JP2002031658A - System and method for detecting high frequency electromagnetic wave - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波電磁波の検
出システム及び検出方法に関する。The present invention relates to a system and a method for detecting high-frequency electromagnetic waves.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ミリ波帯域の電気信号や放射電磁
波を検出する場合は、超短パルスレーザと電気光学結晶
を用いた電気光学サンプリング（Ｅｌｅｃｔｒｏ−０ｐ
ｔｉｃＳａｍｐｌｉｎｇ：以下、ＥＯＳ）と呼ばれる方
法で検出するようにしている。ここで、「ミリ波」と
は、本明細書ではマイクロ波からサブミリ波までを含め
た広い周波数帯にわたる高周波電磁波のことを表してい
る。2. Description of the Related Art In recent years, when detecting an electric signal or a radiated electromagnetic wave in a millimeter wave band, an electro-optic sampling (Electro-Op) using an ultrashort pulse laser and an electro-optic crystal has been proposed.
ticSampling (hereinafter, referred to as EOS). Here, the “millimeter wave” represents a high-frequency electromagnetic wave in a wide frequency band including a microwave to a submillimeter wave in this specification.
【０００３】前記ＥＯＳを使ってＩＣ（集積回路）を流
れるミリ波電気信号を測定した報告は、例えば文献１
（K.J.Weingarten et al :“Picosecond Optical Sampl
ing ofGaAs Integrated Circuits”,IEEE Journal of Q
uantum Electronics, Vol.24,No.2, 1988, pp.198-22
0）などに詳細が述べられている。また、前記ＥＯＳを
使って放射電磁波を検出した報告は、例えば文献２(Q.W
u et al.:“Free electro-optic sampling of terahert
z beams”, Applied Physics Letters, Vol.67,1995,
p.3523-3525）などに述べられている。A report of measuring the millimeter wave electric signal flowing through an IC (integrated circuit) using the EOS is disclosed in, for example, Reference 1.
(KJWeingarten et al: “Picosecond Optical Sampl
ing of GaAs Integrated Circuits ”, IEEE Journal of Q
uantum Electronics, Vol.24, No.2, 1988, pp.198-22
0) and so on. Also, a report of detecting radiated electromagnetic waves using the EOS is described in, for example, Reference 2 (QW
u et al .: “Free electro-optic sampling of terahert
z beams ”, Applied Physics Letters, Vol. 67, 1995,
p.3523-3525).
【０００４】図４は、上記に挙げた文献に報告されてい
るＥＯＳを適用したシステムの基本的な構成を示すもの
で、空間を伝播するミリ波をＥＯＳで検出する際の基本
的な構成を示すものである。図４において、１１は周波
数ｆ0 の正弦波電気信号を発生する信号発生器、１２は
信号発生器１１の発生する電気信号を入力して光パルス
を発生するパルスレーザ、１３は鏡（ミラー）１３Ａ〜
１３Ｃからなりパルスレーザ１２からの光パルスを遅延
する光遅延器、１４はミリ波源、１５は周波数ｆmod の
正弦波電気信号を発生する信号発生器、１６はミリ波源
１４からの信号を信号発生器１５からの変調周波数ｆ
mod の電気信号で変調する変調器、１７は変調器からの
変調信号を入力してミリ波として出力するアンテナであ
る。FIG. 4 shows a basic configuration of a system to which EOS is applied, which is reported in the above-mentioned literature, and shows a basic configuration when a millimeter wave propagating in space is detected by EOS. It is shown. In FIG. 4, reference numeral 11 denotes a signal generator for generating a sinusoidal electric signal having a frequency f 0 , 12 denotes a pulse laser which receives an electric signal generated by the signal generator 11 and generates an optical pulse, and 13 denotes a mirror. 13A ~
13C is an optical delay device for delaying an optical pulse from the pulse laser 12, 14 is a millimeter-wave source, 15 is a signal generator for generating a sinusoidal electric signal having a frequency f mod , and 16 is a signal for generating a signal from the millimeter-wave source 14. Modulation frequency f from unit 15
A modulator 17 modulates with a mod electric signal, and an antenna 17 receives a modulation signal from the modulator and outputs it as a millimeter wave.
【０００５】また、１８は光遅延器１３からの光信号を
反射する鏡（ミラー）、１９は電気光学結晶部材、２０
は中間光量点で動作するように調整されている補償板、
２１は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、２２は光信号
を検出して電気信号に変換する光検出器、２３は光検出
器２２からの電気信号を増幅して被測定信号として出力
する増幅器、２４は増幅器２３からの被測定信号を信号
発生器１５からの参照信号に基づき解析するロックイン
アンプ又はスペクトラムアナライザである。Reference numeral 18 denotes a mirror (mirror) for reflecting an optical signal from the optical delay unit 13, 19 denotes an electro-optic crystal member, 20
Is a compensator that is adjusted to operate at the intermediate light point,
21 is a polarization beam splitter (PBS), 22 is a photodetector that detects an optical signal and converts it into an electric signal, 23 is an amplifier that amplifies the electric signal from the photodetector 22 and outputs it as a signal to be measured, and 24 is It is a lock-in amplifier or a spectrum analyzer that analyzes a signal under measurement from the amplifier 23 based on a reference signal from the signal generator 15.
【０００６】次に以上のように構成された高周波電磁波
検出システムの動作を説明する。ミリ波源１４から発生
するミリ波周波数と、パルスレーザ１２が発生する光パ
ルスの繰り返し周波数（即ち信号発生器１１の出力周波
数）は、図４に示すように同期させなければならない。
ミリ波源１４から発生したミリ波は、光検出器２２が応
答可能になるように十分低い変調周波数ｆmod で変調器
１６により強度変調を受けた後に、アンテナ１７から放
射され、鏡（ミリ波を透過する材質でできている）１８
を透過して電気光学結晶部材１９に入射する。Next, the operation of the high-frequency electromagnetic wave detection system configured as described above will be described. The millimeter wave frequency generated from the millimeter wave source 14 and the repetition frequency of the optical pulse generated by the pulse laser 12 (that is, the output frequency of the signal generator 11) must be synchronized as shown in FIG.
The millimeter wave generated from the millimeter wave source 14 is intensity-modulated by the modulator 16 at a sufficiently low modulation frequency f mod so that the photodetector 22 can respond. Made of transparent material) 18
And enters the electro-optic crystal member 19.
