光纤电流传感器的线性双折射与偏转角研究：MATLAB仿真与验证

光纤电流传感器是一种先进的无接触式检测设备，其原理基于光的传播特性，特别是利用光纤中的线性双折射和法拉第效应来感知电流信号。线性双折射是光纤材料中光在不同轴向的传播速度不一致，导致光线在传播过程中发生偏折，而法拉第效应则是在外加磁场作用下，左旋和右旋圆偏振光的相位差发生变化，这在一定程度上影响了偏转角的测量精度。 在光纤电流传感器的设计与应用中，由于光纤自身的弯曲以及其独特的物理性质，会导致线性双折射和法拉第效应同时存在。这种现象使得测量法拉第效应的偏转角变得复杂，因为两个效应相互交织，可能导致测量结果的不确定性，从而增加了传感系统的误差。本文通过MATLAB软件进行仿真，模拟了线偏振光经过一系列转化，包括转化为圆偏振光和椭圆偏振光的过程，以及法拉第效应下左右旋圆偏振光相位差的变化。 在实验模拟中，研究人员设定不同的法拉第效应相位差参数，观察到最终合成的线偏振光的偏转角与其所对应的左右旋圆偏振光相位差之间存在特定的比例关系，即偏转角等于相位差的一半。这一发现通过理论推导得到了验证，表明通过精确控制法拉第效应的影响，可以部分补偿线性双折射带来的影响，从而提高测量精度。 这项研究对于优化光纤电流传感器的设计具有重要意义，它为后续的线性双折射补偿技术提供了理论支持。通过深入理解并有效控制这两种效应，可以减小光纤电流传感器的测量误差，提升其在电力监控、工业自动化等领域中的性能。此外，研究成果还可能推动光纤传感器技术的发展，使其在更复杂的环境下也能实现高精度的电流测量。 总结来说，这篇论文深入探讨了光纤电流传感器中的线性双折射和法拉第效应对偏转角测量的影响，并通过MATLAB模拟和理论分析，提出了一种补偿策略，为提高光纤电流传感器的性能和可靠性奠定了基础。这对于提高光纤传感器在现代科技领域的应用效能具有实际价值。