双芯光纤磁场传感器制造技术

本发明专利技术提供一种双芯光纤磁场传感器，该双芯光纤磁场传感器能够大幅提高磁场检测敏感度，同时，能够提高耐振动性，减小磁场检测值相对于温度的变动（改善温度特性），测定高频磁场。双芯光纤磁场传感器至少具备光出入射部、透镜、磁性石榴石和反射体；其结构为：在光出入射部的光出入射端部和反射体之间，配置透镜和磁性石榴石；光从一个光纤射出，透过所述透镜和所述磁性石榴石后，被反射体反射，同时，反射后，光再次透过磁性石榴石和透镜，射入另一光纤中。进一步地，所述光再一次从另一所述光纤射出，透过透镜和磁性石榴石后，被反射体反射，反射后，所述光再次透过磁性石榴石和透镜，再次射入一个光纤中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用磁性石榴石的法拉第效应的反射型双芯光纤磁场传感器。
技术介绍
现在，在通常利用的工业装置或民生机器等中，大多具有电动机或齿轮等旋转装置或旋转部分。由于科学技术的进步和对地球环境保护、节省能源的社会要求的增加，人们不断地尝试更高度且更高精度地实施对如飞机、船舶等的工业装置，或者轿车等民生机器的控制措施。为了实现更高度且更高精度地控制旋转机器、旋转装置，必须连续并正确地测定其旋转速度和旋转数。为此，首先需要廉价且大量提供能够更准确地测量旋转速度，简单便利的小型轻量型测量装置，以满足社会要求。作为测定所述旋转速度或旋转数的方法，已提出有利用电磁感应的方法，或使用利用光磁材料(磁性石槽石)的法拉第效应的光学式磁场传感器的方法。·作为利用电磁感应的方法，测量、测定飞机或汽车用发动机等的旋转速度或旋转数的旋转速度计已经被实用化。但是，利用电磁感应的旋转速度计，在测量端子与机器主体之间的传输线路(电缆)上存在容易遭受电磁噪音的严重缺陷。另外，由于在利用电磁感应的旋转速度计中使用电路，在处理有机溶剂等可燃性物质的危险物生产场所或危险物处理场所等危险物处理设施中，存在必须实施防爆措施的严重问题。与此相对，利用基于光的旋转速度测量，例如，上述利用光磁材料(磁性石榴石)的法拉第效应的光学式磁场传感器，基本上不受电磁噪音的影响。另外，具有即使是处理有机溶剂等可燃性物质的场所也不需要防爆措施的优点。利用磁性石榴石的磁场传感器，利用磁性石榴石根据外部磁场的影响，法拉第旋转角发生变化的现象。即，所述磁场传感器，其透过磁性石榴石的光的偏振面随着施加于磁性石榴石的磁场的变化而发生变化，将该偏振面的变化转换成光强度的变化，并检测、计算，从而测定旋转速度或旋转数。所述磁场传感器有透过型和反射型。透过型需要配置、排列构成部件，使信号光的入射与透过方向排列在一条直线上。因此，磁场传感器整体在信号光传播方向上拉长，因此设置场所受到制约，不能根据使用目的和设置场所进行设置、采用。作为改善这种透过型磁场传感器的缺点的结构，提出有反射型磁场传感器(例如，参见非专利文献I)。图11所示的非专利文献I的反射型磁场传感器100，其结构为在磁性石榴石101的附近配置偏振镜102，两个透镜103a、103b之间的光路上没有光纤。磁性石榴石101采用铋取代石榴石，其在1550nm波长的光下旋转角大。磁性石榴石101的厚度，作为单畴为最大生长厚度的150 μ m。为了测定与测定对象表面平行的磁场，其结构是使光从图11中的水平方向射入磁性石榴石101中，从而测定水平方向的磁场强度。在磁场测定中所使用的光，其为由图中未示出的光源输出的1550nm的连续光。该光通过偏振光控制器104调整为直线偏振光,射入磁场传感器100中。使由磁场传感器100输出的磁场强度反映为光，通过作为受光器的光电二极管(PD )转换为电压信号。现有技术文献非专利文献非专利文献I :中松慎等“根据偏振波稳定化结构MO探针的天线电流分布的高精度测定”，电子情报通信学会论文志，B Vol. J89-BNo.9pp. 1797-1805(社)电子情报通信学会200
