JP2012053017A - 電界測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大きさ、重量ともに片手で把持できるプローブ部を光検出系と光ファイバーで結んだもので、揺動で測定値が変動しない電界測定装置を実現する。
【解決手段】光源からの偏光をサーキュレータ、第２光路を通じて電気光学結晶に照射し、偏光面が変調された偏光を、第２光路と上記サーキュレータを通じて偏光面検出手段に入力して電界の測定を行う。第２光路は、光源に近い方から順に第１、第２、第３偏波保持光ファイバーが光学的に接続したものであり、第２偏波保持光ファイバーは１／４波長板に相当するもので、第２と第３偏波保持光ファイバーとの接続部は、光軸の周りの取付角度が、π／４ラジアンの奇数倍であり、第１と第２偏波保持光ファイバーとの接続部は、光軸の周りの取付角度が、第３偏波保持光ファイバーによって生じる偏光面の回転を補償する角度である。
【選択図】図２

Description

この発明は、電気光学効果を利用して電界検出や測定に用いる電界測定装置に関している。

測定しようとする領域の電界、表面電位、あるいは磁界を殆ど乱すことなく測定する際に用いる測定装置として、ＥＯ（電気光学）効果やＭＯ（磁気光学）効果を用いた測定装置は既によく知られている。

例えば、特許文献１（米国特許第_３６０５０１３号明細書）には、ファラデイ効果を示す光ファイバーを用いた電流測定システムが開示されている。また、特許文献２（米国特許第４００２９７５号明細書）には、電場あるいは磁場の強度に従って偏光方向の変わる光学結晶を用いた電圧測定が開示されている。

また、特許文献３（特開２００５−２９２０６８号公報）には、交流電界や交流磁界などの物理量が印加されている電気光学結晶、磁気光学結晶、圧光学（光弾性）結晶などの光学結晶に光を入射させ、光学結晶から出射された光を検出することにより交流電界、交流磁界、音圧などに相当する信号を得る計測システムが開示されている。これは、光学結晶の変位による感度の低下を抑制することを目的にするもので、光源からの光源出力直線偏光を光学結晶に伝送し、光学結晶を介して光源出力直線偏光を被測定物理量により偏光変調してサーキュレータにより偏光調整器に伝送し、偏光調整器によって偏光変調光を任意偏光に変換し、任意偏光を偏光ビームスプリッターにより直交する分離直線偏光に分離し、分離直線偏光をそれぞれ光検出器により電気信号に変換し、電気信号を差動増幅器により差動信号として出力し、差動信号をロックインアンプにより被測定物理量の振幅信号と位相信号として出力し、光検出器の光電流とロックインアンプからの振幅信号を制御信号処理部に入力し、制御信号処理部により光電流が等しくかつ振幅信号が最大となるように偏光調整器を制御して任意偏光を調節するものである。

また、特許文献４（特開２００４−１７７２１４号公報）の図７には、電気光学結晶で構成された反射型の電界センサーアレイ全体にプローブ光を照射して、その反射光を２次元撮像装置で観測する３次元電界分布測定装置が開示されている。

また、非特許文献１（ＮＴＴ技術ジャーナル）には、図５に示す様に、光ファイバー、フェルール、コリメータレンズ、およびＥＯ（電気光学）結晶を用いて、金属素子を排除したＥＯプローブが記載されている。

また、特許文献５には、偏波保持型光ファイバーの先端に、コリメータレンズと四分の一波長板を介して、電気光学結晶をつけた光学センサーが開示されている。この電気光学結晶は、コリメータレンズに誘電体反射防止膜を、その反対側に誘電体反射膜をつけたもので、偏波保持型光ファイバーの位相軸に対して２２．５°傾けたものである。

米国特許第３６０５０１３号明細書 米国特許第４００２９７５号明細書 特開２００５−２９２０６８号公報 特開２００４−１７７２１４号公報 特開２０１０−１４５７９号公報

