JPH11202010A - Optical electric field sensor - Google Patents

Optical electric field sensor

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JPH11202010A
JPH11202010A JP10017759A JP1775998A JPH11202010A JP H11202010 A JPH11202010 A JP H11202010A JP 10017759 A JP10017759 A JP 10017759A JP 1775998 A JP1775998 A JP 1775998A JP H11202010 A JPH11202010 A JP H11202010A
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JP
Japan
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electric field
light
optical
output signal
sensor head
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JP10017759A
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Japanese (ja)
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Toshiya Miyagawa
俊哉 宮川
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical electric field sensor which enables its reliability increase and high-sensitivity electric field measurement as well. SOLUTION: A sensor head is fitted with a directional coupling type 3 dB coupler 22, and a photodetector 4 is composed of two photoelectric converters 5 and an arithmetic circuit 6. Two output lights of a directional coupling type 3 dB coupler 22 strike the two photoelectric converters 5, respectively. The output signal lights of the photoelectric converters 5 are insulted to the arithmetic circuit 6, and one output signal light of the photoelectric converters 5 by an output signal light of a smaller one out of the optical biases of the two output signal lights of the directional coupling type 3 dB coupler 22 is outputted selectively. Along with it, the intensity of emitted light of a light source 3 is controlled so that the intensity of the said optical bias may be constant.

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】本発明は、EMC分野で電磁
ノイズの特性測定、あるいは放送波の中継に供される光
電界センサに関し、特に光導波路型光電界センサに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical electric field sensor used for measuring characteristics of electromagnetic noise or relaying broadcast waves in the EMC field, and more particularly to an optical waveguide type optical electric field sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は、従来の光電界センサの説明図
で、図4(a)は、光電界センサのブロック図、図4
(b)は、光電界センサに用いるセンサヘッドの説明図
である。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is an explanatory view of a conventional optical electric field sensor. FIG. 4A is a block diagram of the optical electric field sensor.
(B) is an explanatory view of a sensor head used for the optical electric field sensor.

【0003】従来の光電界センサは、図4(a)に示す
ように、光源3から光ファイバ7で、センサヘッド11
に導かれた入射光が、アンテナ2により捕捉された周囲
環境の電界により強度変調されて、出射光となる。この
出射光は、光ファイバ8で、光検出器である光電変換器
5に導かれ、出力端部9から、電気信号として出力され
る。
As shown in FIG. 4A, a conventional optical electric field sensor uses a sensor head 11 from a light source 3 through an optical fiber 7.
Incident light guided to the antenna 2 is intensity-modulated by an electric field of the surrounding environment captured by the antenna 2 to become outgoing light. The emitted light is guided by the optical fiber 8 to the photoelectric converter 5 as a photodetector, and is output from the output end 9 as an electric signal.

【0004】最近の電磁ノイズの検出では、図4(b)
に示すように、光ファイバ7でセンサヘッドに導入した
光源からの入射光が、アンテナ2により捕捉されて、変
調電極26に与えられる電界強度によって、強度変調さ
れて出射光となる、いわゆる、マッハツェンダ型光導波
路素子であるセンサヘッドを用いることが多い。
In the recent detection of electromagnetic noise, FIG.
As shown in FIG. 2, incident light from a light source introduced into a sensor head by an optical fiber 7 is captured by an antenna 2 and intensity-modulated by an electric field intensity applied to a modulation electrode 26 to become emission light. In many cases, a sensor head which is a type optical waveguide element is used.

【0005】従来のセンサヘッドは、図4(b)に示す
ように、基板21上に、変調電極26と、位相シフト光
導波路24とが、変調電極26による電界が位相シフト
光導波路24と直交するように設けられる。また、位相
シフト光導波路24の一端と入射光導波路23とを、位
相シフト光導波路24の他端と出射光導波路25とを接
続して構成される。そして、変調電極26は、位相シフ
ト導波路24に沿って容量結合するような形状にし、複
数に分割して配置されている。また、入射光導波路23
と光ファイバ7と、出射光導波路25と光ファイバ8と
は、接続されている。
In a conventional sensor head, as shown in FIG. 4B, a modulation electrode 26 and a phase shift optical waveguide 24 are formed on a substrate 21 so that an electric field generated by the modulation electrode 26 is orthogonal to the phase shift optical waveguide 24. It is provided so that. Further, one end of the phase shift optical waveguide 24 and the incident optical waveguide 23 are connected, and the other end of the phase shift optical waveguide 24 and the output optical waveguide 25 are connected. The modulation electrode 26 is shaped so as to be capacitively coupled along the phase shift waveguide 24 and is divided into a plurality of parts. Also, the incident optical waveguide 23
, The optical fiber 7, the outgoing optical waveguide 25 and the optical fiber 8 are connected.

