(57)【要約】【課題】  振幅の大きな出力電気信号が得られる高感度な電気光学センサを提供する。【解決手段】  光源１４からの光が、膜１１ａ、１１ｂで構成される共振器に入射すると、共振器内で反射を繰り返し、入射した光の約半分の量の光が共振器から出射される。その半分の量は光検出器ＰＤ１側に、残りの半分は光源１４側に出射される。  被測定信号入力ポートＰＩＮに被測定信号を印加すると、ＥＯ結晶１１に電界が結合され、共振器内で光が往復する際の位相差が変化するので、例えば、光検出器ＰＤ１側に出射する光の量が変化する。このとき、膜により共振器が構成されていること、しかも、共振器の反射率をその変化率が最も大きいときの反射率としたことで、反射率が急激に変化するので、この光検出器ＰＤ１側に出射する光の変化量は、共振器を構成しない場合よりも格段に大きい。よって、振幅の大きな出力電気信号が得られる。【選択図】図１
2006058025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界の結合で屈折率が変化する電気光学結晶と、
この電気光学結晶に電界を結合させるための電極と、
前記電気光学結晶に光を入射させる光源と、
前記電気光学結晶からの光の出射面に形成された膜または当該出射面の奥に配置された鏡であって光を透過および反射する第１部材と、
前記電気光学結晶の前記光源からの光の入射面に形成された膜または当該入射面の手前に配置された鏡であって光を透過および反射する第２部材と、
前記第１部材から奥に出射する第１出射光を電気信号に変換する第１出射光検出器と
を備えることを特徴とする電気光学センサ。
【請求項２】
前記第２部材から手前に出射する第２出射光を取り出す偏光ビームスプリッタと、
この偏光ビームスプリッタで取り出した第２出射光を電気信号に変換する第２出射光検出器と、
前記第１出射光検出器と前記第２出射光検出器で変換された各電気信号を差動増幅する差動アンプとを備える請求項１記載の電気光学センサ。
【請求項３】
前記第１部材および第２部材で構成される共振器の、前記電気光学結晶に電界を結合させていないときの反射率を、該反射率の変化率が最も大きいときの反射率としたことを特徴とする請求項１または２記載の電気光学センサ。
【請求項４】
前記第１部材および第２部材で構成される共振器の、前記電気光学結晶に電界を結合させていないときの反射率を０．３以上０．７以下としたことを特徴とする請求項１または２記載の電気光学センサ。
【請求項５】
前記差動アンプの出力から直流成分を検出し、この直流成分がなくなるように前記光源からの光の周波数または少なくとも一方の前記鏡の位置を変化させる手段を備えたことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の電気光学センサ。
【請求項６】
前記第１部材の前記第２部材に対する面と、前記第２部材の前記第１部材に対する面とを、凹形の球面とし、
前記第１部材の奥と前記第２部材の手前とに凸レンズを配置したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電気光学センサ。
【請求項７】
前記光源からの光を前記電気光学結晶に供給するための光ファイバと、
前記第１部材から前記第１出射光検出器に前記第１出射光を供給するための光ファイバと、
前記第２部材から前記第２出射光検出器に前記第２出射光を供給するための光ファイバと
を備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の電気光学センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振幅の大きな出力電気信号が得られる高感度な電気光学センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気光学（Electro-Optic、以下、適宜ＥＯと略す)結晶を用いたＥＯセンサは、電圧センサなどとして幅広く利用されており、年々その重要性が高まっている。
【０００３】
ＥＯセンサでは、電界の結合でＥＯ結晶の複屈折率が変化することを利用し、こうして複屈折率が変化したＥＯ結晶に光を入射させて光の位相を変化させ、ＥＯ結晶から出射した光の位相変化量を電気的に検出する。
