JP5151460B2 - Magnetic probe - Google Patents
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Description
本発明は、磁気プローブに関する。 The present invention relates to a magnetic probe.
従来からレーザー光、光ファイバ、および磁気光学材料(以下、本明細書においては、磁気光学材料をMO材料という場合がある。)を用いて磁界を計測する光ファイバ型の磁気プローブが存在する。そして、こうした磁気プローブを活用したマイクロ波回路やアンテナの評価結果が報告されている(非特許文献1、2)。プローブは光ファイバとその先端に形成されたMO材料からなる。図10は、従来の磁気プローブの模式的な断面図である。具体的には、非特許文献2のFig.1に示すプローブヘッドと同様の形状の磁気プローブが示してある。磁気プローブ20は、MO材料13の磁化容易軸15の方向が、光ファイバ16のコア12を進行するプローブ光14の進行方向に対して垂直に形成されている。このように、プローブ光14の進行方向とMO材料13の自発磁化あるいは磁化容易軸15の向きが垂直の関係にある磁気プローブ20を用いるとギガヘルツ帯での計測が可能であることが知られている(非特許文献2)。このため、磁気プローブ20による電子機器内部の高周波計測への適用が期待されている。
Conventionally, there is an optical fiber type magnetic probe that measures a magnetic field using laser light, an optical fiber, and a magneto-optical material (hereinafter, the magneto-optical material may be referred to as an MO material). And the evaluation result of the microwave circuit and antenna using such a magnetic probe is reported (
一方、エアロゾルデポジション(AD)法を用いて光ファイバ端面にMO材料の一種であるガーネットを成膜すると、超小型の磁気プローブが実現するばかりでなく、プローブ光とMO材料の磁化の向きの関係が上記のような関係となりギガヘルツ帯での計測が可能であることが見出されている(非特許文献3)。 On the other hand, when a garnet, which is a kind of MO material, is formed on the end face of an optical fiber by using the aerosol deposition (AD) method, not only an ultra-small magnetic probe is realized, but also the magnetization direction of the probe light and the MO material is changed. It has been found that the relationship is as described above, and measurement in the gigahertz band is possible (Non-Patent Document 3).
また、磁気検知素子としての磁気光学結晶と光学装置とから成る磁界測定装置において、装置先端部に集光用レンズが組み込まれた磁界測定装置も知られている(特許文献1)。さらに、測定対象物から発生する電磁界を検出するための光学結晶が先端部に設けられた第1の光ファイバと、先端部から前記測定対象物までの距離の変位を測定するための第2の光ファイバとを有し、前記第1および第2の光ファイバは、それぞれの先端部の端面が同一の面となるように揃えられた状態で一体的に固定されている電磁界検出素子も知られている(特許文献2)。そして、磁界検出装置を構成する磁気光学素子を、フェルールを介して光ファイバの一端と接続し、光ファイバ及びフェルールを介して入射する入射光の反射光を、光ファイバ及びフェルールを介して出射するようにすることも知られている(特許文献3)。
図10に示すような磁気プローブを用いると高周波磁界計測が可能であるが、本発明者等の検討によれば、電子機器内部の計測を汎用的に行うには感度が不十分となる課題があることが判明した。したがって、磁気プローブの計測帯域を大きく損なうことなく、感度を向上することが重要となる。 When a magnetic probe as shown in FIG. 10 is used, high-frequency magnetic field measurement is possible. However, according to the study by the present inventors, there is a problem that the sensitivity is insufficient for general-purpose measurement inside an electronic device. It turned out to be. Therefore, it is important to improve the sensitivity without greatly degrading the measurement band of the magnetic probe.
本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、計測帯域を確保しつつ感度の高い磁気プローブを提供することにある。より具体的には、電子デバイスが高密度に実装された微細領域で、高感度で高周波磁界計測が可能な磁気プローブを提供することにある。 The object of the present invention has been made to solve the above problems. That is, it is to provide a magnetic probe with high sensitivity while ensuring a measurement band. More specifically, an object is to provide a magnetic probe capable of measuring a high-frequency magnetic field with high sensitivity in a fine region in which electronic devices are mounted at high density.
