基于BGO晶体的电场测量方法研究

发布时间：2024-05-14 22:46

　　电场测量在工程实践中有重要的应用。光学电场传感器弥补了传统电荷感应式电场传感器的固有缺陷,具有广阔的发展前景。为了提高光学电场传感器的测量精度,本文以BGO晶体Pockels光学传感器为研究对象,借助线性电光效应耦合波理论对传感器装调过程中的多项设计参数进行了仿真计算和参数优化。在此基础上,搭建了光学电场传感器测量装置,标定了光学电场传感器的参数,并进行了初步的电场测量实验。本文的研究结果为提高BGO晶体光学传感器的测量精度提供了理论依据和调试指导。主要研究成果如下:1、研究了线性电光效应耦合波理论内容,并运用MATLAB软件编写了相关计算程序。分析了传感器装置结构并建立了数学模型,利用折射率椭球理论验证了耦合波理论程序计算的正确性,为后续对传感器的仿真计算打下了基础。2、光学电场传感器装置中,晶体通光方向和偏振片的透光轴位置直接影响了传感器的调制深度。计算了不同入射光方向,偏振片透光轴的最佳方向,使传感器获得最大的调制深度,提高了传感器的灵敏度和分辨率。并考虑了偏振片在透光轴方向标定过程中的角度偏差对传感器输出信号的影响。3、在环境因素干扰下,外电场方向的变化会影响传感器的输出信号。...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 电场测量方法研究现状
    1.3 光学电场传感器研究现状
    1.4 主要研究内容
第二章 线性电光效应的耦合波理论
    2.1 电光效应理论基础
    2.2 线性电光效应耦合波理论推导
    2.3 耦合波理论的验证
第三章 光学电场传感器参数优化
    3.1 光学电场传感器装置
    3.2 光学电场传感器数学模型
    3.3 光学电场传感器设计参数优化
        3.3.1 偏振片透光轴方向对传感器测量的影响
        3.3.2 偏振片标定角度偏差对测量的影响
        3.3.3 外电场方向变化对传感器测量的影响
        3.3.4 光路非垂直入射对传感器测量的影响
        3.3.5 三维电场方向测量方法
    3.4 本章小结
第四章 光学电场传感器实验测量
    4.1 光学电场传感器实验装置搭建
        4.1.1 偏振片透光轴和λ/4波片光轴方向的标定
        4.1.2 偏振片透光轴最佳方向的确定
    4.2 光学电场传感器标定
        4.2.1 光学电场传感器标定条件
        4.2.2 光学电场传感器标定结果
    4.3 光学电场传感器实验测量
        4.3.1 仪器参数对测量结果的影响
        4.3.2 光学电场传感器测量结果
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的成果情况



本文编号：3973525