TWI393892B - Detection method of electro - optical signal and its detection system - Google Patents

Description

電光訊號探測方法及其探測系統

本發明係與電光訊號探測技術有關，特別是指一種利用電光介質的Fabry-Perot效應探測電光訊號之電光探測方法及其探測系統。

傳統對電子電路元件之探測技術大多都是使用電子探針式量測系統，但由於探針是金屬材質所製成，當以探針直接接觸量測物時，在高頻量測時訊號於探針之傳輸等效模型則視為傳輸線結構，故以電子探針量測時往往會面臨訊號傳輸的頻寬限制以及侵入式量測的負載效應；且當電路中有更多元件特性需進一步檢測時，亦面臨電路之待測接點有限而無法實現所有元件的測試；尤其當電子電路微型化之後，單一電路組成有更多的元件，若為達成大量元件測試需求則需有高密集度的測試探針結構，如此造成探針製作困難甚至結構脆弱等不可避免的問題產生。因此對於高頻電子元件測試而言，尤其超過數百億赫茲操作頻率的測試技術，幾乎皆需以電光探測(Electro-optic Sampling)技術取代。

電光探測是利用雷射光束感應偵測待測物之電場，且雷射光源與待測物之間需要一種具有電光效應的媒介，使雷射光束穿過此發生電光效應之介質後，光束的極化狀態會隨之改變；故只要檢測出光極化狀態改變之變化量，就可以反推出待測物的電場分佈情形。然而，傳統電光探測技術如美國專利公告號US4446425所揭露的「Measurement of electrical signals with picoseconds resolution」，因受限於晶體本身電光係數僅約數十微微米/伏特的電光感應性能，造成量測訊號強度不高的困擾，需利用多數的光學元件及量測裝置才能測得數十微微秒內由電光反應產生的微弱電訊號。

更有藉由較簡單的光學元件配合Fabry-Perot效應以測得電光反應訊號之方式，如A. J. Vickers等人於1997年3月IEEE Opt. Quantum Electron.,vol.29,pp.661-669所發表之“Fabry-Prot enhancement electro-optic sampling”，以及P. O. Muller等人於1999年1月IEEE J. Quantum Electron.,vol.35,no.1,pp.7-11所發表之“An external electrooptic sampling technique based on the Fabry-Prot effect”，以及D. J. Lee等人於2008年5月IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,VOL.20,NO.10所發表之“A Simplified Fabry-Prot Electrooptic-Modulation Sensor”；然電光介質的Fabry-Perot效應為雷射光束於介質中經多重反射後的干涉現象，因此電光效應對於電光介質的共振腔厚度以及雷射光束的波長變化有非常高的靈敏度，需藉由調整雷射共振腔以控制雷射光束波長才得以偵測電光反應訊號，況且電光介質本身容易受到外在環境因素影響而改變其共振腔大小，因此雷射光源必須可供測試者自行調整最適波長；如此可調整波長的雷射共振腔，其成本非常昂貴，難以廣泛應用在電子產業測試領域。

有鑑於此，本案發明人致力於改善應用電光效應的測試系統，期能讓廣泛的光電研究者能方便進行實驗，有效應用在高頻電子電路元件之探測技術。

本發明之主要目的在於提供一種電光訊號探測方法及其探測系統，有效利用雷射光源於電光晶體之Febry-Perot干涉條件，調變雷射光源之靈敏度以改善電光訊號使達到準確辨識之程度。

