JP3420977B2 - Electro-optic probe - Google Patents

Electro-optic probe

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JP3420977B2
JP3420977B2 JP27538499A JP27538499A JP3420977B2 JP 3420977 B2 JP3420977 B2 JP 3420977B2 JP 27538499 A JP27538499 A JP 27538499A JP 27538499 A JP27538499 A JP 27538499A JP 3420977 B2 JP3420977 B2 JP 3420977B2
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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であって、特
に、光学系を改良した電気光学プローブに関する。
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-optical probe having an improved optical system.

【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の構成を図2
を参照して説明する。図2において、符号1は、絶縁体
でできたプローブヘッドであり、この中心に金属ピン1
aが嵌め込まれている。符号2は、電気光学素子であ
り、金属ピン1a側の端面に反射膜2aが設けられ、金
属ピン1aに接している。符号3、10は、コリメート
レンズである。符号4は1/2波長板であり、符号5
は、1/4波長板である。符号6及び9は、偏光ビーム
スプリッタである。符号7は、1/2波長板であり、符
号8は、入射された光の偏光面を45度回転するファラ
ディー素子である。符号11は、EOSオシロスコープ
本体(図示せず)から出力された制御信号に応じてレー
ザ光を発するレーザダイオードである。符号12、13
はコリメートレンズである。符号14及び15は、フォ
トダイオードであり、入力されたレーザ光を電気信号に
してEOSオシロスコープ本体へ出力する。符号16
は、1/2波長板4、7と、1/4波長板5と、偏光ビ
ームスプリッタ6、9とファラディー素子8とからなる
アイソレータである。符号17は、プローブ本体であ
る。
FIG. 2 shows the configuration of a conventional electro-optical probe used when performing signal measurement with an EOS oscilloscope.
Will be described with reference to. In FIG. 2, reference numeral 1 is a probe head made of an insulator, and a metal pin 1 is provided at the center of the probe head.
a is fitted. Reference numeral 2 is an electro-optical element, and a reflection film 2a is provided on the end surface on the metal pin 1a side and is in contact with the metal pin 1a. Reference numerals 3 and 10 are collimating lenses. Reference numeral 4 is a half-wave plate, reference numeral 5
Is a quarter-wave plate. Reference numerals 6 and 9 are polarization beam splitters. Reference numeral 7 is a half-wave plate, and reference numeral 8 is a Faraday element that rotates the polarization plane of incident light by 45 degrees. Reference numeral 11 is a laser diode that emits laser light in accordance with a control signal output from an EOS oscilloscope body (not shown). Reference numerals 12 and 13
Is a collimating lens. Reference numerals 14 and 15 denote photodiodes that convert the input laser light into an electric signal and output it to the EOS oscilloscope body. Code 16
Is an isolator including half-wave plates 4 and 7, quarter-wave plate 5, polarization beam splitters 6 and 9, and a Faraday element 8. Reference numeral 17 is a probe body.

【0005】次に、図2を参照して、レーザダイオード
11から発せられたレーザ光の光路について説明する。
図2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11から出射したレーザ光はコリメー
トレンズ10により平行光に変換され、偏光ビームスプ
リッタ9、ファラデー素子8、1/2波長板7、偏光ビ
ームスプリッタ6を直進し、さらに、1/4波長板5、
1/2波長板4を通って、コリメートレンズ3によって
集光されて電気光学素子2に入射する。入射した光は、
金属ピン1a側の電気光学素子2の端面に形成された反
射膜2aにより反射する。
Next, the optical path of the laser light emitted from the laser diode 11 will be described with reference to FIG.
In FIG. 2, the optical path of the laser light is represented by the symbol A. First,
The laser light emitted from the laser diode 11 is converted into parallel light by the collimator lens 10, goes straight through the polarization beam splitter 9, the Faraday element 8, the half-wave plate 7, and the polarization beam splitter 6, and further, the quarter-wave plate. 5,
After passing through the half-wave plate 4, it is condensed by the collimator lens 3 and enters the electro-optical element 2. The incident light is
It is reflected by the reflection film 2a formed on the end surface of the electro-optical element 2 on the metal pin 1a side.

