DE10034706C2 - Elektrooptik-Meßfühler - Google Patents
Elektrooptik-MeßfühlerInfo
- Publication number
- DE10034706C2 DE10034706C2 DE10034706A DE10034706A DE10034706C2 DE 10034706 C2 DE10034706 C2 DE 10034706C2 DE 10034706 A DE10034706 A DE 10034706A DE 10034706 A DE10034706 A DE 10034706A DE 10034706 C2 DE10034706 C2 DE 10034706C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- temperature
- electro
- laser diode
- laser beam
- optic
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
Die Erfindung offenbart einen Elektrooptik-Meßfühler mit den folgenden Elementen: DOLLAR A einer Laserdiode (10) zur Emission eines Laserstrahls, basierend auf einem Kontrollsignal eines Oszilloskops; zwei Kollimatorlinsen (3, 9) zur Umwandlung des Laserstrahls in einen parallelen Strahl; einem Elektrooptik-Element (2) mit einer reflektierenden Schicht (2a) an einer Endlfäche davon, mit optischen Eigenschaften, die durch Ausbreitung eines elektrischen Feldes über einen Metallstift (1a) verändert werden, der an der Endfläche auf der Seite der reflektierenden Schicht (2a) vorgesehen ist; einem Isolator (17) zwischen der Kollimatorlinse (9) und dem Elektrooptik-Element (2), der daran angepaßt ist, den Laserstrahl, der von der Laserdiode (10) emittiert wird, durchzulassen, um Licht, das von der reflektierenden Schicht (2a) zurückgeworfen wird, vom Laserstrahl zu separieren; einer Photodiode (12, 14) zur Umwandlung des reflektierten Lichts, das durch den Isolator (17) separiert wurde, in ein elektrisches Signal; einer Temperaturmessungsvorrichtung (4a), die so angeordnet ist, daß sie in Kontakt mit den optischen Komponenten steht, die den Isolator (17) bilden, und die die Temperatur der optischen Komponenten mißt und das Meßergebnis nach außen weitergibt; einer Temperatureinstellungsvorrichtung (4b), die so angeordnet ist, daß sie in Kontakt zur Laserdiode (10) steht und die Temperatur der Laserdiode (10) einstellt, basierend auf dem Ergebnis der Temperaturmessung; und einer ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektrooptik-Meßfühler, der darauf ausge
richtet ist, ein elektrisches Feld, das durch ein Meßsignal erzeugt wird, mit einem
Elektrooptik-Kristall zu koppeln, wenn ein Lichtstrahl auf diesen Elektrooptik-Kristall
fällt, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Meßfühler ist aus US 5 808 473 A
bekannt.
Mit einem Meßfühler dieser Art kann die Wellenform eines elektrischen Signals
über die Polarisation von einfallendem Licht beobachtet werden. Die Grundlagen
hierfür sollen kurz erläutert werden.
Es ist möglich, ein elektrisches Feld, das durch ein Meßsignal erzeugt wird, mit
einem Elektrooptik-Kristall zu koppeln, dabei einen Laserstrahl auf diesen Elektro
optik-Kristall treffen zu lassen und die Wellenform des Meßsignals über die Polari
sation des Laserstrahls zu beobachten. Es ist möglich, den Laserstrahl in einen
gepulsten Laserstrahl umzuwandeln und Beobachtungen mit einer extrem hohen
Zeitauflösung zu machen, wenn das Meßsignal abgetastet (ge"sample"t) wird. Eine
Vorrichtung mit diesen Möglichkeiten ist ein Elektrooptik-Abtast(Sampling)-
Oszilloskop, das den Elektrooptik-Meßfühler verwendet, der dieses Phänomen
ausnutzt.
Wenn dieses Elektrooptik-Sampling-Oszilloskop (im folgenden mit "EOS-
Oszilloskop" bezeichnet) mit einem konventionellen Sampling-Oszilloskop vergli
chen wird, das einen elektrischen Meßfühler verwendet, sind die folgenden Eigen
schaften bemerkenswert:
- 1. Das Signal ist leicht zu messen, weil kein Erdungskabel notwendig ist.
- 2. Da der Metallstift an der Spitze des Elektrooptik-Meßfühlers vom Schalt kreissystem isoliert ist, ist es möglich, eine hohe Eingangsimpedanz zu rea lisieren. Als Resultat davon ergibt sich nahezu kein Qualitätsverlust des Meßsignals.
- 3. Bei Verwendung eines optischen Pulses ist eine Breitbandmessung bis hin auf in den GHz-Bereich möglich.
