Optische E-Feld-Sensoren
Produkte
Der optische Miniatursensor wurde speziell für die potentialfreie Messung von elektrischen Feldern entwickelt. Er ist vollständig dielektrisch ohne jegliche metallischen Strukturen oder Schichten aufgebaut und eignet sich insbesondere zur Messung innerhalb hochspannungstechnischer Aufbauten. Er nutzt den Pockels-Effekt bei elektrooptischen Kristallen. Hierbei wird die polarisierende Eigenschaft der Kristalle ausgenutzt, indem die Intensitätsänderung als Folge von äußeren elektrischen Feldern gemessen wird. Dazu wird Licht zunächst linear und folgend zirkular polarisiert, durch den im äußeren E-Feld befindlichen Kristall geleitet und am linearen Ausgangspolarisator in seiner Intensität bewertet.
Im einzelnen ist die durch das äußere elektrische Feld steuerbare Doppelbrechung ursächlich in der Zerlegung der einfallenden Lichtwelle in zwei senkrecht zueinander stehende linear polarisierte Lichtwellen, die den Kristall auf Grund der im Arbeitsbereich wirksamen unterschiedlichen Brechungsindizes mit unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten durchlaufen. Beim Austritt aus dem Kristall existiert dann eine Phasenverschiebung zwischen den beiden Teilwellen. Diese Phasenverschiebung wird abhängig vom einwirkenden elektrischen Feld verändert und verursacht damit die Veränderung des Polarisationszustandes der einfallenden Lichtwelle. Bei dem verwendeten Kristall tritt der Pockels-Effekt ausschließlich in longitudinale Richtung auf, das heißt das äußere elektrische Feld steht parallel zur Ausbreitungsrichtung der linearen Welle. Aus der kohärenten Überlagerung der zwei Teilwellen entsteht beim Austritt aus dem Kristall eine elliptisch polarisierte Welle, die nachfolgend über einen linearen Polarisator bewertet wird. Die Ausrichtung dieses Polarisators ist dergestalt, dass ein bipolares Ausgangssignal aus der Intensitätsänderung über einen möglichst weiten Dynamikbereich gewonnen werden kann. Der Sensor arbeitet vektoriell und ist nur in eine Richtung empfindlich. Durch Drehung des Sensorkopfes ergibt sich daher ein symmetrisches Richtdiagramm.
