JPH0519817Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、高分解能で広範囲の検出可能な表面
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８の表面電
位を検出する一般的な方法として、被測定物８の
表面に検出用電極１３を近接させ、被測定物８と
検出用電極１３の間に生じる静電誘導現象を利用
して、検出回路１５により被測定物８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。

また、被測定物の表面電位分布状態を測定する
為には検出部を移動させる機構が必要であつた。

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、また移動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、こ
のレーザ発振器より発振されたレーザ光をより太
い平行線束に変換するためのビームエクスパンダ
と、このビームエクスパンダにより太くされたレ
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レーザ光
の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
結晶素子を通過したレーザ光を反射させる多層膜
誘電体ミラーと、この多層膜誘電体ミラーで反射
しふたた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度異なる偏向方向に設定
した偏光板と、この偏光板を通過したレーザ光を
拡大投影する為のレンズと、このレンズで拡大さ
れたレーザ光を映し出す投影板とを備えたもので
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投影板で像として映し
だすことにより高分解能で広範囲な被測定物の表
面電位分布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
エクスパンダ２によつて、より太い平行光線束に
変換され、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とビームエクス
パンダ２の間、またはビームエクスパンダ２を構
成するレンズ２ａとレンズ２ｂの間、またはビー
ムエクスパンダ２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、
多層膜誘電体ミラー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８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１０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１０との間
に波長板９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１０を通過したレーザ光は、レンズ１１
により拡大され、投影板（スリガラスなど）１２
に電位の大きさが光の強弱の像として映し出され
目視可能な状態で出力される。

またさらにこの像をビデオカメラ等で撮像する
ことにより、電気信号への変換も可能である。

［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、また移動させることなく広範囲に渡る表面電
位分布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、従来例の主要部分の
断面図である。 １……レーザ発振器、２……ビームエクスパン
ダ、２ａ，２ｂ……ビームエクスパンダを構成す
るレンズ、３，１０……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……多層膜誘電体ミラー、８……被測定
物、９……波長板、１１……レンズ、１２……投
影板、１３……検出用電極、１４……リード線、
１５……検出回路。

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、 このレーザ発振器より発振されたレーザ光をよ
   り太い平行線束に変換するためのビームエクスパ
   ンダと、 このビームエクスパンダにより太くされたレー
   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レー
   ザ光の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たレーザ光を反
   射させる多層膜誘電体ミラーと、 この多層膜誘電体ミラー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度異なる偏向方向に設定した偏
   光板と、 この偏光板を通過したレーザ光を拡大投影する
   ためのレンズと、 このレンズで拡大されたレーザ光を映し出す投
   影板とを備えたことを特徴とする表面電位分布検
   出装置。