JPH02150776A - 電圧検出装置 - Google Patents
電圧検出装置Info
- Publication number
- JPH02150776A JPH02150776A JP63304562A JP30456288A JPH02150776A JP H02150776 A JPH02150776 A JP H02150776A JP 63304562 A JP63304562 A JP 63304562A JP 30456288 A JP30456288 A JP 30456288A JP H02150776 A JPH02150776 A JP H02150776A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric field
- optical probe
- measured
- optical
- electro
- 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.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 49
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 46
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 31
- 239000000382 optic material Substances 0.000 claims description 16
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 14
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 abstract description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 35
- 229910012463 LiTaO3 Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000005697 Pockels effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
- G01R1/02—General constructional details
- G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
- G01R1/067—Measuring probes
- G01R1/07—Non contact-making probes
- G01R1/071—Non contact-making probes containing electro-optic elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R13/00—Arrangements for displaying electric variables or waveforms
- G01R13/20—Cathode-ray oscilloscopes
- G01R13/22—Circuits therefor
- G01R13/34—Circuits for representing a single waveform by sampling, e.g. for very high frequencies
- G01R13/347—Circuits for representing a single waveform by sampling, e.g. for very high frequencies using electro-optic elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/302—Contactless testing
- G01R31/308—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、被測定物の所定部分の電圧により屈折率が変
化する電気光学材料を用いて、電気−光変換により前記
電圧を検出する電圧検出装置に係り、特に、時間分解能
が高く、検出感度の高い電圧検出装置に関するものであ
る。
化する電気光学材料を用いて、電気−光変換により前記
電圧を検出する電圧検出装置に係り、特に、時間分解能
が高く、検出感度の高い電圧検出装置に関するものであ
る。
ＭＯＤＦＥＴ等の超高速トランジスタや、超格子型光検
出器、高速集積回路等のピコ秒オーダで作動する高速装
置上の所定部分の電界（電気力線を、ピコ秒オーダの時
間分解能とマイクロボルトオーダの感度により非接触で
高速測定する技術として、ポッケルス効果を利用し、被
測定物の所定部分の電界によって屈折率が変化する電気
光学材料、例えばＬｉＴａＯ３結晶を用いて、電気−光
変換により前記電界を検出する電界検出装置が開発され
