JPH02134584A - 電気光学信号の測定 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気光学測定に関し、更に詳しくは、電気信
号を伝送する導体（電極、ラインおよび他の要素も意味
する）上の電気信号を非接触で光学的に測定する方法お
よび装置に関する。

本発明は、ミクロン範囲の空間分解能およびピコセコン
ドおよびサブピコセコンドの分解能を有する信号測定が
要望されている集積回路のようなサブミクロン装置およ
び構造からの電気信号を測定するのに特に適している。

電気信号の電気光学的測定は、測定される電界の強さに
従って屈折率が変化する電気光学（Ｅ−０）水晶を使用
して行われていた。この信号は導体に沿って伝播するこ
とができる。サンプリング用のレーザビームは周辺電界
の領域内において水晶内で焦点を合わせられている。電
気光学サンプリングによって、信号はピコセコンドおよ
びサブピコセコンドの分解能をもって抽出され表示され
る。空間分解能は水晶がこのように使用された場合電気
光学水晶または電気光学基板におけるビームの断面（レ
ーザスポット）の大きさによって決定される。上述した
電気光学測定方法に関する他の情報については次の特許
およびここに参照する文献を参照されたい。すなわち、
モロ−およびバルドマニス（ＭｏｕｒｏｕおよびＶａｌ
ｄｍａｎｉｓ）の第４，４４６．４２６号（１９８４年
５月）オヨび第４，６１８，８１９号（１９８１３年１
０Ｊ’Ｊ）、およびモロ−およびメイヤー（Ｍｏｕｒｏ
ｕおよびＭａｙｅｒ）の第４，６０３，２９３号（１９
８６年７月）。また、１９８７年７月に発行された他の
特許第４，６１８，４４９号も上述した七ロー等の特許
の技術およびシステムについて記載している。

多重量子井戸（ＭＱＷ）装置における最近の研究は電界
を印加された場合における光学的吸収（電子吸収）にお
いて重要な変化を１１察した。これらの研究は次の文献
に記載されている。Ｔ、　Ｐ、パンニック等（Ｔ、　Ｐ
、　Ｖａｎ　Ｅｃｋ、　ｅｔ　ａｌ）によるＡｐｐｌ。

Ｐｈｙｓ、　１．ｅｔｔ、の４９（３）、１９８６年７
月２１日、１３５およびＵ、　Ｓ、チエムラ等（Ｄ、　
Ｓ、　Ｃｈｅｍｌａ　ｅｔ　ａｌ）によるセミコンダク
ターズ・アンド・セミメタルズ、第２４巻、著作権１９
８７年ベル電話研究所（ＢｅｌｌＴｅ１ｅｐｈｏｎｅ　
Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ　Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ
）の第５章、ページ２７９〜３１８゜ Ｅ−０水晶と異なって、ＭＱＷ装置は吸収におけ°る変
化によって電界に応答する。更に、ＭＱＷ装置は極性に
敏感でなく、実際には整流している。

従って、電界の極性はＭＱＷ装置によって直接測定する
ことはできない。更に、近隣の電界発生要素がある場合
には、測定はこのような近隣の導体からの電界による誤
った信号を受は易い。この問題は導体の間隔がサブミク
ロンの集積回路（Ｉ　Ｃ）構造のように極端に近接する
に従って悪化する。

測定される信号の厳しい空間分解能を可能にする領域内
にほぼ全ての吸収が発生するＭＱＷ装置（ＭＱＷ変調器
としても知られている）を設けることができることが本
発明によって見つけ出された。即ち、本発明によれば、
導体に接触することなく、ミクロン（またはサブミクロ
ン）範囲の導体の領域から信号を抽出することができる
。特に、所望の導体または導体の部分は導体の構造に関
係なくプローブで探査することができる。また、極性に
感じない電気光学効果（電子吸収）を使用して絶対的な
二極測定が得られる。これは電子ビームの衝撃による二
次電子が導体上の電界によって静電的にフィルタされる
電子顕微鏡の電圧コントラスト測定の複雑さがなく前記
測定を行うことができる。また、本発明は電気光学水晶
（ポッケルスセル）の電気光学測定システムにも使用す
ることができる。この場合、縦方向の動作モードが重要
である。前述した特許節４，４４６，４２６号に記載さ
れているシステムにおいては、このモードは使用されて
いない。

