JPH07159464A - 光電界センサの光学バイアス調整方法 - Google Patents
光電界センサの光学バイアス調整方法Info
- Publication number
- JPH07159464A JPH07159464A JP5339978A JP33997893A JPH07159464A JP H07159464 A JPH07159464 A JP H07159464A JP 5339978 A JP5339978 A JP 5339978A JP 33997893 A JP33997893 A JP 33997893A JP H07159464 A JPH07159464 A JP H07159464A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- electric field
- field sensor
- bias
- waveguide
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- Pending
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来より用いられている光電界センサに特別
の加工を施すことなく、又複雑な測定器を使用せずに、
測定環境に応じて簡単に光学バイアスを調整する方法を
供する。 【構成】 ＬｉＮｂＯ3単結晶Ｘ基板１上に設けられた
マッハツェンダ型Ｔｉ拡散光導波路２の分岐後の光導波
路の一部または全部に光を照射することで分岐後の２本
の導波路の光の屈折率に差をつくり、光学バイアスを調
整する。
の加工を施すことなく、又複雑な測定器を使用せずに、
測定環境に応じて簡単に光学バイアスを調整する方法を
供する。 【構成】 ＬｉＮｂＯ3単結晶Ｘ基板１上に設けられた
マッハツェンダ型Ｔｉ拡散光導波路２の分岐後の光導波
路の一部または全部に光を照射することで分岐後の２本
の導波路の光の屈折率に差をつくり、光学バイアスを調
整する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＥＭＣ測定（ノイズ測
定）に代表される、特定領域の電界強度を測定するため
に用いる、光電界センサに関するものである。
定）に代表される、特定領域の電界強度を測定するため
に用いる、光電界センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光電界センサに内蔵される光変調器は、
分岐された２本の光導波路を有し、光導波路の近傍に配
置された変調電極部に電圧が印加されることで、分岐さ
れた片方の光導波路の屈折率を変動させて光の位相を変
調させる。この変調された光を合波する事によって、合
波後の光強度から変調電極部に印加された電圧を読みと
ることができる。また、変調電極部に電界を伝える手段
としては微小ダイポールアンテナと呼ばれるアンテナエ
レメントを使用している。電界が印加されなければ、分
岐された各導波路の光には位相のズレが発生しないの
で、合波後の光強度は素子内の損失を考えなければ原理
的には入射光強度と同一強度である。
分岐された２本の光導波路を有し、光導波路の近傍に配
置された変調電極部に電圧が印加されることで、分岐さ
れた片方の光導波路の屈折率を変動させて光の位相を変
調させる。この変調された光を合波する事によって、合
波後の光強度から変調電極部に印加された電圧を読みと
ることができる。また、変調電極部に電界を伝える手段
としては微小ダイポールアンテナと呼ばれるアンテナエ
レメントを使用している。電界が印加されなければ、分
岐された各導波路の光には位相のズレが発生しないの
で、合波後の光強度は素子内の損失を考えなければ原理
的には入射光強度と同一強度である。
【０００３】しかし、実際には光導波路の製作条件によ
って印加電圧がＯＶであっても、分岐後の光導波路に位
相差が生じてしまい、その分を補償するための印加電圧
が必要になる。これを光学バイアス調整という。なお、
印加電圧ＯＶでの出射光強度を以降光学バイアス点と称
する。光電界センサとしては、この光学バイアス点は、
印加電圧に対する出射光強度の極大値と極小値の中間に
位置していることが望ましい（図３参照）。この光学バ
イアス点は印加電圧の変動に対する出射光強度の変化が
最も著しい点であるので、光電界センサの高感度化に関
わる大きな要因である。
って印加電圧がＯＶであっても、分岐後の光導波路に位
相差が生じてしまい、その分を補償するための印加電圧
が必要になる。これを光学バイアス調整という。なお、
印加電圧ＯＶでの出射光強度を以降光学バイアス点と称
する。光電界センサとしては、この光学バイアス点は、
印加電圧に対する出射光強度の極大値と極小値の中間に
位置していることが望ましい（図３参照）。この光学バ
イアス点は印加電圧の変動に対する出射光強度の変化が
最も著しい点であるので、光電界センサの高感度化に関
わる大きな要因である。
