JPS63151867A - Optical fiber electromagnetic field sensor - Google Patents
Optical fiber electromagnetic field sensorInfo
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- JPS63151867A JPS63151867A JP61300722A JP30072286A JPS63151867A JP S63151867 A JPS63151867 A JP S63151867A JP 61300722 A JP61300722 A JP 61300722A JP 30072286 A JP30072286 A JP 30072286A JP S63151867 A JPS63151867 A JP S63151867A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、電界および磁界の両方の強さを同時に測定
することのできる電磁界センサに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" This invention relates to an electromagnetic field sensor that can simultaneously measure the strength of both electric and magnetic fields.
「従来の技術」
従来より、光フアイバ電界センサとしては、印加電圧の
大きさに応じて複屈折（屈折率に異方性が生じる）の程
度が変化するポッケルス効果やカー効果を利用したもの
が知られている。``Prior art'' Traditionally, optical fiber electric field sensors have utilized the Pockels effect and the Kerr effect, in which the degree of birefringence (anisotropy in the refractive index) changes depending on the magnitude of the applied voltage. Are known.
一方、光ファイバ磁界センサとしては、等方性物質中を
伝搬する光の偏波面が磁界によって回転するファラデイ
ー効果を利用したものや、光フアイバ中を通過する光の
位相が変化する磁歪効果を利用したものが知られている
。On the other hand, optical fiber magnetic field sensors utilize the Faraday effect, in which the plane of polarization of light propagating in an isotropic material is rotated by a magnetic field, and the magnetostrictive effect, in which the phase of light passing through an optical fiber changes. What has been done is known.
「発明が解決しようとする問題点Ｊ
ところで、これらの電界センサあるいは磁界センサはそ
れぞれ独立して用いられるもので、電界センサにより磁
界の強さを、また磁界センサにより電界の強さを測定す
ることはできず、したがって電界および磁界の強さの両
方を計測したい場合には両方のセンサを用いて行わなけ
ればならなかった。"Problem to be Solved by the Invention J" By the way, these electric field sensors and magnetic field sensors are used independently, and the electric field sensor measures the strength of the magnetic field, and the magnetic field sensor measures the electric field strength. Therefore, if you wanted to measure both the electric and magnetic field strengths, you had to use both sensors.
しかしながら、このように二つのセンサを用いることは
不経済であり、また屋外における計測や狭所における計
測では、これら二つのセンサおよびこれに付随する機器
を運搬しあるいは設置することが困難であることも多い
。よって、これら電界および磁界の両方を測定可能なセ
ンサが望まれているが、未だこのような要望を満足しう
る性能を有したものの実用化が図られていない。However, using two sensors in this way is uneconomical, and when measuring outdoors or in a narrow space, it is difficult to transport or install these two sensors and associated equipment. There are also many. Therefore, there is a desire for a sensor that can measure both electric and magnetic fields, but a sensor that has performance that can satisfy these demands has not yet been put into practical use.
「問題点を解決するだめの手段」
そこで、この発明の電磁界センサでは、共通のクラッド
内に結晶性ポッケルス材料からなるコアと、結晶性ファ
ラデイー材料からなるコアを配したファイバからセンサ
部を構成することにより電界および磁界の強さの両方の
計測が行えるようにした。``An unsuccessful means to solve the problem'' Therefore, in the electromagnetic field sensor of the present invention, the sensor section is constructed from a fiber in which a core made of crystalline Pockels material and a core made of crystalline Faraday material are arranged in a common cladding. This makes it possible to measure both electric and magnetic field strengths.