為達成上述目的，本發明所提供一種電光訊號探測方法係以一電光訊號探測系統產生一共振光源，以感測一待測電子元件之內建電場，其中該電光訊號探測系統包括有：一探測頭，用以設於上述待測電子元件上方，該探測頭具有由上至下依序疊設之一電極層、一第一反射層、一電光晶體及一第二反射層，該第二反射層之反射係數大於該第一反射層；一信號產生器，電性連接該探測頭之電極層，用以提供該電極層一第一交流訊號使該電光晶體內產生一感應電場；一可調整功率頻寬之雷射光源，係朝向該探測頭之電極層以至該電光晶體發光；一光偵測器，用以感測該雷射光源經該電光晶體內部反射再自該電極層出射後所形成之干涉光，並將隨時間改變強度之干涉光轉換為電訊號；一鎖相放大器，電性連接該光偵測器及該信號產生器，係依據該信號產生器之第一交流訊號將該光偵測器所產生之電訊號取出對應頻率之第一鎖相信號；以及，該雷射光源係依據第一鎖相信號之時序變化調整其功率頻寬，維持第一鎖相信號於時序變化下具有最大強度且最小強度變化，以得上述共振光源。

上述電光訊號探測系統形成該共振光源後，則可由信號產生器更提供該待測電子元件另一第二交流訊號，與所提供該探測頭之電極層之第一交流訊號頻率相異；該鎖相放大器依據該第二交流訊號將該光偵測器所產生之電訊號取出對應頻率之第二鎖相信號，即可對應為該待測電子元件於該探測頭所產生之電光訊號。

為了詳細說明本發明之結構、特徵及功效所在，茲舉以下較佳實施例並配合圖式說明如後，其中：第一圖為本發明最佳實施例所提供之裝置示意圖；第二圖為上述最佳實施例所提供探測頭之結構示意圖；第三圖為上述最佳實施例所提供雷射光源之功率頻寬示意圖；第四圖A為上述最佳實施例所提供鎖相放大器輸出至波形顯示器之第一鎖相信號，表示雷射光源因時間改變而使其頻寬飄移所造成第一鎖相信號的變動；第四圖B為上述第一鎖相信號經轉換器調變控制再回饋鎖相放大器之輸出，表示雷射光源已調變至共振光源所對應之第一鎖相信號；第五圖為上述最佳實施例所提供輸出裝置處理產生之電光訊號，表示與第二交流訊號有對應之頻率變化。

請參閱如第一圖所示，為本發明第一較佳實施例所提供一電光訊號探測系統1，係以非侵入式探測方式感測一待測電子元件2於運作狀態所產生之內建電場；該電光訊號探測系統包括有一探測頭10、一光學組件20、一信號產生器30、一光偵測器40、一控制裝置50及一輸出裝置60，其中：請參閱如第二圖所示，該探測頭10用以設於上述待測電子元件2上方，係於一透明基座上形成由上至下依序疊之一電極層12、一第一反射層14、一電光晶體16及一第二反射層18。該電極層12具有可接收外部訊號之二接觸電極122、124，使於電光晶體16內部鄰近電極層12產生沿著水平橫向的感應電場；該第一反射層14對入射光有大於90%之反射係數，如本實施例所提供者係使波長850nm之入射光產生92%之反射率，該第二反射層18對入射光有大於第一反射層14且趨近於1之反射係數，如本實施例所提供者係使波長850nm之入射光產生99.6%之反射率，光線入射至該探測頭10後可於該電光晶體16內經第一反射層14及第二反射層18多數反射，並自該第一反射層14及該電極層12出射。該電光晶體16具有光學異向性，可依不同光軸特性改變入射光之極化電場；若以本實施例所提供具有雙折射特性者，則當入射光之極化電場方向異於該電光晶體16之雙光軸時，使入射光形成電場振動方向相互垂直且振動時序相異之尋常光及非尋常光，其中尋常光及非尋常光之電場振動方向分別對應為雙光軸之慢軸及快軸方向。