Der Aufbau eines Elektrooptik-Meßfühlers konventioneller Technologie wird unter
Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben. In Fig. 7 bezeichnet die Bezugsziffer 1 einen
Meßfühlerkopf aus einem Isolator, in dessen Mitte ein Metallstift 1a eingepaßt ist.
Bezugsziffer 2 bezeichnet ein Elektrooptik-Element, das eine reflektierende Schicht
2a aufweist, die auf einer Endoberfläche auf der Seite des Metallstiftes 1a vorgese
hen ist und in Kontakt mit dem Metallstift 1a steht. Die Bezugsziffern 3 und 9 be
zeichnen Kollimatorlinsen. Bezugsziffer 5 bezeichnet eine ¼-Wellenlängen-Platte.
Die Bezugsziffern 6 und 8 bezeichnen Polarisations-Strahlteiler. Bezugsziffer 7 be
zeichnet ein Faraday-Element. Bezugsziffer 10 bezeichnet eine Laserdiode, die zur
Emission eines Laserstrahls in Antwort auf ein Pulssignal dient, das von einem
EOS-Oszilloskop (nicht gezeigt) ausgegeben wird.
Die Bezugsziffern 11 bis 13 bezeichnen Kollektivlinsen, und die Bezugsziffern 12
und 14 bezeichnen Photodioden, die dazu dienen, den Eingangslaserstrahl in ein
elektrisches Signal umzuwandeln und das Signal an das EOS-Oszilloskop weiter
zugeben. Bezugsziffer 15 bezeichnet ein Meßfühlergehäuse. Bezugsziffer 17 be
zeichnet einen Isolator mit der ¼-Wellenlängen-Platte 5, den beiden Polarisations-
Strahlteilern 6 und 8 und dem Faraday-Element 7, der dazu dient, das Licht, das
von der Laserdiode 10 ausgesandt wird, passieren zu lassen und das Licht, das
durch die reflektierende Schicht 2a zurückgeworfen wird, zu isolieren.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 der optische Weg des Laserlichts,
das von der Laserdiode 10 entsandt wird, erläutert. In Fig. 7 bezeichnet das Refe
renzzeichen A den optischen Weg des Laserstrahls. Zunächst wird der von der
Laserdiode 10 entsandte Laserstrahl durch die Kollimatorlinse 9 in einen parallelen
Strahl umgewandelt. Dieser parallele Strahl bewegt sich geradeaus durch den po
larisierten Strahlteiler 8, das Faraday-Element 7 und den polarisierten Strahlteiler 6
und durchquert anschließend die ¼-Wellenlängen-Platte 5, um schließlich von der
Kollimatorlinse 3 gesammelt zu werden, woraufhin er auf das Elektrooptik-Element
2 fällt. Das auftreffende Licht wird durch die reflektierende Schicht 2a, die auf der
Endoberfläche des Elektrooptik-Elementes 2 auf der Seite, die dem Metallstift 1a
zugewandt ist, ausgebildet ist, zurückgeworfen.
Dann wird der reflektierte Laserstrahl durch die Kollimatorlinse 3 wiederum in einen
parallelen Strahl umgewandelt und bewegt sich durch die ¼-Wellenlängen-Platte
5. Ein Teil des Laserstrahls wird durch den polarisierten Strahlteiler reflektiert, von
der Kollektivlinse 11 gesammelt und fällt auf die Photodiode 12. Der Laserstrahl,
der durch den polarisierten Strahlteiler 6 hindurchgeht, wird von dem polarisierten
Strahlteiler 8 reflektiert, von der Kollektivlinse 13 gesammelt und trifft auf die Pho
todiode 14. Die ¼-Wellenlängen-Platte 5 dient zur Einstellung der Laserstrahlen,
die auf die Photodioden 12 und 14 fallen, so daß deren Intensitäten gleich sind.
Als nächstes wird der Meßvorgang für ein Meßsignal mit dem Elektrooptik-
Meßfühler aus Fig. 7 erklärt. Wenn der Metallstift 1a in Kontakt mit einem Meß
punkt angeordnet ist, wird das elektrische Feld am Elektrooptik-Element 2 aufgrund
einer Spannung, die dem Metallstift 1a zugeführt wird, auf das Elektrooptik-Element
2 übertragen, was das Phänomen nach sich zieht, daß der Brechungsindex wegen
des Pockels-Effekts verändert wird. Demgemäß trifft der Laserstrahl, der von der
Laserdiode 10 entsandt wird, auf das Elektrooptik-Element 2, und die Polarisation
des Strahls ändert sich, wenn sich der Laserstrahl entlang des Elektrooptik-
Elementes 2 ausbreitet. Dann wird der Laserstrahl mit veränderter Polarisation von
der reflektierenden Schicht 2a zurückgeworfen, gesammelt und trifft auf die Photo
dioden 12 und 14, wo er in ein elektrisches Signal umgewandelt wird.
