JP3420978B2 - Electro-optic probe - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[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に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to coupling an electric field generated by a signal under measurement to an electro-optic crystal, injecting light into the electro-optic crystal, and observing the waveform of the signal under measurement depending on the polarization state of the incident light. The present invention relates to an electrooptic probe.

【０００２】[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。2. Description of the Related Art It is possible to observe the waveform of a signal under measurement by coupling an electric field generated by the signal under measurement with an electro-optic crystal, injecting laser light into the electro-optic crystal, and observing the polarization state of the laser light. Here, pulse the laser light,
When the signal under measurement is sampled, it can be measured with very high time resolution. An electro-optic sampling oscilloscope uses an electro-optic probe that takes advantage of this phenomenon.

【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。This electro-optical sampling (Electro Opt
ic Sampling) oscilloscope (hereinafter abbreviated as “EOS oscilloscope”), compared to a conventional sampling oscilloscope that uses an electric probe, 1) does not require a ground line when measuring a signal. Easy 2) Since the metal pin at the tip of the electro-optic probe is insulated from the circuit system, a high input impedance can be realized, and as a result, the state of the measured point is hardly disturbed 3) Since an optical pulse is used It has attracted attention because it has a feature that it can measure wideband up to GHz order.

【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１の構成を図
７により説明する。図７に示す電気光学プローブ１にお
いては、プローブ本体２の先端に、絶縁体からなるプロ
ーブヘッド３が設けられており、この中心に金属ピン３
ａが嵌め込まれている。符号４は、電気光学素子であ
り、金属ピン３ａ側の端面に反射膜４ａが設けられ、金
属ピン３ａに接している。符号５は、1/2波長板であ
り、符号６は、1/4波長板である。符号７，８は、偏光
ビームスプリッタである。符号９は、1/2波長板であ
り、符号１０は、ファラデー素子である。符号１２は、
コリメートレンズであり、符号１３は、レーザダイオー
ドである。符号１４及び１５は、集光レンズであり、符
号１６及び１７は、フォトダイオードである。The configuration of a conventional electro-optical probe 1 used when measuring signals with an EOS oscilloscope will be described with reference to FIG. In the electro-optic probe 1 shown in FIG. 7, a probe head 3 made of an insulator is provided at the tip of a probe body 2, and a metal pin 3 is provided at the center thereof.
a is fitted. Reference numeral 4 is an electro-optical element, and a reflection film 4a is provided on the end surface on the metal pin 3a side and is in contact with the metal pin 3a. Reference numeral 5 is a half-wave plate, and reference numeral 6 is a quarter-wave plate. Reference numerals 7 and 8 are polarization beam splitters. Reference numeral 9 is a half-wave plate, and reference numeral 10 is a Faraday element. Reference numeral 12 is
It is a collimating lens, and reference numeral 13 is a laser diode. Reference numerals 14 and 15 are condenser lenses, and reference numerals 16 and 17 are photodiodes.

【０００５】また、２つの偏光ビームスプリッタ７，
８、1/2波長板９、及びファラデー素子１０は、レーザ
ダイオード１３が出射した光を通過させ、反射膜４ａに
よって反射された光を分離するためのアイソレータ１９
である。Two polarization beam splitters 7,
The 8, 1/2 wave plate 9 and the Faraday element 10 allow the light emitted by the laser diode 13 to pass therethrough and separate the light reflected by the reflection film 4a.
Is.

【０００６】次に、図７を参照して、レーザダイオード
１３から発せられたレーザ光の光路について説明する。
図７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１３から出射したレーザ光はコリメー
トレンズ１２により平行光に変換され、偏光ビームスプ
リッタ８、ファラデー素子１０、1/2波長板９及び偏光
ビームスプリッタ７を直進し、さらに、1/4波長板６と1
/2波長板５を通って電気光学素子４に入射する。入射し
た光は、金属ピン３ａ側の電気光学素子４の端面に形成
された反射膜４ａにより反射する。Next, the optical path of the laser light emitted from the laser diode 13 will be described with reference to FIG.
In FIG. 7, the optical path of the laser light is represented by the symbol A. First,
The laser light emitted from the laser diode 13 is converted into parallel light by the collimating lens 12, goes straight through the polarization beam splitter 8, the Faraday element 10, the half-wave plate 9 and the polarization beam splitter 7, and further, the quarter-wave plate. 6 and 1
It enters the electro-optical element 4 through the / 2 wave plate 5. The incident light is reflected by the reflection film 4a formed on the end surface of the electro-optical element 4 on the metal pin 3a side.

【０００７】反射したレーザ光は、再び1/2波長板５と1
/4波長板６を通り、レーザ光の一部は、偏光ビームスプ
リッタ７により反射され、集光レンズ１４によって集光
されて、フォトダイオード１６へ入射する。一方、偏光
ビームスプリッタ７を透過したレーザ光は、偏光ビーム
スプリッタ８で反射され、集光レンズ１５によって集光
されて、フォトダイオード１７へ入射する。なお、1/2
波長板５と1/4波長板６はフォトダイオード１６とフォ
トダイオード１７とへ入射するレーザ光の強度が同一に
なるように、その光軸に関する回転角が調整される。The reflected laser light is transmitted again to the half-wave plates 5 and 1.
A part of the laser light passing through the / 4 wavelength plate 6 is reflected by the polarization beam splitter 7, is condensed by the condenser lens 14, and is incident on the photodiode 16. On the other hand, the laser beam transmitted through the polarization beam splitter 7 is reflected by the polarization beam splitter 8, condensed by the condenser lens 15, and enters the photodiode 17. 1/2
The wave plate 5 and the quarter wave plate 6 are adjusted in rotation angle with respect to their optical axes so that the laser beams incident on the photodiode 16 and the photodiode 17 have the same intensity.

