JP3406523B2 - Electro-optic sampling oscilloscope - Google Patents

Electro-optic sampling oscilloscope

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JP3406523B2
JP3406523B2 JP30146698A JP30146698A JP3406523B2 JP 3406523 B2 JP3406523 B2 JP 3406523B2 JP 30146698 A JP30146698 A JP 30146698A JP 30146698 A JP30146698 A JP 30146698A JP 3406523 B2 JP3406523 B2 JP 3406523B2
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善雄 遠藤
満 品川
忠夫 永妻
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種信号の測定に
用いられる電気光学サンプリングオシロスコープに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electro-optical sampling oscilloscope used for measuring various signals.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、例えば、2.4Gbpsという超
高速なビットレートの信号を扱う被測定回路の信号測定
には、被測定回路に擾乱を与えることなく測定可能な電
気光学サンプリングオシロスコープが用いられている。
ここで、上記電気光学サンプリングオシロスコープに
は、電気光学効果を利用して被測定信号を検出する電気
光学プローブが用いられる。
2. Description of the Related Art Recently, for example, an electro-optic sampling oscilloscope capable of measuring without disturbing a circuit under test is used for signal measurement of a circuit under test that handles a signal having an ultra-high bit rate of 2.4 Gbps. Has been.
Here, the electro-optic sampling oscilloscope uses an electro-optic probe that detects the signal under measurement by utilizing the electro-optic effect.

【0003】また、上述した電気光学サンプリングオシ
ロスコープは、 (1)信号を測定する際に、グランド線を必要としない
ため、測定が容易 (2)電気光学プローブの先端にある金属ピンが回路系
から各々絶縁されているので高入力インピーダンスを実
現でき、その結果被測定点の状態をほとんど乱すことが
ない (3)光パルスを利用することからGHzオーダーまで
の広帯域測定が可能といった特徴があることから、高速
化が進む通信情報システムの測定に特に用いられてい
る。
Further, the above-mentioned electro-optical sampling oscilloscope (1) is easy to measure because it does not require a ground line when measuring a signal. (2) The metal pin at the tip of the electro-optical probe is removed from the circuit system. Since they are isolated from each other, a high input impedance can be realized, and as a result, the state of the measured point is hardly disturbed. (3) Since the optical pulse is used, wideband measurement up to GHz order is possible. , It is especially used for the measurement of communication information systems, which are becoming faster.

【0004】図5は、従来の電気光学サンプリングオシ
ロスコープに用いられる電気光学プローブの構成を示す
概略側面図である。この図において、4は、電気光学プ
ローブであり、被測定信号によって発生する電界を電気
光学結晶に対して作用させた状態で、該電気光学結晶に
レーザ光が入射されると、レーザ光の偏光状態が変化す
るという原理を用いて被測定信号の検出を行うものであ
る。
FIG. 5 is a schematic side view showing the structure of an electro-optic probe used in a conventional electro-optic sampling oscilloscope. In this figure, reference numeral 4 denotes an electro-optical probe which, when a laser beam is incident on the electro-optical crystal in a state where an electric field generated by a signal under measurement is applied to the electro-optical crystal, polarizes the laser beam. The signal to be measured is detected based on the principle that the state changes.

【0005】電気光学プローブ4において、5は、先端
部分がテーパ状に形成された金属ピンであり、図示しな
い信号線に当接される。この金属ピン5は、上記信号線
を伝送している被測定信号による電界を後述する電気光
学結晶7に作用させ易くする役目をする。6は、円板形
状の絶縁体であり、その裏面中央部には、金属ピン5の
端部が取り付けられている。すなわち、金属ピン5は、
絶縁体6により保持されている。電気光学結晶7は、B
SO(Bi12SiO20)が円柱形状に形成されてなり、
金属ピン5を介して結合された電界に応じて、一次の電
気光学変化であるポッケルス効果によりその屈折率が変
化するという光学的性質を有している。
In the electro-optical probe 4, reference numeral 5 is a metal pin having a tapered tip portion, which is brought into contact with a signal line (not shown). The metal pin 5 serves to facilitate the action of an electric field by the signal under measurement transmitted through the signal line on the electro-optic crystal 7 described later. Reference numeral 6 is a disk-shaped insulator, and the end of the metal pin 5 is attached to the center of the back surface thereof. That is, the metal pin 5
It is held by the insulator 6. The electro-optic crystal 7 is B
SO (Bi 12 SiO 20 ) is formed into a cylindrical shape,
It has an optical property that its refractive index is changed by the Pockels effect, which is a first-order electro-optical change, according to an electric field coupled through the metal pin 5.

【0006】8は、反射鏡であり、電気光学結晶7の裏
面に蒸着された誘電体多層膜ミラーである。この反射鏡
8は、電気光学結晶7を透過したレーザ光Laを反射す
る。電気光学結晶7は、反射鏡8を介して絶縁体6の表
面に接合されている。
Reference numeral 8 is a reflecting mirror, which is a dielectric multilayer film mirror deposited on the back surface of the electro-optic crystal 7. The reflecting mirror 8 reflects the laser light La that has passed through the electro-optic crystal 7. The electro-optic crystal 7 is bonded to the surface of the insulator 6 via the reflecting mirror 8.

【0007】9は、略円筒形状のケースであり、円筒形
状の円筒部9bと、該円筒部9bの一端部にテーパ形状
に形成され、かつ軸線に沿って貫通穴が形成された先端
部9aとが一体に形成されている。この先端部9aに
は、上述した金属ピン5、絶縁体6、電気光学結晶7お
よび反射鏡8が各々収容されている。
Reference numeral 9 denotes a substantially cylindrical case, which has a cylindrical cylindrical portion 9b and a tip portion 9a formed in a tapered shape at one end of the cylindrical portion 9b and having a through hole formed along the axis. And are integrally formed. The metal pin 5, the insulator 6, the electro-optic crystal 7, and the reflecting mirror 8 are housed in the tip portion 9a.

【0008】10は、コネクタ11と図示しないレーザ
発生装置との間を接続する偏光保持光ファイバである。
上記レーザ発生装置は、直線偏光のレーザ光Laを発生
する。また、コネクタ11は、その出射端11aから出
射されるレーザ光Laが電気光学結晶7および反射鏡8
に対して垂直に入射される位置に配設されている。12
は、コネクタ11の左方に配設されたコリメートレンズ
であり、レーザ光Laを平行光に変換する。
Reference numeral 10 is a polarization maintaining optical fiber for connecting the connector 11 and a laser generator (not shown).
The laser generator generates a linearly polarized laser beam La. Further, in the connector 11, the laser light La emitted from the emitting end 11 a of the connector 11 is electro-optical crystal 7 and the reflecting mirror 8.
It is arranged at a position where it is incident perpendicularly to. 12
Is a collimator lens arranged on the left side of the connector 11 and converts the laser light La into parallel light.

【0009】13は、コリメートレンズ12の左方に配
設された偏光ビームスプリッタであり、紙面に対して平
行なレーザ光Laの偏光成分を直進させるとともに、上
記紙面に対して垂直なレーザ光Laの偏光成分を、レー
ザ光Laの直進方向に対して90度曲げて直進させる。
14は、偏光ビームスプリッタ13の左方に配設された
ファラデー素子であり、偏光ビームスプリッタ13を透
過したレーザ光Laの偏光を紙面に対して45度回転さ
せる。
Reference numeral 13 denotes a polarization beam splitter disposed on the left side of the collimator lens 12, which linearly advances the polarization component of the laser light La parallel to the paper surface and at the same time is perpendicular to the paper surface. The polarized light component of is bent 90 degrees with respect to the straight direction of the laser light La and goes straight.
Reference numeral 14 is a Faraday element disposed on the left side of the polarization beam splitter 13, and rotates the polarization of the laser light La transmitted through the polarization beam splitter 13 by 45 degrees with respect to the paper surface.

