JPH05312844A - 電界測定方法 - Google Patents
電界測定方法Info
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- JPH05312844A JPH05312844A JP4122309A JP12230992A JPH05312844A JP H05312844 A JPH05312844 A JP H05312844A JP 4122309 A JP4122309 A JP 4122309A JP 12230992 A JP12230992 A JP 12230992A JP H05312844 A JPH05312844 A JP H05312844A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気光学定数のような物性定数のみにより電
界センサの感度が決定されない高感度な電界測定方法を
提供する。 【構成】 電気光学効果を有する電気光学素子１の相対
向する平行な両端平面に所定の反射率を有する誘電体ミ
ラー２，３を装着してファブリー・ペロエタロンを形成
した電界センサ７を電界中に配設し、この電界センサ７
の一方の誘電体ミラー側から単色光４を入射し、この単
色光４に対する電界センサ７からの反射光又は電界セン
サ７を透過した透過光６の強度を検出することにより電
界を測定し、誘電体ミラー２，３の反射率を変えること
により電界センサ７の感度を自由に変えることで、高感
度の電界測定を行うようにした。
界センサの感度が決定されない高感度な電界測定方法を
提供する。 【構成】 電気光学効果を有する電気光学素子１の相対
向する平行な両端平面に所定の反射率を有する誘電体ミ
ラー２，３を装着してファブリー・ペロエタロンを形成
した電界センサ７を電界中に配設し、この電界センサ７
の一方の誘電体ミラー側から単色光４を入射し、この単
色光４に対する電界センサ７からの反射光又は電界セン
サ７を透過した透過光６の強度を検出することにより電
界を測定し、誘電体ミラー２，３の反射率を変えること
により電界センサ７の感度を自由に変えることで、高感
度の電界測定を行うようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光応用計測に利用され
る電界計等の電界測定方法に関する。
る電界計等の電界測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の空間電界の測定方法としては、例
えば、電位の測定から電界を求めるものやプローブ、フ
ィールドミルにより電界を測定するもの、そして、複屈
折効果を利用したものなどが挙げられる。最近では、特
に空間電界の応答性の速さから複屈折効果を利用した方
法が高速な電子デバイスの評価方法として利用されてい
る。この方法は、電気光学サンプリングと呼ばれる方法
で、電気光学結晶などの電気光学効果を有する電気光学
素子を電子デバイスからの漏れ電界を検知するセンサと
して用い、複屈折によるプローブ光の位相変化や偏光状
態の変化を検出することにより電界を測定する方法であ
る。
えば、電位の測定から電界を求めるものやプローブ、フ
ィールドミルにより電界を測定するもの、そして、複屈
折効果を利用したものなどが挙げられる。最近では、特
に空間電界の応答性の速さから複屈折効果を利用した方
法が高速な電子デバイスの評価方法として利用されてい
る。この方法は、電気光学サンプリングと呼ばれる方法
で、電気光学結晶などの電気光学効果を有する電気光学
素子を電子デバイスからの漏れ電界を検知するセンサと
して用い、複屈折によるプローブ光の位相変化や偏光状
態の変化を検出することにより電界を測定する方法であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電気光学素子を用いた電界測定方法では、電気光学定数
の大きな電気光学素子がないため電界に対する感度が十
分に得られていない。このため、微小な電界の測定は困
難とされている。そこで、本発明は、電気光学素子のよ
うな物性定数のみによって電界センサの感度が決定され
ないように高感度で電界測定を行おうとするものであ
る。
電気光学素子を用いた電界測定方法では、電気光学定数
の大きな電気光学素子がないため電界に対する感度が十
分に得られていない。このため、微小な電界の測定は困
難とされている。そこで、本発明は、電気光学素子のよ
うな物性定数のみによって電界センサの感度が決定され
ないように高感度で電界測定を行おうとするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、電気光学効果を有する電気光学素子の相対向する平
行な両端平面に所定の反射率を有する誘電体ミラーを装
着してファブリー・ペロエタロンを形成した電界センサ
を電界中に配設し、前記電界センサの一方の前記誘電体
ミラー側から単色光を入射し、前記単色光に対する前記
電界センサからの反射光又は前記電界センサを透過した
透過光の強度を検出することにより電界を測定するよう
にした。
は、電気光学効果を有する電気光学素子の相対向する平
行な両端平面に所定の反射率を有する誘電体ミラーを装
着してファブリー・ペロエタロンを形成した電界センサ
を電界中に配設し、前記電界センサの一方の前記誘電体
ミラー側から単色光を入射し、前記単色光に対する前記
電界センサからの反射光又は前記電界センサを透過した
透過光の強度を検出することにより電界を測定するよう
にした。
【０００５】請求項２記載の発明では、電気光学効果を
有する電気光学素子の相対向する平行な両端平面に所定
の反射率を有する誘電体ミラーを装着してファブリー・
ペロエタロンを形成した電界センサを電界中に配設し、
前記電界センサの一方の前記誘電体ミラー側から２つの
異なる波長を持つ単色光を入射し、前記各単色光に対す
る前記電界センサからの反射光又は前記電界センサを透
過した透過光の強度変化の向きを互いに反対になるよう
に設定し、前記電界センサに入射した前記各単色光に対
する前記反射光又は透過光の強度変化を比較することに
より電界を測定するようにした。
有する電気光学素子の相対向する平行な両端平面に所定
の反射率を有する誘電体ミラーを装着してファブリー・
ペロエタロンを形成した電界センサを電界中に配設し、
前記電界センサの一方の前記誘電体ミラー側から２つの
異なる波長を持つ単色光を入射し、前記各単色光に対す
る前記電界センサからの反射光又は前記電界センサを透
過した透過光の強度変化の向きを互いに反対になるよう
に設定し、前記電界センサに入射した前記各単色光に対
する前記反射光又は透過光の強度変化を比較することに
より電界を測定するようにした。
【０００６】請求項３記載の発明では、電気光学効果を
有する電気光学素子の相対向する平行な両端平面に所定
の反射率を有する誘電体ミラーを装着してファブリー・
ペロエタロンを形成した電界センサを電界中に配設し、
前記電界センサの一方の前記誘電体ミラー側から単色光
を入射し、前記単色光の波長を可変してこの単色光に対
する前記電界センサからの反射光又は前記電界センサを
透過した透過光の強度が顕著に変化する波長を探し、こ
のときの波長と前記反射光又は透過光の強度とにより電
界を測定するようにした。
有する電気光学素子の相対向する平行な両端平面に所定
の反射率を有する誘電体ミラーを装着してファブリー・
ペロエタロンを形成した電界センサを電界中に配設し、
前記電界センサの一方の前記誘電体ミラー側から単色光
を入射し、前記単色光の波長を可変してこの単色光に対
する前記電界センサからの反射光又は前記電界センサを
透過した透過光の強度が顕著に変化する波長を探し、こ
のときの波長と前記反射光又は透過光の強度とにより電
界を測定するようにした。
【０００７】
【外３】
【０００８】請求項５記載の発明では、請求項１，２又
は３記載の発明において、ＬｉＮｂＯ3又はＬｉＴａＯ3
の材料により形成された電気光学素子とした。
は３記載の発明において、ＬｉＮｂＯ3又はＬｉＴａＯ3
の材料により形成された電気光学素子とした。
【０００９】
【外４】 属する電気光学素子の相対向する平行な両端平面に所定