【０００８】次に、図７に示した電気光学プローブ１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３ａを、測定点に接触させると、金属ピン３ａ
に加わる電圧によって、電気光学素子４では、その電界
が電気光学素子４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１３から発せられたレーザ光が電気光学素子４へ
入射して、そのレーザ光が電気光学素子４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４ａによって反射され、フ
ォトダイオード１６，１７へ集光されて入射し、電気信
号に変換される。Next, the operation of measuring the signal under measurement using the electro-optical probe 1 shown in FIG. 7 will be described.
When the metal pin 3a is brought into contact with the measuring point, the metal pin 3a
In the electro-optical element 4, the electric field propagates to the electro-optical element 4 due to the voltage applied to the birefringence index due to the Pockels effect. As a result, the laser light emitted from the laser diode 13 enters the electro-optical element 4, and the polarization state of the light changes when the laser light propagates through the electro-optical element 4. Then, the laser light whose polarization state has changed is reflected by the reflection film 4a, is condensed and incident on the photodiodes 16 and 17, and is converted into an electric signal.

【０００９】測定点の電圧の変化にともなって、電気光
学素子４によって偏光状態の変化がフォトダイオード１
６とフォトダイオード１７の出力差として生じることと
なり、この出力差を検出することによって、金属ピン３
ａ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１において、フォトダイオ
ード１６，１７から得られた電気信号は、電気光学サン
プリング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１６，１７に、専用コ
ントローラを介してリアルタイム型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１を使用して広帯
域測定を簡単に行うことができる。Along with the change in the voltage at the measuring point, the change in polarization state due to the electro-optical element 4 is changed by the photodiode 1.
6 and the output of the photodiode 17 occur, and by detecting this output difference, the metal pin 3
The electrical signal applied to a can be measured. In the electro-optical probe 1 described above, the electric signals obtained from the photodiodes 16 and 17 are input to the electro-optical sampling oscilloscope and processed.
Alternatively, a conventional measuring instrument such as a real-time oscilloscope may be connected to the photodiodes 16 and 17 via a dedicated controller to perform signal measurement. Thereby, the broadband measurement can be easily performed using the electro-optic probe 1.

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、電気光
学プローブ１を用いた信号測定においては、金属ピン３
ａを測定点に接触させることが必要であるため、この場
合に、金属ピン３ａに衝撃が加わり、その結果、電気光
学素子４に損傷が生じる懸念があった。As described above, in the signal measurement using the electro-optic probe 1, the metal pin 3 is used.
Since it is necessary to bring a into contact with the measurement point, in this case, the metal pin 3a is impacted, and as a result, the electro-optical element 4 may be damaged.

【００１１】また、上述の電気光学プローブ１は、レー
ザ光を金属ピン３ａの端部が接触させられた反射膜４ａ
に対して入射し、反射させる構成となっているために、
金属ピン３ａの位置が動くと、反射膜４ａ等の位置もず
れ、光学系としての機能が失われるという問題点があっ
た。Further, in the electro-optic probe 1 described above, the reflection film 4a in which the end of the metal pin 3a is brought into contact with the laser beam is used.
Since it is configured to be incident on and reflected from,
When the position of the metal pin 3a moves, the position of the reflection film 4a and the like also shifts, and there is a problem that the function as an optical system is lost.

【００１２】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、金属ピンのプローブヘッドに対する位置を
固定することにより、電気光学プローブの耐衝撃性を向
上させることを課題とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to improve the shock resistance of the electro-optical probe by fixing the position of the metal pin with respect to the probe head.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては以下の手段を採用した。すなわち、
請求項１記載の電気光学プローブは、プローブ本体の内
部における該プローブ本体の基端部側と先端部側との間
に光路が形成され、該光路の前記プローブ本体の基端部
側の一端には、レーザーダイオードが配置され、前記光
路の前記プローブ本体の先端部側の他端には、電気光学
素子が配置され、該電気光学素子の前記プローブ本体の
先端部側の端面には反射膜が形成され、前記レーザダイ
オードから発せられるレーザ光を、前記光路を通じて前
記電気光学素子に入射し、この入射光を前記反射膜によ
って反射し、さらに、この反射光を分離してフォトダイ
オードにより電気信号に変換する構成となっており、前
記電気光学素子は、前記プローブ本体の先端部をなすプ
ローブヘッド部材によって、少なくとも前記プローブ本
体の先端部側から保持され、該プローブヘッド部材に
は、外部から前記反射膜に至る挿入孔が形成され、該挿
入孔には 金属ピンが、その一端が前記反射膜に接し、
他端が前記プローブヘッドから突出する状態で挿入さ
れ、前記挿入孔は、前記外部側の径寸法が、前記反射膜
側の径寸法に比較して大となるように形成されているこ
とを特徴としている。In order to solve the above problems, the following means are adopted in the present invention. That is,
The electro-optical probe according to claim 1, wherein an optical path is formed inside the probe main body between the base end side and the tip end side of the probe main body, and the optical path is provided at one end on the base end side of the probe main body. A laser diode is arranged, an electro-optical element is arranged at the other end of the optical path on the tip side of the probe body, and a reflection film is formed on the end surface of the electro-optical element on the tip side of the probe body. The formed laser light emitted from the laser diode is incident on the electro-optical element through the optical path, the incident light is reflected by the reflective film, and the reflected light is separated into an electric signal by the photodiode. The electro-optical element is configured to convert at least from the tip end side of the probe body by the probe head member forming the tip end portion of the probe body. Is lifting, the said probe head member, the insertion hole is formed extending to the reflective layer from an external, metal pins into the insertion hole, one end in contact with the reflective layer,
The other end is inserted in a state of protruding from the probe head, and the insertion hole is formed such that a diameter dimension on the outer side is larger than a diameter dimension on the reflection film side. I am trying.

