电场测量在工程实践中有重要的应用。光学电场传感器弥补了传统电荷感应式电场传感器的固有缺陷,具有广阔的发展前景。为了提高光学电场传感器的测量精度,本文以BGO晶体Pockels光学传感器为研究对象,借助线性电光效应耦合波理论对传感器装调过程中的多项设计参数进行了仿真计算和参数优化。在此基础上,搭建了光学电场传感器测量装置,标定了光学电场传感器的参数,并进行了初步的电场测量实验。本文的研究结果为提高BGO晶体光学传感器的测量精度提供了理论依据和调试指导。主要研究成果如下:1、研究了线性电光效应耦合波理论内容,并运用MATLAB软件编写了相关计算程序。分析了传感器装置结构并建立了数学模型,利用折射率椭球理论验证了耦合波理论程序计算的正确性,为后续对传感器的仿真计算打下了基础。2、光学电场传感器装置中,晶体通光方向和偏振片的透光轴位置直接影响了传感器的调制深度。计算了不同入射光方向,偏振片透光轴的最佳方向,使传感器获得最大的调制深度,提高了传感器的灵敏度和分辨率。并考虑了偏振片在透光轴方向标定过程中的角度偏差对传感器输出信号的影响。3、在环境因素干扰下,外电场方向的变化会影响传感器的输出信号。在晶向坐标系中,针对入射光<110>方向,外电场<110>,<001>方向两种横向调制结构和入射光<001>方向的纵向调制结构,对比计算了外电场方向变化对各结构传感器输出光强的影响。根据分析结果和不同的应用环境,给出了有益的建议。4、考察了光非正入射情况下引入的误差。仿真计算表明,在三种常见的调制情况下:入射光<110>电场<001>方向时,测量结果对入射角度的偏差更敏感。5、提出了一种三维电场方向测量方法。该方法利用三束不同波长的光沿单个BGO晶体的三个方向入射,从而实现对电场大小确定的情况下电场方向的快速测量。6、搭建了实验装置,标定了 BGO晶体电场传感器的参数,实现了初步的电场测量。实验结果表明,利用BGO晶体电场传感器测量的电压值与示波器测量结果一致。