上記課題を解決するための本発明の磁気プローブは、光ファイバと、該光ファイバの端面上に形成された磁気光学材料と、を有し、該磁気光学材料の磁化容易軸の方向が、前記光ファイバのコアを進行するプローブ光の進行方向に対して垂直に形成された磁気プローブであって、前記コアを覆うように前記磁気光学材料が設けられ、該磁気光学材料の幅が前記端面の幅以下に形成されている、ことを特徴とする。 A magnetic probe of the present invention for solving the above-described problems has an optical fiber and a magneto-optical material formed on the end face of the optical fiber, and the direction of the easy axis of magnetization of the magneto-optical material is A magnetic probe formed perpendicular to a traveling direction of probe light traveling through a core of an optical fiber, wherein the magneto-optical material is provided so as to cover the core, and the width of the magneto-optical material is It is formed below the width.
本発明の磁気プローブの好ましい態様においては、前記磁気光学材料の厚さに対する幅のアスペクト比が、1より大きく10以下である。 In a preferred aspect of the magnetic probe of the present invention, the aspect ratio of the width to the thickness of the magneto-optical material is greater than 1 and 10 or less.
本発明の磁気プローブの好ましい態様においては、前記光ファイバが、前記端面を上面とする略円錐台の形状を有する接続部と、該接続部に続けて設けられる信号伝送部とから形成される。 In a preferred aspect of the magnetic probe of the present invention, the optical fiber is formed of a connection part having a substantially truncated cone shape with the end face as an upper surface, and a signal transmission part provided following the connection part.
本発明の磁気プローブの好ましい態様においては、前記光ファイバが、前記端面を含む接続部と、該接続部に続けて設けられる信号伝送部とからなり、前記接続部の外径が前記信号伝送部の外径より小さく形成されることにより前記光ファイバの先端が凸状に加工されている。 In a preferred aspect of the magnetic probe of the present invention, the optical fiber includes a connection portion including the end face and a signal transmission portion provided following the connection portion, and an outer diameter of the connection portion is the signal transmission portion. The tip of the optical fiber is processed into a convex shape.
本発明の磁気プローブの好ましい態様においては、前記磁気光学材料が、先端部と、該先端部に続けて設けられる基板部とからなり、該基板部が前記端面上に形成されるとともに、前記先端部の幅を前記基板部の幅より小さくすることにより前記磁気光学材料の断面が凸状に加工されている。 In a preferred aspect of the magnetic probe of the present invention, the magneto-optical material includes a tip portion and a substrate portion provided after the tip portion, and the substrate portion is formed on the end face, and the tip The cross section of the magneto-optical material is processed into a convex shape by making the width of the portion smaller than the width of the substrate portion.
本発明の磁気プローブの好ましい態様においては、前記先端部の厚さに対する幅のアスペクト比が、1より大きく10以下である。 In a preferred aspect of the magnetic probe of the present invention, the aspect ratio of the width to the thickness of the tip is greater than 1 and 10 or less.
本発明の磁気プローブの好ましい態様においては、前記磁気光学材料が、エアロゾルデポジション法を用いて形成される。 In a preferred aspect of the magnetic probe of the present invention, the magneto-optical material is formed using an aerosol deposition method.
