[发明专利]非侵入式电场测量系统及方法

权利要求书

1.一种非侵入式电场测量系统，用以测量电场发生装置输出的电场的电场强度，其特征在于，包括：

高能激光装置，提供基频激光，所述基频激光与所述电场作用使得气体分子发生极化产生二倍频光；

分光装置，将接收的所述基频激光与所述二倍频光分隔传输；

光电转换装置，将所述基频激光与所述二倍频光对应地转换为基频激光信号及二倍频光信号；

监测处理装置，监测所述基频激光信号及所述二倍频光信号，并根据所述基频激光信号及所述二倍频光信号通过标准电极标定曲线，获得所述电场强度。

2.如权利要求1所述的非侵入式电场测量系统，其特征在于，还包括：

第一透镜装置，对所述基频激光进行聚焦后输出；

第一滤光装置，对聚焦后输出的所述基频激光进行过滤，获得波长特定的一所述基频激光输出至所述电场。

3.如权利要求1所述的非侵入式电场测量系统，其特征在于，还包括：

第二透镜装置，对所述二倍频光及所述基频激光进行会聚后输出至所述分光装置。

4.如权利要求1-3中任一项所述的非侵入式电场测量系统，其特征在于，所述分光装置包括：

第一透镜单元，所述二倍频光及所述基频激光经过所述第一透镜单元时，所述二倍频光及部分所述基频激光通过所述第一透镜单元，且另一部分所述基频激光被所述第一透镜单元反射至所述光电转换装置；

第二透镜单元，所述二倍频光及部分所述基频激光经过所述第二透镜单元时，所述二倍频光被所述第二透镜单元反射至所述光电转换装置，且部分所述基频激光通过所述第二透镜单元。

5.如权利要求4所述的非侵入式电场测量系统，其特征在于，所述二倍频光入射至所述第二透镜单元的光路与所述二倍频光反射出所述第二透镜单元的光路之间具有夹角。

6.如权利要求4所述的非侵入式电场测量系统，其特征在于，还包括：

第二滤光装置，对反射出所述第二透镜单元的所述二倍频光进行过滤，获得波长特定的一所述二倍频光输出至所述光电转换装置。

7.如权利要求5-6中任一项所述的非侵入式电场测量系统，其特征在于，所述光电转换装置包括：

光电二极管，将所述基频激光转换为所述基频激光信号并输出至所述监测处理装置；

光电倍增管，将所述二倍频光转换为所述二倍频光信号输出至所述监测处理装置。

8.如权利要求1所述的非侵入式电场测量系统，其特征在于，所述监测处理装置根据所述基频激光信号及所述二倍频光信号通过非线性效应模型获得所述电场强度，所述非线性效应模型为：

其中，I^2ω为二倍频光强,E_Ext为电场强度,I^ω为基频激光强度，L为相互作用长度，Δk为失配系数。

9.如权利要求1所述的非侵入式电场测量系统，其特征在于，还包括：偏振装置，接收所述二倍频光信号，通过调节所述偏振装置使得所述监测处理装置用以监测不同偏振方向的二倍频光信号，以实现电场分量的测量。

10.一种非侵入式电场测量方法，用以测量电场发生装置输出的电场的电场强度，其特征在于，应用于上述权利要求1-9中任一项所述的非侵入式电场测量系统，所述非侵入式电场测量方法包括：

步骤S1：提供基频激光，所述基频激光与所述电场作用使得气体分子发生极化产生二倍频光；

步骤S2：将接收的所述基频激光与所述二倍频光分隔传输；

步骤S3：将所述基频激光与所述二倍频光对应地转换为基频激光信号及二倍频光信号；

步骤S4：监测所述基频激光信号及所述二倍频光信号，并根据所述基频激光信号及所述二倍频光信号通过标准电极标定曲线，获得所述电场强度。