JPH0695110B2 - 電圧検出装置 - Google Patents
電圧検出装置Info
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- JPH0695110B2 JPH0695110B2 JP62142062A JP14206287A JPH0695110B2 JP H0695110 B2 JPH0695110 B2 JP H0695110B2 JP 62142062 A JP62142062 A JP 62142062A JP 14206287 A JP14206287 A JP 14206287A JP H0695110 B2 JPH0695110 B2 JP H0695110B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被測定物、例えば電気回路等の所定部分の電
圧を検出するための電圧検出装置に関し、特に被測定物
の所定部分の電圧によって光の偏光状態が変化すること
を利用して電圧を検出する型式の電圧検出装置に関す
る。
圧を検出するための電圧検出装置に関し、特に被測定物
の所定部分の電圧によって光の偏光状態が変化すること
を利用して電圧を検出する型式の電圧検出装置に関す
る。
従来、電気回路などの被測定物の所定部分の電圧を検出
するのに、種々の電圧検出装置が用いられる。この種の
電圧検出装置としては被測定物の所定部分にプローブを
接触させて、その部分の電圧を検出する型式のもの、あ
るいはプローブを接触させずに所定部分に電子ビームを
入射させることにより所定部分の電圧を検出する型式の
ものなどが知られている。
するのに、種々の電圧検出装置が用いられる。この種の
電圧検出装置としては被測定物の所定部分にプローブを
接触させて、その部分の電圧を検出する型式のもの、あ
るいはプローブを接触させずに所定部分に電子ビームを
入射させることにより所定部分の電圧を検出する型式の
ものなどが知られている。
ところで、当業者間には、構造が複雑でかつ小型の集積
回路のような被測定物の微細な部分の高速に変化する電
圧を、微細な部分の状態に影響を与えず精度良く検出し
たいという強い要望がある。
回路のような被測定物の微細な部分の高速に変化する電
圧を、微細な部分の状態に影響を与えず精度良く検出し
たいという強い要望がある。
しかしながら、プローブを被測定物の所定部分に接触さ
せる型式の電圧検出装置では、集積回路等の微細部分に
プローブを直接接触させることが容易でなく、またプロ
ーブを接触させることができたとしても、その電圧情報
だけに基づき集積回路の動作を適確に解析するのは困難
であった。さらにプローブを接触させることにより集積
回路内の動作状態が変化するという問題があった。
せる型式の電圧検出装置では、集積回路等の微細部分に
プローブを直接接触させることが容易でなく、またプロ
ーブを接触させることができたとしても、その電圧情報
だけに基づき集積回路の動作を適確に解析するのは困難
であった。さらにプローブを接触させることにより集積
回路内の動作状態が変化するという問題があった。
また電子ビームを用いる型式の電圧検出装置では、プロ
ーブを被測定物に接触させずに電圧を検出することがで
きるものの、測定されるべき部分が真空中に置かれかつ
露出されているものに限られ、また電子ビームにより測
定されるべき部分を損傷するという問題があった。
ーブを被測定物に接触させずに電圧を検出することがで
きるものの、測定されるべき部分が真空中に置かれかつ
露出されているものに限られ、また電子ビームにより測
定されるべき部分を損傷するという問題があった。
さらに従来の電圧検出装置では、検出器の動作速度が高
速の電圧変化に追従できず、集積回路等の高速に変化す
る電圧を精度良く検出することができないという問題が
あった。
速の電圧変化に追従できず、集積回路等の高速に変化す
る電圧を精度良く検出することができないという問題が
あった。
このような問題点を解決するために、発明者等による昭
和62年５月30日付の特許出願に記載されているような被
測定物の所定部分の電圧によって光ビームの偏光状態が
変化することを利用して電圧を検出する型式の電圧検出
装置が開発された。
和62年５月30日付の特許出願に記載されているような被
測定物の所定部分の電圧によって光ビームの偏光状態が
変化することを利用して電圧を検出する型式の電圧検出
装置が開発された。
第５図は、光ビームの偏光状態が被測定物の所定部分の
電圧によって変化することを利用して被測定物の電圧を
検出する型式の電圧検出装置の構成図である。
電圧によって変化することを利用して被測定物の電圧を
検出する型式の電圧検出装置の構成図である。
第５図において電圧検出装置50は、光プローブ52と、例
えばレーザダイオードによる直流光源53と、直流光源53
から出力される光ビームを集光レンズ60を介して光プロ
ーブ52に案内する光ファイバ51と、光プローブ52からの
