[发明专利]晶体型压力、应力或加速度传感器及光学测量方法

权利要求书

1.一种光学晶体型压力、应力或加速度传感器，其特征在于，包括光学传感单元和信号处理与调制控制单元；光学传感单元包括：激光二极管准直光源、起偏器、传感元件、检偏器和光电探测器；信号处理与调制控制单元包括：信号处理电路、电压比较器、调制电压控制器和输出显示单元；传感元件为兼有电光效应和弹光效应的-43m和23点群的立方晶体，立方晶体的上表面为(111)晶面；设被测的压力、应力或者加速度对应的应力为P，待测应力P作用方向垂直于立方晶体（111）晶面；

激光二极管准直光源发出的光，经起偏器起偏为偏振方向与晶体[111]晶向成45°角的线偏振光，线偏振光沿平行于晶体(111)晶面的方向入射晶体，则线偏振光因晶体双折射产生的相位延迟变成椭圆偏振光；椭圆偏振光经检偏器，输出的光信号被光电探测器探测转换为电信号输出给信号处理电路，信号处理电路对电信号进行降噪处理和检测，得到电压U_o；信号处理电路将电压U_o输入电压比较器，在电压比较器中与参考电压U_om比较，输出电压偏差量ΔU给调制电压控制器；调制电压控制器根据电压偏差量ΔU调制施加在立方晶体上下面的电压U，使得ΔU=0，此时施加在立方晶体上下面的电压U对应产生的电场E₀为：

E0=-6p44s44P/(3r41)]]>

调制电压U经过输出显示单元变换和显示，作为传感器的输出信号，根据U进一步得到待测应力P。

2.根据权利要求1所述的光学晶体型压力、应力或加速度传感器，其特征在于，所述的传感元件采用闪烁锗酸铋（Bi₄Ge₃O₁₂）晶体、闪烁硅酸铋（Bi₄Si₃O₁₂）晶体、锗酸铋（Bi₁₂GeO₂₀,）晶体、硅酸铋（Bi₁₂SiO₂₀）晶体或者钛酸铋（Bi₁₂TiO₂₀）晶体。