JP3418577B2 - Electro-optic probe - Google Patents

Electro-optic probe

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JP3418577B2
JP3418577B2 JP28056999A JP28056999A JP3418577B2 JP 3418577 B2 JP3418577 B2 JP 3418577B2 JP 28056999 A JP28056999 A JP 28056999A JP 28056999 A JP28056999 A JP 28056999A JP 3418577 B2 JP3418577 B2 JP 3418577B2
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克志 太田
敏之 八木
満 品川
忠夫 永妻
順三 山田
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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、被測定信号によっ
て発生する電界を電気光学結晶に結合させ、この電気光
学結晶に光を入射し、入射光の偏光状態により、被測定
信号の波形を観測する電気光学プローブに関するもので
ある。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to coupling an electric field generated by a signal under measurement to an electro-optic crystal, injecting light into the electro-optic crystal, and observing the waveform of the signal under measurement depending on the polarization state of the incident light. The present invention relates to an electro-optic probe for

【0002】[0002]

【従来の技術】被測定信号によって発生する電界を電気
光学結晶に結合させ、この電気光学結晶にレーザ光を入
射し、レーザ光の偏光状態により被測定信号の波形を観
測することができる。ここでレーザ光をパルス状にし、
被測定信号をサンプリングすると非常に高い時間分解能
で測定することができる。この現象を利用した電気光学
プローブを用いたのが電気光学サンプリングオシロスコ
ープである。
2. Description of the Related Art It is possible to observe the waveform of a signal under measurement by coupling an electric field generated by the signal under measurement with an electro-optic crystal, injecting laser light into the electro-optic crystal, and observing the polarization state of the laser light. Here, pulse the laser light,
When the signal under measurement is sampled, it can be measured with very high time resolution. An electro-optic sampling oscilloscope uses an electro-optic probe that takes advantage of this phenomenon.

【0003】この電気光学サンプリング(Electro Opt
ic Sampling)オシロスコープ(以下「EOSオシロス
コープ」と略記する)は、電気式プローブを用いた従来
のサンプリングオシロスコープと比較して、 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 といった特徴があり注目を集めている。
This electro-optical sampling (Electro Opt
ic Sampling) oscilloscope (hereinafter abbreviated as “EOS oscilloscope”), compared to a conventional sampling oscilloscope that uses an electric probe, 1) does not require a ground line when measuring a signal. Easy 2) Since the metal pin at the tip of the electro-optic probe is insulated from the circuit system, a high input impedance can be realized, and as a result, the state of the measured point is hardly disturbed 3) Since an optical pulse is used It has attracted attention because it has a feature that it can measure wideband up to GHz order.

【0004】EOSオシロスコープによる信号測定を行
う際に用いられる従来の電気光学プローブ1の構成を図
7により説明する。図7に示す電気光学プローブ1にお
いては、プローブ本体2の先端に、絶縁体からなるプロ
ーブヘッド3が設けられており、この中心に金属ピン3
aが嵌め込まれている。また、プローブヘッド3には、
電気光学素子4が固定されている。この電気光学素子4
は、金属ピン3a側の端面に反射膜4aが設けられ、金
属ピン3aに接する構成となっている。また、符号5
は、1/2波長板であり、符号6は、1/4波長板である。符
号7,8は、偏光ビームスプリッタである。符号9は、
1/2波長板であり、符号10は、ファラデー素子であ
る。符号12は、コリメートレンズであり、符号13
は、レーザダイオードである。符号14及び15は、集
光レンズであり、符号16及び17は、フォトダイオー
ドである。
The configuration of a conventional electro-optical probe 1 used when measuring signals with an EOS oscilloscope will be described with reference to FIG. In the electro-optic probe 1 shown in FIG. 7, a probe head 3 made of an insulator is provided at the tip of a probe body 2, and a metal pin 3 is provided at the center thereof.
a is fitted. In addition, the probe head 3 has
The electro-optical element 4 is fixed. This electro-optical element 4
Is provided with a reflection film 4a on the end face on the metal pin 3a side and is in contact with the metal pin 3a. Also, reference numeral 5
Is a half-wave plate, and reference numeral 6 is a quarter-wave plate. Reference numerals 7 and 8 are polarization beam splitters. Reference numeral 9 is
It is a half-wave plate, and reference numeral 10 is a Faraday element. Reference numeral 12 is a collimating lens, and reference numeral 13
Is a laser diode. Reference numerals 14 and 15 are condenser lenses, and reference numerals 16 and 17 are photodiodes.

【0005】また、2つの偏光ビームスプリッタ7,
8、1/2波長板9、及びファラデー素子10は、レーザ
ダイオード13が出射した光を通過させ、反射膜4aに
よって反射された光を分離するためのアイソレータ19
である。
Two polarization beam splitters 7,
The 8, 1/2 wave plate 9 and the Faraday element 10 allow the light emitted by the laser diode 13 to pass therethrough and separate the light reflected by the reflection film 4a.
Is.

