DE19947996C2 - Elektrooptische Sonde - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sonde für ein elektrooptisches Abtastoszilloskop, die ein durch ein Meßsignal erzeugtes elektrisches Feld und einen elektrooptischen Kristall koppelt, einen Strahl in diesen elektrooptischen Kristall einleitet und die Wellenform des Meßsignals durch den Zustand der Polarisation des eingehenden Lichts mißt.

Es ist möglich, ein durch ein Meßsignal erzeugtes elektrisches Feld mit einem elektrooptischen Kristall zu koppeln, einen Laserstrahl in diesen elektrooptischen Kristall einzuleiten und die Wellenform des Meßsignals durch den Zustand der Polarisation des Laserstrahls zu beobachten. Es ist möglich, den Laserstrahl pulsieren zu lassen und mit einer extrem hohen Zeitauflösung zu beobachten, wenn das Meßsignal abgetastet wird. Das elektrooptische Abtastoszilloskop verwendet eine elektrooptische Sonde, die dieses Phänomen ausnutzt.

Wenn dieses elektrooptische Abtastoszilloskop (nachstehend als "EOS-Oszilloskop" bezeichnet) mit einem herkömmlichen Abtastoszilloskop, das eine elektrische Sonde verwendet, verglichen wird, haben die folgenden Eigenschaften viel Aufmerksamkeit erlangt:

• 1. Es ist leicht, das Signal zu beobachten, da ein Masseleiter nicht erforderlich ist.
• 2. Da der Metallstift am Ende der elektrooptischen Sonde nicht mit dem Schaltungssystem verbunden ist, ist es möglich, eine hohe Eingangsimpedanz zu realisieren, und infolgedessen gibt es fast keine Verschlechterung des Zustands des Meßpunkts.
• 3. Durch Verwendung eines optischen Impulses ist eine Breitbandmessung bis zur GHz-Größenordnung möglich.

Die Struktur einer Sonde für ein EOS-Oszilloskop bei der herkömmlichen Technologie wird unter Verwendung von Fig. 7 erläutert. In der in Fig. 7 dargestellten elektrooptischen Sonde 1 ist ein Sondenkopf 3, der einen Isolator umfaßt, an einem Spitzenende eines metallischen Sondenkörpers 2 montiert und ein Metallstift 3a ist in das Zentrum eingesetzt. Ein elektrooptisches Element 4 ist am Sondenkopf 3 befestigt. Eine Reflexionsschicht 4a ist, auf einer Stirnfläche des elektrooptischen Elements 4 auf der Seite des Metallstifts 3a vorgesehen und steht mit dem Metallstift 3a in Kontakt. Die Bezugsziffer 5 bezeichnet ein Halbwellenlängenplättchen und die Bezugsziffer 6 bezeichnet ein Viertelwellenlängenplättchen. Die Bezugsziffern 7 und 8 bezeichnen Polarisationsstrahlenteiler. Die Bezugsziffer 9 bezeichnet ein Halbwellenlängenplättchen und die Bezugsziffer 10 bezeichnet ein Faraday-Element. Die Bezugsziffer 12 bezeichnet eine Kollimatorlinse und die Bezugsziffer 13 bezeichnet eine Laserdiode. Die Bezugsziffern 14 und 15 bezeichnen Kondensorlinsen und die Bezugsziffern 16 und 17 bezeichnen Photodioden.

Außerdem bilden die zwei Polarisationsstrahlenteiler 7 und 8, das Halbwellenlängenplättchen 9 und das Faraday-Element 10 einen Isolator 19, der das von der Laserdiode 13 emittierte Licht durchläßt, um das von der Reflexionsschicht 4a reflektierte Licht zu zerlegen.

Als nächstes wird mit Bezug auf Fig. 7 der Strahlengang des von der Laserdiode 13 emittierten Laserstrahls erläutert. In Fig. 7 bezeichnet der Bezugsbuchstabe 'A' den Strahlengang des Laserstrahls.