【0006】この光電界センサは、電界強度を非接触で
検出し、しかも、強度変調された出射光を、光ファイバ
8によって光検出器に伝送するため、伝送線路系とその
周囲環境との間にノイズの授受がない。
This optical electric field sensor detects the electric field strength in a non-contact manner, and transmits the intensity-modulated outgoing light to the photodetector by the optical fiber 8, so that the transmission line system and its surrounding environment are connected. There is no transmission and reception of noise.

【0007】電界強度に対する出射光強度を決定するセ
ンサヘッドの出力特性曲線は、正弦曲線としてあらわさ
れ、電界強度は、光強度に変調して出力される。出力特
性曲線の振幅は、光源からの入射光強度に依存する。
The output characteristic curve of the sensor head that determines the intensity of the emitted light with respect to the electric field intensity is expressed as a sine curve, and the electric field intensity is output after being modulated into the light intensity. The amplitude of the output characteristic curve depends on the intensity of incident light from the light source.

【0008】位相シフト光導波路に印加される電界によ
り、出射光強度は、電界が印加されないときの出射光強
度(以下、光学バイアスという)を中心として変化す
る。
Due to the electric field applied to the phase shift optical waveguide, the intensity of the emitted light changes around the intensity of the emitted light when no electric field is applied (hereinafter referred to as an optical bias).

【0009】電界検出の上では、光学バイアスが、出力
特性曲線上の最大値と最小値の中点(以下、単に中点と
いう)と一致するセンサヘッドを用いることが最も望ま
しい。
For electric field detection, it is most desirable to use a sensor head whose optical bias matches the midpoint between the maximum and minimum values on the output characteristic curve (hereinafter simply referred to as the midpoint).

【0010】その理由は、出力特性曲線の勾配が中点に
おいて最大であるため、中点近傍でもっとも高い感度が
得られ、また、中点近傍で出力特性曲線がもっとも直線
性に優れているために、波形歪みが小さい状態で、電界
強度の測定ができることなどである。
The reason is that the gradient of the output characteristic curve is maximum at the middle point, so that the highest sensitivity is obtained near the middle point, and that the output characteristic curve has the best linearity near the middle point. Another problem is that the electric field intensity can be measured with a small waveform distortion.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、出力特
性の温度依存性などのために、センサヘッドの光学バイ
アスが偏倚することは、現実には抑制し切れておらず、
センサヘッドの出射光強度がそのために変動する。光電
界センサの信頼性欠如の一原因が、ここにある。
However, the deviation of the optical bias of the sensor head due to the temperature dependence of the output characteristics cannot be actually suppressed.
The output light intensity of the sensor head varies for that. This is one cause of the unreliability of the optical electric field sensor.

【0012】光学バイアスが出力特性曲線の中点になる
ように、センサヘッドを作製することにも、多くの困難
な問題があり、必ずしも実現されないことがある。
There are many difficulties in manufacturing a sensor head so that the optical bias is at the midpoint of the output characteristic curve, and it may not always be realized.

【0013】光検出器には、入射光強度に上限があるた
め、直流成分(光信号の時間的に変化しない強度の成
分)が大きい入射光の場合には、センサヘッドの入射光
強度を高めても効果がなく、実質的な信号である交流成
分(光信号の時間的に変化する強度の成分)の強度が低
い。
Since the photodetector has an upper limit in the intensity of the incident light, the intensity of the incident light of the sensor head is increased when the incident light has a large DC component (a component of the intensity of the optical signal that does not change with time). However, there is no effect, and the intensity of the AC component (a component of the optical signal that changes with time) that is a substantial signal is low.