Die Veränderung in der Polarisation, die durch das Elektrooptik-Element 2 verur
sacht wird und mit einer Veränderung der Spannung des Meßpunktes einhergeht,
führt zu einem Unterschied der Ausgabesignale der Photodioden 12 und 14, und
durch Detektion des Unterschieds ist es möglich, das elektrische Signal zu mes
sen, dem der Metallstift 1a ausgesetzt ist.
In dem oben beschriebenen Elektrooptik-Meßfühler werden die elektrischen Si
gnale aus den Photodioden 12 und 14 in das EOS-Oszilloskop eingegeben und
verarbeitet. Statt dessen ist es jedoch auch möglich, die Signale durch Verbindung
der Photodioden 12 und 14 mit einer konventionellen Meßvorrichtung, wie z. B. ei
nem Echtzeitoszilloskop, über eine dedizierte Regeleinrichtung zu messen. So ist
es möglich, auf einfache Weise eine Breitbandmessung unter Zuhilfenahme des
Elektrooptik-Meßfühlers durchzuführen.
Der in Fig. 7 gezeigte Elektrooptik-Meßfühler verwendet interne optische Kompo
nenten. Diese optischen Komponenten besitzen die charakteristische Eigenschaft,
daß sich deren Brechungsindex verändert, wenn die Temperaturen der Kompo
nenten sich verändern. Die Veränderung im Brechungsindex führt direkt zu einem
Meßfehler. Daher ist es gewünscht, daß die optischen Komponenten bei gleicher
Temperatur gehalten werden wie zum Zeitpunkt der Meßfühlerkalibrierung. Da je
doch eine Bedienungsperson den Elektrooptik-Meßfühler aus Fig. 7 bei der Benut
zung halten muß, ist es schwierig, die Temperatur des Meßfühlers konstant zu
halten. Auch die Veränderung der Umgebungstemperatur führt zu Veränderungen
in den Temperaturen der Komponenten, die den Meßfühler bilden, was wiederum
die Genauigkeit der Messung reduziert. Dieser Nachteil wohn auch dem aus der
eingangs genannten US 5 808 473 A bekannten Meßfühler inne.
Aus JP 11 174 089 A in Patent Abstracts of Japan ist ein Meßfühler mit einem
elektrooptischen Element bekannt, das mit einer Temperaturmeßvorrichtung ver
sehen ist. Das Meßergebnis derselben wird an eine Auswerteschaltung weiterge
leitet, von der ein Peltier-Element gesteuert wird, mit dem das elektrooptische Ele
ment wärmeleitend verbunden ist, so daß seine Betriebstemperatur beeinflußt wer
den kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektrooptik-
Meßfühler zu liefern, der geeignet ist, eine konstante Meßgenauigkeit aufrechtzu
erhalten, auch wenn eine Temperaturveränderung stattfindet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus
gestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Darin zeigt:
Fig. 1 ein Aufbauschema, das die Konfiguration eines optischen Systems ge
mäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
Fig. 2 eine Ansicht der Temperatureigenschaften der ¼-Wellenlängen-Platte,
die im Meßfühler verwendet wird;
Fig. 3 eine Ansicht des Verhältnisses zwischen Brechungsindex und Trans
missionswellenlänge an der ¼-Wellenlängen-Platte;
Fig. 4 eine Ansicht des Verhältnisses zwischen Transmissionswellenlänge und
Phasenabweichung an der ¼-Wellenlängen-Platte;
Fig. 5 eine Ansicht der Temperatureigenschaften einer Laserdiode;
Fig. 6 eine Ansicht des Temperaturverhältnisses zwischen den optischen
Komponenten und der Laserdiode; und
Fig. 7 ein Aufbauschema, das die Konfiguration eines optischen Systems ei
nes konventionellen Elektrooptik-Meßfühlers darstellt.
Eine Ausführungsform eines Elektrooptik-Meßfühlers gemäß der Erfindung wird
nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erläutert. Fig. 1 zeigt
den Aufbau der Ausführungsform. In Fig. 1 sind Teile, die denen des konventionel
len Meßfühlers aus Fig. 7 gleich sind, mit denselben Bezugsziffern versehen, und
deren Erklärungen werden weggelassen. Der Elektrooptik-Meßfühler der Zeich
nung unterscheidet sich von dem konventionellen Meßfühler darin, daß eine Tem
peraturmessungsvorrichtung 4a vorgesehen ist, die mit der ¼-Wellenlängen-Platte
5 in Kontakt steht, desweiteren dadurch, daß eine Temperatureinstellvorrichtung 4b
vorgesehen ist, die in Kontakt mit der Laserdiode 10 steht, und dadurch, daß eine
Temperaturkontrolleinheit 4c außerhalb des Elektrooptik-Meßfühlers (im folgenden
zur Vereinfachung lediglich als Meßfühler bezeichnet) vorgesehen ist.
