[發明專利]基于光纖光柵激光器的磁場傳感器及測量方法

有效

• 申請號: 201210560506.9
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103048631A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 程凌浩;金龍;關柏鷗;韓建磊;郭貞貞
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: G01R33/032
• 分類號: G01R33/032
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳燕嫻

1.基于光纖光柵激光器的磁場傳感器，其特征在于，包括依次連接的光纖光柵激光器、起偏器及光電探測器；所述光纖光柵激光器的激光腔內產生的線性雙折射與待測磁場引起的圓雙折射相結合后形成橢圓雙折射；光纖光柵激光器工作在單縱模雙正交偏振態，產生兩個同屬于一個縱模的、具有頻率差別的、偏振態正交的激光輸出；

所述兩個激光輸出經起偏器后輸入光電探測器，在光電探測器中混合產生一個頻率等于兩個激光器輸出的頻率之差的拍頻信號；通過檢測所述拍頻信號的頻率變化，推算出所述橢圓雙折射的變化，再計算出待測磁場的磁場強度。

2.根據權利要求1所述的基于光纖光柵激光器的磁場傳感器，其特征在于，所述光纖光柵激光器為在稀土元素摻雜的光纖上制作的短腔光纖光柵激光器。

3.根據權利要求1所述的基于光纖光柵激光器的磁場傳感器，其特征在于，所述光纖光柵激光器是雙偏振分布式布拉格反射鏡光纖光柵激光器，用作反射鏡的兩個光柵長度分別為7.5mm及5.5mm，兩個光柵間距為6mm。

4.根據權利要求1所述的基于光纖光柵激光器的磁場傳感器，其特征在于，當圓雙折射大于線性雙折射5倍時，所述拍頻信號的頻率與磁場強度H關系為：

Δv≈12πcn0(VH+12VHβ2)]]>

其中c是真空中的光速，n₀是光纖的平均折射率，V是Verdet常數，β是線性雙折射。

5.根據權利要求1所述的基于光纖光柵激光器的磁場傳感器，其特征在于，當圓雙折射小于線性雙折射1/5時，所述拍頻信號的頻率與磁場強度H關系為：

Δv≈12πcn0[β+2β(VH)2]]]>

其中c是真空中的光速，n₀是光纖的平均折射率，V是Verdet常數，β是線性雙折射。

6.根據權利要求1所述的基于光纖光柵激光器的磁場傳感器，其特征在于，所述待測磁場由兩個通電的螺線管產生；所述光纖光柵激光器放置于兩個通電的螺線管之間，其軸線平行于螺線管的軸線。