(57)【要約】【課題】高密度に平面配置できる光電界センサを提供する。【解決手段】光電界センサ（ＢＦＰＳ）において、１３５度方向基板（Ａ）の光学結晶基板（１ａ）上には中央電極部（５ｃａ）を有する微小ダイポール電極（５ａ）と光導波路（２ａ）とが光学結晶基板（１ａ）面上に設けられ、０度方向基板（Ｂ）の光学結晶基板（１ｂ）上には光導波路（２ｂ）が設けられ、９０度方向基板（Ｃ）上には光導波路（２ｃ）が設けられ、４５度方向基板（Ｄ）上には中央電極部（５ｃｄ）を有する微小ダイポール電極（５ｄ）が設けられて、光導波路（２）が４５度の角度間隔で交差すると共に、中央電極部（５ｃａ、５ｃｄ）が前記光学結晶基板（１ａ〜１ｄ）を介して光導波路（２ａ〜２ｄ）の交差部の一部を挟むように基板（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）が多層化されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の中央電極部を有する第１の微小ダイポール電極と第１の光導波路とが第１の光学結晶基板の面上に設けられた第１の基板と、
第２の光導波路が第２の光学結晶基板の面上に設けられた第２の基板と、
第３の光導波路が第３の光学結晶基板の面上に設けられた第３の基板と、
第２の中央電極部を有する第１の微小ダイポール電極と第４の光導波路とが第４の光学結晶基板の面上に設けられた第４の基板とを備え、
前記第１、第２、第３、および第４の光導波路が４５度の角度間隔で交差すると共に、前記第１および第２の中央電極部が前記第１、第２、第３、および第４の光学結晶基板を介して前記第１、第２、第３、および第４の光導波路の交差部の一部を挟むように、前記第１、第２、第３、および第４の基板が多層化されている光電界センサ。
【請求項２】
前記交差部はアレイ状である請求項１に記載の光電界センサ。
【請求項３】
前記第１、第２、第３、および第４の光導波路はそれぞれ入射光を２分岐する変調光導波路と無変調光導波路を備え、
記変調光導波路は、前記前記第１および第２の中央電極によって挟まれる請求項１に記載の光電界センサ。
【請求項４】
前記変調光導波路に入射した光は前記第１および第２の微小ダイポール電極によって変調され、
前記無変調光導波路に入射した光は、前記光導波路で前記変調された光と合波されて光変調することを特徴とする請求項１に記載の光電界センサ。
【請求項５】
前記第１の微小ダイポールアンテナは、前記多層化された基板の表面に形成され、前記第２のダイポールアンテナは当該多層化された基板の裏面に形成され、アンテナ出力の電界が基板の延在方向に対して垂直方向であることを特徴とする、請求項１に記載の光電界センサ。
【請求項６】
前記第１および第２の中央電極部は円形状であり、前記変調光導波路に対しても電極長が同じであることを特徴とする、請求項１に記載の光電界センサ。
【請求項７】
前記請求項１乃至５の何れかに記載の光電界センサがＸ方にｘ行、Ｙ方向にｙ列に平面状にアレイ配列されている光電界センサアレイであって、
前記第１の光学結晶基板には（ｘ＋ｙ−１）本の前記第１の光導波路が平行に配列され、
前記第２の光学結晶基板にはｙ本の前記第２の光導波路が平行に配列され、
前記第３の光学結晶基板にはｘ本の前記第３の光導波路が平行に配列され、
前記第４の光学結晶基板には（ｘ＋ｙ−１）９本の前記第４の光導波路が平行に配列されることを特徴とする光電界センサアレイ。
【請求項８】
前記ｘは５であり、前記ｙは５であることを特徴とする、請求項７に記載の光電界センサアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界強度の測定に用いる光電界センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来用いられている光電界センサとしては、電気光学効果を持つ光学結晶基板上に、入射光を２分岐した後に合波させる構造の光導波路を形成して、分岐された２本の光導波路の一方の近傍に変調電極を配置した光変調器を備えているもの（例えば、特許文献１参照）がある。