従って、本発明の主目的は、ミクロン範囲の空間分解能
で、原則的にはサブミクロン範囲の空間分解能を可能と
し、ピコセコンドの時間分解能をもって導体に現れる電
気信号を測定する改良されたシステム（方法および装置
）および装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、導体がミクロンの単位で離れ
ている場合においても、信号が現れる導体に接触するこ
となく、集積回路のようなサブミクロン構造の導電要素
上の信号を測定するシステムおよび装置を提供すること
にある。

本発明の更に他の目的は、ＭＱＷ構造を有するような極
性に反応しない電気光学装置を使用するにも関わらずミ
クロン単位の空間分解能をもって導体上の電圧の絶対的
測定を行うことができるシステムおよび装置を提供する
ことにある。

本発明の更に他の目的は、近隣の導体からの電界による
（ノイズまたはクロストークを発生するように誤った信
号による）測定誤差を低減するように信号から生ずる電
界に電気光学的に応答することによって信号を測定する
改良されたシステムを提供することにある。

簡単に説明すると、導体の空間的な所定位置において導
体上の電気信号を測定するシステム（方法および装置）
は、電気光学的材料からなるプローブを使用しており、
このプローブは対象位置における導体からの周囲電界内
に設けられている。

プローブは好ましくはＭＱＷ構造を画定する多数の相が
配設されている表面を有する透明で、好ましくけ高い固
有抵抗を有する半導体材料からなる本体（基板）である
。この構造は測定される信号の周囲電界の領域内にＭＱ
Ｗプローブを配置することを可能にするように配設され
る基板の表面の縁部まで延出することができる。この領
域は境界としてＭＱＷ面上に堆積されている導電材料か
らなる電極を有し、電界領域内に延出している・電極は
基準面として作用するのみならず、光ビーム（これはサ
ンプリング技術が信号測定および表示用に使用される場
合パルスビームである）を反射するミラーとしても作用
する。プローブのビー１１は対象の領域内に焦点を合わ
せられ、電気信号に変換される検出器に反射される。こ
の電気信号はコンピュータに入力される前に（ロックイ
ン増幅器を使用することによって）フィルタされ増幅さ
れる。コンピュータの機能はこのロックイン信号を読み
出し、基準面に供給される電圧振幅および極性を調整す
ることによって該信号をゼロに低減することである。こ
の信号は基準面に供給され、基準またはフィードバック
信号と称する。この基準信号は測定される信号に対応す
る極性および振幅を有する。従って、このフィードバッ
ク信号を測定することによって対象の信号を測定するこ
とになる。また、基準電極はプローブの後側の近隣の要
素によって生ずる好ましくない電界から電気光学プロー
ブを遮閉するように動作する。このようなりロストーク
発生電界に応答するようにプローブを設けることによっ
て、これらの電界を測定し、対象とする信号の測定から
差し引き、クロストークの影響を低減することができる
。

多くの集積回路（ＩＣ８）は成長面を有していないと考
えられる。通常のＥ−０サンプリングは高かったりまた
は低い隣接電極間の電界または間の何かをｉｌｌ！Ｉ定
し、絶対電圧の測定は行わない。本発明はアース面がな
い場合でさえも絶対電圧を測定できるものである。

また、多くのＩＣは全回路を覆うＳｉＯ□表面処理層を
有している。通常のＥ−〇サンプリングにおけるように
周辺電界にのみ頼っていると、測定に悪影響を与える（
信号／雑音を低減する）　Ｅ−０媒体内に電界ラインが
ほとんど現れないことになる・本発明によると、ＩＣの
面に近接している基準電極の結果、周辺電界がＩＣの表
面およびＥ−Ｏ媒体内に形成される。また、本発明のプ
ローブは対象とする点の周りの全ての周囲の領域に低い
容量性負荷を形成している。