【0006】反射したレーザ光は、コリメートレンズ3
によって平行光にされ、再び1/2波長板4、1/4波
長板5を通り、レーザ光の一部は、偏光ビームスプリッ
タ6により反射されて、さらにコリメートレンズ12に
よって集光されてフォトダイオード14へ入射する。偏
光ビームスプリッタ6を透過したレーザ光は、偏光ビー
ムスプリッタ9で反射されて、さらにコリメートレンズ
13によって集光されてフォトダイオード15へ入射す
る。なお、1/4波長板4はフォトダイオード14とフ
ォトダイオード15へ入射するレーザ光の強度が同一に
なるように調整するものである。また、1/2波長板4
は、電気光学素子2へ入射する光の偏光面を調整するも
のであり、1/2波長板7は、偏光ビームスプリッタ
6、9の軸を一致させるためのものである。
The reflected laser light is collimated by the collimator lens 3
A part of the laser beam is reflected by the polarization beam splitter 6 and further collected by the collimator lens 12 to be collimated by the photodiode. It is incident on 14. The laser light that has passed through the polarization beam splitter 6 is reflected by the polarization beam splitter 9, is further condensed by the collimator lens 13, and enters the photodiode 15. The quarter-wave plate 4 is adjusted so that the laser beams incident on the photodiode 14 and the photodiode 15 have the same intensity. Also, the half-wave plate 4
Is for adjusting the polarization plane of the light incident on the electro-optical element 2, and the ½ wavelength plate 7 is for aligning the axes of the polarization beam splitters 6 and 9.

【0007】次に、図2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1aを、測定点に接触させると、金属ピン1aに
加わる電圧によって、電気光学素子2では、その電界が
電気光学素子2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11から発せられたレーザ光が電気光学素子2へ入
射して、そのレーザ光が電気光学素子2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2aによって反射され、フォ
トダイオード14、15へ入射し、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. 2 will be described. When the metal pin 1a is brought into contact with the measurement point, the electric field of the electro-optical element 2 propagates to the electro-optical element 2 due to the voltage applied to the metal pin 1a, and the phenomenon that the birefringence changes due to the Pockels effect occurs. As a result, the laser light emitted from the laser diode 11 is incident on the electro-optical element 2, and when the laser light propagates through the electro-optical element 2, the polarization state of the light changes. Then, the laser light whose polarization state has changed is reflected by the reflection film 2a, enters the photodiodes 14 and 15, and is converted into an electric signal.

【0008】測定点の電圧の変化にともなって、電気光
学素子2による偏光状態の変化がフォトダイオード14
とフォトダイオード15の出力差になり、この出力差を
検出することによって、金属ピン1a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
プローブにおいて、フォトダイオード14、15から得
られた電気信号は、EOS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1
4、15に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 the polarization state caused by the electro-optical element 2 is changed by the photodiode 14
And the output difference of the photodiode 15, and the electric signal applied to the metal pin 1a can be measured by detecting this output difference. In the electro-optical probe described above, the electric signals obtained from the photodiodes 14 and 15 are input to the EOS oscilloscope and processed, but instead of this, the photodiode 1
It is also possible to connect a conventional measuring instrument such as a real-time oscilloscope to 4 and 15 via a dedicated controller to perform signal measurement. This allows easy broadband measurements using the electro-optic probe.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の電気光学プローブにあっては、図2に示す光路B、
Cのように、レーザダイオード11から発せられたレー
ザ光は、偏光ビームスプリッタ6、9の消光比の悪さか
ら、反射面6b、9bにおいて、透過されるべき光の一
部が反射されてしまう。この反射された光は、さらに、
プローブ本体17の内面において反射されてフォトダイ
オード14、15に入射してノイズ光となって電気信号
に変換されるためにS/N比を悪化させ、結果的にEO
Sオシロスコープの計測誤差として表れるという問題が
ある。
However, in the conventional electro-optic probe, the optical path B shown in FIG.
As in C, the laser light emitted from the laser diode 11 is partially reflected by the reflecting surfaces 6b and 9b due to the poor extinction ratio of the polarization beam splitters 6 and 9. This reflected light is
Since the light is reflected on the inner surface of the probe main body 17 and enters the photodiodes 14 and 15 to be converted into noise light and converted into an electric signal, the S / N ratio is deteriorated, resulting in EO.
There is a problem that it appears as a measurement error of the S oscilloscope.

【0010】また、使用する偏光ビームスプリッタ6、
9の消光比を良くすることは、困難であるとともに光学
部品のコストアップになるという問題がある。
Further, the polarization beam splitter 6 to be used,
It is difficult to improve the extinction ratio of 9 and there is a problem that the cost of the optical component is increased.