【０００３】
図１１および１２に、上述の光電界センサを示す。光電界センサＢＦＰＳｃは、光学結晶基板１、光導波路２、変調電極５、および光ファイバ６を含む。光学結晶基板１は電気光学効果を持つ光学結晶であるＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム）を用いた基板である。光導波路２はＴｉ熱拡散光導波路である。光導波路２は変調光導波路３および無変調光導波路４を含み、入射光を２分岐した後に合波させる構造を形成している。つまり、分岐された２本の光導波路２の一方は変調用電極５を経由して、変調光導波路３として振舞う。光導波路２のもう一方は、変調電極５を経由せずに、無変調光導波路４として振舞う。
【０００４】
光ファイバ６に入射したレーザ光は、変調光導波路３に進み、変調電極長、および電極間の電界の強度と方向に応じて位相が変化する。一方、無変調光導波路４に進んだレーザ光の位相は変化しない。これらのレーザ光を再び合成すると、位相のずれに応じて振幅が変化し、レーザ光の出力強度が変化する。つまり、変調電極が捉えた電界の強度をレーザ光の出力強度から求めることができる。変調電極５にアンテナを接続する、あるいは変調電極５そのものでアンテナを形成することによって、電界強度を測定する。また、図１２に示すように、変調光導波路３に対して複数の変調電極を直列に授けても良い。この場合、出力はそれぞれの電極で変調された値の合計となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２９４５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光電界センサは金属部が少ないため、電磁界への影響が小さく、測定対象にセンサを近付けた状態で電界を測定できるという利点がある。そのために、ＥＭＣ試験等においてノイズ対策の一環として、測定対象近傍の電界分布の測定に応用できる。電界分布測定には、１つのセンサを機械的に走査して測定する方法と、複数のセンサを平面配置して並列測定する方法とがある。前者は測定装置の大型化、走査装置による電磁界的な測定に対する影響、および測定の非リアルタイム性の問題がある。それ故に、電界分布測定としては後者が望ましい。
【０００７】
しかしながら、上述のように、光電界センサの光導波路にレーザ光を入射するために、光学結晶基板の側面に光ファイバを接続する必要がある。従って、複数の光電界センサを並べて平面アレイ状センサを構成しようとすると、個々の基板の光ファイバが互いに機械的に干渉する。そのために、光電界センサを高密度に平面配置することが非常に困難である。その結果、高空間分解能の平面アレイ状センサを構成することができないという課題を有している。本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高密度に平面配置できる光電界センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決する為に、本発明の光電界センサは、第１の中央電極部を有する第１の微小ダイポール電極と第１の光導波路とが第１の光学結晶基板の面上に設けられた第１の基板と、第２の光導波路が第２の光学結晶基板の面上に設けられた第２の基板と、第３の光導波路が第３の光学結晶基板の面上に設けられた第３の基板と、第２の中央電極部を有する第１の微小ダイポール電極と第４の光導波路とが第４の光学結晶基板の面上に設けられた第４の基板とを備え、前記第１、第２、第３、および第４の光導波路が４５度の角度間隔で交差すると共に、前記第１および第２の中央電極部が前記第１、第２、第３、および第４の光学結晶基板を介して前記第１、第２、第３、および第４の光導波路の交差部の一部を挟むように、前記第１、第２、第３、および第４の基板が多層化されて成る。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明の光電界センサは高密度で平面配置でき、結果として高空間分解能の平面アレイ状センサの構築を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光電界センサおよび光電界センサアレイの分解斜視図である。
