题目：基于双光路补偿的直波导电压传感器

在电力系统中，电压传感器主要用于测量和保护，光学电压传感器利用光学材料的物理性质来敏感电压，利用光纤传输信号，不但电气绝缘性好，而且还具有体积小、自重轻、动态范围宽、测量精度高、抗电磁干扰能力强、响应速度快、测量频带宽、不存在磁饱和等一系列优点，能有效克服传统式电压传感器的固有缺陷，在国内外受到了广泛的关注，具有良好的发展前景。

本论文依据晶体光学、偏振光学等理论基础，根据LiNbO3直波导的特性，提出了一种基于Pockels效应，以LiNbO3直波导为敏感元件的光学电压传感器方案。主要从以下几个方面开展了研究：

一、对光学电压传感器的发展现状作了较全面的阐述，充分肯定了传统电磁式电压传感器的诸多优点，同时也指出了其不足之处，指出了当前光学电压传感器所面临的主要问题以及其发展趋势。

二、直波导电压传感器工作原理研究。直波导电压传感器主是是利用Pockels效应,敏感元件为Y切Z传钛扩散LiNbO3基底直波导，通过对LiNbO3晶体的Pockels效应进行数学推导，引申出LiNbO3直波导的各项参数计算，对直波导的各项参数进行了分析。

三、直波导电压传感器的光路系统设计。根据Pockels效应，对直波导电压传感器的光路进行设计与阐述。对光路进行损耗计算，并选择合适的光源、起偏器、偏振分束器与光电探测器。为了保护直波导并将其方便的固定在平行板电极上，为直波导设计了封装保护。

四、双光路补偿信号处理电路的设计。将传感器输出两路电场矢量互相垂直的线偏振光，分别用两路光纤传输，由两个光电探测器实现光电转换，然后对两路信号进行运算处理，从而消除温度的影响。其中包括低通滤波器、差分放大器和除法电路的设计。

五、直波导电压传感器实验研究。设计实验对直波导电压传感器进行研究，包括直波导固有相位差测量实验、常温下传感器输入输出特性实验、全温下传感器特性测量实验。根据目前的实验结果，直波导的固有相位差与温度存在一定的关系，这影响整个测量系统的稳定性。