【００１４】このような構成とされるために、この電気
光学プローブにおいては、挿入孔の形状に合わせて金属
ピンの一端側を形成することにより、金属ピンがプロー
ブヘッド部材に必要以上に嵌入して電気光学素子に損傷
を与えることを防ぐことができる。In order to have such a structure, in this electro-optical probe, by forming one end side of the metal pin according to the shape of the insertion hole, the metal pin is fitted more than necessary into the probe head member. It is possible to prevent the electro-optical element from being damaged.

【００１５】請求項２記載の電気光学プローブは、請求
項１記載の電気光学プローブであって、前記挿入孔は、
その径寸法が、前記外部側から前記反射膜側に向けて漸
次小となるテーパ形状に形成されていることを特徴とし
ている。The electro-optic probe according to claim 2 is the electro-optic probe according to claim 1, wherein the insertion hole is
It is characterized in that the diameter is formed in a taper shape that gradually decreases from the outer side toward the reflective film side.

【００１６】請求項３記載の電気光学プローブは、請求
項１記載の電気光学プローブであって、前記挿入孔は、
その内面に、前記外部側から前記反射膜側に向けてその
径寸法が小となる段部が設けられた構成とされているこ
とを特徴としている。The electro-optical probe according to claim 3 is the electro-optical probe according to claim 1, wherein the insertion hole is
It is characterized in that the inner surface thereof is provided with a stepped portion whose diameter dimension decreases from the outer side toward the reflective film side.

【００１７】請求項４記載の電気光学プローブは、請求
項１から３のいずれかに記載の電気光学プローブであっ
て、前記金属ピンは、その前記一端側が、前記他端側か
ら該一端側に向けて径寸法が小となる径変化部として形
成されていることを特徴としている。The electro-optical probe according to claim 4 is the electro-optical probe according to any one of claims 1 to 3, wherein the one end side of the metal pin is from the other end side to the one end side. It is characterized in that it is formed as a diameter changing portion having a smaller diameter dimension toward it.

【００１８】請求項５記載の電気光学プローブは、請求
項１から３記載の電気光学プローブであって、前記金属
ピンの前記一端側の端面には、前記金属ピンを直径方向
に貫通するスリットが設けられていることを特徴として
いる。このような構成とされるために、請求項５に係る
電気光学プローブにおいては、金属ピンの一端がプロー
ブヘッド部材に設けられた挿入孔の形状に合わせて変形
することができる。The electro-optic probe according to claim 5 is the electro-optic probe according to any one of claims 1 to 3, wherein a slit penetrating the metal pin in a diameter direction is formed on an end face of the metal pin on the one end side. It is characterized by being provided. With such a configuration, in the electro-optical probe according to the fifth aspect, one end of the metal pin can be deformed according to the shape of the insertion hole provided in the probe head member.

【００１９】請求項６記載の電気光学プローブは、請求
項１から５のいずれかに記載の電気光学プローブであっ
て、前記挿入孔の前記一端の径寸法は、前記電気光学素
子へ入射される入射光のスポットサイズよりも大である
ことを特徴としている。An electro-optical probe according to a sixth aspect is the electro-optical probe according to any of the first to fifth aspects, wherein the diameter dimension of the one end of the insertion hole is incident on the electro-optical element. It is characterized by being larger than the spot size of the incident light.

【００２０】このような構成とされるために、請求項６
に係る電気光学プローブにおいては、金属ピンと反射膜
との接触面積が確保され、電気光学素子において偏光状
態の変化として表れる電界の変化をレーザ光により良好
に検出できる。Because of such a structure, the sixth aspect of the present invention is provided.
In the electro-optical probe according to (1), the contact area between the metal pin and the reflective film is secured, and the change in the electric field that appears as the change in the polarization state in the electro-optical element can be favorably detected by the laser light.

【００２１】請求項７記載の電気光学プローブは、請求
項１から６のいずれかに記載の電気光学プローブであっ
て、前記フォトダイオードおよ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、前記レーザー光を前記電気光
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している。The electro-optic probe according to claim 7 is the electro-optic probe according to any one of claims 1 to 6, wherein the photodiode and the laser diode are connected to an electro-optic sampling oscilloscope,
The laser diode emits the laser light as pulsed light based on a control signal from the electro-optic sampling oscilloscope.

【００２２】請求項８記載の電気光学プローブは、請求
項１から６のいずれかに記載の電気光学プローブであっ
て、前記レーザーダイオードは、前記レーザ光として連
続光を発することを特徴としている。The electro-optical probe according to claim 8 is the electro-optical probe according to any one of claims 1 to 6, wherein the laser diode emits continuous light as the laser light.