ている。即ち、前記電気光学材料を偏光方向が互いに直
交する偏光子と検光子の間に配置することにより、電界
の変化を光ビームの透過光量の変化として検出すること
ができる。 このポッケルス効果を利用した電界検出装置には、例え
ば板状の電気光学材料に電極を設けて被測定物の電極と
接続する電極型と、電気光学材料をプローブ状として、
任意の被測定部分に外部から容易に接近できるようにし
たプローブ型とがある。前者は、例えば、米国特許第４
６０３２９３号、米国特許第４６１８８１９号、ヨーロ
ッパ特許出願公開第１９７１９６号、ＩＥＥＥ Ｊｏ
ｕｒｎａｔ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｎ Ｅ Ｉｅｃ
ｔｒｏｎｉｃｓ、 ｖｏｌ、ＱＥ −２２。 Ｎｏ、１．Ｊａｎ、１９８６ ＰＰ６９〜７８に開示
されている。 一方、後者の１０−ブ型は、例えば、ＣＬＢＯ［７ＰＰ
３５２〜３５３、Ｌ Ｌ Ｅ Ｒｅｖｉｅｗ。 Ｖｏｌ、３２． Ｊｕｂｙ−ｓｅｐ、１９８７ ＰＰ
１５８〜１６３に開示されている。後者において、被測
定部分に接近させる光プローブとしては、ＣＬＥＯ”８
７ ＰＰ３５２〜３５３に、第１１図に示す如く、シ
リカサポート１２の先端に、戴頭４面ピラミッド形状か
らなるチップ状のＬｉＴａＯ３結晶１４を取付け、更に
その底面に、検出用の光ビーム１８を反射するための誘
電体多層膜による全反射ミラー１６が蒸着された光プロ
ーブ１０が開示されている０例えば集積回路である被測
定物２０には、複数の電［！２２が二次元的に配置され
ているので、そのｔ ｉ＃１２２の間の回路表面上には
電気力線で示される電界が存在する。従って、前記光プ
ローブ１０の先端を被測定物２０に接近させれば、Ｌｉ
ＴａＯ３結晶１４の屈折率が変化するので、これによっ
て光ビーム１８は変調される。従って、偏光子と検光子
を用いて透過光量の変化に変換することによって、被測
定物２０の電極２２間に生じる電界を検出することがで
きる。 又、光プローブ１０の他の例としては、ＬＬＥＲｅｖｉ
ｅｖ、 Ｖｏｌ、 ３２ 、 Ｊｕｌｙ−３ｅｐ、
１９８７ＰＰ１５８〜１６３に、第１２図に示す如く
、ＬｉＴａＯ３結晶３０の内面で光ビーム１８を３回全
反射してビーム方向を変えることにより、結晶底面の反
射膜を不要としたものが開示されている。 この光プローブ１０においては、ＬｉＴａ０ａ結晶３０
の底面近傍で、Ｚ軸と平行の電界により該ＬｉＴａＯ３
結晶３０の屈折率が変調される。
出器、高速集積回路等のピコ秒オーダで作動する高速装
置上の所定部分の電界（電気力線を、ピコ秒オーダの時
間分解能とマイクロボルトオーダの感度により非接触で
高速測定する技術として、ポッケルス効果を利用し、被
測定物の所定部分の電界によって屈折率が変化する電気
光学材料、例えばＬｉＴａＯ３結晶を用いて、電気−光
変換により前記電界を検出する電界検出装置が開発され
ている。即ち、前記電気光学材料を偏光方向が互いに直
交する偏光子と検光子の間に配置することにより、電界
の変化を光ビームの透過光量の変化として検出すること
ができる。 このポッケルス効果を利用した電界検出装置には、例え
ば板状の電気光学材料に電極を設けて被測定物の電極と
接続する電極型と、電気光学材料をプローブ状として、
任意の被測定部分に外部から容易に接近できるようにし
たプローブ型とがある。前者は、例えば、米国特許第４
６０３２９３号、米国特許第４６１８８１９号、ヨーロ
ッパ特許出願公開第１９７１９６号、ＩＥＥＥ Ｊｏ
ｕｒｎａｔ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｎ Ｅ Ｉｅｃ
ｔｒｏｎｉｃｓ、 ｖｏｌ、ＱＥ −２２。 Ｎｏ、１．Ｊａｎ、１９８６ ＰＰ６９〜７８に開示
されている。 一方、後者の１０−ブ型は、例えば、ＣＬＢＯ［７ＰＰ
３５２〜３５３、Ｌ Ｌ Ｅ Ｒｅｖｉｅｗ。 Ｖｏｌ、３２． Ｊｕｂｙ−ｓｅｐ、１９８７ ＰＰ
１５８〜１６３に開示されている。後者において、被測
定部分に接近させる光プローブとしては、ＣＬＥＯ”８
７ ＰＰ３５２〜３５３に、第１１図に示す如く、シ
リカサポート１２の先端に、戴頭４面ピラミッド形状か
らなるチップ状のＬｉＴａＯ３結晶１４を取付け、更に
その底面に、検出用の光ビーム１８を反射するための誘
電体多層膜による全反射ミラー１６が蒸着された光プロ
ーブ１０が開示されている０例えば集積回路である被測
定物２０には、複数の電［！２２が二次元的に配置され
ているので、そのｔ ｉ＃１２２の間の回路表面上には
電気力線で示される電界が存在する。従って、前記光プ
ローブ１０の先端を被測定物２０に接近させれば、Ｌｉ
ＴａＯ３結晶１４の屈折率が変化するので、これによっ
て光ビーム１８は変調される。従って、偏光子と検光子
を用いて透過光量の変化に変換することによって、被測
定物２０の電極２２間に生じる電界を検出することがで
きる。 又、光プローブ１０の他の例としては、ＬＬＥＲｅｖｉ
ｅｖ、 Ｖｏｌ、 ３２ 、 Ｊｕｌｙ−３ｅｐ、
