JPH03170874A - 光強度変化検出装置 - 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】

〔産業上の利用分野】 この発明は光強度変化検出装置に係り、特に、被測定信
号、例えば電界の変化に対応して、通過する光の強度が
変化する電気光学結晶等の光強度変化手段を備えた光強
度変化検出装置に関する．

【従来の技術】

従来のこの種光強度変化検出装置、到えば電界強度によ
って屈折率が変化する電気光学材料を用いた、いわゆる
Ｅ　／　Ｏ　Ｋ圧検出装置としては、ＵＳＰ４、４４６
、４２５号公報に開示されるもの、特開昭６３−３００
９６９号公報あるいは特開昭６４−９３７０号公報等に
開示されているものがある． これらの電圧検出装置は、先端に光反射面を備えた電気
光学材料からなる光プローブを備え、光反ｑｔ面からの
反射光を光検出器によって受光し、光電変換するもので
あるが、光検出器のダイナミックレンジが大きくないた
めに、微弱な強度変化（重圧変化）をＳ／Ｎ良く検知す
ることができない。このため被測定電気信号をオン・オ
フして、その変調周波数の信号を狭帯域増幅する必要が
あった。 前出のＵＳＰ４，４４６，４２５号発明等においては、
被測定電気百号が、光検出器の出力信号である場合には
、その光検出器に入射する光パルスをオン・オフすれば
よく、容易に行うことができるか、この場合被測定デバ
イス（被測定電気百号源）は、光で電気信号を発生する
ものに限られるという問題点がある。

【発明が解決しようとする課題】

一方、被測定電気信号を電気チョップ素子により直接オ
ン・オフすることら考えられるが、この場合Ｃ．ｔ、被
測定信号が電気チョップ素子を通る際に、波形歪みが生
じ、正確な波形計測が困難となるという問題点がある． 更に、直流電圧を測定する場合を考えると、Ｅ／０７′
ローブに電圧を印加すれば、これを通過する光強度が変
化するのであるから、光検出器により通過光１をモニタ
すれば直流電圧でも測定できるはすである。 しかしながら、Ｅ／０７ローブの感度が低いので、僅か
数■の印加電圧では、その光量変化が極僅かであり、通
常の光バワメータではダイナミックレンジが足らず検出
できない。 一般に、第１４図に示されるように、被測定電気信号を
チョップして、ロックインアンプによってその変調成分
のみを効率良く検出することが提案されている。 しかしながら、直流電圧を測定する場合は、その電気信
号をチョップできないので、第１５図に示されるように
光プローブへの入射光をチョップすることが考えられる
． しかし、このまま口ックイン検出したのでは，第１５図
（Ｃ）に示されるように光強度そのものをＪｌｊ定して
いるだけであって、Ｅ／Ｏプローブへの重圧印加による
変化分を検出することかできない 更に、前述の如く、光プローブ先端には光反Ｈ・レ面が
形或されているが、この光反射面の反射率を１００％と
することが困難であるので、どうしても該光反射面から
被川定信号源測に入射光の一部か洩れてしまうという問
題点かある． 入射光の一部が光反射面から被測定信号ａｉ開に洩れる
と、該被測定信号源での反射光が再び光反９・ｒ面を通
過して光プローブ内に入り込み、これが出力信号の一部
として検出されてしまう，上記の場合、被測定信号源に
おける光反射率が一定であれば、この反射率及び光反射
面の透過率を考慮して信号処理し、正しい測定値を得る
ことができる． しかしながら、被測定信号源は、例えばＬＳＩ等の場合
、そのパターンによって、反射率が変化するために、容
易に補正をすることができない．この発明は上記従来の
問題点に鑑みてなされたものであって、被測定信号をオ
ン・オフすることなく該被測定信号の変化を確実に検出
することができるようにした光強度変化検出装置を提供
することを目的とする． 又この発明は、直流電圧等の変化のない信号をも測定可
