JPH11194146A - Electric field sensor - Google Patents

Electric field sensor

Info

Publication number
JPH11194146A
JPH11194146A JP7575198A JP7575198A JPH11194146A JP H11194146 A JPH11194146 A JP H11194146A JP 7575198 A JP7575198 A JP 7575198A JP 7575198 A JP7575198 A JP 7575198A JP H11194146 A JPH11194146 A JP H11194146A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric field
grating
optical waveguide
wavelength
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.)
Withdrawn
Application number
JP7575198A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaki Sakakibara
正毅 榊原
Naoshi Sakamoto
直志 坂本
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.)
SWCC Corp
Original Assignee
Showa Electric Wire and Cable Co
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 Showa Electric Wire and Cable Co filed Critical Showa Electric Wire and Cable Co
Priority to JP7575198A priority Critical patent/JPH11194146A/en
Publication of JPH11194146A publication Critical patent/JPH11194146A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate variance due to change in optical intensity and temperature drift, etc. SOLUTION: The board 2 of this sensor is provided thereon with an incident/ outgoing light waveguide 3 which receives an incident light and emits an outgoing light, and changes a refractive index according to the intensity of applied electric field, a grating 4 for a wavelength modulator which is written in the waveguide 3 and Bragg-diffract the incident light, and electrodes 5 and 5' that are connected with an antenna and are provided adjacent to the grating 4 for the wavelength modulator. Thus, a change in electric field intensity is converted into the wavelength modulation through grating, so that no influence of variance of optical intensity is given. Further, the incident/outgoing light waveguide is divided into two pieces thereof, and the grating for the wavelength modulator can be written in one waveguide and that for temperature compensation be written in the other waveguide. Therefore, a difference of wavelength from the respective grating can be measured as an electric field intensity, thereby eliminating an influence of change of wavelength due to temperature drift, etc.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は電界センサに係
り、特に電気光学効果を有する結晶上に光導波路が形成
された光導波路型素子を用いる電界センサに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an electric field sensor, and more particularly to an electric field sensor using an optical waveguide type element having an optical waveguide formed on a crystal having an electro-optic effect.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンピュータ等の情報機器、通信機器、
自動車、電車等に使用される制御器など多くの電気機器
は、互いに外部からの電磁ノイズによる誤動作などの影
響を受けやすく、また電磁波が人体に及ぼす影響が懸念
されている。特に、EMC分野(ノイズ分野)におい
て、外部の電磁環境に影響を及ぼすようなノイズの大き
さや、電気機器自体が発生するノイズ等を正確に測定す
ることが重要になってきている。この電磁ノイズを測定
する測定装置としてはアンテナを使用する測定装置が一
般的であるが、同軸ケーブル等の電気ケーブルの存在に
より電界分布が乱れたり、また電気ケーブルに対してノ
イズが混入したりする虞があった。
2. Description of the Related Art Information devices such as computers, communication devices,
Many electric devices such as controllers used in automobiles and trains are susceptible to malfunctions due to external electromagnetic noise, and there is a concern that electromagnetic waves may affect human bodies. In particular, in the EMC field (noise field), it has become important to accurately measure the magnitude of noise affecting the external electromagnetic environment, the noise generated by the electric device itself, and the like. As a measuring device for measuring this electromagnetic noise, a measuring device using an antenna is generally used, but the electric field distribution is disturbed by the presence of an electric cable such as a coaxial cable, or noise is mixed into the electric cable. There was a fear.

【0003】このような難点を解決するために、電界強
度を光信号に変換する光学素子をセンサとして使用する
電界センサが開発されている。この電界センサは例えば
図7に示すように、基板51、入射光導波路52、2つ
の位相シフト光導波路53、53′および出射光導波路
54を具備している。入射光導波路52は基板51上に
形成され入射光ファイバ57に接続されている。位相シ
フト光導波路53、53′は入射光導波路52から分岐
するように基板51上に形成され、印加される電界強度
に応じて屈折率が変化するようになっている。出射光導
波路54は位相シフト光導波路53、53′と合流する
ように基板51上に形成されると共に出射光ファイバ5
8に接続されている。
In order to solve such difficulties, an electric field sensor using an optical element for converting an electric field intensity into an optical signal as a sensor has been developed. This electric field sensor includes, for example, a substrate 51, an incident optical waveguide 52, two phase-shifted optical waveguides 53 and 53 ', and an output optical waveguide 54, as shown in FIG. The incident optical waveguide 52 is formed on the substrate 51 and is connected to the incident optical fiber 57. The phase shift optical waveguides 53 and 53 'are formed on the substrate 51 so as to branch off from the incident optical waveguide 52, and the refractive index changes according to the applied electric field intensity. The outgoing optical waveguide 54 is formed on the substrate 51 so as to merge with the phase shift optical waveguides 53 and 53 ', and the outgoing optical fiber 5
8 is connected.

【0004】また、基板51上にはコの字形パターン電
極55、55′が嵌合するように相対し、且つそれぞれ
が位相シフト光導波路53、53′に対して並設された
状態で基板51上に形成されている。このコの字形パタ
ーン電極55、55′の各一辺にはそれぞれロッドアン
テナ56、56′が接続されている。このように構成さ
れたマッハツェンダー方式の電界センサにおいて、入射
光ファイバ57からの入射光は入射光導波路52に入射
後、位相シフト導波路53、53′に分岐される。この
ような状態で電界が印加されると、ロッドアンテナ5
6、56′によりコの字形パターン電極55、55′に
電圧が誘起されるので、位相シフト導波路53、53′
には深さ方向に互いに反対向きの電界成分が生ずる。し
たがって、電気光学効果により屈折率変化が生じて位相
シフト導波路53、53′を伝搬する光波間には印加電
界の大きさに応じた位相差が生じる。この位相差が生じ
ている各光波が合流して出射光導波路58で結合される
場合に、干渉により光強度が変化することになる。即
ち、印加電界の強度に応じて出射光の強度は変化するこ
とになるので、その光強度変化を検出器で測定すれば印
加電界の強度を測定することができる。
On the substrate 51, U-shaped pattern electrodes 55, 55 'are opposed to each other so as to fit, and are arranged in parallel with the phase shift optical waveguides 53, 53'. Is formed on. Rod antennas 56 and 56 'are connected to respective sides of the U-shaped pattern electrodes 55 and 55'. In the Mach-Zehnder electric field sensor configured as described above, the incident light from the incident optical fiber 57 is incident on the incident optical waveguide 52 and is branched into the phase shift waveguides 53 and 53 '. When an electric field is applied in such a state, the rod antenna 5
6, 56 'induces a voltage in the U-shaped pattern electrodes 55, 55', so that the phase shift waveguides 53, 53 '
Generates electric field components in opposite directions in the depth direction. Therefore, the refractive index changes due to the electro-optic effect, and a phase difference is generated between the light waves propagating through the phase shift waveguides 53 and 53 'according to the magnitude of the applied electric field. When the light waves having the phase difference are merged and coupled by the output light waveguide 58, the light intensity changes due to interference. That is, since the intensity of the emitted light changes according to the intensity of the applied electric field, the intensity of the applied electric field can be measured by measuring the change in the light intensity with a detector.