當有外部訊號之電場作用於該探測頭10時，可利用自電光晶體16出射之尋常光及非尋常光之極化電場變化測得外來電場作用於電光晶體16之電光效應；因此一旦入射光於該電光晶體16內經第一反射層14及第二反射層18多次反射使尋常光或非尋常光之間的光程差達到波長整數倍，則可於出射該電極層12後於該光偵測器40形成具有Fabry-Perot干涉條件之尋常干涉光或非尋常干涉光。該電光晶體16之電光效應包括有與電場線性相關之普克爾(Pockels)效應，以及二階電場項次所產生的二次電光效應亦稱為克爾(Kerr)效應，因為二次電光效應在一般情況下相當弱，因此只採用線性電光效應作為本發明所提供電光訊號探測系統之電光感測機制。

該光學組件20具有一可調整功率頻寬之雷射光源21、一驅動電源22、一偏光器23、一補償器24及一分光器25。該雷射光源21由該驅動電源22之輸出電流Id控制其功率頻寬，請參閱如第三圖所示，調整該驅動電源22之輸出電流Id可使雷射光源21之高斯光譜隨不同驅動功率而位移，並在特定之功率條件產生具有特定主波長之高斯光譜；該驅動電源22可為獨立的控制裝置，或整合於該雷射光源21之模組化控制裝置，同樣有本發明所欲達成之功效，因而不在此限。該雷射光源21具有良好的指向性，可利用如本實施例所提供之偏光器23使改變為線偏振光，再入射至該探測頭10；當然，若以上述所提藉由該電光晶體16所產生尋常光及非尋常光之極化電場變化即可測得外部訊號之電場作用於電光晶體16之電光效應，則雷射光源本身或所搭配之偏振器僅需有產生特定極化電場之功能，同樣有本發明所欲達成之功效，因而以本實施例所例舉之光學元件及所產生之極化電場特性係以方便實驗觀測而設計，並不在此限。該補償器24用以將自該探測頭10反射後之出射光經相位延遲處理，使線偏振光在補償器24之慢軸及快軸上有相同電場分量並相差四分之一波長之相位，因而可使雷射光源21未入射該電光晶體16而直接於該第一反射層14反射之線偏振光經過該補償器24後形成各方向電場強度相同之圓偏振光。該分光器25具有相互垂直之二光軸，當與該電光晶體16之雙光軸對準時，該些尋常光及非尋常光經過該分光器25時該二光軸則分別平行於該尋常光及非尋常光之電場振動方向，因此將尋常光及非尋常光區分為不同之光路徑，再分別輸出至該光偵測器40；當然，由於探測頭10於製程過程即可準確的使電極層12之電極122、124陣列方向與電光晶體16之雙光軸對準，因而可在實際測試上使電極層12對電光晶體16之感應電場僅與單一慢軸或快軸對準，分光器25亦僅需將對應外來電場方向之一該光軸所傳遞之尋常光或非尋常光輸出該光偵測器40，即可測得外來電場之電光效應。

該信號產生器30用以電性連接該探測頭10之電極層12及該待測電子元件2，分別以一第一及一第二信號源32、34輸出具有不同操作頻率之一第一及一第二交流訊號AC1、AC2；該第一交流訊號AC1於該電極層12之接觸電極122、124分別用以產生隨時變之正、負電位，可於該電光晶體16內產生隨時變之水平橫向感應電場；該第二交流訊號AC2提供該待測電子元件2於正常操作狀態下之導通運作條件，依其元件之電氣特性而有對應於操作狀態時之導通電場形成，可於該電光晶體16內部產生隨時變之感應電場，並影響對應於該電光晶體16雙光軸之光學特性。