【0006】次に、図7を参照して、レーザダイオード
13から発せられたレーザ光の光路について説明する。
図7において、レーザ光の光路を符号Aで表す。先ず、
レーザダイオード13から出射したレーザ光はコリメー
トレンズ12により平行光に変換され、偏光ビームスプ
リッタ8、ファラデー素子10、1/2波長板9及び偏光
ビームスプリッタ7を直進し、さらに、1/4波長板6と1
/2波長板5を通って電気光学素子4に入射する。入射し
た光は、金属ピン3a側の電気光学素子4の端面に形成
された反射膜4aにより反射する。
Next, the optical path of the laser light emitted from the laser diode 13 will be described with reference to FIG.
In FIG. 7, the optical path of the laser light is represented by the symbol A. First,
The laser light emitted from the laser diode 13 is converted into parallel light by the collimating lens 12, goes straight through the polarization beam splitter 8, the Faraday element 10, the half-wave plate 9 and the polarization beam splitter 7, and further, the quarter-wave plate. 6 and 1
It enters the electro-optical element 4 through the / 2 wave plate 5. The incident light is reflected by the reflection film 4a formed on the end surface of the electro-optical element 4 on the metal pin 3a side.

【0007】反射したレーザ光は、再び1/2波長板5と1
/4波長板6を通り、レーザ光の一部は、偏光ビームスプ
リッタ7により反射され、集光レンズ14によって集光
されて、フォトダイオード16へ入射する。一方、偏光
ビームスプリッタ7を透過したレーザ光は、偏光ビーム
スプリッタ8で反射され、集光レンズ15によって集光
されて、フォトダイオード17へ入射する。なお、1/2
波長板5と1/4波長板6はフォトダイオード16とフォ
トダイオード17とへ入射するレーザ光の強度が同一に
なるように、その光軸に関する回転角が調整される。
The reflected laser light is transmitted again to the half-wave plates 5 and 1.
A part of the laser light passing through the / 4 wavelength plate 6 is reflected by the polarization beam splitter 7, is condensed by the condenser lens 14, and is incident on the photodiode 16. On the other hand, the laser beam transmitted through the polarization beam splitter 7 is reflected by the polarization beam splitter 8, condensed by the condenser lens 15, and enters the photodiode 17. 1/2
The wave plate 5 and the quarter wave plate 6 are adjusted in rotation angle with respect to their optical axes so that the laser beams incident on the photodiode 16 and the photodiode 17 have the same intensity.

【0008】次に、図7に示した電気光学プローブを用
いて、被測定信号を測定する動作について説明する。金
属ピン3aを、測定点に接触させると、金属ピン3aに
加わる電圧によって、電気光学素子4では、その電界が
電気光学素子4へ伝搬し、ポッケルス効果により複屈折
率が変化する現象が起きる。これにより、レーザダイオ
ード13から発せられたレーザ光が電気光学素子4へ入
射して、そのレーザ光が電気光学素子4を伝搬するとき
に光の偏光状態が変化する。そして、この偏光状態が変
化したレーザ光は、反射膜4aによって反射され、フォ
トダイオード16,17へ集光されて入射し、電気信号
に変換される。
Next, the operation of measuring the signal under measurement using the electro-optical probe shown in FIG. 7 will be described. When the metal pin 3a is brought into contact with the measurement point, the electric field in the electro-optical element 4 propagates to the electro-optical element 4 due to the voltage applied to the metal pin 3a, and the phenomenon that the birefringence changes due to the Pockels effect occurs. As a result, the laser light emitted from the laser diode 13 enters the electro-optical element 4, and the polarization state of the light changes when the laser light propagates through the electro-optical element 4. Then, the laser light whose polarization state has changed is reflected by the reflection film 4a, is condensed and incident on the photodiodes 16 and 17, and is converted into an electric signal.

【0009】測定点の電圧の変化にともなって、電気光
学素子4によって偏光状態の変化がフォトダイオード1
6とフォトダイオード17の出力差として生じることと
なり、この出力差を検出することによって、金属ピン3
aに加わる電気信号を測定することができる。なお、以
上説明した電気光学プローブ1において、フォトダイオ
ード16,17から得られた電気信号は、電気光学サン
プリングオシロスコープに入力されて、処理されるが、
これに代えて、フォトダイオード16,17に、専用コ
ントローラを介してリアルタイム型オシロスコープ等の
従来からある測定器を接続し、信号測定を行うこともで
きる。これにより、電気光学プローブ1を使用して広帯
域測定を簡単に行うことができる。
Along with the change in the voltage at the measuring point, the change in polarization state due to the electro-optical element 4 is changed by the photodiode 1.
6 and the output of the photodiode 17 occur, and by detecting this output difference, the metal pin 3
The electrical signal applied to a can be measured. In the electro-optical probe 1 described above, the electric signals obtained from the photodiodes 16 and 17 are input to the electro-optical sampling oscilloscope and processed.
Alternatively, a conventional measuring instrument such as a real-time oscilloscope may be connected to the photodiodes 16 and 17 via a dedicated controller to perform signal measurement. Thereby, the broadband measurement can be easily performed using the electro-optic probe 1.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、電気光
学プローブ1を用いた信号測定においては、金属ピン3
aを測定点に接触させることが必要であるため、測定の
繰り返しにより金属ピン3aが摩耗し、プローブヘッド
3の交換が必要となる場合があった。このような場合、
プローブヘッド3に固定された電気光学素子4が高価で
あることから、コストが嵩むこととなっていた。
As described above, in the signal measurement using the electro-optic probe 1, the metal pin 3 is used.
Since it is necessary to bring a into contact with the measurement point, the metal pin 3a may wear due to repeated measurement, and the probe head 3 may need to be replaced. In such cases,
Since the electro-optical element 4 fixed to the probe head 3 is expensive, the cost is high.

