KR100220289B1 - 전계센서 - Google Patents

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KR100220289B1
KR100220289B1 KR1019950700890A KR19950700890A KR100220289B1 KR 100220289 B1 KR100220289 B1 KR 100220289B1 KR 1019950700890 A KR1019950700890 A KR 1019950700890A KR 19950700890 A KR19950700890 A KR 19950700890A KR 100220289 B1 KR100220289 B1 KR 100220289B1
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electric field
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유이찌 도카노
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미쯔무라 토마히로
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Abstract

센서헤드(1)와, 상기 센서헤드(1)를 수용하고 있는 패키지(13)와, 상기 패키지(13)의 외부에 부착되어 센서헤드(1)에 접속되어 있는 안테나(14)를 구비하고 있다.
센서헤드(1)는, 기판(3)과 이 기판(3)에 부착되어 있는 광변조기(4)를 가지고 있다.
광변조기(4)는, 기판(3)에 형성되어 있는 입사광도파로(5)와, 기판(3)에 입사광도파로(5)로부터 분기하여 형성되고, 인가되는 전계강도에 따라 굴절율이 변화하는 2개의 위상시프트광도파로(6)와, 기판(3)에 위상시프트광도파로(6)와 합류하도록 형성되어 있는 출사광도파로(7)와, 위상시프트광도파로(6)의 팡부 또는 근방에 형성되어 있는 2개의 변조전극(8)을 가지고 있다. 안테나(14)는, 2개의 로드 안테나 엘리먼트(17), (18)를 가지고 있다. 로드 안테나 엘리먼트(17), (18)는, 패키지(13)의 중앙부를 한쪽끝단으로 하여 반대방향으로 연장됨과 동시에 위상시프트광도파로(6)와 평행하도록 배치되어 있다. 안테나(14)는, 패키지(13)의 측면(21)에 고정부착되어 중앙부를 한쪽끝단으로하여 반대방향으로 연장됨과 동시에 상기 위상시프트광도파로(6)와 평행하게 배치되는 2개의 안테나 엘리먼트 막(22), (23)을 갖도록 해도 좋다.
안테나 엘리먼트 막(27), (28)은, 기판(3)에 고정부착시켜도 좋고, 복수의 광변조기를 기판에 형성하여 이들 광변조기에 각각 안테나를 접속시켜도 좋다.

Description

[발명의 명칭]
전계센서
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은, 전자파등의 전계의 강도를 측정하는데 이용되는 전계센서에 관한 것이다.
[배경기술]
제1도는, 종래의 전계 센서를 도시한 것이다. 이 전계 센서는, 센서헤드(1)와, 상기 센서헤드(1)에 접속되어 있는 안테나(2)를 구비하고 있다. 센서헤드(1)는, 기판(3)과, 이 기판(3)에 부착되어 있는 광변조기(4)를 가지고 있다.
광변조기(4)는, 상기 기판(3)에 형성되어 있는 입사광도파로(5)와, 상기 기판(3)에 입사광도파로(5)로부터 분기하여 형성되어 인가되는 전계강도에 따라 굴절율이 변화하는 2개의 위상시프트광도파로(6)와, 상기 기판(3)에 상기 위상시프트광도파로 (6)와 합류하도록 형성되어 있는 출사광도파로(7)와, 상기 위상시프트광도파로(6)의 상부 또는 근방에 형성되어 있는 2개의 변조전극(8)을 가지고 있다. 상기 입사광도파로(5)에는, 입사광파이버(9)가 접속되어 있고, 상기 출사광도파로(7)에는, 출사광파이버(10)가 접속되어 있다.
안테나(2)는, 2개의 로드 안테나 엘리먼트(11)를 가지고 있다. 이들 로드 안테나 엘리먼트(11)는, 각각 변조전극(8)에 리드선(12)을 통해 접속되어 있다. 상기 로드 안테나 엘리먼트(11)는, 전계방향을 향하도록 즉, 위상시프트광도파로(6)와 직교하도록 배치되어 있다. 상기 로드 안테나 엘리먼트(11)는, 패키지(도시 생략)에 고정되어 있다.