【０００７】一方、パルスレーザ１２からの光パルスは
光遅延器１３を通過し、鏡１８で反射された後で電気光
学結晶部材１９に入射する。ただし、電気光学結晶部材
１９に入射する光パルスは、その電界の振動方向が例え
ば紙面に垂直な直線偏光（Ｓ偏光）であるとする。な
お、Ｓ偏光と独立しＳ偏光面と直角な直線偏光をＰ偏光
という。前記ＥＯＳでは、ミリ波の瞬時電界をサンプリ
ングするために、光パルスのパルス幅はミリ波周期に比
べて十分狭くする必要がある。On the other hand, the light pulse from the pulse laser 12 passes through the optical delay device 13 and is reflected by the mirror 18 before being incident on the electro-optic crystal member 19. However, it is assumed that the light pulse incident on the electro-optic crystal member 19 is, for example, linearly polarized light (S-polarized light) whose vibration direction of the electric field is perpendicular to the paper surface. Note that linearly polarized light independent of S polarized light and perpendicular to the S polarized light plane is called P polarized light. In the EOS, in order to sample an instantaneous electric field of a millimeter wave, the pulse width of an optical pulse needs to be sufficiently narrower than a millimeter wave period.
【０００８】アンテナ１７からのミリ波と、パルスレー
ザ１２から出力され光遅延器１３を経由した光パルスは
電気光学結晶部材１９中をほぼ同じ速度で進むが、この
時に光パルスはミリ波の瞬時電界振幅に応じて偏光変化
を受ける。偏光変化を受けた光は補償板２０を通過し、
更に偏光ビームスプリッタ２１によって強度変化を受け
た光に変換される。ここで、強度変化を受けたＰ偏光成
分の光を光検出器２２により電気信号に変換し、増幅器
２３で増幅のうえロックインアンプ又はスペクトラムア
ナライザ２４へ被測定信号として出力する。また、信号
発生器１５から変調周波数ｆmod の電気信号を参照信号
としてロックインアンプ又はスペクトラムアナライザ２
４へ出力する。ロックインアンプ又はスペクトラムアナ
ライザ２４では、光検出器２２により検出された被測定
信号から変調周波数ｆmod の成分を抽出することによ
り、ミリ波電界の測定が可能となる。The millimeter wave from the antenna 17 and the light pulse output from the pulse laser 12 and passing through the optical delay unit 13 travel through the electro-optic crystal member 19 at substantially the same speed. The polarization changes according to the electric field amplitude. The light having undergone the polarization change passes through the compensator 20,
Further, the light is converted into light whose intensity has been changed by the polarization beam splitter 21. Here, the light of the P-polarized component having undergone the intensity change is converted into an electric signal by the photodetector 22, amplified by the amplifier 23, and output as a signal to be measured to the lock-in amplifier or the spectrum analyzer 24. Further, the lock-in amplifier or the spectrum analyzer 2 uses the electric signal of the modulation frequency f mod from the signal generator 15 as a reference signal.
Output to 4. The lock-in amplifier or spectrum analyzer 24 can measure the millimeter-wave electric field by extracting the component of the modulation frequency f mod from the signal under measurement detected by the photodetector 22.
【０００９】一般には、偏光ビームスプリッタ２１で反
射されたＳ偏光成分を検出することによっても、ミリ波
電界の測定は可能である。ミリ波の波形を測定するため
には、光遅延器１３を走査する必要がある。なお、光パ
ルスの繰り返し周波数をｆ0とした場合ミリ波源１４か
ら発生する正弦波ミリ波の周波数をＮ×ｆ0 とする。こ
こで、Ｎは自然数である。Generally, it is also possible to measure the millimeter-wave electric field by detecting the S-polarized light component reflected by the polarization beam splitter 21. In order to measure the millimeter wave waveform, it is necessary to scan the optical delay unit 13. When the repetition frequency of the light pulse is f 0 , the frequency of the sine wave millimeter wave generated from the millimeter wave source 14 is N × f 0 . Here, N is a natural number.
【００１０】図５は、サンプリングの様子をＮ＝２の場
合について示したものである。横軸は時間軸であり、図
中の正弦波はミリ波の電界波形を表す。ここで、図５中
の符号は光遅延器１３の長さ（遅延量）をある値（Ｘ
1 ）に固定した場合におけるミリ波と光パルス列の関係
を表している。このとき光パルスは、ミリ波のある位相
における瞬時電界をサンプリングし続けるので、光検出
器２２が検出する光量は、この位相におけるミリ波瞬時
電界振幅に対応した一定の値である。FIG. 5 shows the state of sampling when N = 2. The horizontal axis is the time axis, and the sine wave in the figure represents the millimeter wave electric field waveform. Here, the code in FIG. 5 indicates the length (delay amount) of the optical delay unit 13 by a certain value (X
1 shows the relationship between the millimeter wave and the optical pulse train when fixed to 1 ). At this time, since the light pulse continues to sample the instantaneous electric field at a certain phase of the millimeter wave, the light amount detected by the photodetector 22 is a constant value corresponding to the amplitude of the millimeter wave instantaneous electric field at this phase.
【００１１】また、図５中の符号〜は、光遅延器の
遅延量をそれぞれＸ2 〜Ｘ5 まで変化させた場合のサン
プリングの様子を示したものである。光遅延器の遅延量
を変えると、光パルスはミリ波の異なる位相点における
瞬時電界をサンプリングするのがわかる。この時も光検
出器２２では、それぞれ遅延量Ｘ2 〜Ｘ5 の位相点にお
けるミリ波瞬時電界振幅に対応した強度の光が観測され
る。光遅延器１３の遅延量をゆっくりと走査しながら、
光量（変調周波数成分ｆmod ）の変化を測定すれば、ミ
リ波の電界振幅波形を知ることができる。Further, reference numeral ~ in FIG. 5 is a diagram showing a state of sampling when the delay amount of the optical delay device was varied from X 2 to X 5, respectively. When the delay amount of the optical delay unit is changed, it can be seen that the optical pulse samples the instantaneous electric field at different phase points of the millimeter wave. In this case also the light detector 22, the light intensity corresponding to the millimeter wave instantaneous field magnitude at the phase point of the delay amount X 2 to X 5 is observed. While slowly scanning the delay amount of the optical delay unit 13,
By measuring the change in the light quantity (modulation frequency component fmod), it is possible to know the millimeter wave electric field amplitude waveform.
【００１２】光検出器２２が検出する光量は、電気光学
結晶部材１９中に誘起された電界に比例しているのが望
ましい。図４では、電気光学結晶部材１９と偏光ビーム
スプリッタ２１の間に補償板２０が挿入されているが、
この補償板２０を適当に調整することで検出光量の線型
性が補償される。光の偏光変化は、Ｐ偏光成分とＳ偏光
成分の間に位相差が生じることによって起こる。一般に
は、電気光学結晶部材１９に対してミリ波などによる印
加電界が全く加わらない場合でも、ＰおよびＳ偏光成分
の間に位相差が生じる。この位相差のことをＳＲ（Ｓｔ
ａｔｉｃ Ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ）と呼ぶ。It is desirable that the amount of light detected by the photodetector 22 is proportional to the electric field induced in the electro-optic crystal member 19. In FIG. 4, the compensator 20 is inserted between the electro-optic crystal member 19 and the polarizing beam splitter 21.
