[发明专利]一种直通光路线性光学电流传感器及电流检测方法

权利要求书

1.一种直通光路线性光学电流传感器，其特征在于，包括：依次设置于同一光路上的光源、准直器、起偏器、第一导磁板、磁光薄膜、第二导磁板以及径向检偏光栅；所述第一导磁板的设置于一开气隙的集磁环气隙开口的一侧，所述第二导磁板的设置于该集磁环气隙开口的另一侧；还包括一穿过所述集磁环的载流导线。

2.根据权利要求1所述的一种直通光路线性光学电流传感器，其特征在于，所述集磁环气隙小于15mm，且磁场分布均匀。

3.根据权利要求1所述的一种直通光路线性光学电流传感器，其特征在于，所述第一导磁板以及所述第二导磁板均为方形铁片；所述第一导磁板以及所述第二导磁板对应开设有相同尺寸的通光孔。

4.根据权利要求1所述的一种直通光路线性光学电流传感器，其特征在于，所述径向检偏光栅为圆形，内径为4mm，外径为5mm；光栅栅条为铝金属，间距为50nm。

5.一种基于权利要求1所述的一种直通光路线性光学电流传感器的电流检测方法，其特征在于，光信号从所述光源经所述准直器后得到平行光；所述平行光经过所述起偏器得到线偏振光；所述线偏振光通过所述第一导磁板上的通光孔后，射入到所述磁光薄膜上；线偏振光的偏振面在所述载流导线电流磁场的作用下产生旋转，产生一旋转角；线偏振光通过所述第二导磁板上的通光孔到达所述径向检偏光栅，经径向检偏后得到一个形状固定的光斑；该光斑与所述旋转角同步旋转，通过测出该光斑的旋转角度即可得到所述载流导线中的待测电流值。

6.根据权利要求5所述的一种直通光路线性光学电流传感器的电流检测方法，其特征在于，所述旋转角的大小是电流磁场强度、通光长度及磁光薄膜费尔德常数的线性函数。

7.根据权利要求5所述的一种直通光路线性光学电流传感器的电流检测方法，其特征在于，所述径向检偏光栅的琼斯矩阵为：

$GT=t_{\mathrm{\β}}\·e^{i\mathrm{\η}}\left(\begin{array}{cc}{\sin }^2\mathrm{\β}& -sin\mathrm{\β}cos\mathrm{\β}\\ -\sin \mathrm{\β}cos\mathrm{\β}& {\cos }^2\mathrm{\β}\end{array}\right)$

其中，t_β表示透射光切向的振幅，η表示透射光径向和切向方向的相位延迟，β为光栅的旋转角。