基于光纤光栅激光器的磁场传感器及测量方法技术

本发明专利技术为基于光纤光栅激光器的磁场传感器及测量方法，其传感器包括依次连接的光纤光栅激光器、起偏器及光电探测器；光纤光栅激光器的激光腔内产生的线性双折射与待测磁场引起的圆双折射相结合后形成椭圆双折射，且工作在单纵模双正交偏振态，产生两个同属于一个纵模的、具有频率差别的、偏振态正交的激光输出；两个激光输出经起偏器后输入光电探测器中混合产生拍频信号；通过检测所述拍频信号的频率变化，推算出所述椭圆双折射的变化，再计算出待测磁场的磁场强度。本发明专利技术具有小巧、灵活的特点，特别适用于需要点测量的应用场合，解决了现有磁场传感器尺寸大、难以适用于需要点测量的应用场合的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁场的光纤光学測量，具体涉及基于光纤光栅激光器的磁场传感器及測量方法。
技术介绍
光纤光栅是利用掺杂光纤的光敏性制作的，通过特殊的光线照射使光纤折射率发生永久性改变。光纤光栅能对满足布拉格反射条件的入射光产生反射，也就相当于在光纤内部直接写入ー个具有波长选择性的反射镜。利用光纤光栅制作的传感器具有体积小、重量轻、信噪比高等优点。然而这种传感器大多采用波长位移检测，技术复杂且价格昂贵，检测分辨率和检测动态范围均受到检测器件的限制。在对磁场的光纤光学測量方面，分为直接測量和间接测量两类方法。直接测量即是对磁场这ー物理量进行直接的、无转换的測量。由于无需经过其他物理量的转换，不涉及中间环节，因此往往性能更加稳定、測量更加可靠、适应性更强。在直接測量方法中，普遍采用的是基于磁场的法拉第效应的原理。如1999年奥特马 贝耶尔，托马斯 博塞尔曼在“借助法拉第效应测量磁场的方法和装置”专利技术专利(申请号CN99802899.1)中提出利用在介质中传输的线性偏振光的偏振面在磁场中发生偏转的角度与沿着光线经过路径的磁场积分成比例的关系来測量磁场的方法。间接测量则是先将磁场转化为电、热本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于光纤光栅激光器的磁场传感器，其特征在于，包括依次连接的光纤光栅激光器、起偏器及光电探测器；所述光纤光栅激光器的激光腔内产生的线性双折射与待测磁场引起的圆双折射相结合后形成椭圆双折射；光纤光栅激光器工作在单纵模双正交偏振态，产生两个同属于一个纵模的、具有频率差别的、偏振态正交的激光输出；所述两个激光输出经起偏器后输入光电探测器，在光电探测器中混合产生一个频率等于两个激光器输出的频率之差的拍频信号；通过检测所述拍频信号的频率变化，推算出所述椭圆双折射的变化，再计算出待测磁场的磁场强度。

【技术特征摘要】
1.基于光纤光栅激光器的磁场传感器，其特征在于，包括依次连接的光纤光栅激光器、起偏器及光电探测器；所述光纤光栅激光器的激光腔内产生的线性双折射与待测磁场引起的圆双折射相结合后形成椭圆双折射；光纤光栅激光器工作在单纵模双正交偏振态，产生两个同属于一个纵模的、具有频率差别的、偏振态正交的激光输出； 所述两个激光输出经起偏器后输入光电探测器，在光电探测器中混合产生一个频率等于两个激光器输出的频率之差的拍频信号；通过检测所述拍频信号的频率变化，推算出所述椭圆双折射的变化，再计算出待测磁场的磁场强度。2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅激光器的磁场传感器，其特征在于，所述光纤光栅激光器为在稀土兀素掺杂的光纤上制作的短腔光纤光栅激光器。3.根据权利要求1所述的基于光纤光栅激光器的磁场传感器，其特征在于，所述光纤光栅激光器是双偏振分布式布拉格反射镜光纤光栅激光器，用作反射镜的两个光栅长度分别为7. 5mm及5. 5mm,两个光栅间距为6mm。4.根据权利要求1所述的基于光纤光栅激光器的磁场传感器，其特征在于，当圆双折射大于线性双折射5倍时，所述拍频信号的频率与磁场强度H关系为5.根据权利要求1所述的基于光纤光栅激光器的磁场传感器，其特征在于，当圆双折射小于线性双折射1/5时，所述拍频信号的频率与磁场强度H关系为6.根据权利要求1所述的基于光纤光栅激光器的磁场传感器，其特征在于，所述待测磁场由两个通电的...

【专利技术属性】
技术研发人员：程凌浩，金龙，关柏鸥，韩建磊，郭贞贞，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：