CN107748297A - 一种抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置及方法 - Google Patents
一种抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置，所述装置包括：可调谐激光器，用于根据控制模块的控制指令产生预设工作波长阈值的激光信号；光波导电场传感器，用于感应待测区域的电场信号并输出光信号；光纤耦合器，用于将光信号按预设比例分为第一信号和第二信号并分别发送至光电探测器和控制模块；光电探测器，用于将第一信号转换为待测电信号；控制模块，根据第二信号向所述可调谐激光器发出控制指令，控制可调谐激光器发出的激光信号的波长。本发明利用可调谐激光器保证光波导电场传感器始终工作在线性区，同时，使用梯形的光波导电场传感器能够有效抑制压电干扰对测量脉冲信号的干扰，更加准确地测量雷电脉冲信号产生的电场。
Description
技术领域
本发明涉及光电子技术领域，并且更具体地，涉及一种抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置及方法。
背景技术
随着电压等级的不断升高，超高压、特高压输变电技术的发展，合理的设计配置各类高压电气设备的绝缘参数，保证电力系统安全可靠的运行具有重要意义。目前对于高压雷电波脉冲电场的测量基本停留在仿真计算阶段，LiNbO3集成光波导电场传感器具有对被测电场干扰小、介电强度高等特点，适用于测量这类场强较高的脉冲电场。如申请号为200610011963.7的专利申请，发明名称为一种用于强电场测量的电极天线一体化光电集成传感器，其采用了马赫曾德尔干涉仪式光波导，其结构如图1所示。图1为现有的马赫曾德尔干涉仪式光波导的示意图，其中，2是光波导电场传感器，2-1是传感器的天线，2-2是平行的光波导结构，其结构的输入输出光功率如下所示：
其中，Pin、Pout为光波导电场传感器的输入光功率和输出光功率；f(λ)、f(T，RH)为光波长和温湿度对函数相位的影响；E、Eπ为被测电场和光波导电场传感器的半波电场。采用平行结构的光波导结构其输出光功率的大小与波长无关，即f(λ)≈0；由于铌酸锂在不同环境下(温度、湿度不同)，f(T，RH)的值也不同，这就不能保证Pout与被测电场E具有线性关系，可见这种光波导结构不能保证测量结果的准确与稳定。
传统的光波导电场传感器是X切LiNbO3芯片，LiNbO3芯片采用的是横截面为矩形结构，如图2所示。逆压电效应产生的超声波在LiNbO3芯片中沿着电场方向横向传播，在LiNbO3芯片的矩形结构中来回多次反射增强而形成驻波，导致晶体发生应力应变，声光效应导致晶体的折射率发生改变，从而导致电场的测量结果不准确。
发明内容
本发明提供了一种抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置及方法，以解决如何实现准确地对电场进行探测的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置，所述装置包括：可调谐激光器、光波导电场传感器、光纤耦合器、光电探测器和控制模块，
所述可调谐激光器，分别与所述光波导电场传感器的输入端和所述控制模块的输出端相连接，用于根据控制模块的控制指令产生预设工作波长阈值的激光信号，并将所述激光信号发送至光波导电场传感器；
所述光波导电场传感器，与所述光纤耦合器的输入端相连接，用于感应待测区域的电场信号并输出光信号至所述光纤耦合器；
所述光纤耦合器，分别与所述光电探测器和控制模块的输入端相连接，用于将所述光信号按预设比例分为第一信号和第二信号，并将所述第一信号和第二信号分别发送至所述光电探测器和控制模块；
所述光电探测器，用于接收所述第一信号，并将所述第一信号转换为待测电信号；
所述控制模块，用于接收所述第二信号，并根据所述第二信号向所述可调谐激光器发出控制指令，控制所述可调谐激光器发出的激光信号的波长。
优选地，其中所述可调谐激光器能够输出覆盖C波段可调谐功率，C波段的波长为1530-1565nm，调谐切换时间小于10ms，最大线宽为5MHz，工作温度范围-5℃～+75℃。
优选地，其中所述光波导电场传感器为等腰梯形结构，包括：梯形的衬底、衬底表面上的Mach-Zehnder干涉仪、Mach-Zehnder干涉仪其中一臂上的电极。