の反射率を有する誘電体ミラーを装着してファブリー・
ペロエタロンを形成した電界センサを電界中に配設し、
前記電界センサの一方の前記誘電体ミラー側から前記電
気光学素子の屈折率楕円体の長軸及び短軸に平行な方向
に偏光面を持つ２つの同一波長の直線偏光を入射し、前
記各直線偏光に対する前記電界センサからの反射光又は
前記電界センサを透過した透過光の強度変化が互いに反
対になるように前記誘電体ミラー間の距離又は前記直線
偏光の波長を設定し、前記電界センサに入射した前記各
直線偏光に対する前記反射光又は透過光の強度変化を比
較することにより電界を測定するようにした。
の反射率を有する誘電体ミラーを装着してファブリー・
ペロエタロンを形成した電界センサを電界中に配設し、
前記電界センサの一方の前記誘電体ミラー側から前記電
気光学素子の屈折率楕円体の長軸及び短軸に平行な方向
に偏光面を持つ２つの同一波長の直線偏光を入射し、前
記各直線偏光に対する前記電界センサからの反射光又は
前記電界センサを透過した透過光の強度変化が互いに反
対になるように前記誘電体ミラー間の距離又は前記直線
偏光の波長を設定し、前記電界センサに入射した前記各
直線偏光に対する前記反射光又は透過光の強度変化を比
較することにより電界を測定するようにした。
【００１０】請求項７記載の発明では、電気光学効果を
有してＬｉＮｂＯ3又はＬｉＴａＯ3の材料よりなる電気
光学素子の相対向する平行な両端平面に所定の反射率を
有する誘電体ミラーを装着してファブリー・ペロエタロ
ンを形成した電界センサを電界中に配設し、前記電界セ
ンサの一方の前記誘電体ミラー側から前記電気光学素子
の屈折率楕円体の長軸及び短軸に平行な偏光面を持つ２
つの直線偏光を入射し、前記各直線偏光に対する前記電
界センサからの反射光又は前記電界センサを透過した透
過光の強度変化が互いに反対になるように前記誘電体ミ
ラー間の距離と前記各直線偏光の波長とを設定し、前記
電界センサに入射した前記各直線偏光に対する前記反射
光又は透過光の強度変化を比較することにより電界を測
定するようにした。
有してＬｉＮｂＯ3又はＬｉＴａＯ3の材料よりなる電気
光学素子の相対向する平行な両端平面に所定の反射率を
有する誘電体ミラーを装着してファブリー・ペロエタロ
ンを形成した電界センサを電界中に配設し、前記電界セ
ンサの一方の前記誘電体ミラー側から前記電気光学素子
の屈折率楕円体の長軸及び短軸に平行な偏光面を持つ２
つの直線偏光を入射し、前記各直線偏光に対する前記電
界センサからの反射光又は前記電界センサを透過した透
過光の強度変化が互いに反対になるように前記誘電体ミ
ラー間の距離と前記各直線偏光の波長とを設定し、前記
電界センサに入射した前記各直線偏光に対する前記反射
光又は透過光の強度変化を比較することにより電界を測
定するようにした。
【００１１】
【作用】請求項１記載の発明においては、電界センサに
入射した単色光に対する反射光又は透過光の強度を検出
することにより電界を測定し得るものとなり、しかも、
電界センサの誘電体ミラーの反射率を変更することによ
り、目的に合わせて電界に対する電界センサの感度を自
由に変えることが可能となる。
入射した単色光に対する反射光又は透過光の強度を検出
することにより電界を測定し得るものとなり、しかも、
電界センサの誘電体ミラーの反射率を変更することによ
り、目的に合わせて電界に対する電界センサの感度を自
由に変えることが可能となる。
【００１２】請求項２記載の発明においては、電界セン
サに入射する２つの単色光の電界に対する強度変化を互
いに逆の関係になるように設定しているため、各単色光
に対する反射光又は透過光の強度の差分を検出すること
により、電界に対する電界センサの感度を向上させるこ
とが可能となる。
サに入射する２つの単色光の電界に対する強度変化を互
いに逆の関係になるように設定しているため、各単色光
に対する反射光又は透過光の強度の差分を検出すること
により、電界に対する電界センサの感度を向上させるこ
とが可能となる。
【００１３】請求項３記載の発明においては、誘電体ミ
ラーの反射率を高くすると電界に対する電界センサの感
度は向上するが、測定可能な電界強度の幅が狭くなるこ
とから、電界センサに入射させる単色光の波長を変化さ
せて測定すべき電界強度に対して十分な感度がとれる波
長を探し、この波長の値と透過光又は反射光の強度の情
報とを用いることにより、高い感度のままで電界強度の
測定範囲を広くとることが可能となる。
ラーの反射率を高くすると電界に対する電界センサの感
度は向上するが、測定可能な電界強度の幅が狭くなるこ
とから、電界センサに入射させる単色光の波長を変化さ
せて測定すべき電界強度に対して十分な感度がとれる波
長を探し、この波長の値と透過光又は反射光の強度の情
報とを用いることにより、高い感度のままで電界強度の
測定範囲を広くとることが可能となる。
【００１４】
【外５】 素子を用いて、この電気光学素子の光学軸に垂直な平面
内に誘電体ミラーを配設し、単色光を電気光学素子の光
学軸に平行に入射させることにより、任意の方向の電界
に対して電界センサに入射した単色光と平行な電界成分
のみを測定することが可能となる。
内に誘電体ミラーを配設し、単色光を電気光学素子の光
学軸に平行に入射させることにより、任意の方向の電界
に対して電界センサに入射した単色光と平行な電界成分
のみを測定することが可能となる。
【００１５】請求項５記載の発明においては、ＬｉＮｂ
Ｏ3又はＬｉＴａＯ3の材料により形成された電気光学素
子を用いて、所定の方向性を持った電界に対してそれと
垂直な方向の入射光を用いることにより、所定の方向性
を持つ電界を測定することが可能となる。
Ｏ3又はＬｉＴａＯ3の材料により形成された電気光学素
子を用いて、所定の方向性を持った電界に対してそれと
垂直な方向の入射光を用いることにより、所定の方向性
を持つ電界を測定することが可能となる。
【００１６】請求項６記載の発明においては、電気光学
素子の屈折率楕円体の長軸及び短軸に平行な方向に偏光
面を２つの同一波長の直線偏光の電界に対する強度変化
が互いに逆の関係となるように設定しているため、電界
センサに入射した各直線偏光に対する反射光又は透過光
の強度の差分を検出することにより、電界に対する電界
センサの感度を向上させることが可能となる。
素子の屈折率楕円体の長軸及び短軸に平行な方向に偏光
面を２つの同一波長の直線偏光の電界に対する強度変化
が互いに逆の関係となるように設定しているため、電界
センサに入射した各直線偏光に対する反射光又は透過光
の強度の差分を検出することにより、電界に対する電界
センサの感度を向上させることが可能となる。
【００１７】請求項７記載の発明においては、電気光学
素子の屈折率楕円体の長軸及び短軸に平行な偏光面を持
つ２つの直線偏光の電界に対する強度変化が互いに逆の
関係となるように設定しているため、電界センサに入射
した各直線偏光に対する反射光又は透過光の強度の差分
を検出することにより、電界に対する電界センサの感度
を向上させることが可能となる。
素子の屈折率楕円体の長軸及び短軸に平行な偏光面を持
つ２つの直線偏光の電界に対する強度変化が互いに逆の
関係となるように設定しているため、電界センサに入射
した各直線偏光に対する反射光又は透過光の強度の差分
を検出することにより、電界に対する電界センサの感度
を向上させることが可能となる。
【００１８】
【実施例】本発明は、電界の持つ情報を電気光学効果を
持つ物質により光学物理量に変換し、光学的に電界を測
定するものである。そこで、本発明の実施例の説明に先
立ち基本的な電界測定の原理について説明する。
持つ物質により光学物理量に変換し、光学的に電界を測
定するものである。そこで、本発明の実施例の説明に先
立ち基本的な電界測定の原理について説明する。
【００１９】まず、図２に示すように、電気光学効果を
有する電気光学素子１の相対向する平行な上下両端の平
面に誘電体ミラー２，３を装着したファブリー・ペロエ
タロン（Ｆabry-Ｐerot Ｅtalon）を考える。簡単のた
め、ここでは、誘電体ミラー２，３の反射率は上下の面
で等しいものとする。このファブリー・ペロエタロン
に、図２に示すような平面波（入射光）４が角度θで入
