JP2000131345A - Electro-optical sampling oscilloscope - Google Patents

Electro-optical sampling oscilloscope

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Publication number
JP2000131345A
JP2000131345A JP10301465A JP30146598A JP2000131345A JP 2000131345 A JP2000131345 A JP 2000131345A JP 10301465 A JP10301465 A JP 10301465A JP 30146598 A JP30146598 A JP 30146598A JP 2000131345 A JP2000131345 A JP 2000131345A
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JP
Japan
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light
signal
electro
optic crystal
optic
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Pending
Application number
JP10301465A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobunari Takeuchi
伸成 竹内
Koju Yanagisawa
幸樹 柳沢
Jun Kikuchi
潤 菊池
Choichi Tomoshiro
暢一 伴城
Yoshio Endo
善雄 遠藤
Mitsuru Shinagawa
満 品川
Tadao Nagatsuma
忠夫 永妻
Junzo Yamada
順三 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ando Electric Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Ando Electric Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Ando Electric Co Ltd, Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Ando Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electro-optical sampling oscilloscope wherein the configuration of an optical system is simplified for smaller device. SOLUTION: A light-emitting circuit 20 which generates a reference laser light La0, a directional coupler 23 which, while splitting the reference laser light La0 into a signal light La1 and a reference light La2, mixes a signal light La1' and a reference light La2' to generate a signal light La3, an electro-optical crystal 28 of optical nature which changes its refractive index according to the electric field due to a measured signal coupled through a metal pin 27, a reflection mirror 29 which reflects the signal light La1 as the signal light La1', a reflection plate 30 which reflects the reference light La2 as the reference light La2', and a light-receiving circuit 31 which receives the signal light La3, are provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種信号の測定に
用いられる電気光学サンプリングオシロスコープに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electro-optic sampling oscilloscope used for measuring various signals.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、例えば、2.4Gbpsという超
高速なビットレートの信号を扱う被測定回路の信号測定
には、被測定回路に擾乱を与えることなく測定可能な電
気光学サンプリングオシロスコープが用いられている。
ここで、上記電気光学サンプリングオシロスコープに
は、電気光学効果を利用して被測定信号を検出する電気
光学プローブが用いられる。
2. Description of the Related Art In recent years, an electro-optic sampling oscilloscope which can measure a circuit under test without disturbing the circuit under test is used for signal measurement of a circuit under test which handles a signal having a very high bit rate of, for example, 2.4 Gbps. Have been.
Here, the electro-optic sampling oscilloscope uses an electro-optic probe that detects a signal to be measured using an electro-optic effect.

【0003】また、上述した電気光学サンプリングオシ
ロスコープは、 (1)信号を測定する際に、グランド線を必要としない
ため、測定が容易 (2)電気光学プローブの先端にある金属ピンが回路系
から各々絶縁されているので高入力インピーダンスを実
現でき、その結果被測定点の状態をほとんど乱すことが
ない (3)光パルスを利用することからGHzオーダーまで
の広帯域測定が可能といった特徴があることから、高速
化が進む通信情報システムの測定に特に用いられてい
る。
Further, the above-mentioned electro-optic sampling oscilloscope has the following advantages. (1) Since a ground wire is not required when measuring a signal, the measurement is easy. (2) The metal pin at the tip of the electro-optic probe is connected to the circuit system. Since each is insulated, high input impedance can be realized, and as a result, the state of the point to be measured is hardly disturbed. (3) Since it uses optical pulses, it is possible to perform broadband measurement up to the order of GHz. In particular, it is used for measurement of communication information systems whose speed is increasing.

【0004】図6は、従来の電気光学サンプリングオシ
ロスコープに用いられる電気光学プローブの構成を示す
概略側面図である。この図において、4は、電気光学プ
ローブであり、被測定信号によって発生する電界を電気
光学結晶に対して作用させた状態で、該電気光学結晶に
レーザ光が入射されると、レーザ光の偏光状態が変化す
るという原理を用いて被測定信号の検出を行うものであ
る。
FIG. 6 is a schematic side view showing the structure of an electro-optic probe used in a conventional electro-optic sampling oscilloscope. In this figure, reference numeral 4 denotes an electro-optic probe, and when an electric field generated by a signal under measurement is applied to the electro-optic crystal and a laser beam is incident on the electro-optic crystal, the polarization of the laser beam is changed. The signal to be measured is detected using the principle that the state changes.

【0005】電気光学プローブ4において、5は、先端
部分がテーパ状に形成された金属ピンであり、図示しな
い信号線に当接される。この金属ピン5は、上記信号線
を伝送している被測定信号による電界を後述する電気光
学結晶7に作用させ易くする役目をする。6は、円板形
状の絶縁体であり、その裏面中央部には、金属ピン5の
端部が取り付けられている。すなわち、金属ピン5は、
絶縁体6により保持されている。電気光学結晶7は、B
SO(Bi12SiO20)が円柱形状に形成されてなり、
金属ピン5を介して結合された電界に応じて、一次の電
気光学変化であるポッケルス効果によりその屈折率が変
化するという光学的性質を有している。
[0005] In the electro-optical probe 4, reference numeral 5 denotes a metal pin having a tapered tip portion, which is in contact with a signal line (not shown). The metal pin 5 has a function of facilitating an electric field generated by the signal to be measured transmitted through the signal line to act on an electro-optic crystal 7 described later. Reference numeral 6 denotes a disk-shaped insulator, and an end of the metal pin 5 is attached to the center of the back surface. That is, the metal pin 5
It is held by the insulator 6. The electro-optic crystal 7 has B
SO (Bi 12 SiO 20 ) is formed in a cylindrical shape,
It has an optical property that its refractive index changes by the Pockels effect, which is a primary electro-optical change, according to the electric field coupled through the metal pin 5.

【0006】8は、反射鏡であり、電気光学結晶7の裏
面に蒸着された誘電体多層膜ミラーである。この反射鏡
8は、電気光学結晶7を透過したレーザ光Laを反射す
る。電気光学結晶7は、反射鏡8を介して絶縁体6の表
面に接合されている。
Reference numeral 8 denotes a reflecting mirror, which is a dielectric multilayer mirror that is deposited on the back surface of the electro-optic crystal 7. This reflecting mirror 8 reflects the laser beam La transmitted through the electro-optic crystal 7. The electro-optic crystal 7 is joined to the surface of the insulator 6 via the reflecting mirror 8.

【0007】9は、略円筒形状のケースであり、円筒形
状の円筒部9bと、該円筒部9bの一端部にテーパ形状
に形成され、かつ軸線に沿って貫通穴が形成された先端
部9aとが一体に形成されている。この先端部9aに
は、上述した金属ピン5、絶縁体6、電気光学結晶7お
よび反射鏡8が各々収容されている。
Reference numeral 9 denotes a substantially cylindrical case, which has a cylindrical portion 9b and a tip portion 9a formed in a tapered shape at one end of the cylindrical portion 9b and having a through hole formed along an axis. Are integrally formed. The metal pin 5, the insulator 6, the electro-optic crystal 7, and the reflecting mirror 8 are accommodated in the tip 9a.

【0008】10は、コネクタ11と図示しないレーザ
発生装置との間を接続する偏光保持光ファイバである。
上記レーザ発生装置は、直線偏光のレーザ光Laを発生
する。また、コネクタ11は、その出射端11aから出
射されるレーザ光Laが電気光学結晶7および反射鏡8
に対して垂直に入射される位置に配設されている。12
は、コネクタ11の左方に配設されたコリメートレンズ
であり、レーザ光Laを平行光に変換する。
Reference numeral 10 denotes a polarization maintaining optical fiber that connects between the connector 11 and a laser generator (not shown).
The laser generator generates linearly polarized laser light La. In addition, the connector 11 is configured such that the laser light La emitted from the emission end 11 a is formed by the electro-optic crystal 7 and the reflecting mirror 8.
At a position where the light is incident perpendicularly to the light. 12
Is a collimating lens disposed on the left side of the connector 11 and converts the laser light La into parallel light.

【0009】13は、コリメートレンズ12の左方に配
設された偏光ビームスプリッタであり、紙面に対して平
行なレーザ光Laの偏光成分を直進させるとともに、上
記紙面に対して垂直なレーザ光Laの偏光成分を、レー
ザ光Laの直進方向に対して90度曲げて直進させる。
14は、偏光ビームスプリッタ13の左方に配設された
ファラデー素子であり、偏光ビームスプリッタ13を透
過したレーザ光Laの偏光を紙面に対して45度回転さ
せる。
Reference numeral 13 denotes a polarization beam splitter disposed on the left side of the collimating lens 12, which makes the polarization component of the laser beam La parallel to the plane of the paper go straight, and the laser beam La perpendicular to the plane of the paper. Is polarized by 90 degrees with respect to the direction in which the laser beam La travels, and travels straight.
Reference numeral 14 denotes a Faraday element disposed on the left side of the polarization beam splitter 13, and rotates the polarization of the laser beam La transmitted through the polarization beam splitter 13 by 45 degrees with respect to the paper surface.

【0010】15は、ファラデー素子14の左方に、結
晶軸方位が22.5度傾くように配設された1/2波長
板であり、ファラデー素子14により回転された偏光を
紙面に対して平行にする。16は、1/2波長板15の
左方に配設された偏光ビームスプリッタであり、偏光ビ
ームスプリッタ13と同一構成とされている。17は、
偏光ビームスプリッタ16の左方に配設された波長板で
あり、偏光ビームスプリッタ16を透過したレーザ光L
aの強度バランスを調整することにより、最終的に得ら
れる電気光学プローブ4の出力信号のS/N(Signal/No
ise)を調整する。
Reference numeral 15 denotes a half-wave plate disposed to the left of the Faraday element 14 so that the crystal axis direction is inclined by 22.5 degrees. Be parallel. Reference numeral 16 denotes a polarization beam splitter disposed to the left of the half-wave plate 15, and has the same configuration as the polarization beam splitter 13. 17 is
A wavelength plate disposed on the left side of the polarization beam splitter 16;
a / S (Signal / No.) of the output signal of the electro-optical probe 4 finally obtained by adjusting the intensity balance of
adjust ise).

