[发明专利]一种高精度谐振式光学电压传感及检测方法

权利要求书

1.一种高精度谐振式光学电压传感器，其特征在于，包括窄线宽激光光源、Y波导、BGO晶体、双探测器和信号检测电路；

窄线宽激光光源、Y波导、BGO晶体和双探测器通过保偏光纤依次连接，双探测器再连接信号检测电路；选用带有自聚焦透镜的准直器对入射和出射BGO晶体的光进行准直，准直器共有4个，其中2个熔接在BGO晶体与Y波导之间的保偏光纤尾部，另外2个熔接在BGO晶体与双探测器之间的保偏光纤头部，且4个准直器均与BGO晶体连接；

BGO晶体的入射面和出射面均镀有高反射率膜，构成一个高反射率的法布里-珀罗谐振腔；

光在所述的光学电压传感器中的传递过程为：

由窄线宽激光光源发出的光经Y波导完成起偏和分束，成为两束沿y方向振动的等能量线偏振光E_U和E_T；两束线偏振光E_U和E_T沿保偏光纤分别经准直器传播进入BGO晶体谐振腔，经BGO晶体谐振腔透射后，转换成两束干涉光，再经过准直器进入双探测器，双探测器将两束干涉光的光强信号转换为电信号，再送入信号检测电路，检测两束线偏振光的谐振频差。

2.根据权利要求1所述的一种高精度谐振式光学电压传感器，其特征在于，所述的两束线偏振光E_U和E_T进入BGO晶体谐振腔，经过高反射率膜得到该BGO晶体谐振腔的清晰度F，具体过程为：

首先，线偏振光E_T经过的准直器，该准直器的自聚焦透镜在与保偏光纤熔接时熔接点成90°，线偏振光E_T在经准直器进入BGO晶体后振动方向在xy平面内旋转90°，旋转后线偏振光E_T沿x方向振动；线偏振光E_U经过另一个准直器进入BGO晶体，沿y方向振动；

然后，在BGO晶体上外加x方向的电压，使BGO晶体沿y方向产生折射率变化量，线偏振光E_U产生Pockels效应；随着两束线偏振光E_U和E_T在BGO晶体谐振腔内的往返，累积Pockels效应差；

最后，通过BGO晶体入射面和出射面镀有的高反射率膜，计算该BGO晶体谐振腔的清晰度F：

μ是指光在谐振腔内由入射面到出射面或由出射面到入射面的损耗；r₁是指BGO晶体入射面反射膜的反射率；r₂是指BGO晶体出射面反射膜的反射率。