JP3046874B2 - 光電圧・電界センサ - Google Patents
光電圧・電界センサInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気光学効果（ポッケ
ルス効果）を応用した光電圧・電界センサに関し、とく
にその温度特性の改善された光電圧・電界センサに関す
る。
ルス効果）を応用した光電圧・電界センサに関し、とく
にその温度特性の改善された光電圧・電界センサに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気光学効果を応用した光電圧・
電界センサとして図２に示すようなセンサがある。図２
において、１は偏光子、２は電場を検知する電気光学材
料、３は１／４波長板、４は検光子、５は電気光学材料
２に印加される交流電圧Ｖ、６は電気光学材料２の両面
に設けられた透明電極、７は光、８は偏光子１を通過し
た光７の偏光方向（偏光子方位）を示す矢印、９は検光
子４を通過した光７の偏光方向（検光子方位）を示す矢
印、10は光量検出器、12は電気光学効果による複屈折軸
方向を示す矢印である。
電界センサとして図２に示すようなセンサがある。図２
において、１は偏光子、２は電場を検知する電気光学材
料、３は１／４波長板、４は検光子、５は電気光学材料
２に印加される交流電圧Ｖ、６は電気光学材料２の両面
に設けられた透明電極、７は光、８は偏光子１を通過し
た光７の偏光方向（偏光子方位）を示す矢印、９は検光
子４を通過した光７の偏光方向（検光子方位）を示す矢
印、10は光量検出器、12は電気光学効果による複屈折軸
方向を示す矢印である。
【０００３】つぎに前記センサの動作について説明す
る。偏光子１を通過した光７は矢印８で示す偏光面をも
つ。この光７が電気光学材料２および１／４波長板３を
通過する。検光子４の検光子方位９は偏光子方位８と垂
直または平行に設定する。検光子４を通過し、光量検出
器10に入る光７の光量は偏光子１透過後の光量の１／２
となる。つぎに、電気光学材料２に交流電圧５を印加す
ると電気光学材料２を通過する光７の偏光状態が変化
し、検光子４を通過後の光７の光量が印加する交流電圧
５に応じて変化する。この光量の変化を光量検出器10で
検知することにより、印加される交流電圧の変化を検出
することができる。
る。偏光子１を通過した光７は矢印８で示す偏光面をも
つ。この光７が電気光学材料２および１／４波長板３を
通過する。検光子４の検光子方位９は偏光子方位８と垂
直または平行に設定する。検光子４を通過し、光量検出
器10に入る光７の光量は偏光子１透過後の光量の１／２
となる。つぎに、電気光学材料２に交流電圧５を印加す
ると電気光学材料２を通過する光７の偏光状態が変化
し、検光子４を通過後の光７の光量が印加する交流電圧
５に応じて変化する。この光量の変化を光量検出器10で
検知することにより、印加される交流電圧の変化を検出
することができる。
【０００４】電気光学材料２としてＢｉ12ＧｅＯ20単結
晶（以下、ＢＧＯ単結晶という）を用いたばあい、光量
Ｉは次式で与えられる。
晶（以下、ＢＧＯ単結晶という）を用いたばあい、光量
Ｉは次式で与えられる。
【０００５】
【数１】 ただし
【０００６】
【数２】 であり、複号は偏光子方位８と検光子方位９とが垂直な
ばあいと平行なばあいに対応する。ここで、 Ｉ0：偏光子射出光量 Γ：ＢＧＯの電気光学効果による直線複屈折 θ：ＢＧＯ旋光能 ｄ：ＢＧＯ光路長 λ：使用光源波長 ｎ0：ＢＧＯ屈折率 ｒ41：ＢＧＯ電気光学係数 Ｖ：印加交流電圧 である。
ばあいと平行なばあいに対応する。ここで、 Ｉ0：偏光子射出光量 Γ：ＢＧＯの電気光学効果による直線複屈折 θ：ＢＧＯ旋光能 ｄ：ＢＧＯ光路長 λ：使用光源波長 ｎ0：ＢＧＯ屈折率 ｒ41：ＢＧＯ電気光学係数 Ｖ：印加交流電圧 である。
【０００７】また、光電圧・電界センサは以上のような
光学系とともに、光源からの光を伝搬する光ファイバ光
学系が偏光子１の前段と検光子４と光量検出器10のあい
だに用いられる。この偏光子射出光量Ｉ0の変化および
光量Ｉの光量検出器10までの伝送損失による誤差を取り
除くため、光量Ｉの直流成分ＩDCと交流成分ＩACを検出
して割算を行なって印加交流電圧を検出している。しか
