电场测量装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种电场测量装置及系统，所述装置包括：多个激光器，用于向光波导电场传感器发送预设波长的第一激光信号；与所述激光器一一对应的光波导电场传感器，所述光波导电场传感器用于产生方向与预设三维坐标系中X方向、Y方向或者Z方向相同的电场，以及，将所述第一激光信号输送至产生的电场中，得到第二激光信号；光合束器，用于将多路所述第二激光信号进行合路，得到合路激光信号；光电探测器，用于根据所述合路激光信号生成电场测量信号，以使外部设备根据所述电场测量信号确定所述电场在所述预设三维坐标系中所述X方向、所述Y方向和所述Z方向的参数，在简化装置的同时提高了测量结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
电场测量装置及系统
本技术涉及光电子
，尤其是涉及一种电场测量装置及系统。
技术介绍
随着光电子技术的不断发展，集成光学器件在电场测量中的应用越来越广泛，LiNbO3集成光波导Mach-Zehnder型电场传感器以其体积小、宽带宽、零啁啾、对被测电场干扰小等优势，成为电场传感器制作的首选材料。目前，LiNbO3集成光波导的制作工艺已经成熟，国内外均可以制作损耗较小、性能较好的LiNbO3器件用于制作LiNbO3集成光波导电场传感器，但由于制作工艺的不一致性和所处环境的差异性，导致制作的多个LiNbO3集成光波导电场传感器的直流漂移程度不同，在进行全向测量电场时需要将每个LiNbO3集成光波导电场传感器连接不同的可调谐激光器分别进行线性工作点的控制，以保证直流漂移带来的相位变化不会对传感器信号输出和信号测量产生影响。然而，上述全向测量电场所用装置结构复杂，测量过程复杂，且涉及到针对每一个传感器输出的值分别进行读数和计算，在读数和计算过程中容易造成误差，使得最终的测量结果与实际值之间的偏差较大。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种电场测量装置及系统，以缓解了现有技术中存在的电场测量装置结构复杂、对电场测量过程复杂、测量结果不准确的技术问题。第一方面，本技术实施例提供了一种电场测量装置，包括：多个激光器，用于向光波导电场传感器发送预设波长的第一激光信号；与所述激光器一一对应的光波导电场传感器，所述光波导电场传感器用于产生方向与预设三维坐标系中X方向、Y方向或者Z方向相同的电场，以及，将所述第一激光信号输送至产生的电场中，得到第二激光信号；光合束器，用于将多路所述第二激光信号进行合路，得到合路激光信号；光电探测器，用于根据所述合路激光信号生成电场测量信号，以使外部设备根据所述电场测量信号确定所述电场在所述预设三维坐标系中所述X方向、所述Y方向和所述Z方向的参数。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述装置还包括：与所述激光器和所述光波导电场传感器的组合一一对应的光纤耦合器，所述光纤耦合器用于对所述第二激光信号分别进行分路，其中一路分支激光信号输送至所述光合束器，另一路分支激光信号输送至控制模块；控制模块，用于根据所述分支激光信号的功率生成所述波长控制指令，并向所述激光器发送所述波长控制指令，以使所述激光器发送预设波长的第一激光信号。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，针对每个所述光波导电场传感器，根据所述光波导电场传感器的直波导和弯曲波导之间的光相位差与直流漂移产生的相位差之和等于(2n-1)π/2时确定的波长生成波长控制指令，其中，所述n为正整数。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述装置还包括：多个长度相同的保偏光纤，所述激光器与所述光波导电场传感器通过所述保偏光纤连接。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述装置还包括：多个长度相同的第一单模光纤、第二单模光纤，所述光纤耦合器与所述光合束器通过所述第一单模光纤连接，所述光合束器与所述光电探测器通过所述第二单模光纤连接。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，每个所述光波导电场传感器的电极结构相同、干涉仪光波导结构相同。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述多个激光器的输出功率相同。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，每个所述光纤耦合器的信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端的端口的插入损耗、偏振相关损耗相同。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述多个激光器、所述多个光波导电场传感器及所述多个光纤耦合器组成的多条光路系统的光路长度相同。第二方面，本技术实施例还提供一种电场测量系统，包括：如上述第一方面任一所述的电场测量装置；外部设备，所述外部设备与所述光电探测器的信号输出端电连接，用于对所述光电探测器输出的电场测量信号进行处理，以得到所述电场在所述预设三维坐标系中X方向、所述Y方向和Z方向的参数。本技术实施例带来了以下有益效果：通过光合束器将多个光波导电场传感器输出的多路激光信号进行合成，得到合路激光信号，然后利用一个光电探测器即可根据该合路激光信号生成电场测量信号，将该电场信号传输至外部设备，以便外部设备对该电场的相关参数进行测量。该装置利用光合束器对多路激光信号进行合束处理，再发送给光电探测器及外部设备，无需针对每路激光信号分别设置光电探测器及外部设备，结构简单，测量电场只需对多路激光信号合束后的合路激光信号进行测量，对电场的测量过程简便，且避免了现有技术中由于多次读数和计算所产生的误差导致最终的测量结果与实际值之间的偏差较大。本技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种电场测量装置结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种利用三个光波导电场传感器产生全向电场时电极在空间中摆放位置示意图；图3为本技术实施例提供的LiNbO3集成光波导Mach-Zehnder型电场传感器的结构示意图；图4为本技术实施例提供的时的输入信号和输出信号及时的输入信号和输出信号。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。目前电场测量装置结构复杂、测量过程繁琐、测量结果不准确，基于此，本技术实施例提供的一种电场测量装置及系统，可以使电场测量装置结构趋于简单化，测量过程简便，测量结果的准确性提高。为便于对本实施例进行理解，首先对本技术实施例所公开的一种电场测量装置进行详细介绍，图1为本技术实施例提供的一种电场测量装置结构示意图。如图1所示，该装置包括：多个激光器1，用于向光波导电场传感器2发送预设波长的第一激光信号；与激光器1一一对应的光波导电场传感器2，光波导电场传感器2用于产生方向与预设三维坐标系中X方向、Y方向或者Z方向相同的电场，以及，将第一激光信号输送至产生的电场中，得到第二激光信号；光合束器4，用于将多路第二激光信号进行合路，得到合路激光信号；光电探测器5，用于根据合路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电场测量装置，其特征在于，包括：多个激光器，用于向光波导电场传感器发送预设波长的第一激光信号；与所述激光器一一对应的光波导电场传感器，所述光波导电场传感器用于产生方向与预设三维坐标系中X方向、Y方向或者Z方向相同的电场，以及，将所述第一激光信号输送至产生的电场中，得到第二激光信号；光合束器，用于将多路所述第二激光信号进行合路，得到合路激光信号；光电探测器，用于根据所述合路激光信号生成电场测量信号，以使外部设备根据所述电场测量信号确定所述电场在所述预设三维坐标系中所述X方向、所述Y方向和所述Z方向的参数。

【技术特征摘要】
1.一种电场测量装置，其特征在于，包括：多个激光器，用于向光波导电场传感器发送预设波长的第一激光信号；与所述激光器一一对应的光波导电场传感器，所述光波导电场传感器用于产生方向与预设三维坐标系中X方向、Y方向或者Z方向相同的电场，以及，将所述第一激光信号输送至产生的电场中，得到第二激光信号；光合束器，用于将多路所述第二激光信号进行合路，得到合路激光信号；光电探测器，用于根据所述合路激光信号生成电场测量信号，以使外部设备根据所述电场测量信号确定所述电场在所述预设三维坐标系中所述X方向、所述Y方向和所述Z方向的参数。2.根据权利要求1所述的一种电场测量装置，其特征在于，所述装置还包括：与所述激光器和所述光波导电场传感器的组合一一对应的光纤耦合器，所述光纤耦合器用于对所述第二激光信号分别进行分路，其中一路分支激光信号输送至所述光合束器，另一路分支激光信号输送至控制模块；控制模块，用于在测量电场前，根据所述分支激光信号的功率生成所述波长控制指令，并向所述激光器发送所述波长控制指令，以使所述激光器发送预设波长的第一激光信号。3.根据权利要求2所述的一种电场测量装置，其特征在于，针对每个所述光波导电场传感器，根据所述光波导电场传感器的直波导和弯曲波导之间的光相位差与直流漂移产生的相位差之和等于(2n-1)π/2时确定的波长生成波长控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，陈福深，陆德坚，朱琨，
申请(专利权)人：北京森馥科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11