【００２３】このように、請求項８に係る電気光学プロ
ーブにおいては、レーザーダイオードから連続光を発す
るようにすることにより、フォトダイオードから連続的
な出力を得ることができ、したがって、フォトダイオー
ドを専用コントローラを介してリアルタイム型オシロス
コープなどの従来からある汎用測定器に接続して測定を
行うことも可能となる。As described above, in the electro-optical probe according to the eighth aspect, the continuous output can be obtained from the photo diode by causing the laser diode to emit the continuous light. It is also possible to connect to a conventional general-purpose measuring instrument such as a real-time oscilloscope via the controller to perform measurement.

【００２４】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図２および図３は、本発明の一
実施の形態を示す電気光学プローブ２１の立断面図およ
び平面図である。この電気光学プローブ２１は、プロー
ブ本体２２の内部に、光路２３が形成された概略構成と
なっている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 2 and 3 are a vertical sectional view and a plan view of an electro-optical probe 21 showing an embodiment of the present invention. The electro-optic probe 21 has a schematic structure in which an optical path 23 is formed inside a probe body 22.

【００２５】プローブ本体２２は、その先端部２２ａが
プローブヘッド部材２４によって構成されており、ま
た、その基端部２２ｂには、レーザダイオード２５が収
納されている。レーザダイオード２５は、光路２３にお
けるプローブ本体２２の基端部２２ｂ側の一端２３ａに
位置するとともに、図示略のＥＯＳオシロスコープに対
して接続されている。The probe body 22 has a probe head member 24 at its tip 22a, and a laser diode 25 is housed at its base 22b. The laser diode 25 is located at one end 23a of the probe body 22 on the base end 22b side of the optical path 23, and is connected to an EOS oscilloscope (not shown).

【００２６】一方、光路２３におけるプローブ本体２２
の先端部２２ａ側の他端２３ｂには、電気光学素子２６
が配置されている。電気光学素子２６は、プローブヘッ
ド部材２４によって保持されており、電気光学素子２６
のプローブ本体２２の先端部２２ａ側の端面２６ａに
は、反射膜２８が形成されている。On the other hand, the probe body 22 in the optical path 23
Of the electro-optical element 26 at the other end 23b on the side of the tip 22a of the
Are arranged. The electro-optical element 26 is held by the probe head member 24, and
A reflective film 28 is formed on the end surface 26a of the probe body 22 on the side of the tip 22a.

【００２７】図１に、プローブヘッド部材２４およびそ
の近傍を拡大して示す。図中に示すように、プローブヘ
ッド部材２４には、挿入孔３０が形成され、この挿入孔
３０に金属ピン３１の一端３１ａが挿入された構成とな
っている。金属ピン３１は、その一端３１ａ側の端面３
１ｂが反射膜２８に、プローブ本体２２の先端側から接
し、また、その他端３１ｃがプローブヘッド部材２４か
ら突出する構成となっている。なお、金属ピン３１とし
ては、リン青銅にニッケルロジウムでメッキを施したも
のが用いられる。FIG. 1 shows an enlarged view of the probe head member 24 and its vicinity. As shown in the figure, an insertion hole 30 is formed in the probe head member 24, and one end 31 a of the metal pin 31 is inserted into this insertion hole 30. The metal pin 31 has an end surface 3 on the one end 31a side.
1b is in contact with the reflective film 28 from the tip side of the probe body 22, and the other end 31c is projected from the probe head member 24. As the metal pin 31, a phosphor bronze plated with nickel rhodium is used.

【００２８】挿入孔３０の形状は、その外部側の端部３
０ａから反射膜２８側の端部３０ｂに向けて、その径寸
法が漸次小となるようなテーパ形状となっている。さら
に、金属ピン３１の一端３１ａ側には、他端３１ｃ側か
ら端面３１ｂに向かってその径寸法が漸次小となるよう
なテーパ部（径変化部）３１ｄが形成されている。テー
パ部３１ｄの径寸法は、挿入孔３０の径寸法よりも若干
大きくなるように形成されており、これにより金属ピン
３１の一端３１ａを挿入孔３０に嵌入固定することがで
きるようになっている。また、金属ピン３１の端面３１
ｂは、その径寸法が、レーザダイオード２５（図２参
照）より出射され反射膜２８（図２参照）に到達するレ
ーザビームのビーム径（入射光のスポットサイズ）より
も大きくなるように形成されている。The shape of the insertion hole 30 is such that the end portion 3 on the outer side thereof is formed.
From 0a toward the end 30b on the reflective film 28 side, the taper shape is such that the diameter gradually decreases. Further, a taper portion (diameter changing portion) 31d is formed on the one end 31a side of the metal pin 31 such that the diameter dimension thereof gradually decreases from the other end 31c side toward the end surface 31b. The diameter dimension of the tapered portion 31d is formed to be slightly larger than the diameter dimension of the insertion hole 30, whereby the one end 31a of the metal pin 31 can be fitted and fixed in the insertion hole 30. . In addition, the end surface 31 of the metal pin 31
b is formed so that its diameter is larger than the beam diameter (spot size of incident light) of the laser beam emitted from the laser diode 25 (see FIG. 2) and reaching the reflection film 28 (see FIG. 2). ing.