【0011】18は、偏光ビームスプリッタ16の上方
に配設された第1のフォトダイオードであり、偏光ビー
ムスプリッタ16により分岐されたレーザ光Laを第1
の電気信号S1に変換して、これを図示しない差動増幅
器へ出力する。19は、偏光ビームスプリッタ13の上
方に配設された第2のフォトダイオードであり、偏光ビ
ームスプリッタ13により分岐されたレーザ光Laを第
2の電気信号S2に変換して、これを図示しない差動増
幅器へ出力する。
Reference numeral 18 denotes a first photodiode disposed above the polarization beam splitter 16, and the first photodiode 18 converts the laser light La split by the polarization beam splitter 16 into a first light.
And outputs the same to a differential amplifier (not shown). Reference numeral 19 denotes a second photodiode disposed above the polarization beam splitter 13, which converts the laser beam La branched by the polarization beam splitter 13 into a second electric signal S2, and converts the laser signal La into a second electric signal S2. Output to the dynamic amplifier.

【0012】上記構成において、図6に示す金属ピン5
の先端部が信号線(図示略)に当接されると、信号線を
伝送している被測定信号のレベルに応じた電界が電気光
学結晶7と結合される。これにより、電気光学結晶7の
屈折率が電界の強度に応じて変化する。この状態におい
て、図示しないレーザ光発生装置からレーザ光Laが出
射されると、該レーザ光Laは、コネクタ11の出射端
11aから出射された後、コリメートレンズ12、偏光
ビームスプリッタ13、ファラデー素子14、1/2波
長板15、偏光ビームスプリッタ16および波長板17
を介して電気光学結晶7の表面に入射される。
In the above configuration, the metal pin 5 shown in FIG.
When the leading end of the device is brought into contact with a signal line (not shown), an electric field corresponding to the level of the signal under measurement transmitted through the signal line is coupled to the electro-optic crystal 7. Thereby, the refractive index of the electro-optic crystal 7 changes according to the intensity of the electric field. In this state, when the laser light La is emitted from a laser light generator (not shown), the laser light La is emitted from the emission end 11a of the connector 11, and then the collimator lens 12, the polarization beam splitter 13, the Faraday element 14 , Half-wave plate 15, polarizing beam splitter 16, and wave plate 17
Through the surface of the electro-optic crystal 7.

【0013】この結果、電気光学結晶7内部を伝搬して
いるレーザ光Laの偏光状態が変化する。そして、偏光
変化を受けたレーザ光Laは、反射鏡8により反射され
た後、電気光学結晶7の表面から出射され、偏光ビーム
スプリッタ16により分岐される。上記分岐された一方
のレーザ光Laは、第1のフォトダイオード18により
第1の電気信号S1に変換され、該第1の電気信号S1
は、差動増幅器へ入力される。
As a result, the polarization state of the laser light La propagating inside the electro-optic crystal 7 changes. Then, the laser beam La having undergone the polarization change is reflected by the reflecting mirror 8, emitted from the surface of the electro-optic crystal 7, and branched by the polarizing beam splitter 16. One of the split laser beams La is converted into a first electric signal S1 by a first photodiode 18, and the first electric signal S1 is converted to a first electric signal S1.
Is input to the differential amplifier.

【0014】また、偏光ビームスプリッタ16により分
岐された他方のレーザ光Laは、偏光ビームスプリッタ
13により第2のフォトダイオード19方向へ分岐され
た後、第2のフォトダイオード19により第2の電気信
号S2に変換される。そして、該第2の電気信号S2は、
差動増幅器に入力される。これにより、差動増幅器にお
いては、第1の電気信号S1と第2の電気信号S2とが差
動増幅された後、差動増幅された信号が電気光学プロー
ブ4の出力信号として電気光学サンプリングオシロスコ
ープの入力端子に入力される。この結果、電気光学サン
プリングオシロスコープの表示部には、信号線を伝送し
ている被測定信号の波形等が表示される。
The other laser beam La split by the polarization beam splitter 16 is split by the polarization beam splitter 13 in the direction of the second photodiode 19, and then the second electric signal is split by the second photodiode 19. Converted to S2. And the second electric signal S2 is
Input to the differential amplifier. Thus, in the differential amplifier, after the first electric signal S1 and the second electric signal S2 are differentially amplified, the differentially amplified signal is used as an output signal of the electro-optical probe 4 as an electro-optical sampling oscilloscope. Input terminal. As a result, the display section of the electro-optic sampling oscilloscope displays the waveform of the signal under measurement transmitted on the signal line and the like.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の電気光学サンプリングオシロスコープにおいては、
偏光変化を受けたレーザ光Laの偏光状態を第1のフォ
トダイオード18および第2のフォトダイオード19に
より直接検波するという、直接検波方式の構成が採用さ
れている。しかしながら、上述した電気光学サンプリン
グオシロスコープにおいては、直接検波方式を実現すべ
く、コリメートレンズ12、偏光ビームスプリッタ1
3、ファラデー素子14、1/2波長板15、偏光ビー
ムスプリッタ16および波長板17が用いられているた
め、光学系が複雑となるとともに、装置が大型になって
しまうという欠点もあった。本発明はこのような背景の
下になされたもので、光学系の構成を簡略化することが
でき、ひいては装置を小型にすることができる電気光学
サンプリングオシロスコープを提供することを目的とす
る。
By the way, in the above-mentioned conventional electro-optic sampling oscilloscope,
The configuration of the direct detection system is adopted in which the polarization state of the laser beam La having undergone the polarization change is directly detected by the first photodiode 18 and the second photodiode 19. However, in the above-described electro-optic sampling oscilloscope, the collimating lens 12, the polarizing beam splitter 1 and the
3. Since the Faraday element 14, the half-wave plate 15, the polarizing beam splitter 16 and the wave plate 17 are used, the optical system becomes complicated and the apparatus becomes large. The present invention has been made under such a background, and an object of the present invention is to provide an electro-optic sampling oscilloscope that can simplify the configuration of an optical system, and can further reduce the size of the device.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、基準レーザ光を発生する発光手段と、その表面に前
記基準レーザ光が入射され、前記被測定信号により生じ
る電界の強度に応じてその屈折率が変化する前記電気光
学結晶と、前記電気光学結晶の裏面に形成され前記電気
光学結晶を透過した前記基準レーザ光を反射する反射鏡
と、前記反射鏡により反射された反射光と同一周波数の
被合波光を発生する被合波光発生手段と、前記反射光と
前記被合波光とを合波する合波手段と、前記合波手段の
出力光に基づいて、前記被測定信号を検出する検出手段
とを具備することを特徴とする。また、請求項2に記載
の発明は、基準レーザ光を発生する発光手段と、前記被
測定信号により生じる電界の強度に応じてその屈折率が
変化する前記電気光学結晶と、前記電気光学結晶の裏面
に形成された反射鏡と、前記基準レーザ光を信号光と参
照光とに分岐し、前記信号光を前記電気光学結晶の表面
に入射する分岐手段と、前記信号光の往復光路長と半波
長の差を有する往復光路長をおいて前記分岐手段に対し
て対向配置され、前記参照光を被合波光として反射する
反射板と、前記反射鏡により反射された反射光と前記被
合波光とを合波する合波手段と、前記合波手段の出力光
に基づいて、前記被測定信号を検出する検出手段とを具
備することを特徴とする。また、請求項3に記載の発明
は、基準レーザ光を発生する発光手段と、その表面に前
記基準レーザ光が入射され、前記被測定信号により生じ
る電界の強度に応じてその屈折率が変化する前記電気光
学結晶と、前記電気光学結晶の裏面に形成され前記電気
光学結晶を透過した前記基準レーザ光を反射する反射鏡
と、前記反射鏡により反射された反射光と同一周波数の
被合波光を発生する被合波光発生手段と、前記反射光と
前記被合波光とを合波して、第1の出力光と、該第1の
出力光と逆位相の第2の出力光とを出力する合波手段
と、前記第1の出力光を第1の信号に変換する第1の変
換手段と、前記第2の出力光を第2の信号に変換する第
2の変換手段と、前記第1の信号と前記第2の信号とを
差動増幅する差動増幅手段と、前記差動増幅手段の出力
信号に基づいて、前記被測定信号を検出する検出手段と
を具備することを特徴とする。また、請求項4に記載の
発明は、基準レーザ光を発生する発光手段と、前記被測
定信号により生じる電界の強度に応じてその屈折率が変
化する前記電気光学結晶と、前記電気光学結晶の裏面に
形成された反射鏡と、前記基準レーザ光を信号光と参照
光とに分岐し、前記信号光を前記電気光学結晶の表面に
入射する分岐手段と、前記信号光の往復光路長と半波長
の差を有する往復光路長をおいて前記分岐手段に対して
対向配置され、前記参照光を被合波光として反射する反
射板と、前記反射光と前記被合波光とを合波して、第1
の出力光と、該第1の出力光と逆位相の第2の出力光と
を出力する合波手段と、前記第1の出力光を第1の信号
に変換する第1の変換手段と、前記第2の出力光を第2
の信号に変換する第2の変換手段と、前記第1の信号と
前記第2の信号とを差動増幅する差動増幅手段と、前記
差動増幅手段の出力信号に基づいて、前記被測定信号を
検出する検出手段とを具備することを特徴とする。ま
た、請求項5に記載の発明は、請求項1または3に記載
の電気光学サンプリングオシロスコープにおいて、前記
被合波光発生手段および前記合波手段は、光導波路素子
から構成されていることを特徴とする。また、請求項6
に記載の発明は、請求項2または4に記載の電気光学サ
ンプリングオシロスコープにおいて、前記分岐手段およ
び前記合波手段は、光導波路素子から構成されているこ
とを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a light emitting unit for generating a reference laser beam, wherein the reference laser beam is incident on a surface of the light emitting unit and the intensity of an electric field generated by the signal to be measured. The electro-optic crystal whose refractive index changes, a reflecting mirror formed on the back surface of the electro-optic crystal and reflecting the reference laser light transmitted through the electro-optic crystal, and reflected light reflected by the reflecting mirror. Based on the output light of the multiplexed light, the multiplexed light generating means for generating the multiplexed light having the same frequency, the multiplexing means for multiplexing the reflected light and the multiplexed light, and And a detecting means for detecting. The invention according to claim 2 is a light emitting unit that generates a reference laser beam, the electro-optic crystal whose refractive index changes according to the intensity of an electric field generated by the signal under measurement, and the electro-optic crystal. A reflecting mirror formed on the back surface, a branching means for splitting the reference laser light into a signal light and a reference light, and making the signal light incident on the surface of the electro-optic crystal; and a reciprocating optical path length and half of the signal light. A reflection plate that is disposed to face the branching unit with a reciprocating optical path length having a wavelength difference and that reflects the reference light as multiplexed light, reflected light reflected by the reflecting mirror, and the multiplexed light And a detecting means for detecting the signal under measurement based on the output light of the multiplexing means. According to a third aspect of the present invention, there is provided a light emitting unit for generating a reference laser beam, and the reference laser beam is incident on a surface of the light emitting unit, and the refractive index changes according to the intensity of an electric field generated by the signal under measurement. The electro-optic crystal, a reflecting mirror formed on the back surface of the electro-optic crystal and reflecting the reference laser light transmitted through the electro-optic crystal, and a multiplexed light having the same frequency as the reflected light reflected by the reflecting mirror. The generated multiplexed light generating means, multiplexes the reflected light and the multiplexed light, and outputs a first output light and a second output light having a phase opposite to that of the first output light. Multiplexing means, first conversion means for converting the first output light into a first signal, second conversion means for converting the second output light into a second signal, Amplifying means for differentially amplifying the second signal and the second signal; Based on the output signal, the characterized by comprising a detecting means for detecting the signal to be measured. The invention according to claim 4 is a light emitting unit that generates a reference laser beam, the electro-optic crystal whose refractive index changes according to the intensity of an electric field generated by the signal under measurement, and an electro-optic crystal. A reflecting mirror formed on the back surface, a branching means for splitting the reference laser light into a signal light and a reference light, and making the signal light incident on the surface of the electro-optic crystal; and a reciprocating optical path length and half of the signal light. A reflection plate disposed opposite to the branching unit with a reciprocating optical path length having a wavelength difference and reflecting the reference light as multiplexed light, and multiplexing the reflected light and the multiplexed light, First
Multiplexing means for outputting the output light of the above, and a second output light having a phase opposite to that of the first output light, a first conversion means for converting the first output light into a first signal, The second output light to a second
A second converting means for converting the first signal and the second signal into differential signals; a differential amplifying means for differentially amplifying the first signal and the second signal; Detecting means for detecting a signal. According to a fifth aspect of the present invention, in the electro-optic sampling oscilloscope according to the first or third aspect, the multiplexed light generating means and the multiplexing means are constituted by optical waveguide elements. I do. Claim 6
The invention described in (1) is characterized in that, in the electro-optic sampling oscilloscope according to (2) or (4), the branching means and the multiplexing means are constituted by optical waveguide elements.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】<第1実施形態>以下、図面を参
照して本発明の実施形態について説明する。図1は本発
明の第1実施形態による電気光学サンプリングオシロス
コープの要部の構成を示す図である。この図に示す電気
光学サンプリングオシロスコープは、ホモダイン検波に
より被測定信号を検出するものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <First Embodiment> An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of an electro-optic sampling oscilloscope according to a first embodiment of the present invention. The electro-optic sampling oscilloscope shown in FIG. 1 detects a signal under measurement by homodyne detection.