都甲他「より正確な電界計測を可能にする電気光学プローブ」、ＮＴＴ技術ジャーナル、２００６年６月、２１−２４頁

電気光学効果を利用した電界センサー装置で、大きさ、重量ともに片手で把持できる程度のプローブ部と光源および偏光検出手段を具備する信号処理部と光ファイバーで結ばれたもので、プローブ部の移動による光ファイバーの揺動にたいして、測定値が変動しないようにした電界測定装置を実現する。

本発明の電界測定装置は、第１偏光を出力する光源と、光路転向手段と、第１偏光を入力し、印加される電界によって前記第１偏光を変調して第２偏光を発生して出力する電気光学結晶と、偏光面検出手段と、上記光源からの第１偏光を、光路転向手段に導く第１光路と、上記光路転向手段と電気光学結晶間で第１偏光と第２偏光を伝播する第２光路と、上記光路転向手段からの出力を上記偏光面検出手段に導く第３光路と、を備え、
上記光路転向手段は、第１光路から入力した偏光の少なくとも一部を第２光路へ出力し、第２光路から入力した光の少なくとも一部を第３光路へ出力し、上記偏光面検出手段は、第３光路からの入力光の偏光方向を検出し、電気量として出力するものであり、
上記偏光面検出手段の出力によって上記電気光学結晶に印加される電界を測定する電界測定装置であって、
第２光路は、光源に近い方から順に、第１偏波保持光ファイバー、第２偏波保持光ファイバー、および第３偏波保持光ファイバーが光学的に接続された構成を含むものであり、
第２偏波保持光ファイバーは、遅軸および速軸を伝播する偏光間にπ／２ラジアンあるいはその奇数倍にπ／４ラジアンを足し引きした範囲内の位相差が生ずる長さを有し、
第２偏波保持光ファイバーと第３偏波保持光ファイバーとの光学的接続部は、光軸の周りの互いの速軸（あるいは遅軸）間の角度が、π／４ラジアンの奇数倍にπ／８ラジアンを足し引きした範囲内の角度で回転して接続されており、
第１偏波保持光ファイバーと第２偏波保持光ファイバーとの光学的接続部は、光軸の周りの互いの速軸（あるいは遅軸）間の角度が、第３偏波保持光ファイバーによって生じる偏光面の回転を補償する角度で取り付けられていることを特徴とする。

上記の主軸としては、遅軸あるいは速軸のどちらを選択しても差し支えないが、慣習に従い、以下では光ファイバーの遅軸を主軸と呼ぶ。また、光路転向手段としては、サーキュレータまたはハーフミラーを用いた光路分岐器や、光路結合器などを用いることができる。

第１偏波保持光ファイバーと第２偏波保持光ファイバーとの光学的接続は、それぞれの速軸（あるいは遅軸）が光軸の回りに互いに回転可能な機能を有する接続手段を用いる。

上記電気光学結晶に導かれた第１偏光は、上記電気光学結晶または少なくともその一部分を透過した後、反射され、再度、前記電気光学結晶または少なくともその一部分を透過したのち、第２偏光として第２光路に戻って再入射するものであり、前記第２偏光は第２光路によって上記光路転向手段に導かれる。

また、上記偏光面検出手段は、第２偏光の偏光状態の変化を光強度の変化に変換する検波光学系と、前記検波光学系の光出力を電気信号として出力する光電変換器と、を具備する。

また、上記光学結晶と第３偏波保持光ファイバーの端部は光学的に接続されているものである。

また、上記光学結晶と上記第３偏波保持光ファイバーの端部はコリメーターを介して接続されているものである。

本発明は従来例と異なり、複屈折結晶を使用した４分の１波長板に代わって同等の作用もつ行う光ファイバーを用いることが特徴である。本発明の第１の効果は、プローブ先端の光学系において光の空間での伝搬する部分を少なくしたことによって反射、拡散を行う界面による光量損失を少なくできることである。第２の効果は、微小な１／４波長板の精密な位置合わせと光軸合わせを伴う作業が、比較的大きな部品である光ファイバーの融着作業に置き換わることである。第３の効果は、高コストな１／４波長板の代わりに低コストな光ファイバーを用いることができることである。第４の効果は、４分の１波長板に代わって、同等の作用もつ光ファイバーの取付角の偏差の影響を、プローブ部の光ファイバー接続部にて相殺できる機能を有することである。第５の効果は主要な光学部品は全て光ファイバーあり融着接続を用いることで機械的に安定した機構を実現できることである。

（ａ）は、偏光を出力する光源１からの第１偏光を、第１光路３、光路転向手段２０、第２光路４を介して、電界で屈折率の変化する電気光学結晶５に照射し、その電気光学結晶５によって偏光面が変調された第２偏光を、第２光路４に再入射して光路転向手段２０に入力し、その光路転向手段２０の出力を第３光路１５を介して偏光面検出手段２に入力し、この偏光面検出手段２の出力によって電界の測定を行う電界測定装置を示す模式図である。第２光路４は、３本の光ファイバーが光学的に接続された構成を含む。それらは光源に近い側から第１偏波保持光ファイバー１１、第２偏波保持光ファイバー１２、および第３偏波保持光ファイバー１３である。この例では、それらの接続部は、把持部１０内に構成している。第２偏波保持光ファイバー１２は速軸と遅軸を伝播する光の偏光成分間にπ／２ラジアンあるいはその奇数倍の位相差が生ずる長さを基本とするが、±π／４ラジアンの範囲の誤差があってもよい。第２偏波保持光ファイバー１２と第３偏波保持光ファイバー１３との光学的接続は、互いの主軸の取付角度が、π／４ラジアンの奇数倍を基本とするが、±π／８ラジアンの範囲の角度誤差があってもよい。第１偏波保持光ファイバー１１と第２偏波保持光ファイバー１３との光学的接続は、それらの主軸取付角が、第３偏波保持光ファイバー１３によって生じる偏光面の回転を補償する角度である。（ｂ）は、第３偏波保持光ファイバー１３と電気光学結晶５間をコリメーター７で接続したものを示す模式図である。 本発明に用いることが可能な偏光面検出手段２の例を示すブロック図である。光源１からの第１偏光は第1光路３を経て光路転向手段２０を透過して第２光路４を通り、電気光学結晶５に入射する。入射した第１偏光は、電気光学結晶５で電界強度に依存した変調を受け、反射層６で反射され、再度変調されて第２偏光となる。第２偏光は第２光路４に再入射し、光路転向手段２０に入射する。この例では、光路転向手段２０としてビームスプリッター２３を用いている。第２偏光は、第３光路１５を介して偏光ビームスプリッター２１に出力される。第２偏光は偏光ビームスプリッター２１によって、２つの偏光成分に分離された後、各々光電変換器２２ａ、２２ｂで偏光の強度が電流あるいは電圧に変換される。前記電流あるいは電圧は、差動増幅器２４によって同相雑音を除去されて出力される。 第１偏波保持光ファイバー１１と第２偏波保持光ファイバー１２の間に取付角可変継手８を設けた電界測定装置の偏光面検出手段付近を示す図である。この取付角可変継手８は、第１偏波保持光ファイバー１１と第２偏波保持光ファイバー１２の速軸（あるいは遅軸）間の光軸周りの角度を調整することで、第３偏波保持光ファイバーを伝播する光の偏光面の回転を補償する手段である。 電界測定装置のプローブヘッドの従来例を示す図である。 ＰＡＮＤＡファイバーと呼ばれる偏波保持光ファイバーに偏光が入射した直後の光の（ａ）電場ベクトルＰｘ、Ｐｙの様子を示す模式図、（ｂ）伝播する偏光の偏光方向は変化しながら伝播するものであることを示す模式図である。速軸と遅軸の位相差が２πラジアンとなる長さはビート長と呼ばれる。 本発明の電界測定装置のブロック図を示す。 第２偏波保持光ファイバー１２と第３偏波保持光ファイバー１３の取付角θにおける光学的接続を示す図である。

以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明においては、同じ機能あるいは類似の機能をもった装置に、特別な理由がない場合には、同じ符号を用いるものとする。