【００２９】一方、図２に示すように、光路２３上に
は、図中、右方から順に、コリメートレンズ３３、偏光
ビームスプリッタ３４、ファラデー素子３５、偏光ビー
ムスプリッタ３７、1/4波長板３８が配列されている。
また、光路２３の側方の偏光ビームスプリッタ３４，３
７に対応する位置には、フォトダイオード４１，４２が
設けられている。これらフォトダイオード４１，４２
は、前記ＥＯＳオシロスコープに接続されており、入射
光を電気信号に変換して、ＥＯＳオシロスコープに送信
できるようになっている。On the other hand, as shown in FIG. 2, on the optical path 23, a collimating lens 33, a polarization beam splitter 34, a Faraday element 35, a polarization beam splitter 37, and a 1/4 wavelength plate 38 are arranged in this order from the right side in the figure. Are arranged.
In addition, the polarization beam splitters 34, 3 on the side of the optical path 23
Photodiodes 41 and 42 are provided at positions corresponding to 7. These photodiodes 41, 42
Is connected to the EOS oscilloscope so that incident light can be converted into an electric signal and transmitted to the EOS oscilloscope.

【００３０】また、偏光ビームスプリッタ３４，３７
は、光路２３を通る光の一部を分離してフォトダイオー
ド４１，４２側に反射するアイソレータとして機能する
ものとされている。Further, the polarization beam splitters 34, 37
Is to function as an isolator that separates a part of the light passing through the optical path 23 and reflects it toward the photodiodes 41 and 42.

【００３１】電気光学プローブ２１を信号測定に用いる
場合には、金属ピン３１の他端３１ｃを測定点に接触さ
せた状態で、ＥＯＳオシロスコープを起動させる。これ
により、ＥＯＳオシロスコープから発せられた制御信号
に基づき、レーザダイオード２５から、レーザ光が出射
され、このレーザ光がコリメートレンズ３３によって平
行光に変換され、光路２３を直進し、電気光学素子２６
に到達する。When the electro-optical probe 21 is used for signal measurement, the EOS oscilloscope is activated with the other end 31c of the metal pin 31 in contact with the measurement point. As a result, based on the control signal emitted from the EOS oscilloscope, laser light is emitted from the laser diode 25, this laser light is converted into parallel light by the collimator lens 33, goes straight on the optical path 23, and reaches the electro-optical element 26.
To reach.

【００３２】電気光学素子２６に到達したレーザ光は、
反射膜２８に入射されるとともに、反射されて、光路２
３をレーザダイオード２５側に進行することとなる。こ
のとき、電気光学素子２６は、金属ピン３１を介して伝
搬された測定点の電界の変化により屈折率が変化した状
態となっているために、電気光学素子２６を伝搬する際
に光の偏光状態が変化することとなり、反射光は、偏光
状態が変化した状態で、偏光ビームスプリッタ３４，３
７によって分離され、フォトダイオード４１，４２へ集
光されて入射し、電気信号に変換される。これにより、
レーザ光の偏光状態の変化をフォトダイオード４１，４
２の出力差として検出し、測定点の電気信号を測定する
ことができる。The laser light reaching the electro-optical element 26 is
The light enters the reflection film 28 and is reflected by the light path 2
3 will proceed to the laser diode 25 side. At this time, since the electro-optical element 26 is in a state in which the refractive index changes due to the change in the electric field at the measurement point propagated through the metal pin 31, the polarization of the light when propagating through the electro-optical element 26. The state of the reflected light changes, and the reflected light is in the state where the polarization state has changed, and the polarization beam splitters 34, 3
It is separated by 7, and is collected and incident on the photodiodes 41 and 42, and is converted into an electric signal. This allows
Photodiodes 41 and 4 are used to detect changes in the polarization state of laser light.
It is possible to measure the electric signal at the measurement point by detecting as the output difference of 2.

【００３３】このような信号測定を行った場合、金属ピ
ン３１の他端を測定点に接触させる際に、誤って金属ピ
ン３１に衝撃を作用させたとしても、この電気光学プロ
ーブ２１においては、挿入孔３０がテーパ形状とされ、
さらに、金属ピン３１にもその形状に対応したテーパ部
３１ｄが設けられているために、金属ピン３１がプロー
ブヘッド部材２４に必要以上に嵌入することが無くな
り、電気光学素子２６が損傷したり、あるいは、電気光
学素子２６の位置がずれて、プローブ本体２２内に形成
された光学系が機能しなくなる等の懸念がない。したが
って、この電気光学プローブ２１においては、信号測定
時の耐衝撃性を確保することができる。When such a signal measurement is performed, even if the metal pin 31 is accidentally impacted when the other end of the metal pin 31 is brought into contact with the measurement point, the electro-optic probe 21 is The insertion hole 30 has a tapered shape,
Further, since the metal pin 31 is also provided with the tapered portion 31d corresponding to the shape, the metal pin 31 is prevented from being fitted into the probe head member 24 more than necessary, and the electro-optical element 26 is damaged, Alternatively, there is no concern that the position of the electro-optical element 26 is displaced and the optical system formed in the probe body 22 does not function. Therefore, the electro-optical probe 21 can ensure impact resistance during signal measurement.

