JP2000171488A - Electrooptical probe - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被測定信号によっ
て発生する電界を電気光学結晶に結合させ、この電気光
学結晶に光を入射し、入射光の偏光状態により、被測定
信号の波形を観測する電気光学プローブであって、特
に、光学系を改良した電気光学プローブに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric field generated by a signal to be measured is coupled to an electro-optic crystal, light is incident on the electro-optic crystal, and the waveform of the signal to be measured is observed based on the polarization state of the incident light. More particularly, the present invention relates to an electro-optic probe having an improved optical system.
【0002】[0002]
【従来の技術】被測定信号によって発生する電界を電気
光学結晶に結合させ、この電気光学結晶にレーザ光を入
射し、レーザ光の偏光状態により被測定信号の波形を観
測することができる。ここでレーザ光をパルス状にし、
被測定信号をサンプリングすると非常に高い時間分解能
で測定することができる。この現象を利用した電気光学
プローブを用いたのが電気光学サンプリングオシロスコ
ープである。2. Description of the Related Art An electric field generated by a signal under measurement is coupled to an electro-optic crystal, a laser beam is incident on the electro-optic crystal, and the waveform of the signal under measurement can be observed based on the polarization state of the laser beam. Here, the laser light is pulsed,
When the signal under measurement is sampled, it can be measured with a very high time resolution. An electro-optic sampling oscilloscope uses an electro-optic probe utilizing this phenomenon.
【0003】この電気光学サンプリング(Electro Opt
ic Sampling)オシロスコープ(以下「EOSオシロス
コープ」と略記する)は、電気式プローブを用いた従来
のサンプリングオシロスコープと比較して、 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り注目を集めてい
る。The electro-optic sampling (Electro Opt)
ic Sampling) oscilloscopes (hereafter abbreviated as “EOS oscilloscopes”) do not require a ground wire when measuring signals, as compared to conventional sampling oscilloscopes that use electrical probes. Easy 2) Since the metal pin at the tip of the electro-optic probe is insulated from the circuit system, high input impedance can be realized, and as a result, the state of the measured point is hardly disturbed. 3) Since optical pulses are used. It has attracted attention because of its feature that it can perform broadband measurement up to GHz order.
【0004】EOSオシロスコープによる信号測定を行
う際に用いられる従来の電気光学プローブの構成を図2
を参照して説明する。図2において、符号1は、絶縁体
でできたプローブヘッドであり、この中心に金属ピン1
aが嵌め込まれている。符号2は、電気光学素子であ
り、金属ピン1a側の端面に反射膜2aが設けられ、金
属ピン1aに接している。符号3、10は、コリメート
レンズである。符号4は1/2波長板であり、符号5
は、1/4波長板である。符号6及び9は、偏光ビーム
スプリッタである。符号7は、1/2波長板であり、符
号8は、入射された光の偏光面を45度回転するファラ
ディー素子である。符号11は、EOSオシロスコープ
本体(図示せず)から出力された制御信号に応じてレー
ザ光を発するレーザダイオードである。符号12、13
はコリメートレンズである。符号14及び15は、フォ
トダイオードであり、入力されたレーザ光を電気信号に
してEOSオシロスコープ本体へ出力する。符号16
は、1/2波長板4、7と、1/4波長板5と、偏光ビ
ームスプリッタ6、9とファラディー素子8とからなる
アイソレータである。符号17は、プローブ本体であ
る。FIG. 2 shows the configuration of a conventional electro-optic probe used when measuring signals with an EOS oscilloscope.
This will be described with reference to FIG. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a probe head made of an insulator.
a is fitted. Reference numeral 2 denotes an electro-optical element, and a reflection film 2a is provided on an end face on the metal pin 1a side, and is in contact with the metal pin 1a. Reference numerals 3 and 10 are collimating lenses. Reference numeral 4 is a half-wave plate, and reference numeral 5
Is a 波長 wavelength plate. Reference numerals 6 and 9 are polarization beam splitters. Reference numeral 7 denotes a half-wave plate, and reference numeral 8 denotes a Faraday element that rotates the plane of polarization of incident light by 45 degrees. Reference numeral 11 denotes a laser diode that emits laser light according to a control signal output from an EOS oscilloscope main body (not shown). Symbols 12 and 13
Is a collimating lens. Reference numerals 14 and 15 are photodiodes that convert the input laser light into an electric signal and output the electric signal to the EOS oscilloscope main body. Code 16
Is an isolator comprising 1 / wavelength plates 4 and 7, 1 / wavelength plate 5, polarization beam splitters 6 and 9, and Faraday element 8. Reference numeral 17 denotes a probe main body.