能とした光強度変化検出装置を提供することを目的とす
る． この発明は、光反射面を備えた光強度変化手段を有する
光強度変化検出装置において、光反射面を透過する光に
よるノイズを補正することができるようにした光強度変
化検出装軍を提供することを目的とする． 又、上記のような、光反射面を透過した光が、被測定信
号源表面の反射率のばらつきによって、生じるノイズの
ばらつきを補正することができるようにした光強度変化
検出装置を提供することをも目的とする．

【課題を解決するための手段】

この発明は、被測定信号の変化に対応して、通過する光
の強度が変化する光強度変化手段と、光を出射する光源
、この光源から出射された光を繰返しオン・オフする光
チョップ手段、及びこの光チョップ手段を前記被測定信
号に同期して制御する光チョップ制御手段を含む光源装
置と、この光源装置から出射され、前記光強度変化手段
を通過した光を光電変換する第１の光検出器と、前記光
源装置からの光であって光強度変化手段により強度変化
を受けない光を光電変換する第２の光検出器と、前記第
１及び第２の光検出器の出力の差を前記チョップ手段に
おけるオン・オフの周波数で狭帯域検出する狭帯域検出
手殴と、を有してなる光強度変化検出装置により上記目
的を達成するものである． 又、前記第２の光検出器を、前記光源装置からの光が前
記光強度変化手段に入射する前に、該光の少なくとも一
部を受光するようにして上記目的を達成するものである
． 又、前記第２の光検出器を、被測定信号により強度変化
を受けないとき、前記光強度変化手段を通過する光を受
光するようにして上記目的を達戒するものである． 更にス、被測定信号による光強度変化．がないときの、
前記第１及び第２の光検出器の出力の差が０になるよう
に、これら第１及び第２の光検出器の出力信号の少なく
とも一方を調整する出力調整器を設けることにより上記
目的を達成するものである． 又、前記光源を、被測定電気信号と同期する短パルス光
源とすることにより上記目的を達戒するものである． 又、前記光チョップ手段を、機械式光チョッパー、超音
波光変調器又は光源駆動回路のうちのいずれかとするこ
とにより上記目的を達戒するものである． 又、前記狭帯域検出手段を、スベアナ、狭帯域フィルタ
ー、ロックインアンプ、又は狭帯域バンドパスアンプの
うちのいずれとすることにより上記目的を達成するもの
である． 又、前記光源を半導体レーザとすることにより上記目的
を達戊するものである．

【作用】

この発明においては、被測定信号ではなく、光強度変化
手段に入射される光を、光チョッフ゜手殴によってオン
・オフしているので、被測定信号をチョップする場合と
比較して、該被測定信号の正確な波形計測か可能である
。又直流電圧等の変化のない信号の測定も可能である。

【実施例】

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する．本発明
の第ｌ実施例は、第１図に示されるように、例えば電圧
変化を生じる電気信号源、強度変化あるいは周波数変化
を伴う超音波信号源、同様の光信号源、磁力信号源等の
被測定信号源１０における被測定信号の変化に対応して
、通過する光の強度が変化する電気光学素子、ファラデ
ー回転素子、音響光学素子、一部の光ファイバー等の光
強度変化千段１２と、半導体レーザからなる短パルス光
源１４と、この短パルス光Ｊｌ　１　４から出射される
光を繰返し高速でオン・オフする光チョッパ−１６、及
び、この光チョッパーｌ６を前記被測定信号源１０に同
期して制御する光チョ／バー制御回路１８、を含む光源
装置２０と、この光源装置２０から出射され、前記光強
度変化手段１２を通過した光を光電変換する第１の光検
出器２２と、前記光源装置２０からの光であって、光強
度変化手段１２に入射ずる前の光を側方に分離するビー
ムスプリッタ２４と、このビームスプリッタ２４から分