그러나, 종래의 전계 센서에서는, 측정시에 안테나 엘리먼트가 전계 방향을 향하므로, 광파이버의 인출부가 측정방향을 향하게 되어, 광파이버가 파손될 가능성이 있어 문제가 되어왔다.
또, 종래의 전계 센서에서는, 안테나의 지향성이 많기 때문에, 측정중에 여러 방향을 향해 배치해야 할 필요가 있어 문제가 되어 왔다.
본 발명의 목적은, 광파이버의 파손물 방지할 수 있는 전계 센서를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 측정중에 여러 방향을 향해 배치할 필요가 없는 전계센서를 제공하는데 있다.
[발명의 개시]
본 명은, 기판과, 상기 기판에 부착되어 있는 광변조기를 가지는 센서헤드와, 기 센서헤드를 수용카고 있는 패키지와, 상기 패키지의 외부에 부착되어 광변조기에 접속되어 있는 안테나를 구비하며, 상기 광변조기는, 인가되는 전계강도에 따라 굴절율이 변화하는 2개의 위상시프트광도파로와, 상기 위상시프트광도파로의 상부 또는 근방에 형성된 변조전극을 가지고, 상기 안테나는, 변조전극에 각각 접속되어 있는 2개의 로드 안테나 엘리먼트를 가지며, 이들 로드 안테나 엘리먼트가 상기 패키지의 중앙부를 한쪽 끝단으로 하여 반대방향으로 연장됨과 동시에 상기 위상시프트광도파로와 평행하도록 배치되어 있다.
본 발명은, 상기 안테나가 변조전극에 각각 접속되어 있음과 동시에 상기 패키지의 측면에 고정부착되어 있는 2개의 안테나 엘리먼트 막을 가지고, 이들 안테나 엘리먼트막이 상기 패키지의 중앙부를 한쪽 끝단으로 하여 반대방향으로 연장됨과 동시에 위상시프트광도파로와 평행하게 배치되도록 구성해도 좋다.
본 발명은, 상기 안테나가 변조전극에 각각 접속되고, 상기 위상시프트광도파로와 평행하게 기판에 형성되어 있는 2개의 안테나 엘리먼트막을 가지도록 구성해도 좋다.
본 발명은, 기판과 이 기판에 부착되어 있는 복수의 광변조기를 가지는 센서 헤드와, 상기 광변조기에 각각 접속되어 있는 복수의 안테나를 구비하고, 상기 광변조기는, 기판에 형성되어 있는 입사광도파로와, 기판에 상기 입사황도광도로 부터 분기하여 형성되며 인가되는 전계강도에 따라 굴절율이 변화하는 2개의 위상시프트 광도파로와, 기판에 상기 위상시프트광도파로와 합류하도록 형성되어 있는 출사광도파로와, 상기 위상시프트광도파로의 상부 또는 근방에 형성되어 있는 2개의 변조전극을 가지며, 상기 안테나가 각각 복수의 광변조기의 변조전극에 접속되어 있다.
[실시예]
이하에서는, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.
제2도에 도시한 바와같이, 본 발명의 전계 센서는, 센서헤드(1)와, 이 센서헤드(1)를 수용하고 있는 패키지(13)와, 이 패키지(13)의 외부에 부착되어 상기 센서헤드(1)에 접속되어 있는 안테나(14)를 구비하고 있다. 상기 센서헤드(1)는, 기판(3)과 상기 기판(3)에 부착되어 있는 광변조기(4)를 가지고 있다.
광변조기(4)는, 기판(3)에 형성되어 있는 입사광도파로(5)와, 기판(3)에 상기 입사광도파로(5)로부터 분기하여 형성되고 인가되는 전계강도에 따라 굴절율이 변화하는 2개의 위상시프트광도파로(6)와, 기판(3)에 위상시프트광도파로(6)와 합류하도록 형성되어 있는 출사광도파로(7)와, 상기 위상시프트광도파로(6)의 상부 또는 근방에 형성되어 있는 2개의 변조전극(8)을 가지고 있다.