【0010】15は、ファラデー素子14の左方に、結
晶軸方位が22.5度傾くように配設された1/2波長
板であり、ファラデー素子14により回転された偏光を
紙面に対して平行にする。16は、1/2波長板15の
左方に配設された偏光ビームスプリッタであり、偏光ビ
ームスプリッタ13と同一構成とされている。17は偏
光ビームスプリッタ16の左方に配設された波長板であ
り、偏光ビームスプリッタ16を透過したレーザ光La
の強度バランスを調整することにより、最終的に得られ
る電気光学プローブ4の出力信号のS/N(Signal/Nois
e)を調整する。
A half-wave plate 15 is arranged on the left side of the Faraday element 14 so that the crystal axis azimuth is inclined by 22.5 degrees, and the polarized light rotated by the Faraday element 14 is oriented with respect to the paper surface. Make them parallel. Reference numeral 16 denotes a polarization beam splitter disposed on the left side of the half-wave plate 15, and has the same configuration as the polarization beam splitter 13. Reference numeral 17 denotes a wave plate disposed on the left side of the polarization beam splitter 16, which is a laser beam La transmitted through the polarization beam splitter 16.
By adjusting the intensity balance of the S / N (Signal / Nois) of the output signal of the electro-optical probe 4 finally obtained.
Adjust e).

【0011】18は、偏光ビームスプリッタ16の上方
に配設された第1のフォトダイオードであり、偏光ビー
ムスプリッタ16により分岐されたレーザ光Laを第1
の電気信号S1に変換して、これを図示しない差動増幅
器へ出力する。19は、偏光ビームスプリッタ13の上
方に配設された第2のフォトダイオードであり、偏光ビ
ームスプリッタ13により分岐されたレーザ光Laを第
2の電気信号S2に変換して、これを図示しない差動増
幅器へ出力する。
Reference numeral 18 denotes a first photodiode arranged above the polarization beam splitter 16, and the first laser beam La is split by the polarization beam splitter 16.
Is converted into an electric signal S1 and output to a differential amplifier (not shown). Reference numeral 19 denotes a second photodiode disposed above the polarization beam splitter 13, which converts the laser light La branched by the polarization beam splitter 13 into a second electric signal S2, which is not shown in the figure. Output to the dynamic amplifier.

【0012】上記構成において、図5に示す金属ピン5
の先端部が信号線(図示略)に当接されると、信号線を
伝送している被測定信号のレベルに応じた電界が電気光
学結晶7と結合される。これにより、電気光学結晶7の
屈折率が電界の強度に応じて変化する。この状態におい
て、図示しないレーザ光発生装置からレーザ光Laが出
射されると、該レーザ光Laは、コネクタ11の出射端
11aから出射された後、コリメートレンズ12、偏光
ビームスプリッタ13、ファラデー素子14、1/2波
長板15、偏光ビームスプリッタ16および波長板17
を介して電気光学結晶7の表面に入射される。
In the above structure, the metal pin 5 shown in FIG.
When the tip end of is contacted with a signal line (not shown), an electric field corresponding to the level of the signal under measurement transmitted through the signal line is coupled with the electro-optic crystal 7. As a result, the refractive index of the electro-optic crystal 7 changes according to the strength of the electric field. In this state, when the laser light La is emitted from a laser light generator (not shown), the laser light La is emitted from the emission end 11a of the connector 11, and then the collimator lens 12, the polarization beam splitter 13, and the Faraday element 14 are emitted. , 1/2 wave plate 15, polarization beam splitter 16 and wave plate 17
Is incident on the surface of the electro-optic crystal 7 via.

【0013】この結果、電気光学結晶7内部を伝搬して
いるレーザ光Laの偏光状態が変化する。そして、偏光
変化を受けたレーザ光Laは、反射鏡8により反射され
た後、電気光学結晶7の表面から出射され、偏光ビーム
スプリッタ16により分岐される。上記分岐された一方
のレーザ光Laは、第1のフォトダイオード18により
第1の電気信号S1に変換され、該第1の電気信号S1
は、差動増幅器へ入力される。
As a result, the polarization state of the laser light La propagating inside the electro-optic crystal 7 changes. Then, the laser light La having undergone the polarization change is reflected by the reflecting mirror 8, then emitted from the surface of the electro-optic crystal 7, and branched by the polarization beam splitter 16. The one branched laser beam La is converted into a first electric signal S1 by the first photodiode 18, and the first electric signal S1 is converted into the first electric signal S1.
Are input to the differential amplifier.

