一种基于双光路补偿的光波导电压传感器

摘要

本发明公开了一种基于双光路补偿的光波导电压传感器，属于光电技术领域。本发明的光波导电压传感器包括顺次采用全保偏光纤连接的光源、起偏器、直波导和偏振分束器，还包括光电探测器和信号处理单元。所述的直波导的固有相位差为π/2或者π/2的奇数倍，省略了1/4λ波片。本发明的传感部分由直波导制成，直波导可直接耦合进光纤，解决了块状晶体型光学电压传感器的诸多缺点，具有体积小，重量轻，结构简单，制作方便等诸多优点。全部器件采用光纤连接，省略了调整复杂的分立光学器件的麻烦，光路简单易实现，大大减少了光路空间，便于运输和安装，易于大规模生产。

主权项

一种基于双光路补偿的光波导电压传感器，其特征在于：所述的光波导电压传感器包括如下器件：光源、起偏器、直波导和偏振分束器，上述器件之间采用全光纤连接；所述的光波导电压传感器还包括光电探测器和信号处理单元；所述的光波导电压传感器对电场进行测量，具体为：光电探测器将接收到的光信号变成电信号，进入信号处理单元，根据Pockels效应，光电探测器的输出信号由公式(1)和公式(2)给出：其中，P₀是进入直波导的总光强，E是待测电场，E_π是两束相互垂直的线偏振光在直波导中传播时产生π的相位差时的电场，即是Pockels效应产生的相位延迟，是直波导的固有相位差，K_A和K_B表示信号a与信号b的传播与转换的损耗系数，信号a与信号b分别对应两个光电探测器的输出信号；考虑到会产生偏移，因此，把光电探测器的输出信号等效为：其中k是奇数，即为直波导固有相位差的偏移或偏置；设K＝K_A/K_B，对公式(3)和公式(4)进行整理后得：得到电场E的值。