正交共轭反射镜电流传感器研究

论文摘要

光学电流传感器(Optical Current Sensor：OCS)是利用光学技术直接或间接地测量电流的装置。近年来光学电流传感器研究取得了可喜的进展。 光学玻璃电流传感头中反射相移与线性双折射对光学玻璃电流互感器性能的有害影响是阻碍其实用化的重要障碍。对此迄今尚未寻求出可以实际应用的解决办法。因此提出直接采用法拉第镜作为一次电流传感元件的无玻璃传感头设计方案，分析了该系统的工作原理，对输出光的偏振态进行了仿真，给出其光路设计、工作原理的理论推导，并进行了实验验证。实验结果表明该系统的线性良好，证明了我们的理论分析是合理的、可行的，并讨论了其优缺点。本研究结果对于改进现有块状玻璃电流互感器的性能，开发实用型光学电流互感器具有一定的参考意义。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 光学电流互感器的分类
• 1.2 有源型光学电流互感器
• 1.3 无源型光学电流互感器
• 1.3.1 光学玻璃电流互感器
• 1.3.2 全光纤电流互感器
• 1.4 光学电流互感器技术前景展望
• 1.5 对正交共轭反射镜电流互感器的研究意义
• 第2章 琼斯矩阵和法拉第效应
• 2.1 偏振光的矩阵表示
• 2.2 琼斯矩阵介绍
• 2.3 常用光学元器件的琼斯矩阵
• 2.3.1 光学元器件的定义
• 2.3.2 偏振光束通过一个偏振器或延迟器
• 2.4 光学系统的矩阵表示
• 2.5 琼斯矩阵的本征矢量
• 2.6 晶体的旋光效应
• 2.7 法拉第效应的非互易性
• 2.8 本章小结
• 第3章 用于电流互感器的传感材料
• 3.1 磁光材料
• 3.2 用于电流互感器的传感材料
• 3.3 石榴石单晶
• 3.4 本章小结
• 第4章 正交共轭反射镜电流互感器的理论研究
• 4.1 正交共轭反射镜电流互感器的理论研究
• 4.1.1 正交共轭反射镜电流互感器的系统构成
• 4.1.2 正交共轭反射镜的琼斯矩阵
• 4.1.3 正交共轭反射镜电流互感器系统的解析表达式
• 4.2 计算机仿真
• 4.2.1 无电流时法拉第镜的偏振效应
• 4.2.2 加载电流时法拉第镜的偏振效应
• 4.2.3 系统输出与电流的变化关系
• 4.3 本章小结
• 第5章 实验研究
• 5.1 实验准备
• 5.2 可见光光强分布实验
• 5.2.1 实验目的
• 5.2.2 实验装置及实验方法
• 5.2.3 实验数据处理
• 5.2.4 实验结论
• 5.3 红外光光强分布实验
• 5.3.1 实验目的
• 5.3.2 实验器材
• 5.3.3 实验方法
• 5.3.4 实验数据处理
• 5.3.5 实验结论
• 5.4 系统线性输出验证实验
• 5.4.1 实验目的
• 5.4.2 实验装置
• 5.4.3 实验条件及方法
• 5.4.4 实验数据处理
• 5.4.5 实验结论
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