【0014】高感度が求められる微弱信号の受信の場合
には、とくに交流(信号)成分が直流成分に対して大き
いことが望ましい。
In the case of receiving a weak signal requiring high sensitivity, it is particularly desirable that the AC (signal) component is larger than the DC component.

【0015】そこで、本発明の課題は、信頼性が高く、
かつ、高感度で電界測定を可能にする光電界センサを提
供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a high reliability,
Another object of the present invention is to provide an optical electric field sensor capable of measuring an electric field with high sensitivity.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、電界を受信す
る受信アンテナと、センサヘッドに入射される光の光源
と、前記受信アンテナで受信した信号を入力し信号電圧
に応じて入射した光を強度変調して出射するセンサヘッ
ドと、前記センサヘッドの出射光を受光し電気信号に変
換する光検出器とを結合してなり、前記センサヘッド
は、方向性結合型3dBカップラーを具備し、前記光検
出器は、前記方向性結合型3dBカップラーの二つの出
力がそれぞれ入射される二つの光電変換器と、前記光電
変換器の出力信号が入力される演算回路を有する光電界
センサである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a receiving antenna for receiving an electric field, a light source for light incident on a sensor head, and a light input according to a signal voltage upon input of a signal received by the receiving antenna. A sensor head that intensity-modulates and emits light, and a photodetector that receives light emitted from the sensor head and converts the light into an electric signal. The sensor head includes a directional coupling type 3 dB coupler, The photodetector is an optical electric field sensor including two photoelectric converters to which two outputs of the directional coupling type 3 dB coupler are respectively incident, and an arithmetic circuit to which an output signal of the photoelectric converter is input.

【0017】さらに、本発明は、前記演算回路が、前記
二つの光電変換器の出力信号のうちの一方の経路に、位
相を反転する回路を設けて出力信号光の位相を整合し、
前記センサヘッドの方向性結合型3dBカップラーの二
つの出力信号光のうち大きくない方の出力信号光に係る
前記光電変換器の一方の出力信号を選択的に出力するよ
うに構成した上記の光電界センサである。
Further, according to the present invention, in the arithmetic circuit, a circuit for inverting the phase is provided in one of the paths of the output signals of the two photoelectric converters to match the phase of the output signal light,
The above-mentioned optical electric field configured to selectively output one output signal of the photoelectric converter relating to the smaller output signal light of the two output signal lights of the directional coupling type 3 dB coupler of the sensor head. It is a sensor.

【0018】さらに、本発明は、前記演算回路が、前記
センサヘッドの方向性結合型3dBカップラーの二つの
出力信号光のうち大きくない方の出力信号光に係る前記
光電変換器の一方の入力信号光強度が一定になるよう
に、前記光源の出射光強度を制御する上記の光電界セン
サである。
Further, according to the present invention, the arithmetic circuit includes an input signal of one of the photoelectric converters, the output signal being the smaller of the two output signal lights of the directional coupling type 3 dB coupler of the sensor head. The above optical electric field sensor controls the intensity of light emitted from the light source so that the light intensity is constant.

【0019】また、本発明は、上記の演算回路が、前記
光電変換器のうち、一方の出力信号を位相反転してか
ら、前記二つの出力信号を合成して出力する上記の光電
界センサである。
The present invention also provides the optical electric field sensor, wherein the arithmetic circuit inverts the phase of one of the output signals of the photoelectric converters and then combines and outputs the two output signals. is there.

【0020】また、本発明は、前記センサヘッドの基板
が、電気光学効果を示す材料からなる上記の光電界セン
サである。
Further, the present invention is the above-mentioned optical electric field sensor, wherein the substrate of the sensor head is made of a material exhibiting an electro-optic effect.