しながら、電気光学材料の諸特性は温度により変化し、
これらの温度変化は光電圧・電界センサの検出誤差にな
るという問題がある。
光学系とともに、光源からの光を伝搬する光ファイバ光
学系が偏光子１の前段と検光子４と光量検出器10のあい
だに用いられる。この偏光子射出光量Ｉ0の変化および
光量Ｉの光量検出器10までの伝送損失による誤差を取り
除くため、光量Ｉの直流成分ＩDCと交流成分ＩACを検出
して割算を行なって印加交流電圧を検出している。しか
しながら、電気光学材料の諸特性は温度により変化し、
これらの温度変化は光電圧・電界センサの検出誤差にな
るという問題がある。
【０００８】このような問題に対し、特開昭58-109859
号公報では、電気光学材料であるＢｉ12ＳｉＯ20（以
下、ＢＳＯという）の光路長ｄ（すなわち旋光角２θ
ｄ）を4.5mmから4.8mmに調整する方法および検光子４の
方向９を偏光子１の方向８と垂直な方位からＢＳＯ結晶
の光路長ｄに応じて回転した電圧・電界測定器が記載さ
れている。
号公報では、電気光学材料であるＢｉ12ＳｉＯ20（以
下、ＢＳＯという）の光路長ｄ（すなわち旋光角２θ
ｄ）を4.5mmから4.8mmに調整する方法および検光子４の
方向９を偏光子１の方向８と垂直な方位からＢＳＯ結晶
の光路長ｄに応じて回転した電圧・電界測定器が記載さ
れている。
【０００９】また特開昭61-165665号公報には、偏光子
と検光子間の光路上に温度補償用の光学異方性を有する
結晶が配置された電圧電界検出装置が記載されている。
と検光子間の光路上に温度補償用の光学異方性を有する
結晶が配置された電圧電界検出装置が記載されている。
【００１０】さらに特開昭63-182574号公報において
は、本来90°である１／４波長板の位相差をＢＧＯの旋
光角に応じて調整する電圧・電界検出装置が記載されて
いる。
は、本来90°である１／４波長板の位相差をＢＧＯの旋
光角に応じて調整する電圧・電界検出装置が記載されて
いる。
【００１１】さらに、従来１／４波長板は結晶板の厚さ
を所定の位相差となるように調整し単板で用いるばあい
と、同一種類の結晶板２枚をｆ軸（ｆａｓｔ軸）および
ｓ軸（ｓｌｏｗ軸）を直交して張り合わせて、各結晶板
位相差を合成して用いるばあい（実開昭62-79202号公
報）がある。
を所定の位相差となるように調整し単板で用いるばあい
と、同一種類の結晶板２枚をｆ軸（ｆａｓｔ軸）および
ｓ軸（ｓｌｏｗ軸）を直交して張り合わせて、各結晶板
位相差を合成して用いるばあい（実開昭62-79202号公
報）がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭58-109859号公報および特開昭63-182574号公報に記
載されたこれらの温度補償方法を採用した装置はいずれ
も交流電圧にたいする光量Ｉの変化量を小さくし、セン
サの検出限界精度をわるくするという問題を有する。
開昭58-109859号公報および特開昭63-182574号公報に記
載されたこれらの温度補償方法を採用した装置はいずれ
も交流電圧にたいする光量Ｉの変化量を小さくし、セン
サの検出限界精度をわるくするという問題を有する。
【００１３】また同一種類の結晶板を２枚張り合わせて
も、位相差の温度係数は同じで温度特性を改善すること
はできない。
も、位相差の温度係数は同じで温度特性を改善すること
はできない。
【００１４】本発明は前記のような問題を解消するため
になされたもので、光電圧・電界センサの感度ＩAC／Ｉ
DCよび検出限界精度を減少することなく、電気光学材料
の温度度変化による透過光量の変化を１／４波長板の温
度変化により相殺し、温度変化による検出誤差を小さく
した高精度の光電圧・電界センサをうることを目的とす
る。
になされたもので、光電圧・電界センサの感度ＩAC／Ｉ
DCよび検出限界精度を減少することなく、電気光学材料
の温度度変化による透過光量の変化を１／４波長板の温
度変化により相殺し、温度変化による検出誤差を小さく
した高精度の光電圧・電界センサをうることを目的とす
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の光電圧・電界セ
