JP3420977B2 - 電気光学プローブ - Google Patents
電気光学プローブInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被測定信号によっ
て発生する電界を電気光学結晶に結合させ、この電気光
学結晶に光を入射し、入射光の偏光状態により、被測定
信号の波形を観測する電気光学プローブであって、特
に、光学系を改良した電気光学プローブに関する。
て発生する電界を電気光学結晶に結合させ、この電気光
学結晶に光を入射し、入射光の偏光状態により、被測定
信号の波形を観測する電気光学プローブであって、特
に、光学系を改良した電気光学プローブに関する。
【０００２】
【従来の技術】被測定信号によって発生する電界を電気
光学結晶に結合させ、この電気光学結晶にレーザ光を入
射し、レーザ光の偏光状態により被測定信号の波形を観
測することができる。ここでレーザ光をパルス状にし、
被測定信号をサンプリングすると非常に高い時間分解能
で測定することができる。この現象を利用した電気光学
プローブを用いたのが電気光学サンプリングオシロスコ
ープである。
光学結晶に結合させ、この電気光学結晶にレーザ光を入
射し、レーザ光の偏光状態により被測定信号の波形を観
測することができる。ここでレーザ光をパルス状にし、
被測定信号をサンプリングすると非常に高い時間分解能
で測定することができる。この現象を利用した電気光学
プローブを用いたのが電気光学サンプリングオシロスコ
ープである。
【０００３】この電気光学サンプリング（Electro Opt
ic Sampling）オシロスコープ（以下「ＥＯＳオシロス
コープ」と略記する）は、電気式プローブを用いた従来
のサンプリングオシロスコープと比較して、 １）信号を測定する際に、グランド線を必要としないた
め、測定が容易 ２）電気光学プローブの先端にある金属ピンが回路系か
ら絶縁されているので高入力インピーダンスを実現で
き、その結果被測定点の状態をほとんど乱すことがない ３）光パルスを利用することからＧＨｚオーダーまでの
広帯域測定が可能といった特徴があり注目を集めてい
る。
ic Sampling）オシロスコープ（以下「ＥＯＳオシロス
コープ」と略記する）は、電気式プローブを用いた従来
のサンプリングオシロスコープと比較して、 １）信号を測定する際に、グランド線を必要としないた
め、測定が容易 ２）電気光学プローブの先端にある金属ピンが回路系か
ら絶縁されているので高入力インピーダンスを実現で
き、その結果被測定点の状態をほとんど乱すことがない ３）光パルスを利用することからＧＨｚオーダーまでの
広帯域測定が可能といった特徴があり注目を集めてい
る。
【０００４】ＥＯＳオシロスコープによる信号測定を行
う際に用いられる従来の電気光学プローブの構成を図２
を参照して説明する。図２において、符号１は、絶縁体
でできたプローブヘッドであり、この中心に金属ピン１
ａが嵌め込まれている。符号２は、電気光学素子であ
り、金属ピン１ａ側の端面に反射膜２ａが設けられ、金
属ピン１ａに接している。符号３、１０は、コリメート
レンズである。符号４は１／２波長板であり、符号５
は、１／４波長板である。符号６及び９は、偏光ビーム
スプリッタである。符号７は、１／２波長板であり、符
号８は、入射された光の偏光面を４５度回転するファラ
ディー素子である。符号１１は、ＥＯＳオシロスコープ
本体（図示せず）から出力された制御信号に応じてレー
ザ光を発するレーザダイオードである。符号１２、１３
はコリメートレンズである。符号１４及び１５は、フォ
トダイオードであり、入力されたレーザ光を電気信号に
してＥＯＳオシロスコープ本体へ出力する。符号１６
は、１／２波長板４、７と、１／４波長板５と、偏光ビ
ームスプリッタ６、９とファラディー素子８とからなる
アイソレータである。符号１７は、プローブ本体であ
る。
う際に用いられる従来の電気光学プローブの構成を図２
を参照して説明する。図２において、符号１は、絶縁体
でできたプローブヘッドであり、この中心に金属ピン１
ａが嵌め込まれている。符号２は、電気光学素子であ
り、金属ピン１ａ側の端面に反射膜２ａが設けられ、金
属ピン１ａに接している。符号３、１０は、コリメート
レンズである。符号４は１／２波長板であり、符号５
は、１／４波長板である。符号６及び９は、偏光ビーム
スプリッタである。符号７は、１／２波長板であり、符
号８は、入射された光の偏光面を４５度回転するファラ
ディー素子である。符号１１は、ＥＯＳオシロスコープ
本体（図示せず）から出力された制御信号に応じてレー
ザ光を発するレーザダイオードである。符号１２、１３
はコリメートレンズである。符号１４及び１５は、フォ
トダイオードであり、入力されたレーザ光を電気信号に
してＥＯＳオシロスコープ本体へ出力する。符号１６
は、１／２波長板４、７と、１／４波長板５と、偏光ビ
ームスプリッタ６、９とファラディー素子８とからなる
アイソレータである。符号１７は、プローブ本体であ
る。
【０００５】次に、図２を参照して、レーザダイオード