離された光を受光して光電変換する第２の光検出器２６
と、前記第ｌ及び第２の光検出Ｈ２２、２６の出力の差
を演算すると共に、これを前記光チョッパ−１６におけ
るオン・オフの周波数で狭帯域検出する狭帯域検出手段
２８と、から光強度変化検出装置３０を横成したもので
ある．前記狭帯域検出千段２８は、前記第１の光検出器
２２と第２の光検出器２６の出力の差を演算する演算回
路２８Ａと、この演算回路２８Ａの出力信号を、前記光
チョッパ−１６のオン・オフの周波数で狭帯域検出する
侠帯域フィルター２８Ｂと、この狭帯域フィルター２８
８の出力を増幅するためのアンプ２８Ｃと、前記光強度
変化手段１２における被測定信号による光強度変化がな
いときの、前記ｈｚ　ｔ及び第２の光検出器２２、２６
の出力の差がＯになるように、前記演算回路２８Ａを調
整するｊじ力調整器２８Ｄと、を陥えて構成されている
。 この出力調整器２８Ｄは、前記第１及び第２の光検川器
２２、２６の出力信号の一方又は両方を調整するもので
ある。 この実施例の場合、被測定信号源１０の信号を直接オン
・オフすることなく、光チョツパーｌ６により光をオン
・オフすることによって、被測定信号をオン・オフした
と同様の効果を得ることができる． 従って、被測定信号のオン・オフによる信号波形の歪み
を防止することかでき、該被測定ｆＳ号の正確な波形計
測が容易となる。 又前記短パルス光源１４は、これを被測定信号と同期さ
せることによって、被測定信号の変化による光強度変化
手段１２における光強度変化分を、短パルス光源１４の
光パルス幅程度のゲート時間で検出することができる， この場合、前記第１及び第２の光検出器２２、２６は、
これを高速型とする必要がない。 なお、上記第１実施例は、光源を短パルス光源としたも
のであるが、被測定信号を短いゲート時囲で検出する必
要がなければ、連続光の光源としてもよい． 又、前記実施的において、第２の光検出器２６は、光強
度変化手段１２への入射前の光をビームスブリッタ２４
で分離して受光するものであるが、この第２の光検出器
は、要すれば、光強度変化手段１２による光強度変化を
受けない状態の光を受光できるものであればよい． 従って、光智度変化手段１２の光出射側にビームスプリ
ツタを配置して、ここから、被測定信号によって光強度
変化を受けない状態での光を受光するようにしてもよい
． 又上記実施例において、光チョッパ−１６は、ｎｌｌｌ
ｌｌｉ式光チョンバー、超音波光変調器、あるいは光源
駆動回路とされている。 更に、前記狭帯域検出手段２８は、狭帯域フィルター以
外に、スベアナ、ロツクインアンプあるいは狭帯域バン
ドパスアンプであってもよい．次に第２図に示される本
発明の第２実施例について説明する。 この第２実施例は、本発明を、電圧検出装置に適用した
ものであり、被測定物の所定部分の電界により屈折率変
化が生じる電気光学材料からなり、先端に光反射面３４
Ａが形戊された光プローブ３４と、この光プローブ３４
に入射させる光ビームを発生させる光源装置３６と、こ
の光源装置３６から出射され、前記光ブローブ３４に入
射し、且つ、前記光反射面３４Ａで反射された後に、該
光プローブ３４から出射された光ビームを受光して、光
電変換する第１の光検出器３８と、を有してなり、前記
第１の光検出器３８出力の変化から被測定物の電圧を測
定する電圧検出装置３２において、前記光源装置３６に
、光ビームを繰返しオン・オフする超音波光変調器３６
Ａを備えると共に、前記光プローブ３４にかかる電界に
より屈折率変化を受けない光ビームを、光プローブ３４
への入射前に受光して光電変換する第２の光検出器４０
と、前記第１及び第２の光検出器３８、４ｏの出力差を
、前記超音波光変調器３６Ａによるオン・オフの周波数
で狭帯域検出する狭帯域検出手殴４２と、を設けたもの
である． 前記光源装置３６は、前記超音波光変調器３６Ａと、光
源としての半導体レーザ３６Ｂと、この半導体レーザ３
