JP3549813B2

JP3549813B2 - 高周波電磁波検出システム及び高周波電磁波検出方法

Info

Publication number: JP3549813B2
Application number: JP2000213989A
Authority: JP
Inventors: 愛一郎佐々木; 忠夫永妻
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2020-07-14
Also published as: JP2002031658A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波電磁波の検出システム及び検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ミリ波帯域の電気信号や放射電磁波を検出する場合は、超短パルスレーザと電気光学結晶を用いた電気光学サンプリング（Ｅｌｅｃｔｒｏ−０ｐｔｉｃＳａｍｐｌｉｎｇ：以下、ＥＯＳ）と呼ばれる方法で検出するようにしている。ここで、「ミリ波」とは、本明細書ではマイクロ波からサブミリ波までを含めた広い周波数帯にわたる高周波電磁波のことを表している。
【０００３】
前記ＥＯＳを使ってＩＣ（集積回路）を流れるミリ波電気信号を測定した報告は、例えば文献１（Ｋ．Ｊ．Ｗｅｉｎｇａｒｔｅｎｅｔａｌ：“ＰｉｃｏｓｅｃｏｎｄＯｐｔｉｃａｌＳａｍｐｌｉｎｇｏｆＧａＡｓＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓ”，ＩＥＥＥＪｏｕｒｎａｌｏｆＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．２，１９８８，ｐｐ．１９８−２２０）などに詳細が述べられている。また、前記ＥＯＳを使って放射電磁波を検出した報告は、例えば文献２（Ｑ．Ｗｕｅｔａｌ．：“Ｆｒｅｅｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃｓａｍｐｌｉｎｇｏｆｔｅｒａｈｅｒｔｚｂｅａｍｓ”，ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．６７，１９９５，ｐ．３５２３−３５２５）などに述べられている。
【０００４】
図４は、上記に挙げた文献に報告されているＥＯＳを適用したシステムの基本的な構成を示すもので、空間を伝播するミリ波をＥＯＳで検出する際の基本的な構成を示すものである。
図４において、１１は周波数ｆ_０の正弦波電気信号を発生する信号発生器、１２は信号発生器１１の発生する電気信号を入力して光パルスを発生するパルスレーザ、１３は鏡（ミラー）１３Ａ〜１３Ｃからなりパルスレーザ１２からの光パルスを遅延する光遅延器、１４はミリ波源、１５は周波数ｆ_ｍｏｄの正弦波電気信号を発生する信号発生器、１６はミリ波源１４からの信号を信号発生器１５からの変調周波数ｆ_ｍｏｄの電気信号で変調する変調器、１７は変調器からの変調信号を入力してミリ波として出力するアンテナである。
【０００５】
また、１８は光遅延器１３からの光信号を反射する鏡（ミラー）、１９は電気光学結晶部材、２０は中間光量点で動作するように調整されている補償板、２１は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、２２は光信号を検出して電気信号に変換する光検出器、２３は光検出器２２からの電気信号を増幅して被測定信号として出力する増幅器、２４は増幅器２３からの被測定信号を信号発生器１５からの参照信号に基づき解析するロックインアンプ又はスペクトラムアナライザである。
【０００６】
次に以上のように構成された高周波電磁波検出システムの動作を説明する。
ミリ波源１４から発生するミリ波周波数と、パルスレーザ１２が発生する光パルスの繰り返し周波数（即ち信号発生器１１の出力周波数）は、図４に示すように同期させなければならない。ミリ波源１４から発生したミリ波は、光検出器２２が応答可能になるように十分低い変調周波数ｆ_ｍｏｄで変調器１６により強度変調を受けた後に、アンテナ１７から放射され、鏡（ミリ波を透過する材質でできている）１８を透過して電気光学結晶部材１９に入射する。