【図２】図１に示した光電界センサアレイの平面図構造を示す図である。
【図３】図１に示した光電界センサの平面構造を示す全層透視図である。
【図４】図３に示した光電界センサの各層の平面構造を表す図である。
【図５】図１に示した光電界センサアレイの断面図構造を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る微小ダイポールアンテナの説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る光電界センサアレイの平面構造を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る光電界センサアレイの平面構想を示す図である。
【図９】図８に示した光電界センサの平面構造を示す全層透視図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る光電界センサアレイの平面構造を示す図である。
【図１１】従来の光電界センサの構成を示す図である。
【図１２】従来の直列形光電界センサの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施の形態１）
以下に、図１、図２、図３、図４、図５、および図６を参照して、本発明の実施の形態１に係る光電界センサおよび、複数（本例では、５×５＝２５）個の光電界センサが高密度に平面配置されて構成された光電界センサアレイについて説明する。図１に示すように、光電界センサアレイＡｂｆｐｓ１および光電界センサＢＦＰＳは、１３５度方向基板Ａ、０度方向基板Ｂ、９０度方向基板Ｃ、および４５度方向基板Ｄの４枚の基板が重ね合わされて構成される。これら４枚の基板は、上述の光電界センサＢＦＰＳｃと同様に、それぞれ光学結晶基板１、光導波路２、および光ファイバ６を有している。
【００１２】
ただし、光電界センサＢＦＰＳとして構成された時点で、それぞれの光導波路２（および光ファイバ６）が、所定の角度（１３５度、０度、９０度、および４５度）を成すように配設されている。以降、必要に応じて、１３５度方向基板Ａ、０度方向基板Ｂ、９０度方向基板Ｃ、および４５度方向基板Ｄ上の光学結晶基板１、光導波路２（変調光導波路３、無変調光導波路４）、および光ファイバ６をそれぞれ、光学結晶基板１ａ〜１ｄ、光導波路２ａ〜２ｄ（変調光導波路３ａ〜３ｄ）、および光ファイバ６ａ〜６ｄと識別する。なお、紙面の都合上、変調光導波路３および無変調光導波路４は表示されていないが、光導波路２が変調光導波路３および無変調光導波路４を含むことは上述の通りである。
【００１３】
１３５度方向基板Ａは、光学結晶基板１ａ上の基板表面には変調電極５である微小ダイポール電極（以降、微小ダイポール電極５）の片側（以降、微小ダイポール電極５ａ）が複数個形成され、１３５度方向に、複数本の光導波路２ａが並行配置された電気光学効果を持つ光学結晶基板である。０度方向基板Ｂは、複数本の光導波路２ｂが０度方向に並行配置された電気光学効果を持つ光学結晶基板である。９０度方向基板Ｃは複数本の光導波路２ｃが９０度方向に並行配置された電気光学効果を持つ光学結晶基板である。４５度方向基板Ｄは、複数本の光導波路２が４５度方向に並行配置した電気光学効果を持つ光学結晶基板である。４５度方向基板Ｄの裏面には微小ダイポール電極５の片側（以降、微小ダイポール電極５ｄ）が複数形成されている。光学結晶基板１の大きさの大きさは、本実施の形態においては１０ｍｍ×１０ｍｍであるがそれ以上も可能である。また、光学結晶基板１の厚みは０．５〜１ｍｍ程度である。
【００１４】