Zuerst wird der von der Laserdiode 13 emittierte Laserstrahl durch die Kollimatorlinse 12 in einen parallelen Strahl umgewandelt, der gerade durch den Polarisationsstrahlenteiler 8, das Faraday-Element 10, das Halbwellenlängenplättchen 9 und den Polarisationslicht- Strahlenteiler 7 läuft und dann durch das Viertelwellenlängenplättchen 6 und das Halbwellenlängenplättchen 5 geht und auf das elektrooptische Element 4 einfällt. Das einfallende Licht wird durch die Reflexionsschicht 4a reflektiert, die auf der Stirnfläche des elektrooptischen Elements 4 auf der Seite, die dem Metallstift 3a zugewandt ist, ausgebildet ist.

Der reflektierte Laserstrahl geht dann durch das Halbwellenlängenplättchen 5 und das Viertelwellenlängenplättchen 6, ein Teil des Laserstrahls wird durch den Polarisationslicht-Strahlenteiler 7 reflektiert, durch die Kondensorlinse 14 konzentriert, und trifft auf die Photodiode 16 auf. Der Laserstrahl, der durch den Polarisationslicht-Strahlenteiler 7 gegangen ist, wird durch den Polarisationsstrahlenteiler 8 reflektiert, durch die Kondensorlinse 15 konzentriert und trifft auf die Photodiode 17 auf.

Darüber hinaus wird der Drehwinkel des Halbwellenlängenplättchens 5 und des Viertelwellenlängenplättchens 6 so eingestellt, daß die Stärke des auf die Photodiode 16 und die Photodiode 17 einfallenden Laserstrahls gleichmäßig ist.

Als nächstes wird unter Verwendung der in Fig. 7 dargestellten elektrooptischen Sonde 1 das Verfahren zum Messen des Meßsignals erläutert.

Wenn der Metallstift 3a mit einem Meßpunkt in Kontakt gebracht wird, breitet sich am elektrooptischen Element 4 das elektrische Feld aufgrund der an den Metallstift 3a angelegten Spannung zum elektrooptischen Element 4 aus und es tritt ein Phänomen auf, wobei der Brechungsindex aufgrund des Pockels-Effekts geändert wird. Aufgrund dessen trifft der von der Laserdiode 13 emittierte Laserstrahl auf das elektrooptische Element 4 auf, und wenn sich der Laserstrahl entlang des elektrooptischen Elements 4 ausbreitet, ändert sich der Polarisationszustand des Strahls. Dann wird der Laserstrahl mit diesem geänderten Polarisationszustand durch die Reflexionsschicht 4a reflektiert, konzentriert und trifft auf die Photodiode 16 und die Photodiode 17 auf und wird in ein elektrisches Signal umgewandelt.

Zusammen mit der Änderung der Spannung am Meßpunkt wird die Änderung des Polarisationszustandes durch das elektrooptische Element 4 zur Ausgangsdifferenz zwischen der Photodiode 16 und der Photodiode 17, und durch Erfassen dieser Ausgangsdifferenz ist es möglich, das an den Metallstift 3a angelegte elektrische Signal zu messen.

Überdies werden bei der vorstehend beschriebenen elektrooptischen Sonde 1 die von den Photodioden 16 und 17 erhaltenen elektrischen Signale in ein elektrooptisches Abtastoszilloskop eingegeben und verarbeitet. Statt dessen ist es jedoch möglich, durch Verbinden einer herkömmlichen Meßvorrichtung, wie z. B. eines Echtzeit-Oszilloskops, mit den Photodioden 16 und 17 über eine zweckgebundene Steuereinheit die Signale zu messen. Auf diese Weise ist es möglich, unter Verwendung der elektrooptischen Sonde 1 eine Breitbandmessung einfach durchzuführen.

Da in der vorstehend beschriebenen Art und Weise bei der Signalmessung unter Verwendung der elektrooptischen Sonde 1 der Metallstift 3a den Meßpunkt berühren muß, wird der Metallstift 3a durch wiederholte Messung abgenutzt, so daß es erforderlich ist, den Sondenkopf 3 auszutauschen. Da das elektrooptische Element 4, das am Sondenkopf 3 befestigt ist, teuer ist, werden in diesem Fall die Kosten erhöht.