By adjusting the compensator 20 appropriately, the linearity of the detected light amount is compensated. The change in polarization of light is caused by a phase difference between the P-polarized component and the S-polarized component. Generally, even when no applied electric field such as a millimeter wave is applied to the electro-optic crystal member 19, a phase difference occurs between the P and S polarization components. This phase difference is referred to as SR (St
attic Retardation).
【００１３】ここで、前記位相差ＳＲをΓ0 とする。さ
らに、ミリ波などに起因する印加電界Ａが加わった場合
には印加電界Ａがあまり大きくなければ、印加電界Ａに
比例する位相差が生じる。よって、電界Ａによって生じ
た位相差をΔΓとすると、ΔΓ＝ｋＡと表せる。ここ
で、ｋは電気光学結晶部材１９の性質に依存する定数で
ある。また、補償板２０によっても位相差が生じるの
で、補償板２０による寄与を、ΓC とする。そこで、全
位相差をΓとすると、 Γ＝Γ0 ＋ΓC ＋ΔΓ （１） ＝Γ0 ＋ΓC ＋ｋＡ （２） となる。[0013] Here, the phase difference between SR and Γ 0. Furthermore, when an applied electric field A due to a millimeter wave or the like is applied, a phase difference proportional to the applied electric field A occurs unless the applied electric field A is too large. Therefore, if the phase difference caused by the electric field A is ΔΓ, it can be expressed as Δ 表 = kA. Here, k is a constant depending on the properties of the electro-optic crystal member 19. Further, since the phase difference by compensating plate 20 occurs, a contribution by the compensator 20, the gamma C. Therefore, assuming that the total phase difference is Γ, Γ = Γ 0 + Γ C + ΔΓ (1) = Γ 0 + Γ C + kA (2)
【００１４】図４において、光検出器２２に入射する光
の強度（つまりＰ偏光成分の強度）を位相差Γの関数と
して表すと、次式のようになる。 Ｐ（Γ）＝１−ｃｏｓΓ （３） ＝１−ｃｏｓ［Γ0 ＋ΓC ＋ｋＡ］ （４） これをグラフで示すと、図６のようになる。In FIG. 4, the intensity of light incident on the photodetector 22 (that is, the intensity of the P-polarized light component) is expressed as a function of the phase difference に な る as follows. P (Γ) = 1-cosΓ (3) = 1-cos [Γ 0 + Γ C + kA] (4) This is shown in FIG. 6 as a graph.
【００１５】図６のグラフを参照すると、中間光量点付
近でミリ波を検出することにより、ミリ波電界に比例し
た信号が得られるのがわかる。そこで補償板によってΓ
C を調整し、 Γ0 ＋ΓC ＝π／２ （５） を満たすようにすると、 Ｐ（Γ）＝１＋ｓｉｎｋＡ （６） ≒１＋ｋＡ（ただし、｜ｋＡ｜＜＜π／２） （７） となり、ミリ波電界が｜ｋＡ｜＜＜π／２を満たす範囲
であれば、確かにミリ波の電界Ａに比例してＰ偏光強度
が変化する。Referring to the graph of FIG. 6, it can be seen that a signal proportional to the millimeter wave electric field can be obtained by detecting the millimeter wave near the intermediate light amount point. So, with a compensator,
By adjusting C to satisfy Γ 0 + Γ C = π / 2 (5), P (Γ) = 1 + sinkA (6) ≒ 1 + kA (where | kA | << π / 2) (7) If the millimeter-wave electric field is within the range satisfying | kA | << π / 2, the P-polarized light intensity surely changes in proportion to the millimeter-wave electric field A.
【００１６】このように、従来のシステムは、光検出器
２２によって検出される光量が、電気光学結晶部材１９
中に誘起された電界Ａに比例するように、補償板２０を
調整して図６における中間光量点付近でミリ波信号を検
出するようにしている。実際には周波数ｆmod でミリ波
に強度変調をかけるので、（７）式の右辺第２項は変調
周波数成分になり、次式のように表すことができる。 Ｐ（Γ）＝１＋ｋＡｃｏｓ２πｆmodｔ （８ ） したがって、ロックインアンプ又はスペクトラムアナラ
イザ２４により、変調周波数成分のみを抽出すれば、電
界Ａに比例する信号を検出することができる。As described above, in the conventional system, the amount of light detected by the photodetector 22 is smaller than that of the electro-optic crystal member 19.
The compensation plate 20 is adjusted so as to be proportional to the electric field A induced therein to detect a millimeter wave signal near the intermediate light amount point in FIG. Actually, since the intensity modulation is performed on the millimeter wave at the frequency f mod , the second term on the right side of the equation (7) becomes a modulation frequency component and can be expressed as the following equation. P (Γ) = 1 + kAcos2πf mod t (8) Therefore, the lock-in amplifier or spectrum analyzer 24, if extracting only the modulation frequency component, it is possible to detect a signal proportional to the electric field A.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとする課題】従来の高周波電磁波検
出システムでは、ミリ波の周期に対してパルス幅が十分
細くかつ安定なパルスレーザが不可欠であるという問題
があった。即ち、例えばミリ波帯の電磁波を検出するた
めにはフェムト秒オーダのパルスレーザが必要であり、
このような超短パルスレーザは高価であるとともに、安
定に動作させることが困難であるという課題があった。
したがって、本発明は、高周波電磁波を検出するシステ
ムを安価に構成するとともに、システムを安定に動作さ
せることを目的とする。In the conventional high-frequency electromagnetic wave detection system, there is a problem that a pulse laser having a pulse width sufficiently narrow and stable with respect to the period of the millimeter wave is indispensable. That is, for example, in order to detect an electromagnetic wave in the millimeter wave band, a pulse laser on the order of femtoseconds is required,
Such an ultrashort pulse laser has a problem that it is expensive and difficult to operate stably.
Therefore, an object of the present invention is to configure a system for detecting high-frequency electromagnetic waves at low cost and to operate the system stably.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、連続発光するレーザ光を示すＣＷレ
ーザ光を発生するＣＷレーザと、強度変調された高周波
電磁波を出力する高周波電磁波出力部と、ＣＷレーザか
ら出射されたＣＷレーザ光を、高周波電磁波出力部から
入力した高周波電磁波の強度に応じたＣＷレーザ光に偏
光変化させて出射する電気光学結晶部材と、電気光学結
晶部材から出射されたＣＷレーザ光を入力して所定の偏
光成分を出力する偏光ビームスプリッタと、偏光ビーム
スプリッタからの偏光変化したＣＷレーザ光を検出して
このＣＷレーザ光の偏光変化量に応じた電気信号に変換
する光検出器と、電気光学結晶部材と偏光ビームスプリ
ッタ間に配設され、電気光学結晶部材から出射されたＣ
Ｗレーザ光を入力して偏光ビームスプリッタへ送出する
とともに、高周波電磁波の電気光学結晶部材への無入力
時にこの電気光学結晶部材から偏光ビームスプリッタ側
へ出射されるＣＷレーザ光の光量を最小にする補償板と
を設けたものである。また、電気光学結晶部材に入射さ
れるＣＷレーザ光の経路と、記電気光学結晶部材から出
射されるＣＷレーザ光の経路とを同一の経路としたもの
である。また、ＣＷレーザ光を伝播する光ファイバ及び
レンズを設けたものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a CW laser for generating a CW laser beam indicating a continuously emitting laser beam, and a high-frequency electromagnetic wave for outputting an intensity-modulated high-frequency electromagnetic wave. An output portion, an electro-optic crystal member for changing the polarization of the CW laser light emitted from the CW laser into a CW laser beam corresponding to the intensity of the high-frequency electromagnetic wave input from the high-frequency electromagnetic wave output portion, and an electro-optic crystal member. A polarization beam splitter that receives the emitted CW laser light and outputs a predetermined polarization component, and detects a CW laser light whose polarization has changed from the polarization beam splitter and detects an electric signal corresponding to the amount of polarization change of the CW laser light. And a photodetector that is disposed between the electro-optic crystal member and the polarizing beam splitter, and is emitted from the electro-optic crystal member.
W laser light is input and transmitted to the polarization beam splitter, and the amount of CW laser light emitted from the electro-optic crystal member toward the polarization beam splitter when the high-frequency electromagnetic wave is not input to the electro-optic crystal member is minimized. And a compensating plate. Further, the path of the CW laser light incident on the electro-optic crystal member and the path of the CW laser light emitted from the electro-optic crystal member are the same. Further, an optical fiber for transmitting the CW laser light and a lens are provided.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明に係る高周波電磁
波検出システムの第１の実施の形態を示すブロック図で
ある。本システムは、図１に示すように、角周波数ω
mmw の正弦波のミリ波を発生するミリ波帯発振器３１
と、角周波数ωmod の正弦波信号を発生する信号発生器
（正弦波信号発生器）３２と、ミリ波帯発振器３１から
のミリ波を信号発生器３２からの角周波数ωmod の信号
で変調する変調器３３と、変調器３３により変調された
ミリ波を放射するアンテナ１７と、鏡１８と、電気光学
結晶部材１９と、補償板２０と、偏光ビームスプリッタ
２１と、光検出器２２と、増幅器２３と、ＣＷレーザ光
（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ；連続発光レーザ
光）を発生するＣＷレーザ３４と、ロックインアンプ又
はスペクトラムアナライザなどの電気計測器３５とから
なる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a high-frequency electromagnetic wave detection system according to the present invention. The system has an angular frequency ω as shown in FIG.
Millimeter wave band oscillator 31 that generates mmw sine wave millimeter wave
, A signal generator (sine wave signal generator) 32 for generating a sine wave signal of angular frequency ω mod , and a millimeter wave from the millimeter wave band oscillator 31 modulated by a signal of angular frequency ω mod from the signal generator 32 Modulator 33, an antenna 17 for radiating a millimeter wave modulated by the modulator 33, a mirror 18, an electro-optic crystal member 19, a compensator 20, a polarizing beam splitter 21, a photodetector 22, It comprises an amplifier 23, a CW laser 34 for generating CW laser light (Continuous Wave; continuous emission laser light), and an electric measuring instrument 35 such as a lock-in amplifier or a spectrum analyzer.
【００２０】次に、図１に示すシステムの動作について
説明する。ミリ波帯発振器３１で発生した角周波数ω
mmw のミリ波は、変調器３３によって角周波数ωmod で
強度変調を受けた後、アンテナ１７から自由空間中に放
射され、鏡１８を透過してさらに電気光学結晶部材１９
に入射する。ただし、角周波数ωmod は、光検出器２２
のカットオフ角周波数ωC に比べて十分小さいとする。Next, the operation of the system shown in FIG. 1 will be described. Angular frequency ω generated by millimeter waveband oscillator 31
The mmw millimeter wave is intensity-modulated at an angular frequency ω mod by the modulator 33, radiated from the antenna 17 into free space, transmitted through the mirror 18, and further transmitted through the electro-optic crystal member 19.
Incident on. Note that the angular frequency ω mod is
Is sufficiently smaller than the cut-off angular frequency ω C of FIG.
【００２１】一方、ＣＷレーザ３４から出射したＣＷレ
ーザ光（Ｓ偏光）は鏡１８で反射された後に電気光学結
晶部材１９に入射する。電気光学結晶部材１９中で偏光
変化を受けたＣＷレーザ光は補償板２０と偏光ビームス
プリッタ２１を透過した後に光検出器２２で検出され、
電気信号に変換されて信号処理される。ここで、ミリ波
の電界振幅をＡ0 とすると、変調器３３によって強度変
調されたミリ波の電界Ａ（ｔ）は次式で与えられる。 Ａ（ｔ）＝（１＋ｃｏｓωmodｔ）／２・Ａ0ｃｏｓωmmwｔ （９）On the other hand, the CW laser light (S-polarized light) emitted from the CW laser 34 enters the electro-optic crystal member 19 after being reflected by the mirror 18. The CW laser light that has undergone a polarization change in the electro-optic crystal member 19 is detected by a photodetector 22 after passing through a compensator 20 and a polarizing beam splitter 21,
The signal is converted into an electric signal and processed. Here, assuming that the millimeter wave electric field amplitude is A 0 , the millimeter wave electric field A (t) intensity-modulated by the modulator 33 is given by the following equation. A (t) = (1 + cos ω mod t) / 2 · A 0 cos ω mmw t (9)
【００２２】一方、ＣＷレーザ光は電気光学結晶部材１
９中でミリ波によって偏光変化を受ける。偏光ビームス
プリッタ２１を通過したＰ偏光強度は、一般的には
（９）式を前述の（４）式に代入することで得られる。
ここで、パルス光を用いた従来の方法と同様に、前述の
（５）式を満たすような中間光量点に補償板２０を調整
すると、偏光ビームスプリッタ２１を通過したＰ偏光強
度は、（９）式を（７）式に代入することで得られるの
で、次式で与えられる。On the other hand, the CW laser beam is applied to the electro-optic crystal member 1.
