JP5830723B2 - 光ファイバ複屈折補償ミラー及び電流センサ - Google Patents
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Description
本発明の光ファイバ複屈折補償ミラーは、光ファイバと、複屈折素子と、レンズと、マグネットと、マグネットからの磁界が印加されることで磁気飽和されて45度のファラデー回転角を有するファラデー回転子と、ミラーを備え、
複屈折素子、ファラデー回転子、及びミラーの各部品は、光ファイバの光入出射端面から、複屈折素子、ファラデー回転子、及びミラーの順に配置され、
光ファイバはシングルモード型であり、
更に、
光ファイバ内を伝搬してきた光は、複屈折素子で互いに直交する常光線と異常光線の2つの直線偏光に分離されてレンズによって集光され、
更に、2つの直線偏光はファラデー回転子を透過することにより、それぞれの偏光面が45度回転されてミラーの表面上の一点で点対称に反射され、
反射された2つの直線偏光が、再度、ファラデー回転子を透過することにより、2つの直線偏光の偏光面は更に45度回転され、
次に2つの直線偏光は、再度、複屈折素子に入射されることで1つの光に再合成され、前記再合成された光が光ファイバに入射され、
前記複屈折素子における前記異常光線のシフト量が、前記光ファイバのモードフィールド直径の2倍以上である、ことを特徴とするものである。
光ファイバと、第1の複屈折素子と、第2の複屈折素子と、レンズと、マグネットと、前記マグネットからの磁界が印加されることで磁気飽和されて45度のファラデー回転角を有するファラデー回転子と、ミラーを備え、
第1の複屈折素子、第2の複屈折素子、ファラデー回転子、及びミラーの各部品は、光ファイバの光入出射端面から、第1の複屈折素子、第2の複屈折素子、ファラデー回転子、及びミラーの順に配置され、
光ファイバはシングルモード型であり、
第2の複屈折素子の光学面での結晶軸方向は、第1の複屈折素子の光学面での結晶軸方向に対して、90度異なるように設定され、
更に、
光ファイバ内を伝搬してきた光は、第1の複屈折素子で互いに直交する常光線と異常光線の2つの直線偏光に分離され、
第1の複屈折素子を透過した2つの直線偏光は、第2の複屈折素子を透過するときに、第1の複屈折素子を常光線で透過した光は異常光線で透過されると共に、第1の複屈折素子を異常光線で透過した光は常光線で透過され、レンズによって集光され、
第1の複屈折素子を透過時の前記異常光線と、第2の複屈折素子を透過時の前記異常光線の、各シフト量は同一に設定され、
更に、2つの直線偏光はファラデー回転子を透過することにより、それぞれの偏光面が45度回転されてミラーの表面上の一点で点対称に反射され、
反射された2つの直線偏光が、再度、ファラデー回転子を透過することにより、2つの直線偏光の偏光面は更に45度回転され、
次に、ファラデー回転子を透過した2つの直線偏光が第2の複屈折素子を透過するときに、一方の直線偏光のみがシフトされ、
更に2つの直線偏光が、再度、第1の複屈折素子に入射され、第2の複屈折素子を透過した2つの直線偏光が第1の複屈折素子を透過するときに、第2の複屈折素子を常光線で透過した光は異常光線で透過されると共に、第2の複屈折素子を異常光線で透過した光は常光線で透過されることで、一方の直線偏光のみがシフトされて2つの直線偏光は1つの光に再合成され、
前記再合成された光が光ファイバに入射され、
前記第1の複屈折素子における前記異常光線の前記シフト量と、前記第2の複屈折素子における前記異常光線の前記シフト量の合計が、前記光ファイバのモードフィールド直径の2倍以上である、ことを特徴とするものである。
第1の複屈折素子を透過する時に常光線と異常光線の分離で生じる2つの直線偏光間の光路長差に等しく設定されることを特徴とするものである。
以下、本発明の第1の実施形態に係る光ファイバ複屈折補償ミラーを、図1と図2に基づいて詳細に説明する。各図のx軸、y軸、z軸はそれぞれ一対一に対応している。図1において、光ファイバ複屈折補償ミラー1は、光ファイバ2と、互いに平行な2つの面3a及び3bを有する複屈折素子3、1個のレンズ4、マグネット5、ファラデー回転子6、及びミラー7を備えて構成される。更に、複屈折素子3、ファラデー回転子6、及びミラー7の各部品は、光ファイバ2の光入出射端面2aから見て、複屈折素子3、ファラデー回転子6、及びミラー7の順に配置されると共に、レンズ4が複屈折素子3とファラデー回転子6の間に配置されている。
次に、本発明の第2の実施形態に係る光ファイバ複屈折補償ミラーを図4と図5に基づいて詳細に説明する。各図のx軸、y軸、z軸はそれぞれ一対一に対応している。なお、第一の実施形態と同一箇所には同一番号を付し、重複する説明は省略もしくは簡略化して記述する。
前記の光ファイバ複屈折補償ミラー1、光ファイバ複屈折補償ミラー10、ファラデーミラー11及びミラー7の光ファイバ2をシングルモード型の石英系光ファイバに統一すると共に、その光ファイバ2を介して図9に示す光学バイアスモジュール12を光学的に接続する。更に、光学バイアスモジュール12に偏光面保存光ファイバ14を介して偏光依存型光サーキュレータ13を光学的に接続する。
