JPH0690232B2 - Voltage detector - Google Patents
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- JPH0690232B2 JPH0690232B2 JP63304562A JP30456288A JPH0690232B2 JP H0690232 B2 JPH0690232 B2 JP H0690232B2 JP 63304562 A JP63304562 A JP 63304562A JP 30456288 A JP30456288 A JP 30456288A JP H0690232 B2 JPH0690232 B2 JP H0690232B2
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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。The present invention relates to a voltage detection device that detects the voltage by electro-optical conversion by using an electro-optical material whose refractive index changes according to a voltage of a predetermined portion of an object to be measured, and particularly has high time resolution and detection sensitivity. High voltage detection device.
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、ポツケルス効果を利用し、被測定
物の所定部分の電界によつ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。 このポツ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46
03293号、米国特許第4618819号、ヨーロツパ特許出願公
開第197196号、IEEE Journal of Quantum Electron
ics.vol.QE−22.No.1.Jan.1986 PP69〜78に開示されて
いる。 一方、後者のプローブ型は、例えば、CLEO-87 PP352〜
353、LLE Review.Vol.32.July-Sep.1987 PP158〜163
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-87 PP352〜353に、第1
1図に示す如く、シリカサポート12の先端に、裁頭４面
ピラミツド形状からなるチツプ状の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。例えば集積回路である被
測定物20には、複数の電極22が二次元的に配置されてい
るので、その電極22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。従つて、前記光プローブ10の先
端を被測定物20に接近させれば、LiTaO3結晶14の屈折率
が変化するので、これによつて光ビーム18の偏光状態が
変調される。従つて、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つて、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、LLE Review.Vol.
32.July-Sep.1987 PP158〜163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、LiTaO3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。Ultra high-speed transistors such as MODFET, superlattice photodetector,
The Pockels effect is a non-contact, high-speed technique for measuring the electric field (electric force line) of a predetermined part on a high-speed device that operates on the picosecond order, such as a high-speed integrated circuit, using the time resolution of the picosecond order and sensitivity of the microvolt order Using an electro-optical material whose refractive index changes depending on the electric field of a predetermined portion of the object to be measured, for example, LiTaO 3 crystal, an electric field detection device for detecting the electric field by electro-optical conversion has been developed. . That is, by disposing the electro-optical material between the polarizer and the analyzer whose polarization directions are orthogonal to each other, the change in the electric field can be detected as the change in the transmitted light amount of the light beam. The electric field detection device utilizing the Pockels effect includes, for example, an electrode type in which an electrode is provided on a plate-shaped electro-optical material and is connected to an electrode of an object to be measured, and the electro-optical material is in a probe shape.
There is a probe type in which an arbitrary measured portion can be easily accessed from the outside. The former is, for example, US Pat.
03293, U.S. Pat.No. 4618819, European Patent Application Publication No. 197196, IEEE Journal of Quantum Electron
ics.vol.QE-22.No.1.Jan.1986 PP69-78. On the other hand, the latter probe type is, for example, CLEO - 87 PP352 ~
353 、 LLE Review.Vol.32.July-Sep.1987 PP158〜163
Is disclosed in. In the latter case, CLEO - 87 PP352-353 includes the first optical probe for approaching the measured part.
As shown in FIG. 1, a tip-shaped four-sided pyramid-shaped chip-shaped LiTaO 3 crystal 14 is attached to the tip of a silica support 12, and a dielectric multilayer for reflecting a light beam 18 for detection is further attached to the bottom surface thereof. An optical probe 10 having a film total reflection mirror 16 deposited thereon is disclosed. For example, a plurality of electrodes 22 are two-dimensionally arranged on a device under test 20, which is an integrated circuit, so that an electric field indicated by lines of electric force exists on the circuit surface between the electrodes 22. Therefore, when the tip of the optical probe 10 is brought closer to the object 20 to be measured, the refractive index of the LiTaO 3 crystal 14 changes, so that the polarization state of the light beam 18 is modulated. Therefore, the electric field generated between the electrodes 22 of the device under test 20 can be detected by converting the change in the transmitted light amount using the polarizer and the analyzer. Another example of the optical probe 10 is LLE Review.Vol.