【0005】次に、図2を参照して、レーザダイオード
11から発せられたレーザ光の光路について説明する。
図2において、レーザ光の光路を符号Aで表す。先ず、
レーザダイオード11から出射したレーザ光はコリメー
トレンズ10により平行光に変換され、偏光ビームスプ
リッタ9、ファラデー素子8、1/2波長板7、偏光ビ
ームスプリッタ6を直進し、さらに、1/4波長板5、
1/2波長板4を通って、コリメートレンズ3によって
集光されて電気光学素子2に入射する。入射した光は、
金属ピン1a側の電気光学素子2の端面に形成された反
射膜2aにより反射する。Next, the optical path of the laser light emitted from the laser diode 11 will be described with reference to FIG.
In FIG. 2, the optical path of the laser light is represented by reference symbol A. First,
The laser light emitted from the laser diode 11 is converted into parallel light by the collimating lens 10, goes straight through the polarizing beam splitter 9, the Faraday element 8, the 波長 wavelength plate 7, and the polarizing beam splitter 6, and further passes through the 4 wavelength plate. 5,
After passing through the half-wave plate 4, the light is condensed by the collimator lens 3 and enters the electro-optical element 2. The incident light is
The light is reflected by the reflective film 2a formed on the end face of the electro-optical element 2 on the metal pin 1a side.
【0006】反射したレーザ光は、コリメートレンズ3
によって平行光にされ、再び1/2波長板4、1/4波
長板5を通り、レーザ光の一部は、偏光ビームスプリッ
タ6により反射されて、さらにコリメートレンズ12に
よって集光されてフォトダイオード14へ入射する。偏
光ビームスプリッタ6を透過したレーザ光は、偏光ビー
ムスプリッタ9で反射されて、さらにコリメートレンズ
13によって集光されてフォトダイオード15へ入射す
る。なお、1/4波長板4はフォトダイオード14とフ
ォトダイオード15へ入射するレーザ光の強度が同一に
なるように調整するものである。また、1/2波長板4
は、電気光学素子2へ入射する光の偏光面を調整するも
のであり、1/2波長板7は、偏光ビームスプリッタ
6、9の軸を一致させるためのものである。[0006] The reflected laser light is applied to a collimating lens 3.
The laser light is again converted into parallel light, passes through the half-wave plate 4 and the quarter-wave plate 5 again, and a part of the laser light is reflected by the polarizing beam splitter 6 and further condensed by the collimating lens 12 to be photodiode. 14 is incident. The laser light transmitted through the polarizing beam splitter 6 is reflected by the polarizing beam splitter 9, further condensed by a collimator lens 13, and enters the photodiode 15. The quarter-wave plate 4 adjusts the intensity of the laser light incident on the photodiode 14 and the intensity of the laser light incident on the photodiode 15. Also, a half-wave plate 4
Is for adjusting the plane of polarization of light incident on the electro-optical element 2, and the half-wave plate 7 is for aligning the axes of the polarization beam splitters 6 and 9.
【0007】次に、図2に示した電気光学プローブを用
いて、被測定信号を測定する動作について説明する。金
属ピン1aを、測定点に接触させると、金属ピン1aに
加わる電圧によって、電気光学素子2では、その電界が
電気光学素子2へ伝搬し、ポッケルス効果により複屈折
率が変化する現象が起きる。これにより、レーザダイオ
ード11から発せられたレーザ光が電気光学素子2へ入
射して、そのレーザ光が電気光学素子2を伝搬するとき
に光の偏光状態が変化する。そして、この偏光状態が変
化したレーザ光は、反射膜2aによって反射され、フォ
トダイオード14、15へ入射し、電気信号に変換され
る。Next, the operation of measuring the signal under measurement using the electro-optic probe shown in FIG. 2 will be described. When the metal pin 1a is brought into contact with the measurement point, the voltage applied to the metal pin 1a causes the electric field of the electro-optical element 2 to propagate to the electro-optical element 2, and the birefringence changes due to the Pockels effect. Thereby, the laser light emitted from the laser diode 11 enters the electro-optical element 2, and the polarization state of the light changes when the laser light propagates through the electro-optical element 2. Then, the laser light whose polarization state has changed is reflected by the reflection film 2a, enters the photodiodes 14 and 15, and is converted into an electric signal.
【0008】測定点の電圧の変化にともなって、電気光
学素子2による偏光状態の変化がフォトダイオード14
とフォトダイオード15の出力差になり、この出力差を
検出することによって、金属ピン1aに加わる電気信号
を測定することができる。なお、以上説明した電気光学
プローブにおいて、フォトダイオード14、15から得
られた電気信号は、EOSオシロスコープに入力され
て、処理されるが、これに代えて、フォトダイオード1
4、15に専用コントローラを介してリアルタイムオシ
ロスコープ等の従来からある測定器を接続し、信号測定
を行うこともできる。これにより、電気光学プローブを
使用して広帯域測定を簡単に行うことができる。[0008] With the change in the voltage at the measurement point, the change in the polarization state due to the electro-optical element 2 is changed by the photodiode 14.