第１図はこの発明の光フアイバ電磁界センサの第１の例
を示す図であって、図中符号１はセンサ部である。この
センサ部ｌは、結晶性ポッケルス材料からなるコア２ａ
および結晶性ファラデイー材料からなるコア２ｂと、こ
れらコア２ａ、２ｂを被覆する共通のクラッド３とから
なるファイバから溝底されている。コア２ａおよびコア
２ｂはクラッド３内にてそれぞれ平行に配置されており
、これらコア２ａ、２ｂ間の距離は２０μｍ〜２＋ｎｍ
程度となっている。コア２ａに用いられる結晶性ボウケ
ルス材料としては、ＺｎＴｅ、Ｚｎ５ｅ、Ｂ−ＺｎＳ。FIG. 1 is a diagram showing a first example of an optical fiber electromagnetic field sensor according to the present invention, and reference numeral 1 in the figure represents a sensor section. This sensor part l has a core 2a made of crystalline Pockels material.
The groove bottom is made of a fiber consisting of a core 2b made of a crystalline Faraday material and a common cladding 3 covering these cores 2a and 2b. The core 2a and the core 2b are arranged in parallel within the cladding 3, and the distance between the cores 2a and 2b is 20 μm to 2+ nm.
It has become a degree. The crystalline Bouchers materials used for the core 2a include ZnTe, Zn5e, and B-ZnS.
Ｇ ａＡ ｓＳＧ ａＰ １Ｂ １４Ｇ ｅｓｏ Ｉｍ
、Ｉ３１４Ｓ ｉｓｏ ｌ！、ＣｄＴ ｅ％Ｂ Ｌｏ
Ｇ ａｘ Ｏａ３、Ｂ ＬＥＴ ｉｏ ｔｏ、Ｂ Ｌｔ
Ｇｅｏ ｓｏ、Ｂ ｉ＋＊ｓ ｉＯｔｏ、Ｌ ｉＮ ｂ
ｏ ３、ＬｉＴａＯ５などが用いられる。また、コア２
ｂに用いられる結晶性ファラデイー材料としては、Ｂ
ｉ＋＊ｓ ｉｏ ｔａｌｌｌ ｉ＋ｔＧ ｃｏ 、。、
Ｙ［Ｇ（イツトリウム・鉄ガーネット）、（Ｔ ｂｏ、
’＋ｓＹ ａ、ｍｒ＞３１ ｓＧ ｌ＊、（Ｙ Ｓ ｍ
Ｌ ｕＣａ）３（Ｆ ｅに ｃ）ｉｏ、＋１やＬａ；
Ｓｍ、Ｃｅなどのランタニド元素を含むｃｉ品性化合物
などが用いられる。また、これらコア２ａ、２ｂの径は
通常５０〜３００μｍ程度とされる。クラッド３として
は、ＡｌｚＯｓ、５ｉｄｅや、ＬｉＮｂ０＊、ＹＩＧ等
のコア２ａ、２ｂに使用された材料が用いられる。ここ
で、このセンサ部ｌを作製するには、まず上記クラッド
材料からこれらの結晶性化合物の融液より、ダイスを用
いて引き上げるＥＦ’Ｇ法などにより、コア２ａ。G aA sSG aP 1B 14G eso Im
, I314S iso l! , CdT e%B Lo
G ax Oa3, B LET io to, B Lt
Geo so, B i+*s iOto, L iN b
o3, LiTaO5, etc. are used. Also, core 2
As the crystalline Faraday material used for b, B
i+*s io tall i+tG co ,. ,
Y [G (yztrium/iron garnet), (T bo,
'+sY a, mr>31 sG l*, (Y S m
LuCa) 3 (F e c) io, +1 and La;
Ci-quality compounds containing lanthanide elements such as Sm and Ce are used. Further, the diameter of these cores 2a and 2b is usually about 50 to 300 μm. As the cladding 3, the materials used for the cores 2a and 2b, such as AlzOs, 5ide, LiNb0*, and YIG, are used. Here, in order to fabricate this sensor part l, first, the core 2a is formed from the cladding material by the EF'G method or the like, in which the melt of these crystalline compounds is pulled up using a die.