【0014】また、偏光ビームスプリッタ16により分
岐された他方のレーザ光Laは、偏光ビームスプリッタ
13により第2のフォトダイオード19方向へ分岐され
た後、第2のフォトダイオード19により第2の電気信
号S2に変換される。そして、該第2の電気信号S2は、
差動増幅器に入力される。これにより、差動増幅器にお
いては、第1の電気信号S1と第2の電気信号S2とが差
動増幅された後、差動増幅された信号が電気光学プロー
ブ4の出力信号として電気光学サンプリングオシロスコ
ープの入力端子に入力される。この結果、電気光学サン
プリングオシロスコープの表示部には、信号線を伝送し
ている被測定信号の波形等が表示される。
The other laser beam La split by the polarization beam splitter 16 is split by the polarization beam splitter 13 in the direction of the second photodiode 19 and then by the second photodiode 19 a second electric signal. Converted to S2. Then, the second electric signal S2 is
Input to the differential amplifier. Thereby, in the differential amplifier, after the first electric signal S1 and the second electric signal S2 are differentially amplified, the differentially amplified signal is output as the output signal of the electro-optical probe 4 by the electro-optical sampling oscilloscope. Input to the input terminal of. As a result, the waveform of the signal under measurement transmitted through the signal line is displayed on the display unit of the electro-optical sampling oscilloscope.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の電気光学サンプリングオシロスコープにおいては、
偏光変化を受けたレーザ光Laの偏光状態を第1のフォ
トダイオード18および第2のフォトダイオード19に
より直接検波するという、直接検波方式の構成が採用さ
れている。しかしながら、上述した電気光学サンプリン
グオシロスコープにおいては、直接検波方式を実現すべ
く、コリメートレンズ12、偏光ビームスプリッタ1
3、ファラデー素子14、1/2波長板15、偏光ビー
ムスプリッタ16および波長板17が用いられているた
め、光学系が複雑となるとともに、装置が大型になって
しまうという欠点もあった。本発明はこのような背景の
下になされたもので、光学系の構成を簡略化することが
でき、ひいては装置を小型にすることができる電気光学
サンプリングオシロスコープを提供することを目的とす
る。
By the way, in the above-mentioned conventional electro-optical sampling oscilloscope,
A direct detection system configuration is adopted in which the polarization state of the laser light La that has undergone polarization change is directly detected by the first photodiode 18 and the second photodiode 19. However, in the electro-optic sampling oscilloscope described above, in order to realize the direct detection method, the collimator lens 12 and the polarization beam splitter 1
3, the Faraday element 14, the half-wave plate 15, the polarization beam splitter 16, and the wavelength plate 17 are used, so that the optical system becomes complicated and the device becomes large. The present invention has been made under such a background, and an object thereof is to provide an electro-optical sampling oscilloscope capable of simplifying the configuration of an optical system and further downsizing the apparatus.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、基準レーザ光を発生する発光手段と、被測定信号に
より生じる電界が印加され、当該電界の強度に応じて屈
折率が変化する電気光学結晶と、前記電気光学結晶の裏
面に設けられた反射鏡と、前記反射鏡に隣接配置された
反射板と、前記基準レーザ光を平行光に変換し、当該平
行光を前記電気光学結晶の表面及び反射板に並行照射す
る一方、前記電気光学結晶を透過して前記反射鏡で反射
されて入射された信号光及び前記反射板で反射されて入
射された参照光を合波・集光し合波光として出射するレ
ンズと、前記合波光に基づいて被測定信号を検出する検
出手段とを具備することを特徴とする。また、請求項2
に記載の発明は、請求項1に記載の電気光学サンプリン
グオシロスコープにおいて、発光手段から入射された基
準レーザ光をレンズに向けて出射する一方、該レンズか
ら入射された合波光を検出手段に向けて出射する方向性
結合器をさらに備えることを特徴とする。また、請求項
3に記載の発明は、基準レーザ光を発生する発光手段
と、被測定信号により生じる電界が印加され、当該電界
の強度に応じて屈折率が変化する電気光学結晶と、前記
基準レーザ光を平行光に変換し、当該平行光の一部を前
記電気光学結晶に照射する第1レンズと、該第1レンズ
と電気光学結晶を挟んで対向配置され、電気光学結晶を
透過して入射された信号光及び電気光学結晶を通過する
ことなく入射された参照光を合波・集光し合波光として
出射する第2レンズと、前記合波光に基づいて被測定信
号を検出する検出手段とを具備することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, a light emitting means for generating a reference laser beam and a signal to be measured are provided.
The generated electric field is applied, and the
An electro-optic crystal with a changing folding rate and a back surface of the electro-optic crystal.
A reflecting mirror provided on the surface and adjacent to the reflecting mirror
The reflector and the reference laser light are converted into parallel light and
Irradiate the surface of the electro-optic crystal and the reflector in parallel with the line light.
On the other hand, it passes through the electro-optic crystal and is reflected by the reflecting mirror.
Signal light that has been incident and is reflected by the reflection plate
A laser that combines and collects the emitted reference light and emits it as combined light.
And a detector for detecting a signal under measurement based on the combined light.
Output means . In addition, claim 2
In the electro-optical sampling oscilloscope according to claim 1, the invention described in (1) is a method in which a light source is incident from the light emitting means.
While emitting the quasi-laser light toward the lens,
Directionality of emitted combined light incident from the detector toward the detection means
It is characterized by further comprising a coupler . According to a third aspect of the present invention, a light emitting means for generating a reference laser beam and an electric field generated by a signal under measurement are applied,
An electro-optical crystal whose refractive index changes according to the intensity of the
Converts the reference laser light into parallel light and forwards part of the parallel light.
A first lens for irradiating the electro-optic crystal, and the first lens
And the electro-optic crystal are placed opposite to each other,
Passes through the signal light that is transmitted and incident and the electro-optic crystal
Reference light that has been incident without
A second lens that emits light and a signal to be measured based on the combined light.
And a detection means for detecting the signal.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】<第1実施形態>以下、図面を参
照して本発明の実施形態について説明する。図1は本発
明の第1実施形態による電気光学サンプリングオシロス
コープの要部の構成を示す図である。この図に示す電気
光学サンプリングオシロスコープは、ホモダイン検波に
より被測定信号を検出するものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION <First Embodiment> An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of an electro-optical sampling oscilloscope according to the first embodiment of the present invention. The electro-optic sampling oscilloscope shown in this figure detects a signal under measurement by homodyne detection.

【0018】この図において、20は、図示しない電気
光学サンプリングオシロスコープの本体に設けられた発
光回路であり、基準レーザ光La0を光ファイバ21の
一端面へ出射する。22は、方向性結合器であり、光フ
ァイバ21を介して入射される基準レーザ光La0を光
ファイバ23の一端面に出射するとともに、光ファイバ
23を介して入射される後述する信号光La3を光ファ
イバ24の一端面に出射する。
In this figure, 20 is a light emitting circuit provided in the main body of an electro-optical sampling oscilloscope (not shown), and emits the reference laser beam La0 to one end face of the optical fiber 21. Reference numeral 22 denotes a directional coupler, which emits the reference laser light La0 incident through the optical fiber 21 to one end surface of the optical fiber 23, and outputs a later-described signal light La3 incident through the optical fiber 23. The light is emitted to one end surface of the optical fiber 24.

【0019】25は、電気光学プローブであり、前述し
たように、被測定信号によって発生する電界を電気光学
結晶に対して作用させた状態で、該電気光学結晶にレー
ザ光が入射されると、レーザ光の偏光状態が変化すると
いう原理を用いて被測定信号の検出を行うものである。
この電気光学プローブ25において、26は、レンズで
あり、光ファイバ23の他端面から出射される基準レー
ザ光La0を平行光に変換する一方、後述する信号光L
a1および参照光La2を集光して信号光La3として光
ファイバ23の他端面に出射する。
Reference numeral 25 is an electro-optical probe, and as described above, when a laser beam is incident on the electro-optical crystal in a state where an electric field generated by a signal under measurement is applied to the electro-optical crystal, The signal to be measured is detected based on the principle that the polarization state of the laser light changes.
In the electro-optic probe 25, 26 is a lens, which converts the reference laser light La0 emitted from the other end surface of the optical fiber 23 into parallel light, and the signal light L described later.
The a1 and the reference light La2 are condensed and emitted to the other end surface of the optical fiber 23 as the signal light La3.

【0020】27は金属ピンであり、28は電気光学結
晶であり、29は反射鏡である。これらの金属ピン2
7、電気光学結晶28および反射鏡29は、図5に示す
金属ピン5、電気光学結晶7および反射鏡8と同一構成
とされている。すなわち、電気光学結晶28は、金属ピ
ン27を介して結合された被測定信号による電界に応じ
て、一次の電気光学変化であるポッケルス効果によりそ
の屈折率が変化するという、光学的性質を有している。
また、反射鏡29は、電気光学結晶28の裏面に蒸着さ
れており、レンズ26を透過した基準レーザ光La0を
信号光La1として反射する。
Reference numeral 27 is a metal pin, 28 is an electro-optic crystal, and 29 is a reflecting mirror. These metal pins 2
7, the electro-optic crystal 28 and the reflecting mirror 29 have the same configuration as the metal pin 5, the electro-optic crystal 7 and the reflecting mirror 8 shown in FIG. That is, the electro-optic crystal 28 has an optical property that its refractive index is changed by the Pockels effect, which is a first-order electro-optic change, according to the electric field due to the signal under measurement coupled via the metal pin 27. ing.
The reflecting mirror 29 is vapor-deposited on the back surface of the electro-optic crystal 28, and reflects the reference laser light La0 that has passed through the lens 26 as the signal light La1.