射された場合、入射光強度Ｉi に対する反射光５及び透
過光６の反射光強度Ｉr 及び透過光強度Ｉt の比（反射
率と透過率）は、それぞれ以下の（１）、（２）式のよ
うに表される。 反射 Ｉr／Ｉi＝−４Ｒsin2(δ／１)／{(１−Ｒ)2＋４Ｒsin2(δ／２)} …………………（１） 透過 Ｉt／Ｉi＝(１−Ｒ)2／{(１−Ｒ)2＋４Ｒsin2(δ／２)} …………………（２）
有する電気光学素子１の相対向する平行な上下両端の平
面に誘電体ミラー２，３を装着したファブリー・ペロエ
タロン（Ｆabry-Ｐerot Ｅtalon）を考える。簡単のた
め、ここでは、誘電体ミラー２，３の反射率は上下の面
で等しいものとする。このファブリー・ペロエタロン
に、図２に示すような平面波（入射光）４が角度θで入
射された場合、入射光強度Ｉi に対する反射光５及び透
過光６の反射光強度Ｉr 及び透過光強度Ｉt の比（反射
率と透過率）は、それぞれ以下の（１）、（２）式のよ
うに表される。 反射 Ｉr／Ｉi＝−４Ｒsin2(δ／１)／{(１−Ｒ)2＋４Ｒsin2(δ／２)} …………………（１） 透過 Ｉt／Ｉi＝(１−Ｒ)2／{(１−Ｒ)2＋４Ｒsin2(δ／２)} …………………（２）
【００２０】この（１）式及び（２）式中に示すＲは誘
電体ミラーの反射率である。また、δは１往復だけ光路
差のある２つの部分波の位相差であり、電気光学素子１
の屈折率をｎ、厚さをｌ、入射光４の波長をλとする
と、次の（３）式のように表される。 δ＝４πｎｌcosθ／λ ……………………………………（３）
電体ミラーの反射率である。また、δは１往復だけ光路
差のある２つの部分波の位相差であり、電気光学素子１
の屈折率をｎ、厚さをｌ、入射光４の波長をλとする
と、次の（３）式のように表される。 δ＝４πｎｌcosθ／λ ……………………………………（３）
【００２１】ここで、電気光学素子１に電界が加わる
と、電気光学効果により屈折率ｎは使用する電気光学素
子１特有の複屈折性をもって変化する。したがって、誘
電体ミラー２，３や電界に対する電気光学素子１の配
置、入射光４の入射方向を適当に選ぶことによって、
（１）式及び（２）式中の屈折率ｎか変化し、結果とし
てファブリー・ペロエタロン全体の反射率及び透過率が
変化することになる。そこで、図２に示したように電気
光学素子１の両端平面に誘電体ミラー２，３を装着して
ファブリー・ペロエタロンを形成したものを電界センサ
７として用いれば、電界が加わることによる電気光学素
子１の屈折率ｎの変化により生じるファブリー・ペロエ
タロン全体の反射率及び透過率の変化から電界を測定す
ることができる。
と、電気光学効果により屈折率ｎは使用する電気光学素
子１特有の複屈折性をもって変化する。したがって、誘
電体ミラー２，３や電界に対する電気光学素子１の配
置、入射光４の入射方向を適当に選ぶことによって、
（１）式及び（２）式中の屈折率ｎか変化し、結果とし
てファブリー・ペロエタロン全体の反射率及び透過率が
変化することになる。そこで、図２に示したように電気
光学素子１の両端平面に誘電体ミラー２，３を装着して
ファブリー・ペロエタロンを形成したものを電界センサ
７として用いれば、電界が加わることによる電気光学素
子１の屈折率ｎの変化により生じるファブリー・ペロエ
タロン全体の反射率及び透過率の変化から電界を測定す
ることができる。
【００２２】具体的に説明する。図３及び図４は入射光
４の入射角θがθ＝０°のときの屈折率ｎに対する反射
光５及び透過光６の強度変化をグラフに表したものであ
る。図３及び図４中、点線で示す曲線Ａ，Ａ′は誘電体
ミラー２，３の反射率が４０％、実線で示す曲線Ｂ，
Ｂ′は誘電体ミラー２，３の反射率が８０％のときの特
性を表している。一方、グラフの横軸中央の屈折率変化
Δｎがゼロの位置は電界が加わっていない状態を示して
おり、この中央より右方向が屈折率ｎの増加する方向、
左方向が屈折率ｎの減少する方向である。これらの図３
及び図４から分かるように、電界強度に対する反射率及
び透過率の変化の割合（グラフの傾き）は、誘電体ミラ
ー２，３の反射率によって大きく変化する。
４の入射角θがθ＝０°のときの屈折率ｎに対する反射
光５及び透過光６の強度変化をグラフに表したものであ
る。図３及び図４中、点線で示す曲線Ａ，Ａ′は誘電体
ミラー２，３の反射率が４０％、実線で示す曲線Ｂ，
Ｂ′は誘電体ミラー２，３の反射率が８０％のときの特
性を表している。一方、グラフの横軸中央の屈折率変化
Δｎがゼロの位置は電界が加わっていない状態を示して
おり、この中央より右方向が屈折率ｎの増加する方向、
左方向が屈折率ｎの減少する方向である。これらの図３
及び図４から分かるように、電界強度に対する反射率及
び透過率の変化の割合（グラフの傾き）は、誘電体ミラ
ー２，３の反射率によって大きく変化する。
【００２３】また、電界が加わっていない状態での電気
光学素子１の反射率及び透過率は、誘電体ミラー２，３
間の距離ｌと入射光４の波長λを変えることによって自
由に選ぶことができる。例えば、図５に示すように、点
線で示す透過率特性の曲線Ｃを右方向に移動させて実線
で示す曲線Ｄの透過率特性を持たせるためには、誘電体
ミラー２，３間の距離ｌを縮めるか、入射光４の波長λ
を長くすればよい。
光学素子１の反射率及び透過率は、誘電体ミラー２，３
間の距離ｌと入射光４の波長λを変えることによって自
由に選ぶことができる。例えば、図５に示すように、点
線で示す透過率特性の曲線Ｃを右方向に移動させて実線
で示す曲線Ｄの透過率特性を持たせるためには、誘電体
ミラー２，３間の距離ｌを縮めるか、入射光４の波長λ
を長くすればよい。
【００２４】さらに、電界強度に対する屈折率ｎの変化
の割合は、電気光学素子１の電気光学定数と屈折率ｎと
に依存し、測定しようとする電界強度や方向や成分など
によって電気光学素子１の種類や方位を適当に選ぶ必要
がある。
の割合は、電気光学素子１の電気光学定数と屈折率ｎと
に依存し、測定しようとする電界強度や方向や成分など
によって電気光学素子１の種類や方位を適当に選ぶ必要
がある。
【００２５】上述したように、入射光４の波長λによっ
て屈折率ｎの変化に対する反射光５又は透過光６の強度
変化の特性は異なる。そこで、参照光として２つの異な
る波長λを持った単色光（入射光４）を電界センサ７に
入射し、各々の波長λの入射光４に対する反射光５又は
透過光６の強度変化の向きが互いに反対になるように設
定すれば、これらの強度変化を比較することによって電
界に対する感度（屈折率ｎの変化に対する電界センサ７
からの出射光の強度変化の割合）を高めることが可能と
なる。例えば、２つの波長λを持つ各入射光４に対する
透過光６の強度変化が図６に示すような点線と実線とで
表される曲線Ｅ，Ｆの特性を持つ場合には、屈折率ｎが
増加したときには、曲線Ｆで表される波長λを持つ入射
光４は強度を増し、曲線Ｅで表される波長λを持つ入射
光４は強度を減らすことになるので、これらの差分をと
ることで、感度を高めることができる。
て屈折率ｎの変化に対する反射光５又は透過光６の強度
変化の特性は異なる。そこで、参照光として２つの異な
る波長λを持った単色光（入射光４）を電界センサ７に
入射し、各々の波長λの入射光４に対する反射光５又は
透過光６の強度変化の向きが互いに反対になるように設
定すれば、これらの強度変化を比較することによって電
界に対する感度（屈折率ｎの変化に対する電界センサ７
からの出射光の強度変化の割合）を高めることが可能と
なる。例えば、２つの波長λを持つ各入射光４に対する
透過光６の強度変化が図６に示すような点線と実線とで
表される曲線Ｅ，Ｆの特性を持つ場合には、屈折率ｎが
増加したときには、曲線Ｆで表される波長λを持つ入射
光４は強度を増し、曲線Ｅで表される波長λを持つ入射
光４は強度を減らすことになるので、これらの差分をと
ることで、感度を高めることができる。
【００２６】また、図３及び図４に示したように、誘電
体ミラー２，３の反射率を高くすると電界に対する感度
が高い部分と低い部分とが顕著になるため、感度の高い
部分を用いて電界を測定する場合には、測定可能な電界
強度の幅（測定範囲）が狭くなる。そこで、入射光４の