参照光をコリメータ90を介して光電変換素子55に案内す
る光ファイバ92と、光プローブ52からの出射光をコリメ
ータ91を介して光電変換素子58に案内する光ファイバ93
と、光電変換素子55,58からの光電変換された電気信号
を比較する比較回路61とから構成されている。
えばレーザダイオードによる直流光源53と、直流光源53
から出力される光ビームを集光レンズ60を介して光プロ
ーブ52に案内する光ファイバ51と、光プローブ52からの
参照光をコリメータ90を介して光電変換素子55に案内す
る光ファイバ92と、光プローブ52からの出射光をコリメ
ータ91を介して光電変換素子58に案内する光ファイバ93
と、光電変換素子55,58からの光電変換された電気信号
を比較する比較回路61とから構成されている。
光プローブ52には、電気光学材料62、例えば光学的一軸
性結晶のタンタル酸リチウム（LiTaO3）が収容されてお
り、電気光学材料62の先端部63は、截頭円錐形状に加工
されている。光プローブ52の外周部には、導電性電極64
が設けられ、また先端部63には金属薄膜の反射鏡65が被
着されている。
性結晶のタンタル酸リチウム（LiTaO3）が収容されてお
り、電気光学材料62の先端部63は、截頭円錐形状に加工
されている。光プローブ52の外周部には、導電性電極64
が設けられ、また先端部63には金属薄膜の反射鏡65が被
着されている。
光プローブ52内にはさらに、コリメータ94と、集光レン
ズ95,96と、コリメータ94からの光ビームか所定の偏光
成分をもつ光ビームだけを抽出する偏光子54と、偏光子
54からの所定の偏光成分をもつ光ビームを参照光と入射
光とに分割する一方、電気光学材料62からの出射光を検
光子57に入射させるビームスプリッタ56とが設けられて
いる。なお参照光、出射光は、それぞれ集光レンズ95,9
6を介して光ファイバ92,93に出力されるようになってい
る。
ズ95,96と、コリメータ94からの光ビームか所定の偏光
成分をもつ光ビームだけを抽出する偏光子54と、偏光子
54からの所定の偏光成分をもつ光ビームを参照光と入射
光とに分割する一方、電気光学材料62からの出射光を検
光子57に入射させるビームスプリッタ56とが設けられて
いる。なお参照光、出射光は、それぞれ集光レンズ95,9
6を介して光ファイバ92,93に出力されるようになってい
る。
このような構成の電圧検出装置50では、検出に際して、
光プローブ52の外周部に設けられた導電性電極64を例え
ば接地電位に保持しておく。次いで、光プローブ52の先
端部63を被測定物、例えば集積回路（図示せず）に接近
させる。これにより、光プローブ52の電気光学材料62の
先端部63の屈折率が変化する。より詳しくは、光学的一
軸性結晶などにおいて、光軸と垂直な平面内における常
光の屈折率と異常光の屈折率との差が変化する。
光プローブ52の外周部に設けられた導電性電極64を例え
ば接地電位に保持しておく。次いで、光プローブ52の先
端部63を被測定物、例えば集積回路（図示せず）に接近
させる。これにより、光プローブ52の電気光学材料62の
先端部63の屈折率が変化する。より詳しくは、光学的一
軸性結晶などにおいて、光軸と垂直な平面内における常
光の屈折率と異常光の屈折率との差が変化する。
光源53から出力された光ビームは、集光レンズ60,光フ
ァイバ51を介して光プローブ52のコリメータ94に入射
し、さらに偏光子54により所定の偏光成分の強度Ｉの光
ビームとなって、ビームスプリッタ56を介して光プロー
ブ52の電気光学材料62に入射する。なおビームスプリッ
タ56により分割された参照光、入射光の強度はそれぞれ
I/2となる。電気光学材料62の先端部63の屈折率は上述
のように被測定物の電圧により変化するので、電気光学
材料62に入射した入射光は先端部63のところでその偏光
状態が屈折率変化に依存して変化し反射鏡65に達し、反
射鏡65で反射され、電気光学材料62から出射光として再
びビームスプリッタ56に向かう。電気光学材料62の先端
部63の長さをｌとすると、入射光の偏光状態は電圧によ
る常光と異常光との屈折率差および長さ2lに比例して変
化する。ビームスプリッタ56に戻された出射光は、検光
子57に入射する。なお検光子57に入射する出射光の強度
は、ビームスプリッタ56によりI/4となっている。検光
子57が例えば偏光子54の偏光成分と直交する偏光成分の
光ビームだけを通過させるように構成されているとする
と、偏光状態が変化して検光子57に入射する強度I/4の
出射光は、検光子57により、強度が（I/4）sin2〔（π/
2）・V/V0〕となって光電変換素子58に加わることにな
る。ここでＶは被測定物の電圧、V0は半波長電圧であ
る。
ァイバ51を介して光プローブ52のコリメータ94に入射
し、さらに偏光子54により所定の偏光成分の強度Ｉの光
ビームとなって、ビームスプリッタ56を介して光プロー
ブ52の電気光学材料62に入射する。なおビームスプリッ