本発明の磁気プローブによれば、計測帯域を確保しつつ感度の高い磁気プローブを提供することができる。具体的には、電子デバイスが高密度に実装された微細領域で、高感度で高周波磁界計測が可能な磁気プローブを提供することができる。特に、先端が微小な高周波・高感度の磁気プローブが実現するため、電子機器内部の高密度実装領域で磁界計測が汎用的に行えるようになる結果、ノイズ電流などの詳細評価が可能となり、電気的に品質の良い回路設計を支援することができるようになる。さらには、本発明の磁気プローブを機器内部の微小デバイスの動作チェックや故障診断に適用することができるため、製品の信頼性を向上させることができるようになる。 According to the magnetic probe of the present invention, it is possible to provide a highly sensitive magnetic probe while ensuring a measurement band. Specifically, it is possible to provide a magnetic probe capable of measuring a high-frequency magnetic field with high sensitivity in a fine region in which electronic devices are densely mounted. In particular, a high-frequency, high-sensitivity magnetic probe with a very small tip is realized, and as a result, magnetic field measurement can be performed in a high-density mounting area inside electronic equipment, enabling detailed evaluation of noise currents, etc. It is possible to support circuit design with high quality. Furthermore, since the magnetic probe of the present invention can be applied to the operation check and failure diagnosis of the microdevice inside the apparatus, the reliability of the product can be improved.
以下、本発明の実施例につき説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。 Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following examples, and can be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist of the present invention.
本発明の磁気プローブは、光ファイバと、この光ファイバの端面上に形成された磁気光学材料と、を有し、磁気光学材料の磁化容易軸の方向が、光ファイバのコアを進行するプローブ光の進行方向に対して垂直に形成されている。そして、光ファイバのコアを覆うように磁気光学材料が設けられ、磁気光学材料の幅が光ファイバの端面の幅以下に形成される。具体的には、ギガヘルツ帯での計測が可能な光ファイバ型磁気プローブにおいて、光ファイバ端面に形成する磁気光学材料の横幅を、光ファイバのコアを覆うような大きさとしつつも、光ファイバの幅以下とする。これにより、計測帯域を確保しつつ感度の高い磁気プローブを提供することができる。そして、好ましくは、磁気光学材料の横幅に対する厚さのアスペクト比を小さくする。これにより、微細かつ高感度な磁気プローブをより提供しやすくなる。 The magnetic probe of the present invention has an optical fiber and a magneto-optical material formed on the end face of the optical fiber, and the direction of the easy magnetization axis of the magneto-optical material travels through the core of the optical fiber. It is formed perpendicularly to the direction of travel. A magneto-optical material is provided so as to cover the core of the optical fiber, and the width of the magneto-optical material is formed to be equal to or less than the width of the end face of the optical fiber. Specifically, in the optical fiber type magnetic probe capable of measuring in the gigahertz band, the width of the optical fiber is set so that the lateral width of the magneto-optical material formed on the end face of the optical fiber is large enough to cover the core of the optical fiber. The following. Thereby, it is possible to provide a magnetic probe with high sensitivity while ensuring a measurement band. Preferably, the aspect ratio of the thickness with respect to the lateral width of the magneto-optical material is reduced. This makes it easier to provide a fine and highly sensitive magnetic probe.
本発明の磁気プローブの先端部の状態の具体例に述べると、光ファイバ端面におけるコアの領域とその周辺部分が微小な磁気光学材料によって覆われているようになる。また、磁気光学材料の幅を光ファイバの幅と同程度として、磁気プローブの先端形状を円錐台状、又は凸状となるように光ファイバ端面上にMO材料を形成しても、微細で高感度なプローブを提供できる。そこで、本発明において、磁気プローブの先端形状を上記のような形状とすることにより、微細かつ高感度となる原理について説明する。 In a specific example of the state of the tip of the magnetic probe of the present invention, the core region and its peripheral portion on the end face of the optical fiber are covered with a minute magneto-optical material. Even if the MO material is formed on the end face of the optical fiber so that the width of the magneto-optical material is about the same as the width of the optical fiber and the tip shape of the magnetic probe is a truncated cone or a convex shape, it is fine and high. Sensitive probes can be provided. Therefore, in the present invention, the principle of achieving a fine and high sensitivity by making the tip shape of the magnetic probe as described above will be described.