9 undergoes a polarization change due to millimeter waves. The intensity of P-polarized light that has passed through the polarizing beam splitter 21 can be generally obtained by substituting equation (9) into equation (4).
Here, similarly to the conventional method using pulsed light, when the compensator 20 is adjusted to an intermediate light amount point that satisfies the above equation (5), the P-polarized light intensity that has passed through the polarizing beam splitter 21 becomes (9 ) Is obtained by substituting equation (7) into equation (7), and is given by the following equation.
【００２３】 Ｐ（Γ）≒１＋ｋＡ（ｔ） ＝１＋ｋＡ0／２・ｃｏｓωmmwｔ（１＋ｃｏｓωmodｔ）（１０） ＝１＋ｋＡ0／２・ｃｏｓωmmwｔ ＋ｋＡ0／４・ｃｏｓ（ωmmw＋ωmod）ｔ ＋ｋＡ0／４・ｃｏｓ（ωmmw−ωmod）ｔ[0023] P (Γ) ≒ 1 + kA (t) = 1 + kA 0/2 · cosω mmw t (1 + cosω mod t) (10) = 1 + kA 0/2 · cosω mmw t + kA 0/4 · cos (ω mmw + ω mod) t + kA 0/4 · cos (ω mmw -ω mod) t
【００２４】しかし、ωmmw ＞＞ωC であるために、光
検出器２２では（１０）式における電界Ａ0 を含む周波
数成分を検出することができない。よって前述の（５）
式を満たすような従来の補償板２０の調整では、ＣＷレ
ーザ光を使ってミリ波を検出することはできない。そこ
で、 Γ0 ＋ΓC ＝０ （１１） を満たすように補償板２０を調整する。すわなち、電気
光学結晶部材１９にミリ波などの印加電界が加えられな
い時には、光検出器２２に入射する光量（＝Ｐ偏光の光
量）が零（最小光量点）になるように補償板２０を調整
する。However, since ω mmw >> ω C , the photodetector 22 cannot detect the frequency component including the electric field A 0 in the equation (10). Therefore, the above (5)
In the conventional adjustment of the compensator 20 that satisfies the expression, the millimeter wave cannot be detected using the CW laser beam. Therefore, the compensation plate 20 is adjusted so as to satisfy を 満 た す0 + Γ C = 0 (11). That is, when an applied electric field such as a millimeter wave is not applied to the electro-optic crystal member 19, the compensator is set so that the amount of light (= the amount of P-polarized light) incident on the photodetector 22 becomes zero (minimum amount of light). Adjust 20.
【００２５】このとき前述の（４）式は次式のように表
すことが可能となる。 Ｐ（Γ）＝１−ｃｏｓ［ｋＡ（ｔ）］ ≒ｋ2／２｛Ａ（ｔ）｝2（但し、｜ｋＡ（ｔ）｜＜＜π／２） （１２）At this time, the above equation (4) can be expressed as the following equation. P (Γ) = 1-cos [kA (t)] ≒ k 2/2 {A (t)} 2 ( where, | kA (t) | << π / 2) (12)
【００２６】（９）式を（１２）式に代入して展開する
と、 Ｐ（Γ）＝k2/2［(1+cosωmodt)/2・A0cosωmmwｔ］2 ＝k2A0 2/64［6+8cosωmodｔ+2cos2ωmodt+4cos(2ωmmw-ωmod)t +6cos2ωmmwt+4cos(2ωmmw+ωmod)t+cos2(ωmmw-ωmod)t +cos2(ωmmw+ωmod)t］ （１３） となり、光検出器２２が応答する低周波帯にも電界Ａ0
を含む成分が存在することがわかる。[0026] (9) When you expand by substituting equation in the equation (12), P (Γ) = k 2 /2 [(1 + cosω mod t) / 2 · A 0 cosω mmw t] 2 = k 2 A 0 2/64 [6 + 8cosω mod t + 2cos2ω mod t + 4cos (2ω mmw -ω mod) t + 6cos2ω mmw t + 4cos (2ω mmw + ω mod) t + cos2 (ω mmw -ω mod) t + cos2 (ω mmw + ω mod ) t] (13), and the electric field A 0 also exists in the low frequency band to which the photodetector 22 responds.
It can be seen that a component containing
【００２７】ロックインアンプやスペクトラムアナライ
ザやなど電気計測器３５を用いれば、特定の周波数成分
の振幅を検出できるので、角周波数ωmod 、または２ω
modの成分の振幅を検出することにより、電界Ａ0 2に比
例した信号を得ることができる。したがって、従来のよ
うにミリ波の振幅に比例した信号ではなく、ミリ波のパ
ワー（強度）に比例した信号を得ることができる。If an electrical measuring instrument 35 such as a lock-in amplifier or a spectrum analyzer is used, the amplitude of a specific frequency component can be detected, so that the angular frequency ω mod or 2ω
By detecting the amplitude of the component of the mod, it is possible to obtain a signal proportional to the electric field A 0 2. Therefore, a signal proportional to the power (intensity) of the millimeter wave can be obtained instead of a signal proportional to the amplitude of the millimeter wave as in the related art.
【００２８】このようにこの高周波電磁波検出システム
は、パルスレーザではなくＣＷレーザ光を光源として用
いるようにしたので、高価な超短パルスレーザを用いず
にシステムを安定に動作させることができる。また、本
システムでは、前記ＣＷレーザ光が、電気光学結晶部材
１９内で被測定信号であるミリ波（高周波電磁波）によ
って偏光変化を受けるように構成するとともに、続いて
このミリ波により偏光変化を受けたＣＷレーザ光を、特
定の位置（最小光量点）に調整した補償板２０と偏光ビ
ームスプリッタ２１を使って、強度変化を受けた光に変
換し、さらにこの強度変化を受けた光を光検出器２２に
より検出することで、間接的にミリ波強度を測定するよ
うにしたものである。As described above, since this high-frequency electromagnetic wave detection system uses a CW laser beam instead of a pulse laser as a light source, the system can operate stably without using an expensive ultrashort pulse laser. Further, in the present system, the CW laser light is configured to undergo a polarization change in the electro-optic crystal member 19 by a millimeter wave (high-frequency electromagnetic wave), which is a signal to be measured, and then the polarization change is performed by the millimeter wave. The received CW laser light is converted into light whose intensity has been changed using the compensator 20 and the polarizing beam splitter 21 adjusted to a specific position (the minimum light intensity point), and the light having received this intensity change is further converted to light. The detection by the detector 22 indirectly measures the millimeter wave intensity.