Die Temperaturmessungsvorrichtung 4a, die in Fig. 1 gezeigt ist, setzt sich aus
einem Thermistor oder dergleichen zusammen und ist mit dem Meßfühlergehäuse
15 verbunden, wobei sie Kontakt zu der ¼-Wellenlängen-Platte 5 besitzt. Die
Temperatureinstellvorrichtung 4b besteht aus einem Peltier-Element oder derglei
chen und ist mit dem Meßfühlergehäuse 15 verbunden, so daß sie in Kontakt mit
der Laserdiode 10 steht. Die Temperaturmessungsvorrichtung 4a und die Tempera
tureinstellvorrichtung 4b sind jeweils mit der Temperaturkontrolleinheit 4c verbun
den, die außerhalb des Meßfühlergehäuses 15 vorgesehen ist. Die optischen Kom
ponenten, die den Isolator 17 bilden, können befestigt werden, indem ein Material
mit hoher thermischer Leitfähigkeit verwendet wird, und die Temperaturmessungs
vorrichtung 4a kann in diesem Isolator 17 vorgesehen sein.
Als nächstes wird ein Prinzip zur Verbesserung der Meßgenauigkeit unter Bezug
nahme auf die Fig. 2 bis 5 erläutert. Fig. 2 zeigt die Temperatureigenschaften der
¼-Wellenlängen-Platte 5, die innerhalb des Meßfühlers verwendet wird. In Fig. 2
stellt die x-Achse die Temperatur der ¼-Wellenlängen-Platte 5 und die y-Achse
deren Brechungsindex dar. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besitzt die ¼-Wellenlängen-
Platte 5 die Eigenschaft, daß der Brechungsindex kleiner wird, wenn die Tempera
tur steigt.
Fig. 3 zeigt das Verhältnis zwischen dem Brechungsindex und der Transmissions
wellenlänge der ¼-Wellenlängen-Platte 5. In Fig. 3 stellt die x-Achse die Trans
missionswellenlänge der ¼-Wellenlängen-Platte 5 und die y-Achse deren Bre
chungsindex dar. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, besitzt die ¼-Wellenlängen-Platte 5
die Eigenschaft, daß die Transmissionswellenlänge größer wird, wenn der Bre
chungsindex kleiner wird. In diesem Fall ist unter der Transmissionswellenlänge die
Lichtwellenlänge innerhalb der ¼-Wellenlängen-Platte 5 zu verstehen. In anderen
Worten, ein kleinerer Brechungsindex führt zum Auftreten des Phänomens, daß die
Wellenlänge von Licht, das auf die ¼-Wellenlängen-Platte 5 fällt, größer erscheint,
als sie tatsächlich ist.
Fig. 4 zeigt das Verhältnis zwischen der Transmissionswellenlänge der ¼-
Wellenlängen-Platte 5 und der Phasenabweichung. In Fig. 4 stellt die x-Achse die
Transmissionswellenlänge der ¼-Wellenlängen-Platte 5 und die y-Achse die Pha
senabweichung dar. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, weicht die Phase unter der Annah
me, daß zum Zeitpunkt der Meßfühlerkalibration die Transmissionswellenlänge λ1
und die Phasenabweichung "0" ist, in die negative (-) Richtung ab, wenn die Wel
lenlänge größer wird. Wird die Transmissionswellenlänge kürzer, weicht die Phase
in die positive (+) Richtung ab.
Wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt, weicht die Phase in die negative (-) Richtung ab, da
die Transmissionswellenlänge der ¼-Wellenlängen-Platte 5 länger wird, wenn de
ren Temperatur ansteigt. Eine derartige Phasenabweichung führt zu einer Senkung
des S/N-Verhältnisses.
Andererseits ist die Wellenlänge des von der Laserdiode emittierten Lichts unter
schiedlich in Abhängigkeit von der Temperatur der Laserdiode 10 selbst. Fig. 5
zeigt die Temperatureigenschaften der Laserdiode 10. In Fig. 5 stellt die x-Achse
die Temperatur der Laserdiode 10 und die y-Achse die Ausgangswellenlänge dar.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, besitzt die Laserdiode 10 das Merkmal, daß bei steigen
der Temperatur der Laserdiode 10 die Ausgangswellenlänge größer wird.