【0005】このような光強度変化から電界を検出する
ものとして、電界の検出方法(特開平7−151804
号公報)、電界センサヘッドおよび電界センサ(特開平
8−43467号公報)が提案されている。
As a method for detecting an electric field from such a change in light intensity, a method for detecting an electric field (JP-A-7-151804) is described.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-43467) and an electric field sensor head and an electric field sensor (JP-A-8-43467).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなマッハツェンダー方式の電界センサでは、光出力が
印加電圧に対して周期的に三角関数曲線を描くことから
最大値と最小値とを取らなければならず、ダイナミック
レンジを取ることができない。これにより、最大値を超
えた電界強度に対しては計測能力を失い誤認判定をする
虞がある。また、光強度変調のために光源等の外乱によ
る光強度変動の影響を受け易く、それが信号に重畳され
ることによりノイズとなる。なお、その影響は現時点に
おいては除去することはできない。また、温度ドリフト
による光学バイアスの変化が起こる難点がある。
However, in such a Mach-Zehnder electric field sensor, since the light output periodically draws a trigonometric function curve with respect to the applied voltage, it is necessary to take a maximum value and a minimum value. In addition, a dynamic range cannot be obtained. As a result, there is a possibility that the measurement capability is lost for an electric field intensity exceeding the maximum value, and a false recognition determination is made. Also, because of the light intensity modulation, it is susceptible to the influence of light intensity fluctuations due to disturbances of the light source or the like. The effects cannot be eliminated at this time. Further, there is a problem that an optical bias changes due to a temperature drift.

【0007】さらに、複数の電界センサに1本のファイ
バーから光を分岐して供給しようとする場合に入射光の
パワーが少なくなると、C/N比が小さくなることによ
りダイナミックレンジが小さくなる難点があるので、多
重伝送には適さない。本発明は、このような従来の問題
点を解決するためになされたもので、光源等の外乱によ
る光強度変動の影響を受けることなく、また、温度ドリ
フト等の環境変化による変動を防ぐことができ、而も多
点測定データを波長多重伝送することが可能な電界セン
サを提供することを目的とする。
[0007] Furthermore, in the case where the light from one fiber is to be supplied to a plurality of electric field sensors by branching, if the power of the incident light is reduced, the C / N ratio is reduced, and the dynamic range is reduced. Therefore, it is not suitable for multiplex transmission. The present invention has been made to solve such a conventional problem, and is not affected by light intensity fluctuation due to disturbance of a light source or the like, and is capable of preventing fluctuation due to environmental change such as temperature drift. It is another object of the present invention to provide an electric field sensor capable of wavelength multiplex transmission of multipoint measurement data.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明の電界センサは、入射光を受けると共に出射光
を出射し、且つ印加される電界の強度に応じて屈折率を
変化させる拡散型の入出射光導波路と、入出射光導波路
に書き込まれ、入射光をブラッグ回折する波長変調器用
グレーティングと、アンテナが接続され且つ波長変調器
用グレーティングに近接されて設けられる電極とが基板
上に形成されたものである。
According to the present invention, there is provided an electric field sensor which receives an incident light, emits an outgoing light, and changes a refractive index according to the intensity of an applied electric field. Formed on the substrate are an input / output optical waveguide of a type, a grating for a wavelength modulator written on the input / output optical waveguide and performing Bragg diffraction of incident light, and an electrode connected to an antenna and provided in close proximity to the wavelength modulator grating. It was done.

【0009】また、本発明の電界センサは、入射光を受
けると共に出射光を出射する入出射光導波路と、入出射
光導波路にそれぞれの一端が結合され、印加される電界
の強度に応じて屈折率を変化させる第1および第2の拡
散型光導波路と、第1の拡散型光導波路に書き込まれ、
分岐された一方の入射光をブラッグ回折する温度補償用
グレーティングと、第2の拡散型光導波路に書き込ま
れ、分岐された他方の入射光をブラッグ回折する波長変
調器用グレーティングと、アンテナが接続され且つ波長
変調器用グレーティングに近接されて設けられる電極と
が基板上に形成されたものである。
Further, the electric field sensor of the present invention has an input / output optical waveguide for receiving incident light and emitting output light, and one end coupled to the input / output optical waveguide, and is refracted according to the intensity of the applied electric field. First and second diffused optical waveguides for changing the rate, and written in the first diffused optical waveguide;
An antenna connected to a grating for temperature compensation for Bragg diffraction of one of the branched incident lights, a grating for a wavelength modulator written in the second diffused optical waveguide and Bragg diffracting the other of the branched incident lights, and An electrode provided in close proximity to the wavelength modulator grating is formed on a substrate.

【0010】また、本発明の電界センサは、入射光を受
けると共に出射光を出射する入出射光導波路と、入出射
光導波路に結合され該入出射光導波路からの入射光を分
岐する方向性結合器と、方向性結合器で分岐された各入
射光がそれぞれ入射されるように方向性結合器に結合さ
れ、印加される電界の強度に応じて屈折率を変化させる
第1および第2の拡散型光導波路と、第1の拡散型光導
波路に書き込まれ、分岐された一方の入射光をブラッグ
回折する温度補償用グレーティングと、第2の拡散型光
導波路に書き込まれ、分岐された他方の入射光をブラッ
グ回折する波長変調器用グレーティングと、アンテナが
接続され且つ波長変調器用グレーティングに近接されて
設けられる電極とが基板上に形成されたものである。
An electric field sensor according to the present invention comprises: an input / output optical waveguide for receiving incident light and emitting output light; and a directional coupling coupled to the input / output optical waveguide for branching incident light from the input / output optical waveguide. And a first and a second diffuser that are coupled to the directional coupler so that each of the incident lights split by the directional coupler is respectively incident, and change the refractive index according to the intensity of the applied electric field. Compensation optical waveguide, a temperature-compensating grating written in the first diffused optical waveguide and Bragg diffracting one of the branched incident lights, and the other branched optical waveguide written in the second diffused optical waveguide. A grating for a wavelength modulator for Bragg diffraction of light and an electrode connected to an antenna and provided in close proximity to the grating for a wavelength modulator are formed on a substrate.

【0011】また、本発明の電界センサにおいては、ア
ンテナが基板上に形成されていてもよい。さらに、本発
明の電界センサにおいては、温度補償用グレーティング
および波長変調器用グレーティングは、温度変化に対し
て同一の屈折率変化を生ずる構造から成るものが好まし
い。
In the electric field sensor according to the present invention, the antenna may be formed on a substrate. Further, in the electric field sensor according to the present invention, it is preferable that the temperature compensating grating and the wavelength modulator grating have a structure in which the same refractive index change is caused by a temperature change.

【0012】このような本発明の電界センサは、入射光
が入出射光導波路に入射すると、波長変調器用グレーテ
ィングで基準となる波長の反射光が反射される。ここ
で、アンテナに電磁波が印加されると、電極には電磁波
に比例した電圧が誘起されので、この印加電圧に応じた
波長の反射光が波長変調器用グレーティングから反射さ
れる。この基準となる波長と印加電圧に応じた波長との
波長差を検出することで、電界強度を測定することがで
きる。これにより、光の波長変調で電界強度の変化を検
出することができるので、光源等の外乱による光強度変
動の影響を受けなくなる。
In such an electric field sensor according to the present invention, when incident light enters the input / output optical waveguide, reflected light having a reference wavelength is reflected by the wavelength modulator grating. Here, when an electromagnetic wave is applied to the antenna, a voltage proportional to the electromagnetic wave is induced at the electrode, so that reflected light having a wavelength corresponding to the applied voltage is reflected from the wavelength modulator grating. By detecting the wavelength difference between the reference wavelength and the wavelength corresponding to the applied voltage, the electric field intensity can be measured. Thus, the change in the electric field intensity can be detected by the wavelength modulation of the light, so that it is not affected by the light intensity fluctuation due to the disturbance of the light source or the like.