ンサは、偏光子と、電気光学材料と、波長板と、検光子
とにより構成された光電圧・電界センサであって、前記
波長板として２種類以上の結晶板で構成された波長板を
用いて温度変化による検出誤差を少なくしたことを特徴
とする。
ンサは、偏光子と、電気光学材料と、波長板と、検光子
とにより構成された光電圧・電界センサであって、前記
波長板として２種類以上の結晶板で構成された波長板を
用いて温度変化による検出誤差を少なくしたことを特徴
とする。
【００１６】
【作用】本発明にかかる光電圧・電界センサは、厚さを
調整した２種類以上の結晶板により構成された１／４波
長板を用い、１／４波長板の位相差の温度変化を調整す
ることによって、光電圧・電界センサの透過光量におけ
る直流成分ＩDCの温度変化が調整され、電気光学材料の
温度変化に起因する透過光量ＩACの温度変化が補償さ
れ、電圧センサの感度ＩAC／ＩDCの温度変化が小さくな
るため、温度変動の少ない高精度の光電圧・電界センサ
となる。
調整した２種類以上の結晶板により構成された１／４波
長板を用い、１／４波長板の位相差の温度変化を調整す
ることによって、光電圧・電界センサの透過光量におけ
る直流成分ＩDCの温度変化が調整され、電気光学材料の
温度変化に起因する透過光量ＩACの温度変化が補償さ
れ、電圧センサの感度ＩAC／ＩDCの温度変化が小さくな
るため、温度変動の少ない高精度の光電圧・電界センサ
となる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１をもとに説明
する。本発明の光電圧・電界センサは、図１に示すよう
に従来の装置で用いられている１／４波長板をたとえば
２種類の結晶板（結晶板３ａ、結晶板３ｂ）を組み合わ
せて構成したもので、他の偏光子１、電気光学材料２、
検光子４などは従来と同様の構成である。
する。本発明の光電圧・電界センサは、図１に示すよう
に従来の装置で用いられている１／４波長板をたとえば
２種類の結晶板（結晶板３ａ、結晶板３ｂ）を組み合わ
せて構成したもので、他の偏光子１、電気光学材料２、
検光子４などは従来と同様の構成である。
【００１８】前記電気光学材料２は、従来の装置と同様
のものが使用されるが、その具体例としては、たとえば
ＢＧＯ単結晶、ＢＳＯ単結晶、ＬｉＮｂＯ3単結晶、Ｂ
ｉ12ＴｉＯ20単結晶、Ｂｉ4Ｇｅ3Ｏ12単結晶、ＬｉＴａ
Ｏ3単結晶、ＫＤＰ単結晶、ＡＤＰ単結晶、Ｂａ2ＮａＮ
ｂ5Ｏ15単結晶などがあげられる。
のものが使用されるが、その具体例としては、たとえば
ＢＧＯ単結晶、ＢＳＯ単結晶、ＬｉＮｂＯ3単結晶、Ｂ
ｉ12ＴｉＯ20単結晶、Ｂｉ4Ｇｅ3Ｏ12単結晶、ＬｉＴａ
Ｏ3単結晶、ＫＤＰ単結晶、ＡＤＰ単結晶、Ｂａ2ＮａＮ
ｂ5Ｏ15単結晶などがあげられる。
【００１９】前記の波長板は、２種類以上の結晶板によ
り構成されるが、前記結晶板の具体例としては、たとえ
ば水晶（ＳｉＯ2）結晶板、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）結
晶板、ＭｇＦ2結晶板、ＴｅＯ2結晶板、ＨＩＯ3結晶
板、雲母結晶板、Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11結晶板、ＬｉＩＯ3結
晶板などがあげられ。そのなかでも単結晶育成法が工業
的に確立しており入手が容易である点、光学的に一軸異
方性を有する点から、水晶結晶板、サファイア結晶板、
ＭｇＦ2結晶板が好ましい。前記結晶板の組み合わせと
しては、２種類の結晶板の組み合わせが好ましく、その
具体例としては、水晶結晶板とサファイア結晶板、水晶
結晶板とＭｇＦ2結晶板、サファイア結晶板とＭｇＦ2結
晶板の組み合わせが好ましい。
り構成されるが、前記結晶板の具体例としては、たとえ
ば水晶（ＳｉＯ2）結晶板、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）結
晶板、ＭｇＦ2結晶板、ＴｅＯ2結晶板、ＨＩＯ3結晶
板、雲母結晶板、Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11結晶板、ＬｉＩＯ3結
晶板などがあげられ。そのなかでも単結晶育成法が工業
的に確立しており入手が容易である点、光学的に一軸異