In Anbetracht der Tatsache, daß sich im allgemeinen die Art des geeignetsten Metallstifts in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Signals des Meßobjekts ändert, und da bei der vorstehend erwähnten elektrooptischen Sonde 1 der Metallstift 3a am Sondenkopf 3 befestigt ist, ist es dann ferner bei der Auswahl des geeignetsten Metallstifts 3a zum Anpassen an die Eigenschaften des zu messenden Signals schwierig, eine geeignete Anpassung zu erreichen.

Aus der EP 0 645 635 A2 ist ein elektrooptischer Spannungsdetektor bekannt, bei dem eine Laserdiode an einem hinteren Ende eines Strahlengangs und ein elektrooptisches Element am anderen, vorderen Ende des Strahlengangs auf der Seite des Meßkopfes angeordnet ist. Der Meßkopf trägt mehrere als Meßelektroden fungierende Metallstifte, die an einem Ende mit dem elektrooptischen Element verbunden sind und deren andere Enden aus dem Meßkopf herausragen. Auf dem elektrooptischen Element ist eine Reflexionsschicht aufgebracht, die den von der Laserdiode emittierten Laserstrahl reflektiert. Ferner ist im Strahlengang ein Stahlteiler angeordnet, der den reflektierten Laserstrahl zerlegt und auf eine Photodiode lenkt, die daraus ein proportionales elektrisches Signal erzeugt, das von dem elektrischen Potential an den Spitzen der Meßelektroden abhängt. Dieser elektrooptische Spannungsdetektor ist eine sehr aufwendige und unhandliche Konstruktion. So sind darin zur Justage des Meßkopfes auf dem Meßobjekt ein Mikroskop und eine CCD-Kamera integriert und der Meßkopf mit den Meßelektroden und dem elektrooptischen Element ist räumlich vom Rest der Apparatur getrennt und diesem gegenüber sogar mittels eines Antriebs und einer Linearführung translatorisch verschiebbar. Mit einer kompakten, alle optischen und optoelektronischen Komponenten einschließlich des Meßkopfes in einer Baueinheit enthaltenden Sonde, wie sie zuvor anhand Fig. 7 beschrieben wurde, ist diese Konstruktion nicht vergleichbar.

Ferner ist aus der US 5,105,148 eine elektrische Meßspitze mit austauschbarer Elektrode bekannt, wie sie für Messungen mit elektrischen Vielfachmeßinstrumenten verwendet wird. In der Meßspitze ist die Elektrode über einen leitenden Halter mit einem Meßkabel verbunden. Der Halter und das Ende des Kabels sind von einem Gehäuse aus elektrisch isolierendem Material umgeben. Der Halter weist an seinem vorderen Ende eine Bohrung zur Aufnahme der Elektrode auf und besteht aus zwei Teilen, die an einer schrägen Grenzfläche aneinander anliegen. Zur Befestigung der Elektrode in dem Halter dient eine Überwurfmutter, die mit dem Gehäuse an dessen vorderem Ende verschraubbar ist. Bei der Verschraubung werden die beiden Teile des Halters gegeneinander verspannt, wodurch die Elektrode in der für sie vorgesehenen Aufnahmebohrung des Halters festgeklemmt wird. Diese Meßspitze enthält keinerlei weitere Komponenten, wie etwa elektrische Bauelemente. Ihre Funktion beschränkt sich ganz auf die elektrische Kontaktierung eines Meßobjektes.

Schließlich zeigt noch die WO 89/09413 eine elektrooptische Sonde, die ihrer Funktionsweise nach mit der in der erstgenannten Schrift beschriebenen Sonde vergleichbar ist. Im Unterschied dazu sieht jedoch die letztgenannte Schrift keine Meßelektroden zur Erfassung des zu messenden elektrischen Potentials vor, sondern der am vorderen Ende der Sonde Vorgesehene elektrooptische Kristall wird direkt einem elektrischen Feld ausgesetzt, welches die Lichtausbreitung im Kristall durch den Pockels-Effekt beeinflußt. Die Ortsauflösung dieser Sonde ergibt sich somit aus den Abmessungen des Kristalls und ist dementsprechend vergleichsweise gering.

In Anbetracht des vorstehend aufgezeigten Standes der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine elektrooptische Sonde der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, die den Austausch des Metallstifts erleichtern kann.