【特許文献１】特許３５０７００７号公報
【特許文献２】特許３５０７００８号公報
【特許文献３】特開２００３−９８２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＥＯ結晶を１回通過した光の位相変化量は小さく、そのため、振幅の大きな出力電気信号を得る、つまり感度を高めるのが困難である。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、振幅の大きな出力電気信号が得られる高感度な電気光学センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１の本発明は、電界の結合で屈折率が変化する電気光学結晶と、この電気光学結晶に電界を結合させるための電極と、前記電気光学結晶に光を入射させる光源と、前記電気光学結晶からの光の出射面に形成された膜または当該出射面の奥に配置された鏡であって光を透過および反射する第１部材と、前記電気光学結晶の前記光源からの光の入射面に形成された膜または当該入射面の手前に配置された鏡であって光を透過および反射する第２部材と、前記第１部材から奥に出射する第１出射光を電気信号に変換する第１出射光検出器とを備えることを特徴とする電気光学センサをもって解決手段とする。
【０００７】
請求項１の本発明によれば、第１部材と第２部材とを設けたことで、第１部材と第２部材とが光の共振器を構成し、電気光学結晶の中を光が多数回往復するので、振幅の大きな出力電気信号を得ることができる。
【０００８】
請求項２の本発明は、前記第２部材から手前に出射する第２出射光を取り出す偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタで取り出した第２出射光を電気信号に変換する第２出射光検出器と、前記第１出射光検出器と前記第２出射光検出器で変換された各電気信号を差動増幅する差動アンプとを備える請求項１記載の電気光学センサをもって解決手段とする。
【０００９】
請求項２記載の本発明によれば、第２部材から手前に出射する第２出射光を取り出す偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタで取り出した第２出射光を電気信号に変換する第２出射光検出器と、第１出射光検出器と第２出射光検出器で変換された各電気信号を差動増幅する差動アンプとを設けたことで、出力信号の振幅を２倍に増大することができる。また、差動信号検出によって直流成分をゼロにすることができる。
【００１０】
請求項３の本発明は、前記第１部材および第２部材で構成される共振器の、前記電気光学結晶に電界を結合させていないときの反射率を、該反射率の変化率が最も大きいときの反射率としたことを特徴とする請求項１または２記載の電気光学センサをもって解決手段とする。
【００１１】
請求項３の本発明によれば、反射率を、該反射率の変化率が最も大きいときの反射率としたことで、第１出射光検出器と第２出射光検出器にそれぞれ入射する光の量を等しくすることができ、これにより、差動信号検出のときのレーザ強度雑音を大幅に低減できる。また、アンプが飽和するのを防止することができる。
【００１２】
請求項４の本発明は、前記第１部材および第２部材で構成される共振器の、前記電気光学結晶に電界を結合させていないときの反射率を０．３以上０．７以下としたことを特徴とする請求項１または２記載の電気光学センサをもって解決手段とする。
【００１３】
請求項４の本発明によれば、反射率を０．３以上０．７以下としたことで、請求項３の本発明で得られる効果と同様の効果が得られる。
【００１４】
請求項５の本発明は、前記差動アンプの出力から直流成分を検出し、この直流成分がなくなるように前記光源からの光の周波数または少なくとも一方の前記鏡の位置を変化させる手段を備えたことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の電気光学センサをもって解決手段とする。
【００１５】
請求項５の本発明は、差動アンプの出力から直流成分を検出し、この直流成分がなくなるように光源からの光の周波数または少なくとも一方の鏡の位置を変化させる手段を備えたことで、温度変化に起因する出力信号のドリフトを防止することができる。