波長λを変化させて電界に対する感度が十分になるよう
に設定し、そのときの波長λと入射光４に対する反射光
５又は透過光６の強度とを検出することにより、高い感
度のままで電界強度の測定範囲を広げることができる。
体ミラー２，３の反射率を高くすると電界に対する感度
が高い部分と低い部分とが顕著になるため、感度の高い
部分を用いて電界を測定する場合には、測定可能な電界
強度の幅（測定範囲）が狭くなる。そこで、入射光４の
波長λを変化させて電界に対する感度が十分になるよう
に設定し、そのときの波長λと入射光４に対する反射光
５又は透過光６の強度とを検出することにより、高い感
度のままで電界強度の測定範囲を広げることができる。
【００２７】以上に説明した電界測定の原理にしたがい
具体的な電気光学素子を用いて電界
具体的な電気光学素子を用いて電界
【外６】 するポッケルス素子を電気光学素子１として用い、これ
を図７に示すようにそのｚ軸（光学軸）が誘電体ミラー
２，３に対して垂直になるように配置し、参照光（入射
光４）をｚ軸方向から入射させると、この入射光４に対
する反射光強度又は透過光強度を検出することによって
電気光学素子１を貫く電界の内、ｚ軸に平行な成分だけ
を検出することができる。このとき、注意しなければな
らないのは
を図７に示すようにそのｚ軸（光学軸）が誘電体ミラー
２，３に対して垂直になるように配置し、参照光（入射
光４）をｚ軸方向から入射させると、この入射光４に対
する反射光強度又は透過光強度を検出することによって
電気光学素子１を貫く電界の内、ｚ軸に平行な成分だけ
を検出することができる。このとき、注意しなければな
らないのは
【外７】 率楕円体は、ｚ軸に垂直なｘｙ平面内において、電界が
加わっていないときは円形であるが、電界が加わったと
きにはｘｙ平面内の結晶軸に対して４５°の方向に長軸
と短軸とを持った楕円形となることである。したがっ
て、ファブリー・ペロエタロンの干渉効果だけによって
入射光４に対する反射光５又は透過光６の強度変化を検
出する場合には、屈折率楕円体の長軸又は短軸の方向、
即ち、電気光学素子１の結晶のｘ軸又はｙ軸から４５°
傾いた方向の直線偏光を電界センサ７に入射させる必要
がある。これにより、感度を向上させることが可能とな
る。即ち、屈折率楕円体の長軸と短軸との各々の方向に
平行で互いに直交する２つの同一波長の直線偏光を入射
し、電界に対する感度が適当になるように誘電体ミラー
２，３間の距離ｌを調節すれば、印加電圧に対して長軸
方向の屈折率ｎは増加し、短軸方向の屈折率ｎは減少す
るため２つの直線偏光の内、一方は強度を増し、もう一
方は強度を減らすことになる。したがって、これらの強
度を比較することによって１つの直線偏光を用いる場合
よりも高い感度を持たせることができる。
加わっていないときは円形であるが、電界が加わったと
きにはｘｙ平面内の結晶軸に対して４５°の方向に長軸
と短軸とを持った楕円形となることである。したがっ
て、ファブリー・ペロエタロンの干渉効果だけによって
入射光４に対する反射光５又は透過光６の強度変化を検
出する場合には、屈折率楕円体の長軸又は短軸の方向、
即ち、電気光学素子１の結晶のｘ軸又はｙ軸から４５°
傾いた方向の直線偏光を電界センサ７に入射させる必要
がある。これにより、感度を向上させることが可能とな
る。即ち、屈折率楕円体の長軸と短軸との各々の方向に
平行で互いに直交する２つの同一波長の直線偏光を入射
し、電界に対する感度が適当になるように誘電体ミラー
２，３間の距離ｌを調節すれば、印加電圧に対して長軸
方向の屈折率ｎは増加し、短軸方向の屈折率ｎは減少す
るため２つの直線偏光の内、一方は強度を増し、もう一
方は強度を減らすことになる。したがって、これらの強
度を比較することによって１つの直線偏光を用いる場合
よりも高い感度を持たせることができる。
【００２８】続いて、ＬｉＮｂＯ3又はＬｉＴａＯ3の材
料により形成された電気光学素子１を用いる場合につい
て説明する。図９に示すように、ＬｉＮｂＯ3で形成さ
れた電気光学素子１のｚ軸（光学軸）が誘電体ミラー
２，３に対して平行になるように配置し、ｚ軸又はｙ軸
方向に偏光する直線偏光をｘ軸方向から入射させると、
測定しようとする電界Ｅがｚ軸方向だけにあるような場
合にそれを検出することが可能である。この方法では、
誘電体ミラー２，３間の距離ｌを長くして光路長を稼ぐ
ことにより感度を高めることが可能となる。また、ｙ軸
とｚ軸とに平行で互いに直交する直線偏光を入射させ、
各々の直線偏光の波長λと誘電体ミラー２，３間の距離
ｌとを調節して屈折率ｎに対する反射光５又は透過光６
の強度変化が２つの直線偏光で互いに反対になるように
設定すれば、それらの強度を比較することによって感度
を高めることが可能である。例えば、透過光６を検出す
る場合には、互いに直交する各々の直線偏光に対する透
過率特性を図６に示した曲線Ｅと曲線Ｆとで表す関係に
設定すれば、電界Ｅに対する屈折率ｎの変化はｙ軸方向
もｚ軸方向も同方向なので透過光強度の変化は２つの波
長λの直線偏光で互いに反対となり、それらを比較する
ことにより感度を高めることが可能となる。
料により形成された電気光学素子１を用いる場合につい
て説明する。図９に示すように、ＬｉＮｂＯ3で形成さ
れた電気光学素子１のｚ軸（光学軸）が誘電体ミラー
２，３に対して平行になるように配置し、ｚ軸又はｙ軸
方向に偏光する直線偏光をｘ軸方向から入射させると、
測定しようとする電界Ｅがｚ軸方向だけにあるような場
合にそれを検出することが可能である。この方法では、
誘電体ミラー２，３間の距離ｌを長くして光路長を稼ぐ
ことにより感度を高めることが可能となる。また、ｙ軸
とｚ軸とに平行で互いに直交する直線偏光を入射させ、
各々の直線偏光の波長λと誘電体ミラー２，３間の距離
ｌとを調節して屈折率ｎに対する反射光５又は透過光６
の強度変化が２つの直線偏光で互いに反対になるように
設定すれば、それらの強度を比較することによって感度
を高めることが可能である。例えば、透過光６を検出す
る場合には、互いに直交する各々の直線偏光に対する透
過率特性を図６に示した曲線Ｅと曲線Ｆとで表す関係に
設定すれば、電界Ｅに対する屈折率ｎの変化はｙ軸方向
もｚ軸方向も同方向なので透過光強度の変化は２つの波
長λの直線偏光で互いに反対となり、それらを比較する
ことにより感度を高めることが可能となる。
【００２９】以上に述べた電界測定の原理及び具体的な
電気光学素子１を用いた電界の測定の方法にしたがい請
求項１記載の発明の一実施例を図１に基づいて説明す
る。図１は、本実施例の測定系を示すもので、レーザ光
源８の光路上には、偏光子９、電界センサ７、受光素子
１０が順次配設されている。前記電界センサ７は、電界
中に配設されており、図２に示したように、電気光学素
子１の相対向する平行な両端平面に誘電体ミラー２，３
を装着してファブリー・ペロエタロンを形成したもので
ある。また、前記偏光子９は、使用する電気光学素子１
が複屈折を生じる方向に合わせて使用の有無や向きが決
められるものである。
電気光学素子１を用いた電界の測定の方法にしたがい請
求項１記載の発明の一実施例を図１に基づいて説明す
る。図１は、本実施例の測定系を示すもので、レーザ光
源８の光路上には、偏光子９、電界センサ７、受光素子
１０が順次配設されている。前記電界センサ７は、電界
中に配設されており、図２に示したように、電気光学素
子１の相対向する平行な両端平面に誘電体ミラー２，３
を装着してファブリー・ペロエタロンを形成したもので
ある。また、前記偏光子９は、使用する電気光学素子１
が複屈折を生じる方向に合わせて使用の有無や向きが決
められるものである。
【００３０】このような構成において、レーザ光源８か
ら出射された単色光は偏光子９を通して電界センサ７に
入射され、この入射光４は測定電界によるファブリー・
ペロエタロンの透過率の変化による強度変化を受けて透
過光６として電界センサ７から出射され、この透過光６
の強度が受光素子１０によって検出される。そして、こ
の受光素子１０で検出された透過光６の強度に基づいて
電界が測定されることになる。このような電界測定方法
では、電界センサ７の誘電体ミラー２，３の反射率を変
