[发明专利]一种纵向调制互易型光学电压传感器

权利要求书

1.一种纵向调制互易型光学电压传感器，包括通过保偏光纤连接的传感单元和光路单元，所述光路单元包括依次连接的光源、环形器、Y波导调制器和偏振光分束器，所述环形器还通过光电探测器与信号处理单元连接，其特征在于： 

所述传感单元包括45°法拉第旋光器、金属电极和电光晶体，所述45°法拉第旋光器的一端通过保偏光纤与光路单元的偏振光分束器连接，其另一端与电光晶体的一个通光面连接，该通光面上先镀有一透明导电膜、再粘贴一金属电极，该金属电极上设有供光束通过的光孔；所述电光晶体的另一通光面上先镀有一反射膜、再粘贴一金属电极。 

2.根据权利要求1所述的纵向调制互易型光学电压传感器，其特征在于： 

所述电光晶体的通光方向与传感单元的通电场方向相平行。 

3.根据权利要求1所述的纵向调制互易型光学电压传感器，其特征在于：所述电光晶体为锗酸铋晶体沿感应主轴方向进行定向切割而成的圆柱体结构。 

4.根据权利要求1所述的纵向调制互易型光学电压传感器，其特征在于： 

所述光源发出的光经过环形器后进入Y波导调制器，分成两束偏振光，其中一束旋转90°后与另一束一同进入偏振光分束器沿着保偏光纤的两个传输模式传输；所述偏振光分束器将两束偏振光调整成正交线偏振光后通过保偏光纤传至传感单元的45°法拉第旋光器，正交线偏振光经过45°法拉第旋光器后偏振方向旋转了45°，然后通过金属电极上的通光孔和透明导电膜进入电光晶体，沿着电光晶体的两个感应主轴方向传播，被反射膜反射后再次经过电光晶体、透明导电膜和金属电极上的通光孔后传至45°法拉第旋光器，正交线偏振光的偏振方向再次旋转45°，实现了正交线偏振光的模式互换，并且携带有总相位差的正交线偏振光沿原光路返回，在Y波导调制器中发生干涉后，经过环形器进入光电转换器将光信号转换为电信号，并由数字信号处理器进行信号处理后输出。 

5.根据权利要求4所述的纵向调制互易型光学电压传感器，其特征在于： 

所述传感单元在电场的作用下，使正交线偏振光通过电光晶体后产生相位差该正交线偏振光经反射膜反射再次通过电光晶体后再次产生相位差累计产生总相位差为2所述相位差通过下式求得： 

其中，λ是入射光波长，n₀是电光晶体的折射率，γ₄₁是电光晶体的电光系数，U是加在电光晶体上的电压。 

6.根据权利要求1所述的纵向调制互易型光学电压传感器，其特征在于：所述信号处理单元包括模数转换器、数模转换器和中央处理器。