２ｂを挿入するための孔４ａ、４ｂを有する中空状のク
ラッド３を引き上げる。次に、コア２ａ、２ｂを上記材
料からＥＦＧ法やＣＯ，レーザーを用いた引上法などに
よって所定の外径に作製し、これらをクラッド３に挿入
する。その後、クラッド３およびこれに内挿されたコア
２ａ、２ｂの両端をカットして所定の長さにし、さらに
これら両端部を研磨する。The hollow cladding 3 having holes 4a and 4b for inserting the cladding 2b is pulled up. Next, cores 2a and 2b are made from the above material to a predetermined outer diameter by an EFG method, a pulling method using CO, a laser, or the like, and these are inserted into the cladding 3. Thereafter, both ends of the cladding 3 and the cores 2a, 2b inserted therein are cut to a predetermined length, and then both ends are polished.
このセンサ部１の一方の端面にはそれぞれのコア２ａ、
２ｂの端面に偏光子膜５ａ、５ｂが設けられており、さ
らにこれら偏光子膜５ａ、５ｂには人力用ファイバ６ａ
、６ｂがコア２ａ、２ｂと軸合わせして接続されている
。そしてさらに、これら入力用ファイバ６ａ、６ｂの他
端には、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオー
ド（ＬＤ）などの発光源？ａ、７ｂが設けられている。On one end surface of this sensor section 1 are respective cores 2a,
Polarizer films 5a and 5b are provided on the end face of the fiber 2b, and a human power fiber 6a is provided on these polarizer films 5a and 5b.
, 6b are connected to the cores 2a, 2b in alignment with each other. Further, at the other ends of these input fibers 6a and 6b, a light emitting source such as a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD) is connected. a and 7b are provided.
また、センサ部Ｉの他方の端面には、結晶性ポッケルス
材料からなるコア２ａの端面に１／４波長膜８が設けら
れており、さらにこの１／４波長膜８および結晶性ファ
ラデイー材料からなるコア２ｂの端面には、検光子膜９
ａ、９ｂが設けられている。そしてさらに、これら検光
子膜９ａ、９ｂには出力用ファイバｌＯａ％ Ｊｏｂが
コア２ａ、２ｂと軸合わせして接続されており、これら
出力用ファイバＩＯａ。Further, on the other end face of the sensor part I, a 1/4 wavelength film 8 is provided on the end face of the core 2a made of a crystalline Pockels material, and furthermore, a 1/4 wavelength film 8 and a 1/4 wavelength film 8 are provided on the end face of the core 2a made of a crystalline Pockels material. An analyzer film 9 is provided on the end surface of the core 2b.
a and 9b are provided. Further, output fibers IOa% Job are connected to these analyzer membranes 9a and 9b in alignment with the cores 2a and 2b, and these output fibers IOa.
ｔａｂの他端にはホトダイオード（ＰＤ）やアバランシ
ェホトダイオード（ＡＰＤ）などの受光器１１ａ、Ｉｌ
ｂが設けられている。At the other end of the tab, there is a photodetector 11a, Il, such as a photodiode (PD) or an avalanche photodiode (APD).
b is provided.
界レベルの測定を行うには、まず電界中にセンサ部ｌを
設置する。次いで、発光源７ａより光を出射し、この光
を人力用光ファイバ６ａを介して偏光子膜５ａに導く。To measure the field level, first, the sensor section l is installed in the electric field. Next, light is emitted from the light emitting source 7a, and this light is guided to the polarizer film 5a via the manual optical fiber 6a.
するとこの光は、偏光子膜５ａを通過して直線偏光波と
なり、結晶性ポッケルス材料からなるコア２ａに導かれ
る。そしてこの直線偏光波は、コア２ａを通過すること
により、このコア２ａに印加された電圧による複屈折効
果によって楕円偏光波に変換され、さらに１／・１波長
模８を介して検光子膜９ａで光強度に変換され、その後
出力用光ファイバ１０ａを介して受光器ｌｌａに導かれ
て電気的出力となる。Then, this light passes through the polarizer film 5a, becomes a linearly polarized wave, and is guided to the core 2a made of crystalline Pockels material. By passing through the core 2a, this linearly polarized light wave is converted into an elliptically polarized light wave by the birefringence effect caused by the voltage applied to the core 2a, and further passes through the 1/1 wavelength pattern 8 to the analyzer film 9a. The light is converted into light intensity, and then guided to the light receiver lla via the output optical fiber 10a to become an electrical output.