【0021】さらに、本発明は、前記センサヘッドの基
板が、ニオブ酸リチウムよりなる上記の光電界センサで
ある。
Further, the present invention is the above-mentioned optical electric field sensor, wherein the substrate of the sensor head is made of lithium niobate.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下に、図を用いて、本発明の第
1の実施の形態を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】図1は、本発明による光電界センサを説明
する図で、図1(a)は光電界センサのブロック図で、
図1(b)は、光電界センサに用いるセンサヘッドの説
明図である。また、図2は、センサヘッドの二つの出射
端に対応した出力特性と、入力信号による出力信号光の
波形を示す図である。
FIG. 1 is a view for explaining an optical electric field sensor according to the present invention, and FIG. 1A is a block diagram of the optical electric field sensor.
FIG. 1B is an explanatory diagram of a sensor head used for the optical electric field sensor. FIG. 2 is a diagram showing output characteristics corresponding to two emission ends of the sensor head and a waveform of an output signal light according to an input signal.

【0024】本発明の光電界センサに用いるセンサヘッ
ド1は、図1(b)に示すように、従来のセンサヘッド
と同様、アンテナ2と接続された変調電極26と、入射
光導波路23と出射光導波路25と、位相シフト光導波
路24とを有している。そして、方向性結合型3dBカ
ップラー22を具備している。
As shown in FIG. 1B, the sensor head 1 used in the optical electric field sensor according to the present invention has a modulation electrode 26 connected to the antenna 2, an incident optical waveguide 23, It has an optical waveguide 25 and a phase shift optical waveguide 24. Further, a directional coupling type 3 dB coupler 22 is provided.

【0025】これらの位相シフト光導波路24と方向性
結合型3dBカップラー22は、電気光学効果を呈する
ニオブ酸リチウム結晶のX板よりなる基板21上に、T
i拡散によって、位相シフト光導波路の方向が結晶のZ
方位に直交するように、形成されている。
The phase shift optical waveguide 24 and the directional coupling type 3 dB coupler 22 are provided on a substrate 21 made of an X plate of lithium niobate crystal exhibiting an electro-optic effect.
By i-diffusion, the direction of the phase shift optical waveguide is
It is formed so as to be orthogonal to the azimuth.

【0026】光源から、光ファイバ7をとおってセンサ
ヘッド1の入射光導波路23に入射された入射(導波)
光は、二つの位相シフト光導波路24に分岐される。受
信アンテナ2で検出された電界が、変調電極26を介し
て位相シフト光導波路24に印加され、二つの導波光は
位相差を付与され、方向性結合型3dBカップラー22
に入射されて強度変調される。
The incident (guided) light from the light source to the incident optical waveguide 23 of the sensor head 1 through the optical fiber 7
The light is split into two phase-shifted optical waveguides 24. The electric field detected by the receiving antenna 2 is applied to the phase shift optical waveguide 24 via the modulation electrode 26, and the two guided lights are given a phase difference, and the directional coupling type 3 dB coupler 22
And is intensity-modulated.

【0027】方向性結合型3dBカップラー22の二つ
の出射端29には、互いに位相が反転し、相補の関係を
もった光強度信号が光ファイバ8に出力される。
At the two emission ends 29 of the directional coupling type 3 dB coupler 22, the phases are inverted with respect to each other, and light intensity signals having a complementary relationship are output to the optical fiber 8.

【0028】図1(a)に示すように、センサヘッド1
からの二つの出射光は、光ファイバ8を経由して光検出
器4の二つの光電変換器5にそれぞれ入射されて、光信
号は再び電気信号に変換され、演算回路6に入力され、
演算処理された信号が出力端部9に出力される。また、
演算回路6と光源3とは、フィードバック回路10によ
って結ばれている。
As shown in FIG. 1A, the sensor head 1
Are incident on the two photoelectric converters 5 of the photodetector 4 via the optical fiber 8, respectively, and the optical signals are converted into electric signals again and input to the arithmetic circuit 6,
The processed signal is output to the output terminal 9. Also,
The arithmetic circuit 6 and the light source 3 are connected by a feedback circuit 10.

【0029】方向性結合型3dBカップラーを具備する
センサヘッドの出力特性は、図2に示すような正弦曲線
としてあらわされ、二つの出射端の間で、出力特性は互
いに相補の関係を有している。
The output characteristic of the sensor head having the directional coupling type 3 dB coupler is expressed as a sinusoidal curve as shown in FIG. 2, and the output characteristics have a complementary relationship between the two emission ends. I have.