【0013】また、温度補償用グレーティングを併用す
れば、温度補償用グレーティングからの基準波長と、波
長変調器用グレーティングからの波長との差を電界強度
として測定することができるので、温度ドリフト等の環
境変化による変動を防ぐことができる。
Further, if the temperature compensating grating is used in combination, the difference between the reference wavelength from the temperature compensating grating and the wavelength from the wavelength modulator grating can be measured as the electric field intensity. Variations due to changes can be prevented.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の電界センサの実施
の一形態について図面を参照して説明する。本発明の電
界センサは例えば図1に示すように、基板2上に入出射
光導波路3、波長変調器用グレーティング4および2つ
の電極5、5′が形成されている。なお、基板2は電気
光学効果の大きな材料、例えばLiNbO3(ニオブ酸
リチウム)結晶板を用いるのが好ましい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of an electric field sensor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the electric field sensor of the present invention, for example, as shown in FIG. 1, an input / output optical waveguide 3, a grating 4 for a wavelength modulator, and two electrodes 5, 5 'are formed on a substrate 2. The substrate 2 is preferably made of a material having a large electro-optical effect, for example, a LiNbO3 (lithium niobate) crystal plate.

【0015】入出射光導波路3は偏波保持型の入出射光
ファイバ7に接続され、この入出射光ファイバ7からの
入射光を受けると共に出射光を出射するもので、基板2
上に例えば金属Ti膜をストリップラインに加工し、所
定温度で熱処理してLiNbO3結晶中に金属Tiを拡
散することにより形成される拡散型光導波路である。し
たがって、印加される電界の強度に応じて屈折率を変化
させることができる。なお、入出射光導波路3は基板2
の出力端2aまで形成され、この基板2の出力端2aは
入出射光導波路3に対して垂直にカットされずに、この
仮想垂直面Lに対して例えば12度傾斜した状態でカッ
トされた無反射端に形成されている。これは、端面から
反射された光が入射側に戻り、波長変調器用グレーティ
ング4からの反射光のS/Nの低下を防ぐためである。
The input / output optical waveguide 3 is connected to a polarization-maintaining input / output optical fiber 7 and receives incident light from the input / output optical fiber 7 and emits output light.
This is a diffusion type optical waveguide formed by processing a metal Ti film into a strip line and heat-treating it at a predetermined temperature to diffuse metal Ti into the LiNbO3 crystal. Therefore, the refractive index can be changed according to the intensity of the applied electric field. In addition, the incoming / outgoing optical waveguide 3 is
The output end 2a of the substrate 2 is not cut perpendicularly to the input / output optical waveguide 3 but cut at an angle of, for example, 12 degrees with respect to the virtual vertical plane L. It is formed at the reflection end. This is to prevent the light reflected from the end face from returning to the incident side and to reduce the S / N of the reflected light from the wavelength modulator grating 4.

【0016】波長変調器用グレーティング4は、入出射
光ファイバ7から入射する入射光をブラッグ回折するも
ので、入出射光導波路3に書き込まれている。ここでブ
ラッグ回折とは結晶の空間格子の中の一群の格子面で起
こる回折で、屈折率を周期的に変化させる。したがっ
て、波長変調器用グレーティング4は、書き込まれた箇
所で入射光を反射させ波長変調させることができるの
で、検出感度を高くすることができ而も周波数帯域を広
くすることができる。
The wavelength modulator grating 4 Bragg diffracts the incident light from the input / output optical fiber 7 and is written in the input / output optical waveguide 3. Here, Bragg diffraction is diffraction that occurs on a group of lattice planes in the spatial lattice of a crystal, and changes the refractive index periodically. Therefore, since the wavelength modulator grating 4 can reflect the incident light at the written location and modulate the wavelength, the detection sensitivity can be increased and the frequency band can be widened.

【0017】電極5、5′はパターン電極で、入出射光
導波路3に書き込まれている波長変調器用グレーティン
グ4と同等の長さに形成され、当該波長変調器用グレー
ティング4に対して近接されて設けられている。このパ
ターン電極7、7′にはそれぞれアンテナ6、6′が接
続されている。このように構成された電界センサ1の動
作について、以下説明する。
The electrodes 5, 5 'are pattern electrodes, are formed to have the same length as the wavelength modulator grating 4 written in the input / output optical waveguide 3, and are provided in close proximity to the wavelength modulator grating 4. Have been. Antennas 6, 6 'are connected to the pattern electrodes 7, 7', respectively. The operation of the electric field sensor 1 configured as described above will be described below.

【0018】図2(a)に示すような広帯域な特性をも
つ入射スペクトルの入射光を入出射光ファイバ7から入
射させると、この入射光は入出射光導波路3を介して波
長変調器用グレーティング4に入射される。入射された
入射光は、波長変調器用グレーティング4によりブラッ
グ回折され、ブラッグの回折条件を満たす波長のみ反射
光として入出射光導波路3に反射させるので、波長λ=
0の反射光になる。この反射光は図2(b)に示すよう
に狭帯域な特性をもつ反射スペクトルになる。
When incident light having an incident spectrum having a wide band characteristic as shown in FIG. 2A is made incident from an input / output optical fiber 7, the incident light is transmitted to a wavelength modulator grating 4 via an input / output optical waveguide 3. Incident. The incident light is subjected to Bragg diffraction by the wavelength modulator grating 4 and only the wavelength satisfying the Bragg diffraction condition is reflected as reflected light to the input / output optical waveguide 3, so that the wavelength λ =
It becomes 0 reflected light. This reflected light has a reflection spectrum having a narrow band characteristic as shown in FIG.

【0019】ここで、電界センサ1に電界が印加される
と、アンテナ6、6′により各パターン電極5、5′に
電圧が誘起され、波長変調器用グレーティング4には深
さ方向の電界成分が生ずる。この結果、電気光学効果に
より波長変調器用グレーティング4には実効屈折率変化
が生ずるので、波長変調器用グレーティング4からの反
射光の波長を印加電圧に応じた波長λ=xに変化させる
ことができる。即ち、パターン電極5、5′および波長
変調器用グレーティング4は波長変調器となる。
When an electric field is applied to the electric field sensor 1, a voltage is induced on each of the pattern electrodes 5, 5 'by the antennas 6, 6', and an electric field component in the depth direction is applied to the wavelength modulator grating 4. Occurs. As a result, since the effective refractive index changes in the wavelength modulator grating 4 due to the electro-optic effect, the wavelength of the reflected light from the wavelength modulator grating 4 can be changed to the wavelength λ = x according to the applied voltage. That is, the pattern electrodes 5, 5 'and the grating 4 for a wavelength modulator become a wavelength modulator.

