JP2000321313A - 光電界センサ - Google Patents
光電界センサInfo
- Publication number
- JP2000321313A JP2000321313A JP11132731A JP13273199A JP2000321313A JP 2000321313 A JP2000321313 A JP 2000321313A JP 11132731 A JP11132731 A JP 11132731A JP 13273199 A JP13273199 A JP 13273199A JP 2000321313 A JP2000321313 A JP 2000321313A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- package
- antenna
- sensor head
- electric field
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アンテナを含むセンサヘッド部分を大きくす
ることなく、感度が向上した光電界センサを提供するこ
と。 【解決手段】 パッケージ２１の複数の表面に、パッケ
ージ２１の長さ方向に沿って対向して、板状または膜状
にダイポールアンテナを形成したダイポールアンテナを
有する光電界センサ。
ることなく、感度が向上した光電界センサを提供するこ
と。 【解決手段】 パッケージ２１の複数の表面に、パッケ
ージ２１の長さ方向に沿って対向して、板状または膜状
にダイポールアンテナを形成したダイポールアンテナを
有する光電界センサ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電波や電磁ノイズ
の測定、空間の電界強度を測定する光電界センサに関す
る。
の測定、空間の電界強度を測定する光電界センサに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】光変調器、とくに分岐干渉型光導波路と
変調電極から構成される光変調器では、入射された光
は、光導波路に印加する電圧に応じて、強度を変化して
出射される。電界強度測定のセンサヘッドとなる光変調
器は、それ自体、電源を必要としないなどの特徴を有す
る。ＥＭＣ測定に代表される放射電磁波等による空間電
界強度の測定等に採用されている電界センサでは、アン
テナで受信された電気信号は、センサヘッドによって光
信号に変換され、光ファイバによる結合を通じて光検出
器に向けて伝送される。
変調電極から構成される光変調器では、入射された光
は、光導波路に印加する電圧に応じて、強度を変化して
出射される。電界強度測定のセンサヘッドとなる光変調
器は、それ自体、電源を必要としないなどの特徴を有す
る。ＥＭＣ測定に代表される放射電磁波等による空間電
界強度の測定等に採用されている電界センサでは、アン
テナで受信された電気信号は、センサヘッドによって光
信号に変換され、光ファイバによる結合を通じて光検出
器に向けて伝送される。
【０００３】図２は、電界強度測定に利用されるセンサ
ヘッドの構成を、アンテナを含めて示す図である。図３
は、電界センサの構成図である。通常、センサヘッド
は、パッケージに収納し、保護されている。図２では、
パッケージを省略して示している。アンテナエレメント
１１は、実際には、パッケージ２１に固定され、光導波
路１５近傍の変調電極１６に接続されている。図２にお
いて、１対のアンテナエレメント１１は、ダイポールア
ンテナを構成している。図２には、入射光、出射光、お
よび変調電極に印加される電圧の波形が、それぞれ併せ
て示してある。以下、図２および図３をもとに説明す
る。
ヘッドの構成を、アンテナを含めて示す図である。図３
は、電界センサの構成図である。通常、センサヘッド
は、パッケージに収納し、保護されている。図２では、
パッケージを省略して示している。アンテナエレメント
１１は、実際には、パッケージ２１に固定され、光導波
路１５近傍の変調電極１６に接続されている。図２にお
いて、１対のアンテナエレメント１１は、ダイポールア
ンテナを構成している。図２には、入射光、出射光、お
よび変調電極に印加される電圧の波形が、それぞれ併せ
て示してある。以下、図２および図３をもとに説明す
る。
【０００４】センサヘッド１は、ニオブ酸リチウム単結
晶の基板１４上に形成された光導波路１５、変調電極１
６から構成されている。光導波路１５は、入射光導波
路、これから分岐して結合した位相シフト光導波路、お
よび出射光導波路からなる。図２に示すセンサヘッド１
は、いわゆる透過型の光変調器１からなる。光源２の出
力光が、定偏波光ファイバ２５通じてセンサヘッド１に
