基于磁流體包覆復合光纖光柵的磁場傳感器研究.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)應用的蓬勃發(fā)展，當前研究人員正在采取相關方法與技術不斷提高智能化產(chǎn)品與設備的設計系統(tǒng)的性能。光纖光柵傳感器由于抗干擾、測量精度高、體積小、響應靈敏等優(yōu)點，其傳感機理和結構設計得到越來越多的科研人員關注和研究。本文將復合光纖光柵與磁流體的特性相結合，提出磁場傳感測量的設計計劃與方案。主要圍繞減小包層直徑的布拉格光纖光柵、傾斜長周期光纖光柵和普通長周期光纖光柵級聯(lián)多模光纖等結構，結合磁流體在不同磁場強度下具有折射率可調(diào)諧特性，就其

2、在光纖磁場傳感中的應用進行了深入的理論和實驗研究。本文主要工作如下：
　　(1)提出一種基于磁流體包覆減小包層直徑的布拉格光纖光柵的磁場傳感器，通過腐蝕特意改變布拉格光柵的包層直徑，使得光纖中的基模模式與環(huán)境介質(zhì)相互作用，并且從布拉格光柵諧振峰和包層模式諧振峰進行實驗和分析，得到波長漂移量與磁場強度大小有很好的響應關系。
　　(2)利用高頻CO2激光器寫制傾斜長周期光纖光柵，該光纖光柵不僅能夠?qū)⒐鈴睦w芯模耦合到同向傳輸?shù)陌鼘?/p>

3、模中，而且能夠與非對稱的包層模式發(fā)生耦合。實驗上得到LP0m和LP1m模式分別對應的諧振峰。隨著外界磁場強度變化時，深入研究磁流體包覆時該結構的光譜特性，其傳輸損耗的變化大小與磁場的強度有很好的線性關系。
　　(3)利用HF溶液腐蝕并去掉多模光纖（105/125）的包層，并將其與長周期光纖光柵熔接級聯(lián)。實現(xiàn)了一種對溫度和磁場雙參數(shù)同時測量的傳感測量器件。利用長周期光柵的模式耦合與多模光纖的干涉這兩種不同耦合機制獲得雙參數(shù)傳感矩陣，