該光偵測器40具有二接收器42、44，分別用以接收該分光器25所輸出之尋常光及非尋常光並於達到Fabry-Perot干涉條件時形成具有最大強度之建設性干涉光，對應為尋常干涉光及非尋常干涉光，然後該光偵測器40將隨時間改變強度之干涉光訊號轉換為電訊號輸出至該控制裝置50；由於該探測頭10之電極層12及該待測電子元件2所分別接收之第一及第二交流訊號AC1、AC2會於該電光晶體16內產生感應電場，若感應電場於該電光晶體16之雙光軸方向上有其電場分量，則尋常光及非尋常光之極化電場可隨第一及第二交流訊號AC1、AC2之時序變化而改變，因此該二接收器42、44所形成之尋常干涉光及非尋常干涉光即可經該光偵測器40轉換為對應之電訊號分別輸出。當然，若該探測頭10感測之外來電場方向直接與該電光晶體16之慢軸或快軸對準，則僅有尋常光或非尋常光之極化電場會隨時序變化而改變，此時該光偵測器40只需將任一該接收器42、44所形成隨交流訊號時間改變強度之尋常干涉光或非尋常干涉光處理為電訊號輸出。

該控制裝置50具有一鎖相放大器52、一波形顯示器54及一轉換器56；該鎖相放大器52電性連接該光偵測器40及該信號產生器30，係依據該信號產生器30之第一及第二交流訊號AC1、AC2將該光偵測器30所產生之電訊號取出對應頻率之第一及第二鎖相信號PL1、PL2；該波形顯示器54電性連接該轉換器56，用以顯示該第一鎖相信號PL1，並由該轉換器56讀取該第一鎖相信號PL1之時變強度；該轉換器56可為具有數位/類比轉換功能之處理裝置，將該第一鎖相信號PL1之變化轉換成調變訊號，利用雷射對溫度及功率的不同來調變其功率頻寬，以微調控制該驅動電源22改變輸出電流Id，使雷射光源21達到所需的光波長。

以本實施例所提供者，可將鎖相放大器52由GPIB連結至如電腦裝置之波形顯示器54，並配合如Labview之軟體控制程式讀取鎖相放大器52之輸出，利用Labview於固定時間內讀取該第一鎖相信號PL1之時變強度，觀察雷射光源21因時間改變而使其頻寬飄移所造成鎖相信號的變動；然後由Labview將此變動提供如資料擷取卡之轉換器56，將之轉換成調變訊號，再由所調變之雷射光源21對應形成之第一鎖相信號PL1回饋Labview，以反覆進行控制，使第一鎖相信號PL1鎖定在最大值並達到有最佳的穩定度。

該輸出裝置60用以接收該鎖相放大器52所產生之第二鎖相信號PL2，先以一低雜訊放大器62處理以去除環境雜訊之影響部分，再以一振盪分析器64去除雷射光源21對應之訊號強度，因此求得待測電子元件2所造成電光效應實際對應之電光訊號EO。

因此當信號產生器30先送出第一交流訊號AC1後，利用該控制裝置50調整該驅動電源22，使該雷射光源21之功率頻寬改變至該第一鎖相信號PL1有最佳之穩定度時，該雷射光源21即達到於該電光晶體16中形成最佳Fabry-Perot干涉條件所需之共振光源；之後信號產生器30提供該待測電子元件2之第二交流訊號AC2，由於同樣可使該電光晶體16產生之感應電場對應於該光偵測器40形成隨第二交流訊號AC2時間而變化強度之尋常干涉光或非尋常干涉光，故該光偵測器40所輸出之電訊號，同樣可於該鎖相放大器52產生有最佳穩定度之第二鎖相信號PL2，以得待測電子元件2對該探測頭10所造成電光效應之電光訊號EO。

以下例舉該電光探測系統1所提供一用以感測該待測電子元件2之內建電場之方式：

A.　調校該光學組件20，使雷射光源21準確導入該光偵測器40，並使該二接收器42、44接收到相同的光強度；而以上述所提及該光學組件20之各元件功能特性，當該信號產生器30尚未輸出第一及第二交流訊號AC1、AC2時，調整具有影響電場極化特性之偏光器23、補償器24及分光器25之間的電場光軸相對角度，為任何熟悉該項技術領域者可依上述實施例所教示者而輕易達成的。本實施例提供者係使電極層12之電極122、124陣列方向與電光晶體16之雙光軸對準，偏振器23之偏振方向與電極層12之電極122、124陣列方向夾角為45度，並使補償器24及分光器25之光軸皆與電光晶體16之雙光軸對準；