えることにより、目的に合わせて電界センサ７の感度を
自由に変えることが可能となる。
ら出射された単色光は偏光子９を通して電界センサ７に
入射され、この入射光４は測定電界によるファブリー・
ペロエタロンの透過率の変化による強度変化を受けて透
過光６として電界センサ７から出射され、この透過光６
の強度が受光素子１０によって検出される。そして、こ
の受光素子１０で検出された透過光６の強度に基づいて
電界が測定されることになる。このような電界測定方法
では、電界センサ７の誘電体ミラー２，３の反射率を変
えることにより、目的に合わせて電界センサ７の感度を
自由に変えることが可能となる。
【００３１】次に、請求項３，４及び５記載の発明の各
実施例について説明する。これらの請求項３，４及び５
記載の発明の各実施例は、図１に示した前記実施例と同
様な構成となっている。まず、請求項３記載の発明の一
実施例について述べる。本実施例は、図１のレーザ光源
８を波長可変のレーザ光源としたものである。この場
合、レーザ光源８から出射される単色光の波長を変化さ
せて測定すべき電界強度に対して十分な感度がとれる波
長を探し、この波長の値と透過光又は反射光の強度の情
報とを用いることにより、高い感度のままで電界強度の
測定範囲を広くとることが可能となる。
実施例について説明する。これらの請求項３，４及び５
記載の発明の各実施例は、図１に示した前記実施例と同
様な構成となっている。まず、請求項３記載の発明の一
実施例について述べる。本実施例は、図１のレーザ光源
８を波長可変のレーザ光源としたものである。この場
合、レーザ光源８から出射される単色光の波長を変化さ
せて測定すべき電界強度に対して十分な感度がとれる波
長を探し、この波長の値と透過光又は反射光の強度の情
報とを用いることにより、高い感度のままで電界強度の
測定範囲を広くとることが可能となる。
【００３２】また、請求項４記載の発明の一実施例につ
いて述べる。本実施例は、図７及び
いて述べる。本実施例は、図７及び
【外８】 ポッケルス素子を用い、測定しようとする電界の向きに
電気光学素子１の光学軸を合わせ、この電気光学素子１
の結晶の屈折率楕円体の長軸又は短軸方向の直線偏光に
なるように偏光子９を配置させたものである。この場
合、電気光学素子１の光学軸に垂直な平面内に誘電体ミ
ラー２，３を配設し、入射光４を光学軸に平行に入射さ
せることにより、任意の方向の電界に対して入射光４と
平行な電界成分のみを測定することが可能となる。
電気光学素子１の光学軸を合わせ、この電気光学素子１
の結晶の屈折率楕円体の長軸又は短軸方向の直線偏光に
なるように偏光子９を配置させたものである。この場
合、電気光学素子１の光学軸に垂直な平面内に誘電体ミ
ラー２，３を配設し、入射光４を光学軸に平行に入射さ
せることにより、任意の方向の電界に対して入射光４と
平行な電界成分のみを測定することが可能となる。
【００３３】さらに、請求項５記載の発明の一実施例に
ついて説明する。本実施例は、図８に示したように、Ｌ
ｉＮｂＯ3（又はＬｉＴａＯ3）で形成された電気光学素
子１を用い、この電気光学素子１のｚ軸（光学軸）と電
界の方向とを一致させ、電界センサ７への入射光４がｙ
軸又はｚ軸方向に偏光した直線偏光となるように偏光子
９を配置したものである。この場合、電界の方向（ｚ軸
方向）と垂直な方向から電界センサ７に直線偏光を入射
させることにより、ｚ軸方向に方向性を持った電界を測
定することが可能となる。即ち、所定の方向性を持つ電
界に対してそれと垂直な方向の入射光４を用いること
で、所定の方向性を持つ電界を測定し得るものとなる。
ついて説明する。本実施例は、図８に示したように、Ｌ
ｉＮｂＯ3（又はＬｉＴａＯ3）で形成された電気光学素
子１を用い、この電気光学素子１のｚ軸（光学軸）と電
界の方向とを一致させ、電界センサ７への入射光４がｙ
軸又はｚ軸方向に偏光した直線偏光となるように偏光子
９を配置したものである。この場合、電界の方向（ｚ軸
方向）と垂直な方向から電界センサ７に直線偏光を入射
させることにより、ｚ軸方向に方向性を持った電界を測
定することが可能となる。即ち、所定の方向性を持つ電
界に対してそれと垂直な方向の入射光４を用いること
で、所定の方向性を持つ電界を測定し得るものとなる。
【００３４】ここで、以上に説明した請求項３，４及び
５記載の発明の何れの請求項に対する実施例の場合で
も、電界センサ７から出射される透過光６は直線偏光で
あり、この透過光６の電界による強度変化は受光素子１
０によって検出され、この強度変化に基づいて電界が測
定されることになる。
５記載の発明の何れの請求項に対する実施例の場合で
も、電界センサ７から出射される透過光６は直線偏光で
あり、この透過光６の電界による強度変化は受光素子１
０によって検出され、この強度変化に基づいて電界が測
定されることになる。
【００３５】次に、請求項２及び７記載の発明の一実施
例を図１０に基づいて説明する。図１０は本実施例の測
定系を示すもので、互いに直角をなす方向に２つのレー
ザ光源１１，１２が配設されている。これらのレーザ光
源１１，１２の各々の光路が交わる位置に偏光ビームス
プリッタ１３が配設されている。この偏光ビームスプリ
ッタ１３の光路上には、電界センサ７を介して偏光ビー
ムスプリッタ１４が配設されている。この偏光ビームス
プリッタ１４の各々の腕には、受光素子１５，１６が配
設されており、これらの受光素子１５，１６は、差動ア
ンプ１７の入力側に接続されている。但し、前記電界セ
ンサ７の電気光学結晶１はＬｉＮｂＯ3（又はＬｉＴａ
Ｏ）3の材料により形成されているものとする。
例を図１０に基づいて説明する。図１０は本実施例の測
定系を示すもので、互いに直角をなす方向に２つのレー
ザ光源１１，１２が配設されている。これらのレーザ光
源１１，１２の各々の光路が交わる位置に偏光ビームス
プリッタ１３が配設されている。この偏光ビームスプリ
ッタ１３の光路上には、電界センサ７を介して偏光ビー
ムスプリッタ１４が配設されている。この偏光ビームス
プリッタ１４の各々の腕には、受光素子１５，１６が配
設されており、これらの受光素子１５，１６は、差動ア
ンプ１７の入力側に接続されている。但し、前記電界セ
ンサ７の電気光学結晶１はＬｉＮｂＯ3（又はＬｉＴａ
Ｏ）3の材料により形成されているものとする。
【００３６】このような構成において、２つのレーザ光
源１１，１２から出射された各々の単色光は、偏光ビー
ムスプリッタ１３により直線偏光が互いに直交する１つ
の光線となる。ここで、電気光学素子１が入射光４に対
して複屈折性を示す場合には、前述したように屈折率楕
円体の長軸と短軸との方向に偏光方向が一致するように
２つのレーザ光源１１，１２から出射された各々の単色
光を電界センサ７に入射させる。このとき、屈折率変化
に対する透過光６の強度変化が図６に示した曲線Ｅ，Ｆ
で表される関係となるように誘電体ミラー２，３間の距
離ｌと２つのレーザ光源１１，１２の各々の単色光の波
長λとを調節しておけば、２つの直線偏光の内の一方は
強度を増し、もう一方は強度を減らして電界センサ７か
ら出射される。その後、電界センサ７から出射された透
過光６は、偏光ビームスプリッタ１４によって各々の成
分に分けられた後、各成分の透過光強度が受光素子１
５，１６で検出され、さらに、差動アンプ１７によって
各成分の透過光強度の差分が検出される。この透過光強
度の差分に基づいて電界が測定されることになるため、
電界に対する電界センサ７の感度を向上させることが可
能となる。
源１１，１２から出射された各々の単色光は、偏光ビー
ムスプリッタ１３により直線偏光が互いに直交する１つ
の光線となる。ここで、電気光学素子１が入射光４に対
して複屈折性を示す場合には、前述したように屈折率楕
円体の長軸と短軸との方向に偏光方向が一致するように
２つのレーザ光源１１，１２から出射された各々の単色
光を電界センサ７に入射させる。このとき、屈折率変化
に対する透過光６の強度変化が図６に示した曲線Ｅ，Ｆ
で表される関係となるように誘電体ミラー２，３間の距
離ｌと２つのレーザ光源１１，１２の各々の単色光の波
長λとを調節しておけば、２つの直線偏光の内の一方は
強度を増し、もう一方は強度を減らして電界センサ７か