상기 입사광도파로(5)에는, 입사광파이버(9)가 접속되어 있고, 상기 입사광 파이버(9)에는, 광원(15)이 접속되어 있는데, 이 광원(15)은, 예를들면 반도체 레이저로 이루어진다. 그리고, 상기 출사광도파로(7)에는, 출사광파이버(10)가 접속되어 있고, 이 출사광파이버(10)에는, 광측정기(16)가 접속되어 있다.
상기 안테나(14)는, 2개의 로드 안테나 엘리먼트(17), (18)를 가지고 있다. 이들 로드 안테나 엘리먼트(17),(18)는, 상기 패키지(13)의 중앙부를 한쪽끝단으로 하여 반대방향으로 연장됨과 동시에, 상기 위상시프트광도파로(6)와 평행하게 배치 되어 있다. 상기 로드 안테나 엘리먼트(17), (18)는, 각각 리드선(19), (20)을 통해 변조전극(8)에 접속되어 있다.
상기 입사광도파로(5)에 입사광파이버(a)를 통해 입사되는 광원(15)으로부터의 광은, 2개의 위상시프트광도파로(6)에서 분기된 후, 다시 출사광도파로(7)에서 합류한다. 이 출사광도파로(7)에서 합류된 광은, 출사광파이버(10)를 통해 광측정기(16)로 출사된다. 상기 안테나(14)가 수신신호를 받았을 때, 변조전극(8)에 의해 소정의 전계가 위상시프트광도파로(6)에 인가되는데, 이때의 전계의 강도에 따라 위상시프트광도파로(6)의 굴절율이 변화하므로, 이들 위상시프트광도파로(6)를 투과하는 광의 위상이 변화한다.
제2도는 전계 센서에 대한 보다 구체적인 실시예를 설명한다. 상기 기판(3)은 LiNbO3의 판으로 형성되어 있다. 입사광도파로(5)와 위상시프트광도파로(6)와 출사광도파로(7)는, 기판(3)의 Z 면상에 Ti을 열확산시킴으로써 형성되어 있다. 입사광 파이버(9)는, 정편파광파이버로 구성되어 있다.
제3도에 도시한 실시예는, 제2도의 실시예와 동일한 분포의 구성요소를 가지고 있다. 제3도에 도시한 바와같이, 안테나(14)는, 패키지(13)의 측면(21)에 고정부착되어 있는 2개와 안테나 엘리먼트 막(22), (23)을 가지고 있다. 이들 안테나 엘리먼트 막(22), (23)은 상기 패키지(13)와 중앙부를 한쪽끝단으로 하여 반대방향으로 연장됨과 동시에, 상기 위상시프트광도파로(5)와 평행하게 배치되도록 구성되어 있다. 상기 안테나 엘리먼트 막(22), (23)은, 변조전극(8)에 각각 리드선(24), (25)을 통해 접속되어 있다.
제2도 및 제3도의 실치예에 따른 전계 센서는, 전계 센서에 접속하는 광파이버의 인출부가 측정방향을 향하지 않으므로, 광파이버의 손상을 방지할 수가 있다.
제4도에 도시한 실시예는, 제2도의 실시예와 동일한 부호의 구성요소를 가지고 있다. 제4도에 도시한 바와같이, 안테나(26)는, 상기 위상시프트 광도파로(6)와 평행하도록 기판(3)에 형성되어 있는 2개의 안테나 엘리먼트 막(27), (28)을 가진다. 이들 안테나 엘리먼트 막(27), (28)을, 위상시프트 광도파로(6)의 양측에 배치되어 있다. 상기 안타네 엘리먼트 막(27), (28)을, 변조전극에 각각 리드막(29), (30)을 통해 접속되어 있다.
상기 안테나 엘리먼트 막(27), (28)은, 제5도에 도시한 바와같이 위상시프트 광도파도(6)의 한쪽편에 배치해도 좋다.
제4도 및 제5도의 실시예에 따른 전계 센서는, 전계 센서에 접속하는 광파이버의 인출부가 측정방향을 향하지 않으므로, 광파이버의 손상을 방지할 수가 있다. 또, 제4도 및 제5도의 실시예에 따른 전계 센서는, 소형화에 적합하다.