【0020】したがって、電界を印加しない場合の反射
波長と、電界を印加した場合の反射波長との差を検出す
ることにより、電界強度を測定することができる。な
お、本発明の電界センサに使用されるアンテナはこれに
限らず、図3に示すように、パターンアンテナ60、6
0′を基板20上に形成させた電界センサ10でもよ
い。このような電界センサ10はパターンアンテナ6
0、60′および基板20以外は、上述の電界センサ1
と同じ構成なので、説明を省略する。これにより、上述
の電界センサ1と同じ効果を得ることができる。
Therefore, the electric field strength can be measured by detecting the difference between the reflection wavelength when no electric field is applied and the reflection wavelength when an electric field is applied. The antenna used for the electric field sensor of the present invention is not limited to this, and as shown in FIG.
The electric field sensor 10 in which 0 'is formed on the substrate 20 may be used. Such an electric field sensor 10 has a pattern antenna 6
0, 60 'and the substrate 20, except for the electric field sensor 1 described above.
Since the configuration is the same as that described above, the description is omitted. Thereby, the same effect as the above-described electric field sensor 1 can be obtained.

【0021】また、本発明の電界センサは、これに限ら
ず、図4に示すように、基板200上に入出射光導波路
30、第1および第2の拡散型光導波路8、8′、温度
補償用グレーティング9、波長変調器用グレーティング
11および2つの電極17、17′が形成されているも
のでもよい。このような電界センサ100の入出射光導
波路30は偏波保持型の入出射光ファイバ7に接続さ
れ、この入出射光ファイバ7からの入射光を受けると共
に出射光を出射するものである。第1および第2の拡散
型光導波路8、8′は入出射光導波路30にそれぞれの
一端が結合され、印加される電界の強度に応じて屈折率
を変化させることができる。このような入出射光導波路
30、第1および第2の拡散型光導波路8、8′は、上
述した電界センサ1と同様に、基板200上に例えば金
属Ti膜をストリップラインに加工し、所定温度で熱処
理してLiNbO3結晶中に拡散することにより形成さ
れる。なお、第1および第2の拡散型光導波路8、8′
は基板200の出力端200aまで形成されている。こ
の基板200の出力端2aは、上述した電界センサ1と
同様に、第1および第2の拡散型光導波路8、8′に対
して垂直にカットせずに、この仮想垂直面Lに対して例
えば12度傾斜した状態でカットされた無反射端に形成
させ、端面から反射された光を入射側に戻すことによ
り、温度補償用グレーティング9および波長変調器用グ
レーティング11からの反射光のS/Nの低下を防いで
いる。
The electric field sensor of the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 4, the input / output optical waveguide 30, the first and second diffused optical waveguides 8, 8 ', The compensation grating 9, the wavelength modulator grating 11, and the two electrodes 17 and 17 ′ may be formed. The input / output optical waveguide 30 of the electric field sensor 100 is connected to the polarization-maintaining input / output optical fiber 7 to receive the incident light from the input / output optical fiber 7 and output the output light. One end of each of the first and second diffused optical waveguides 8 and 8 'is coupled to the input / output optical waveguide 30, and the refractive index can be changed according to the intensity of the applied electric field. The input / output optical waveguide 30 and the first and second diffused optical waveguides 8 and 8 ′ are formed by processing a metal Ti film into a strip line on the substrate 200, similarly to the above-described electric field sensor 1. It is formed by heat treatment at a temperature and diffusion into LiNbO3 crystal. The first and second diffused optical waveguides 8, 8 '
Are formed up to the output end 200a of the substrate 200. The output end 2a of the substrate 200 is not cut perpendicular to the first and second diffused optical waveguides 8 and 8 ', but is For example, the S / N of the reflected light from the temperature compensating grating 9 and the wavelength modulator grating 11 is formed at the non-reflection end which is cut in a state of being inclined by 12 degrees and returning the light reflected from the end face to the incident side. To prevent the decline.

【0022】温度補償用グレーティング9は入出射光導
波路30から第1の拡散型光導波路8へ分岐された入射
光をブラッグ回折するもので、第1の拡散型光導波路8
に書き込まれている。また、波長変調器用グレーティン
グ11は温度補償用グレーティング9と同様に入出射光
導波路30から第2の拡散型光導波路8′へ分岐された
入射光をブラッグ回折するもので、第2の拡散型光導波
路8′に書き込まれている。なお、温度補償用グレーテ
ィング9および波長変調器用グレーティング11を同位
相で反射させるために、第1および第2の拡散型光導波
路8、8′の導波路長を等しくさせると共に、各グレー
ティング9、10を同一構造にさせる。
The temperature compensating grating 9 Bragg diffracts the incident light branched from the input / output optical waveguide 30 to the first diffused optical waveguide 8.
Has been written to. Similarly to the temperature compensating grating 9, the wavelength modulator grating 11 Bragg diffracts the incident light branched from the input / output optical waveguide 30 to the second diffused optical waveguide 8 '. Written in wave path 8 '. In order to reflect the temperature compensating grating 9 and the wavelength modulator grating 11 in the same phase, the waveguide lengths of the first and second diffused optical waveguides 8 and 8 'are made equal, and each of the gratings 9 and 10' is reflected. Have the same structure.

【0023】このように構成された温度補償用グレーテ
ィング5および波長変調器用グレーティング6は、書き
込まれた箇所においてそれぞれ反射させて波長変調させ
ることができるので、検出感度を高くすることができ而
も周波数帯域を広くすることができる。電極17、1
7′はパターン電極で、第2の拡散型光導波路8′に書
き込まれている波長変調器用グレーティング11と同等
の長さに形成され、当該波長変調器用グレーティング1
1に対して近接されて設けられている。このパターン電
極17、17′にはそれぞれアンテナ6、6′が接続さ
れている。
The temperature compensating grating 5 and the wavelength modulator grating 6 configured as described above can reflect and modulate the wavelength at the written portions, respectively, so that the detection sensitivity can be increased and the frequency can be increased. The band can be widened. Electrodes 17, 1
Reference numeral 7 'denotes a pattern electrode which is formed to have the same length as the wavelength modulator grating 11 written in the second diffused optical waveguide 8'.
1 are provided in close proximity to each other. The antennas 6, 6 'are connected to the pattern electrodes 17, 17', respectively.

【0024】このように構成された電界センサ100の
動作について、以下説明する。なお、温度補償用グレー
ティング9および波長変調器用グレーティング11は温
度変化に対して同等の波長変化を起こさせるために、温
度変化に対して同一の屈折率変化を生ずる構造とする。
図5(a)に示すような広帯域な特性をもつ入射スペク
トルの入射光を入出射光ファイバ7から入射させると、
この入射光は入出射光導波路30を介して第1の拡散型
光導波路8と第2の拡散型光導波路8′とに分岐され、
第1の拡散型光導波路8に入射された入射光は温度補償
用グレーティング9へ、第2の拡散型光導波路8′に入
射された入射光は波長変調器用グレーティング11へと
それぞれ入射される。温度補償用グレーティング9およ
び波長変調器用グレーティング11に入射された入射光
は、それぞれ温度補償用グレーティング9および波長変
調器用グレーティング11によりブラッグ回析され、ブ
ラッグの回析条件を満たす波長のみ反射光として第1の
拡散型光導波路8および第2の拡散型光導波路8′に反
射させるので、波長λ=0の反射光となる。この反射光
は図5(b)に示すように狭帯域な特性をもつ反射スペ
クトルになる。
The operation of the electric field sensor 100 thus configured will be described below. The temperature compensating grating 9 and the wavelength modulator grating 11 have a structure in which the same refractive index change is caused by a temperature change in order to cause an equivalent wavelength change with a temperature change.
When incident light having an incident spectrum having a wide band characteristic as shown in FIG.
This incident light is split into a first diffusion type optical waveguide 8 and a second diffusion type optical waveguide 8 ′ via an input / output optical waveguide 30,
The incident light incident on the first diffusion type optical waveguide 8 is incident on the grating 9 for temperature compensation, and the incident light incident on the second diffusion type optical waveguide 8 ′ is incident on the grating 11 for the wavelength modulator. The incident light incident on the temperature compensating grating 9 and the wavelength modulator grating 11 is subjected to Bragg diffraction by the temperature compensating grating 9 and the wavelength modulator grating 11, respectively. Since the light is reflected by the first diffused optical waveguide 8 and the second diffused optical waveguide 8 ', the reflected light has a wavelength λ = 0. This reflected light has a reflection spectrum having a narrow band characteristic as shown in FIG.

