基于特殊光纖結(jié)構(gòu)和磁流體的磁場傳感研究.pdf

1、磁場傳感方法發(fā)展至今，傳統(tǒng)磁場傳感方法由于電磁干擾等問題受到諸多限制，光纖作為一種本質(zhì)絕緣的材料在磁場傳感方面有著獨特的優(yōu)點，除了不會受到電磁干擾，還具有重量輕、體積小、精度高、易于形成分布式測量等優(yōu)點。傾斜光纖光柵(TFBG)是光纖光柵的一種，其光柵條紋與光纖纖芯的軸向呈一定夾角。它不僅具有普通光纖布拉格光柵(FBG)的特點，還具有長周期光纖光柵(LPFG)對外界環(huán)境敏感的特性，可以實現(xiàn)多參量的同時測量，有效解決交叉敏感問題。磁流體(

2、MF)作為一種新型功能材料，既具有固體才有的磁性，又具有液體的流動性，特別是其折射率與外加磁場緊密相關，基于以上兩點，本文提出了一種基于TFBG和MF的磁場傳感方法?？紤]到磁流體的吸收作用以及散射作用，結(jié)合腐蝕光纖的倏逝波特性，設計了一種基于強度解調(diào)的磁場傳感器，利用光纖環(huán)腔衰蕩（FLRD）在吸收損耗測量方面具有高靈敏度，我們引入FLRD技術實現(xiàn)磁場傳感。本論文的主要內(nèi)容為：
　?。?）對TFBG進行了理論分析，給出了不同耦合情況

3、時的耦合模方程，并對TFBG的折射率傳感特性進行了理論分析。
　?。?）將TFBG的折射率敏感特性和MF的磁控折射率性質(zhì)相結(jié)合，設計了一種磁場傳感器并進行了實驗研究和討論，得到了基于TFBG和MF的磁場傳感器透射譜特性以及TFBG包層模諧振波長的漂移量與磁場的關系，實驗結(jié)果表明高階包層模在相同磁場強度作用下?lián)碛懈蟮牟ㄩL漂移量，即對磁場響應更為靈敏，由于磁流體是一種超順磁材料，該磁場傳感器具有較好的重復性。另外考慮到TFBG對外界