JPH0260985B2 - - Google Patents
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- JPH0260985B2 JPH0260985B2 JP56082278A JP8227881A JPH0260985B2 JP H0260985 B2 JPH0260985 B2 JP H0260985B2 JP 56082278 A JP56082278 A JP 56082278A JP 8227881 A JP8227881 A JP 8227881A JP H0260985 B2 JPH0260985 B2 JP H0260985B2
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- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 claims description 16
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
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- G01R15/242—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using electro-optical modulators, e.g. electro-absorption based on the Pockels effect, i.e. linear electro-optic effect
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気光学効果を用いた電圧測定装置に
関するものであり、温度特性の優れた高精度測定
が可能な電圧測定装置を提供することを目的とす
る。
関するものであり、温度特性の優れた高精度測定
が可能な電圧測定装置を提供することを目的とす
る。
LiNbO3等の電気光学結晶の電気光学効果を利
用して高圧送電線などの電圧を光学的に測定する
電圧測定装置は、絶縁性や電磁誘導ノイズの点で
すぐれており、抵抗分圧法やコンデンサ分圧法な
どによる電気的測定法に比較して多くの長所を有
している。
用して高圧送電線などの電圧を光学的に測定する
電圧測定装置は、絶縁性や電磁誘導ノイズの点で
すぐれており、抵抗分圧法やコンデンサ分圧法な
どによる電気的測定法に比較して多くの長所を有
している。
第１図は電気光学効果を利用した電圧測定装置
の従来例であり、Ｚ方向に垂直に切断した
LiNbO3単結晶１に対して、ｚ軸に平行な方向に
レーザ光２を通し、ｘ軸方向に電極３，３′によ
り電界を印加し、これを1/4波長板６とともに偏
光子４と検光子５との間に置くことにより電圧測
定装置を構成している。同装置に偏向子４側より
入射したレーザ光２の出力強度は電気光学効果を
有するLiNbO3単結晶１に印加される印加電圧Ｖ
により変化し、この出力強度変化から印加電圧Ｖ
を検知することができる。
の従来例であり、Ｚ方向に垂直に切断した
LiNbO3単結晶１に対して、ｚ軸に平行な方向に
レーザ光２を通し、ｘ軸方向に電極３，３′によ
り電界を印加し、これを1/4波長板６とともに偏
光子４と検光子５との間に置くことにより電圧測
定装置を構成している。同装置に偏向子４側より
入射したレーザ光２の出力強度は電気光学効果を
有するLiNbO3単結晶１に印加される印加電圧Ｖ
により変化し、この出力強度変化から印加電圧Ｖ
を検知することができる。
しかしながら本構成の電圧測定装置に対し種々
の測定実験を行つた結果、LiNbO3単結晶１の温
度変化に対し光出力はステツプ状の不規則な変化
を示すことが判明し、このままでは電圧測定装置
として安定に動作しないことが明らかになつた。
の測定実験を行つた結果、LiNbO3単結晶１の温
度変化に対し光出力はステツプ状の不規則な変化
を示すことが判明し、このままでは電圧測定装置
として安定に動作しないことが明らかになつた。
第２図は、この第１図の電圧測定装置において
LiNbO3単結晶１の温度（横軸）を変化させたと
きの光出力（縦軸）の変化の状態を示している。
同図より先に述べたように温度変化に対し、光出
力はステツプ状の不規則な変化を示しており、本
装置が周囲温度の変動のため光出力に誤差が生じ
ることがわかる。
LiNbO3単結晶１の温度（横軸）を変化させたと
きの光出力（縦軸）の変化の状態を示している。
同図より先に述べたように温度変化に対し、光出
力はステツプ状の不規則な変化を示しており、本
装置が周囲温度の変動のため光出力に誤差が生じ
ることがわかる。
このような現象が生じる原因は必ずしも明らか
ではないが、焦電効果によるものと考えられる。
すなわち焦電効果とは、昭温度変化により
LiNbO3結晶等のＺ面に電荷が発生する現象であ
り、前記電荷のために測定電界以外の電界が
LiNbO3単結晶に生じることになり、電圧測定の
誤差が生じることになる。
ではないが、焦電効果によるものと考えられる。
すなわち焦電効果とは、昭温度変化により
LiNbO3結晶等のＺ面に電荷が発生する現象であ
り、前記電荷のために測定電界以外の電界が
LiNbO3単結晶に生じることになり、電圧測定の
誤差が生じることになる。
本発明は上記従来の欠点を除去した新規な構成
の電圧測定装置、すなわち電気光学効果を応用し
た温度変動により出力変動の生じない高精度な電
圧測定装置を提供するものである。
の電圧測定装置、すなわち電気光学効果を応用し
た温度変動により出力変動の生じない高精度な電
圧測定装置を提供するものである。
第３図は本発明の一実施例における電圧測定装
置の構成を示すものであり、従来例と同一箇所に
は同一番号を付してある。
置の構成を示すものであり、従来例と同一箇所に
は同一番号を付してある。
同装置の特徴はLiNbO3単結晶１（結晶方向は
第１図と同じ）のＺ面に透明電極７，７′を設け、
これらの透明電極７と７′を金リード線８により
相互に電気的に接続していることである。
第１図と同じ）のＺ面に透明電極７，７′を設け、
これらの透明電極７と７′を金リード線８により
相互に電気的に接続していることである。
上記互互いに短絡させた電極７，７′を
LiNbO3単結晶に取り付けることにより、従来大
きな欠点となつていた温度変化による光出力の不
規則な変化を完全に取り除くことが可能であるこ
とを本発明者は見い出した。
LiNbO3単結晶に取り付けることにより、従来大
きな欠点となつていた温度変化による光出力の不
規則な変化を完全に取り除くことが可能であるこ
とを本発明者は見い出した。
すなわち、本実施例のようにLiNbO3単結晶の
Ｚ面に設けた電極７，７′を電気的に接続するこ
とにより、温度変動によつてLiNbO3単結晶のＺ
面に発生した電荷を互いに打ち消し合うことがで
き、前記電荷による測定誤差の原因となる電界の
発生を防止できることになる。
Ｚ面に設けた電極７，７′を電気的に接続するこ
とにより、温度変動によつてLiNbO3単結晶のＺ
面に発生した電荷を互いに打ち消し合うことがで
き、前記電荷による測定誤差の原因となる電界の
発生を防止できることになる。
なお電極はInO2，SnO2等の導電性透明材料、
あるいは光の半透明膜であるAu，Ag，Al等より
なるハーフミラーを用いてもよい。
あるいは光の半透明膜であるAu，Ag，Al等より
なるハーフミラーを用いてもよい。
また、第３図の実施例は、電極を金リード線で
短絡したものであるが、第４図の他の実施例に示
す様に導電性透明物質９で結晶の側面をおおう構
成であつてもよい。この場合、電圧印加用電極３
（結晶の下面にもある）とこの導電性透明物質９
との間の絶縁性が保たれるように相互の間隔を適
当に離す必要がある。
短絡したものであるが、第４図の他の実施例に示
す様に導電性透明物質９で結晶の側面をおおう構
成であつてもよい。この場合、電圧印加用電極３
（結晶の下面にもある）とこの導電性透明物質９
との間の絶縁性が保たれるように相互の間隔を適
当に離す必要がある。
さらに、被測定部に置かれた電気光学結晶に対
し、レーザ装置等の光源より直接光ビームを導く
構成の代りに、光フアイバなどの光伝搬体を介し
て光源より電気光学結晶に光を導く遠隔測定が可
能な電圧測定装置においても、本発明は当然適用
可能である。
し、レーザ装置等の光源より直接光ビームを導く
構成の代りに、光フアイバなどの光伝搬体を介し
て光源より電気光学結晶に光を導く遠隔測定が可
能な電圧測定装置においても、本発明は当然適用
可能である。
第５図はこのような光フアイバを応用した電圧
測定装置の詳細を示した実施例である。同装置
は、光源１０から光フアイバ１１を通じ高圧電線
１２の近傍に置いたロツドレンズ１３、偏向プリ
ズム１４、偏光分離プリズム１５、両端のＺ面に
設けられた透明電極１６，１６′が電気的に接続
されたLiNbO3単結晶１７、1/4波長板１８を通
したあと、互いに直交する偏波成分を２本の光フ
アイバ１９，２０により受光部２１に導びき信号
処理することにより高圧電線１２の電圧を検知す
るものである。この場合高圧電線１２と大地２２
間に発生する空間電界Ｅを電気光学効果を有する
LiNbO3単結晶に作用させることにより、出力光
量に変化を生じさせ、電圧測定を行なうものであ
る。
測定装置の詳細を示した実施例である。同装置
は、光源１０から光フアイバ１１を通じ高圧電線
１２の近傍に置いたロツドレンズ１３、偏向プリ
ズム１４、偏光分離プリズム１５、両端のＺ面に
設けられた透明電極１６，１６′が電気的に接続
されたLiNbO3単結晶１７、1/4波長板１８を通
したあと、互いに直交する偏波成分を２本の光フ
アイバ１９，２０により受光部２１に導びき信号
処理することにより高圧電線１２の電圧を検知す
るものである。この場合高圧電線１２と大地２２
間に発生する空間電界Ｅを電気光学効果を有する
LiNbO3単結晶に作用させることにより、出力光
量に変化を生じさせ、電圧測定を行なうものであ
る。
なお、同図において1/4波長板１８は光学バイ
アス用のものであり、結晶の複屈折そのものを利
用する場合は必ずしも必要ない。
アス用のものであり、結晶の複屈折そのものを利
用する場合は必ずしも必要ない。
本発明にかかる電圧測定装置は温度変動に対す
る光出力の安定化に大きな効果を有するものであ
り、ここで取り上げた電圧測定装置のみならず、
光変調装置に適用した場合においても同様の効果
が期待できる。また第３図に示す様なＺ方向に光
を通し、ｘ方向に電界を印加する結晶配置は光源
としてレーザ光のみならず発光ダイオードなどの
発光スペクトルの広い光源を用いても有効に動作
するためにレーザ光源特有のノイズを避けること
ができ、また装置の低価格化の点でも有利であ
る。
る光出力の安定化に大きな効果を有するものであ
り、ここで取り上げた電圧測定装置のみならず、
光変調装置に適用した場合においても同様の効果
が期待できる。また第３図に示す様なＺ方向に光
を通し、ｘ方向に電界を印加する結晶配置は光源
としてレーザ光のみならず発光ダイオードなどの
発光スペクトルの広い光源を用いても有効に動作
するためにレーザ光源特有のノイズを避けること
ができ、また装置の低価格化の点でも有利であ
る。
また材料的には、ここでとりあげたLiNbO3単
結晶に限るものではなく、例えばLiTaO3，Sr0.25
Ba0.75Nb2O6などの焦電効果を有する電気光学結
晶に対しても、Ｚ面に設けた導電膜を電気的に接
続することにより得られる効果は同様である。さ
らに高圧電線近傍の空間電界を測定する場合、電
圧印加用電極は必ずしも必要としない。
結晶に限るものではなく、例えばLiTaO3，Sr0.25
Ba0.75Nb2O6などの焦電効果を有する電気光学結
晶に対しても、Ｚ面に設けた導電膜を電気的に接
続することにより得られる効果は同様である。さ
らに高圧電線近傍の空間電界を測定する場合、電
圧印加用電極は必ずしも必要としない。
以上説明したように本発明の電圧測定装置は、
温度変動による従来不可能であつた測定誤差を防
止できるもので工業的利用価値が大きい。
温度変動による従来不可能であつた測定誤差を防
止できるもので工業的利用価値が大きい。
第１図は従来の電圧測定装置の構成図、第２図
は同装置における温度と光出力との関係を示す
図、第３図は本発明の実施例にかかる電圧測定装
置の構成図、第４図は本発明の他の実施例にかか
る電圧測定装置の構成図、第５図は本発明のさら
に他の実施例における電圧測定装置の構成図であ
る。 １，１７……LiNbO3単結晶、２……レーザ光
線、３，３′……測定用印加電極、４……偏光子、
５……検光子、６，１８……1/4波長板、７，
７′，９，１６，１６′……透明電極、８……金リ
ード線、１０……光源、１１，１９，２０……光
フアイバ、１２……高圧送電線、１３……ロツド
レンズ、１４……偏光プリズム、１５……偏光分
離プリズム。
は同装置における温度と光出力との関係を示す
図、第３図は本発明の実施例にかかる電圧測定装
置の構成図、第４図は本発明の他の実施例にかか
る電圧測定装置の構成図、第５図は本発明のさら
に他の実施例における電圧測定装置の構成図であ
る。 １，１７……LiNbO3単結晶、２……レーザ光
線、３，３′……測定用印加電極、４……偏光子、
５……検光子、６，１８……1/4波長板、７，
７′，９，１６，１６′……透明電極、８……金リ
ード線、１０……光源、１１，１９，２０……光
フアイバ、１２……高圧送電線、１３……ロツド
レンズ、１４……偏光プリズム、１５……偏光分
離プリズム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電気光学結晶と、この電気光学結晶のＺ軸に
平行な方向に前記結晶の一方のＺ面から他方のＺ
面に光を通過させる手段と、前記電気光学結晶を
通過する光の量を検知する手段とを有する電圧測
定装置において、被測定電界を前記結晶のＸ軸に
平行な方向に印加するとともに、前記電気光学結
晶の一方および他方のＺ面に第１、第２の導電性
膜を設け、前記第１、第２の導電性膜を電気的に
接続したことを特徴とする電圧測定装置。 ２ 電気光学結晶がLiNbO3であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の電圧測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56082278A JPS57196166A (en) | 1981-05-28 | 1981-05-28 | Voltage measurement device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56082278A JPS57196166A (en) | 1981-05-28 | 1981-05-28 | Voltage measurement device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57196166A JPS57196166A (en) | 1982-12-02 |
| JPH0260985B2 true JPH0260985B2 (ja) | 1990-12-18 |
Family
ID=13770029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56082278A Granted JPS57196166A (en) | 1981-05-28 | 1981-05-28 | Voltage measurement device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57196166A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60257325A (ja) * | 1984-06-05 | 1985-12-19 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 光電圧センサ |
| GB2209609B (en) * | 1987-09-09 | 1991-06-26 | Ferranti Plc | Optical modulators |
| JPH01182824A (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-20 | Ngk Insulators Ltd | 光学素子 |
| JP2550730B2 (ja) * | 1989-12-29 | 1996-11-06 | 富士通株式会社 | 光導波路デバイスおよびその製造方法 |
| EP1441242B1 (en) * | 2001-11-01 | 2013-03-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Waveplate, wavelength filter and wavelength monitor |
| EP2479581A1 (en) * | 2011-01-21 | 2012-07-25 | PowerSense A/S | An AC or DC power transmission system and a method of measuring a voltage |
| CN110703467A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-01-17 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种用于电光调制器温度漂移抑制的晶体散热结构及制作方法 |
-
1981
- 1981-05-28 JP JP56082278A patent/JPS57196166A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57196166A (en) | 1982-12-02 |
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