【0025】ここで、電界センサ100に電界が印加さ
れると、アンテナ6、6′により各パターン電極17、
17′に電圧が誘起され、波長変調器用グレーティング
11には深さ方向の電界成分が生ずる。この結果、電気
光学効果により波長変調器用グレーティング11には屈
折率変化が生ずるので、波長変調器用グレーティング1
1からの反射光の波長を印加電圧に応じた波長λ=xに
変化させることができる。即ち、パターン電極17、1
7′および波長変調器用グレーティング11は波長変調
器となる。
Here, when an electric field is applied to the electric field sensor 100, each of the pattern electrodes 17,
A voltage is induced at 17 ', and an electric field component is generated in the grating 11 for the wavelength modulator in the depth direction. As a result, a change in the refractive index occurs in the wavelength modulator grating 11 due to the electro-optic effect.
The wavelength of the reflected light from 1 can be changed to a wavelength λ = x according to the applied voltage. That is, the pattern electrodes 17, 1
7 'and the grating 11 for a wavelength modulator serve as a wavelength modulator.

【0026】したがって、温度補償用グレーティング9
からの反射光を基準にして波長変調器用グレーティング
11からの反射光との波長差を検出することで、電界強
度を測定することができる。なお、温度補償用グレーテ
ィング9および波長変調器用グレーティング11は温度
変化に対して同一の実効屈折率変化を生ずる構造なの
で、温度変化による波長変動の影響を防ぐことができ
る。
Therefore, the temperature compensating grating 9
The intensity of the electric field can be measured by detecting the wavelength difference from the reflected light from the wavelength modulator grating 11 with reference to the reflected light from the. Since the grating 9 for temperature compensation and the grating 11 for wavelength modulator have the same effective refractive index change with respect to temperature change, the influence of wavelength change due to temperature change can be prevented.

【0027】なお、図6に示すように、入出射光ファイ
バ7からの入射光を入射光導波路300、300′を介
して第1および第2の拡散型光導波路8、8′に分岐さ
せるために、方向性結合器31を用いてもよい。この方
向性結合器31は、入出射光ファイバ7と第1および第
2の拡散型光導波路8、8′との間にTi拡散により形
成される。即ち、方向性結合器31の入力側の一方が入
出射光ファイバ7に接続され、出力側の一方が第2の拡
散型光導波路8′に、他方が第1の拡散型光導波路8に
それぞれ接続されている。なお、方向性結合器31を形
成させる以外は、上述の電界センサ100と同じ構成な
ので、各部品に同一符号を付することで説明を省略す
る。
As shown in FIG. 6, in order to split the incident light from the input / output optical fiber 7 into the first and second diffused optical waveguides 8 and 8 'via the incident optical waveguides 300 and 300'. , The directional coupler 31 may be used. The directional coupler 31 is formed between the input / output optical fiber 7 and the first and second diffused optical waveguides 8, 8 'by Ti diffusion. That is, one of the input sides of the directional coupler 31 is connected to the input / output optical fiber 7, one of the output sides is connected to the second diffused optical waveguide 8 ', and the other is connected to the first diffused optical waveguide 8 respectively. Have been. Since the configuration is the same as that of the above-described electric field sensor 100 except that the directional coupler 31 is formed, the description is omitted by assigning the same reference numerals to the respective components.

【0028】これにより、入出射光ファイバ7からの入
射光を分岐させ、温度補償用グレーティング9および波
長変調器用グレーティング11からの反射光を合波させ
ることができるので、温度補償用グレーティング9から
の反射光を基準にして波長変調器用グレーティング11
からの反射光との波長差を検出することできる。したが
って、電界強度を測定することができる。
Thus, the incident light from the input / output optical fiber 7 can be branched, and the reflected light from the temperature compensating grating 9 and the wavelength modulator grating 11 can be multiplexed. Grating for wavelength modulator 11 based on light
Wavelength difference from the reflected light from the object. Therefore, the electric field intensity can be measured.

【0029】また、図7に示すように、アンテナにパタ
ーンアンテナ60、60′を使用して、基板2000上
に形成させた電界センサ10000でもよい。なお、パ
ターンアンテナ60、60′および基板2000以外
は、上述の電界センサ100と同じ構成なので、説明を
省略する。これにより、上述の電界センサ100および
電界センサ1000と同じ効果を得ることができる。
As shown in FIG. 7, an electric field sensor 10000 formed on a substrate 2000 using pattern antennas 60 and 60 'as antennas may be used. Except for the pattern antennas 60 and 60 'and the substrate 2000, the configuration is the same as that of the above-described electric field sensor 100, and a description thereof will be omitted. Thereby, the same effect as the above-described electric field sensor 100 and electric field sensor 1000 can be obtained.

【0030】次に、このような電界センサを用いた多点
の電界強度測定について説明する。多点の電界強度測定
時には測定信号を波長多重伝送するが、この波長多重伝
送は波長多重をカスケードに行う場合と、波長多重をパ
ラレルに行う場合とがある。波長多重をカスケードに行
う場合には図8に示すように、各電界センサ100、1
00′・・・を直列に接続するもので、光源に接続され
た主幹となる入出射光ファイバ7からの入射光を分岐素
子である方向性結合器12で任意の分岐比で分割して各
電界センサ100、100′・・・に入射させる。具体
的には、方向性結合器12の入力側の一方に主幹となる
入出射光ファイバ7が接続され、出力側の一方に複数の
電界センサ100′・・・に入射光を伝送する主幹とな
る入出射光ファイバ13が、出力側の他方に電界センサ
100に入射光を伝送する枝幹となる入出射光ファイバ
14がそれぞれ接続されている。また、入出射光ファイ
バ13には方向性結合器12′の入力側の一方に接続さ
れ、この方向性結合器12′の出力側が主幹となる入出
射光ファイバ13′および電界センサ100′に接続さ
れている。以下、同様にして電界センサが直列に接続さ
れる。
Next, the measurement of the electric field intensity at multiple points using such an electric field sensor will be described. When measuring the electric field strength at multiple points, the measurement signal is wavelength-division multiplexed. In this wavelength multiplex transmission, there are cases where wavelength multiplexing is performed in cascade and cases where wavelength multiplexing is performed in parallel. When wavelength multiplexing is performed in cascade, as shown in FIG.
.. Are connected in series, and the incident light from the main input / output optical fiber 7 connected to the light source is divided by the directional coupler 12 as a branching element at an arbitrary branching ratio, and each electric field is divided. Are made to enter the sensors 100, 100 ',. Specifically, one of the input sides of the directional coupler 12 is connected to the main input / output optical fiber 7, and the other of the output sides is the main transmitting optical light to the plurality of electric field sensors 100 ′. An input / output optical fiber 13 is connected to the other output side, and an input / output optical fiber 14 serving as a trunk for transmitting incident light to the electric field sensor 100 is connected to the other end of the output side. The input / output optical fiber 13 is connected to one of the input sides of the directional coupler 12 ', and the output side of the directional coupler 12' is connected to the main input / output optical fiber 13 'and the electric field sensor 100'. I have. Hereinafter, similarly, the electric field sensors are connected in series.

