JP2827264B2 - Physical quantity measurement device using light - Google Patents

Physical quantity measurement device using light

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JP2827264B2 JP1080066A JP8006689A JP2827264B2 JP 2827264 B2 JP2827264 B2 JP 2827264B2 JP 1080066 A JP1080066 A JP 1080066A JP 8006689 A JP8006689 A JP 8006689A JP 2827264 B2 JP2827264 B2 JP 2827264B2
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【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> この発明は光を用いて物理量を測定する装置に関し、
特に高速現象を測定する事が出来る光を用いた物理量測
定装置に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for measuring a physical quantity using light,
In particular, the present invention relates to a physical quantity measuring device using light capable of measuring a high-speed phenomenon.

<従来技術> 最近の高速電子デバイスは高速なものが多く開発され
ている。例えば、HEMT(High Electron Mobility Trans
istor)ではゲート遅延時間が約10ps程度であり、また
光通信などに用いられる半導体レーザーの直接変調帯域
も数十GHzに達している。この様な高速電子デバイスに
よる高速現象の測定には、通常サンプリングオシロスコ
ープが用いられている。第5図にサンプリングオシロス
コープの原理を示す。すなわち、(A)のように連続す
るN個の被測定信号に対して、ゲート時間を少しずつず
らしながら測定して行き、その結果を合成して(B)の
ような測定値を得る。この技術では、サンプリング幅が
測定結果の分解能になる。
<Prior Art> Recently, many high-speed electronic devices have been developed. For example, HEMT (High Electron Mobility Trans
istor), the gate delay time is about 10 ps, and the direct modulation band of a semiconductor laser used for optical communication and the like has reached several tens of GHz. In order to measure high-speed phenomena by such a high-speed electronic device, a sampling oscilloscope is usually used. FIG. 5 shows the principle of the sampling oscilloscope. That is, the measurement is performed while gradually shifting the gate time for N consecutive signals to be measured as in (A), and the results are combined to obtain a measurement value as in (B). In this technique, the sampling width becomes the resolution of the measurement result.

一方、GaAs基板は電気光学効果を有するので、流れる
電流の大きさによってその戻り光の偏波面が変化する。
この現象を利用して、光を用いた測定装置が開発されて
いる。第6図にこの様な光を用いた測定装置の構成を示
す。YAGレーザー1の出力はパルス圧縮部2でps程度の
パルス幅に圧縮され、偏光子3、波長板4を介してGaAs
集積回路5に入力される。また、その戻り光は波長板4
を通り、偏光子3で反射されて受光素子6でその強度が
測定され、表示部8で表示される。駆動回路7でGaAs集
積回路5に流す電流を変えるとその戻り光の偏光面が変
化し、偏光子3によって受光素子6に入射する光の強度
が変化する。駆動回路7によりYAGレーザー1の出力光
のタイミングとGaAs集積回路5に電流を流すタイミング
を同期させ、かつその位相差を少しずつずれして行くこ
とによって、第6図で説明したサンプリング技術と同じ
原理でGaAs集積回路5の動作を測定する事が出来る。
On the other hand, since the GaAs substrate has an electro-optic effect, the plane of polarization of the return light changes depending on the magnitude of the flowing current.
Utilizing this phenomenon, a measuring device using light has been developed. FIG. 6 shows the configuration of a measuring apparatus using such light. The output of the YAG laser 1 is compressed to a pulse width of about ps by the pulse compression unit 2 and the GaAs is transmitted through the polarizer 3 and the wave plate 4
Input to the integrated circuit 5. The return light is transmitted through the wave plate 4.
, The light is reflected by the polarizer 3, its intensity is measured by the light receiving element 6, and is displayed on the display unit 8. When the current flowing through the GaAs integrated circuit 5 is changed by the drive circuit 7, the plane of polarization of the return light changes, and the intensity of light incident on the light receiving element 6 changes by the polarizer 3. The driving circuit 7 synchronizes the timing of the output light of the YAG laser 1 with the timing of flowing the current to the GaAs integrated circuit 5 and shifts the phase difference little by little, so that the same as the sampling technique described in FIG. The operation of the GaAs integrated circuit 5 can be measured in principle.