本発明の最も基本的な構成の電界測定装置の第１の構成例を図１（a）に示す。また、ブロック図を図６に示す。図１（a）において、偏光を出力する光源１からの第１偏光は、第１光路３、光路転向手段２０、第２光路４を介して、電界で屈折率の変化する電気光学結晶５に入射し、前記電気光学結晶５によって変調されて第２偏光となる。前記第２偏光は、第２光路４に入射して光路転向手段２０にて分離され第３光路１５によって偏光面検出手段２へ出力されて、前記偏光面検出手段２の出力によって電界の測定を行う電界測定装置を示す模式図である。第２光路４から電気光学結晶５までを、以下では、プローブ部とする。

光路転向手段２０としては、図２に示すハーフミラー、サーキュレータや光路結合器などを用いることができる。第２光路４は、光学的に接続された第１偏波保持光ファイバー１１、第２偏波保持光ファイバー１２、および第３偏波保持光ファイバー１３（光源に近い順）を含む。この例では、それらの接続部は、把持部１０内に収納される。第２偏波保持光ファイバーは速軸と遅軸を伝播する光の偏光成分間にπ／２ラジアンあるいはその奇数倍の位相差が生ずる長さを基本とするが、±π／４ラジアンの範囲内の誤差があってもよい。第２偏波保持光ファイバーと第３偏波保持光ファイバーは光軸周りに回わして取り付けられている。光軸の取付角は、π／４ラジアンとその奇数倍を基本とするが、±π／８ラジアンの範囲内の誤差があってもよい。図７に、第２偏波保持光ファイバー１２と第３偏波保持光ファイバー１３が、取付角θにおける光学的接続を示す。第１偏波保持光ファイバーと第２偏波保持光ファイバーとの取付角は、第３偏波保持光ファイバーによって生じる偏光面の回転を補償するための角度である。

図１（ｂ）は、第３偏波保持光ファイバーと電気光学結晶間をコリメーターで接続したものを示す模式図である。光路転向手段２０上記の光学的接続の接続は、融着によっても、接着剤を用いた接続によっても実現することができる。

偏波保持光ファイバーとしては、例えば、ＰＡＮＤＡファイバーがあり、この断面構造を図５（ｂ）に示す。これは、応力付与部Ｎ１、Ｎ２によってコアに誘起される一軸性の複屈折性を用いるものである。一般に、偏波保持光ファイバーコアを伝搬する光の偏波面は、一対の応力付与部Ｎ１、Ｎ２を結ぶ方向をＸ方向、それに直行する方向をＹ方向とすると、図６に示すように、２つ（Ｘ、Ｙ）あって、それぞれ遅軸、速軸とされる。遅軸、速軸を伝播する光の位相差が２πラジアンとなる長さは、ビート長と呼ばれている。このビート長は、概略1から５ｍｍであることが知られている。

また、この偏波保持光ファイバーに遅軸に対し偏光方向が角度３／４πラジアンの直線偏光が入射した直後の光の電場ベクトルＰｘ、Ｐｙの様子を図６（ａ）に示す。光の伝播するコアは一軸性の複屈折率を有するため、伝播距離に応じて光ファイバー中に直線偏光、楕円偏光、円偏光および右遷光、左遷光などの偏光状態が周期的に出現する。コアの屈折率の差をΔｎとし、光の波長をλ、光ファイバーの長さをＬとすれば、振動面の直交する２つの直線偏光成分の間には、伝播に伴って、
Δψ＝（２π・Δｎ・Ｌ）／λ （ラジアン）、
の位相差が生じる。Δψの値がちょうど２πラジアンとなる長さは、ビート長と呼ばれる。また、π／２ラジアンとなるような長さＬの光ファイバーは、この波長の光に対して４分の１波長板と等価な偏光特性有する。このような光ファイバー片を「４分の１波長光ファイバー」と呼ぶことにする。本発明では第２偏波面保持ファイバーがこの機能を有する。位相差４分の１波長光のファイバーは、通常の偏波保持光ファイバーを用いて製作し、互いに融着接続することが可能である。