【0011】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、プローブ内の不要な反射光を低減して、S/
N比を向上することができる電気光学プローブを提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and reduces unnecessary reflected light in the probe to reduce S / S.
An object is to provide an electro-optic probe that can improve the N ratio.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、オシロスコープ本体の制御信号に基づいてレーザ光
を発するレーザダイオードと、前記レーザ光を平行光に
するコリメートレンズと、端面に反射膜を有し、この反
射膜側の端面に設けられた金属ピンを介して電界が伝播
されて光学特性が変化する電気光学素子と、前記コリメ
ートレンズと前記電気光学素子との間に設けられ、前記
レーザダイオードが発したレーザ光を通過させ前記レー
ザ光が前記反射膜によって反射された反射光の分離をす
る偏光ビームスプリッタを備えたアイソレータと、前記
アイソレータによって分離された反射光を電気信号に変
換するフォトダイオードとからなる電気光学プローブに
おいて、前記偏光ビームスプリッタを挟んで前記フォト
ダイオードと対向する位置に反射防止部を設けたことを
特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser diode for emitting a laser beam based on a control signal from an oscilloscope body, a collimating lens for collimating the laser beam, and a reflecting film on an end face. And an electro-optical element whose electric characteristics are changed by propagating an electric field through a metal pin provided on the end surface on the side of the reflection film, and provided between the collimator lens and the electro-optical element. An isolator having a polarization beam splitter that allows the laser light emitted from the laser diode to pass therethrough and separates the reflected light reflected by the reflective film, and the reflected light separated by the isolator is converted into an electrical signal. In an electro-optical probe including a photodiode, the polarization beam splitter is sandwiched between the photodiode and the photodiode. Characterized by providing an anti-reflection portion in position.

【0013】請求項2に記載の発明は、前記フォトダイ
オード及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。請求項3に記載の発明は、前記レー
ザダイオードは、前記レーザ光として連続光を発するこ
とを特徴とする。請求項4に記載の発明は、前記反射防
止部は、規則性のない凹凸面を備えたことを特徴とす
る。
According to a second aspect of the present invention, the photodiode and the laser diode are connected to an electro-optical sampling oscilloscope, and the laser diode outputs the laser light based on a control signal from the electro-optical sampling oscilloscope. It is characterized by emitting as pulsed light. The invention described in claim 3 is characterized in that the laser diode emits continuous light as the laser light. The invention according to claim 4 is characterized in that the antireflection portion is provided with an uneven surface having no regularity.

【0014】請求項5に記載の発明は、前記反射防止部
は、前記偏光ビームスプリッタから出射された光が前記
フォトダイオードへ入射する間の光軸に垂直でない面を
備えたことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, the antireflection section is provided with a surface that is not perpendicular to the optical axis while the light emitted from the polarization beam splitter is incident on the photodiode. .

【0015】請求項6に記載の発明は、オシロスコープ
本体の制御信号に基づいてレーザ光を発するレーザダイ
オードと、前記レーザ光を平行光にするコリメートレン
ズと、端面に反射膜を有し、この反射膜側の端面に設け
られた金属ピンを介して電界が伝播されて光学特性が変
化する電気光学素子と、前記コリメートレンズと前記電
気光学素子との間に設けられ、前記レーザダイオードが
発したレーザ光を通過させ前記レーザ光が前記反射膜に
よって反射された反射光の分離をする偏光ビームスプリ
ッタを備えたアイソレータと、前記アイソレータによっ
て分離された反射光を電気信号に変換するフォトダイオ
ードとからなる電気光学プローブにおいて、前記フォト
ダイオードが配置されている方向とは反対の前記偏光ビ
ームスプリッタの面を、この面から出射する光の光軸
が、該偏光ビームスプリッタから出射された光が該フォ
トダイオードへ入射する時の光軸に平行にならないよう
に加工したこと特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a laser diode which emits a laser beam based on a control signal from the oscilloscope body, a collimating lens which collimates the laser beam, and a reflection film on an end face. A laser emitted from the laser diode, which is provided between the electro-optical element in which an electric field is propagated through a metal pin provided on the end face on the film side and optical characteristics change, and the collimator lens and the electro-optical element. Electricity consisting of an isolator having a polarization beam splitter that allows light to pass therethrough and separate the reflected light reflected by the reflective film, and a photodiode that converts the reflected light separated by the isolator into an electrical signal In the optical probe of the polarization beam splitter opposite to the direction in which the photodiode is arranged. The optical axis of the light emitted from this surface, the light emitted from the polarization beam splitter and wherein the processed so as not to be parallel to the optical axis when incident on the photodiode.

