本发明涉及光电，尤其是指一种光学电场传感器及传感信号解调系统。
背景技术：
1、高压电气隔离开关和气体绝缘变电站等电力设备在运行过程中会产生快速暂态过电压(very fast transient overvoltage，vfto)，vfto具有幅值高、频率高的特点，在传播过程中可能会导致设备绝缘受损甚至发生故障，因此对vfto的实时监测和信号分析至关重要，光学电场传感器具有抗电磁干扰能力强和响应速度快等优点，能够更准确地监测电力设备中的vfto信号。
2、现有的光学电场传感器主要分为基于逆电压效应的电场传感器、基于电致伸缩效应的电场传感器、基于pockels电光效应的电场传感器和集成光波导式电场传感器。基于逆压电效应的电场传感器主要利用材料逆压电效应产生的形变或位移来感应电场的变化，结合fabry-perot干涉结构将位移的变化转换为干涉光的变化，能够检测到微弱的信号，即可以用于测量非常小的电场，但是这种传感器通常需要较高的制作工艺水平，在实际使用中对外界的机械振动非常敏感，并且由于压电材料的不可逆性，传感器的寿命也会受到限制。电致伸缩效应是指介质在电场中发生弹性形变的现象，在电场的作用下，光学微腔的几何尺寸发生改变，进而导致微腔振谐波长发生变化，通过检测这种波长的变化来感知被测电场信息，相对于基于逆压电效应的电场传感器，基于电致伸缩效应的电场传感器结构简单，且制作成本较低，但是在一般情况下，电致伸缩效应是极其微弱的，并且电致伸缩材料存在严重的迟滞性和非线性，导致这种传感器只适用于低频电场，且准确性较低。集成光波导式电场传感器目前应用广泛的是mach-zehnder电场传感器，这种传感器将光波导集成在电光晶体上，在电场的作用下，电光晶体的折射率发生变化，从而引起光波导内的光传输状态发生变化，这种传感器通过引入电极来提升传感器的灵敏度，从而克服电致伸缩效应传感器灵敏度低的问题，但是引入电极会对电场分布产生影响，导致测量结果无法反映电场分布的真实情况。pockels效应即线性电光效应，基于pockels效应的光学电场传感器一般由多个分立元件构成，包括准直器、偏振分光棱镜、波片和电光晶体，这种传感器避免了引入金属电极，具有抗电磁干扰能力强、响应速度快的优点，但是由于组成元件均是分立的，导致传感器的结构稳定性较差，同时，由于电光晶体受温度影响较大，其性能会随着温度变化而变化，导致不同温度下传感器的输出结果不一致。
3、综上所述，现有的光学电场传感器存在结构稳定性差、测量结果受温度影响较大的问题。
技术实现思路
1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的光学电场传感器结构稳定性差、测量结果受温度影响较大的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种光学电场传感器，包括：
3、第一单偏振光纤，用于将输入光源转换为线偏振光；
4、双折射光纤，其输入端与所述第一单偏振光纤的输出端相连，用于将所述第一单偏振光纤输出的线偏振光转换为圆偏振光；
5、第一自聚焦光纤，其输入端与所述双折射光纤的输出端相连，用于将所述双折射光纤输出的圆偏振光转换为平行出射光；
6、第一电光晶体，用于将所述第一自聚焦光纤输出的平行出射光分解为两束正交线性偏振光；
7、半波片，用于将所述第一电光晶体输出的两束正交线性偏振光旋转90度；
8、第二电光晶体，用于传输所述半波片输出的旋转后的两束正交线性偏振光；
9、第二自聚焦光纤，用于将所述第二电光晶体的输出转换为平行出射光；
10、第二单偏振光纤，其输入端与所述第二自聚焦光纤的输出端相连，用于对所述第二自聚焦光纤输出的平行出射光进行干涉并输出。
11、优选地，还包括：
12、旋转光纤，其输入端与所述双折射光纤的输出端相连，其输出端与所述第一渐变折射率光纤的输入端相连，用于使得所述双折射光纤输出的圆偏振光保持圆偏振态。