方性を有する点から、水晶結晶板、サファイア結晶板、
ＭｇＦ2結晶板が好ましい。前記結晶板の組み合わせと
しては、２種類の結晶板の組み合わせが好ましく、その
具体例としては、水晶結晶板とサファイア結晶板、水晶
結晶板とＭｇＦ2結晶板、サファイア結晶板とＭｇＦ2結
晶板の組み合わせが好ましい。
【００２０】光学的一軸異方性の結晶板が好ましい理由
として、結晶板法線方位を異方軸と垂直に調整した結晶
板では、光線の入射方向の誤差および結晶板方位の誤差
から生じる位相差の変化が小さいことがあげられる。
として、結晶板法線方位を異方軸と垂直に調整した結晶
板では、光線の入射方向の誤差および結晶板方位の誤差
から生じる位相差の変化が小さいことがあげられる。
【００２１】本発明の光電圧・電界センサの動作につい
ては、基本的には従来の光電圧・電界センサと同様であ
り、従来の１／４波長板の代わりに厚さを調整した２種
類以上の結晶板を使用しているので、検光子４を透過後
の検出される光量Ｉは式（４）のようになる。
ては、基本的には従来の光電圧・電界センサと同様であ
り、従来の１／４波長板の代わりに厚さを調整した２種
類以上の結晶板を使用しているので、検光子４を透過後
の検出される光量Ｉは式（４）のようになる。
【００２２】
【数３】 ただし複号は検光子方位９が偏光子方位８と垂直または
平行であるばあいに対応する。式（４）において
平行であるばあいに対応する。式（４）において
【００２３】
【数４】 であり、Ｉ0：偏光子射出光量 Γ：電気光学効果による直線複屈折 θ：電気光学材料の旋光能 ｄ：電気光学材料光路長 λ：使用光源波長 ｎ0：電気光学材料屈折率 ｒ41：電気光学材料の電気光学係数 Ｖ：印加電圧 Δ：２種類の結晶板による合成位相差（90°） Δ1、Δ2：２種類の結晶板のそれぞれの位相差 ｄ1、ｄ2：２種類の結晶板のそれぞれの厚さ である。
【００２４】前記式（４）〜（７）において、印加電圧
Ｖが一定のとき、電気光学材料および波長板として用い
る結晶板の光学定数ｎ0 3ｒ41、θ、Δ1、Δ2の温度変化
を温度係数γ、β、α1、α2を用いてそれぞれ ｎ0 3ｒ41＝ｎ00 3ｒ410（１＋γΤ） (8) θ＝θ0（１＋βΤ） (9) Δ1＝Δ10（１＋α1Τ） (10) Δ2＝Δ20（１＋α2Τ） (11) とする。ただしｎ00 3ｒ410、θ0、Δ10、Δ20はそれぞ
れの光学定数におけるセンサの使用中心温度における値
である。また、 Τ＝ｔ−ｔ0 (12) であり、ｔは使用温度、ｔ0は使用中心温度を示す。
Ｖが一定のとき、電気光学材料および波長板として用い
る結晶板の光学定数ｎ0 3ｒ41、θ、Δ1、Δ2の温度変化
を温度係数γ、β、α1、α2を用いてそれぞれ ｎ0 3ｒ41＝ｎ00 3ｒ410（１＋γΤ） (8) θ＝θ0（１＋βΤ） (9) Δ1＝Δ10（１＋α1Τ） (10) Δ2＝Δ20（１＋α2Τ） (11) とする。ただしｎ00 3ｒ410、θ0、Δ10、Δ20はそれぞ
れの光学定数におけるセンサの使用中心温度における値
である。また、 Τ＝ｔ−ｔ0 (12) であり、ｔは使用温度、ｔ0は使用中心温度を示す。
【００２５】光電圧・電界センサでは、これらの光学系
検出部へ光ファイバにより光を伝送して入射し、また射
出光を光ファイバで伝送して計測を行うのが一般的であ
る。したがって、これらの光伝送損失による誤差が生じ
るため、光量の交流成分ＩACと直流成分ＩDCとを分離
し、わり算を行ってこれらの誤差を除いている。微小交
流電圧においては、
検出部へ光ファイバにより光を伝送して入射し、また射
出光を光ファイバで伝送して計測を行うのが一般的であ
る。したがって、これらの光伝送損失による誤差が生じ
るため、光量の交流成分ＩACと直流成分ＩDCとを分離
し、わり算を行ってこれらの誤差を除いている。微小交
流電圧においては、
【００２６】
【数５】 となり、わり算後のセンサ出力ηは、
【００２７】
【数６】 となる。
【００２８】ここで温度係数δを代入すると、 η＝η0（１＋δΤ） (16) ただし
【００２９】
【数７】 である。このばあいΔ0、φ0、Γ0はそれぞれ温度ｔ0に
おけるΔ、φ、Γの値である。式(18)〜(20)をΔ1、Δ2
について解くと