上述のように構成された１３５度方向基板Ａ、０度方向基板Ｂ、９０度方向基板Ｃ、および４５度方向基板Ｄを重ねることで、光導波路２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄはアレイ状に交差する。そして、光導波路２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄが交差するそれぞれの箇所を、１３５度方向基板Ａの微小ダイポール５ａの電極と、４５度方向基板Ｄの微小ダイポール５ｄの電極とで挟むことで、１つの光電界センサＢＦＰＳが構築される。つまり、１００ｍｍ2の面積の光学結晶基板１に、２５個の光電界センサＢＦＰＳが得られる。
【００１５】
さらに、光学結晶基板１ａ、１ｂ、１ｃ、および１ｄのそれぞれの光導波路２ａ、２ｂ、２ｃ、および２ｄの入出力に光ファイバ６ａ、６ｂ、６ｃ、および６ｄを接続することによって、図１２と示したのと同じ直列の電界光センサを並列に並べた状態になり、光電界センサ全体としてアレイ状の構成となる。つまり、光学結晶基板１の複数、本例においては５×５＝２５、箇所に光電界センサＢＦＰＳが構成される。そして、光電界センサＢＦＰＳが５×５の平面状に配列された高空間分解能を有する光電界センサアレイＡｂｆｐｓ１が得られる。
【００１６】
本発明では、コンピュータトモグラフィの基本原理に基づいて、光電界センサアレイＡｂｆｐｓ１の各光電界センサＢＦＰＳの出力を求める。コンピュータトモグラフィは、Ｘ線等を利用して物体を走査し、コンピュータを用いて測定結果を処理することで物体の内部断面図を得る方法である。１断面をアレイ状に分割し、各部位の吸収率を未知数とし、その合計が測定した吸収率と等しくなるように連立方程式を立て、解くことによって断面図を得る。実際のコンピュータトモグラフィの機器は連立方程式の立て方に様々な工夫があるが、本発明の光電界センサでは最も基本的な考え方を応用し、その方法について以下に図２および図３を参照して説明する。
【００１７】
図２に、上述の実施の形態１に係る光電界センサアレイＡｂｆｐｓ１を上から見た状態での各光電界センサＢＦＰＳの配置と光導波路２の配線方向を模式的に示す。同図において、ｘ行ｙ列に配置されている光電界センサＢＦＰＳがアレイｘｙと表されている。つまり、光導波路２（０度−１）によって接続される各アレイは、アレイ１１、２１、３１、４１、および５１と表される。以下、説明の便宜上、「アレイ」は個々の光電界センサＢＦＰＳを表すものとし、光電界センサアレイＡｂｆｐｓ１は複数の光電界センサＢＦＰＳがアレイ（配列）されたものを表すものとする。
【００１８】
同様に、光導波路２（０度−２）によって接続される各アレイは、アレイ１２、２２、３２、４２、および５２と表される。光導波路２（０度−３）によって接続される各アレイはアレイ１３、２３、３３、４３、および５３と表され、光導波路２（０度−４）によって接続される各アレイは、アレイ１４、２４、３４、４４、および５４と表され、光導波路２（０度−５）によって接続される各アレイは、アレイ１５、２５、３５、４５、および５５と表される。
【００１９】
光導波路２（０度−１）によって接続される各アレイでの電界強度をＥ１１、Ｅ２１、Ｅ３１，Ｅ４１，およびＥ５１とすると、光導波路２（０度−１）の出力Ｐｏｕｔは次式（１）で表現される。
【００２０】
Ｐｏｕｔ  ＝  ｋ  ×（Ｅ１１＋Ｅ２１＋Ｅ３１＋Ｅ４１＋Ｅ５１）・・・（１）なお、ｋは従来の光電界センサと同じ変換係数であり、既知である。Ｐｏｕｔは測定値であり、同じく既知である。
【００２１】
光導波路２を様々な方向から配線し、アレイを様々な組み合わせで接続することで様々な出力が得られる。従って、各アレイの電界強度を未知数、光導波路の出力を方程式と捉え、連立方程式を解くことで各アレイの電界強度を求めることが可能になる。
【００２２】
次に、各アレイの電界強度を求める具体的な方法について述べる。未知数の総数よりも独立した方程式の総数が多ければ、未知数を全て一意的に求めることができる。従って、全アレイの電界強度を個々に求めるためには、アレイの総数よりも独立した光導波路の総数が多ければ良い。光電界センサのアレイ配置をＸ方向の行数をｘ行、Ｙ方向の列数をｙ列とすると、アレイの総数はｘｙ個となる。
