JPH0820469B2 - 電圧検出装置 - Google Patents

電圧検出装置

Info

Publication number
JPH0820469B2
JPH0820469B2 JP62142061A JP14206187A JPH0820469B2 JP H0820469 B2 JPH0820469 B2 JP H0820469B2 JP 62142061 A JP62142061 A JP 62142061A JP 14206187 A JP14206187 A JP 14206187A JP H0820469 B2 JPH0820469 B2 JP H0820469B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electro
optical
voltage
probe
light
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP62142061A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63305257A (ja
Inventor
紳一郎 青島
裕 土屋
誠一郎 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP62142061A priority Critical patent/JPH0820469B2/ja
Publication of JPS63305257A publication Critical patent/JPS63305257A/ja
Publication of JPH0820469B2 publication Critical patent/JPH0820469B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)

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。
〔従来の技術〕
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。
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。
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。
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。
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。
〔発明が解決しようとする問題点〕
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。
第4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。
第4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。
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には金属薄膜あるいは誘電
体多層膜の反射鏡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からの光ビームから所定の
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
95,96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、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により所定の偏向成分の強度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。
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
化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4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。
ところで、使用者にとっては、1つの電圧検出装置で
光プローブあるいは電気光学材料の種類を変更して、あ
る場合には温度特性を優先した検出結果を、またある場
合には感度特性を優先した検出結果を得たいことがあ
る。さらには電圧の検出を開始するに先立ち、電気光学
材料のかわりに電気光学効果をもたない例えば石英ガラ
スなどの透明物質を用いて光プローブの光軸等の調整を
行ない、この調整が終了した時点で電気光学効果をもた
ない透明物質を電気光学材料に置換えたい場合がある。
しかしながら、第4図に示す電圧検出装置50では、1
つの光プローブ52だけが用いられまた光プローブ52内に
は1種類の電気光学材料62だけが設けられて、光プロー
ブ52あるいは電気光学材料62を他の種類のものに交換し
うるようにはなっていないので、上述のような使用者に
とって都合の良い検出結果を得たりあるいは検出開始時
に光プローブ内の光軸などの調整を行なったりする融通
性に欠けていた。
本発明は、使用者にとって所望の検出結果を得たり光
プローブ内の光軸の調整を容易に行なうことの可能な構
造の電圧検出装置を提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、被測定物の所定部分の電圧によって屈折率
が変化する電気光学材料を用いた型式の電圧検出装置に
おいて、被測定物の所定部分に電気光学材料を接近させ
るための光プローブを備え、該光プローブの先端部には
所望の電気光学材料または電気光学効果のない透明物質
が光軸に沿って交換可能に配置され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改善し
ようとするものである。
〔作用〕