ら出射される。その後、電界センサ７から出射された透
過光６は、偏光ビームスプリッタ１４によって各々の成
分に分けられた後、各成分の透過光強度が受光素子１
５，１６で検出され、さらに、差動アンプ１７によって
各成分の透過光強度の差分が検出される。この透過光強
度の差分に基づいて電界が測定されることになるため、
電界に対する電界センサ７の感度を向上させることが可
能となる。
【００３７】次に、請求項６記載の発明の一実施例を図
１１に基づいて説明する。図１１は本実施例の測定系を
示すもので、レーザ光源１８の光路上には、ビームスプ
リッタ１９が配設されている。このビームスプリッタ１
９の各々の腕には、ミラー２０，２１が配設されてお
り、これらのミラー２０，２１の各々の反射光路が交わ
る位置には、偏光ビームスプリッタ２２が配設されてい
る。この偏光ビームスプリッタ２２の光路上には、電界
センサ７を介して偏光ビームスプリッタ２３が配設され
ており、この偏光ビームスプリッタ２３の各々の腕に
は、受光素子２４，２５が配設されている。これらの受
光素子２４，２５は差動アンプ２６の入力側
１１に基づいて説明する。図１１は本実施例の測定系を
示すもので、レーザ光源１８の光路上には、ビームスプ
リッタ１９が配設されている。このビームスプリッタ１
９の各々の腕には、ミラー２０，２１が配設されてお
り、これらのミラー２０，２１の各々の反射光路が交わ
る位置には、偏光ビームスプリッタ２２が配設されてい
る。この偏光ビームスプリッタ２２の光路上には、電界
センサ７を介して偏光ビームスプリッタ２３が配設され
ており、この偏光ビームスプリッタ２３の各々の腕に
は、受光素子２４，２５が配設されている。これらの受
光素子２４，２５は差動アンプ２６の入力側
【外９】
【００３８】このような構成において、レーザ光源１８
から出射された単色光はビームスプリッタ１９により２
つの直交する同一波長の直線偏光に分けられ、ミラー２
０，２１で反射された後、再び偏光ビームスプリッタ２
２により同一波長の直線偏光が互いに直交する１つの光
線に合成される。そして、この光線は、電界センサ７へ
の入射光４として、図７に示したように、電気光学素子
１のｚ軸（光学軸）方向から入射され、この入射光４の
互いに直交する各々の直線偏光が屈折率楕円体の長軸と
短軸との方向に一致するように設定される。ここで、屈
折率変化に対する透過光６の強度変化が図６に示した曲
線Ｅ，Ｆで表される関係となるように誘電体ミラー２，
３間の距離ｌを調節しておけば、２つの直線偏光の一方
は強度を増し、もう一方は強度を減らして電界センサ７
から出射される。この電界センサ７から出射された透過
光６は偏光ビームスプリッタ２３によって各々の成分に
分けられた後、各成分の透過光強度が受光素子２４，２
５で検出され、さらに、差動アンプ２６によって各成分
の透過光強度の差分が検出される。この透過光強度の差
分に基づいて電界が測定されることになるため、電界に
対する電界センサ７の感度を向上させることが可能とな
る。
から出射された単色光はビームスプリッタ１９により２
つの直交する同一波長の直線偏光に分けられ、ミラー２
０，２１で反射された後、再び偏光ビームスプリッタ２
２により同一波長の直線偏光が互いに直交する１つの光
線に合成される。そして、この光線は、電界センサ７へ
の入射光４として、図７に示したように、電気光学素子
１のｚ軸（光学軸）方向から入射され、この入射光４の
互いに直交する各々の直線偏光が屈折率楕円体の長軸と
短軸との方向に一致するように設定される。ここで、屈
折率変化に対する透過光６の強度変化が図６に示した曲
線Ｅ，Ｆで表される関係となるように誘電体ミラー２，
３間の距離ｌを調節しておけば、２つの直線偏光の一方
は強度を増し、もう一方は強度を減らして電界センサ７
から出射される。この電界センサ７から出射された透過
光６は偏光ビームスプリッタ２３によって各々の成分に
分けられた後、各成分の透過光強度が受光素子２４，２
５で検出され、さらに、差動アンプ２６によって各成分
の透過光強度の差分が検出される。この透過光強度の差
分に基づいて電界が測定されることになるため、電界に
対する電界センサ７の感度を向上させることが可能とな
る。
【００３９】
【発明の効果】請求項１記載の発明は、電気光学効果を
有する電気光学素子の相対向する平行な両端平面に所定
の反射率を有する誘電体ミラーを装着してファブリー・
ペロエタロンを形成した電界センサを電界中に配設し、
前記電界センサの一方の前記誘電体ミラー側から単色光
を入射し、前記単色光に対する前記電界センサからの反
射光又は前記電界センサを透過した透過光の強度を検出
することにより電界を測定するようにしたので、電界セ
ンサの誘電体ミラーの反射率を変更することにより、目
的に合わせて電界に対する電界センサの感度を自由に変
えることができるものである。
有する電気光学素子の相対向する平行な両端平面に所定
の反射率を有する誘電体ミラーを装着してファブリー・
ペロエタロンを形成した電界センサを電界中に配設し、
前記電界センサの一方の前記誘電体ミラー側から単色光
を入射し、前記単色光に対する前記電界センサからの反
射光又は前記電界センサを透過した透過光の強度を検出
することにより電界を測定するようにしたので、電界セ
ンサの誘電体ミラーの反射率を変更することにより、目
的に合わせて電界に対する電界センサの感度を自由に変
えることができるものである。
【００４０】請求項２記載の発明は、電気光学効果を有
する電気光学素子の相対向する平行な両端平面に所定の
反射率を有する誘電体ミラーを装着してファブリー・ペ
ロエタロンを形成した電界センサを電界中に配設し、前
記電界センサの一方の前記誘電体ミラー側から２つの異
なる波長を持つ単色光を入射し、前記各単色光に対する
前記電界センサからの反射光又は前記電界センサを透過
した透過光の強度変化の向きを互いに反対になるように
設定し、前記電界センサに入射した前記各単色光に対す
る前記反射光又は透過光の強度変化を比較することによ
り電界を測定し、電界センサに入射する２つの単色光の
電界に対する強度変化を互いに逆の関係になるように設
定しているので、各単色光に対する反射光又は透過光の
強度の差分を検出することにより、電界に対する電界セ
ンサの感度を向上させることができるものである。
する電気光学素子の相対向する平行な両端平面に所定の
反射率を有する誘電体ミラーを装着してファブリー・ペ
ロエタロンを形成した電界センサを電界中に配設し、前
記電界センサの一方の前記誘電体ミラー側から２つの異
なる波長を持つ単色光を入射し、前記各単色光に対する
前記電界センサからの反射光又は前記電界センサを透過
した透過光の強度変化の向きを互いに反対になるように
設定し、前記電界センサに入射した前記各単色光に対す
る前記反射光又は透過光の強度変化を比較することによ
り電界を測定し、電界センサに入射する２つの単色光の
電界に対する強度変化を互いに逆の関係になるように設
定しているので、各単色光に対する反射光又は透過光の
強度の差分を検出することにより、電界に対する電界セ
ンサの感度を向上させることができるものである。
【００４１】請求項３記載の発明は、電気光学効果を有
する電気光学素子の相対向する平行な両端平面に所定の
反射率を有する誘電体ミラーを装着してファブリー・ペ
ロエタロンを形成した電界センサを電界中に配設し、前
記電界センサの一方の前記誘電体ミラー側から単色光を
入射し、前記単色光の波長を可変してこの単色光に対す
る前記電界センサからの反射光又は前記電界センサを透
過した透過光の強度が顕著に変化する波長を探し、この
ときの波長と前記反射光又は透過光の強度とにより電界
を測定し、誘電体ミラーの反射率を高くすると電界に対
する電界センサの感度は向上するが、測定可能な電界強
度の幅が狭くなることから、電界センサに入射させる単
色光の波長を変化させて測定すべき電界強度に対して十
分な感度がとれる波長を探し、この波長の値と透過光又
は反射光の強度の情報とを用いるようにしているので、
高い感度のままで電界強度の測定範囲を広くとることが
できるものである。
する電気光学素子の相対向する平行な両端平面に所定の
