8輸出端與所述金屬極板6 的正極電連接。
[0045] 所述任意函數(shù)電壓發(fā)生器7可產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)正弦、Ξ角、方波W及各類自定義函數(shù)波 形，頻率范圍為0-1G化，幅值范圍為0-100V;所述高壓放大器8可將輸入電壓幅值放大5000 倍。
[0046] 所述信號(hào)處理裝置包括標(biāo)準(zhǔn)分壓器10和多通道示波器9,所述多通道示波器9與所 述光電探測(cè)器4輸出端電連接，所述標(biāo)準(zhǔn)分壓器10輸入端與所述金屬極板6的正極電連接， 所述標(biāo)準(zhǔn)分壓器10輸出端與所述多通道示波器9電連接。
[0047] 所述標(biāo)準(zhǔn)分壓器10分壓比可調(diào);所述多通道示波器9各通道具有獨(dú)立觸發(fā)功能，采 樣率為200MHz。
[0048] 本發(fā)明實(shí)施例提供的電光晶體半波電場(chǎng)及響應(yīng)特性測(cè)量裝置中，所述起偏器2的 通光軸角度為45%將所述起偏器2和所述檢偏器3呈彼此正交設(shè)置，且所述起偏器2和所述 檢偏器3之間設(shè)置有四分之一波片13,用來調(diào)節(jié)固有相位的延遲。
[0049] 四分之一波片13是有一定厚度的雙折射單晶薄片。當(dāng)光法向入射透過時(shí)，尋常光 (0光)和非常光(e光)之間的位相差等于V2或其奇數(shù)倍，運(yùn)樣的晶片稱為四分之一波片。當(dāng) 線偏振光垂直入射四分之一波片13,并且光的偏振和云母的光軸面(垂直自然裂開面)成Θ 角，出射后成楠圓偏振光，特別當(dāng)Θ = 45°時(shí)，出射光為圓偏振光。
[0050] 妮酸裡晶體為單軸晶體，不同的通光方向和電壓方向的組合會(huì)導(dǎo)致電光調(diào)制的效 果有所差異，兩種典型的調(diào)制方式是橫向調(diào)制和縱向調(diào)制。
[0051] 對(duì)于低電壓的測(cè)量，橫向調(diào)制因?yàn)榭蒞通過改變晶體尺寸來調(diào)整感應(yīng)靈敏度，所 W更有優(yōu)勢(shì)，故本發(fā)明采用橫向調(diào)制方式來對(duì)電光晶體12進(jìn)行檢測(cè)，如圖3所示，圖3為本發(fā) 明實(shí)施例提供的一種對(duì)電光晶體進(jìn)行橫向調(diào)制的示意圖。將一塊妮酸裡晶體放在兩個(gè)彼此 正交的起偏器2和檢偏器3之間，采用橫向調(diào)制，電光晶體12的光軸(Z軸)方向與偏振方向成 45°通過在妮酸裡晶體和起偏器2之間增加四分之一波片13,調(diào)節(jié)使固有相位延遲 巧0% κ /2?
[0052] 如圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電光晶體半波電場(chǎng)及響應(yīng)特性測(cè)量裝置是基于 一次電光效應(yīng)原理設(shè)計(jì)，當(dāng)電光晶體12受外施電場(chǎng)作用時(shí)，通過晶體內(nèi)部的激光會(huì)受到外 施電場(chǎng)影響，發(fā)生雙折射現(xiàn)象，從而導(dǎo)致射出激光中的尋常光與非常光產(chǎn)生相位差，通過檢 偏器3將該相位差的變化轉(zhuǎn)化為直觀可見的激光光功率的變化即可監(jiān)測(cè)出該電光晶體12受 外施電場(chǎng)的作用情況，從而研究其各項(xiàng)電光特性。
[0053] 與本發(fā)明提供的一種電光晶體半波電場(chǎng)及響應(yīng)特性測(cè)量裝置實(shí)施例相對(duì)應(yīng)，本發(fā) 明還提供了一種電光晶體半波電場(chǎng)及響應(yīng)特性測(cè)量方法。包括W下步驟：
[0054] 步驟SlOl:電壓發(fā)生裝置輸出電壓，在電光晶體12兩端形成電場(chǎng)。
[0055] 其中，本步驟還包括，調(diào)節(jié)任意函數(shù)電壓發(fā)生器7,輸出所需電壓波形;設(shè)置所述任 意函數(shù)電壓發(fā)生器7輸出幅值與高壓放大器8放大倍數(shù)，得到電光晶體12兩端的電壓。
[0056] 步驟S102:激光源1輸出激光光束，通過起偏器2后入射至所述電光晶體12上，所述 電光晶體12在外部電場(chǎng)作用下折射率變化，出現(xiàn)感應(yīng)電光軸。
[0057] 步驟S103:調(diào)整所述起偏器2的通光軸角度，使入射激光的偏振面與所述感應(yīng)電光 軸成45°。
[0化引步驟S104:激光光束經(jīng)過電場(chǎng)調(diào)制，通過光纖傳送至光電探測(cè)器4。
[0059] 步驟S105:所述光電探測(cè)器4將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并輸出所述電壓信號(hào)。
[0060] 步驟S106:信號(hào)處理裝置測(cè)量接收到的所述電壓信號(hào)，并對(duì)所述電壓信號(hào)處理及 顯示。
