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光敏传感器的原理及应用概述光敏传感器是一种能够感知、测量光线强度的设备，通过光敏元件将光信号转化为电信号，从而实现对光的检测和测量。
本文将介绍光敏传感器的原理、分类以及其在不同领域的应用。
光敏传感器的原理光敏传感器的原理是基于光敏效应，即某些材料在受到光照射时会产生电信号。
以下是常见的光敏传感器原理：1.光电效应：基于光子将电子从固体材料中解离出来的现象。
光电效应包括外光电效应和内光电效应两种形式，分别应用于光电导、光电二极管等光敏传感器中。
2.光致电导效应：当光照射到某些半导体材料中时，会产生电导率变化。
此原理常应用于光致电导传感器中。
3.光敏材料的电阻变化：某些光敏材料在受到光照射时，其电阻值会发生变化。
基于该原理的光敏传感器常被用于光敏电阻或光敏电阻器件。
4.光伏效应：某些半导体材料在光照射下会产生电压或电流变化。
光伏效应广泛应用于太阳能电池等光伏元件。
光敏传感器的分类根据不同的原理和应用，光敏传感器可以分为以下几类：1.光敏电阻（Photoresistor）：光照射导致电阻值变化，常用于光控开关、光敏灯等设备。
2.光敏二极管（Photodiode）：光照射产生电流，用于光通信、遥控等应用。
3.光敏三极管（Phototransistor）：光照射产生电流放大效应，常用于光电传感器、光电开关等设备。
4.光敏电容（Photo Capacitor）：光照射改变电容值，常用于光敏触摸屏、光敏开关等。
5.光敏电阻器（Photoconductive Cell）：光照射降低电阻值，常用于曝光控制、自动调光等应用。
6.光敏四极管（Photo Quad）：光照射引发正向信号，常用于光电传感器、图像捕捉等。
光敏传感器的应用领域光敏传感器广泛应用于以下领域：自动化控制•工业自动化：用于光电开关、光电传感器等设备，实现对物体的检测、计数、位置判断等。
•家居自动化：用于照明控制、智能窗帘、安防系统等，实现对环境的感知和控制。
传感器的工作原理传感器是一种能够感知和测量外部环境特征或物体状态的器件或装置。
它们广泛应用于各个领域，如工业自动化、汽车、医疗设备、家电等。
传感器的工作原理可以分为多种类型，包括电学原理、光学原理、磁学原理、压力原理等。
一、电学原理电学原理传感器利用被测量物理量和电学信号之间的关系，通过将物理量转换为电信号来进行测量。
这类传感器包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器等。
以压力传感器为例，它的工作原理是通过被测量物体施加在传感器上的压力，使得传感器内部发生应变。
当应变达到一定程度时，传感器内部的电阻会发生变化。
通过测量电阻的变化，可以确定被测物体的压力值。
二、光学原理光学原理传感器利用光的特性进行测量。
这类传感器包括光电传感器、红外传感器、光纤传感器等。
以光电传感器为例，它的工作原理是通过光源发出光线，当光线遇到被测物体时，会产生反射或透射。
传感器内部的光敏元件可以接收到这些反射或透射的光，并将其转化为电信号。
通过测量电信号的强度，可以确定被测物体的特征，如距离、颜色等。
三、磁学原理磁学原理传感器利用磁场的变化来进行测量。
这类传感器包括磁感应传感器、地磁传感器等。
以磁感应传感器为例，它的工作原理是通过检测磁场的强弱或方向的变化，来确定被测磁物体的位置、运动状态等。
传感器内部通常包含磁敏材料和磁电元件，它们能够感受到磁场的变化并将其转化为电信号。
四、压力原理压力原理传感器通过测量压力的变化来进行测量。
这类传感器包括气压传感器、液压传感器等。
以气压传感器为例，它的工作原理是通过感受气体施加在传感器上的压力，将压力转化为电信号。
传感器内部通常包含有弹性元件和变电容器。
当气压改变时，弹性元件会发生形变，引起变电容器中电容的变化，从而产生相应的电信号。
总结传感器的工作原理可以根据不同的应用领域和被测量物理量而有所不同。
除了电学原理、光学原理、磁学原理和压力原理，还有许多其他类型的传感器，如声学传感器、化学传感器等。
光电池传感器的原理和场景应用一、光电池传感器的原理光电池传感器是一种利用光电效应转换光信号为电信号的传感器。