优选地，其中所述Mach-Zehnder干涉仪为非对称式Mach-Zehnder干涉仪，所述非对称式Mach-Zehnder干涉仪的两臂分别为直波导和弯曲波导，所述直波导和弯曲波导的材料均为质子交换的铌酸锂，且所述直波导和弯曲波导满足预设长度差阈值，所述电极设计在直波导的两侧。
优选地，其中所述梯形的衬底的材料为铌酸锂。
优选地，其中所述光波导电场传感器采用对电场信号无影响的非金属材料进行封装。
优选地，其中所述可调谐激光器通过保偏光纤与所述光波导电场传感器连接，所述光波导电场传感器通过淡漠光纤与所述光纤耦合器相连接；所述光纤耦合器通过单模光纤分别与所述控制模块和所述光电探测器相连接；所述控制模块通过线缆与所述可调谐激光器相连接，所述控制模块通过RS232与所述可调谐激光器进行通信。
优选地，其中所述可调谐激光器、光纤耦合器、控制模块和光电探测器位于屏蔽区域，光波导电场传感器位于待测区域。
根据本发明的另一个方面，提供了一种使用抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置探测电场的方法，所述方法包括：
可调谐激光器根据控制模块的控制指令产生预设工作波长阈值的激光信号，并将所述激光信号发送至光波导电场传感器；
光波导电场传感器感应待测区域的电场信号并输出光信号至光纤耦合器；
光纤耦合器将所述光信号按预设比例分为第一信号和第二信号，并将所述第一信号和第二信号分别发送至光电探测器和控制模块；
光电探测器接收所述第一信号，并将所述第一信号转换为待测电信号；
控制模块接收所述第二信号，并根据所述第二信号向所述可调谐激光器发出控制指令，控制所述可调谐激光器发出的激光信号的波长；
根据待测电信号和电场信号的线性关系计算电场信号。
优选地，其中所述可调谐激光器能够输出覆盖C波段可调谐功率，C波段的波长为1530-1565nm，调谐切换时间小于10ms，最大线宽为5MHz，工作温度范围-5℃～+75℃。
优选地，其中所述光波导电场传感器为等腰梯形结构，包括：梯形的衬底、衬底表面上的Mach-Zehnder干涉仪、Mach-Zehnder干涉仪其中一臂上的电极。
优选地，其中所述Mach-Zehnder干涉仪为非对称式Mach-Zehnder干涉仪，所述非对称式Mach-Zehnder干涉仪的两臂分别为直波导和弯曲波导，所述直波导和弯曲波导的材料均为质子交换的铌酸锂，且所述直波导和弯曲波导满足预设长度差阈值，所述电极设计在直波导的两侧。
优选地，其中所述梯形的衬底的材料为铌酸锂。
优选地，其中所述光波导电场传感器采用对电场信号无影响的非金属材料进行封装。
优选地，其中所述可调谐激光器通过保偏光纤与所述光波导电场传感器连接，所述光波导电场传感器通过淡漠光纤与所述光纤耦合器相连接；所述光纤耦合器通过单模光纤分别与所述控制模块和所述光电探测器相连接；所述控制模块通过线缆与所述可调谐激光器相连接，所述控制模块通过RS232与所述可调谐激光器进行通信。
优选地，其中所述可调谐激光器、光纤耦合器、控制模块和光电探测器位于屏蔽区域，光波导电场传感器位于待测区域。
本发明提供了一种抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置及方法，以集成光波导电场传感器为核心组成的电场探测装置利用可调谐激光器保证光波导电场传感器始终工作在线性区，解决了激光信号不一致导致测量不准确的问题，同时，使用梯形的光波导电场传感器能够在进行雷电波脉冲电场测量时有效抑制压电干扰对测量脉冲信号的干扰，更加准确地测量雷电波脉冲信号产生的电场。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为现有的马赫曾德尔干涉仪式光波导的示意图；
图2为现有的电场探测器测量雷电脉冲信号时的输出波形与雷电波脉冲信号的对比图；
图3为根据本发明实施方式的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置300的结构示意图；
图4为根据本发明实施方式的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置400的示意图；
图5为根据本发明实施方式的优化的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置500的示意图；
图6为根据本发明实施方式的优化的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置600的示意图；以及