６Ｂの出射側と前記超音波光変調器３６Ａの入射開との
間に配置された集光レンズ３６Ｃ及び光アイソレータ３
６Ｄと、前記半導体レーザ３６Ｂを、被測定物である被
測定電子デバイス４６と同期して駆動させるための半導
体レーザ駆動装置３６Ｅと、前記超音波光変調器３６Ａ
を制御するための光変調器制ａｌｌ装置３６Ｆと、から
構成されている． 図の符号４８は被測定電子デバイス４６を駆動させるた
めの電子デバイス駆動装置を示し、前記半導体レーサ駆
動装置３６Ｅに、被測定電子デバイス４６と同期させる
ための信号を出力するようにされている。 前記超音波光変調器３　６　Ａは、前記光変調器制御装
置３６Ｆによって制御されるものであるが、変調されな
いときのＯ次光は、前記光プローブ３４から逸れて、光
ストッパー５０に向かうようにされ、超Ｈ波によって変
調されたときコリメータレンズ５２を介して、１次光か
、前記光フ゛ロー１３・１に向かうように構成されてい
る。 このコリメータレンズ５２と前記光プローブ３４との間
には、偏光ビームスブリッタ５４、ビームスプリッタ５
６、コンベンセータ５８及び集光レンズ６０がこの順で
配置されている。 前記ほ光ビームスプリッタ５４は、これらを通過して、
一旦光プローブ３４に入射し、且つ光反射而３４Ａで反
射されてきた光を側方に分離し、第１の光検出器３８に
入射させるものである。 又ビームスプリッタ５６は、光グローブ３４への入射前
の１次光を側方に分離し、前記第２の光検出器４０に導
くものである． 前記狭帯域検出手段４２は、前記第２の光検出器４０の
出力を調整するための可変減衰器４２Ａと、この可変：
／Ａ衰器４２Ａを第１及び第２の光検出器３８、４０の
出力に応じて、前記光ブローブ３４に電界が印加されな
い状態でのこれら２つの光検出器３８、４０の出力が同
一となるように制御する可変減衰器制御回路４２Ｂと、
前記第１の光検出器３８からの出力及び可変減衰器４２
Ａを経た第２の光検出器４０からの出力を、前記光変調
器制御装置３６Ｆからの参照信号に基づいて、超音波光
変調器３６Ａによる光のオン・オフの周波数で、狭帯域
増幅するロックインアング４２Ｃと、を備えて構成され
ている． 図の符号５５は前記補正回路４４からの出力を、前記半
導体レーザ駆動装置３６Ｅからの信号に基づいて、半導
体レーザ３６Ｂにおける光パルス発生タイミング変化量
と共に記録する記録装置を示す．又符号５７は記録装置
５５の記録を表示、解析するための表示解析装置を示す
。 次に上記実施例の作用を説明する． 電子デバイス駆動装置４８により、被測定電子デバイス
４６を差動させ、この電子デバイス駆動装置４８からの
信号に基づいて、半導体レーザ駆動装置３６Ｅにより、
被測定電子デバイス４６と同期して半導体レーザ３６Ｂ
を駆動する．半導体レーザ３６Ｂからの出射光は、集光
レンズ３６Ｃ、光アイソレータ３６Ｄを経て超音波光変
調器３６Ａに入射する． この超音波光変調器３６Ａは、光変調器制御装置３６Ｆ
によって駆動され、入射光は変調されたとき１次光とな
って、コリメータレンズ５２、偏光ビームスプリッタ５
４、ビームスブリッタ５６、コンヘンセータ５８及び集
光レンズ６０を経テ光プローブ３４に入射する． 光プローブ３４には、被測定電子デバイス４６の電圧に
よる電界が作用し、その電界に応じて該光プローブ３４
内での光の遍光状態が変化する，光プローブ３４内で、
入射光は光反射面３４Ａで反射された後再び集光レンズ
６０、コンベンセ一夕５８、ビームスブリッタ５６を経
て偏光ビームスプリッタ５４に至り、ここで第１の光検
出器３８に向けて反射される。 一方、超音波光変調器３　６　Ａ．からのｌ次光は、ビ
ームスブリッタ５６を通過する際に、その一部が反射さ
れ第２の光検出器４０に到達する．第１の光検出器３８
の出力Ａと、第２の光検出器４０の出力Ｂは、前記可変
減衰器４２Ａ及び可変減衰器制御回路４２Ｂによって、
自動的に、且つ予め、光ブローブ３４に電界が印加され