タ56により分割された参照光、入射光の強度はそれぞれ
I/2となる。電気光学材料62の先端部63の屈折率は上述
のように被測定物の電圧により変化するので、電気光学
材料62に入射した入射光は先端部63のところでその偏光
状態が屈折率変化に依存して変化し反射鏡65に達し、反
射鏡65で反射され、電気光学材料62から出射光として再
びビームスプリッタ56に向かう。電気光学材料62の先端
部63の長さをｌとすると、入射光の偏光状態は電圧によ
る常光と異常光との屈折率差および長さ2lに比例して変
化する。ビームスプリッタ56に戻された出射光は、検光
子57に入射する。なお検光子57に入射する出射光の強度
は、ビームスプリッタ56によりI/4となっている。検光
子57が例えば偏光子54の偏光成分と直交する偏光成分の
光ビームだけを通過させるように構成されているとする
と、偏光状態が変化して検光子57に入射する強度I/4の
出射光は、検光子57により、強度が（I/4）sin2〔（π/
2）・V/V0〕となって光電変換素子58に加わることにな
る。ここでＶは被測定物の電圧、V0は半波長電圧であ
る。
比較回路61では、光電変換素子55において光電変換され
た参照光の強度I/2と、光電変換素子58において光電変
換された出射光の強度（I/4）・sin2〔（π/2）V/V0〕
とが比較される。
た参照光の強度I/2と、光電変換素子58において光電変
換された出射光の強度（I/4）・sin2〔（π/2）V/V0〕
とが比較される。
出射光の強度（I/4）・sin2〔（π/2）V/V0〕は、電圧
変化に伴なう電気光学材料62の先端部63の屈折率の変換
によって変わるので、これに基づいて被測定物、例えば
集積回路の所定部分の電圧を検出することができる。
変化に伴なう電気光学材料62の先端部63の屈折率の変換
によって変わるので、これに基づいて被測定物、例えば
集積回路の所定部分の電圧を検出することができる。
このように第５図に示す電圧検出装置50では、光プロー
ブ52の先端部63を被測定物に接近させることで変化する
電気光学材料62の先端部63の屈折率の変化に基づき、被
測定物の所定部分の電圧を検出するようにしているの
で、特に接触させることが困難で、また接触させること
により被測定電圧に影響を与えるような集積回路の微細
部分などの電圧を、光プローブ52を接触させることなく
検出することができる。また光源としてパルス幅の非常
に短かい光パルスを出力するレーザダイオードなどのパ
ルス光源を用いて、被測定物の高速な電圧変化を非常に
短かい時間幅でサンプリングするかあるいは光源に直流
光源を用い検出器にストリークカメラなどの高速応答検
出器を用いて被測定物の高速な電圧変化を高い時間分解
能で測定することにより、高速な電圧変化をも精度良く
検出することが可能となる。
ブ52の先端部63を被測定物に接近させることで変化する
電気光学材料62の先端部63の屈折率の変化に基づき、被
測定物の所定部分の電圧を検出するようにしているの
で、特に接触させることが困難で、また接触させること
により被測定電圧に影響を与えるような集積回路の微細
部分などの電圧を、光プローブ52を接触させることなく
検出することができる。また光源としてパルス幅の非常
に短かい光パルスを出力するレーザダイオードなどのパ
ルス光源を用いて、被測定物の高速な電圧変化を非常に
短かい時間幅でサンプリングするかあるいは光源に直流
光源を用い検出器にストリークカメラなどの高速応答検
出器を用いて被測定物の高速な電圧変化を高い時間分解
能で測定することにより、高速な電圧変化をも精度良く
検出することが可能となる。
しかしながら、第５図に示す電圧検出装置50では、導電
性電極64を光プローブ52の外周部に設け、この導電性電
極64を例えば接地電位に保持するようにしていたので、
第６図に示すように被測定物６の所定部分の電圧すなわ
ち金属薄膜65に誘導された電位と導電性電極64の接地電
位との電位差に基づく電気力線ELNは、電気光学材料62
内で光プローブ52の中心軸線Ａ−Ａと平行にはならず、
特に導電性電極64の近傍では電気力線ELNは大きく弯曲
する。これにより、被測定物６の所定部分の電圧による
電気光学材料62の屈折率変化は、電気光学材料全体にわ
たって均一なものとはならず、このため、電気光学材料
62内での光ビームの偏光状態は被測定物６の所定部分の
電圧と正確に対応して変化せず、被測定物６の電圧を正
確に検出することができないという問題があった。
性電極64を光プローブ52の外周部に設け、この導電性電
極64を例えば接地電位に保持するようにしていたので、
第６図に示すように被測定物６の所定部分の電圧すなわ
ち金属薄膜65に誘導された電位と導電性電極64の接地電
位との電位差に基づく電気力線ELNは、電気光学材料62
内で光プローブ52の中心軸線Ａ−Ａと平行にはならず、
特に導電性電極64の近傍では電気力線ELNは大きく弯曲
する。これにより、被測定物６の所定部分の電圧による