제6도 및 제7도에 도시한 바와같이, 본 발명의 전계 센서는, 센서헤드(1)와, 이 센서헤드(1)를 수용하고 있는 패키지(13)와, 패키지(13)의 외부에 부착되어 상기 센서헤드(1)에 접속되어 있는 안테나(31),(32),(33)를 구비하고 있다.
상기 센서헤드(1)는, 기판(3)과 이 기판(3)에 부착되어 있는 복수의 광변조기(34), (35), (36)를 가지고 있다.
상기 광변조기(34), (35), (36)는, 각각 기판(3)에 형성되어 있는 입사광도파로(5)와, 기판(3)에 상기 입사광도파로(5)로 부터 분기하여 형성되고, 인가되는 전계강도에 따라 굴절율이 변화하는 2개의 위상시프트광도파로(6)와, 기판(3)에 상기 위상시프트 광도파로(6)와 합류하도록 형성되어 있는 출사광도파로(7)와, 상기 위상시프트광도파로(6)의 상부 또는 근방에 형성되어 있는 출사광도파로(7)와, 상기 위상 시프트광도파로(6)의 상부 또는 근방에 형성되어 있는 2개의 변조전극(8)을 가지고 있다.
상기 입사광도파로(5)에는, 입사광 파이버(9)가 접속되어 있고, 이 입사광 파이버(9)에는, 광원(15)이 접속되어 있다. 그리고, 상기 출사광도파로(7)에는, 출사광파이버(10)가 접속되어 있고 이 출사광파이버(10)에는, 광측정기(16)가 접속 되어 있다.
안테나(31), (32), (33)는, 서로 교차하도록 배치되어 있다. 이들 안테나(31), (32), (33)는, 각각 상기 광변조기(34), (35), (36)의 변조전극(8)에 리드선을 통해 접속되어 있다.
제8도에 도시한 바와같이, 광변조기(34), (35), (36)는, 각각 기판(3)에 형성되어 있는 입사광도파로(5)와, 기판(3)에 상기 입사광도파로(5)로 부터 분기하여 형성되고 인가되는 전계강도에 따라 굴절율이 변화하는 2개의 위상시프트광도파로(6)와, 기판(3)에 상기 위상시프트광도파로(6)와 합류하도록 형성되어 있는 출사광도파로(7)와, 상기 위상시프트광도파로(6)의 상부 또는 근방에 형성되어 있는 2개의 변조전극(8)을 가지고 있다.
상기 센서헤드(1)는 또한, 상기 입사광 파이버(9)에 접속하도록 형성되어 있는 총입사광도파로(37)와, 이 총입사광도파로(37)로 부터 분기하도록 기판(3)에 형성되어 있는 제1 분기광도파로(38), (39)와, 상기 제1 분리광도파로(38)로 부터 분기하도록 기판(3)에 형성되어 있는 제2 분리광도파로(40),(41)와, 상기 제1 분기광도파로(39)로부터 분기하도록 기판(3)에 형성되어 있는 제3 분기광도파로(42), (43)를 가진다.
상기 제2 분기광도파로(40)는 광변조기(34)의 입사광도파로(5)에 접속되어 있고, 제2 분기광도파로(41)는 광변조기(35)의 입사광도파로(5)에 접속되어 있다. 상기 제3 분기광도파로(42)는 광변조기(36)의 입사광도파로(5)에 접속되어 있고, 제3 분기광도파로(43)는 출사광파이버(10)를 통해 광측정기(16)에 접속되어 있다.
상기 제3 분기광도파로(43)를 투과하는 광은, 출사광파이버(10)를 통해 광측정기(16)로 출사된다. 상기 제3 분기광도파로(43)를 투과하는 광은, 이것을 기준으로 하여 광변조기(34), (35), 36)를 투과하는 광을 검사하는데 이용할 수가 있다.
제6도 내지 제8도의 실시예는, 복수의 안테나를 가지므로, 측정중에 여러 방향을 향해 배치할 필요가 없고, 측정하는 전자파가 도래하는 방향 및 편파성분에 의존하지 않고도 측정이 가능하다.