おけるΔ、φ、Γの値である。式(18)〜(20)をΔ1、Δ2
について解くと
【００３０】
【数８】 となる。ここで位相差の正負を考慮すると２種類の組み
合わせが存在する。
合わせが存在する。
【００３１】電気光学材料としてＢＧＯ単結晶板でその
厚さ１mmのものを用いたばあい、β＝-250ppm／℃(2
2)、γ＝-250ppm／℃(23)、φ≒２θｄ＝21°（光の波
長 830nm）(24)であり、結晶板として水晶結晶板とサフ
ァイア結晶板を用いて１／４波長板を構成するばあい、
水晶結晶板位相差の温度係数α1＝-117ppm／℃(25)であ
り、サファイア結晶板位相差の温度係数α2＝-125ppm／
℃(26)である。
厚さ１mmのものを用いたばあい、β＝-250ppm／℃(2
2)、γ＝-250ppm／℃(23)、φ≒２θｄ＝21°（光の波
長 830nm）(24)であり、結晶板として水晶結晶板とサフ
ァイア結晶板を用いて１／４波長板を構成するばあい、
水晶結晶板位相差の温度係数α1＝-117ppm／℃(25)であ
り、サファイア結晶板位相差の温度係数α2＝-125ppm／
℃(26)である。
【００３２】δ＝０とするためには式(21)より｜Δ10｜
＝425°、｜Δ20｜＝515°(27)または｜Δ10｜＝3237
°、｜Δ20｜＝3147°(28)とすると充分である。
＝425°、｜Δ20｜＝515°(27)または｜Δ10｜＝3237
°、｜Δ20｜＝3147°(28)とすると充分である。
【００３３】センサ出力ηの温度係数δは前記条件式(2
7)、(28)により０となり温度変化による検出誤差のない
センサが実現するが、結晶板位相差Δ1およびΔ2を近似
的に前記条件、式(27)、(28)に設定しても温度変化によ
る検出誤差が小さいセンサが実現する。すなわち式(21)
のδに-50ppm／℃≦δ≦+50ppm／℃を代入し、この温度
変化が小さくなる水晶結晶板の位相差Δqおよびサファ
イア結晶板の位相差Δsの範囲を求めると、 Δq＝40〜810度、Δs＝130〜900度 または Δq＝2850〜3620度、Δs＝2760〜3550度 の範囲となる。
7)、(28)により０となり温度変化による検出誤差のない
センサが実現するが、結晶板位相差Δ1およびΔ2を近似
的に前記条件、式(27)、(28)に設定しても温度変化によ
る検出誤差が小さいセンサが実現する。すなわち式(21)
のδに-50ppm／℃≦δ≦+50ppm／℃を代入し、この温度
変化が小さくなる水晶結晶板の位相差Δqおよびサファ
イア結晶板の位相差Δsの範囲を求めると、 Δq＝40〜810度、Δs＝130〜900度 または Δq＝2850〜3620度、Δs＝2760〜3550度 の範囲となる。
【００３４】以上のように２種類の結晶板を用いて電気
光学材料および結晶板の温度特性に基づいて結晶板位相
差を調整し、１／４波長板を構成することで、光電界・
電圧センサの温度変化による検出誤差を小さくすること
ができる。
光学材料および結晶板の温度特性に基づいて結晶板位相
差を調整し、１／４波長板を構成することで、光電界・
電圧センサの温度変化による検出誤差を小さくすること
ができる。
【００３５】波長板を構成する結晶板としては他に前記
ＭｇＦ2結晶板があり、位相差の温度係数αmは-44ppm／
℃である。電気光学材料として前記ＢＧＯ単結晶を用
い、水晶結晶板とＭｇＦ2結晶板により構成した１／４
波長板を用いた光電圧・電界センサにおいて、式(21)を
用いて同様に計算すると、水晶結晶板の位相差Δqおよ
びＭｇＦ2結晶板の位相差Δmを Δq＝100〜200度、Δm＝10〜110度 または Δq＝200〜300度、Δm＝290〜390度 の範囲に設定することによりセンサの温度特性δの変化
が±50ppm／℃以内となり同様の効果がえられる。
ＭｇＦ2結晶板があり、位相差の温度係数αmは-44ppm／
℃である。電気光学材料として前記ＢＧＯ単結晶を用
い、水晶結晶板とＭｇＦ2結晶板により構成した１／４
波長板を用いた光電圧・電界センサにおいて、式(21)を
用いて同様に計算すると、水晶結晶板の位相差Δqおよ
びＭｇＦ2結晶板の位相差Δmを Δq＝100〜200度、Δm＝10〜110度 または Δq＝200〜300度、Δm＝290〜390度 の範囲に設定することによりセンサの温度特性δの変化