And the output difference of the photodiode 15. By detecting this output difference, the electric signal applied to the metal pin 1 a can be measured. In the electro-optic probe described above, the electric signals obtained from the photodiodes 14 and 15 are input to the EOS oscilloscope and processed.
A conventional measuring instrument such as a real-time oscilloscope may be connected to each of the devices 4 and 15 via a dedicated controller to perform signal measurement. Thus, wideband measurement can be easily performed using the electro-optic probe.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の電気光学プローブにあっては、図2に示す光路B、
Cのように、レーザダイオード11から発せられたレー
ザ光は、偏光ビームスプリッタ6、9の消光比の悪さか
ら、反射面6b、9bにおいて、透過されるべき光の一
部が反射されてしまう。この反射された光は、さらに、
プローブ本体17の内面において反射されてフォトダイ
オード14、15に入射してノイズ光となって電気信号
に変換されるためにS/N比を悪化させ、結果的にEO
Sオシロスコープの計測誤差として表れるという問題が
ある。However, in the prior art electro-optical probe, the optical path B shown in FIG.
As shown in C, in the laser light emitted from the laser diode 11, a part of the light to be transmitted is reflected on the reflection surfaces 6b and 9b due to the poor extinction ratio of the polarization beam splitters 6 and 9. This reflected light further
The light is reflected on the inner surface of the probe main body 17, is incident on the photodiodes 14 and 15, becomes noise light, and is converted into an electric signal, thereby deteriorating the S / N ratio.
There is a problem that it appears as a measurement error of the S oscilloscope.
【0010】また、使用する偏光ビームスプリッタ6、
9の消光比を良くすることは、困難であるとともに光学
部品のコストアップになるという問題がある。The polarization beam splitter 6 to be used,
It is difficult to improve the extinction ratio of No. 9 and there is a problem that the cost of the optical components increases.
【0011】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、プローブ内の不要な反射光を低減して、S/
N比を向上することができる電気光学プローブを提供す
ることを目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and reduces unnecessary reflected light in a probe to reduce S / S.
An object of the present invention is to provide an electro-optic probe that can improve the N ratio.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、オシロスコープ本体の制御信号に基づいてレーザ光
を発するレーザダイオードと、前記レーザ光を平行光に
するコリメートレンズと、端面に反射膜を有し、この反
射膜側の端面に設けられた金属ピンを介して電界が伝播
されて光学特性が変化する電気光学素子と、前記コリメ
ートレンズと前記電気光学素子との間に設けられ、前記
レーザダイオードが発したレーザ光を通過させ前記レー
ザ光が前記反射膜によって反射された反射光の分離をす
る偏光ビームスプリッタを備えたアイソレータと、前記
アイソレータによって分離された反射光を電気信号に変
換するフォトダイオードとからなる電気光学プローブに
おいて、前記偏光ビームスプリッタを挟んで前記フォト
ダイオードと対向する位置に反射防止部を設けたことを
特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser diode for emitting a laser beam based on a control signal of an oscilloscope body, a collimating lens for converting the laser beam into a parallel beam, and a reflection film on an end surface. An electro-optical element in which an electric field is propagated through a metal pin provided on an end surface on the reflection film side to change optical characteristics, and the electro-optical element is provided between the collimator lens and the electro-optical element, An isolator having a polarizing beam splitter for passing a laser beam emitted by a laser diode and separating the reflected beam reflected by the reflection film, and converting the reflected beam separated by the isolator into an electric signal In an electro-optic probe including a photodiode, the electro-optic probe faces the photodiode with the polarization beam splitter interposed therebetween. Characterized by providing an anti-reflection portion in position.
【0013】請求項2に記載の発明は、前記フォトダイ
オード及び前記レーザダイオードは、電気光学サンプリ
ングオシロスコープに接続され、前記レーザダイオード
は、前記レーザ光を前記電気光学サンプリングオシロス
コープからの制御信号に基づいてパルス光として発する
ことを特徴とする。請求項3に記載の発明は、前記レー
ザダイオードは、前記レーザ光として連続光を発するこ
とを特徴とする。請求項4に記載の発明は、前記反射防
止部は、規則性のない凹凸面を備えたことを特徴とす
る。According to a second aspect of the present invention, the photodiode and the laser diode are connected to an electro-optic sampling oscilloscope, and the laser diode outputs the laser light based on a control signal from the electro-optic sampling oscilloscope. It emits as pulsed light. The invention according to claim 3 is characterized in that the laser diode emits continuous light as the laser light. The invention according to claim 4 is characterized in that the antireflection section has an irregular surface having no regularity.
【0014】請求項5に記載の発明は、前記反射防止部
は、前記偏光ビームスプリッタから出射された光が前記
フォトダイオードへ入射する間の光軸に垂直でない面を
備えたことを特徴とする。The invention according to claim 5 is characterized in that the anti-reflection section has a surface which is not perpendicular to the optical axis while the light emitted from the polarizing beam splitter enters the photodiode. .