[0061] 本步驟還包括:設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)分壓器10的分壓比；在多通道示波器9上監(jiān)測(cè)實(shí)際外施電 壓，并與所述電壓信號(hào)對(duì)比。
[0062] 由上述本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電光晶體半波電場(chǎng)及響應(yīng)特性測(cè)量方法可見，根 據(jù)實(shí)際待測(cè)電光晶體12的參數(shù)W及試驗(yàn)具體需要合理選擇外施電壓波形和電壓等級(jí)，同時(shí) 合理設(shè)置絕緣支柱5高度W及操作安全距離；調(diào)節(jié)任意函數(shù)電壓發(fā)生器7,使其輸出試驗(yàn)所 需電壓波形;合理設(shè)置高壓放大器8放大倍數(shù)與任意函數(shù)電壓發(fā)生器7輸出幅值，得到施加 在電光晶體12兩端的所需電壓;合理設(shè)置所述標(biāo)準(zhǔn)分壓器10的分壓比，監(jiān)測(cè)實(shí)際外施電壓， 實(shí)現(xiàn)與光電探測(cè)器4輸出信號(hào)的比對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)電光晶體12響應(yīng)特性W及半波電場(chǎng) 的測(cè)量。
[006引需要說明的是，在本文中，諸如"第一"和"第二"等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來將一 個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示運(yùn)些實(shí)體或操作之 間存在任何運(yùn)種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在 涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些 要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為運(yùn)種過程、方法、物品或者設(shè) 備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語(yǔ)句"包括一個(gè)……"限定的要素，并不排除 在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0064] W上所述僅是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本發(fā) 明。對(duì)運(yùn)些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可W在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會(huì)被限制于本文所示的運(yùn)些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電光晶體半波電場(chǎng)及響應(yīng)特性測(cè)量裝置，其特征在于，包括：電壓發(fā)生裝置、信 號(hào)處理裝置、兩個(gè)完全相同的金屬極板(6)和由光纖依次連接的激光源（1)、起偏器(2)、電 光晶體（12)、檢偏器(3)和光電探測(cè)器(4)，兩個(gè)所述金屬極板(6)水平方向上平行、且貼緊 所述電光晶體(12)的上下表面，其中一個(gè)所述金屬極板(6)接地，所述電壓發(fā)生裝置和所述 信號(hào)處理裝置均與另一個(gè)所述金屬極板(6)電連接，所述光電探測(cè)器(4)與所述信號(hào)處理裝 置電連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光晶體半波電場(chǎng)及響應(yīng)特性測(cè)量裝置，其特征在于，所述測(cè) 量裝置還包括高度可調(diào)的絕緣支柱(5)和光學(xué)隔振平臺(tái)（11)，所述絕緣支柱(5)-端面上設(shè) 置所述電光晶體（12)及所述金屬極板(6)，所述激光源（1)、起偏器(2)、絕緣支柱(5)、檢偏 器(3)和光電探測(cè)器(4)依次固定設(shè)置于所述光學(xué)隔振平臺(tái)（11)上，且所述激光源（1)、起偏 器(2)、檢偏器(3)、電光晶體(12)和光電探測(cè)器(4)的中心位于同一水平線上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光晶體半波電場(chǎng)及響應(yīng)特性測(cè)量裝置，其特征在于，所述電 壓發(fā)生裝置包括任意函數(shù)電壓發(fā)生器(7)和高壓放大器(8)，所述任意函數(shù)電壓發(fā)生器(7) 輸出端與所述高壓放大器(8)輸入端連接，所述高壓放大器(8)輸出端與所述金屬極板(6) 的正極電連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光晶體半波電場(chǎng)及響應(yīng)特性測(cè)量裝置，其特征在于，所述信 號(hào)處理裝置包括標(biāo)準(zhǔn)分壓器（10)和多通道示波器(9)，所述多通道示波器(9)與所述光電探 測(cè)器(4)輸出端電連接，所述標(biāo)準(zhǔn)分壓器（10)輸入端與所述金屬極板(6)的正極電連接，所 述標(biāo)準(zhǔn)分壓器(10)輸出端與所述多通道示波器(9)電連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光晶體半波電場(chǎng)及響應(yīng)特性測(cè)量裝置，其特征在于，所述起 偏器(2)的通光軸角度為45°，所述起偏器(2)和所述檢偏器(3)呈彼此正交設(shè)置，且所述起 偏器(2)和所述檢偏器(3)之間設(shè)置有四分之一波片（13)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光晶體半波電場(chǎng)及響應(yīng)特性測(cè)量裝置，其特征在于，所述電 光晶體(12)包括鈮酸鋰晶體。7. -種電光晶體半波電場(chǎng)及響應(yīng)特性測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟： 電壓發(fā)生裝置輸出電壓，在電光晶體(12)兩端形成電場(chǎng)； 激光源（1)輸出激光光束，通過起偏器(2)后入射至所述電光晶體（12)上，所述電光晶 體(12)在外部電場(chǎng)作用下折射率變化，出現(xiàn)感應(yīng)電光軸； 調(diào)整所述起偏器(2)的通光軸角度，使入射激光的偏振面與所述感應(yīng)電光軸成45°; 激光光束經(jīng)過所述電場(chǎng)調(diào)制成光信號(hào)，通過光纖傳送至光電探測(cè)器(4); 所述光電探測(cè)器(4)將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并輸出所述電壓信號(hào)； 信號(hào)處理裝置測(cè)量接收到的所述電壓信號(hào)，并對(duì)所述電壓信號(hào)處理及顯示。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電光晶體半波電場(chǎng)及響應(yīng)特性測(cè)量方法，其特征在于，所述電 壓發(fā)生裝置輸出電壓，在電光晶體(12)周圍形成電場(chǎng)，包括： 調(diào)節(jié)任意函數(shù)電壓發(fā)生器(7)，輸出所需電壓波形； 設(shè)置所述任意函數(shù)電壓發(fā)生器(7)輸出幅值與高壓放大器(8)放大倍數(shù)，得到所述電光 晶體(12)兩端的電壓。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電光晶體半波電場(chǎng)及響應(yīng)特性測(cè)量方法，其特征在于，所述信 號(hào)處理裝置測(cè)量接收到的電壓信號(hào)，包括： 設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)分壓器（10)的分壓比； 在多通道示波器(9)上監(jiān)測(cè)實(shí)際外施電壓，并與電壓信號(hào)對(duì)比。
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種電光晶體半波電場(chǎng)及響應(yīng)特性測(cè)量裝置及方法，包括電壓發(fā)生裝置、信號(hào)處理裝置、兩個(gè)完全相同的金屬極板和由光纖依次連接的激光源、起偏器、電光晶體、檢偏器和光電探測(cè)器，兩個(gè)所述金屬極板水平方向上平行、且貼緊所述電光晶體的上下表面，其中一個(gè)所述金屬極板接地，所述電壓發(fā)生裝置和所述信號(hào)處理裝置均與另一個(gè)所述金屬極板電連接，所述光電探測(cè)器與所述信號(hào)處理裝置電連接。本發(fā)明用于測(cè)量各種電光晶體的半波電場(chǎng)和響應(yīng)特性，對(duì)于研究光纖電壓傳感器具有十分重要的作用，為傳感器的材料選取、尺寸設(shè)計(jì)等提供重要理論支撐。測(cè)量方法直接有效，測(cè)量裝置便于搭建，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于推廣和應(yīng)用。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號(hào)】CN105486962
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610052560
【發(fā)明人】劉紅文, 王科
【申請(qǐng)人】云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2016年1月26日