電気光学材料62の屈折率変化は、電気光学材料全体にわ
たって均一なものとはならず、このため、電気光学材料
62内での光ビームの偏光状態は被測定物６の所定部分の
電圧と正確に対応して変化せず、被測定物６の電圧を正
確に検出することができないという問題があった。
本発明は、被測定物の所定部分の電圧による電気光学材
料の屈折率変化を電気光学材料全体にわたって均一なも
のとし、被測定物の所定部分の電圧を正確に検出するこ
との可能な電圧検出装置を提供することを目的としてい
る。
料の屈折率変化を電気光学材料全体にわたって均一なも
のとし、被測定物の所定部分の電圧を正確に検出するこ
との可能な電圧検出装置を提供することを目的としてい
る。
本発明は、電気光学材料を有している光プローブの底面
を被測定物の所定部分に近接または接触させて被測定物
の所定部分の電圧を検出する型式の電圧検出装置であっ
て、 前記光プローブの底面には、光ビームを反射する機能を
有する反射手段が光プローブ内の電気光学材料の一方の
端面と接して設けられ、また、電気光学材料の反射手段
が設けられている側とは反対の側の他方の端面には、透
明電極が設けられており、 前記光ビームは、前記透明電極に入射した後、前記透明
電極，前記電気光学材料を通過して前記電気光学材料の
一方の端面に接して設けられている反射手段に達し、該
反射手段により反射されて、前記電気光学材料，前記透
明電極を通過して出射されるようになっており、 前記光プローブの底面に設けられている反射手段は、被
測定物の所定部分に近接または接触させて位置決め可能
であって、該反射手段を被測定物の所定部分に近接させ
てまたは接触させて位置決めするときに、被測定物の所
定部分の電圧に応じて電気光学材料に誘起される電界に
よって前記電気光学材料の屈折率が変化し、該電気光学
材料を通過する前記光ビームの偏光状態が変化すること
を利用して、被測定物の所定部分の電圧を検出するよう
になっていることを特徴とする電圧検出装置によって、
上記従来技術の問題点をを改善しようとするものであ
る。
を被測定物の所定部分に近接または接触させて被測定物
の所定部分の電圧を検出する型式の電圧検出装置であっ
て、 前記光プローブの底面には、光ビームを反射する機能を
有する反射手段が光プローブ内の電気光学材料の一方の
端面と接して設けられ、また、電気光学材料の反射手段
が設けられている側とは反対の側の他方の端面には、透
明電極が設けられており、 前記光ビームは、前記透明電極に入射した後、前記透明
電極，前記電気光学材料を通過して前記電気光学材料の
一方の端面に接して設けられている反射手段に達し、該
反射手段により反射されて、前記電気光学材料，前記透
明電極を通過して出射されるようになっており、 前記光プローブの底面に設けられている反射手段は、被
測定物の所定部分に近接または接触させて位置決め可能
であって、該反射手段を被測定物の所定部分に近接させ
てまたは接触させて位置決めするときに、被測定物の所
定部分の電圧に応じて電気光学材料に誘起される電界に
よって前記電気光学材料の屈折率が変化し、該電気光学
材料を通過する前記光ビームの偏光状態が変化すること
を利用して、被測定物の所定部分の電圧を検出するよう
になっていることを特徴とする電圧検出装置によって、
上記従来技術の問題点をを改善しようとするものであ
る。
本発明では、光プローブの底面には、光ビームを反射す
る機能を有する反射手段が光プローブ内の電気光学材料
の一方の端面と接して設けられ、また、電気光学材料の
反射手段が設けられている側とは反対の側の他方の端面
には、透明電極が設けられている。この場合、反射手段
は、被測定物の所定部分に近接または接触させて位置決
め可能であって、透明電極を例えば接地電位に保持し、
被測定物の所定部分の電圧を検出するため、反射手段を
被測定物の所定部分に近接または接触させると、被測定
物の所定部分の電圧に応じた電界を電気光学材料内に発
生させることができる。上記透明電極は、反射手段が設
けられている側とは反対の側の電気光学材料の他方の端
面に設けられているので、上記電界は、電気光学材料全
体にわたって光ビームの光路とほぼ平行に発生し、これ
により、電気光学材料の屈折率変化は、電気光学材料全
体にわたって均一なものとなり、光ビームの偏光状態
を、被測定物の所定物の電圧と正確に対応させて、変化
させることができる。
る機能を有する反射手段が光プローブ内の電気光学材料
の一方の端面と接して設けられ、また、電気光学材料の
反射手段が設けられている側とは反対の側の他方の端面
には、透明電極が設けられている。この場合、反射手段
は、被測定物の所定部分に近接または接触させて位置決
め可能であって、透明電極を例えば接地電位に保持し、
被測定物の所定部分の電圧を検出するため、反射手段を
被測定物の所定部分に近接または接触させると、被測定
物の所定部分の電圧に応じた電界を電気光学材料内に発
生させることができる。上記透明電極は、反射手段が設