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题但是，在非专利文献I的磁场传感器100中，通过光透过一次作为磁场检测部的磁性石榴石101而检测磁场，因此为了大幅提高针对磁场的传感器灵敏度(磁场检测灵敏度)，只有提高磁性石榴石101的材料特性的方法，结果难以大幅提高传感器的灵敏度。 本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的为提供一种双芯光纤磁场传感器，其具备能够大幅提闻磁场检测敏感度的双芯光纤。进一步地，本专利技术还提供一种双芯光纤磁场传感器，其能够提高耐振动性，并能够测定高频磁场。解决技术问题的技术手段通过下面的本专利技术解决上述问题。即，本专利技术的双芯光纤磁场传感器，其特征在于，至少具备光出入射部、透镜、磁性石榴石和反射体；在所述光出入射部的光出入射端部和所述反射体之间，配置所述透镜和所述磁性石槽石；同时，所述光出入射部由两个单模光纤构成；光从一个所述光纤射出，透过所述透镜和所述磁性石榴石后，在所述反射体被反射，同时，反射后，所述光再次透过所述磁性石榴石和所述透镜，射入另一所述光纤中；进一步地，所述光再次从另一所述光纤射出，透过所述透镜和所述磁性石榴石后，在所述反射体被反射，反射后，所述光再次透过所述磁性石榴石和所述透镜，再次射入一个所述光纤中。本专利技术的双芯光纤磁场传感器，优选地设置多个所述磁性石榴石。本专利技术的双芯光纤磁场传感器，其特征在于，在另一所述光纤中的所述光出入射端部的另一端侧光出入射端部上，配置有一个反射体；同时，所述两束光纤都是含有氧化铅的低双折射光纤。另外，本专利技术的双芯光纤磁场传感器，其特征在于，在另一所述光纤中的所述另一端侧光出入射端部上，配置有光纤双折射补偿镜；同时，所述光纤双折射补偿镜，具备另一所述光纤、双折射元件、磁饱和时具有45度旋转角的磁性石榴石、使所述磁性石榴石磁饱和的磁铁、透镜和反射体；所述双折射元件具有相互平行的两个面；另一所述光纤的所述另一端侧光出入射端部，与所述双折射元件的一个面对置配置；所述磁性石榴石和所述透镜配置在所述双折射元件和所述反射体之间；进一步地，所述光从另一所述光纤的所述另一端侧光出入射端部射出；所述光通过所述双折射元件分离成直线偏振光的寻常光和非常光；从所述双折射元件射出的所述寻常光和所述非常光的两束直线偏振光，通过透过所述磁性石槽石，其偏振光方向在同一方向上旋转45度；同时，两束所述直线偏振光透过所述透镜，在所述反射体表面上的一点上被点对称地反射；被反射的两束所述直线偏振光，通过再次透过所述磁性石榴石，其偏振光方向在同一方向上再旋转45度；两束所述直线偏振光，再次射入所述双折射元件中，在再次透过所述双折射元件时，所述光第一次透过所述双折射元件时作为所述寻常光透过的所述直线偏振光，在再次透过时作为非常光透过所述双折射元件；第一次透过所述双折射元件时作为所述非常光透过的所述直线偏振光，在再次透·过时作为寻常光透过所述双折射元件，从而使两束所述直线偏振光再次合成为一束光，所述再次合成的光射入另一所述光纤中。另外，本专利技术的双芯光纤磁场传感器，其特征在于，在另一所述光纤中的所述另一端侧光出入射端部上，配置有光纤双折射补偿镜；同时，所述光纤双折射补偿镜具备另一所述光纤、第一双折射元件、第二双折射元件、磁饱和时具有45度旋转角的磁性石榴石、使所述磁性石榴石磁饱和的磁铁、透镜和反射体；所述第一双折射元件和第二双折射元件，分别具有相互平行的两个面；另一所述光纤的所述另一端侧光出入射端部，与所述第一双折射元件的一个面对置配置；使所述第一双折射元件的另一面与所述第二双折射元件的一个面相对置，配置所述第二双折射元件；所述第二双折射元件的光学面上的晶轴方向被设置为与所述第一双折射元件的光学面上的晶轴方向相差90度；同时，所述磁性石榴石和所述透镜配置在所述第二双折射元件和所述反射体之间；进一步地，所述光从另一所述光纤的所述另一端侧光出入射端部射出；所述光通过所述第一双折射元件分离成直线偏振光的寻常光和非常光；接着，从所述第一双折射元件射出的所述寻常光和所述非常光，在透过所述第二双折射元件时，以寻常光透过所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：今野良博，佐佐木胜，
申请(专利权)人：ADAMANT工业株式会社，
类型：
国别省市：