<発明が解決すべき課題> しかしながら、第5図のサンプリングオシロスコープ
では、サンプリング幅はステップリカバリダイオードの
速度に制限され、25ps程度が限界であり、光パルスを測
定する光オシロスコープでも10ps程度が限界であるとい
う課題があった。
<Problems to be Solved by the Invention> However, in the sampling oscilloscope of FIG. 5, the sampling width is limited by the speed of the step recovery diode, and is limited to about 25 ps. There was a problem that there was.

また、第6図の光を用いて測定装置ではpsオーダーの
測定が可能であるが、受光素子6に入射する光の強度が
微弱な為、S/N比を高くすることが困難であり、加算平
均処理などの信号処理をしなければならないという課題
もあった。
In addition, although the measurement device can measure in the order of ps using the light shown in FIG. 6, it is difficult to increase the S / N ratio because the intensity of light incident on the light receiving element 6 is weak. There was also a problem that signal processing such as averaging processing had to be performed.

<発明の目的> この発明の目的は、高速現象をも高S/N比で測定でき
る光を用いた物理量測定装置を提供することにある。
<Object of the Invention> An object of the present invention is to provide a physical quantity measuring device using light that can measure a high-speed phenomenon with a high S / N ratio.

<課題を解決する為の手段> 前記課題を解決するために本発明では、第1の光パル
ス発生手段を被測定物に照射して、その戻り光と第2の
光パルス発生手段のより時間幅の短いパルスの光を合波
し、この合波光を非線形材料で作られた高調波光発生手
段に入射して高調波光を発生させて、この高調波光をフ
ィルタで選別して、受光素子その光強度を測定するよう
にした構成とし、前記戻り光、第2の光パルス発生手段
の出力光のいずれかを遅延手段で遅延させ、その遅延量
を連続的に変化させるようにしたものである。
<Means for Solving the Problem> In order to solve the problem, according to the present invention, the first optical pulse generating means is irradiated on the object to be measured, and the return light thereof and the time required for the second optical pulse generating means to be more time-consuming. The pulse light having a short width is multiplexed, and the multiplexed light is incident on harmonic light generating means made of a non-linear material to generate harmonic light. The intensity is measured, and one of the return light and the output light of the second optical pulse generating means is delayed by a delay means, and the delay amount is continuously changed.

また、光を遅延させる代わりに、被測定物を駆動する
タイミングと第2の光パルス発生手段の駆動のタイミン
グの位相を連続的にずらすようにしたものである。
Further, instead of delaying the light, the phase of the timing of driving the device under test and the timing of the timing of driving the second optical pulse generating means are continuously shifted.

<作用> 高調波光発生手段により、戻り光と参照光の強度の積
に比例する高調波光を発生させることにより、高S/N比
で物理量を測定することが出来る。
<Operation> By generating harmonic light proportional to the product of the intensity of the return light and the intensity of the reference light by the harmonic light generation means, a physical quantity can be measured at a high S / N ratio.