13、优选地，所述第一电光晶体和所述第二电光晶体的感应主轴方向相反，即所述第二电光晶体的位置由所述第一电光晶体以光路传播方向为旋转轴旋转180度得到。
14、优选地，所述第一电光晶体和所述第二电光晶体的尺寸和光学性能均相同。
15、优选地，所述第一电光晶体和所述第二电光晶体的晶体材料为锗酸铋或铌酸锂。
16、优选地，所述半波片的光轴方向与所述第一电光晶体的光轴方向呈45度夹角。
17、优选地，所述第一单偏振光纤的输出端和所述双折射光纤的输入端、所述双折射光纤的输出端和所述第一自聚焦光纤的输入端、所述第二自聚焦光纤的输出端和所述第二单偏振光纤的输入端均通过熔接方式相连。
18、优选地，所述第一电光晶体的输出端与所述半波片的输入端相接触，所述半波片的输出端与所述第二电光晶体的输入端相接触。
19、优选地，还包括窄带激光器，其输出端与所述第一单偏振光纤的输入端相连，用于提供光源。
20、本发明还提供了一种传感信号解调系统，包括：
21、如上述的光学电场传感器；
22、光电探测器，其输入端与所述光学电场传感器的输出端相连，用于将所述光学电场传感器输出的光信号转换为电信号；
23、数据采集卡，其输入端与所述光电探测器的输出端相连，用于将所述光电探测器输出的电信号转换为数字信号，并将所述数字信号传输至上位机，以便上位机对所述数字信号进行处理得到测量结果。
24、本申请提供的光学电场传感器使用单偏振光纤代替传统光学电场传感器中的起偏器和检偏器，使用双折射光纤代替传统光学电场传感器中的1/4波片，使用自聚焦光纤代替传统光学电场传感器中的空间准直器，利用多种特种光纤代替多个分立元件，从而增强光学电场传感器的结构稳定性；另外，使用两个电光晶体和一个半波片构成双晶体级联结构，第一电光晶体将光源分解为两束正交线性偏振光，半波片将两束正交线性偏振光旋转90度后输入第二电光晶体，从而使得两个电光晶体之间传输光的偏振方向相互正交，抵消温度对于两束线性偏振光的影响，避免了温度变化使得两束线性偏振光的相位差发生改变，从而保证两束线性偏振光的相位差变化量仅取决于电场的变化，有效避免了光学电场传感器对环境温度的交叉敏感，提高了光学电场传感器的温度稳定性，从而提高了测量结果准确性。
1.一种光学电场传感器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光学电场传感器，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1所述的光学电场传感器，其特征在于，所述第一电光晶体和所述第二电光晶体的感应主轴方向相反，即所述第二电光晶体的位置由所述第一电光晶体以光路传播方向为旋转轴旋转180度得到。
4.根据权利要求1所述的光学电场传感器，其特征在于，所述第一电光晶体和所述第二电光晶体的尺寸和光学性能均相同。
5.根据权利要求1所述的光学电场传感器，其特征在于，所述第一电光晶体和所述第二电光晶体的晶体材料为锗酸铋或铌酸锂。
6.根据权利要求1所述的光学电场传感器，其特征在于，所述半波片的光轴方向与所述第一电光晶体的光轴方向呈45度夹角。
7.根据权利要求1所述的光学电场传感器，其特征在于，所述第一单偏振光纤的输出端和所述双折射光纤的输入端、所述双折射光纤的输出端和所述第一自聚焦光纤的输入端、所述第二自聚焦光纤的输出端和所述第二单偏振光纤的输入端均通过熔接方式相连。
8.根据权利要求1所述的光学电场传感器，其特征在于，所述第一电光晶体的输出端与所述半波片的输入端相接触，所述半波片的输出端与所述第二电光晶体的输入端相接触。
9.根据权利要求1所述的光学电场传感器，其特征在于，还包括窄带激光器，其输出端与所述第一单偏振光纤的输入端相连，用于提供光源。
10.一种传感信号解调系统，其特征在于，包括：