图7为根据本发明实施方式的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测方法700的流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为现有的马赫曾德尔干涉仪式光波导的示意图。如图1所示，现有的雷电脉冲电场探测器的传感器基于传统的矩形X切LiNbO3芯片如图1所示，LiNbO3集成光波导电场传感器2包括：传感器的天线2-1，传感器的光波导2-2，当电场垂直作用到LiNbO3芯片时，不仅在电极上产生电场导致光波导的折射率变化，使PD光探测模块输出雷电波电场信号，而且还因LiNbO3晶体的压电效应使PD探测到的雷电波脉冲信号收到严重干扰。这是因为电场加到双电极上且双电极又紧贴在LiNbO3的表面上，这个电极电场就会产生压电效应(LiNbO3晶体具有压电属性)。压电效应的结果使LiNbO3晶体内产生超声波，其方向沿着电场方向在LiNbO3芯片内部横向传播。由于常规的芯片是长条矩形，正好满足压电超声机械波来回多次反射增强而形成驻波。
超声驻波产生的影响直接导致LiNbO3晶体在驻波传播路径上折射率的变化，称之为声光效应，电光效应和声光效应都会使M-Z光波导受到光强度调制。因此，我们的电场探测器经PD输出的电信号既有电光调制产生的雷电波脉冲信号，又有声光调制产生的压电信号。图2为现有的电场探测器测量雷电脉冲信号时的输出波形与雷电波脉冲信号的对比图。如图2所示，1为雷电脉冲电场信号，2为使用探测器测量出的信号。
显然，电光信号与声光信号是不相同的，电光信号是我们需要的信号，声光信号属于干扰信号即噪声，给我们观察雷电波造成困难。
图3为根据本发明实施方式的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置300的结构示意图。如图3所示，本发明实施方式的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置，以LiNbO3集成光波导电场传感器为核心组成的电场探测装置利用可调谐激光器保证光波导电场传感器始终工作在线性区，解决了激光信号不一致导致测量不准确的问题，同时，使用梯形的光波导电场传感器能够在进行雷电波脉冲电场测量时有效抑制压电干扰对测量脉冲信号的干扰，更加准确地测量雷电波脉冲信号产生的电场。
本发明实施方式的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置300包括：可调谐激光器301、光波导电场传感器302、光纤耦合器303、光电探测器304和控制模块305。优选地，其中所述可调谐激光器301，分别与所述光波导电场传感器302的输入端和所述控制模块305的输出端相连接，用于根据控制模块305的控制指令产生预设工作波长阈值的激光信号，并将所述激光信号发送至光波导电场传感器302。优选地，其中所述可调谐激光器能够输出覆盖C波段可调谐功率，C波段的波长为1530-1565nm，调谐切换时间小于10ms，最大线宽为5MHz，工作温度范围-5℃～+75℃。
优选地，所述光波导电场传感器302，与所述光纤耦合器303的输入端相连接，用于感应待测区域的电场信号并输出光信号至所述光纤耦合器303。
优选地，其中所述光波导电场传感器为等腰梯形结构，包括：梯形的衬底、衬底表面上的Mach-Zehnder干涉仪、Mach-Zehnder干涉仪其中一臂上的电极。
优选地，其中所述Mach-Zehnder干涉仪为非对称式Mach-Zehnder干涉仪，所述非对称式Mach-Zehnder干涉仪的两臂分别为直波导和弯曲波导，所述直波导和弯曲波导的材料均为质子交换的铌酸锂，且所述直波导和弯曲波导满足预设长度差阈值，所述电极设计在直波导的两侧。在本发明的实施方式中，预设长度差阈值的最小值为20μm。
优选地，其中所述梯形的衬底的材料为铌酸锂。
优选地，其中所述光波导电场传感器采用对电场信号无影响的非金属材料进行封装。
优选地，所述所述光纤耦合器303，分别与所述光电探测器304和控制模块305的输入端相连接，用于将所述光信号按预设比例分为第一信号和第二信号，并将所述第一信号和第二信号分别发送至所述光电探测器304和控制模块305。
优选地，在所述光电探测器304，接收所述第一信号，并将所述第一信号转换为待测电信号。
优选地，在所述控制模块305，接收所述第二信号，并根据所述第二信号向所述可调谐激光器301发出控制指令，控制所述可调谐激光器301发出的激光信号的波长。