１１から発せられたレーザ光の光路について説明する。
図２において、レーザ光の光路を符号Ａで表す。先ず、
レーザダイオード１１から出射したレーザ光はコリメー
トレンズ１０により平行光に変換され、偏光ビームスプ
リッタ９、ファラデー素子８、１／２波長板７、偏光ビ
ームスプリッタ６を直進し、さらに、１／４波長板５、
１／２波長板４を通って、コリメートレンズ３によって
集光されて電気光学素子２に入射する。入射した光は、
金属ピン１ａ側の電気光学素子２の端面に形成された反
射膜２ａにより反射する。
１１から発せられたレーザ光の光路について説明する。
図２において、レーザ光の光路を符号Ａで表す。先ず、
レーザダイオード１１から出射したレーザ光はコリメー
トレンズ１０により平行光に変換され、偏光ビームスプ
リッタ９、ファラデー素子８、１／２波長板７、偏光ビ
ームスプリッタ６を直進し、さらに、１／４波長板５、
１／２波長板４を通って、コリメートレンズ３によって
集光されて電気光学素子２に入射する。入射した光は、
金属ピン１ａ側の電気光学素子２の端面に形成された反
射膜２ａにより反射する。
【０００６】反射したレーザ光は、コリメートレンズ３
によって平行光にされ、再び１／２波長板４、１／４波
長板５を通り、レーザ光の一部は、偏光ビームスプリッ
タ６により反射されて、さらにコリメートレンズ１２に
よって集光されてフォトダイオード１４へ入射する。偏
光ビームスプリッタ６を透過したレーザ光は、偏光ビー
ムスプリッタ９で反射されて、さらにコリメートレンズ
１３によって集光されてフォトダイオード１５へ入射す
る。なお、１／４波長板４はフォトダイオード１４とフ
ォトダイオード１５へ入射するレーザ光の強度が同一に
なるように調整するものである。また、１／２波長板４
は、電気光学素子２へ入射する光の偏光面を調整するも
のであり、１／２波長板７は、偏光ビームスプリッタ
６、９の軸を一致させるためのものである。
によって平行光にされ、再び１／２波長板４、１／４波
長板５を通り、レーザ光の一部は、偏光ビームスプリッ
タ６により反射されて、さらにコリメートレンズ１２に
よって集光されてフォトダイオード１４へ入射する。偏
光ビームスプリッタ６を透過したレーザ光は、偏光ビー
ムスプリッタ９で反射されて、さらにコリメートレンズ
１３によって集光されてフォトダイオード１５へ入射す
る。なお、１／４波長板４はフォトダイオード１４とフ
ォトダイオード１５へ入射するレーザ光の強度が同一に
なるように調整するものである。また、１／２波長板４
は、電気光学素子２へ入射する光の偏光面を調整するも
のであり、１／２波長板７は、偏光ビームスプリッタ
６、９の軸を一致させるためのものである。
【０００７】次に、図２に示した電気光学プローブを用
いて、被測定信号を測定する動作について説明する。金
属ピン１ａを、測定点に接触させると、金属ピン１ａに
加わる電圧によって、電気光学素子２では、その電界が
電気光学素子２へ伝搬し、ポッケルス効果により複屈折
率が変化する現象が起きる。これにより、レーザダイオ
ード１１から発せられたレーザ光が電気光学素子２へ入
射して、そのレーザ光が電気光学素子２を伝搬するとき
に光の偏光状態が変化する。そして、この偏光状態が変
化したレーザ光は、反射膜２ａによって反射され、フォ
トダイオード１４、１５へ入射し、電気信号に変換され
る。
いて、被測定信号を測定する動作について説明する。金
属ピン１ａを、測定点に接触させると、金属ピン１ａに
加わる電圧によって、電気光学素子２では、その電界が
電気光学素子２へ伝搬し、ポッケルス効果により複屈折
率が変化する現象が起きる。これにより、レーザダイオ
ード１１から発せられたレーザ光が電気光学素子２へ入
射して、そのレーザ光が電気光学素子２を伝搬するとき
に光の偏光状態が変化する。そして、この偏光状態が変
化したレーザ光は、反射膜２ａによって反射され、フォ
トダイオード１４、１５へ入射し、電気信号に変換され
る。
【０００８】測定点の電圧の変化にともなって、電気光
学素子２による偏光状態の変化がフォトダイオード１４
とフォトダイオード１５の出力差になり、この出力差を
検出することによって、金属ピン１ａに加わる電気信号
を測定することができる。なお、以上説明した電気光学
プローブにおいて、フォトダイオード１４、１５から得
られた電気信号は、ＥＯＳオシロスコープに入力され
て、処理されるが、これに代えて、フォトダイオード１
４、１５に専用コントローラを介してリアルタイムオシ
ロスコープ等の従来からある測定器を接続し、信号測定
を行うこともできる。これにより、電気光学プローブを
使用して広帯域測定を簡単に行うことができる。
学素子２による偏光状態の変化がフォトダイオード１４
とフォトダイオード１５の出力差になり、この出力差を
検出することによって、金属ピン１ａに加わる電気信号
を測定することができる。なお、以上説明した電気光学
プローブにおいて、フォトダイオード１４、１５から得
られた電気信号は、ＥＯＳオシロスコープに入力され
て、処理されるが、これに代えて、フォトダイオード１
４、１５に専用コントローラを介してリアルタイムオシ
