんど無視することができる。
しかしながら、測定磁界の強さが例えば１０キロガウス
以上になるとベルデ定数の小さな材質の偏光子および検
光子を使用していても、やはりファラデー効果を示す磁
気光学物質としての機能を有しているため、必然的に偏
光子、検光子部分で生じる偏波面の回転角が大きくなる
。このことは単一のファラデー素子について上記（１）
式から磁界強度を算出した場合、正確な値を示さないこ
とになる。
以上になるとベルデ定数の小さな材質の偏光子および検
光子を使用していても、やはりファラデー効果を示す磁
気光学物質としての機能を有しているため、必然的に偏
光子、検光子部分で生じる偏波面の回転角が大きくなる
。このことは単一のファラデー素子について上記（１）
式から磁界強度を算出した場合、正確な値を示さないこ
とになる。
このように従来の光応用磁界センサにおいてはベルデ定
数の大きなファラデー素子とベルデ定数の小さな偏光子
および検光子の２種類以上の材質で構成して磁界強度を
算出する場合には偏光子や検光子で生じた回転角を無視
しているため、必然的に誤差が生じることになる。また
低磁界でも精度良く測定するためには素子長の長いファ
ラデー素子を用いなければならないため、センサ自身が
大きくなり、空間分解能が低下するという欠点がある。
数の大きなファラデー素子とベルデ定数の小さな偏光子
および検光子の２種類以上の材質で構成して磁界強度を
算出する場合には偏光子や検光子で生じた回転角を無視
しているため、必然的に誤差が生じることになる。また
低磁界でも精度良く測定するためには素子長の長いファ
ラデー素子を用いなければならないため、センサ自身が
大きくなり、空間分解能が低下するという欠点がある。
本発明は上記の欠点を除去するためになされたもので、
その目的はセンサ自身の構成上から必然的に生じる磁界
強度の測定誤差を無くすと共に小形で空間分解能を向上
させることができる光応用磁界センサを提供しようとす
るものである。
その目的はセンサ自身の構成上から必然的に生じる磁界
強度の測定誤差を無くすと共に小形で空間分解能を向上
させることができる光応用磁界センサを提供しようとす
るものである。
本発明はかかる目的を達成するため、同一ベルデ定数を
有する材質からなる偏光子と検光子をその偏光膜と検光
膜とが互いに４５度異なる位置関係にして接着する構成
とし且つ前記偏光子に対しては光伝送路を通して入射光
を導き、また前記検光子に対しては前記検光膜で分離さ
れたＰ偏光とＳ偏光を出射光としてそれぞれ光伝送路に
導くようにしたことを特徴とするものである。
有する材質からなる偏光子と検光子をその偏光膜と検光
膜とが互いに４５度異なる位置関係にして接着する構成
とし且つ前記偏光子に対しては光伝送路を通して入射光
を導き、また前記検光子に対しては前記検光膜で分離さ
れたＰ偏光とＳ偏光を出射光としてそれぞれ光伝送路に
導くようにしたことを特徴とするものである。
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明による光応用磁界センサの原理構成を示
すものである。すなわち、本発明では第１図に示すよう
に二つの直角プリズム１３ａ、１３ｂの傾斜面間にポラ
ロイド膜１３Ｇを偏光膜として介挿して接着してなる偏
光子１３と同じく二つの直角プリズム１４ａ、１４ｂの
傾斜面間にポラロイドｌｌ１１４ｃを検光膜として介挿
して接着してなる検光子１４を、入射光の強度変化の影
響を受けないようにするため、その偏光膜と検光膜とが
互いに４５度異なる位置関係にして接着するように構成
したものである。この場合、偏光子１３および検光子１
４の構成要素となる二つの直角プリズム１３ａ、１３ｂ
と１４ａ、１４ｂはそれぞれ同一のベルデ定数の例えば
ＢＫガラスからなる材料、が使用される。そして前記偏
光子１３に対しては光伝送路を通して無偏光の入射光１
１ａを導き、また前記検光子１４に対しては前記検光膜
で分離されたＰ偏光１１ｂとＳ偏光１１Ｃを出射光とし
てそれぞれ光伝送路に導くようにしである。
すものである。すなわち、本発明では第１図に示すよう
に二つの直角プリズム１３ａ、１３ｂの傾斜面間にポラ
ロイド膜１３Ｇを偏光膜として介挿して接着してなる偏
光子１３と同じく二つの直角プリズム１４ａ、１４ｂの
傾斜面間にポラロイドｌｌ１１４ｃを検光膜として介挿
して接着してなる検光子１４を、入射光の強度変化の影
響を受けないようにするため、その偏光膜と検光膜とが
互いに４５度異なる位置関係にして接着するように構成
したものである。この場合、偏光子１３および検光子１
４の構成要素となる二つの直角プリズム１３ａ、１３ｂ
と１４ａ、１４ｂはそれぞれ同一のベルデ定数の例えば
ＢＫガラスからなる材料、が使用される。そして前記偏
光子１３に対しては光伝送路を通して無偏光の入射光１
１ａを導き、また前記検光子１４に対しては前記検光膜