本発明の上述したおよび他の目的、特徴および利点は添
付図面に関連する次の詳細な説明を閲読することにより
更に明らかになるであろう。

第１図および第２図を更に詳細に参照すると、電極１２
および１４が設けられている基板１０が示されている。

これらの電極は集積回路の導体配列のうちの典型的な導
体である。これらは非常に近接して、例えば１ミクロン
離れて配設されている。このような電極構造からの周辺
電界を探針するために、探針システム１６が使用されて
いる。

この探針システムにおいては、ＭＱＷ構造１８が半導体
基板２０と上層２２との間に配設されている。基板およ
び上層は光学的結合によってガラスプリズム２４および
２６に結合されている。ＭＱＷ構造用の吸収限界（励過
ピーク）に同調した波長を有するレーザからの光ビーム
はレンズ２８によって焦点を合わせられて、ビーム３０
になる。

このビームの直径は適切にはミクロン領域のものである
。このビームは基板２０、上層２２およびＭＱＷ構造１
８の端面３０によって全反射される。

これらはプリズムが接合された後、磨きを欠けられてい
るが、滑らかな光学反射面を形成している。

出力ビーム３２はレンズ３４によって光検出器上に焦点
を合わされ、電気信号に変換される。導体内の信号によ
る電界は電界の強度によって光学ビームを変調し、光学
信号の振幅の尺度である出力信号を発生する。

基板および上層は光ビーム３０および３２に対して透明
なＡｌＧａＡｓである。ＭＱＷ構造は基板２０の先端に
成長する層によって形成され、完全な単結晶品質が単一
の単分子膜の正確さで保存される。

この層は挿入状態で詳細に示されている（第２図）。

ＭＱＷ組立体は必要な最終空間分解能によって５００オ
ングストロームの薄さに（２対の井戸）または数ミクロ
ンの厚さに（数百対の井戸）成長される。

上述した文献に記載されているように、分子線エピタク
シまたは金属有機化学蒸着法を使用して、ＭＱＷ構造を
形成する。異なる継続期間分子線エピタクシを使用して
ＭＱＷの厚さを制御する。また、ＡｌＧａＡｓから成る
上層がＭＱＷ構造の先端に成長させられている。光学ビ
ームおよび周辺電界が相互作用する領域４０がこの構造
の随意の能動領域である。この領域は非常に小さく、導
体間に設けられている。また、この領域が小さいので、
導体のどの位置においても周辺電界、従って信号を探針
することができ、従って高い空間分解能を有することが
できる。第２図においてギャップ３６で示すように、探
針は導体に接触していない。

高い光強度または温度上昇はＭ　Ｑ　Ｗ　構造の急峻な
吸収限界、従って変調器として感度を発生する励起子を
イオン化することができるので、温度を３５０°に以下
に維持することが好ましい。これはヒートポンプ３８に
よって達成される。このヒートポンプ３８はペルチェ接
合素子であり、ビームおよび電界が相互作用する領域４
０の上に間隔を開けて設けられている。

プリズムおよび基板２０はビームが量子井戸を構成する
層に対してほぼ直角に入射することを確実にしている。

また、電界のラインは量子井戸の面に直角である。直角
入射からかなりずれている（例えば、２０°以上）ビー
ム通路が使用される場合には、光のＥベクトルがＭＱＷ
面に平行な偏光を使用することが好ましい。

ミクロンの空間分解能はレーザスポットの大きさによる
よりもむしろＭＱＷ構造の幅によって決定される。しか
しながら、レーザビームの大部分が周辺電界と相互作用
し、これによってＳＮ比を最大にするように直径の狭い
レーザスポットを使用することが有利である。短いパル
スレーザのスポットの大きさがミクロン範囲であるので
、ピコセコンドまたはサブピコセコンドの時間分解能が
達成される。例えば、ピコセコンド当り３０ミクロンの
最大伝播速度で導体に沿って伝播する電気信号の場合、
５ミクロンのスポットの大きさでは、時間分解能はサブ
ピコセコンドの範囲になる。