ない状態での出力かＡ＝Ｂとなるように調整されていて
、可変減衰器４２Ａによって出力が調差された後、ロッ
クインアンプ４２Ｃに入力される．このロックインアン
プ４２Ｃは、光変調器制御装置３６Ｆからの参照信号に
基づいて、Ａ−Ｂの信号或分のうち、光変調器制御装置
３６Ｆからの参照信号に基づいて、超音波光変調器３６
Ａのオン・オフの変調周波数成分を狭帯域で増幅する．
このロックインアンプ４２Ｃの出力即ちＡ−Ｂ一Ｃは、
記録装置５４に入力されて、記録装置５５は、前記半導
体レーザ駆動装置３６Ｅにおける光パルス発生タイミン
グ変化量と共に、ロックインアンプ４２Ｃの出力を記録
し、これが、表示解析装ｔｆｆ５７で表示、解析される
． 従ってこの実施例においては、被測定電子デバイス４６
における信号をオン・オフすることなく、光プローブ３
４に入射する光を超音波光変調器３６Ａによってオン・
オフして、被測定信号そのものをオン・オフさせて同等
の効果を得ることかでき、しかも、披測定電子デバイス
４６におけるオン・オフに基つく信号波形の歪みか解消
される。 又この実施例においては、半導体レーザ３６Ｂが、被測
定電子デハイス４６の信号に同期して駆動されるので、
光パルス発生タイミングを順次変化させていくことによ
って、被測定電子デバイス４６に３ける信号波形を正確
に測定することができる． 上記のように、この実施例は、半導体レーザ３６Ｂを被
測定電子デバイス４６と同期させることによって高速電
気波形の計測を可能としたものであるが、本発明はこれ
に限定されるものでなく、被測定電子デバイス４６に直
流電圧を印加するような場合についても適用され得るも
のである．この場合は、光源装置における光源はパルス
光である必要はなく、Ｈｅ　Ｎｅレーザ等の直流光源て
゛あってもよい． 直流電圧を測定する場合は、第１４図及び第１５図に示
されるように従来不可能であったが、この実施例におい
ては、第３図に示されるように、人力光をチョップし、
ロックインアンア４２Ｃにおける差動入力（Ａ−Ｂ）で
、光ブロープ３４への電圧印加による変化分のみを、第
３図＜Ｄ）に示されるようにロックイン検出することが
できる。 従って絶対電圧の測定も可能となる。 次に第４図に示される本発明の第３実施例について説明
する． この第３実施例は、前記ロックインアンプ４２Ｃの出力
四に補正回路４４を設けたものである。 池の構或は前記第２図の第２実施例と同一であるので、
同一部分には第２図と同一の符号を付することにより説
明を省略するものとする．前記補正回路４４は、前記光
ブローブ３４への電界を印加しない状態及び印加した状
態での、前記ロックインアンプ４２Ｃの出力の差を演算
すると共に、該出力の差を、前記光グローブ３４への電
界を印加しない状態での前記第１の光検出器３８の串力
で除ずようにした割算器から構成されている。 次にこの実施利の作用について説明する。 通常、光プローブ３４先端の光反射面３４Ａの反射率を
ｌ００％とすることは不可能である。 従って、光ブローブ３４への入射光の一部は、該光反射
面３４Ａを透過して被測定物表面に到達し、且つそこで
反射され、再び光反射面３４Ａを通って光ブローブ内に
入り込み、これが光検出器にノイズとして検出され、測
定誤差の原因となる。 のみならず、被測定物表面の反射率にばらつきかある場
合は、この表面からの反対光による誤差或分も反射率の
変化に件って変化し、更に正確な測定を困難ならのとし
ている。 前記補正回路４４は、このような光反射面３４Ａの反射
率の不完全性に基づく透過光による誤差の影響、更には
被測定物表面の反射率のばらつきによる誤差を解消して
、正確な測定を可能とするものである． 第５図に示されるように、被測定物、例えば前述の被測
定電子デバイス４６表面における反射率の異なる第１及
び第２の領域４６Ａ、４６Ｂ、及び、これらの反射率Ｒ
１及びｎ２を仮定する．入射光強度を２ＩＯ、光反射而