它的工作原理基于光电效应的基本原理，即当光照射在具有光电活性材料的表面时，光子能量会激发材料中的电子，使其跃迁到导带能级，产生电流。
光电池传感器利用这种原理将光信号转化为电信号，从而实现对光强度、光颜色等参数的测量。
二、光电池传感器的场景应用光电池传感器在各个领域都有广泛的应用，下面列举了一些常见的场景应用。
1. 光照度测量•室内照明系统：光电池传感器可以用来测量室内光线的亮度，从而实现智能照明系统的自动调节。
•智能街灯：通过用光电池传感器测量周围光线的亮度来控制街灯的开关和亮度调节，实现节能和智能控制。
2. 光色测量•彩色显示：在彩色显示领域，光电池传感器能够精确测量不同颜色的光线强度，用于校准显示设备的色彩准确性。
•印刷品检测：光电池传感器可以测量印刷品的颜色和光线强度，用于检测印刷品的质量和一致性。
3. 光强度测量•日光灯照明：光电池传感器可以用来测量日光灯的光强度，以便在不同环境条件下调节照明亮度，提高能效和舒适度。
•太阳能系统：光电池传感器可以用来测量太阳能系统中太阳光的强度，实现对太阳能电池板的优化控制。
4. 光辐射测量•紫外线监测：光电池传感器可以用来测量紫外线辐射强度，用于保护人体免受紫外线辐射和太阳光伤害。
•医疗领域：光电池传感器可以用来测量医疗仪器中的光辐射，如激光治疗仪和光疗仪的输出功率。
三、总结光电池传感器通过利用光电效应将光信号转换为电信号，实现对光强度、光颜色、光辐射等参数的测量。
在光照度测量、光色测量、光强度测量和光辐射测量等场景中有广泛的应用。
随着科技的不断发展，光电池传感器将在更多领域得到应用，并且不断提高其测量精度和稳定性，为人们创造更加安全、舒适和高效的生活环境。
电磁传感器的工作原理首先，我们需要了解电磁传感器的基本结构。
电磁传感器通常由线圈、铁芯和信号处理电路组成。
当电磁传感器处于电磁场中时，线圈会受到电磁感应，产生感应电动势，从而输出电信号。
铁芯则起到了集中和导向磁场的作用，提高了传感器的灵敏度和稳定性。
信号处理电路用于放大、滤波和解调输出信号，使其能够被准确地测量和分析。
其次，电磁传感器的工作原理主要是基于法拉第电磁感应定律。
当电磁传感器处于变化的磁场中时，线圈内会产生感应电动势。
这个感应电动势的大小和方向与磁场的变化率成正比，即感应电动势E=-dΦ/dt，其中Φ表示磁通量，t表示时间。
通过测量感应电动势的大小和方向，我们就可以得知磁场的变化情况，从而实现对电磁场的测量和监测。
另外，电磁传感器还可以根据不同的工作原理分为感应式电磁传感器和霍尔式电磁传感器。
感应式电磁传感器是利用线圈中感应电动势的原理来测量磁场的变化，它具有简单、灵敏的特点，但对外界干扰较为敏感。
而霍尔式电磁传感器则是利用霍尔效应来测量磁场的变化，它具有结构简单、稳定可靠的特点，适用于对磁场进行精确测量和控制。
最后，需要注意的是，电磁传感器在实际应用中还需要考虑到温度、湿度、外界干扰等因素对传感器性能的影响，以及对传感器信号的处理和分析。
因此，在设计和选择电磁传感器时，需要综合考虑传感器的灵敏度、稳定性、抗干扰能力等因素，以确保传感器能够准确、可靠地工作。
总的来说，电磁传感器是利用电磁感应原理来实现对磁场的测量和监测的装置，它具有结构简单、灵敏可靠的特点，在工业、农业、医疗等领域都有着重要的应用价值。
通过对电磁传感器工作原理的深入了解，我们可以更好地应用和选择电磁传感器，为各个领域的应用提供更好的技术支持。
电磁传感器的工作原理电磁传感器是一种利用电磁感应原理来检测、测量物理量的传感器。
它主要由线圈、铁芯和信号处理电路组成。
当被检测物体靠近或远离传感器时，会引起线圈内的磁通量变化，从而产生感应电动势，通过信号处理电路转换成输出信号。
具体来说，电磁传感器的工作原理可以分为以下几个方面：1. 磁场感应原理根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中运动或受到磁场变化时，会在导体内产生电动势。
因此，在电磁传感器中，当被检测物靠近或远离传感器时，会改变铁芯内的磁场分布情况，从而在线圈内产生感应电动势。
2. 感应电动势计算根据法拉第-楞次定律，导体内产生的感应电动势与导体所受的磁通量变化率成正比。