Um die genannten Probleme anzugehen, führt die vorliegende Erfindung die folgenden Mittel ein.

Ein erster Aspekt der Erfindung ist eine elektrooptische Sonde, dadurch gekennzeichnet, daß:
ein Strahlengang innerhalb eines Sondenkörpers zwischen einem Basisendteil und einem Spitzenendteil des Sondenkörpers ausgebildet ist;
eine Laserdiode an einem Ende des Strahlengangs auf der Seite des Basisendteils des Sondenkörpers angeordnet ist;
ein elektrooptisches Element an einem anderen Ende des Strahlengangs auf der Seite des Spitzenendteils des Sondenkörpers angeordnet ist und in einem Sondenkopf gehalten wird, welcher den Spitzenendteil des Sondenkörpers bildet;
ein Metallstift im Sondenkopf vorgesehen ist, wobei ein Basisende desselben mit dem elektrooptischen Element verbunden ist und ein Spitzenende desselben aus dem Sondenkopf herausragt;
ein von der Laserdiode emittierter Laserstrahl auf das elektrooptische Element über den Strahlengang einfällt und dieser einfallende Strahl durch eine Reflexionsschicht, die auf dem elektrooptischen Element vorgesehen ist, reflektiert wird, und der reflektierte Strahl davon zerlegt wird und durch eine Photodiode in ein elektrisches Signal umgewandelt wird; und
der Sondenkopf einen Kopfkörper zum Halten des elektrooptischen Elements und ein Spitzenelement, das lösbar an dem Kopfkörper vorgesehen ist, zum Halten des Metallstifts umfaßt.

Aufgrund dieser Art Konstruktion kann bei dieser elektrooptischen Sonde der Austausch des Metallstifts durch Austauschen des Spitzenelements leicht durchgeführt werden.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist eine elektrooptische Sonde nach dem ersten Aspekt, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodiode und die Laserdiode mit einem elektrooptischen Abtastoszilloskop verbunden sind, und die Laserdiode den Laserstrahl als Impulsstrahl auf der Basis eines Steuersignals von dem elektrooptischen Abtastoszilloskop erzeugt.

Ein dritter Aspekt der Erfindung ist eine elektrooptische Sonde nach dem zweiten Aspekt, dadurch gekennzeichnet, daß entweder in dem Kopfkörper oder indem Spitzenelement ein Außengewindeteil vorgesehen ist, welcher in Richtung des jeweils anderen der beiden hervorsteht, während im jeweils anderen der beiden ein Innengewindeteil zum Eingriff in den Außengewindeteil ausgebildet ist, und der Außengewindeteil und der Innengewindeteil in Eingriff und außer Eingriff stehen können.

Ein vierter Aspekt der Erfindung ist eine elektrooptische Sonde nach dem zweiten Aspekt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gewindeöffnung in dem Spitzenelement vorgesehen ist und das Spitzenelement mittels einer in der Gewindeöffnung angeordneten Schraube an dem Kopfkörper befestigt wird.

Ein fünfter Aspekt der Erfindung ist eine elektrooptische Sonde nach dem zweiten Aspekt, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrooptische Element und das Basisende des Metallstifts durch das Medium einer Pufferplatte zum Dämpfen eines Stoßes aufgrund eines Kontakts zwischen dem elektrooptischen Element und dem Metallstift miteinander verbunden sind.

Aufgrund der Strukturierung in dieser Art und Weise kann dann bei der elektrooptischen Sonde, wenn das Spitzenelement am Sondenkörper befestigt oder von diesem gelöst wird, ein Schaden am elektrooptischen Element aufgrund des Kontakts mit dem Metallstift verhindert werden.

Ein sechster Aspekt der Erfindung ist eine elektrooptische Sonde nach dem ersten Aspekt, wobei die Laserdiode einen kontinuierlichen Strahl als Laserstrahl erzeugt.

Auf diese Weise wird bei der elektrooptischen Sonde nach dem sechstens Aspekt von der Laserdiode ein kontinuierlicher Strahl erzeugt und dadurch ist es möglich, ein kontinuierliches Ausgangssignal aus der Photodiode zu erhalten. Folglich ist es auch möglich, durch Verbinden der Photodiode über eine Spezialsteuereinheit mit einer herkömmlichen Mehrzweck-Meßvorrichtung, wie z. B. einem Echtzeit-Oszilloskop, Messungen durchzuführen.