【0030】図2に、方向性結合型3dBカップラーの
二つの出射端に対応する出射光の出力特性を示す特性曲
線A、特性曲線B、入力信号にかかる出力信号光波形
a、および、出力信号光波形bを示す。
FIG. 2 shows a characteristic curve A and a characteristic curve B showing output characteristics of output light corresponding to two output ends of the directional coupling type 3 dB coupler, an output signal light waveform a applied to an input signal, and an output signal. The optical waveform b is shown.

【0031】図2(a)と図2(b)に示す特性曲線で
は、光学バイアスの偏倚によって、方向性結合型3dB
カップラーの二つの出射端における光学バイアスの大小
関係が逆転している。
In the characteristic curves shown in FIG. 2A and FIG. 2B, the directional coupling type 3 dB
The magnitude relationship between the optical biases at the two exit ends of the coupler is reversed.

【0032】本発明の光電界センサは、図2(a)に示
すように、特性曲線Aの光学バイアスが、特性曲線Bの
光学バイアスより低い場合には、二つの出力のうち、直
流成分が小さい出力信号光a1を、演算回路が選択的に
出力する。
In the optical electric field sensor of the present invention, when the optical bias of the characteristic curve A is lower than the optical bias of the characteristic curve B, as shown in FIG. The arithmetic circuit selectively outputs the small output signal light a1.

【0033】そして、図2(b)に示すように、特性曲
線Aの光学バイアスが特性曲線Bの光学バイアスより高
い場合には、直流成分が小さい出力信号光b2を、演算
回路が選択的に出力する。
As shown in FIG. 2B, when the optical bias of the characteristic curve A is higher than the optical bias of the characteristic curve B, the arithmetic circuit selectively outputs the output signal light b2 having a small DC component. Output.

【0034】そして、演算回路の出力信号光の整合性を
保つために、本実施の形態においては、二つの光電変換
器の出力のうち一方の出力が位相反転されるように、演
算回路で演算された。
In the present embodiment, in order to maintain the consistency of the output signal light of the arithmetic circuit, the arithmetic circuit operates in such a manner that one of the outputs of the two photoelectric converters is inverted in phase. Was done.

【0035】さらに、光検出器の中の演算回路器には、
フィードバック回路が組み込まれているので、光源から
の入射光強度を、演算回路の出力に応じて調整し、光学
バイアスの出力レベルが一定になるように、入射光の強
度を制御することが可能となった。
Further, the arithmetic circuit unit in the photodetector includes:
Since the feedback circuit is incorporated, the intensity of the incident light from the light source can be adjusted according to the output of the arithmetic circuit, and the intensity of the incident light can be controlled so that the output level of the optical bias becomes constant. became.

【0036】光電界センサが、演算回路がもつ選択や切
り替え機能によって、センサヘッドの二つの出力のう
ち、常に、直流成分が大きくない方の出力信号光波形を
出力するとともに、フィードバック回路によって光源の
出射光強度を制御し、温度依存性は、実質的に、小さく
なった。
The optical electric field sensor always outputs the output signal light waveform having the smaller DC component among the two outputs of the sensor head by the selection and switching functions of the arithmetic circuit, and the feedback circuit controls the light source. The output light intensity was controlled and the temperature dependence was substantially reduced.

【0037】本実施の形態の光電界センサでは、光学バ
イアスが偏倚しても、光電界センサの出力変動は抑制さ
れた。
In the optical electric field sensor according to the present embodiment, even if the optical bias is deviated, the output fluctuation of the optical electric field sensor is suppressed.

【0038】また、センサヘッド自体の出力特性が、温
度依存性をもっている場合でも、本実施の形態の光電界
センサでは、温度依存性の影響は抑制された。
Further, even when the output characteristics of the sensor head itself have a temperature dependency, the influence of the temperature dependency is suppressed in the optical electric field sensor of the present embodiment.

【0039】本発明の光電界センサは、原因の如何を問
わず、センサヘッドの光学バイアス偏倚による弊害を抑
制した光電界センサとして有用である。
The optical electric field sensor of the present invention is useful as an optical electric field sensor that suppresses the adverse effects of the optical bias of the sensor head regardless of the cause.