【0018】この図において、20は、図示しない電気
光学サンプリングオシロスコープの本体に設けられた発
光回路であり、基準レーザ光La0を光ファイバ21の一
端面へ出射する。22は、電気光学プローブであり、前
述したように、被測定信号によって発生する電界を電気
光学結晶に対して作用させた状態で、該電気光学結晶に
レーザ光が入射されると、レーザ光の偏光状態が変化す
るという原理を用いて被測定信号の検出を行うものであ
る。この電気光学プローブ22において、23は、たと
えば、3×2型の方向性結合器であり、光分岐および光
合波機能を有している。また、図1に示す例では、方向
性結合器23は、2×2型の方向性結合器として用いら
れている。
In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a light emitting circuit provided on the main body of an electro-optic sampling oscilloscope (not shown), which emits a reference laser beam La0 to one end surface of an optical fiber 21. Reference numeral 22 denotes an electro-optic probe. As described above, when a laser beam is incident on the electro-optic crystal in a state where an electric field generated by the signal under measurement is applied to the electro-optic crystal, the laser beam The signal to be measured is detected using the principle that the polarization state changes. In this electro-optic probe 22, reference numeral 23 is, for example, a 3 × 2 directional coupler, which has an optical branching and optical multiplexing function. In the example shown in FIG. 1, the directional coupler 23 is used as a 2 × 2 directional coupler.

【0019】この方向性結合器23は、光ファイバ21
を介して入射される基準レーザ光La0を信号光La1と参
照光La2とに分岐して、該信号光La1を光ファイバ24
の一端面に出射するとともに、該参照光La2を光ファイ
バ25の一端面に出射するという、分岐機能を有してい
る。一方、方向性結合器23は、光ファイバ24を介し
て入射される後述する信号光La1’と、光ファイバ25
を介して入射される後述する参照光La2’とを合波(干
渉)させて、後述する信号光La3として光ファイバ26
の一端面へ出射する。
The directional coupler 23 includes an optical fiber 21
The reference laser beam La0 incident through the optical fiber is branched into a signal beam La1 and a reference beam La2, and the signal beam La1 is split into an optical fiber 24.
And the reference light La2 is emitted to one end face of the optical fiber 25. On the other hand, the directional coupler 23 is connected to a signal light La 1 ′ to be described later,
The optical fiber 26 is multiplexed (interfered) with a later-described reference light La2 ′ incident through the optical fiber 26 as a later-described signal light La3.
Out to one end face of

【0020】27は金属ピンであり、28は電気光学結
晶であり、29は反射鏡である。これらの金属ピン2
7、電気光学結晶28および反射鏡29は、図6に示す
金属ピン5、電気光学結晶7および反射鏡8と同一構成
とされている。すなわち、電気光学結晶28は、金属ピ
ン27を介して結合された被測定信号による電界に応じ
て、一次の電気光学変化であるポッケルス効果によりそ
の屈折率が変化するという、光学的性質を有している。
また、反射鏡29は、電気光学結晶28の裏面に蒸着さ
れており、電気光学結晶28を透過した信号光La1を信
号光La1’として反射する。
Reference numeral 27 denotes a metal pin, reference numeral 28 denotes an electro-optic crystal, and reference numeral 29 denotes a reflecting mirror. These metal pins 2
7, the electro-optic crystal 28 and the reflecting mirror 29 have the same configuration as the metal pin 5, the electro-optic crystal 7 and the reflecting mirror 8 shown in FIG. That is, the electro-optic crystal 28 has an optical property that its refractive index changes due to the Pockels effect, which is a primary electro-optic change, according to the electric field of the signal under measurement coupled through the metal pin 27. ing.
The reflection mirror 29 is deposited on the back surface of the electro-optic crystal 28, and reflects the signal light La1 transmitted through the electro-optic crystal 28 as signal light La1 '.

【0021】30は、光ファイバ25の他端面近傍に配
設された反射板であり、光ファイバ25の他端面から出
射される参照光La2を参照光La2’として反射する。こ
こで、方向性結合器23の一方の入出射端から反射鏡2
9までの往復光路長と、方向性結合器23の他方の入出
射端から反射板30までの往復光路長との差は、半波長
とされており、該差が半波長のときには、高感度が得ら
れる。なお、両往復光路長の差は、かならずしも半波長
でなくてもよい。
Reference numeral 30 denotes a reflector disposed near the other end surface of the optical fiber 25, and reflects the reference light La2 emitted from the other end surface of the optical fiber 25 as the reference light La2 '. Here, one of the input / output ends of the directional coupler 23 is
The difference between the reciprocating optical path length up to 9 and the reciprocating optical path length from the other input / output end of the directional coupler 23 to the reflection plate 30 is a half wavelength. When the difference is a half wavelength, high sensitivity is obtained. Is obtained. The difference between the two reciprocating optical path lengths does not necessarily have to be a half wavelength.

【0022】31は、光ファイバ26を介して入射され
る信号光La3を受光する受光回路であり、上記信号光L
a3を電気信号に変換する光/電気変換機能を有してい
る。この電気信号は、被測定信号に対応する信号であ
る。また、上述した光ファイバ21、24、25および
26としては、偏波面保存光ファイバを用いることが望
ましい。
A light receiving circuit 31 receives the signal light La3 incident through the optical fiber 26.
It has a light / electric conversion function of converting a3 into an electric signal. This electric signal is a signal corresponding to the signal under measurement. It is desirable to use polarization-maintaining optical fibers as the optical fibers 21, 24, 25, and 26 described above.

【0023】上記構成において、図1に示す金属ピン2
7の先端部が信号線(図示略)に当接されると、信号線
を伝送している被測定信号のレベルに応じた電界が電気
光学結晶28と結合される。これにより、電気光学結晶
28の屈折率が電界の強度に応じて変化する。この状態
において、発光回路20から基準レーザ光La0が出射さ
れると、基準レーザ光La0は、光ファイバ21を介して
方向性結合器23へ入射される。そして、上記基準レー
ザ光La0は、方向性結合器23により信号光La1と参照
光La2に分岐される。上記信号光La1の周波数と参照光
La2の周波数は同一である。
In the above configuration, the metal pin 2 shown in FIG.
When the tip of 7 is brought into contact with a signal line (not shown), an electric field corresponding to the level of the signal under measurement transmitted through the signal line is coupled to electro-optic crystal 28. Thereby, the refractive index of the electro-optic crystal 28 changes according to the intensity of the electric field. In this state, when the reference laser light La0 is emitted from the light emitting circuit 20, the reference laser light La0 enters the directional coupler 23 via the optical fiber 21. Then, the reference laser light La0 is split by the directional coupler 23 into a signal light La1 and a reference light La2. The frequency of the signal light La1 and the frequency of the reference light La2 are the same.