図1は、磁気プローブの先端付近の断面を模式的に示した図である。具体的には、プローブ光の進行方向とMO材料の自発磁化の向きが垂直の関係にある光ファイバ型磁気プローブが外部磁界に晒されたときに、磁界に対するプローブ感度を決める要因を説明するための図である。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section near the tip of a magnetic probe. Specifically, to explain the factors that determine the probe sensitivity to a magnetic field when an optical fiber type magnetic probe in which the traveling direction of the probe light and the direction of spontaneous magnetization of the MO material are perpendicular to each other is exposed to an external magnetic field FIG.
磁気プローブ10においては、外部磁界により磁気光学材料3における自発磁化5は歳差運動を行うが、ある磁界強度での磁化の振れ幅が大きいほど磁気プローブ10は高感度となる。従って、磁気プローブ10を高感度化するには、自発磁化の向きを支配する力、言い換えると磁気異方性エネルギーを小さくすればよい。
In the
光ファイバ型の磁気プローブにおける磁気光学材料の形状は、図1では、便宜的に磁気光学材料3の横幅を光ファイバ9の幅と同一とし、磁気光学材料3の厚さを拡大して記載しているが、一般的には、厚さが横幅よりも短い薄板状ないし膜状となっている。本発明者等の検討によれば、磁気光学材料の幅(横幅)を小さくすることにより、磁気プローブの感度を高くすることができることが判明した。より具体的には、形状に起因する磁気エネルギーの一般式を基に、磁気光学材料3の横幅(幅)に対する厚さのアスペクト比を小さくすると外部磁界による自発磁化の振れ幅が大きくなり、磁気プローブが高感度となることがわかった。そこで、この点につきより詳細に説明する。
For the sake of convenience, the shape of the magneto-optic material in the optical fiber type magnetic probe is shown with the lateral width of the magneto-
図2は、x,y,z軸に対して自発磁化を示した概念図である。図2に示す座標系を参照し、自発磁化ISとx、y、z軸のなす角をθx、θy、θzとすると形状に起因する磁気エネルギーEdは、式1のように表される。 FIG. 2 is a conceptual diagram showing spontaneous magnetization with respect to the x, y, and z axes. With reference to the coordinate system shown in FIG. 2, when the angles formed by the spontaneous magnetization IS and the x, y, and z axes are θ x , θ y , and θ z , the magnetic energy E d resulting from the shape is expressed.
式1において、μ0は真空の透磁率を、ISは自発磁化を、Nx,Ny,Nzは、x,y,z方向の反磁界係数である。ここで、光ファイバの端部にx、y方向に無限に広がっている薄板ないし膜状のMO材料が形成されていると仮定する。このときNx=Ny=0、Nz=1となり、Edは、式2のようになる。
In
式2からわかるように、ISが薄板表面に平行な方向あるいは膜面内方向に向いている場合がエネルギー最小となり、自発磁化は当該方向に向きたがる。そして、完全に薄板表面平行方向に向いている磁化を90度ずれた垂直方向に向けようとすると、IS 2/2μ0のエネルギーが必要となる。
As it can be seen from
実際にはx,y方向に無限に広がっている薄板ないし膜状のMO材料は存在しないが、膜状の磁気光学材料の自発磁化の向きは膜面内方向である場合が多く、磁化を膜面垂直方向に向けようとするとIS 2に比例したエネルギーが必要である。 Actually, there is no thin plate or film-like MO material spreading infinitely in the x and y directions, but the direction of spontaneous magnetization of the film-like magneto-optical material is often in the in-plane direction. If it is intended to be directed in the direction perpendicular to the plane, energy proportional to I S 2 is required.