ロスコープ等の従来からある測定器を接続し、信号測定
を行うこともできる。これにより、電気光学プローブを
使用して広帯域測定を簡単に行うことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の電気光学プローブにあっては、図２に示す光路Ｂ、
Ｃのように、レーザダイオード１１から発せられたレー
ザ光は、偏光ビームスプリッタ６、９の消光比の悪さか
ら、反射面６ｂ、９ｂにおいて、透過されるべき光の一
部が反射されてしまう。この反射された光は、さらに、
プローブ本体１７の内面において反射されてフォトダイ
オード１４、１５に入射してノイズ光となって電気信号
に変換されるためにＳ／Ｎ比を悪化させ、結果的にＥＯ
Ｓオシロスコープの計測誤差として表れるという問題が
ある。
術の電気光学プローブにあっては、図２に示す光路Ｂ、
Ｃのように、レーザダイオード１１から発せられたレー
ザ光は、偏光ビームスプリッタ６、９の消光比の悪さか
ら、反射面６ｂ、９ｂにおいて、透過されるべき光の一
部が反射されてしまう。この反射された光は、さらに、
プローブ本体１７の内面において反射されてフォトダイ
オード１４、１５に入射してノイズ光となって電気信号
に変換されるためにＳ／Ｎ比を悪化させ、結果的にＥＯ
Ｓオシロスコープの計測誤差として表れるという問題が
ある。
【００１０】また、使用する偏光ビームスプリッタ６、
９の消光比を良くすることは、困難であるとともに光学
部品のコストアップになるという問題がある。
９の消光比を良くすることは、困難であるとともに光学
部品のコストアップになるという問題がある。
【００１１】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、プローブ内の不要な反射光を低減して、Ｓ／
Ｎ比を向上することができる電気光学プローブを提供す
ることを目的とする。
たもので、プローブ内の不要な反射光を低減して、Ｓ／
Ｎ比を向上することができる電気光学プローブを提供す
ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、オシロスコープ本体の制御信号に基づいてレーザ光
を発するレーザダイオードと、前記レーザ光を平行光に
するコリメートレンズと、端面に反射膜を有し、この反
射膜側の端面に設けられた金属ピンを介して電界が伝播
されて光学特性が変化する電気光学素子と、前記コリメ
ートレンズと前記電気光学素子との間に設けられ、前記
レーザダイオードが発したレーザ光を通過させ前記レー
ザ光が前記反射膜によって反射された反射光の分離をす
る偏光ビームスプリッタを備えたアイソレータと、前記
アイソレータによって分離された反射光を電気信号に変
換するフォトダイオードとからなる電気光学プローブに
おいて、前記偏光ビームスプリッタを挟んで前記フォト
ダイオードと対向する位置に反射防止部を設けたことを
特徴とする。
は、オシロスコープ本体の制御信号に基づいてレーザ光
を発するレーザダイオードと、前記レーザ光を平行光に
するコリメートレンズと、端面に反射膜を有し、この反
射膜側の端面に設けられた金属ピンを介して電界が伝播
されて光学特性が変化する電気光学素子と、前記コリメ
ートレンズと前記電気光学素子との間に設けられ、前記
レーザダイオードが発したレーザ光を通過させ前記レー
ザ光が前記反射膜によって反射された反射光の分離をす
る偏光ビームスプリッタを備えたアイソレータと、前記
アイソレータによって分離された反射光を電気信号に変
換するフォトダイオードとからなる電気光学プローブに
おいて、前記偏光ビームスプリッタを挟んで前記フォト
ダイオードと対向する位置に反射防止部を設けたことを
特徴とする。
【００１３】請求項２に記載の発明は、前記フォトダイ
オード及び前記レーザダイオードは、電気光学サンプリ
ングオシロスコープに接続され、前記レーザダイオード
は、前記レーザ光を前記電気光学サンプリングオシロス
コープからの制御信号に基づいてパルス光として発する
ことを特徴とする。請求項３に記載の発明は、前記レー
ザダイオードは、前記レーザ光として連続光を発するこ
とを特徴とする。請求項４に記載の発明は、前記反射防
止部は、規則性のない凹凸面を備えたことを特徴とす
る。
オード及び前記レーザダイオードは、電気光学サンプリ
ングオシロスコープに接続され、前記レーザダイオード
は、前記レーザ光を前記電気光学サンプリングオシロス
コープからの制御信号に基づいてパルス光として発する
ことを特徴とする。請求項３に記載の発明は、前記レー
ザダイオードは、前記レーザ光として連続光を発するこ
とを特徴とする。請求項４に記載の発明は、前記反射防
止部は、規則性のない凹凸面を備えたことを特徴とす
る。
【００１４】請求項５に記載の発明は、前記反射防止部
は、前記偏光ビームスプリッタから出射された光が前記
フォトダイオードへ入射する間の光軸に垂直でない面を
備えたことを特徴とする。
は、前記偏光ビームスプリッタから出射された光が前記
フォトダイオードへ入射する間の光軸に垂直でない面を
備えたことを特徴とする。