【0011】さらに、一般に、測定対象の信号の特性等
によって最適な金属ピンの種類が変化するのに対し、上
述の電気光学プローブ1においては、金属ピン3aがプ
ローブヘッド3に固定されているために、被測定信号の
特性等に合わせて、最適な金属ピン3aを選択しようと
しても、対応が困難であった。
Further, in general, while the optimum type of metal pin changes depending on the characteristics of the signal to be measured, etc., in the electro-optical probe 1 described above, the metal pin 3a is fixed to the probe head 3. Moreover, even if an attempt is made to select the most suitable metal pin 3a in accordance with the characteristics of the signal under measurement, it is difficult to handle it.

【0012】このような事情に鑑み、本発明において
は、金属ピンを容易に交換できるような電気光学プロー
ブを提供することを課題とする。
In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide an electro-optical probe in which the metal pin can be easily replaced.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては以下の手段を採用した。請求項1記
載の電気光学プローブは、プローブ本体の内部における
該プローブ本体の基端部側と先端部側との間に光路が形
成され、前記光路の前記プローブ本体の基端部側の一端
には、レーザーダイオードが配置され、前記光路の前記
プローブ本体の先端部側の他端には、電気光学素子が前
記プローブ本体の先端部を構成するプローブヘッドに保
持された状態で配置され、該プローブヘッドには、金属
ピンが、その基端が前記電気光学素子に接続するととも
に、その先端が該プローブヘッドから突出する状態で設
けられ、前記レーザダイオードから発せられるレーザ光
を、前記光路を通じて前記電気光学素子に入射し、この
入射光を前記電気光学素子に設けられた反射膜によって
反射し、さらに、この反射光を分離してフォトダイオー
ドにより電気信号に変換する構成となっており、前記プ
ローブヘッドは、前記電気光学素子を保持するヘッド本
体と、該ヘッド本体に着脱自在に設けられて、前記金属
ピンを保持する先端部材とを備えた構成とされているこ
とを特徴としている。
In order to solve the above problems, the following means are adopted in the present invention. The electro-optical probe according to claim 1, wherein an optical path is formed inside the probe main body between a proximal end side and a distal end side of the probe main body, and one end of the optical path on the proximal end side of the probe main body is formed. A laser diode is arranged, and at the other end of the optical path on the tip end side of the probe body, an electro-optical element is arranged so as to be held by a probe head forming the tip end of the probe body, The head is provided with a metal pin, the base end of which is connected to the electro-optical element and the tip of which is projected from the probe head, and the laser light emitted from the laser diode is passed through the optical path. It is incident on an optical element, the incident light is reflected by a reflection film provided on the electro-optical element, and the reflected light is separated to be reflected by a photodiode. The probe head is configured to be converted into an electric signal, and includes a head body that holds the electro-optical element, and a tip member that is detachably provided on the head body and holds the metal pin. It is characterized by being configured.

【0014】このような構成とされるために、この電気
光学プローブにおいては、先端部材を交換することによ
って、金属ピンの交換を容易に行うことができる。
With such a structure, in this electro-optical probe, the metal pin can be easily replaced by replacing the tip member.

【0015】請求項2記載の電気光学プローブは、請求
項1記載の電気光学プローブであって、前記ヘッド本体
と前記先端部材とのいずれか一方には、同他方に向けて
突出する雄ネジ部が設けられ、同他方には、前記雄ネジ
部と嵌合する雌ネジ部が形成され、これら雄ネジ部およ
び雌ネジ部が着脱可能とされていることを特徴としてい
る。
An electro-optical probe according to a second aspect of the present invention is the electro-optical probe according to the first aspect, wherein one of the head body and the tip member has a male screw portion protruding toward the other. Is provided on the other side, and a female screw portion that fits with the male screw portion is formed on the other side, and the male screw portion and the female screw portion are removable.

【0016】請求項3記載の電気光学プローブは、請求
項1記載の電気光学プローブであって、前記先端部材に
は、ビス孔が設けられ、該先端部材は、前記ビス孔に配
設されたビスによって、前記ヘッド本体に対して固定さ
れることを特徴としている。
The electro-optic probe according to claim 3 is the electro-optic probe according to claim 1, wherein the tip member is provided with a screw hole, and the tip member is arranged in the screw hole. It is characterized in that it is fixed to the head body by means of screws.

【0017】請求項4記載の電気光学プローブは、請求
項1から3のいずれかに記載の電気光学プローブであっ
て、前記電気光学素子と前記金属ピンの基端とは、これ
ら電気光学素子および金属ピン間の接触による衝撃を緩
和する緩衝板を介して互いに接続されていることを特徴
としている。
The electro-optical probe according to claim 4 is the electro-optical probe according to any one of claims 1 to 3, wherein the electro-optical element and the base end of the metal pin are the electro-optical element and the electro-optical element. It is characterized in that they are connected to each other via a buffer plate that absorbs impact due to contact between the metal pins.