本発明では、光プローブの先端部に所望の電気光学材
料または電気光学効果のない透明物質が光軸に沿って交
換可能に配置されるようになっている。例えば、最初光
軸に沿って電気光学効果のない透明物質を配置すると、
光プローブの光軸の調整を行なうことができる。次いで
例えば感度特性の良好な電気光学材料に交換すると、被
測定物の所定部分の電圧を感度良く検出することができ
る。
〔実施例〕
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第1の実施例の
部分概略構成図である。
第1図の電圧検出装置では、光プローブ1の先端部に
回転台2が回転自在に設けられ、回転台2には、例えば
3つのネジ孔3−1,3−2,3−3が設けられている。回転
台2のネジ孔3−1には例えば温度特性の良好な電気光
学材料4−1が嵌着され、ネジ孔3−2には例えば感度
特性の良好な電気光学材料4−2が嵌着され、ネジ孔3
−3には例えば電気光学効果のない石英ガラスなどの透
明物質4−3が嵌着されるようになっている。
なお電気光学材料4−1,4−2,電気光学効果のない透
明物質4−3の先端には、図示しないが金属薄膜あるい
は誘電体多層膜の反射鏡が形成されているとする。
このような構成の電圧検出装置では、被測定物5の所
定部分の電圧を検出するに先立ち、光プローブ1の先端
部に設けられた回転台2を回転して、第1図に示すよう
に光プローブ1の光軸に沿って電気光学効果のない透明
物質4−3を位置決めする。しかる後に、この透明物質
4−3に所定の偏光成分をもつ光ビームを入射させる。
ところで、透明物質4−3は電気光学効果を有していな
いので、入射光の偏光状態は透明物質4−3内で変化せ
ず、従ってこの透明物質4−3からの出射光の偏光状態
も入射光の偏光状態と同じであるので、検出器(図示せ
ず)において出射光の強度が入射光の強度すなわち参照
光の強度と同じであるか否かを判別することにより、光
プローブ1の光軸を調整することができる。
次いで、使用者が温度特性の良好な検出結果を得よう
とする場合には、回転台2を回転して、光プローブ1の
光軸に沿って温度特性の良好な電気光学材料4−1を位
置決めする。しかる後に電気光学材料4−1に所定の偏
光成分をもつ光ビームを入射光として入射させ、電気光
学材料4−1からの出射光の偏光状態の変化を検出する
ことにより、被測定物5の所定部分の電圧を温度特性良
く検出することができる。また使用者が感度特性の良好
な検出結果を得ようとする場合には、光プローブ1の光
軸に沿って感度特性の良好な電気光学材料4−2を位置
決めし、被測定物5の所定部分の電圧を感度良く検出す
ることができる。
また上述の電気光学材料4−1,4−2の他にも、比誘
電率が小さく被測定電界を乱しにくい電気光学材料を用
いても良い。
このように第1の実施例によれば、光プローブ1の先
端部の回転台2を回転させるだけで、極めて容易に電気
光学材料4−1,4−2あるいは電気光学効果のない透明
物質4−3を交換することができるので、使用者にとっ
て都合の良い検出結果を容易に得ることができたり、光
軸の調整を容易に行なうことができる。
第2図は本発明に係る電圧検出装置の第2の実施例の
部分概略構成図である。
第2図の電圧検出装置では、光プローブ10に楔形の溝
11が設けられ、これに対して交換可能な各種の電気光学
材料あるいは電気光学効果の結晶12の上部には、光プロ
ーブ10の溝11に嵌合する楔形部分13が形成されている。
なお各種の電気光学材料あるいは電気光学効果の結晶12
の先端には、図示しないが金属薄膜あるいは誘電体多層
膜の反射鏡が形成されているとする。
このような構成では、所望の電気光学材料あるいは電
気光学効果のない透明物質を光プローブ10の溝11に嵌合
させて、電圧の検出あるいは光軸の調整を行なうことが
できて、他の電気光学材料などを用いたときには、現在
嵌めらている電気光学材料等を取外して容易に交換する
ことができる。
このように第2の実施例においても、電気光学材料な
どを容易に交換することができるので、使用者にとって
都合の良い検出結果を容易に得ることができたり、光軸
の調整を容易に行なうことができる。
なお第1および第2の実施例において、交換可能な電
気光学材料の上面には図示しないが、透明電極を設けて
も良い。この場合には透明電極に接地電位を与えること
により、被測定物の所定部分の電圧に基づく電気力線を
電気光学材料内において電気光学材料の軸線と平行にさ
せ、電気光学材料内での屈折率変化が一様となるように
して電圧の検出精度を高めることができる。
また交換可能な電気光学材料は全体が電気光学材料で
形成されているものとして説明したが、第3図に示すよ
うに、上部を電気光学効果のない例えば石英ガラスなど
の透明物質14で形成し、下部を電気光学材料15で形成す
るようにしても良い。
また、上述した実施例では、電気光学材料等の先端を
被測定物に接触させないものとして説明したが、電気光
学材料の先端を被測定物に接触させるようにしても良
い。
〔発明の効果〕
以上に説明したように、本発明によれば、光プローブ
の先端部に所望の電気光学材料または電気光学効果のな
い透明物質が光軸に沿って交換可能に配置されるように
なっているので、使用者にとって所望の検出結果を得た
り光プローブ内の光軸の調整を容易に行なうことができ
て電圧検出装置としての融通性を著しく高めることがで
きる。
さらには、先の細く、微細部分を測れるもの、あるい
は大きな範囲を測定できるものなどの種々の所望の形状
のものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る電圧検出装置の第1の実施例の部
分概略構成図、第2図は本発明に係る電圧検出装置の第
2の実施例の部分概略構成図、第3図は光プローブに交
換可能に取付けられる電気光学材料の変形例を示す図、
第4図は従来の電圧検出装置の構成図である。 1,10……光プローブ、2……回転台、4−1,4−2……
電気光学材料、4−3……電気光学効果のない透明物
質、5……被測定物、11……溝