<実施例> 第1図に本発明に係る光を用いた物理量測定装置の一
実施例を示す。第1図において、10はパルスレーザーで
あり、第1の光パルス発生手段に相当し、その出力光は
紙面に対して垂直に偏光しているものとする(○印で表
わす)。11はハーフミラーであり、パルスレーザー10の
出力光が入射され、その光を2つに分岐する。12はパル
ス圧縮器であり、ハーフミラー11で分岐された光の1つ
が入射され、そのパルス幅を時間的に圧縮する。パルス
レーザー10とパルス圧縮器12で第2の光パルス発生手段
を構成している。14は光のディレイラインであり、ミラ
ー13で反射されたパルス圧縮器12の出力光が入射され
る。ディレイライン14はミラー141及びコーナーキュー
ブ142から構成され、入射光はミラー141で反射されてコ
ーナーキューブ142に至り、コーナーキューブ142で方向
が反転されてミラー141で再度反射されて出力される。
従って、コーナーキューブ142を矢印の方向に移動させ
てミラー141とコーナーキューブ142間の距離を変えるこ
とにより、遅延量を変えることが出来る。15は偏光子で
あり、ディレイライン14の出力光が入射される。16は偏
光子であり、ハーフミラー11で分岐されたパルスレーザ
ー10の他方の出力光が入射され、透過される。この透過
光はλ/4、λ/2波長板17を透過して対物レンズ18で集束
されて被測定物19に照射される。被測定物19は例えばGa
As集積回路であり、駆動部20で駆動される。GaAs集積回
路は電気光学効果を有し、照射された光の偏光面を変え
て反射する。この偏光面の変化はGaAs集積回路である測
定物に流れる電流によって変化するので、その変化を測
定することにより、被測定物19に流れる電流を測定する
ことが出来る。被測定物19の戻り光は偏光子16に入射さ
れる。偏光子16は紙面内で偏光した光(|で表わす)の
みを反射する。波長板17はこの戻り光が最大になるよう
に調整される。偏光子16で反射した光は偏光子15に入射
され、別に入射されたディレイライン14の出力光と合波
される。21は高調波光発生手段であり、偏光子15で合波
された光が入射され、この入射光の2次高調波を出力す
る。22はフィルタであり、高調波光発生手段21の出力光
が入射され、2次高調波のみを透過させる。23は受光素
子であり、フィルタ22の透過光の光強度を電気信号に変
換する。24は演算・表示部であり、受光素子23の出力が
入力され、この信号から被測定物19に流れる電流の大き
さを演算して表示する。
<Embodiment> Fig. 1 shows an embodiment of a physical quantity measuring device using light according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a pulse laser, which corresponds to a first optical pulse generating means, and its output light is polarized perpendicularly to the plane of the drawing (indicated by a circle). Reference numeral 11 denotes a half mirror to which the output light of the pulse laser 10 is incident and splits the light into two. Reference numeral 12 denotes a pulse compressor, which receives one of the lights split by the half mirror 11 and temporally compresses the pulse width. The pulse laser 10 and the pulse compressor 12 constitute a second optical pulse generating means. Reference numeral 14 denotes a light delay line, and the output light of the pulse compressor 12 reflected by the mirror 13 enters. The delay line 14 includes a mirror 141 and a corner cube 142, and the incident light is reflected by the mirror 141 to reach the corner cube 142, the direction is reversed by the corner cube 142, reflected again by the mirror 141, and output.
Accordingly, by moving the corner cube 142 in the direction of the arrow to change the distance between the mirror 141 and the corner cube 142, the delay amount can be changed. Reference numeral 15 denotes a polarizer to which the output light of the delay line 14 is incident. Reference numeral 16 denotes a polarizer, and the other output light of the pulse laser 10 split by the half mirror 11 is incident and transmitted. The transmitted light passes through the λ / 4 and λ / 2 wavelength plates 17, is focused by the objective lens 18, and irradiates the object 19 to be measured. The DUT 19 is, for example, Ga
An As integrated circuit, which is driven by the drive unit 20. The GaAs integrated circuit has an electro-optic effect, and changes the plane of polarization of irradiated light and reflects it. Since the change in the polarization plane changes depending on the current flowing through the object to be measured, which is a GaAs integrated circuit, the current flowing through the object to be measured 19 can be measured by measuring the change. The return light from the device under test 19 is incident on the polarizer 16. The polarizer 16 reflects only light polarized in the plane of the paper (represented by |). The wave plate 17 is adjusted so that the return light is maximized. The light reflected by the polarizer 16 is incident on the polarizer 15, and is multiplexed with the output light of the delay line 14 which is separately incident. Reference numeral 21 denotes a harmonic light generating means, which receives the light multiplexed by the polarizer 15 and outputs a second harmonic of the incident light. Reference numeral 22 denotes a filter, to which the output light of the harmonic light generating means 21 is incident, and transmits only the second harmonic. Reference numeral 23 denotes a light receiving element, which converts the light intensity of light transmitted through the filter 22 into an electric signal. Numeral 24 denotes a calculation / display unit, which receives the output of the light receiving element 23, calculates the magnitude of the current flowing through the device under test 19 from this signal, and displays it.