本システムの他の利点は、導体１２および１４を有する
回路に対する容量性負荷を最小にする高い固有抵抗を有
する半導体材料を使用することである。

第３図、第４図および第５図を参照すると、電気光学プ
ローブの透明なガラス支持体４４が示されている。この
支持構造４４は基板４６に接合され、この基板４６は外
面上にＭＱＷ構造４８が成長させられている。この構造
は基板４６の下端部５０まで延出している。この下面５
０はＭＱＷ構造４８の端部を含んでいる。第３図に示す
形式のＡｌ、ＧａＡｓおよびＡｌＧａＡｓ−ＧａＡｓ　
Ｍ　Ｑ　Ｗ構造はまたＭＱＷ構造４８用に使用すること
ができる。

反射する、好ましくは金の基準電極５２（約１０００オ
ングストロームの厚さを有する）がＭＱＷ構造の外側面
上に堆積されている。この電極は能動領域５４の所で細
くなっており、これは面５２の縁部５６に沿った幅にお
いて約１０ミクロンである。

光学ビームはレンズ５８によってこの能動領域５４上に
焦点を合わせられている。ビームは本質的にはＭＱＷ面
に直角である。電極５２が堆積している面における僅か
な入射角のために、反射ビームはレンズ６０に向かう別
の通路をとる。ＭＱＷ構造４８を形成する層の厚さは導
体１２および１４の間の間隔よりもかなり小さいことに
注意されたい。プローブは導体の上方に置かれているが
接触していない。これは、導体１２および１４が配設さ
れている装置１０を動かし、プローブおよびレーザを固
定しながら装置１０を移動したり、上昇したり、回転し
たり、または動かすことによって達成されることが好ま
しい。

基準電極５２はシールドとして作用し、導体１２からの
電界をＭＱＷ構造から遮閉する。疎開電極５２の左側の
他の全ての導体は、電極５２によって遮閉されるので測
定を行わない。対象の信号は基準電極によって終端する
電界を発生する。

また、基準電極は電気光学材料の領域内に電界ラインを
引き上げるように作用する。これはサブミクロン電極が
約１ミクロンのスポットの大きさを有するレーザプロー
ブで問い合わせられる場合重要である。しばしば、Ｓｉ
Ｏ□からなる１ミクロンの表面処理層が回路の上部に成
長させられる。この状態において基準電極は電界ライン
をＳｉＯよがら引出し、Ｅ−０領域に引き入れることが
できる。

基準電極は電界を打ち消す電位に維持され、これにより
以下に詳細に説明するように極性感知測定が得られる。

いずれにしても、レーザビー１１は非常に小さな大きさ
のスポットに、例えば１ミクロンの直径に集められ、第
３図に示すように入力ビームから僅かな角度で基準電極
１２から離れて反射する。

第６図を参照すると、導体の長さ方向に沿った所定の点
における導体１２上の信号を測定し、また信号が導体に
沿って伝播する場合の信号を表示するように電気光学的
にサンプリングするＭＱＷ構造４８を有する第３図のプ
ローブを使用したシステムを示している。

第６図に示すＭＱＷ装置４３は第３図ないし第５図に示
す装置と同じである。光学ビームはレーザダイオード６
０から発生する。無線周波（適切には約１００ＭＨｚ）
発生器６２はステップリカバリダイオード６４を駆動し
、このダイオード６４はレーザダイオード６０を作動す
るパルスを発生する。