【0024】ここで、信号光La1を円偏光とした場合、
信号光La1のx成分x1およびy成分y1は、基準レーザ
光La0の角周波数をω、時間をt、定数をAとすると次
の(1)式および(2)式で表される。 x1=A・sin(ωt) ・・・・・・・・・・(1) y1=A・cos(ωt) ・・・・・・・・・・(2)
Here, when the signal light La1 is circularly polarized,
The x component x1 and the y component y1 of the signal light La1 are expressed by the following equations (1) and (2), where ω is the angular frequency of the reference laser beam La0, t is the time, and A is a constant. x1 = A · sin (ωt) (1) y1 = A · cos (ωt) (2)

【0025】そして、方向性結合器23の一方の入出射
端から出射された信号光La1は、光ファイバ24を介し
て電気光学結晶28の表面に入射された後、反射鏡29
へ向けて電気光学結晶28の内部を伝搬する。この結
果、電気光学結晶28内部を伝搬している信号光La1の
偏光状態が変化する。伝搬中においては、信号光La1の
x成分x1の位相が変化せず、y成分y1の位相が変化す
るように電気光学結晶28の結晶軸を合わせる。そし
て、偏光変化を受けた信号光La1は、反射鏡29により
反射された後、信号光La1’として、光ファイバ24を
介して方向性結合器23の一方の入出射端に入射され
る。ここで、上記信号光La1’におけるx成分x1’
は、反射回数と反射状態により決定される係数をm、定
数をAとすると、次の(3)式で表され、他方、y成分
y1’は、位相変化量をΔφとすると次の(4)式で表
される。 x1’=A・sin(ωt+mπ) ・・・・・・・(3) y1’=A・cos(ωt+mπ+Δφ) ・・・・(4)
The signal light La1 emitted from one of the input / output ends of the directional coupler 23 enters the surface of the electro-optic crystal 28 via the optical fiber 24, and then is reflected by the reflection mirror 29.
To propagate inside the electro-optic crystal 28. As a result, the polarization state of the signal light La1 propagating inside the electro-optic crystal 28 changes. During propagation, the crystal axis of the electro-optic crystal 28 is adjusted so that the phase of the x component x1 of the signal light La1 does not change and the phase of the y component y1 changes. Then, the signal light La1 having undergone the polarization change is reflected by the reflecting mirror 29, and then enters the one input / output end of the directional coupler 23 via the optical fiber 24 as the signal light La1 '. Here, the x component x1 'in the signal light La1'
Is represented by the following equation (3), where m is a coefficient determined by the number of reflections and the reflection state, and A is a constant. On the other hand, the y component y1 'is expressed by the following (4) when the amount of phase change is Δφ. ) Expression. x1 ′ = A · sin (ωt + mπ) (3) y1 ′ = A · cos (ωt + mπ + Δφ) (4)

【0026】他方、方向性結合器23の他方の入出射端
から出射された参照光La2は、光ファイバ25を伝搬し
た後、反射板30により参照光La2’として反射され
る。そして、上記参照光La2’は、光ファイバ25を介
して方向性結合器23の他方の入出射端に入力される。
ここで、上記参照光La2’におけるx成分x2’は、整
数をn、定数をAとすると、次の(5)式で表され、他
方、y成分y2’は、次の(6)式で表される。 x2’=A・sin(ωt+nπ)・・・・・・・・(5) y2’=A・cos(ωt+nπ)・・・・・・・・(6)
On the other hand, the reference light La2 emitted from the other input / output end of the directional coupler 23 propagates through the optical fiber 25 and is reflected by the reflector 30 as the reference light La2 '. Then, the reference light La2 'is input to the other input / output end of the directional coupler 23 via the optical fiber 25.
Here, the x component x2 ′ in the reference light La2 ′ is expressed by the following equation (5), where n is an integer and A is a constant, while the y component y2 ′ is expressed by the following equation (6). expressed. x2 ′ = A · sin (ωt + nπ) (5) y2 ′ = A · cos (ωt + nπ) (6)

【0027】これにより、方向性結合器23において
は、信号光La1’と参照光La2’とが合波(混合)さ
れ、信号光La3が生成される。この信号光La3は、電気
光学結晶28伝搬している信号光La1の偏光面の変化を
示す信号の光であり、言い換えれば、被測定信号の変化
に応じた信号の光である。ここで、信号光La3における
y成分y3は、次の(7)式で表される。 y3=y1’+y2’ ・・・・・・・・・・・・・・・・(7) そして、上記(7)式の右辺に上述した(4)式および
(5)式を代入すると、次の(8)式が導かれる。 y3=A・cos(ωt+mπ+Δφ)+A・cos(ωt+nπ) =A・2・cos(ωt+(m+n)π/2+Δφ/2) ・cos(Δφ/2+(m−n)・π/2) ・・・・・・・(8)
As a result, in the directional coupler 23, the signal light La1 'and the reference light La2' are multiplexed (mixed), and the signal light La3 is generated. This signal light La3 is a signal light indicating a change in the polarization plane of the signal light La1 propagating through the electro-optic crystal 28, in other words, a signal light corresponding to the change in the signal under measurement. Here, the y component y3 of the signal light La3 is expressed by the following equation (7). y3 = y1 '+ y2' (7) Then, when the above expressions (4) and (5) are substituted into the right side of the above expression (7), The following equation (8) is derived. y3 = A · cos (ωt + mπ + Δφ) + A · cos (ωt + nπ) = A · 2 · cos (ωt + (m + n) π / 2 + Δφ / 2) ... (8)

【0028】上記(8)式において、前項のA・2・c
os(ωt+(m+n)π/2+Δφ/2)は、基準レ
ーザ光La0のベースバンド信号(キャリア)成分を表し
ており、後項のcos(Δφ/2+(m−n)・π/
2)は、被測定信号成分のエンベローブを表している。
また、上記cos(Δφ/2+(m−n)・π/2)か
らわかるように、微少な変動Δφに対して、最大感度に
なる条件は、信号光La1’と参照光La2’との位相差が
半波長(π+2・k・π(kは整数))であることから
次の(9)式で表される。 (m−n)・π/2=π/2+k・π ・・・・・・(9)
In the above equation (8), A · 2 · c
os (ωt + (m + n) π / 2 + Δφ / 2) represents a baseband signal (carrier) component of the reference laser beam La0, and cos (Δφ / 2 + (mn) · π /
2) represents the envelope of the signal component to be measured.
Further, as can be seen from the above-mentioned cos (Δφ / 2 + (mn) · π / 2), the condition for maximizing the sensitivity to the small fluctuation Δφ is the position of the signal light La1 ′ and the reference light La2 ′. Since the phase difference is a half wavelength (π + 2 · k · π (k is an integer)), it is expressed by the following equation (9). (Mn) · π / 2 = π / 2 + k · π (9)

【0029】そして、上記信号光La3は、光ファイバ2
6を介して受光回路31へ入射された後、受光回路31
により電気信号に変換される。この結果、電気光学サン
プリングオシロスコープの表示部には、信号線を伝送し
ている被測定信号の波形等が表示される。
The signal light La3 is transmitted to the optical fiber 2
6, after being incident on the light receiving circuit 31 through the light receiving circuit 31
Is converted into an electric signal. As a result, the display section of the electro-optic sampling oscilloscope displays the waveform of the signal under measurement transmitted on the signal line and the like.

【0030】以上説明したように、上述した第1実施形
態による電気光学サンプリングオシロスコープによれ
ば、直接検波方式に必要な偏光ビームスプリッタ13、
偏光ビームスプリッタ16等(図6参照)が不要である
ので、従来の電気光学サンプリングオシロスコープに比
して光学系の構成を簡略化することができ、ひいては装
置を小型にすることができる。
As described above, according to the electro-optic sampling oscilloscope according to the above-described first embodiment, the polarization beam splitter 13 necessary for the direct detection method is used.
Since the polarization beam splitter 16 and the like (see FIG. 6) are unnecessary, the configuration of the optical system can be simplified as compared with the conventional electro-optic sampling oscilloscope, and the device can be downsized.

【0031】<第2実施形態>次に、本発明の第2実施
形態による電気光学サンプリングオシロスコープの構成
について図2を参照して説明する。図2において、図1
の各部に対応する部分には同一の符号を付けその説明を
省略する。図2においては、図1に示す電気光学プロー
ブ22に代えて電気光学プローブ40が新たに設けられ
ており、さらに図1に示す光ファイバ24および25に
代えて、ハーフミラー41およびダミー光学回路42が
新たに設けられている。
<Second Embodiment> Next, the configuration of an electro-optic sampling oscilloscope according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, FIG.
The same reference numerals are given to the portions corresponding to the respective portions, and the description thereof is omitted. 2, an electro-optic probe 40 is newly provided in place of the electro-optic probe 22 shown in FIG. 1, and a half mirror 41 and a dummy optical circuit 42 are provided instead of the optical fibers 24 and 25 shown in FIG. Is newly provided.

【0032】図2に示すハーフミラー41は、電気光学
結晶28の同図左方に配設されており、光ファイバ21
の他端面から出射される基準レーザ光La0の例えば50
%を基準レーザ光La0に対して直角方向へ信号光La1と
して反射させるとともに、基準レーザ光La0の残りの5
0%を基準レーザ光La0の直進方向へ参照光La2として
透過させる。
The half mirror 41 shown in FIG. 2 is disposed on the left side of the electro-optic crystal 28 in FIG.
Of the reference laser beam La0 emitted from the other end face of the
% As a signal light La1 in a direction perpendicular to the reference laser light La0, and the remaining 5% of the reference laser light La0.
0% is transmitted as the reference light La2 in the direction in which the reference laser light La0 travels straight.

【0033】42は、ハーフミラー41の同図下方に配
設されたダミー光学回路であり、参照光La2の伝搬路の
屈折率を調整する。すなわち、ダミー光学回路42は、
ハーフミラー41から反射鏡29までの往復光路長と、
ハーフミラー41からダミー光学回路42の入出射端面
近傍に配設された反射板30までの往復光路長との差を
半波長とする役目をしている。このダミー光学回路42
は、例えば、ガラスから構成されている。
Reference numeral 42 denotes a dummy optical circuit disposed below the half mirror 41 in the figure, and adjusts the refractive index of the propagation path of the reference light La2. That is, the dummy optical circuit 42
A reciprocating optical path length from the half mirror 41 to the reflecting mirror 29;
The difference between the half mirror 41 and the reciprocating optical path length from the half mirror 41 to the reflection plate 30 disposed near the entrance / exit end face of the dummy optical circuit 42 is set to a half wavelength. This dummy optical circuit 42
Is made of, for example, glass.

