[发明专利]电场传感器

说明书

电场传感器具有：光源；电光晶体，其被入射基于由光源射出的光的规定的偏振状态的光，接收由目标对象物发出的电场；第1分离部，其将从电光晶体射出的光分离为P波和S波；第1波长板，其在第1分离部的前段使光的相位变化；第1受光部，其接收P波的光，将接收到的光变换为第1电信号；第2受光部，其接收S波的光，将接收到的光变换为第2电信号；差动放大部，其生成由第1受光部变换后的第1电信号、与由第2受光部变换后的第2电信号的差动信号；以及控制部，其以使得从光源射出光且对电光晶体施加有电场的状态下的差动放大部的直流分量的输出值处于规定值的范围的方式，对光源的波长进行调整。

技术领域

本发明涉及一种电场传感器。

本申请基于2019年1月22日向日本申请的特愿2019-008252号而主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

作为对电场进行测定的电场传感器，通常为传感器构件是通常的偶极天线之类的金属制的传感器。

与此相对，关于利用电光学效应的电场测定，传感器构件并非由金属制成，因此能够不使测定对象的电场紊乱而进行测量，并且能够实现高空间分解的测定。因此，关于利用电光学效应的电场测定，开始在各种用途中使用。此外，电光学效应是指如下效应，即，如果对电光晶体施加电场，则从电光晶体透射的光的折射率根据电场强度而变化。另外，折射率的变化带来从光学晶体通过的光波的相位变化。关于利用电光学效应的电场测定，通过对相位变化进行测定，从而能够测定对电光晶体施加的电场(例如，参照专利文献1、2)。

这里，对利用电光学效应的电场传感器的结构例和动作例进行说明。

图7是表示现有技术所涉及的利用电光学效应的电场传感器900的结构例和动作例的图。如图7所示，电场传感器900具有激光光源901、检偏镜902、λ/4波长板903、电场发生源904、电光晶体905、λ/2波长板906、偏振分束器907、光电探测器908、光电探测器909以及差动放大器910。

激光光源901例如为半导体激光。检偏镜902将从激光光源901的光线中的线偏振光射出。λ/4波长板903将从检偏镜902入射的光线以圆偏振光的方式偏振射出。

电场发生源904针对电光晶体905产生电场。电光晶体905根据与通过电场发生源904施加的电场强度相应的双折射的变化而使偏振状态变化。电光晶体905将椭圆轴的方位以45度倾斜的椭圆偏振光的光线射出。此外，椭圆偏振光的椭圆率根据电场的强度而变化。λ/2波长板906针对由电光晶体905射出的光线以保持椭圆偏振光的椭圆率的状态改变为椭圆偏振光的方位为0度的椭圆偏振光。

偏振分束器907将由λ/2波长板906射出的椭圆偏振光的方位为0度的椭圆偏振光的光线分离为P波和S波。光电探测器908将从偏振分束器907入射的P波变换为电信号，将变换后的P波分量的电信号输出至差动放大器910的一个输入端。光电探测器909将从偏振分束器907入射的S波变换为电信号，将变换后的S波分量的电信号输出至差动放大器910的另一个输入端。

差动放大器910将P波分量和S波分量的电信号的差动分量放大，将放大后的电信号输出至未图示的信号处理装置。此外，P波和S波的强度的时间变化为反相相位，因此利用差动放大器910使得电场强度信号变为2倍。

这里，如果将从检偏镜902透射后的光强设为I_O、将P波的光强设为I_P、将S波的光强设为I_S，则利用相位差Γ而由下式(1)表示P波的透射率T_P。另外，利用相位差Γ而由下式(2)表示S波的透射率T_S。

【数学式1】

【数学式2】