32.July-Sep. 1987 PP158-163, as shown in FIG.
It is disclosed that the light beam 18 is totally reflected on the inner surface of the LiTaO 3 crystal 30 three times to change the beam direction, thereby eliminating the need for a reflective film on the crystal bottom surface. In this optical probe 10, in the vicinity of the bottom surface of the LiTaO 3 crystal 30, the refractive index of the LiTaO 3 crystal 30 is modulated by an electric field parallel to the Z axis.
【発明が達成しようとする課題】 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によつて生じ
る電界Ｅが変化し、Ｅ＝D/ε（Ｄは電束密度）に従つて
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
つた被測定物20上の電界が、LiTaO3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
電位線が結晶32を避けるように変化する。そのため、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に電圧が印加され難くなるため、こ
のような電気光学材料からなる光プローブでは、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Ｃ Vol.J71−Ｃ No.7（1988年７月）PP1076〜107
7には、LiTaO3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プロー
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。However, the LiTaO 3 crystal, which is an electro-optical material, has a non-dielectric constant ε of 40, which is larger than that of air. Therefore, when this crystal is brought close to the object to be measured, There is a problem that the electric field E generated by the electrode 22 changes and becomes weaker as E = D / ε (D is the electric flux density). That is, when there is no crystal, for example, the electric field on the object to be measured 20 as shown in FIG. 13 is, when LiTaO 3 crystal 32 is present, as shown in FIG. 14, on the object to be measured 20. The electric field changes so that its equipotential lines avoid the crystal 32. Therefore, the electric field generated in the crystal 32 is smaller than that in the case without the crystal. That is, since it becomes difficult to apply a voltage to the crystal 32, the optical probe made of such an electro-optical material cannot efficiently detect the voltage of the object to be measured, and it is difficult to improve the detection sensitivity. Had a point. In order to solve such problems, IEICE Transactions C Vol.J71-C No.7 (July 1988) PP1076-107
7 discloses that an electric field concentrating plate is added to a LiTaO 3 crystal to improve the sensitivity. This is for measuring a spatial electric field. It does not relate to the optical probe for measuring the voltage of the object to be measured. The present invention has been made to solve the above conventional problems, and an object of the present invention is to provide a probe-type voltage detection device having high detection sensitivity.
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。 又、前記光プロー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。The present invention uses an electro-optic material whose refractive index changes according to a voltage of a predetermined portion of a measured object, and in a voltage detection device for detecting the voltage by electro-optical conversion, an electric element for approaching the measured portion. The above object is achieved by providing an optical probe containing an optical material, and providing the optical probe with an electric field concentration electrode for concentrating electric lines of force from the object to be measured. At least a part of the electric field concentration electrode is provided in contact with the surface of the electro-optical material. Further, a part of the electric field concentration electrode is provided so as to protrude from the surface of the electro-optical material into the air. Also, the incident light source to the optical probe as a pulse light source,
Sampling is detected. Further, the photodetector of the light emitted from the optical probe has a high time resolution as a high-speed photodetector. The high-speed photodetector is a high-speed photodetector to which streak camera technology is applied.
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つて、本発明の作用を説明する。 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
側面を横切つてしまい、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
界集中電極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′に従つて強くなるので、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つて、
本発明の作用を説明する。 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プローブの第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。従つて、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図に示す光プローブの第４実施例の如く、結
晶32を細くして、電極34を空中に突出させると、光プロ
ーブの誘電率は、電界集中電極34より上の部分（結晶32
と空気）によつて決まるので、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′に従つて強くなるので、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
ことによつて、光プローブの検出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。First, the operation of the present invention will be described by taking as an example the case of a lateral modulator for detecting a horizontal electric field in which the light traveling direction and the electric field direction (direction perpendicular to the equipotential line) are vertical. . In this conventional lateral modulator, which does not have an electric field concentration electrode, the equipotential lines cross the side surface of the crystal 32 as shown in FIG.
The applied voltage becomes small. On the other hand, when the electric field concentration electrode 34 is provided in contact with the side surface of the crystal 32 as in the first embodiment of the optical probe according to the present invention shown in FIG. 1, the equipotential lines are parallel to the electric field concentration electrode 34. Therefore, a uniform electric field is obtained up to the upper part of the crystal 32, the number of equipotential lines in the crystal increases, and
The electric field in 32 is strengthened. Therefore, the detection sensitivity is improved as compared with the conventional example shown in FIG. Furthermore, as in the second embodiment of the optical probe shown in FIG. 3, when the tip of the electric field concentration electrode 34 is projected from the surface of the crystal 32 into the air, the optical probe has a crystal and air portion. The composite permittivity ε'becomes smaller than that in the first embodiment, and the electric field E becomes stronger in accordance with D / ε ', so that the detection sensitivity is further improved. Next, taking as an example the case of a vertical modulator for detecting the electric field in the vertical direction, in which the traveling direction of light and the direction of the electric field are parallel,
The operation of the present invention will be described. In the case of this vertical modulator, as shown in FIG. 5, in the conventional example having no electric field concentration electrode, since the equipotential lines cross the bottom surface of the crystal 32, the number of equipotential lines in the crystal 32 is small. The electric field cannot be detected efficiently. On the other hand, when the electric field concentration electrode 34 is provided in contact with the bottom surface of the crystal 32 as in the third embodiment of the optical probe according to the present invention shown in FIG.
Since the equipotential lines become parallel to the bottom surface of the crystal 32 and are confined, the number of equipotential lines in the crystal 32 increases and the electric field is strengthened. Therefore, the detection sensitivity is improved as compared with the conventional example shown in FIG. Further, as in the fourth embodiment of the optical probe shown in FIG. 6, when the crystal 32 is thinned and the electrode 34 is projected into the air, the dielectric constant of the optical probe is higher than that of the electric field concentration electrode 34 (crystal 32
And air), its composite permittivity ε'is
This is less than in the case of the third embodiment. At this time, the electric field E is E
= D / ε ', the detection sensitivity is further improved because the intensity increases. Further, when the tip of the crystal 32 is sharpened as in the fifth embodiment of the optical probe shown in FIG. 7, the electric field is more concentrated and the detection sensitivity is further improved. As described above, by providing the electric field concentration electrode 34 on the crystal 32, it becomes possible to concentrate the isoelectric field lines in the detection of the optical probe, and the detection sensitivity of the optical probe can be improved.
以下、図面を参照して、本発明に係る光プローブが、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−Ｏ）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100MHzの70フエムト秒パルス）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、ハーフミラー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を通つたトリガ用の光ビーム55
によつて励起されて、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
共通電極間のギヤツ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ツチしてもよい。 一方、前記CPMレーザ40から出射され、ハーフミラー53
で反射された後、光プローブ46の光軸に対して45゜の偏
光方向に設定された偏光子48を通つたプローブ用の光ビ
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、
ハーフミラー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42、44によつて検出され、検出信号が、差動増幅器
56A、ロツクインアンプ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5
6によつて処理され、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装置56は同期して作動す
る。これによつて、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。Hereinafter, an embodiment of a voltage measuring device in which an optical probe according to the present invention is adopted as a modulator utilizing an electro-optical effect will be described in detail with reference to the drawings. The first embodiment of the present invention uses an electro-optical (EO) sampling measurement method, and as shown in FIG. 8, as a light source, for example, an ultrashort pulsed light from a CPM laser 40 (e.g., repetition rate) is used. Using a 70MHz pulse of 100MHz), a pair of ordinary photodiodes (eg
PIN photodiodes) 42 and 44 are used. The optical modulator is shown in FIG. 1, FIG. 3, FIG. 4, FIG.
