JPH0720178A - 光電界センサ - Google Patents
光電界センサInfo
- Publication number
- JPH0720178A JPH0720178A JP16786193A JP16786193A JPH0720178A JP H0720178 A JPH0720178 A JP H0720178A JP 16786193 A JP16786193 A JP 16786193A JP 16786193 A JP16786193 A JP 16786193A JP H0720178 A JPH0720178 A JP H0720178A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- electric field
- field sensor
- antenna
- optical waveguide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アンテナエレメントを含む外装部を極力小さ
くし且つ周波数特性の優れた光電界センサの提供。 【構成】 電気光学効果を持つ光学結晶２上に、入射光
を２分岐した後合波させる構造の光導波路１を形成し、
該２分された各光導波路の近傍に制御電極５を配置し、
該制御電極に各々アンテナを接続して成る光電界センサ
において、前記アンテナが、前記光学結晶上に前記光導
波路に平行にまたは光導波路を挟んで配置された対のア
ンテナ電極６であることを特徴とする。
くし且つ周波数特性の優れた光電界センサの提供。 【構成】 電気光学効果を持つ光学結晶２上に、入射光
を２分岐した後合波させる構造の光導波路１を形成し、
該２分された各光導波路の近傍に制御電極５を配置し、
該制御電極に各々アンテナを接続して成る光電界センサ
において、前記アンテナが、前記光学結晶上に前記光導
波路に平行にまたは光導波路を挟んで配置された対のア
ンテナ電極６であることを特徴とする。
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、領域内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、領域内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】図３は従来の光電界センサの構成をほぼ
上面から見た図である。光学結晶であるＬｉＮｂＯ3 基
板２上に被着形成されている光導波路１を分岐後、分岐
された一方または両方の光導波路に基板の結晶軸に平行
な電界を印加して導波光の位相を変動させ、再び合波さ
せる所までは光導波路マッハツェンダー干渉計を形成し
ている。この干渉計はその印加電圧によって合波後の光
強度を変動させることから、電界を結晶軸方向に印加さ
せるために光軸方向に向けて設けた制御電極５にリード
線５ａを介してアンテナエレメント３を接続する。なお
アンテナエレメント３は図示してないパッケージに固定
されている。ここで光ファイバ４から入力光を取り入
れ、アンテナエレメント３から制御電極５に印加される
微小電圧を測定すると光導波路型の光電界センサとな
る。この光電界センサは、アンテナエレメントが比較的
に小型化できるばかりでなく、アンテナエレメントを除
く金属部分、特に同軸ケーブルを必要としないため、電
界の乱れがなく測定可能である。
上面から見た図である。光学結晶であるＬｉＮｂＯ3 基
板２上に被着形成されている光導波路１を分岐後、分岐
された一方または両方の光導波路に基板の結晶軸に平行
な電界を印加して導波光の位相を変動させ、再び合波さ
せる所までは光導波路マッハツェンダー干渉計を形成し
ている。この干渉計はその印加電圧によって合波後の光
強度を変動させることから、電界を結晶軸方向に印加さ
せるために光軸方向に向けて設けた制御電極５にリード
線５ａを介してアンテナエレメント３を接続する。なお
アンテナエレメント３は図示してないパッケージに固定
されている。ここで光ファイバ４から入力光を取り入
れ、アンテナエレメント３から制御電極５に印加される
微小電圧を測定すると光導波路型の光電界センサとな
る。この光電界センサは、アンテナエレメントが比較的
に小型化できるばかりでなく、アンテナエレメントを除
く金属部分、特に同軸ケーブルを必要としないため、電
界の乱れがなく測定可能である。
【０００３】上記の構成において、アンテナエレメント
４は素子の長手方向に直交する形に配置されているのが
一般的である。これは、引き出し電極の位置に起因する
もので、光導波路の導波光の位相を変動させる制御電極
３から効率よく引き出すためである。しかしながらこの
ような構成の光電界センサでは、測定時にアンテナエレ
メントを図のように電界方向に向けるため、光ファイバ
４の引き出し部が測定方向に向いてしまう。このため光
ファイバ破損の恐れがあるばかりか、全体的に大きな構
造をとり、取扱いが不便である。またリード線５ａを用
いるので周波数特性が低下するが、その数値的な説明は
後に説明する。
４は素子の長手方向に直交する形に配置されているのが
一般的である。これは、引き出し電極の位置に起因する
もので、光導波路の導波光の位相を変動させる制御電極
３から効率よく引き出すためである。しかしながらこの
ような構成の光電界センサでは、測定時にアンテナエレ
メントを図のように電界方向に向けるため、光ファイバ
４の引き出し部が測定方向に向いてしまう。このため光
ファイバ破損の恐れがあるばかりか、全体的に大きな構
造をとり、取扱いが不便である。またリード線５ａを用
いるので周波数特性が低下するが、その数値的な説明は
後に説明する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、このアン
テナエレメントに着目し、アンテナエレメントを含む外
装部を極力小さくし且つ周波数特性の優れた光電界セン
サを提供しようとするものである。
テナエレメントに着目し、アンテナエレメントを含む外
装部を極力小さくし且つ周波数特性の優れた光電界セン
サを提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、電気光
学効果を持つ光学結晶上に、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、該２分された各光導波
路の近傍に制御電極を配置し、該制御電極に各々アンテ
ナを接続して成り、被測定電界を該アンテナで受けて前