また、この電磁界センサにより磁界レベルの測定を行う
には、上記の電界レベル測定の場合と同様に、まず磁界
中にセンサ部ｌを設置した後、発光源７ｂより光を出射
し、この光を人力用先ファイバ６ｂを介して偏光子膜５
ｂに導く。するとこの光は、偏光子膜５ｂを通過して直
線偏光波となり、結晶性ファラデイー材料からなるコア
２ａに道かメ１．六−そ１−２７この直婉偏先ｎυは、
コア２ａを通過することによりこのコア２ａに印加され
る磁界レベルに応じてその偏波面が回転し、その状態で
検光子膜９ｂに送られ、ここで偏波面の回転角が光の強
度に変換され、その後出力用先ファイバｔａｂを介して
受光器１ ｌ ｂに導かれて電気的出力となる。In addition, in order to measure the magnetic field level using this electromagnetic field sensor, as in the case of measuring the electric field level described above, first, the sensor part l is installed in the magnetic field, and then light is emitted from the light emitting source 7b. The polarizer film 5 is passed through the human-powered fiber 6b.
lead to b. Then, this light passes through the polarizer film 5b, becomes a linearly polarized light wave, and enters the core 2a made of crystalline Faraday material. 6-Part 1-27 This direct and biased tip nυ is,
By passing through the core 2a, the plane of polarization rotates according to the level of the magnetic field applied to the core 2a, and in that state is sent to the analyzer membrane 9b, where the rotation angle of the plane of polarization is converted into the intensity of light. After that, it is guided to the light receiver 1 lb via the output fiber TAB and becomes an electrical output.
このような構造の光フアイバ電磁界センサｌにあっては
、電界および磁界レベルの両方を同時に測定できるため
、屋外における計測や狭所における計測などにおいて電
界および磁界の両方を測定を必要とする場合に取り扱い
がより容易となり、また経済的にも非常に有利になる。Optical fiber electromagnetic field sensors with this structure can measure both electric and magnetic field levels at the same time, so they can be used when both electric and magnetic fields need to be measured, such as outdoors or in narrow spaces. This makes handling easier and is also very economically advantageous.
第２図はこの発明の電磁界センサの第２の例を示す図で
あって、図中符号２０はセンサ部である。FIG. 2 is a diagram showing a second example of the electromagnetic field sensor of the present invention, and the reference numeral 20 in the figure is a sensor section.
この電磁界センサ２０は、結晶性ポッケルス材料からな
る一対のコア２ ｔａ１２１．ａおよび結晶性ファラデ
イー材料からなる一対のコア２１ｂ、２１ｂと、これら
コア２１ａ、 ２１ａ、 ２ ｌｂ、 ２ ｌｂを被覆
するクラッド２２とからなるファイバから構成されてい
る。また、コア２１ａとコア２１ａ、コア２１ｂと２１
ｂは、それぞれ同一材料からなる同径のもので、クラッ
ド２２の端面にあって縦方あるいは横力にそれぞれ隣接
して配置されている。コア２１ａ１コア２１ｂ１クラツ
ド２２に用いられる材料としては、先の例に示したもの
と同様のものが用いられる。ここで、このセンサ部２１
の作製するには、まず上記クラッド材料からＥＦＧ法な
どによりコア２１ａ、 ２１ａ、 ２ ｌｂ、 ２ ｌ
ｂを挿入するための孔を有する中空状のクラッド２２を
所定の長さに引き上げる。次に、コア２１ａ、２１ａ、
２１ｂ、２里すを上記材料からＥＦ’Ｇ法やＣＯ、レー
ザー法などによって所定の外径に作製し、所定の長、さ
にカットしてその両端面を研磨する。This electromagnetic field sensor 20 includes a pair of cores 2 ta121. made of crystalline Pockels material. The fiber is composed of a pair of cores 21b and 21b made of crystalline Faraday material and a cladding 22 that covers these cores 21a, 21a, 2lb, and 2lb. In addition, core 21a and core 21a, core 21b and 21
b are made of the same material and have the same diameter, and are disposed on the end face of the cladding 22 adjacent to the longitudinal or lateral force, respectively. The materials used for the core 21a1, the core 21b1, and the cladding 22 are the same as those shown in the previous example. Here, this sensor section 21
To manufacture the cores 21a, 21a, 2lb, 2l, first from the above cladding material by EFG method etc.
