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申请/专利权人：西安交通大学

摘要：一种基于晶体长度调制相位的电光型电场传感器，外壳内部放置铌酸锂晶体；外壳两侧几何中心各一个孔连接天线；外壳前后部分分别固定起偏器和检偏器；所述起偏器前端设置准直扩束透镜，准直扩束透镜前端连接A保偏光纤，A保偏光纤前端是前端光源输入接头；所述检偏器后端设置准直耦合透镜，准直耦合透镜后端连接B保偏光纤,B保偏光纤后端是末端光源输出接头；所述铌酸锂晶体的长度根据静态工作点位置设计，常光和异光在锂酸铌晶体中传输时其相位差和晶体长度之间存在的正弦变化关系；根据正弦变化关系调制铌酸锂晶体长度实现静态工作点的调节，省略了波片的使用，精简了光路结构，传感器具有良好的线性度。其介入测量时对待测电场的影响极小。

主权项：1.一种基于晶体长度调制相位的电光型电场传感器，包括外壳13，其特征在于，外壳13内部放置铌酸锂晶体6；外壳13两侧几何中心各一个孔连接天线12；外壳13前后部分分别固定起偏器5和检偏器7；所述起偏器5前端设置准直扩束透镜4，准直扩束透镜4前端连接A保偏光纤3，A保偏光纤3前端是前端光源输入接头2；所述检偏器7后端设置准直耦合透镜8，准直耦合透镜8后端连接B保偏光纤9,B保偏光纤9后端是末端光源输出接头10；所述铌酸锂晶体6的长度根据静态工作点位置设计，常光和异光在铌酸锂晶体6中传输时其相位差和晶体长度之间存在的正弦变化关系为： 公式中，为偏振光在出射面上所产生的相位差，L表示铌酸锂晶体6的长度，λ为偏振光波长，no为寻常光在晶体中的折射率，ne为异光在晶体中的折射率，γ33，γ13分别为晶体不同方向上的电光系数，E为所加电场强度；其中，光源1的输出光通过前端光源输入接头2向A保偏光纤3传输，A保偏光纤3保证偏振光的方向不变；经过A保偏光纤3偏振光由准直扩束透镜4入射到起偏器5；起偏器5偏振角度为45°；由起偏器5输出的偏振光经过铌酸锂晶体6，通过检偏器7、准直耦合透镜8由B保偏光纤9传输至末端光源输出接头10；由起偏器5输出的偏振光经过铌酸锂晶体6，会发生双折射现象，每一束单方向的偏振光都会产生一束常光和一束异光；常光和异光在铌酸锂晶体6中传输时其相位差和晶体长度之间存在正弦变化的关系；因此通过调制不同长度的铌酸锂晶体6长度省去波片的使用，减小传感器体积；通过检偏器7滤去铌酸锂晶体6中出射光中多余的光束；此时，同方向可透过检偏器7的光束中常光和异光部分发生干涉；干涉产生的光通过准直耦合透镜8将其送入B保偏光纤9中；B保偏光纤9中的干涉光经过末端光源输出接头接入光电检测模块11对输出光强进行检测；当传感器工作在静态工作点时，通过调制铌酸锂晶体6长度，从铌酸锂晶体6中出来的光具有固定的相位差；随着铌酸锂晶体6两侧所加电场的增大，干涉输出光光强也会线性增大；通过将光信号转换成电信号进行测量便得到电场与光强之间的关系，从而实现电场测量的功能。

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