電場測量在工程實踐中有重要的應用。光學電場傳感器彌補了傳統(tǒng)電荷感應式電場傳感器的固有缺陷,具有廣闊的發(fā)展前景。為了提高光學電場傳感器的測量精度,本文以BGO晶體Pockels光學傳感器為研究對象,借助線性電光效應耦合波理論對傳感器裝調過程中的多項設計參數(shù)進行了仿真計算和參數(shù)優(yōu)化。在此基礎上,搭建了光學電場傳感器測量裝置,標定了光學電場傳感器的參數(shù),并進行了初步的電場測量實驗。本文的研究結果為提高BGO晶體光學傳感器的測量精度提供了理論依據(jù)和調試指導。主要研究成果如下:1、研究了線性電光效應耦合波理論內容,并運用MATLAB軟件編寫了相關計算程序。分析了傳感器裝置結構并建立了數(shù)學模型,利用折射率橢球理論驗證了耦合波理論程序計算的正確性,為后續(xù)對傳感器的仿真計算打下了基礎。2、光學電場傳感器裝置中,晶體通光方向和偏振片的透光軸位置直接影響了傳感器的調制深度。計算了不同入射光方向,偏振片透光軸的最佳方向,使傳感器獲得最大的調制深度,提高了傳感器的靈敏度和分辨率。并考慮了偏振片在透光軸方向標定過程中的角度偏差對傳感器輸出信號的影響。3、在環(huán)境因素干擾下,外電場方向的變化會影響傳感器的輸出信號。...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 電場測量方法研究現(xiàn)狀
    1.3 光學電場傳感器研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內容
第二章 線性電光效應的耦合波理論
    2.1 電光效應理論基礎
    2.2 線性電光效應耦合波理論推導
    2.3 耦合波理論的驗證
第三章 光學電場傳感器參數(shù)優(yōu)化
    3.1 光學電場傳感器裝置
    3.2 光學電場傳感器數(shù)學模型
    3.3 光學電場傳感器設計參數(shù)優(yōu)化
        3.3.1 偏振片透光軸方向對傳感器測量的影響
        3.3.2 偏振片標定角度偏差對測量的影響
        3.3.3 外電場方向變化對傳感器測量的影響
        3.3.4 光路非垂直入射對傳感器測量的影響
        3.3.5 三維電場方向測量方法
    3.4 本章小結
第四章 光學電場傳感器實驗測量
    4.1 光學電場傳感器實驗裝置搭建
        4.1.1 偏振片透光軸和λ/4波片光軸方向的標定
        4.1.2 偏振片透光軸最佳方向的確定
    4.2 光學電場傳感器標定
        4.2.1 光學電場傳感器標定條件
        4.2.2 光學電場傳感器標定結果
    4.3 光學電場傳感器實驗測量
        4.3.1 儀器參數(shù)對測量結果的影響
        4.3.2 光學電場傳感器測量結果
第五章 總結與展望
    5.1 工作總結
    5.2 工作展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的成果情況



本文編號：3973525