因此，在电磁传感器中，可以通过计算线圈内的感应电动势大小来确定被检测物体与传感器之间的距离。
3. 线圈设计线圈是电磁传感器的核心部件之一。
它通常由若干个匝数的细导线组成，可以分为单层线圈和多层线圈。
在设计线圈时，需要考虑到被检测物体的大小、形状、材料等因素，并通过计算确定合适的匝数和尺寸。
4. 铁芯设计铁芯是电磁传感器的另一个重要组成部分。
它通常由软磁性材料制成，可以分为闭合式铁芯和开放式铁芯。
在设计铁芯时，需要考虑到被检测物体与传感器之间的距离、形状等因素，并通过计算确定合适的尺寸和形状。
5. 信号处理电路信号处理电路是将从线圈中获取到的感应电动势转换成输出信号的关键部件。
它通常包括放大、滤波、AD转换等模块，可以将微弱的感应信号转换成稳定可靠的数字信号，并输出给控制系统或显示设备。
总之，电磁传感器是一种基于电磁感应原理工作的传感器，可以用于检测、测量物理量。
它主要由线圈、铁芯和信号处理电路组成，通过计算线圈内的感应电动势大小来确定被检测物体与传感器之间的距离。
在设计电磁传感器时，需要考虑到线圈和铁芯的尺寸、形状、材料等因素，并合理设计信号处理电路，以保证传感器的灵敏度、精度和稳定性。
电磁感应测速的原理和应用1. 引言电磁感应测速是一种常用的速度测量方法，它基于电磁感应现象，利用磁场和导体之间的相互作用实现对运动物体速度的测量。
本文将介绍电磁感应测速的原理和应用。
2. 原理电磁感应测速的原理基于法拉第电磁感应定律，即磁通量的变化会在导体中产生感应电动势。
当一个导体以一定速度通过磁场时，导体中的自由电子将受到磁场力的作用，导致导体中的电荷分布发生变化。
这种变化将产生感应电动势，可以通过测量导体两端的电压差来确定导体的速度。
3. 应用电磁感应测速在多个领域都有广泛的应用。
以下列举了一些常见的应用场景：3.1 交通领域•道路交通测速：电磁感应测速被广泛应用于道路交通测速装置，如测速相机和雷达测速仪。
这些设备通过测量车辆通过感应线圈的时间来计算车辆的速度，并用于交通监控和违规行为识别。
•轨道交通测速：电磁感应测速也被用于地铁、高铁等轨道交通系统的速度监测。
感应线圈可以安装在轨道上，通过测量列车通过线圈的时间来计算列车的速度，以保证运行安全。
3.2 工业领域•机械运动监测：电磁感应测速可以应用于工业生产中对机械运动速度的监测。
例如，在旋转机械中安装感应线圈，可以通过测量旋转部件通过线圈的时间来计算转速，从而监测机械运行情况，及时发现异常。
3.3 科学研究领域•实验测速：电磁感应测速在科学研究中也有广泛应用。
例如，在物理实验中，可以使用电磁感应测速装置来测量实验装置中的运动物体或液体的速度，用于实验数据的收集和分析。
4. 优势与局限性电磁感应测速具有以下优势： - 非接触测量：感应线圈与测量对象之间无需物理接触，避免了测量物体受损或引起其他影响的可能性。
- 高精度：电磁感应测速可以实现较高的测量精度，对于需要准确测量速度的场景非常适用。
然而，电磁感应测速也存在一些局限性： - 受限于物体材质：电磁感应测速在测量非金属物体的速度时，会受到材质的影响，可能导致较大的误差。
- 测量距离有限：感应线圈的有效距离有限，对于较长距离的测速需求，可能需要安装多个感应线圈来实现连续测量。
传感器的基本原理及应用领域一、传感器的基本原理传感器是一种能够感知和测量某种物理量并将其转化为可用信号的设备。
传感器的工作原理通常基于不同的物理现象，如电磁感应、压力变化、声波传播等。
以下是几种常见的传感器工作原理：1. 光电传感器光电传感器利用物体对光的反射、散射或吸收的变化来检测物体的存在、位置或其他属性。
光电传感器包括光敏电阻、光电二极管和光电晶体管等。
它们通过光敏元件的电阻、电流或电压的变化来感知光的强度或改变。
2. 温度传感器温度传感器是测量物体的温度变化的设备。
常用的温度传感器有热电偶、热电阻和半导体温度传感器。
热电偶通过两个不同金属的焊接点之间产生的温差来测量温度变化。
热电阻则是通过材料的电阻随温度变化而产生的变化来测量温度。
半导体温度传感器利用半导体材料的电阻随温度的变化来测量温度。
3. 压力传感器压力传感器是测量物体受力或气体液体压力的设备。
它们根据物体受力或压力改变导致的变形或变量来测量压力。
常见的压力传感器有电阻式、电容式和压阻式传感器。
