利用单块硅酸铋晶体同时测量交流电压和电流

设计并实验实现了利用单块硅酸铋(Bi12SiO20,BSO)晶体同时测量交流电压和电流的传感方案,其光学传感单元仅由起偏器、BSO 晶体和检偏器组成。BSO 晶体兼有Pockels 电光效应和Faraday磁光效应,在起偏器和检偏器的主透光方向互相平行或互相垂直的情况下,输出光信号中同时包含被测电压和电流传感信号,其中电压传感信号为被测电压的倍频信号,而电流传感信号则与被测电流同频率,因而可以利用电子滤波器从光电检测信号中分离出电压与电流传感信号,从而实现电压和电流的同时测量。利用一块尺寸为6.04.02.9 mm3 的BSO 晶体,实验实现了6 A、200 V 范围内工频电流与电压的同时测量。     

基于偏硼酸钡晶体的电光补偿型光学磁场传感器

提出并实验验证了基于偏硼酸钡(β -BaB₂O₄,B BO)晶体的电光补偿型磁场传感器。磁场传感单元主要由单块BBO晶体和两个偏振器组成。 采用光强度调制的传感方式,被测磁 场和法拉第磁光效应引起的BBO晶体输出光强度变化可以由外加电压产生的电光强度调制 来补偿。在电光补偿后的输出光传感信号不变的条件下,可以通过测量外加补偿电压间接实 现磁场的测量。利用一块尺寸为4mm×4mm×20 mm的BBO晶体实验测 量了167 Gs范围内的 工频磁场,通过设置晶体主光轴与光传播方向的夹角为0.76°,可以 有效降低电光补偿电压,约为0.018 V·Gs －1,比以往的实验结果降低了约30倍。     

利用电致发光线的光学电压有效值传感器

利用电致发光(EL)线设计并实验研究了一种光学电压有效值传感器。所用EL线的主要材料为ZnS:Cu,在一定幅值的工频电压作用下,可产生中心波长约为525nm的可见光;将此EL用塑料光纤(POF)传输到光电探测器(PD),则PD的开路电压与被测电压有效值之间具有近似线性关系。对100～500V工频电压有效值进行了实验测量,其电压测量灵敏度约为10.8μV/V,非线性误差低于1.8%。实验测量了所用EL线的电致发光光谱、输入阻抗以及EL的温度特性。与以往基于Pockels电光效应的光学电压传感器不同的是,本文提出的电压传感器不需要工作光源,并具有结构简单、成本低等优点。     

使用同一晶体的电压、电流、电功率传感器

提出一种使用同一晶体测量电压、电流、电功率的光传感新原理,并在实验上作了验证.简单的分析表明,适宜这种原理的晶体点群只限有8组,它们具有电光效应、旋光性和法拉第旋转效应,适用于这种原理的实际晶体有石英和BSO(硅酸铋)晶体,BSO最适宜这种原理,这是因为它易于光学调整,并且有很好的温度稳定性,用石英和BSO晶体进行的实验表明,与理论的一致性很好.     

用于测量工频高电压的直波导电压传感器

介绍了一种用于测量工频电压的以Y切Z传钛扩散LiNbO_3基底直波导作为敏感元件的光学电压传感器,直波导电压传感器利用Pockels效应,将直波导的固有相位差调整至接近π/2,在不需要加1/4波片的条件下实现工频电压的线性传感。利用直波导可以直接耦合进光纤的特性,全部器件采用光纤连接,大大减少了光路空间,提高了光路的稳定性。分析了这种电压传感器的工作原理与输入输出特性,并对100~3000V的工频电压进行了测量。初步研究了其温度特性,在-40℃~60℃的温度范围内,变比误差达到5.29%。根据理论与测量分析,这种电压传感器可以用于工频高电压的测量。     

温度场、应力场对光学电压传感器影响的分析

以锗酸铋(BGO)晶体为传感材料,分析了由温度、SF6气体产生的温度场、应力场对晶体光学性质的影响,得到了温度场、应力场对光学电压传感器性能影响的规律,即由温度场产生的热光效应和在均匀状态下的SF6气体压应力对传感器性能没有影响。但由温度变化在晶体内产生的热应力引起的双折射相位延迟,却叠加在电光效应相位延迟上,且随温度变化,对传感器的稳定性产生影响。最后给出了传感器受温度影响的试验结果。     

电场干扰对光学电压互感器性能的影响

为了研究电场干扰对纵向调制结构光学电压互感器的影响,采用张量分析方法,从电光晶体相对逆介电张量入手,进行了仿真分析和实验验证,并根据光线分离实验结果,设计了光学电场传感器,传感器的幅值误差在2%以内.结果表明,外界干扰电场会导致电光晶体内两传输简正模发生光线分离,使得两束偏振光在检偏器处不能进行有效干涉,进而使得有效输出信号变小;当干扰电压为500V、光斑半径达到0.2mm时,磷酸二氢钾晶体干涉效率引起的误差可以达到0.3%;而当干扰电场强度小于105V/m时,锗酸铋晶体的干涉效率接近于1;干扰电场引起的互感器误差不仅与干扰电场大小有关,还与入射光束半径及传感晶体长度有关;选择具有较大光束半径的光源及减小传感晶体长度可以有效地降低干扰电场的影响.该研究成果将为光学电压互感器的设计提供一定的指导.     

BSO晶体电光效应的实验研究

本文研究了含有自然旋光的BSO晶体的电光效应,并采用自然旋光与电光相移相补偿的方法和调制度函数法测量了不同生长条件下BSO晶体的半波电压。     

光纤电压传感器的电光晶体与传感器设计

介绍了光纤电压传感器的敏感材料电光晶体,说明了它们的点群结构和电光特性,阐述了它们可能存在的旋光性、热光效应、热释电效应、自然双折射及其对电压测量精度的影响。指出BGO晶体是目前较理想的用作光纤电压传感器的敏感材料,并介绍了传感器的结构和设计。     

液晶光学相控阵相位调制特性测量

为了测试设计波长为1550 nm的液晶光学相控阵在633 nm波段的相位调制特性,采用泰曼格林干涉法和偏振光干涉法相结合的方法来进行测量。实验结果表明,液晶光学相控阵的相位延迟随灰度近似呈线性分布,在0~255的灰度范围内针对633 nm激光的实际相位调制在0~3.76π之间,在135~255的灰度范围内线性度良好,可以作为液晶的工作区域。由于液晶相位控制的准确性和精度是通过加载相应的灰度来实现的,因此测量相位延迟和灰度对应关系的研究对于液晶光学相控阵用于高精度光束偏转和跟踪有着重要价值。     

光纤通信仍然是最主要的传输技术

ITU组织的4年一度的国际电信博览会是通信领域规模最大的展览会 ,Telecom99又是国际电信博览会中规模最大的一次。本报告以参观Telecom99所了解的情况为基本内容 ,介绍了近年来光通信技术的发展情况 ,说明光纤通信仍然是最主要的传输技术。本报告从光纤通信设备和系统、光纤光缆、光器件、光仪表、工程施工及其它等几个角度介绍光纤通信在核心网方面的最新进展 ,光接入网的技术另有专题报告 ,本文不再赘述。     

光码分多址系统关键技术及其应用

阐述了光码分多址(OCDMA)系统的关键技术,分析了影响系统性能的几个主要问题,指出了OCDMA在光纤宽带接入,高速光纤局域网和ATM交换网等领域的应用前景。     

用于光纤通信的新型BOA电光开关结构的设计

本文提出了一种新型的ＢＯＡ（ＢｉｆｕｒｃａｔｉｏｎＯｐｔｉｑｕｅＡｃｔｉｖｅ）型电光开关结构。该结构采用了低传输耗损的ＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）材料和高注入效率的电学注入方法。本文根据双模干涉机理和等离子体色散效应分析了这种开关的电光调制机理，根据大注入效应和双注入效应分析了这种开关的电学性质；并根据大截面单模脊形波导理论和上述分析，对这种开关的结构参数和电学参数进行了优化设计，其开关电流密度为１０２Ａ／ｃｍ２量级。     

单模光纤微探头式光镊技术

通过对平端面和基于半球形自透镜端面的单模光纤微型探头光镊技术的研究．表明单模光纤微型探头式光镊系统结构简单、捕陷范围大、操纵灵活,可以适应更多的生物细胞和生物分子的光微操作需求．扩大了激光微操纵技术在生命科学中的应用范围。     

超高速大容量光通信技术的发展

本文结合光通信技术的最新发展动向,阐述了光纤、光缆、光器件和复用方式等方面的开发研究成果及其在光通信中的应用。     

自动交换光网络中的节点技术

本文首先通过对几个典型产品的描述，回顾了自动交换光网络节点技术的发展，然后归纳出自动交换光网络节点的功能要求和属性，之后，从不同方面对光节点进行分类整理，并重点论述光交叉连接器的六种基本结构以及一种多颗粒度的通用结构，最后综述了所涉及到的光电子器件，尤其是微机电系统（MEMS）光开关。     

基于光突发交换的下一代光互联网技术

给出了基于光突发交换的下一代光互联网技术的体系结构,然后从光突发数据格式、光突发的装配、光突发交换节点与网络结构、资源预留协议,以及数据信道调度算法等方面讨论了其核心技术问题.最后,简要地指出了下一代光互联网技术的未来研究方向和主要研究内容.     

市县HFC系统光端机的选择和使用

通过对两种光端机性价比的对比,阐述了网络工程中光端机的合理选择、选用原则以及光端机的使用、保养与维护。     

光学超分辨技术在高密度光存储中的应用

综述了超分辨技术的类别原理及光学超分辨的发展状况,并给出了超分辨光学头的结构和存储机理,重点论述了光学超分辨技术在光学头中的应用.     

有线电视网络光分路数设计的规律与思路

通过Excel设置的分光比计算模板对有线电视网络中光分路数的内在规律进行探析,从而明了有线电视网络中最佳光分路数随着光发射机输出功率与光接收机的输入电平的改变而改变,揭开了有线电视网络所传输的光链路总（或平均单路传输）距离所对应的最佳光分路数设计的规律与思路,恰当应用这一规律与思路,能有效地提高网络的性价比。