【０００７】
一方、パルスレーザ１２からの光パルスは光遅延器１３を通過し、鏡１８で反射された後で電気光学結晶部材１９に入射する。ただし、電気光学結晶部材１９に入射する光パルスは、その電界の振動方向が例えば紙面に垂直な直線偏光（Ｓ偏光）であるとする。なお、Ｓ偏光と独立しＳ偏光面と直角な直線偏光をＰ偏光という。前記ＥＯＳでは、ミリ波の瞬時電界をサンプリングするために、光パルスのパルス幅はミリ波周期に比べて十分狭くする必要がある。
【０００８】
アンテナ１７からのミリ波と、パルスレーザ１２から出力され光遅延器１３を経由した光パルスは電気光学結晶部材１９中をほぼ同じ速度で進むが、この時に光パルスはミリ波の瞬時電界振幅に応じて偏光変化を受ける。偏光変化を受けた光は補償板２０を通過し、更に偏光ビームスプリッタ２１によって強度変化を受けた光に変換される。ここで、強度変化を受けたＰ偏光成分の光を光検出器２２により電気信号に変換し、増幅器２３で増幅のうえロックインアンプ又はスペクトラムアナライザ２４へ被測定信号として出力する。また、信号発生器１５から変調周波数ｆ_ｍｏｄの電気信号を参照信号としてロックインアンプ又はスペクトラムアナライザ２４へ出力する。ロックインアンプ又はスペクトラムアナライザ２４では、光検出器２２により検出された被測定信号から変調周波数ｆ_ｍｏｄの成分を抽出することにより、ミリ波電界の測定が可能となる。
【０００９】
一般には、偏光ビームスプリッタ２１で反射されたＳ偏光成分を検出することによっても、ミリ波電界の測定は可能である。ミリ波の波形を測定するためには、光遅延器１３を走査する必要がある。なお、光パルスの繰り返し周波数をｆ_０とした場合ミリ波源１４から発生する正弦波ミリ波の周波数をＮ×ｆ_０とする。ここで、Ｎは自然数である。
【００１０】
図５は、サンプリングの様子をＮ＝２の場合について示したものである。横軸は時間軸であり、図中の正弦波はミリ波の電界波形を表す。ここで、図５中の符号▲１▼は光遅延器１３の長さ（遅延量）をある値（Ｘ_１）に固定した場合におけるミリ波と光パルス列の関係を表している。このとき光パルスは、ミリ波のある位相における瞬時電界をサンプリングし続けるので、光検出器２２が検出する光量は、この位相におけるミリ波瞬時電界振幅に対応した一定の値である。
【００１１】
また、図５中の符号▲２▼〜▲５▼は、光遅延器の遅延量をそれぞれＸ_２〜Ｘ_５まで変化させた場合のサンプリングの様子を示したものである。光遅延器の遅延量を変えると、光パルスはミリ波の異なる位相点における瞬時電界をサンプリングするのがわかる。この時も光検出器２２では、それぞれ遅延量Ｘ_２〜Ｘ_５の位相点におけるミリ波瞬時電界振幅に対応した強度の光が観測される。光遅延器１３の遅延量をゆっくりと走査しながら、光量（変調周波数成分ｆｍｏｄ）の変化を測定すれば、ミリ波の電界振幅波形を知ることができる。
【００１２】
光検出器２２が検出する光量は、電気光学結晶部材１９中に誘起された電界に比例しているのが望ましい。図４では、電気光学結晶部材１９と偏光ビームスプリッタ２１の間に補償板２０が挿入されているが、この補償板２０を適当に調整することで検出光量の線型性が補償される。光の偏光変化は、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の間に位相差が生じることによって起こる。一般には、電気光学結晶部材１９に対してミリ波などによる印加電界が全く加わらない場合でも、ＰおよびＳ偏光成分の間に位相差が生じる。この位相差のことをＳＲ（ＳｔａｔｉｃＲｅｔａｒｄａｔｉｏｎ）と呼ぶ。
【００１３】
ここで、前記位相差ＳＲをΓ_０とする。さらに、ミリ波などに起因する印加電界Ａが加わった場合には印加電界Ａがあまり大きくなければ、印加電界Ａに比例する位相差が生じる。よって、電界Ａによって生じた位相差をΔΓとすると、ΔΓ＝ｋＡと表せる。ここで、ｋは電気光学結晶部材１９の性質に依存する定数である。また、補償板２０によっても位相差が生じるので、補償板２０による寄与を、Γ_Ｃとする。そこで、全位相差をΓとすると、

