[发明专利]一种基于双光路补偿的光波导电压传感器

权利要求书

1.一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。

2.根据权利要求1所述的一种基于双光路补偿的光波导电压传感器，其特征在于：所述的直波导的固有相位差为π/2或者π/2的奇数倍。

3.根据权利要求1所述的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的光路为：

首先光源产生的入射光经过起偏器变为线偏振光；起偏器通过保偏光纤与直波导连接，保偏光纤的快慢轴与直波导的TE、TM模偏振方向成45°对准，进入直波导的线偏振光被分解成两束振幅相等的正交偏振光；直波导输出端TE、TM模偏振方向与偏振分束器尾纤的快慢轴成45°对准；直波导的输出光通过偏振分束器，获得两个互补的干涉光；这两束干涉光分别顺次通过光电探测器和信号处理单元得到待测电场E和直波导固有相位差的偏置

4.根据权利要求1所述的一种基于双光路补偿的光波导电压传感器，其特征在于：所述的光学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。