【００３４】さらに、この電気光学プローブ２１におい
ては、挿入孔３０の反射膜２８側の端部３０ｂの径寸法
が、レーザダイオード２５から発せられ反射膜２８にま
で到達するレーザービームのビーム径よりも大きいため
に、電気光学素子２６と金属ピン３１との間の接触面積
を、電気光学素子２６の偏光状態の変化を検出するのに
十分な量確保することができ、したがって、上述のよう
に挿入孔３０をテーパ状に形成したとしても、これによ
り、信号測定の検出性能が低下することがない。Further, in the electro-optic probe 21, the diameter dimension of the end portion 30b of the insertion hole 30 on the reflection film 28 side is larger than the beam diameter of the laser beam emitted from the laser diode 25 and reaching the reflection film 28. Due to the large size, the contact area between the electro-optical element 26 and the metal pin 31 can be ensured in an amount sufficient to detect the change of the polarization state of the electro-optical element 26, and thus, as described above. Even if the hole 30 is formed in a tapered shape, this does not deteriorate the detection performance of signal measurement.

【００３５】以上は、本発明の実施の形態の一例である
が、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでな
く、その趣旨を逸脱しない範囲内で、形状、材料等の変
更が可能である。例えば、上記実施の形態において示し
た金属ピン３１の代わりに、図４に示すような金属ピン
４３を使用するようにしてもよい。図４に示す金属ピン
４３は、その一端４３ａ側に金属ピン４３を直径方向に
貫通するスリット４４を設けた構成となっている。The above is an example of the embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the above embodiment, and changes in shape, material, etc. can be made within the scope of the invention. It is possible. For example, the metal pin 43 shown in FIG. 4 may be used instead of the metal pin 31 shown in the above embodiment. The metal pin 43 shown in FIG. 4 has a configuration in which a slit 44 penetrating the metal pin 43 in the diametrical direction is provided on the one end 43a side.

【００３６】このような構成とされることにより、金属
ピン４３は、その一端４３ａが縮径可能となり、上記実
施の形態において示したテーパ形状の挿入孔３０に容易
に嵌入させることができる。この場合、スリット４４の
両側方に位置する突出部４３ｂ，４３ｂ（図４参照）の
反発力により、金属ピン４３の一端４３ａは、挿入孔３
０に良好に固定され、さらに、この場合、金属ピン４３
の他端４３ｃ（図４参照）から衝撃が作用しても、金属
ピン４３が必要以上にプローブヘッド部材２４（図１参
照）に嵌入されることがない。したがって、上記実施の
形態と同様に、耐衝撃性を確保することができる。な
お、このように形成された金属ピン４３を挿入孔３０に
固定する際には、スリット４４を銀ペースト等、導電性
を有する材料で埋め、空間を無くすようにすることが望
ましい。With such a structure, the metal pin 43 can be reduced in diameter at one end 43a, and can be easily fitted into the tapered insertion hole 30 shown in the above embodiment. In this case, one end 43a of the metal pin 43 is inserted into the insertion hole 3 by the repulsive force of the protrusions 43b and 43b (see FIG. 4) located on both sides of the slit 44.
0 fixed well, and in this case the metal pin 43
Even if an impact is applied from the other end 43c (see FIG. 4), the metal pin 43 is not fitted into the probe head member 24 (see FIG. 1) more than necessary. Therefore, similarly to the above-mentioned embodiment, impact resistance can be ensured. When fixing the metal pin 43 formed in this manner to the insertion hole 30, it is desirable to fill the slit 44 with a conductive material such as silver paste to eliminate the space.

【００３７】また、この他にも、図５に示す金属ピン４
５のように、一端４５ａに、他端４５ｂ側から一端４５
ａ側にかけて径寸法が小となるような段部（径変化部）
４５ｃを設けたものを採用するようにしても、同様の効
果を得ることができる。なお、この場合、金属ピン４５
が挿入される挿入孔３０の形状は、上記実施の形態のよ
うにテーパ形状のものであってもよいし、あるいは、図
６に示すように、外部側の径寸法が反射膜側の径寸法に
比較して大となるような段部３０ｃを有する形状として
もよい。In addition to this, the metal pin 4 shown in FIG.
5, one end 45a, one end 45a from the other end 45b side
Stepped portion (diameter changing portion) whose diameter is reduced toward the side a
The same effect can be obtained by adopting the one provided with 45c. In this case, the metal pin 45
The shape of the insertion hole 30 into which is inserted may be a tapered shape as in the above-mentioned embodiment, or, as shown in FIG. It may have a shape having a stepped portion 30c that is larger than the above.

【００３８】また、上記実施の形態において、レーザダ
イオード２５から連続光を発するようにすれば、リアル
タイム型オシロスコープ、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４１，４
２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、リアルタイム型オシロスコープ、サンプリ
ングオシロスコープ、スペクトルアナライザ等を接続す
るようにすればよい。Further, in the above embodiment, if continuous light is emitted from the laser diode 25, it is possible to perform signal measurement by a conventional general-purpose measuring instrument such as a real-time oscilloscope, sampling oscilloscope, spectrum analyzer, or the like. In this case, the photodiodes 41, 4
2. Instead of the EOS oscilloscope, a real-time oscilloscope, sampling oscilloscope, spectrum analyzer, etc. may be connected via a dedicated controller.

【００３９】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る電
気光学プローブは、金属ピンが挿入される挿入孔が、外
部側の径寸法が反射膜側の径寸法に比較して大となるよ
うに形成されるため、この挿入孔の形状に対応させて、
金属ピンの端部を形状を形成するようにすれば、金属ピ
ンがプローブヘッド部材に必要以上に嵌入して電気光学
素子を損傷する等の懸念が無く、耐衝撃性に優れたもの
が実現できる。As described above, in the electro-optic probe according to the first aspect, the diameter of the insertion hole into which the metal pin is inserted is larger on the outside side than on the reflection film side. Since it is formed like this, according to the shape of this insertion hole,
If the end portions of the metal pins are formed into a shape, there is no concern that the metal pins may be inserted into the probe head member more than necessary and damage the electro-optical element, and it is possible to realize a product having excellent impact resistance. .