入射される。光出射側には、シングルモード光ファイバ
２４接続されている。アンテナエレメント１１は、位相
シフト光導波路の近傍に配置された変調電極１６に接続
されている。
晶の基板１４上に形成された光導波路１５、変調電極１
６から構成されている。光導波路１５は、入射光導波
路、これから分岐して結合した位相シフト光導波路、お
よび出射光導波路からなる。図２に示すセンサヘッド１
は、いわゆる透過型の光変調器１からなる。光源２の出
力光が、定偏波光ファイバ２５通じてセンサヘッド１に
入射される。光出射側には、シングルモード光ファイバ
２４接続されている。アンテナエレメント１１は、位相
シフト光導波路の近傍に配置された変調電極１６に接続
されている。
【０００５】空間電界によってアンテナ１２に誘起され
た電圧は、変調電極１６に印加される。アンテナ１２に
誘起された電圧に応じて、二つの位相シフト光導波路を
伝搬する光波の間に位相差を生じ、二つの光の干渉によ
る光の強度変化として、光検出器３によって検出され
る。
た電圧は、変調電極１６に印加される。アンテナ１２に
誘起された電圧に応じて、二つの位相シフト光導波路を
伝搬する光波の間に位相差を生じ、二つの光の干渉によ
る光の強度変化として、光検出器３によって検出され
る。
【０００６】センサヘッド１は、それ自体、電源を要し
ないため、光ファイバによる結合を通じて、電界に乱れ
を生じることなく、光出力信号を、低損失、高速、かつ
ノイズの侵入や雷害を受けることなく伝送できるなどの
特徴がある。
ないため、光ファイバによる結合を通じて、電界に乱れ
を生じることなく、光出力信号を、低損失、高速、かつ
ノイズの侵入や雷害を受けることなく伝送できるなどの
特徴がある。
【０００７】図４は、外側の１面に、ダイポールアンテ
ナを構成する１対の板状のアンテナエレメント１１が形
成されたパッケージ２１を示す図である。
ナを構成する１対の板状のアンテナエレメント１１が形
成されたパッケージ２１を示す図である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図２に示す構
成のように、センサヘッド部分はアンテナを含めると、
大型になってしまう。また、図４に示す構成では、アン
テナエレメント１１が小さいために、電界を高い感度で
受信することが困難であった。
成のように、センサヘッド部分はアンテナを含めると、
大型になってしまう。また、図４に示す構成では、アン
テナエレメント１１が小さいために、電界を高い感度で
受信することが困難であった。
【０００９】本発明の目的は、アンテナを含むセンサヘ
ッド部分を大きくすることなく、感度を向上した光電界
センサを提供することである。
ッド部分を大きくすることなく、感度を向上した光電界
センサを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の光電界センサ
は、電界を受信するアンテナ、該電界の強度に応じて、
入射される光の強度を変化して出射するように構成され
るセンサヘッド、および、センサヘッドを収納し保護す
るパッケージを有し、アンテナは、パッケージの複数の
面に、パッケージの長さ方向に沿って対向して、板状ま
たは膜状に形成されたダイポールアンテナであることを
特徴とする。
は、電界を受信するアンテナ、該電界の強度に応じて、
入射される光の強度を変化して出射するように構成され
るセンサヘッド、および、センサヘッドを収納し保護す
るパッケージを有し、アンテナは、パッケージの複数の
面に、パッケージの長さ方向に沿って対向して、板状ま
たは膜状に形成されたダイポールアンテナであることを
特徴とする。
【００１１】あるいは、本発明の光電界センサにおい
て、アンテナを、パッケージの対向する１対の面にそれ
ぞれ形成した並行平板型としてもよい。
て、アンテナを、パッケージの対向する１対の面にそれ
ぞれ形成した並行平板型としてもよい。
【００１２】本発明の光電界センサにおいて、センサヘ
ッドは、電気光学効果を有する基板上に、干渉型の光導
波路、および光導波路の近傍に変調電極がそれぞれ形成
され、印加される電圧に依存して、入射光が強度変調し
て出射されるように構成されていることを特徴とする。
ッドは、電気光学効果を有する基板上に、干渉型の光導
波路、および光導波路の近傍に変調電極がそれぞれ形成
され、印加される電圧に依存して、入射光が強度変調し
て出射されるように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
て、図面を参照して説明する。
【００１４】図１は、本発明の光電界センサのセンサヘ
ッド部分を示す図である。図１（ａ）は、パッケージの
内部にセンサヘッドを収納した図である。図１（ｂ）