【０００４】従来の、この光学バイアス調整方法として
は、多量に作った光変調器の中から光電界センサとして
の最適光学バイアス点のものを選定する方法や、光変調
器に物理的な圧力を加えることで光導波路の屈折率を変
化させる方法等が用いられている。上述の、作製した光
変調器からの選定では、歩留が悪く、生産性に乏しい欠
点があった。また、物理的な圧力を加える方法もある
が、この方法では、安定性が悪く、光学結晶基板を破損
する危険性があった。又、光変調器を使用する環境の温
度変化等によっても光学バイアス点は変動することがあ
る。
は、多量に作った光変調器の中から光電界センサとして
の最適光学バイアス点のものを選定する方法や、光変調
器に物理的な圧力を加えることで光導波路の屈折率を変
化させる方法等が用いられている。上述の、作製した光
変調器からの選定では、歩留が悪く、生産性に乏しい欠
点があった。また、物理的な圧力を加える方法もある
が、この方法では、安定性が悪く、光学結晶基板を破損
する危険性があった。又、光変調器を使用する環境の温
度変化等によっても光学バイアス点は変動することがあ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、光電界セン
サに加工手段によることのない、測定環境に即応する光
学バイアスを調整する方法を提供するものであり、複雑
な測定器を使用することなく、ユーザーが簡単に調整す
る方法を提供するものである。
サに加工手段によることのない、測定環境に即応する光
学バイアスを調整する方法を提供するものであり、複雑
な測定器を使用することなく、ユーザーが簡単に調整す
る方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】電気光学効果を有する光
学結晶上に、入射光を２分岐した後に合波させる構造と
した光導波路を形成し、分岐された２本の各々の光導波
路の近傍に変調電極を配置し、自然にまたは強制的に発
生した電界を微小ダイポールアンテナによって前記の変
調電極に伝えることによって、分岐した２本の光導波路
の合波後の出射光の強度変化を利用して電界強度を検出
する光電界センサにおいて、電界強度を測定する直前に
前記光導波路の分岐後の２本の光導波路の一部または全
部に光を照射して、前記分岐後の光導波路の屈折率に差
をもたせて光学バイアスを調整することにより電界強度
測定の感度を向上する。
学結晶上に、入射光を２分岐した後に合波させる構造と
した光導波路を形成し、分岐された２本の各々の光導波
路の近傍に変調電極を配置し、自然にまたは強制的に発
生した電界を微小ダイポールアンテナによって前記の変
調電極に伝えることによって、分岐した２本の光導波路
の合波後の出射光の強度変化を利用して電界強度を検出
する光電界センサにおいて、電界強度を測定する直前に
前記光導波路の分岐後の２本の光導波路の一部または全
部に光を照射して、前記分岐後の光導波路の屈折率に差
をもたせて光学バイアスを調整することにより電界強度
測定の感度を向上する。
【０００７】
【作用】ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）などの電気
光学結晶に光を照射すると、結晶中の不純物準位から電
子が伝導帯へ励起され、電子は＋Ｚ方向にドリフトす
る。この途中で励起電子はトラップ準位に落ち込むた
め、結晶中に正と負に帯電した部分が生じ空間電界が発
生し、空間電界は電気光学効果を通して屈折率変化をも
たらす。これを光損傷（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｍａｇ
ｅ）と云っている。
光学結晶に光を照射すると、結晶中の不純物準位から電
子が伝導帯へ励起され、電子は＋Ｚ方向にドリフトす
る。この途中で励起電子はトラップ準位に落ち込むた
め、結晶中に正と負に帯電した部分が生じ空間電界が発
生し、空間電界は電気光学効果を通して屈折率変化をも
たらす。これを光損傷（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｍａｇ
ｅ）と云っている。
【０００８】本発明はこのような特性を利用したもの
で、電界測定を行う前に、その測定環境下において、光
変調器の２つに分岐された光導波路の片側の光導波路の
一部分に紫外線等の光を照射して光導波路の屈折率を変
動させ、合波後の出射光の光学バイアス点を調整するこ
とで感度を向上させる。したがって光変調器を、そのバ
イアス値によって選定する必要がなくなるので、光電界
センサの大幅な歩留向上につながる。
で、電界測定を行う前に、その測定環境下において、光
変調器の２つに分岐された光導波路の片側の光導波路の
一部分に紫外線等の光を照射して光導波路の屈折率を変
動させ、合波後の出射光の光学バイアス点を調整するこ
とで感度を向上させる。したがって光変調器を、そのバ
イアス値によって選定する必要がなくなるので、光電界