【００１６】
請求項６の本発明は、前記第１部材の前記第２部材に対する面と、前記第２部材の前記第１部材に対する面とを、凹形の球面とし、前記第１部材の奥と前記第２部材の手前とに凸レンズを配置したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電気光学センサをもって解決手段とする。
【００１７】
請求項６の本発明によれば、第１部材の第２部材に対する面と、第２部材の第１部材に対する面とを、凹形の球面とし、第１部材の奥と第２部材の手前とに凸レンズを配置したことで、電気光学結晶内での光の拡散によって出力電気信号の振幅が低下するのを防止することができる。
【００１８】
請求項７の本発明は、前記光源からの光を前記電気光学結晶に供給するための光ファイバと、前記第１部材から前記第１出射光検出器に前記第１出射光を供給するための光ファイバと、前記第２部材から前記第２出射光検出器に前記第２出射光を供給するための光ファイバと  を備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の電気光学センサをもって解決手段とする。
【００１９】
請求項７の本発明によれば、光源からの光を電気光学結晶に供給するための光ファイバと、第１部材から第１出射光検出器に第１出射光を供給するための光ファイバと、第２部材から第２出射光検出器に第２出射光を供給するための光ファイバとを備えたことで、光源、第１出射光検出器および第２出射光検出器を電気光学結晶から離すことができ、よって、電気光学センサの構成の自由度を高めることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の電気光学センサによれば、第１部材と第２部材とを設けたことで、第１部材と第２部材とが光の共振器を構成するので、振幅の大きな出力電気信号が得られる高感度な電気光学センサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２２】
[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＥＯセンサ１の構成図である。
【００２３】
ＥＯセンサ１は、電界の結合で屈折率が変化するＥＯ結晶１１と、このＥＯ結晶１１に電界を結合させるための電極１２，１３と、ＥＯ結晶１１にレーザ光などの光を入射させる光源１４と、ＥＯ結晶１１からの光の出射面に形成された膜１１ａ（第１部材）と、ＥＯ結晶１１の、光源１４からの光の入射面に形成された膜１１ｂ（第２部材）と、膜１１ａから奥に出射する光（第１出射光）を電気信号に変換する光検出器ＰＤ１（第１出射光検出器）とを備える。各膜は、例えば、誘電体多層膜によるHigh-Refrection Coating:HRCにより、光を透過および反射、つまり光の一部を透過し一部を反射するように形成されている。
【００２４】
電極１２は被測定信号入力ポートＰＩＮに接続される。電極１３は基準電位となる物体に接続されるか、もしくはフローティングの状態に置かれる。光検出器ＰＤの出力端子は出力ポートＰＯＵＴに接続されている。
【００２５】
ＥＯセンサ１では、膜１１ａ，１１ｂは光の共振器（以下、単に共振器という）を構成している。
【００２６】
図２（ａ）は、ＥＯ結晶１１に電界を結合させていないときに共振器内を光が往復する際に生じる位相差を横軸にとり、そのときの反射率（以下、単に共振器の反射率という）を縦軸にとったグラフであり、図２（ｂ）は、位相差が２π近傍である部分を拡大したグラフである。なお、共振器の透過率のグラフは反射率のグラフの上下を反転させたものとなる。
【００２７】
これらの図に示すように、共振器の反射率は、例えば、位相差が２πである共振点より位相差が若干小さいところで変化率が最も大きく、このように変化率が最も大きい点が動作点として最適である。なお、その値は約０．５である。例えば、膜１１ａおよび膜１１ｂの強度反射率を約８０％とすることで、かかる反射率が得られる。なお、共振器の反射率は、製造上の都合などにより、例えば、０．３以上０．７以下としてもよい。これ以降は、反射率を０．５として説明するが、本発明は必ずしも反射率を限定して実施するものではない。
【００２８】
さて、ＥＯセンサ１では、光源１４からの光が共振器に入射すると、共振器内で反射を繰り返し、入射した光の約半分の量の光が共振器から出射される。その半分の量は光検出器ＰＤ１側に、残りの半分は光源１４側に出射される。
【００２９】
この状態で被測定信号入力ポートＰＩＮに被測定信号を印加すると、ＥＯ結晶１１に電界が結合され、共振器内で光が往復する際の位相差が変化するので、例えば、光検出器ＰＤ１側に出射する光の量が変化する。このとき、膜により共振器が構成されていること、しかも、共振器の反射率を上記のように設定することで、共振器の反射率が急激に変化するので、この光検出器ＰＤ１側に出射する光の変化量は、共振器を構成しない場合よりも格段に大きい。よって、光検出器ＰＤから出力ポートＰＯＵＴに、被測定信号に応じた出力電気信号で且つ振幅の大きな出力電気信号が出力される。
【００３０】
したがって、第１の実施の形態によれば、ＥＯ結晶１１の光の入射面および出射面に膜を設けたことで、各膜が共振器（光の共振器）を構成し、ＥＯ結晶の中を光が多数回往復するので、振幅の大きな出力電気信号が得られる。また、共振器の反射率を上記のように設定することで、より振幅の大きい出力電気信号が得られる。
【００３１】
[第２の実施の形態]
図３は、本発明の第２の実施の形態に係るＥＯセンサ２の構成図である。
【００３２】
ＥＯセンサ２は、ＥＯセンサ１の構成に加えて、膜１１ｂから手前に出射する光（第２出射光）を取り出す偏光ビームスプリッタＰＢＳ１を備えた光サーキュレータ１５と、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１で取り出した光を電気信号に変換する光検出器ＰＤ２（第２出射光検出器）と、光検出器ＰＤ１と光検出器ＰＤ２で変換された各電気信号を差動増幅する差動アンプＤＡと、この差動アンプＤＡの出力から低周波数成分（便宜的に直流成分という）を通過させるローパスフィルタＬＰＦおよび積分器１６を備え、直流成分がなくなるように、積分器１６の出力で光源１４からの光の周波数を変化させるようになっている。
【００３３】
さて、ＥＯセンサ２では、光源１４からの直線偏光が偏光ビームスプリッタＰＢＳ１でＳ偏光とＰ偏光に分離され、Ｐ偏光は、光サーキュレータ１５のファラデー回転子ＦＲ、１／２波長板ＨＷＰ、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２を順次に通過して、共振器に入射する。
【００３４】
Ｐ偏光が共振器に入射すると、共振器内で反射を繰り返し、入射したＰ偏光の約半分の量のＰ偏光が共振器から出射される。その半分の量は光検出器ＰＤ１側に、残りの半分は光源１４側に出射される。
【００３５】
この状態で被測定信号入力ポートＰＩＮに交流成分を含む被測定信号を印加すると、ＥＯ結晶１１に電界が結合される。これにより、共振器内で光が往復する際の位相差が変化するので、共振器の透過率と反射率が逆相に変化する。すなわち、共振器の透過率が増えた瞬間には反射率は減っており、透過率が減った瞬間には反射率は増えている。
【００３６】
光検出器ＰＤ１側に出射したＰ偏光を、光検出器ＰＤ１は電気信号に変換する。一方、光源１４側に出射したＰ偏光は、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２を通過し、さらに１／２波長板ＨＷＰ、ファラデー回転子ＦＲを順次に通過することでＳ偏光となる。偏光ビームスプリッタＰＢＳ１は、このＳ偏光を光検出器ＰＤ２へと反射させる。このＳ偏光は、光検出器ＰＤ２で電気信号に変換される。
【００３７】
差動アンプＤＡは、各光検出器ＰＤ１およびＰＤ２で変換された電気信号を差動増幅する。共振器の透過率と反射率が等しいので、各光検出器ＰＤ１およびＰＤ２が出力する電気信号の直流成分は等しい。したがって差動アンプＤＡの出力信号には直流成分は含まれない。また差動信号検出によって、第１の実施例と比較して、２倍の信号振幅を得ることができる。またレーザ強度雑音を低減することができる。したがって、より感度の高い検出が可能となる。
【００３８】
ところで、ＥＯセンサ２では、光源１４からの光の周波数を適切に定めないと、共振器の透過率と反射率を等しくすることができない。言い換えると、被測定信号がゼロの場合に、差動増幅器の出力をゼロにできない。また仮に、光の周波数が適切に設定されていたとしても、その周波数は周囲温度によって変化する場合がしばしばあるので、差動増幅器の出力がドリフトしてしまう。
【００３９】
そこでＥＯセンサ２では、ローパスフィルタＬＰＦと積分器１６で、差動増幅器の出力信号の直流成分がなくなる（ゼロになる）ように、光源１４からの光の周波数を制御する。これにより、周囲の温度変化などに起因する差動増幅器の出力ドリフトを抑えることができるので、被測定信号を常に安定かつ高感度に検出することが可能になる。
【００４０】
[第３の実施の形態]
図４は、本発明の第３の実施の形態に係るＥＯセンサ３の構成図である。
【００４１】
ＥＯセンサ３では、ＥＯセンサ２における光サーキュレータ１５と共振器の間に１／４波長板ＱＷＰが設けられているため、共振器で反射された光は円偏光となって光サーキュレータ１５に入射する。
【００４２】
入射した光は光サーキュレータ１５によってＳ偏光およびＰ偏光に分離され、光検出器ＰＤ２１およびＰＤ２で電気信号に変換される。したがって、加算アンプＡＡ２の出力は、共振器で反射された光の全強度に対応している。
【００４３】
一方で、共振器を透過した光は、偏光ビームスプリッタＰＢＳ３でＳ偏光およびＰ偏光に分離された後、それぞれ光検出器ＰＤ１１およびＰＤ１で電気信号に変換される。したがって、加算アンプＡＡ１の出力は、共振器を透過した全強度に対応している。
【００４４】
ＥＯ結晶１１に被測定信号が印加された場合には、その信号に応じてＳ偏光およびＰ偏光成分が逆相で変化するので、差動アンプＤＡ１から出力ポートＰＯＵＴに被測定信号に応じた信号が出力される。
【００４５】
また、差動アンプＤＡ２の出力は、共振器を透過した光と反射した光の強度の差に対応しているので、第２の実施の形態と同様に、差動アンプＤＡ２の出力の直流成分がなくなるように、ＬＰＦと積分器１６を使って光の周波数を制御することにより、共振器の透過光と反射光の強度比を常に１：１に保つことが可能になる。
【００４６】
[第４の実施の形態]
図５は、本発明の第４の実施の形態に係るＥＯセンサ４の構成図である。
【００４７】
ＥＯセンサ４は、ＥＯセンサ２の膜１１ａに代えて、ＥＯ結晶１１の光の出射面の奥に、上記同様に光を透過および反射する鏡１７ａ（第１部材）を設け、ＥＯセンサ２の膜１１ｂに代えて、ＥＯ結晶１１の光の入射面の手前に同様な鏡１７ｂ（第２部材）を設け、ローパスフィルタＬＰＦと積分器１６で、差動アンプＤＡの出力における直流成分を検出し、この直流成分がなくなるように、鏡１７ａの位置（光路の方向における位置）を変化させるようにしたものである。
【００４８】
差動アンプＤＡの出力における直流成分は、光の周波数ではなく、共振器内の光路長を制御することによって一定に保つことが可能である。ＥＯセンサ４では、ローパスフィルタＬＰＦと積分器１６で、差動アンプＤＡの出力における直流成分を検出し、鏡１７ａの位置を変化させる。なお、ＥＯセンサ４では、鏡１７ｂの位置を変化させてもよい。
【００４９】
したがって、第４の実施の形態によれば、差動アンプＤＡの出力における直流成分を検出し、この直流成分がなくなるように、鏡の位置を変化させることで、出力電気信号の振幅低下と温度によるドリフトを防止することができる。
【００５０】
[第５の実施の形態]
図６は、本発明の第５の実施の形態に係るＥＯセンサ５の構成図である。
【００５１】
ＥＯセンサ５は、ＥＯセンサ４において、鏡１７ａの鏡１７ｂに対する面を凹形の球面とし、鏡１７ｂの鏡１７ａに対する面を凹形の球面とし、鏡１７ａの奥に凸レンズ１８ａを配置し、鏡１７ｂの手前に凸レンズ１８ｂを配置したものである。
【００５２】
これまで説明したＥＯセンサ１〜４では、膜や鏡の反射率が高い場合、また、ＥＯ結晶１１内での光の損失が小さい場合には、共振器のＱ値が上昇し、ＥＯ結晶１１内での反射回数が多くなり、ＥＯ結晶１１内で光が拡散する。電極１２，１３間の距離が短い場合には、電極での光の反射が起こり、出力電気信号が不安定になる畏れがある。
【００５３】
ＥＯセンサ５では、凸レンズ１８ｂを設けたことで、光源１４側からの光をＥＯ結晶１１内で細く絞ることができる。また、細く絞った光はＥＯ結晶１１内で広がり、光検出器ＰＤ１へと出射されるが、凸レンズ１８ａを設けたことで、光検出器ＰＤ１への光が広がったままになるのを防止することができる。
【００５４】
また、ＥＯセンサ５では、鏡１７ａの鏡１７ｂに対する面を凹形の球面とし、鏡１７ｂの鏡１７ａに対する面を凹形の球面としたことで、ＥＯ結晶１１からの広がっていく光を反射し且つ反射した光を細く絞ってＥＯ結晶１１内に戻すことができる。
【００５５】
[第６の実施の形態]
図７は、本発明の第６の実施の形態に係るＥＯセンサ６の構成図である。
【００５６】
ＥＯセンサ６は、ＥＯセンサ２において、膜１１ａの膜１１ｂに対する面を凹形の球面とし、膜１１ｂの膜１１ａに対する面を凹形の球面とし、鏡１１ａの奥に凸レンズ１８ａを配置し、膜１１ｂの手前に凸レンズ１８ｂを配置したものである。
【００５７】
この第６の実施の形態では、ＥＯセンサ６の膜が、ＥＯセンサ５の鏡と同様に作用するので、ＥＯセンサ５と同様の作用効果を得ることができる。
【００５８】
なお、ＥＯセンサ５やＥＯセンサ６では、凸レンズで絞られた光は平面波ではなく、回折効果により、その波面が球面になっているので、凹形の球面の曲率半径と光の波面の曲率半径とを一致させるのが好ましい。
【００５９】
したがって、第５または第６の実施の形態によれば、膜や鏡の相手に対する面を凹形の球面とし、膜や鏡の手前と奥に凸レンズを配置したことで、ＥＯ結晶１１内での光の拡散によって差動アンプＤＡからの出力電気信号の振幅が低下するのを防止することができる。
【００６０】
[第７の実施の形態]
図８は、ＥＯセンサ２を人体通信に用いた場合の構成図である。
【００６１】
ＥＯセンサ２を人体通信に用いる場合には、ＥＯセンサ２が携帯されることが多いので、電極１３は、大地グランドから離れた、ＥＯセンサ２のグランド電極１３ａに接続される。一方の電極１２に接続された被測定信号入力ポートＰＩＮは、人体に接触させた受信用電極５１にリード線を介して接続される。また、人体には、送信用電極５２が接触しており、この送信用電極５２と大地グランドとの間に発信器５３が接続される。
【００６２】
この第７の実施の形態では、発信器５３の信号は、入力信号として送信用電極５２、受信用電極５１を経由して、被測定信号入力ポートＰＩＮに与えられる。ＥＯセンサ２は、前述した動作により、被測定信号入力ポートＰＩＮに与えられ信号に応じた出力信号を出力する。しかも、前述したように、振幅の大きく、しかも飽和することの少ない出力電気信号が得られる。また、ＥＯ結晶１１に結合される電界の交流成分に応じた出力電気信号を得ることができる。また、出力電気信号の振幅低下と温度によるドリフトを防止することができる。
【００６３】
[第８の実施の形態]
図９は、ＥＯセンサ２を被測定デバイスの検査に用いた場合の構成図である。
【００６４】
被測定デバイス６０には信号源６１から入力信号が与えられる。被測定デバイス６０は、例えば、不要な電磁波を発生している機器であり、このような被測定デバイス６０を検査する際には、ＥＯセンサ２を構成する電子部品を被測定デバイスから離すのが好ましい。
【００６５】
この第８の実施の形態では、ＥＯセンサ２のＥＯ結晶１１、電極１２，１３、光サーキュレータ１５は、被測定デバイス６０の被測定点に接触させる金属針１０１を備えたセンサヘッド１００内に設けられる。
【００６６】
一方、光源１４、光検出器ＰＤ１、ＰＤ２、差動アンプＤＡ、ローパスフィルタＬＰＦ、積分器１６は、センサヘッド１００に対し、偏波保持ファイバ（Polarization Maintaining Fiber）である光ファイバ３０１、単一モードファイバ（Single-Mode Fiber)または多モードファイバ（Multi-Mode Fiber）である光ファイバ３０２、並びに単一モードファイバまたは多モードファイバである光ファイバ３０３で接続された信号処理装置２００内に設けられる。
【００６７】
センサヘッド１００では、電極１２に接続された被測定信号入力ポートＰＩＮに対しリード線を介して金属針１０１が接続され、電極１３はセンサヘッド１００のグランド電極１０２に接続される。
【００６８】
また、センサヘッド１００では、光ファイバ３０１、光ファイバ３０２、光ファイバ３０３のそれぞれの端部に、コリメータ１０４、コリメータ１０５、コリメータ１０６が接続され、このコリメータ１０４は光サーキュレータ１５の手前に配置される。
【００６９】
また、センサヘッド１００では、光サーキュレータ１５が取り出した光を反射してコリメータ１０５に入射させる鏡１０７と、ＥＯ結晶１１の奥へ出射した光を順次に反射してコリメータ１０６に入射させる２つの鏡１０７，１０８とが設けられる。
【００７０】
一方、信号処理装置２００では、光ファイバ３０１、光ファイバ３０２、光ファイバ３０３のそれぞれの端部に、光源１４、光検出器ＰＤ２、光検出器ＰＤ１が配置される。
【００７１】
この第８の実施の形態では、金属針１０１が被測定デバイス６０の被測定点に接触させると、信号源６１からの入力信号が金属針１０１を介して、被測定信号入力ポートＰＩＮに与えられる。また、光源１４からの光は光ファイバ３０１により光サーキュレータ１５に供給される。また、膜１１ａからの光は鏡１０８，１０９で反射し、光ファイバ３０３により光検出器ＰＤ１に供給される。また、膜１１ｂからの光は、光サーキュレータ１５で取り出され、鏡１０７で反射し、光ファイバ３０２により光検出器ＰＤ２に供給される。これ以外の動作は、第２の実施の形態と同様であり、よって、振幅の大きく、しかも飽和することの少ない出力電気信号が得られる。また、ＥＯ結晶１１に結合される電界の交流成分に応じた出力電気信号を得ることができる。また、出力電気信号の振幅低下と温度によるドリフトを防止することができる。
【００７２】
また、この第８の実施の形態によれば、光源１４からの光をＥＯ結晶１１に供給するための光ファイバ３０１と、膜１１ａから光検出器ＰＤ１に光を供給するための光ファイバと３０３と、膜１１ｂから光検出器ＰＤ２に光を供給するための光ファイバ３０２とを備えたので、光源１４、光検出器ＰＤ１および光検出器ＰＤ２をＥＯ結晶１１から離すことができ、よって、電気光学センサの構成の自由度を高めることができる。これにより、例えば、差動アンプＤＡの出力が電磁波の影響を受けないようにすることができる。
【００７３】
なお、以上の説明では、ＥＯセンサ１の構成と作用効果を説明してから、ＥＯセンサ２以降のそれぞれに特有の構成および作用効果を説明したが、特有の構成同士を適宜組み合わせることで、組み合わせた構成に応じた作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＥＯセンサ１の構成図である。
【図２】図２（ａ）は、共振器内を光が往復する際に生じる位相差と共振器の反射率のグラフであり、図２（ｂ）は、位相差が２π近傍である部分を拡大したグラフである。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るＥＯセンサ２の構成図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係るＥＯセンサ３の構成図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係るＥＯセンサ４の構成図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係るＥＯセンサ５の構成図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態に係るＥＯセンサ６の構成図である。
【図８】ＥＯセンサ２を人体通信に用いた場合の構成図である。
【図９】ＥＯセンサ２を被測定デバイスの検査に用いた場合の構成図である。
【符号の説明】
【００７５】
１，２，３，４，５，６  ＥＯセンサ
１１  ＥＯ結晶
１２，１３  電極
１１ａ，１１ｂ  膜
１４  光源
１５  光サーキュレータ
１６  積分器
１７ａ，１７ｂ  鏡
１８ａ，１８ｂ  凸レンズ
ＤＡ  差動アンプ
ＰＢＳ１，ＰＢＳ２  偏光ビームスプリッタ
ＰＤ１，ＰＤ２  光検出器
ＬＰＦ  ローパスフィルタ
【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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