【0021】30は、反射鏡29に併設された反射板で
あり、レンズ26を透過した基準レーザ光La0を参照
光La2として反射する。31は、レンズ26と反射板
30との間であって、かつ電気光学結晶28に併設(図
2参照)されたダミー光学回路であり、例えば、ガラス
から構成されている。ここで、光ファイバ23の他端面
から反射鏡29までの往復光路長と、光ファイバ23の
他端面から反射板30までの往復光路長との差は、半波
長とされており、該差が半波長のときには、高感度が得
られる。なお、両往復光路長の差は、かならずしも半波
長でなくてもよい。さらに、図2に示すように、ダミー
光学回路31の断面積と電気光学結晶28の断面積とが
同面積となるように、ダミー光学回路31が形成されて
いる。これは、電気光学結晶28とダミー光学回路31
とに均等に基準レーザ光La0を透過させるためであ
る。
Reference numeral 30 denotes a reflecting plate provided in parallel with the reflecting mirror 29, and reflects the standard laser beam La0 transmitted through the lens 26 as the reference beam La2. Reference numeral 31 denotes a dummy optical circuit that is provided between the lens 26 and the reflection plate 30 and is provided in parallel with the electro-optical crystal 28 (see FIG. 2), and is made of, for example, glass. Here, the difference between the round-trip optical path length from the other end surface of the optical fiber 23 to the reflecting mirror 29 and the round-trip optical path length from the other end surface of the optical fiber 23 to the reflector plate 30 is half a wavelength. At half wavelength, high sensitivity is obtained. Note that the difference between the two round-trip optical path lengths does not necessarily have to be a half wavelength. Further, as shown in FIG. 2, the dummy optical circuit 31 is formed so that the sectional area of the dummy optical circuit 31 and the sectional area of the electro-optic crystal 28 have the same area. This is the electro-optical crystal 28 and the dummy optical circuit 31.
This is because the reference laser beam La0 is evenly transmitted.

【0022】32は、光ファイバ24を介して入射され
る信号光La3を受光する受光回路であり、上記信号光
La3を電気信号に変換する光/電気変換機能を有して
いる。この電気信号は、被測定信号に対応する信号であ
る。また、上述した光ファイバ21、23および24と
しては、偏波面保存光ファイバを用いることが望まし
い。
A light receiving circuit 32 receives the signal light La3 incident through the optical fiber 24, and has an optical / electrical conversion function of converting the signal light La3 into an electric signal. This electric signal is a signal corresponding to the signal under measurement. Further, as the above-mentioned optical fibers 21, 23 and 24, it is desirable to use polarization maintaining optical fibers.

【0023】上記構成において、図1に示す金属ピン2
7の先端部が信号線(図示略)に当接されると、信号線
を伝送している被測定信号のレベルに応じた電界が電気
光学結晶28と結合される。これにより、電気光学結晶
28の屈折率が電界の強度に応じて変化する。この状態
において、発光回路20から基準レーザ光La0が出射
されると、基準レーザ光La0は、光ファイバ21およ
び方向性結合器22を介して光ファイバ23へ導かれ
る。そして、上記基準レーザ光La0は、光ファイバ2
3の他端面から出射された後、レンズ26を透過する。
このとき、基準レーザ光La0は、平行光に変換され
る。
In the above structure, the metal pin 2 shown in FIG.
When the tip of 7 is brought into contact with a signal line (not shown), an electric field corresponding to the level of the signal under measurement transmitted through the signal line is coupled with the electro-optic crystal 28. As a result, the refractive index of the electro-optic crystal 28 changes according to the strength of the electric field. In this state, when the reference laser beam La0 is emitted from the light emitting circuit 20, the reference laser beam La0 is guided to the optical fiber 23 via the optical fiber 21 and the directional coupler 22. Then, the reference laser beam La0 is emitted from the optical fiber 2
After being emitted from the other end surface of 3, the light passes through the lens 26.
At this time, the reference laser light La0 is converted into parallel light.

【0024】そして、平行光たる基準レーザ光La0
は、図2に示すように電気光学結晶28およびダミー光
学回路31を反射鏡29および反射板30へ向けて伝搬
する。ここで、基準レーザ光La0を円偏光とした場合、
電気光学結晶28を伝搬している基準レーザ光La0の
x成分x1およびy成分y1は、基準レーザ光La0の角
周波数をω、時間をt、Aを定数とすると次の(1)式
および(2)式で表される。 x1=A・sin(ωt) ・・・・・・・・・・(1) y1=A・cos(ωt) ・・・・・・・・・・(2)
Then, the reference laser beam La0 which is a parallel light beam
Propagates toward the reflecting mirror 29 and the reflecting plate 30 through the electro-optical crystal 28 and the dummy optical circuit 31 as shown in FIG. Here, when the reference laser beam La0 is circularly polarized light,
The x-component x1 and the y-component y1 of the reference laser light La0 propagating through the electro-optic crystal 28 are expressed by the following equation (1) and (1), where ω is the angular frequency of the reference laser light La0, t is time, and A is a constant. It is represented by the formula 2). x1 = A · sin (ωt) ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (1) y1 = A ・ cos (ωt) ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (2)

【0025】また、電気光学結晶28内部を伝搬してい
る基準レーザ光La0の偏光状態が変化する。伝搬中に
おいては、基準レーザ光La0のx成分x1の位相が変化
せず、y成分y1の位相が変化するように電気光学結晶
28の結晶軸を合わせる。そして、偏光変化を受けた基
準レーザ光La0は、反射鏡29により信号光La1とし
て反射された後、レンズ26を透過して光ファイバ23
の他端面に入射される。ここで、上記信号光La1にお
けるx成分x1’は、反射回数と反射状態により決定さ
れる係数をmとすると、次の(3)式で表され、他方、
y成分y1’は、位相変化量をΔφとすると次の(4)
式で表される。 x1’=A・sin(ωt+mπ) ・・・・・・・(3) y1’=A・cos(ωt+mπ+Δφ) ・・・・(4)
Further, the polarization state of the reference laser beam La0 propagating inside the electro-optic crystal 28 changes. During propagation, the crystal axis of the electro-optic crystal 28 is adjusted so that the phase of the x component x1 of the reference laser beam La0 does not change and the phase of the y component y1 changes. Then, the reference laser beam La0 that has undergone the polarization change is reflected by the reflecting mirror 29 as the signal beam La1 and then passes through the lens 26 to transmit the optical fiber 23.
Is incident on the other end surface of. Here, the x component x1 'in the signal light La1 is expressed by the following equation (3), where m is a coefficient determined by the number of reflections and the reflection state, and
The y component y1 'is defined by the following (4) when the phase change amount is Δφ.
It is represented by a formula. x1 ′ = A · sin (ωt + mπ) ···· (3) y1 ′ = A · cos (ωt + mπ + Δφ) ··· (4)