【0015】請求項6に記載の発明は、オシロスコープ
本体の制御信号に基づいてレーザ光を発するレーザダイ
オードと、前記レーザ光を平行光にするコリメートレン
ズと、端面に反射膜を有し、この反射膜側の端面に設け
られた金属ピンを介して電界が伝播されて光学特性が変
化する電気光学素子と、前記コリメートレンズと前記電
気光学素子との間に設けられ、前記レーザダイオードが
発したレーザ光を通過させ前記レーザ光が前記反射膜に
よって反射された反射光の分離をする偏光ビームスプリ
ッタを備えたアイソレータと、前記アイソレータによっ
て分離された反射光を電気信号に変換するフォトダイオ
ードとからなる電気光学プローブにおいて、前記フォト
ダイオードが配置されている方向とは反対の前記偏光ビ
ームスプリッタの面を、この面から出射する光の光軸
が、該偏光ビームスプリッタから出射された光が該フォ
トダイオードへ入射する時の光軸に平行にならないよう
に加工したこと特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a laser diode for emitting a laser beam based on a control signal of an oscilloscope main body, a collimating lens for collimating the laser beam, and a reflection film on an end face. An electro-optical element in which an electric field is propagated through a metal pin provided on an end surface on the film side to change optical characteristics, and a laser provided between the collimating lens and the electro-optical element, and emitted by the laser diode. An electrical device comprising: an isolator having a polarizing beam splitter that transmits light and separates the reflected light reflected by the reflection film from the laser light; and a photodiode that converts the reflected light separated by the isolator into an electric signal. In the optical probe, the polarization beam splitter has a direction opposite to a direction in which the photodiode is arranged. The optical axis of the light emitted from this surface, the light emitted from the polarization beam splitter and wherein the processed so as not to be parallel to the optical axis when incident on the photodiode.
【0016】請求項7に記載の発明は、前記フォトダイ
オード及び前記レーザダイオードは、電気光学サンプリ
ングオシロスコープに接続され、前記レーザダイオード
は、前記レーザ光を前記電気光学サンプリングオシロス
コープからの制御信号に基づいてパルス光として発する
ことを特徴とする。請求項8に記載の発明は、前記レー
ザダイオードは、前記レーザ光として連続光を発するこ
とを特徴とする。請求項9に記載の発明は、前記偏光ビ
ームスプリッタの加工面は、規則性のない凹凸面に加工
された面であることを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, the photodiode and the laser diode are connected to an electro-optic sampling oscilloscope, and the laser diode outputs the laser light based on a control signal from the electro-optic sampling oscilloscope. It emits as pulsed light. The invention according to claim 8 is characterized in that the laser diode emits continuous light as the laser light. According to a ninth aspect of the present invention, the processing surface of the polarization beam splitter is a surface processed into an irregular surface having no regularity.
【0017】請求項10に記載の発明は、前記偏光ビー
ムスプリッタの加工面は、前記偏光ビームスプリッタか
ら出射された光が前記フォトダイオードへ入射する時の
光軸に垂直でない面に加工された面であることを特徴と
する。According to a tenth aspect of the present invention, the processing surface of the polarization beam splitter is a surface processed to be not perpendicular to an optical axis when light emitted from the polarization beam splitter enters the photodiode. It is characterized by being.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
電気光学プローブ(以下プローブと称す)を図面を参照
して説明する。図1は同実施形態の構成を示した図であ
る。図1において、図2に示す従来のプローブと同一の
部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この
図に示すプローブが従来技術と異なる点は、下面に規則
性のない凹凸を設けた凹凸面61aを有した偏光ビーム
スプリッタ61と、下面に傾斜面91aを有した偏光ビ
ームスプリッタ91を設けた点と、プローブ本体17の
内面に傾斜面を有した反射防止部17a及び凹凸面を有
した反射防止部17bを設けた点である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an electro-optic probe (hereinafter, referred to as a probe) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the embodiment. In FIG. 1, the same portions as those of the conventional probe shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The probe shown in this figure is different from the prior art in that a polarizing beam splitter 61 having an uneven surface 61a having irregularities on the lower surface and a polarizing beam splitter 91 having an inclined surface 91a on the lower surface are provided. And an anti-reflection portion 17a having an inclined surface and an anti-reflection portion 17b having an uneven surface on the inner surface of the probe main body 17.