次に、この実施例の動作を説明する。被測定物19であ
るGaAs集積回路は電気光学効果を有する。従って、この
集積回路が動作状態であると、流れる電流に応じてその
戻り光の偏波面は入射光のそれとは異なった状態にな
る。この性質を利用して被測定物19の物理量を測定す
る。その為、駆動部20で被測定物19に電流を流し、また
パルスレーザー10を動作させ、紙面に対して垂直に偏光
した光を出力させる。この光はハーフミラー11で2つに
分岐され、その一方は対物レンズ18で集束されて被測定
物19に照射され、その戻り光のうち紙面内で偏光したも
ののみが偏光子16で反射され、偏光子15に入射される。
従って、偏光子15に入射される光の強度は被測定物19に
流れる電流によって変化する。また、ハーフミラー11で
分岐された他方の光はパルス圧縮器12でそのパルス幅が
時間的に圧縮されてディレイライン14に入射され、所定
の遅延が与えられる。偏光子15に入射される2つの光は
互いに直交する直線偏波になっている。従って、その出
力光は第2図に示すような時間関係を有する。第2図に
おいて、30は被測定物19からの戻り光、31,32はディレ
イライン14の出力光である。31はディレイライン14の遅
延量が小さい場合、32は大きい場合に相当する。コーナ
ーキューブ142を移動させて遅延量を変えることによ
り、戻り光30との位相差を変えることができ、戻り光30
の全域に渡ってスキャンすることが出来る。
Next, the operation of this embodiment will be described. The GaAs integrated circuit as the device under test 19 has an electro-optic effect. Therefore, when the integrated circuit is in the operating state, the polarization plane of the return light is different from that of the incident light according to the flowing current. The physical quantity of the DUT 19 is measured using this property. Therefore, a current is caused to flow through the device under test 19 by the drive unit 20 and the pulse laser 10 is operated to output light polarized perpendicular to the plane of the drawing. This light is split into two by a half mirror 11, one of which is converged by an objective lens 18 and irradiates an object 19 to be measured. Of the returned light, only the polarized light in the plane of the paper is reflected by a polarizer 16. Is incident on the polarizer 15.
Therefore, the intensity of light incident on the polarizer 15 changes depending on the current flowing through the device under test 19. The other light split by the half mirror 11 has its pulse width temporally compressed by the pulse compressor 12 and is incident on the delay line 14 to be given a predetermined delay. The two lights incident on the polarizer 15 are linearly polarized waves orthogonal to each other. Therefore, the output light has a time relationship as shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral 30 denotes return light from the device under test 19, and reference numerals 31 and 32 denote output lights of the delay line 14. 31 corresponds to the case where the delay amount of the delay line 14 is small, and 32 corresponds to the case where it is large. By moving the corner cube 142 to change the amount of delay, the phase difference with the return light 30 can be changed.
Can be scanned over the entire area.

例えば、遅延量が“0"の場合にディレイライン14の出
力光が戻り光30の立ち上がり時点で同時に立ち上がる場
合には、コーナーキューブ142を移動させて遅延量を徐
々に増加させることによりディレイライン14の出力光が
第2図中の出力光31から出力光32に向かって移動するこ
とになるので戻り光30の全域をスキャンすることが可能
になる。偏光子15で合波された光は高周波光発生手段21
に入射される。高調波光発生手段21はKDP結晶で構成さ
れ、その光学軸は光の入射方向に対して約59°にされ
る。高調波光発生手段21は入射光の2次高調波を発生
し、その強度Pは次式(1)に従う。
For example, when the output light of the delay line 14 rises at the same time when the return light 30 rises when the delay amount is “0”, the corner cube 142 is moved to gradually increase the delay amount, thereby 2 moves from the output light 31 to the output light 32 in FIG. 2, so that the entire area of the return light 30 can be scanned. The light multiplexed by the polarizer 15 is converted into high-frequency light generating means 21.
Is incident on. The harmonic light generating means 21 is made of a KDP crystal, and its optic axis is set at about 59 ° with respect to the light incident direction. The harmonic light generating means 21 generates a second harmonic of the incident light, and its intensity P follows the following equation (1).