３４Ａの反射率をＲｏとする。 ここで、Ｒｏ＝１とした場合、光ブローブ３４からの基
本となる出力■は次の（１）式で表わされる。 Ｉ＝Ｉｏ　　（１＋π／Ｖπ−ｖ　　）　　　　・・　
＜１）ここでＶπ・・・半波長重圧、■は被測定電圧を
示す． 一方、光反射面３４Ａの反射率がＲ　ｏ　＜　１の状態
で該光反射面３４Ａで反射した光の出力及び透過した光
の出力をそれぞれＩＸ及びＩＹとすると、ｒＸ　　＝Ｉ
ｏ　　（Ｉｌ　＋π／Ｖπ　・　Ｖ　　）　　　・＝（
２）Ｔ　Ｖ＝（Ｉ　　　　Ｒｏ）　　２　Ｒ１Ｉｏ（　
１＋π／Ｖπ　・■　）・・・　（　３　）となる。 前出（】）式の■はＩ×とＩＶの和にほぼ等しい。従っ
て１は次の（４）式に示されるようになる。 Ｉ＝Ｉｘ＋，Ｉｙ １ｏ（１＋π／Ｖπ・Ｖ） （Ｒｏ＋（Ｉ　　　Ｒｏ）’Ｒ１）＝−（４）ここで、
ｆｘ、Ｉｙは共に、偏光ヒーｌ＼スプリノタ５４で光量
が半分になるものと仮定している。 前記第２実施例の場合について説明したように、狭帯域
検出手殴４２は可変減衰器４２Ａ及び可変減衰器制御回
路４２Ｂを備え、光プローブ３４に電圧が印加されてい
ない状態での第１及び第２の光検出器３８、４０の出力
が等しくなるように調整されていて、この状態で、ロツ
クインアンプ４２Ｃからは、差動出力■＾−ＩＥＩ即ち
第２図のＡ−Ｂ＝Ｃが出力される。 前記第１の領域４６Ａ及び第２の領域４６Ｂを測定する
際の、各領域における、光ブローブ３４への電圧印加無
し及ひ印加有りのときの■＾、工Ｂ及び■＾一日は次の
ようになる。 即ち、第１の領域４６Ａにおいては次の（５）〜（９）
式のようになる．ここで（○）は電圧印加有り、又（×
）は電圧印加無しをそれぞれ示すものとする． Ｉ＾（Ｘ） ＝Ｉ　ｏ　　（Ｒｏ＋　（１−ｎｏ　）　’　Ｒ１　１
・・・　（５） Ｉ　＾　（○） ＝Ｉｏ　　（Ｒｏ＋（Ｉ　　　Ｒｏ）’Ｒｔ　　）（　
１＋π／Ｖπ・Ｖ　）　　　・・・　（６）Ｉ日＝■＾
（×） ＝Ｉ　ｏ　（Ｒｏ＋（Ｉ　　Ｒｏ　）　２Ｒｌ　）・・
　（７） Ｉ八一日（×） ＝Ｉ＾＜Ｘ）−Ｉ日＝０　　　・・・（８）ＩＡ一日（
○） ＝　Ｉ　＾　（○）−■８ ＝Ｉ　　ｏ　　（Ｒｏ＋　　（Ｉ　　　Ｒｏ　）　　２
　Ｒｌ　　）π／Ｖπ・■　　　　　　　　・・・　（
９）又第２の頭域４６Ｂにおいては次のく１０）〜（１
３）式のようになる。 ｆＡ（Ｘ） Ｉ　ｏ　（Ｒｏ＋（ｌ　　Ｒｏ　）　２Ｒ２　）・・・
（１０） Ｉ　へ　（０） ＝Ｉｏ　　ｆＲｏ＋（Ｉ　　　Ｒｏ）２　Ｒ２　　）（
ｌ＋π／Ｖπ・Ｖ　）　　・・・　（１　１）ｌ　Ａ−
ｓ（Ｘ） ＝■＾（ｘ）−Ｉ日 ＝Ｉ　　ｏ　　（Ｉ　　　Ｒｏ　）　　２（Ｒ２　　−
Ｒ１　　）・・・　（　■　２） ＩＡ−Ｂ　　（○） 一■＾（○）−１日 ＝Ｉｏ　　［（Ｉ　　　Ｒｏ）２　（Ｒ２　　−Ｒ１　
　）十（　Ｒ　ｏ　＋　（　Ｉ　　Ｒ　ｏ　）　２π／
■π・ＶＮ ・・・　（１　３） なお、１日は（７）式の通りである。 次に、光プローブ３４への電圧印加の有無に３ける差動
出力（Ａ−Ｂ）の差を求めると、頭域４６Ａでは次の（
１４）式に示されるようになる。

【　　＾　　一　　日　　（　○　）−ｒ　　　＾　　
一　　日　　（Ｘ）＝Ｉｏ　（Ｒｏ＋（Ｉ　　Ｒｏ）２
Ｒｉ　）π／■π・Ｖ　　　　　・・・（１４）又領域
４６Ｂでは次の（１５）式で示されるようになる． ＩＡ一。（○）−ｒ八一日（Ｘ） ＝Ｉｏ　　（Ｒａ＋＜Ｉ　　　Ｒｏ）’Ｒ２　　１π／
■π・Ｖ　　　　　　　・・・（１５）上記（１４）及
び（１６）式において、Ｒ１とＲ２が異なるので、これ
らは完全に補正されているとはいえない（第６図参照）
． 前記（１４）式及び（１５）式を、電圧変化無しの状態
における出力■＾（×）で除算すると、次の（１６）式
及び（１７）式のようになり、第１及び第２の領域４６
Ａ、４６Ｂにおける反射率Ｒ１及びＲ２に依存せず、印