【0019】次に、図1を参照して、レーザダイオード
11から発せられたレーザ光の光路について説明する。
図1において、レーザ光の光路を符号Dで表す。先ず、
レーザダイオード11から出射したレーザ光はコリメー
トレンズ10により平行光に変換され、偏光ビームスプ
リッタ91、ファラデー素子8、1/2波長板7、偏光
ビームスプリッタ61を直進し、さらに、1/4波長板
5、1/2波長板4を通る。Next, the optical path of the laser light emitted from the laser diode 11 will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, the optical path of the laser light is represented by reference symbol D. First,
The laser light emitted from the laser diode 11 is converted into parallel light by the collimator lens 10, and goes straight through the polarizing beam splitter 91, the Faraday element 8, the half-wave plate 7, and the polarizing beam splitter 61, and further, a quarter-wave plate. 5, pass through the half-wave plate 4.
【0020】次に、1/2波長板4を透過した平行光
は、コリメートレンズ3によって集光されて電気光学素
子2に入射し、金属ピン1a側の電気光学素子2の端面
に形成された反射膜2aにより反射する。コリメートレ
ンズ3は、反射膜2aからコリメートレンズ3の焦点距
離だけはなれた位置に配置されているために、コリメー
トレンズ10によって平行光に変換されたレーザ光は、
反射膜2a上の1点に集光される。Next, the parallel light transmitted through the half-wave plate 4 is condensed by the collimator lens 3 and is incident on the electro-optical element 2, and is formed on the end face of the electro-optical element 2 on the metal pin 1a side. The light is reflected by the reflection film 2a. Since the collimating lens 3 is arranged at a position separated from the reflecting film 2a by only the focal length of the collimating lens 3, the laser light converted into parallel light by the collimating lens 10 is
The light is focused on one point on the reflection film 2a.
【0021】反射膜2aにおいて、反射されたレーザ光
は、コリメートレンズ3によって再び平行光に変換さ
れ、さらに、1/2波長板4、1/4波長板5を通り、
偏光ビームスプリッタ61、91によって分離されて、
フォトダイオード14、15に入射し、電気信号に変換
される。The laser light reflected by the reflection film 2a is converted into parallel light again by the collimating lens 3, and further passes through the half-wave plate 4, the quarter-wave plate 5, and
Separated by the polarizing beam splitters 61 and 91,
The light enters the photodiodes 14 and 15 and is converted into an electric signal.
【0022】次に、レーザダイオード11から発せられ
たレーザ光が偏光ビームスプリッタ61、91の反射面
61b、91bにおいて、反射した光路について説明す
る。まず、偏光ビームスプリッタ61の反射面61bに
おいて反射されたレーザ光は、この偏光ビームスプリッ
タ61の下面に設けられた凹凸面61aによって散乱光
となって出射するため、プローブ本体17の内面におい
て反射したとしてもフォトダイオード14へ入射するこ
とはない。さらに、プローブ本体17には、偏光ビーム
スプリッタ61を挟んでフォトダイオード14と対向す
る位置の内面に、反射面61bにおいて反射された光の
光軸に対して垂直にならない面を有する反射防止部17
aが設けられている。これによって、仮に反射面61b
において反射された光(図1の符号E)が直進したとし
ても、フォトダイオード14へ入射することを防止する
ことができる。Next, an optical path in which the laser light emitted from the laser diode 11 is reflected on the reflection surfaces 61b and 91b of the polarization beam splitters 61 and 91 will be described. First, the laser light reflected on the reflection surface 61b of the polarization beam splitter 61 is emitted as scattered light by the uneven surface 61a provided on the lower surface of the polarization beam splitter 61, and is thus reflected on the inner surface of the probe main body 17. Does not enter the photodiode 14. Further, the probe body 17 has an antireflection portion 17 having an inner surface at a position facing the photodiode 14 with the polarization beam splitter 61 interposed therebetween, the surface being not perpendicular to the optical axis of the light reflected by the reflection surface 61b.
a is provided. As a result, the reflection surface 61b
It is possible to prevent the light (reference numeral E in FIG. 1) reflected on at the photodiode 14 from entering the photodiode 14 even if the light goes straight.
【0023】なお、傾斜面を有した反射防止部17aの
傾斜角度は、偏光ビームスプリッタ61からの出射光の
光路を幾何光学的に光線追跡を行うことによって求め、
この光線がフォトダイオード14内の受光素子(図示せ
ず)の範囲内に入射しない角度に設定すればよい。The angle of inclination of the antireflection portion 17a having the inclined surface is obtained by geometrically tracing the optical path of the light emitted from the polarizing beam splitter 61, and
The angle may be set so that this light ray does not enter the range of the light receiving element (not shown) in the photodiode 14.