１９８７ＰＰ１５８〜１６３に、第１２図に示す如く
、ＬｉＴａＯ３結晶３０の内面で光ビーム１８を３回全
反射してビーム方向を変えることにより、結晶底面の反
射膜を不要としたものが開示されている。 この光プローブ１０においては、ＬｉＴａ０ａ結晶３０
の底面近傍で、Ｚ軸と平行の電界により該ＬｉＴａＯ３
結晶３０の屈折率が変調される。
【発明が達成しようとする課！！！］
しかしながら、電気光学材料であるＬｉＴａＯ３結晶は
、その非誘電率εが４０と空気より大きいため、この結
晶を被測定物に接近させると、被測定物２０の電極２２
によって生じる電界Ｅが変化し、Ｅ＝Ｄ／ε（Ｄは電束
密度）に従って弱くなるという問題点を有していた。 即ち、結晶がない場合に、例えば第１３図に示す如くで
あった被測定物２０上の電界が、ＬｉＴａＯ５結晶３２
がある場合には、第１４図に示す如く、被測定物２０上
の電界が、その等電界線が結晶３２を避けるように変化
する。そのなめ、結晶３２中に生じる電界は、結晶がな
い場合に比べて小さくなる。即ち、結晶３２に電圧が印
加され丼くなるため、このような電気光学材料からなる
光１０−ブでは、効率良く被測定物の電圧を検出するこ
とができず、検出感度を向上させることが難しいという
問題点を有していた。 このような問題点を解消するべく、電子情報通信学会論
文誌 ＣＶｏｌ、 Ｊ７１−ＣＮｏ、７（１９８８年７
月）ＰＰ１０７６〜１０７７には、ＬｉＴａ０．結晶に
電界集中板を付加して感度を向上することが開示されて
いるが、これは空間電界を測定するためのもので、本発
明のように、例えば、高速集積回路のような、被測定物
の電圧を測定するための光１０−ブに関するものではな
かつた。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、検出感度の高いプローブ型の電圧検出装置を提供
することを目的とする。 【課題を達成するための手段】 本発明は、被測定物の所定部分の電圧により屈折率が変
化する電気光学材料を用いて、電気−光変換により前記
電圧を検出する電圧検出装置において、被測定部分に接
近させるための、電気光学材料を含む光プローブを備え
、該光１０−プに、被測定物からの電気力線を集中させ
る電界集中電極を設けることにより、前記目的を達成し
たものである。 又、前記電界集中電極の少くとも一部を、前記電気光学
材料の表面に接して設けたものである。 又、前記電界集中電極の一部を、前記電気光学材料の表
面から空中に突出して設けたものである。 ス、前記光１０−ブへの入射光源をパルス光源として、
サンプリング検出するようにしたものである。 又、前記光プローブからの出射光の光検出器を、高速光
検出器として高時間分解能としたものである。 又、記高速光検出器を、ストリークカメラ技術を応用し
た高速光検出器としたものである。
、その非誘電率εが４０と空気より大きいため、この結
晶を被測定物に接近させると、被測定物２０の電極２２
によって生じる電界Ｅが変化し、Ｅ＝Ｄ／ε（Ｄは電束
密度）に従って弱くなるという問題点を有していた。 即ち、結晶がない場合に、例えば第１３図に示す如くで
あった被測定物２０上の電界が、ＬｉＴａＯ５結晶３２
がある場合には、第１４図に示す如く、被測定物２０上
の電界が、その等電界線が結晶３２を避けるように変化
する。そのなめ、結晶３２中に生じる電界は、結晶がな
い場合に比べて小さくなる。即ち、結晶３２に電圧が印
加され丼くなるため、このような電気光学材料からなる
光１０−ブでは、効率良く被測定物の電圧を検出するこ
とができず、検出感度を向上させることが難しいという
問題点を有していた。 このような問題点を解消するべく、電子情報通信学会論
文誌 ＣＶｏｌ、 Ｊ７１−ＣＮｏ、７（１９８８年７
月）ＰＰ１０７６〜１０７７には、ＬｉＴａ０．結晶に
電界集中板を付加して感度を向上することが開示されて
いるが、これは空間電界を測定するためのもので、本発
明のように、例えば、高速集積回路のような、被測定物
の電圧を測定するための光１０−ブに関するものではな
かつた。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、検出感度の高いプローブ型の電圧検出装置を提供
することを目的とする。 【課題を達成するための手段】 本発明は、被測定物の所定部分の電圧により屈折率が変
化する電気光学材料を用いて、電気−光変換により前記
電圧を検出する電圧検出装置において、被測定部分に接
近させるための、電気光学材料を含む光プローブを備え
、該光１０−プに、被測定物からの電気力線を集中させ
る電界集中電極を設けることにより、前記目的を達成し
たものである。 又、前記電界集中電極の少くとも一部を、前記電気光学
材料の表面に接して設けたものである。 又、前記電界集中電極の一部を、前記電気光学材料の表
面から空中に突出して設けたものである。 ス、前記光１０−ブへの入射光源をパルス光源として、
サンプリング検出するようにしたものである。 又、前記光プローブからの出射光の光検出器を、高速光
