本發明涉及的是一種回音壁模式(whisperinggallerymode，wgm)光學諧振腔交變電壓傳感系統，可用于測量交變電壓信號，屬于光學領域。
背景技術：
wgm光學諧振腔相比普通的光學諧振腔，其光學品質因數更高，同時兼具體積小、功耗低等優點，可對折射率、電壓和磁場等物理量進行精確測量。同時，光學諧振腔易于與光纖系統集成，可以在強電磁干擾條件或狹小密閉的空間進行遠程傳感。電壓傳感器在電力、能源、鐵道、市政等部門的電氣裝置、自動控制以及調度系統中有著廣泛應用，隨著電壓傳感應用需求的發展，在很多時候現有的電壓傳感系統已經無法滿足高精度的測量需求。而光學諧振腔具有高靈敏度和寬頻帶等優勢，可用于高精度的電壓測量。我們設計了一種wgm光學諧振腔交變電壓傳感系統，可以精確測量交變電壓信號。
技術實現要素：
本發明的目的在于，提出了一種wgm光學諧振腔交變電壓傳感系統，可用于高精度的交變電壓傳感之中。
一種回音壁模式光學諧振腔交變電壓傳感系統，其特征在于：包括激光器、隔離器、衰減器、電光調制器、偏振控制器、光纖錐、電致伸縮介質、諧振腔、固定諧振腔和光纖錐的盒子、探測器、穩頻系統、譜儀；所述的電致伸縮介質通過膠水固定在諧振腔內；激光器的發射端與隔離器的輸入端連接，隔離器的輸出端與衰減器的輸入端連接，衰減器的輸出端與與電光調制器的輸入端連接，電光調制器的輸出端與光纖錐輸入端之間的光纖上設置有偏振控制器；光纖錐輸出的光場通過倏逝波耦合的方式進入諧振腔內，腔內光場也可以經過光纖錐耦合輸出至探測器的接收端，探測器輸出的信號進入穩頻系統，穩頻系統輸出反饋電壓將激光器的輸出波長鎖定在光學諧振腔的諧振波長上；同時，探測器輸出的交流信號送入譜儀的接收端；傳感系統中激光器、隔離器、衰減器、電光調制器、偏振控制器、光纖錐、探測器之間的連接均采用光纖連接；電光調制器與穩頻系統、探測器與穩頻系統、穩頻系統與激光器、探測器與譜儀之間均使用兩端口通用的電學線纜連接；在電致伸縮介質上下端面接入導線，用于輸入電壓信號；電壓變化導致電致伸縮介質發生形變，導致諧振腔的腔長發生變化，因而譜儀測得的功率譜強度發生變化，借此可解調交變電壓信號；：所述的諧振腔的壁厚保證光在其內傳輸時會有倏逝波存在于諧振腔的外表面；所述的光纖錐的錐區部分的截面直徑小于輸入光波長；所述的諧振腔結構與光纖錐始終處于耦合狀態；光纖錐與盒子接觸位置滴入紫外固化膠，調整光纖錐的位置至最佳的耦合狀態，利用紫外燈照射使膠水固化，進而固定光纖錐的位置。
所述的諧振腔結構是電壓傳感單元，其光學特性可以反應出電壓的變化。
所述的激光器的波段選用通訊波段，便于與其它的光學系統進行集成，且與探測器的接收波段相匹配；
所述的諧振腔與光纖耦合位置處截面周長為幾百微米到幾厘米范圍內選取；
所述的諧振腔的材料為二氧化硅；且在諧振腔外表面存在倏逝波；
所述的諧振腔為柱狀、氣泡狀或瓶狀；
所述的電致伸縮介質為電場作用下能夠伸縮的介質。
本發明中的傳感系統在進行交變電壓傳感時具有很高的靈敏度。同時，該系統主要由光纖構建，體積小，易于集成，可進行遠程探測所需的電壓信息。
附圖說明
圖1為所發明的wgm光學諧振腔交變電壓傳感系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式進一步闡明本發明的實質性特點和顯著進步，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施方式：
具體實施方式一：如圖1所示，本實施方式所述的wgm光學諧振腔交變電壓傳感系統包括激光器1、隔離器2、衰減器3、電光調制器4、偏振控制器5、光纖錐6、內含電致伸縮介質8的柱狀諧振腔7、固定諧振腔和光纖錐的盒子10、探測器11、穩頻系統12、譜儀13。其中，諧振腔7與磁致伸縮介質8之間填充了膠水用于固定。激光器1的發射端與隔離器2的輸入端連接，隔離器2的輸出端與衰減器3的輸入端連接，衰減器3的輸出端與與電光調制器4的輸入端連接，電光調制器4的輸出端與光纖錐6輸入端之間的光纖上設置有偏振控制器5。光纖錐6中的光場通過倏逝波耦合的方式進入諧振腔7，腔內光場經光纖錐6耦合輸出至探測器11的接收端，探測器11輸出的信號一部分輸出到穩頻系統12，一部分輸出送入譜儀13。穩頻系統12輸出的電壓信號反饋回激光器1的電壓調諧端口。傳感系統中激光器1、隔離器2、衰減器3、電光調制器4、偏振控制器5、光纖錐6、探測器11之間的連接均采用光纖連接；電光調制器4與穩頻系統12、探測器11與穩頻系統12、穩頻系統12與激光器1、探測器11與譜儀13之間均使用兩端口通用的電學線纜連接。電壓信號通過導線9加載在電致伸縮介質中。電壓變化導致電致伸縮介質8發生形變，導致諧振腔7的腔長發生變化，因而譜儀13測得的功率譜強度發生變化，借此可解調輸入交變電壓信號。
具體實施方式二：結合圖1說明本實施方式，本實施方式是對實施方式一所述的wgm光學諧振腔交變電壓傳感系統的進一步限定，所述的諧振腔7中電致伸縮介質8可以不必是柱狀實心的，只要能在電壓作用下發生形變，并導致諧振腔7的腔長發生變化即可。
具體實施方式三：結合圖1說明本實施方式，本實施方式是對實施方式一所述的wgm光學諧振腔交變電壓傳感系統的進一步限定，先將諧振腔固定在盒子10內，利用光線錐6將光耦合進入諧振腔內，在光纖錐6與盒子10接觸位置滴入紫外固化膠，繼續調整光纖錐6的位置至最佳的耦合狀態，利用紫外燈照射使膠水固化，進而固定光纖錐的位置。