は、センサヘッドを収納したパッケージの外観斜視図で
ある。
ッド部分を示す図である。図１（ａ）は、パッケージの
内部にセンサヘッドを収納した図である。図１（ｂ）
は、センサヘッドを収納したパッケージの外観斜視図で
ある。
【００１５】直方体をなすパッケージ２１の表面には、
アンテナを構成するアンテナエレメント１１が金、アル
ミニウム等の導電性の薄膜をもって形成されている。パ
ッケージ２１の中には、センサヘッド１が収納され保護
されている。アンテナは、センサヘッド１の変調電極１
６に接続されている。センサヘッド１には、図２に示し
たセンサヘッドをそのまま用いることができる。各アン
テナエレメント１１は、パッケージ２１の長さ方向の中
央付近をそれぞれ起点とし、長さ方向に互いに反対向き
に、かつパッケージ２１を包むように４主面に筒状に形
成されている。
アンテナを構成するアンテナエレメント１１が金、アル
ミニウム等の導電性の薄膜をもって形成されている。パ
ッケージ２１の中には、センサヘッド１が収納され保護
されている。アンテナは、センサヘッド１の変調電極１
６に接続されている。センサヘッド１には、図２に示し
たセンサヘッドをそのまま用いることができる。各アン
テナエレメント１１は、パッケージ２１の長さ方向の中
央付近をそれぞれ起点とし、長さ方向に互いに反対向き
に、かつパッケージ２１を包むように４主面に筒状に形
成されている。
【００１６】本発明によれば、アンテナエレメント１１
が、パッケージ２１の表面に形成されているために、セ
ンサヘッド部が小型となる。それでいて、アンテナエレ
メント１１の面積が大きく、アンテナのインピーダンス
および電極容量を大きくすることができる。このため、
アンテナに空間電界を受信し、センサヘッド１の変調電
極１６に印加する電圧を高くとることができ、光電界セ
ンサの感度を向上することとなる。
が、パッケージ２１の表面に形成されているために、セ
ンサヘッド部が小型となる。それでいて、アンテナエレ
メント１１の面積が大きく、アンテナのインピーダンス
および電極容量を大きくすることができる。このため、
アンテナに空間電界を受信し、センサヘッド１の変調電
極１６に印加する電圧を高くとることができ、光電界セ
ンサの感度を向上することとなる。
【００１７】アンテナエレメント１１は、パッケージ２
１の４主面のすべてに形成すると限定する必然性はな
く、パッケージ２１の２主面、あるいは３主面を使うに
とどめてもよい。光電界センサが対象とする空間電界の
強さに対応して選択すればよい。なお、アンテナエレメ
ント１１の形成は、パッケージ２１の外側表面に限定す
る必然性はなく、アンテナエレメント１１をパッケージ
２１の内面に形成してもよい。
１の４主面のすべてに形成すると限定する必然性はな
く、パッケージ２１の２主面、あるいは３主面を使うに
とどめてもよい。光電界センサが対象とする空間電界の
強さに対応して選択すればよい。なお、アンテナエレメ
ント１１の形成は、パッケージ２１の外側表面に限定す
る必然性はなく、アンテナエレメント１１をパッケージ
２１の内面に形成してもよい。
【００１８】本発明によれば、また、アンテナエレメン
ト１１をパッケージ２１の対向する１対の壁面にそれぞ
れ形成したセンサヘッド部を有する光電界センサを提供
する。この場合、アンテナは、１対の平行平板から構成
され、前記ダイポールタイプのアンテナと同様の機能と
効果を呈する。
ト１１をパッケージ２１の対向する１対の壁面にそれぞ
れ形成したセンサヘッド部を有する光電界センサを提供
する。この場合、アンテナは、１対の平行平板から構成
され、前記ダイポールタイプのアンテナと同様の機能と
効果を呈する。
【００１９】アンテナエレメントは、一様な薄膜ではな
く、網の目状としてもよい。また、本発明の光電界セン
サは、反射型の光変調器をセンサヘッドとする構成にも
適用できることはいうまでもない。
く、網の目状としてもよい。また、本発明の光電界セン
サは、反射型の光変調器をセンサヘッドとする構成にも
適用できることはいうまでもない。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アンテナを含むセンサヘッド部分を大きくすることな
く、感度が向上した光電界センサを得ることができる。
アンテナを含むセンサヘッド部分を大きくすることな
く、感度が向上した光電界センサを得ることができる。
【図１】本発明の光電界センサのセンサヘッド部分を示
す図。図１（ａ）は、パッケージの内部にセンサヘッド
を収納した図。図１（ｂ）は、センサヘッドを収納した
パッケージの外観斜視図。
す図。図１（ａ）は、パッケージの内部にセンサヘッド
を収納した図。図１（ｂ）は、センサヘッドを収納した
パッケージの外観斜視図。
【図２】電界強度測定に利用されるセンサヘッドの構成