电阻式传感器是将变形或变量转化为电阻改变来测量压力。
电容式传感器则是将变形或变量转化为电容改变来测量压力。
压阻式传感器则是测量物体受力产生的压阻值来获得压力信息。
二、传感器的应用领域传感器在各个领域都有广泛的应用，以下列举了几个常见的应用领域：1. 工业自动化传感器在工业自动化中发挥着关键作用。
例如，温度传感器可以用于监测和控制工业过程中的温度变化。
压力传感器可以用于监测液体或气体管道中的压力变化。
光电传感器可以用于检测物体的存在和位置，实现自动化的装配和分拣。
2. 医疗健康传感器在医疗健康领域的应用越来越广泛。
例如，心率传感器可以测量人体的心跳情况，用于心率监测和心脏疾病检测。
血压传感器可以测量人体的血压水平，用于高血压和低血压的监测和治疗。
体温传感器可以测量人体的体温，用于发热疾病的检测和监测。
3. 环境监测传感器在环境监测中发挥着重要作用。
电磁传感器的工作原理
电磁传感器是一种能够检测和测量周围电磁场的设备。
它的工作原理基于法拉第电磁感应定律，即在变化的磁场中会产生感应电动势。
电磁传感器一般由线圈和磁场源组成。
磁场源可以是永磁体或者电流通过的导线，它们会产生一个稳定或变化的磁场。
线圈则通过感应电动势来感知周围的磁场。
当磁场源的磁场改变时，感应线圈中会产生电流。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁场的变化率成正比。
通过测量感应线圈中的电流，我们可以确定周围磁场的强度或变化。
电磁传感器的应用非常广泛。
例如，它可以用于测量地球的磁场，帮助导航系统确定方向。
它也可以用于检测金属物体，如金属探测器常用的原理之一就是利用金属对磁场的影响来检测金属物体的存在。
此外，电磁传感器还可以应用于安全系统。
例如，在入侵报警系统中，感应线圈可以检测到窗户和门的开关状态，从而触发警报。
在无线充电设备中，电磁传感器可以检测到设备之间的距离和位置，以便调整充电功率。
总之，电磁传感器通过测量感应电动势来检测和测量周围的电磁场。
它的工作原理基于法拉第电磁感应定律，通过感知磁场的变化来实现各种应用。
光纤传感器的原理和应用光纤传感器是一种利用光纤作为传感器的基础元件，通过光的波导和传输特性来感知和测量环境参数的器件。
它具有高灵敏度、宽测量范围、抗干扰能力强等特点，在工业、医疗、环境监测等领域有广泛的应用。
本文将详细介绍光纤传感器的工作原理以及其在不同应用领域中的具体应用。
一、光纤传感器的工作原理光纤传感器的工作原理基于光的传输和波导特性。
它利用光纤的高折射率和内部的光波导效应，将入射的光信号沿着光纤进行传输，并通过测量光信号的改变来获得环境参数的相关信息。
1. 光纤传感器的结构光纤传感器由光纤、光源、检测器和信号处理器组成。
光源产生光信号，通过光纤传输到检测器上，检测器接收到光信号并转换为电信号，再经过信号处理器进行放大、滤波和数字化处理。
2. 光纤的传输特性光纤传感器利用光纤的传输特性进行环境参数测量。
一般来说，光纤的折射率会随着环境参数的变化而改变，例如温度、压力、应变等。
通过测量光信号在光纤中的传播时间、相位差、幅度变化等参数，可以确定环境参数的数值。
3. 光纤传感器的工作原理光纤传感器根据不同的测量原理可以分为多种类型，例如光纤布拉格光栅传感器、光纤衍射光栅传感器、光纤受限传感器等。
这些传感器利用光纤的特殊结构和波导特性，通过测量光信号的衰减、干涉、散射等变化来获得环境参数的相关信息。
二、光纤传感器的应用光纤传感器具有高灵敏度、快速响应、抗干扰能力强等优势，在多个领域中得到了广泛的应用。
1. 工业应用光纤传感器在工业领域中被广泛应用于压力、温度、湿度等参数的测量。
例如，光纤布拉格光栅传感器可以用于监测桥梁、管道等结构的应变变化，以及测量机械设备中的应力分布情况。
光纤传感器还可以用于燃气、液体等介质的检测和监测。
2. 医疗应用光纤传感器在医疗领域中的应用较多，例如用于血氧饱和度监测、生物体内脉搏测量、呼吸检测等。
由于光纤传感器具有非接触式测量的特点，可以大大提高患者的舒适度和安全性。
3. 环境监测光纤传感器在环境监测中起到重要的作用。
光感传感器的工作原理及应用1. 工作原理光感传感器是一种能够感知周围光线强度的电子器件。