A hollow cladding 22 having a hole for inserting b is pulled up to a predetermined length. Next, the cores 21a, 21a,
21b, 2-stripes are made from the above material to a predetermined outer diameter by the EF'G method, CO, laser method, etc., cut to a predetermined length, and both end surfaces thereof are polished.
その後、これらコア２１ａ、 ２１ａ、 ２ ｌｂ、
２ ｌｂをクラッド２２に挿入してセンサ部２０とする
。After that, these cores 21a, 21a, 2 lb,
2 lb is inserted into the cladding 22 to form the sensor section 20.
このセンサ部２０の一方の端面には、コア２Ｉａの端面
とコア２１ａの端面とにまたがって反射部２３ａが、同
様にコア２１ｂの端面とコア２１ｂの端面とにまたがっ
て反射部２３ｂが取り付けられている。これら反射部２
３ａ、２３ｂは、第３図に示すように三角プリズム状の
もので、一方のコアに入射された光を反射して他方のコ
アに導くものである。これら反射部２３ａ、２３ｂの材
料としては、コア中を伝搬する光の位相合わせのためコ
ア２１ａ、２１ｂに使用したものが好適に用いられ、ま
たその反射膜２４にはＳ ｉＯｔ−Ｔ ＋Ｏｔの多層膜
が好適に用いられる。センサ部２０の他方の端面には、
一方のコア２１ａおよびコア２１ｂの端面に入力用ファ
イバ２５ａ、２５ｂが、他方のコア２１ａおよび２１ｂ
の端面に出力用ファイバ２６ａ、２６ｂがそれぞれ接続
されている。人力用ファイバ２５ａ、２５ｂの他端には
偏光子２７ａ１２７ｂが設けられ、さらにこれら偏光子
２７ａ。A reflecting part 23a is attached to one end face of the sensor part 20, spanning the end face of the core 2Ia and the end face of the core 21a, and a reflecting part 23b is attached, similarly, spanning the end face of the core 21b and the end face of the core 21b. ing. These reflective parts 2
3a and 23b are triangular prism-shaped as shown in FIG. 3, and reflect light incident on one core and guide it to the other core. The materials used for the cores 21a, 21b are preferably used for the reflective parts 23a, 23b in order to match the phase of the light propagating in the cores, and the reflective film 24 is made of a multilayer of SiOt-T +Ot. Membranes are preferably used. On the other end surface of the sensor section 20,
Input fibers 25a and 25b are attached to the end faces of one core 21a and 21b, and the other cores 21a and 21b are
Output fibers 26a and 26b are respectively connected to the end faces of the output fibers 26a and 26b. A polarizer 27a127b is provided at the other end of the human power fibers 25a and 25b, and these polarizers 27a.
２７ｂには発光源２８ａ、２８ｂが設けられている。Light emitting sources 28a and 28b are provided in 27b.
一方、出力用ファイバ２６ａの他端にはｌ／４波長板２
９、検光子３０ａが順次設けられ、また出力用ファイバ
２６ｂの他端には検光子３０ｂが設けられ、さらにこれ
ら検光子３０ａ、３０ｂには受光器３１ａ、３１ｂが設
けられている。On the other hand, the other end of the output fiber 26a has a 1/4 wavelength plate 2.
9. Analyzers 30a are provided in sequence, and an analyzer 30b is provided at the other end of the output fiber 26b, and these analyzers 30a and 30b are further provided with light receivers 31a and 31b.