【0034】上記構成において、図2に示す金属ピン2
7の先端部が信号線(図示略)に当接されると、信号線
を伝送している被測定信号のレベルに応じた電界が電気
光学結晶28と結合される。これにより、電気光学結晶
28の屈折率が電界の強度に応じて変化する。この状態
において、発光回路20から出射された基準レーザ光L
a0は、光ファイバ21を介してハーフミラー41へ導か
れる。これにより、基準レーザ光La0の一部は、ハーフ
ミラー41により信号光La1として電気光学結晶28の
表面に入射された後、反射鏡29へ向けて電気光学結晶
28の内部を伝搬する。
In the above configuration, the metal pin 2 shown in FIG.
When the tip of 7 is brought into contact with a signal line (not shown), an electric field corresponding to the level of the signal under measurement transmitted through the signal line is coupled to electro-optic crystal 28. Thereby, the refractive index of the electro-optic crystal 28 changes according to the intensity of the electric field. In this state, the reference laser light L emitted from the light emitting circuit 20
a0 is guided to the half mirror 41 via the optical fiber 21. As a result, a part of the reference laser light La0 is incident on the surface of the electro-optic crystal 28 as the signal light La1 by the half mirror 41, and then propagates inside the electro-optic crystal 28 toward the reflection mirror 29.

【0035】この結果、電気光学結晶28内部を伝搬し
ている信号光La1の偏光状態が変化する。そして、偏光
変化を受けた信号光La1は、反射鏡29により信号光L
a1’として反射された後、電気光学結晶28の表面から
出射される。さらに上記信号光La1’の一部は、ハーフ
ミラー41を透過して光ファイバ26の他端面に入射さ
れる。
As a result, the polarization state of the signal light La1 propagating inside the electro-optic crystal 28 changes. Then, the signal light La1 which has undergone the polarization change is reflected by the reflecting mirror 29 into the signal light L1.
After being reflected as a1 ', it is emitted from the surface of the electro-optic crystal 28. Further, a part of the signal light La1 ′ passes through the half mirror 41 and is incident on the other end surface of the optical fiber 26.

【0036】他方、基準レーザ光La0の残りは、ハーフ
ミラー41を透過して参照光La2として、ダミー光学回
路42を伝搬した後、反射板30により参照光La2’と
して反射される。そして、上記参照光La2’は、ダミー
光学回路42を伝搬した後、ハーフミラー41によりそ
の一部が光ファイバ26の他端面に入射される。
On the other hand, the remainder of the reference laser beam La0 is transmitted through the half mirror 41 as the reference beam La2, propagates through the dummy optical circuit 42, and is reflected by the reflector 30 as the reference beam La2 '. After the reference light La2 ′ propagates through the dummy optical circuit, a part of the reference light La2 ′ is incident on the other end surface of the optical fiber 26 by the half mirror 41.

【0037】これにより、光ファイバ26においては、
信号光La1’と参照光La2’とが合波(混合)され、信
号光La3が生成される。ここで、上記信号光La3は、電
気光学結晶28伝搬している信号光La1の偏光面の変化
を示す信号の光であり、言い換えれば、被測定信号の変
化に応じた信号の光である。
Thus, in the optical fiber 26,
The signal light La1 'and the reference light La2' are multiplexed (mixed) to generate a signal light La3. Here, the signal light La3 is a signal light indicating a change in the polarization plane of the signal light La1 propagating through the electro-optic crystal 28, in other words, a signal light corresponding to a change in the signal under measurement.

【0038】そして、上記信号光La3は、光ファイバ2
6を介して受光回路31へ入射された後、受光回路31
により電気信号に変換される。この結果、電気光学サン
プリングオシロスコープの表示部には、信号線を伝送し
ている被測定信号の波形等が表示される。
The signal light La3 is transmitted to the optical fiber 2
6, after being incident on the light receiving circuit 31 through the light receiving circuit 31
Is converted into an electric signal. As a result, the display section of the electro-optic sampling oscilloscope displays the waveform of the signal under measurement transmitted on the signal line and the like.

【0039】以上説明したように、上述した第2実施形
態による電気光学サンプリングオシロスコープによれ
ば、第1実施形態による電気光学サンプリングオシロス
コープと同様の効果が得られる。
As described above, according to the electro-optic sampling oscilloscope according to the above-described second embodiment, the same effect as the electro-optic sampling oscilloscope according to the first embodiment can be obtained.

【0040】<第3実施形態>次に、本発明の第3実施
形態による電気光学サンプリングオシロスコープの構成
について図3を参照して説明する。図3において、図1
の各部に対応する部分には同一の符号を付けその説明を
省略する。図3においては、方向性結合器50および光
ファイバ51が新たに設けられている。また、図3にお
いて、方向性結合器23は、1×2型のものとして用い
られている。
<Third Embodiment> Next, the configuration of an electro-optic sampling oscilloscope according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, FIG.
The same reference numerals are given to the portions corresponding to the respective portions, and the description thereof is omitted. In FIG. 3, a directional coupler 50 and an optical fiber 51 are newly provided. In FIG. 3, the directional coupler 23 is used as a 1 × 2 type.

【0041】図3に示す方向性結合器50は、電気光学
サンプリングオシロスコープの本体(図示略)に設けら
れており、光ファイバ21を介して入射される基準レー
ザ光La0を光ファイバ51の一端面に出射するととも
に、光ファイバ51を介して入射される信号光La3を光
ファイバ26の一端面に出射する。光ファイバ51は、
方向性結合器50の入出射端と方向性結合器23の入出
射端との間を接続する。すなわち、第3実施形態による
電気光学サンプリングオシロスコープにおいては、本体
(図示略)と電気光学プローブ22との間が1本の光フ
ァイバ51により接続されている。この光ファイバ51
としては、偏波面保存光ファイバを用いることが望まし
い。
The directional coupler 50 shown in FIG. 3 is provided on the main body (not shown) of the electro-optic sampling oscilloscope, and transmits the reference laser beam La0 incident through the optical fiber 21 to one end of the optical fiber 51. And the signal light La3 incident through the optical fiber 51 is emitted to one end surface of the optical fiber 26. The optical fiber 51 is
The input / output end of the directional coupler 50 and the input / output end of the directional coupler 23 are connected. That is, in the electro-optic sampling oscilloscope according to the third embodiment, a main body (not shown) and the electro-optic probe 22 are connected by one optical fiber 51. This optical fiber 51
It is desirable to use a polarization-maintaining optical fiber.

【0042】上記構成において、図3に示す金属ピン2
7の先端部が信号線(図示略)に当接されると、信号線
を伝送している被測定信号のレベルに応じた電界が電気
光学結晶28と結合され、電気光学結晶28の屈折率が
電界の強度に応じて変化する。この状態において、発光
回路20から基準レーザ光La0が出射されると、基準レ
ーザ光La0は、光ファイバ21、方向性結合器50およ
び光ファイバ51を介して方向性結合器23へ入射され
る。そして、上記基準レーザ光La0は、前述した動作と
同様にして、方向性結合器23により信号光La1と参照
光La2に分岐される。
In the above configuration, the metal pin 2 shown in FIG.
When the tip of 7 is brought into contact with a signal line (not shown), an electric field corresponding to the level of the signal under measurement transmitted through the signal line is combined with the electro-optic crystal 28, and the refractive index of the electro-optic crystal 28 Changes according to the strength of the electric field. In this state, when the reference laser light La0 is emitted from the light emitting circuit 20, the reference laser light La0 enters the directional coupler 23 via the optical fiber 21, the directional coupler 50, and the optical fiber 51. Then, the reference laser beam La0 is split into a signal beam La1 and a reference beam La2 by the directional coupler 23 in the same manner as the operation described above.

【0043】そして、方向性結合器23の一方の入出射
端から出射された信号光La1は、光ファイバ24を介し
て電気光学結晶28の表面に入射される。この結果、電
気光学結晶28内部を伝搬している信号光La1の偏光状
態が変化する。この変化を受けた信号光La1は、反射鏡
29により反射された後、電気光学結晶28の表面から
出射された後、光ファイバ24を介して、方向性結合器
23の一方の入出射端に入射される。
The signal light La 1 emitted from one of the input / output ends of the directional coupler 23 is incident on the surface of the electro-optic crystal 28 via the optical fiber 24. As a result, the polarization state of the signal light La1 propagating inside the electro-optic crystal 28 changes. The signal light La1 having undergone this change is reflected by the reflecting mirror 29, then emitted from the surface of the electro-optic crystal 28, and then, via the optical fiber 24, to one of the input / output ends of the directional coupler 23. Incident.

【0044】他方、方向性結合器23の他方の入出射端
から出射された参照光La2は、光ファイバ25を伝搬し
た後、反射板30により参照光La2’として反射され
る。そして、上記参照光La2’は、光ファイバ25を介
して方向性結合器23の他方の入出射端に入力される。
On the other hand, the reference light La2 emitted from the other input / output end of the directional coupler 23 propagates through the optical fiber 25 and is reflected by the reflector 30 as the reference light La2 '. Then, the reference light La2 'is input to the other input / output end of the directional coupler 23 via the optical fiber 25.

【0045】これにより、方向性結合器23において
は、信号光La1’と参照光La2’とが合波(混合)さ
れ、信号光La3が生成される。そして、この信号光La3
は、光ファイバ51を介して方向性結合器50に導かれ
た後、方向性結合器50により光ファイバ26の一端面
に導かれ、さらに受光回路31により受光される。この
結果、電気光学サンプリングオシロスコープの表示部に
は、信号線を伝送している被測定信号の波形等が表示さ
れる。
As a result, in the directional coupler 23, the signal light La1 'and the reference light La2' are multiplexed (mixed) to generate the signal light La3. And this signal light La3
Is guided to the directional coupler 50 via the optical fiber 51, guided to one end surface of the optical fiber 26 by the directional coupler 50, and further received by the light receiving circuit 31. As a result, the display section of the electro-optic sampling oscilloscope displays the waveform of the signal under measurement transmitted on the signal line and the like.