Wegen dieser Eigenschaft wird der Brechungsindex der optischen Komponenten
kleiner, wenn deren Temperatur größer wird. Dieses Phänomen ist ähnlich zu dem
Fall, daß die Wellenlänge des Lichts, das durch jede optische Komponente hin
durchgeht, länger wird. Die Erfindung ist so gestaltet, daß dieser Effekt verhindert
wird, indem die Temperatur der Laserdiode reduziert wird und ihre Ausgangswel
lenlänge zu kürzeren Wellenlängen hin verschoben wird. Wenn die Temperatur der
optischen Komponenten reduziert wird, wird die Ausgangswellenlänge zu längeren
Wellenlängen hin verschoben, indem die Temperatur der Laserdiode gemäß Ver
änderungen in der Temperatur der optischen Komponenten entsprechend gesteu
ert wird.
Als nächstes werden die Vorgänge zur Veränderung der Wellenlänge des Aus
gangslichtes aufgrund der Vornahme der Temperatureinstellung der Laserdiode 10
erläutert. Zunächst wird, wie in Fig. 6 gezeigt, in der Temperaturkontrolleinheit 4c
das Temperaturverhältnis zwischen den optischen Komponenten und der Laserdi
ode gespeichert. In Fig. 6 stellt die x-Achse die Temperatur der Laserdiode 10 und
die y-Achse die Temperatur der optischen Komponenten des Isolators 17 dar, die
äquivalent zur Temperatur der ¼-Wellenlängen-Platte 5 ist. Wie in der Zeichnung
gezeigt, wird die Zieltemperatur der Laserdiode 10 entsprechend der Veränderung
in der Temperatur der optischen Komponenten definiert. In diesem Fall ist unter der
Zieltemperatur die Temperatur zum Erreichen der Ausgangswellenlänge der La
serdiode 10 zu verstehen, die eine Veränderung des Brechungsindex aufgrund der
Temperaturänderung der optischen Komponenten ausschließt. Demgemäß kontrol
liert die Temperaturkontrolleinheit 4c den Vorgang so, daß die Temperatur der La
serdiode 10 als gleich mit der Zieltemperatur festgesetzt werden kann, in Antwort
auf die Temperatur der optischen Komponenten.
Die Temperatur der Temperaturmessungsvorrichtung 4a wird gleich der Tempera
tur der ¼-Wellenlängen-Platte 5, da die Temperaturmessungsvorrichtung 4a in
Kontakt mit der ¼-Wellenlängen-Platte 5 ist. Demgemäß ist das Ergebnis der
Temperaturmessungsvorrichtung 4a äquivalent zu der gemessenen Temperatur
der ¼-Wellenlängen-Platte 5. Die Temperaturkontrolleinheit 4c erhält diese ge
messene Temperatur als Meßergebnis, erlangt zudem die oben beschriebene
Zieltemperatur, und vollzieht die Temperatureinstellung für die Laserdioden 10, wo
bei die Temperatur der Temperatureinstellvorrichtung 4b gleich der Zieltemperatur
eingestellt wird.
Wenn die Temperatur der Laserdiode 10 geringer ist als die Zieltemperatur, kon
trolliert die Temperaturkontrolleinheit 4c den Strom, der die Temperatureinstellvor
richtung 4b versorgt, um deren Temperatur zu erhöhen. In der Temperatureinstell
vorrichtung 4b hingegen wird Hitze durch den Peltier-Effekt erzeugt, und diese Hit
ze wird zur Laserdiode 10 geleitet. Als Ergebnis steigt die Temperatur der Laserdi
ode 10.
Wenn andererseits die Temperatur der Laserdiode 10 höher ist als die Zieltempera
tur, kontrolliert die Temperaturkontrolleinheit 4c den Strom, der der Tempera
tureinstellvorrichtung 4b zugeführt wird, um deren Temperatur zu senken. In der
Temperatureinstellvorrichtung 4b hingegen wird die Hitze durch den Peltier-Effekt
absorbiert, was in einer gesenkten Temperatur der Temperatureinstellvorrichtung
4b resultiert. Da die Laserdiode 10 in Kontakt mit der Temperatureinstellvorrichtung
4b steht, wird die Hitze von der Laserdiode 10 ebenfalls absorbiert. Folglich wird
die Temperatur der Laserdiode 10 gesenkt. Die Temperaturkontrolleinheit 4c wie
derholt die oben beschriebene Stromregelmaßnahme und kontrolliert die Aus
gangswellenlänge durch Erhöhen oder Senken der Temperatur der Laserdiode 10,
basierend auf dem Meßergebnis der Temperaturmessungsvorrichtung 4a.