前記の光ファイバ複屈折補償ミラー1、光ファイバ複屈折補償ミラー10、ファラデーミラー11及びミラー7の光ファイバ2をシングルモード型の石英系光ファイバに統一すると共に、その光ファイバ2を介して図10に示す偏光分離合成器21を光学的に接続する。なお、図10において前記実施例1の光学系と同一箇所には同一番号を付し、重複する説明は省略もしくは簡略化して記述する。
前記の光ファイバ複屈折補償ミラー1、光ファイバ複屈折補償ミラー10、ファラデーミラー11及びミラー7の光ファイバ2をシングルモード型の光ファイバに統一すると共に、その光ファイバ2の周囲に電流導線を周回設置して電流センサを形成した。更に、光ファイバ2に外部より振動を加えることで、各電流センサの測定電流波形の変動(グレー部分)を検出した。ミラー7の測定電流波形の変動結果を図11に、ファラデーミラー11の測定電流波形の変動結果を図12に、光ファイバ複屈折補償ミラー1の測定電流波形の変動結果を図13に、光ファイバ複屈折補償ミラー10の測定電流波形の変動結果を図14にそれぞれ示す。
Claims (4)
- 光ファイバ複屈折補償ミラーは、
光ファイバと、複屈折素子と、レンズと、マグネットと、前記マグネットからの磁界が印加されることで磁気飽和されて45度のファラデー回転角を有するファラデー回転子と、ミラーを備え、
前記複屈折素子、前記ファラデー回転子、及び前記ミラーの各部品は、前記光ファイバの光入出射端面から、前記複屈折素子、前記ファラデー回転子、及び前記ミラーの順に配置され、
前記光ファイバはシングルモード型であり、
更に、
前記光ファイバ内を伝搬してきた光は、前記複屈折素子で互いに直交する常光線と異常光線の2つの直線偏光に分離されて前記レンズによって集光され、
更に、前記2つの直線偏光は前記ファラデー回転子を透過することにより、それぞれの偏光面が45度回転されて前記ミラーの表面上の一点で点対称に反射され、
反射された前記2つの直線偏光が、再度、前記ファラデー回転子を透過することにより、前記2つの直線偏光の偏光面は更に45度回転され、
次に前記2つの直線偏光は、再度、前記複屈折素子に入射されることで1つの光に再合成され、
前記再合成された光が前記光ファイバに入射され、
前記複屈折素子における前記異常光線のシフト量が、前記光ファイバのモードフィールド直径の2倍以上である、ことを特徴とする光ファイバ複屈折補償ミラー。 - 光ファイバ複屈折補償ミラーは、
光ファイバと、第1の複屈折素子と、第2の複屈折素子と、レンズと、マグネットと、前記マグネットからの磁界が印加されることで磁気飽和されて45度のファラデー回転角を有するファラデー回転子と、ミラーを備え、
前記第1の複屈折素子、前記第2の複屈折素子、前記ファラデー回転子、及び前記ミラーの各部品は、前記光ファイバの光入出射端面から、前記第1の複屈折素子、前記第2の複屈折素子、前記ファラデー回転子、及び前記ミラーの順に配置され、
前記光ファイバはシングルモード型であり、
前記第2の複屈折素子の光学面での結晶軸方向は、前記第1の複屈折素子の光学面での結晶軸方向に対して、90度異なるように設定され、
更に、
前記光ファイバ内を伝搬してきた光は、前記第1の複屈折素子で互いに直交する常光線と異常光線の2つの直線偏光に分離され、
前記第1の複屈折素子を透過した前記2つの直線偏光は、前記第2の複屈折素子を透過するときに、前記第1の複屈折素子を常光線で透過した光は異常光線で透過されると共に、前記第1の複屈折素子を異常光線で透過した光は常光線で透過され、前記レンズによって集光され、
前記第1の複屈折素子を透過時の前記異常光線と、前記第2の複屈折素子を透過時の前記異常光線の、各シフト量は同一に設定され、
更に、前記2つの直線偏光は前記ファラデー回転子を透過することにより、それぞれの偏光面が45度回転されて前記ミラーの表面上の一点で点対称に反射され、
反射された前記2つの直線偏光が、再度、前記ファラデー回転子を透過することにより、前記2つの直線偏光の偏光面は更に45度回転され、
次に、前記ファラデー回転子を透過した前記2つの直線偏光が前記第2の複屈折素子を透過するときに、一方の前記直線偏光のみがシフトされ、
更に前記2つの直線偏光が、再度、前記第1の複屈折素子に入射され、前記第2の複屈折素子を透過した前記2つの直線偏光が前記第1の複屈折素子を透過するときに、前記第2の複屈折素子を常光線で透過した光は異常光線で透過されると共に、前記第2の複屈折素子を異常光線で透過した光は常光線で透過されることで、一方の前記直線偏光のみがシフトされて前記2つの直線偏光は1つの光に再合成され、
前記再合成された光が前記光ファイバに入射され、
前記第1の複屈折素子における前記異常光線の前記シフト量と、前記第2の複屈折素子における前記異常光線の前記シフト量の合計が、前記光ファイバのモードフィールド直径の2倍以上である、ことを特徴とする光ファイバ複屈折補償ミラー。 - 前記第2の複屈折素子を透過する時に前記常光線と前記異常光線の分離で生じる前記2つの直線偏光間の光路長差が、
前記第1の複屈折素子を透過する時に前記常光線と前記異常光線の分離で生じる前記2つの直線偏光間の光路長差に等しく設定されることを特徴とする、請求項2に記載の光ファイバ複屈折補償ミラー。 - 請求項1乃至請求項3の何れかに記載の光ファイバ複屈折補償ミラーの前記光ファイバが、
電流が流れる導体に設置され前記導体を流れる電流を測定する電流センサのセンサ用光ファイバに光学的に接続されていることを特徴とする電流センサ。
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