优选地，其中所述可调谐激光器通过保偏光纤与所述光波导电场传感器连接，所述光波导电场传感器通过淡漠光纤与所述光纤耦合器相连接；所述光纤耦合器通过单模光纤分别与所述控制模块和所述光电探测器相连接；所述控制模块通过线缆与所述可调谐激光器相连接，所述控制模块通过RS232与所述可调谐激光器进行通信。
优选地，其中所述可调谐激光器、光纤耦合器、控制模块和光电探测器位于屏蔽区域，光波导电场传感器位于待测区域。
图4为根据本发明实施方式的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置400的示意图。如图4所示，本发明本发明实施方式的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置400包括：可调谐激光器1、光波导电场传感器2和光电探测器3、保偏光纤4、单模光纤5、LiNbO3集成光波导电场传感器的压电效应产生的超声波6、光纤耦合器7和控制模块8。其中2是等腰梯形结构的LiNbO3集成光波导电场传感器，2-2是采用非对称M-Z型的光波导结构。采用等腰梯形LiNbO3芯片，能较大幅度抑制雷电波探测时的压电干扰，6表示压电效应产生的超声波传播方向，由于LiNbO3芯片两边成梯形结构，此声波的传播方向发生了显著的变化，即由原来矩形芯片的来回同路径多次反射的驻波变成了锯齿状的不同路径的行波。这样的结果，使得压电超声波在LiNbO3芯片中的传输路径大大分散，声光调制作用得以弱化，压电干扰得到抑制。
为了更好的抑制雷电探测的压电干扰，我们选取两种方式的芯片结构，分别如图5和图6所示，在这两种结构中，将光波导电场传感器的电极位置改变，压电干扰产生的超声波不会由于叠加形成驻波，而且LiNbO3晶体内部的超声波随着多次反射而衰减，可以更好的弱化压电干扰。
图5为根据本发明实施方式的优化的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置500的示意图。如图5所示，优化的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置500的光波导电场传感器是梯形上底边处于光输入，下底边处于光输出端，在这种情况下，光波导电场传感器的电极设置靠进输出端，使超声波往后传输，减少对M-Z光波导的作用，进而降低压电干扰。
图6为根据本发明实施方式的优化的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置600的示意图。如图6所示，电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置500的示意图。如图5所示，优化的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置600的光波导电场传感器的结构恰恰与图5的相反，光输入在梯形下底边，输出在上底边，光波导电场传感器的电极靠进输入端，使超声波往前传输，减弱对M-Z光波导作用，同样降低压电干扰。
以下具体举例说明本发明的实施方式
在本发明的实施方式中，图4中2-2的光波导结构采用的非对称的M-Z型，具体计算如下：
取λ＝1.55μm，f(λ)＝60.5π，n＝2.1395，
当设置了ΔL＝21.92μm后，通过改变可调谐激光器的输出波长λ即可保证：
n为整数，
此时有：
其中，Pin、Pout为光波导电场传感器的输入光功率和输出光功率；f(λ)、f(T，RH)为光波长和温湿度对函数相位的影响；E、Eπ为被测电场和光波导电场传感器的半波电场；ΔL为直波导与弯曲波导的长度差；n为光波导的有效折射率；λ为激光器输出信号的波长；α为光波导电场传感器的衰减系数；G为光电探测器的增益系数。用来测量雷电波脉冲的光波导电场传感器，其半波电场Eπ一般高于1000kV/m，满足所以光电探测器的输出Vout与被测电场E成线性关系，此时光波导电场传感器工作在线性区。
在本发明的实施方式中，使用图4中光波导电场传感器的梯形结构采用等腰梯形，腰与下底的角度为82°，腰与上底的角度为98°，使压电效应产生的超声波在铌酸锂边缘反射时，入射角为8°。
使用如图5所示的的光波导电场传感器时，其电极与梯形下底边距离为10mm。此时，光波导电场传感器的上底边为传感器的输入端，下底边为传感器的输出端。
使用如图6所示中的光波导电场传感器时，其电极与梯形下底边距离为10mm。此时，光波导电场传感器的下底边为传感器的输入端，上底边为传感器的输出端。