【0018】このような構成とされるために、この電気
光学プローブにおいては、先端部材をプローブ本体に着
脱する際に、金属ピンとの接触により電気光学素子にダ
メージが与えられることを防ぐことができる。
With this structure, in this electro-optical probe, it is possible to prevent the electro-optical element from being damaged by contact with the metal pin when the tip member is attached to or detached from the probe body. .

【0019】請求項5記載の電気光学プローブは、請求
項1から4のいずれかに記載の電気光学プローブであっ
て、前記フォトダイオードおよび前記レーザダイオード
は、電気光学サンプリングオシロスコープに接続され、
前記レーザダイオードは、前記レーザー光を前記電気光
学サンプリングオシロスコープからの制御信号に基づい
てパルス光として発することを特徴としている。
An electro-optic probe according to claim 5 is the electro-optic probe according to any one of claims 1 to 4, wherein the photodiode and the laser diode are connected to an electro-optic sampling oscilloscope,
The laser diode emits the laser light as pulsed light based on a control signal from the electro-optic sampling oscilloscope.

【0020】請求項6記載の電気光学プローブは、請求
項1から4のいずれかに記載の電気光学プローブであっ
て、前記レーザーダイオードは、前記レーザ光として連
続光を発することを特徴としている。
An electro-optical probe according to a sixth aspect is the electro-optical probe according to any one of the first to fourth aspects, wherein the laser diode emits continuous light as the laser light.

【0021】このように、請求項6に係る電気光学プロ
ーブにおいては、レーザーダイオードから連続光を発す
るようにすることにより、フォトダイオードから連続的
な出力を得ることができ、したがって、フォトダイオー
ドを専用コントローラを介してリアルタイム型オシロス
コープなどの従来からある汎用測定器に接続して測定を
行うことも可能となる。
As described above, in the electro-optic probe according to the sixth aspect, the continuous output can be obtained from the photodiode by causing the laser diode to emit continuous light, and therefore, the photodiode is exclusively used. It is also possible to connect to a conventional general-purpose measuring instrument such as a real-time oscilloscope via the controller to perform measurement.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図1および図2は、本発明の一
実施の形態を示す電気光学プローブ21の立断面図およ
び平面図である。この電気光学プローブ21は、プロー
ブ本体22の内部に、光路23が形成された概略構成と
なっている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are a vertical sectional view and a plan view of an electro-optical probe 21 showing an embodiment of the present invention. The electro-optic probe 21 has a schematic structure in which an optical path 23 is formed inside a probe body 22.

【0023】プローブ本体22は、その先端部22aが
プローブヘッド24として形成されており、また、その
基端部22bには、レーザダイオード25が収納された
構成となっている。レーザダイオード25は、光路23
におけるプローブ本体22の基端部22b側の一端23
aに位置し、図示略のEOSオシロスコープに対して接
続されている。
The probe main body 22 has a tip 22a formed as a probe head 24, and a laser diode 25 housed in a base 22b. The laser diode 25 has an optical path 23.
End 23 of the probe body 22 on the base end 22b side
It is located at a and is connected to an EOS oscilloscope (not shown).

【0024】一方、光路23におけるプローブ本体22
の先端部22a側の他端23bには、電気光学素子26
が配置されている。電気光学素子26は、プローブヘッ
ド24によって保持されており、また、電気光学素子2
6のプローブ本体22の先端部22a側の端面26aに
は、反射膜28が形成された構成となっている。
On the other hand, the probe body 22 in the optical path 23
Of the electro-optical element 26 at the other end 23b on the side of the tip 22a of the
Are arranged. The electro-optical element 26 is held by the probe head 24, and the electro-optical element 2
The probe body 22 of No. 6 has a structure in which a reflection film 28 is formed on the end surface 26a on the side of the tip portion 22a.

【0025】また、プローブヘッド24は、電気光学素
子26を固定するヘッド本体30と、ヘッド本体30の
さらに先端に設けられた先端部材31とを備えた構成と
なっている。図中に示すように、ヘッド本体30には、
先端部材31側に向かって突出する雄ネジ部30aが設
けられており、一方、先端部材31には、雄ネジ部30
aと嵌合可能な雌ネジ部31aが設けられている。これ
ら雄ネジ部30aおよび雌ネジ部31aにより、先端部
材31は、ヘッド本体30に対して着脱自在な構成とな
っている。
The probe head 24 also has a head body 30 for fixing the electro-optical element 26, and a tip member 31 provided at the tip of the head body 30. As shown in the figure, the head body 30 has
A male screw portion 30 a protruding toward the tip member 31 side is provided, while the tip member 31 has a male screw portion 30 a.
A female screw portion 31a capable of fitting with a is provided. The tip member 31 is configured to be detachable from the head body 30 by the male screw portion 30a and the female screw portion 31a.

【0026】また、先端部材31には金属ピン32が固
定されている。金属ピン32は、その基端32aが、電
気光学素子26に対して接続されており、また、その先
端32bが、先端部材31から突出する構成となってい
る。
A metal pin 32 is fixed to the tip member 31. The metal pin 32 has a base end 32a connected to the electro-optical element 26, and a tip 32b protruding from the tip member 31.