P=r123・E1・E2/2 ………(1) 但し、E1、E2はそれぞれ高調波光発生手段21の点におけ
る被測定物19からの戻り光の強度及びディレイライン14
の出力光強度、r123は非線形効果の生じ易さを表わす定
数である。従って、2次高調波はこれらの光が時間的に
オーバーラップした部分についてのみ発生する。高調波
光発生手段21の出力はフィルタ22で2次高調波の部分の
みが取り出され、受光素子23に入射され、その光強度が
電気信号に変換される。被測定物19の戻り光とパルス圧
縮器12の出力光の位相差はディレイライン14で連続的に
変化させられるので、受光素子23で測定した2次高調波
の時間的な変化は、ディレイライン14の出力光強度を一
定とすると、被測定物19の戻り光強度の時間的な分布に
なる。その為、被測定物19に流れる電流、すなわち物理
量の分布の時間的変化を測定することが出来る。また、
前記(1)式からわかるように、パルス圧縮器12の光強
度を増加することにより、被測定物19からの戻り光強度
が弱くても2次高調波の強度を高くすることが出来、信
号のS/N比を改善することが可能になる。
P = r 123 · E 1 · E 2/2 ......... (1) where, E 1, E 2 the intensity of the return light from the object to be measured 19 is at each point of the harmonic light generating means 21 and the delay line 14
Is the output light intensity, and r 123 is a constant representing the likelihood of the nonlinear effect. Therefore, the second harmonic is generated only in a portion where these lights overlap in time. Only the second harmonic portion of the output of the harmonic light generating means 21 is extracted by the filter 22 and is incident on the light receiving element 23, where the light intensity is converted into an electric signal. Since the phase difference between the return light of the device under test 19 and the output light of the pulse compressor 12 is continuously changed by the delay line 14, the temporal change of the second harmonic measured by the light receiving element 23 is equal to the delay line. Assuming that the output light intensity of 14 is constant, a temporal distribution of the return light intensity of the device under test 19 is obtained. Therefore, it is possible to measure the current flowing through the DUT 19, that is, the temporal change in the distribution of the physical quantity. Also,
As can be seen from the above equation (1), by increasing the light intensity of the pulse compressor 12, it is possible to increase the intensity of the second harmonic even if the intensity of the return light from the device under test 19 is low. S / N ratio can be improved.

第3図に本発明の他の実施例を示す。なお、第1図と
同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。この実
施例はディレイライン14の挿入位置を変えたものであ
る。すなわち、偏光子16で反射された被測定物19の戻り
光の光路にディレイライン14を挿入し、戻り光の遅延時
間を変えるようにする。ミラー13で反射されたパルス圧
縮器12の出力光は直接偏光子15に入射するようにする。
本発明は第2のパルス発生手段の出力光と被測定物19か
らの戻り光の位相差を変えればよいので、この様にして
も同一の目的を達成する事が出来る。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. The same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In this embodiment, the insertion position of the delay line 14 is changed. That is, the delay line 14 is inserted in the optical path of the return light of the device 19 reflected by the polarizer 16, and the delay time of the return light is changed. The output light of the pulse compressor 12 reflected by the mirror 13 is made to directly enter the polarizer 15.
In the present invention, since the phase difference between the output light of the second pulse generating means and the return light from the device under test 19 may be changed, the same object can be achieved even in such a case.

第4図にさらに他の実施例を示す。なお、第1図と同
じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。この実施
例はディレイライン14を用いず、駆動部20においてパル
スレーザー10をも駆動し、被測定物19を駆動するタイミ
ングとの位相差を少しずつ変えるようにしたものであ
る。すなわち、被測定物19であるGaAs集積回路に電流を
流し、Δt時間経過後にパルスレーザー10を駆動して光
パルスを発生させる。このΔtを少しずつ長くして行く
ことにより、被測定物19の物理量の一連の変化を観測す
ることが出来る。なお、この実施例の構成では、パルス
圧縮器12の出力光すなわち第2の光パルス発生手段の出
力を被測定物19に照射し、その戻り光とパルスレーザー
10すなわち第1の光パルス発生手段の出力光を合波する
ようにしてもよい。
FIG. 4 shows still another embodiment. The same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In this embodiment, the pulse laser 10 is also driven in the drive unit 20 without using the delay line 14, and the phase difference from the timing for driving the device under test 19 is gradually changed. That is, a current is caused to flow through the GaAs integrated circuit, which is the device under test 19, and after the elapse of the time Δt, the pulse laser 10 is driven to generate an optical pulse. By gradually increasing Δt, a series of changes in the physical quantity of the DUT 19 can be observed. In the configuration of this embodiment, the output light of the pulse compressor 12, that is, the output of the second optical pulse generating means is irradiated to the device under test 19, and the return light and the pulse laser
10, ie, the output light of the first optical pulse generation means may be multiplexed.