Eine Beschreibung der Durchführung der Messung des Meßsignals wird weggelas
sen, da sie ähnlich zur konventionellen Durchführung ist.
Wie aus dem vorhergehenden deutlich wird, ist es möglich, das Meßsignal mit ho
her Genauigkeit zu messen, da die Ausgangswellenlänge durch die Temperatur
kontrolle der Laserdiode 10, basierend auf der Temperatur der optischen Kompo
nenten, die den Isolator 17 bilden, verändert wird.
Die Temperaturkontrolleinheit 4c kann so ausgestaltet sein, daß sie anzeigt, daß
die Temperatureinstellung durchgeführt wird, bis die Temperatur der Laserdiode 10
die Zieltemperatur erreicht, basierend auf dem Ergebnis der Temperaturmessungs
vorrichtung 4a. Unter Bezugnahme auf das dargestellte Ergebnis kann die Bedie
nungsperson über den Betrieb der Temperatureinstellung informiert sein und dabei
in einer geeigneten Art und Weise arbeiten.
Die Temperaturkontrolleinheit 4c kann in einem nicht gezeigten Oszilloskopaufbau
enthalten sein. Wenn ein kontinuierlicher Lichtstrahl von der Laserdiode 10 emittiert
wird, ist desweiteren in der oben beschriebenen Ausführungsform eine Signalmes
sung durch eine konventionelle Meßvorrichtung wie beispielsweise ein Echtzeitos
zilloskop, ein Sampling-Oszilloskop oder einen Spektralanalysator möglich. In die
sem Fall können das Echtzeitoszilloskop, das Sampling-Oszilloskop oder der
Spektralanalysator anstelle des EOS-Oszilloskops an die Photodioden 12 und 14
über eine dedizierte Regelungseinheit angeschlossen werden.
Claims (6)
1. Elektrooptik-Meßfühler mit:
einer Laserdiode (10) zur Emission eines Laserstrahls, basierend auf einem Kontrollsignal eines Oszilloskops;
mindestens zwei Kollimatorlinsen (3, 9) zur Umwandlung des Laserstrahls in einen parallelen Strahl;
einem Elektrooptik-Element (2) mit einer reflektierenden Schicht (2a) an sei ner einen Endoberfläche, mit optischen Eigenschaften, die durch die Aus breitung eines elektrischen Feldes über einen Metallstift (1a) verändert wer den, der an der Endfläche auf der Seite der reflektierenden Schicht (2a) vor gesehen ist;
einem Isolator (17) zwischen der Kollimatorlinse (9) und dem Elektrooptik- Element (2), der dazu geeignet ist, den von der Laserdiode (10) emittierten Laserstrahl hindurchzulassen, um Licht, das von der reflektierenden Schicht (2a) zurückgeworfen wird, von dem Laserstrahl zu separieren; und
mindestens zwei Photodioden (12, 14) zur Umwandlung des reflektierten Lichts, das durch den Isolator (17) separiert wurde, in ein elektrisches Si gnal,
dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrooptik-Meßfühler aufweist:
eine Temperaturmessungsvorrichtung (4a), die so angeordnet ist, daß sie in Kontakt mit den optischen Komponenten steht, die den Isolator (17) bilden, und die die Temperatur der optischen Komponenten mißt und das Meßer gebnis nach außen weitergibt;
eine Temperatureinstellvorrichtung (4b), die so angeordnet ist, daß sie in Kontakt mit der Laserdiode (10) steht, und die die Temperatur der Laserdi ode (10) gemäß dem Meßergebnis der Temperaturmessung einstellt; und
eine Temperaturkontrolleinheit (4c) zur Kontrolle der Temperatureinstellvor richtung (4b), basierend auf dem Ergebnis der Temperaturmessung.
einer Laserdiode (10) zur Emission eines Laserstrahls, basierend auf einem Kontrollsignal eines Oszilloskops;
mindestens zwei Kollimatorlinsen (3, 9) zur Umwandlung des Laserstrahls in einen parallelen Strahl;
einem Elektrooptik-Element (2) mit einer reflektierenden Schicht (2a) an sei ner einen Endoberfläche, mit optischen Eigenschaften, die durch die Aus breitung eines elektrischen Feldes über einen Metallstift (1a) verändert wer den, der an der Endfläche auf der Seite der reflektierenden Schicht (2a) vor gesehen ist;
einem Isolator (17) zwischen der Kollimatorlinse (9) und dem Elektrooptik- Element (2), der dazu geeignet ist, den von der Laserdiode (10) emittierten Laserstrahl hindurchzulassen, um Licht, das von der reflektierenden Schicht (2a) zurückgeworfen wird, von dem Laserstrahl zu separieren; und
mindestens zwei Photodioden (12, 14) zur Umwandlung des reflektierten Lichts, das durch den Isolator (17) separiert wurde, in ein elektrisches Si gnal,
dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrooptik-Meßfühler aufweist:
eine Temperaturmessungsvorrichtung (4a), die so angeordnet ist, daß sie in Kontakt mit den optischen Komponenten steht, die den Isolator (17) bilden, und die die Temperatur der optischen Komponenten mißt und das Meßer gebnis nach außen weitergibt;
eine Temperatureinstellvorrichtung (4b), die so angeordnet ist, daß sie in Kontakt mit der Laserdiode (10) steht, und die die Temperatur der Laserdi ode (10) gemäß dem Meßergebnis der Temperaturmessung einstellt; und
eine Temperaturkontrolleinheit (4c) zur Kontrolle der Temperatureinstellvor richtung (4b), basierend auf dem Ergebnis der Temperaturmessung.
