先进制造技术

本发明公开了一种基于非对称直波导干涉仪的脉冲电场传感器，LiNbO3晶体衬底上设有非对称马赫‑泽德干涉仪，非对称马赫‑泽德干涉仪包括平行设置的直线型第一波导臂和第二波导臂，第一波导臂的两侧设有若干成对的天线和电极，天线为锥形偶极子天线，LiNbO3晶体衬底的光轴平行于x方向，第一波导臂和第二波导臂的臂长相等，其z向波导宽度和x向波导深度不同，输入光波导和输出光波导呈Y型，其与两个波导臂之间采用绝热锥形波导相连接，输入光波导与输出光波导的宽度和深度相同，输入光波导与输出光波导的另一端分别与保偏光纤和标准单模光纤相连接，本发明具有较宽测量范围及频率响应范围，消光比高，传输损耗低，稳定性高，抗干扰性强，测量准确度高。

一种基于非对称直波导干涉仪的脉冲电场传感器应用范围广泛。在电力系统中，可用于高压输电线路周围的脉冲电场监测，保障电力设备安全运行，及时发现潜在故障隐患。在气象领域，能对雷电等强对流天气产生的脉冲电场进行精确测量，助力气象预报和研究。在电子对抗方面，可用于探测敌方电子设备产生的脉冲电场信号，为电子干扰和防御提供关键数据。在科研实验中，适用于等离子体物理、高能物理等实验场景，测量实验过程中产生的脉冲电场，为相关科学研究提供有力支持。

1.本发明具有较宽测量范围及频率响应范围，消光比高，传输损耗低，稳定性高，抗干扰性强，测量准确度高，具有广阔的应用前景，有利于推广应用。

2.本发明的波导臂为直线波导，通过设计宽窄不同的波导臂实现非对称马赫‑泽德干涉仪，与常规基于S型弯曲波导干涉仪的传感器相比，本发明这种干涉仪结构的传感器传输损耗(约6dB)低一个数量级，传输光谱的消光比(约70dB)高5个数量级，动态测量范围(可达34dB)高两个数量级。

3.本发明优化设计了天线的结构参数，锥形偶极子电极的阻抗从低端到顶端逐渐增大，阻抗渐变型结构能够减少天线的谐振现象，从而保证了传感器的带宽。