で分離されたＰ偏光１１ｂとＳ偏光１１Ｃを出射光とし
てそれぞれ光伝送路に導くようにしである。
なお、第１図においては偏光子１３の偏光膜と検光子１
４の検光膜とが互いに４５度異なる位置関係になってい
ないが、これはファラデー素子長が明確に理解できるよ
うにするため、偏光子１３と検光子１４とをあえて平行
にして示しである。
４の検光膜とが互いに４５度異なる位置関係になってい
ないが、これはファラデー素子長が明確に理解できるよ
うにするため、偏光子１３と検光子１４とをあえて平行
にして示しである。
次に上記のような原理構成の光応用磁界センサの作用に
ついて述べる。
ついて述べる。
入射光１１ａが偏光子１３に導かれ、図示Ｐ点に到達さ
れた所で図示Ａ、Ｂ間のポラロイド１１１３Ｃによりｐ
Ｈ光１１ｅとＳ偏光１１ｅに分離される。このＰ偏光１
１ｅとＳ偏光１１ｅは共に直線偏光であり、Ｐ偏光１１
ｅは磁界中で偏波面が回転し、検光子１４の図示Ｑ点に
到達すると図示０．０間のポラロイド膜１４Ｃにより再
度Ｐ偏光１１ｂとＳ偏光１１Ｃに分離される。
れた所で図示Ａ、Ｂ間のポラロイド１１１３Ｃによりｐ
Ｈ光１１ｅとＳ偏光１１ｅに分離される。このＰ偏光１
１ｅとＳ偏光１１ｅは共に直線偏光であり、Ｐ偏光１１
ｅは磁界中で偏波面が回転し、検光子１４の図示Ｑ点に
到達すると図示０．０間のポラロイド膜１４Ｃにより再
度Ｐ偏光１１ｂとＳ偏光１１Ｃに分離される。
ここで、Ｐ偏光１１ｂとＳ偏光１１Ｇを出射光としてこ
れらの強度を測定することにより偏波面の回転角θを算
出することができる。そしてファラデー素子長りは第１
図のＰＱ間がこれに相当する。この場合、ベルデ定数Ｖ
はポラロイド膜１３Ｇ、１４Ｇを挟んでいるΔＡＢＧと
ΔＣＢＤの二つの直角プリズム１３ａと１４ｂの材質に
より求まる。したがって、上記した回転角ｅとファラデ
ー素子長りとベルデ定数■を前述した（１）式に代入す
れば、磁界強度Ｈを算出することができる。
れらの強度を測定することにより偏波面の回転角θを算
出することができる。そしてファラデー素子長りは第１
図のＰＱ間がこれに相当する。この場合、ベルデ定数Ｖ
はポラロイド膜１３Ｇ、１４Ｇを挟んでいるΔＡＢＧと
ΔＣＢＤの二つの直角プリズム１３ａと１４ｂの材質に
より求まる。したがって、上記した回転角ｅとファラデ
ー素子長りとベルデ定数■を前述した（１）式に代入す
れば、磁界強度Ｈを算出することができる。
このように本センサにおいては全て同一材質の二つの直
角プリズム１３ａ、１３ｂと１４ａ、１４ｂを用いて偏
光子１３と検光子１４を構成するだけで、ファラデー素
子をこれら偏光子１３と検光子１４との間に介挿しなく
てもその直角プリズムの材質に有するベルデ定数により
ファラデー効果を得ることが可能となるので、磁界強度
を極めて精度良く測定することができ、またセンサ全体
の小形化を図ることができると共に空間分解能を向上さ
せることができる。
角プリズム１３ａ、１３ｂと１４ａ、１４ｂを用いて偏
光子１３と検光子１４を構成するだけで、ファラデー素
子をこれら偏光子１３と検光子１４との間に介挿しなく
てもその直角プリズムの材質に有するベルデ定数により
ファラデー効果を得ることが可能となるので、磁界強度
を極めて精度良く測定することができ、またセンサ全体
の小形化を図ることができると共に空間分解能を向上さ
せることができる。
第２図は上記原理構成にもとずく光応用磁界センサの具
体的な実施例を示すものである。第２図において、偏光
子１３および検光子１４は第１図に示されている構成の
ものと同じであるが、ここでは偏光膜と検光膜とが互い
に４５度異なる位置関係にして接着する本来の構成とし
て示しである。
体的な実施例を示すものである。第２図において、偏光
子１３および検光子１４は第１図に示されている構成の
ものと同じであるが、ここでは偏光膜と検光膜とが互い
に４５度異なる位置関係にして接着する本来の構成とし
て示しである。
１２ａは入射光を導く光ファイバで、この光ファイバ１
２ａはロッドレンズ１５ａを介して偏光子１３に結合さ
れている。１６ａは検光子１４のＳ偏光が出射される面
に接着されかつＳ偏光をＰ偏光の出射方向と同一方向に
その光路を変更させるための直角プリズムである。１２
ｂ、１２Ｇは検光子１４から出射されるＰ偏光、Ｓ偏光
を図示しない測定部に導くための光ファイバで、光ファ
イバ１２ｂは検光子１４にロッドレンズ１５ｂを介して
結合され、また光ファイバ１２ｃは直角プリズム１６ａ
にロッドレンズ１５ｃを介して結合されている。
２ａはロッドレンズ１５ａを介して偏光子１３に結合さ
れている。１６ａは検光子１４のＳ偏光が出射される面
に接着されかつＳ偏光をＰ偏光の出射方向と同一方向に
その光路を変更させるための直角プリズムである。１２
ｂ、１２Ｇは検光子１４から出射されるＰ偏光、Ｓ偏光
