● 摘要
随着通信技术的飞速发展,日益恶劣的电磁环境会直接影响系统和设备的正常运行,因此电场强度的测量在电磁兼容方面占有重要地位。传统的电场测量方法存在体积大、抗干扰性差、影响被测电场分布等缺点。相对传统电场测量，新发展的光学测量具有抗干扰性好、体积小、对被测电磁场分布影响小等优势，但它同时也存在灵敏度不高的问题，这限制了它在对微弱信号侦测有较高要求的领域中的发展。在这种情况下,本文选取了光学电场传感器及其传感系统作为研究对象，希望能设计出一种具体高灵敏度的光学电场传感器。
本文介绍了电场传感器工作原理及系统模型。在晶体的电光效应，光学调制器的理论基础上，给出光波导电场传感器的一般性概念，为研究光波导电场传感器奠定了理论基础。为了提高光学电场传感器的灵敏度，借鉴了普通光纤通信系统模型，利用微环结构具有高Q值、谐振峰附近传输函数对波长变化敏感的特性，设计了一种新型的光学电场传感器结构，它主要由四端口耦合器和微环谐振器组成，该结构很大程度的提高了光学电场的灵敏度。
本文并研究了将电场传感器中的光信号转换为电信号的光探测器。光电探测器的带宽、响应度和噪声系数影响着光学电场传感器系统灵敏度和带宽。主要围绕光探测器的前置放大电路展开讨论，设计出一种具有低噪声，宽带宽的RGC形放大电路。
本文的最后，给出描述光学电场传感器性能的基本参数。分别对传感器系统的灵敏度，带宽和线性动态范围进行详细分析。经理论计算，所设计的光学传感器系统的灵敏度可达到10.5 , 3dB带宽为5.6GHz，线性动态范围为50 dB，达到设计的要求。
本课题的研究适用于空间电场的测量，为空间电磁环境的探测提供了新的思路，为空间连续电磁场分布的探测提供了可能，新型光学传感器结构的提出对其他光学技术的研究提供了有价值的参考
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