【００１５】請求項６に記載の発明は、オシロスコープ
本体の制御信号に基づいてレーザ光を発するレーザダイ
オードと、前記レーザ光を平行光にするコリメートレン
ズと、端面に反射膜を有し、この反射膜側の端面に設け
られた金属ピンを介して電界が伝播されて光学特性が変
化する電気光学素子と、前記コリメートレンズと前記電
気光学素子との間に設けられ、前記レーザダイオードが
発したレーザ光を通過させ前記レーザ光が前記反射膜に
よって反射された反射光の分離をする偏光ビームスプリ
ッタを備えたアイソレータと、前記アイソレータによっ
て分離された反射光を電気信号に変換するフォトダイオ
ードとからなる電気光学プローブにおいて、前記フォト
ダイオードが配置されている方向とは反対の前記偏光ビ
ームスプリッタの面を、この面から出射する光の光軸
が、該偏光ビームスプリッタから出射された光が該フォ
トダイオードへ入射する時の光軸に平行にならないよう
に加工したこと特徴とする。
本体の制御信号に基づいてレーザ光を発するレーザダイ
オードと、前記レーザ光を平行光にするコリメートレン
ズと、端面に反射膜を有し、この反射膜側の端面に設け
られた金属ピンを介して電界が伝播されて光学特性が変
化する電気光学素子と、前記コリメートレンズと前記電
気光学素子との間に設けられ、前記レーザダイオードが
発したレーザ光を通過させ前記レーザ光が前記反射膜に
よって反射された反射光の分離をする偏光ビームスプリ
ッタを備えたアイソレータと、前記アイソレータによっ
て分離された反射光を電気信号に変換するフォトダイオ
ードとからなる電気光学プローブにおいて、前記フォト
ダイオードが配置されている方向とは反対の前記偏光ビ
ームスプリッタの面を、この面から出射する光の光軸
が、該偏光ビームスプリッタから出射された光が該フォ
トダイオードへ入射する時の光軸に平行にならないよう
に加工したこと特徴とする。
【００１６】請求項７に記載の発明は、前記フォトダイ
オード及び前記レーザダイオードは、電気光学サンプリ
ングオシロスコープに接続され、前記レーザダイオード
は、前記レーザ光を前記電気光学サンプリングオシロス
コープからの制御信号に基づいてパルス光として発する
ことを特徴とする。請求項８に記載の発明は、前記レー
ザダイオードは、前記レーザ光として連続光を発するこ
とを特徴とする。請求項９に記載の発明は、前記偏光ビ
ームスプリッタの加工面は、規則性のない凹凸面に加工
された面であることを特徴とする。
オード及び前記レーザダイオードは、電気光学サンプリ
ングオシロスコープに接続され、前記レーザダイオード
は、前記レーザ光を前記電気光学サンプリングオシロス
コープからの制御信号に基づいてパルス光として発する
ことを特徴とする。請求項８に記載の発明は、前記レー
ザダイオードは、前記レーザ光として連続光を発するこ
とを特徴とする。請求項９に記載の発明は、前記偏光ビ
ームスプリッタの加工面は、規則性のない凹凸面に加工
された面であることを特徴とする。
【００１７】請求項１０に記載の発明は、前記偏光ビー
ムスプリッタの加工面は、前記偏光ビームスプリッタか
ら出射された光が前記フォトダイオードへ入射する時の
光軸に垂直でない面に加工された面であることを特徴と
する。
ムスプリッタの加工面は、前記偏光ビームスプリッタか
ら出射された光が前記フォトダイオードへ入射する時の
光軸に垂直でない面に加工された面であることを特徴と
する。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
電気光学プローブ（以下プローブと称す）を図面を参照
して説明する。図１は同実施形態の構成を示した図であ
る。図１において、図２に示す従来のプローブと同一の
部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この
図に示すプローブが従来技術と異なる点は、下面に規則
性のない凹凸を設けた凹凸面６１ａを有した偏光ビーム
スプリッタ６１と、下面に傾斜面９１ａを有した偏光ビ
ームスプリッタ９１を設けた点と、プローブ本体１７の
内面に傾斜面を有した反射防止部１７ａ及び凹凸面を有
した反射防止部１７ｂを設けた点である。
電気光学プローブ（以下プローブと称す）を図面を参照
して説明する。図１は同実施形態の構成を示した図であ
る。図１において、図２に示す従来のプローブと同一の
部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この
図に示すプローブが従来技術と異なる点は、下面に規則
性のない凹凸を設けた凹凸面６１ａを有した偏光ビーム
スプリッタ６１と、下面に傾斜面９１ａを有した偏光ビ
ームスプリッタ９１を設けた点と、プローブ本体１７の
内面に傾斜面を有した反射防止部１７ａ及び凹凸面を有
した反射防止部１７ｂを設けた点である。
【００１９】次に、図１を参照して、レーザダイオード
１１から発せられたレーザ光の光路について説明する。
図１において、レーザ光の光路を符号Ｄで表す。先ず、
レーザダイオード１１から出射したレーザ光はコリメー