它利用光电效应或光敏材料的光电导特性，将光信号转化为电信号进行检测和测量。
光感传感器的工作原理如下：•光电效应原理：光电效应是指当光线照射到金属或半导体材料表面时，材料中的光子会激发材料中的电子，使其脱离原子，形成自由电子。
这些自由电子的运动产生电流，通过测量电流的大小可以确定光线的强度。
•光敏材料原理：光敏材料是一种通过光照射而改变电阻、电容、电流或电压的材料。
光感传感器利用光敏材料的光敏特性来感知周围光线的强度。
当光线照射到光敏材料上时，光相应的激发了材料中的电荷，导致电阻、电容等特性发生变化，通过测量这些变化可以确定光线的强度。
2. 应用领域光感传感器在日常生活和工业领域中有着广泛的应用。
以下是光感传感器的几个常见应用领域：•自动照明系统：光感传感器可以用于自动照明系统中，通过感知周围环境的光线强度来自动调节室内或室外的照明亮度。
在白天光线充足时可以降低照明亮度，节约能源；在天黑时可以增加照明亮度，提供足够的照明效果。
•智能家居系统：光感传感器可以用于智能家居系统中，通过感知室内光线强度来控制窗帘的开关，实现自动调节室内光线亮度。
当光线强度过弱时，窗帘自动打开，增加室内光线；当光线强度过强时，窗帘自动关闭，降低室内光线强度。
•光线测量和监控：光感传感器可以用于光线测量和监控领域，通过感知光线强度来进行光线的测量和分析。
例如，光感传感器可以用于太阳能电池板系统中，实时监测太阳光的强度和变化趋势，进行系统的优化和调节。
•自动车灯系统：光感传感器可以用于汽车行业中的自动车灯系统，通过感知周围环境的光线强度来自动控制车灯的开关。
在夜间或阴天光线不足时，自动打开车灯以增加安全性；在白天光线充足时，自动关闭车灯以节约能源。
•机器人导航：光感传感器可以用于机器人导航中，通过感知环境中的光线强度和方向来判断机器人的位置和朝向。
0引言光子电场传感器利用电光效应，即当光信号通过电光材料后，使光信号受到待测电场调制，再从调制光波中解调出被测的电磁信号，这种测量具有抗电磁干扰能力强的优点。
在过去30年中，已开发出不同类型基于电光效应的传感器[1]。
利用电光效应，晶体被用在高电压测量上[2]，一些研究工程已完成测量非常高的电场，如测量高压输电线附近的电场。
然而，为了让一些光线进入传感器头，这种测量系统必须由许多独立的光学元件构建，这使得测量系统复杂，限制了它在实践中的应用。
最近，越来越多的研究集中在：1.集成电光传感器，它其有体积小，操作结构简单和系统化芯片等特点；2.全介质电磁场传感器，它有很多好处是因为它们不会扰乱电磁场、规模小、高度便携且带宽很宽。
集成光电传感器的研究主要集中在如何增加传感器对近场测量的灵敏度[3]。
因此，这种传感器适合广泛应用于弱电磁信号检测[4]。
在高电压测量，一些领域研究人员使用这种传感器获取微弱的放电或小电压信号。
电光调制器被用于在高压输电电缆的局部放电来获得信号[5-6]。
已有报道，全介质电磁场传感器的测量可达到200V/m [7]。
即使这对一些电场测量是足够的，但对于宽频带源的测量仍然显得不足。
当然，研究者也在坚持不懈的探索如何有效地改进传感器的敏感性。
下面分别介绍的几种典型的光子电场传感器。
2三种不同类型的光电传感器2.1D 型光纤与电光平板耦合的光电传感器电场测量已广泛应用于商业，工业和科学的很多领域，如高能微波武器使用电场去破坏或是干扰电子系统，破坏电子的电场振幅典型值约为10kV/m ，最低可以达到100V/m [12-13]。
商业中，D 点传感器在测量电场方面表现出足够的灵敏度；但是由于D 点传感器是金属，故而有第二章中探讨的问题，基于此，美国的Spencer Chadderdon 等[8]人研究出了基于光纤的的介电电磁场传感器：基于平板耦合光纤传感器（SCOS ）。
该传感器（SCOS ）的电场传感器通过使用光纤和非线性光学平板波导之间的光谐振耦合来传输的，结构如图1所示，传感器是由一个厚度为t ，折射率n0接近光纤纤芯N f 的平板波导与一个D 型包层的光纤组成。
N f 表示光纤的有效折射率，n 0是平板波导的折射率、t 是平板波导的厚度,d 为光纤纤芯与平板波导之间的距离。