を図示しない測定部に導くための光ファイバで、光ファ
イバ１２ｂは検光子１４にロッドレンズ１５ｂを介して
結合され、また光ファイバ１２ｃは直角プリズム１６ａ
にロッドレンズ１５ｃを介して結合されている。
したがってこのような構成とすれば、検光子１４の検光
膜で分離されたＰ偏光とＳ偏光は前記入射光側と反対側
にそれぞれ導くことができる。
膜で分離されたＰ偏光とＳ偏光は前記入射光側と反対側
にそれぞれ導くことができる。
また第３図は第２図とは異なる具体的な実施例を示すも
ので、第２図と同一部品には同一記号を付して示す。第
３図においては、検光子１４のＰ偏光が出射される面に
直角プリズム１６ｂを接着すると共にこの直角プリズム
１６ｂに光ファイバ１２ｂをロッドレンズ１５ｃを介し
て結合し、その出射光を入射光と同一方向に導けるよう
にし、また検光子１４のＳ偏光が出射される面に直角プ
リズム１６ａを接着すると共にこの直角プリズム１６ａ
に光ファイバ１２ｃをロッドレンズ１５ｂを介してその
出射光も入射光と同一方向に導けるようにしたものであ
る。
ので、第２図と同一部品には同一記号を付して示す。第
３図においては、検光子１４のＰ偏光が出射される面に
直角プリズム１６ｂを接着すると共にこの直角プリズム
１６ｂに光ファイバ１２ｂをロッドレンズ１５ｃを介し
て結合し、その出射光を入射光と同一方向に導けるよう
にし、また検光子１４のＳ偏光が出射される面に直角プ
リズム１６ａを接着すると共にこの直角プリズム１６ａ
に光ファイバ１２ｃをロッドレンズ１５ｂを介してその
出射光も入射光と同一方向に導けるようにしたものであ
る。
したがってこのような構成とすれば、検光子１４から出
射されるＰ偏光、Ｓ偏光共に入射側と同一方向に導くこ
とができるので、測定対象物が入射光側とは反対側で測
定できないような場合には非常に便利なものとなる。
射されるＰ偏光、Ｓ偏光共に入射側と同一方向に導くこ
とができるので、測定対象物が入射光側とは反対側で測
定できないような場合には非常に便利なものとなる。
この他、本発明では前述した原理構成にもとずくもので
あれば第２図および第３図に示す構成のものに止まらず
、種々変形して実施することが可能である。
あれば第２図および第３図に示す構成のものに止まらず
、種々変形して実施することが可能である。
以上述べたように本発明によれば、同一ベルデ定数を有
する材質からなる偏光子と検光子をその偏光膜と検光膜
とが互いに４５度異なる位置関係にして接着する構成と
してファラデ素子を介挿しなくても磁界強度の測定に必
要なファラデー効果が得られるようにしたので、センサ
自身の構成上から必然的に生じる磁界強度の検出誤差を
無くすと共に小形で空間分解能を向上させることができ
る光応用磁界センサを提供することができる。
する材質からなる偏光子と検光子をその偏光膜と検光膜
とが互いに４５度異なる位置関係にして接着する構成と
してファラデ素子を介挿しなくても磁界強度の測定に必
要なファラデー効果が得られるようにしたので、センサ
自身の構成上から必然的に生じる磁界強度の検出誤差を
無くすと共に小形で空間分解能を向上させることができ
る光応用磁界センサを提供することができる。
第１図は本発明による光応用磁界センサの原理を説明す
るための構成図、第２図および第３図は第１図に示す原
理構成にもとすく具体的な異なる実施例をそれぞれ示す
構成図、第４図は従来の光応用磁界センサを説明するた
めの構成図である。 １１ａ・・・・・・入射光、１１ｂ・・・・・・Ｐ偏光
、１１Ｃ・・・・・・Ｓ偏光、１３・・・・・・偏光子
、１４・・・・・・検光子、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、
１４Ｔｏ−・・・・−直角プリズム、１３ｃ、１４ｃ
・・・・・・ポラロイド族。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３図 第１図 第２図
るための構成図、第２図および第３図は第１図に示す原
理構成にもとすく具体的な異なる実施例をそれぞれ示す
構成図、第４図は従来の光応用磁界センサを説明するた
めの構成図である。 １１ａ・・・・・・入射光、１１ｂ・・・・・・Ｐ偏光
、１１Ｃ・・・・・・Ｓ偏光、１３・・・・・・偏光子
、１４・・・・・・検光子、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、
１４Ｔｏ−・・・・−直角プリズム、１３ｃ、１４ｃ
・・・・・・ポラロイド族。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３図 第１図 第２図
Claims (3)
- （１）ファラデー効果を利用して磁界の強さを検出する
光応用磁界センサにおいて、同一ベルデ定数を有する材
質からなる偏光子と検光子をその偏光膜と検光膜とが互