となる。
【００１４】
図４において、光検出器２２に入射する光の強度（つまりＰ偏光成分の強度）を位相差Γの関数として表すと、次式のようになる。

これをグラフで示すと、図６のようになる。
【００１５】
図６のグラフを参照すると、中間光量点付近でミリ波を検出することにより、ミリ波電界に比例した信号が得られるのがわかる。そこで補償板によってΓ_Ｃを調整し、
Γ_０＋Γ_Ｃ＝π／２（５）
を満たすようにすると、

となり、ミリ波電界が｜ｋＡ｜＜＜π／２を満たす範囲であれば、確かにミリ波の電界Ａに比例してＰ偏光強度が変化する。
【００１６】
このように、従来のシステムは、光検出器２２によって検出される光量が、電気光学結晶部材１９中に誘起された電界Ａに比例するように、補償板２０を調整して図６における中間光量点付近でミリ波信号を検出するようにしている。
実際には周波数ｆ_ｍｏｄでミリ波に強度変調をかけるので、（７）式の右辺第２項は変調周波数成分になり、次式のように表すことができる。
Ｐ（Γ）＝１＋ｋＡｃｏｓ２πｆ_ｍｏｄｔ（８）
したがって、ロックインアンプ又はスペクトラムアナライザ２４により、変調周波数成分のみを抽出すれば、電界Ａに比例する信号を検出することができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高周波電磁波検出システムでは、ミリ波の周期に対してパルス幅が十分細くかつ安定なパルスレーザが不可欠であるという問題があった。即ち、例えばミリ波帯の電磁波を検出するためにはフェムト秒オーダのパルスレーザが必要であり、このような超短パルスレーザは高価であるとともに、安定に動作させることが困難であるという課題があった。
したがって、本発明は、高周波電磁波を検出するシステムを安価に構成するとともに、システムを安定に動作させることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明は、連続発光するレーザ光を示すＣＷレーザ光を発生するＣＷレーザと、信号源、信号発生器、変調器及びアンテナからなり、変調器は信号源から発生された高周波電磁波信号を信号発生器からの角周波数ω _mod を有する電気信号により変調しアンテナから強度変調された高周波電磁波を出力する高周波電磁波出力部と、ＣＷレーザから出射されたＣＷレーザ光の偏光状態を変化させる機能を有する電気光学結晶部材と、電気光学結晶部材によって偏光変調されたＣＷレーザ光を入力して所定の偏光成分を出力する偏光ビームスプリッタと、偏光ビームスプリッタによって出力された偏光成分を検出してこの偏光成分の強度変化量に応じた電気信号を出力する光検出器と、電気光学結晶部材と偏光ビームスプリッタ間に配設され、電気光学結晶部材から出射されたＣＷレーザ光を入力して偏光ビームスプリッタへ送出するとともに、高周波電磁波の電気光学結晶部材への無入力時に光検出器で検出されるＣＷレーザ光の光量を最小にする補償板と、光検出器によって出力された電気信号のうち、角周波数ω _mod または角周波数２ω _mod の成分を抽出することにより高周波電磁波を計測する計測部とを設けたものである。
また、電気光学結晶部材に入射されるＣＷレーザ光の経路と、電気光学結晶部材から出射されるＣＷレーザ光の経路とを同一の経路としたものである。
また、ＣＷレーザ光を伝播する光ファイバ及びレンズを設けたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係る高周波電磁波検出システムの第１の実施の形態を示すブロック図である。本システムは、図１に示すように、角周波数ω_ｍｍｗの正弦波のミリ波を発生するミリ波帯発振器３１と、角周波数ω_ｍｏｄの正弦波信号を発生する信号発生器（正弦波信号発生器）３２と、ミリ波帯発振器３１からのミリ波を信号発生器３２からの角周波数ω_ｍｏｄの信号で変調する変調器３３と、変調器３３により変調されたミリ波を放射するアンテナ１７と、鏡１８と、電気光学結晶部材１９と、補償板２０と、偏光ビームスプリッタ２１と、光検出器２２と、増幅器２３と、ＣＷレーザ光（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＷａｖｅ；連続発光レーザ光）を発生するＣＷレーザ３４と、ロックインアンプ又はスペクトラムアナライザなどの電気計測器３５とからなる。
【００２０】
次に、図１に示すシステムの動作について説明する。
ミリ波帯発振器３１で発生した角周波数ω_ｍｍｗのミリ波は、変調器３３によって角周波数ω_ｍｏｄで強度変調を受けた後、アンテナ１７から自由空間中に放射され、鏡１８を透過してさらに電気光学結晶部材１９に入射する。ただし、角周波数ω_ｍｏｄは、光検出器２２のカットオフ角周波数ω_Ｃに比べて十分小さいとする。
【００２１】
一方、ＣＷレーザ３４から出射したＣＷレーザ光（Ｓ偏光）は鏡１８で反射された後に電気光学結晶部材１９に入射する。電気光学結晶部材１９中で偏光変化を受けたＣＷレーザ光は補償板２０と偏光ビームスプリッタ２１を透過した後に光検出器２２で検出され、電気信号に変換されて信号処理される。
ここで、ミリ波の電界振幅をＡ_０とすると、変調器３３によって強度変調されたミリ波の電界Ａ（ｔ）は次式で与えられる。
Ａ（ｔ）＝（１＋ｃｏｓω_ｍｏｄｔ）／２・Ａ_０ｃｏｓω_ｍｍｗｔ（９）
【００２２】
一方、ＣＷレーザ光は電気光学結晶部材１９中でミリ波によって偏光変化を受ける。偏光ビームスプリッタ２１を通過したＰ偏光強度は、一般的には（９）式を前述の（４）式に代入することで得られる。ここで、パルス光を用いた従来の方法と同様に、前述の（５）式を満たすような中間光量点に補償板２０を調整すると、偏光ビームスプリッタ２１を通過したＰ偏光強度は、（９）式を（７）式に代入することで得られるので、次式で与えられる。
【００２３】