【0024】また、偏光ビームスプリッタ91の反射面
91aにおいて反射されたレーザ光は、この偏光ビーム
スプリッタ91の下面に設けられた傾斜面91aによっ
て屈折して出射するため、プローブ本体17の内面にお
いて反射したとしてもフォトダイオード15へ入射する
ことはない。さらに、偏光ビームスプリッタ91を挟ん
でフォトダイオード15と対向する位置の内面に、凹凸
面を有する反射防止部17bが設けられている。これに
よって、仮に反射面91bにおいて反射された光(図1
の符号F)が直進したとしても、反射防止部17bの凹
凸面によって拡散反射するためフォトダイオード15へ
入射する光の強度を弱めることができる。The laser light reflected on the reflection surface 91a of the polarization beam splitter 91 is refracted by the inclined surface 91a provided on the lower surface of the polarization beam splitter 91 and emitted therefrom. Even if it does, it does not enter the photodiode 15. Further, an antireflection portion 17b having an uneven surface is provided on the inner surface at a position facing the photodiode 15 with the polarization beam splitter 91 interposed therebetween. As a result, light temporarily reflected on the reflecting surface 91b (FIG. 1)
Even if the symbol F) goes straight, the intensity of light incident on the photodiode 15 can be reduced because the light is diffusely reflected by the uneven surface of the antireflection portion 17b.
【0025】なお、偏光ビームスプリッタ91の傾斜面
91aの傾斜角度は、偏光ビームスプリッタ91からの
出射光の光路を幾何光学的に光線追跡を行うことによっ
て求め、この光線がフォトダイオード15内の受光素子
(図示せず)の範囲内に入射しない出射角度とこの偏光
ビームスプリッタ91の材料の屈折率から設定すればよ
い。The inclination angle of the inclined surface 91a of the polarization beam splitter 91 is obtained by geometrically tracing the optical path of the light emitted from the polarization beam splitter 91. What is necessary is just to set from the output angle which does not enter into the range of an element (not shown), and the refractive index of the material of this polarizing beam splitter 91.
【0026】このように、偏光ビームスプリッタ61、
91の下面にそれぞれ凹凸面61a及び傾斜面91aを
設けて、偏光ビームスプリッタの下面から出射する光の
光軸を傾け、さらにプローブ本体17の内面に反射防止
部17a、17bを設けることによって、不要な反射光
がフォトダイオード14、15に入射することを防止で
きるために結果的にS/N比を向上することができる。As described above, the polarization beam splitter 61,
By providing an uneven surface 61a and an inclined surface 91a on the lower surface of the probe 91, tilting the optical axis of the light emitted from the lower surface of the polarizing beam splitter, and providing the antireflection portions 17a and 17b on the inner surface of the probe main body 17, unnecessary. Since the reflected light can be prevented from entering the photodiodes 14 and 15, the S / N ratio can be improved as a result.
【0027】なお、図1に示した構成は、偏光ビームス
プリッタ61の下面に設けた凹凸面61aと、偏光ビー
ムスプリッタ91の下面に設けた傾斜面91aと、プロ
ーブ本体17の内面に設けた傾斜面17a及び凹凸面1
7bをすべて備えた例を示したが、これらの少なくとも
1つを備えるようにしてもよい。例えば、プローブ本体
17の内面に反射防止部17a、17bを設けず、偏光
ビームスプリッタ61,91に凹凸面61aまたは、傾
斜面91aを設けるのみにしてもよい。また、偏光ビー
ムスプリッタ61、91は、図2に示すキューブ形の偏
光ビームスプリッタ6、9を用いて、プローブ本体17
の内面に傾斜面を有した反射防止部17aまたは、凹凸
面を有した反射防止部17bを設けるのみにしてもよ
い。The configuration shown in FIG. 1 includes an uneven surface 61 a provided on the lower surface of the polarizing beam splitter 61, an inclined surface 91 a provided on the lower surface of the polarizing beam splitter 91, and an inclined surface provided on the inner surface of the probe main body 17. Surface 17a and uneven surface 1
Although the example in which all the elements 7b are provided is shown, at least one of these elements may be provided. For example, the antireflection portions 17a and 17b may not be provided on the inner surface of the probe main body 17, and only the concave and convex surfaces 61a or the inclined surfaces 91a may be provided on the polarization beam splitters 61 and 91. Further, the polarization beam splitters 61 and 91 use the cube-shaped polarization beam splitters 6 and 9 shown in FIG.
The anti-reflection portion 17a having an inclined surface or the anti-reflection portion 17b having an uneven surface may be provided only on the inner surface.
【0028】また、反射防止部17a、17bは、傾斜
面または凹凸面を設けるのではなく、プローブ本体17
の内面に黒色塗料を塗布することや多孔質の材料によっ
て内面を構成するようにしてもよい。なお、上記実施の
形態において、レーザダイオード11から連続光を発す
るようにすれば、リアルタイムオシロスコープ、サンプ
リングオシロスコープ、スペアナ等の従来からある汎用
測定器による信号測定も可能となる。この場合、フォト
ダイオード14、15に、EOSオシロスコープに代え
て、専用コントローラを介して、リアルタイムオシロス
コープ、サンプリングオシロスコープ、スペアナなどを
接続するようにすればよい。The antireflection portions 17a and 17b are not provided with an inclined surface or an uneven surface, but are provided with a probe main body 17a.