【0026】他方、ダミー光学回路31を伝搬している
基準レーザ光La0は、偏光変化を受けることなく、反
射板30により参照光La2として反射された後、レン
ズ26を透過して光ファイバ23の他端面に入射され
る。ここで、信号光La1の周波数と参照光La2との周
波数とは同値である。さらに、信号光La1の位相と参
照光La2の位相とは、例えば、コヒーレント光ファイ
バ通信に用いられるバランスド受光回路における信号の
ように、逆位相とされている。ここで、上記参照光La
2におけるx成分x2’は、整数をnとすると、次の
(5)式で表され、他方、y成分y2’は、次の(6)
式で表される。 x2’=A・sin(ωt+nπ)・・・・・・・・(5) y2’=A・cos(ωt+nπ)・・・・・・・・(6)
On the other hand, the reference laser beam La0 propagating through the dummy optical circuit 31 is reflected as the reference beam La2 by the reflecting plate 30 without undergoing polarization change, and then passes through the lens 26 to pass through the optical fiber 23. It is incident on the other end surface. Here, the frequency of the signal light La1 and the frequency of the reference light La2 have the same value. Further, the phase of the signal light La1 and the phase of the reference light La2 are opposite to each other, like a signal in a balanced light receiving circuit used for coherent optical fiber communication. Here, the reference light La
The x component x2 ′ in 2 is represented by the following equation (5), where n is an integer, while the y component y2 ′ is represented by the following (6).
It is represented by a formula. x2 '= A * sin (ωt + nπ) ... (5) y2' = A * cos (ωt + nπ) ... (6)

【0027】これにより、光ファイバ23においては、
信号光La1と参照光La2とが合波され、信号光La3
が生成される。ここで、上記信号光La3は、電気光学
結晶28を伝搬している信号光La1の偏光面の変化を
示す信号の光であり、言い換えれば、被測定信号の変化
に応じた信号の光である。ここで、信号光La3におけ
るy成分y3は、次の(7)式で表される。 y3=y1’+y2’ ・・・・・・・・・・・・・・・・(7) そして、上記(7)式の右辺に上述した(4)式および
(5)式を代入すると次の(8)式が導かれる。 y3=A・cos(ωt+mπ+Δφ)+0.25・cos(ωt+nπ) =A・2・cos(ωt+(m+n)π/2+Δφ/2)・cos(Δφ /2+(m−n)・π/2) ・・・・・・・・・(8)
As a result, in the optical fiber 23,
The signal light La1 and the reference light La2 are combined to generate a signal light La3.
Is generated. Here, the signal light La3 is light of a signal indicating a change in the polarization plane of the signal light La1 propagating in the electro-optic crystal 28, in other words, light of a signal corresponding to a change in the signal under measurement. . Here, the y component y3 in the signal light La3 is expressed by the following equation (7). y3 = y1 '+ y2' (7) Then, by substituting the equations (4) and (5) into the right side of the equation (7), the following equation is obtained. Equation (8) is derived. y3 = A · cos (ωt + mπ + Δφ) + 0.25 · cos (ωt + nπ) = A · 2 · cos (ωt + (m + n) π / 2 + Δφ / 2) · cos (Δφ / 2 + (m−n) · π / 2) (8)

【0028】上記(8)式において、前項のA・2・c
os(ωt+(m+n)π/2+Δφ/2)は、基準レ
ーザ光La0のベースバンド信号(キャリア)成分を表
しており、後項のcos(Δφ/2+(m−n)・π/
2)は、被測定信号成分のエンベローブを表している。
また、上記cos(Δφ/2+(m−n)・π/2)か
らわかるように、微少な変動Δφに対して、最大感度に
なる条件は、信号光La1と参照光La2との位相差が半
波長(π+2・k・π(kは整数))であることから次
の(9)式で表される。 (m−n)・π/2=π/2+k・π ・・・・・・(9)
In the above equation (8), A · 2 · c in the preceding paragraph
os (ωt + (m + n) π / 2 + Δφ / 2) represents the baseband signal (carrier) component of the reference laser light La0, and cos (Δφ / 2 + (m−n) · π /
2) represents the envelope of the signal component under measurement.
Further, as can be seen from the above cos (Δφ / 2 + (m−n) · π / 2), the condition for maximum sensitivity to a slight variation Δφ is that the phase difference between the signal light La1 and the reference light La2 is Since it is a half wavelength (π + 2 · k · π (k is an integer)), it is expressed by the following equation (9). (M−n) · π / 2 = π / 2 + k · π (9)

【0029】そして、上記信号光La3は、方向性結合
器22および光ファイバ24を介して、受光回路32へ
導かれた後、受光回路32により電気信号に変換され
る。この結果、電気光学サンプリングオシロスコープの
表示部には、信号線を伝送している被測定信号の波形等
が表示される。
The signal light La3 is guided to the light receiving circuit 32 via the directional coupler 22 and the optical fiber 24, and then converted into an electric signal by the light receiving circuit 32. As a result, the waveform of the signal under measurement transmitted through the signal line is displayed on the display unit of the electro-optical sampling oscilloscope.

【0030】以上説明したように、上述した第1実施形
態による電気光学サンプリングオシロスコープによれ
ば、直接検波方式に必要な偏光ビームスプリッタ13、
偏光ビームスプリッタ16等(図5参照)が不要である
ので、従来の電気光学サンプリングオシロスコープに比
して光学系の構成を簡略化することができ、ひいては装
置を小型にすることができる。
As described above, according to the electro-optic sampling oscilloscope according to the first embodiment, the polarization beam splitter 13, which is necessary for the direct detection method,
Since the polarization beam splitter 16 and the like (see FIG. 5) are unnecessary, the configuration of the optical system can be simplified as compared with the conventional electro-optical sampling oscilloscope, and the device can be downsized.

【0031】<第2実施形態>次に、本発明の第2実施
形態による電気光学サンプリングオシロスコープの構成
について図3を参照して説明する。図3において、図1
の各部に対応する部分には同一の符号を付けその説明を
省略する。図3においては、図1に示す方向性結合器2
2および光ファイバ24に代えて、レンズ33および光
ファイバ34が設けられている。また、図3に示す電気
光学サンプリングオシロスコープおいては、図1に示す
反射鏡29および反射板30が設けられていない構成と
されている。
<Second Embodiment> Next, the configuration of an electro-optic sampling oscilloscope according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, FIG.
The same reference numerals are given to the portions corresponding to the respective portions, and the description thereof will be omitted. In FIG. 3, the directional coupler 2 shown in FIG.
Instead of 2 and the optical fiber 24, a lens 33 and an optical fiber 34 are provided. Further, the electro-optic sampling oscilloscope shown in FIG. 3 has a configuration in which the reflecting mirror 29 and the reflecting plate 30 shown in FIG. 1 are not provided.

【0032】図3に示すレンズ33は、電気光学結晶2
8およびダミー光学回路31の同図右方に配設されてお
り、電気光学結晶28を透過した信号光La1’とダミ
ー光学回路31を透過した参照光La2’とを集光し
て、信号光La3’として光ファイバ34の一端面に出
射する。すなわち、レンズ33は、レンズ26に対向配
置されており、レンズ26とレンズ33との間には、電
気光学結晶28およびダミー光学回路31が配設されて
いる。光ファイバ34は、信号光La3’を受光回路3
2へ導く。この光ファイバ34としては、偏波面保存光
ファイバを用いることが望ましい。
The lens 33 shown in FIG. 3 is the electro-optic crystal 2
8 and the dummy optical circuit 31 are arranged on the right side of the figure, and the signal light La1 ′ transmitted through the electro-optical crystal 28 and the reference light La2 ′ transmitted through the dummy optical circuit 31 are condensed to generate the signal light. It is emitted to one end surface of the optical fiber 34 as La3 '. That is, the lens 33 is arranged to face the lens 26, and the electro-optical crystal 28 and the dummy optical circuit 31 are arranged between the lens 26 and the lens 33. The optical fiber 34 receives the signal light La3 ′ from the light receiving circuit 3
Lead to 2. It is desirable to use a polarization-maintaining optical fiber as the optical fiber 34.