第２偏波保持光ファイバー１２の長さは、ビート長の１／４の奇数倍である。ただし、この長さは、厳密なものではなく、ビート長の１／８程度の誤差がある場合でも、電気光学結晶による位相面の回転を十分な感度で検出することができる。

また、第２偏波保持光ファイバー１２と第３偏波保持光ファイバー１３との光学的接続部は、それらの主軸の取付角が、π／４ラジアンの奇数倍を基本とするが、±π／８ラジアンの範囲内の位相誤差があってもよい。第１偏波保持光ファイバー１１と第２偏波保持光ファイバー１２との取付角を調整することによって、第３偏波保持光ファイバー１３の長さの偏差などによって生じる偏光面の回転角度の誤差を補償することができる。この取付角は、電界測定装置の、検出出力や検出感度を最大にするように調整する。

偏波保持光ファイバー１３の一端と電気光学結晶５は、図１（ａ）に示すように、直接に接続するか、あるいは、図１（ｂ）に示すようにコリメーター７を介して接続する。ここで、電気光学結晶５には、光ファイバーの接続部の対面に反射層６を設けて、電気光学結晶５透過した光を結晶内に反射する。この反射層は、誘電体多層膜であることが望ましい。電気光学結晶５反射層の対面に反射防止層を設けることが望ましいことは当然のことである。

反射層６で反射された光は、再び電気光学結晶５を透過して、第２光路４上を伝搬する。即ち、第１偏波保持光ファイバー１３、第２偏波面保持ファイバー１２、偏波保持光ファイバー１１を通り、光路転向手段２０に射出する。光路転向手段２０は、第２光路４から入射する第２偏光を第３光路に射出する。第２偏光は前記第３光路から偏光面検出手段に出力される。前記偏光面検出手段は第２偏光の偏光状態を検出して電気的な出力を発生するものである。偏光面検出手段は例えば偏光分離プリズムである偏光ビームスプリッター２１を具備し、入射した楕円偏光である第二偏光を２つの主方向成分に分離する。分離された偏光の強度は、それぞれの光電変換器２２ａ、２２ｂで電流あるいは電圧に変換され、電気光学結晶５の領域での電界測定に用いられる。

本発明の実施例における各位置での第１偏光および第２偏光の状態を詳しく示す。光源から出力される第１偏光は直線偏光であって、第１光路、光路転向手段２０、を介して第２光路の第一偏波保持光ファイバー１１の入射光となる。ここで第１偏光の偏光面は第１偏波保持光ファイバー１１の主軸に一致させてある。第１偏波保持光ファイバー１１の長さは任意である。第１偏波面保持ファイバー１１中で第１偏光は主軸に沿った直線偏光として伝搬するので、この偏波保持光ファイバー１１の射出光は、直線偏光であり光の電界成分の振幅をＥ₀として、ジョーンズベクトルでの表現では次の通りである。

ここで、第１偏波保持光ファイバー１１と第２偏波面保持ファイバー１２とがそれぞれの主軸方向が光軸の周りにθ［ｒａｄ］だけ回転して接続されているとする。このとき、第２偏波面保持ファイバー１２の入力端での偏波状態は次の通りである。

第２偏波面保持ファイバー１２の出力端では遅軸と速軸で９０°だけ位相がずれる。これは次のように表される。

ここで、第２偏波面保持ファイバー１２と第３偏波保持光ファイバー１３はπ／４［ｒａｄ］（４５度）傾斜して接続する。第３偏波保持ファーバー１３の入力端の偏波状態は次のように表される。

第３偏波保持光ファイバー１３は有限の長さであるので、その出力端では遅軸と速軸の位相差φを生じるので第３偏波保持光ファイバー１３の出力端の偏光状態は次のように表わされる。

ＥＯ結晶では偏波保持光ファイバー１３の速軸・遅軸に沿った方向に位相変調が生ずる。位相変調は、微小であるから、これを級数展開して一次の項だけ書くと１±ｉΔで表すことが出来る。これを用いて、上式をｅ^iφ/2でくくることで、ＥＯ結晶出力の偏波状態は、次のように示すことができる。