【0016】請求項7に記載の発明は、前記フォトダイ
オード及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。請求項8に記載の発明は、前記レー
ザダイオードは、前記レーザ光として連続光を発するこ
とを特徴とする。請求項9に記載の発明は、前記偏光ビ
ームスプリッタの加工面は、規則性のない凹凸面に加工
された面であることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, the photodiode and the laser diode are connected to an electro-optical sampling oscilloscope, and the laser diode outputs the laser light based on a control signal from the electro-optical sampling oscilloscope. It is characterized by emitting as pulsed light. The invention described in claim 8 is characterized in that the laser diode emits continuous light as the laser light. The invention described in claim 9 is characterized in that the processing surface of the polarization beam splitter is a surface processed into an uneven surface having no regularity.

【0017】請求項10に記載の発明は、前記偏光ビー
ムスプリッタの加工面は、前記偏光ビームスプリッタか
ら出射された光が前記フォトダイオードへ入射する時の
光軸に垂直でない面に加工された面であることを特徴と
する。
According to a tenth aspect of the present invention, the processed surface of the polarization beam splitter is a surface that is not perpendicular to the optical axis when the light emitted from the polarization beam splitter enters the photodiode. Is characterized in that.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
電気光学プローブ(以下プローブと称す)を図面を参照
して説明する。図1は同実施形態の構成を示した図であ
る。図1において、図2に示す従来のプローブと同一の
部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この
図に示すプローブが従来技術と異なる点は、下面に規則
性のない凹凸を設けた凹凸面61aを有した偏光ビーム
スプリッタ61と、下面に傾斜面91aを有した偏光ビ
ームスプリッタ91を設けた点と、プローブ本体17の
内面に傾斜面を有した反射防止部17a及び凹凸面を有
した反射防止部17bを設けた点である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An electro-optic probe (hereinafter referred to as a probe) according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the same embodiment. In FIG. 1, the same parts as those of the conventional probe shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The probe shown in this figure is different from the prior art in that a polarization beam splitter 61 having an uneven surface 61a having irregularities provided on the lower surface and a polarization beam splitter 91 having an inclined surface 91a provided on the lower surface are provided. The point is that an antireflection portion 17a having an inclined surface and an antireflection portion 17b having an uneven surface are provided on the inner surface of the probe body 17.

【0019】次に、図1を参照して、レーザダイオード
11から発せられたレーザ光の光路について説明する。
図1において、レーザ光の光路を符号Dで表す。先ず、
レーザダイオード11から出射したレーザ光はコリメー
トレンズ10により平行光に変換され、偏光ビームスプ
リッタ91、ファラデー素子8、1/2波長板7、偏光
ビームスプリッタ61を直進し、さらに、1/4波長板
5、1/2波長板4を通る。
Next, the optical path of the laser light emitted from the laser diode 11 will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, the optical path of the laser light is represented by the symbol D. First,
The laser light emitted from the laser diode 11 is converted into parallel light by the collimator lens 10, goes straight through the polarization beam splitter 91, the Faraday element 8, the half-wave plate 7, the polarization beam splitter 61, and further, the quarter-wave plate. 5 and passes through the half-wave plate 4.

【0020】次に、1/2波長板4を透過した平行光
は、コリメートレンズ3によって集光されて電気光学素
子2に入射し、金属ピン1a側の電気光学素子2の端面
に形成された反射膜2aにより反射する。コリメートレ
ンズ3は、反射膜2aからコリメートレンズ3の焦点距
離だけはなれた位置に配置されているために、コリメー
トレンズ10によって平行光に変換されたレーザ光は、
反射膜2a上の1点に集光される。
Next, the parallel light transmitted through the half-wave plate 4 is condensed by the collimator lens 3 and enters the electro-optical element 2, and is formed on the end face of the electro-optical element 2 on the metal pin 1a side. It is reflected by the reflective film 2a. Since the collimator lens 3 is arranged at a position separated from the reflection film 2a by the focal length of the collimator lens 3, the laser light converted into parallel light by the collimator lens 10 is
It is focused on one point on the reflection film 2a.

【0021】反射膜2aにおいて、反射されたレーザ光
は、コリメートレンズ3によって再び平行光に変換さ
れ、さらに、1/2波長板4、1/4波長板5を通り、
偏光ビームスプリッタ61、91によって分離されて、
フォトダイオード14、15に入射し、電気信号に変換
される。
The laser light reflected by the reflection film 2a is converted into parallel light again by the collimator lens 3, and further passes through the half-wave plate 4 and the quarter-wave plate 5,
Separated by the polarization beam splitters 61 and 91,
The light enters the photodiodes 14 and 15 and is converted into an electric signal.