传感器的工作原理:由于平板波导是用电光材料做的，电光（EO ）平板折射率在外加电场作用下的会发生变化并产生共振波长的转变，当把固定共振波长的偏振光耦合到D 型光纤上，光耦合到平板上的方向与晶体的X-Z 面成一个角度，在其中传输（如图2）过程中发生电光调制，在光纤末端测量可测出调制光。
图1平板耦合光纤传感器的横截面图[8]Fig.1.Cross-sectional diagram of an SCOS.图2偏振光在传感器的光纤和平板波导上传播的射线图[8]Fig.2.Ray diagram for polarized light propagating in the fiber andslab waveguide of an SCOS.传感器平板波导材料参数的敏感性依赖于折射率、线性电光系数和射频介电常数。
研究表明：除了大的电光系数、低射频介电常数是对这类传感器的高灵敏度是非常重要的。
Spencer Chadderdon 等人创建独立式电光聚合物薄膜，然后连接到D 型光纤.他们通过对各种材料的实验得出电光材料的选取应该有大的电光（EO ）系数和低的射频（RF ）介电常数，为生产出窄共振的SCOS ，平板波导需要均质且厚度在20μm 左右。
经过这样改进的传感器不会扰乱待测电磁场，具有规模小、高度便携以及宽带宽等特点，弥补了D 点传感器的不足。
2.2强度电场测量的集成电光传感器在无源电光式传感器出现以前,对于瞬态电磁场测试,较常采用下述两种方式实现全波形的测量:（1）采用棒状单极子、网拍、球状天线等感应空间电场信号,配以有源射极跟随器或差分放大器,用高频※基金项目：此文为国家自然科学基金资助项目研究成果，项目编号61040064。
作者简介：弟寅（1986—），女，硕士生，主要研究方向为微波光子学及声光集成。
导师简介：陈明（1956—），男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向为微波光子学及声光集成。
测量电磁场的几种光子传感器机理及其应用弟寅1陈明1席洁2陈乐建1（1.西安邮电大学电子工程学院，陕西西安710061；2.西安邮电大学通信与信息工程学院，陕西西安710061）【摘要】本文介绍了三种基于不同机理实现电磁场测量的光子传感器工作原理、制作及应用，它们分别是：基于D 型光纤与电光聚合物板耦合的光电传感器；测量高强度电场的集成光电传感器；恶劣环境中的反转域铌酸锂全光学电场传感器。
【关键词】集成光电传感器；电光聚合物板；D 型光纤；铌酸锂；电磁场测量The Mechanism and Application of Several Electro-optic Sensors for Measuring Electromagnetic FieldsDI Yin 1CHEN Ming 1XI Jie 2CHEN Le-jin 1(1.Xi'an University of Posts and Telecommunications School of Electronics Engineering,Xi'an Shaanxi,710061,China;2.Xi'an Universityof Posts and Telecommunications School of Communication and Information Engineering,Xi ’an Shaanxi,710061,China)【Abstract 】The operating principles ，fabrication processes,and application prospects of three kinds of electro -optic sensor are introduced for measuring electromagnetic fields,respectively.The three types of sensors are electric -field sensors utilizing coupling between a D -fiber and an electro-optic polymer slab,integrated electro-optic sensor for intensive electric field measurement,and All-optical electric field sensor in domain inverted for harsh environment,respectively.