【0031】なお、直列に接続された各電界センサ10
0、100′・・・の反射波長は、それぞれの電界セン
サ100、100′・・・に設けられた温度補償用グレ
ーティング9および波長変調器用グレーティング11の
格子間隔を各々変化させて反射波長をずらすことによ
り、所定の波長間隔で反射されるように調整されてい
る。
Each of the electric field sensors 10 connected in series
The reflection wavelengths of 0, 100 ',... Shift the reflection wavelengths by changing the grating intervals of the temperature compensation grating 9 and the wavelength modulator grating 11 provided in the respective electric field sensors 100, 100',. This is adjusted so that the light is reflected at a predetermined wavelength interval.

【0032】また、各電界センサ100、100′・・
・からの反射光が方向性結合器12、12′・・・で合
波された反射波は、入出射光ファイバ7で信号処理部へ
伝送され、信号処理部のバンドパスフィルタによって各
電界センサ100、100′・・・毎に波長分割され、
信号処理部の検波器に入射されるように構成されてい
る。この信号処理部と各電界センサとは1本の光ファイ
バでのみ繋がっていることから、金属部分が少なく電気
的に絶縁されることになるので、電磁界に与える影響が
少ない。なお、分岐素子は方向性結合器に限らず、任意
の分岐比で分割できればどのような光デバイスでもよ
い。
Each of the electric field sensors 100, 100 ',.
Are combined by the directional couplers 12, 12 ′,... And transmitted to the signal processing unit through the input / output optical fiber 7, and are transmitted to the respective electric field sensors 100 by the band-pass filter of the signal processing unit. , 100 '...
It is configured to be incident on the detector of the signal processing unit. Since the signal processing unit and each electric field sensor are connected by only one optical fiber, the metal part is small and the electric field sensor is electrically insulated, so that the influence on the electromagnetic field is small. The branch element is not limited to the directional coupler, but may be any optical device as long as it can be divided at an arbitrary branch ratio.

【0033】一方、波長多重をパラレルに行う場合には
図9に示すように、各電界センサ1、100′、10
0″・・・を並列に接続するもので、光源に接続された
主幹となる入出射光ファイバ7からの入射光を分岐素子
であるスターカプラ15で等分割して各電界センサ10
0、100′、100″・・・に入射させる。具体的に
は、スターカプラ15の入力側に主幹となる入出射光フ
ァイバ7が接続され、入力側から複数本に分岐された出
力側にそれぞれ枝幹となる入出射光ファイバ16、1
6′、16″・・・が接続され、各入出射光ファイバ1
6、16′、16″・・・にそれぞれ電界センサ10
0、100′、100″・・・が接続される。なお、並
列に接続された各電界センサ100、100′、10
0″・・・の反射波長は直列接続の場合と同様に、それ
ぞれの電界センサ100、100′、100″・・・に
設けられた温度補償用グレーティング9および波長変調
器用グレーティング11の格子間隔を各々変化させて反
射波長をずらすことにより、所定の波長間隔で反射され
るように調整されている。
On the other hand, when wavelength multiplexing is performed in parallel, as shown in FIG.
0 "... Are connected in parallel, and the incident light from the main input / output optical fiber 7 connected to the light source is equally divided by the star coupler 15 which is a branching element.
0, 100 ', 100 "... More specifically, the input / output optical fiber 7 serving as the main trunk is connected to the input side of the star coupler 15, and the input side is connected to a plurality of output sides branched from the input side. Incoming / outgoing optical fibers 16 and 1 serving as branches
6 ′, 16 ″...
6, 16 ', 16 "...
0, 100 ', 100 "... Note that each of the electric field sensors 100, 100', 10
The reflection wavelength of 0 ″... Is the same as the case of the series connection, the lattice spacing of the temperature compensation grating 9 and the wavelength modulator grating 11 provided in each of the electric field sensors 100, 100 ′, 100 ″. By changing each of them to shift the reflection wavelength, adjustment is made so that the light is reflected at a predetermined wavelength interval.

【0034】また、直列接続の場合と同様に、各電界セ
ンサ100、100′、100″・・・からの反射光が
スターカプラ15で合波され、合波された反射波は、入
出射光ファイバ7で信号処理部へ伝送され、信号処理部
のバンドパスフィルタによって各電界センサ100、1
00′・・・毎に波長分割され、信号処理部の検波器に
入射されるように構成されている。なお、分岐素子はス
ターカプラ15に限らず、等分割できれば光分波合波器
を使用してもよい。
Also, as in the case of the serial connection, the reflected light from each of the electric field sensors 100, 100 ', 100 "... Is multiplexed by the star coupler 15, and the multiplexed reflected wave is input and output by an optical fiber. 7 and transmitted to the signal processing unit, and each electric field sensor 100, 1
.., And is input to the detector of the signal processing unit. The branch element is not limited to the star coupler 15, and an optical demultiplexing / multiplexing device may be used as long as it can be equally divided.

【0035】このように、波長変調によって電界強度の
変化を検出することから、入射光のパワーが減少しても
測定感度に影響がないので、多重伝送に好適である。な
お、上述の多点の電界強度測定についての説明において
は、電界センサ100を使用していたが、これに限ら
ず、電界センサ1、電界センサ10、電界センサ100
0または電界センサ10000でもよい。
As described above, since the change in the electric field strength is detected by the wavelength modulation, even if the power of the incident light is reduced, the measurement sensitivity is not affected, so that the method is suitable for multiplex transmission. In the above description of the multipoint electric field strength measurement, the electric field sensor 100 is used. However, the present invention is not limited to this, and the electric field sensor 1, the electric field sensor 10, the electric field sensor 100
It may be 0 or the electric field sensor 10000.

【0036】[0036]

【実施例】さらに、本発明の電界センサの動作性能につ
いて、以下のような条件で実験を行なった。基板にZカ
ットのLiNbO3結晶の3インチウエハーを使用し、その基
板上に60nmのTiパターンを形成し1050℃×10
時間熱拡散して、Ti拡散光導波路を形成し、ドライエッ
チングにより入射光をブラッグ回折するグレーティング
(以下、「ブラッグ・グレーティング」という。)を形
成した。また、入射光源に波長1.55μm、半値幅1
20nmの光を入射させるEELED(エッジエミッタ
LED)を使用した。このような電界センサを使用して
各性能を測定した。
EXAMPLES Further, experiments were conducted on the operating performance of the electric field sensor of the present invention under the following conditions. A 3-inch wafer of Z-cut LiNbO3 crystal was used for the substrate, a 60 nm Ti pattern was formed on the substrate, and 1050 ° C. × 10
Thermal diffusion was performed over time to form a Ti-diffused optical waveguide, and a grating for Bragg diffraction of incident light by dry etching (hereinafter referred to as “Bragg grating”) was formed. Further, the wavelength of the incident light source is 1.55 μm and the half width is 1
An EELED (edge-emitter LED) that allows light of 20 nm to enter was used. Each performance was measured using such an electric field sensor.

