A probe vector magnetic field sensor based on fiber Bragg grating and its fabrication method are presented. The sensor includes a new type of fiber Bragg grating and linear magnetic material. The new type of fiber grating is the simultaneous writing of gratings on the core and the innermost layer of multi-clad fibers with high photosensitivity. Linear magnetic materials are embedded in hollow fibers and then fused with a new type of fiber Bragg grating to fabricate sensors. Because the transmission light in the core is not affected by the bending because of the waveguide restraint, and the energy of cladding mode has a high sensitivity to the bending strain of the optical fiber caused by the magnetic field, and the bending direction is the same as the magnetic field direction, so that the spectrum signal of the optical fiber sensor output is modulated by the magnetic field vector, forming the optical fiber vector magnetic field sensor. Because only the transmission wavelength of resonance mode has a good response to temperature, the ambient temperature can be measured by core mode. The invention is an all-fiber probe magnetic field sensor, which has high stability, simple structure and small volume, and can realize temperature self-calibration function.
【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤光栅的探针式矢量磁场传感器及其制作方法
本专利技术属于传感器
,涉及光纤磁场传感器,具体涉及一种基于光纤光栅的探针式矢量磁场传感器及其制作方法。
技术介绍
随着科学技术的不断发展和人们生活水平的提高,磁场的应用越来越广泛,特别是在电力电网、导航定位、生物医学、航海航天、地球物理、军事工程等领域。因此对磁场进行精确有效的测量具有重要意义。磁场传感器是获取磁场信息的核心器件。传统的电类磁场测量方法有磁力法、电磁感应法、霍尔效应发和磁阻法等,这些方法的主要缺点:结构复杂、体积相对较大、易受电磁信号的干扰、无法适用于高温高压等恶劣环境。针对磁场传感器的这些缺点,光纤磁场传感器有其突出的优势,在磁场检测方面给出了较好的解决方案。然而,目前使用较多的光纤光栅的磁场传感器是将磁致伸缩材料和光栅直接粘贴在一起,通常存在稳定性差、灵敏度低和不能确定磁场方向等问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足,本专利技术的目的是提供一种基于光纤光栅的探针式矢量磁场传感器及其制作方法,将磁场变化转化为通过包层光纤光栅传感技术测量弯曲应变变化间接测量磁场大小和方向变化,充分发挥光纤光栅传感技术的优势。此结构既具有常规光纤磁场传感器易复用、长期稳定性高、耐腐蚀等特性,又具有结构简单,测量精度高,应用前景好等优势。为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:一种基于光纤光栅的探针式矢量磁场传感器,包括标准单模光纤,标准单模光纤连接四包层光纤,四包层光纤上刻有纤芯光纤光栅和包层光纤光栅,四包层光纤后套接石英毛细管,石英毛细管末端内设有线性磁性材,线性磁性材长度是石英毛细管 ...
【技术保护点】
1.一种基于光纤光栅的探针式矢量磁场传感器,包括标准单模光纤(1),其特征在于,标准单模光纤(1)连接四包层光纤(2),四包层光纤(2)上刻有纤芯光纤光栅(3)和包层光纤光栅(4), 四包层光纤(2)后套接石英毛细管(5), 石英毛细管(5)末端内设有线性磁性材(6),线性磁性材(6)长度是石英毛细管(5)的一半。
【技术特征摘要】
1.一种基于光纤光栅的探针式矢量磁场传感器,包括标准单模光纤(1),其特征在于,标准单模光纤(1)连接四包层光纤(2),四包层光纤(2)上刻有纤芯光纤光栅(3)和包层光纤光栅(4),四包层光纤(2)后套接石英毛细管(5),石英毛细管(5)末端内设有线性磁性材(6),线性磁性材(6)长度是石英毛细管(5)的一半。2.一种基于光纤光栅的探针式矢量磁场传感器的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:1)刻写光纤光栅:使用波长为800nm、脉宽为100fs,光斑直径为9mm的飞秒激光经一反射滤光片进行调节,再经过两个全反镜反射聚焦到一柱面透镜,然后透过相位掩模板入射到由高精度三维平移台夹持的四包层光纤,纤芯和四个包层由内至外直径尺...
【专利技术属性】
技术研发人员:乔学光,张军英,王若晖,陈凤仪,荣强周,
申请(专利权)人:西北大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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