【0040】次に、本発明の第2の実施の形態につい
て、図を参照して説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0041】図3は、本発明による他の構成の光電界セ
ンサの説明図である。本実施の形態における、センサヘ
ッドの構成は、第1の実施の形態で説明したセンサヘッ
ドと全く同じ構成なので、その説明を省略する。
FIG. 3 is an explanatory view of an optical electric field sensor having another configuration according to the present invention. The configuration of the sensor head in the present embodiment is exactly the same as the sensor head described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0042】図3に示すように、センサヘッド1からの
二つの出射光は、光ファイバ8を経由して二つの光電変
換器5にそれぞれ入射されて、光信号は再び電気信号に
変換され、演算回路6に入力される。
As shown in FIG. 3, two outgoing lights from the sensor head 1 are respectively incident on two photoelectric converters 5 via an optical fiber 8, and optical signals are converted into electric signals again. It is input to the arithmetic circuit 6.

【0043】演算回路6では、二つの光電変換器5の出
力信号光は、一方の出力信号光の位相を反転してから、
他方の信号と合成され、電界強度を示す情報として出力
される。
In the arithmetic circuit 6, the output signal light of the two photoelectric converters 5 is obtained by inverting the phase of one output signal light,
It is combined with the other signal and output as information indicating the electric field strength.

【0044】本実施の形態による光電界センサの構成
は、従来の光電界センサでは、放射モードとして出射光
導波路外部に無駄に捨てられてしまっていた出射される
べき成分の半分をも、導波モードとして有効に利用する
もので、実質的に倍の感度が達成された。
The configuration of the optical electric field sensor according to the present embodiment is such that half of the component to be emitted, which has been wasted as a radiation mode outside the emission optical waveguide in the conventional optical electric field sensor, is also used as a radiation mode. The mode was effectively used, and substantially double the sensitivity was achieved.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、センサヘッド製作上の理由、設置環境変化に伴う理
由等の如何にかかわらず、一定の光学バイアスの偏倚が
許容されるのみならず、高感度、かつ信頼性の高い測定
結果を示す光電界センサが得られる。
As described above, according to the present invention, as long as a constant bias of optical bias is permitted regardless of the reason for manufacturing the sensor head or the reason accompanying a change in the installation environment, etc. Thus, an optical electric field sensor that exhibits highly sensitive and highly reliable measurement results can be obtained.

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

【図1】本発明による光電界センサを説明する図で、図
1(a)は光電界センサのブロック図、図1(b)は、
光電界センサに用いるセンサヘッドの説明図。
FIGS. 1A and 1B are diagrams illustrating an optical electric field sensor according to the present invention. FIG. 1A is a block diagram of the optical electric field sensor, and FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a sensor head used for an optical electric field sensor.

【図2】センサヘッドの二つの出射端に対応した出力特
性と、入力信号による出力信号光の波形を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing output characteristics corresponding to two emission ends of a sensor head, and a waveform of an output signal light according to an input signal.

【図3】本発明による他の構成の光電界センサの説明
図。
FIG. 3 is an explanatory view of an optical electric field sensor having another configuration according to the present invention.

【図4】従来の光電界センサの説明図で、図4(a)は
光電界センサのブロック図、図4(b)は、光電界セン
サに用いるセンサヘッドの説明図。
4A and 4B are explanatory diagrams of a conventional optical electric field sensor. FIG. 4A is a block diagram of the optical electric field sensor, and FIG. 4B is an explanatory diagram of a sensor head used for the optical electric field sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 (本発明の)センサヘッド 2 (受信)アンテナ 3 光源 4 光検出器 5 光電変換器 6 演算回路 7,8 光ファイバ 9 出力端部 10 フィードバック回路 11 (従来の)センサヘッド 21 基板 22 方向性結合型3dBカップラー 23 入射光導波路 24 位相シフト光導波路 25 出射光導波路 26 変調電極 29 出射端 Reference Signs List 1 sensor head (of the present invention) 2 (receiving) antenna 3 light source 4 photodetector 5 photoelectric converter 6 arithmetic circuit 7,8 optical fiber 9 output end 10 feedback circuit 11 (conventional) sensor head 21 substrate 22 directionality Coupling type 3 dB coupler 23 Incident optical waveguide 24 Phase shift optical waveguide 25 Emitting optical waveguide 26 Modulation electrode 29 Emitting end

