實驗名稱：電壓放大器在反射式小型光學電場傳感器中的應用

實驗目的：爲了同時實現對直流電場、交變電場和瞬態電場的測量,通過瓊斯矩陣計算，建立基于泡克爾效應的反射式光學電場傳感探頭的理論傳感模型，分析錠酸锂晶體長度、晶體切型、溫度以及封裝應力對探頭傳感性能的影響。

實驗設備：函數發生器、電壓放大器( Aigtek,ATA-7030)、电极板、光源、保偏环形器、光电探测器、数据采集卡、LabVIEW信号分析显示软件、探头组成。

實驗過程：

交變電場實驗：

系統運行原理如下:函數發生器産生一個頻率和幅值可調的電壓信號,電壓放大器将该信号放大0~1000倍后导入电极板产生交变電場,探头经Pockels效应转换電場信息为光强,再由光电探测器转换为电压,采集卡同时采集電壓放大器缩小1000倍后的参考电压和光电探测器的输出电压,经LabVIEW软件分析后显示电压信号。

交變電場實驗裝置

設置函數發生器發出頻率爲10、5 000 Hz,幅值为3V的方波,電壓放大器放大1000倍,采集到的方波信號波形如圖所示.圖中,ARer爲參考信號幅值,AoEs爲探頭測得信號幅值.可以看出，隨著頻率的增大,表征參考信號的波形曲線Ref出現失真,這是由電壓放大器性能導致的,而表征探頭實測信號的波形曲線OES與輸出Ref波形一致.由此可知,探測信號真實反映了實際電場信號.

實驗結果：

AoEs与電場强度E的关系曲线可以看出,探头对不同频率下電場的响应幅值均随電場强度的增大而线性增大，且 10~5000 Hz范围内的线性趋势基本一致.不同频率下测量幅值-電場强度曲线差异初步分析可能由系统误差造成,包括光电探测器在不同频率下的光电转换效率差异、不同频率下電壓放大器實際輸出電壓與參考電壓間的差異.

綜上所述，反射式小型光學電場傳感器在場強[0.7，105.0] kV/m下对ms 级交流電場具有较好的线性响应。

電壓放大器ATA-7030高壓放大器參數指標：

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本實驗文章引用自知網論文《反射式小型光學電場傳感器》