記合波した光導波路に生じる光強度変化を利用して電界
強度を測定するようにした光電界センサにおいて、前記
アンテナが、前記光学結晶上に前記光導波路に平行に配
置された対のアンテナ電極であることを特徴とする光電
界センサが得られる。なお前記対のアンテナ電極は、前
記光導波路を挟んで配置されても良く、一方の側に平行
に配置しても良い。
学効果を持つ光学結晶上に、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、該２分された各光導波
路の近傍に制御電極を配置し、該制御電極に各々アンテ
ナを接続して成り、被測定電界を該アンテナで受けて前
記合波した光導波路に生じる光強度変化を利用して電界
強度を測定するようにした光電界センサにおいて、前記
アンテナが、前記光学結晶上に前記光導波路に平行に配
置された対のアンテナ電極であることを特徴とする光電
界センサが得られる。なお前記対のアンテナ電極は、前
記光導波路を挟んで配置されても良く、一方の側に平行
に配置しても良い。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例である光電界セ
ンサの主部の平面図であり、ＬｉＮｂＯ3 Ｚ基板２のＺ
面上にマッハツェンダー干渉計の光導波路１をＴｉ熱拡
散により形成し、光入射側にＴＥ入力となるように定偏
波光ファイバ４ａを、光出射側にシングルモード光ファ
イバ４ｂをそれぞれ接続した。素子の大きさは、基板で
３６×５×ｔ０．５ｍｍ、アンテナ電極６の１つの大き
さは２×１７．５ｍｍとした。比較のために従来型とし
て図３に示した構成の光電界センサも試作した。この場
合基板の大きさは３６×８×ｔ０．５ｍｍ、パッケージ
の大きさは４５×１５×１０ｍｍ、アンテナエレメント
とのパッケージ突出部寸法はφ３×７０ｍｍである。
ンサの主部の平面図であり、ＬｉＮｂＯ3 Ｚ基板２のＺ
面上にマッハツェンダー干渉計の光導波路１をＴｉ熱拡
散により形成し、光入射側にＴＥ入力となるように定偏
波光ファイバ４ａを、光出射側にシングルモード光ファ
イバ４ｂをそれぞれ接続した。素子の大きさは、基板で
３６×５×ｔ０．５ｍｍ、アンテナ電極６の１つの大き
さは２×１７．５ｍｍとした。比較のために従来型とし
て図３に示した構成の光電界センサも試作した。この場
合基板の大きさは３６×８×ｔ０．５ｍｍ、パッケージ
の大きさは４５×１５×１０ｍｍ、アンテナエレメント
とのパッケージ突出部寸法はφ３×７０ｍｍである。
【０００７】図２は本発明の第２の実施例の主部の平面
図である。この実施例が上記の第１の実施例と異なるの
は、アンテナ電極６が光導波路１の一方の側に平行に配
置されていることである。なお光ファイバは省略してあ
る。このようにして作製した光電界センサのマッハツェ
ンダー干渉計としての特性は、第１の実施例、第２の実
施例、及び比較例で挿入損失、消光比、半波長電圧、光
学バイアス位置ともほぼ同じ素子を選定して電極形成を
行ったものについて測定したものである。測定は作製さ
れた３種類の素子を電波暗室内で電界を発生させて、周
波数特性、電界強度による感度特性を測定した。なお第
１の実施例と第２の実施例とは殆ど同じ結果が得られた
ので、以下第１の実施例と従来例とについて比較説明す
る。
図である。この実施例が上記の第１の実施例と異なるの
は、アンテナ電極６が光導波路１の一方の側に平行に配
置されていることである。なお光ファイバは省略してあ
る。このようにして作製した光電界センサのマッハツェ
ンダー干渉計としての特性は、第１の実施例、第２の実
施例、及び比較例で挿入損失、消光比、半波長電圧、光
学バイアス位置ともほぼ同じ素子を選定して電極形成を
行ったものについて測定したものである。測定は作製さ
れた３種類の素子を電波暗室内で電界を発生させて、周
波数特性、電界強度による感度特性を測定した。なお第
１の実施例と第２の実施例とは殆ど同じ結果が得られた
ので、以下第１の実施例と従来例とについて比較説明す
る。
【０００８】図４は比較例の光電界センサの発信出力と
測定感度の関係を示す図、図５は第１の実施例の光電界
センサの発信出力と測定感度の関係を示す図、図６は第
１の実施例と比較例の光電界センサの周波数と測定感度
の関係を図４及び図５から求めた図である。
測定感度の関係を示す図、図５は第１の実施例の光電界
センサの発信出力と測定感度の関係を示す図、図６は第
１の実施例と比較例の光電界センサの周波数と測定感度
の関係を図４及び図５から求めた図である。
【０００９】図４〜図５から言えることは、従来の光電
界センサの測定可能な周波数帯は０〜２ＧＨｚであるの
に対し、本発明の光電界センサの場合は０〜３ＧＨｚ以
上である。ここに以上と言う表現を用いたのは、３ＧＨ
ｚ以上を測定できる測定器がなかったためである。また
図４及び図５から言えることは、本発明の光電界センサ
の測定感度が従来の場合にくらべて約１０ｄＢ上昇する
ため、７５ｄＢμＶ／ｍ以下の発信出力で測定が可能と
なる。
界センサの測定可能な周波数帯は０〜２ＧＨｚであるの
に対し、本発明の光電界センサの場合は０〜３ＧＨｚ以
上である。ここに以上と言う表現を用いたのは、３ＧＨ
ｚ以上を測定できる測定器がなかったためである。また
図４及び図５から言えることは、本発明の光電界センサ
の測定感度が従来の場合にくらべて約１０ｄＢ上昇する
ため、７５ｄＢμＶ／ｍ以下の発信出力で測定が可能と
なる。
【００１０】
【発明の効果】本発明の光電界センサは、アンテナと制
御電極が直結していてアンテナ電極からの電界を光の位
相を変動させる制御電極に直接伝えるので、測定可能な
周波数帯域が従来より広くなると共に感度向上が得ら
れ、また、アンテナ電極を結晶基板上に配置しているた
め、全体をパッケージ封入することが可能となると共に
アンテナの突出もなく、形状が従来に比べて小さく取扱
い上も非常に容易な光電界センサとなることがわかっ
た。
御電極が直結していてアンテナ電極からの電界を光の位
相を変動させる制御電極に直接伝えるので、測定可能な
周波数帯域が従来より広くなると共に感度向上が得ら
れ、また、アンテナ電極を結晶基板上に配置しているた
め、全体をパッケージ封入することが可能となると共に
アンテナの突出もなく、形状が従来に比べて小さく取扱
い上も非常に容易な光電界センサとなることがわかっ
た。
【図１】本発明の第１の実施例である光電界センサの構
成の主部の上面図。
成の主部の上面図。
【図２】本発明の第２の実施例である光電界センサの構