をアンテナを含めて示す図。
をアンテナを含めて示す図。
【図３】電界センサの構成図。
【図４】外側の１面に、ダイポールアンテナを構成する
１対のアンテナエレメントが形成されたパッケージを示
す図。
１対のアンテナエレメントが形成されたパッケージを示
す図。
１ 光変調器（センサヘッド） ２ 光源 ３ 光検出器 １１ アンテナエレメント １２ アンテナ １３ ダイポールアンテナ １４ 基板 １５ 光導波路 １６ 変調電極 ２１ パッケージ ２２ リード線 ２３ 光ファイバ ２４ シングルモード光ファイバ ２５ 定偏波光ファイバ
Claims (4)
- 【請求項１】 電界を受信するアンテナ、該電界の強度
に応じて、入射される光の強度を変化して出射するよう
に構成されるセンサヘッド、および、該センサヘッドを
収納し保護するパッケージを有する光電界センサにおい
て、前記アンテナは、前記パッケージの複数の面に、板
状または膜状に形成されていることを特徴とする光電界
センサ。 - 【請求項２】 前記アンテナは、該パッケージの長さ方
向に沿って１対のアンテナエレメントが対向して形成さ
れたダイポールアンテナであることを特徴とする請求項
１記載の光電界センサ。 - 【請求項３】 前記アンテナは、前記パッケージの対向
する１対の面にそれぞれ形成されていることを特徴とす
る請求項１記載の光電界センサ。 - 【請求項４】 前記センサヘッドは、電気光学効果を有
する基板上に、干渉型の光導波路、および該光導波路の
近傍に変調電極がそれぞれ形成され、該変調電極に印加
する電圧に依存して、入射光が強度変調して出射される
ように構成されていることを特徴とする請求項１ないし
請求項３のいずれかに記載の光電界センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11132731A JP2000321313A (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 光電界センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11132731A JP2000321313A (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 光電界センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000321313A true JP2000321313A (ja) | 2000-11-24 |
Family
ID=15088285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11132731A Withdrawn JP2000321313A (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 光電界センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000321313A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021092405A (ja) * | 2019-12-07 | 2021-06-17 | 株式会社精工技研 | 光電界センサ |
| CN119805010A (zh) * | 2024-03-21 | 2025-04-11 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 晶圆级增强型电场传感器及其制备方法 |
-
1999
- 1999-05-13 JP JP11132731A patent/JP2000321313A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021092405A (ja) * | 2019-12-07 | 2021-06-17 | 株式会社精工技研 | 光電界センサ |
| JP7174423B2 (ja) | 2019-12-07 | 2022-11-17 | 株式会社精工技研 | 光電界センサ |
| CN119805010A (zh) * | 2024-03-21 | 2025-04-11 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 晶圆级增强型电场传感器及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051012 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060921 |