反射率を有する誘電体ミラーを装着してファブリー・ペ
ロエタロンを形成した電界センサを電界中に配設し、前
記電界センサの一方の前記誘電体ミラー側から単色光を
入射し、前記単色光の波長を可変してこの単色光に対す
る前記電界センサからの反射光又は前記電界センサを透
過した透過光の強度が顕著に変化する波長を探し、この
ときの波長と前記反射光又は透過光の強度とにより電界
を測定し、誘電体ミラーの反射率を高くすると電界に対
する電界センサの感度は向上するが、測定可能な電界強
度の幅が狭くなることから、電界センサに入射させる単
色光の波長を変化させて測定すべき電界強度に対して十
分な感度がとれる波長を探し、この波長の値と透過光又
は反射光の強度の情報とを用いるようにしているので、
高い感度のままで電界強度の測定範囲を広くとることが
できるものである。
【００４２】
【外１０】 垂直な平面内に誘電体ミラーを配設し、単色光を電気光
学素子の光学軸に平行に入射させることにより、任意の
方向の電界に対して電界センサに入射した単色光と平行
な電界成分のみを測定することができるものである。
学素子の光学軸に平行に入射させることにより、任意の
方向の電界に対して電界センサに入射した単色光と平行
な電界成分のみを測定することができるものである。
【００４３】請求項５記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の発明において、ＬｉＮｂＯ3又はＬｉＴａＯ3の
材料により形成された電気光学素子としたので、所定の
方向性を持った電界に対してそれと垂直な方向の入射光
を用いることにより、所定の方向性を持つ電界を測定す
ることができるものである。
３記載の発明において、ＬｉＮｂＯ3又はＬｉＴａＯ3の
材料により形成された電気光学素子としたので、所定の
方向性を持った電界に対してそれと垂直な方向の入射光
を用いることにより、所定の方向性を持つ電界を測定す
ることができるものである。
【００４４】
【外１１】 する電気光学素子の相対向する平行な両端平面に所定の
反射率を有する誘電体ミラーを装着してファブリー・ペ
ロエタロンを形成した電界センサを電界中に配設し、前
記電界センサの一方の前記誘電体ミラー側から前記電気
光学素子の屈折率楕円体の長軸及び短軸に平行な方向に
偏光面を持つ２つの同一波長の直線偏光を入射し、前記
各直線偏光に対する前記電界センサからの反射光又は前
記電界センサを透過した透過光の強度変化が互いに反対
になるように前記誘電体ミラー間の距離又は前記直線偏
光の波長を設定し、前記電界センサに入射した前記各直
線偏光に対する前記反射光又は透過光の強度変化を比較
することにより電界を測定し、電気光学素子の屈折率楕
円体の長軸及び短軸に平行な方向に偏光面を持つ２つの
同一波長の直線偏光の電界に対する強度変化が互いに逆
の関係となるように設定しているので、電界センサに入
射した各直線偏光に対する反射光又は透過光の強度の差
分を検出することにより、電界に対する電界センサの感
度を向上させることができるものである。
反射率を有する誘電体ミラーを装着してファブリー・ペ
ロエタロンを形成した電界センサを電界中に配設し、前
記電界センサの一方の前記誘電体ミラー側から前記電気
光学素子の屈折率楕円体の長軸及び短軸に平行な方向に
偏光面を持つ２つの同一波長の直線偏光を入射し、前記
各直線偏光に対する前記電界センサからの反射光又は前
記電界センサを透過した透過光の強度変化が互いに反対
になるように前記誘電体ミラー間の距離又は前記直線偏
光の波長を設定し、前記電界センサに入射した前記各直
線偏光に対する前記反射光又は透過光の強度変化を比較
することにより電界を測定し、電気光学素子の屈折率楕
円体の長軸及び短軸に平行な方向に偏光面を持つ２つの
同一波長の直線偏光の電界に対する強度変化が互いに逆
の関係となるように設定しているので、電界センサに入
射した各直線偏光に対する反射光又は透過光の強度の差
分を検出することにより、電界に対する電界センサの感
度を向上させることができるものである。
【００４５】請求項７記載の発明は、電気光学効果を有
してＬｉＮｂＯ3又はＬｉＴａＯ3の材料よりなる電気光
学素子の相対向する平行な両端平面に所定の反射率を有
する誘電体ミラーを装着してファブリー・ペロエタロン
を形成した電界センサを電界中に配設し、前記電界セン
サの一方の前記誘電体ミラー側から前記電気光学素子の
屈折率楕円体の長軸及び短軸に平行な偏光面を持つ２つ
の直線偏光を入射し、前記各直線偏光に対する前記電界
センサからの反射光又は前記電界センサを透過した透過
光の強度変化が互いに反対になるように前記誘電体ミラ
ー間の距離と前記各直線偏光の波長とを設定し、前記電
界センサに入射した前記各直線偏光に対する前記反射光
又は透過光の強度変化を比較することにより電界を測定
し、電気光学素子の屈折率楕円体の長軸及び短軸に平行
な偏光面を持つ２つの直線偏光の電界に対する強度変化
が互いに逆の関係となるように設定しているので、電界
センサに入射した各直線偏光に対する反射光又は透過光
の強度の差分を検出することにより、電界に対する電界
センサの感度を向上させることができるものである。
してＬｉＮｂＯ3又はＬｉＴａＯ3の材料よりなる電気光
学素子の相対向する平行な両端平面に所定の反射率を有
する誘電体ミラーを装着してファブリー・ペロエタロン
を形成した電界センサを電界中に配設し、前記電界セン
サの一方の前記誘電体ミラー側から前記電気光学素子の
屈折率楕円体の長軸及び短軸に平行な偏光面を持つ２つ
の直線偏光を入射し、前記各直線偏光に対する前記電界
センサからの反射光又は前記電界センサを透過した透過
光の強度変化が互いに反対になるように前記誘電体ミラ
ー間の距離と前記各直線偏光の波長とを設定し、前記電
界センサに入射した前記各直線偏光に対する前記反射光
又は透過光の強度変化を比較することにより電界を測定
し、電気光学素子の屈折率楕円体の長軸及び短軸に平行
な偏光面を持つ２つの直線偏光の電界に対する強度変化
が互いに逆の関係となるように設定しているので、電界
センサに入射した各直線偏光に対する反射光又は透過光
の強度の差分を検出することにより、電界に対する電界
センサの感度を向上させることができるものである。
【図１】請求項１，３，４及び５記載の発明の一実施例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】ファブリー・ペロエタロンの入射光に対する反
射光と透過光の様子を示す正面図である。
射光と透過光の様子を示す正面図である。
【図３】透過率−屈折率変化の特性を示すグラフであ
る。
る。
【図４】反射率−屈折率変化の特性を示すグラフであ
る。
る。
【図５】透過率−屈折率変化の特性を示すグラフであ
る。
る。
【図６】透過率−屈折率変化の特性を示すグラフであ
る。
る。
【図７】
【外１２】 座標を示す斜視図である。
【図８】図７の電気光学素子の屈折率楕円体を示すベク
トル図である。
トル図である。
【図９】ＬｉＮｂＯ3の材料により形成された電気光学
素子を用いた基本的な電界の測定座標を示す斜視図であ
る。
素子を用いた基本的な電界の測定座標を示す斜視図であ
る。
【図１０】請求項２及び７記載の発明の一実施例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図１１】請求項６記載の発明の一実施例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
１ 電気光学素子 ２，３ 誘電体ミラー ４ 単色光 ５ 反射光 ６ 透過光 ７ 電界センサ λ 波長
Claims (7)
- 【請求項１】 電気光学効果を有する電気光学素子の相
対向する平行な両端平面に所定の反射率を有する誘電体
ミラーを装着してファブリー・ペロエタロンを形成した
電界センサを電界中に配設し、前記電界センサの一方の
前記誘電体ミラー側から単色光を入射し、前記単色光に
対する前記電界センサからの反射光又は前記電界センサ
を透過した透過光の強度を検出することにより電界を測
定するようにしたことを特徴とする電界測定方法。 - 【請求項２】 電気光学効果を有する電気光学素子の相
