본 발명의 전압센서는, 코어의 기본 모드 및 2차 모드로 각각 커플링 되어 광섬유를 지나면서 서로 다른 광경로 차이를 겪게 된다. 이와 동시에 광축 x 및 y 에 따른 편광방향에 따라 각각 다른 굴절률 차이를 느끼게 되고 따라서 편광 방향에 따라 간섭무늬 특성(주기, 세기, 전압인가에 따른 변화특성)이 달라진다. 이어서 이중 모드 광섬유에서 출사된 빛(광신호)은 분기소자(광커플러, 광서큘레이터)를 지나 신호분석부에 전달하고 다른 분기소자(편광빔분리기)에 의하여 각기 다른 경로를 거쳐 각각 제1, 2 광신호 분석기로 도달하고, 최종적으로 광신호 분석기 도달한 광신호의 광특성 즉 간섭무늬 스펙트럼이나 광출력의 변화를 측정한다.