報告書番号

R00008

タイトル（和文）

位相共役ミラーとマルチモード光ファイバを用いた電流センサ構成の基礎検討

タイトル（英文）

Multimode Optical Fiber Current Sensor using An Optical Phase Conjugate Mirror

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

単一モード光ファイバ（SMF）は、光導波路と電流センサとして動作するため、高電圧環境下での電流測定に適する。しかしながら、SMFには複屈折が存在するため印加磁界によって生じるファラデー回転の検出は、難しい。この問題解決のために、光ファイバを捩る、低複屈折ファイバや鉛ガラスファイバの利用が研究されている。 本報告書では、位相共役ミラー（PCM）を用いた新しいマルチモード光ファイバ（MMF）電流センサについて報告する。測定原理は、MMF出射光のPCMによる反射光である戻り光の位相共役波（OPCW）が、その経路内にファラデー素子が置かれたとしても入射偏光状態に回復し、しかもOPCW強度が、ファラデー回転角をθとした場合に、(cos(2θ))**2で変化することに基づいている。 電流センサとしての実証は、２通り行った。一つは、ファラデー素子、MMFおよびPCMの構成であり、この場合、MMFは導波路として用いた。他は、MMFとPCMの構成であり、この場合、MMFは電流センサおよび導波路となる。MMFは、SMFに比べ製造が容易であるため、種々のファラデー材料を用いたMMF電流センサ利用が可能となる。

概要 （英文）

Since a single-mode fiber (SMF) acts as the optical waveguide and the current sensor, it is useful for current measurement on high-voltage line. But, in general, it is not easy to detect a Faraday rotation occurred in the single-mode fiber by the applied magnetic field because of the birefringence. To solve this problem, several methods such as twisting a fiber, using a low birefringent fiber and developing a flint glass fiber are proposed. In this report, we describe the new multi-mode fiber (MMF) current sensor using an optical phase conjugate mirror (PCM). The measurement principle is based on the fact that a returned optical phase conjugate wave (OPCW), which is the reflection of the emerged light from MMF at the output end by the PCM, recovers to an input state of polarization even if the Faraday cell is set in the path, and that the intensity of OPCW changes according to (cos(2θ))**2, where θ=Faraday rotation angle. We demonstrate two types of MMF current sensor, one consists of a Faraday cell, MMF and PCM. In this case, the MMF is used as a beam guide. Another system consists of the MMF and PCM, and MMF is used as a current sensor. Since a MMF is easy to product compared to a SMF, a MMF current sensor makes it possible to use a variety of Faraday materials.

報告者

キーワード