【0022】次に、レーザダイオード11から発せられ
たレーザ光が偏光ビームスプリッタ61、91の反射面
61b、91bにおいて、反射した光路について説明す
る。まず、偏光ビームスプリッタ61の反射面61bに
おいて反射されたレーザ光は、この偏光ビームスプリッ
タ61の下面に設けられた凹凸面61aによって散乱光
となって出射するため、プローブ本体17の内面におい
て反射したとしてもフォトダイオード14へ入射するこ
とはない。さらに、プローブ本体17には、偏光ビーム
スプリッタ61を挟んでフォトダイオード14と対向す
る位置の内面に、反射面61bにおいて反射された光の
光軸に対して垂直にならない面を有する反射防止部17
aが設けられている。これによって、仮に反射面61b
において反射された光(図1の符号E)が直進したとし
ても、フォトダイオード14へ入射することを防止する
ことができる。
Next, the optical path of the laser light emitted from the laser diode 11 reflected by the reflection surfaces 61b and 91b of the polarization beam splitters 61 and 91 will be described. First, the laser light reflected on the reflection surface 61b of the polarization beam splitter 61 is emitted as scattered light by the uneven surface 61a provided on the lower surface of the polarization beam splitter 61, and thus is reflected on the inner surface of the probe body 17. However, it does not enter the photodiode 14. Further, in the probe body 17, the antireflection portion 17 has an inner surface at a position facing the photodiode 14 with the polarization beam splitter 61 interposed therebetween, and having a surface that is not perpendicular to the optical axis of the light reflected by the reflection surface 61b.
a is provided. As a result, the reflection surface 61b
Even if the light (reference numeral E in FIG. 1) reflected at (1) goes straight, it can be prevented from entering the photodiode 14.

【0023】なお、傾斜面を有した反射防止部17aの
傾斜角度は、偏光ビームスプリッタ61からの出射光の
光路を幾何光学的に光線追跡を行うことによって求め、
この光線がフォトダイオード14内の受光素子(図示せ
ず)の範囲内に入射しない角度に設定すればよい。
The inclination angle of the antireflection portion 17a having the inclined surface is obtained by tracing the optical path of the light emitted from the polarization beam splitter 61 geometrically and optically,
The angle may be set so that this light ray does not enter the range of the light receiving element (not shown) in the photodiode 14.

【0024】また、偏光ビームスプリッタ91の反射面
91aにおいて反射されたレーザ光は、この偏光ビーム
スプリッタ91の下面に設けられた傾斜面91aによっ
て屈折して出射するため、プローブ本体17の内面にお
いて反射したとしてもフォトダイオード15へ入射する
ことはない。さらに、偏光ビームスプリッタ91を挟ん
でフォトダイオード15と対向する位置の内面に、凹凸
面を有する反射防止部17bが設けられている。これに
よって、仮に反射面91bにおいて反射された光(図1
の符号F)が直進したとしても、反射防止部17bの凹
凸面によって拡散反射するためフォトダイオード15へ
入射する光の強度を弱めることができる。
Further, the laser light reflected by the reflecting surface 91a of the polarization beam splitter 91 is refracted by the inclined surface 91a provided on the lower surface of the polarization beam splitter 91 and emitted, so that it is reflected by the inner surface of the probe body 17. Even if it does, it does not enter the photodiode 15. Further, an antireflection portion 17b having an uneven surface is provided on the inner surface at a position facing the photodiode 15 with the polarization beam splitter 91 interposed therebetween. As a result, the light temporarily reflected on the reflecting surface 91b (see FIG.
Even if the symbol F) of (3) goes straight, the intensity of light incident on the photodiode 15 can be weakened because it is diffusely reflected by the uneven surface of the antireflection portion 17b.

【0025】なお、偏光ビームスプリッタ91の傾斜面
91aの傾斜角度は、偏光ビームスプリッタ91からの
出射光の光路を幾何光学的に光線追跡を行うことによっ
て求め、この光線がフォトダイオード15内の受光素子
(図示せず)の範囲内に入射しない出射角度とこの偏光
ビームスプリッタ91の材料の屈折率から設定すればよ
い。
The inclination angle of the inclined surface 91a of the polarization beam splitter 91 is obtained by tracing the optical path of the light emitted from the polarization beam splitter 91 geometrically and optically, and this light ray is received by the photodiode 15. It suffices to set it based on the exit angle that does not enter the range of the element (not shown) and the refractive index of the material of this polarization beam splitter 91.