けられている側とは反対の側の電気光学材料の他方の端
面に設けられているので、上記電界は、電気光学材料全
体にわたって光ビームの光路とほぼ平行に発生し、これ
により、電気光学材料の屈折率変化は、電気光学材料全
体にわたって均一なものとなり、光ビームの偏光状態
を、被測定物の所定物の電圧と正確に対応させて、変化
させることができる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明に係る電圧検出装置の部分構成図であ
る。
る。
第１図の電圧検出装置では、第６図の電圧検出装置と同
様に光プローブ１内に先端部63が截頭円錐形状の電気光
学材料62′，例えば光学的一軸性結晶のタンタル酸リチ
ウム（LiTaO3）やニオブ酸リチウム（LiNbO3）など、が
設けられ、電気光学材料62′の先端部63には、所定の偏
光成分をもつ入射光1Bを出射光RBとして反射させるため
の金属薄膜の反射鏡65が設けられている。なおこの金属
薄膜の反射鏡65は、前述のように入射光1Bを反射させる
とともに被測定物の所定部分の電圧を誘導するようにな
っている。
様に光プローブ１内に先端部63が截頭円錐形状の電気光
学材料62′，例えば光学的一軸性結晶のタンタル酸リチ
ウム（LiTaO3）やニオブ酸リチウム（LiNbO3）など、が
設けられ、電気光学材料62′の先端部63には、所定の偏
光成分をもつ入射光1Bを出射光RBとして反射させるため
の金属薄膜の反射鏡65が設けられている。なおこの金属
薄膜の反射鏡65は、前述のように入射光1Bを反射させる
とともに被測定物の所定部分の電圧を誘導するようにな
っている。
ところで第１図の電圧検出装置では、第６図の電圧検出
装置の導電性電極64のかわりに、表面が光プローブ１の
中心軸線Ａ−Ａと垂直となっている透明電極２が電気光
学材料62′の上側に設けられている。なお透明電極２の
上部には反射防止膜が蒸着されているとする。この透明
電極２は、入射光IB,反射光RBに何らの影響をも与える
ことなくこれらを通過させるとともに、被測定物６の所
定部分の電圧による電気光学材料62′内の屈折率変化を
均一なものにさせることができるようになっている。
装置の導電性電極64のかわりに、表面が光プローブ１の
中心軸線Ａ−Ａと垂直となっている透明電極２が電気光
学材料62′の上側に設けられている。なお透明電極２の
上部には反射防止膜が蒸着されているとする。この透明
電極２は、入射光IB,反射光RBに何らの影響をも与える
ことなくこれらを通過させるとともに、被測定物６の所
定部分の電圧による電気光学材料62′内の屈折率変化を
均一なものにさせることができるようになっている。
このような構成の電圧検出装置では、光プローブ１を被
測定物６に接近させると、金属薄膜の反射鏡65には、被
測定物の所定部分の電圧が誘導される。すなわち、金属
薄膜の反射鏡65には、これの直ぐ下側にある被測定物６
の部分INARの電圧と、部分INARよりも外側の部分OTARの
電圧とによる電位が誘導される。透明電極２を例えば接
地電位に保持すると、電気光学材料62′内には金属薄膜
の反射鏡65の電位と透明電極２の接地電位との電位差に
基づく電気力線ELN1が生ずる。ところで、電気光学材料
62′内に生じた電気力線ELN1は、透明電極２の表面が光
プローブ１の中心軸線Ａ−Ａと垂直であり透明電極２と
金属薄膜の反射鏡65とが平行に位置決めされていること
から、電気光学材料62′の中心軸線Ａ−Ａと平行になっ
ている。これにより、電気力線ELN1による電気光学材料
62′の屈折率変化は、全体にわたって均一なものとなる
ので、電気光学材料62′内での光ビームすなわち入射光
IB,反射光RBの偏光成分は、被測定物の所定部分の電圧
と正確に対応して変化し、被測定物６の所定部分の電圧
を正確に検出することができる。
測定物６に接近させると、金属薄膜の反射鏡65には、被
測定物の所定部分の電圧が誘導される。すなわち、金属
薄膜の反射鏡65には、これの直ぐ下側にある被測定物６
の部分INARの電圧と、部分INARよりも外側の部分OTARの
電圧とによる電位が誘導される。透明電極２を例えば接
地電位に保持すると、電気光学材料62′内には金属薄膜
の反射鏡65の電位と透明電極２の接地電位との電位差に
基づく電気力線ELN1が生ずる。ところで、電気光学材料
62′内に生じた電気力線ELN1は、透明電極２の表面が光
プローブ１の中心軸線Ａ−Ａと垂直であり透明電極２と
金属薄膜の反射鏡65とが平行に位置決めされていること
から、電気光学材料62′の中心軸線Ａ−Ａと平行になっ
ている。これにより、電気力線ELN1による電気光学材料
62′の屈折率変化は、全体にわたって均一なものとなる
ので、電気光学材料62′内での光ビームすなわち入射光
IB,反射光RBの偏光成分は、被測定物の所定部分の電圧
と正確に対応して変化し、被測定物６の所定部分の電圧
を正確に検出することができる。
第２図は第１図の電圧検出装置の変形例を示している。
