JPH0519816Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、表面電位分布検出装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 従来、第４図に示した様に被測定物７の表面電
位を検出する一般的な方法として、被測定物７の
表面に検出用電極１２を近接させ、被測定物７と
検出用電極１２の間に生じる静電誘導現象を利用
して、検出回路１４により被測定物７の表面電位
に応じた検出出力を得るものがある。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記従来技術の表面電位計は検出素子の漏れ電
流などにより検出出力が不安定であり、また解像
度を向上させる為には検出用の電極を小さくする
必要があるが、この場合電極の試料に対する面積
に応じて検出感度が低下する為に検出出力がより
不安定となると共にＳ／Ｎが低下するという問題
があつた。

そこで本考案は、電気光学結晶素子を用いて安
定した検出出力を得ると同時に高い解像度を得よ
うとした場合にも検出感度を低下させることなく
表面電位の検出が可能となる表面電位分布検出装
置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本考案における上記目的を達成するための手段
として、レーザ光を発振するレーザ発振器と、レ
ーザ光を常光線と異常光線の２つの異なつた位相
速度の光線に分ける為の電気光学結晶素子と、こ
の電気光学結晶素子に電界を生じさせて屈折率変
化を生じさせる為に、この電気光学結晶素子の上
部に設けた透明電極と、上記電気光学結晶素子を
通過し、被測定物の表面で反射し再び上記電気光
学結晶素子を通過したレーザ光を反射させ、方向
を変えるビームスプリツタと、このビームスプリ
ツタによつて反射された上記レーザ光を、上記電
気光学結晶素子に供給される前の直線偏波とは略
90度異なる偏光方向に設定した偏光板と、この偏
光板を通過したレーザ光を感知し、電気信号とし
て出力するフオトセンサとを備えたものである。

［作用］ 電気光学結晶に電圧をかけると、この電気光学
結晶の中を通る常光と異常光に対する屈折率が変
化する現象が起きる。

本考案はこの現象を利用して、電気光学結晶素
子に被測定物の表面電圧をかけ、この素子を通過
するレーザ光の常光と、異常光の位相差を偏光板
を通過する光量差に変えて測定することにより高
分解能な被測定物の表面電位検出を可能としたも
のである。

［実施例］ 以下、本考案の表面電位分布検出装置の一実施
例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本考案の一実施例における構成図で
ある。

レーザ発振器１より出力したレーザ光はビーム
スプリツタ４、透明電極５を通り、ニオブ酸リチ
ウム（LiNbO₃）などの電気光学結晶素子６に供
給される。但し、レーザ発振器１より出力された
レーザ光が、略直線偏波のときはこのままで良い
が、直線偏波以外のときはレーザ発振器１とビー
ムスプリツタ４の間に偏光板３を挿入し、直線偏
波にしてから電気光学結晶素子６に供給される。

電気光学結晶素子６に供給されたレーザ光は、
被測定物７で反射し、もう一度電気光学結晶６と
透明電極５を通り、ビームスプリツタ４へ供給さ
れる。その間、被測定物７の電位に応じた電圧が
電気光学結晶素子６にかかり、レーザ光は電気光
学結晶素子６を通る間に電圧に対応した常光と異
常光の位相差を生じる。

その後レーザ光は、ビームスプリツタ４で90度
方向を変えられ偏光板９に供給され、偏光板３よ
り出力された直線偏波とは90度異なる偏光方向の
成分のみ通過する。なお、ビームスプリツタ４と
偏光板９との間に波長板８を挿入することによ
り、光学的なバイアスをかけることができる。

偏光板９を通過したレーザ光は、フオトセンサ
１０により光の強弱に応じた電気信号に変換され
出力される。また検出出力の解像度を向上させる
為には、レーザ発振器１とビームスプリツタ４の
間にレンズ２等を設け、電気光学素子６に入射す
るレーザ光を集束させれば良く、この場合検出感
度を低下させることなく解像度の向上を容易に実
現できる。

次に第３図に基づいて使用例を説明する。

被測定物７の表面から一定の距離を保ちながら
表面に沿つて検出部１１を点Ａから点Ｂへという
ように相対変位させることにより（機構は図示せ
ず）、表面電位に応じた１次元検出出力が得られ
る。同様の操作を点Ｃから点Ｄへ、点Ｅから点Ｆ
へ、……というように順番に繰り返すことによ
り、被測定物表面上の２次元表面電位分布パター
ンを検出することができる。

また逆に、検出部１１を固定し、被測定物７を
相対変位させても同様に検出することができる。

［考案の効果］ 本考案の表面電位分布検出装置によれば、電気
光学結晶素子を使用して検出装置を構成したの
で、安定した検出出力を得ると同時に高い解像度
を得ようとした場合にも感度を低下させることな
く表面電位の検出が可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の表面電位分布検出装置の主
要部分の構成図、第２図は、被測定物電位とセン
サ出力の関係を表わす図、第３図は、本考案の使
用例を表わす図、第４図は、従来例の主要部分の
断面図である。 １……レーザ発振器、２……集束レンズ、３，
９……偏光板、４……ビームスプリツタ、５……
透明電極、６……電気光学結晶素子、７……被測
定物、８……波長板、１０……フオトセンサ、１
１……検出部、１２……検出用電極、１３……リ
ード線、１４……検出回路、ａ……対向部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 レーザ光を発振するレーザ発振器と、 入射したレーザ光を常光線と異常光線の２つの
   異なつた位相速度の光線に分ける為の電気光学結
   晶素子と、 この電気光学結晶素子に電界を生じさせて屈折
   率変化を生じさせる為に、この電気光学結晶素子
   の上部に設けた透明電極と、 上記電気光学結晶素子を通過し、被測定物の表
   面で反射し再び上記電気光学結晶素子を通過した
   レーザ光を反射させ、方向を変えるビームスプリ
   ツタと、 このビームスプリツタによつて反射されたレー
   ザ光を、上記電気光学結晶素子に供給される前の
   直線偏波とは略90度異なる偏光方向に設定した偏
   光板と、 この偏光板を通過したレーザ光を感知し、電気
   信号として出力するフオトセンサとを備えたこと
   を特徴とする表面電位分布検出装置。