【0026】このように、偏光ビームスプリッタ61、
91の下面にそれぞれ凹凸面61a及び傾斜面91aを
設けて、偏光ビームスプリッタの下面から出射する光の
光軸を傾け、さらにプローブ本体17の内面に反射防止
部17a、17bを設けることによって、不要な反射光
がフォトダイオード14、15に入射することを防止で
きるために結果的にS/N比を向上することができる。
In this way, the polarization beam splitter 61,
Unnecessary by providing the uneven surface 61a and the inclined surface 91a on the lower surface of 91 to incline the optical axis of the light emitted from the lower surface of the polarization beam splitter, and by providing the antireflection portions 17a and 17b on the inner surface of the probe body 17. Since such reflected light can be prevented from entering the photodiodes 14 and 15, the S / N ratio can be improved as a result.

【0027】なお、図1に示した構成は、偏光ビームス
プリッタ61の下面に設けた凹凸面61aと、偏光ビー
ムスプリッタ91の下面に設けた傾斜面91aと、プロ
ーブ本体17の内面に設けた傾斜面17a及び凹凸面1
7bをすべて備えた例を示したが、これらの少なくとも
1つを備えるようにしてもよい。例えば、プローブ本体
17の内面に反射防止部17a、17bを設けず、偏光
ビームスプリッタ61,91に凹凸面61aまたは、傾
斜面91aを設けるのみにしてもよい。また、偏光ビー
ムスプリッタ61、91は、図2に示すキューブ形の偏
光ビームスプリッタ6、9を用いて、プローブ本体17
の内面に傾斜面を有した反射防止部17aまたは、凹凸
面を有した反射防止部17bを設けるのみにしてもよ
い。
The structure shown in FIG. 1 has an uneven surface 61a provided on the lower surface of the polarization beam splitter 61, an inclined surface 91a provided on the lower surface of the polarization beam splitter 91, and an inclined surface provided on the inner surface of the probe body 17. Surface 17a and uneven surface 1
Although an example including all 7b is shown, at least one of them may be included. For example, the antireflection portions 17a and 17b may not be provided on the inner surface of the probe body 17, and only the uneven surface 61a or the inclined surface 91a may be provided on the polarization beam splitters 61 and 91. In addition, the polarization beam splitters 61 and 91 use the cube-shaped polarization beam splitters 6 and 9 shown in FIG.
It is also possible to provide only the antireflection portion 17a having an inclined surface or the antireflection portion 17b having an uneven surface on the inner surface.

【0028】また、反射防止部17a、17bは、傾斜
面または凹凸面を設けるのではなく、プローブ本体17
の内面に黒色塗料を塗布することや多孔質の材料によっ
て内面を構成するようにしてもよい。なお、上記実施の
形態において、レーザダイオード11から連続光を発す
るようにすれば、リアルタイムオシロスコープ、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14、15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、リアルタイムオシロス
コープ、サンプリングオシロスコープ、スペアナなどを
接続するようにすればよい。
Further, the antireflection portions 17a and 17b are not provided with an inclined surface or a concavo-convex surface, but the probe body 17
The black paint may be applied to the inner surface or the inner surface may be made of a porous material. In the above embodiment, if continuous light is emitted from the laser diode 11, it is possible to perform signal measurement using a conventional general-purpose measuring instrument such as a real-time oscilloscope, a sampling oscilloscope, and a spectrum analyzer. In this case, instead of the EOS oscilloscope, the photodiodes 14 and 15 may be connected to a real-time oscilloscope, a sampling oscilloscope, a spectrum analyzer, etc. via a dedicated controller.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1、4、5
の発明によれば、プローブ本体の内面に反射防止部を設
けたため、偏光ビームスプリッタを透過するべき光が反
射されたとしてもこの反射光の光軸が反射防止部によっ
て傾けられ、フォトダイオードに不要な光が入射するこ
と避けることができ、結果的に信号のS/N比を向上す
ることができるという効果が得られる。
As described above, according to the first, fourth, and fifth aspects.
According to the invention, since the antireflection portion is provided on the inner surface of the probe main body, even if the light to be transmitted through the polarization beam splitter is reflected, the optical axis of the reflected light is tilted by the antireflection portion, which is unnecessary for the photodiode. It is possible to avoid the incidence of such light, and as a result, it is possible to improve the S / N ratio of the signal.