【0033】また、光ファイバ21の他端面から、レン
ズ26、電気光学結晶28および33を経由して、光フ
ァイバ34の一端面までの光路長と、光ファイバ21の
他端面から、レンズ26、ダミー光学回路31およびレ
ンズ33を経由して、光ファイバ34の一端面までの光
路長との差は、半波長とされている。上記差が半波長の
ときには、高感度が得られる。従って、ダミー光学回路
31の屈折率は、両光路長の差が半波長となるような値
とされている。なお、両光路長の差は、かならずしも半
波長でなくてもよい。
The optical path length from the other end surface of the optical fiber 21 to the one end surface of the optical fiber 34 via the lens 26, the electro-optic crystals 28 and 33, and the other end surface of the optical fiber 21 to the lens 26, The difference from the optical path length to the one end surface of the optical fiber 34 via the dummy optical circuit 31 and the lens 33 is half the wavelength. When the difference is half wavelength, high sensitivity is obtained. Therefore, the refractive index of the dummy optical circuit 31 is set to a value such that the difference between the optical path lengths becomes a half wavelength. The difference between the two optical path lengths does not necessarily have to be a half wavelength.

【0034】上記構成において、図3に示す金属ピン2
7の先端部が信号線(図示略)に当接されると、前述し
た動作と同様にして信号線を伝送している被測定信号の
レベルに応じた電界が電気光学結晶28と結合される。
この状態において、発光回路20から基準レーザ光La
0が出射されると、基準レーザ光La0は、光ファイバ2
1へ導かれる。そして、上記基準レーザ光La0は、光
ファイバ21の他端面から出射された後、レンズ26を
透過する。このとき、基準レーザ光La0は、平行光に
変換される。
In the above structure, the metal pin 2 shown in FIG.
When the tip end of 7 is brought into contact with a signal line (not shown), an electric field corresponding to the level of the signal under measurement transmitted through the signal line is coupled to the electro-optic crystal 28 in the same manner as the above-described operation. .
In this state, the reference laser beam La is emitted from the light emitting circuit 20.
When 0 is emitted, the reference laser light La0 is emitted from the optical fiber 2
Guided to 1. Then, the reference laser beam La0 is emitted from the other end surface of the optical fiber 21 and then passes through the lens 26. At this time, the reference laser light La0 is converted into parallel light.

【0035】そして、平行光たる基準レーザ光La0
は、電気光学結晶28およびダミー光学回路31を透過
する。この結果、電気光学結晶28内部を伝搬している
信号光La1の偏光状態が変化する。そして、偏光変化
を受けた信号光La1は、信号光La1’として透過した
後、レンズ33を透過して光ファイバ34の一端面に入
射される。
Then, the reference laser beam La0 which is a parallel light beam
Passes through the electro-optic crystal 28 and the dummy optical circuit 31. As a result, the polarization state of the signal light La1 propagating inside the electro-optic crystal 28 changes. Then, the signal light La1 that has undergone the polarization change is transmitted as the signal light La1 ′, then passes through the lens 33 and is incident on one end surface of the optical fiber 34.

【0036】他方、ダミー光学回路31を伝搬している
基準レーザ光La0は、偏光変化を受けることなく、参
照光La2’として透過した後、レンズ33を透過して
光ファイバ34の一端面に入射される。ここで、信号光
La1’の周波数と参照光La2’との周波数とは同値で
ある。
On the other hand, the standard laser beam La0 propagating through the dummy optical circuit 31 is transmitted as the reference beam La2 'without being changed in polarization, and then is transmitted through the lens 33 to be incident on one end face of the optical fiber 34. To be done. Here, the frequency of the signal light La1 ′ and the frequency of the reference light La2 ′ have the same value.

【0037】これにより、光ファイバ34においては、
信号光La1’と参照光La2’とが合波され、信号光L
a3’が生成される。ここで、上記信号光La3’は、電
気光学結晶28を伝搬している信号光La1’の偏光面
の変化を示す信号の光であり、言い換えれば、被測定信
号の変化に応じた信号の光である。
As a result, in the optical fiber 34,
The signal light La1 ′ and the reference light La2 ′ are combined to generate the signal light L
a3 'is generated. Here, the signal light La3 ′ is light of a signal indicating a change in the polarization plane of the signal light La1 ′ propagating through the electro-optic crystal 28, in other words, a light of a signal corresponding to the change of the signal under measurement. Is.

【0038】そして、上記信号光La3は、光ファイバ
34を介して、受光回路32へ導かれた後、受光回路3
2により電気信号に変換される。この結果、電気光学サ
ンプリングオシロスコープの表示部には、信号線を伝送
している被測定信号の波形等が表示される。
Then, the signal light La3 is guided to the light receiving circuit 32 through the optical fiber 34, and thereafter, the light receiving circuit 3
2 is converted into an electric signal. As a result, the waveform of the signal under measurement transmitted through the signal line is displayed on the display unit of the electro-optical sampling oscilloscope.

【0039】以上説明したように、上述した第2実施形
態による電気光学サンプリングオシロスコープによれ
ば、レンズ33を設けた構成としたので、図1に示す方
向性結合器22、反射鏡29および反射板30が不要で
あるため、第1実施形態による電気光学サンプリングオ
シロスコープに比して構成を簡単にすることができる。
As described above, according to the electro-optic sampling oscilloscope according to the second embodiment described above, since the lens 33 is provided, the directional coupler 22, the reflecting mirror 29 and the reflecting plate shown in FIG. 1 are provided. Since 30 is unnecessary, the configuration can be simplified as compared with the electro-optical sampling oscilloscope according to the first embodiment.

【0040】<第3実施形態>図4は、本発明の第3実
施形態による電気光学サンプリングオシロスコープの要
部の構成を示す図である。この図において、図1の各部
に対応する部分には同一の符号を付けその説明を省略す
る。図5においては、図1に示す方向性結合器22に代
えて、光導波路素子100が設けられている。図4に示
す光導波路素子100は、方向性結合器22(図1参
照)と同様にして、光信号を分岐・結合させる機能を有
している。この光導波路素子100において、100a
は、光ファイバ21の他端部に接続された光導波路であ
り、基準レーザ光La0を光分岐結合部100bへ導
く。この光分岐結合部100bは、基準レーザ光La0
を分岐する一方、信号光La1と参照光La2とを結合
(合波)させて、これを信号光La3として出力する。
<Third Embodiment> FIG. 4 is a view showing the arrangement of the main parts of an electro-optical sampling oscilloscope according to the third embodiment of the present invention. In this figure, parts corresponding to those in FIG. In FIG. 5, an optical waveguide device 100 is provided instead of the directional coupler 22 shown in FIG. The optical waveguide device 100 shown in FIG. 4 has a function of branching / coupling optical signals similarly to the directional coupler 22 (see FIG. 1). In this optical waveguide device 100, 100a
Is an optical waveguide connected to the other end of the optical fiber 21, and guides the reference laser light La0 to the optical branching / coupling portion 100b. This optical branching / coupling portion 100b is used for the reference laser light La0
On the other hand, the signal light La1 and the reference light La2 are coupled (combined) while being branched, and this is output as the signal light La3.