駆動信号が約１００ＭＨｚである図示の場合は、１００
ＭＨｚの速度の約１００ｐｓのパルスがダイオード６４
から出力され、レーザダイオードによって光学パルスに
変換される。これらの光学パルスは顕微鏡の対物レンズ
である入力レンズ５８を介して基準電極がＭ　Ｑ　Ｗ　
ｈｌ造の縁部５６のところで細くなっている能動領域５
４に放出される。ＭＱＷ構造から反射された光は出力レ
ンズ６０（第３図参照）を通過してＰＩＮホトダイオー
ド６６の形式のホトセンサにあたり、ここで光学信号は
対応する電気信号に変換され、ロックイン増幅器６８に
供給される。この増幅器はロックイン基準信号、例えば
１ＫＨｚの繰り返し速度のパルス列を発生する発振器を
有している。ロックイン増幅器システムに関するより多
くの情報については、前述したモロ−等の特許を参照さ
れたい。ロックイン増ＶＳはロックイン信号■よを発生
し、このロックイン信号は制御信号としてフィードバッ
クコンピュータ７ｏに供給される。コンピュータはロッ
クイン信号が供給されるのでロックイン信号速度で動作
する。コンピュータは振幅Ｖ□のパルス形式の出方信号
を発生する。これらの信号はデイスプレィ７８、適切に
は陰極線オシロスコープ（ＣＲＯ）および基準電極５２
に供給され、ここでこれらの信号は導体１２上の電界に
対抗する電界を発生する。

ＲＦ９！生器６２からの駆動信号は移相器７２を介して
パルサ７４に供給される。パルサ７４はロンフィン周波
数でバースト状の１００ＭＨｚのパルスを導体１２に供
給する。これらの１００ＭＨｚのパルスは導体１２に沿
って伝播する。プローブの位置はマイクロマニュピユレ
ータ７６によって設定される。

パルス列は導体１２に沿って伝播しながら、信号強度に
比例した電界を発生し、この電界はＭＱＷ構造４８の能
動領域を通過する。他の導体１４は基準電極５２によっ
て疎開され、測定されない。

ＭＱＷの能動領域を通る電子吸収は電界強度に従って変
化し、光学ビームの強度はそれに応じて変化する。それ
から、ホトセンサ６６はパルス時に導体に沿って伝播す
る電気信号に対応する信号を発生する。ロックイン増幅
器は、その結果コンピュータ７０に直流信号ｖ２を供給
する。コンピュータは動作し、導体１２上の信号による
電界に対抗する電界を発生するように振幅が変化するパ
ルスを発生する。信号ｖ２が単極性であるにも関わらず
。

この対抗電圧は両極性である。

電界強度の関数としての電子吸収特性は第７図に示され
ている。目的は特性の先端における透過を発生する対抗
電界を発生することである（電界＝０）。コンピュータ
は次のアルゴリズムに従って動作する。Ｃ／パスカル表
示に従って、■２の絶対値が第７図の先頭における透過
に対応する小さな値ｙより大きい場合には、ν、を出力
する。それから、Ｖ□を低減するとともに、ｖ２の絶対
値を低減する。そうでない場合には、ｖｏを増大すると
ともに、■２の絶対値を低減する。特別な例の場合には
、対抗電圧Ｖ工はＯで開始すると仮定し、プローブ４３
によって抽出された電界は＋３である。それから、コン
ピュータはアルゴリズムに従って、Ｖ工を例えば−１に
低減する。これは−４の正味の電界を発生する。この電
界に応答して信号ｖ２は低減するよりもむしろ増大する
。従って、次の繰り返しでＶ□は増大する。■□におけ
る０に戻る増大はｖ２におけろ低減となる。次の繰り返
しで、Ｖ□は再び増大し、例えば＋１になり、ｖ２は再
び低減する。

続く繰り返しでは、■□の値は−３に低減し、この時、
■２はｙを超えず、電圧ｖ０は維持される。

ＶよはＣＲＯデイスプレィ７８に表示される。それから
、導体１２に沿って伝播するパルスの移相は移相器７２
を使用して変更される。次の測定は僅かに遅延した時間
における信号を示し、他のサンプルがＣＲＯに表示され
る。連続的に時間を遅らせて移相器を連続的にシフトす
ることによって。

