[發明專利]一種增強型回音壁模式光學諧振腔磁場傳感系統

有效

• 申請號: 201710378037.1
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107015173B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 于長秋;錢正洪;白茹;朱華辰
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01R33/032
• 分類號: G01R33/032
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 杜軍

1.一種增強型回音壁模式光學諧振腔磁場傳感系統，包括寬帶光源(1)、隔離器(2)、衰減器(3)、偏振控制器(4)、光纖錐(5)、含磁流體與磁致伸縮介質的WGM光學諧振腔結構、光譜儀(11)；其中含磁流體與磁致伸縮介質的WGM光學諧振腔結構包括內部可填充介質的空心WGM光學氣泡狀諧振腔(6)、磁致伸縮介質顆粒(7)、膠水(8)、磁流體(9)、及封裝的盒子(10)；其特征在于：寬帶光源(1)的發射端與隔離器(2)的輸入端連接，隔離器(2)的輸出端與衰減器(3)的輸入端連接，衰減器(3)的輸出端與光纖錐(5)的輸入端連接，衰減器(3)的輸出端與光纖錐(5)的輸入端之間的光纖上設置有偏振控制器(4)；光纖錐(5)與含磁流體與磁致伸縮介質的WGM光學諧振腔結構通過光學倏逝波耦合的方式將光纖錐(5)中的光場耦合進出內部可填充介質的空心WGM光學氣泡狀諧振腔(6)，光纖錐(5)的輸出端與光譜儀(11)的接收端相連，磁致伸縮介質顆粒(7)通過膠水(8)固定在諧振腔(6)內，磁流體(9)設置在諧振腔(6)與封裝的盒子(10)之間，其中的連接部分全部由光纖來完成；所述的光纖錐與含磁流體與磁致伸縮介質的WGM光學諧振腔結構中的諧振腔始終處于耦合狀態，所述的光纖錐的錐區部分的截面直徑小于輸入光波長；光纖錐與封裝的盒子(10)接觸位置滴入紫外固化膠，調整光纖錐(5 )的位置至最佳的耦合狀態，利用紫外燈照射使膠水固化，進而固定光纖錐的位置。

2.根據權利要求1所述的一種增強型回音壁模式光學諧振腔磁場傳感系統，其特征在于：所述的含磁流體與磁致伸縮介質的WGM光學諧振腔結構是傳感元，感知外界環境磁場的變化。

3.根據權利要求1所述的一種增強型回音壁模式光學諧振腔磁場傳感系統，其特征在于：所述的含磁流體與磁致伸縮介質的WGM光學諧振腔結構中諧振腔的尺寸可以調整，光纖錐截面方向上諧振腔的周長選取范圍為百微米到厘米。

4.根據權利要求1所述的一種增強型回音壁模式光學諧振腔磁場傳感系統，其特征在于：所述的諧振腔的壁厚要通過數值模擬計算，保證光在其內傳輸時會有倏逝波存在于諧振腔的外表面。

5.根據權利要求1所述的一種增強型回音壁模式光學諧振腔磁場傳感系統，其特征在于：所述的含磁流體與磁致伸縮介質的WGM光學諧振腔結構中諧振腔的形狀不必是氣泡狀結構，只要保證在磁致伸縮介質及磁流體共同存在時，光學模式能夠傳輸即可。

6.根據權利要求1所述的一種增強型回音壁模式光學諧振腔磁場傳感系統，其特征在于：所述的諧振腔的材料為保證光在其中傳輸時有倏逝波存在于諧振腔的外表面。

7.根據權利要求1所述的一種增強型回音壁模式光學諧振腔磁場傳感系統，其特征在于：所述的磁致伸縮介質為在磁場作用下能夠伸縮的介質。

8.根據權利要求1所述的一種增強型回音壁模式光學諧振腔磁場傳感系統，其特征在于：所述的含磁流體與磁致伸縮介質的WGM光學諧振腔結構中諧振腔和與之耦合的光纖錐均處于磁流體中。

9.根據權利要求1所述的一種增強型回音壁模式光學諧振腔磁場傳感系統，其特征在于：所述的磁流體的折射率會隨外界磁場變化發生變化，磁流體在磁場作用下的折射率分布也要保證光在諧振腔內傳輸。

10.根據權利要求1所述的一種增強型回音壁模式光學諧振腔磁場傳感系統，其特征在于：所述的寬帶光源的波段選用通訊波段，便于與其它的光學系統進行集成，且與光譜儀的接收波段相匹配。