【0046】以上説明したように、上述した第3実施形
態による電気光学サンプリングオシロスコープによれ
ば、本体と電気光学プローブ22との間を接続する光フ
ァイバ51が1本ですむので、電気光学プローブ22を
小型にすることができる。
As described above, according to the electro-optic sampling oscilloscope according to the third embodiment described above, only one optical fiber 51 is required to connect between the main body and the electro-optic probe 22. Can be reduced in size.

【0047】<第4実施形態>次に、本発明の第4実施
形態による電気光学サンプリングオシロスコープの構成
について図4を参照して説明する。図4において、図1
の各部に対応する部分には同一の符号を付けその説明を
省略する。図4においては、図1に示す受光回路31に
代えて、光ファイバ54、第1のフォトダイオード5
5、第2のフォトダイオード56および差動増幅器57
が設けられている。
<Fourth Embodiment> Next, the configuration of an electro-optic sampling oscilloscope according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 4, FIG.
The same reference numerals are given to the portions corresponding to the respective portions, and the description thereof is omitted. 4, an optical fiber 54 and a first photodiode 5 are used instead of the light receiving circuit 31 shown in FIG.
5. Second photodiode 56 and differential amplifier 57
Is provided.

【0048】図4に示す方向性結合器23は、3×2型
のものとして用いられており、光ファイバ54の一端部
が接続されている出射端からは、例えば、コヒーレント
光ファイバ通信に用いられているバランスド受光回路の
様に、信号光La3と逆位相の信号光La3’が出射され
る。第1のフォトダイオード55は、光ファイバ26を
介して入射される信号光La3を受光して、これを第1の
電気信号S1に変換する。第2のフォトダイオード56
は、光ファイバ54を介して入射される信号光La3’を
受光して、これを第2の電気信号S2に変換する。差動
増幅器57は、第1の電気信号S1と第2の電気信号S2
とを差動増幅する。また、光ファイバ54としては、偏
波面保存光ファイバを用いることが望ましい。
The directional coupler 23 shown in FIG. 4 is used as a 3 × 2 type, and is used, for example, for coherent optical fiber communication from the output end to which one end of the optical fiber 54 is connected. The signal light La3 ′ having the opposite phase to the signal light La3 is emitted like the balanced light receiving circuit. The first photodiode 55 receives the signal light La3 incident via the optical fiber 26, and converts the signal light La3 into a first electric signal S1. Second photodiode 56
Receives the signal light La3 'incident through the optical fiber 54, and converts it into a second electric signal S2. The differential amplifier 57 includes a first electric signal S1 and a second electric signal S2.
Are differentially amplified. It is desirable to use a polarization-maintaining optical fiber as the optical fiber 54.

【0049】上記構成において、図4に示す金属ピン2
7の先端部が信号線(図示略)に当接されると、信号線
を伝送している被測定信号のレベルに応じた電界が電気
光学結晶28と結合され、電気光学結晶28の屈折率が
電界の強度に応じて変化する。この状態において、発光
回路20から基準レーザ光La0が出射されると、基準レ
ーザ光La0は、光ファイバ21、方向性結合器23を経
由して、信号光La1と参照光La2とに分岐される。ここ
で、今、基準レーザ光La0には、ゆらぎ等による雑音成
分が含まれているものとする。
In the above configuration, the metal pin 2 shown in FIG.
When the tip of 7 is brought into contact with a signal line (not shown), an electric field corresponding to the level of the signal under measurement transmitted through the signal line is combined with the electro-optic crystal 28, and the refractive index of the electro-optic crystal 28 Changes according to the strength of the electric field. In this state, when the reference laser light La0 is emitted from the light emitting circuit 20, the reference laser light La0 is split into the signal light La1 and the reference light La2 via the optical fiber 21 and the directional coupler 23. . Here, it is assumed that the reference laser beam La0 includes a noise component due to fluctuation or the like.

【0050】そして、信号光La1は、電気光学結晶28
を伝搬した後、反射鏡29により信号光La1’として反
射され、光ファイバ24を介して方向性結合器23の入
出射端に入射される。これと同時に、参照光La2は、光
ファイバ25を伝搬した後、反射板30により参照光L
a2’として反射され、光ファイバ25を介して方向性結
合器23の入出射端に入射される。
The signal light La1 is applied to the electro-optic crystal 28.
Is reflected by the reflecting mirror 29 as signal light La1 ', and is incident on the input / output end of the directional coupler 23 via the optical fiber 24. At the same time, after the reference light La2 propagates through the optical fiber 25, the reference light
The light is reflected as a2 'and is incident on the input / output end of the directional coupler 23 via the optical fiber 25.

【0051】これにより、方向性結合器23において
は、信号光La1’と参照光La2’とが合波(混合)さ
れ、例えば、コヒーレント光ファイバ通信に用いられて
いるバランスド受光回路の様に、信号光La3とこの信号
光La3と逆位相の信号光La3’とが各々生成される。そ
して、上記信号光La3は、光ファイバ26を介して第1
のフォトダイオード55に導かれた後、第1の電気信号
S1に変換される。一方、信号光La3’は、光ファイバ
54を介して第2のフォトダイオード56へ導かれた
後、第2の電気信号S2に変換される。
As a result, in the directional coupler 23, the signal light La1 'and the reference light La2' are multiplexed (mixed), for example, as in a balanced light receiving circuit used for coherent optical fiber communication. , And a signal light La3 ′ having an opposite phase to the signal light La3 is generated. The signal light La3 is transmitted through the optical fiber 26 to the first
Is converted to a first electric signal S1. On the other hand, the signal light La3 'is guided to the second photodiode 56 via the optical fiber 54, and is converted into a second electric signal S2.

【0052】そして、差動増幅器57においては、第1
の電気信号S1と第2の電気信号S2とが差動増幅され
る。このとき、第1の電気信号S1と第2の電気信号S2
とが逆位相とされているため、基準レーザ光La0に含ま
れているノイズ成分がキャンセルされる。この結果、電
気光学サンプリングオシロスコープの表示部には、信号
線を伝送している被測定信号の波形等が表示される。
In the differential amplifier 57, the first
The electric signal S1 and the second electric signal S2 are differentially amplified. At this time, the first electric signal S1 and the second electric signal S2
Are out of phase, the noise component included in the reference laser beam La0 is cancelled. As a result, the display section of the electro-optic sampling oscilloscope displays the waveform of the signal under measurement transmitted on the signal line and the like.

【0053】以上説明したように、上述した第4実施形
態による電気光学サンプリングオシロスコープによれ
ば、基準レーザ光La0に含まれるノイズ成分が差動増幅
器57によりキャンセルされるので、差動増幅器57の
出力信号のS/Nを向上させることができ、ひいては被
測定信号の検出感度を向上させることができる。
As described above, according to the electro-optic sampling oscilloscope according to the above-described fourth embodiment, since the noise component included in the reference laser beam La0 is canceled by the differential amplifier 57, the output of the differential amplifier 57 The S / N of the signal can be improved, and the detection sensitivity of the signal under measurement can be improved.

【0054】<第5実施形態>図5は、本発明の第5実
施形態による電気光学サンプリングオシロスコープの要
部の構成を示す図である。この図において、図1の各部
に対応する部分には同一の符号を付けその説明を省略す
る。図5においては、図1に示す方向性結合器23に代
えて、光導波路素子100が設けられている。図5に示
す光導波路素子100は、方向性結合器23(図1参
照)と同様にして、光信号を分岐・結合させる機能を有
している。この光導波路素子100において、100a
は、光ファイバ21の他端部に接続された光導波路であ
り、基準レーザ光La0を光分岐結合部100bへ導く。
この光分岐結合部100bは、基準レーザ光La0を信号
光La1と参照光La2とに分岐する一方、信号光La1’と
参照光La2’とを結合(合波)させて、これを信号光L
a3として出力する。
<Fifth Embodiment> FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a main part of an electro-optic sampling oscilloscope according to a fifth embodiment of the present invention. In this figure, parts corresponding to the respective parts in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. 5, an optical waveguide device 100 is provided instead of the directional coupler 23 shown in FIG. The optical waveguide element 100 shown in FIG. 5 has a function of branching and coupling an optical signal, similarly to the directional coupler 23 (see FIG. 1). In this optical waveguide device 100, 100a
Is an optical waveguide connected to the other end of the optical fiber 21, and guides the reference laser light La0 to the optical branching / coupling unit 100b.
The optical branching / coupling unit 100b branches the reference laser beam La0 into the signal light La1 and the reference light La2, and combines (combines) the signal light La1 ′ with the reference light La2 ′, and combines the signal light La1 with the signal light La2.
Output as a3.

【0055】100cは、光導波路であり、光分岐結合
部100bにより分岐された信号光La1を電気光学結晶
28へ導く一方、信号光La1’を光分岐結合部100b
へ導く。100dは、光分岐結合部100bと反射板3
0との間に形成された光導波路であり、光分岐結合部1
00bにより分岐された参照光La2を反射板30へ導く
一方、反射板30により反射された参照光La2’を光分
岐結合部100bへ導く。この光導波路100dは、図
1に示す光ファイバ25に対応している。ここで、光導
波路100cの往復光路長と、光導波路100dの往復
光路長との差は、半波長とされており、該差が半波長の
ときには、高感度が得られる。なお、両往復光路長の差
は、かならずしも半波長でなくてもよい。
An optical waveguide 100c guides the signal light La1 branched by the optical branching / coupling section 100b to the electro-optic crystal 28, while transmitting the signal light La1 'to the optical branching / coupling section 100b.
Lead to. 100d is the light branching / coupling unit 100b and the reflector 3
0, which is an optical waveguide formed between the optical
The reference light La2 branched by 00b is guided to the reflection plate 30, while the reference light La2 ′ reflected by the reflection plate 30 is guided to the light branching / coupling unit 100b. This optical waveguide 100d corresponds to the optical fiber 25 shown in FIG. Here, the difference between the reciprocating optical path length of the optical waveguide 100c and the reciprocating optical path length of the optical waveguide 100d is a half wavelength, and high sensitivity is obtained when the difference is a half wavelength. The difference between the two reciprocating optical path lengths does not necessarily have to be a half wavelength.