図3は、磁気光学材料の幅を光ファイバの端面の幅以下とした場合における磁気プローブの先端付近の断面を模式的に示した図である。具体的には、光ファイバ端面に立方体状(アスペクト比1)の磁気光学材料3が形成されている場合を考える。MO材料の結晶磁気異方性を無視すると、球に対する反磁界係数を適用することができるので、Nx=Ny=Nz=1/3となる結果、Edは式3のように表される。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross section near the tip of the magnetic probe when the width of the magneto-optical material is equal to or less than the width of the end face of the optical fiber. Specifically, consider a case where a cubic (aspect ratio: 1) magneto-
式3においては、横方向と縦方向の自発磁化のエネルギー差はゼロであり、磁化が向きたがる方向は特に無く、言い換えると磁化を面内から垂直に向けるに必要なエネルギーはゼロである。これは、外部磁界に対するISの振れ幅は最大であることを意味する。
In
実際には結晶磁気異方性が存在するため、磁化が向きたがる方向が無いということはないが、物質が同じ場合、アスペクト比が小さくなると形状に起因する磁気異方性エネルギーが小さくなり、磁化が運動しやすくなる。 Since there is actually a magnetocrystalline anisotropy, there is no direction in which the magnetization tends to be directed. However, if the material is the same, the magnetic anisotropy energy due to the shape decreases as the aspect ratio decreases. , Magnetization becomes easy to move.
以上より、光ファイバ型の磁気プローブの高感度化には、光ファイバの端部に設ける磁気光学材料を小さくすることが重要で、光ファイバのコアを覆うように磁気光学材料を設けつつも、磁気光学材料の幅を光ファイバの端面の幅以下に形成することが必要であることがわかる。好ましくは、光ファイバの先端に存在する磁気光学材料の横幅に対する厚さのアスペクト比を小さくすることが有効であることがわかる。こうした観点から、磁気光学材料の厚さに対する幅のアスペクト比は、1より大きく10以下であることが好ましい。 From the above, to increase the sensitivity of the optical fiber type magnetic probe, it is important to reduce the magneto-optical material provided at the end of the optical fiber, while providing the magneto-optical material so as to cover the core of the optical fiber, It can be seen that it is necessary to form the width of the magneto-optical material to be equal to or less than the width of the end face of the optical fiber. Preferably, it can be seen that it is effective to reduce the aspect ratio of the thickness to the lateral width of the magneto-optical material present at the tip of the optical fiber. From such a viewpoint, it is preferable that the aspect ratio of the width to the thickness of the magneto-optical material is greater than 1 and 10 or less.
図4は、本発明の磁気プローブの第1の実施例に用いた磁気プローブの先端付近の断面を模式的に示した図である。磁気プローブ10aは、光ファイバ9と、光ファイバ9の端面17上に形成された磁気光学材料3と、を有し、磁気光学材料3の磁化容易軸5の方向が、光ファイバ9のコア2を進行するプローブ光4の進行方向に対して垂直に形成されている。そして、コア2を覆うように磁気光学材料3が設けられ、磁気光学材料3の幅が端面17の幅以下に形成されている。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross section near the tip of the magnetic probe used in the first embodiment of the magnetic probe of the present invention. The