なお、これらの実施例では第1の光パルス発生手段で
あるパルスレーザー10の出力光をパルス圧縮器12で時間
的に圧縮して第2の光パルス発生手段としたが、各々独
立に構成するようにしてもよい。
In these embodiments, the output light of the pulse laser 10, which is the first optical pulse generating means, is temporally compressed by the pulse compressor 12 to form the second optical pulse generating means. You may do so.

また、これらの実施例では被測定物として電気光学効
果を有するGaAs集積回路について説明したが、電気光学
効果を有さないシリコンなどについても測定出来る。こ
の場合は、シリコンに電気光学効果を有するLiTaO3単結
晶を近付け、そこに生じる電界をLiTaO3単結晶の電気光
学効果によって測定すればよい。
In these embodiments, a GaAs integrated circuit having an electro-optic effect has been described as an object to be measured. However, silicon and the like having no electro-optic effect can be measured. In this case, a LiTaO 3 single crystal having an electro-optical effect may be brought close to silicon, and the electric field generated there may be measured by the electro-optical effect of the LiTaO 3 single crystal.

また、これらの実施例では第1、第2の光パルス発生
手段の出力光の波長は同じであるとしたが、波長を変え
て和または差の周波数の光の強度を測定するようにして
もよい。この場合は、フィルタ22の特性を、和または差
の周波数の光が透過するように変えればよい。
Further, in these embodiments, the wavelengths of the output light of the first and second optical pulse generating means are the same, but the intensity of the light of the sum or difference frequency may be measured by changing the wavelength. Good. In this case, the characteristics of the filter 22 may be changed so that light of the sum or difference frequency is transmitted.

さらに、2次高調波光でなく、3次以上の高調波光を
用いるようにしてもよい。
Furthermore, instead of the second harmonic light, third or higher harmonic light may be used.

<発明の効果> 以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、こ
の発明では幅の広い光パルスと狭い光パルスを用い、一
方を被測定物に照射してその戻り光と他方の光を合波し
て、その高調波光の強度から物理量を測定するようにし
た。その為、被測定物からの戻り光が弱くても、合波す
る光の強度を高くすると信号強度を高く出来るので、S/
N比のよい測定が出来るという効果がある。
<Effects of the Invention> As described above in detail based on the embodiments, the present invention uses a wide light pulse and a narrow light pulse, irradiates one of the object to be measured with its return light and the other light. The light was multiplexed, and the physical quantity was measured from the intensity of the harmonic light. Therefore, even if the return light from the DUT is weak, the signal intensity can be increased by increasing the intensity of the combined light.
There is an effect that good measurement of N ratio can be performed.

また、光を用いるので非接触で測定でき、かつ本質的
に高速測定が可能であるという効果もある。
In addition, since light is used, there is an effect that non-contact measurement can be performed, and high-speed measurement can be performed essentially.

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

第1図は本発明に係る光を用いた物理量測定装置の一実
施例を示す構成図、第2図はその動作を説明する為の特
性曲線図、第3図及び第4図は他の実施例を示す構成
図、第5図はサンプリング技術の原理を示す図、第6図
は従来の光を用いた測定装置の構成を示す図である。 10…パルスレーザー、12…パルス圧縮器、14…ディレイ
ライン、15,16…偏光子、19…被測定物、21…高調波光
発生手段、22…フィルタ、23…受光素子。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a physical quantity measuring device using light according to the present invention, FIG. 2 is a characteristic curve diagram for explaining the operation thereof, and FIGS. FIG. 5 is a diagram showing the principle of the sampling technique, and FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a conventional measuring device using light. Reference numeral 10: pulse laser, 12: pulse compressor, 14: delay line, 15, 16: polarizer, 19: device under test, 21: harmonic light generating means, 22: filter, 23: light receiving element.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01R 19/00 G01R 15/24 G01R 31/308──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01R 19/00 G01R 15/24 G01R 31/308

