JP5858629B2 - 光電圧測定装置 - Google Patents
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Description
本実施例の光電圧測定装置においては、図1(A)に示すように、光源駆動装置1によって駆動される光源2を出射した光は、SMカップラー12を透過し、シングルモードファイバー13によって測定点近傍まで導かれるように構成されている。また、この光は、シングルモードファイバー13の先端に設置された、偏波保持ファイバーからなるファイバー型の偏光子14で直線偏光とされ、さらにファイバー型の1/8波長板(請求項にいうファイバー型の位相差板)15で楕円偏光とされるように構成されている。
上記のような構成を有する本実施例は以下のように作用する。すなわち、本実施例におけるファイバー型の位相差板としては、例えば特許文献1にその構成が示されているように、結晶の変わりに、複屈折性を有する光ファイバーが用いられる。しかしながら、このような複屈折性を有するファイバーは固定が困難であるため、電流センサでは既に適用が試みられているものの、電圧センサに適用された例はない。
このように、本実施例によれば、光学系を大幅に単純化し、かつ、固定用部材でファイバー型の位相差板を固定することによって、ファイバー型の位相差板の使用が可能になるため、バルク部品の使用を低減することができる。また、振動時の光学素子の角度ずれを抑制することによって光量損失の変化を抑えることができるため、受光器の受光光量を安定化することが可能となる。この結果、振動の影響を受けることなく、常に高精度の測定が可能な光電圧測定装置を提供することができる。
図2(A)(B)は上記実施例1の変形例を示したものであり、接着層19が1/8波長板15にまで及ぶことを防ぐために、固定用部材18の側面からキリ穴20があけられており、ファイバー偏光子14と1/8波長板15の融着部分近傍に空隙20aが形成されている。接着剤は、毛細管現象によって、固定用部材18に形成された円筒穴18aとファイバーとの隙間を埋めるように広がろうとする性質を持っているが、この空隙20aを設けることによって、接着剤はこれより奥には広がらず、1/8波長板15部分に接着剤が回り込むことを防ぐことができるので、より高い温度安定性を維持することができる。なお、前記空隙20aの形状・大きさは特に限定されず、ファイバー偏光子14と1/8波長板15の融着部分近傍に球形の空間を形成しても良い。
図3は、本発明に係る光電圧測定装置の実施例2の構成を示したものであるが、本実施例は、特に、電気光学素子の設置される電圧の測定点と、光源や電子回路が設置される場所が離れていて、光ファイバーでの長距離伝送が必要になった場合に適した構成を示したものである。
従来から、シングルモード光ファイバーは長距離伝送が可能であるという利点がある反面、振動によって損失の変化が生じ、透過光量の変動が生じ、誤差となることが知られている。ファイバーでの伝送距離が長くなると振動の影響も大きくなり、この誤差は無視できなくなる。この誤差を防ぐためには、電気光学素子7から1/8波長板15に帰ってきた光の楕円の長軸・短軸両方の光量をシングルモードファイバーで伝送すると良いことが知られている。本実施例は、この両軸の光は一方の光量が増加すると他方は減少することを利用したものである。すなわち、検出器で逆相に加わった信号は被測定点の電圧変化によるものであるが、正相に加わった光量変化は振動によるものとして、振動の影響を明確に区別することが可能となるため、長距離伝送においても高精度な測定が可能となる。
上述したように、従来のバルク部品で構成された方式だと、直交する2偏波の結合効率の差が誤差となったが、ファイバー型の位相差板15及び偏波分離カップラー21を用いることにより、電気光学素子とファイバーとのカップリングが1つになるため、この問題を回避することができ、高精度の電圧測定が可能となる。
2…光源
7…電気光学素子
10…検出器
11…電子回路
12…SMカップラー
13…シングルモードファイバー
14…ファイバー型の偏光子
15…ファイバー型の1/8波長板
16…コリメーター
17…反射膜
18…固定用部材
19…接着層
20…キリ穴
21…偏波分離カップラー
Claims (3)
- 少なくとも光源と、この光源の光を所定の偏光状態にするための偏光光学系と、印加される電圧に応じた光位相変調を行う電気光学素子と、前記電気光学素子を透過した光を反射する反射鏡と、前記反射鏡を反射し、前記電気光学素子を透過した透過光のある軸の光強度を検出する検光子と、前記検光子を透過した透過光を検出して前記印加電圧を検出する受光部を備えた反射型の光電圧測定装置において、
前記偏光光学系の少なくとも一部にファイバー型の位相差板を使用し、
前記ファイバー型の位相差板が偏波面保存ファイバーと融着接続され、
この位相差板と、前記位相差板と前記偏波面保存ファイバーの接続部分と、を所定の固定用部材に設けた円筒穴内に収納し、
前記偏波面保存ファイバーと、前記固定用部材の円筒穴との間が接着固定され、
前記位相差板と、前記固定用部材の円筒穴との間は接着固定されていないことを特徴とする光電圧測定装置。 - 少なくとも光源と、この光源の光を所定の偏光状態にするための偏光光学系と、印加される電圧に応じた光位相変調を行う電気光学素子と、前記電気光学素子を透過した光を反射する反射鏡と、前記反射鏡を反射し、前記電気光学素子を透過した透過光のある軸の光強度を検出する検光子と、前記検光子を透過した透過光を検出して前記印加電圧を検出する受光部を備えた反射型の光電圧測定装置において、
前記偏光光学系の少なくとも一部にファイバー型の位相差板を使用し、
前記検光子としてファイバー型の偏波分離カップラーを使用し、前記偏波分離カップラーを前記ファイバー型の位相差板の前記光源側に配置し、前記偏波分離カップラーによって直交する2軸の偏光の光に分離し、一対のシングルモードファイバーで信号の伝送を行い、このうち1本を前記光源から前記電気光学素子へ光を送るファイバーと共用し、前記光源からの光と前記受光部への光を分離するファイバー型のカップラーを有し、
前記ファイバー型の位相差板が前記偏波分離カップラーの一端と融着接続され、
この位相差板と、前記位相差板と前記偏波分離カップラーの接続部分と、を所定の固定用部材に設けた円筒穴内に収納し、
前記偏波分離カップラーの一端と、前記固定用部材の円筒穴との間が接着固定され、
前記位相差板と、前記固定用部材の円筒穴との間は接着固定されていないことを特徴とする光電圧測定装置。 - 前記固定用部材に設けられた円筒穴の、前記位相差板と偏波面保存ファイバーの融着点近傍に空隙が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光電圧測定装置。
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