が±50ppm／℃以内となり同様の効果がえられる。
【００３６】また、電気光学材料として前記ＢＧＯ単結
晶を用い、サファイア結晶板とＭｇＦ2結晶板により構
成した１／４波長板を用いた光電圧・電界センサにおい
て、式(21)を用いて同様に計算すると、サファイア結晶
板の位相差ΔsおよびＭｇＦ2結晶板の位相差Δmを、 Δs＝80〜180度、Δm＝０〜90度 または Δs＝180〜280度、Δm＝270〜370度 の範囲設定することにより、センサの温度特性δの変化
が±50ppm／℃以内となり同様の効果がえられる。
晶を用い、サファイア結晶板とＭｇＦ2結晶板により構
成した１／４波長板を用いた光電圧・電界センサにおい
て、式(21)を用いて同様に計算すると、サファイア結晶
板の位相差ΔsおよびＭｇＦ2結晶板の位相差Δmを、 Δs＝80〜180度、Δm＝０〜90度 または Δs＝180〜280度、Δm＝270〜370度 の範囲設定することにより、センサの温度特性δの変化
が±50ppm／℃以内となり同様の効果がえられる。
【００３７】本発明では、前記したように電気光学材料
としてＢＳＯ単結晶を用いることができる。ＢＧＯ単結
晶でその厚さが１mmのものを用いたばあい、旋光角φは
21°であり、温度特性に関しては旋光性の温度係数βは
−250ppm／℃、電気光学効果の温度係数γは−350ppm／
℃である。電気光学材料としてＢＳＯ単結晶でその厚さ
が１mmのものを用い、波長板として水晶結晶板とサファ
イア結晶板により構成した光電圧・電界センサにおい
て、式(21)を用いて同様に計算すると水晶結晶板の位相
差Δｑおよびサファイア結晶板の位相差Δｓを、 Δｑ＝800〜1580度、Δｓ＝900〜1670度 または Δｑ＝3620〜4390度、Δｓ＝3530〜4300度 の範囲に設定することによりセンサの温度特性δの変化
が±50ppm／℃以内となり同様の効果がえられる。
としてＢＳＯ単結晶を用いることができる。ＢＧＯ単結
晶でその厚さが１mmのものを用いたばあい、旋光角φは
21°であり、温度特性に関しては旋光性の温度係数βは
−250ppm／℃、電気光学効果の温度係数γは−350ppm／
℃である。電気光学材料としてＢＳＯ単結晶でその厚さ
が１mmのものを用い、波長板として水晶結晶板とサファ
イア結晶板により構成した光電圧・電界センサにおい
て、式(21)を用いて同様に計算すると水晶結晶板の位相
差Δｑおよびサファイア結晶板の位相差Δｓを、 Δｑ＝800〜1580度、Δｓ＝900〜1670度 または Δｑ＝3620〜4390度、Δｓ＝3530〜4300度 の範囲に設定することによりセンサの温度特性δの変化
が±50ppm／℃以内となり同様の効果がえられる。
【００３８】また、電気光学材料として前記ＢＳＯ単結
晶を用い、波長板として水晶結晶板とＭｇＦ2の結晶板
により構成した光電圧・電界センサにおいて、式(21)を
用いて同様に計算すると水晶結晶板の位相差Δqおよび
ＭｇＦ2結晶板の位相差Δmを、 Δq＝180〜280度、Δm＝90〜190度 または Δq＝290〜390度、Δm＝380〜480度 の範囲に設定することによりセンサの温度特性δの変化
が±50ppm／℃以内となり同様の効果がえられる。
晶を用い、波長板として水晶結晶板とＭｇＦ2の結晶板
により構成した光電圧・電界センサにおいて、式(21)を
用いて同様に計算すると水晶結晶板の位相差Δqおよび
ＭｇＦ2結晶板の位相差Δmを、 Δq＝180〜280度、Δm＝90〜190度 または Δq＝290〜390度、Δm＝380〜480度 の範囲に設定することによりセンサの温度特性δの変化
が±50ppm／℃以内となり同様の効果がえられる。
【００３９】また、電気光学材料として前記ＢＳＯ単結
晶を用い、サファイア結晶板とＭｇＦ2結晶板により構
成した１／４波長板を用いた光電圧・電界センサにおい
て、式(21)を用いて同様に計算するとサファイア結晶板
の位相差ΔsおよびＭｇＦ2結晶板の位相差Δmを Δs＝160〜250度、Δm＝70〜160度 または Δs＝260〜350度、Δm＝350〜440度 の範囲に設定することによりセンサの温度特性δの変化
が±50ppm／℃以内となり同様の効果がえられる。