ルの測定も先に示した例と同様にして行なわれ、例えば
電界レベルの測定では、発光源２８ａから光を出射する
と、この光が偏光子２７ａ１人力用ファイバ２５ａを経
て一方のコア２１ａに導かれ、さらに反射部２３ａによ
り反射されて他方のコア２１ａに入り、その後出力用フ
ァイバ２６ａ、１／４波長膜２９、検光子３０ａを経て
受光器３１ａに導かれ、電気的出力となる。この場合に
も電気的出力は、コア２１ａ、２１ａのポッケルス効果
によってセンサ部１に印加された電圧に対応した出力と
なる。The measurement of the electric field level is also carried out in the same manner as in the example shown above. For example, when measuring the electric field level, when light is emitted from the light emitting source 28a, this light is guided to one core 21a through the polarizer 27a and the human power fiber 25a. The light is further reflected by the reflection section 23a and enters the other core 21a, and then is guided to the light receiver 31a via the output fiber 26a, the quarter-wavelength film 29, and the analyzer 30a, where it becomes an electrical output. In this case as well, the electrical output corresponds to the voltage applied to the sensor section 1 due to the Pockels effect of the cores 21a, 21a.
この上うな構造の光ファイバ電磁界センサでは、ダブル
パスとなっているため長い光路長を確保でき、よって高
い感度が得られると共にセンサ部２０の小型化が図れる
。また、センサ部２０の一方の側にしか入力用、出力用
のファイバが設けられていないため、測定の際の被測定
箇所へのセンサ部Ｉの設置がより容易になる。In the optical fiber electromagnetic field sensor having such a structure, since it is a double pass, a long optical path length can be ensured, and thus high sensitivity can be obtained and the sensor section 20 can be miniaturized. Furthermore, since the input and output fibers are provided only on one side of the sensor section 20, it becomes easier to install the sensor section I at the location to be measured during measurement.
「実施例」 する。"Example" do.
（実施例Ｉ ）
第１図に示した第１の例に基づいてｆｆｔ磁界センサを
作製した。(Example I) An fft magnetic field sensor was manufactured based on the first example shown in FIG.
まず、ＥＦＧ法によりＡ １ｆｆｉｏ 、の結晶を外径
４００μｍに引き上げ、これに内径１００μｍの孔を２
つ形成してクラッドとした。一方、ポッケルス材料から
なるコアとしてＬｉＮｂＯ５の結晶をＣＯ，レーザー引
き上げ法により外径１００μｍに引き上げて作製し、ま
たファラデイー材料からなるコアとしてｌ３ＧＯ（ビス
マス・ゲルマニウム・オキサイド）の結晶をＣＯ，レー
ザーによる溶融引き上げ法により外径１００μｍに引き
上げて作製した。次に、クラッドの孔内に上記Ｌ ｉＮ
ｂｏ ｓおよびｌ３ＧＯからなるコアを挿入してファ
イバとし、さらにこのファイバを長さ１０ｃｍにカット
してその両端面を研磨し、センサ部とした。First, a crystal of A 1ffio was pulled up to an outer diameter of 400 μm using the EFG method, and a hole with an inner diameter of 100 μm was drilled into it.
It was formed into a cladding. On the other hand, as a core made of Pockels material, a LiNbO5 crystal was pulled to an outer diameter of 100 μm using CO and laser pulling method, and as a core made of Faraday material, a crystal of 13GO (bismuth germanium oxide) was melted using CO and laser. It was produced by pulling it up to an outer diameter of 100 μm using a pulling method. Next, the above LiN is placed in the hole of the cladding.
A core made of bos and 13GO was inserted to form a fiber, and this fiber was further cut to a length of 10 cm and both end faces were polished to form a sensor section.
