反射相移对法拉第镜式OCT影响的理论研究

为了减小块状玻璃电流传感头中线性双折射与反射相移等互易效应产生的有害影响,提出了一种利用法拉第反射镜构成的具有折返传感光路的光学电流互感器方案.采用矩阵理论分析了该方案的光学工作过程,在不计线性双折射的条件下,当反射相移单独存在时,用仿真方法研究了反射相移对法拉第镜式光学电流互感器输出光偏振态的影响,并与单层保偏膜式方案进行了对比.结果表明,法拉第镜式光学电流互感器方案可以解决由反射相移引起的系统输出光偏振态椭圆退化问题,提高了光学电流互感器的灵敏度和温度稳定性.这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.     

保偏膜的反射相移温度特性的实验研究

保偏膜的反射相移是影响光学电流互感器性能的重要参量,它的存在会明显降低系统的灵敏度和稳定性.文章以琼斯矩阵为数学工具,利用理论分析和实验方法研究了单层保偏反射膜反射相移的温度特性,结果表明,当温度从5.3℃变化到39℃时,反射膜的反射相移将会改变.因此,当系统所处环境温度发生改变时,会引起反射相移的改变,从而影响了保偏膜光学电流互感器灵敏度和稳定性,这意味着在实际系统中,有必要采取相应的技术措施来控制光学玻璃电流传感头的温度变化范围,以保证其达到国家标准所要求的准确度.     

反射相移对光学玻璃电流互感器灵敏度影响的理论分析

光学玻璃电流互感器传感头内全反射产生的相移会降低互感器的灵敏度.本文利用琼斯矩阵作为数学工具,具体地描述了光学玻璃电流传感头内发生的物理过程,并首次从理论上对反射相移对光学玻璃电流传感头灵敏度的影响进行了定量分析.①     

反身相移对光学玻璃电流互感器灵敏度影响的理论分析

光学玻璃电流互感器传感器传感头内全反射产生的相移会降低互感器的灵敏度。     

线性双折射对法拉第镜式光学电流互感器输出影响的理论分析

从理论上推导并分析了线性双折射及入射起偏角对法拉第镜式光学玻璃电流互感器输出特性的影响,给出了法拉第镜式光学玻璃电流互感器在非理想状态下线性双折射及入射起偏角对系统输出电压的调制函数的数学表达式.结果表明,线性双折射及入射起偏角分别以S(Δ)函数(抽样函数)c、os 4θ的形式调制理想法拉第镜式光学玻璃电流互感器输出信号的尺度因子,同时由于入射起偏角的影响,系统将产生一个直流分量-sin 4θ.当入射起偏角取0°、45°、90°…等特殊值时,该直流分量为0.这一工作结果对于光学玻璃电流互感器的研究、设计具有一定的理论参考意义.     

正交共轭反射镜电流传感器研究

针对光学玻璃电流传感头光学参量对光学电流互感器性能影响问题,提出了采用正交共轭反射镜作为一次电流传感元件的光学电流传感器设计方案,报告了系统的光路设置,建立了系统的数学模型,导出了其工作原理的解析表达式,给出了验证性实验结果,讨论了该设计的优、缺点及克服缺点可能的技术措施．研究结果表明,该设计方案是合理的,可被实验验证的．经过实用化开发后,其有可能成为实用型光学电流互感器的一种方案．     

用偏振片测量反射相移的方法及其理论分析

提出了一种新颖的、用两个线偏振片即可实现的测量反射相移的方法，给出了测量系统的光路图，在理论上阐述了这种方法的工作原理，做出了有关的计算机仿真结果；同时对该方法产生的测量不确定度进行了理论计算，给出其数学表达式，并对其进行了讨论，最后，本文还将这种测量方法用于ZF－7光学玻璃直角三棱镜斜面上内部反射引入的反射相移的研究中，结果表明理论预期值与实测值比较接近，该方法的优点在于所用偏振器件容易得到，测量系统光路简单，容易实现，特别适用于那些买不到特殊偏振器件如巴俾涅补偿片等而又需要测量反射相移的研究单位。     

线性双折射温度特性对光学电流互感器影响的理论分析

用理论分析和计算机仿真的方法分析了线性双折射的温度特性及其对光学玻璃电流互感器输出特性的影响．结果表明：当温度均匀分布时,传感头与周围介质相互作用产生的应力线性双折射是影响系统灵敏度的主要因素;当温度在-40～40℃范围内变化时,线性双折射使系统灵敏度变化可达1％．该研究结果可为光学玻璃电流传感器研究者提供参考．     

Verdet常数色散对光学电流传感器灵敏度影响的理论研究

为了加深对灵敏度问题的理解,这里以琼斯矩阵为数学工具,利用理论分析和计算机仿真的方法研究了重火石玻璃的Verdet常数色散特性及其对块状玻璃光学电流传感器灵敏度的影响.在块状玻璃光学电流传感器系统中,光源的驱动电流与环境温度改变,都会造成光源峰值波长移动.传感头光学材料的Verdet常数的色散特性会使光学电流传感器的灵敏度随光源波长的变化而改变.研究结果表明,Verdet常数的色散特性会对输出曲线的尺度因子产生明显的影响.因此,对光源采取恒温恒流控制或者对结果进行校正是必要的.该研究结果可为光学电流传感器的研究设计人员提供有用的参考.     

法拉第镜式光学电流互感器原理

提出了利用法拉第镜构成的具有互易传感光路的法拉第镜式光学电流互感器方案,以抵消块状玻璃传感头中线性双折射的影响,并使传感信号加倍,从而提高系统的灵敏度和温度稳定性;分析了该系统的工作原理,对输出光偏振态进行了仿真,并与单层介质膜方案进行了对比;结果显示该方案对输出光偏振态的退化有很好的抑制作用;这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。     

红外无偏振效应分光棱镜的理论分析与设计

当光线倾斜入射时,膜层不可避免地会产生偏振效应.在很多的实际应用中,这种偏振效应是有害的.文中回顾了消偏振设计的研究历程,讨论了各自方法的特点.表明已见报道的消除分光棱镜偏振效应的方法不多,而且大多限于可见光波段.文中提出用于红外波段的无偏振效应分光棱镜的设计方法及其理论分析,针对不同型号玻璃基底分别给出了相应的红外无偏振效应分光棱镜膜系的具体设计,计算了红外消偏振膜系的反射率与反射相移,提供了其计算机仿真结果,结果表明设计方案合理可行.     

光源谱宽通过Verdet常量的色散对OCS输出影响的理论分析

费尔德(Verdet)常量是衡量磁光玻璃材料性能的重要参数之一.它是光波长的函数,因而存在色散特性.当光学电流传感系统采用具有一定谱宽的光源时,会因材料的Verdet常量对不同波长的光具有不同的量值而对系统的输出产生影响.迄今为止对该问题的研究尚罕见报道.文中先求解了ZF-7玻璃Verdet常量色散特性公式中磁光系数的大小,然后对光源谱宽通过Verdet常量色散对输出的影响进行了理论分析和计算机仿真.研究结果表明,光源谱宽在60 nm范围内通过Verdet常量的色散特性对OCS系统输出的影响小于万分之四,因此在理论研究中若不考虑其他光学参量的色散效应,用单色光模型处理光源具有一定谱宽的系统的做法是合理的与可行的.此结果可供从事光学电流传感器研究的同行参考.