提出了一种通过改变晶体切割方向, 调控和提高锗酸铋晶体半波电压的方法, 可以显著扩大光学电压传感器的测量范围。使用电光效应耦合波理论, 分析了半波电压对晶体切割方向的依赖关系。晶体切割方向决定了锗酸铋晶体的通光方向和电场方向。分析结果表明, 当晶体沿[-2-0.5, 2-0.5, 0]和[0.219, 0.219, 0.951] 方向切割时, 可使半波电压提高为标准切割方向的5倍; 当晶体沿[0.140, 0.275, 0.951]和[2-0.5, 2-0.5, 0]方向切割时, 半波电压可提高至12倍。讨论了光传播方向对半波电压的影响, 锗酸铋晶体采用标准切割方向, 光路角度偏移在±0.05π范围内时, 半波电压的变化量小于0.06%。该半波电压调控方法同样适用于其它电光晶体。

基于Pockels效应的光学电压传感器(Optical Voltage Transducer, OVT), 运行中不可避免地存在震动、元器件连接的老化与热胀冷缩等问题, 导致光学器件的相互位置产生偏移, 进而影响电光晶体的内电场分布。文中以基于会聚偏光干涉原理的110 kV纵向调制的OVT为例, 进行了仿真分析与实验研究, 发现当入射光发生±0.5°的偏移或电光晶体发生±1°的偏移时, 分别引入约0.107%和0.124%的电场积分误差。由于OVT 必须满足0.2%的准确度要求, 上述影响不容忽视。为此提出了介质包裹法, 将Al2O3陶瓷包裹在电光晶体外部, 使电场积分误差分别降低至0.001%和0.003%。实验与应用的情况表明, 介质包裹法简单、实用、有效。

针对现有电力光学电流传感中法拉第旋转角的非线性测量、解调模式的光强依赖性等问题，本文设计了一种环型亚波长偏振光栅，其光栅矢量径向分布，可将偏振光的偏振分布转化为光斑强度分布并与偏振面同步旋转。应用琼斯矩阵对其偏振特性进行分析，运用严格耦合波理论对光栅进行仿真分析与优化设计，并制备了辐射状的环型铝金属光栅。测试结果表明，光栅TM光的透过率大于80%、整体消光比大于100，可实现对光偏振态的直接检测，并具有线性测量范围大、测量结果不依赖于光的绝对强度等优点，可用于基于图像分析的偏振检测技术。

提出了一种通过软件计算输出椭圆偏振光矢的长短轴来测量1/4波片相位延迟量的新方法, 其测量光路简单易行, 仅由光源、起偏器、待测1/4波片、检偏器和光功率计组成, 测量结果通过Mathcad进行分析运算, 得到波片的相位延迟量。文中详细论证了新方法的原理过程, 给出了应用实例与误差分析, 结果表明: 新方法的绝对测量误差小于0.26°。该方法的主要优点是光学器件少, 操作简单, 易于实现, 引入误差小, 测量精度高。

BGO晶体的固有线性双折射及其温度特性严重制约着光学电压互感器(OVT)的实用化进程, 对其进行定量研究有助于提高和改进OVT的性能。文中提出了一种晶体劈干涉条纹图像法, 通过测量干涉条纹的移动实现对BGO晶体内部固有线性双折射及其温度特性的准确测量。文中采用琼斯矩阵对测量原理进行了推导, 并给出了测量实例和验证结果。结果表明, 单位长度的BGO晶体固有线性双折射会给OVT带来约1.0%的测量误差; 考虑温度特性, 误差约为1.2%, 对于OVT必须具备0.2%的测量准确度是一个严重挑战。文中提出的方法与传统的光强法比较, 不受光源功率波动的影响, 在测量过程中无需调节光学元件, 不会引入额外的误差, 测量准确度提高了约一个数量级。

提出了1 种通用的三维电光器件仿真方法。该方法将有限元电场分析和电光效应耦合波理论相结合，通过求解电光器件的琼斯矩阵，计算了任意光传播方向和任意电场分布下的电光调制特性。以横向调制的Bi₄Ge₃O₁₂(BGO)晶体光学电压传感器(OVS)为例，对该方法进行了详细说明。讨论了Bi₄Ge₃O₁₂晶体内的非均匀电场及光路偏移对测量精度的影响，给出了在不同的精度等级条件下的最大允许光路偏移。该方法为光学电压传感器和其他电光器件的设计和性能评估提供了参考依据。

通过测量外加电压下电光晶体的相位延迟来获取半波电压.基于双折射晶体劈的偏光干涉法, 将通过电光晶体后的偏振光相位延迟量转化为干涉条纹的平移, 通过定位暗纹位置进行精密的线性测量.实验结果表明: 偏光干涉法测量铌酸锂晶体相位延迟的测量准确度为4.4×10－3 rad, 所测量铌酸锂晶体的半波电压为480.0 V, 其测量误差为0.10%, 远小于极值法0.96%的测量误差.偏光干涉法光路结构简单、测量准确度高、测量结果不受光功率波动的影响, 且电光晶体相位延迟量的测量范围不受限制.

介绍了一种基于晶体斜劈的偏振光法拉第旋转角的实时线性测量方法,并将该方法用于磁光薄膜温度特性的测量。相比于传统的偏振角度测量方法,晶体斜劈方法不仅不受光源功率波动影响,而且在测量过程中无需调节光学元件,可以实时测量。更重要的是用该方法可以实现任意法拉第旋转角的线性测量，偏振角度测量的相对精度可达到8.7×10-4。将该方法用于测试掺Tb离子的BiYIG磁光薄膜在不同温度下的Verdet常数,研究其温度特性。

介绍了一种基于晶体斜劈的偏振光相位延迟量的精密测量方法，并将该方法用于测量零级和多级石英波片相位延迟量的温度特性。该测量方法不受光源功率波动的影响，相位测量精度可以达到0.05°。相比于传统的测量方法，晶体斜劈方法在相位测量过程中无需调节光学元件，可以实时地测量相位变化，而且该方法可用于任意光学元件引入相位延迟的精确测量，或推广到不同的光学波段。