全信号がサンプルされ、ＣＲＯデイスプレィ７８に表示
される。移相器７８を使用する代わりに、前述したモロ
−等の特許に記載されているように光学ビーム路に光学
遅延手段を使用してもよい。

導体から導体１２の右側へのクロストークのような雑音
を軽減したい場合には、上述した測定において電極５２
が導体１２の右側になるようにプローブ４３を位置付け
てもよい。この測定結果は影雑音信号に対応し初期のプ
ローブ位置から得られる信号から差し引かれる。プロー
ブの正確な位置は、左側の近隣の電極（導体１４）が疎
開されている場合重要ではない。プローブが電極から引
き離されると、得られた波形に対するＳ／Ｎ比が低下す
る。

第８図を参照すると、前記プローブ４３に類似したプロ
ーブが示されており、このプローブはＡｌＧａＡｓ基板
４６を使用し、この上にＭＱＷ構造４８が設けられてい
る。また、電極５２がＭＱＷ構造の外側面上に使用され
ている。電極はＭＱＷ構造におけるプローブの能動領域
を定めている。

光学ビームを能動領域５４に供給するために、被覆物お
よびコア８２を有する光学ファイバ８０が使用されプロ
ーブを維持している。ファイバコアは基板４６内に成長
させられた導波管トンネル８４と光学的に連通ずるよう
に配列されている。

ファイバコアおよびトンネルはプローブ４３の能動領域
５４へのビームを制限するように直径が１ないし５ミク
ロンである。

上述した説明から、改良された電気光学非接触信号測定
システム（方法および装置）およびこの装置に使用する
改良されたプローブが提供されていることが明らかであ
ろう。本発明の範囲内における方法および装置を含むこ
こに記載したシステムの変更および変形は本技術分野に
専門知識を有する者によって疑いもなく考えられること
であろう。例えば、本発明は縦動作モードを使用してポ
ッケルス効果のＥ−０結晶を使用して実施することがで
きる。この用途の材料はＧａＡｓおよびＡｌＧａＡｓを
含むエピタキシャル成長Ｅ−０感知媒体を含む。