Ein siebter Aspekt der Erfindung ist eine elektrooptische Sonde nach dem sechsten Aspekt, dadurch gekennzeichnet, daß entweder in dem Kopfkörper oder in dem Spitzenelement ein Außengewindeteil vorgesehen ist, welcher in Richtung des jeweils anderen der beiden hervorsteht, während im jeweils anderen der beiden ein Innengewindeteil zum Eingriff in den Außengewindeteil ausgebildet ist, und der Außengewindeteil und der Innengewindeteil in Eingriff und außer Eingriff stehen können.

Ein achter Aspekt der Erfindung ist eine elektrooptische Sonde nach dem sechsten Aspekt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gewindeöffnung in dem Spitzenelement vorgesehen ist und das Spitzenelement mittels einer in der Gewindeöffnung angeordneten Schraube an dem Kopfkörper befestigt wird.

Ein neunter Aspekt der Erfindung ist eine elektrooptische Sonde nach dem sechsten Aspekt, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrooptische Element und das Basisende des Metallstifts durch das Medium einer Pufferplatte zum Dämpfen eines Stoßes aufgrund eines Kontakts zwischen dem elektrooptischen Element und dem Metallstift miteinander verbunden sind.

Aufgrund der Strukturierung in dieser Art und Weise kann dann bei der elektrooptischen Sonde, wenn das Spitzenelement am Sondenkörper befestigt oder von diesem gelöst wird, ein Schaden am elektrooptischen Element aufgrund des Kontakts mit dem Metallstift verhindert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer elektrooptischen Sonde, die schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte elektrooptische Sonde.

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Sondenkopfs, welche ein Beispiel für den Fall zeigt, in dem eine Pufferplatte zwischen einem Metallstift und einem elektrooptischen Element in der elektrooptischen Sonde von Fig. 1 angeordnet ist.

Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Sondenkopfs, welche einen Zustand zeigt, in dem ein Spitzenelement und ein Kopfkörper durch ein anderes Mittel als jenes von Fig. 1 befestigt sind.

Fig. 5 eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für den Fall zeigt, in dem eine Pufferplatte zwischen einem Metallstift und einem elektrooptischen Element im Sondenkopf von Fig. 4 angeordnet ist.

Fig. 6 eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für den Fall zeigt, in dem im Sondenkopf von Fig. 4 der Metallstift in einen Basisendteil und einen Spitzenendteil aufgeteilt ist.

Fig. 7 ein vereinfachtes Diagramm der elektrooptischen Sonde, das die herkömmliche Technologie der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.

Fig. 1 und Fig. 2 sind jeweils eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht einer elektrooptischen Sonde 21, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen. Diese elektrooptische Sonde 21 zeigt die schematische Struktur eines Strahlengangs 23, der innerhalb eines Sondenkörpers 22 ausgebildet ist.

Ein Spitzenendteil 22a des Sondenkörpers 22 ist als Sondenkopf 24 ausgebildet und in einem Basisende 22b des Sondenkörpers 22 ist eine Laserdiode 25 untergebracht. Die Laserdiode 25 ist an einem Ende 23a auf der Seite des Basisendes 22b des Sondenkörpers 22 im Strahlengang 23 angeordnet und mit einem EOS-Oszilloskop verbunden, das aus den Zeichnungen weggelassen wurde.

An einem anderen Ende 23b auf der Seite des Spitzenendteils 22a des Sondenkörpers 22 im Strahlengang 23 ist ein elektrooptisches Element 26 angeordnet. Das elektrooptische Element 26 wird von dem Sondenkopf 24 gehalten, und auf einer Stirnfläche 26a des elektrooptischen Elements 26 auf der Seite des Spitzenendteils 22a des Sondenkörpers 22 ist eine Reflexionsschicht 28 ausgebildet.