検出器として高時間分解能としたものである。 又、記高速光検出器を、ストリークカメラ技術を応用し
た高速光検出器としたものである。
まず、水平方向の電界を検出するための、光の進行方向
と電界の方向（等電位線に垂直な方向）が垂直な横型変
調器の場合を例にとって、本発明の詳細な説明する。 この横型変調器において、電界集中電極を持たない従来
例においては、第２図に示す如く、等電位線が結晶３２
の側面を横切ってしまい、結晶上部ではその間隔が広く
、印加電圧が小さくなる。 これに対して、第１図に示す本発明に係る光プローブの
第１実施例の如く、結晶３２の側面に接して電界集中電
極３４を設けると、等電位線が該電界集中電極３４に平
行となるので、結晶３２の上部まで均一の電界が得られ
、結晶中の等電位線の数が増加し、結晶３２内の電界が
強められる。従つて、第２図に示した従来例と比べて検
出感度が向上する。 更に、第３図に示す光プローブの第２実施例の如く、電
界集中ｔ’Ｉｉ ３４の先端を結晶３２の表面から空中
に突出させた場合には、光プローブが、結晶と空気の部
分を持つことになり、その合成誘電率ε′が第１実施例
の場合より小さくなり、電界ＥがＤ／ε′に従って強く
なるので、検出感度が一層向上する。 次に、垂直方向の電界を検出するための、光の進行方向
と電界の方向が平行な縦型変調器の場合を例にとって、
本発明の詳細な説明する。 この縦型変調器の場合、第５図に示す如く、電界集中電
極を持たない従来例においては、等電位線が結晶３２の
底面を横切るため、結晶３２中の等電位線の数が少く、
効率良く電界を検出することができない、これに対して
、第４図に示す本発明に係る光グローブの第３実施例の
如く、結晶３２の底面に接して電界集中電極３４を設け
ると、等電位線が結晶３２の底面に平行になり、閉じ込
められるので、結晶３２中の等電位線の数が増加し、電
界が強められる。従って、第５図に示した従来例と比べ
て検出感度が向上する。 更に、第６図に示す光１０−プの第４実施例の如く、結
晶３２を細くシて、電極３４を空中に突出させると、光
プローブの誘電率は、電界集中型ｆ！３４より上の部分
（結晶３２と空気）によって決まるので、その合成誘電
率ε′は、第３実施例の場合より減少する。このとき、
電界ＥはＥ＝Ｄ／ε′に従って強くなるので、検出感度
は一層向上する。 更に、第７図に示す光プローブの第５実施例の如く、結
晶３２の先端を鋭くすると、より電界が集中するので、
検出感度は更に向上する。 以上説明したように、電界集中電極３４を結晶３２に設
けることによって、光プローブの結晶における等電界線
を集中できるようになり、光プローブの検出感度を向上
させることができる。
と電界の方向（等電位線に垂直な方向）が垂直な横型変
調器の場合を例にとって、本発明の詳細な説明する。 この横型変調器において、電界集中電極を持たない従来
例においては、第２図に示す如く、等電位線が結晶３２
の側面を横切ってしまい、結晶上部ではその間隔が広く
、印加電圧が小さくなる。 これに対して、第１図に示す本発明に係る光プローブの
第１実施例の如く、結晶３２の側面に接して電界集中電
極３４を設けると、等電位線が該電界集中電極３４に平
行となるので、結晶３２の上部まで均一の電界が得られ
、結晶中の等電位線の数が増加し、結晶３２内の電界が
強められる。従つて、第２図に示した従来例と比べて検
出感度が向上する。 更に、第３図に示す光プローブの第２実施例の如く、電
界集中ｔ’Ｉｉ ３４の先端を結晶３２の表面から空中
に突出させた場合には、光プローブが、結晶と空気の部
分を持つことになり、その合成誘電率ε′が第１実施例
の場合より小さくなり、電界ＥがＤ／ε′に従って強く
なるので、検出感度が一層向上する。 次に、垂直方向の電界を検出するための、光の進行方向
と電界の方向が平行な縦型変調器の場合を例にとって、
本発明の詳細な説明する。 この縦型変調器の場合、第５図に示す如く、電界集中電
極を持たない従来例においては、等電位線が結晶３２の
底面を横切るため、結晶３２中の等電位線の数が少く、
効率良く電界を検出することができない、これに対して
、第４図に示す本発明に係る光グローブの第３実施例の
如く、結晶３２の底面に接して電界集中電極３４を設け
ると、等電位線が結晶３２の底面に平行になり、閉じ込
められるので、結晶３２中の等電位線の数が増加し、電
界が強められる。従って、第５図に示した従来例と比べ
て検出感度が向上する。 更に、第６図に示す光１０−プの第４実施例の如く、結
晶３２を細くシて、電極３４を空中に突出させると、光
プローブの誘電率は、電界集中型ｆ！３４より上の部分
（結晶３２と空気）によって決まるので、その合成誘電
率ε′は、第３実施例の場合より減少する。このとき、
電界ＥはＥ＝Ｄ／ε′に従って強くなるので、検出感度
は一層向上する。 更に、第７図に示す光プローブの第５実施例の如く、結
晶３２の先端を鋭くすると、より電界が集中するので、
検出感度は更に向上する。 以上説明したように、電界集中電極３４を結晶３２に設
けることによって、光プローブの結晶における等電界線