【0027】一方、光路23上には、図中、右方から順
に、コリメートレンズ33、偏光ビームスプリッタ3
4、ファラデー素子35、偏光ビームスプリッタ37、
1/4波長板38が配列されている。また、光路23の側
方の偏光ビームスプリッタ34,37に対応する位置に
は、フォトダイオード41,42が設けられている。こ
れらフォトダイオード41,42は、前記EOSオシロ
スコープに接続されており、入射光を電気信号に変換し
て、EOSオシロスコープに送信できるようになってい
る。
On the other hand, on the optical path 23, a collimator lens 33 and a polarization beam splitter 3 are sequentially arranged from the right side in the figure.
4, Faraday element 35, polarization beam splitter 37,
The quarter-wave plate 38 is arranged. Photodiodes 41 and 42 are provided on the sides of the optical path 23 corresponding to the polarization beam splitters 34 and 37. The photodiodes 41 and 42 are connected to the EOS oscilloscope, and are capable of converting incident light into an electric signal and transmitting the electric signal to the EOS oscilloscope.

【0028】また、偏光ビームスプリッタ34,37
は、光路23を通る光の一部を分離してフォトダイオー
ド41,42側に反射するアイソレータとして機能する
ものとされている。
Further, the polarization beam splitters 34, 37
Is to function as an isolator that separates a part of the light passing through the optical path 23 and reflects it toward the photodiodes 41 and 42.

【0029】電気光学プローブ21を信号測定に用いる
場合には、金属ピン32の先端32bを測定点に接触さ
せた状態で、EOSオシロスコープを起動させる。これ
により、EOSオシロスコープから発せられた制御信号
に基づき、レーザダイオード25から、レーザ光が出射
され、このレーザ光がコリメートレンズ33によって平
行光に変換され、光路23を直進し、電気光学素子26
に到達する。
When the electro-optical probe 21 is used for signal measurement, the EOS oscilloscope is activated with the tip 32b of the metal pin 32 in contact with the measurement point. As a result, based on the control signal emitted from the EOS oscilloscope, laser light is emitted from the laser diode 25, this laser light is converted into parallel light by the collimator lens 33, goes straight on the optical path 23, and reaches the electro-optical element 26.
To reach.

【0030】電気光学素子26に到達したレーザ光は、
反射膜28に入射されるとともに、反射されて、光路2
3をレーザダイオード25側に進行することとなる。こ
のとき、電気光学素子26は、金属ピン32を介して伝
搬された測定点の電界の変化により複屈折率が変化した
状態となっているために、レーザ光は、電気光学素子2
6を伝搬する際に偏光状態が変化することとなり、偏光
状態が変化した状態で、偏光ビームスプリッタ34,3
7によって分離され、フォトダイオード41,42へ集
光されて入射し、電気信号に変換される。これにより、
レーザ光の偏光状態の変化をフォトダイオード41,4
2の出力差として検出し、測定点の電気信号を測定する
ことができる。
The laser light reaching the electro-optical element 26 is
The light enters the reflection film 28 and is reflected by the light path 2
3 will proceed to the laser diode 25 side. At this time, the electro-optical element 26 is in a state in which the birefringence has changed due to the change in the electric field at the measurement point propagated through the metal pin 32, so that the laser light is emitted from the electro-optical element 2.
The polarization state changes as it propagates through the polarization beam splitter 6, and the polarization beam splitters 34, 3
It is separated by 7, and is collected and incident on the photodiodes 41 and 42, and is converted into an electric signal. This allows
Photodiodes 41 and 4 are used to detect changes in the polarization state of laser light.
It is possible to measure the electric signal at the measurement point by detecting as the output difference of 2.

【0031】このような信号測定を繰り返し行った場
合、金属ピン32が、その先端32b側から摩耗してい
くこととなり、したがって、金属ピン32の交換が必要
となるが、このような場合、電気光学プローブ21にお
いては、先端部材31がヘッド本体30に対して着脱自
在な構成となっているために、金属ピン32を先端部材
31ごと交換するようにすれば、容易に金属ピン32の
交換を行うことができる。これにより、従来と異なり、
金属ピン32を交換するにあたって、プローブヘッド2
4全体を交換する必要が無くなり、その結果、高価な電
気光学素子26の交換が不要となるため、コスト的に有
利となる。
When such signal measurement is repeatedly performed, the metal pin 32 is worn away from the tip 32b side, and therefore the metal pin 32 needs to be replaced. In the optical probe 21, since the tip end member 31 is detachably attached to the head body 30, if the metal pin 32 is replaced with the tip end member 31, the metal pin 32 can be easily replaced. It can be carried out. Due to this, unlike the conventional
When replacing the metal pin 32, the probe head 2
It is not necessary to replace the entire unit 4, and as a result, it is not necessary to replace the expensive electro-optical element 26, which is advantageous in terms of cost.

【0032】さらに、この電気光学プローブ21におい
ては、先端部材31を、測定対象の信号の特性等に合わ
せて、最適な金属ピン32が装着されたものに容易に交
換できることから、従来に比較して、測定精度の向上を
図ることができる。
Further, in this electro-optical probe 21, the tip member 31 can be easily replaced with one having the most suitable metal pin 32 according to the characteristics of the signal to be measured, etc. Therefore, the measurement accuracy can be improved.