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被測定物の所定部分の電圧によって屈折率
    が変化する電気光学材料を用いた型式の電圧検出装置に
    おいて、被測定物の所定部分に電気光学材料を接近させ
    るための光プローブを備え、該光プローブの先端部に
    は、所望の電気光学材料または電気光学効果のない透明
    物質が光軸に沿って交換可能に配置されることを特徴と
    する電圧検出装置。
  2. 【請求項2】前記光プローブの先端部に交換可能に配置
    される電気光学材料は、上面に透明電極が設けられてい
    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。
JP62142061A 1987-06-05 1987-06-05 電圧検出装置 Expired - Fee Related JPH0820469B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62142061A JPH0820469B2 (ja) 1987-06-05 1987-06-05 電圧検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62142061A JPH0820469B2 (ja) 1987-06-05 1987-06-05 電圧検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63305257A JPS63305257A (ja) 1988-12-13
JPH0820469B2 true JPH0820469B2 (ja) 1996-03-04

Family

ID=15306513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62142061A Expired - Fee Related JPH0820469B2 (ja) 1987-06-05 1987-06-05 電圧検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0820469B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2742143B2 (ja) * 1991-03-01 1998-04-22 日本電信電話株式会社 電界測定用プローブの製造方法
US5469064A (en) * 1992-01-14 1995-11-21 Hewlett-Packard Company Electrical assembly testing using robotic positioning of probes

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63305257A (ja) 1988-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2571385B2 (ja) 電圧検出装置
GB1419738A (en) Ellipsometer
JPH0573178B2 (ja)
JP2527965B2 (ja) 電圧検出装置
CN107655599B (zh) 一种光学元件微小应力的测量方法
EP0293841B1 (en) Voltage detector
US5459394A (en) Electro-optic measurement device for the measurement of an electric signal in an electronic component
JPH0695109B2 (ja) 電圧検出装置
US4982151A (en) Voltage measuring apparatus
US4864222A (en) Voltage detector employing electro-optic material having a corner-cube shape
JPH0695111B2 (ja) 電圧検出装置
US3561876A (en) Detecting and measuring apparatus using polarization interferometry
JPH0820469B2 (ja) 電圧検出装置
US7551267B2 (en) Systems and methods for measuring ultra-short light pulses
JPH0695114B2 (ja) 電圧検出装置
JPH0695112B2 (ja) 電圧検出装置
JP3139644B2 (ja) 集積回路の電圧信号測定装置
JP2582579B2 (ja) 電圧検出装置
JPS62212507A (ja) レ−ザ干渉計で校正を不要とした触針式表面形状検出器
JPH0695110B2 (ja) 電圧検出装置
JP3381018B2 (ja) 電界検出装置
JPH02238376A (ja) 電界測定用プローブ
JPH0695108B2 (ja) 回路電圧検出装置
JPH05264440A (ja) 偏光解析装置
US5164667A (en) Voltage detecting device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees