基于单模‑拉制小芯单模‑单模光纤结构的传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于单模‑拉制小芯单模‑单模光纤结构的传感器，包括：第一单模光纤；拉制小芯单模，其输入端与第一单模光纤的输出端熔接；拉制小芯单模光纤的表面附着超磁致伸缩材料层；第二单模光纤，其输入端与拉制小芯单模光纤的输出端熔接。本实用新型专利技术中，当超辐射发光二极管光源发出的光在第一单模光纤中传输，进入拉制小芯单模光纤中形成干涉，部分波长的光在其中形成波谷，而后进入第二单模光纤中继续传输，当带有超磁致伸缩材料层的拉制小芯单模光纤处于磁场环境中导致超磁致伸缩材料发生微小形变及波导折射率从而影响波导干涉条件变化，导致谐振波长的偏移，依据谐振波长的偏移量，获得磁场的变化量。

The sensor drawing small single-mode core single-mode single-mode fiber structure based on

【技术实现步骤摘要】
基于单模-拉制小芯单模-单模光纤结构的传感器
本技术属于磁场强度检测装置，具体涉及一种基于单模-拉制小芯单模-单模光纤结构的磁场强度检测传感器。
技术介绍
磁场测量对于科学、军事、工业应用等领域都有重要意义。传统的磁场传感器是以电测试原理为主，如电磁感应原理和霍尔效应，但作为电测仪器的传感器往往易受电磁干扰，易腐蚀，无法工作在恶劣的环境下。因而光学式的磁场传感器越来越来受关注。光纤作为一种本质绝缘的材料在磁场传感方面有着独有的优点，除了不受电磁干扰还有体积小、重量轻、精度高，易于形成分布式测量等优点，也能工作在高温、高压、强磁场、腐蚀性环境等特殊场合，与电类传感器相比具有一些独特的优势。目前已公开的光纤磁场传感器一般采用光纤与磁流体相结合的方法，该方法的光纤磁场传感器大多需要复杂且精密的制作工艺，并且集成度不高导致其稳定性较差，因此，一种制作简单、灵敏度高、集成度高且稳定可靠的磁场传感器成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。为了实现根据本技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于单模-拉制小芯单模-单模光纤结构的传感器，包括：第一单模光纤；拉制小芯单模光纤，其输入端与所述第一单模光纤的输出端熔接；所述拉制小芯单模光纤的表面附着超磁致伸缩材料层；第二单模光纤，其输入端与所述拉制小芯单模光纤的输出端熔接。优选的是，所述第一单模光纤和第二单模光纤的直径均为125μm、芯径均为8～10μm。优选的是，所述拉制小芯单模光纤所用的小芯光纤型号为SM450，纤芯直径为2～3μm。优选的是，所述的拉制小芯单模光纤腰区长度为3～10mm，直径为10～20μm。优选的是，所述超磁致伸缩材料层为铽镝铁超磁致伸缩材料层。优选的是，所述超磁致伸缩材料层的厚度为1～10μm。优选的是，所述超磁致伸缩材料层采用粘贴法或真空磁控溅射方法附着在拉制小芯单模光纤的表面。优选的是，所述第一单模光纤与拉制小芯单模光纤采用光纤熔接技术进行无偏心熔接；所述第二单模光纤与拉制小芯单模光纤采用光纤熔接技术进行无偏心熔接。本技术至少包括以下有益效果：本技术的磁场检测传感器，当超辐射发光二极管光源发出的光在第一单模光纤中传输，进入拉制小芯单模光纤中形成多模干涉，部分波长的光在其中形成波谷，而后进入第二单模光纤中继续传输，当带有超磁致伸缩材料层的拉制小芯单模光纤处于磁场环境中导致超磁致伸缩材料发生微小形变及波导折射率变化从而影响拉制小芯单模光纤的波导干涉条件变化，导致谐振波长的偏移，依据谐振波长的偏移量，获得磁场的变化量。本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明：图1为本技术基于单模-拉制小芯单模-单模光纤结构的传感器的结构示意图。具体实施方式：下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。图1示出了本技术的一种基于单模-拉制小芯单模-单模光纤结构的传感器，包括：第一单模光纤1；拉制小芯单模光纤2，其输入端与所述第一单模光纤1的输出端熔接；所述拉制小芯单模光纤2的表面附着超磁致伸缩材料层3；第二单模光纤4，其输入端与所述拉制小芯单模光纤2的输出端熔接；其中，所述第一单模光纤和第二单模光纤的直径均为125μm、芯径均为8～10μm；所述拉制小芯单模光纤所用的小芯单模光纤型号为SM450，纤芯直径为2～3μm；所述小芯拉制小芯单模光纤的腰区长度为3～10mm，直径为10～20μm。