[发明专利]光学式电压传感系统及相应迭代解调方法

权利要求书

1.一种光学式电压传感系统，包括：

光源（8），用于发出一光束；

传感光学模块（1），包括：

起偏器（41），用于将从输入端输入的所述光束分为参考光和传感光，其中所述传感光为线偏振光；

1/4波片（5），用于将所述传感光分成偏振方向正交的两束线偏振光，

传感晶体（6），被放置为使其通光方向与电场垂直，使穿过该传感晶体（6）的两束线偏振光产生与电场相关的相位差；

检偏器（42），使从所述传感晶体输出的两束线偏振光产生干涉，从而将携带有电场信息的传感光输出；

光信号处理模块（7），用于利用所述参考光和所述携带有电场信息的传感光确定所述电场信息；以及

光纤，用于连接所述光源、所述传感光学模块以及所述光信号处理模块。

2.根据权利要求1所述的光学式电压传感系统，其中所述传感光学模块（1）还包括：位于所述起偏器（41）的输入端侧的第一准直器（31）、位于所述起偏器的侧面的第二准直器（32）和位于所述检偏器的输出端侧的第三准直器（33）。

3.根据权利要求2所述的光学式电压传感系统，其中所述光纤包括连接在所述光源（8）与所述第一准直器（31）之间的第一光纤（21），连接在所述第二准直器（32）与所述光信号处理模块（7）之间的第二光纤（22），以及连接在所述第三准直器（33）与所述光信号处理模块（7）之间的第三光纤（23）。

4.根据权利要求1所述的光学式电压传感系统，其中所述起偏器（41）的偏振方向为横向，所述检偏器（42）的偏振方向为纵向。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学式电压传感系统，其中所述光信号处理模块（7）包括：

第一探测器（72），用于探测所述参考光的光强；

第二探测器（73），用于探测所述携带有电场信息的传感光的光强；

数据处理单元，用于根据所述参考光的光强和所述携带有电场信息的传感光的光强确定电场的信息。

6.一种利用权利要求1所述的光学式电压传感系统的迭代解调方法，包括：利用以下公式计算被测电压V：

V=Vmsinωt=Vππarcsin(kba-1)---(1)]]>

其中，V_m为电压的最大幅值，ω为电压变化的角速度，V_π为所述传感晶体的半波电压；其中I₁是所述参考光的光强，I₂携带有电场信息的传感光的光强，a_DC是a的平均值，bx是b的平均值。

7.根据权利要求6所述的方法，其中其中，λ为所述光束的光波长，n₀为传感晶体的折射率，l为传感晶体通光方向的长度，d为传感晶体沿施加电压方向的厚度，γ₄₁是传感晶体材料的线性电光系数。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述k值在1秒到1分钟的时间周期内对数据求平均计算得到，然后代入公式（1）中循环计算电压值。