磁気プローブ10aは、より具体的には、光ファイバ9の端面17にコア2の領域を覆うようにして磁気光学材料3が形成されている光ファイバ型の磁気プローブである。上述のとおり、光ファイバ9の端面17の面積よりも磁気光学材料3を小さく形成することにより、磁気プローブの高感度化が図りやすくなる。好ましくは、磁気光学材料の横幅(幅)に対する厚さのアスペクト比を小さくすることにより、磁気プローブを高感度できるようになる。但し、横幅と厚さが等しくアスペクト比1となった場合、形状磁気異方性エネルギーがゼロとなるため自発磁化が歳差運動できず、高周波計測不可能となる。このため、磁気光学材料3の横幅(幅)と厚さのアスペクト比は、自発磁化の向きあるいは磁化容易軸方向がプローブ光4と垂直の関係を保つことができ、外部磁界により磁化が歳差運動可能な範囲とする必要がある。具体的には、磁気光学材料3の厚さに対する幅のアスペクト比は1よりも大きく10以下であることが望ましい。なお、磁気光学材料3の形状は、直方体状であっても円盤状であってもよい。磁気光学材料3の形状が直方体状である場合には、その横幅(幅)は長辺又は対角線の長さであり、磁気光学材料3の形状が円盤状である場合には、その横幅(幅)は直径(外径)の長さとなる。また、磁気光学材料3の厚さは、通常1μm以上、100μm以下とする。
More specifically, the
磁気プローブ10aは、例えば、以下のようにして製造することができる。すなわち、例えばイットリウム鉄ガーネット単結晶の一部を切り出して研磨した上、切り出された結晶を磁気光学材料3とする。そして、磁気光学材料3の自発磁化(磁化容易軸)の向きが図4のようになるように、光ファイバ9の端面17に接着することによって磁気プローブ10aを得ることができる。このとき磁気光学材料3が光ファイバ9のコア4を完全に覆うように接着する。結晶の形状は、例えば厚さ20μm、横幅80μmの直方体である。この場合、アスペクト比が4となり、外部磁界に対する自発磁化の振れ幅が大きくなるため、高感度の磁気プローブが実現できる。尚、接着はエポキシ樹脂系接着剤など、光通信波長帯(1.55ミクロン前後)で透明な樹脂を用いて行う。また、磁気光学材料3として、イットリウムの一部をビスマスや他の希土類元素で置換したガーネット単結晶を用いてもよい。
The
磁気プローブ10aは、光ファイバ9の端面17上に磁気光学材料3の膜を直接形成することによっても製造することができる。磁気光学材料3の成膜は、例えば、エアロゾルデポジション(AD)法を用いて行う。AD法により、1μm以上20μm以下の厚さのビスマス置換イットリウム鉄ガーネット等の磁気光学材料を光ファイバ9の端面17に形成することができる。上述のとおり、AD法を用いて光ファイバ9の端面17上にガーネットを成膜して磁気プローブ10aを製造すると、プローブ光4とガーネットの磁化容易軸の向きが垂直関係となり、ギガヘルツ帯での計測も可能である。
The
図5は、図4に示す磁気プローブをエアロゾルデポジション法で製造する方法を模式的に示す斜視図である。図5においては、説明の便宜から、光ファイバ9を途中で切断した形状として示している。図5に示すように、光ファイバ9のコア2の面積より大きいが光ファイバ9の端面の面積よりも小さい孔を開けたマスク8を光ファイバ9の端面とエアロゾル流7の間に挿入することにより、エアロゾルが孔の領域のみを通過するため光ファイバ9の端面上の一部のみに、磁気光学材料を成膜することができる。このような成膜手法により、例えば厚さ10μm、横幅50μm(アスペクト比5)の円盤状のビスマス置換イットリウム鉄ガーネット膜(磁気光学材料)を光ファイバ9の端面上、コア2の領域を覆う形で成膜することができ、高感度の磁気プローブ10aが実現できる。
FIG. 5 is a perspective view schematically showing a method of manufacturing the magnetic probe shown in FIG. 4 by the aerosol deposition method. In FIG. 5, for convenience of explanation, the
図6は、本発明の磁気プローブの第2の実施例に用いた磁気プローブの先端付近の断面を模式的に示した図である。磁気プローブ10bにおいては、光ファイバ9が、端面17を上面とする略円錐台の形状を有する接続部18aと、接続部18aに続けて設けられる信号伝送部19aとから形成される。接続部18aも信号伝送部19aも光ファイバ9の一部であるが、説明の便宜上それぞれの部分を分けて説明している。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a cross section near the tip of the magnetic probe used in the second embodiment of the magnetic probe of the present invention. In the magnetic probe 10b, the
磁気プローブ10bは、より具体的には、光ファイバ9の端部の角の部分が削り取られて面積が小さくなった端面17上に磁気光学材料3が形成されている。そして、磁気光学材料3も、底面が光ファイバ9の端面17と略同一の面積を有する円錐台状の形状となっている。言い換えれば、磁気光学材料3は、円錐の頭頂部を切り取ったような形状である。この場合の磁気光学材料3のアスペクト比は、線分AA’に対する線分BB’の比とすればよく、その値は1よりも大きく10以下であることが好ましい。
More specifically, in the magnetic probe 10b, the magneto-
磁気プローブ10bは、例えば、以下のようにして製造することができる。すなわち、光ファイバ端部における角の部分を切削加工した光ファイバ9をあらかじめ用意する。そして、この光ファイバ9の端面17上に、上記説明したAD法を用いて直接磁気光学材料の膜を形成して製造すればよい。
The magnetic probe 10b can be manufactured as follows, for example. That is, the