成の主部の上面図。
成の主部の上面図。
【図３】従来の光電界センサの構成の上面図。
【図４】従来の光電界センサの電波暗室内での発信出力
と測定感度の関係を周波数を変数として示した図。
と測定感度の関係を周波数を変数として示した図。
【図５】本発明の光電界センサの電波暗室内での発信出
力と測定感度の関係を周波数を変数として示した図。
力と測定感度の関係を周波数を変数として示した図。
【図６】従来及び本発明の光電界センサの電波暗室内で
の周波数と測定感度の関係を示した図。
の周波数と測定感度の関係を示した図。
１ 光導波路 ２ ＬｉＮｂＯ3 Ｚ基板 ３ アンテナエレメント ４ 光ファイバ ４ａ 定偏波光ファイバ ４ｂ シングルモード光ファイバ ５ 制御電極 ５ａ リード線 ６ アンテナ電極
Claims (2)
- 【請求項１】 電気光学効果を持つ光学結晶上に、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、
該２分された各光導波路の近傍に制御電極を配置し、該
制御電極に各々アンテナを接続して成り、被測定電界を
該アンテナで受けて前記合波した光導波路に生じる光強
度変化を利用して電界強度を測定するようにした光電界
センサにおいて、 前記アンテナが、前記光学結晶上に前記光導波路に平行
に配置された対のアンテナ電極であることを特徴とする
光電界センサ。 - 【請求項２】 前記対のアンテナ電極が、前記光導波路
を挟んで配置された対のアンテナ電極であることを特徴
とする請求項１の光電界センサ。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16786193A JPH0720178A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 光電界センサ |
| CN94190478A CN1052071C (zh) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | 电场传感器 |
| CA002144075A CA2144075C (en) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | Electric field sensor |
| KR1019950700890A KR100220289B1 (ko) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | 전계센서 |
| PCT/JP1994/001110 WO1995002193A1 (fr) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | Capteur de champs magnetiques |
| DE69430728T DE69430728T2 (de) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | Fühler für elektrische felder |
| EP94919869A EP0668508B1 (en) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | Electric field sensor |
| US08/397,076 US5488677A (en) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | Electric field sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16786193A JPH0720178A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 光電界センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0720178A true JPH0720178A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=15857450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16786193A Pending JPH0720178A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 光電界センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0720178A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0758090A3 (en) * | 1995-08-08 | 1997-03-19 | SHARP Corporation | An electromagnetic wave-to-optical signal converting and modulating device and a communication system using the same |
-
1993
- 1993-07-07 JP JP16786193A patent/JPH0720178A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0758090A3 (en) * | 1995-08-08 | 1997-03-19 | SHARP Corporation | An electromagnetic wave-to-optical signal converting and modulating device and a communication system using the same |
| US5799116A (en) * | 1995-08-08 | 1998-08-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electromagnetic wave-to-optical signal converting and modulating device and a communication system using the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011024 |