【００４０】この場合、請求項２のように、挿入孔の形
状を外部側から反射膜側に向けて漸次小となるようなテ
ーパ形状としてもよく、あるいは、請求項３のように、
挿入孔に、外部側から反射膜側に径寸法が小となるよう
な段部を設けるようにしてもよい。また、これらに対応
させて、請求項４のように、金属ピンの一端に他端側か
ら一端に向けて径寸法が小となるような径変化部を設け
るようにしてもよいし、あるいは、請求項５のように、
金属ピンの一端の端面にスリットを設けて縮径可能とな
るようにし、この一端を挿入孔に嵌入するようにしても
よい。In this case, as in claim 2, the shape of the insertion hole may be tapered so as to gradually become smaller from the outer side toward the reflective film side, or, as in claim 3,
The insertion hole may be provided with a step portion having a smaller diameter dimension from the outer side to the reflective film side. Corresponding to these, as in claim 4, a diameter changing portion may be provided at one end of the metal pin so that the diameter dimension decreases from the other end side to the one end, or As in claim 5,
A slit may be provided on the end face of one end of the metal pin so that the diameter can be reduced, and the one end may be fitted into the insertion hole.

【００４１】さらに、請求項６のように、挿入孔の一端
の径寸法を電気光学素子に入射される光のスポットサイ
ズより大きくするようにすれば、測定性能を確保するこ
とができる。Furthermore, when the diameter of one end of the insertion hole is set to be larger than the spot size of the light incident on the electro-optical element, the measurement performance can be ensured.

【００４２】また、以上の発明において、請求項７のよ
うに、フォトダイオードおよびレーザダイオードを、電
気光学サンプリングオシロスコープに接続し、レーザダ
イオードからレーザー光を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
るようにすれば、電気光学サンプリングオシロスコープ
による広帯域における高精度な信号測定が可能となる。In the above invention, the photodiode and the laser diode are connected to the electro-optical sampling oscilloscope, and the laser light from the laser diode is pulsed based on the control signal from the electro-optical sampling oscilloscope. If the light is emitted as light, it is possible to perform highly accurate signal measurement in a wide band using an electro-optic sampling oscilloscope.

【００４３】また、請求項８のように、レーザーダイオ
ードから連続光を発するようにすることにより、フォト
ダイオードから連続的な出力を得ることができ、したが
って、フォトダイオードを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などの従来からある汎用測定
器に接続して測定を行うことも可能となり、汎用性が高
い。Further, according to the present invention, the laser diode emits continuous light so that a continuous output can be obtained from the photodiode. Therefore, the photodiode is connected to the real time oscilloscope via the dedicated controller. It is also possible to connect to a conventional general-purpose measuring instrument such as the one described above to perform measurement, and the versatility is high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 本発明の一実施の形態を模式的に示す電気光
学プローブの要部拡大立断面図である。FIG. 1 is an enlarged sectional view of an essential part of an electro-optical probe schematically showing an embodiment of the present invention.

【図２】 図１に示した電気光学プローブの立断面図で
ある。2 is a vertical cross-sectional view of the electro-optic probe shown in FIG.

【図３】 同、平面図である。FIG. 3 is a plan view of the same.

【図４】 図１から３に示した電気光学プローブに用い
られる金属ピンの他の例を示す図であって、（ａ）はそ
の側面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＩ−Ｉ線矢視断面
図である。4A and 4B are diagrams showing another example of the metal pin used in the electro-optical probe shown in FIGS. 1 to 3, wherein FIG. 4A is a side view thereof, and FIG. FIG.

【図５】 同、金属ピンのさらに他の例を示す側面図で
ある。FIG. 5 is a side view showing still another example of the metal pin.

【図６】 同、プローブヘッド部材の他の例を示す立断
面図である。FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing another example of the probe head member.

【図７】 本発明の従来の技術を模式的に示す電気光学
プローブの概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an electro-optical probe schematically showing a conventional technique of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２１ 電気光学プローブ ２２ プローブ本体 ２２ａ 先端部 ２２ｂ 基端部 ２３ 光路 ２３ａ 一端 ２３ｂ 他端 ２４ プローブヘッド部材 ２５ レーザダイオード ２６ 電気光学素子 ２８ 反射膜 ３０ 挿入孔 ３０ａ，３０ｂ 端部 ３０ｃ 段部 ３１，４３，４５ 金属ピン ３１ａ，４３ａ，４５ａ 一端 ３１ｂ 端面 ３１ｃ，４３ｃ，４５ｂ 他端 ３１ｄ テーパ部（径変化部） 21 Electro-optic probe 22 Probe body 22a tip 22b base end 23 optical path 23a One end 23b the other end 24 Probe head member 25 laser diode 26 Electro-optical element 28 Reflective film 30 insertion holes 30a, 30b ends 30c step 31, 43, 45 Metal pin 31a, 43a, 45a One end 31b end face 31c, 43c, 45b The other end 31d Tapered part (diameter changing part)