トレンズ１０により平行光に変換され、偏光ビームスプ
リッタ９１、ファラデー素子８、１／２波長板７、偏光
ビームスプリッタ６１を直進し、さらに、１／４波長板
５、１／２波長板４を通る。
１１から発せられたレーザ光の光路について説明する。
図１において、レーザ光の光路を符号Ｄで表す。先ず、
レーザダイオード１１から出射したレーザ光はコリメー
トレンズ１０により平行光に変換され、偏光ビームスプ
リッタ９１、ファラデー素子８、１／２波長板７、偏光
ビームスプリッタ６１を直進し、さらに、１／４波長板
５、１／２波長板４を通る。
【００２０】次に、１／２波長板４を透過した平行光
は、コリメートレンズ３によって集光されて電気光学素
子２に入射し、金属ピン１ａ側の電気光学素子２の端面
に形成された反射膜２ａにより反射する。コリメートレ
ンズ３は、反射膜２ａからコリメートレンズ３の焦点距
離だけはなれた位置に配置されているために、コリメー
トレンズ１０によって平行光に変換されたレーザ光は、
反射膜２ａ上の１点に集光される。
は、コリメートレンズ３によって集光されて電気光学素
子２に入射し、金属ピン１ａ側の電気光学素子２の端面
に形成された反射膜２ａにより反射する。コリメートレ
ンズ３は、反射膜２ａからコリメートレンズ３の焦点距
離だけはなれた位置に配置されているために、コリメー
トレンズ１０によって平行光に変換されたレーザ光は、
反射膜２ａ上の１点に集光される。
【００２１】反射膜２ａにおいて、反射されたレーザ光
は、コリメートレンズ３によって再び平行光に変換さ
れ、さらに、１／２波長板４、１／４波長板５を通り、
偏光ビームスプリッタ６１、９１によって分離されて、
フォトダイオード１４、１５に入射し、電気信号に変換
される。
は、コリメートレンズ３によって再び平行光に変換さ
れ、さらに、１／２波長板４、１／４波長板５を通り、
偏光ビームスプリッタ６１、９１によって分離されて、
フォトダイオード１４、１５に入射し、電気信号に変換
される。
【００２２】次に、レーザダイオード１１から発せられ
たレーザ光が偏光ビームスプリッタ６１、９１の反射面
６１ｂ、９１ｂにおいて、反射した光路について説明す
る。まず、偏光ビームスプリッタ６１の反射面６１ｂに
おいて反射されたレーザ光は、この偏光ビームスプリッ
タ６１の下面に設けられた凹凸面６１ａによって散乱光
となって出射するため、プローブ本体１７の内面におい
て反射したとしてもフォトダイオード１４へ入射するこ
とはない。さらに、プローブ本体１７には、偏光ビーム
スプリッタ６１を挟んでフォトダイオード１４と対向す
る位置の内面に、反射面６１ｂにおいて反射された光の
光軸に対して垂直にならない面を有する反射防止部１７
ａが設けられている。これによって、仮に反射面６１ｂ
において反射された光（図１の符号Ｅ）が直進したとし
ても、フォトダイオード１４へ入射することを防止する
ことができる。
たレーザ光が偏光ビームスプリッタ６１、９１の反射面
６１ｂ、９１ｂにおいて、反射した光路について説明す
る。まず、偏光ビームスプリッタ６１の反射面６１ｂに
おいて反射されたレーザ光は、この偏光ビームスプリッ
タ６１の下面に設けられた凹凸面６１ａによって散乱光
となって出射するため、プローブ本体１７の内面におい
て反射したとしてもフォトダイオード１４へ入射するこ
とはない。さらに、プローブ本体１７には、偏光ビーム
スプリッタ６１を挟んでフォトダイオード１４と対向す
る位置の内面に、反射面６１ｂにおいて反射された光の
光軸に対して垂直にならない面を有する反射防止部１７
ａが設けられている。これによって、仮に反射面６１ｂ
において反射された光（図１の符号Ｅ）が直進したとし
ても、フォトダイオード１４へ入射することを防止する
ことができる。
【００２３】なお、傾斜面を有した反射防止部１７ａの
傾斜角度は、偏光ビームスプリッタ６１からの出射光の
光路を幾何光学的に光線追跡を行うことによって求め、
この光線がフォトダイオード１４内の受光素子（図示せ
ず）の範囲内に入射しない角度に設定すればよい。
傾斜角度は、偏光ビームスプリッタ６１からの出射光の
光路を幾何光学的に光線追跡を行うことによって求め、
この光線がフォトダイオード１４内の受光素子（図示せ
ず）の範囲内に入射しない角度に設定すればよい。
【００２４】また、偏光ビームスプリッタ９１の反射面
９１ａにおいて反射されたレーザ光は、この偏光ビーム
スプリッタ９１の下面に設けられた傾斜面９１ａによっ
て屈折して出射するため、プローブ本体１７の内面にお
いて反射したとしてもフォトダイオード１５へ入射する
ことはない。さらに、偏光ビームスプリッタ９１を挟ん
でフォトダイオード１５と対向する位置の内面に、凹凸
面を有する反射防止部１７ｂが設けられている。これに
よって、仮に反射面９１ｂにおいて反射された光（図１
の符号Ｆ）が直進したとしても、反射防止部１７ｂの凹
凸面によって拡散反射するためフォトダイオード１５へ
入射する光の強度を弱めることができる。
９１ａにおいて反射されたレーザ光は、この偏光ビーム
スプリッタ９１の下面に設けられた傾斜面９１ａによっ
