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。

提出了适用于采用具有一定谱宽光源的BGOCT的理论分析方法,对不同光源谱宽通过反射相移的色散对系统输出的影响进行了理论研究.结果表明,光源谱宽在60 nm范围内,宽带系统输出相对单色系统输出变化小于万分之二.在理论研究中若不考虑光源线宽对其他光学参量的影响时,用单色光模型处理宽带系统的做法是合理的与可行的.

提出了一种新颖的,在已知四分之一波片快轴方向的情况下,利用两个偏振片和一个三棱镜来提高波片相位延迟角测量精度的简便方法,给出了对该方法的理论分析与不确定度公式,并给出了应用实例.此方法的主要优点是可以提高测量精度,并且操作简单,容易实现.

介绍了一种新颖的、利用两个偏振片和一个直角棱镜测定λ/4波片实际相位延迟角(不包含整数倍2π)大小且可同时判定波片快慢轴的简便方法。根据波动光学理论并采用琼斯矩阵对该方法的测量原理进行了理论推导,导出了该方法的不确定度,用计算机仿真的方法比较了各个相关因素对测量不确定度影响的程度,对该方法的使用条件进行了必要的讨论,最后给出了应用实例以及对测量结果进行的验证性实验与计算机仿真,结果表明该方法是可行的。此外,该方法还具有所用器件易获得、操作简单、测量精度高等优点。