B.　由信號產生器30輸出第一交流訊號AC1至電極層12，並將振福調到最大以使電光晶體16產生顯著的電光效應；此時若上述條件為電極層12之電極122、124陣列方向與電光晶體16之快軸對準時，於該光偵測器40所輸出的電光訊號極為其中一接收器42、44所接收之非尋常干涉光；

C.　將光偵測器40之兩接收器42、44輸出至鎖相放大器52，以上述條件僅輸出具有隨時變之非尋常干涉光所對應之電訊號；

D.　該鎖相放大器52將上述電訊號取出與第一交流訊號AC1對應頻率之第一鎖相信號PL1，可於該波形顯示器54顯示如第四圖A所示第一鎖相信號PL1之時變強度訊號，雖然該雷射光源21之頻寬範圍可涵蓋該電光晶體16滿足Fabry-Perot干涉條件所需之共振條件，但因其最大功率所對應之頻率並非吻合於Fabry-Perot干涉條件，故雷射光源21於一段時間下因溫度或環境影響一旦頻寬稍有飄移則造成鎖相信號有極明顯的變動；

E.　由該轉換器56將第一鎖相信號PL1之時變強度訊號與其平均強度差異轉換成調變訊號，以微調控制該驅動電源22改變輸出電流Id，使第一鎖相信號PL1達到如第四圖B所示的穩定度；

F.　信號產生器30提供第二交流訊號AC2至該待測電子元件2，可使光偵測器40輸出隨第二交流訊號時間而變化強度之尋常干涉光或非尋常干涉光所對應之電訊號，由該鎖相放大器52取出與第二交流訊號AC2對應頻率之第二鎖相信號PL2，可如第五圖所示於該輸出裝置60產生由待測電子元件2對該探測頭10所造成電光效應之電光訊號EO；

G.　進一步確定該第二交流訊號AC2對該探測頭10造成之電光效應，使該第二交流訊號AC2以相反之相位輸入待測電子元件2，該鎖相放大器52輸出之第二鎖相信號PL2若與步驟F之第二鎖相信號PL2為180度之相差，即確定仍為該待測電子元件2之內建電場對該探測頭10所產生之電光訊號EO。

因此本發明所提供之電光訊號探測方法及其探測系統可解決先前技術中所提到傳統量測所不可避免的缺點，非但可以量測待測電子元件所造成電光訊號之波形，甚至可以辨識電場的方向性，有效利用雷射光源於電光晶體之Febry-Perot干涉條件，調變雷射光源之靈敏度以改善電光訊號使達到準確辨識之程度。