て屈折して出射するため、プローブ本体１７の内面にお
いて反射したとしてもフォトダイオード１５へ入射する
ことはない。さらに、偏光ビームスプリッタ９１を挟ん
でフォトダイオード１５と対向する位置の内面に、凹凸
面を有する反射防止部１７ｂが設けられている。これに
よって、仮に反射面９１ｂにおいて反射された光（図１
の符号Ｆ）が直進したとしても、反射防止部１７ｂの凹
凸面によって拡散反射するためフォトダイオード１５へ
入射する光の強度を弱めることができる。
【００２５】なお、偏光ビームスプリッタ９１の傾斜面
９１ａの傾斜角度は、偏光ビームスプリッタ９１からの
出射光の光路を幾何光学的に光線追跡を行うことによっ
て求め、この光線がフォトダイオード１５内の受光素子
（図示せず）の範囲内に入射しない出射角度とこの偏光
ビームスプリッタ９１の材料の屈折率から設定すればよ
い。
９１ａの傾斜角度は、偏光ビームスプリッタ９１からの
出射光の光路を幾何光学的に光線追跡を行うことによっ
て求め、この光線がフォトダイオード１５内の受光素子
（図示せず）の範囲内に入射しない出射角度とこの偏光
ビームスプリッタ９１の材料の屈折率から設定すればよ
い。
【００２６】このように、偏光ビームスプリッタ６１、
９１の下面にそれぞれ凹凸面６１ａ及び傾斜面９１ａを
設けて、偏光ビームスプリッタの下面から出射する光の
光軸を傾け、さらにプローブ本体１７の内面に反射防止
部１７ａ、１７ｂを設けることによって、不要な反射光
がフォトダイオード１４、１５に入射することを防止で
きるために結果的にＳ／Ｎ比を向上することができる。
９１の下面にそれぞれ凹凸面６１ａ及び傾斜面９１ａを
設けて、偏光ビームスプリッタの下面から出射する光の
光軸を傾け、さらにプローブ本体１７の内面に反射防止
部１７ａ、１７ｂを設けることによって、不要な反射光
がフォトダイオード１４、１５に入射することを防止で
きるために結果的にＳ／Ｎ比を向上することができる。
【００２７】なお、図１に示した構成は、偏光ビームス
プリッタ６１の下面に設けた凹凸面６１ａと、偏光ビー
ムスプリッタ９１の下面に設けた傾斜面９１ａと、プロ
ーブ本体１７の内面に設けた傾斜面１７ａ及び凹凸面１
７ｂをすべて備えた例を示したが、これらの少なくとも
１つを備えるようにしてもよい。例えば、プローブ本体
１７の内面に反射防止部１７ａ、１７ｂを設けず、偏光
ビームスプリッタ６１，９１に凹凸面６１ａまたは、傾
斜面９１ａを設けるのみにしてもよい。また、偏光ビー
ムスプリッタ６１、９１は、図２に示すキューブ形の偏
光ビームスプリッタ６、９を用いて、プローブ本体１７
の内面に傾斜面を有した反射防止部１７ａまたは、凹凸
面を有した反射防止部１７ｂを設けるのみにしてもよ
い。
プリッタ６１の下面に設けた凹凸面６１ａと、偏光ビー
ムスプリッタ９１の下面に設けた傾斜面９１ａと、プロ
ーブ本体１７の内面に設けた傾斜面１７ａ及び凹凸面１
７ｂをすべて備えた例を示したが、これらの少なくとも
１つを備えるようにしてもよい。例えば、プローブ本体
１７の内面に反射防止部１７ａ、１７ｂを設けず、偏光
ビームスプリッタ６１，９１に凹凸面６１ａまたは、傾
斜面９１ａを設けるのみにしてもよい。また、偏光ビー
ムスプリッタ６１、９１は、図２に示すキューブ形の偏
光ビームスプリッタ６、９を用いて、プローブ本体１７
の内面に傾斜面を有した反射防止部１７ａまたは、凹凸
面を有した反射防止部１７ｂを設けるのみにしてもよ
い。
【００２８】また、反射防止部１７ａ、１７ｂは、傾斜
面または凹凸面を設けるのではなく、プローブ本体１７
の内面に黒色塗料を塗布することや多孔質の材料によっ
て内面を構成するようにしてもよい。なお、上記実施の
形態において、レーザダイオード１１から連続光を発す
るようにすれば、リアルタイムオシロスコープ、サンプ
リングオシロスコープ、スペアナ等の従来からある汎用
測定器による信号測定も可能となる。この場合、フォト
ダイオード１４、１５に、ＥＯＳオシロスコープに代え
て、専用コントローラを介して、リアルタイムオシロス
コープ、サンプリングオシロスコープ、スペアナなどを
接続するようにすればよい。
面または凹凸面を設けるのではなく、プローブ本体１７
の内面に黒色塗料を塗布することや多孔質の材料によっ
て内面を構成するようにしてもよい。なお、上記実施の
形態において、レーザダイオード１１から連続光を発す
るようにすれば、リアルタイムオシロスコープ、サンプ
リングオシロスコープ、スペアナ等の従来からある汎用
測定器による信号測定も可能となる。この場合、フォト
ダイオード１４、１５に、ＥＯＳオシロスコープに代え
て、専用コントローラを介して、リアルタイムオシロス
コープ、サンプリングオシロスコープ、スペアナなどを
接続するようにすればよい。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１、４、５
の発明によれば、プローブ本体の内面に反射防止部を設
けたため、偏光ビームスプリッタを透過するべき光が反
射されたとしてもこの反射光の光軸が反射防止部によっ
て傾けられ、フォトダイオードに不要な光が入射するこ