【0056】上記構成において、図5に示す金属ピン2
7の先端部が信号線(図示略)に当接されると、信号線
を伝送している被測定信号のレベルに応じた電界が電気
光学結晶28と結合される。これにより、電気光学結晶
28の屈折率が電界の強度に応じて変化する。この状態
において、発光回路20から基準レーザ光La0が出射さ
れると、基準レーザ光La0は、光ファイバ21および光
導波路100aを介して、光分岐結合部100bに入射
される。そして、上記基準レーザ光La0は、光分岐結合
部100bにより信号光La1と参照光La2に分岐され
る。ここで、上記信号光La1の周波数と参照光La2の周
波数は同一である。
In the above configuration, the metal pin 2 shown in FIG.
When the tip of 7 is brought into contact with a signal line (not shown), an electric field corresponding to the level of the signal under measurement transmitted through the signal line is coupled to electro-optic crystal 28. Thereby, the refractive index of the electro-optic crystal 28 changes according to the intensity of the electric field. In this state, when the reference laser light La0 is emitted from the light emitting circuit 20, the reference laser light La0 enters the optical branching / coupling unit 100b via the optical fiber 21 and the optical waveguide 100a. Then, the reference laser beam La0 is split into the signal light La1 and the reference light La2 by the optical splitter / coupler 100b. Here, the frequency of the signal light La1 and the frequency of the reference light La2 are the same.

【0057】そして、上記信号光La1は、光導波路10
0cを介して電気光学結晶28の表面に入射された後、
反射鏡29へ向けて電気光学結晶28の内部を伝搬す
る。この結果、電気光学結晶28内部を伝搬している信
号光La1の偏光状態が変化する。そして、偏光変化を受
けた信号光La1は、反射鏡29により反射された後、電
気光学結晶28の表面から出射された後、光導波路10
0cを介して、光分岐結合部100bに入射される。
The signal light La1 is transmitted to the optical waveguide 10
0c through the surface of the electro-optic crystal 28 via
The light propagates inside the electro-optic crystal 28 toward the reflection mirror 29. As a result, the polarization state of the signal light La1 propagating inside the electro-optic crystal 28 changes. Then, the signal light La1 having undergone the polarization change is reflected by the reflecting mirror 29, and then is emitted from the surface of the electro-optic crystal 28, and then the optical waveguide 10
The light is incident on the optical branching / coupling unit 100b through the line 0c.

【0058】他方、参照光La2は、光導波路100dを
伝搬した後、反射板30により参照光La2’として反射
される。そして、上記参照光La2’は、光導波路100
dを介して光分岐結合部100bに入力される。これに
より、光分岐結合部100bにおいては、信号光La1’
と参照光La2’とが合波(混合)され、信号光La3が生
成される。ここで、上記信号光La3は、電気光学結晶2
8伝搬している信号光La1の偏光面の変化を示す信号の
光である。
On the other hand, the reference light La2 propagates through the optical waveguide 100d and is reflected by the reflector 30 as the reference light La2 '. Then, the reference light La2 ′ is
The signal is input to the optical branching / coupling unit 100b via the line d. As a result, in the optical branching / coupling unit 100b, the signal light La1 ′
And the reference light La2 ′ are multiplexed (mixed) to generate the signal light La3. Here, the signal light La3 is the electro-optic crystal 2
8 is a signal light indicating a change in the plane of polarization of the propagating signal light La1.

【0059】そして、上記信号光La3は、光ファイバ2
6を介して受光回路31へ入射された後、受光回路31
により電気信号に変換される。この結果、電気光学サン
プリングオシロスコープの表示部には、信号線を伝送し
ている被測定信号の波形等が表示される。
The signal light La3 is transmitted to the optical fiber 2
6, after being incident on the light receiving circuit 31 through the light receiving circuit 31
Is converted into an electric signal. As a result, the display section of the electro-optic sampling oscilloscope displays the waveform of the signal under measurement transmitted on the signal line and the like.

【0060】以上図面を参照して本発明の実施形態につ
いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りの
設計変更等があっても、本発明に含まれる。例えば、上
述した第1、第3および第4実施形態による電気光学サ
ンプリングオシロスコープにおいては、光ファイバ24
および光ファイバ25による光ファイバ結合の構成が採
用されているが、方向性結合器23と電気光学結晶28
および反射板30とを空間結合とする構成としてもよ
い。
Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. Even this is included in the present invention. For example, in the electro-optic sampling oscilloscope according to the first, third and fourth embodiments described above, the optical fiber 24
And a configuration of optical fiber coupling using an optical fiber 25 is adopted.
Alternatively, a configuration may be adopted in which the reflector 30 and the reflector 30 are spatially coupled.

【0061】さらに、上述した第1〜第5実施形態によ
る電気光学サンプリングオシロスコープにおいては、電
気光学結晶28として、BSOを用いた例について説明
したが、これに限定されることなく、上記BSOに代え
てLN(LiNbO3)、CdTeまたはBTO(Bi
12TiO20)を用いてもよい。また、上述した第1実施
形態による電気光学サンプリングオシロスコープにおい
ては、信号光La1’と参照光La2’との位相差を半波長
とする構成について説明したが、上記位相差の精度を向
上させるべく、光ファイバ24または光ファイバ25を
曲げることにより位相差を微調整する位相差調整手段を
設けてもよい。上記位相差手段としては、光ファイバ2
4または25の周囲温度を変えることにより、位相差を
制御する温度制御型のもの、また電圧制御型EO結晶が
ある。また、上述した第2実施形態による電気光学サン
プリングオシロスコープにおいては、図2に示すガラス
からなるダミー光学回路42を用いた例について説明し
たが、このダミー光学回路42を設けることなく、ハー
フミラー41とダミー光学回路42との間を空間結合と
する構成としてもよい。
Further, in the electro-optic sampling oscilloscope according to the first to fifth embodiments described above, an example was described in which BSO was used as the electro-optic crystal 28. However, the present invention is not limited to this. LN (LiNbO 3 ), CdTe or BTO (Bi
12 TiO 20 ) may be used. Further, in the electro-optic sampling oscilloscope according to the above-described first embodiment, the configuration in which the phase difference between the signal light La1 ′ and the reference light La2 ′ is set to a half wavelength has been described. In order to improve the accuracy of the phase difference, A phase difference adjusting means for finely adjusting the phase difference by bending the optical fiber 24 or the optical fiber 25 may be provided. As the phase difference means, an optical fiber 2
There are a temperature control type EO crystal in which the phase difference is controlled by changing the ambient temperature of 4 or 25, and a voltage control type EO crystal. Further, in the electro-optic sampling oscilloscope according to the above-described second embodiment, the example using the dummy optical circuit 42 made of glass shown in FIG. 2 has been described, but without providing the dummy optical circuit 42, the half mirror 41 A configuration in which the space between the dummy optical circuit 42 and the dummy optical circuit 42 is used may be adopted.

【0062】また、上述した第3実施形態による電気光
学サンプリングオシロスコープにおいては、方向性結合
器50に代えて、サーキュレータを用いてもよい。同様
にして、上述した第2実施形態による電気光学サンプリ
ングオシロスコープにおいては、ハーフミラー41に代
えて方向性結合器を用いてもよい。
In the electro-optic sampling oscilloscope according to the third embodiment described above, a circulator may be used instead of the directional coupler 50. Similarly, in the electro-optic sampling oscilloscope according to the above-described second embodiment, a directional coupler may be used instead of the half mirror 41.

【0063】また、上述した第1〜第5実施形態による
電気光学サンプリングオシロスコープにおいては、電気
光学結晶28に対して被測定信号による電界が十分に作
用する場合、金属ピン27を設けない構成としてもよ
い。
In the electro-optic sampling oscilloscopes according to the first to fifth embodiments, when the electric field due to the signal to be measured sufficiently acts on the electro-optic crystal 28, the metal pin 27 may not be provided. Good.

【0064】また、上述した第1〜第4実施形態による
電気光学サンプリングオシロスコープにおいては、光フ
ァイバ25および反射板30を設けて、信号光La1’と
同一周波数の参照光La2’を生成する例について説明し
たが、光ファイバ25および反射板30に代えて、信号
光La1’と同一周波数のレーザ光を方向性結合器23へ
入射するレーザ光発生装置を設けてもよい。
In the electro-optic sampling oscilloscope according to the first to fourth embodiments described above, an example in which the optical fiber 25 and the reflecting plate 30 are provided to generate the reference light La2 'having the same frequency as the signal light La1'. As described above, instead of the optical fiber 25 and the reflection plate 30, a laser light generating device that causes the laser light having the same frequency as the signal light La1 'to enter the directional coupler 23 may be provided.

【0065】加えて、上述した第1〜第5実施形態によ
る電気光学サンプリングオシロスコープにおいては、発
光回路20の光源の位相が安定しない場合、受光回路3
1において2乗検波を行うようにしてもよい。
In addition, in the electro-optic sampling oscilloscope according to the above-described first to fifth embodiments, when the phase of the light source of the light emitting circuit 20 is not stable, the light receiving circuit 3
In step 1, square detection may be performed.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の電気光学サンプリングオシロスコープに用いられ
ていた偏光ビームスプリッタ等が不要であるので、光学
系の構成を簡略化することができ、ひいては装置を小型
にすることができるという効果が得られる。さらに、請
求項3、4に記載の発明によれば、基準レーザ光に含ま
れるノイズ成分が差動増幅手段によりキャンセルされる
ので、差動増幅手段の出力信号のS/Nを向上させるこ
とができ、ひいては被測定信号の検出感度を向上させる
ことができるという効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
Since a polarization beam splitter or the like used in a conventional electro-optic sampling oscilloscope is not required, the configuration of the optical system can be simplified, and the device can be downsized. Furthermore, according to the third and fourth aspects of the present invention, since the noise component included in the reference laser beam is canceled by the differential amplifier, the S / N of the output signal of the differential amplifier can be improved. As a result, the effect of improving the detection sensitivity of the signal under measurement can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1実施形態による電気光学サンプ
リングオシロスコープの要部の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of an electro-optic sampling oscilloscope according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 同第2実施形態による電気光学サンプリング
オシロスコープの要部の構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an electro-optic sampling oscilloscope according to a second embodiment.

