[發明專利]一種基于磁熱效應的光纖磁場探測器

在審

• 申請號: 202010345825.2
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN111398874A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 西安柯萊特信息科技有限公司
• 主分類號: G01R33/032
• 分類號: G01R33/032
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種基于磁熱效應的光纖磁場探測器，在光柵光纖上覆蓋四氧化三鐵層。在所探測的交變磁場的作用下，四氧化三鐵納米粒子發熱，從而光柵光纖膨脹，光柵光纖的周期變長，通過探測光纖的透射光譜，確定交變磁場的強度。在本發明中，另一方面，四氧化三鐵納米粒子所發的熱也被熱膨脹層吸收，熱膨脹層吸熱后膨脹，也拉動光柵光纖變長。這兩方面的效果使得在同樣交變磁場作用下，光柵光纖的周期長度增加更多，提高了靈敏度。另外，在本發明中，光纖只要設置在熱膨脹層上，然后在光纖上覆蓋四氧化三鐵層即可，不需要用到刻蝕技術制作凹槽，所以技術簡單。

技術領域

本發明涉及磁場探測領域，具體涉及一種基于磁熱效應的光纖磁場探測器。

背景技術

磁場是重要的基礎物理量。磁場的探測涉及到電力、機械、醫學等各個領域。基于光學原理的磁場探測器具有體積小、靈敏度高、易于集成等優點。

中國專利201910739806.5提出一種基于磁熱效應的磁場探測器，其方案為在光波導兩側填充四氧化三鐵納米粒子，在交變磁場作用下，四氧化三鐵納米粒子吸收磁能并產生熱量，從而改變波導的尺寸。一方面，由于該方案是首先在光波導附近構建凹槽，然后在凹槽內設置四氧化三鐵納米粒子，方法復雜；另一方面，波導和四氧化三體納米粒子不接觸，熱傳遞效果差，導致其靈敏度低。

發明內容

為解決以上問題，本發明提供了一種基于磁熱效應的光纖磁場探測器，該探測器包括襯底、熱膨脹層、第一光纖、第二光纖、光柵光纖、四氧化三鐵層，熱膨脹層置于襯底上，第一光纖、光柵光纖、第二光纖置于熱膨脹層上，第一光纖、光柵光纖、第二光纖依次連接，四氧化三鐵層包覆光柵光纖。使用時，第一光纖接具有一定波長范圍的光源，第二光纖接光探測器，用以探測透射光譜。

更進一步地，還包括第二四氧化三鐵層，第二四氧化三鐵層置于襯底與熱膨脹層之間。

更進一步地，四氧化三鐵層和第二四氧化三鐵層由四氧化三鐵納米粒子構成。

更進一步地，四氧化三鐵納米粒子的粒徑尺寸為10納米-100納米。

更進一步地，熱膨脹層為有機玻璃、聚酰胺、聚氯乙烯。

更進一步地，襯底的材料為二氧化硅。

更進一步地，在光柵光纖下部熱膨脹層的厚度大于在第一光纖和第二光纖下部熱膨脹層的厚度。

更進一步地，在熱膨脹層的上表面具有微納尺寸的凸起。

本發明的有益效果：本發明提供了一種基于磁熱效應的光纖磁場探測器，在所探測的交變磁場的作用下，四氧化三鐵納米粒子發熱，從而光柵光纖膨脹，光柵光纖的周期變長，通過探測光纖的透射光譜，確定交變磁場的強度。在本發明中，另一方面，四氧化三鐵納米粒子所發的熱也被熱膨脹層吸收，熱膨脹層吸熱后膨脹，也拉動光柵光纖變長。這兩方面的效果使得在同樣交變磁場作用下，光柵光纖的周期長度增加更多，提高了靈敏度。另外，在本發明中，光纖只要設置在熱膨脹層上，然后在光纖上覆蓋四氧化三鐵層即可，不需要用到刻蝕技術制作凹槽，所以技術簡單。

以下將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是基于磁熱效應的光纖磁場探測器的示意圖。

圖2是再一種基于磁熱效應的光纖磁場探測器的示意圖。

圖中：1、襯底；2、熱膨脹層；3、第一光纖；4、第二光纖；5、光柵光纖；6、四氧化三鐵層；7、第二四氧化三鐵層。

具體實施方式

為進一步闡述本發明達成預定目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及實施例對本發明的具體實施方式、結構特征及其功效，詳細說明如下。

實施例1