【００２９】電気光学効果を用いた従来のミリ波検出方
法では、補償板２０を使って光検出器２２に入射する光
量が全光量の半分（中間光量点）になるように調整する
ことによってミリ波の信号を検出していたが、本実施の
形態のように、光源としてパルスではなくＣＷレーザ光
を用いた場合には、前記のように中間光量点を調整して
もミリ波の信号を得ることはできない。そこで、従来の
検出方法で用いられていた中間光量点ではなく、補償板
２０を調整して補償板２０の動作点を最小光量点に設定
することにより、ＣＷレーザ光を用いてミリ波の強度に
比例した検出を行うことができる。In the conventional millimeter wave detection method using the electro-optic effect, the amount of light incident on the photodetector 22 is adjusted by using the compensator 20 so as to be half of the total light amount (intermediate light point). Although the signal of the wave was detected, as in the present embodiment, when the CW laser beam was used as the light source instead of the pulse, the signal of the millimeter wave was adjusted even if the intermediate light amount point was adjusted as described above. You can't get it. Therefore, by adjusting the compensator 20 and setting the operating point of the compensator 20 to the minimum light intensity point, instead of the intermediate light intensity point used in the conventional detection method, the intensity of the millimeter wave is obtained using the CW laser light. Can be detected in proportion to.
【００３０】また、従来システムでは、ミリ波と光パル
スの間で同期をとる必要があるため、インコヒーレント
なミリ波（非干渉のミリ波）を検出することはできなか
ったが、本実施の形態ではインコヒーレントなミリ波を
検出することができる。即ち、ミリ波がインコヒーレン
トな場合は（９）式は次のように表すことができる。 Ａ（ｔ） ＝（１＋ｃｏｓωmodt）／２・Ａ0ｃｏｓ［ωmmwｔ＋φ（ｔ）］ （１４） ただし、φ（ｔ）は位相雑音を表す因子で、光検出器２
２の応答帯域に比べて高い周波数成分の雑音である。Further, in the conventional system, it is necessary to synchronize between the millimeter wave and the light pulse, so that it was not possible to detect an incoherent millimeter wave (non-interfering millimeter wave). In the embodiment, incoherent millimeter waves can be detected. That is, when the millimeter wave is incoherent, equation (9) can be expressed as follows. A (t) = (1 + cos ω mod t) / 2 · A 0 cos [ω mmw t + φ (t)] (14) where φ (t) is a factor representing phase noise, and the photodetector 2
This is noise having a higher frequency component than the response band No. 2.
【００３１】（１４）式を（１２）式に代入することに
より（即ち、ωmmwｔをωmmwｔ＋φ（ｔ）と置き換える
ことにより）、（１３）式は次のように表すことができ
る。 k2A0 2/64［6+8cosωmodｔ+2cos2ωmodt+4cos[(2ωmmw-ωmod)t+2φ(t)] +6cos2[ωmmwt+φ(t)]+4cos[(2ωmmw+ωmod)t+2φ(t)] +cos[2(ωmmw-ωmod)t+2φ(t)]+cos[2(ωmmw+ωmod)t+2φ(t)]］ （１５）By substituting equation (14) into equation (12) (ie, replacing ω mmw t with ω mmw t + φ (t)), equation (13) can be expressed as follows. k 2 A 0 2/64 [ 6 + 8cosω mod t + 2cos2ω mod t + 4cos [(2ω mmw -ω mod) t + 2φ (t)] + 6cos2 [ω mmw t + φ (t)] + 4cos [( 2ω mmw + ω mod ) t + 2φ (t)] + cos [2 (ω mmw -ω mod ) t + 2φ (t)] + cos [2 (ω mmw + ω mod ) t + 2φ (t)]] (15)
【００３２】したがって、式（１５）からわかるよう
に、φ（ｔ）の影響は高周波成分の項しか現れない。よ
って、インコヒーレントの場合は、コヒーレントな場合
と同様（即ち、φ（ｔ）＝０）、ロックインアンプやス
ペクトラムアナライザなどを用いて第二項または第三項
の周波数成分の振幅を検出すれば、電界Ａ0 2に比例した
信号を検出することができる。Therefore, as can be seen from equation (15), the effect of φ (t) appears only in terms of high frequency components. Therefore, in the case of incoherence, similarly to the case of coherence (that is, φ (t) = 0), if the amplitude of the frequency component of the second or third term is detected using a lock-in amplifier or a spectrum analyzer, etc. , it is possible to detect a signal proportional to the electric field a 0 2.
【００３３】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施形態について説明する。図２は、高周波電磁波検
出システムの第２の実施の形態を示すブロック図であ
る。第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様、
角周波数ωmod で強度変調されたミリ波がアンテナ１７
から放射され、鏡１８を透過して電気光学結晶部材１９
に入射する。ここで、鏡１８はレーザ光を反射するもの
であり、ミリ波にとってはほとんど透明な材質である。Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the high-frequency electromagnetic wave detection system. In the second embodiment, similar to the first embodiment,
A millimeter wave whose intensity is modulated at the angular frequency ω mod
And is transmitted from the mirror 18 to the electro-optic crystal member 19.
Incident on. Here, the mirror 18 reflects a laser beam and is almost transparent to millimeter waves.
【００３４】一方、ＣＷレーザ３４から出射したＰ偏光
は、偏光ビームスプリッタ２１及び補償板２０を透過し
た後に電気光学結晶部材１９に入射する。そして、電気
光学結晶部材１９を透過したレーザ光は鏡１８で反射さ
れ、ミリ波と同方向に電気光学結晶部材１９を伝播す
る。On the other hand, the P-polarized light emitted from the CW laser 34 passes through the polarization beam splitter 21 and the compensator 20 and then enters the electro-optic crystal member 19. The laser light transmitted through the electro-optic crystal member 19 is reflected by the mirror 18 and propagates through the electro-optic crystal member 19 in the same direction as the millimeter wave.
【００３５】この時にレーザ光はミリ波によって偏光変
化を受ける。電気光学結晶部材１９内で偏光変化を受け
たレーザ光は再び補償板２０を透過し、偏光ビームスプ
リッタ２１でＳ偏光とＰ偏光に分離される。そして、分
離されたＳ偏光を、第１の実施形態と同様に光検出器２
２で検出し、電気信号としたうえ増幅器２３で増幅し被
測定信号として電気計測器３５へ出力する。第２の実施
の形態においても、第１の実施の形態と同様に補償板２
０を使って最小光量点に調整することにより、ミリ波の
パワー（強度）に比例した信号を得ることができる。At this time, the laser beam undergoes a polarization change due to the millimeter wave. The laser light that has undergone the polarization change in the electro-optic crystal member 19 passes through the compensator 20 again, and is separated into S-polarized light and P-polarized light by the polarization beam splitter 21. Then, the separated S-polarized light is supplied to the photodetector 2 similarly to the first embodiment.