所述拉制小芯单模光纤的制备是将单模光纤SM450放置在三维平移台，利用氢氧焰将加热到1000℃以上，控制步进电机将单模光纤SM450拉长，加热部分光纤直径减少，形成双锥形结构的单模光纤，制备拉制小芯单模光纤。在这种技术方案中，将附着有超磁致伸缩材料层的磁场强度检测传感器置于磁场中，磁场强度发生增大或减少，会导致有超磁致伸缩材料薄膜发生伸长或缩短及波导折射率发生变化，从而引起拉制小芯单模光纤纵向长度产生微小形变，使得谐振波长发生偏移，导致拉制小芯单模光纤中形成的干涉信号发生变化，最后信号被铟镓砷-光电探测器接收，通过对接收信号进行处理即可反推外部环境磁场强度。在上述技术方案中，所述超磁致伸缩材料层的厚度为1～10μm；所述超磁致伸缩材料层为稀土材料铽镝铁(Terfenol-D)超磁致伸缩材料层，采用这种材料层，其在常温下各向异性常数几乎为零，显示出巨大的磁致伸缩效应，磁致伸缩系数高达1500-2000ppm，能够在磁场中实现敏感检测。在上述技术方案中，所述超磁致伸缩材料层采用粘贴法或真空磁控溅射方法附着在拉制小芯单模光纤的表面，所述真空磁控溅射方法中溅射靶材使用纯度为99.9％铽镝铁靶，在1×10-3Pa高真空下，氩气作为工艺气体，气压0.5Pa，采用射频溅射工艺，起始功率70W，溅射功率150W。采用这种方式，超磁致伸缩材料层能够牢固的连接在拉制小芯单模光纤的表面，并且能够提高磁场的检测精度。在上述技术方案中，所述第一单模光纤与拉制小芯单模光纤采用光纤熔接技术进行无偏心熔接；所述第二单模光纤与拉制小芯单模光纤采用光纤熔接技术进行无偏心熔接。本技术的磁场检测传感器，当超辐射发光二极管光源发出的光在第一单模光纤中传输，进入拉制小芯单模光纤中形成拉制小芯单模干涉，部分波长的光在其中形成波谷，而后进入第二单模光纤中继续传输，当带有超磁致伸缩材料层的拉制小芯单模光纤处于磁场环境中导致超磁致伸缩材料发生微小形变从而影响拉制小芯单模光纤的总长发生变化，导致谐振波长的偏移，依据谐振波长的偏移量，获得磁场的变化量。这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本技术的说明的。对本技术的基于单模-拉制小芯单模-单模光纤结构的磁场强度检测传感器的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。尽管本技术的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本技术的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本技术并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单模‑拉制小芯单模‑单模光纤结构的传感器，其特征在于，包括：第一单模光纤；拉制小芯单模光纤，其输入端与所述第一单模光纤的输出端熔接；所述拉制小芯单模光纤的表面附着超磁致伸缩材料层；第二单模光纤，其输入端与所述拉制小芯单模光纤的输出端熔接。

【技术特征摘要】
1.一种基于单模-拉制小芯单模-单模光纤结构的传感器，其特征在于，包括：第一单模光纤；拉制小芯单模光纤，其输入端与所述第一单模光纤的输出端熔接；所述拉制小芯单模光纤的表面附着超磁致伸缩材料层；第二单模光纤，其输入端与所述拉制小芯单模光纤的输出端熔接。2.如权利要求1所述的基于单模-拉制小芯单模-单模光纤结构的传感器，其特征在于，所述第一单模光纤和第二单模光纤的直径均为125μm、芯径均为8～10μm。3.如权利要求1所述的基于单模-拉制小芯单模-单模光纤结构的传感器，其特征在于，所述拉制小芯单模光纤所用的小芯光纤型号为SM450，纤芯直径为2～3μm。4.如权利要求1所述的基于单模-拉制小芯单模-单模光纤结构的传感器，其特征在于，所述的拉制小芯单模光纤腰...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛龙飞，周国瑞，邹睿，吕海兵，苗心向，袁晓东，刘昊，蒋一岚，李可欣，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：新型
国别省市：四川,51