【0041】100cは、光導波路であり、光分岐結合
部100bにより分岐された信号光La1を光ファイバ
23へ導く一方、光ファイバ23を介して入射される信
号光La3を光分岐結合部100bへ導く。100d
は、光導波路100cに併設された光導波路であり、同
図の例では、使用されていない。100eは、光分岐結
合部100bにより分岐された信号光La3を光ファイ
バ24へ導く光導波路である。
An optical waveguide 100c guides the signal light La1 branched by the optical branching / coupling portion 100b to the optical fiber 23, while the signal light La3 incident through the optical fiber 23 is directed to the optical branching / coupling portion 100b. Lead. 100d
Is an optical waveguide provided alongside the optical waveguide 100c, and is not used in the example of FIG. An optical waveguide 100e guides the signal light La3 branched by the optical branching / coupling unit 100b to the optical fiber 24.

【0042】上記構成において、図4に示す金属ピン2
7の先端部が信号線(図示略)に当接されると、信号線
を伝送している被測定信号のレベルに応じた電界が電気
光学結晶28と結合される。これにより、電気光学結晶
28の屈折率が電界の強度に応じて変化する。この状態
において、発光回路20から基準レーザ光La0が出射
されると、基準レーザ光La0は、光ファイバ21およ
び光導波路100aを介して、光分岐結合部100bへ
導かれる。そして、上記基準レーザ光La0は、光分岐
結合部100bにより分岐された後、光導波路100c
を介して光ファイバ23へ導かれる。そして、基準レー
ザ光La0は、光ファイバ23の他端面から出射された
後、レンズ26を透過する。このとき、基準レーザ光L
a0は、平行光に変換される。
In the above structure, the metal pin 2 shown in FIG.
When the tip of 7 is brought into contact with a signal line (not shown), an electric field corresponding to the level of the signal under measurement transmitted through the signal line is coupled with the electro-optic crystal 28. As a result, the refractive index of the electro-optic crystal 28 changes according to the strength of the electric field. In this state, when the reference laser beam La0 is emitted from the light emitting circuit 20, the reference laser beam La0 is guided to the optical branching / coupling portion 100b via the optical fiber 21 and the optical waveguide 100a. The reference laser beam La0 is branched by the optical branching / coupling unit 100b, and then the optical waveguide 100c.
Through the optical fiber 23. Then, the reference laser beam La0 is emitted from the other end surface of the optical fiber 23 and then passes through the lens 26. At this time, the reference laser light L
a0 is converted into parallel light.

【0043】そして、平行光たる基準レーザ光La0
は、電気光学結晶28およびダミー光学回路31を反射
鏡29および反射板30へ向けて伝搬する。また、前述
した動作と同様にして、電気光学結晶28内部を伝搬し
ている基準レーザ光La0の偏光状態が変化する。そし
て、偏光変化を受けた基準レーザ光La0は、反射鏡2
9により信号光La1として反射された後、レンズ26
を透過して光ファイバ23の他端面に入射される。
Then, the reference laser beam La0 which is parallel light
Propagates through the electro-optic crystal 28 and the dummy optical circuit 31 toward the reflecting mirror 29 and the reflecting plate 30. Further, the polarization state of the reference laser beam La0 propagating inside the electro-optic crystal 28 changes in the same manner as the above-mentioned operation. The reference laser beam La0 that has undergone polarization change is reflected by the reflecting mirror 2
After being reflected as signal light La1 by the lens 9,
And is incident on the other end surface of the optical fiber 23.

【0044】他方、ダミー光学回路31を伝搬している
基準レーザ光La0は、偏光変化を受けることなく、反
射板30により参照光La2として反射された後、レン
ズ26を透過して光ファイバ23の他端面に入射され
る。ここで、信号光La1の周波数と参照光La2との周
波数とは同値である。これにより、光ファイバ23にお
いては、信号光La1と参照光La2とが合波され、信号
光La3が生成される。ここで、上記信号光La3は、電
気光学結晶28を伝搬している信号光La1の偏光面の
変化を示す信号の光であり、言い換えれば、被測定信号
の変化に応じた信号の光である。
On the other hand, the standard laser beam La0 propagating through the dummy optical circuit 31 is reflected as the reference beam La2 by the reflection plate 30 without undergoing polarization change, and then passes through the lens 26 to pass through the optical fiber 23. It is incident on the other end surface. Here, the frequency of the signal light La1 and the frequency of the reference light La2 have the same value. As a result, in the optical fiber 23, the signal light La1 and the reference light La2 are multiplexed to generate the signal light La3. Here, the signal light La3 is light of a signal indicating a change in the polarization plane of the signal light La1 propagating in the electro-optic crystal 28, in other words, light of a signal corresponding to a change in the signal under measurement. .

【0045】そして、上記信号光La3は、光導波路1
00cを介して光分岐結合部100bへ導かれた後、光
分岐結合部100bにより光導波路100eへ導かれ
る。さらに、信号光La3は、光ファイバ24を介し
て、受光回路32へ導かれた後、受光回路32により電
気信号に変換される。この結果、電気光学サンプリング
オシロスコープの表示部には、信号線を伝送している被
測定信号の波形等が表示される。
Then, the signal light La3 is supplied to the optical waveguide 1.
After being guided to the optical branching / coupling portion 100b via 00c, it is guided to the optical waveguide 100e by the optical branching / coupling portion 100b. Further, the signal light La3 is guided to the light receiving circuit 32 via the optical fiber 24 and then converted into an electric signal by the light receiving circuit 32. As a result, the waveform of the signal under measurement transmitted through the signal line is displayed on the display unit of the electro-optical sampling oscilloscope.

【0046】以上図面を参照して本発明の実施形態につ
いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りの
設計変更等があっても、本発明に含まれる。例えば、上
述した第1および第2実施形態による電気光学サンプリ
ングオシロスコープにおいては、電気光学結晶28とし
て、BSOを用いた例について説明したが、これに限定
されることなく、上記BSOに代えてLN(LiNbO
3)、CdTeまたはBTO(Bi12TiO20)を用い
てもよい。
Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. However, it is included in the present invention. For example, in the electro-optic sampling oscilloscope according to the first and second embodiments described above, the example in which BSO is used as the electro-optic crystal 28 has been described, but the present invention is not limited to this, and LN ( LiNbO
3 ), CdTe or BTO (Bi 12 TiO 20 ) may be used.

【0047】また、上述した第1および第2実施形態に
よる電気光学サンプリングオシロスコープにおいては、
電気光学結晶28に対して被測定信号による電界が十分
に作用する場合、金属ピン27を設けない構成としても
よい。
Further, in the electro-optic sampling oscilloscope according to the first and second embodiments described above,
When the electric field due to the measured signal sufficiently acts on the electro-optic crystal 28, the metal pin 27 may be omitted.

【0048】また、上述した第1、第2および第3実施
形態による電気光学サンプリングオシロスコープにおい
ては、ダミー光学回路31を設けた例について説明した
が、ダミー光学回路31を設けることなく、レンズ26
と反射板30(レンズ33)との間を空間結合とする構
成としてもよい。
Further, in the electro-optic sampling oscilloscope according to the above-mentioned first, second and third embodiments, the example in which the dummy optical circuit 31 is provided has been described, but the lens 26 is not provided without the dummy optical circuit 31.
The configuration may be such that the space between the reflector and the reflection plate 30 (lens 33) is spatially coupled.