センサの大幅な歩留向上につながる。
【０００９】
【実施例】図１および図２に示すように、ＬｉＮｂＯ3
結晶Ｘ基板１の−Ｘ面上にマッハツェンダー型Ｔｉ拡散
光導波路２をＴｉ熱拡散により形成（Ｔｉ形成条件；膜
厚５００オングストローム、幅６μｍ、熱拡散条件；１
０２５℃、５時間−ｗｅｔＯ2）し、光入射側にＴＥ入
力となるように定偏波光ファイバ５を、光出射側にシン
グルモード光ファイバ６をそれぞれ接続した。素子の大
きさは、基板で３６×６×ｔ０．５ｍｍ、パッケージ後
の外形寸法（アンテナエレメントは別にして）は７２×
８×８ｍｍである。アンテナエレメントはパッケージに
固定して、内部の光変調器の変調電極３に接続した。内
蔵した光変調器の諸特性は、表１の通りである。
結晶Ｘ基板１の−Ｘ面上にマッハツェンダー型Ｔｉ拡散
光導波路２をＴｉ熱拡散により形成（Ｔｉ形成条件；膜
厚５００オングストローム、幅６μｍ、熱拡散条件；１
０２５℃、５時間−ｗｅｔＯ2）し、光入射側にＴＥ入
力となるように定偏波光ファイバ５を、光出射側にシン
グルモード光ファイバ６をそれぞれ接続した。素子の大
きさは、基板で３６×６×ｔ０．５ｍｍ、パッケージ後
の外形寸法（アンテナエレメントは別にして）は７２×
８×８ｍｍである。アンテナエレメントはパッケージに
固定して、内部の光変調器の変調電極３に接続した。内
蔵した光変調器の諸特性は、表１の通りである。
【００１０】
【表１】
【００１１】光学バイアス調整は、実際に１．３１μｍ
の波長のレーザ光を入力して、出力光をモニタしながら
行っている。内蔵された光変調器の分岐後の１方の光導
波路に紫外線を２０００ｍＷ／ｃｍ2照射し、光パワー
メータで光学バイアス位置を確認しながら、極大値と極
小値の中点の光パワーが得られる位置になるように照射
した。このとき、前記光変調器は分岐後の１方の光導波
路は紫外線遮断膜（フォトリソグラフィー法により作
製）で覆っておいた。
の波長のレーザ光を入力して、出力光をモニタしながら
行っている。内蔵された光変調器の分岐後の１方の光導
波路に紫外線を２０００ｍＷ／ｃｍ2照射し、光パワー
メータで光学バイアス位置を確認しながら、極大値と極
小値の中点の光パワーが得られる位置になるように照射
した。このとき、前記光変調器は分岐後の１方の光導波
路は紫外線遮断膜（フォトリソグラフィー法により作
製）で覆っておいた。
【００１２】このようにして作製された光電界センサを
用い、電波暗室内でバイコニカルアンテナを発信源にし
て、感度測定を行った。この時の入力レーザ光強度は２
ｍＷ、波長は１．３１μｍとして、周波数５０ｋＨｚ、
１００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、１ＧＨｚの電磁波を測定
した。測定された感度は、測定周波数範囲で８０±５ｄ
ＢμＶ／ｍであった。
用い、電波暗室内でバイコニカルアンテナを発信源にし
て、感度測定を行った。この時の入力レーザ光強度は２
ｍＷ、波長は１．３１μｍとして、周波数５０ｋＨｚ、
１００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、１ＧＨｚの電磁波を測定
した。測定された感度は、測定周波数範囲で８０±５ｄ
ＢμＶ／ｍであった。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明の方法を利用するこ
とによって、光電界センサに内蔵する光変調器の能力を
最大限に引き出し、高感度で安価な光電界センサの光学
バイアス調整方法を提供することができた。
とによって、光電界センサに内蔵する光変調器の能力を
最大限に引き出し、高感度で安価な光電界センサの光学
バイアス調整方法を提供することができた。
【図１】本発明実施例に用いた光変調器の構成を示す説
明図。
明図。
【図２】本発明実施例に用いた光電界センサの構成を示
す説明図。
す説明図。
【図３】光変調器の印加電圧による出射光の強度変化を
示す特性図。
示す特性図。
１ ＬｉＮｂＯ3単結晶Ｘ基板 ２ Ｔｉ拡散光導波路 ３ 変調電極 ４ アンテナエレメント ５ 定偏波ファイバ ６ シングルモード光ファイバ ７ パッケージ １１ 入射光 １２ 出射光
Claims (1)
- 【請求項１】 電気光学効果を有する光学結晶上に、入
射光を２分岐した後、合波させる構造の光導波路を形成
し、分岐された２本のそれぞれの光導波路近傍に変調電
極を配置し、自然または強制的に発生する電界を前記変
調電極に導くことによって生じる光強度変化を利用して
電界強度を測定する光電界センサにおいて、電界強度を
測定する直前に前記光導波路の分岐後のそれぞれの光導
波路の一部または全部に光を照射し、前記分岐後のそれ
ぞれの光導波路の光の屈折率に差を作ることで光学バイ
アスを調整することを特徴とする光電界センサの光学バ