を集中できるようになり、光プローブの検出感度を向上
させることができる。
以下、図面を参照して、本発明に係る光ブローブが、電
気光学効果を利用した変調器として採用された電圧測定
装置の実施例を詳細に説明する。 本発明の第１実施例は、電気−光学（Ｅ−０）サンプリ
ング測定法を利用したもので、第８図に示す如く、光源
として、例えばＣＰＭレーザ４０からの超短パルス光（
例えば繰返しレート１００Ｍ１（ｚの７０フ工ムト秒パ
ルス）を使用し、検出器として通常の一対のホトダイオ
ード（例えばＰＩＮホトダイオード）４２．４４を使用
している。 光変調器は、第１図、第３図、第４図、第６図又は第７
図に示したような電気光学材料からなる光プローブ４６
と、一対の偏光子４８、検光子５０、及び光バイアスを
与えるための光学素子、例えばソレイユ・バビネ補償板
５２から構成されている。 被測定物２０は、例えば光検出器（図示省略）を内蔵し
ており、この光検出器は、前記ＣＰＭレーザ４０から出
射され、ハーフミラ−５３を透過した後、遅延量を変え
て走査するための光デイレイ５４を通ったトリガ用の光
ビーム５５によって励起されて、前記被測定物２０を駆
動する。このように、被測定物２０は、前記ＣＰＭレー
ザ４０と同期して動作状態となる。なお、被測定物２０
に光検出器を内蔵することなく、トリガ用光ビーム５５
で被測定物２０のゲートと共通電極間のギャップを照射
することにより、前記ゲートを瞬間的にアースにスイッ
チしてもよい。 一方、前記ＣＰＭレーザ４０から出射され、ハーフミラ
−５３で反射された後、光１０−ブ４６の光軸に対して
４５°の偏光方向に設定された偏光子４８を通った１０
−ブ用の光ビーム４７は、光プローブ４６に集束される
。 光プローブ４６で電界により変調を受けたプローブ光は
、ハーフミラ−５１で反射された後、ソレイユ・バビネ
補償板５２で、線形の応答と最大の電圧感度を得るべく
、バイアス量が１／４波長になるよう調整され、検光子
５０に入射される。 該検光子５０からの出力光は、一対のホトダイオード４
２．４４によって検出され、検出信号が、差動増幅器５
６Ａ、ロックインアンプ５６Ｂ、必要に応じてＳ／Ｎを
向上するための信号平均化回路５６Ｃ及び前記光デイレ
イ５４を制御する遅延量制御回路５６Ｄを含むサンプリ
ング検出装置５６によって処理され、例えば横軸を光デ
イレイ５４の遅延量（即ち光路差）、縦軸を検出信号と
した出力波形が、表示装置（例えばＣＲＴ）５７に表示
される。このとき、光デイレイ５４とサンプリング検出
器２５６は同期して作動する。これによって、未知の電
気信号の時間−電圧表示が可能となる。 なお、信号平均化回路５６Ｃは省略することもできる。 次に、第９図を参照して、例えばストリークカメラの技
術を応用した高速光検出器を用いた電圧測定装置の第２
実施例を詳細に説明する。 この第２実施例において、光変調器は前記第１実施例と
同様のものであるが、光源としては、例えばＨｅ−Ｎｅ
レーザ７０のような連続（ＣＷ）レーザ光源を用い、検
出器として、例えばストリークカメラ技術を応用した高
速光検出器７２を用いている。 又、前記高速光検出器７２としては、例えば、出願人が
特願昭６３−１１６７３２で提案したものを用いること
もできる。 他の構成及び作用は、前記第１実施例と同様であるので
説明は省略する。 本実施例においては、光デイレイ、サンプリング検出装
置、ホトダイオード等が不要であるため、構成が簡略で
ある。 次に、第１０図を参照して、レーザダイオードと電気的
なデイレイを用いた電圧測定装置の第３実施例を詳細に
説明する。 この第３実施例においても、光変調器は前記第１実施例
と同様のものであるが、光源としては、レーザダイオー
ド８０が用いられている。このレーザダイオード８０は
、駆動回路８２により、被測定物２０の駆動と同期して
パルス駆動される。 駆動回路８２とレーザダイオード８０の間に電気デイレ
イ８４が設けられており、両者のタイミング、即ち、走
査タイミングを順次ずらすことができる。 出力光は、ホトダイオード４２．４４のような光検出器
で検出され、前記第１実施例と同様のサンプリング検出
装置５６で処理された後、表示装置５７に出力波形とし
て表示される。このとき、電気デイレイ８４とサンプリ
ング検出装置５６は同期して作動する。 他の点については、前記第１実施例と同様であるので詳
細な説明は省略する。
気光学効果を利用した変調器として採用された電圧測定
装置の実施例を詳細に説明する。 本発明の第１実施例は、電気−光学（Ｅ−０）サンプリ
ング測定法を利用したもので、第８図に示す如く、光源
として、例えばＣＰＭレーザ４０からの超短パルス光（
例えば繰返しレート１００Ｍ１（ｚの７０フ工ムト秒パ
ルス）を使用し、検出器として通常の一対のホトダイオ
ード（例えばＰＩＮホトダイオード）４２．４４を使用
している。 光変調器は、第１図、第３図、第４図、第６図又は第７
図に示したような電気光学材料からなる光プローブ４６
と、一対の偏光子４８、検光子５０、及び光バイアスを
与えるための光学素子、例えばソレイユ・バビネ補償板