と避けることができ、結果的に信号のＳ／Ｎ比を向上す
ることができるという効果が得られる。
の発明によれば、プローブ本体の内面に反射防止部を設
けたため、偏光ビームスプリッタを透過するべき光が反
射されたとしてもこの反射光の光軸が反射防止部によっ
て傾けられ、フォトダイオードに不要な光が入射するこ
と避けることができ、結果的に信号のＳ／Ｎ比を向上す
ることができるという効果が得られる。
【００３０】また、請求項６、９、１０の発明によれ
ば、偏光ビームスプリッタの出射面を加工して、偏光ビ
ームスプリッタを透過するべき光が反射されて出射され
たとしてもその光軸が傾けられるようにしたため、プロ
ーブ本体においてこの光が反射したとしてもフォトダイ
オードに入射することを避けることができる。これによ
って、フォトダイオードから出力される信号のＳ／Ｎ比
を向上することができるという効果が得られる。
ば、偏光ビームスプリッタの出射面を加工して、偏光ビ
ームスプリッタを透過するべき光が反射されて出射され
たとしてもその光軸が傾けられるようにしたため、プロ
ーブ本体においてこの光が反射したとしてもフォトダイ
オードに入射することを避けることができる。これによ
って、フォトダイオードから出力される信号のＳ／Ｎ比
を向上することができるという効果が得られる。
【図１】本発明の一実施形態の構成を示した構成図であ
る。
る。
【図２】従来技術による電気光学プローブの構成を示し
た構成図である。
た構成図である。
１ プローブヘッド
１ａ 金属ピン
２ 電気光学素子
２ａ 反射膜
３ コリメートレンズ
４ １／２波長板
５ １／４波長板
７ １／２波長板
８ ファラデー素子
１０ コリメートレンズ
１１ レーザダイオード
１２ コリメートレンズ
１３ コリメートレンズ
１４ フォトダイオード
１５ フォトダイオード
１６ アイソレータ
１７ プローブ本体
１７ａ 反射防止部
１７ｂ 反射防止部
６１ 偏光ビームスプリッタ
９１ 偏光ビームスプリッタ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 八木 敏之
東京都大田区蒲田４丁目19番７号 安藤
電気株式会社内
(72)発明者 品川 満
東京都千代田区大手町二丁目３番１号
日本電信電話株式会社内
(72)発明者 永妻 忠夫
東京都千代田区大手町二丁目３番１号
日本電信電話株式会社内
(72)発明者 山田 順三
東京都千代田区大手町二丁目３番１号
日本電信電話株式会社内
(56)参考文献 特開 平８−262117（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−90371（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−265606（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−242152（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−267407（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−140802（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01R 13/40
G01R 15/24
G01R 19/00
G01R 11/00 - 11/30 102
Claims (10)
- 【請求項１】 オシロスコープ本体の制御信号に基づい
てレーザ光を発するレーザダイオードと、 前記レーザ光を平行光にするコリメートレンズと、 端面に反射膜を有し、この反射膜側の端面に設けられた
金属ピンを介して電界が伝播されて光学特性が変化する
電気光学素子と、 前記コリメートレンズと前記電気光学素子との間に設け
られ、前記レーザダイオードが発したレーザ光を通過さ
せ前記レーザ光が前記反射膜によって反射された反射光
の分離をする偏光ビームスプリッタを備えたアイソレー
タと、 前記アイソレータによって分離された反射光を電気信号
に変換するフォトダイオードと、 からなる電気光学プローブにおいて、 前記偏光ビームスプリッタを挟んで前記フォトダイオー
ドと対向する位置に反射防止部を設けたことを特徴とす
る電気光学プローブ。 - 【請求項２】 前記フォトダイオード及び前記レーザダ
イオードは、電気光学サンプリングオシロスコープに接
続され、 前記レーザダイオードは、前記レーザ光を前記電気光学
サンプリングオシロスコープからの制御信号に基づいて
パルス光として発することを特徴とする請求項1記載の
電気光学プローブ。 - 【請求項３】 前記レーザダイオードは、前記レーザ光
として連続光を発することを特徴とする請求項1記載の
電気光学プローブ。 - 【請求項４】 前記反射防止部は、 規則性のない凹凸面を備えたことを特徴とする請求項１
乃至３のいずれかの項に記載の電気光学プローブ。 - 【請求項５】 前記反射防止部は、 前記偏光ビームスプリッタから出射された光が前記フォ