第３偏波保持光ファイバー１３、第２偏波面保持光ファオイバー１２、第１偏波保持光ファイバー１１を通る戻り光については、この順で、上記の場合と同様に計算を行う。第１偏波保持光ファイバー１１の出力を以下に示す。

ここで、ｅ^iθ＝cosθ+ｉsinθ＝−ｉ(ｉcosθ−sinθ)、等を用いて、

を、得る。

光電変換においては、遅軸と速軸の成分に分離して受光を行い、その出力を差動増幅する。受光エネルギーは、数８の各成分の絶対値の２乗に比例し、Δは微小であるので、Δの一次の項がＥＯ結晶に印加される高周波電界の被測定周波数成分に相当する。従って、遅軸成分、速軸成分については、それぞれ、下記のＩ_{Slow Axis}、Ｉ_{Fast Axis}に比例する。

Ｉ_{Slow Axis}、とＩ_{Fast Axis}の差分電流ΔＩは次式で与えられる。差動としない場合はこの半分の電流が測定される。

これから、以下の場合に最大電流が得られることが分かる。

、つまり、

例えば、第３偏波保持光ファイバー１３が実質的に無い場合など、φ＝０ラジアンのときには、θ＝π/8ラジアン、つまり２２．５度のときに最大となる。また、電流成分ΔＩが例えば半分以上になるようにするためには、２（φ＋２θ）でπ／３ラジアンの誤差内に収めればよい事が分かる。その他、代表的な値としては、−１、−２、・・・、−１０ｄｂまでの減衰を許容できる場合は、それぞれ、０．６５、０．８９、１．０５、１．１６、１．２５、１．３２、１．３７、１．４１、１．４４、１．４７ラジアンまでの誤差を許容できる。また、第３偏波保持光ファイバー１３に種々の長さのものに交換して用いる場合は、その長さの違いによる速軸と遅軸間の位相差が受光エネルギーに及ぼす影響は、第１偏波面保持光ファイバー１１と第２偏波面保持ファイバー１２の取付角を変えることで補償することができることが明らかである。

上記の例では、偏波保持光ファイバー１３は、電気光学結晶５に直接に接続したが、電気光学結晶５上に設けた誘電体反射防止膜を介して接続してもよい。さらに、偏波保持光ファイバー１３と電気光学結晶５は、図１（ｂ）、図２（ｂ）に示すように、コリメーター７を介して接続してもよく、さらに電気光学結晶５は誘電体反射防止膜つきが好適である。

また、第２偏波面保持ファイバー１２は、把持部１０の外側に設けることもできるが、安定に動作させるためには、図１（a）、（ｂ）に示すように、把持部１０の中に固定できるように設けることが望ましい。

上記の例では、第３偏波保持光ファイバー１３を用いる例を示したが、第３偏波保持光ファイバー１３を構成から除外することもできる。つまり、図３（a）に示すように第２偏波面保持ファイバー１２を電気光学結晶５に接続しても用いることができる。また、この場合、誘電体反射防止膜を介して接続してもよいことは明らかである。さらに、図３（ｂ）に示すように第２偏波面保持ファイバー１２は、コリメーター７を介して電気光学結晶５に接続してもよい。また電気光学結晶５は誘電体反射防止膜つきであってもよい。

図１（a）の様に、光電変換器２２a、２２ｂの出力を差動増幅器２４に入力する場合は、電界強度がゼロの電界にとき光電変換器２２a、２２ｂの出力は互いにほぼ等しく、差動増幅器２４の出力はゼロまたは基準値になるように設定する。調整は第１偏波保持光ファイバー１１と第２偏波保持ファイバー１２との取付角を変えることによって行う。図４は、第１偏波保持光ファイバー１１と第２偏波保持ファイバー１２の接続に取付角の調整手段として取付角可変継手８ａを用いた場合の実施例である。