【Key words 】Integrated electro-optic sensor;Electro-optic polymer slab;D-fiber ，LiNbO 3，Measuring electromagneticfields科●同轴电缆传输信号;（2）基于半导体激光器的有源光纤传输系统,将天线感应的空间电场信号转换为电压(电流)信号,并驱动线性区工作的激光器,实现电-光转换,在终端再将光信号转换为电信号[14]。
这样的方法，也存在第二章中的问题，为此，Rong Zeng 等人设计了一种光纤传感器，设计时采用了Mach-Zehnder 式集总参数强度调制器。
通过使用马赫曾德干涉仪其中一个典型的传感器的结构（如图3所示）。
输入光通过左边的Y 型耦合器，然后分为两等份通过两个横波导（即波导1波导2）传输。
通过波导1的光是由电极和天线施加的电场调制的。
波导1波导2光传递到右边的Y 型耦合输出。
输出光信号的振幅通过光接收机测量。
激光二极管作为光源，光电二极管如PIN 光电二极管或雪崩光电二极管用来作为光接收机。
通过检测光电二极管、适用频谱分析仪、示波器，或其它信号处理器件来分析处理由调制光波转换的电信号。
图3传感器的结构示意图：（a ）俯视图，（b ）截面图[9]Fig.3.The structure of the sensor:(a)Top view and ，(b)Cross section view.Rong Zeng [9]等人由此设计了三种电极和天线数。
类型a ：两个电极与垂直偶极子天线连接，如图4（a ）所示。
类型b ：水平偶极子天线与电极完全结合，如图4（b ）所示，电极之间的差距扩大（这里约100微米），且电极的长度缩短。
类型c ：为了测量更密集的电场，提出并制造了一个用单模电极的新方案。
这种新颖的设计是一个简单的单模电极没有任何天线图4（c ）所示。
图4电极的结构图[9]Fig.4.The structure of the sensors.该传感器可被用来测量电场密集和电源频率为1GHz 范围内的频率响应。
Rong Zeng [9]等人对这三种电极所做的实验结果发现，除了750MHz 的频率，从100MHz 到1GHz 的三种传感器的响应特性几乎平稳。
而且c 类传感器的频率响应曲线几乎从1MHz 到100MHz 一直保持平稳。
这表明，传统采用天线的两种设计不适合用于高场强测量，而没有天线的单模电极传感器c 则可以实现高场强测量。
谢彦召等人[14]设计的电光式传感器就是采用了天线的设计，对比两者就会发现，没有天线的单模电极传感器c 可以测量更高场强，从这一侧面更印证了上述实验结果。
且这种传感器设计合理,不受电磁干扰,小巧方便,提供了保持时域保真性所需的宽带和低频等特点,能再现所测信号的幅度大小和相位信息。
此外,脉冲电场测量的实验和应用表明，该传感器c 很适用于短暂密集的测量如闪电电场的以及空气击穿的测量。
2.3恶劣环境中的反转域铌酸锂全光学电场传感器D.Tulli 等人[10]提出一种新型的在没有任何金属部件Z 切铌酸锂晶体基片上的集成光学高电压传感器，装置设计如图5（左）。
他们把退火质子交换（APE ）附近截止波导由Z 切铌酸锂制作且集中在一个域反转区。
外加电场平行于装置的z 轴，可以在中央反转域的折射率上引起一个增量，而外部域的折射率降低，波导边缘的负域反转域被纵向限制。
传播一定长度后，由于有源区域和无源区域导模之间的模式配置不匹配，光模式展宽产生损耗。
图5（左）电极传感器的截面图；（右）由传感器检测的一个典型的1.1GHz 的射频信号[10]Fig.5.(left)Cross-section schematic of the electrode free sensor and,(right)A typical RF signal detected by the sensor at 1.1GHz.D.Tulli 等人通过检测2.6MV/m 直流场来展示1.1GHz 射频电磁场光电传感器的工作原理。