加電圧■に比例するものとなる。 ｛Ｉ＾−８（○）−Ｉ＾一日（×）｝ ／Ｉ＾（×） π／■π・■　　　　　　　・・・（１６）ｆ（Ａ−ｓ
（○）−１＾−ｅ　（Ｘ）　）／Ｉ＾（　Ｘ　） π／Ｖπ・■　・×　　　　　・・・（１７）前述の如
く、前記袖正凹路４４は、光プローブ３４に電圧が印加
されていない状態での、第１の光検出器３８の出力で、
ロツクインアンプ４２Ｃの差動出力を除算するので、結
果として（１６）式及び（１７）式か得られることにな
る．ここで、例えば、光反射面３４Ａの反射率ＲＯ＝　
９　Ｑ　％、又、被測定電子デバイス４６における最悪
条件を考慮して、第１の領域４６Ａの反射率Ｒｌ　＝Ｏ
、第２の領域４６Ｂの反射率Ｒ２＝１００％とすると、
領域４６ＡではＲ　ｏ　＋（　Ｉ　　Ｒ　ｏ　）’　Ｒ
１　＝Ｒｏ＝０．９０、領域４６ＢではＲ　ｏ　＋（Ｉ
　　Ｒｅ）’Ｒ２＝Ｒｏ＋（Ｉ　　Ｒｏ）’＝０９１と
なり、前出の、（１４〉式及び（１５）式の補正出力と
、（１６）式、（１７）式の補正出力との間には、約１
％の違いが出る．従ってこの実施例における測定精度は
約１％となる．上記実施例において、半導体レーザ駆動
装置３６Ｅは、電子デバイス駆動装置４８からの信号に
基ついて作動されているが、これは、例えば第７図に示
されるように、基準クロツク発生装置６２を設け、これ
から夕ロック信号を前記半導体レーサ恥動装置３６Ｅ及
び電子デバイス脂動装置４８に出力するようにしてもよ
い． 又、上記実施例は、第１の光検出器３８へは偏光ビーム
スブリッタ５４から、又第２の光検出器４０へはビーム
スプリッタ５６からそれぞれ光を反射させるようにして
いるが、これは、例えば第８図に示されるように、ハー
フミラー６４を入射光上に配置し、偏光子６６を通過し
た入射光の一部を第２の光検出器４０に反射させ、更に
光グローブ３４から戻した光の一部を検光子６８を介し
て第１の光検出器３８に入力するようにしてもよい． 更に、第９図に示されるように、前記第８図の実施例に
おけるハーフミラー６４の代わりに、前光ビームスプリ
ッタ５４を配置してもよい．又、上記実施例において、
第１の光検出器３８及び第２の光検出器４０の出力は、
可変減衰器４２Ａ及び可変減衰器制御回路４２Ｂによっ
て、光フ゛ローブ３４に電圧が印加されていないとき、
両出力が等しくなるように制御されているが、これは、
例えば第１０図に示されるように、第１の光検出器３８
を増幅ずる可変アンプ７０と、この可変アンプを、第１
及び第２の光検出器３８、４０の出力に応じて制御する
可変アンプ制御回路７２により制御するようにしてもよ
い． 又、第１１図に示されるように、第１及び第２の光検出
器３８、４０の出力を差動増幅器７４に入力させ、この
出力をロックインアンプ４２Ｃに入力させるようにして
もよい， この場合、差動増幅器７４は予め、光プロープ３　ｔ１
への電圧が印加されていない状態での第１及び第２の光
検出器３８、４ｏの出カが等しくなるように調整してお
く． 又、第１２図に示されるように、ロックインアンプ４２
Ｃの出力■に、割算回路７６を設けるようにしてもよい
．この割算回路７６は、ロックインアンプ４２Ｃの差動
出力を、第２の光検出器４０の出力の一部で割算し、こ
れによって、光源装置３６における光源の変動をキャン
セルするものである． 更に、上記各実施例は、超音波光変調器３６Ａや、ある
いは光チョヴパ−１６によって光源光をオン・オフする
ものであるが、これは、例えば前記実總例における半導
体レーザ３６Ｂを、半＃体レーザ駆動装置３６Ｅにより
、電気的にオン・オフすることによって光変調器により
光をオン・オフしたと同様の状態を形成するようにして
もよい．又この場合、第１３図に示されるように、半導
体レーザ駆動装置３６Ｅのオン・オフの信号を、ロック
インアンプ４２Ｃにおける参照信号に用いてもよい． 【発明の効果】 本発明は上記のように構或したので、被測定信号を直接
オン・オフすることなく、入射光をオン・オフすること