イアス調整方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5339978A JPH07159464A (ja) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | 光電界センサの光学バイアス調整方法 |
| KR1019950700893A KR100271188B1 (ko) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | 광 변조장치(optical modulator) |
| CN94190477A CN1042368C (zh) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | 光调制装置 |
| US08/397,077 US5638468A (en) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | Optical modulation system |
| CA002144087A CA2144087C (en) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | Optical modulation system |
| EP94919862A EP0658793A4 (en) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | OPTICAL MODULATOR. |
| PCT/JP1994/001103 WO1995002205A1 (fr) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | Modulateur optique |
| US08/810,557 US5815610A (en) | 1993-07-07 | 1997-03-03 | Optical modulation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5339978A JPH07159464A (ja) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | 光電界センサの光学バイアス調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07159464A true JPH07159464A (ja) | 1995-06-23 |
Family
ID=18332574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5339978A Pending JPH07159464A (ja) | 1993-07-07 | 1993-12-06 | 光電界センサの光学バイアス調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07159464A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002122622A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Tokin Corp | 光電界センサ装置 |
| JP2006053189A (ja) * | 2004-08-09 | 2006-02-23 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調素子モジュール |
| JP2017187398A (ja) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | 日本電信電話株式会社 | 電界強度測定器 |
-
1993
- 1993-12-06 JP JP5339978A patent/JPH07159464A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002122622A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Tokin Corp | 光電界センサ装置 |
| JP2006053189A (ja) * | 2004-08-09 | 2006-02-23 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調素子モジュール |
| JP4563107B2 (ja) * | 2004-08-09 | 2010-10-13 | 住友大阪セメント株式会社 | 光変調素子モジュール |
| JP2017187398A (ja) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | 日本電信電話株式会社 | 電界強度測定器 |
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