このセンサ部に偏光子膜、検光子膜、１／４波長膜をそ
れぞれ設け、その上にコア径１００μｍ１クラツド径１
５０μｍの入力用および出力用ファイバ、を、樹脂によ
り接続固定し、さらに発光源に波長０．８５μｍの発光
ダイオード（ＬＥＤ）を、受光器にＰＩＮホトダイオー
ドを使用して電磁界センサとした。A polarizer film, an analyzer film, and a 1/4 wavelength film are each provided on this sensor part, and a core diameter of 100 μm, a cladding diameter of 1
Input and output fibers of 50 μm were connected and fixed with resin, and a light emitting diode (LED) with a wavelength of 0.85 μm was used as a light source, and a PIN photodiode was used as a light receiver to form an electromagnetic field sensor.
この７１ｍ磁界センセンサ最大１３０００ｅまでの磁界
が検出可能であり、また１２０Ｖ程度の電界も検出可能
であった。This 71m magnetic field sensor could detect a magnetic field of up to 13,000e, and was also able to detect an electric field of about 120V.
（実施例２ ）
第２図に示した第２の例に基づいて電磁界センサを作製
した。(Example 2) An electromagnetic field sensor was produced based on the second example shown in FIG.
まず、ＥＦＧ法によりサファイヤ（ＡｌｔＯａ）を外径
ｌＩＩＩｍに引き上げ、これに内径１００μｍの孔を４
つ形成してクラッドとした。一方、コアとしてＢＧＯの
結晶をｃｏ、レーザーによる溶融引き上げ法により外径
！００μｍに引き上げて４本件製した。次に、これらコ
アを１０ｃｍにカットしてその両端面を研磨し、クラッ
ドの孔内に挿入してセンサ部とした。First, sapphire (AltOa) was pulled up to an outer diameter of lIIIm by the EFG method, and a hole with an inner diameter of 100 μm was drilled into it.
It was formed into a cladding. On the other hand, a BGO crystal is used as the core, and the outer diameter is adjusted by laser melting and pulling. 00 μm, and four pieces were manufactured. Next, these cores were cut into 10 cm pieces, both end surfaces thereof were polished, and the cores were inserted into holes in the cladding to form a sensor section.
このセンサ部に多層膜無反射コートを施したルチル３ｆ
ｌプリズムを取り付けて反射部とし、コア径１００μｍ
、クラツド径１５０μｍの入力用および出力用ファイバ
を接続固定し、これら入力用および出力用ファイバに偏
光子、検光子、１／４波長板をそれぞれ設け、さらに発
光源に波長０゜８５μｍの発光ダイオード（ＬＥＤ）を
、受光器にＰＩＮホトダイオードを使用して電磁界セン
サとした。Rutile 3F has a multilayer anti-reflection coating on this sensor part.
Attach a prism to serve as a reflective part, with a core diameter of 100 μm.
, input and output fibers with a cladding diameter of 150 μm are connected and fixed, a polarizer, an analyzer, and a quarter-wave plate are provided on these input and output fibers, respectively, and a light emitting diode with a wavelength of 0° to 85 μm is used as a light source. (LED) was used as an electromagnetic field sensor using a PIN photodiode as a light receiver.
この電磁界センサでは、３０００ｅの磁界の検出が可能
であった。This electromagnetic field sensor was able to detect a magnetic field of 3000e.
「発明の効果」
以上説明したように、この発明の光ファイバ電磁界セン
サは、共通のクラッド内に結晶性ポッケルス材料からな
るコアと、結晶性ファラデイー材料からなるコアを配し
たファイバからセンサ部を構成したものであるから、電
界および磁界の強さの両方の計測が行え、よって屋外に
おける計測や狭所における計測などにおいて電界および
磁界の両方を測定を必要とする場合に取り扱いがより容
易となり、また経済的にも非常に有利になる。"Effects of the Invention" As explained above, the optical fiber electromagnetic field sensor of the present invention has a sensor section formed by a fiber having a core made of a crystalline Pockels material and a core made of a crystalline Faraday material in a common cladding. Because of this structure, it is possible to measure both electric and magnetic field strengths, making it easier to handle when both electric and magnetic fields need to be measured, such as outdoors or in narrow spaces. It will also be very advantageous economically.