【００２３】
一方、図１において配線可能な光導波路２の方向は４方向である。各方向の光導波路２の本数は、１３５度方向に（ｘ＋ｙ−１）本、０度方向にｙ本、９０度方向にｘ本、４５度方向に（ｘ＋ｙ−１）本となる。従って、ｘ行ｙ列のアレイ配置の場合、配線可能な光導波路２の総数は３ｘ＋３ｙ−２本である。以上から、ｘ行ｙ列アレイの個々のアレイの電界強度を求めるためには、次式（２）を満たせば良い。
【００２４】
３ｘ＋３ｙ−２  ≧  ｘｙ                                      ・・・（２）
上式（２）を変形すると次式（３）が得られる。
【００２５】
（ｘ−３）（ｙ−３）≦  ７                                    ・・・（３）
従って、正方行列の場合、最大行列数は５行５列となる。
【００２６】
係る構成によれば、光電界センサを平面的に配置してアレイ状センサを形成する際に各光電界センサの入出力の光ファイバが機械的に干渉することが無くなり、光電界センサを高密度に配置できる。結果、光電界センサアレイＡｂｆｐｓ或いは測定対象を相対的に移動させずに電気的に検出ことで、高速に任意のアレイ数（本例では、最大２５個）の電界分布を測定できる。なお、光電界センサアレイＡｂｆｐｓの検出面単位で平行に、光電界センサアレイＡｂｆｐｓ或いは測定対象を相対的に動かすことで、より広範囲に電界分布を測定できる。
【００２７】
本実施の形態において、正方行列の最大値として５行５列のアレイとした。そのために、１３５度方向基板Ａには９０度方向基板９本の光導波路２ａを設け、０度方向基板Ｂには４本の光導波路２ｂを設け、９０度方向基板Ｃには４本の光導波路２ｃを設け、そして４５度方向基板Ｄには９本の光導波路２ｄを設けて１３５度方向基板Ａｆｐｓ１を構成している。なお、行列数を５以下に減らしても良く、行列数に応じて各層における光導波路２の数は適宜決定される。
【００２８】
なお、各アレイの電界強度を連立方程式として解くためには、同一のアレイを経由する光導波路は全て同じ値を検知しなければならない。光導波路が同じ値を検知するためには光導波路に対して、同じ方向、同じ強度の電界が、同じ電極長で印加されなければならな
い。
【００２９】
図３に、アレイ単体（光電界センサＢＦＰＳ）の平面構造の全層透視図を示す。各アレイには、微小ダイポールアンテナ５が形成されている。微小ダイポールアンテナ５の片方のアンテナ５ａは多層基板の第１層である１３５度方向基板Ａの表面に形成し、もう片方のアンテナ５ｄは第５層である４５度方向基板Ｄの裏面に形成されている。従って、微小ダイポールアンテナ５の中央部５ｃは４枚の多層基板１ａ〜１ｄを挟み込む構造となっている。
【００３０】
光学結晶基板１ａ〜１ｄの各層の変調光導波路３ａ〜３ｄのいずれも変調電極（微小ダイポール電極５）間を通過するように配線されている。一方、各層の無変調光導波路４は変調電極（微小ダイポール電極５）間を通過しないように配線されている。また、中央電極部５ｃは全ての変調光導波路２に対して電極長が同じになる形状、例えば円形に構成される。なお、必要に応じて微小ダイポール電極５ａおよび５ｄの中央電極部５ｃをそれぞれ中央電極部５ｃａおよび５ｃｂと識別するものとする。
【００３１】
図４に、３５度方向基板Ａ、０度方向基板Ｂ、９０度方向基板Ｃ、および４５度方向基板Ｄの各層における）のアレイ単体（光電界センサＢＦＰＳ）の平面構造を示す。変調光導波路３と無変調光導波路４とは近接して並行し、各層毎に４５度ずつ異なる方向に配線されている。
【００３２】
図５に、アレイ単体（光電界センサＢＦＰＳ）の断面構造を示す。第１層と第５層に形成された微小ダイポールアンテナ５ａおよび５ｂはアンテナに並行方向の電界を検知する。さらに、検知した電界強度に比例した電界強度を変調電極間で基板垂直方向に発生させる。
【００３３】