Then, the signal is detected by the amplifier 2, converted into an electric signal, amplified by the amplifier 23, and output to the electric measuring instrument 35 as a signal to be measured. Also in the second embodiment, the compensator 2
By adjusting to the minimum light intensity point using 0, a signal proportional to the power (intensity) of the millimeter wave can be obtained.
【００３６】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態について説明する。図３は、高周波電磁波
検出システムの第３の実施の形態を示すブロック図であ
る。第３の実施の形態では、光信号の経路に光ファイバ
３６Ａ〜３６Ｃを設けるとともに、コリメートレンズ３
７Ａ〜３７Ｅを設けている点を除いては、第２の実施の
形態と同様の構成である。(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the high-frequency electromagnetic wave detection system. In the third embodiment, the optical fibers 36A to 36C are provided in the optical signal path, and the collimating lens 3
The configuration is the same as that of the second embodiment except that 7A to 37E are provided.
【００３７】光ファイバ３６Ａ〜３６Ｃは、偏波面保存
ファイバではないのでファイバ自身がＰ偏光とＳ偏光と
の間の位相差ＳＲを持っていると考えることができる。
しかし、第２の実施の形態と同様に、補償板２０を使っ
て最小光量点に調整することにより、ミリ波の強度に比
例した信号を得ることができる。Since the optical fibers 36A to 36C are not polarization maintaining fibers, the fibers themselves can be considered to have a phase difference SR between P-polarized light and S-polarized light.
However, as in the second embodiment, a signal proportional to the intensity of the millimeter wave can be obtained by adjusting to the minimum light amount point using the compensator 20.
【００３８】このように本高周波電磁波検出システム
は、電気光学効果を使ったミリ波検出を、ＣＷレーザ光
を用いて可能にするものである。さらに、本高周波電磁
波検出システムは、電気光学効果を使ったインコヒーレ
ントミリ波の検出を可能にするものである。As described above, the present high-frequency electromagnetic wave detection system enables millimeter wave detection using the electro-optic effect using CW laser light. Further, the present high-frequency electromagnetic wave detection system enables detection of incoherent millimeter waves using the electro-optic effect.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、連続発光
するレーザ光を示すＣＷレーザ光を発生するＣＷレーザ
と、強度変調された高周波電磁波を出力する高周波電磁
波出力部と、ＣＷレーザから入射したＣＷレーザ光を、
高周波電磁波出力部から入力した高周波電磁波の強度に
応じたＣＷレーザ光に偏光変化させて出射する電気光学
結晶部材と、偏光変化したＣＷレーザ光を検出してこの
ＣＷレーザ光の偏光変化量に応じた電気信号に変換する
光検出器と、電気光学結晶部材から出射されたＣＷレー
ザ光を入力して所定の偏光成分を光検出器へ出力する偏
光ビームスプリッタとを備えるとともに、電気光学結晶
部材と偏光ビームスプリッタ間に配設され電気光学結晶
部材から出射されたＣＷレーザ光を入力して偏光ビーム
スプリッタへ出力する補償板を、高周波電磁波の電気光
学結晶部材への無入力時にこの電気光学結晶部材から出
射され偏光ビームスプリッタへ送出されるＣＷレーザ光
の光量を最小光量とするように調整したので、超短パル
スを発生する高価な超短パルスレーザ等を用いずに高周
波電磁波の強度に比例した信号を容易かつ的確に検出す
ることができ、したがって、高周波電磁波を検出するシ
ステムを安価に構成できるとともに、システムを安定に
動作させることができる。As described above, according to the present invention, a CW laser for generating a CW laser beam indicating a continuously emitting laser beam, a high-frequency electromagnetic wave output unit for outputting an intensity-modulated high-frequency electromagnetic wave, and an incident light from the CW laser The CW laser light
An electro-optic crystal member that changes the polarization of the CW laser light according to the intensity of the high-frequency electromagnetic wave input from the high-frequency electromagnetic wave output unit and emits the CW laser light. And a polarization beam splitter that receives a CW laser beam emitted from the electro-optic crystal member and outputs a predetermined polarization component to the photo-detector, and an electro-optic crystal member. A compensating plate disposed between the polarization beam splitters and configured to receive the CW laser light emitted from the electro-optic crystal member and output the same to the polarization beam splitter is provided when the high-frequency electromagnetic wave is not input to the electro-optic crystal member. Since the amount of CW laser light emitted from the laser beam and transmitted to the polarizing beam splitter is adjusted to be the minimum light amount, it is expensive to generate an ultrashort pulse. A signal proportional to the intensity of high-frequency electromagnetic waves can be easily and accurately detected without using an ultrashort pulse laser or the like. Therefore, a system for detecting high-frequency electromagnetic waves can be configured at low cost, and the system can operate stably. Can be.
【図１】 本発明に係る高周波電磁波検出システムの第
１の実施の形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a high-frequency electromagnetic wave detection system according to the present invention.
【図２】 上記高周波電磁波検出システムの第２の実施
の形態を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the high-frequency electromagnetic wave detection system.
【図３】 上記高周波電磁波検出システムの第３の実施
の形態を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the high-frequency electromagnetic wave detection system.
【図４】 従来の高周波電磁波検出システムの構成を示
すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional high-frequency electromagnetic wave detection system.
【図５】 従来システムにおける高周波電磁波の検出タ
イミングを示すタイムチャートである。FIG. 5 is a time chart showing detection timing of high-frequency electromagnetic waves in a conventional system.
【図６】 従来システムにおける高周波電磁波の検出ポ
イントを示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing detection points of high-frequency electromagnetic waves in a conventional system.
１７…アンテナ、１８…鏡、１９…電気光学結晶部材、
２０…補償板、２１…偏光ビームスプリッタ、２２…光
検出器、２３…増幅器、３１…ミリ波帯発振器、３２…
正弦波信号発生器、３３…変調器、３４…ＣＷレーザ、
３５…電気計測器、３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ…光ファイ
バ、３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ，３７Ｅ…コリメ
ートレンズ。17 ... antenna, 18 ... mirror, 19 ... electro-optic crystal member,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Compensation plate, 21 ... Polarization beam splitter, 22 ... Photodetector, 23 ... Amplifier, 31 ... Millimeter wave band oscillator, 32 ...
