JP6813763B1 - 光電圧プローブ - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、IC、LSI等の集積回路において、入力インピーダンスおよび出力インピーダンスは50Ωではないものが多く、例えばアンプ素子については高インピーダンス入力、低インピーダンス出力となっている。このため入力インピーダンスが小さい電気プローブを使ってノイズ入力電圧を測定すると、電気プローブ側に電流が流れてしまい、本来測定すべきノイズ電圧を低下させてしまう。
特許文献1にはバルク型の光変調器を用いた光電圧プローブが記載されている。すなわち、電気光学効果を有する結晶を挟む2つの電極間に接触端子の電圧信号を印加し、上記結晶中で光ファイバより送られた入射光を反射させて偏光状態を変化させ、その変化分を検光子を通して光強度変調光とし、光ファイバでO/E変換器に導く構成である。
特許文献2には導波路型の光変調器を用いた光電圧プローブが記載されている。ニオブ酸リチウム結晶基板上に形成した分岐干渉型光変調器の2つの変調電極間に接触端子の電圧信号を印加して光強度変調信号を得るものである。光源とO/E変換器とを備えた装置と光電圧プローブは光ファイバで接続されている。
図2は実施例1に係る光電圧プローブを用いた測定システムのブロック構成図である。図2に示すように、光電圧プローブ10には、光送受信ユニット21より入出力光ファイバ2を通して入射光17が送られ、光変調器1より出力される光強度変調信号18が同じ入出力光ファイバ2より送受信ユニット21に入力される。
光送受信ユニット21は、半導体レーザ等の光源22、O/E変換器23、入射光17と光強度変調信号18を分離するための送受分離器24、アンプ25を備えている。光源22からの出射光は送受分離器24を通して入出力光ファイバ2に結合し、入出力光ファイバ2から戻る光強度変調信号18は送受分離器24を通してO/E変換器23に入力する。O/E変換器23において光強度変調信号18は電気信号に変換され、アンプ25により増幅されて出力端子26に出力される。その電気信号はオシロスコープ等の測定器27の入力端子28に入力される。送受分離器24は、光サーキュレータ、光ファイバ分岐、半透過ミラーのいずれかを用いて構成することができる。
2 入出力光ファイバ
3,4 接触端子
5,6 接触端子取り付け部
7 フェルール
8,31,51,61 パッケージ
9 台座
10,30,50,60 光電圧プローブ
11,12 変調電極
13 固定部品
14 絶縁体
15 端子挿入部
16 リード線
17 入射光
18 光強度変調信号
19 電気部品
21 光送受信ユニット
22 光源
23 O/E変換器
24 送受分離器
25 アンプ
26 出力端子
27 測定器
28 入力端子
29 電気回路基板
32 金属パッケージ
33,54 電波吸収体
35,36 測定値
41 基板
42 分岐干渉型光導波路
42a 入出力光導波路
42b,42c 位相シフト光導波路
43 バッファ層
44 変調電極部
45 光反射部
46,47,48 電極
46a,47a,47b,48b 電極部
52 樹脂パッケージ
53 金属シート
Claims (9)
- 少なくとも2つの変調電極を備え、前記2つの変調電極間の電圧に依存して入射光を強度変調して出力する光変調器と、
前記光変調器に接続された入力光ファイバ及び出力光ファイバと、
前記変調電極に接続され被測定点に接触可能な2つの接触端子、又は、前記変調電極に接続され被測定点に接触可能な接触端子を接触させて着脱可能に構成した2つの接触端子取り付け部と、
前記光変調器と前記入力光ファイバ及び前記出力光ファイバの一部を収納したパッケージと、を有し、
前記接触端子を介して前記2つの変調電極間に誘起された電圧信号を前記光変調器により光強度変調信号に変換して前記出力光ファイバより出力する光電圧プローブであって、
前記パッケージは、層状、又はシート状の金属体により内部を覆うように構成され、前記接触端子又は前記接触端子取り付け部を開放にして測定周波数の電波を照射した場合に、該パッケージがない場合の出力信号強度に対して15dB以上の減衰を生ずる電波の遮蔽効果を有することを特徴とする光電圧プローブ。 - 少なくとも2つの変調電極を備え、前記2つの変調電極間の電圧に依存して入射光を強度変調して出力する光変調器と、
前記光変調器に接続された入力光ファイバ及び出力光ファイバと、
前記変調電極に接続され被測定点に接触可能な接触端子を接触させて着脱可能に構成した2つの接触端子取り付け部と、
前記光変調器と前記入力光ファイバ及び前記出力光ファイバの一部を収納したパッケージと、を有し、
前記接触端子取り付け部は前記パッケージの表面の位置より内側に設置され、
前記接触端子を介して前記2つの変調電極間に誘起された電圧信号を前記光変調器により光強度変調信号に変換して前記出力光ファイバより出力する光電圧プローブであって、
前記パッケージは、前記接触端子取り付け部を開放にして測定周波数の電波を照射した場合に、該パッケージがない場合の出力信号強度に対して15dB以上の減衰を生ずる電波の遮蔽効果を有することを特徴とする光電圧プローブ。 - 少なくとも2つの変調電極を備え、前記2つの変調電極間の電圧に依存して入射光を強度変調して出力する光変調器と、
前記光変調器に接続された入力光ファイバ及び出力光ファイバと、
前記変調電極に接続され被測定点に接触可能な2つの接触端子、又は、前記変調電極に接続され被測定点に接触可能な接触端子を接触させて着脱可能に構成した2つの接触端子取り付け部と、
前記光変調器と前記入力光ファイバ及び前記出力光ファイバの一部を収納したパッケージと、を有し、
前記接触端子を介して前記2つの変調電極間に誘起された電圧信号を前記光変調器により光強度変調信号に変換して前記出力光ファイバより出力する光電圧プローブであって、
前記パッケージは、該パッケージの外部より到達する電磁波の該パッケージによる反射を減少するための電波吸収体を有し、前記接触端子又は前記接触端子取り付け部を開放にして測定周波数の電波を照射した場合に、該パッケージがない場合の出力信号強度に対して15dB以上の減衰を生ずる電波の遮蔽効果を有することを特徴とする光電圧プローブ。 - 前記電波吸収体は、前記パッケージの表面に備えたシート状の電波吸収体であることを特徴とする請求項3に記載の光電圧プローブ。
- 前記パッケージは、前記電波吸収体が電波の透過を減少させることにより、前記の電波の遮蔽効果を有することを特徴とする請求項3又は4に記載の光電圧プローブ。
- 前記の2つの接触端子の間隔、又は前記の2つの接触端子取り付け部の間隔は3mm以上であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光電圧プローブ。
- 前記光変調器は、ニオブ酸リチウム結晶基板上に形成された光導波路を用いた分岐干渉型光変調器であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光電圧プローブ。
- 前記光変調器は、入射光を内部で反射して折り返す反射型光変調器であって、前記入力光ファイバと出力光ファイバは1本の入出力光ファイバで構成されていることを特徴とする請求項7に記載の光電圧プローブ。
- 前記2つの変調電極間には、該2つの変調電極と互いに容量結合した少なくとも1つの電極を有することを特徴とする請求項7又は8に記載の光電圧プローブ。
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