【００２４】
しかし、ω_ｍｍｗ＞＞ω_Ｃであるために、光検出器２２では（１０）式における電界Ａ_０を含む周波数成分を検出することができない。よって前述の（５）式を満たすような従来の補償板２０の調整では、ＣＷレーザ光を使ってミリ波を検出することはできない。そこで、
Γ_０＋Γ_Ｃ＝０（１１）
を満たすように補償板２０を調整する。すわなち、電気光学結晶部材１９にミリ波などの印加電界が加えられない時には、光検出器２２に入射する光量（＝Ｐ偏光の光量）が零（最小光量点）になるように補償板２０を調整する。
【００２５】
このとき前述の（４）式は次式のように表すことが可能となる。

【００２６】
（９）式を（１２）式に代入して展開すると、

となり、光検出器２２が応答する低周波帯にも電界Ａ_０を含む成分が存在することがわかる。
【００２７】
ロックインアンプやスペクトラムアナライザやなど電気計測器３５を用いれば、特定の周波数成分の振幅を検出できるので、角周波数ω_ｍｏｄ、または２ω_ｍｏｄの成分の振幅を検出することにより、電界Ａ_０ ^２に比例した信号を得ることができる。したがって、従来のようにミリ波の振幅に比例した信号ではなく、ミリ波のパワー（強度）に比例した信号を得ることができる。
【００２８】
このようにこの高周波電磁波検出システムは、パルスレーザではなくＣＷレーザ光を光源として用いるようにしたので、高価な超短パルスレーザを用いずにシステムを安定に動作させることができる。
また、本システムでは、前記ＣＷレーザ光が、電気光学結晶部材１９内で被測定信号であるミリ波（高周波電磁波）によって偏光変化を受けるように構成するとともに、続いてこのミリ波により偏光変化を受けたＣＷレーザ光を、特定の位置（最小光量点）に調整した補償板２０と偏光ビームスプリッタ２１を使って、強度変化を受けた光に変換し、さらにこの強度変化を受けた光を光検出器２２により検出することで、間接的にミリ波強度を測定するようにしたものである。
【００２９】
電気光学効果を用いた従来のミリ波検出方法では、補償板２０を使って光検出器２２に入射する光量が全光量の半分（中間光量点）になるように調整することによってミリ波の信号を検出していたが、本実施の形態のように、光源としてパルスではなくＣＷレーザ光を用いた場合には、前記のように中間光量点を調整してもミリ波の信号を得ることはできない。そこで、従来の検出方法で用いられていた中間光量点ではなく、補償板２０を調整して補償板２０の動作点を最小光量点に設定することにより、ＣＷレーザ光を用いてミリ波の強度に比例した検出を行うことができる。
【００３０】
また、従来システムでは、ミリ波と光パルスの間で同期をとる必要があるため、インコヒーレントなミリ波（非干渉のミリ波）を検出することはできなかったが、本実施の形態ではインコヒーレントなミリ波を検出することができる。即ち、ミリ波がインコヒーレントな場合は（９）式は次のように表すことができる。

ただし、φ（ｔ）は位相雑音を表す因子で、光検出器２２の応答帯域に比べて高い周波数成分の雑音である。
【００３１】
（１４）式を（１２）式に代入することにより（即ち、ω_ｍｍｗｔをω_ｍｍｗｔ＋φ（ｔ）と置き換えることにより）、（１３）式は次のように表すことができる。