Sine wave signal generator, 33 modulator, 34 CW laser,
35: electric measuring instruments, 36A, 36B, 36C: optical fibers, 37A, 37B, 37C, 37D, 37E: collimating lenses.
Claims (6)
光を発生するＣＷレーザと、 強度変調された高周波電磁波を出力する高周波電磁波出
力部と、 前記ＣＷレーザから出射されたＣＷレーザ光を、前記高
周波電磁波出力部から入力した高周波電磁波の強度に応
じたＣＷレーザ光に偏光変化させて出射する電気光学結
晶部材と、 前記電気光学結晶部材から出射されたＣＷレーザ光を入
力して所定の偏光成分を出力する偏光ビームスプリッタ
と、 前記偏光ビームスプリッタからの偏光変化したＣＷレー
ザ光を検出してこのＣＷレーザ光の偏光変化量に応じた
電気信号に変換する光検出器と、 電気光学結晶部材と偏光ビームスプリッタ間に配設さ
れ、電気光学結晶部材から出射されたＣＷレーザ光を入
力して偏光ビームスプリッタへ送出するとともに、前記
高周波電磁波の電気光学結晶部材への無入力時にこの電
気光学結晶部材から偏光ビームスプリッタ側へ出射され
るＣＷレーザ光の光量を最小にする補償板とを備えたこ
とを特徴とする高周波電磁波検出システム。1. A CW laser that generates a CW laser beam indicating a laser beam that emits continuously, a high-frequency electromagnetic wave output unit that outputs an intensity-modulated high-frequency electromagnetic wave, and a CW laser beam emitted from the CW laser. An electro-optic crystal member that changes the polarization to a CW laser beam corresponding to the intensity of the high-frequency electromagnetic wave input from the high-frequency electromagnetic wave output unit and emits the CW laser beam; A polarization beam splitter that outputs a CW laser beam whose polarization has been changed from the polarization beam splitter, and converts the CW laser beam into an electric signal corresponding to the polarization change amount of the CW laser beam; and an electro-optic crystal member. When the CW laser light emitted from the electro-optic crystal member is input between the polarization beam splitters and transmitted to the polarization beam splitter And a compensator for minimizing the amount of CW laser light emitted from the electro-optic crystal member toward the polarization beam splitter when the high-frequency electromagnetic wave is not input to the electro-optic crystal member. High frequency electromagnetic wave detection system.
と、前記電気光学結晶部材から出射されるＣＷレーザ光
の経路とを同一の経路としたことを特徴とする高周波電
磁波検出システム。2. The device according to claim 1, wherein the path of the CW laser light incident on the electro-optic crystal member and the path of the CW laser light emitted from the electro-optic crystal member are the same. High frequency electromagnetic wave detection system.
えたことを特徴とする高周波電磁波検出システム。3. The high-frequency electromagnetic wave detection system according to claim 2, further comprising an optical fiber and a lens for transmitting the CW laser light.
光を発生するＣＷレーザと、高周波電磁波を出力する高
周波電磁波出力部と、前記ＣＷレーザ光及び高周波電磁
波を入力してＣＷレーザ光を出射する電気光学結晶部材
と、ＣＷレーザ光を入力して所定の偏光成分を出力する
偏光ビームスプリッタと、偏光ビームスプリッタから出
力されるＣＷレーザ光を検出して電気信号に変換する光
検出器と、電気光学結晶部材から出射されたＣＷレーザ
光を入力して偏光ビームスプリッタへ出力する補償板と
からなるシステムにおいて、 前記高周波電磁波出力部から強度変調した高周波電磁波
を出力させる第１のステップと、 前記ＣＷレーザからのＣＷレーザ光を電気光学結晶部材
に入射して前記高周波電磁波出力部からの高周波電磁波
の強度に応じたＣＷレーザ光に偏光変化させる第２のス
テップと、 前記高周波電磁波の電気光学結晶部材への無入力時にこ
の電気光学結晶部材から偏光ビームスプリッタ側へ出射
されるＣＷレーザ光の光量が最小の光量となるように前
記補償板を調整する第３のステップと、 前記電気光学結晶部材から出射され前記補償板及び偏光
ビームスプリッタを介する前記偏光変化したＣＷレーザ
光を前記光検出器に入射してこのＣＷレーザ光の偏光変
化量に応じた電気信号に変換させる第４のステップとを
有することを特徴とする高周波電磁波検出方法。4. A CW laser that generates a CW laser beam indicating a laser beam that emits continuously, a high-frequency electromagnetic wave output unit that outputs a high-frequency electromagnetic wave, and inputs the CW laser beam and the high-frequency electromagnetic wave to emit a CW laser beam. An electro-optic crystal member, a polarization beam splitter that inputs a CW laser beam and outputs a predetermined polarization component, a photodetector that detects the CW laser beam output from the polarization beam splitter and converts the CW laser beam into an electric signal, A compensating plate for inputting the CW laser light emitted from the optical crystal member and outputting the CW laser light to the polarizing beam splitter; a first step of outputting intensity-modulated high-frequency electromagnetic waves from the high-frequency electromagnetic wave output unit; The CW laser beam from the laser is incident on the electro-optic crystal member and responds to the intensity of the high-frequency electromagnetic wave from the high-frequency electromagnetic wave output section. A second step of changing the polarization of the CW laser light into a CW laser light, and the light amount of the CW laser light emitted from the electro-optic crystal member toward the polarization beam splitter when the high-frequency electromagnetic wave is not input to the electro-optic crystal member is the minimum light amount A third step of adjusting the compensator so that the polarization-changed CW laser light emitted from the electro-optic crystal member and passing through the compensator and the polarizing beam splitter is incident on the photodetector. A fourth step of converting the CW laser light into an electric signal corresponding to the amount of change in polarization of the CW laser light.
記電気光学結晶部材から出射するＣＷレーザ光の経路と
を同一の経路にしたことを特徴とする高周波電磁波検出
方法。5. The high-frequency device according to claim 4, wherein a path of the CW laser light incident on the electro-optical crystal member and a path of the CW laser light emitted from the electro-optical crystal member are the same. Electromagnetic wave detection method.
することを特徴とする高周波電磁波検出方法。6. The high-frequency electromagnetic wave detection method according to claim 5, wherein the CW laser beam is propagated through an optical fiber and a lens.
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| JP2011047800A (en) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Apparatus for measuring electromagnetic wave |
| CN110133390A (en) * | 2019-06-20 | 2019-08-16 | 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 | A kind of portable very fast transient high-frequency electric field measuring system |
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