によって、同等の効果を得、しかも被測定信号の波形歪
みを防止することかできるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光強度変化検出装置の第１実施例
を示すフロンク図、第２図は本発明の第２実施例を示す
ブロック図、第３図は同第２実施例の作用を示す線図、
第４図は本発明の第３実施例の要部を示すブロック図、
第５図は同第３実施例における光グローブ近傍を拡大し
て示す断面図、第６図は同実施例による測定結果を示す
線図、第７図〜第１３図は上記第２実施例における各部
の変形例を示すブロック図、第１４図及び第１５図は、
従来の電圧検出装置における電気信号をチョッグした場
合及び入力光をチョップした場合の検出状態を比較して
示す線図である。 １０・・・被測定信号源、 １２・・・光強度変化手段、 ｌ４・・・短パルス光源、 工６・・・光チョッパー ２０、３６・・・光源装置、 ２２、３８・・・第１の光検出器、 ２４・・・ビームスブリッター ２６、４０・・・第２の光検出器、 ２８、４２・・・狭帯域検出手段尾、 ３０・・・光強度変化検出装置、 ３２・・・電圧検出装置、 ３４・・・光プローブ、 ３４Ａ・・・光反射面、 ３６Ａ・・・超音波光変調器、 ３６Ｂ・・・半導体レーザー ４２Ｃ・・・ロックインアンプ、 ４４・・・補正回路、 ４６・・・被測定電子デバイス。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定信号の変化に対応して、通過する光の強度
   が変化する光強度変化手段と、光を出射する光源、この
   光源から出射された光を繰返しオン・オフする光チョッ
   プ手段、及びこの光チョップ手段を前記被測定信号に同
   期して制御する光チョップ制御手段を含む光源装置と、
   この光源装置から出射され、前記光強度変化手段を通過
   した光を光電変換する第１の光検出器と、前記光源装置
   からの光であって光強度変化手段により強度変化を受け
   ない光を光電変換する第２の光検出器と、前記第１及び
   第２の光検出器の出力の差を前記チョップ手段における
   オン・オフの周波数で狭帯域検出する狭帯域検出手段と
   、を有してなる光強度変化検出装置。
2. （２）請求項１において、前記第２の光検出器は、前記
   光源装置からの光が前記光強度変化手段に入射する前に
   、該光の少なくとも一部を受光するようにされたことを
   特徴とする光強度変化検出装置。
3. （３）請求項１において、前記第２の光検出器は、被測
   定信号により強度変化を受けないとき、前記光強度変化
   手段を通過する光を受光するようにされたことを特徴と
   する光強度変化検出装置。
4. （４）請求項１、２又は３において、被測定信号による
   光強度変化がないときの、前記第１及び第２の光検出器
   の出力の差が０になるように、これら第１及び第２の光
   検出器の出力信号の少なくとも一方を調整する出力調整
   器を設けたことを特徴とする光強度変化検出装置。
5. （５）請求項１乃至４のうちのいずれかにおいて、前記
   光源は、被測定電気信号と同期する短パルス光源である
   ことを特徴とする光強度変化検出装置。
6. （６）請求項１乃至５のうちのいずれかにおいて、前記
   光チョップ手段は、機械式光チョッパー、超音波光変調
   器又は光源駆動回路のうちのいずれかであることを特徴
   とする光強度変化検出装置。
7. （７）請求項１乃至６のうちのいずれかにおいて、前記
   狭帯域検出手段は、スペアナ、狭帯域フィルター、ロッ
   クインアンプ、又は狭帯域バンドパスアンプのうちのい
   ずれかであることを特徴とする光強度変化検出装置。
8. （８）請求項１乃至７のうちのいずれかにおいて、光源
   は半導体レーザであることを特徴とする光強度変化検出
   装置。