【0049】さらに、上述した第1、第2および第3実
施形態による電気光学サンプリングオシロスコープにお
いては、図2に示す電気光学結晶28の断面積とダミー
光学回路31の断面積とを等しくした例について説明し
たが、必ずしも両断面積を等しくする必要はなく、電気
光学結晶28およびダミー光学回路31の双方を基準レ
ーザ光La0が透過する構成であればよい。
Further, in the electro-optic sampling oscilloscope according to the above-mentioned first, second and third embodiments, an example in which the cross-section area of the electro-optic crystal 28 and the cross-section area of the dummy optical circuit 31 shown in FIG. As described above, it is not always necessary to equalize both cross-sectional areas, and it is sufficient that the reference laser beam La0 is transmitted through both the electro-optic crystal 28 and the dummy optical circuit 31.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の電気光学サンプリングオシロスコープに用いられ
ていた偏光ビームスプリッタ等が不要であるので、光学
系の構成を簡略化することができ、ひいては装置を小型
にすることができるという効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
Since the polarization beam splitter or the like used in the conventional electro-optic sampling oscilloscope is not necessary, the structure of the optical system can be simplified, and the size of the device can be reduced.

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

【図1】 本発明の第1実施形態による電気光学サンプ
リングオシロスコープの要部の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of an electro-optical sampling oscilloscope according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示すA−A線視断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA shown in FIG.

【図3】 同第2実施形態による電気光学サンプリング
オシロスコープの要部の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a main part of an electro-optical sampling oscilloscope according to the second embodiment.

【図4】 同第3実施形態による電気光学サンプリング
オシロスコープの要部の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a main part of an electro-optical sampling oscilloscope according to the third embodiment.

【図5】 従来の電気光学サンプリングオシロスコープ
における電気光学プローブの構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an electro-optic probe in a conventional electro-optic sampling oscilloscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 発光回路 22 方向性結合器 25 電気光学プローブ 26 レンズ 28 電気光学結晶 29 反射鏡 30 反射板 31 ダミー光学回路 32 受光回路 33 レンズ 100 光導波路素子 20 Light emitting circuit 22 Directional coupler 25 Electro-optic probe 26 lenses 28 Electro-optic crystal 29 Reflector 30 reflector 31 Dummy optical circuit 32 light receiving circuit 33 lenses 100 Optical waveguide device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊池 潤 東京都大田区蒲田4丁目19番7号 安藤 電気株式会社内 (72)発明者 伴城 暢一 東京都大田区蒲田4丁目19番7号 安藤 電気株式会社内 (72)発明者 遠藤 善雄 東京都大田区蒲田4丁目19番7号 安藤 電気株式会社内 (72)発明者 品川 満 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 永妻 忠夫 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 山田 順三 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−18070(JP,A) 特開 平6−34675(JP,A) 特開 昭63−300970(JP,A) 特開 平7−225108(JP,A) 特開 平7−209396(JP,A) 特開 平9−292415(JP,A) 特開 昭63−151869(JP,A) 特開 平6−258351(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 13/00 - 13/42 G01R 31/302 G01R 15/24 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Jun Kikuchi 4-19-7 Kamata, Ota-ku, Tokyo Within Ando Electric Co., Ltd. (72) Nobuichi Banjo 4-19-7 Kamata, Ota-ku, Tokyo Ando Electric Co., Ltd. (72) Inventor Yoshio Endo 4-19-7 Kamata, Ota-ku, Tokyo Ando Electric Co., Ltd. (72) Inventor Mitsuru Shinagawa 3-19-2 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Nihon Telegraph Telephone Co., Ltd. (72) Inventor Tadao Nagatsuma 3-19-3 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Japan Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Junzo Yamada 3-19-3 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo (56) Reference JP 64-18070 (JP, A) JP 6-34675 (JP, A) JP 63-300970 (JP, A) JP 7- 225108 (JP, A) -209396 (JP, A) JP 9-292415 (JP, A) JP 63-151869 (JP, A) JP 6-258351 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl . 7 , DB name) G01R 13/00-13/42 G01R 31/302 G01R 15/24

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基準レーザ光を発生する発光手段と、被測定信号により生じる電界が印加され、当該電界の強
度に応じて屈折率が変化する電気光学結晶と、 前記電気光学結晶の裏面に設けられた反射鏡と、 前記反射鏡に隣接配置された反射板と、 前記基準レーザ光を平行光に変換し、当該平行光を前記
電気光学結晶の表面及び反射板に並行照射する一方、前
記電気光学結晶を透過して前記反射鏡で反射されて入射
された信号光及び前記反射板で反射されて入射された参
照光を合波・集光し合波光として出射するレンズと、 前記合波光に基づいて被測定信号を検出する検出手段と
を具備することを特徴とする電気光学サンプリングオシ
ロスコープ。
1. A light emitting means for generating a reference laser beam and an electric field generated by a signal under measurement are applied, and the intensity of the electric field is increased.
An electro-optical crystal whose refractive index changes according to the degree, a reflecting mirror provided on the back surface of the electro-optical crystal, a reflecting plate disposed adjacent to the reflecting mirror, and the reference laser beam converted into parallel light. , The parallel light
While irradiating the surface of the electro-optic crystal and the reflector in parallel,
After passing through the electro-optic crystal, it is reflected by the reflecting mirror and enters.
The reflected signal light and the incident light reflected by the reflector are incident.
An electro-optical sampling oscilloscope, comprising: a lens that combines and collects illumination light and emits the combined light, and a detection unit that detects a signal under measurement based on the combined light .
【請求項2】 発光手段から入射された基準レーザ光を
レンズに向けて出射する一方、該レンズから入射された
合波光を検出手段に向けて出射する方向性結合器をさら
に備えることを特徴とする請求項1に記載の電気光学サ
ンプリングオシロスコープ。
2. The reference laser light incident from the light emitting means
Light is emitted toward the lens, while it is incident from the lens
A directional coupler that emits the combined light toward the detection means is added.
Electro-optic sampling oscilloscope according to claim 1, characterized in that it comprises a.
【請求項3】 基準レーザ光を発生する発光手段と、被測定信号により生じる電界が印加され、当該電界の強
度に応じて屈折率が変化する 電気光学結晶と、前記基準レーザ光を平行光に変換し、当該平行光の一部
を前記電気光学結晶に照射する第1レンズと、 該第1レンズと電気光学結晶を挟んで対向配置され、電
気光学結晶を透過して入射された信号光及び電気光学結
晶を通過することなく入射された参照光を合波・集光し
合波光として出射する第2レンズと、 前記合波光に基づいて被測定信号を検出する検出手段と
を具備することを特徴とする電気光学サンプリングオシ
ロスコープ。
3. A light emitting means for generating a reference laser beam and an electric field generated by a signal under measurement are applied, and the intensity of the electric field is increased.
A part of the parallel light that converts the reference laser light into parallel light and the electro-optic crystal whose refractive index changes according to the degree
A first lens for irradiating the electro-optic crystal with the first lens, and the first lens and the electro-optic crystal are disposed so as to face each other.
Signal light and electro-optical coupling incident through the aero-optical crystal
The incident reference light is combined and condensed without passing through the crystal.
An electro-optic sampling oscilloscope comprising: a second lens that emits as combined light; and a detection unit that detects a signal under measurement based on the combined light .
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