【0037】この測定によれば、電界センサへの入射強
度が−18dBmから−40dBmの範囲で電界強度測
定が同等の精度で可能であり、ブラッグ・グレーティン
グからの反射波長の半値幅が0.1nm以下で、反射効
率42%、波長可変範囲が0.2nm以上、電界の測定
周波数範囲は3dB帯域幅DC〜1.2GHzの性能を
記録した。したがって、入射レベルが少なくても測定精
度が低下しないことがわかったので、電界強度の測定に
おける波長変調方式の電界センサの有効性が実証され
た。
According to this measurement, the electric field intensity can be measured with the same accuracy when the incident intensity on the electric field sensor is in the range of −18 dBm to −40 dBm, and the half width of the wavelength reflected from the Bragg grating is 0.1 nm. In the following, the performance was recorded with a reflection efficiency of 42%, a wavelength variable range of 0.2 nm or more, and an electric field measurement frequency range of 3 dB bandwidth DC to 1.2 GHz. Therefore, it was found that the measurement accuracy did not decrease even if the incident level was small, so that the effectiveness of the wavelength modulation type electric field sensor in measuring the electric field intensity was proved.

【0038】また、入射光源に上述のEELEDを使用
して、電界センサへの入射強度を−18dBm、ブラッ
グ・グレーティングからの反射波長を約5nm間隔で作
成した。これにより、6個の電界センサのカスケード接
続による波長多重伝送が可能になった。また、光源にレ
ベル変調を最大50%かけて電界測定性能を測定した。
これによれば、測定精度変化がないことが確認できたの
で、マッハツェンダー方式の電界センサに比べて光源等
のレベル変動の影響を受けないことが実証された。
Using the above-mentioned EELED as the incident light source, the incident intensity to the electric field sensor was -18 dBm, and the reflection wavelength from the Bragg grating was prepared at intervals of about 5 nm. As a result, wavelength multiplex transmission by cascade connection of six electric field sensors has become possible. Also, the electric field measurement performance was measured by applying a maximum of 50% level modulation to the light source.
According to this, since it was confirmed that there was no change in measurement accuracy, it was proved that the measurement was not affected by the level fluctuation of the light source and the like as compared with the Mach-Zehnder electric field sensor.

【0039】さらに、温度補償用のブラッグ・グレーテ
ィングを設けて温度変動をキャンセルした。これによ
り、−20℃〜+45℃の動作温度範囲での波長変動量
を0.0003nm/℃に抑えることができた。
Further, a temperature fluctuation was canceled by providing a Bragg grating for temperature compensation. As a result, the wavelength variation in the operating temperature range of -20 ° C to + 45 ° C was suppressed to 0.0003 nm / ° C.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の電界セ
ンサによれば、入射光をブラッグ回析するグレーティン
グで電界強度変化を波長変調に変換するので、測定でき
る電界強度範囲が広く強電界でも計測能力を失うことは
なく、EMC分野で空間を伝搬する電磁波の電界強度の
測定、電磁波に重畳された信号を検出できる。また、光
源等の外乱による光強度変動の影響を受けなくなるの
で、外乱が多い場合でも測定誤差が生じなくなる。
As described above, according to the electric field sensor of the present invention, the change in the electric field intensity is converted into the wavelength modulation by the grating for Bragg diffraction of the incident light. However, without losing the measurement ability, it is possible to measure the electric field strength of an electromagnetic wave propagating in space in the EMC field and detect a signal superimposed on the electromagnetic wave. In addition, since there is no influence of light intensity fluctuation due to disturbance of the light source or the like, measurement error does not occur even when there is much disturbance.

【0041】また、温度補償用グレーティングを併用す
れば、温度補償用グレーティングからの基準波長と、波
長変調器用グレーティングからの波長との差を電界強度
として測定することができるので、温度ドリフト等の環
境変化による波長変動の影響を受けることがなくなる。
また、電源が不要なことからメンテナンスフリーになる
ので、リモート測定に好適であり、而も絶縁性に優れた
小型電界センサを提供できる。
Further, if the temperature compensating grating is used together, the difference between the reference wavelength from the temperature compensating grating and the wavelength from the wavelength modulator grating can be measured as the electric field intensity, so that the environment such as temperature drift can be measured. It is no longer affected by the wavelength fluctuation due to the change.
Further, since a power source is not required, maintenance-free operation is possible, so that a small electric field sensor suitable for remote measurement and also excellent in insulation can be provided.

【0042】さらに、複数の電界センサからの信号を1
本の光ファイバに波長多重した伝送方式が可能になるの
で、多点で電界強度測定された測定信号の波長多重伝送
が容易にできようになる。
Further, signals from a plurality of electric field sensors are
Since a transmission system in which wavelength division multiplexing is performed on the optical fiber becomes possible, wavelength division multiplexing transmission of measurement signals whose electric field strengths are measured at multiple points can be easily performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の電界センサの実施の一形態を示す説明
図。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of an electric field sensor of the present invention.

【図2】a)は入射光の入射スペクトルの特性を示すグ
ラフ、(b)は温度補償用グレーティングおよび波長変
換器用グレーティングの反射スペクトルの特性を示すグ
ラフ。
2A is a graph showing characteristics of an incident spectrum of incident light, and FIG. 2B is a graph showing characteristics of a reflection spectrum of a grating for temperature compensation and a grating for a wavelength converter.

【図3】本発明の電界センサの他の実施の一形態を示す
説明図。
FIG. 3 is an explanatory view showing another embodiment of the electric field sensor of the present invention.

【図4】本発明の電界センサの他の実施の一形態を示す
説明図。
FIG. 4 is an explanatory view showing another embodiment of the electric field sensor of the present invention.

【図5】(a)は入射光の入射スペクトルの特性を示す
グラフ、(b)は温度補償用グレーティングおよび波長
変換器用グレーティングの反射スペクトルの特性を示す
グラフ。
5A is a graph showing characteristics of an incident spectrum of incident light, and FIG. 5B is a graph showing characteristics of reflection spectra of a grating for temperature compensation and a grating for a wavelength converter.

【図6】本発明の電界センサの他の実施の一形態を示す
説明図。
FIG. 6 is an explanatory view showing another embodiment of the electric field sensor of the present invention.

【図7】本発明の電界センサの他の実施の一形態を示す
説明図。
FIG. 7 is an explanatory view showing another embodiment of the electric field sensor of the present invention.

【図8】本発明の電界センサを使用して波長多重をカス
ケードに行う場合を示す説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a case where wavelength multiplexing is performed in cascade using the electric field sensor of the present invention.

【図9】本発明の電界センサを使用して波長多重をパラ
レルに行う場合を示す説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a case where wavelength multiplexing is performed in parallel using the electric field sensor of the present invention.