【0033】以上は、本発明の実施の形態の一例である
が、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでな
く、その趣旨を逸脱しない範囲内で、形状・構造等の変
更が可能である。
The above is one example of an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the above embodiment, and changes in shape, structure, etc. can be made without departing from the spirit of the present invention. It is possible.

【0034】例えば、図3に示すように、電気光学素子
26と金属ピン32の基端32aとの間に緩衝板44を
設け、これにより、先端部材31の着脱時に、金属ピン
32と電気光学素子26との間に発生する衝撃を緩和す
るようにしてもよい。この場合には、電気光学素子26
に損傷が発生する危険が少なくなり、電気光学プローブ
21の耐久性を向上させることができる。
For example, as shown in FIG. 3, a buffer plate 44 is provided between the electro-optical element 26 and the base end 32a of the metal pin 32, so that the metal pin 32 and the electro-optical element can be attached and detached when the tip member 31 is attached or detached. The shock generated between the element 26 and the element 26 may be reduced. In this case, the electro-optical element 26
The risk of damage to the electro-optic probe 21 is reduced, and the durability of the electro-optic probe 21 can be improved.

【0035】また、先端部材31をヘッド本体30に固
定するための手段は、必ずしも上記実施の形態に限定さ
れず、例えば、先端部材31側に雄ネジ部を、ヘッド本
体30側に雌ネジ部を設けるようにしてもよい。また、
図4に示すように、先端部材31にビス孔45を設ける
とともに、このビス孔45にビス46を配設し、これに
より、先端部材31をヘッド本体30に固定するように
してもよい。もちろん、この場合にも、図5に示すよう
に、電気光学素子26と金属ピン32の基端32aとの
間に緩衝板44を設けるようにしても構わない。
Further, the means for fixing the tip member 31 to the head body 30 is not necessarily limited to the above-mentioned embodiment, and for example, the tip member 31 side has a male screw portion and the head body 30 side has a female screw portion. May be provided. Also,
As shown in FIG. 4, a screw hole 45 may be provided in the tip member 31, and a screw 46 may be provided in the screw hole 45 to fix the tip member 31 to the head body 30. Of course, in this case as well, as shown in FIG. 5, a buffer plate 44 may be provided between the electro-optical element 26 and the base end 32a of the metal pin 32.

【0036】また、これらとは別に、図6に示すよう
に、金属ピン32を基端部32cおよび先端部32dに
分割しておくとともに、基端部32を電気光学素子26
に固定し、先端部32dを先端部材31に固定しておく
こととし、先端部材31をヘッド本体30に嵌合させる
際に、これら基端部32cおよび先端部32dを一体化
するようにしてもよい。
Separately from this, as shown in FIG. 6, the metal pin 32 is divided into a base end portion 32c and a tip end portion 32d, and the base end portion 32 is separated from the electro-optical element 26.
And the front end portion 32d is fixed to the front end member 31, and the base end portion 32c and the front end portion 32d may be integrated when the front end member 31 is fitted to the head body 30. Good.

【0037】このようにすることにより、金属ピン32
の基端32aと電気光学素子26との位置関係を一定に
することができ、精度の高い測定を実現することができ
る。また、この場合、基端部32cと先端部32dの間
に、銀ペーストを配置するようにすれば、これらを良好
に一体化することができる。
By doing so, the metal pin 32
The positional relationship between the base end 32a and the electro-optical element 26 can be made constant, and highly accurate measurement can be realized. Further, in this case, if a silver paste is arranged between the base end portion 32c and the tip end portion 32d, these can be integrated well.

【0038】また、上記実施の形態において、レーザダ
イオード25から連続光を発するようにすれば、リアル
タイム型オシロスコープ、サンプリングオシロスコー
プ、スペアナ等の従来からある汎用測定器による信号測
定も可能となる。この場合、フォトダイオード41,4
2に、EOSオシロスコープに代えて、専用コントロー
ラを介して、リアルタイム型オシロスコープ、サンプリ
ングオシロスコープ、スペクトルアナライザ等を接続す
るようにすればよい。
Further, in the above embodiment, if continuous light is emitted from the laser diode 25, it is possible to perform signal measurement by a conventional general-purpose measuring instrument such as a real-time oscilloscope, sampling oscilloscope, spectrum analyzer, or the like. In this case, the photodiodes 41, 4
2. Instead of the EOS oscilloscope, a real-time oscilloscope, sampling oscilloscope, spectrum analyzer, etc. may be connected via a dedicated controller.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る電
気光学プローブは、金属ピンを保持する先端部材をヘッ
ド本体から着脱自在となるように形成したために、金属
ピンの交換が必要となった場合には、これを先端部材ご
と容易に交換することができる。これにより、従来と異
なり、金属ピンを交換するにあたって、プローブヘッド
全体を交換する必要が無くなり、その結果、高価な電気
光学素子の交換が不要となるため、コスト的に有利とな
る。
As described above, in the electro-optical probe according to the first aspect, the tip member for holding the metal pin is formed so as to be detachable from the head main body, so that the metal pin needs to be replaced. If this happens, this can be easily replaced together with the tip member. As a result, unlike the conventional case, it is not necessary to replace the entire probe head when replacing the metal pin, and as a result, it is not necessary to replace an expensive electro-optical element, which is advantageous in terms of cost.