【図3】 同第3実施形態による電気光学サンプリング
オシロスコープの要部の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a main part of an electro-optic sampling oscilloscope according to a third embodiment.

【図4】 同第4実施形態による電気光学サンプリング
オシロスコープの要部の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a main part of an electro-optic sampling oscilloscope according to a fourth embodiment.

【図5】 同第5実施形態による電気光学サンプリング
オシロスコープの要部の構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a main part of an electro-optic sampling oscilloscope according to a fifth embodiment.

【図6】 従来の電気光学サンプリングオシロスコープ
における電気光学プローブの構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an electro-optic probe in a conventional electro-optic sampling oscilloscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 発光回路 21 光ファイバ 22 電気光学プローブ 23 方向性結合器 28 電気光学結晶 29 反射鏡 30 反射板 31 受光回路 40 電気光学プローブ 41 ハーフミラー 42 ダミー光学回路 50 方向性結合器 55 第1のフォトダイオード 56 第2のフォトダイオード 57 差動増幅器 100 光導波路素子 REFERENCE SIGNS LIST 20 light emitting circuit 21 optical fiber 22 electro-optic probe 23 directional coupler 28 electro-optic crystal 29 reflecting mirror 30 reflector 31 light receiving circuit 40 electro-optic probe 41 half mirror 42 dummy optical circuit 50 directional coupler 55 first photodiode 56 second photodiode 57 differential amplifier 100 optical waveguide device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳沢 幸樹 東京都大田区蒲田4丁目19番7号 安藤電 気株式会社内 (72)発明者 菊池 潤 東京都大田区蒲田4丁目19番7号 安藤電 気株式会社内 (72)発明者 伴城 暢一 東京都大田区蒲田4丁目19番7号 安藤電 気株式会社内 (72)発明者 遠藤 善雄 東京都大田区蒲田4丁目19番7号 安藤電 気株式会社内 (72)発明者 品川 満 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 永妻 忠夫 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 山田 順三 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yuki Yanagisawa 4-19-7 Kamata, Ota-ku, Tokyo Inside Ando Electric Co., Ltd. (72) Inventor Jun Kikuchi 4-19-7 Kamata, Ota-ku, Tokyo Ando Inside Electric Co., Ltd. (72) Inventor Junichi Banjo 4-19-7 Kamata, Ota-ku, Tokyo Ando Electric Co., Ltd. Inside (72) Yoshio Endo 4-19-7 Kamata, Ota-ku, Tokyo Ando Within Electric Co., Ltd. (72) Inventor Mitsuru Shinagawa Tokyo, Shinjuku-ku, Tokyo 3-19-2 Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Tatsuo Nagatsuma 3-2-1, Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Japan Inside Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Junzo Yamada 3-19-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Japan Telegraph and Telephone Corporation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基準レーザ光を発生する発光手段と、 その表面に前記基準レーザ光が入射され、前記被測定信
号により生じる電界の強度に応じてその屈折率が変化す
る前記電気光学結晶と、 前記電気光学結晶の裏面に形成され前記電気光学結晶を
透過した前記基準レーザ光を反射する反射鏡と、 前記反射鏡により反射された反射光と同一周波数の被合
波光を発生する被合波光発生手段と、 前記反射光と前記被合波光とを合波する合波手段と、 前記合波手段の出力光に基づいて、前記被測定信号を検
出する検出手段とを具備することを特徴とする電気光学
サンプリングオシロスコープ。
A light emitting means for generating a reference laser beam, the electro-optic crystal having a surface on which the reference laser beam is incident, and a refractive index of which changes according to an intensity of an electric field generated by the signal to be measured; A reflecting mirror formed on the back surface of the electro-optic crystal and reflecting the reference laser light transmitted through the electro-optic crystal; and generating multiplexed light to generate multiplexed light having the same frequency as the reflected light reflected by the reflecting mirror. Means, multiplexing means for multiplexing the reflected light and the multiplexed light, and detection means for detecting the signal under measurement based on the output light of the multiplexing means. Electro-optic sampling oscilloscope.
【請求項2】 基準レーザ光を発生する発光手段と、 前記被測定信号により生じる電界の強度に応じてその屈
折率が変化する前記電気光学結晶と、 前記電気光学結晶の裏面に形成された反射鏡と、 前記基準レーザ光を信号光と参照光とに分岐し、前記信
号光を前記電気光学結晶の表面に入射する分岐手段と、 前記信号光の往復光路長と半波長の差を有する往復光路
長をおいて前記分岐手段に対して対向配置され、前記参
照光を被合波光として反射する反射板と、 前記反射鏡により反射された反射光と前記被合波光とを
合波する合波手段と、 前記合波手段の出力光に基づいて、前記被測定信号を検
出する検出手段とを具備することを特徴とする電気光学
サンプリングオシロスコープ。
2. A light emitting means for generating a reference laser beam; the electro-optic crystal whose refractive index changes according to the intensity of an electric field generated by the signal under measurement; and a reflection formed on the back surface of the electro-optic crystal. A mirror, branching means for splitting the reference laser light into a signal light and a reference light, and making the signal light incident on the surface of the electro-optic crystal; and a reciprocator having a difference between a reciprocating optical path length of the signal light and a half wavelength. A reflector that is disposed opposite to the branching unit with an optical path length and reflects the reference light as multiplexed light; and a multiplex that multiplexes the reflected light reflected by the reflecting mirror and the multiplexed light. An electro-optic sampling oscilloscope comprising: means for detecting the signal under measurement based on output light from the multiplexing means.
【請求項3】 基準レーザ光を発生する発光手段と、 その表面に前記基準レーザ光が入射され、前記被測定信
号により生じる電界の強度に応じてその屈折率が変化す
る前記電気光学結晶と、 前記電気光学結晶の裏面に形成され前記電気光学結晶を
透過した前記基準レーザ光を反射する反射鏡と、 前記反射鏡により反射された反射光と同一周波数の被合
波光を発生する被合波光発生手段と、 前記反射光と前記被合波光とを合波して、第1の出力光
と、該第1の出力光と逆位相の第2の出力光とを出力す
る合波手段と、 前記第1の出力光を第1の信号に変換する第1の変換手
段と、 前記第2の出力光を第2の信号に変換する第2の変換手
段と、 前記第1の信号と前記第2の信号とを差動増幅する差動
増幅手段と、 前記差動増幅手段の出力信号に基づいて、前記被測定信
号を検出する検出手段とを具備することを特徴とする電
気光学サンプリングオシロスコープ。
3. A light emitting means for generating a reference laser beam, the electro-optic crystal having a surface on which the reference laser beam is incident and whose refractive index changes according to the intensity of an electric field generated by the signal under measurement; A reflecting mirror formed on the back surface of the electro-optic crystal and reflecting the reference laser light transmitted through the electro-optic crystal; and generating multiplexed light to generate multiplexed light having the same frequency as the reflected light reflected by the reflecting mirror. Means for multiplexing the reflected light and the multiplexed light to output a first output light and a second output light having an opposite phase to the first output light; First conversion means for converting the first output light into a first signal; second conversion means for converting the second output light into a second signal; and the first signal and the second signal. Differential amplifying means for differentially amplifying the signal of Based on the electro-optical sampling oscilloscope, characterized by comprising detecting means for detecting the signal to be measured.
【請求項4】 基準レーザ光を発生する発光手段と、 前記被測定信号により生じる電界の強度に応じてその屈
折率が変化する前記電気光学結晶と、 前記電気光学結晶の裏面に形成された反射鏡と、 前記基準レーザ光を信号光と参照光とに分岐し、前記信
号光を前記電気光学結晶の表面に入射する分岐手段と、 前記信号光の往復光路長と半波長の差を有する往復光路
長をおいて前記分岐手段に対して対向配置され、前記参
照光を被合波光として反射する反射板と、 前記反射光と前記被合波光とを合波して、第1の出力光
と、該第1の出力光と逆位相の第2の出力光とを出力す
る合波手段と、 前記第1の出力光を第1の信号に変換する第1の変換手
段と、 前記第2の出力光を第2の信号に変換する第2の変換手
段と、 前記第1の信号と前記第2の信号とを差動増幅する差動
増幅手段と、 前記差動増幅手段の出力信号に基づいて、前記被測定信
号を検出する検出手段とを具備することを特徴とする電
気光学サンプリングオシロスコープ。
4. A light emitting means for generating a reference laser beam; the electro-optic crystal whose refractive index changes according to the intensity of an electric field generated by the signal under measurement; and a reflection formed on a back surface of the electro-optic crystal. A mirror, branching means for splitting the reference laser light into a signal light and a reference light, and making the signal light incident on the surface of the electro-optic crystal; and a reciprocator having a difference between a reciprocating optical path length of the signal light and a half wavelength. A reflecting plate disposed opposite to the branching unit with an optical path length, and reflecting the reference light as multiplexed light; and a multiplexing of the reflected light and the multiplexed light, and a first output light. Combining means for outputting the first output light and second output light having the opposite phase; first converting means for converting the first output light into a first signal; Second conversion means for converting output light into a second signal; and the first signal and the second signal. A differential amplifying means for the signals differential amplifier based on said output signal of the differential amplifying means, the electro-optical sampling oscilloscope, characterized by comprising detecting means for detecting the signal to be measured.
【請求項5】 前記被合波光発生手段および前記合波手
段は、光導波路素子から構成されていることを特徴とす
る請求項1または3に記載の電気光学サンプリングオシ
ロスコープ。
5. The electro-optic sampling oscilloscope according to claim 1, wherein the multiplexed light generating means and the multiplexing means are constituted by optical waveguide elements.
【請求項6】 前記分岐手段および前記合波手段は、光
導波路素子から構成されていることを特徴とする請求項
2または4に記載の電気光学サンプリングオシロスコー
プ。
6. The electro-optic sampling oscilloscope according to claim 2, wherein said branching means and said multiplexing means are constituted by optical waveguide elements.
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