５２から構成されている。 被測定物２０は、例えば光検出器（図示省略）を内蔵し
ており、この光検出器は、前記ＣＰＭレーザ４０から出
射され、ハーフミラ−５３を透過した後、遅延量を変え
て走査するための光デイレイ５４を通ったトリガ用の光
ビーム５５によって励起されて、前記被測定物２０を駆
動する。このように、被測定物２０は、前記ＣＰＭレー
ザ４０と同期して動作状態となる。なお、被測定物２０
に光検出器を内蔵することなく、トリガ用光ビーム５５
で被測定物２０のゲートと共通電極間のギャップを照射
することにより、前記ゲートを瞬間的にアースにスイッ
チしてもよい。 一方、前記ＣＰＭレーザ４０から出射され、ハーフミラ
−５３で反射された後、光１０−ブ４６の光軸に対して
４５°の偏光方向に設定された偏光子４８を通った１０
−ブ用の光ビーム４７は、光プローブ４６に集束される
。 光プローブ４６で電界により変調を受けたプローブ光は
、ハーフミラ−５１で反射された後、ソレイユ・バビネ
補償板５２で、線形の応答と最大の電圧感度を得るべく
、バイアス量が１／４波長になるよう調整され、検光子
５０に入射される。 該検光子５０からの出力光は、一対のホトダイオード４
２．４４によって検出され、検出信号が、差動増幅器５
６Ａ、ロックインアンプ５６Ｂ、必要に応じてＳ／Ｎを
向上するための信号平均化回路５６Ｃ及び前記光デイレ
イ５４を制御する遅延量制御回路５６Ｄを含むサンプリ
ング検出装置５６によって処理され、例えば横軸を光デ
イレイ５４の遅延量（即ち光路差）、縦軸を検出信号と
した出力波形が、表示装置（例えばＣＲＴ）５７に表示
される。このとき、光デイレイ５４とサンプリング検出
器２５６は同期して作動する。これによって、未知の電
気信号の時間−電圧表示が可能となる。 なお、信号平均化回路５６Ｃは省略することもできる。 次に、第９図を参照して、例えばストリークカメラの技
術を応用した高速光検出器を用いた電圧測定装置の第２
実施例を詳細に説明する。 この第２実施例において、光変調器は前記第１実施例と
同様のものであるが、光源としては、例えばＨｅ−Ｎｅ
レーザ７０のような連続（ＣＷ）レーザ光源を用い、検
出器として、例えばストリークカメラ技術を応用した高
速光検出器７２を用いている。 又、前記高速光検出器７２としては、例えば、出願人が
特願昭６３−１１６７３２で提案したものを用いること
もできる。 他の構成及び作用は、前記第１実施例と同様であるので
説明は省略する。 本実施例においては、光デイレイ、サンプリング検出装
置、ホトダイオード等が不要であるため、構成が簡略で
ある。 次に、第１０図を参照して、レーザダイオードと電気的
なデイレイを用いた電圧測定装置の第３実施例を詳細に
説明する。 この第３実施例においても、光変調器は前記第１実施例
と同様のものであるが、光源としては、レーザダイオー
ド８０が用いられている。このレーザダイオード８０は
、駆動回路８２により、被測定物２０の駆動と同期して
パルス駆動される。 駆動回路８２とレーザダイオード８０の間に電気デイレ
イ８４が設けられており、両者のタイミング、即ち、走
査タイミングを順次ずらすことができる。 出力光は、ホトダイオード４２．４４のような光検出器
で検出され、前記第１実施例と同様のサンプリング検出
装置５６で処理された後、表示装置５７に出力波形とし
て表示される。このとき、電気デイレイ８４とサンプリ
ング検出装置５６は同期して作動する。 他の点については、前記第１実施例と同様であるので詳
細な説明は省略する。
以上説明した通り、本発明によれば、電気光学効果を利
用する電圧検出装置において、電界を検出するためのプ
ローブに用いられる電気光学材料、例えばＬｉＴａＯ３
結晶に、電界集中電極を設けたので、被測定物によって
生じる電界を効率良く検出することができる。従って、
検出できる最小感度を向上させることができる。更に、
光プローブと被測定物の間隔を広げることができ、光プ
ローブを誤って被測定物に接触させ、双方を破損する等
の事故を防止することができる等の優れた効果を有する
。
用する電圧検出装置において、電界を検出するためのプ
ローブに用いられる電気光学材料、例えばＬｉＴａＯ３
結晶に、電界集中電極を設けたので、被測定物によって
生じる電界を効率良く検出することができる。従って、
検出できる最小感度を向上させることができる。更に、
光プローブと被測定物の間隔を広げることができ、光プ
ローブを誤って被測定物に接触させ、双方を破損する等
の事故を防止することができる等の優れた効果を有する
。
第１図は、本発明に係る光プローブの第１実施例の構成
を示す断面図、 第２図は、横型変調器の従来例を示す断面図、第３図は
、本発明に係る光プローブの第２実施例を示す断面図、 第４図は、同じく第３実施例を示す断面図、第５図は、
縦型変調器の従来例を示す断面図、第６図は、本発明に
係る光プローブの第４実施例を示す断面図、 第７図は、同じく第５実施例を示す断面図、第８図は、
本発明に係る光プローブが採用された電圧測定装置の第