【0040】また、この場合、請求項2のように、先端
部材とヘッド本体とのいずれか一方に雄ネジ部を、他方
に雌ネジ部を設けるようにすれば、先端部材とヘッド本
体とを容易に着脱自在とすることができ、請求項1の発
明を良好に実現することができる。さらに、請求項3の
ように、先端部材にビス孔を設け、このビス孔に配設し
たビスによって先端部材をヘッド本体に固定するように
しても、請求項2と同様の効果を得ることができる。
Further, in this case, when the male screw portion is provided on one of the tip member and the head body and the female screw portion is provided on the other, the tip member and the head body are provided. It can be easily attached and detached, and the invention of claim 1 can be satisfactorily realized. Further, even if the tip member is provided with a screw hole and the screw is disposed in the screw hole to fix the tip member to the head body, the same effect as that of the second aspect can be obtained. it can.

【0041】さらに、請求項4のように、電気光学素子
と金属ピンとの間に緩衝板を設けるようにすれば、先端
部材の着脱時に電気光学素子に衝撃が加わることが防が
れ、その結果、耐久性の向上を図ることができる。
Further, by providing a buffer plate between the electro-optical element and the metal pin as in claim 4, it is possible to prevent the electro-optical element from being impacted when the tip member is attached or detached, and as a result, Therefore, the durability can be improved.

【0042】また、以上の発明において、請求項5のよ
うに、フォトダイオードおよびレーザダイオードを、電
気光学サンプリングオシロスコープに接続し、レーザダ
イオードからレーザー光を電気光学サンプリングオシロ
スコープからの制御信号に基づいてパルス光として発す
るようにすれば、電気光学サンプリングオシロスコープ
による広帯域における高精度な信号測定が可能となる。
In the above invention, the photodiode and the laser diode are connected to the electro-optical sampling oscilloscope, and the laser light from the laser diode is pulsed based on the control signal from the electro-optical sampling oscilloscope. If the light is emitted as light, it is possible to perform highly accurate signal measurement in a wide band using an electro-optic sampling oscilloscope.

【0043】また、請求項6のように、レーザーダイオ
ードから連続光を発するようにすることにより、フォト
ダイオードから連続的な出力を得ることができ、したが
って、フォトダイオードを専用コントローラを介してリ
アルタイムオシロスコープなどの従来からある汎用測定
器に接続して測定を行うことも可能となり、汎用性が高
い。
Further, according to the sixth aspect, continuous light is emitted from the laser diode, so that continuous output can be obtained from the photodiode. Therefore, the photodiode is connected to the real-time oscilloscope via the dedicated controller. It is also possible to connect to a conventional general-purpose measuring instrument such as the one described above to perform measurement, and the versatility is high.

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

【図1】 本発明の一実施の形態を模式的に示す電気光
学プローブの立断面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of an electro-optical probe schematically showing an embodiment of the present invention.

【図2】 同、平面図である。FIG. 2 is a plan view of the same.

【図3】 図1に示した電気光学プローブにおける金属
ピンと電気光学素子との間に緩衝板を配置した場合の例
を示すプローブヘッドの立断面図である。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a probe head showing an example in which a buffer plate is arranged between a metal pin and an electro-optical element in the electro-optical probe shown in FIG.

【図4】 先端部材とヘッド本体とを図1に示したもの
とは別の手段により固定した際の状態を示すプローブヘ
ッドの立断面図である。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of the probe head showing a state in which the tip member and the head main body are fixed by means other than that shown in FIG.

【図5】 図4に示したプローブヘッドにおいて、金属
ピンと電気光学素子との間に緩衝板を配置した場合の例
を示す立断面図である。
5 is a vertical cross-sectional view showing an example of a case where a buffer plate is arranged between a metal pin and an electro-optical element in the probe head shown in FIG.

【図6】 図4に示したプローブヘッドにおいて、金属
ピンを基端部と先端部とに分割した場合の例を示す立断
面図である。
6 is a vertical cross-sectional view showing an example of the probe head shown in FIG. 4 in which a metal pin is divided into a base end portion and a tip end portion.

【図7】 本発明の従来の技術を模式的に示す電気光学
プローブの概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an electro-optical probe schematically showing a conventional technique of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 電気光学プローブ 22 プローブ本体 22a 先端部 22b 基端部 23 光路 23a 一端 23b 他端 24 プローブヘッド 25 レーザダイオード 26 電気光学素子 28 反射膜 30 ヘッド本体 30a 雄ネジ部 31 先端部材 31a 雌ネジ部 32 金属ピン 32a 基端 32b 先端 21 Electro-optic probe 22 Probe body 22a tip 22b base end 23 optical path 23a One end 23b the other end 24 probe head 25 laser diode 26 Electro-optical element 28 Reflective film 30 head body 30a Male screw part 31 Tip member 31a female screw part 32 metal pins 32a base end 32b tip