[산업상의 이용가능성]
본 발명은, 전자파 또는 전자 노이즈등의 전계의 강도를 측정하는 장치에 이용하는데 적합하다.

Claims (4)

  1. 기판과 이 기판에 부착되어 있는 광변조기를 가지튼 센서헤드와, 상기 센서헤드를 수용하고 있는 패키지와, 상기 패키지의 외부에 부착되어 광변조기에 접속되어 있는 안테나를 구비하며, 상기 광변조기는, 기판에 형성되어 있는 입사광 도파로와, 기판에 상기 입사광도파로로 부터 분기하여 형성되고, 인가되는 전계 강도에 따라 굴절율이 변화하는 2개의 위상시프트 광도파로와, 기판에 상기 위상시프트광도파로와 합류하도록 형성되어 있는 출사광도파로와, 상기 위상시프트 광도파로의 상부 또는 근방에 형성되어 있는 2개의 변조전극을 가지며, 상기 안테나는, 변조전극에 각각 접속되어 있는 2개의 로드 안테나 엘리먼트를 가지고, 이들 로드안테나 엘리먼트가 상기 패키지의 중앙부를 한쪽 끝단으로 하여 반대방향으로 연장됨과 동시에 상기 위상시프트광도파로와 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전계센서.
  2. 기판과 이 기판에 부착되어 있는 광변조기를 가지는 센서헤드와, 상기 센서헤드를 수용하고 있는 패키지와, 상기 패키지의 외부에 부착되어 광변조기에 접속되어 있는 안테나를 구비하며, 상기 광변조기는, 기판에 형성되어 있는 입사 광도파로와, 기판에 상기 입사광도파로로부터 분기하여 형성되고, 인가되는 전계 강도에 따라 굴절율이 변화하는 2개의 위상 시프트광도파로와, 기판에 상기 위상 시프트광도파로와 합류하도록 형성되어 있는 출사광도파로와, 상기 위상리프트 광도파로의 상부 또는 근방에 형성되어 있는 2개의 변조전극을 가지며, 상기 안테나는, 변조전극에 각각 접속되어 있음과 동시에 상기 패키지의 측면에 고정부착되어 있는 2개의 안테나 엘리먼트막을 가지고, 이들 안테나 엘리먼트막이 상기 패키지의 중앙부를 한쪽끝단으로 하여 반대방향으로 연장됨과 동시에 상기 위상시프트광도파로와 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전계센서.
  3. 기판과, 이 기판에 부착되어 있는 광변조기를 가지는 센서헤드와, 상기 광변조기에 접속되어 있는 안테나를 구비하며, 상기 광변조기는 기판에 형성되어 있는 입사광도파로와, 기판에 상기 입사광도파로로부터 분기하여 형성되고, 인가되는 전계 강도에 따라 굴절율이 변화하는 2개의 위상시프트 광도파로와, 기판에 상기 위상시프트 광도파로와 합류하도록 형성되어 있는 출사광도파로와, 상기 위상시프트광도파로의 상부 또는 근방에 형성되어 있는 2개의 변조전극을 가지며, 상기 안테나는, 변조전극에 각각 접속되고, 상기 위상시프트광도파로와 평행하게 기판에 형성되어 있는 2개의 안테나 엘리먼트 막을 가지는 것을 특징으로 하는 전계센서.
  4. 기판과 이 기판에 부착되어 있는 복수의 광변조기를 가지는 센서헤드와, 상기 광변조기에 각각 접속되어 있는 복수의 안테나를 구비하며, 상기 광변조기는, 상기 기판에 형성되어 있는 입사광도파로와, 강기 기판에 입사광도파로로부터 분기하여 형성되고, 인가되는 전계강도에 따라 굴절율이 변화하는 2개의 위상시프트광도파로와, 상기 기판에 상기 위상시프트광도파로와 합류하도록 형성되어 있는 출사광도파로와, 상기 위상시프트광도파로의 상부 또는 근방에 형성되어 있는 2개의 변조 전극을 가지며, 상기 안테나는 각각 변조전극을 가지며, 상기 안테나는 각각 복수의 광변조기의 변조전극에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전계센서.
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