光ファイバ実装EOプローブの20kHz～180GHzの周波数特性とその応用

摘要

本稿では，開発した光ファイバ実装電気光学（EO）プローブの周波数特性とその計測応用について述べる．光ファイバ実装EOプローブでは，1m角のCdTe結晶が光ファイバの先端へ実装されており，高い空間分解能でデバイスや回路の電界分布を計測することができる．本EOプローブはポッケルス効果を利用しているため，理論的には数MHzから数THzに至る帯域を有する．今回，平行平板を用いてL20kHz～1GHz，GTEM-Cellを用いて1GHz～18GHz，標準利得ホーンアンテナを用いて10～180GHzの空間電界に対するEOプローブの周波数特性を評価した．評価結果から，ピェゾ効果による共振現象の発生する1MHz付近を除いて，20kHz～50GHzにおいて平坦な周波数特性を有することを確認した．その平坦性は6dB以下である．また，50GHz以上の周波数帯においては，結晶内部を伝搬する電磁波の共振現象により周波数特性は周波数に比例して増加していた．本EOプローブを用いてMSL線路を伝搬する静電気放電信号の時間領域計測，平面アンテナ回路上の空間ベクトル近傍界計測を実施した．静電気放電信号捌寺間領域計測ではシングルショットで各測定点での時間波形を取得できることを確認し，電子回路の静電気放電信号による劣化解析や耐性設計へ利用できることを示した．空間ベクトル近傍界計測ではアンテナ内外の電界ベクトルを可視化することによりアンテナ回路設計へ反映できることを示した．