図６に、微小ダイポールアンテナ５の構成を示す。ダイポールアンテナ５は２本の直線状の導体電極を対象に並べた最も基本的なアンテナ形状を有する。図６の上図に示すように、ダイポールアンテナに平行に進行してきた電界はダイポールアンテナ電極５の中央部に集めることができる。また、図６の下図に示すように、ダイポールアンテナ電極５をずらして重ねると、電極に対して垂直方向に電界を集めることができる。その結果、電極の重なり部分は外部電界に応じて電界強度が変化する変調電極として働く。ダイポールアンテナの長さは測定する電界の波長の１／２の時に最大となる。１／２波長以下の長さでも感度は落ちるが、電界を集めることができる。
【００３４】
本発明ではダイポールアンテナの長さは平面アレイ状センサの空間分解能と等しくなるため、波長に対して微小な長さである５ｍｍ以下が望ましい。
【００３５】
かかる構成によれば、全ての層の変調光導波路３には同じ方向、同じ強度の電界が、同じ電極長で印加されることになり、同一のアレイを経由する全ての方向の光導波路は同じ値を検知する。
【００３６】
（実施の形態２）
図７を参照して、本発明の実施の形態２に係る光電界センサアレイについて説明する。全アレイの電界強度を個々に求めるためには、アレイの総数よりも独立した光導波路２の総数が多ければ良い。光電界センサアレイＡｂｆｐｓ１における光電界センサＢＦＰＳのアレイ配置をＸ方向の行数をｘ行、Ｙ方向の列数をｙ列とすると、アレイの総数はｘｙ個となる。一方、図１に示す実施の形態１においては、配線可能な光導波路２の方向は４方向である。各方向の光導波路２の本数は、１３５度方向に（ｘ＋ｙ−１）本、０度方向にｙ本、９０度方向にｘ本、４５度方向に（ｘ＋ｙ−１）本、となる。従って、ｘ行ｙ列の
アレイ配置の場合、配線可能な光導波路２の総数は３ｘ＋３ｙ−２本である。
【００３７】
以上より、ｘ行ｙ列アレイの個々のアレイの電界強度を求めるためには、次式（４）を満たせば良い。
【００３８】
３ｘ＋３ｙ−２  ≧  ｘｙ                                      ・・・（４）
上式（４）を変形すると次式（５）が得られる。
【００３９】
（ｘ−３）（ｙ−３）≦  ７                                    ・・・（５）
上記式の左辺に着目すると、ｘ、ｙのいずれかが３以下であれば、他方がいくら大きな値でも成立する。従って、本実施の形態においては、図７に示すように、光電界センサＢＦＰＳが３行Ｎ列に配列された光電界センサアレイＡｂｆｐｓ２が提案されている。
【００４０】
係る構成によれば、少なくとも１方向は任意のアレイ（光電界センサＢＦＰＳ）数で平面アレイ状の光電界センサアレイＡｂｆｐｓを形成できる。また、Ｎ数が配列されている方向と直角方向に、光電界センサアレイＡｂｆｐｓ２或いは測定対象を機械的に移動させてスキャンすることで、任意のアレイ数（Ｎ×スキャン方向）の電界分布を測定できる。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、３行Ｎ列のアレイとしたが、行と列を入れ替えたＮ行３列としても良い。また、一方の行列数の最大値を３としたが、２以下に減らしても良い。
【００４２】
（実施の形態３）
図８および図９を参照して、本発明の実施の形態３に係る光電界センサアレイについて説明する。図８に示すように、光電界センサアレイＡｂｆｐｓ３は、行列数が最大５行５列の正方行列であり、Ｙ方向に微小ダイポールアンテナを並べた列と、Ｘ方向の微小ダイポールアンテナを並べた列とを互い違いに並べて構成されている。
【００４３】
係る構成によれば、空間的な分解能は半分になるが、微小ダイポールの向きに応じた２方向の電界分布を同時に測定できる。さらに、光電界センサＢＦＰＳを平面的に配置して光電界センサアレイＡｂｆｐｓ３を形成する際に、各光電界センサＢＦＰＳの入出力の光ファイバが機械的に干渉することが無くなり、光電界センサＢＦＰＳを高密度に配置できる。なお、本実施の形態において、正方行列の最大値として５行５列のアレイとしたが、行列数を減らしても良い。
【００４４】
図９に、光電界センサアレイＡｂｆｐｓ３において隣り合う２つのアレイ単体の平面構造の全層透視図を示す。各アレイには微小ダイポールアンテナ５が形成されている。図９において左右に位置しているアレイ単体をそれぞれ光電界センサＢＦＰＳａおよびＢＦＰＳｂとして識別する。同一の構成を有する光電界センサＢＦＰＳａおよびＢＦＰＳｂはｍ微小ダイポール５の方向が９０度ずれるように配置されている。
【００４５】
上述のように、微小ダイポールアンテナ５の片方のアンテナ５ａは光学結晶基板１ａの表面層に形成され、もう片方５ｂは光学結晶基板１ｄの裏面層に形成されている。従って、微小ダイポールアンテナ５（５ａ、５ｂ）の中央部５ｃ（５ｃａ、５ｃｄ）は多層基板１を挟み込む構造となり、変調電極として機能する。各層の変調光導波路３の何れも変調電極間を通過するように配線されている。一方、各層の無変調光導波路４は変調電極間を通過しないように配線されている。また、中央電極部は全ての変調光導波路２に対して電極長が同じになる形状、例えば円形となっている。アレイ単体の各層の平面構造は図４に示したのと同様であり。アレイ単体の断面構造は図５に示したのと同様である。
【００４６】
係る構成によれば、全ての層の変調光導波路３には同じ方向、同じ強度の電界が、同じ電極長で印加されることになり、同一のアレイを経由する全ての方向の光導波路は同じ値を検知する。なお、本実施の形態において、Ｘ方向の微小ダイポールアンテナとＹ方向の微小ダイポールアンテナを互い違いに列方向に並べたが、行方向に並べても良い。
【００４７】
（実施の形態４）
図１０に、本発明の実施の形態４に係る光電界センサアレイ光電界センサの平面図を示す。光電界センサアレイＡｂｆｐｓ４は、行列数が最大３行Ｎ（Ｎ＞３）列の矩形行列であり、Ｙ方向に微小ダイポールアンテナを並べた列と、Ｘ方向の微小ダイポールアンテナを並べた列とを互い違いに並べて構成されている。
【００４８】
係る構成によれば、空間的な分解能は半分になるが、微小ダイポールの向きに応じた２方向の電界分布を同時に測定することが可能になる。さらに、光電界センサを平面的に配置してアレイ状センサを形成する際に各光電界センサの入出力の光ファイバが機械的に干渉することが無くなり、光電界センサを高密度に配置することが可能となる。また、光電界センサ或いは測定対象を相対的に移動させて走査させることで、高速に任意のアレイ数の電界分布を測定することが可能となる。
【００４９】
なお、本実施の形態において、３行Ｎ列のアレイとしたが、行と列を入れ替えたＮ行３列としても良い。また、一方の行列数の最大値を３としたが、２以下に減らしても良い。また、本実施の形態において、Ｘ方向の微小ダイポールアンテナとＹ方向の微小ダイポールアンテナを互い違いに列方向に並べたが、行方向に並べても良い。
【００５０】
上述のように、本発明に係る光電界センサは、高空間分解能の光電界センサアレイを容易に構築できので、ＥＭＣ試験等のエミッション試験において測定対象近傍の電界分布を測定することでノイズ発生源を特定する用途や、ＥＭＣ試験等のイミュニティ試験においてノイズ電波を照射した状態で測定対象近傍の電界分布を測定することで、ノイズが集中している箇所を特定する用途に特に顕著な効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の光電界センサは、高空間分解能の平面アレイ状センサに適用できる。
【符号の説明】
【００５２】
ＢＦＰＳｃ、ＢＦＰＳ  光電界センサ
１、１ａ〜１ｄ  光学結晶基板
２、２ａ〜２ｄ  光導波路
３、３ａ〜３ｄ  変調光導波路
４、４ａ〜４ｄ  無変調光導波路
５、５ａ、５ｄ  変調電極（微小ダイポールアンテナ）
Ａ  １３５度方向基板
Ｂ  ０度方向基板
Ｃ  ９０度方向基板
Ｄ  ４５度方向基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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