一种无关偏置的双色光波导电磁脉冲测量装置及测量方法与流程

技术特征：
1.一种无关偏置的双色光波导电磁脉冲测量装置，其特征在于：包括第一光源(11)，第二光源(12)，第一波分复用器(2)，前端探头(3)，第二波分复用器(4)，光电转换器(5)，滤波器(6)，示波器(7)和数据处理系统(8)；所述第一光源(11)、第二光源(12)分别与第一波分复用器(2)的两个输入端通过保偏光纤连接；所述第一光源(11)、第二光源(12)发出波长可调的单色光信号，在第一波分复用器(2)中进行合波，获得合波光信号；所述第一波分复用器(2)的输出端通过前端探头(3)与第二波分复用器(4)的输入端连接，所述前端探头(3)用于将被测信号转换为调制信息加载到合波光信号中，所述第二波分复用器(4)用于将合波光信号分波输出；第二波分复用器(4)的输出端分别与两个光电转换器(5)的输入端通过保偏光纤连接；两个所述光电转换器(5)的输出端分别与滤波器(6)的输入端电连接，滤波器(6)的输出端通过示波器(7)和数据处理系统(8)电连接；两个光电转换器(5)分别将检测到的单色光信号转换成电信号，由滤波器(6)进行直流滤波后，经示波器(7)采集并传输至数据处理系统(8)进行运算得到被测信号的电磁脉冲信息；所述前端探头(3)包括绝缘管壳、设置在绝缘管壳内的晶体(31)以及位于晶体(31)上的感应装置和波导(32)，所述波导(32)的两端分别与第一波分复用器(2)的输出端和第二波分复用器(4)的输入端连接，波导(32)的光路为非对称调制光路；所述感应装置用于探测被测信号。2.根据权利要求1所述的一种无关偏置的双色光波导电磁脉冲测量装置，其特征在于：所述前端探头(3)为光路非对称的m-z干涉仪或体电光调制结构。3.根据权利要求2所述的一种无关偏置的双色光波导电磁脉冲测量装置，其特征在于：所述前端探头(3)为非对称体电光调制单光路耦合型探头。4.根据权利要求1-3任一所述的一种无关偏置的双色光波导电磁脉冲测量装置，其特征在于：所述第一光源(11)和第二光源(12)为用光纤输出的窄谱偏振光源，其中心波长在感应装置的接收信号波长范围内。5.根据权利要求4所述的一种无关偏置的双色光波导电磁脉冲测量装置，其特征在于：所述第一光源(11)和第二光源(12)的中心波长为1550nm
±
20nm。6.根据权利要求5所述的一种无关偏置的双色光波导电磁脉冲测量装置，其特征在于：所述感应装置为接收天线或电压传感器或电场传感器或电流传感器。7.根据权利要求6所述的一种无关偏置的双色光波导电磁脉冲测量装置，其特征在于：所述波导(32)的长度≤10cm。8.一种无关偏置的双色光波导电磁脉冲测量方法，基于权利要求1-7任一所述的一种无关偏置的双色光波导电磁脉冲测量装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、调整第一光源(11)和第二光源(12)发出的单色光信号的波长差，使得两路单色光信号的自然偏置点差值为π/2 nπ，其中，n为整数；步骤2、两路单色光信号通过保偏光纤传输至第一波分复用器(2)，第一波分复用器(2)将两路单色光信号合成为双色光信号；步骤3、将被测信号输入前端探头(3)，被测信号被感应装置转为电场信号加载在非对称调制光路上；双色光信号进入前端探头(3)，经电场信号和非对称调制光路调制后成为带
有调制信息的双色光信号；步骤4、带有调制信息的双色光信号通过保偏光纤传输至第二波分复用器(4)，第二波分复用器(4)将带有调制信息的双色光信号恢复为带有调制信息的两路单色光信号；步骤5、带有调制信息的两路单色光信号由光电转换器(5)转换为电信号后输出至滤波器(6)；步骤6、滤波器(6)滤除直流信号后得到两路电信号；步骤7、两路电信号经示波器(7)采集并传输至数据处理系统(8)，根据下式进行运算得到被测信号的电磁脉冲信息：式中，e为被测信号的电磁脉冲信息；k为光电转换系数；v1和v2分别为两路单色光信号对应的输出电压信号；e
π
为半波电场，表示干涉相位差改变一个π所需的外界电场。9.根据权利要求8所述的一种无关偏置的双色光波导电磁脉冲测量方法，其特征在于，步骤1中，第一光源(11)和第二光源(12)发出的单色光信号的波长差为0.8nm。

技术总结
本发明涉及电磁脉冲探测装置及探测方法，具体涉及一种无关偏置的双色光波导电磁脉冲测量装置及测量方法，解决了现有集成光学电场探测器偏置设置困难和受外界影响易产生偏置漂移的不足之处。本发明提供的电磁脉冲测量装置包括第一光源、第二光源、第一波分复用器、前端探头、第二波分复用器、光电转换器、滤波器、示波器和数据处理系统，可通过固定两个光源发出单色光信号的波长差，使两路单色光信号在干涉下产生的2个自然偏置点形成固定的偏置差。本发明还提供一种电磁脉冲测量方法，经过计算后可得到与偏置无关的传递函数，从而使测量系统不受偏置漂移问题的影响，避免了传统测量方法中偏置设置和漂移控制的困难。法中偏置设置和漂移控制的困难。法中偏置设置和漂移控制的困难。


技术研发人员：石跃武 陈伟 苗建国 王伟 聂鑫 吴伟
受保护的技术使用者：西北核技术研究所
技术研发日：2022.08.24
技术公布日：2022/11/11