Überdies umfaßt der Sondenkopf 24 einen Kopfkörper 30 zum Befestigen am elektrooptischen Element 26 und ein Spitzenelement 31, das ferner an einem Spitzenende des Kopfkörpers 30 vorgesehen ist. Wie in der Figur gezeigt, ist ein Außengewindeteil 30a am Kopfkörper 30 vorgesehen, welcher zur Seite des Spitzenelements 31 hin hervorsteht, während im Spitzenelement 31 ein Innengewindeteil 31a so vorgesehen ist, daß er in den Außengewindeteil 30a einkuppelbar ist. Mittels des Außengewindeteils 30a und des Innengewindeteils 31a kann das Spitzenelement 31 am Kopfkörper 30 befestigt und von diesem gelöst werden.

Ferner ist ein Metallstift 32 am Spitzenelement 31 befestigt. Bei dem Metallstift 32 ist ein Basisende 32a desselben mit dem elektrooptischen Element 26 verbunden. Überdies ragt ein Spitzenende 32b desselben aus dem Spitzenelement 31 heraus.

Wie in Fig. 1 gezeigt, sind auf dem Strahlengang 23 in der Reihenfolge von rechts in der Figur eine Kollimatorlinse 33, ein Polarisationsstrahlenteiler 34, ein Faraday-Element 35, ein Polarisationsstrahlenteiler 37 und ein Viertelwellenlängenplättchen 38 angeordnet. Außerdem sind an den Positionen, die den Polarisationsstrahlenteilern 34 und 37 entsprechen, auf der Seite des Strahlengangs 23 jeweils Photodioden 41 und 42 installiert. Diese Photodioden 41 und 42 sind mit einem EOS-Oszilloskop verbunden und wandeln den einfallenden Strahl in ein elektrisches Signal um und können das Signal zum EOS- Oszilloskop senden.

Außerdem können die Polarisationsstrahlenteiler 34 und 37 als Isolator wirken, der einen Teil des Lichts, das durch den Strahlengang 23 läuft, zerlegt und dieses auf die Photodioden 41 und 42 einfallen läßt.

Wenn die elektrooptische Sonde 21 bei der Signalmessung verwendet wird, wird das Spitzenende 32b des Metallstifts 32 mit dem Meßpunkt in Kontakt gebracht und das EOS- Oszilloskop wird aktiviert. Dadurch wird auf der Basis des vom EOS-Oszilloskop erzeugten Steuersignals ein Laserstrahl von der Laserdiode 25 emittiert und dieser Laserstrahl wird durch die Kollimatorlinse 33 in einen parallelen Strahl umgewandelt, geht durch den Strahlengang 23 und trifft am elektrooptischen Element 26 ein.

Der Laserstrahl, der am elektrooptischen Element 26 eingetroffen ist, trifft auf die Reflexionsschicht 28 auf und wird reflektiert und schreitet entlang des Strahlengangs 23 zur Seite der Laserdiode 25 fort. Da der Brechungsindex des elektrooptischen Elements 26 aufgrund der Schwankung des elektrischen Feldes des Meßpunkts, das sich über den Metallstift 32 ausbreitet, schwankt, schwankt zu diesem Zeitpunkt der Polarisationszustand des Laserstrahls, wenn er sich durch das elektrooptische Element 26 ausbreitet, und das reflektierte Licht mit den Schwankungen in der Polarisation wird durch die Polarisationsstrahlenteiler 34 und 37 zerlegt, wird fokussiert und trifft auf die Photodioden 41 und 42 auf und wird in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dadurch wird die Schwankung des Polarisationszustandes des Laserstrahls als Ausgangsdifferenz der Photodioden 41 und 42 erfaßt, so daß es möglich ist, das elektrische Signal des Meßpunkts zu messen.

Im Fall einer wiederholten Durchführung der Signalmessung auf diese Weise nutzt sich der Metallstift 32 von dessen Seite des Spitzenendes 32b ab. Folglich ist es erforderlich, den Metallstift 32 auszutauschen. Da jedoch bei der elektrooptischen Sonde 21 das Spitzenelement 31 am Kopfkörper 30 befestigt und von diesem gelöst werden kann, wenn der Metallstift 32 zusammen mit dem Spitzenelement 31 ausgetauscht wird, kann dann der Austausch des Metallstifts 32 in diesem Fall leicht durchgeführt werden. Folglich ist es beim Austausch des Metallstifts 32 im Gegensatz zur herkömmlichen Situation nicht notwendig, den gesamten Sondenkopf 24 auszutauschen. Daher wird der Austausch des kostspieligen elektrooptischen Elements 26 unnötig, so daß es einen Kostenvorteil gibt.

