[發明專利]基于單模-多模-無芯光纖結構的磁場強度檢測傳感器

有效

• 申請號: 201710631839.9
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107179516B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 牛龍飛;周國瑞;呂海兵;苗心向;劉昊;蔣一嵐;袁曉東;周海;馬志強;鄒睿;劉青安
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: G01R33/032
• 分類號: G01R33/032
• 代理公司: 綿陽遠卓弘睿知識產權代理事務所(普通合伙) 51371
• 代理人: 張忠慶

1.一種基于單模-多模-無芯光纖結構的磁場強度檢測傳感器，其特征在于，包括：

單模光纖，其用于光信號的輸入和輸出；

多模光纖，其輸入端與所述單模光纖的輸出端無偏心熔接；

無芯光纖，其一端與所述多模光纖的輸出端偏心熔接；所述無芯光纖的表面附著超磁致伸縮材料層；所述超磁致伸縮材料層為鋱鏑鐵超磁致伸縮材料層；

其中，所述無芯光纖與多模光纖偏心熔接后的不重疊位置處附著第一金屬膜層以反射多模光纖中的光信號；所述無芯光纖的另一端附著第二金屬膜層以反射無芯光纖中的光信號；

所述超磁致伸縮材料層采用粘貼法或真空磁控濺射方法附著在無芯光纖的表面；所述真空磁控濺射方法中濺射靶材使用純度為99.9％鋱鏑鐵靶，在1×10^-3Pa高真空下，氬氣作為工藝氣體，氣壓0.5Pa，采用射頻濺射工藝，起始功率70W，濺射功率150W。

2.如權利要求1所述的基于單模-多模-無芯光纖結構的磁場強度檢測傳感器，其特征在于，所述單模光纖的直徑均為125μm、芯徑均為8~10μm。

3.如權利要求1所述的基于單模-多模-無芯光纖結構的磁場強度檢測傳感器，其特征在于，所述多模光纖的長度為3~10mm、直徑為125μm、芯徑為50~125μm。

4.如權利要求1所述的基于單模-多模-無芯光纖結構的磁場強度檢測傳感器，其特征在于，所述無芯光纖的長度為3~10mm、直徑為20~100μm。

5.如權利要求1所述的基于單模-多模-無芯光纖結構的磁場強度檢測傳感器，其特征在于，所述超磁致伸縮材料層的厚度為1~10μm。

6.如權利要求1所述的基于單模-多模-無芯光纖結構的磁場強度檢測傳感器，其特征在于，所述單模光纖與多模光纖采用光纖熔接技術進行無偏心熔接；所述無芯光纖與多模光纖采用光纖熔接技術進行偏心熔接。

7.如權利要求1所述的基于單模-多模-無芯光纖結構的磁場強度檢測傳感器，其特征在于，所述第一金屬膜層的厚度大于50nm，其采用真空濺射方法附著在多模光纖與無芯光纖不重疊的端面上；所述第二金屬膜層的厚度大于50nm，其采用真空濺射方法附著在無芯光纖的另一個端面上。

8.如權利要求1所述的基于單模-多模-無芯光纖結構的磁場強度檢測傳感器，其特征在于，所述鋱鏑鐵超磁致伸縮材料采用靜電紡絲法附著在無芯光纖的表面；所述靜電紡絲的過程為：配制濃度為5~10wt%的聚合物溶液，按重量份，取聚合物溶液80~100份，加入5~10份鋱鏑鐵納米粒子，超聲分散，將得到的混合液注入帶不銹鋼噴頭的噴射容器內，然后用高壓電源將電壓施加在不銹鋼噴頭上，并利用與噴射容器連接的推進泵將噴射容器內的混合液通過不銹鋼噴頭噴射至旋轉的無芯光纖接收裝置上，所述靜電紡絲的噴射條件為：環境溫度為40~60℃、高壓電源的輸出電壓為15~25kv、無芯光纖與不銹鋼噴頭之間距離為15~20cm、流速為10~20mL/h、無芯光纖接收裝置的旋轉速度為50~150r/min；所述聚合物為聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乳酸、聚醋酸乙烯酯中的一種或幾種；所述超聲分散頻率為30~60Hz，時間為30~90分鐘。