綜上所陳，本發明於前述實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

1．．．電光訊號探測系統

2．．．待測電子元件

10．．．探測頭

12．．．電極層

122、124．．．接觸電極

14．．．第一反射層

16．．．電光晶體

18．．．第二反射層

20．．．光學組件

21．．．雷射光源

22．．．驅動電源

23．．．偏光器

24．．．補償器

25．．．分光器

30．．．信號產生器

32．．．第一信號源

34．．．第二信號源

40．．．光偵測器

42、44．．．接收器

50．．．控制裝置

52．．．鎖相放大器

54．．．波形顯示器

56．．．轉換器

60．．．輸出裝置

62．．．低雜訊放大器

64．．．振盪分析器

AC1．．．第一交流訊號

AC2．．．第二交流訊號

PL1．．．第一鎖相信號

PL2．．．第二鎖相信號

Id．．．輸出電流

EO．．．電光訊號

第一圖為本發明最佳實施例所提供之裝置示意圖；

第二圖為上述最佳實施例所提供探測頭之結構示意圖；

第三圖為上述最佳實施例所提供雷射光源之功率頻寬示意圖；

第四圖A為上述最佳實施例所提供鎖相放大器輸出至波形顯示器之第一鎖相信號，表示雷射光源因時間改變而使其頻寬飄移所造成第一鎖相信號的變動；

第四圖B為上述第一鎖相信號經轉換器調變控制再回饋鎖相放大器之輸出，表示雷射光源已調變至共振光源所對應之第一鎖相信號；

第五圖為上述最佳實施例所提供輸出裝置處理產生之電光訊號，表示與第二交流訊號有對應之頻率變化。

1．．．電光訊號探測系統

2．．．待測電子元件

10．．．探測頭

20．．．光學組件

21．．．雷射光源

22．．．驅動電源

23．．．偏光器

24．．．補償器

25．．．分光器

30．．．信號產生器

32．．．第一信號源

34．．．第二信號源

40．．．光偵測器

42、44．．．接收器

50．．．控制裝置

52．．．鎖相放大器

54．．．波形顯示器

56．．．轉換器

60．．．輸出裝置

62．．．低雜訊放大器

64．．．振盪分析器

AC1．．．第一交流訊號

AC2．．．第二交流訊號

PL1．．．第一鎖相信號

PL2．．．第二鎖相信號

Id．．．輸出電流

Claims (19)