１実施例の構成を示すブロック線図、 第９図は、同じく第２実施例の構成を示すブロック線図
、 第１０図は、同じく第３実施例の構成を示すブロック線
図、 第１１図は、光プローブの従来例を示す断面図、第１２
図は、光プローブの他の従来例を示す斜視図、 第１３図及び第１４図は、電気光学材料の兼有による電
界の変化を比較して示す線図である。 ２０・・・被測定物、 ２２・・・電極、 ３２＝Ｌｉ ’ｒａ Ｏａ結晶、 ３４・・・電界集中電極、 ４０・・・ＣＰＭレーザ、 ４２．４４・・・ホトダイオード、 ４６・・・光１０−プ、 ４７・・・１０−ブ用光ビーム、 ４８・・・偏光子、 ５０・・・検光子、 ５２・・・ソレイユ・バビネ補償板、 ５４・・・光デイレイ、 ５５・・・トリガ用光ビーム、 ５６・・・サンプリング検出装置、 ５７・・・表示装置、 ０・・・Ｈｅ−Ｎｅレーザ、 ２・・・高速光検出器、 ０・・・レーザダイオード、 ２・・・駆動回路、 ４・・・電気デイレイ。
を示す断面図、 第２図は、横型変調器の従来例を示す断面図、第３図は
、本発明に係る光プローブの第２実施例を示す断面図、 第４図は、同じく第３実施例を示す断面図、第５図は、
縦型変調器の従来例を示す断面図、第６図は、本発明に
係る光プローブの第４実施例を示す断面図、 第７図は、同じく第５実施例を示す断面図、第８図は、
本発明に係る光プローブが採用された電圧測定装置の第
１実施例の構成を示すブロック線図、 第９図は、同じく第２実施例の構成を示すブロック線図
、 第１０図は、同じく第３実施例の構成を示すブロック線
図、 第１１図は、光プローブの従来例を示す断面図、第１２
図は、光プローブの他の従来例を示す斜視図、 第１３図及び第１４図は、電気光学材料の兼有による電
界の変化を比較して示す線図である。 ２０・・・被測定物、 ２２・・・電極、 ３２＝Ｌｉ ’ｒａ Ｏａ結晶、 ３４・・・電界集中電極、 ４０・・・ＣＰＭレーザ、 ４２．４４・・・ホトダイオード、 ４６・・・光１０−プ、 ４７・・・１０−ブ用光ビーム、 ４８・・・偏光子、 ５０・・・検光子、 ５２・・・ソレイユ・バビネ補償板、 ５４・・・光デイレイ、 ５５・・・トリガ用光ビーム、 ５６・・・サンプリング検出装置、 ５７・・・表示装置、 ０・・・Ｈｅ−Ｎｅレーザ、 ２・・・高速光検出器、 ０・・・レーザダイオード、 ２・・・駆動回路、 ４・・・電気デイレイ。
Claims (6)
- （１）被測定物の所定部分の電圧により屈折率が変化す
る電気光学材料を用いて、電気−光変換により前記電圧
を検出する電圧検出装置において、被測定部分に接近さ
せるための、電気光学材料を含む光プローブを備え、 該光プローブに、被測定物からの電気力線を集中させる
電界集中電極を設けたことを特徴とする電圧検出装置。 - （２）請求項１に記載の電圧検出装置において、前記電
界集中電極の少くとも一部が、前記電気光学材料の表面
に接して設けられていることを特徴とする電圧検出装置
。 - （３）請求項２に記載の電圧検出装置において、前記電
界集中電極の一部が、前記電気光学材料の表面から空中
に突出して設けられていることを特徴とする電圧検出装
置。 - （４）請求項１に記載の電圧検出装置において、前記光
プローブへの入射光源はパルス光源であり、サンプリン
グ検出することを特徴とする高時間分解能の電圧検出装
置。 - （５）請求項１に記載の電圧検出装置において、前記光
プローブからの出射光の光検出器が、高速光検出器であ
ることを特徴とする高時間分解能の電圧検出装置。 - （６）請求項５に記載の電圧検出装置において、前記高
速光検出器が、ストリークカメラ技術を応用した高速光
検出器であることを特徴とする電圧検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63304562A JPH0690232B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 電圧検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63304562A JPH0690232B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 電圧検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02150776A true JPH02150776A (ja) | 1990-06-11 |
| JPH0690232B2 JPH0690232B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=17934489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63304562A Expired - Fee Related JPH0690232B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 電圧検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0690232B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0547883A (ja) * | 1991-08-12 | 1993-02-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 集積回路の回路試験装置および回路試験方法 |