【0030】また、請求項6、9、10の発明によれ
ば、偏光ビームスプリッタの出射面を加工して、偏光ビ
ームスプリッタを透過するべき光が反射されて出射され
たとしてもその光軸が傾けられるようにしたため、プロ
ーブ本体においてこの光が反射したとしてもフォトダイ
オードに入射することを避けることができる。これによ
って、フォトダイオードから出力される信号のS/N比
を向上することができるという効果が得られる。
According to the sixth, ninth and tenth aspects of the present invention, the output surface of the polarization beam splitter is processed so that even if the light to be transmitted through the polarization beam splitter is reflected and emitted, its optical axis is Since it is tilted, even if this light is reflected by the probe body, it can be prevented from entering the photodiode. This has the effect of improving the S / N ratio of the signal output from the photodiode.

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

【図1】本発明の一実施形態の構成を示した構成図であ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】従来技術による電気光学プローブの構成を示し
た構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of an electro-optical probe according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プローブヘッド 1a 金属ピン 2 電気光学素子 2a 反射膜 3 コリメートレンズ 4 1/2波長板 5 1/4波長板 7 1/2波長板 8 ファラデー素子 10 コリメートレンズ 11 レーザダイオード 12 コリメートレンズ 13 コリメートレンズ 14 フォトダイオード 15 フォトダイオード 16 アイソレータ 17 プローブ本体 17a 反射防止部 17b 反射防止部 61 偏光ビームスプリッタ 91 偏光ビームスプリッタ 1 probe head 1a metal pin 2 Electro-optical element 2a reflective film 3 Collimating lens 4 1/2 wave plate 5 1/4 wave plate 7 1/2 wave plate 8 Faraday element 10 Collimating lens 11 Laser diode 12 Collimating lens 13 Collimating lens 14 Photodiode 15 photodiode 16 Isolator 17 Probe body 17a Antireflection part 17b Antireflection part 61 Polarizing beam splitter 91 Polarizing beam splitter

───────────────────────────────────────────────────── 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61−140802(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 13/40 G01R 15/24 G01R 19/00 G01R 11/00 - 11/30 102 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Toshiyuki Yagi 4-19-7 Kamata, Ota-ku, Tokyo Ando Electric Co., Ltd. (72) Mitsuru Shinagawa 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Telegraph and Telephone Corporation (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 Corporation (56) Reference JP-A-8-262117 (JP, A) JP-A-10-90371 (JP, A) JP-A-6-265606 (JP, A) JP-A-6-242152 (JP, A) JP 5-267407 (JP, A) JP 61-140802 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01R 13/40 G01R 15 / 24 G01R 19/00 G01R 11/00-11/30 102