Optical probe 46 made of electro-optic material as shown
And a pair of polarizers 48, an analyzer 50, and an optical element for giving an optical bias, for example, a Soleil-Babinet compensating plate 52. The device under test 20 has, for example, a photodetector (not shown) built therein, and this photodetector emits light from the CPM laser 40, passes through the half mirror 53, and then scans while changing the delay amount. Light beam 55 for triggering through the light delay 54 of
Is excited by the light source to drive the DUT 20. In this way, the device under test 20 is put into operation in synchronization with the CPM laser 40. It should be noted that, without incorporating a photodetector in the device under test 20, by irradiating the gear between the gate of the device under test 20 and the common electrode with the triggering light beam 55, the gate is instantaneously switched to the ground. May be. On the other hand, the half mirror 53 is emitted from the CPM laser 40.
After being reflected by the optical probe 46, the light beam 47 for the probe, which has passed through the polarizer 48 set in the polarization direction of 45 ° with respect to the optical axis of the optical probe 46, is focused on the optical probe 46. The probe light modulated by the electric field by the optical probe 46 is
After being reflected by the half mirror 51, the bias amount is adjusted by the Soleil-Babinet compensating plate 52 so that the bias amount becomes 1/4 wavelength to obtain the linear response and the maximum voltage sensitivity, and the light is incident on the analyzer 50. The output light from the analyzer 50 is detected by a pair of photodiodes 42 and 44, and the detection signal is a differential amplifier.
Sampling detector 5 including 56A, lock-in amplifier 56B, signal averaging circuit 56C for improving S / N as necessary, and delay amount control circuit 56D for controlling the optical delay 54
6 is processed by, for example, an output waveform in which the horizontal axis represents the delay amount of the optical delay 54 (that is, the optical path difference) and the vertical axis represents the detection signal,
It is displayed on the display device (for example, CRT) 57. At this time, the optical delay 54 and the sampling detection device 56 operate in synchronization. This allows time-voltage display of unknown electrical signals. The signal averaging circuit 56C can be omitted. Next, referring to FIG. 9, for example, a second voltage measuring device using a high-speed photodetector to which the technique of a streak camera is applied.
Examples will be described in detail. In the second embodiment, the optical modulator is the same as that of the first embodiment, but a continuous (CW) laser light source such as a He-Ne laser 70 is used as a light source, and a detector is used. For example, a high-speed photodetector 72 applying streak camera technology is used. Further, as the high-speed photodetector 72, for example, the one proposed by the applicant in Japanese Patent Application No. 63-116732 may be used. The rest of the configuration and operation are the same as in the first embodiment, so description will be omitted. In this embodiment, an optical delay, a sampling detection device, a photodiode, etc. are unnecessary, and therefore the configuration is simple. Next, with reference to FIG. 10, a third embodiment of the voltage measuring device using the laser diode and the electrical delay will be described in detail. Also in the third embodiment, the optical modulator is the same as that of the first embodiment, but the laser diode 80 is used as the light source. The laser diode 80 is pulse-driven by the drive circuit 82 in synchronization with the drive of the DUT 20. An electric delay 84 is provided between the drive circuit 82 and the laser diode 80, and the timing of the two, that is, the scanning timing can be sequentially shifted. The output light is detected by a photodetector such as photodiodes 42 and 44, and the same sampling detector as in the first embodiment is used.
After being processed at 56, it is displayed as an output waveform on the display device 57. At this time, the electrical delay 84 and the sampling detection device 56 operate in synchronization. Since the other points are the same as those of the first embodiment, detailed description will be omitted.
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、被測定物によつて生じ
る電界を効率良く検出することができる。従つて、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
ブを誤つ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。As described above, according to the present invention, in the voltage detection device utilizing the electro-optical effect, the electro-optical material used for the probe for detecting the electric field, for example, LiTaO 3 crystal, the electric field concentration electrode is provided. The electric field generated by the object to be measured can be efficiently detected. Therefore, the minimum detectable sensitivity can be improved. Further, it is possible to widen the distance between the optical probe and the object to be measured, and it is possible to prevent an accident such that the optical probe is erroneously brought into contact with the object to be measured and both are damaged, and the like.
