[發明專利]一種基于雙光路補償的光波導電壓傳感器

有效

• 申請號: 201310098972.4
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103226162A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 楊德偉;姜一真;于佳;劉汐敬
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01R15/24
• 分類號: G01R15/24;G01R19/32;G01R29/14
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 姜榮麗

1.一種基于雙光路補償的光波導電壓傳感器，其特征在于：所述的光波導電壓傳感器包括如下器件：光源、起偏器、直波導和偏振分束器，上述器件之間采用全光纖連接；所述的光波導電壓傳感器還包括光電探測器和信號處理單元。

2.根據權利要求1所述的一種基于雙光路補償的光波導電壓傳感器，其特征在于：所述的直波導的固有相位差為π/2或者π/2的奇數倍。

3.根據權利要求1所述的一種基于雙光路補償的光波導電壓傳感器，其特征在于：所述的光波導電壓傳感器的光路為：

首先光源產生的入射光經過起偏器變為線偏振光；起偏器通過保偏光纖與直波導連接，保偏光纖的快慢軸與直波導的TE、TM模偏振方向成45°對準，進入直波導的線偏振光被分解成兩束振幅相等的正交偏振光；直波導輸出端TE、TM模偏振方向與偏振分束器尾纖的快慢軸成45°對準；直波導的輸出光通過偏振分束器，獲得兩個互補的干涉光；這兩束干涉光分別順次通過光電探測器和信號處理單元得到待測電場E和直波導固有相位差的偏置

4.根據權利要求1所述的一種基于雙光路補償的光波導電壓傳感器，其特征在于：所述的光學電壓傳感器對電場進行測量，具體為：

光電探測器將接收到的光信號變成電信號，進入信號處理單元，根據Pockels效應，光電探測器的輸出信號由公式（1）和公式（2）給出：

其中，P₀是進入直波導的總光強，E是待測電場，E_π是兩束相互垂直的線偏振光在直波導中傳播時產生π的相位差時的電場，即是Pockels效應產生的相位延遲，是直波導的固有相位差，K_A和K_B表示信號a與信號b的傳播與轉換的損耗系數，信號a與信號b分別對應兩個光電探測器的輸出信號；考慮到會產生偏移，因此，把光電探測器的輸出信號等效為：

其中k是奇數，即為直波導固有相位差的偏移或偏置；

設K＝K_A/K_B，對公式（3）和公式（4）進行整理后得：

得到電場E的值。