取付角可変継手８ａは、偏波保持光ファイバー１３を交換して種々の長さのものを用いる場合において、前記偏波保持光ファイバー１３の長さの違いが測定に及ぼす影響を、偏波保持光ファイバー１１と第２偏波面保持ファイバー１２との取り付け角を変えて補償するための調整手段として用いる。

上記の説明においては、電界測定を目的に、電気光学結晶を用いたが、代りに磁気光学結晶を用いることで、磁界測定装置を実現できることは明らかである。

１ 光源
２ 偏光面検出手段
３ 第1光路
４ 第２光路
５ 電気光学結晶
６ 反射層
７ コリメーター
８ 取付角可変継手
９ データ処理回路
１０ 把持部
１１ 第１偏波保持光ファイバー
１２ 第２偏波保持光ファイバー
１３ 第３偏波保持光ファイバー
１５ 第３光路
２０ 光路転向手段
２１ 偏光ビームスプリッター
２２ａ、２２ｂ 光電変換器
２３ ビームスプリッター
２４ 差動増幅器
２５ａ、２５ｂ コリメーター

Claims (6)

1. 第１偏光を出力する光源と、
   光路転向手段と、
   第１偏光を入力し、印加される電界によって前記第１偏光を変調して第２偏光を発生して出力する電気光学結晶と、
   偏光面検出手段と、
   上記光源からの第１偏光を、光路転向手段に導く第１光路と、
   上記光路転向手段と電気光学結晶間で第１偏光と第２偏光を伝播する第２光路と、
   上記光路転向手段からの出力を上記偏光面検出手段に導く第３光路と、
   を備え、
   上記光路転向手段は、第１光路から入力した偏光の少なくとも一部を第２光路へ出力し、第２光路から入力した光の少なくとも一部を第３光路へ出力し、
   上記偏光面検出手段は、第３光路からの入力光の偏光方向を検出し、電気量として出力するものであり、
   上記偏光面検出手段の出力によって上記電気光学結晶に印加される電界を測定する電界測定装置であって、
   第２光路は、光源に近い方から順に、第１偏波保持光ファイバー、第２偏波保持光ファイバー、および第３偏波保持光ファイバーが光学的に接続された構成を含むものであり、
   第２偏波保持光ファイバーは、遅軸および速軸を伝播する偏光間にπ／２ラジアンあるいはその奇数倍にπ／４ラジアンを足し引きした範囲内の位相差が生ずる長さを有し、
   第２偏波保持光ファイバーと第３偏波保持光ファイバーとの光学的接続部は、光軸の周りの互いの速軸（あるいは遅軸）間の角度が、π／４ラジアンの奇数倍にπ／８ラジアンを足し引きした範囲内の角度で回転して接続されており、
   第１偏波保持光ファイバーと第２偏波保持光ファイバーとの光学的接続部は、光軸の周りの互いの速軸（あるいは遅軸）間の角度が、第３偏波保持光ファイバーによって生じる偏光面の回転を補償する角度で取り付けられていることを特徴とする電界測定装置。
2. 第１偏波保持光ファイバーと第２偏波保持光ファイバーとの光学的接続部は、それぞれの速軸（あるいは遅軸）が光軸の回りに互いに回転可能な機能を有する接続手段であることを特徴とする請求項１に記載の電界測定装置。
3. 上記電気光学結晶に導かれた第１偏光は、上記電気光学結晶または少なくともその一部分を透過した後、反射され、再度、前記電気光学結晶または少なくともその一部分を透過したのち、第２偏光として第２光路に戻って再入射するものであることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の電界測定装置。
4. 上記偏光面検出手段は、第２偏光の偏光状態の変化を光強度の変化に変換する検波光学系と、
   前記検波光学系の光出力を電気信号として出力する光電変換器と、を具備することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電界測定装置。
5. 上記光学結晶に上記第３偏波保持光ファイバーの端部が光学的に接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の電界測定装置。
6. 上記光学結晶に上記第３偏波保持光ファイバーの端部がコリメータを介して接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の電界測定装置。

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