1. 一種電光探測系統，係用以產生一共振光源，以感測一待測電子元件之內建電場，包含有：一探測頭，用以設於上述待測電子元件上方，該探測頭具有由上至下依序疊設之一電極層、一第一反射層、一電光晶體及一第二反射層，該第二反射層之反射係數大於該第一反射層；一信號產生器，電性連接該探測頭之電極層，用以提供該電極層一交流訊號使該電光晶體內產生一感應電場；一可調整功率頻寬之雷射光源，係朝向該探測頭之電極層以至該電光晶體發光；一光偵測器，用以感測該雷射光源經該電光晶體內部反射再自該電極層出射後所形成之干涉光，並將隨時間改變強度之干涉光轉換為電訊號；一鎖相放大器，電性連接該光偵測器及該信號產生器，係依據該信號產生器之交流訊號將該光偵測器所產生之電訊號取出對應頻率之鎖相信號；以及，該雷射光源係依據鎖相信號之時序變化調整其功率頻寬，維持鎖相信號於時序變化下具有最大強度且最小強度變化，以得上述共振光源。
2. 如請求項1所述之電光探測系統，該雷射光源入射至該探測頭之電光晶體內部後形成電場振動方向相互垂直之尋常光及非尋常光，並分別於該光偵測器形成尋常干涉光及非尋常干涉光。
3. 如請求項2所述之電光探測系統，該電光晶體內產生之感應電場方向與該尋常光或非尋常光其中之一者之電場振動方向相同，該光偵測器所產生之電訊號係以該尋常干涉光或非尋常干涉光其中之一者所轉換。
4. 如請求項2所述之電光探測系統，更有一形成線性偏振之偏振器設於該雷射光源入射至該探測頭之前，該偏振器之偏振方向與上述該尋常光及非尋常光之電場振動方向分別有相同之夾角。
5. 如請求項4所述之電光探測系統，該偏振器之偏振方向與上述交流訊號於該電光晶體內產生之感應電場方向係為45度之夾角。
6. 如請求項2所述之電光探測系統，該些尋常光及非尋常光自該電極層出射後更經一分光器區分為不同之光路徑，該分光器具有相互垂直之二光軸，該些尋常光及非尋常光經過該分光器時該二光軸分別平行於該尋常光及非尋常光之電場振動方向。
7. 如請求項6所述之電光探測系統，更有一線偏振器設於該雷射光源入射至該探測頭之前，該線偏振器之偏振方向與上述交流訊號於該電光晶體內產生之感應電場方向係為45度之夾角。
8. 如請求項1所述之電光探測系統，該信號產生器提供該電極層之交流訊號為一第一交流訊號，該信號產生器更電性連接上述待測電子元件，提供該待測電子元件一第二交流訊號，該第二交流訊號之頻率異於該第一交流訊號。
9. 如請求項8所述之電光探測系統，該鎖相放大器依據該第一交流訊號所取出之鎖相信號為第一鎖相信號，更依據該第二交流訊號將該光偵測器所產生之電訊號取出對應頻率之第二鎖相信號。
10. 如請求項9所述之電光探測系統，該鎖相放大器更電性連接一輸出裝置，用以處理該第二鎖相信號，並於該雷射光源調整至上述共振光源時，輸出上述待測電子元件之內建電場於該探測頭所產生之電光訊號。
11. 如請求項1所述之電光探測系統，更有一轉換器，用以將該鎖相放大器產生之鎖相信號於時序變化下之強度變化轉換成調變訊號，該雷射光源係由該調變訊號改變其驅動電流而調整其功率頻寬。
12. 一種電光訊號探測方法，包含有以下步驟：a.　於一待測電子元件上方設置一探測頭，該探測頭具有一電極層及一電光晶體；b.　提供該探測頭之電極層一第一交流訊號，使該電極層於該電光晶體內產生感應電場；c.　提供一可調整功率頻寬之雷射光源，朝向該探測頭之電極層以至電光晶體發光，並可於一光偵測器上形成多數自該電極層出射之干涉光；d.　該光偵測器將隨時間改變強度之上述干涉光轉換為電訊號；e.　提供一鎖相放大器，依據該信號產生器之第一交流訊號將上述電訊號取出對應頻率之第一鎖相信號；f.　依據第一鎖相信號之時序變化調整該雷射光源之功率頻寬，直至第一鎖相信號具有最大強度且最小強度變化，使該雷射光源輸出一共振光源；g.　提供該待測電子元件一第二交流訊號，該第二交流訊號之頻率異於該第一交流訊號；以及，h.　該鎖相放大器依據該第二交流訊號將該光偵測器所產生之電訊號取出對應頻率之第二鎖相信號，即可對應為該待測電子元件於該探測頭所產生之電光訊號。
13. 如請求項12所述之電光訊號探測方法，步驟c中，該雷射光源入射至該探測頭之前，更以一偏振器將該雷射光源之極化電場方向形成與上述該電光晶體內之水平橫向感應電場具有特定之一夾角。
14. 如請求項13所述之電光訊號探測方法，該夾角係選自0度、45度或90度其中之一者。
15. 如請求項12所述之電光訊號探測方法，步驟c中，該雷射光源於入射該電光晶體內部後可形成電場振動方向相互垂直之尋常光及非尋常光，並分別於該光偵測器形成尋常干涉光及非尋常干涉光，調整該電光晶體內之水平橫向感應電場與該尋常光或非尋常光其中之一者之電場振動方向相同，步驟d中，該光偵測器產生之電訊號係對應為尋常干涉光或非尋常干涉光其中之一者所轉換。
16. 如請求項12所述之電光訊號探測方法，步驟h中，該第二鎖相信號更經一低雜訊放大器處理以輸出該電光訊號。
17. 如請求項12所述之電光訊號探測方法，步驟f中，係以一轉換器接收該第一鎖相信號，並將該第一鎖相信號之時序誤差轉換成調變訊號，該雷射光源係由該調變訊號改變其驅動電流而調整其功率頻寬。
18. 如請求項12所述之電光訊號探測方法，步驟h之後，使該第二交流訊號以相反之相位輸入該待測電子元件，該鎖相放大器輸出之鎖相信號若與步驟h之第二鎖相信號為180度之相差，即確定為該待測電子元件之內建電場所產生之電光訊號。
19. 如請求項12所述之電光訊號探測方法，步驟h中，持續執行步驟f，維持該雷射光源輸出最佳之共振光源。