両者は全ての重要なＥ−０効果を維持しながら導電性を
禁止するように衝突する軽いイオンである。

従って、上述した説明は例示であって限定の意味にとら
れるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による導体上の電気信号を測定するプロ
ーブの斜視図である。 第２図は対象の信号を発生する導体の電極構造にすぐに
隣接しているプローブの一部を示す部分断面図であり、
第２′図はＭＱＷ構造を示す拡大された挿入図である。 第３図は本発明の他の実施例によるプローブの部分斜視
図である。 第４図は第３図の線４−４に沿ってとった部分断面図で
ある。 第５図は第４図に示すプローブの部分端面図である。 第６図は第３図ないし第５図に示すプローブを使用した
電気光学サンプリング測定を行うシステムを示す構成図
である。 第７図はＭＱＷプローブの応答特性を示す曲線である。 第８図は本発明の更に他の実施例によるプローブの部分
断面図である。 １０・・基板、１２．１４・・・電極、１６・・プロー
ブシステム、１８・・・ＭＱＷ構造、２０・・・半導体
基板、２２・・上層、２４．２６・・・プリズム、２８
・・・レンズ、３ｏ・・・ビーム、３２・・・出力ビー
ム、３４・・レンズ、４３・・・ＭＱＷ装置、６０・・
・レーザダイオード、６２・・ＲＦ発生器、６６・・・
ホトセンサ、６８・・・ロックイン増幅器、７ｏ・・・
コンピュータ、７２・・・移相器、７４・・・パルサ、
７８・・・ｃＲｏデイスプレィ。 特許出願人　　ザ・ユニヴアーシティー・オブ・ロチェ
スター代理人　弁理士　松井政広　（外１名）電界（Ｖ
／μｍ） 第８図 手続補正書 平成１年１１月２８日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導体の空間的な所定の位置における導体上の電気信
   号を測定する方法であって、前記位置において前記導体
   からの周辺電界内に電気光学材料からなるプローブを設
   定し、前記プローブに光ビームを通過させ、前記プロー
   ブを通過した後の前記ビームを第２の電気信号に変換し
   、前記第２の電気信号に応答して前記周辺電界を打ち消
   す電界を、前記最初に記載した信号を測定する第３の電
   気信号によって前記プローブに発生させるステップを有
   する前記方法。 ２、前記電界発生ステップは、前記電界と交差するよう
   に前記プローブの前記導体と対向する側に基準電極を設
   定し、前記第３の信号を前記基準電極に供給するステッ
   プを有する請求項１記載の方法。 ３、前記導体は本体上の複数の導体のうちの１本であり
   、更に、前記１本の導体の一方の側と該一方の側の複数
   の導体のうちの他の導体との間の前記電極を有する前記
   １本の導体の一方の側に配設された複数の導体のうちの
   他の導体と前記１本の導体との間にプローブを設定し、
   前記ビームの通過、変換および発生ステップを実行して
   、前記複数の導体のうちの前記他の導体の前記第３の信
   号に寄与する測定用の信号成分を発生し、前記対向する
   側と前記基準電極との間の前記プローブを有する前記一
   方の側に対向する前記導体の側に前記プローブを設定し
   、前記ビームの通過、変換および発生ステップを実行し
   て、前記第３の信号を発生し、前記第３の信号から前記
   信号成分を差し引いて前記第１の信号を測定する請求項
   ２記載の前記方法。 ４、前記通過手段は前記基準電極において前記ビームを
   反射させることによって実行され、前記変換ステップは
   前記反射されたビームを光検出するステップを有する請
   求項２記載の前記方法。 ５、前記導体は基板上に互いに間隔を開けて配設されて
   いる複数の導体のうちの１本であり、前記プローブは前
   記導体間の間隔よりも小さな対向する側部間を有するＭ
   ＱＷ構造を有し、前記設定手段は前記ＭＱＷ構造を前記
   導体間に設定することによって実行される請求項１記載
   の方法。 ６、前記位置はミクロン範囲の寸法であり、更に前記Ｍ
   ＱＷ構造の対向する側部の一方上にミクロン範囲の領域
   を有する導電性材料からなる層形状の基準電極を堆積さ
   せるステップを有し、前記設定手段は前記１つの導体か
   らの電界内に前記導体間の前記領域を設けるように実行
   される請求項５記載の方法。 ７、前記ビーム通過ステップは前記ビームが前記ＭＱＷ
   構造を通過し、前記領域において前記電極で反射され、
   前記ＭＱＷ構造を再び通過するように前記ビームの焦点
   を前記領域上に合わせることによって達成され、前記変
   換手段はビームが前記領域を再び通過した後のビームに
   対して実行される請求項６記載の前記方法。 ８、前記導体に沿って前記第１の信号を伝播し、前記ビ
   ームをパルス状で発生するステップを更に有する請求項