2. Elektrooptik-Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Photodioden (12, 14) und die Laserdiode (10) an ein Elektrooptik-Abtast-
bzw. Sampling-Oszilloskop angeschlossen sind, und daß die Laserdiode
(10) den Laserstrahl als gepulsten Strahl erzeugt, basierend auf einem Kon
trollsignal vom Elektrooptik-Sampling-Oszilloskop.
3. Elektrooptik-Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Laserdiode (10) den Laserstrahl als kontinuierlichen Strahl erzeugt.
4. Elektrooptik-Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Temperaturmessungsvorrichtung (4a) aus einem Thermi
stor besteht und daran angepaßt ist, die Temperatur der optischen Kompo
nenten zu messen, basierend auf einer Veränderung des Widerstandwerts.
5. Elektrooptik-Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Temperatureinstellungsvorrichtung (4b) aus einem Peltier-
Element gebildet ist und daran angepaßt ist, die Temperatur der Laserdiode
(10) zu erhöhen/senken, basierend auf einer Veränderung eines Stromes.
6. Elektrooptik-Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Temperaturkontrolleinheit (4c) die Temperatureinstellvor
richtung (4b) kontrolliert, um die Temperatur der Laserdiode (10) zu senken,
wenn die Temperatur der optischen Komponenten hoch ist, basierend auf
dem Meßergebnis der Temperaturmessungsvorrichtung (4a), und die Temperatur
der Laserdiode (10) zu erhöhen, wenn die Temperatur der optischen
Komponenten niedrig ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20687699 | 1999-07-21 | ||
JP27538999A JP3418576B2 (ja) | 1999-07-21 | 1999-09-28 | 電気光学プローブ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10034706A1 DE10034706A1 (de) | 2001-03-01 |
DE10034706C2 true DE10034706C2 (de) | 2003-01-30 |
Family
ID=26515929
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10034706A Expired - Fee Related DE10034706C2 (de) | 1999-07-21 | 2000-07-17 | Elektrooptik-Meßfühler |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6429669B1 (de) |
JP (1) | JP3418576B2 (de) |
DE (1) | DE10034706C2 (de) |
GB (1) | GB2352291A (de) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001099871A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-04-13 | Ando Electric Co Ltd | 電気光学プローブ |
JP2002022775A (ja) * | 2000-07-05 | 2002-01-23 | Ando Electric Co Ltd | 電気光学プローブおよび磁気光学プローブ |
US6836132B1 (en) * | 2002-03-29 | 2004-12-28 | Advance Micro Devices, Inc. | High resolution heat exchange |
US6845121B2 (en) * | 2002-06-15 | 2005-01-18 | Intel Corporation | Optical isolator apparatus and methods |
US20060011850A1 (en) * | 2002-09-05 | 2006-01-19 | Seely John F | Multilayer polarization sensor (MPS) for x-ray and extreme ultraviolet radiation |
EP1462811A1 (de) * | 2003-03-28 | 2004-09-29 | Abb Research Ltd. | Elektrooptischer Spannungssensor für hohe Spannungen |
JP4781648B2 (ja) * | 2004-04-14 | 2011-09-28 | 株式会社 光コム | 光共振器 |
KR101855744B1 (ko) * | 2015-10-20 | 2018-06-21 | (주)비엠웍스 | 피가열물 온도 실시간 관측 및 피드백에 의한 레이저 출력 조절 방식의 작업물 열방사량 실시간 연동형 레이저 가열 장치 |
JP7176606B2 (ja) * | 2020-12-03 | 2022-11-22 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ検査装置及び半導体レーザ検査方法 |
CN116529859A (zh) * | 2020-12-03 | 2023-08-01 | 三菱电机株式会社 | 半导体激光检查装置以及半导体激光检查方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5808473A (en) * | 1994-08-04 | 1998-09-15 | Nippon Telegraph & Telephone Corp. | Electric signal measurement apparatus using electro-optic sampling by one point contact |
DE19716477A1 (de) * | 1997-03-05 | 1998-09-24 | Harald Prof Dr Ing Schwarz | Verfahren und Einrichtung zur Messung einer elektrischen Spannung |
JPH11174089A (ja) * | 1997-12-15 | 1999-07-02 | Ando Electric Co Ltd | プローブ |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19938660A1 (de) * | 1998-08-19 | 2000-03-23 | Ando Electric | Elektrooptische Sonde |