晶を用い、サファイア結晶板とＭｇＦ2結晶板により構
成した１／４波長板を用いた光電圧・電界センサにおい
て、式(21)を用いて同様に計算するとサファイア結晶板
の位相差ΔsおよびＭｇＦ2結晶板の位相差Δmを Δs＝160〜250度、Δm＝70〜160度 または Δs＝260〜350度、Δm＝350〜440度 の範囲に設定することによりセンサの温度特性δの変化
が±50ppm／℃以内となり同様の効果がえられる。
【００４０】前記実施例では波長板として２種類の結晶
板を用いたばあいについて説明したが、３種類以上の結
晶板を用いて１／４波長板を構成し、位相差の合計を±
90度とし、合計の温度変化を調整してもよい。
板を用いたばあいについて説明したが、３種類以上の結
晶板を用いて１／４波長板を構成し、位相差の合計を±
90度とし、合計の温度変化を調整してもよい。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、光電圧・電界センサの
波長板として２種類以上の結晶板により構成された波長
板を用い、かつ前記波長板は波長板の位相差の温度変化
を調整した構成となっているので、温度変動による検出
誤差の少ない高精度の光電圧・電界センサとなる。
波長板として２種類以上の結晶板により構成された波長
板を用い、かつ前記波長板は波長板の位相差の温度変化
を調整した構成となっているので、温度変動による検出
誤差の少ない高精度の光電圧・電界センサとなる。
【図１】本発明の光電圧・電界センサの一実施例を示す
構成の説明図である。
構成の説明図である。
【図２】従来の光電圧・電界センサを示す構成の説明図
である。
である。
１ 偏光子 ２ 電気光学材料 ３ １／４波長板 3a 結晶板 3b 結晶板 ４ 検光子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−37584（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 15/24 G01R 19/00 G01R 19/32 G01R 33/032
Claims (7)
- 【請求項１】 偏光子と、電気光学材料と、波長板と、
検光子とにより構成された光電圧・電界センサであっ
て、前記波長板として２種類以上の結晶板で構成された
波長板を用いて温度変化による検出誤差を少なくしたこ
とを特徴とする光電圧・電界センサ。 - 【請求項２】 前記電気光学材料としてＢｉ12ＧｅＯ20
単結晶を用い、前記波長板として水晶結晶板とサファイ
ア結晶板により構成された１／４波長板を用い、使用光
源波長において水晶結晶板の位相差Δqおよびサファイ
ア結晶板位相差Δsをそれぞれ Δq＝40〜810度、Δs＝130〜900度 または Δq＝2850〜3620度、Δs＝2760〜3550度 の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の光電
圧・電界センサ。 - 【請求項３】 前記電気光学材料としてＢｉ12ＧｅＯ20
単結晶を用い、前記波長板として水晶結晶板とＭｇＦ2
結晶板により構成された１／４波長板を用い、使用光源
波長において水晶結晶板の位相差ΔqおよびＭｇＦ2結晶
板の位相差Δmをそれぞれ Δq＝100〜200度、Δm＝10〜110度 または Δq＝200〜300度、Δm＝290〜390度 の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の光電
圧・電界センサ。 - 【請求項４】 前記電気光学材料としてＢｉ12ＧｅＯ20
単結晶を用い、前記波長板としてサファイア結晶板とＭ
ｇＦ2結晶板により構成された１／４波長板を用い、使
用光源波長においてサファイア結晶板の位相差Δsおよ
びＭｇＦ2結晶板の位相差Δmをそれぞれ Δs＝80〜180度、Δm＝０〜90度 または Δs＝180〜280度、Δm＝270〜370度 の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の光電
圧・電界センサ。 - 【請求項５】 前記電気光学材料としてＢｉ12ＳｉＯ20
単結晶を用い、前記波長板として水晶結晶板とサファイ
ア結晶板により構成された１／４波長板を用い、使用光