【００３２】
したがって、式（１５）からわかるように、φ（ｔ）の影響は高周波成分の項しか現れない。よって、インコヒーレントの場合は、コヒーレントな場合と同様（即ち、φ（ｔ）＝０）、ロックインアンプやスペクトラムアナライザなどを用いて第二項または第三項の周波数成分の振幅を検出すれば、電界Ａ_０ ^２に比例した信号を検出することができる。
【００３３】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図２は、高周波電磁波検出システムの第２の実施の形態を示すブロック図である。
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様、角周波数ω_ｍｏｄで強度変調されたミリ波がアンテナ１７から放射され、鏡１８を透過して電気光学結晶部材１９に入射する。ここで、鏡１８はレーザ光を反射するものであり、ミリ波にとってはほとんど透明な材質である。
【００３４】
一方、ＣＷレーザ３４から出射したＰ偏光は、偏光ビームスプリッタ２１及び補償板２０を透過した後に電気光学結晶部材１９に入射する。そして、電気光学結晶部材１９を透過したレーザ光は鏡１８で反射され、ミリ波と同方向に電気光学結晶部材１９を伝播する。
【００３５】
この時にレーザ光はミリ波によって偏光変化を受ける。電気光学結晶部材１９内で偏光変化を受けたレーザ光は再び補償板２０を透過し、偏光ビームスプリッタ２１でＳ偏光とＰ偏光に分離される。そして、分離されたＳ偏光を、第１の実施形態と同様に光検出器２２で検出し、電気信号としたうえ増幅器２３で増幅し被測定信号として電気計測器３５へ出力する。
第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に補償板２０を使って最小光量点に調整することにより、ミリ波のパワー（強度）に比例した信号を得ることができる。
【００３６】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図３は、高周波電磁波検出システムの第３の実施の形態を示すブロック図である。第３の実施の形態では、光信号の経路に光ファイバ３６Ａ〜３６Ｃを設けるとともに、コリメートレンズ３７Ａ〜３７Ｅを設けている点を除いては、第２の実施の形態と同様の構成である。
【００３７】
光ファイバ３６Ａ〜３６Ｃは、偏波面保存ファイバではないのでファイバ自身がＰ偏光とＳ偏光との間の位相差ＳＲを持っていると考えることができる。しかし、第２の実施の形態と同様に、補償板２０を使って最小光量点に調整することにより、ミリ波の強度に比例した信号を得ることができる。
【００３８】
このように本高周波電磁波検出システムは、電気光学効果を使ったミリ波検出を、ＣＷレーザ光を用いて可能にするものである。さらに、本高周波電磁波検出システムは、電気光学効果を使ったインコヒーレントミリ波の検出を可能にするものである。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、連続発光するレーザ光を示すＣＷレーザ光を発生するＣＷレーザと、強度変調された高周波電磁波を出力する高周波電磁波出力部と、ＣＷレーザから入射したＣＷレーザ光を、高周波電磁波出力部から入力した高周波電磁波の強度に応じたＣＷレーザ光に偏光変化させて出射する電気光学結晶部材と、偏光変化したＣＷレーザ光を検出してこのＣＷレーザ光の偏光変化量に応じた電気信号に変換する光検出器と、電気光学結晶部材から出射されたＣＷレーザ光を入力して所定の偏光成分を光検出器へ出力する偏光ビームスプリッタとを備えるとともに、電気光学結晶部材と偏光ビームスプリッタ間に配設され電気光学結晶部材から出射されたＣＷレーザ光を入力して偏光ビームスプリッタへ出力する補償板を、高周波電磁波の電気光学結晶部材への無入力時にこの電気光学結晶部材から出射され偏光ビームスプリッタへ送出されるＣＷレーザ光の光量を最小光量とするように調整したので、超短パルスを発生する高価な超短パルスレーザ等を用いずに高周波電磁波の強度に比例した信号を容易かつ的確に検出することができ、したがって、高周波電磁波を検出するシステムを安価に構成できるとともに、システムを安定に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高周波電磁波検出システムの第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】上記高周波電磁波検出システムの第２の実施の形態を示すブロック図である。
【図３】上記高周波電磁波検出システムの第３の実施の形態を示すブロック図である。
【図４】従来の高周波電磁波検出システムの構成を示すブロック図である。
【図５】従来システムにおける高周波電磁波の検出タイミングを示すタイムチャートである。
【図６】従来システムにおける高周波電磁波の検出ポイントを示すグラフである。
【符号の説明】
１７…アンテナ、１８…鏡、１９…電気光学結晶部材、２０…補償板、２１…偏光ビームスプリッタ、２２…光検出器、２３…増幅器、３１…ミリ波帯発振器、３２…正弦波信号発生器、３３…変調器、３４…ＣＷレーザ、３５…電気計測器、３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ…光ファイバ、３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ，３７Ｅ…コリメートレンズ。