対向する平行な両端平面に所定の反射率を有する誘電体
ミラーを装着してファブリー・ペロエタロンを形成した
電界センサを電界中に配設し、前記電界センサの一方の
前記誘電体ミラー側から２つの異なる波長を持つ単色光
を入射し、前記各単色光に対する前記電界センサからの
反射光又は前記電界センサを透過した透過光の強度変化
の向きを互いに反対になるように設定し、前記電界セン
サに入射した前記各単色光に対する前記反射光又は透過
光の強度変化を比較することにより電界を測定するよう
にしたことを特徴とする電界測定方法。 - 【請求項３】 電気光学効果を有する電気光学素子の相
対向する平行な両端平面に所定の反射率を有する誘電体
ミラーを装着してファブリー・ペロエタロンを形成した
電界センサを電界中に配設し、前記電界センサの一方の
前記誘電体ミラー側から単色光を入射し、前記単色光の
波長を可変してこの単色光に対する前記電界センサから
の反射光又は前記電界センサを透過した透過光の強度が
顕著に変化する波長を探し、このときの波長と前記反射
光又は透過光の強度とにより電界を測定するようにした
ことを特徴とする電界測定方法。 - 【請求項４】 【外１】 項１，２又は３記載の電界測定方法。
- 【請求項５】 ＬｉＮｂＯ3又はＬｉＴａＯ3の材料によ
り形成された電気光学素子としたことを特徴とする請求
項１，２又は３記載の電界測定方法。 - 【請求項６】 【外２】 向する平行な両端平面に所定の反射率を有する誘電体ミ
ラーを装着してファブリー・ペロエタロンを形成した電
界センサを電界中に配設し、前記電界センサの一方の前
記誘電体ミラー側から前記電気光学素子の屈折率楕円体
の長軸及び短軸に平行な方向に偏光面を持つ２つの同一
波長の直線偏光を入射し、前記各直線偏光に対する前記
電界センサからの反射光又は前記電界センサを透過した
透過光の強度変化が互いに反対になるように前記誘電体
ミラー間の距離又は前記直線偏光の波長を設定し、前記
電界センサに入射した前記各直線偏光に対する前記反射
光又は透過光の強度変化を比較することにより電界を測
定するようにしたことを特徴とする電界測定方法。 - 【請求項７】 電気光学効果を有してＬｉＮｂＯ3又は
ＬｉＴａＯ3の材料よりなる電気光学素子の相対向する
平行な両端平面に所定の反射率を有する誘電体ミラーを
装着してファブリー・ペロエタロンを形成した電界セン
サを電界中に配設し、前記電界センサの一方の前記誘電
体ミラー側から前記電気光学素子の屈折率楕円体の長軸
及び短軸に平行な偏光面を持つ２つの直線偏光を入射
し、前記各直線偏光に対する前記電界センサからの反射
光又は前記電界センサを透過した透過光の強度変化が互
いに反対になるように前記誘電体ミラー間の距離と前記
各直線偏光の波長とを設定し、前記電界センサに入射し
た前記各直線偏光に対する前記反射光又は透過光の強度
変化を比較することにより電界を測定するようにしたこ
とを特徴とする電界測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4122309A JPH05312844A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 電界測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4122309A JPH05312844A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 電界測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05312844A true JPH05312844A (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=14832771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4122309A Pending JPH05312844A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 電界測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05312844A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1517165A2 (en) * | 2003-09-03 | 2005-03-23 | Fujitsu Limited | Spectroscopic apparatus |
| JP2008216036A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Nec Corp | 電磁界測定装置 |
| CN106970253A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-07-21 | 哈尔滨理工大学 | 一种新型膜片结构的交流高电压传感器及测量方法 |
| CN110133388A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-08-16 | 常州轻工职业技术学院 | 一种单向反射pt对称结构电场传感器 |
| WO2019193629A1 (ja) * | 2018-04-02 | 2019-10-10 | 三菱電機株式会社 | 光強度変調器 |
| CN112433102A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-03-02 | 西安理工大学 | 一种基于f-p干涉原理的光纤电场传感器及其方法 |
-
1992
- 1992-05-15 JP JP4122309A patent/JPH05312844A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1517165A2 (en) * | 2003-09-03 | 2005-03-23 | Fujitsu Limited | Spectroscopic apparatus |
| EP1517165A3 (en) * | 2003-09-03 | 2006-10-04 | Fujitsu Limited | Spectroscopic apparatus |
| JP2008216036A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Nec Corp | 電磁界測定装置 |
| CN106970253A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-07-21 | 哈尔滨理工大学 | 一种新型膜片结构的交流高电压传感器及测量方法 |
| CN106970253B (zh) * | 2017-04-10 | 2019-08-09 | 哈尔滨理工大学 | 一种新型膜片结构的交流高电压传感器及测量方法 |
| WO2019193629A1 (ja) * | 2018-04-02 | 2019-10-10 | 三菱電機株式会社 | 光強度変調器 |
| JPWO2019193629A1 (ja) * | 2018-04-02 | 2020-04-30 | 三菱電機株式会社 | 光強度変調器 |
| CN110133388A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-08-16 | 常州轻工职业技术学院 | 一种单向反射pt对称结构电场传感器 |
| CN110133388B (zh) * | 2019-05-08 | 2024-04-05 | 常州工业职业技术学院 | 一种单向反射pt对称结构电场传感器 |
| CN112433102A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-03-02 | 西安理工大学 | 一种基于f-p干涉原理的光纤电场传感器及其方法 |
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