光波是一種橫波，它的光矢量與傳播方向垂直。如果光波的光矢量方向不變，大小隨相位改變，這樣的光稱(chēng)為線(xiàn)偏振光；如果光矢量的大小不變，而方向繞傳播方向均勻的轉動(dòng)，這樣的光稱(chēng)為圓偏振光；如果光矢量和大小都在有規律的變化，且光矢量的末端沿著(zhù)一個(gè)橢圓轉動(dòng)，這樣的光稱(chēng)為橢圓偏振光。
　　在電場(chǎng)（或電壓）的作用下，一些本身沒(méi)有雙折射現象的材料會(huì )產(chǎn)生雙折射效應，使光波的兩偏振分量之間出現相位差，這就是電光效應。檢測出相位差，就可以計算出電壓或電場(chǎng)強度的大小。由于相位較難測量，故一般利用偏光干涉原理將相位調制轉化為強度調制，傳感器輸出光強的大小即能反映被測電壓，這就是光電壓傳感器測量電壓的基本原理。

 
圖示：一種實(shí)用的光電壓傳感器示意圖

　　光電壓傳感器的檢測原理類(lèi)似于光電流傳感器，由一個(gè)1/4波長(cháng)板和兩個(gè)偏振器組成的偏振檢測系統將普克爾斯偏振調制轉化為強度調制。普克爾斯晶體縱向外加電壓u（t），離開(kāi)晶體的偏振光強度可用下式表示：

　　式中：
　　P0——輸入光強度；
　　K——普克爾斯靈敏度常數。
　　通過(guò)測量偏振光強度、輸入光強度，我們就可以計算得到外部施加電壓（即被測電壓）。
注：1、某些透明的光學(xué)介質(zhì)在外加電場(chǎng)的作用下，折射率會(huì )隨外加電場(chǎng)線(xiàn)性變化。這種現象就是普克爾斯效應或線(xiàn)性電光效應。
　　2、光束入射到各向異性的晶體，分解為兩束光而沿不同方向折射的現象，它們是振動(dòng)方向互相垂直的線(xiàn)偏振光。光在非均質(zhì)體中傳播時(shí)，其傳播速度和折射率值隨振動(dòng)方向不同而改變，其折射率值不止一個(gè)。光波入射非均質(zhì)體，除特殊方向以外，都要發(fā)生雙折射，分解成振動(dòng)方向互相垂直，傳播速度不同，折射率不等的兩種偏振光，此現象稱(chēng)為雙折射。

01應用優(yōu)勢

　　1、光電壓傳感器不存在任何導電因素，絕緣性好，可以在電氣上實(shí)現低壓側與高壓側的完全隔離，由于采用了光纖傳送信號，抗電磁干擾能力強。
　　2、無(wú)鐵心和線(xiàn)圈，不存在磁飽和、鐵磁諧振問(wèn)題，消除了磁飽和及鐵磁諧振現象而使得互感器運行的暫態(tài)響應好，不會(huì )因磁飽和而導致大電流時(shí)檢測靈敏度的下降，穩定性高保證了系統運行的高可靠性。
　　3、頻響特性好，工作帶寬高，有利于檢測電網(wǎng)諧波及浪涌電壓，電壓傳感頭部分的頻率響應取決于光纖在傳感頭上的渡越時(shí)間，實(shí)際能測量的頻率范圍主要取決于電子線(xiàn)路部分的帶寬。光電壓傳感器可測量電路線(xiàn)路上的高次諧波，這是傳統電壓互感器難以實(shí)現的。
　　4、光纖的體積小、質(zhì)量輕、信號傳輸損耗小，適合于遠距離測量。
　　5、不存在二次短路、開(kāi)路的危險，過(guò)電壓時(shí)不存在危險，抗沖擊能力強。
　　6、適應了電力系統自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò )化的需要。

02應用局限

　　光電壓傳感器科研開(kāi)發(fā)現狀雖已取得不少進(jìn)展，但從總體水平而論，應用局面尚未打開(kāi)。這固然有與傳統傳感器的價(jià)格競爭問(wèn)題和使用習慣問(wèn)題，還有就是產(chǎn)品性能穩定的問(wèn)題，這牽涉到需要保持穩定的光源強度、由探測器噪聲引起的傳感器輸出不穩定以及光傳感器本身的優(yōu)化設計問(wèn)題?？偟膩?lái)看，光電壓傳感器存在的主要問(wèn)題有如下幾點(diǎn)。
　　1、光電壓傳感器的溫度穩定性問(wèn)題。由于傳感材料及環(huán)境因素的影響，使得傳感器的穩定性不高。
　　2、光電壓傳感器的光路系統會(huì )產(chǎn)生光路擾動(dòng)，整個(gè)傳感器系統也無(wú)法避免地會(huì )產(chǎn)生一定的系統噪聲，如何減小系統噪聲帶來(lái)的誤差是尚待解決的問(wèn)題。
　　3、光電壓傳感器的實(shí)用化進(jìn)程緩慢。雖然不少研究者提出了各式各樣的光電壓傳感器系統模型，但多數處于試驗室研制階段。