Da bei dieser elektrooptischen Sonde 21 das Spitzenelement 31 leicht durch eines ersetzt werden kann, das mit dem geeignetsten Metallstift 32 ausgestattet ist, um den Eigenschaften des Signals des Meßobjekts zu entsprechen, dann kann überdies im Vergleich zum bisherigen die Meßgenauigkeit verbessert werden.

Ein Beispiel der Ausführungsform der Erfindung wurde vorstehend erläutert. Die Erfindung wird jedoch dadurch nicht beschränkt, sondern es ist möglich, die Form und Struktur zu verändern, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist beispielsweise eine Pufferplatte 44 zwischen dem elektrooptischen Element 26 und dem Basisende 32a des Metallstifts 32 vorgesehen, so daß zum Zeitpunkt des Befestigens und Lösens des Spitzenelements 31 ein zwischen dem Metallstift 32 und dem elektrooptischen Element 26 auftretender Stoß gedämpft werden kann. In diesem Fall wird die Gefahr des Auftretens eines Schadens am elektrooptischen Element 26 minimiert, so daß die Haltbarkeit der elektrooptischen Sonde 21 verbessert werden kann.

Überdies ist das Mittel zum Befestigen des Spitzenelements 31 am Kopfkörper 30 nicht auf jenes der obigen Ausführungsform begrenzt. Beispielsweise kann ein Außengewindeteil auf der Seite des Spitzenelements 31 vorgesehen sein und ein Innengewindeteil kann auf der Seite des Kopfkörpers 30 vorgesehen sein. Wie in Fig. 4 gezeigt, kann ferner eine Gewindeöffnung 45 im Spitzenelement 31 vorgesehen sein und eine Schraube 46 kann in der Gewindeöffnung 45 angeordnet werden. Auf diese Weise kann das Spitzenelement 31 am Kopfkörper 30 befestigt werden. Wie in Fig. 5 gezeigt, kann in diesem Fall natürlich auch eine Pufferplatte 44 zwischen dem elektrooptischen Element 26 und dem Basisende 32a des Metallstifts 32 vorgesehen sein.

Bei einer anderen Anordnung, wie in Fig. 6 gezeigt, kann der Metallstift 32 ferner in einen Basisendteil 32c und einen Spitzenendteil 32d aufgeteilt sein, wobei der Basisendteil 32c an dem elektrooptischen Element 26 befestigt ist und der Spitzenendteil 32d am Spitzenelement 31 befestigt ist, und wenn das Spitzenelement 31 am Kopfkörper 30 befestigt wird, werden der Basisendteil 32c und der Spitzenendteil 32d als ein Stück miteinander verbunden.

Mittels des obigen kann die Positionsbeziehung zwischen dem Basisende 32a des Metallstifts 32 und dem elektrooptischen Element 26 unveränderlich gehalten werden, so daß eine sehr genaue Messung realisiert werden kann. Wenn eine Silberpaste zwischen dem Basisendteil 32c und dem Spitzenendteil 32d angeordnet wird, dann können diese überdies in diesem Fall besser als ein Stück verbunden werden.

Wenn bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ein kontinuierlicher Strahl von der Laserdiode 25 emittiert wird, ist überdies eine Signalmessung durch eine herkömmliche allgemeine Meßvorrichtung, wie z. B. ein Echtzeit-Oszilloskop, ein Abtastoszilloskop oder einen Spektralanalysator, möglich. In diesem Fall kann anstelle des EOS-Oszilloskops ein Echtzeit-Oszilloskop, ein Abtastoszilloskop oder ein Spektralanalysator mit den Photodioden 41 und 42 über eine zweckgebundene Steuereinheit verbunden werden.