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 オシロスコープ本体の制御信号に基づい
てレーザ光を発するレーザダイオードと、 前記レーザ光を平行光にするコリメートレンズと、 端面に反射膜を有し、この反射膜側の端面に設けられた
金属ピンを介して電界が伝播されて光学特性が変化する
電気光学素子と、 前記コリメートレンズと前記電気光学素子との間に設け
られ、前記レーザダイオードが発したレーザ光を通過さ
せ前記レーザ光が前記反射膜によって反射された反射光
の分離をする偏光ビームスプリッタを備えたアイソレー
タと、 前記アイソレータによって分離された反射光を電気信号
に変換するフォトダイオードと、 からなる電気光学プローブにおいて、 前記偏光ビームスプリッタを挟んで前記フォトダイオー
ドと対向する位置に反射防止部を設けたことを特徴とす
る電気光学プローブ。
1. A laser diode that emits a laser beam based on a control signal of an oscilloscope body, a collimating lens that collimates the laser beam, and a reflecting film on an end face, which is provided on the end face on the reflecting film side. An electro-optical element whose electric characteristics are changed by propagating an electric field through a metal pin, and a laser beam which is provided between the collimator lens and the electro-optical element and which allows the laser beam emitted by the laser diode to pass therethrough. An electro-optical probe comprising: an isolator having a polarization beam splitter for separating the reflected light reflected by the reflective film; and a photodiode for converting the reflected light separated by the isolator into an electric signal, wherein the polarized light A special feature is that an antireflection section is provided at a position facing the photodiode with the beam splitter in between. Electro-optic probe to collect.
【請求項2】 前記フォトダイオード及び前記レーザダ
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請求項1記載の
電気光学プローブ。
2. The photodiode and the laser diode are connected to an electro-optical sampling oscilloscope, and the laser diode emits the laser light as pulsed light based on a control signal from the electro-optical sampling oscilloscope. The electro-optical probe according to claim 1.
【請求項3】 前記レーザダイオードは、前記レーザ光
として連続光を発することを特徴とする請求項1記載の
電気光学プローブ。
3. The electro-optical probe according to claim 1, wherein the laser diode emits continuous light as the laser light.
【請求項4】 前記反射防止部は、 規則性のない凹凸面を備えたことを特徴とする請求項1
乃至3のいずれかの項に記載の電気光学プローブ。
4. The antireflection portion is provided with an uneven surface having no regularity.
The electro-optical probe according to any one of items 1 to 3.
【請求項5】 前記反射防止部は、 前記偏光ビームスプリッタから出射された光が前記フォ
トダイオードへ入射する間の光軸に垂直でない面を備え
たことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかの項に記
載の電気光学プローブ。
5. The antireflection unit comprises a surface which is not perpendicular to an optical axis during which the light emitted from the polarization beam splitter is incident on the photodiode. The electro-optic probe according to the section.
【請求項6】 オシロスコープ本体の制御信号に基づい
てレーザ光を発するレーザダイオードと、 前記レーザ光を平行光にするコリメートレンズと、 端面に反射膜を有し、この反射膜側の端面に設けられた
金属ピンを介して電界が伝播されて光学特性が変化する
電気光学素子と、 前記コリメートレンズと前記電気光学素子との間に設け
られ、前記レーザダイオードが発したレーザ光を通過さ
せ前記レーザ光が前記反射膜によって反射された反射光
の分離をする偏光ビームスプリッタを備えたアイソレー
タと、 前記アイソレータによって分離された反射光を電気信号
に変換するフォトダイオードと、 からなる電気光学プローブにおいて、 前記フォトダイオードが配置されている方向とは反対の
前記偏光ビームスプリッタの面を、この面から出射する
光の光軸が、該偏光ビームスプリッタから出射された光
が該フォトダイオードへ入射する時の光軸に平行になら
ないように加工したこと特徴とする電気光学プローブ。
6. A laser diode that emits a laser beam based on a control signal of an oscilloscope body, a collimating lens that collimates the laser beam, and a reflecting film on an end face, and the collimating lens is provided on the end face on the reflecting film side. An electro-optical element whose electric characteristics are changed by propagating an electric field through a metal pin, and a laser beam which is provided between the collimator lens and the electro-optical element and which allows the laser beam emitted by the laser diode to pass therethrough. Is an isolator having a polarization beam splitter for separating the reflected light reflected by the reflective film, and a photodiode for converting the reflected light separated by the isolator into an electric signal, The surface of the polarization beam splitter opposite to the direction in which the diode is arranged is projected from this surface. An electro-optical probe, characterized in that the optical axis of the emitted light is processed so as not to be parallel to the optical axis when the light emitted from the polarization beam splitter enters the photodiode.
【請求項7】 前記フォトダイオード及び前記レーザダ
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請求項6記載の
電気光学プローブ。
7. The photodiode and the laser diode are connected to an electro-optical sampling oscilloscope, and the laser diode emits the laser light as pulsed light based on a control signal from the electro-optical sampling oscilloscope. The electro-optical probe according to claim 6.
【請求項8】 前記レーザダイオードは、前記レーザ光
として連続光を発することを特徴とする請求項6記載の
電気光学プローブ。
8. The electro-optical probe according to claim 6, wherein the laser diode emits continuous light as the laser light.
【請求項9】 前記偏光ビームスプリッタの加工面は、 規則性のない凹凸面に加工された面であることを特徴と
する請求項6乃至8のいずれかの項に記載の電気光学プ
ローブ。
9. The electro-optic probe according to claim 6, wherein the processed surface of the polarization beam splitter is a surface processed into an irregular surface having no regularity.
【請求項10】 前記偏光ビームスプリッタの加工面
は、 前記偏光ビームスプリッタから出射された光が前記フォ
トダイオードへ入射する時の光軸に垂直でない面に加工
された面であることを特徴とする請求項6乃至8のいず
れかの項に記載の電気光学プローブ。
10. The processed surface of the polarization beam splitter is a surface processed not to be perpendicular to the optical axis when the light emitted from the polarization beam splitter enters the photodiode. The electro-optical probe according to any one of claims 6 to 8.
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