第２図の電圧検出装置の光プローブ３では、電気光学材
料62′の先端部63に金属薄膜の反射鏡65にかわって誘電
体多層膜鏡４が設けられている。
第２図の電圧検出装置の光プローブ３では、電気光学材
料62′の先端部63に金属薄膜の反射鏡65にかわって誘電
体多層膜鏡４が設けられている。
第１図の光プローブ１では、電気光学材料62′の先端部
63に金属薄膜の反射鏡65を設けていたために、金属薄膜
の反射鏡65の直下の被測定物６の部分INARの電圧の他に
外側の部分OTARの電圧が金属薄膜の反射鏡65に誘起さ
れ、局所的な被測定物の電圧を検出するには限界があっ
た。
63に金属薄膜の反射鏡65を設けていたために、金属薄膜
の反射鏡65の直下の被測定物６の部分INARの電圧の他に
外側の部分OTARの電圧が金属薄膜の反射鏡65に誘起さ
れ、局所的な被測定物の電圧を検出するには限界があっ
た。
一方、第２図の光プローブ３では、電気光学材料62′の
先端部63に誘電体多層膜鏡４を設けているので、被測定
物の所定部分の電圧に基づく電気力線は、誘電体多層膜
鏡４を貫通して透明電極２に直接達する。これにより、
電気光学材料62′内の屈折率は、誘電体多層膜鏡４直下
の被測定物６の部分INARの電圧に基づく電気力線ELN2
と、外側部分OTARの極く一部の部分RRARの電圧とに基づ
く電気力線ELN2′によって均一に変化することになり、
第１図の光プローブ１に比べて外側部分OTARのうちで部
分RRARよりもさらに外側の部分の電圧の影響を防止する
ことができる。また部分RRARが結晶内に作る電気力線の
部分を光が通らなければ、部分RRARの影響も防止でき
る。
先端部63に誘電体多層膜鏡４を設けているので、被測定
物の所定部分の電圧に基づく電気力線は、誘電体多層膜
鏡４を貫通して透明電極２に直接達する。これにより、
電気光学材料62′内の屈折率は、誘電体多層膜鏡４直下
の被測定物６の部分INARの電圧に基づく電気力線ELN2
と、外側部分OTARの極く一部の部分RRARの電圧とに基づ
く電気力線ELN2′によって均一に変化することになり、
第１図の光プローブ１に比べて外側部分OTARのうちで部
分RRARよりもさらに外側の部分の電圧の影響を防止する
ことができる。また部分RRARが結晶内に作る電気力線の
部分を光が通らなければ、部分RRARの影響も防止でき
る。
第３図は第２図の電圧検出装置の変形例を示す図であ
る。第３図の電圧検出装置の光プローブ５では断面の一
様な電気光学材料７が用いられており、電気光学材料７
の上端および下端のそれぞれに、透明電極８および誘電
体多層膜鏡９が設けられている。透明電極８の断面積と
誘電体多層膜鏡９の断面積とは互いに等しくなってい
る。
る。第３図の電圧検出装置の光プローブ５では断面の一
様な電気光学材料７が用いられており、電気光学材料７
の上端および下端のそれぞれに、透明電極８および誘電
体多層膜鏡９が設けられている。透明電極８の断面積と
誘電体多層膜鏡９の断面積とは互いに等しくなってい
る。
このような構成では、電気光学材料７内には誘電体多層
膜鏡９の直下の被測定物６の部分INARの電圧に基づく電
気力線ELN2のみが生じ、電気光学材料７は外側部分OTAR
の電圧の影響を何ら受けないので、被測定物の局所的な
部分INARの電圧だけを正確に検出することができる。
膜鏡９の直下の被測定物６の部分INARの電圧に基づく電
気力線ELN2のみが生じ、電気光学材料７は外側部分OTAR
の電圧の影響を何ら受けないので、被測定物の局所的な
部分INARの電圧だけを正確に検出することができる。
なお、第５図および第６図に示す従来の電圧検出装置50
では、光プローブ52の電気光学材料62′は、第４図
（ａ）に示すようにＣ軸を含む平面で切り出されてい
る。この場合、光ビームの偏光状態の変化を利用して被
測定物の電圧を検出しようとするときには最良ではな
く、半波長電圧が高くなることが確認された。光ビーム
の偏光状態の変化を利用して被測定物の電圧をより感度
良く検出するためには、第４図（ｂ）に示すように、従
来の電気光学材料62と異なり電気光学材料62′の上面7
1,下面74がＣ軸から55°傾いた方向すなわち結晶の対角
線Ｂ−Ｂ方向に対して垂直となるように電気光学材料光
学材料62′の切出しを行ない、対角線Ｂ−Ｂの方向と光
プローブ52の軸線方向Ａ−Ａとを一致させるようにすれ
ば良い。
では、光プローブ52の電気光学材料62′は、第４図
（ａ）に示すようにＣ軸を含む平面で切り出されてい
る。この場合、光ビームの偏光状態の変化を利用して被
測定物の電圧を検出しようとするときには最良ではな
く、半波長電圧が高くなることが確認された。光ビーム
の偏光状態の変化を利用して被測定物の電圧をより感度
良く検出するためには、第４図（ｂ）に示すように、従
来の電気光学材料62と異なり電気光学材料62′の上面7
1,下面74がＣ軸から55°傾いた方向すなわち結晶の対角
線Ｂ−Ｂ方向に対して垂直となるように電気光学材料光