JP2000214231A (ja) * | 1999-01-27 | 2000-08-04 | Ando Electric Co Ltd | 電気光学サンプリングプロ―バ |
US6288531B1 (en) * | 1999-02-03 | 2001-09-11 | Ando Electric Co., Ltd. | Probe for electro-optic sampling oscilloscope |
-
1999
- 1999-09-28 JP JP27538999A patent/JP3418576B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-07-17 DE DE10034706A patent/DE10034706C2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-07-18 GB GB0017609A patent/GB2352291A/en not_active Withdrawn
- 2000-07-20 US US09/620,066 patent/US6429669B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5808473A (en) * | 1994-08-04 | 1998-09-15 | Nippon Telegraph & Telephone Corp. | Electric signal measurement apparatus using electro-optic sampling by one point contact |
DE19716477A1 (de) * | 1997-03-05 | 1998-09-24 | Harald Prof Dr Ing Schwarz | Verfahren und Einrichtung zur Messung einer elektrischen Spannung |
JPH11174089A (ja) * | 1997-12-15 | 1999-07-02 | Ando Electric Co Ltd | プローブ |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JP 11 174 089 A, In: Pat. Abstr. of Japan * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001091548A (ja) | 2001-04-06 |
GB0017609D0 (en) | 2000-09-06 |
GB2352291A (en) | 2001-01-24 |
JP3418576B2 (ja) | 2003-06-23 |
DE10034706A1 (de) | 2001-03-01 |
US6429669B1 (en) | 2002-08-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10132237A1 (de) | Elektro-optischer Tastkopf und magneto-optischer Tastkopf | |
DE10136679B4 (de) | Verfahren zum nachweisen von Lichtquanten und Supraleitender Detektor für einzelne Lichtquanten | |
DE4039371C2 (de) | Einrichtung zur Stabilisierung der Wellenlänge einer Laserdiode | |
DE3017509C2 (de) | Halbleiterlaservorrichtung | |
DE10034706C2 (de) | Elektrooptik-Meßfühler | |
DE3246290C2 (de) | ||
EP2002208A1 (de) | Vorrichtung zur optischen distanzmessung sowie verfahren zum betrieb einer solchen vorrichtung | |
EP0795121A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur messung von lichtbündeln | |
DE2724039C2 (de) | Elektro-optische Meßvorrichtung für den Nachweis des Vorhandenseins von Flüssigkeit | |
DE3311808C2 (de) | Halbleiterlaseranordnung mit einem Fabry-Perot-Interferometer | |
DE102008029459A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Abstandsmessung | |
DE10155830A1 (de) | Strahlungsempfänger mit aktivem optischen Schutzsystem | |
DE3932458C2 (de) | Verfahren zum gegenseitigen Ausrichten einer optischen Energiequelle und eines Lichtleiters sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE102008022015B4 (de) | Vorrichtung zur Analyse des Strahlprofils eines Laserstrahls | |
DE3431996A1 (de) | Stromversorgung fuer strahlungsquellen von frequenz-analogen optischen sensoren | |
DE19954368A1 (de) | Lichtempfangsschaltung zum Einsatz bei einem elektrooptischen Sampling-Oszilloskop | |
DE3923177A1 (de) | Elektro-optische signalmessung | |
DE60106555T2 (de) | Sensor unter Verwendung von abgeschwächter Totalreflektion | |
DE2202556C3 (de) | Vorrichtung zum Messender Lichtdurchlässigkeit eines Mediums | |
DE4031372A1 (de) | Vorrichtung zur frequenzstabilisierung einer laserdiode | |
EP1251331A2 (de) | Vorrichtung zur Ermittlung des dispersiven Einflusses auf eine Messung | |
WO1999021251A1 (de) | Halbleiterlaserchip | |
DE10064514C2 (de) | Anordnung zur Ausgabe eines Sondensignals | |
DE10025900C2 (de) | Sonde für ein elektro-optisch abtastendes Oszilloskop | |
DE19839088B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Temperaturstabilisierung einer Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8304 | Grant after examination procedure | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |