分析旋光-电光晶体的电光相位以及强度调制特性,并定义晶体的π-电压。对于具有旋光性的电光晶体,以往半波电压的概念不能准确描述其电光偏振、强度调制的周期性,因而引入π-电压这一概念,并将其定义为此类晶体的椭圆双折射相位延迟变化量等于π时所需要的调制电压。对于置于两个偏振器之间的旋光-电光晶体强度调制器,旋光性可以为电光强度调制提供光学偏置,但调制光强度是调制电压的偶函数,只有当检偏器的主透光方向平行或垂直于晶体出射线偏振光波的偏振方向时,才能实现完全的电光开关。当将此类晶体用于电光开关时,可定义能够实现完全开关状态转换所需要的最大调制电压为开关电压。通过实验测量了一块尺寸为6 mm×4 mm×2.9 mm的硅酸铋(Bi₁₂SiO₂₀)晶体的π/4-电压,对于635 nm的光波长,π/4-电压约为3 kV。对于具有旋光性的弹光调制器,可以引入π-应力和π-应变的概念。

综述了现有各种光学电功率传感器的传感机理和主要特点, 提出了电功率传感器研究中存在的问题、方法和研究方向。光学电功率传感器一般具有测量范围大、响应频带宽和电气绝缘能力强等优点。根据光载波中是否含有电功率调制信号, 可将光学电功率传感器分为直接调制型和间接调制型两类；与光学电压、电流传感信号相比, 直接调制型光学电功率传感信号更加微弱, 且其有功功率传感信号为直流信号, 易与光载波强度波动混淆。对于单晶体型电功率传感器, 一般要求传感介质兼具线性电光、磁光效应, 或者具有双横向电光Pockels或Kerr效应；此外, 选择传感介质时应全面考虑其多重光学效应及其相互关系, 并应考虑如何避免或抑制传感信号的温度漂移。光学电功率传感器在智能电网、微波功率及电磁脉冲功率测量等领域具有潜在的应用前景。

利用ZnS∶Cu电致发光粉末与环氧树脂胶混合，设计制作了一种梯形电极结构的电压传感单元，实现了电致发光电压传感器输出信号的温度漂移补偿。电致发光电压传感信号通过2根塑料光纤传输到2个硅光电探测器，并选择其开路电压作为传感器的输出信号。在同一外加电压条件下，梯形电极区域内的电场分布是不均匀的，因而不同场点的发光亮度不同。通过测量梯形电极区域内2个不同发光点的发光强度随外加电压的变化，并对两路输出电压传感信号进行数据拟合与计算，可获知被测电压的有效值，并可实现对输出信号温度漂移的补偿。在-40～60 ℃范围内，采用上述温度漂移补偿方法测量了有效值在0.7~1.5 kV范围内的工频电压，传感器输出信号的非线性误差低于1.6%，验证了该温度漂移补偿方法的有效性。

本文综述了基于电致发光效应的光学电压传感器机理、分类及其主要特性, 分析总结了此类传感器的研究现状及其存在的主要问题, 同时提出未来研究课题的建议。电致发光型电压传感器的主要优点在于不需要载波光源, 因而可以有效避免以往光学电压器中工作光源性能不稳定所引起的传感器性能变化; 此外, 此类电压传感器结构简单、体积小、重量轻、成本低, 可以实现较高的性能价格比。今后研究的主要问题包括合理选择电压传感材料与器件、提高传感器的温度和湿度稳定性等。电致发光型电压传感器在电力工业和航空航天等领域的科学研究与实验中将具有广泛的应用前景。

利用锗酸铋（BGO）晶体的弹光双折射与电光双折射可以相互补偿的特性，设计并研究了一种新型光学应力传感器。折射率椭球分析结果表明，在垂直于BGO晶体的(111)晶面方向上同时施加应力和电场，晶体的弹光双折射能够被电光双折射所补偿，因而可以实现应力的闭环光学测量。光学传感单元主要包括两个棱镜偏振器和一块平行四边形的BGO晶体，该晶体自身能够通过对光波的两次全反射产生0.5π的光学相位偏置，因而不需要附加四分之一波片。实验测量了30 kPa以内的压缩应力，被测压缩应力与补偿电压之间具有较好的线性关系，且每1 kPa压缩应力所需要的补偿电压约为4.26 V。

提出并实验研究了利用石英晶体自身特性产生光学偏置的线性电光调制器。利用某些电光晶体的自然旋光性和自然双折射，并合理设计晶体尺寸及其晶轴与光传播方向之间的夹角，可以提供所需要的光学偏置以实现大动态范围的线性电光调制。对于兼有电光和电致旋光效应的晶体，例如石英晶体，应考虑综合利用这两种效应对电光调制的贡献。实验研究了一块石英晶体的电光强度调制特性，在27 V~4.5 kV工频调制电压范围内，调制输出信号与调制电压之间的线性相关系数大于0.9999。

A novel polarization maintaining fiber (PMF) loop is proposed and used for an interferometric fiber optic gyroscope (FOG). By splicing a conventional PMF loop with two pigtailed polarization beam splitters, polarized light can be guided to propagate along the slow and fast axes of the PMF in sequence to double its effective optical length in the loop. In particular, the resultant optical length in the combined loop is partially self-compensated for some external disturbances, such as transverse strain. Primary experiments on the FOG using the proposed loop demonstrate that the average static bias deviation between –40 and +60 oC is less than 0.050 deg./h, and the average bias variation under conventional random vibration test is less than 0.10 deg./h.

理论分析了克尔(Kerr)介质在两个横向电场作用下的电光调制特性, 并由此确定了具有双横向电光克尔效应的光学材料种类。采用折射率椭球方法分析可知, 各向同性克尔介质和一些晶体在横向外加电场作用下, 其电光相位延迟与外加电场幅值的平方成正比, 与电场方向无关; 而其电光双折射主轴方位角与外加电场的方向角成正比, 与电场幅值无关, 称这种电光调制特性为双横向电光克尔效应。理论分析结果表明, 排除兼有泡克耳斯(Pockels)效应和电致旋光效应的材料, 立方晶系432, m3m点群和六角晶系6/mmm点群的晶体以及所有各向同性光学介质具有双横向电光克尔效应。目前已有克尔常数较大的陶瓷玻璃材料研制成功, 将有力地促进双横向电光效应在光学各领域中的广泛应用。

基于电光晶体的双横向普克尔斯效应,设计并实现了一种电光晶体乘法器,可以利用电光晶体和光载波实现两个电信号的乘法运算.实验证明这种电光晶体乘法器能够用于产生光调幅波和传感电功率,直流电功率传感实验的非线性误差低于3.3%.

对电场和磁场同时作用下BSO晶体的光学传输特性作了理论分析,推导出其琼斯矩阵和米勒矩阵,并依此设计了一种电功率传感系统。