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電界を受信する受信アンテナと、センサ
ヘッドに入射する光の光源と、前記受信アンテナで受信
した信号を入力し前記信号の電圧に応じて入射した光を
強度変調して出射するセンサヘッドと、前記センサヘッ
ドの出射光を受光し電気信号に変換する光検出器とを結
合してなり、前記センサヘッドは、方向性結合型3dB
カップラーを具備し、前記光検出器は、前記方向性結合
型3dBカップラーの二つの出力がそれぞれ入射される
二つの光電変換器と、前記光電変換器の出力信号が入力
される演算回路を有することを特徴とする光電界セン
サ。
1. A receiving antenna for receiving an electric field, a light source for light incident on a sensor head, a signal received by the receiving antenna, and intensity-modulated light incident on the antenna according to the voltage of the signal for emission. A sensor head is coupled with a photodetector that receives light emitted from the sensor head and converts the light into an electric signal. The sensor head is a directional coupling type 3 dB.
A coupler is provided, and the photodetector has two photoelectric converters to which two outputs of the directional coupling type 3 dB coupler are respectively incident, and an arithmetic circuit to which an output signal of the photoelectric converter is input. An optical electric field sensor comprising:
【請求項2】 前記演算回路は、前記二つの光電変換器
の出力信号光のうちの一方の経路に、位相を反転する回
路を設けて出力信号光の位相を整合し、前記センサヘッ
ドの方向性結合型3dBカップラーの二つの出力信号光
のうち大きくない方の出力信号光に係る前記光電変換器
の一方の出力信号を選択的に出力するように構成したこ
とを特徴とする請求項1記載の光電界センサ。
2. The arithmetic circuit according to claim 1, wherein a circuit for inverting a phase is provided in one path of the output signal lights of the two photoelectric converters to match a phase of the output signal light, and a direction of the sensor head is adjusted. 2. The configuration according to claim 1, wherein one of the two output signal lights of the sex-coupling type 3 dB coupler is output selectively from one of the photoelectric converters, the output signal being one of the smaller output signal lights. Optical electric field sensor.
【請求項3】 前記演算回路は、前記センサヘッドの方
向性結合型3dBカップラーの二つの出力信号光のう
ち、大きくない方の出力信号光に係る前記光電変換器の
入力信号光強度が一定になるように、前記光源の出射光
強度を制御することを特徴とする請求項2記載の光電界
センサ。
3. The arithmetic circuit according to claim 2, wherein, of the two output signal lights of the directional coupling type 3 dB coupler of the sensor head, an input signal light intensity of the photoelectric converter related to a smaller output signal light is constant. 3. The optical electric field sensor according to claim 2, wherein the intensity of the emitted light from the light source is controlled so that the light intensity is controlled.
【請求項4】 請求項1記載の演算回路は、前記光電変
換器のうち、一方の出力信号を位相反転してから、前記
二つの出力信号を合成して出力するように構成したこと
を特徴とする請求項1記載の光電界センサ。
4. The arithmetic circuit according to claim 1, wherein one of the photoelectric converters is inverted in phase, and then the two output signals are combined and output. The optical electric field sensor according to claim 1.
【請求項5】 前記センサヘッドの基板は、電気光学効
果を示す材料からなることを特徴とする請求項1ないし
4記載の光電界センサ。
5. The optical electric field sensor according to claim 1, wherein the substrate of the sensor head is made of a material exhibiting an electro-optic effect.
【請求項6】 前記センサヘッドの基板は、ニオブ酸リ
チウムよりなることを特徴とする請求項5記載の光電界
センサ。
6. The optical electric field sensor according to claim 5, wherein the substrate of the sensor head is made of lithium niobate.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002122622A (en) * 2000-10-13 2002-04-26 Tokin Corp Optical electric field sensor
JP2012112886A (en) * 2010-11-26 2012-06-14 Ntt Electornics Corp Electric field sensor and method for measuring rf signal
JP2021092405A (en) * 2019-12-07 2021-06-17 株式会社精工技研 Optical electric-field sensor

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