第１図はこの発明の光フアイバ電磁界センサの第１の例
の概略構成を示す断面図、第２図および第３図はこの発
明の光フアイバ電磁界センサの第２の例を示す図であっ
て、第２図は概略構成を示す斜視図、第３図は要部断面
図である。FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a first example of an optical fiber electromagnetic field sensor of the invention, and FIGS. 2 and 3 are views showing a second example of an optical fiber electromagnetic field sensor of the invention. 2 is a perspective view showing a schematic configuration, and FIG. 3 is a sectional view of a main part.
１．２０・・・・・・センサ部、
２ａ、２ｂ、２１ａ、２ ｌｂ＋−・−・−コア、３．
２２・・・・・・クラッド、５ ａ、 ５ ｂ・・・・
・・偏光子膜、６ ａ、 ６ ｂ、 ２５ ａ、 ２５
ｂ・−−−−−人力用ファイバ、７ａ、７ｂ、２８ａ
、２８ｂ−”−発光源、８・・・・・・１／４波長膜、
９ ａ、 ９ ｂ・・・・・・検光子膜、１０ ａ、
ｌ Ｏｂ、２６ ａ、２６ ｂ−・−出力用ファイバ、
１１ ａ、 Ｉ ｌ ｂ、３１ ａ、３ ｌ ｂ−＝−
・受光器、２７ａ、２７ｂ・・・・・・偏光子、２９・
・・・・・Ｉ／４波長板、３０ａ、３０ｂ・・・・・・
検光子。1.20...Sensor section, 2a, 2b, 21a, 2 lb+---core, 3.
22...Clad, 5 a, 5 b...
...Polarizer film, 6 a, 6 b, 25 a, 25
b・----Fiber for human power, 7a, 7b, 28a
, 28b-"-light emitting source, 8...1/4 wavelength film,
9 a, 9 b...analyzer membrane, 10 a,
l Ob, 26 a, 26 b - - Output fiber,
11 a, I l b, 31 a, 3 l b-=-
・Photoreceiver, 27a, 27b...Polarizer, 29・
...I/4 wavelength plate, 30a, 30b...
Analyzer.
Claims (1)
と、結晶性ファラディー材料からなるコアを配したファ
イバからセンサ部を構成したことを特徴とする光ファイ
バ電磁界センサ。An optical fiber electromagnetic field sensor characterized in that a sensor section is constructed from a fiber having a core made of crystalline Pockels material and a core made of crystalline Faraday material arranged in a common cladding.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61300722A JPS63151867A (en) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | Optical fiber electromagnetic field sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61300722A JPS63151867A (en) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | Optical fiber electromagnetic field sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63151867A true JPS63151867A (en) | 1988-06-24 |
Family
ID=17888314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61300722A Pending JPS63151867A (en) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | Optical fiber electromagnetic field sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63151867A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001094955A3 (en) * | 2000-06-09 | 2002-04-18 | Univ Michigan | Scanning electro-optic near field device and method of scanning |
| US6906506B1 (en) | 2001-06-08 | 2005-06-14 | The Regents Of The University Of Michigan | Method and apparatus for simultaneous measurement of electric field and temperature using an electrooptic semiconductor probe |
| EP2095136B1 (en) * | 2006-12-22 | 2014-04-30 | ABB Research LTD | Method for measuring high voltage and production of optical fiber used in said method |
-
1986
- 1986-12-17 JP JP61300722A patent/JPS63151867A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001094955A3 (en) * | 2000-06-09 | 2002-04-18 | Univ Michigan | Scanning electro-optic near field device and method of scanning |
| US6677769B2 (en) | 2000-06-09 | 2004-01-13 | The Regents Of The University Of Michigan | Scanning electromagnetic-field imager with optical-fiber-based electro-optic field-mapping system |
| US6906506B1 (en) | 2001-06-08 | 2005-06-14 | The Regents Of The University Of Michigan | Method and apparatus for simultaneous measurement of electric field and temperature using an electrooptic semiconductor probe |
| EP2095136B1 (en) * | 2006-12-22 | 2014-04-30 | ABB Research LTD | Method for measuring high voltage and production of optical fiber used in said method |
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