| US6319050B1 (en) | 1999-10-14 | 2001-11-20 | Autonetworks Technologies, Ltd. | Locking mechanism in connector |
| CN112424614A (zh) * | 2018-07-18 | 2021-02-26 | 日本电产理德股份有限公司 | 探针、检查治具、检查装置以及探针的制造方法 |
-
1988
- 1988-12-01 JP JP63304562A patent/JPH0690232B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0547883A (ja) * | 1991-08-12 | 1993-02-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 集積回路の回路試験装置および回路試験方法 |
| US6319050B1 (en) | 1999-10-14 | 2001-11-20 | Autonetworks Technologies, Ltd. | Locking mechanism in connector |
| CN112424614A (zh) * | 2018-07-18 | 2021-02-26 | 日本电产理德股份有限公司 | 探针、检查治具、检查装置以及探针的制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0690232B2 (ja) | 1994-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4618819A (en) | Measurement of electrical signals with subpicosecond resolution | |
| EP1429431A1 (en) | Terahertz light apparatus | |
| EP0197196A1 (en) | Electro-electron optical oscilloscope system for time-resolving picosecond electrical waveforms | |
| JPH0660912B2 (ja) | 電圧検出装置 | |
| EP0101493A1 (en) | MEASUREMENT OF ELECTRIC SIGNALS WITH A RESOLUTION OF THE PICOSECOND ORDER. | |
| JPH06102295A (ja) | 非接触型プローブおよび非接触電圧測定装置 | |
| JPH01286431A (ja) | 電気導体上の電圧波形の電気―光学的測定方法および装置 | |
| EP0392830B1 (en) | Method and apparatus for detecting voltage | |
| US4982151A (en) | Voltage measuring apparatus | |
| JP2768744B2 (ja) | 電気光学信号の測定 | |
| JP2659554B2 (ja) | 光強度相関装置 | |
| JPS63308573A (ja) | 電圧検出装置 | |
| JPH02150776A (ja) | 電圧検出装置 | |
| EP0506358B1 (en) | Sampling-type optical voltage detector | |
| JPH0695112B2 (ja) | 電圧検出装置 | |
| US5053696A (en) | Electro-electron oscilloscope | |
| JPS63308571A (ja) | 電圧検出装置 | |
| JP3063369B2 (ja) | 磁界検出装置 | |
| JPH05164788A (ja) | 信号測定装置 | |
| JP2709170B2 (ja) | 電圧測定装置 | |
| JPH03156379A (ja) | 高感度電圧検出装置 | |
| JP2893908B2 (ja) | 光サンプリング装置 | |
| JP2655748B2 (ja) | 電気波形測定方法及び装置 | |
| JPH0814588B2 (ja) | 電圧検出装置の評価装置 | |
| JPH01219576A (ja) | 光電電気光学装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |