(57)【要約】【課題】散射雑音を低減し、且つ耐久性を高めた電界センサを提供する。【解決手段】直線偏光状態にあるレーザ光６をＥＯ（電気光学）結晶３に入射させるレーザ光源２と、ＥＯ結晶３より出射されたレーザ光から互いに直交する第１の直線偏光成分と第２の直線偏光成分とを分離させるＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）４と、第１の直線偏光成分と第２の直線偏光成分の内で光強度が弱である直線偏光成分を検出するＰＤ（光検出器）５とを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の電界が印加される電気光学結晶にレーザ光を照射することにより前記印加された電界の電界強度分布を測定する電界センサであって、
直線偏光状態にあるレーザ光を電気光学結晶に入射させる入射手段と、
前記電気光学結晶より出射されたレーザ光から互いに直交する第１の直線偏光成分と第２の直線偏光成分とを分離させる偏光分離手段と、
前記第１の直線偏光成分と前記第２の直線偏光成分の内で光強度が弱である直線偏光成分を検出する検出手段と
を有することを特徴とする電界センサ。
【請求項２】
測定対象の電界が印加される電気光学結晶にレーザ光を照射することにより前記印加された電界の電界強度分布を測定する電界センサであって、
直線偏光状態にあるレーザ光を電気光学結晶に入射させる入射手段と、
前記電気光学結晶より出射されたレーザ光から互いに直交する第１の直線偏光成分と第２の直線偏光成分とを分離させる偏光分離手段と、
前記第１の直線偏光成分と前記第２の直線偏光成分の内の光強度が強である一方の直線偏光成分を減衰させる減衰手段と、
前記減衰された一方の直線偏光成分と、前記第１の直線偏光成分と前記第２の直線偏光成分の内の他方の直線偏光成分との差動信号を検出する差動信号検出手段と
を有することを特徴とする電界センサ。
【請求項３】
測定対象の電界が印加される電気光学結晶にレーザ光を照射することにより前記印加された電界の電界強度分布を測定する電界センサであって、
直線偏光状態にあるレーザ光を第１の光路を介して電気光学結晶に入射させるとともに、前記第１の光路とは異なる第２の光路に入射させる入射手段と、
前記電気光学結晶より出射されたレーザ光から互いに直交する第１の直線偏光成分と第２の直線偏光成分とを分離させる偏光分離手段と、
前記第２の光路を伝播するレーザ光を減衰させる減衰手段と、
前記第１の直線偏光成分と前記第２の直線偏光成分の内で光強度が弱である直線偏光成分と前記減衰されたレーザ光の差動信号を検出する差動信号検出手段と
を有することを特徴とする電界センサ。
【請求項４】
測定対象の電界が印加される電気光学結晶にレーザ光を照射することにより前記印加された電界の電界強度分布を測定する電界センサであって、
レーザ光の状態を直線偏光状態から楕円偏光状態に変換し、前記状態が変換されたレーザ光を電気光学結晶に入射させる入射手段と、
前記電気光学結晶より出射されたレーザ光から互いに直交する第１の直線偏光成分と第２の直線偏光成分とを分離させる偏光分離手段と、
前記第１の直線偏光成分と前記第２の直線偏光成分の内で光強度が弱である直線偏光成分を検出する検出手段と
を有することを特徴とする電界センサ。
【請求項５】
前記入射手段は、位相補償板と１／４波長板のいずれかを含むことを特徴とする請求項４に記載の電界センサ。
【請求項６】
前記偏光分離手段は、偏光ビームスプリッタ、グラントムソンプリズム及びウォラストンプリズムの内のいずれかを含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電界センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象の電界が印加される電気光学（Electro Optic）結晶（以下、“ＥＯ結晶”とする）にレーザ光を照射し、これを検出することにより印加された電界の電界強度を測定する電界センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
電界強度を測定する電界センサの一例としては、ＥＯ結晶を用いたものが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。  
図２４は、上記のような電界センサ１００を示す図であり、１０１はレーザ光源、１０２はＱＷＰ（Quarter Wave Plate：１／４波長板）、１０３はＥＯ結晶、１０４はＰＢＳ（Polarizing Beam Splitter：偏光ビームスプリッタ）、１０５ａ及び１０５ｂはＰＤ（Photo Detector：光検出器）、１０７は差動増幅器である。なお、検知されるべき電界が存在する際に、これに起因してＥＯ結晶１０３に電圧を印加する電極の記載は省略している。
【特許文献１】特開２００１−３２４５２５号公報（第３頁から第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような電界センサには以下に示すような解決すべき課題が存在する。  
図２４に示すように、電界を測定するにあたっては、通常、偏光状態が直線状態であるレーザ光１０８をＱＷＰ１０２に入射させ、このＱＷＰ１０２によりレーザ光の偏光状態を円偏光状態に変換し、偏光状態が変換されたレーザ光１０９をＥＯ結晶１０３に入射させることが一般的であった。
【０００４】
この方式においては、得られる信号振幅が電界振幅に比例することを利用できるため、利点も存在するが、ＰＤ１０５ａ及び１０５ｂに入射する平均光量（強度）も大であるため、散射雑音（Shot Noise）も大きくなり、正確な電界測定が困難になる。また、光検出器が飽和しやすくなり、センサの破損につながることもある。
【０００５】
このような事情に鑑み、本発明は、散射雑音を低減し、且つ耐久性を高めた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】
【０００６】
請求項１に記載の本発明は、測定対象の電界が印加される電気光学結晶にレーザ光を照射することにより印加された電界の電界強度分布を測定する電界センサであって、直線偏光状態にあるレーザ光を電気光学結晶に入射させる入射手段と、電気光学結晶より出射されたレーザ光から互いに直交する第１の直線偏光成分と第２の直線偏光成分とを分離させる偏光分離手段と、第１の直線偏光成分と第２の直線偏光成分の内で光強度が弱である直線偏光成分を検出する検出手段とを有することを要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、測定対象の電界が印加される電気光学結晶にレーザ光を照射することにより印加された電界の電界強度分布を測定する電界センサであって、直線偏光状態にあるレーザ光を電気光学結晶に入射させる入射手段と、電気光学結晶より出射されたレーザ光から互いに直交する第１の直線偏光成分と第２の直線偏光成分とを分離させる偏光分離手段と、第１の直線偏光成分と第２の直線偏光成分の内の光強度が強である一方の直線偏光成分を減衰させる減衰手段と、減衰された一方の直線偏光成分と、第１の直線偏光成分と第２の直線偏光成分の内の他方の直線偏光成分との差動信号を検出する差動信号検出手段とを有することを要旨とする。
【０００８】
請求項３に記載の本発明は、測定対象の電界が印加される電気光学結晶にレーザ光を照射することにより印加された電界の電界強度分布を測定する電界センサであって、直線偏光状態にあるレーザ光を第１の光路を介して電気光学結晶に入射させるとともに、第１の光路とは異なる第２の光路に入射させる入射手段と、電気光学結晶より出射されたレーザ光から互いに直交する第１の直線偏光成分と第２の直線偏光成分とを分離させる偏光分離手段と、第２の光路を伝播するレーザ光を減衰させる減衰手段と、第１の直線偏光成分と第２の直線偏光成分の内で光強度が弱である直線偏光成分と減衰されたレーザ光の差動信号を検出する差動信号検出手段とを有することを要旨とする。
【０００９】
請求項４に記載の本発明は、測定対象の電界が印加される電気光学結晶にレーザ光を照射することにより印加された電界の電界強度分布を測定する電界センサであって、レーザ光の状態を直線偏光状態から楕円偏光状態に変換し、状態が変換されたレーザ光を電気光学結晶に入射させる入射手段と、電気光学結晶より出射されたレーザ光から互いに直交する第１の直線偏光成分と第２の直線偏光成分とを分離させる偏光分離手段と、第１の直線偏光成分と第２の直線偏光成分の内で光強度が弱である直線偏光成分を検出する検出手段とを有することを要旨とする。
【００１０】
請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の発明において、入射手段は、位相補償板と１／４波長板のいずれかを含むことを要旨とする。
【００１１】
請求項６に記載の本発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明において、偏光分離手段は、偏光ビームスプリッタ、グラントムソンプリズム及びウォラストンプリズムの内のいずれかを含むことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、ＥＯ結晶によって偏光変調された光に含まれる２つの独立した直線偏光成分の内、強度が弱い直線偏光成分を検出するものである。これにより、散射雑音の低減が可能となり、また、センサ自身の耐久性を向上させることも可能となる。さらに、煩雑さを伴う復調処理を必要とせずに、データの復元を容易に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を用いつつ本発明の電界センサについての説明を行う。  
なお、以下の実施例は、あくまでも本発明の説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であれば、これらの各要素又は全要素を含んだ各種の実施例を採用することが可能であるが、これらの実施例も本発明の範囲に含まれる。  
また、実施例を説明するための全図において、同一の要素には同一の符号を付与し、これに関する反復説明は省略する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の実施例１に係る電界センサ１ａの構成を示すブロック図である。  
電界センサ１ａは、請求項１に記載の入射手段に含まれるレーザ光源２と、ＥＯ結晶３と、請求項１に記載の偏光分離手段に含まれるＰＢＳ（Polarizing Beam Splitter：偏光ビームスプリッタ）４と、請求項１に記載の検出手段に含まれるＰＤ（Photo Detector：光検出器）５とを有する。
【００１５】
レーザ光源２は、偏光状態が直線偏光状態にあるレーザ光（直線偏光光）６をＥＯ結晶３に入射させる。
【００１６】
レーザ光６の偏光状態は、図４に示すように、ｘ軸に平行な光電界成分を有する直線偏光（Ｐ偏光）又はｙ軸に平行な光電界成分を有する直線偏光（Ｓ偏光）となっている。また、それらの偏波面は、ＥＯ結晶の電気的主軸に対して４５度の角度をなしている。
【００１７】
ＥＯ結晶３は、略長方体形状（略板形状）を有しており、また、印加される電界に基づく電圧（電位差）に比例して、その複屈折率が変化する。これは、電気光学効果（ポッケルス効果）と呼ばれている。
【００１８】
また、ＥＯ結晶３は、レーザ光源２から出射されるレーザ光６の光路上に、結晶長手方向がレーザ光６の光路方向と平行になるように配置されている。
【００１９】
なお、本図においては、ＥＯ結晶３に前記の電圧を印加するための電極の記載は省略している。この電極は、ＥＯ結晶を挟んだ状態で配置される。
【００２０】
ＥＯ結晶３に入射されたレーザ光６は、偏光変調され、上記の電気光学効果により偏光状態が直線偏光状態から楕円偏光状態に変換される。
【００２１】
ＰＢＳ４は、ＥＯ結晶３に隣接し、ＥＯ結晶３から出射されるレーザ光（楕円偏光状態）の光路上に、長手方向がレーザ光の光路方向と平行になるように配置されている。
【００２２】
このＰＢＳ４は、ＥＯ結晶から出射された楕円偏光状態にあるレーザ光を受信し、強度変調光に変換し、その直線偏光成分（ｘ軸方向における直線偏光成分とｙ軸方向における直線偏光成分）を分離する。
【００２３】
ＰＤ５は、ＰＢＳにより分離された２種類の直線偏光成分の内、強度が弱い直線偏光成分（以下、適宜“弱強度成分”とする）を検出し、電気信号に変換する。ＥＯ結晶３において、レーザ光の偏光状態を楕円偏光状態に変換するのは、２種類の直線偏光成分の強度に差を設け、ＰＤ５に検出させるためである。
【００２４】
なお、本図においては、電界センサ１ａがＰＢＳ４を備える場合を示したが、これに限定されず、偏光分離手段として偏光板、グラントムソンプリズム、ウォラストンプリズム等を有する構成とすることもできる。
【００２５】
このように、電界センサ１ａは、レーザ光の直線偏光成分の内の弱強度成分を検出するため、電界を測定するにあたって、散射雑音を低減できるとともに、ＰＤの飽和を防止することができる。
【実施例２】
【００２６】
図２は、本発明の実施例２に係る電界センサ１ｂの構成を示すブロック図である。  
電界センサ１ｂは、請求項３に記載の入射手段に含まれるレーザ光源２と、ＥＯ結晶３と、請求項３に記載の偏光分離手段に含まれるＰＢＳ４と、請求項３に記載の減衰手段に含まれるＯＡ（Optical Attenuator：光減衰器）７と、請求項３に記載の差動信号検出手段に含まれるＰＤ５ａ、５ｂ（以下、適宜“ＰＤ５”と総称する）及び差動増幅器８を有する。つまり、この電界センサ１ｂは、図１の電界センサ１ａに第２のＰＤ５ｂ、ＯＡ７及び差動増幅器８を加えたものである。
【００２７】
第１のＰＤとしてのＰＤ５ａは、ＰＢＳ４により分離された２種類の直線偏光成分の内、弱強度成分を検出するとともに、電気信号に変換し、また、第２のＰＤとしてのＰＤ５ｂは、強度の強い直線偏光成分（以下、適宜“強強度成分”とする”）を検出するとともに、電気信号に変換する。
【００２８】
なお、強強度成分は、ＰＤ５ｂを飽和させる可能性があるため、ＯＡ７により減衰され、その後にＰＤ５ｂにより検出される。
【００２９】
差動増幅器８は、ＰＤ５により検出された各直線偏光成分の電気信号に基づいて２種類の直線偏光成分についての差動信号を検出する。検出された差動信号はレベルメータ等の測定部（図示せず）により受信され、受信された電気信号に基づいて電界強度が求められる。
【００３０】
なお、前記の弱強度成分と強強度成分は互いに逆相で変化するため、差動増幅器に入射させることにより、２倍の信号振幅を得ることができる。このため、正確に電界を測定することを可能にする。
【００３１】
また、本図においては、電界センサ１ｂがＰＢＳ４を備える場合を示したが、これに限定されず、偏光分離手段として偏光板、グラントムソンプリズム、ウォラストンプリズム等を有する構成とすることもできる。
【００３２】
このように、電界センサ１ｂは、レーザ光の直線偏光成分の内の弱強度成分を検出し、また、強強度成分を減衰した後に検出し、その後に差動信号の検出を行うため、電界を測定するにあたって、散射雑音を低減できるとともに、ＰＤの飽和を防止することができる。
【実施例３】
【００３３】
図３は、本発明の実施例３に係る電界センサ１ｃの構成を示す図である。  
電界センサ１ｃは、請求項５に記載の入射手段に含まれるレーザ光源２及びＢＳ（Beam Splitter：ビームスプリッタ）９と、ＥＯ結晶３と、請求項５に記載の偏光分離手段に含まれるＰＢＳ４と、請求項５に記載の減衰手段に含まれるＯＡ（Optical Attenuator：光減衰器）７と、請求項５に記載の差動信号検出手段に含まれるＰＤ５ａ、５ｂ及び差動増幅器８を有する。つまり、この電界センサ１ｃは、図２の電界センサ１ｂのレーザ光源２とＥＯ結晶３との間にＢＳ９を加え、このＢＳ９にＯＡ７を接続したものである。
【００３４】
ＢＳ９は、レーザ光から出射された直線偏光状態にあるレーザ光６を分配し、ＥＯ結晶３とＯＡ７に入射させる。
【００３５】
なお、以降の説明においては、ＥＯ結晶３に入射されたレーザ光６を第１の分配光と呼び、ＯＡ７に入射されたレーザ光を第２の分配光と呼ぶ。
【００３６】
第２の分配光は、ＰＤ５ｂを飽和させる可能性があるため、ＯＡ７により減衰され、その後にＰＤ５ｂにより検出され、電気信号に変換される。
【００３７】
第１の分配光は、ＥＯ結晶３に入射すると、偏光変調され、上記の電気光学効果により偏光状態が直線偏光状態から楕円偏光状態に変換され、ＰＢＳ４により強度変調され、強強度成分と弱強度成分とに分離される。
【００３８】
ＰＤ５ａは、ＰＢＳ４により分離された２種類の直線偏光成分の内、弱強度成分を検出するとともに、電気信号に変換する。
【００３９】
差動増幅器８は、ＰＤ５ａにより検出された弱強度成分の電気信号と、第２の分配光の電気信号に基づいて差動信号を検出する。検出された差動信号はレベルメータ等の測定部（図示せず）により受信され、受信された電気信号に基づいて電界強度が求められる。
【００４０】
なお、本図においては、電界センサ１ｃがＰＢＳ４を備える場合を示したが、これに限定されず、偏光分離手段として偏光板、グラントムソンプリズム、ウォラストンプリズム等を有する構成とすることもできる。
【００４１】
このように、電界センサ１ｃは、第１の分配光の直線偏光成分の内の弱強度成分を検出し、また、第２の分配光を減衰した後に検出し、その後に差動信号の検出を行うため、電界を測定するにあたって、散射雑音を低減できるとともに、ＰＤの飽和を防止することができる。
【実施例４】
【００４２】
図５は、本発明の実施例４に係る電界センサ１ｄの構成を示すブロック図である。  
前述の各実施例においては、直線偏光状態にあるレーザ光６をＥＯ結晶に入射させていたが、本図の電界センサ１ｄは、請求項７に記載の入射手段に含まれるＰＣ（Phase Compensator：位相補償板）１０を有する。
【００４３】
ＰＣ１０は、図６に示すように、予めレーザ光６の偏光状態を直線偏光状態から楕円偏光状態に変換し、変換済みのレーザ光をＥＯ結晶３に入射させる。
【００４４】
ＰＢＳ４は、上記の実施例と同様に、ＥＯ結晶３から出射されたレーザ光を強強度成分と弱強度成分とに分離し、ＰＤ５は、ＰＢＳ４により分離された弱強度成分を検出するとともに、電気信号に変換する。
【００４５】
なお、電界センサ１ｄにおいては、図示した各構成要素の他に、前述の第２のＰＤ、差動増幅器を設けることや、さらにＢＳを設けることもできる。
【００４６】
また、本図においては、電界センサ１ｄがＰＢＳ４を備える場合を示したが、これに限定されず、偏光分離手段として偏光板、グラントムソンプリズム、ウォラストンプリズム等を有する構成とすることもできる。
【００４７】
以上の点から、電界センサ１ｄは、上記の第１から実施例３に係る各電界センサと同様に、電界を測定するにあたって、散射雑音を低減できるとともに、ＰＤの飽和を防止することができる。
【実施例５】
【００４８】
図７は、本発明の実施例５に係る電界センサ１ｅの構成を示すブロック図である。  
電界センサ１ｅは、請求項７に記載の入射手段として、図５のＰＣ１０の代わりにＱＷＰ（Quarter Wave Plate：１／４波長板）１１を有する。
【００４９】
ＱＷＰ１１は、図８に示すように、予めレーザ光６の偏光状態を直線偏光状態から楕円偏光状態に変換し、変換済みのレーザ光をＥＯ結晶３に入射させる。
【００５０】
なお、図中の楕円偏光は、図６に示した楕円偏光と比べて、ｘ−ｙ平面において回転移動しているが、これはＱＷＰの効果による現象である。
【００５１】
ＰＢＳ４は、上記の実施例と同様に、ＥＯ結晶３から出射されたレーザ光を強強度成分と弱強度成分とに分離し、ＰＤ５は、ＰＢＳ４により分離された弱強度成分を検出するとともに、電気信号に変換する。
【００５２】
なお、電界センサ１ｅにおいては、図示した各構成要素の他に、前述の第２のＰＤ、差動増幅器を設けることや、さらにＢＳを設けることもできる。
【００５３】
また、本図においては、電界センサ１ｅがＰＢＳ４を備える場合を示したが、これに限定されず、偏光分離手段として偏光板、グラントムソンプリズム、ウォラストンプリズム等を有する構成とすることもできる。
【００５４】
以上の点から、電界センサ１ｅは、上記の第１から実施例４に係る各電界センサと同様に、電界を測定するにあたって、散射雑音を低減できるとともに、ＰＤの飽和を防止することができる。
【００５５】
次に上記の実施例における光強度、データ信号等の詳細について説明する。  
図９は、ＥＯ結晶に入射する直前におけるレーザ光の偏光成分間の位相差ΓとＰＤに入射する弱強度成分の光強度Ｉとの関係を示す図である。  
図中のＡは、ＥＯ結晶に直線偏光状態にあるレーザ光を入射させた場合（図１から図３）のΓ及びＩを示す。また、Ｃは、ＥＯ結晶に円偏光を入射した場合（図２４）のΓ及びＩを示す。さらに、曲線上のそれ以外の点（例えばＢ）はＥＯ結晶に楕円偏光を入射した場合（図５及び図７）のΓ及びＩを示す。
【００５６】
このように、直線偏光状態若しくは楕円偏光状態にあるレーザ光をＥＯ結晶に入射させた場合は円偏光状態にあるレーザ光をＥＯ結晶に入射させた場合と比べて、光強度が弱く、このためＰＤが飽和することを防止できる。
【００５７】
また、電界の検出を行うにあたっては、図１０に示すような波形を有する被検出データ信号（ベースバンド信号）が前記の電極間及びＥＯ結晶に印加される。
【００５８】
図１１は、前記の被検出データ信号を印加し、直線偏光状態にあるレーザ光をＥＯ結晶に入射させた場合（図１から図３）にＰＤにより受信される弱強度成分（光信号）の波形を示す図である。
【００５９】
また、図１２は、前記の被検出データ信号を印加し、楕円偏光状態にあるレーザ光をＥＯ結晶に入射させた場合（図５及び図７）にＰＤにより受信される弱強度成分（光信号）の波形を示す図である。
【００６０】
また、図１３は、前記の被検出データ信号を印加し、円偏光状態にあるレーザ光をＥＯ結晶に入射させた場合（図２４）にＰＤにより受信される弱強度成分（光信号）の波形を示す図である。
【００６１】
これらの図からも示されるように、直線偏光状態若しくは楕円偏光状態にあるレーザ光をＥＯ結晶に入射させた場合は円偏光状態にあるレーザ光をＥＯ結晶に入射させた場合と比べて、光強度が弱く、このため、ＰＤが飽和することを防止できる。
【００６２】
また、電界の検出を行うにあたっては、図１４に示すような波形を有する正弦波が前記の電極間及びＥＯ結晶に印加される場合もある。
【００６３】
図１５は、前記の正弦波を印加し、直線偏光状態にあるレーザ光をＥＯ結晶に入射させた場合（図１から図３）にＰＤにより受信される弱強度成分（光信号）の波形を示す図である。
【００６４】
また、図１６は、前記の正弦波を印加し、楕円偏光状態にあるレーザ光をＥＯ結晶に入射させた場合（図５及び図７）にＰＤにより受信される弱強度成分（光信号）の波形を示す図である。
【００６５】
また、図１７は、前記の正弦波を印加し、円偏光状態にあるレーザ光をＥＯ結晶に入射させた場合（図２４）にＰＤにより受信される弱強度成分（光信号）の波形を示す図である。
【００６６】
これらの図からも示されるように、正弦波を印加し、直線偏光状態若しくは楕円偏光状態にあるレーザ光をＥＯ結晶に入射させた場合においても、円偏光状態にあるレーザ光をＥＯ結晶に入射させた場合と比べて、光強度が弱く、このため、ＰＤが飽和することを防止できる。
【００６７】
また、図１８に示すような波形を有するデータ信号により図１４の正弦波を振幅変調する場合もある。上記の振幅変調を受けることにより、正弦波の波形は
図１９に示すように変化する。
【００６８】
図２０は、図１９の正弦波を印加し、直線偏光状態にあるレーザ光をＥＯ結晶に入射させた場合（図１から図３）にＰＤにより受信される弱強度成分（光信号）の波形を示す図である。
【００６９】
なお、本発明の電界センサは、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を有する構成とすることもできる。  
図２１は、図２０の弱強度成分をＰＤで受信し、その出力電気信号がローパスフィルタを通過した後の波形を示す図である。この波形は、図１８のデータ信号の波形と一致する。
【００７０】
図２２は、図１９の正弦波を印加し、楕円偏光状態にあるレーザ光をＥＯ結晶に入射させた場合（図５及び図７）にＰＤにより受信される弱強度成分（光信号）の波形を示す図である。
【００７１】
図２３は、図２２の光信号をＰＤで受信し、その出力電気信号がローパスフィルタを通過した後の波形を示す図である。この波形は、図１８のデータ信号の波形と一致する。
【００７２】
上記の点により、データ信号によって変調された正弦波を用いる場合、煩雑さを伴う復調処理を必要とせずに、データの復元を容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施例１に係る電界センサの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例２に係る電界センサの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例３に係る電界センサの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１から実施例３におけるＥＯ（電気光学）結晶への入射光の偏光状態とＥＯ結晶の電気的主軸との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例４に係る電界センサの構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例４におけるＥＯ結晶への入射光の偏光状態とＥＯ結晶の電気的主軸との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施例５に係る電界センサの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施例５におけるＥＯ結晶への入射光の偏光状態とＥＯ結晶の電気的主軸との関係を示す図である。
【図９】偏光成分間の位相差ΓとＰＤ（光検出器）に入射する光強度Ιとの関係を示す図である。
【図１０】ＥＯ結晶を挟む電極間に印加される被検出データ信号の波形を示す図である。
【図１１】ＥＯ結晶に直線偏光状態にあるレーザ光を入射させた場合に光検出器に入射する光信号の波形を示す図である。
【図１２】ＥＯ結晶に楕円偏光状態にあるレーザ光を入射させた場合に光検出器に入射する光信号の波形を示す図である。
【図１３】ＥＯ結晶に円偏光状態にあるレーザ光を入射させた場合に光検出器に入射する光信号の波形を示す図である。
【図１４】ＥＯ結晶を挟む電極間に印加される正弦波の波形を示す図である。
【図１５】ＥＯ結晶に正弦波を印加し、且つＥＯ結晶に直線偏光状態にあるレーザ光を入射させた場合にＰＤに入射する光信号の波形を示す図である。
【図１６】ＥＯ結晶に正弦波を印加し、且つＥＯ結晶に楕円偏光状態にあるレーザ光を入射させた場合にＰＤに入射する光信号の波形を示す図である。
【図１７】ＥＯ結晶に正弦波を印加し、且つＥＯ結晶に円偏光状態にあるレーザ光を入射させた場合にＰＤに入射する光信号の波形を示す図である。
【図１８】データ信号の波形を示す図である。
【図１９】データ信号により振幅変調を受けた正弦波の波形を示す図である。
【図２０】ＥＯ結晶に図１９の正弦波を印加し、且つＥＯ結晶に直線偏光を入射させた場合にＰＤに入射する光信号の波形を示す図である。
【図２１】図２０の光信号がＰＤにより受信され、その出力電気信号がローパスフィルタを通過した後の波形を示す図である。
【図２２】ＥＯ結晶に図１９の波形を印加し、且つＥＯ結晶に楕円偏光を入射させた場合にＰＤに入射する光信号の波形を示す図である。
【図２３】図２２の光信号がＰＤにより受信され、その出力電気信号がローパスフィルタを通過した後の波形を示す図である。
【図２４】従来の電界センサの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ    電界センサ
２    レーザ光源
３    ＥＯ（Electro Optic：電気光学）結晶
４    ＰＢＳ（Polarizing Beam Splitter：偏光ビームスプリッタ）
５、５ａ、５ｂ    ＰＤ（Photo Detector：光検出器）
６    レーザ光
７    ＯＡ（Optical Attenuator：光減衰器）
８    差動増幅器
９    ＢＳ（Beam Splitter：ビームスプリッタ）
１０    ＰＣ（Phase Compensator：位相補償板）
１１    ＱＷＰ（Quarter Wave Plate：１／４波長板）
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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