题目：基于电致旋光效应的电压传感器

本文主要研究基于电致旋光效应的光学电压传感器。和传统的基于Pockels效应的电压传感器相比，在效应原理上电致旋光效应温度稳定性好；电致旋光电压传感器光路结构简单(不需 波片)、线性测量范围大。本文对电致旋光效应和基于此种效应的应用作了综述，并介绍了电致旋光效应的基本原理。电致旋光电压传感器结构包括起偏器、检偏器和传感晶体。本文完成了传感系统的光路设计，选择了合适的光学器件和材料，完成了传感头的制作；对信号处理流程进行了详细分析，得到了被测电压和输出信号的关系；设计了检测电路，并分析了电路的带宽和灵敏度，完成了电路仿真，制作了PCB板，完成了传感器的信号检测单元。用完成的电致旋光电压传感器，测量了5000V内的交流电压有效值，测量的非线性误差为0.2%；在635nm波长下，测量了国产钼酸铅晶体的电致旋光系数， =1.03×10-12m/V；测量了100kHz的信号，最小可测量的电压为0.5V。本文对电致旋光电压传感器进行了温度性能实验，在-40℃-+60℃的温度范围内，传感器输出信号变化约为14%；本文还对电致旋光电压传感器进行了频率响应实验，在20kHz-100kHz的频率范围内，随着频率的增加输出信号变大。本文的研究为基于钼酸铅晶体的电致旋光电压传感器的研制开发奠定了实验基础。