Claims

連続発光するレーザ光を示すＣＷレーザ光を発生するＣＷレーザと、
信号源、信号発生器、変調器及びアンテナからなり、前記変調器は前記信号源から発生された高周波電磁波信号を前記信号発生器からの角周波数ω _mod を有する電気信号により変調し前記アンテナから強度変調された高周波電磁波として出力する高周波電磁波出力部と、
前記高周波電磁波出力部から出射された高周波電磁波の強度に応じて、前記ＣＷレーザから出射されたＣＷレーザ光の偏光状態を変化させる機能を有する電気光学結晶部材と、
前記電気光学結晶部材によって偏光変調されたＣＷレーザ光を入力して所定の偏光成分を出力する偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタによって出力された偏光成分を検出してこの偏光成分の強度変化量に応じた電気信号を出力する光検出器と、
電気光学結晶部材と偏光ビームスプリッタ間に配設され、電気光学結晶部材によって偏光変調されたＣＷレーザ光を入力して偏光ビームスプリッタへ送出するとともに、前記高周波電磁波の電気光学結晶部材への無入力時に光検出器で検出されるＣＷレーザ光の光量を最小にする補償板と、
前記光検出器によって出力された電気信号のうち、前記角周波数ω _mod または角周波数２ω _mod の成分を抽出することにより前記高周波電磁波を計測する計測部と
を備えたことを特徴とする高周波電磁波検出システム。
請求項１において、
前記電気光学結晶部材に入射されるＣＷレーザ光の経路と、前記電気光学結晶部材から出射されるＣＷレーザ光の経路とを同一の経路としたことを特徴とする高周波電磁波検出システム。
請求項２において、
前記ＣＷレーザ光を伝播する光ファイバ及びレンズを備えたことを特徴とする高周波電磁波検出システム。
連続発光するレーザ光を示すＣＷレーザ光を発生するＣＷレーザと、信号源、信号発生器、変調器及びアンテナからなり、前記変調器は前記信号源から発生された高周波電磁波信号を前記信号発生器からの角周波数ω _mod を有する電気信号により変調し前記アンテナから強度変調された高周波電磁波として出力する高周波電磁波出力部と、前記ＣＷレーザ光及び高周波電磁波を入力してＣＷレーザ光を出射する電気光学結晶部材と、ＣＷレーザ光を入力して所定の偏光成分を出力する偏光ビームスプリッタと、偏光ビームスプリッタから出力されるＣＷレーザ光を検出して電気信号に変換する光検出器と、電気光学結晶部材から出射されたＣＷレーザ光を入力して偏光ビームスプリッタへ出力する補償板とからなるシステムにおける高周波電磁波検出方法であって、
前記高周波電磁波出力部から強度変調した高周波電磁波を出力させる第１のステップと、
前記ＣＷレーザからのＣＷレーザ光を電気光学結晶部材に入射して前記高周波電磁波出力部からの高周波電磁波の強度に応じたＣＷレーザ光に偏光変化させる第２のステップと、
前記高周波電磁波の電気光学結晶部材への無入力時に、光検出器へ入射するＣＷレーザ光の光量が最小の光量となるように前記補償板を調整する第３のステップと、
前記電気光学結晶部材によって偏光変調されたＣＷレーザ光を、前記補償板及び偏光ビームスプリッタを介して前記光検出器に入射して、このＣＷレーザ光の所定の偏光成分の強度変化量に応じた電気信号を出力させる第４のステップと、
前記光検出器によって出力された電気信号のうち、前記角周波数ω _mod または角周波数２ω _mod の成分を抽出することにより前記高周波電磁波を計測する第５のステップと
を有することを特徴とする高周波電磁波検出方法。
請求項４において、
電気光学結晶部材へ入射するＣＷレーザ光の経路と、前記電気光学結晶部材から出射するＣＷレーザ光の経路とを同一の経路にしたことを特徴とする高周波電磁波検出方法。
請求項５において、
前記ＣＷレーザ光を光ファイバ及びレンズを介して伝播することを特徴とする高周波電磁波検出方法。