一種基于光纖磁場傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于光纖磁場傳感器是利用磁性材料通過磁致雙折射效應將磁場強度轉(zhuǎn)變成折射率的原理制成的。包括包括光源、光譜儀、3dB單模光纖耦合器、保偏光纖、磁性液體、玻璃套管。通過光譜儀測量光纖環(huán)鏡透射譜特定諧振波長變化，得到磁場信息。本實用新型利用波長解調(diào)的方式，靈敏度高，同時本實用新型制作簡單。
【專利說明】一種基于光纖磁場傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于光纖光學領(lǐng)域，具體涉及一種基于光纖磁場傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]磁場傳感器具有測量分辨率高，精度高以及不受環(huán)境干擾等優(yōu)點。磁場傳感器的基本原理是磁場與在磁光材料中傳輸?shù)墓獍l(fā)生直接或間接的相互作用，從而改變光的參數(shù)，包括光的強度、波長和偏振態(tài)等。
[0003]磁光材料是磁場傳感器的關(guān)鍵組成部分。常見的磁光材料有法拉第旋光材料、磁光克爾效應材料和磁致伸縮材料。近年來出現(xiàn)了一種新型磁光材料一磁性液體。
[0004]磁性液體具有磁致光學雙折射特性、法拉第效應、場致透射特性和磁致可變折射率等。在磁光器件尤其是在磁光傳感器上得到了廣泛的應用。利用磁性液體的磁致可變折射率現(xiàn)象，將磁性液體放入法布里-珀羅干涉儀的干涉腔中，改變傳輸光的相位，可以實現(xiàn)磁場傳感。磁性液體的磁致可變折射率性質(zhì)用在光纖環(huán)鏡干涉儀中，通過改變光的相位來實現(xiàn)磁場傳感。使用干涉儀的磁場傳感器的優(yōu)點是具有高分辨率和靈敏度。
[0005]—種基于光纖磁場傳感器是一種利用磁性液體的磁致光學雙折射效應和二向色性的新型傳感器。它使用光纖環(huán)鏡干涉儀結(jié)構(gòu)，兩束參與干涉的干涉光在完全相同的光路中傳輸，既利用了干涉儀高靈敏度的優(yōu)點也避免了匹配兩束光的光程差和平衡兩束光的光強等問題，使傳感器更容易制作。
實用新型內(nèi)容
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的是提供一種基于光纖磁場傳感器技術(shù)方案。
[0007]所述的一種基于光纖磁場傳感器，其特征在于包括光源、光譜儀、3dB單模光纖耦合器、保偏光纖、磁性液體、玻璃套管，所述的3dB單模光纖耦合器一側(cè)的兩個端口分別連接光源和光譜儀，另一側(cè)的兩個端口連接保偏光纖，形成一個光纖環(huán)鏡結(jié)構(gòu)，所述的磁性液體通過玻璃套管充滿保偏光纖表面。
[0008]所述的一種基于光纖磁場傳感器，其特征在于所述的磁性液體的折射率隨著外界磁場的變化而變化。
[0009]所述的一種基于光纖磁場傳感器，其特征在于所述的磁性液體和保偏光纖封裝在玻璃套管中。
[0010]本實用新型的優(yōu)點在于:利用光纖結(jié)構(gòu)，使傳感器具有抗電磁干擾性等特點。在保偏長周期光柵表面充滿磁性液體材料，利用磁性液體的磁致光學雙折射效應，把外界磁場的變化轉(zhuǎn)變成保偏光纖包層等效折射率的變化，利用光纖環(huán)境達到測量磁場的目的。傳感器結(jié)構(gòu)緊湊簡單、體積小、成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】[0011]圖1是本實用新型一種基于光纖磁場傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型做進一步說明。
[0013]本實用新型是一種基于光纖磁場傳感器，包括光源1、光譜儀2、3dB單模光纖耦合器3、保偏光纖4、磁性液體5、玻璃套管6，所述的3dB單模光纖耦合器3 —側(cè)的兩個端口分別連接光源I和光譜儀2，另一側(cè)的兩個端口連接保偏光纖4，形成一個光纖環(huán)鏡結(jié)構(gòu)，所述的磁性液體5通過玻璃套管6充滿保偏光纖4表面。
[0014]如圖1所75,光纖環(huán)鏡中有一段保偏光纖,將磁性液體通過玻璃套管充滿保偏光纖的表面。在光纖環(huán)鏡中，光源發(fā)出的光經(jīng)過單模光纖I禹合器分成兩束沿相反方向傳輸?shù)墓?，在?jīng)過保偏光纖之后，在單模光纖耦合器處再次相遇并發(fā)生干涉，輸出的光譜通過光譜儀來觀測。磁性液體材料會因受到外界磁場的影響而改變保偏光纖的有效折射率，這樣會使得光纖環(huán)鏡輸出的光譜寫真波長發(fā)生漂移。通過監(jiān)測光纖環(huán)鏡透射譜特定諧振峰波長漂移，實現(xiàn)對外界磁場的測量。
[0015]本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)磁場測量的關(guān)鍵技術(shù)為:將含有磁性納米顆粒材料的磁性液體，通過玻璃套管封裝在保偏光纖的周圍。隨著磁場的增加，該光纖傳感器的傳感單元保偏光纖的謝振峰波長會呈現(xiàn)出線型的不同方向的漂移。
[0016]本實施例中，所選用的保偏光纖長度為50cm，雙折射大小為3.3X 10_5。
【權(quán)利要求】
1.一種基于光纖磁場傳感器，其特征在于包括光源(I)、光譜儀(2)、3dB單模光纖耦合器(3)、保偏光纖(4)、磁性液體(5)、玻璃套管(6)，所述的3dB單模光纖耦合器(3) —側(cè)的兩個端口分別連接光源(I)和光譜儀(2)，另一側(cè)的兩個端口連接保偏光纖(4)，形成一個光纖環(huán)鏡結(jié)構(gòu)，所述的磁性液體(5)通過玻璃套管(6)充滿保偏光纖(4)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖磁場傳感器，其特征在于所述的磁性液體(5)的折射率隨著外界磁場的變化而變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖磁場傳感器，其特征在于所述的磁性液體(5)和保偏光纖(4)封裝在玻璃套 管(6)中。
【文檔編號】G01R33/032GK203673053SQ201420027490
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】葉瑩, 朱慧慧, 金永興 申請人:中國計量學院