Claims (9)

1. Elektrooptische Sonde (21), dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahlengang (23) innerhalb eines Sondenkörpers (22) zwischen einem Basisendteil (22b) und einem Spitzenendteil (22a) des Sondenkörpers (22) ausgebildet ist; eine Laserdiode (25) an einem Ende des Strahlengangs (23) auf der Seite des Basisendteils (22b) des Sondenkörpers (22) angeordnet ist; ein elektrooptisches Element (26) an einem anderen Ende des Strahlengangs (23) auf der Seite des Spitzenendteils (22a) des Sondenkörpers (22) angeordnet ist und in einem Sondenkopf (24) gehalten wird, welcher den Spitzenendteil (22a) des Sondenkörpers (22) bildet; ein Metallstift (32) im Sondenkopf (24) vorgesehen ist, wobei ein Basisende (32a) desselben mit dem elektrooptischen Element (26) verbunden ist und ein Spitzenende (32b) desselben aus dem Sondenkopf (24) herausragt; ein von der Laserdiode (25) emittierter Laserstrahl auf das elektrooptische Element (26) über den Strahlengang (23) einfällt und dieser einfallende Strahl durch eine Reflexionsschicht (28), die auf dem elektrooptischen Element (26) vorgesehen ist, reflektiert wird, und der reflektierte Strahl davon zerlegt wird und durch eine Photodiode (41, 42) in ein elektrisches Signal umgewandelt wird; und der Sondenkopf (24) einen Kopfkörper (30) zum Halten des elektrooptischen Elements (26) und ein Spitzenelement (31), das lösbar an dem Kopfkörper (30) vorgesehen ist, zum Halten des Metallstifts (32) umfaßt.

2. Elektrooptische Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodiode (41, 42) und die Laserdiode (25) mit einem elektrooptischen Abtastoszilloskop verbunden sind, und die Laserdiode (25) den Laserstrahl als Impulsstrahl auf der Basis eines Steuersignals von dem elektrooptischen Abtastoszilloskop erzeugt.

3. Elektrooptische Sonde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß entweder in dem Kopfkörper (30) oder in dem Spitzenelement (31) ein Außengewindeteil (30a) vorgesehen ist, welcher in Richtung des jeweils anderen der beiden hervorsteht, während im jeweils anderen der beiden ein Innengewindeteil (31a) zum Eingriff in den Außengewindeteil (30a) ausgebildet ist, und der Außengewindeteil (30a) und der Innengewindeteil (31a) in Eingriff und außer Eingriff stehen können.

4. Elektrooptische Sonde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gewindeöffnung (45) in dem Spitzenelement (31) vorgesehen ist und das Spitzenelement (31) mittels einer in der Gewindeöffnung (45) angeordneten Schraube (46) an dem Kopfkörper (30) befestigt wird.

5. Elektrooptische Sonde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrooptische Element (26) und das Basisende (32a) des Metallstifts (32) durch das Medium einer Pufferplatte (44) zum Dämpfen eines Stoßes aufgrund eines Kontakts zwischen dem elektrooptischen Element (26) und dem Metallstift (32) miteinander verbunden sind.

6. Elektrooptische Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserdiode (25) einen kontinuierlichen Strahl als Laserstrahl erzeugt.

7. Elektrooptische Sonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß entweder in dem Kopfkörper (30) oder in dem Spitzenelement (31) ein Außengewindeteil (30a) vorgesehen ist, welcher in Richtung des jeweils anderen der beiden hervorsteht, während im jeweils anderen der beiden ein Innengewindeteil (31a) zum Eingriff in den Außengewindeteil (30a) ausgebildet ist, und der Außengewindeteil (30a) und der Innengewindeteil (31a) in Eingriff und außer Eingriff stehen können.

8. Elektrooptische Sonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gewindeöffnung (45) in dem Spitzenelement (31) vorgesehen ist und das Spitzenelement (31) mittels einer in der Gewindeöffnung (45) angeordneten Schraube (46) an dem Kopfkörper (30) befestigt wird.

9. Elektrooptische Sonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrooptische Element (26) und das Basisende (32a) des Metallstifts (32) durch das Medium einer Pufferplatte (44) zum Dämpfen eines Stoßes aufgrund eines Kontakts zwischen dem elektrooptischen Element (26) und dem Metallstift (32) miteinander verbunden sind.