在进行电场探测时，可调谐激光器通过保偏光纤连接光波导电场传感器，光波导电场传感器的输出连接光纤耦合器，采用的光纤耦合器两路输出信号功率比为1:9，其中比例为1的部分接入控制模块，控制模块与激光器通过电缆连接，比例为9的部分通过单模光纤接入光电探测器，整体构成光波导雷电脉冲电场探测器。光电探测器带宽为DC-10MHz，覆盖雷电波脉冲信号的频率范围。由于采用的可调谐光源是C波段输出，光波导雷电脉冲电场探测器内部的各个模块，中心工作波长使用1.55μm。
图7为根据本发明实施方式的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测方法700的流程图。如图7所示，本发明实施方式的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场方法700从步骤701处开始，在步骤701可调谐激光器根据控制模块的控制指令产生预设工作波长阈值的激光信号，并将所述激光信号发送至光波导电场传感器。优选地，其中所述可调谐激光器能够输出覆盖C波段可调谐功率，C波段的波长为1530-1565nm，调谐切换时间小于10ms，最大线宽为5MHz，工作温度范围-5℃～+75℃。
优选地，在步骤702光波导电场传感器感应待测区域的电场信号并输出光信号至光纤耦合器。
优选地，其中所述光波导电场传感器为等腰梯形结构，包括：梯形的衬底、衬底表面上的Mach-Zehnder干涉仪、Mach-Zehnder干涉仪其中一臂上的电极。
优选地，其中所述Mach-Zehnder干涉仪为非对称式Mach-Zehnder干涉仪，所述非对称式Mach-Zehnder干涉仪的两臂分别为直波导和弯曲波导，所述直波导和弯曲波导的材料均为质子交换的铌酸锂，且所述直波导和弯曲波导满足预设长度差阈值，所述电极设计在直波导的两侧。
优选地，其中所述梯形的衬底的材料为铌酸锂。
优选地，其中所述光波导电场传感器采用对电场信号无影响的非金属材料进行封装。
优选地，在步骤703光纤耦合器将所述光信号按预设比例分为第一信号和第二信号，并将所述第一信号和第二信号分别发送至光电探测器和控制模块。
优选地，在步骤704光电探测器接收所述第一信号，并将所述第一信号转换为待测电信号。
优选地，在步骤705控制模块接收所述第二信号，并根据所述第二信号向所述可调谐激光器发出控制指令，控制所述可调谐激光器发出的激光信号的波长。
优选地，在步骤706根据待测电信号和电场信号的线性关系计算电场信号。
优选地，其中所述可调谐激光器通过保偏光纤与所述光波导电场传感器连接，所述光波导电场传感器通过淡漠光纤与所述光纤耦合器相连接；所述光纤耦合器通过单模光纤分别与所述控制模块和所述光电探测器相连接；所述控制模块通过线缆与所述可调谐激光器相连接，所述控制模块通过RS232与所述可调谐激光器进行通信。
优选地，其中所述可调谐激光器、光纤耦合器、控制模块和光电探测器位于屏蔽区域，光波导电场传感器位于待测区域。
本发明的实施例的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测方法700与本发明的另一个实施例的抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置300相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (16)
1.一种抑制压电干扰的光波导雷电脉冲电场探测装置，其特征在于，所述装置包括：可调谐激光器、光波导电场传感器、光纤耦合器、光电探测器和控制模块，
所述可调谐激光器，分别与所述光波导电场传感器的输入端和所述控制模块的输出端相连接，用于根据控制模块的控制指令产生预设工作波长阈值的激光信号，并将所述激光信号发送至光波导电场传感器；
所述光波导电场传感器，与所述光纤耦合器的输入端相连接，用于感应待测区域的电场信号并输出光信号至所述光纤耦合器；
所述光纤耦合器，分别与所述光电探测器和控制模块的输入端相连接，用于将所述光信号按预设比例分为第一信号和第二信号，并将所述第一信号和第二信号分别发送至所述光电探测器和控制模块；
所述光电探测器，用于接收所述第一信号，并将所述第一信号转换为待测电信号；
