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Optical electric-field sensor based on angular optical bias using single β-BaB_2O_4 crystal

机译：基于单β-BaB_2O_4晶体的基于角光学偏置的光电场传感器

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A novel optical electric-field sensor is proposed and demonstrated in experiment by use of a single beta barium borate (β-BaB_2O_4, BBO) crystal. The optical sensing unit is only composed of one BBO crystal and two polarizers. An optical phase bias of 0.5π is provided by using natural birefringence in the BBO crystal itself. A small angle (e.g., 0.6°) between the sensing light beam and principal axis of the crystal is required in order to produce the above optical bias. Thus the BBO crystal is used as the electric-field-sensing element and quarter waveplate. The ac electric field in the range of (1.4-703.2) kV/m has been measured with measurement sensitivity of 1.39 mV/(kV/m) and nonlinear error of 0.6%. Compared with lithium niobate crystal used as an electric-field sensor, main advantages of the BBO crystal include higher measurement sensitivity, compact configuration, and no ferroelectric ringing effect.
机译：提出了一种新型的光电场传感器，并通过使用单β硼酸钡（β-BaB_2O_4，BBO）晶体进行了实验验证。光学传感单元仅由一个BBO晶体和两个偏振器组成。通过在BBO晶体本身中使用自然双折射，可提供0.5π的光学相位偏置。为了产生上述光偏
振，需要在感测光束和晶体的主轴之间的小角度（例如0.6°）。因此，BBO晶体用作电场感应元件和四分之一波片。测量的交流电场范围为（1.4-703.2）kV / m，测量灵敏度为1.39 mV /（kV / m），非线性误差为0.6％。与用作电场传感器的铌酸锂晶体相比，BBO晶体的主要优点包括更高的测量灵敏度，紧凑的结构以及无铁电振铃效应。

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