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ツク線図、 第９図は、同じく第２実施例の構成を示すブロツク線
図、 第10図は、同じく第３実施例の構成を示すブロツク線
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、電気光学材料の無有による電界の
変化を比較して示す線図である。 20……被測定物、 22……電極、 32……LiTaO3結晶、 34……電界集中電極、 40……CPMレーザ、 42、44……ホトダイオード、 46……光プローブ、 47……プローブ用光ビーム、 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、 70……He−Neレーザ、 72……高速光検出器、 80……レーザダイオード、 82……駆動回路、 84……電気デイレイ。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a first embodiment of an optical probe according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing a conventional example of a lateral modulator, and FIG. 3 is an optical probe according to the present invention. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a sectional view showing a third embodiment of the same, FIG. 5 is a sectional view showing a conventional example of a vertical modulator, and FIG. FIG. 7 is a sectional view showing a fourth embodiment of such an optical probe, FIG. 7 is a sectional view showing a fifth embodiment of the same, and FIG. 8 is a first embodiment of a voltage measuring device employing the optical probe according to the present invention. A block diagram showing the configuration of the example, FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment, FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the third embodiment, and FIG. 11 is the same. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a conventional example of an optical probe, FIG. 12 is a perspective view showing another conventional example of the optical probe, and FIGS. 13 and 14 are electro-optic materials. FIG. 6 is a diagram showing a comparison of changes in electric field due to the absence of. 20 ... DUT, 22 ... Electrode, 32 ... LiTaO 3 crystal, 34 ... Electric field concentration electrode, 40 ... CPM laser, 42, 44 ... Photodiode, 46 ... Optical probe, 47 ... For probe Light beam, 48 ... Polarizer, 50 ... Analyzer, 52 ... Soleil-Babinet compensator, 54 ... Optical delay, 55 ... Trigger light beam, 56 ... Sampling detector, 57 ... Display device , 70 …… He-Ne laser, 72 …… high-speed photodetector, 80 …… laser diode, 82 …… driving circuit, 84 …… electrical delay.
Claims (6)
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。1. A voltage detection device for detecting the voltage by electro-optical conversion using an electro-optic material whose refractive index changes according to the voltage of a predetermined portion of the measured object, for approaching the measured portion, A voltage detection device comprising an optical probe including an electro-optic material, and the optical probe provided with an electric field concentration electrode for concentrating electric lines of force from an object to be measured.
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。2. The voltage detecting device according to claim 1,
At least a part of the electric field concentration electrode is provided in contact with the surface of the electro-optical material, and the voltage detecting device is provided.
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。3. The voltage detecting device according to claim 2,
A part of the electric field concentration electrode is provided so as to project from the surface of the electro-optic material into the air, and the voltage detection device is characterized.
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。4. The electric detection device according to claim 1, wherein:
The high-resolution voltage detection device is characterized in that the light source incident on the optical probe is a pulsed light source and performs sampling detection.
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。5. The voltage detecting device according to claim 1,
A voltage detector with high time resolution, wherein the photodetector of the light emitted from the optical probe is a high-speed photodetector.
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。6. The voltage detection device according to claim 5,
The high-speed photodetector is a high-speed photodetector to which streak camera technology is applied.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63304562A JPH0690232B2 (en) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | Voltage detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63304562A JPH0690232B2 (en) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | Voltage detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH02150776A JPH02150776A (en) | 1990-06-11 |
| JPH0690232B2 true JPH0690232B2 (en) | 1994-11-14 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP63304562A Expired - Fee Related JPH0690232B2 (en) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | Voltage detector |
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| JP (1) | JPH0690232B2 (en) |
Families Citing this family (3)
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1988
- 1988-12-01 JP JP63304562A patent/JPH0690232B2/en not_active Expired - Fee Related
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