线性双折射对光学玻璃电流传感器输出特性影响的理论分析

对线性双折射及入射起偏角对光学玻璃电流传感器输出特性的影响进行了理论推导与分析,给出了光学玻璃电流传感器在非理想状态下线性双折射对输出电压的调制函数的数学表达式,并给出了入射起偏角对系统影响的数学表达式及其对系统有无影响的条件.结果表明,线性双折射会以Sa(δ)函数(抽样函数)的形式调制理想光学玻璃电流传感器输出信号的尺度因子,同时以－sin２(δ／2)为影响因子决定入射起偏角对系统影响的大小;当入射起偏角取某些特殊值时其对系统的影响为零.该工作结果对于光学玻璃电流传感器的研究、设计具有一定的理论参考意义.     

保偏反射膜温度特性对BGOCT灵敏度影响的理论研究

采用琼斯矩阵方法对保偏膜反射相移温度特性对块状光学电流互感器（BGOCT）灵敏度的影响作了理论研究,结果表明,当温度从5.3℃变化到39℃时,表征系统灵敏度的归一化尺度因子会在一定范围内变化.表明镀制于光学玻璃电流传感头上的保偏膜反射相移温度特性影响光学电流传感器的稳定性.因此,在实际系统设计中对光学玻璃电流传感头应采取必要的温度控制或补偿措施.     

测量光学玻璃电流传感头线性双折射的新方法

线性双折射是光学(含光纤)电流传感头的重要光学参量之一,会明显影响光学电流传感器的性能,因此测量光学传感头内线性双折射的大小对于提高光学电流传感器的性能有重要意义.本文报道了一种测量光学玻璃电流传感头线性双折射的新方法,以琼斯矩阵为数学工具给出了对该方法的理论分析及测量不确定度分析,并用实验方法给出了应用实例.此方法的主要优点是弥补了以前报道过的两种测量方法暴露出的无法唯一地确定光学玻璃电流传感头线性双折射的大小,或虽然能测定双折射大小,但测量不确定度较大的不足.实验结果表明:本方法可明显地提高测量准确度.     

线性双折射色散对OCS灵敏度影响的理论研究

以琼斯矩阵为数学工具,利用理论分析和计算机仿真的方法研究了线性双折射的色散特性及其对光学电流传感器灵敏度的影响. 在光学电流传感器系统中,光源的驱动电流与环境温度改变,都会造成光源峰值波长移动. 由于光学玻璃材料线性双折射的色散特性,会使光学电流传感器的灵敏度随光源波长的变化而改变. 研究结果表明,线性双折射的色散特性会对输出曲线的尺度因子产生影响,但是影响很小可以忽略. 本研究结果可为光学电流传感器的研究设计人员提供有用的参考.     

延迟片法测量光学玻璃电流传感头线性双折射

测量光学传感头内线性双折射的大小对于提高光学电流传感器的性能有重要意义.本文报告了一种测量光学玻璃电流传感头线性双折射的新方法,以琼斯矩阵为数学工具给出了对该方法的理论分析及测量不确定度分析,并用实验方法给出了应用实例.此方法的主要优点是弥补了以前报告测量方法的不足,即无法唯一地确定光学玻璃电流传感头线性双折射的大小.本方法采用的光路所用元件容易获得且测量结构简单实用.     

反射相差对光学玻璃电流传感器测量灵敏度和稳定性的影响

在光学玻璃电流传感器中，如果在光线反射转向时的光的ｐ，ｓ分量之间引入反射相差，则会降低传感器的测量灵敏度和稳定性，本文对这种影响进行了理论上的分析，并给出了数值模拟的结果。     

反射相移对光学玻璃电流传感器抗电磁干扰能力的影响

在光学玻璃电流传感器中，如果光线反射转向时在光的ｐ，ｓ分量之间引入反射相移，则会对该传感器的抗电磁干扰能力产生不良影响，本文对这种情况进行了理论上的分析，并给出了数值模拟和实验的结果。     

光电子技术与器件 光学传感、传感器

TM452.932006010555线性双折射对法拉第镜式光学电流互感器输出影响的理论分析=Theoretical analysis of the effects of linear bire-fringence on the output of a Faraday mirror-typed opticalcurrent transformer[刊,中]/王政平(哈尔滨工程大学理学院.黑龙江,哈尔滨(150001)),刘晓瑜…∥哈尔滨工程大学学报.—2005,26(5).—688-692从理论上推导并分析了线性双折射及入射起偏角对法拉第镜式光学玻璃电流互感器输出特性的影响,给出了法拉第镜式光学玻璃电流互感器在非理想状态下线性双折射及入射起偏角对系统输出电压的调制函数的数学…     

光学电流互感器传感头色散特性对系统灵敏度影响研究

以琼斯矩阵为数学工具,利用理论分析和计算机仿真的方法研究了块状玻璃光学电流互感器传感头的色散特性对系统灵敏度的影响,并进行了实验验证.在光学电流互感器系统中,光源的驱动电流与环境温度改变,都会造成光源峰值波长移动.而在传感头中主要是由单层保偏反射膜的反射相移、光学玻璃的Verdet常数以及光学玻璃内的线性双折射这三个因素的色散特性,使得光学电流互感器的灵敏度随光源波长的变化而改变.研究结果表明,这种色散特性会对输出曲线的尺度因子产生明显的影响.因此,光源的恒温控制与光源驱动电流的恒流控制是必要的.本研究结果可为光学电流互感器的研究设计人员提供有用的参考.     

光学玻璃电流互感器中互易性问题的理论研究

针对“折返式光路在可使Faraday效应加倍的同时消除线性双折射的影响”的说法,导出了具有折返光路的正交共轭反射式（OCR式）、直接反射式（DR式）及屋脊棱镜反射式（RPR式）光学电流传感器模型的等效传输矩阵.结果表明,当不存在法拉第效应时,OCR式折返光路可以消除线性双折射影响,DR式以及RPR式折返光路不能消除线性双折射的影响;在法拉第效应与双折射同时存在时情况下,上述三种折返光路都不能消除线性双折射的影响.因此,这一说法至少在采用惯常的差除和信号处理方案的光学玻璃电流互感器中是否成立有待商榷.     

反射相移对Faraday电流传感器灵敏度及稳定性影响的理论分析

光学法拉第电流传感器内的反射相移能降低传感器的灵敏度与稳定性。本文对此效应给予了定量的理论分析。     

一种3×3Sagnac光纤高压电流传感器的设计

提出了一种新颖的光纤干涉型电流传感器结构 ,对其工作原理进行了分析 ,导出了其光路部分的数学模型 ,并通过实验验证了该传感器设计的合理性。与法拉第磁光效应的光纤电流传感器相比较 ,该传感器能自动补偿光纤固有的双折射和温度等环境变化产生的干扰以及光源幅度噪声的影响等优点 ;与一般干涉仪相比其工作动态范围可以扩大数百倍。     

Development of bulk-optic current sensor using glass ring type faraday cells

Bulk-optic current sensors have been developed for electric power systems. This current sensor has a glass ring type Faraday cell, where a light beam circulates around a current-carrying-conductor to precisely measure the current. Fundamental performances and practical applications are described.     

保持法拉第效应的光纤环行腔结构

对两种扭转光纤环行控结构进行了分析，表明这两种结构能有效地保持法拉第效应，可用于电流传感和光纤陀螺。另外这两种地环境温度有较强的抑止作用，有较大的实用价值。     

Faraday mirror-typed optical current transformers and its theoretical analysis

A Faraday mirror-typed optical current transformer (OCT) design with turn-back optical paths is proposed to overcome the harmful effects of the linear birefringence inside bulk glass current sensing head, which can double the sensitivity and improve the state of polarization of the system output. The theoretical analysis of the working principle, the simulation of the polarization state of the output light beam and the comparison between it and the OCT with polarization preserving total reflection (PPTR) layers are presented. The results show that this design has a good suppressing effect on the degeneration of the polarization state of the output light, which has certain reference significance on the performance improvement of the present bulk glass OCT, and the development of practical OCTs.     

A magnetic field sensor based on orthoconjugate reflection used for current sensing

One of the predominant limitations to the practical applications of bulk glass optical current transformers is the harmful influence of the reflection-induced retardance and linear birefringence existing inside the glass current-sensing elements. To solve this problem, a new design of optical magnetic field sensor using a Faraday Mirror for current measurement, is proposed, the optical setup is shown, the working principle is derived, the experimental result is given, and the advantages and shortcomings of the design are discussed in this paper.     

Application of magneto-optical method for real-time visualization of eddy currents with high spatial resolution for nondestructive testing

In this paper we describe a new, laser supported, eddy current microscope for the real-time visualization of eddy current distributions. In the experimental set-up, the induction of eddy currents is conventionally performed by an alternating current excitation coil above the object surface. The magnetic field induced by the eddy currents is detected by the use of the Faraday effect. For that purpose, a laser beam is passed through a suitable thin crystal integrated in the excitation coil. The polarization direction of the laser beam is rotated in this thin crystal depending on the local magnetic field. The area distribution of the rotation angle is transformed into a grey value picture using an optical set-up, which comprises a conventional microscope, a lighting technique, an analyzator, and a CCD sensor. By choosing a suitable optic, a real-time measurement of the magnetic field with a high spatial resolution can be carried out. In this paper, the basic physics and the design of the new microscope are described. The initial results of experimental investigations concerning the resolution power of magneto-optic eddy current sensors are presented and compared with conventional eddy current sensors.