   １記載の方法。 ９、前記導体上の前記信号および前記ビームのパルスの
   １つを互いに同相で相対的に遅延させ、前記各パルスの
   発生時サンプルを測定し、前記サンプルから前記第３の
   信号を表示するステップを更に有する請求項８記載の方
   法。 １０、サブミクロンの電気光学電界プローブであって、
   側面および縁部を有する端面を有する基板と、前記側面
   に平行に前記縁部に延出している複数の層を有する前記
   側面上の多重量子井戸（ＭＱＷ）構造であって、該構造
   は前記プローブの端面を画定するように約１ミクロンを
   超えない幅を有し、前記プローブを通って前記電界が前
   記ＭＱＷ構造の領域内に入るようになっている前記多重
   量子井戸（ＭＱＷ）構造と、光ビームを前記領域に限定
   された前記ＭＱＷ構造を通過させる手段とを有するサブ
   ミクロンの電気光学電界プローブ。 １１、前記ＭＱＷ構造上に配設された上層 （ｓｕｐｅｒｓｔｒａｔｅ）を更に有し、この上層は前
   記ＭＱＷ構造が上側に配設されている側面および前記プ
   ローブの端面を画定する端面を有している請求項１０記
   載のプローブ。 １２、前記ＭＱＷ構造と熱的に連結された温度制御手段
   を更に有する請求項１０記載のプローブ。 １３、前記基板が上側に配設された透明部材を更に有す
   る請求項１０記載のプローブ。 １４、前記端面にほぼ平行な通路に沿って前記領域を通
   る前記ビームを屈折する面を有する前記透明部材上に設
   けられたプリズムを更に有する請求項１３記載のプロー
   ブ。 １５、前記基板に対向し、前記端面に延出する前記ＭＱ
   Ｗ構造の側部に配設された導電材料からなる層を更に有
   する請求項１０記載のプローブ。 １６、前記領域は前記縁部に沿って配設され、前記導電
   性材料の層は前記領域の面積にほぼ等しい面積に前記端
   面に向かって狭くなり、前記ビーム通過手段は前記ビー
   ムが反射される前記導電材料の層の前記領域に前記ビー
   ムを向ける手段を有する請求項１５記載のプローブ。 １７、前記ビームを向ける手段は前記端面に沿った前記
   基板を通って前記ＭＱＷ構造の前記領域に延出する光学
   導波管を有する請求項１６記載のプローブ。 １８、前記ビームが伝播する光学ファイバを更に有し、
   前記導波管およびファイバは互いに光学的に連通するよ
   うに接続されている請求項１７記載のプローブ。 １９、導体の空間的な所定の位置における導体上の電気
   信号を測定するシステムであって、前記位置において前
   記導体からの周辺電界内に設けられている電気光学材料
   からなるプローブと、前記プローブに光ビームを通過さ
   せる手段と、前記プローブを通過した後の前記ビームを
   第２の電気信号に変換する手段と、前記第２の電気信号
   に応答して前記周辺電界を打ち消す前記プローブにおけ
   る電界を第３の電気信号で発生する手段と、前記第３の
   信号から前記最初に記載した信号を測定する手段とを有
   する前記システム。 ２０、前記電界発生手段は前記電界と交差するように前
   記導体に対向する前記プローブの側部に設けられた基準
   電極および前記第３の信号を前記基準電極に供給する手
   段を有する請求項１９記載のシステム。 ２１、前記基準電極において前記ビームを反射する手段
   が設けられ、前記変換手段は前記反射されたビームに応
   答するようになっている請求項２０記載のシステム。 ２２、前記プローブは約１ミクロンより小さい対向側部
   間の幅を有する多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する請
   求項２１記載のシステム。 ２３、前記位置はマイクロ範囲の寸法を有し、前記ＭＱ
   Ｗ構造の対向側部の一方上にミクロン範囲の面積を有す
   る導電性材料から成る層形状の基準電極およびシールド
   を有し、前記シールドは前記導体からの電界以外の電界
   から前記ＭＱＷ構造を遮閉するように配設されている請
   求項２２記載のシステム。 ２４、前記ビームが前記ＭＱＷ構造を通過し、前記領域
   において前記電極によって反射され、前記ＭＱＷ構造を
   再び通過するように前記ビームの焦点を前記領域上に合
   わせる手段を更に有し、前記変換手段は前記ＭＱＷ構造
   を通過した後の前記反射されたビームに応答するように
   なっている請求項２３記載のシステム。 ２５、前記第１の信号を前記導体に沿って伝播する手段
   及び前記光学ビームをパルス状に発生する手段を更に有
   する請求項１９記載のシステム。 ２６、互いに同相で前記導体に供給される前記信号およ
   び前記ビームのパルスの１つを遅延させる手段および前
   記各パルスを発生時にサンプルを測定し、前記サンプル
   から前記第３の信号を表示する手段を更に有する請求項
   ２５記載のシステム。