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】その出力光が被測定物に照射される第1の
光パルス発生手段と、 この第1の光パルス発生手段の出力光よりも時間幅の短
いパルス光を出力する第2の光パルス発生手段と、 この第2の光パルス発生手段の出力光の経路に挿入され
これらの光を所定時間遅延させる遅延手段と、 この遅延手段の出力光及び前記被測定物からの戻り光を
合波する合波手段と、 この合波手段の出力光が入射され非線形光学効果により
この入射光の高調波光を発生する高調波光発生手段と、 この高調波光発生手段の出力光が入射され特定の波長の
光のみ透過させるフィルタと、 このフィルタの出力光が入射されその光強度を電気信号
に変換する受光素子とからなり、前記遅延手段の遅延量
を可変させるようにしたことを特徴とする光を用いた物
理量測定装置。
A first light pulse generating means for irradiating an object to be measured with the output light; and a second light pulse for outputting a pulse light having a shorter time width than the output light of the first light pulse generating means. Optical pulse generating means; delay means inserted into the path of output light of the second optical pulse generating means for delaying these lights for a predetermined time; output light of the delay means and return light from the device under test Multiplexing means for multiplexing; harmonic light generating means for receiving the output light of the multiplexing means and generating harmonic light of the incident light by a non-linear optical effect; and A light, comprising: a filter that transmits only light having a wavelength; and a light receiving element that receives the output light of the filter and converts the light intensity into an electric signal, wherein a delay amount of the delay unit is varied. Physical quantity measurement using Apparatus.
【請求項2】その出力光が被測定物に照射される第1の
光パルス発生手段と、 この第1の光パルス発生手段の出力光よりも時間幅の短
いパルス光を出力する第2の光パルス発生手段と、 前記被測定物の戻り光の経路に挿入されこの光を所定時
間遅延させる遅延手段と、 この遅延された光及び前記第2の光パルス発生手段の出
力光を合波する合波手段と、 この合波手段の出力光が入射され非線形光学効果により
その入射光の高調波光を発生する高調波光発生手段と、 この高調波光発生手段の出力光が入射され特定の波長の
光のみ透過させるフィルタと、 このフィルタの出力光が入射されその光強度を電気信号
に変換する受光素子を有し、前記遅延手段の遅延量を可
変させるようにしたことを特徴とする光を用いた物理量
測定装置。
A first light pulse generating means for irradiating the object with the output light; and a second light pulse for outputting a pulse light having a shorter time width than the output light of the first light pulse generating means. Optical pulse generating means; delay means inserted into the path of return light of the device under test for delaying the light by a predetermined time; and combining the delayed light and output light of the second optical pulse generating means. A multiplexing means, a harmonic light generating means for receiving the output light of the multiplexing means and generating a harmonic light of the incident light by a nonlinear optical effect, and a light of a specific wavelength to which the output light of the harmonic light generating means is incident And a light-receiving element for receiving the output light of the filter and converting the light intensity into an electric signal, wherein the delay amount of the delay means is made variable. Physical quantity measurement device.
【請求項3】第1の光パルス発生手段と、 この第1の光パルス発生手段の出力光よりも時間幅の短
いパルス光を出力する第2の光パルス発生手段と、 前記第1の光パルス発生手段及び被測定物を駆動する駆
動部と、 前記第1または第2の光パルス発生手段の一方の出力光
のうち被測定物に照射されない方の出力光及び前記被測
定物の戻り光を合波する合波手段と、 この合波手段の出力光が入射され非線形光学効果により
その入射光の高調波光を発生する高調波光発生手段と、 この高調波光発生手段の出力光が入射され特定の波長の
光のみ透過させるフィルタと、 このフィルタの出力光が入射されその光強度を電気信号
に変換する受光素子とからなり、前記第1または第2の
光パルス発生手段の他方の出力光を前記被測定物に照射
すると共に第1の光パルス発生手段の駆動タイミングと
前記被測定物の駆動タイミングとの位相差を変化させる
ことができるようにしたことを特徴とする光を用いた物
理量測定装置。
3. A first light pulse generating means, a second light pulse generating means for outputting pulse light having a shorter time width than an output light of the first light pulse generating means, and the first light A pulse generating unit and a driving unit for driving the device under test; and an output light of one of the output lights of the first or second optical pulse generating device that is not irradiated to the device under test and a return light of the device under test. Multiplexing means for multiplexing the multiplexed light, harmonic light generating means for receiving the output light of the multiplexing means and generating harmonic light of the incident light by a non-linear optical effect, output light of the harmonic light generating means being incident and specifying And a light-receiving element that receives the output light of the filter and converts the light intensity into an electric signal. The other output light of the first or second light pulse generating means is provided. When the object is irradiated, First physical quantity measuring device using light, characterized in that to be able to change the phase difference between the drive timing of the object to be measured and the driving timing of the light pulse generating means.
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