───────────────────────────────────────────────────── 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 平５−40006（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−129016（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 13/40 G01R 1/06 G01R 15/24 G01R 31/302 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Toshiyuki Yagi 4-19-7 Kamata, Ota-ku, Tokyo Ando Electric Co., Ltd. (72) Mitsuru Shinagawa 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Tadao Nagatsuma 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Junzo Yamada 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) Reference JP-A-8-262117 (JP, A) JP-A-10-90371 (JP, A) JP-A-6-265606 (JP, A) JP-A-6-242152 (JP, A) JP-A-5-267407 (JP, A) JP-A-5-40006 (JP, A) JP-A-8-129016 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷⁾ , DB name) G01R 13/40 G01R 1/06 G01R 15/24 G01R 31/302

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 プローブ本体の内部における該プローブ
本体の基端部側と先端部側との間に光路が形成され、 該光路の前記プローブ本体の基端部側の一端には、レー
ザーダイオードが配置され、 前記光路の前記プローブ本体の先端部側の他端には、電
気光学素子が配置され、 該電気光学素子の前記プローブ本体の先端部側の端面に
は反射膜が形成され、 前記レーザダイオードから発せられるレーザ光を、前記
光路を通じて前記電気光学素子に入射し、この入射光を
前記反射膜によって反射し、さらに、この反射光を分離
してフォトダイオードにより電気信号に変換する構成と
なっており、 前記電気光学素子は、前記プローブ本体の先端部をなす
プローブヘッド部材によって、少なくとも前記プローブ
本体の先端部側から保持され、 該プローブヘッド部材には、外部から前記反射膜に至る
挿入孔が形成され、 該挿入孔には 金属ピンが、その一端が前記反射膜に接
し、他端が前記プローブヘッドから突出する状態で挿入
され、 前記挿入孔は、前記外部側の径寸法が、前記反射膜側の
径寸法に比較して大となるように形成されていることを
特徴とする電気光学プローブ。1. An optical path is formed inside the probe main body between a base end side and a front end side of the probe main body, and a laser diode is provided at one end of the optical path on the base end side of the probe main body. An electro-optical element is disposed at the other end of the optical path on the tip side of the probe body, and a reflection film is formed on an end surface of the electro-optical element on the tip side of the probe body. Laser light emitted from a diode is incident on the electro-optical element through the optical path, the incident light is reflected by the reflective film, and the reflected light is separated and converted into an electric signal by a photodiode. The probe head member forming the tip of the probe body holds the electro-optical element from at least the tip side of the probe body. An insertion hole from the outside to the reflection film is formed in the head member, and a metal pin is inserted into the insertion hole in a state where one end of the metal pin is in contact with the reflection film and the other end projects from the probe head. The electro-optic probe is characterized in that the insertion hole is formed such that a diameter dimension on the outer side is larger than a diameter dimension on the reflection film side. 【請求項２】 請求項１記載の電気光学プローブであっ
て、 前記挿入孔は、その径寸法が、前記外部側から前記反射
膜側に向けて漸次小となるテーパ形状に形成されている
ことを特徴とする電気光学プローブ。2. The electro-optical probe according to claim 1, wherein the insertion hole is formed in a tapered shape in which a diameter dimension thereof gradually decreases from the outer side toward the reflective film side. An electro-optic probe characterized by. 【請求項３】 請求項１記載の電気光学プローブであっ
て、 前記挿入孔は、その内面に、前記外部側から前記反射膜
側に向けてその径寸法が小となる段部が設けられた構成
とされていることを特徴とする電気光学プローブ。3. The electro-optical probe according to claim 1, wherein the insertion hole is provided with a stepped portion whose inner surface has a diameter dimension that decreases from the outer side toward the reflective film side. An electro-optical probe having a structure. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の電気
光学プローブであって、 前記金属ピンは、その前記一端側が、前記他端側から該
一端側に向けて径寸法が小となる径変化部として形成さ
れていることを特徴とする電気光学プローブ。4. The electro-optical probe according to claim 1, wherein the one end side of the metal pin has a smaller diameter dimension from the other end side toward the one end side. An electro-optical probe formed as a diameter changing portion. 【請求項５】 請求項１から３のいずれかに記載の電気
光学プローブであって、 前記金属ピンの前記一端側の端面には、前記金属ピンを
直径方向に貫通するスリットが設けられていることを特
徴とする電気光学プローブ。5. The electro-optical probe according to claim 1, wherein a slit penetrating the metal pin in a diameter direction is provided on an end surface of the metal pin on the one end side. An electro-optical probe characterized in that 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載の電気
光学プローブであって、 前記挿入孔の前記一端の径寸法は、前記電気光学素子へ
入射される入射光のスポットサイズよりも大であること
を特徴とする電気光学プローブ。6. The electro-optical probe according to claim 1, wherein a diameter dimension of the one end of the insertion hole is larger than a spot size of incident light incident on the electro-optical element. An electro-optical probe characterized in that 【請求項７】 請求項１から６のいずれかに記載の電気
光学プローブであって、 前記フォトダイオードおよ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、前記レーザー光を前記電気光
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電気光学プロ
ーブ。7. The electro-optical probe according to claim 1, wherein the photodiode and the laser diode are
An electro-optic probe connected to an electro-optic sampling oscilloscope, wherein the laser diode emits the laser light as pulsed light based on a control signal from the electro-optic sampling oscilloscope. 【請求項８】 請求項１から６のいずれかに記載の電気
光学プローブであって、 前記レーザーダイオードは、前記レーザ光として連続光
を発することを特徴とする電気光学プローブ。8. The electro-optical probe according to claim 1, wherein the laser diode emits continuous light as the laser light.