The inner surface may be formed by applying a black paint to the inner surface or by using a porous material. In the above embodiment, if continuous light is emitted from the laser diode 11, signal measurement using a conventional general-purpose measuring instrument such as a real-time oscilloscope, a sampling oscilloscope, and a spectrum analyzer becomes possible. In this case, a real-time oscilloscope, sampling oscilloscope, spectrum analyzer, or the like may be connected to the photodiodes 14 and 15 via a dedicated controller instead of the EOS oscilloscope.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1、4、5
の発明によれば、プローブ本体の内面に反射防止部を設
けたため、偏光ビームスプリッタを透過するべき光が反
射されたとしてもこの反射光の光軸が反射防止部によっ
て傾けられ、フォトダイオードに不要な光が入射するこ
と避けることができ、結果的に信号のS/N比を向上す
ることができるという効果が得られる。As described above, claims 1, 4, 5
According to the invention, the anti-reflection portion is provided on the inner surface of the probe main body. Therefore, even if light to be transmitted through the polarization beam splitter is reflected, the optical axis of the reflected light is tilted by the anti-reflection portion, which is unnecessary for the photodiode. Incident light can be avoided, and as a result, the S / N ratio of the signal can be improved.
【0030】また、請求項6、9、10の発明によれ
ば、偏光ビームスプリッタの出射面を加工して、偏光ビ
ームスプリッタを透過するべき光が反射されて出射され
たとしてもその光軸が傾けられるようにしたため、プロ
ーブ本体においてこの光が反射したとしてもフォトダイ
オードに入射することを避けることができる。これによ
って、フォトダイオードから出力される信号のS/N比
を向上することができるという効果が得られる。According to the sixth, ninth and tenth aspects of the present invention, even if the light to be transmitted through the polarizing beam splitter is reflected and emitted by processing the light emitting surface of the polarizing beam splitter, the optical axis of the light is maintained. Since the light is tilted, even if this light is reflected by the probe main body, it can be prevented from being incident on the photodiode. As a result, an effect is obtained that the S / N ratio of the signal output from the photodiode can be improved.
【図1】本発明の一実施形態の構成を示した構成図であ
る。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
【図2】従来技術による電気光学プローブの構成を示し
た構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of an electro-optic probe according to the related art.
1 プローブヘッド 1a 金属ピン 2 電気光学素子 2a 反射膜 3 コリメートレンズ 4 1/2波長板 5 1/4波長板 7 1/2波長板 8 ファラデー素子 10 コリメートレンズ 11 レーザダイオード 12 コリメートレンズ 13 コリメートレンズ 14 フォトダイオード 15 フォトダイオード 16 アイソレータ 17 プローブ本体 17a 反射防止部 17b 反射防止部 61 偏光ビームスプリッタ 91 偏光ビームスプリッタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Probe head 1a Metal pin 2 Electro-optical element 2a Reflective film 3 Collimating lens 4 1/2 wavelength plate 5 1/4 wavelength plate 7 1/2 wavelength plate 8 Faraday element 10 Collimating lens 11 Laser diode 12 Collimating lens 13 Collimating lens 14 Photodiode 15 Photodiode 16 Isolator 17 Probe body 17a Antireflection section 17b Antireflection section 61 Polarization beam splitter 91 Polarization beam splitter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 克志 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 八木 敏之 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 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 永妻 忠夫 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 山田 順三 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Katsushi Ota 4-19-7 Kamata, Ota-ku, Tokyo Inside Ando Electric Co., Ltd. (72) Inventor Toshiyuki Yagi 4-197-7 Kamata, Ota-ku, Tokyo Ando Inside Electric Corporation (72) Inventor Mitsuru Shinagawa 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Tadao Nagatsuma 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo (72) Inventor Junzo Yamada 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation
Claims (10)
てレーザ光を発するレーザダイオードと、 前記レーザ光を平行光にするコリメートレンズと、 端面に反射膜を有し、この反射膜側の端面に設けられた
金属ピンを介して電界が伝播されて光学特性が変化する
電気光学素子と、 前記コリメートレンズと前記電気光学素子との間に設け
られ、前記レーザダイオードが発したレーザ光を通過さ
せ前記レーザ光が前記反射膜によって反射された反射光
の分離をする偏光ビームスプリッタを備えたアイソレー
タと、 前記アイソレータによって分離された反射光を電気信号
に変換するフォトダイオードと、 からなる電気光学プローブにおいて、 前記偏光ビームスプリッタを挟んで前記フォトダイオー
ドと対向する位置に反射防止部を設けたことを特徴とす
る電気光学プローブ。1. A laser diode that emits a laser beam based on a control signal of an oscilloscope main body, a collimating lens that converts the laser beam into parallel light, a reflecting film on an end face, and the reflecting film is provided on an end face on the reflecting film side. An electro-optical element in which an electric field is propagated through a metal pin to change optical characteristics, and a laser beam provided between the collimating lens and the electro-optical element, the laser beam emitted by the laser diode being passed therethrough. An electro-optic probe comprising: an isolator provided with a polarizing beam splitter that separates reflected light reflected by the reflective film; and a photodiode that converts reflected light separated by the isolator into an electric signal. An anti-reflection portion is provided at a position facing the photodiode with a beam splitter interposed therebetween. Electro-optic probe.