所述控制模块，用于接收所述第二信号，并根据所述第二信号向所述可调谐激光器发出控制指令，控制所述可调谐激光器发出的激光信号的波长。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可调谐激光器能够输出覆盖C波段可调谐功率，C波段的波长为1530-1565nm，调谐切换时间小于10ms，最大线宽为5MHz，工作温度范围-5℃～+75℃。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光波导电场传感器为等腰梯形结构，包括：梯形的衬底、衬底表面上的Mach-Zehnder干涉仪、Mach-Zehnder干涉仪其中一臂上的电极。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述Mach-Zehnder干涉仪为非对称式Mach-Zehnder干涉仪，所述非对称式Mach-Zehnder干涉仪的两臂分别为直波导和弯曲波导，所述直波导和弯曲波导的材料均为质子交换的铌酸锂，且所述直波导和弯曲波导满足预设长度差阈值，所述电极设计在直波导的两侧。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述梯形的衬底的材料为铌酸锂。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光波导电场传感器采用对电场信号无影响的非金属材料进行封装。
7.根据权利要求1至6所述的装置，其特征在于，所述可调谐激光器通过保偏光纤与所述光波导电场传感器连接，所述光波导电场传感器通过淡漠光纤与所述光纤耦合器相连接；所述光纤耦合器通过单模光纤分别与所述控制模块和所述光电探测器相连接；所述控制模块通过线缆与所述可调谐激光器相连接，所述控制模块通过RS232与所述可调谐激光器进行通信。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述可调谐激光器、光纤耦合器、控制模块和光电探测器位于屏蔽区域，光波导电场传感器位于待测区域。
9.一种使用如权利要求1所述的装置探测电场的方法，其特征在于，所述方法包括：
可调谐激光器根据控制模块的控制指令产生预设工作波长阈值的激光信号，并将所述激光信号发送至光波导电场传感器；
光波导电场传感器感应待测区域的电场信号并输出光信号至光纤耦合器；
光纤耦合器将所述光信号按预设比例分为第一信号和第二信号，并将所述第一信号和第二信号分别发送至光电探测器和控制模块；
光电探测器接收所述第一信号，并将所述第一信号转换为待测电信号；
控制模块接收所述第二信号，并根据所述第二信号向所述可调谐激光器发出控制指令，控制所述可调谐激光器发出的激光信号的波长；
根据待测电信号和电场信号的线性关系计算电场信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述可调谐激光器能够输出覆盖C波段可调谐功率，C波段的波长为1530-1565nm，调谐切换时间小于10ms，最大线宽为5MHz，工作温度范围-5℃～+75℃。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述光波导电场传感器为等腰梯形结构，包括：梯形的衬底、衬底表面上的Mach-Zehnder干涉仪、Mach-Zehnder干涉仪其中一臂上的电极。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述Mach-Zehnder干涉仪为非对称式Mach-Zehnder干涉仪，所述非对称式Mach-Zehnder干涉仪的两臂分别为直波导和弯曲波导，所述直波导和弯曲波导的材料均为质子交换的铌酸锂，且所述直波导和弯曲波导满足预设长度差阈值，所述电极设计在直波导的两侧。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述梯形的衬底的材料为铌酸锂。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述光波导电场传感器采用对电场信号无影响的非金属材料进行封装。
15.根据权利要求9至14所述的方法，其特征在于，所述可调谐激光器通过保偏光纤与所述光波导电场传感器连接，所述光波导电场传感器通过淡漠光纤与所述光纤耦合器相连接；所述光纤耦合器通过单模光纤分别与所述控制模块和所述光电探测器相连接；所述控制模块通过线缆与所述可调谐激光器相连接，所述控制模块通过RS232与所述可调谐激光器进行通信。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述可调谐激光器、光纤耦合器、控制模块和光电探测器位于屏蔽区域，光波导电场传感器位于待测区域。
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