【図10】従来の電界センサを示す説明図。FIG. 10 is an explanatory view showing a conventional electric field sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、10、100、1000、10000・・・・・電界セ
ンサ 2、20、200、2000・・・・・基板 3、30、300、300′・・・・・入出射光導波路 8・・・・・第1の拡散型光導波路 8′・・・・・第2の拡散型光導波路 9・・・・・温度補償用グレーティング 11・・・・・波長変調器用グレーティング 17、17′・・・・・パターン電極 6、6′・・・・・アンテナ 60、60′・・・・・パターンアンテナ 31・・・・・方向性結合器
1, 10, 100, 1000, 10000 ... Electric field sensor 2, 20, 200, 2000 ... Substrate 3, 30, 300, 300 '... Incoming / outgoing optical waveguide 8 ... ..First diffused optical waveguide 8 '... Second diffused optical waveguide 9 ... Grating for temperature compensation 11 ... Grating for wavelength modulator 17, 17' ... ..Pattern electrodes 6, 6 '... Antenna 60, 60' ... Pattern antenna 31 ... Directional coupler

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入射光を受けると共に出射光を出射し、且
つ印加される電界の強度に応じて屈折率を変化させる拡
散型の入出射光導波路と、前記入出射光導波路に書き込
まれ、前記入射光をブラッグ回折する波長変調器用グレ
ーティングと、アンテナが接続され且つ前記波長変調器
用グレーティングに近接されて設けられる電極とが基板
上に形成されたことを特徴とする電界センサ。
A diffused input / output optical waveguide that receives incident light, emits output light, and changes a refractive index according to the intensity of an applied electric field; An electric field sensor, wherein a grating for a wavelength modulator for Bragg diffracting incident light and an electrode connected to an antenna and provided in close proximity to the grating for a wavelength modulator are formed on a substrate.
【請求項2】入射光を受けると共に出射光を出射する入
出射光導波路と、前記入出射光導波路にそれぞれの一端
が結合され、印加される電界の強度に応じて屈折率を変
化させる第1および第2の拡散型光導波路と、前記第1
の拡散型光導波路に書き込まれ、分岐された一方の前記
入射光をブラッグ回折する温度補償用グレーティング
と、前記第2の拡散型光導波路に書き込まれ、分岐され
た他方の前記入射光をブラッグ回折する波長変調器用グ
レーティングと、アンテナが接続され且つ前記波長変調
器用グレーティングに近接されて設けられる電極とが基
板上に形成されたことを特徴とする電界センサ。
2. An input / output optical waveguide that receives incident light and emits output light, and one end of each of the input / output optical waveguides is coupled to the input / output optical waveguide to change a refractive index according to the intensity of an applied electric field. And the second diffused optical waveguide, and the first
A temperature-compensating grating written on the diffused optical waveguide and Bragg-diffraction of one of the branched incident lights; and a Bragg-diffraction of the other incident light written on the second diffused-optical waveguide and branched. An electric field sensor, wherein a grating for a wavelength modulator and an electrode connected to an antenna and provided in close proximity to the grating for a wavelength modulator are formed on a substrate.
【請求項3】入射光を受けると共に出射光を出射する入
出射光導波路と、前記入出射光導波路に結合され該入出
射光導波路からの前記入射光を分岐する方向性結合器
と、前記方向性結合器で分岐された前記各入射光がそれ
ぞれ入射されるように前記方向性結合器に結合され、印
加される電界の強度に応じて屈折率を変化させる第1お
よび第2の拡散型光導波路と、前記第1の拡散型光導波
路に書き込まれ、分岐された一方の前記入射光をブラッ
グ回折する温度補償用グレーティングと、前記第2の拡
散型光導波路に書き込まれ、分岐された他方の前記入射
光をブラッグ回折する波長変調器用グレーティングと、
アンテナが接続され且つ前記波長変調器用グレーティン
グに近接されて設けられる電極とが基板上に形成された
ことを特徴とする電界センサ。
3. An incoming / outgoing optical waveguide for receiving incident light and emitting outgoing light, a directional coupler coupled to the incoming / outgoing optical waveguide and branching the incoming light from the incoming / outgoing optical waveguide, and the direction. First and second diffused light guides that are coupled to the directional coupler so that the respective incident lights split by the sexual coupler are respectively incident, and change the refractive index according to the intensity of the applied electric field. A waveguide, a temperature-compensating grating written into the first diffusion-type optical waveguide and Bragg diffracting the one of the branched incident lights, and the other of the other divided and written into the second diffusion-type optical waveguide A wavelength modulator grating for Bragg diffracting the incident light,
An electric field sensor, wherein an electrode connected to an antenna and provided in close proximity to the wavelength modulator grating is formed on a substrate.
【請求項4】前記アンテナが前記基板上に形成されたこ
とを特徴とする請求項1、2または3記載の電界セン
サ。
4. The electric field sensor according to claim 1, wherein the antenna is formed on the substrate.
【請求項5】前記温度補償用グレーティングおよび前記
波長変調器用グレーティングは、温度変化に対して同一
の屈折率変化を生ずる構造から成ることを特徴とする請
求項2または3記載の電界センサ。
5. The electric field sensor according to claim 2, wherein the temperature compensating grating and the wavelength modulator grating have a structure that causes the same change in refractive index with a change in temperature.
JP7575198A 1997-10-28 1998-03-24 Electric field sensor Withdrawn JPH11194146A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7575198A JPH11194146A (en) 1997-10-28 1998-03-24 Electric field sensor

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29546897 1997-10-28
JP9-295468 1997-10-28
JP7575198A JPH11194146A (en) 1997-10-28 1998-03-24 Electric field sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11194146A true JPH11194146A (en) 1999-07-21

Family

ID=26416904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7575198A Withdrawn JPH11194146A (en) 1997-10-28 1998-03-24 Electric field sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11194146A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016042886A1 (en) * 2014-09-16 2016-03-24 Nttエレクトロニクス株式会社 Microwave sensor and microwave measurement method
US9568506B2 (en) 2013-05-22 2017-02-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electric field measurement device
CN113311599A (en) * 2021-05-19 2021-08-27 清华大学 High-speed integrated optical modulator, modulation method and modulation system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9568506B2 (en) 2013-05-22 2017-02-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electric field measurement device
WO2016042886A1 (en) * 2014-09-16 2016-03-24 Nttエレクトロニクス株式会社 Microwave sensor and microwave measurement method
JP2016061579A (en) * 2014-09-16 2016-04-25 Nttエレクトロニクス株式会社 Microwave sensor and microwave measurement method
CN113311599A (en) * 2021-05-19 2021-08-27 清华大学 High-speed integrated optical modulator, modulation method and modulation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200174188A1 (en) Polarization Independent Processing in Integrated Photonics
US6262834B1 (en) Wideband single sideband modulation of optical carriers
US9804001B2 (en) Brillouin optical distributed sensing device and method with improved tolerance to sensor failure
US7433045B2 (en) Active coherence reduction for interferometer interrogation
US6616353B1 (en) Laser intensity noise suppression using unbalanced interferometer modulation
EP0376449A1 (en) Interferometer
US9923631B1 (en) Optical signal processing characterization of microwave and electro-optic devices
KR860006714A (en) Distribution Detector and Method Using Coherent Multiplexing of Fiber Optic Interferometric Detectors
Morozov et al. Instantaneous frequency measurement using double-frequency probing
US5517303A (en) Coherence selective sensor system
JP2002181861A (en) Electric field sensor unit
JPH11194146A (en) Electric field sensor
CN1295742A (en) Optical wavelength converter
US6211982B1 (en) Remote sensor with waveguide optics telemetry
JP2000097980A (en) Travelling wave type photoelectric field sensor
Chan et al. Coherence-free photonic notch filter
JP2003202272A (en) High speed wavelength detecting device
JPH0989961A (en) Electric field detecting device
JPH09113557A (en) Operating point adjusting method for electric field sensor and electric field sensor
JP3404604B2 (en) Optical electric field sensor
JP6100656B2 (en) Electro-optical converter
JPS61198120A (en) Waveguide type photosensor
JPH11352165A (en) Phase matching photoelectric field sensor
JP3632714B2 (en) Electromagnetic wave receiving system
US5335065A (en) Sequential demultiplexing receiver for a network of optical sensors using spectrum modulation encoding

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050607