図7は、図6に示す磁気プローブをエアロゾルデポジション法で製造する方法を模式的に示す図である。図7に示すように、端部の角の部分を切削加工した光ファイバ9の端面17に向けて、例えばビスマス置換イットリウム鉄ガーネットのエアロゾル流7を噴射することにより、コア領域を覆う形でアスペクト比の小さなガーネット膜を形成できる。また、図6に示す磁気プローブ10bは、端部が特別に加工されていない光ファイバを用いて、その端面上にAD法により磁気光学材料の膜を形成し、その後、磁気プローブの端部における角の部分を切削加工することによっても製造することができる。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a method of manufacturing the magnetic probe shown in FIG. 6 by the aerosol deposition method. As shown in FIG. 7, by spraying, for example, an
図8は、本発明の磁気プローブの第3の実施例に用いた磁気プローブの先端付近の断面を模式的に示した図である。磁気プローブ10cにおいては、光ファイバ9が、端面17を含む接続部18bと、接続部18bに続けて設けられる信号伝送部19bとからなり、接続部18bの外径が信号伝送部19bの外径より小さく形成されることにより光ファイバ10cの先端が凸状に加工されている。接続部18bも信号伝送部19bも光ファイバ9の一部であるが、説明の便宜上それぞれの部分を分けて説明している。
FIG. 8 is a diagram schematically showing a cross section near the tip of the magnetic probe used in the third embodiment of the magnetic probe of the present invention. In the
磁気プローブ10cは、より具体的には、端面17が凸状に削られた光ファイバ9の先端に、アスペクト比が1よりも大きく10以下である磁気光学材料3が形成されている。磁気光学材料3は、コア2の端面を覆うように形成されている。接続部18bとして形成される、光ファイバ9端部の突出した部分6の形状は、角柱状であっても円柱状であってもよい。
More specifically, in the
磁気プローブ10cは、例えば、以下のようにして製造することができる。すなわち、光ファイバ端部の形状を凸型に切削加工して、その先端に接続部18bを形成した光ファイバ9をあらかじめ用意する。そして、この光ファイバ9の端面17上に、上記説明したAD法を用いて直接磁気光学材料の膜を形成して製造すればよい。より具体的には、光ファイバ9端部の突出した部分6(接続部18b)における端面の横幅が40μmとなるように加工した上、AD法により10μmの厚さのビスマス置換イットリウム鉄ガーネット膜を形成する。その結果、光ファイバ9の端面17上のコア2を覆う形でアスペクト比4のガーネット膜(磁気光学材料3)が形成され、高感度の磁気プローブ10cが実現できる。
The
図9は、本発明の磁気プローブの第4の実施例に用いた磁気プローブの先端付近の断面を模式的に示した図である。磁気プローブ10dにおいては、磁気光学材料3が、先端部21bと、先端部21bに続けて設けられる基板部21aとからなり、基板部21aが端面17上に形成されるとともに、先端部21bの幅を基板部21aの幅より小さくすることにより磁気光学材料3の断面が凸状に加工されている。先端部21bも基板部21aも磁気光学材料3の一部であるが、説明の便宜上それぞれの部分を分けて説明している。
FIG. 9 is a diagram schematically showing a cross section near the tip of the magnetic probe used in the fourth embodiment of the magnetic probe of the present invention. In the
磁気プローブ10dは、より具体的には、光ファイバ9の端面17上に磁気光学材料が基板部21aとして形成され、基板部21a上に更にアスペクト比の小さな磁気光学材料が先端部21bとして形成されている。磁気光学材料3のうち先端部21bのアスペクト比は1よりも大きく10以下であることが望ましい。先端部21bは、光ファイバ9のコア2の上方に形成され、その形状は直方体状であっても円盤状であってもよい。
More specifically, in the
磁気プローブ10dは、例えば、以下のようにして製造することができる。すなわち、まず、上記説明したAD法により、光ファイバ9の端面17上に例えば5μmの厚さのビスマス置換イットリウム鉄ガーネット膜を基板部21aとして形成する。次いで、図5で説明したようなマスク8を用いてAD法による成膜を行い、例えば厚さ10μm、横幅50μm(アスペクト比5)の円盤状のビスマス置換イットリウム鉄ガーネット膜を先端部21bとして形成する。その際、先端部21bがコア2の上方に配置されるように先端部21bの成膜を行う。このような製造プロセスにより磁気光学材料3の断面が凸状である光ファイバ型の磁気プローブ10dが製造でき、高感度プローブが実現できる。
The
以上、本発明の磁気プローブにつき具体例を用いて説明してきたが、本発明の磁気プローブは上記具体例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜設計変更等を行うことができる。 The magnetic probe of the present invention has been described above using specific examples. However, the magnetic probe of the present invention is not limited to the above specific examples, and appropriate design changes and the like are made within the scope of the gist of the present invention. Can do.