学材料62′の切出しを行ない、対角線Ｂ−Ｂの方向と光
プローブ52の軸線方向Ａ−Ａとを一致させるようにすれ
ば良い。
従って、第１図乃至第３図に示す上述の実施例の電圧検
出装置においても、電気光学材料62′,7をＣ軸から55°
傾いた方向に光プローブ1,3,5の中心軸線Ａ−Ａが一致
するよう電気光学材料62′,7を切出すことにより、被測
定物の所定部分の電圧をより感度良く検出することがで
きる。
出装置においても、電気光学材料62′,7をＣ軸から55°
傾いた方向に光プローブ1,3,5の中心軸線Ａ−Ａが一致
するよう電気光学材料62′,7を切出すことにより、被測
定物の所定部分の電圧をより感度良く検出することがで
きる。
また、第１図乃至第３図の電圧検出装置において、光ビ
ームの一部が光プローブ1,3,の内壁に入射し、内壁で反
射されて散乱光となる場合がある。このような散乱光
は、電圧の検出精度を低下させるので、取除かれるのが
望ましい。このために、光プローブ1,3,5の内壁にまた
結晶の外壁に例えば絶縁性黒色塗料を塗布することで、
内壁に光ビームの一部が入射したとしてもこれを吸収し
散乱光を有効に防止して、電圧を精度良く検出すること
ができる。
ームの一部が光プローブ1,3,の内壁に入射し、内壁で反
射されて散乱光となる場合がある。このような散乱光
は、電圧の検出精度を低下させるので、取除かれるのが
望ましい。このために、光プローブ1,3,5の内壁にまた
結晶の外壁に例えば絶縁性黒色塗料を塗布することで、
内壁に光ビームの一部が入射したとしてもこれを吸収し
散乱光を有効に防止して、電圧を精度良く検出すること
ができる。
なお上述の実施例では、電気光学材料の先端を被測定物
に接触させない場合について説明したが、電気光学材料
の先端を被測定物に接触させても良い。
に接触させない場合について説明したが、電気光学材料
の先端を被測定物に接触させても良い。
〔発明の効果〕 以上に説明したように、本発明によれば、反射手段の設
けられている側とは反対の電気光学材料の側に透明電極
を設けることにより、電気光学材料の屈折率変化を電気
光学材料全体にわたって均一なものとすることができ
て、光ビームの偏光状態を被測定物の所定部分の電圧と
正確に対応させて変化させ、電圧を正確に検出すること
ができる。
けられている側とは反対の電気光学材料の側に透明電極
を設けることにより、電気光学材料の屈折率変化を電気
光学材料全体にわたって均一なものとすることができ
て、光ビームの偏光状態を被測定物の所定部分の電圧と
正確に対応させて変化させ、電圧を正確に検出すること
ができる。
第１図は本発明の電圧検出装置の部分構成図、第２図は
第１図の電圧検出装置の変形例を示す図、第３図は第２
図の電圧検出装置の変形例を示す図、第４図（ａ）はＣ
軸を含む平面での電気光学材料の切出しを説明するため
の図、第４図（ｂ）は光ビームの偏光状態の変化を最大
にさせる電気光学材料の切出しを説明するための図、第
５図は従来の電圧検出装置の構成図、第６図は第５図の
電圧検出装置における電気光学材料内の電気力線を説明
するための図である。 1,3,5……光プローブ、2,8……透明電極、 4,9……誘電体多層膜鏡、６……被測定物、 7,62′……電気光学材料、 65……金属薄膜の反射鏡、 ELN1,ELN2……電気力線
第１図の電圧検出装置の変形例を示す図、第３図は第２
図の電圧検出装置の変形例を示す図、第４図（ａ）はＣ
軸を含む平面での電気光学材料の切出しを説明するため
の図、第４図（ｂ）は光ビームの偏光状態の変化を最大
にさせる電気光学材料の切出しを説明するための図、第
５図は従来の電圧検出装置の構成図、第６図は第５図の
電圧検出装置における電気光学材料内の電気力線を説明
するための図である。 1,3,5……光プローブ、2,8……透明電極、 4,9……誘電体多層膜鏡、６……被測定物、 7,62′……電気光学材料、 65……金属薄膜の反射鏡、 ELN1,ELN2……電気力線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−215509（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−142272（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−253878（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−130516（ＪＰ，Ａ) 特表 昭59−500186（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】電気光学材料及び透明電極を有する光プロ
ーブの底面を被測定物の所定部分に近接または接触させ
て被測定物の所定部分の電圧を検出する電圧検出装置で
あって、 前記光プローブの底面には、反射手段が前記電気光学材