トダイオードへ入射する間の光軸に垂直でない面を備え
たことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記
載の電気光学プローブ。 - 【請求項６】 オシロスコープ本体の制御信号に基づい
てレーザ光を発するレーザダイオードと、 前記レーザ光を平行光にするコリメートレンズと、 端面に反射膜を有し、この反射膜側の端面に設けられた
金属ピンを介して電界が伝播されて光学特性が変化する
電気光学素子と、 前記コリメートレンズと前記電気光学素子との間に設け
られ、前記レーザダイオードが発したレーザ光を通過さ
せ前記レーザ光が前記反射膜によって反射された反射光
の分離をする偏光ビームスプリッタを備えたアイソレー
タと、 前記アイソレータによって分離された反射光を電気信号
に変換するフォトダイオードと、 からなる電気光学プローブにおいて、 前記フォトダイオードが配置されている方向とは反対の
前記偏光ビームスプリッタの面を、この面から出射する
光の光軸が、該偏光ビームスプリッタから出射された光
が該フォトダイオードへ入射する時の光軸に平行になら
ないように加工したこと特徴とする電気光学プローブ。 - 【請求項７】 前記フォトダイオード及び前記レーザダ
イオードは、電気光学サンプリングオシロスコープに接
続され、 前記レーザダイオードは、前記レーザ光を前記電気光学
サンプリングオシロスコープからの制御信号に基づいて
パルス光として発することを特徴とする請求項６記載の
電気光学プローブ。 - 【請求項８】 前記レーザダイオードは、前記レーザ光
として連続光を発することを特徴とする請求項６記載の
電気光学プローブ。 - 【請求項９】 前記偏光ビームスプリッタの加工面は、 規則性のない凹凸面に加工された面であることを特徴と
する請求項６乃至８のいずれかの項に記載の電気光学プ
ローブ。 - 【請求項１０】 前記偏光ビームスプリッタの加工面
は、 前記偏光ビームスプリッタから出射された光が前記フォ
トダイオードへ入射する時の光軸に垂直でない面に加工
された面であることを特徴とする請求項６乃至８のいず
れかの項に記載の電気光学プローブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27538499A JP3420977B2 (ja) | 1998-09-30 | 1999-09-28 | 電気光学プローブ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-294568 | 1998-09-30 | ||
| JP29456898 | 1998-09-30 | ||
| JP27538499A JP3420977B2 (ja) | 1998-09-30 | 1999-09-28 | 電気光学プローブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000171488A JP2000171488A (ja) | 2000-06-23 |
| JP3420977B2 true JP3420977B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=26551449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27538499A Expired - Fee Related JP3420977B2 (ja) | 1998-09-30 | 1999-09-28 | 電気光学プローブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3420977B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
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| EP1921458A3 (en) | 2003-07-28 | 2010-09-01 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Electric field sensor and adjustment method thereof |
| JP2015036671A (ja) | 2013-08-16 | 2015-02-23 | 横河電機株式会社 | 光起電力測定システム |
| WO2019235039A1 (ja) * | 2018-06-05 | 2019-12-12 | ソニー株式会社 | 光学モジュール、認証装置、制御方法及びプログラム |
-
1999
- 1999-09-28 JP JP27538499A patent/JP3420977B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000171488A (ja) | 2000-06-23 |
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