源波長において水晶結晶板の位相差Δqおよびサファイ
ア結晶板の位相差Δsをそれぞれ Δq＝800〜1580度、Δs＝900〜1670度 または Δq＝3620〜4390度、Δs＝3530〜4300度 の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の光電
圧・電界センサ。 - 【請求項６】 前記電気光学材料としてＢｉ12ＳｉＯ20
単結晶を用い、前記波長板として水晶結晶板とＭｇＦ2
結晶板により構成された１／４波長板を用い、使用光源
波長において水晶結晶板の位相差ΔqおよびＭｇＦ2結晶
板の位相差Δmをそれぞれ Δq＝180〜280度、Δm＝90〜190度 または Δq＝290〜390度、Δm＝380〜480度 の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の光電
圧・電界センサ。 - 【請求項７】 前記電気光学材料としてＢｉ12ＳｉＯ20
単結晶を用い、前記波長板としてサファイア結晶板とＭ
ｇＦ2結晶板により構成された１／４波長板を用い、使
用光源波長においてサファイア結晶板の位相差Δsおよ
びＭｇＦ2結晶板の位相差Δmをそれぞれ Δｓ＝160〜250度、Δm＝70〜160度 または Δｓ＝260〜350度、Δm＝350〜440度 の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の光電
圧・電界センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4003576A JP3046874B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 光電圧・電界センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4003576A JP3046874B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 光電圧・電界センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05188091A JPH05188091A (ja) | 1993-07-27 |
| JP3046874B2 true JP3046874B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=11561284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4003576A Expired - Lifetime JP3046874B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 光電圧・電界センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3046874B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002268139A (ja) * | 2001-03-07 | 2002-09-18 | Sony Corp | 液晶表示装置、液晶プロジェクタ装置及びパネル冷却方法 |
| DE102012200368A1 (de) * | 2012-01-12 | 2013-07-18 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Polarisationsbeeinflussende optische Anordnung, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage |
-
1992
- 1992-01-13 JP JP4003576A patent/JP3046874B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05188091A (ja) | 1993-07-27 |
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