料の一方の端面と接触して設けられ、 前記透明電極に入射した光ビームが該透明電極及び前記
電気光学材料を通過して前記反射手段に達し、該反射手
段により反射されて前記電気光学材料及び前記透明電極
を通過して出射するように、前記透明電極が前記電気光
学材料の他方の端面に設けられており、 被測定物の所定部分の電圧に応じて前記電気光学材料に
誘起される電界による該電気光学材料の屈折率の変化に
より前記光ビームの偏光状態が変化することを利用し
て、被測定物の所定部分の電圧を検出することを特徴と
する電圧検出装置。 - 【請求項２】前記透明電極は、接地電位に保持されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電圧
検出装置。 - 【請求項３】前記反射手段は、金属薄膜の反射鏡である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電圧検
出装置。 - 【請求項４】前記反射手段は、誘電体多層膜鏡であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電圧検出
装置。 - 【請求項５】前記電気光学材料は、これを通過する前記
光ビームの偏光状態の変化が最大となる方位に切出され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
電圧検出装置。 - 【請求項６】前記プローブは、黒塗りされていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電圧検出装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62142062A JPH0695110B2 (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | 電圧検出装置 |
| EP88108711A EP0293841B1 (en) | 1987-05-31 | 1988-05-31 | Voltage detector |
| US07/200,575 US4996475A (en) | 1987-05-31 | 1988-05-31 | Electro-optic voltage detector having a transparent electrode |
| DE8888108711T DE3877628T2 (de) | 1987-05-31 | 1988-05-31 | Spannungsdetektor. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62142062A JPH0695110B2 (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | 電圧検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63305258A JPS63305258A (ja) | 1988-12-13 |
| JPH0695110B2 true JPH0695110B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=15306542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62142062A Expired - Lifetime JPH0695110B2 (ja) | 1987-05-31 | 1987-06-05 | 電圧検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695110B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2777268B2 (ja) * | 1989-08-02 | 1998-07-16 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザダイオードを用いた低ノイズパルス光源及びこの光源を用いた電圧検出装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58137768A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-16 | Mitsubishi Electric Corp | 光電圧電界センサ |
-
1987
- 1987-06-05 JP JP62142062A patent/JPH0695110B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63305258A (ja) | 1988-12-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071124 Year of fee payment: 13 |