フロントページの続き (72)発明者 八木 敏之 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 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 永妻 忠夫 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 山田 順三 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−268003(JP,A) 特開 平8−262117(JP,A) 特開 平10−90371(JP,A) 特開 平6−265606(JP,A) 特開 平6−242152(JP,A) 特開 平5−267407(JP,A) 特開 昭59−44665(JP,A) 特開 平7−98329(JP,A) 米国特許5105148(US,A) 国際公開89/09413(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 13/40 G01R 1/06 G01R 15/24 G01R 19/00 G01R 31/302 Front page continued (72) Inventor Toshiyuki Yagi 4-19-7 Kamata, Ota-ku, Tokyo Ando Electric Co., Ltd. (72) Inventor Mitsuru Shinagawa 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation In-house (72) Inventor Tadao Nagatsuma 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Junzo Yamada 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone (56) References JP 10-268003 (JP, A) JP 8-262117 (JP, A) JP 10-90371 (JP, A) JP 6-265606 (JP, A) JP-A-6-242152 (JP, A) JP-A-5-267407 (JP, A) JP-A-59-44665 (JP, A) JP-A-7-98329 (JP, A) US Pat. US, A) International publication 89/09413 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01R 13/40 G01R 1/06 G01R 15/24 G01R 19/00 G01R 31/302

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 プローブ本体の内部における該プローブ
本体の基端部側と先端部側との間に光路が形成され、 前記光路の前記プローブ本体の基端部側の一端には、レ
ーザーダイオードが配置され、 前記光路の前記プローブ本体の先端部側の他端には、電
気光学素子が前記プローブ本体の先端部を構成するプロ
ーブヘッドに保持された状態で配置され、 該プローブヘッドには、金属ピンが、その基端が前記電
気光学素子に接続するとともに、その先端が該プローブ
ヘッドから突出する状態で設けられ、 前記レーザダイオードから発せられるレーザ光を、前記
光路を通じて前記電気光学素子に入射し、この入射光を
前記電気光学素子に設けられた反射膜によって反射し、
さらに、この反射光を分離してフォトダイオードにより
電気信号に変換する構成となっており、 前記プローブヘッドは、前記電気光学素子を保持するヘ
ッド本体と、該ヘッド本体に着脱自在に設けられて、前
記金属ピンを保持する先端部材とを備えた構成とされて
いることを特徴とする電気光学プローブ。
1. An optical path is formed inside a probe body between a base end side and a tip end side of the probe body, and a laser diode is provided at one end of the optical path on the base end side of the probe body. At the other end of the optical path on the tip end side of the probe body, an electro-optical element is placed in a state of being held by a probe head that constitutes the tip end portion of the probe body. The pin has a base end connected to the electro-optical element and a tip protruding from the probe head. Laser light emitted from the laser diode is incident on the electro-optical element through the optical path. , The incident light is reflected by the reflection film provided on the electro-optical element,
Further, the reflected light is separated and is converted into an electric signal by a photodiode, the probe head is detachably provided on the head body that holds the electro-optical element, and the head body, An electro-optic probe having a tip member that holds the metal pin.
【請求項2】 請求項1記載の電気光学プローブであっ
て、 前記ヘッド本体と前記先端部材とのいずれか一方には、
同他方に向けて突出する雄ネジ部が設けられ、同他方に
は、前記雄ネジ部と嵌合する雌ネジ部が形成され、これ
ら雄ネジ部および雌ネジ部が着脱可能とされていること
を特徴とする電気光学プローブ。
2. The electro-optical probe according to claim 1, wherein one of the head body and the tip member is:
A male screw portion that projects toward the other side is provided, and a female screw portion that fits with the male screw portion is formed on the other side, and the male screw portion and the female screw portion are detachable. An electro-optic probe characterized by.
【請求項3】 請求項1記載の電気光学プローブであっ
て、 前記先端部材には、ビス孔が設けられ、 該先端部材は、前記ビス孔に配設されたビスによって、
前記ヘッド本体に対して固定されることを特徴とする電
気光学プローブ。
3. The electro-optical probe according to claim 1, wherein the tip member is provided with a screw hole, and the tip member is formed by a screw arranged in the screw hole.
An electro-optic probe fixed to the head body.
【請求項4】 請求項1から3のいずれかに記載の電気
光学プローブであって、 前記電気光学素子と前記金属ピンの基端とは、これら電
気光学素子および金属ピン間の接触による衝撃を緩和す
る緩衝板を介して互いに接続されていることを特徴とす
る電気光学プローブ。
4. The electro-optical probe according to claim 1, wherein the electro-optical element and the base end of the metal pin are impacted by contact between the electro-optical element and the metal pin. An electro-optical probe, wherein the electro-optical probes are connected to each other via a buffer plate that relaxes.
【請求項5】 請求項1から4のいずれかに記載の電気
光学プローブであって、 前記フォトダイオードおよび前記レーザダイオードは、
電気光学サンプリングオシロスコープに接続され、 前記レーザダイオードは、前記レーザー光を前記電気光
学サンプリングオシロスコープからの制御信号に基づい
てパルス光として発することを特徴とする電気光学プロ
ーブ。
5. The electro-optical probe according to claim 1, wherein the photodiode and the laser diode are
An electro-optic probe connected to an electro-optic sampling oscilloscope, wherein the laser diode emits the laser light as pulsed light based on a control signal from the electro-optic sampling oscilloscope.
【請求項6】 請求項1から4のいずれかに記載の電気
光学プローブであって、 前記レーザーダイオードは、前記レーザ光として連続光
を発することを特徴とする電気光学プローブ。
6. The electro-optical probe according to claim 1, wherein the laser diode emits continuous light as the laser light.
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