イオードは、電気光学サンプリングオシロスコープに接
続され、 前記レーザダイオードは、前記レーザ光を前記電気光学
サンプリングオシロスコープからの制御信号に基づいて
パルス光として発することを特徴とする請求項1記載の
電気光学プローブ。2. The method according to claim 1, wherein the photodiode and the laser diode are connected to an electro-optic sampling oscilloscope, and the laser diode emits the laser light as pulse light based on a control signal from the electro-optic sampling oscilloscope. 2. The electro-optic probe according to claim 1, wherein
として連続光を発することを特徴とする請求項1記載の
電気光学プローブ。3. The electro-optical probe according to claim 1, wherein the laser diode emits continuous light as the laser light.
乃至3のいずれかの項に記載の電気光学プローブ。4. The apparatus according to claim 1, wherein the antireflection section has an irregular surface having no regularity.
4. The electro-optic probe according to any one of items 1 to 3,
トダイオードへ入射する間の光軸に垂直でない面を備え
たことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかの項に記
載の電気光学プローブ。5. The anti-reflection unit according to claim 1, wherein the anti-reflection unit has a surface that is not perpendicular to an optical axis while the light emitted from the polarization beam splitter is incident on the photodiode. An electro-optic probe according to any of the above items.
てレーザ光を発するレーザダイオードと、 前記レーザ光を平行光にするコリメートレンズと、 端面に反射膜を有し、この反射膜側の端面に設けられた
金属ピンを介して電界が伝播されて光学特性が変化する
電気光学素子と、 前記コリメートレンズと前記電気光学素子との間に設け
られ、前記レーザダイオードが発したレーザ光を通過さ
せ前記レーザ光が前記反射膜によって反射された反射光
の分離をする偏光ビームスプリッタを備えたアイソレー
タと、 前記アイソレータによって分離された反射光を電気信号
に変換するフォトダイオードと、 からなる電気光学プローブにおいて、 前記フォトダイオードが配置されている方向とは反対の
前記偏光ビームスプリッタの面を、この面から出射する
光の光軸が、該偏光ビームスプリッタから出射された光
が該フォトダイオードへ入射する時の光軸に平行になら
ないように加工したこと特徴とする電気光学プローブ。6. A laser diode that emits a laser beam based on a control signal of an oscilloscope main body, a collimator lens that converts the laser beam into parallel light, and a reflection film on an end surface, which is provided on the end surface on the reflection film side. An electro-optical element in which an electric field is propagated through a metal pin to change optical characteristics, and a laser beam provided between the collimating lens and the electro-optical element, the laser beam emitted by the laser diode being passed therethrough. An isolator provided with a polarizing beam splitter that separates the reflected light reflected by the reflection film; and a photodiode that converts the reflected light separated by the isolator into an electric signal. The plane of the polarizing beam splitter opposite to the direction in which the diodes are arranged exits from this plane. An electro-optic probe, wherein an optical axis of light to be emitted is processed so as not to be parallel to an optical axis when light emitted from the polarizing beam splitter enters the photodiode.
イオードは、電気光学サンプリングオシロスコープに接
続され、 前記レーザダイオードは、前記レーザ光を前記電気光学
サンプリングオシロスコープからの制御信号に基づいて
パルス光として発することを特徴とする請求項6記載の
電気光学プローブ。7. The photodiode and the laser diode are connected to an electro-optic sampling oscilloscope, and the laser diode emits the laser light as pulse light based on a control signal from the electro-optic sampling oscilloscope. The electro-optic probe according to claim 6, wherein
として連続光を発することを特徴とする請求項6記載の
電気光学プローブ。8. The electro-optic probe according to claim 6, wherein the laser diode emits continuous light as the laser light.
する請求項6乃至8のいずれかの項に記載の電気光学プ
ローブ。9. The electro-optic probe according to claim 6, wherein the processing surface of the polarization beam splitter is a surface processed into a non-regular uneven surface.
は、 前記偏光ビームスプリッタから出射された光が前記フォ
トダイオードへ入射する時の光軸に垂直でない面に加工
された面であることを特徴とする請求項6乃至8のいず
れかの項に記載の電気光学プローブ。10. The processing surface of the polarization beam splitter is a surface processed into a surface that is not perpendicular to an optical axis when light emitted from the polarization beam splitter enters the photodiode. An electro-optic probe according to any one of claims 6 to 8.
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