一种利用双光子飞秒激光直写技术3D打印的高灵敏度磁场传感器及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种利用双光子飞秒激光直写技术3D打印的高灵敏度磁场传感器及其制作方法，包含入射单模光纤、双Y分支微结构和出射单模光纤；双Y分支微结构直接打印在入射单模光纤一端面和出射单模光纤一端面上，双Y分支微结构包括参考臂和测量臂，测量臂内包含有一段空心微腔体和微流通道用于填充磁流体材料。测量臂中导模的有效折射率与磁流体折射率密切相关，导致通过参考臂和测量臂上的传播光在公共端干涉后产生较大的相位差，干涉后的光谱由于参考臂和测量臂有效折射率不同而产生周期性的变化，当外界磁场变化时，干涉后光谱的谷产生漂移，通过测量该漂移可以实现对磁场的测量。该传感器具有体积小、灵敏度高、耐腐蚀等明显优势。

【技术实现步骤摘要】
一种利用双光子飞秒激光直写技术3D打印的高灵敏度磁场传感器及其制作方法
本专利技术涉及光学传感
，具体涉及一种利用双光子飞秒激光直写技术3D打印的高灵敏度磁场传感器及其制作方法。
技术介绍
磁场测量在电力系统、航空航天、深海探测等领域具有重要的应用前景。当前已经提出了用于检测磁场的各种类型的基于光学和电学的磁场传感器，其中基于磁流体(MF)的光纤磁场传感器是一种有潜力的磁场传感器，这种传感器使用磁流体作为敏感物质，磁流体由包裹表面活性剂(油酸)的磁性纳米颗粒(如Fe3O4，CoFe2O4或MnFe2O4等)悬浮分散在某些溶剂中混合而成。磁流体具有折射率可调、场传输依赖性、法拉第效应和双折射效应等磁光特性，可利用光学方法实现对外界磁场的精密检测。基于磁流体实现对外界磁场检测的原理在于，当外界磁场存在时，磁流体的折射率发生相应的变化。现有的利用光学原理与磁流体结合的磁场测量方法包括回音壁模式磁场传感器、表面等离振子共振磁场传感器、干涉式磁场传感器、基于光栅的磁场传感器。这些磁场传感器利用磁流体的存在改变了波导中传输光的倏逝场或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用双光子飞秒激光直写技术3D打印的高灵敏度磁场传感器，其特征在于，包含入射单模光纤(2)、双Y分支微结构(3)和出射单模光纤(4)；所述的双Y分支微结构(3)的入射端和出射端分别与入射单模光纤(2)和出射单模光纤(4)的一端相连，所述的入射单模光纤(2)和出射单模光纤(4)的另一端分别连接宽谱光源(1)和光谱分析仪(5)；/n所述的双Y分支微结构(3)包括平行且等长的参考臂(6)和测量臂(7)，参考臂(6)和测量臂(7)位于同一侧的两端连通形成入射Y分支微结构，参考臂(6)和测量臂(7)位于另一侧的两端连通形成出射Y分支微结构，所述的入射Y分支微结构的入射端与入射单模光纤(2)的出射...

【技术特征摘要】
1.一种利用双光子飞秒激光直写技术3D打印的高灵敏度磁场传感器，其特征在于，包含入射单模光纤(2)、双Y分支微结构(3)和出射单模光纤(4)；所述的双Y分支微结构(3)的入射端和出射端分别与入射单模光纤(2)和出射单模光纤(4)的一端相连，所述的入射单模光纤(2)和出射单模光纤(4)的另一端分别连接宽谱光源(1)和光谱分析仪(5)；
所述的双Y分支微结构(3)包括平行且等长的参考臂(6)和测量臂(7)，参考臂(6)和测量臂(7)位于同一侧的两端连通形成入射Y分支微结构，参考臂(6)和测量臂(7)位于另一侧的两端连通形成出射Y分支微结构，所述的入射Y分支微结构的入射端与入射单模光纤(2)的出射端由3D打印直接打印连接；所述的出射Y分支微结构的出射端与出射单模光纤(4)的入射端由3D打印直接打印连接；所述的测量臂(7)内部设有空心微腔体(8)，所述的空心微腔体(8)内充满磁流体，空心微腔体(8)的两端分别通过第一微流通道(9)和第二微流通道(10)与外部接通，第一微流通道(9)和第二微流通道(10)的端口处由紫外胶密封。


2.根据权利要求1所述的利用双光子飞秒激光直写技术3D打印的高灵敏度磁场传感器，其特征在于，所述的第一微流通道(9)和第二微流通道(10)的开口方向相反。


3.根据权利要求1所述的利用双光子飞秒激光直写技术3D打印的高灵敏度磁场传感器，其特征在于，所述的参考臂(6)和测量臂(7)的材质为聚合物。


4.根据权利要求1所述的利用双光子飞秒激光直写技术3D打印的高灵敏度磁场传感器，其特征在于，所述的参考臂(6)和测量臂(7)的横截面为正方形，且参考臂(6)的横截面与测量臂(7)的横截面边长相等。


5.根据权利要求1所述的利用双光子飞秒激光直写技术3D打印的高灵敏度磁场传感器，其特征在于，所述的空心...

【专利技术属性】
技术研发人员：张登伟，梁璀，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33