本实用新型专利技术涉及一种基于光纤磁场传感器是利用磁性材料通过磁致双折射效应将磁场强度转变成折射率的原理制成的。包括包括光源、光谱仪、3dB单模光纤耦合器、保偏光纤、磁性液体、玻璃套管。通过光谱仪测量光纤环镜透射谱特定谐振波长变化，得到磁场信息。本实用新型专利技术利用波长解调的方式，灵敏度高，同时本实用新型专利技术制作简单。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种基于光纤磁场传感器是利用磁性材料通过磁致双折射效应将磁场强度转变成折射率的原理制成的。包括包括光源、光谱仪、3dB单模光纤耦合器、保偏光纤、磁性液体、玻璃套管。通过光谱仪测量光纤环镜透射谱特定谐振波长变化，得到磁场信息。本技术利用波长解调的方式，灵敏度高，同时本技术制作简单。【专利说明】一种基于光纤磁场传感器
本技术属于光纤光学领域，具体涉及一种基于光纤磁场传感器。
技术介绍
磁场传感器具有测量分辨率高，精度高以及不受环境干扰等优点。磁场传感器的基本原理是磁场与在磁光材料中传输的光发生直接或间接的相互作用，从而改变光的参数，包括光的强度、波长和偏振态等。磁光材料是磁场传感器的关键组成部分。常见的磁光材料有法拉第旋光材料、磁光克尔效应材料和磁致伸缩材料。近年来出现了一种新型磁光材料一磁性液体。磁性液体具有磁致光学双折射特性、法拉第效应、场致透射特性和磁致可变折射率等。在磁光器件尤其是在磁光传感器上得到了广泛的应用。利用磁性液体的磁致可变折射率现象，将磁性液体放入法布里-珀罗干涉仪的干涉腔中，改变传输光的相位，可以实现磁场传感。磁性液体的磁致可变折射率性质用在光纤环镜干涉仪中，通过改变光的相位来实现磁场传感。使用干涉仪的磁场传感器的优点是具有高分辨率和灵敏度。—种基于光纤磁场传感器是一种利用磁性液体的磁致光学双折射效应和二向色性的新型传感器。它使用光纤环镜干涉仪结构，两束参与干涉的干涉光在完全相同的光路中传输，既利用了干涉仪高灵敏度的优点也避免了匹配两束光的光程差和平衡两束光的光强等问题，使传感器更容易制作。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术的目的是提供一种基于光纤磁场传感器技术方案。所述的一种基于光纤磁场传感器，其特征在于包括光源、光谱仪、3dB单模光纤耦合器、保偏光纤、磁性液体、玻璃套管，所述的3dB单模光纤耦合器一侧的两个端口分别连接光源和光谱仪，另一侧的两个端口连接保偏光纤，形成一个光纤环镜结构，所述的磁性液体通过玻璃套管充满保偏光纤表面。所述的一种基于光纤磁场传感器，其特征在于所述的磁性液体的折射率随着外界磁场的变化而变化。所述的一种基于光纤磁场传感器，其特征在于所述的磁性液体和保偏光纤封装在玻璃套管中。本技术的优点在于:利用光纤结构，使传感器具有抗电磁干扰性等特点。在保偏长周期光栅表面充满磁性液体材料，利用磁性液体的磁致光学双折射效应，把外界磁场的变化转变成保偏光纤包层等效折射率的变化，利用光纤环境达到测量磁场的目的。传感器结构紧凑简单、体积小、成本低。【专利附图】【附图说明】图1是本技术一种基于光纤磁场传感器的结构示意图。【具体实施方式】下面结合说明书附图对本技术做进一步说明。本技术是一种基于光纤磁场传感器，包括光源1、光谱仪2、3dB单模光纤耦合器3、保偏光纤4、磁性液体5、玻璃套管6，所述的3dB单模光纤耦合器3 —侧的两个端口分别连接光源I和光谱仪2，另一侧的两个端口连接保偏光纤4，形成一个光纤环镜结构，所述的磁性液体5通过玻璃套管6充满保偏光纤4表面。如图1所75,光纤环镜中有一段保偏光纤,将磁性液体通过玻璃套管充满保偏光纤的表面。在光纤环镜中，光源发出的光经过单模光纤I禹合器分成两束沿相反方向传输的光，在经过保偏光纤之后，在单模光纤耦合器处再次相遇并发生干涉，输出的光谱通过光谱仪来观测。磁性液体材料会因受到外界磁场的影响而改变保偏光纤的有效折射率，这样会使得光纤环镜输出的光谱写真波长发生漂移。通过监测光纤环镜透射谱特定谐振峰波长漂移，实现对外界磁场的测量。本技术能够实现磁场测量的关键技术为:将含有磁性纳米颗粒材料的磁性液体，通过玻璃套管封装在保偏光纤的周围。随着磁场的增加，该光纤传感器的传感单元保偏光纤的谢振峰波长会呈现出线型的不同方向的漂移。本实施例中，所选用的保偏光纤长度为50cm，双折射大小为3.3X 10_5。【权利要求】1.一种基于光纤磁场传感器，其特征在于包括光源(I)、光谱仪(2)、3dB单模光纤耦合器(3)、保偏光纤(4)、磁性液体(5)、玻璃套管(6)，所述的3dB单模光纤耦合器(3) —侧的两个端口分别连接光源(I)和光谱仪(2)，另一侧的两个端口连接保偏光纤(4)，形成一个光纤环镜结构，所述的磁性液体(5)通过玻璃套管(6)充满保偏光纤(4)表面。2.根据权利要求1所述的一种基于光纤磁场传感器，其特征在于所述的磁性液体(5)的折射率随着外界磁场的变化而变化。3.根据权利要求1所述的一种基于光纤磁场传感器，其特征在于所述的磁性液体(5)和保偏光纤(4)封装在玻璃套 管(6)中。【文档编号】G01R33/032GK203673053SQ201420027490【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日 【专利技术者】叶莹, 朱慧慧, 金永兴 申请人:中国计量学院本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于光纤磁场传感器，其特征在于包括光源(1)、光谱仪(2)、3dB单模光纤耦合器(3)、保偏光纤(4)、磁性液体(5)、玻璃套管(6)，所述的3dB单模光纤耦合器(3)一侧的两个端口分别连接光源(1)和光谱仪(2)，另一侧的两个端口连接保偏光纤(4)，形成一个光纤环镜结构，所述的磁性液体(5)通过玻璃套管(6)充满保偏光纤(4)表面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：叶莹，朱慧慧，金永兴，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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