こうした磁気プローブは、例えば、実装電気設計支援ツールあるいは回路故障診断ツールの磁気プローブとして用いることができる。具体的には、LSI上やLSIパッケージ周辺で本発明の磁気プローブを用いて磁界計測を行って、電気設計にフィードバックするための情報を獲得する、又は回路の動作検証を行うことができる。 Such a magnetic probe can be used, for example, as a magnetic probe for a mounting electrical design support tool or a circuit failure diagnosis tool. Specifically, magnetic field measurement can be performed on the LSI or in the vicinity of the LSI package using the magnetic probe of the present invention to acquire information for feedback to the electrical design, or circuit operation verification can be performed.
1,11 クラッド
2,12 コア
3,13 磁気光学材料
4,14 プローブ光
5,15 磁化容易軸(自発磁化)
6 光ファイバ端部の突出した部分
7 エアロゾル流
8 マスク
9,16 光ファイバ
10,20 磁気プローブ
17 端面
18 接続部
19 信号伝送部
21a 基板部
21b 先端部
1,11 clad 2,12
6 Protruding portion of optical
Claims (6)
前記コアを覆うように前記部材が設けられ、該部材の幅が前記端面の幅以下に形成され、該部材の厚さに対する該部材の先端の幅のアスペクト比が、1より大きく10以下であることを特徴とする磁気プローブ。 An optical fiber, comprising: a member made of a magneto-optical material formed on the end face of the optical fiber, the direction of magnetization easy axis of the member, in the traveling direction of the probe light traveling through the core of the optical fiber A magnetic probe formed perpendicular to the
Said member is provided so as to cover the core, the width of the member is formed below the width of said end face, the aspect ratio of the tip width of the member with respect to the thickness of the member is, is 10 or less larger than 1 A magnetic probe characterized by that.
前記コアを覆うように前記部材が設けられ、該部材の幅が前記端面の幅以下に形成され、
前記部材が、先端部と、該先端部に続けて設けられる基板部とからなり、該基板部が前記端面上に形成されるとともに、前記先端部の幅を前記基板部の幅より小さくすることにより前記部材の断面が凸状に加工されていることを特徴とする磁気プローブ。 An optical fiber and a member made of a magneto-optic material formed on the end face of the optical fiber, and the direction of the easy axis of the member is the traveling direction of the probe light traveling through the core of the optical fiber A magnetic probe formed perpendicular to the
The member is provided so as to cover the core, the width of the member is formed to be equal to or less than the width of the end surface,
The member includes a tip portion and a substrate portion that is provided following the tip portion, the substrate portion is formed on the end surface, and the width of the tip portion is made smaller than the width of the substrate portion. The magnetic probe is characterized in that a cross section of the member is processed into a convex shape.
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