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光电压传感器NXVT原理如何?

光电压传感器NXVT原理如何?

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光电压传感器NXVT原理如何?
某些透明的光学介质(也称压电晶体)在没有外加电场作用和时是各向同性的,但如果在外加电场作用下,晶体将变为各向异性的双轴晶体,从而导致其折射率和通过晶体的偏振光特性发生变化,产生双折射,使一束光变为两束相位不同(因两束光的传播速度不同)的直线偏振光。这种描述电场对透明晶体影响的电光效应,就被称为泡克尔斯效应。泡克尔斯效应电压传感器的原理如图8-19所示。

从外加电压与光线的方向来讲,一般有横向调制型和纵向调制型两种,横向调制型的外加电场方向与通光方向垂直,纵向调制型的外加电场方向与通光方向平行。
NXVT采用的是横向调制型,它通过与X、Y两轴承45度的线性偏振光(经起偏器后得来)入射并通过石英晶体后形成两个基本的模式光成对出现,石英的压电特性,即光线在离开没有场强存在的石英晶体时,由于在X、Y两个偏振面上的光以相同的速度传播,因此从X、Y两轴所形成的平面上看偏振光是圆的,而有场强存在时,由于光在晶体中X、Y两轴传播的速度不同,在离开石英晶体时发生双折射偏振成为椭圆。因此将泡克尔斯元件置于互相正交的偏光镜和检偏镜之间,由于入射到泡克尔斯元件上的直线偏振光在外加电压下变为椭圆偏振光,通过元件出来的光,透过检偏镜,如此偏振光通过一定厚度并具有固定电场的晶体后,即会在电场的作用下使两束光产生相位差。这样一个高精度的,线性表示的电场就能从两束光的相位差或椭圆的变数测量中被得到。
双折射后两束光的相位差与外加电压U有如下关系

式中λ——光波长度;
——晶体折射率;
——晶体通光方向的长度;
——晶体的厚度;
    ——晶体的电光系数;
——晶体的半波电压(由普科尔斯效应引起的双折射光束产生相位差所需外加电压)。


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