いに４５度異なる位置関係にして接着する構成とし且つ
前記偏光子に対しては光伝送路を通して入射光を導き、
また前記検光子に対しては前記検光膜で分離されたＰ偏
光とＳ偏光を出射光としてそれぞれ光伝送路に導くよう
にしたことを特徴とする光応用磁界センサ。 - （２）前記検光膜で分離されたＰ偏光とＳ偏光は前記入
射光側に導くようにしたものである特許請求の範囲第（
１）項に記載の光応用磁界センサ。 - （３）前記検光膜で分離されたＰ偏光とＳ偏光は前記入
射光側と反対側に導くようにしたものである特許請求の
範囲第（１）項に記載の光応用磁界センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59204251A JPH06100642B2 (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 光応用磁界センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59204251A JPH06100642B2 (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 光応用磁界センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6182177A true JPS6182177A (ja) | 1986-04-25 |
| JPH06100642B2 JPH06100642B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=16487356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59204251A Expired - Lifetime JPH06100642B2 (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 光応用磁界センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100642B2 (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US10648569B2 (en) | 2012-12-25 | 2020-05-12 | Eagle Industry Co., Ltd. | Sliding component |
| KR20210024064A (ko) | 2018-08-24 | 2021-03-04 | 이구루코교 가부시기가이샤 | 슬라이딩 부재 |
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| US11815184B2 (en) | 2018-11-30 | 2023-11-14 | Eagle Industry Co., Ltd. | Sliding component |
| US11821521B2 (en) | 2018-12-21 | 2023-11-21 | Eagle Industry Co., Ltd. | Sliding component |
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| US12018757B2 (en) | 2019-02-04 | 2024-06-25 | Eagle Industry Co., Ltd. | Sliding components |
| US12152631B2 (en) | 2018-10-24 | 2024-11-26 | Eagle Industry Co., Ltd. | Sliding member |
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| US12560239B2 (en) | 2021-08-25 | 2026-02-24 | Eagle Industry Co., Ltd. | Sliding components |
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| JPS59107273A (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-21 | Mitsubishi Electric Corp | 光電流・磁界センサ |
-
1984
- 1984-09-29 JP JP59204251A patent/JPH06100642B2/ja not_active Expired - Lifetime
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