[发明专利]基于电光二次效应的空间强电场测量系统

摘要

本发明属于空间电场测量领域，针对传统空间电场测量技术中系统复杂，体积庞大，测量精度低等一系列不足，提供了一种基于二次电光Kerr效应的空间强电场测量系统。该系统在空间强电场测量下具体较高的精度和反应速度，可以实现多点同时测量，实现无损测量；包括激光发生器，用于发生激光；光路分束单元，用于将激光发生器输出的激光分为至少2束；Kerr传感器，接收光路分束单元分出的激光，使激光光束通过进行Kerr细胞单元后输出；光电探测器，探测Kerr传感器输出的光信号，并将其转换为电信号；以及信息采集处理单元，根据光电探测器输出的电信号，计算获得空间电场。 1

主权项

1.基于电光二次效应的空间强电场测量系统，其特征在于：包括激光发生器，用于发生激光；光路分束单元，用于将激光发生器输出的激光分为3束，对应设置3套Kerr传感器和光电探测器；Kerr传感器，接收光路分束单元分出的激光，使激光光束通过Kerr细胞单元后输出；所述Kerr传感器包括沿光路依次设置的起偏器、1/4波片Ⅰ、Kerr细胞单元、 1/4波片Ⅱ和检偏器；所述Kerr传感器还包括平行反射单元，所述平行反射单元设置在Kerr细胞单元两侧，将1/4波片Ⅰ发出的光束反射穿越Kerr细胞单元至少2次后进入1/4波片Ⅱ；所述起偏器与检偏器消光比为10000:1，偏振方向正交；所述Kerr细胞单元为充满碳酸丙烯酯液体的无气泡密闭玻璃体，所述玻璃体腔内的横截面积10×15mm2，长度30mm；光电探测器，探测Kerr传感器输出的光信号，并将其转换为电信号；以及信息采集处理单元，根据光电探测器输出的电信号，通过下式计算空间电场强度：上式中，ε0、ε1分别为空气中介电常数和Kerr细胞液介电常数；E由下式推算：上式中I为光电探测器接收光强，I0为经过Kerr细胞入射光强，L为Kerr细胞单元长度，K为平行反射单元反射光路转向次数，E为Kerr细胞单元中电场强度，B为细胞液Kerr常数。