[發明專利]一種基于光學雙環諧振腔的磁場傳感系統

在審

• 申請號: 202010364683.4
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111580025A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 于長秋;王宏騰;項晨晨;黃海俠;周鐵軍;李海;駱泳銘
• 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: 楊舟濤

1.一種基于光學雙環諧振腔的磁場傳感系統，其特征在于：包括寬帶光源(1)、衰減器(2)、偏振控制器(3)、耦合波導(4)、雙環諧振腔結構(7)、紫外固化膠(8)、光譜儀(9)，數據處理與顯示系統(10)；

所述的寬帶光源(1)輸出的寬帶光經光纖衰減器(2)、偏振控制器(3),送入耦合波導(4)，耦合波導用于將光場耦合進出雙環諧振腔結構(7)，出射光場經耦合波導(4)送入光譜儀(9)的光纖端口，光譜儀(9)上測到的譜線送入數據處理與顯示系統(10)；其中雙環諧振腔結構(7)通過紫外固化膠(8)與輸入輸出耦合波導(4)粘結在一起，所述的雙環諧振腔結構包括兩個環、磁致伸縮介質(5)和磁流體(6)；兩個環分布在耦合波導的兩側或同一側，兩個環之間互相不耦合，兩個環的環長差要保證兩環諧振位置差別不超過環長較小的環腔的模式線寬，一個環為參考環，另一個環為傳感環，除傳感環外區域均覆蓋有紫外固化膠，傳感環所在的凹槽位置上利用磁致伸縮介質塊封裝了磁流體到凹槽內，傳感系統中寬帶光源(1)、衰減器(2)、偏振控制器(3)、耦合波導(4)、光譜儀(9)之間的連接均采用光纖連接；光譜儀(9)和數據處理與顯示系統(10)之間使用電學方式連接。

2.根據權利要求1所述的一種基于光學雙環諧振腔的磁場傳感系統，其特征在于：所述的雙環諧振腔用兩個微納光纖環、兩個回音壁模式光學微腔或硅片上加工的耦合雙波導環構建得到，環長從幾百微米到幾厘米之間選擇，根據空間分辨率按需選擇。

3.根據權利要求1所述的一種基于光學雙環諧振腔的磁場傳感系統，其特征在于：所述的寬帶光源的波段范圍要覆蓋環長較小的環的3倍自由光譜范圍，且與光譜儀的接收波段相匹配。

4.根據權利要求1所述的一種基于光學雙環諧振腔的磁場傳感系統，其特征在于：所述的磁致伸縮介質為Terfenol-D或其它的在磁場作用下能夠伸縮的介質；磁流體選擇商用磁流體，只要保證能在磁場作用下發生折射率變化。

5.根據權利要求1所述的一種基于光學雙環諧振腔的磁場傳感系統，其特征在于：所述的雙環諧振腔結構要保證光源輸出的光場在其內低損耗的傳輸，同時在腔外表面存在倏逝波。

6.根據權利要求1所述的一種基于光學雙環諧振腔的磁場傳感系統，其特征在于：所述的光纖要保證所選波段內光信號的低損耗傳輸和易探測。

7.根據權利要求1所述的一種基于光學雙環諧振腔的磁場傳感系統，其特征在于：所述的偏振控制器的偏振狀態要保證光學模式的光學品質因數最高。

8.根據權利要求1所述的一種基于光學雙環諧振腔的磁場傳感系統，其特征在于：所述的衰減器要保證到達探測器的光功率在探測器的可接收的功率范圍內。

9.根據權利要求1所述的一種基于光學雙環諧振腔的磁場傳感系統，其特征在于：所述的紫外固化膠的折射率值要保證光場在腔內低損耗傳輸。

10.根據權利要求1所述的一種基于光學雙環諧振腔的磁場傳感系統，其特征在于：所述的磁流體在傳感環的內側或外側，或內外側皆有。