[發明專利]一種基于光纖諧振腔的微弱磁傳感裝置

在審

• 申請號: 202011127909.5
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN114355259A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 邢恩博;邢國徽;戎佳敏;賈濤;劉文耀;唐軍;劉俊
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 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

1.一種基于光纖諧振腔的微弱磁傳感裝置，包括窄線寬激光器(1)、隔離器(2)、相位調制器(3)、第一光衰減器(41)、第二衰光減器(42)、三維線圈(5)、核心磁敏感單元(6)、FPGA電路(10)、示波器(11)，所述FPGA電路(10)包含光電探測器(7)、信號發生器(8)、鎖相放大器(9)，所述窄線寬激光器(1)通過光纖與隔離器(2)相連，所述隔離器(2)通過光纖與相位調制器(3)相連，所述相位調制器(3)通過光纖與第一光衰減器(41)相連，所述第一光衰減器(41)通過光纖與三維線圈(5)相連，所述核心磁敏感單元(6)放置在三維線圈(5)內，所述三維線圈(5)通過光纖與第二衰光減器(42)相連，所述第二衰光減器(42)通過光纖、光纖跳線與FPGA電路(10)相連，所述FPGA電路(10)通過導線與相位調制器(3)相連，所述FPGA電路(10)通過導線與窄線寬激光器(1)相連，所述FPGA電路(10)通過導線與示波器(11)相連。

2.根據權利要求1所述的一種基于光纖諧振腔的微弱磁傳感裝置，所述的核心磁敏感單元(6)包括單模保偏光纖諧振腔(61)和超磁致伸縮材料Terfenol-D(62)組成。

3.根據權利要求2所述的一種基于光纖諧振腔的微弱磁傳感裝置，所述的單模保偏光纖諧振腔(61)由單模保偏光纖和光纖耦合器(63)組成。

4.根據權利要求2和權利要求3所述的一種基于光纖諧振腔的微弱磁傳感裝置，所述核心磁敏感單元(6)的制作方法如下：

通過將單模保偏光纖緊致纏繞在超磁致伸縮材料Terfenol-D(62)表面20-70圈，將所述單模保偏光纖首尾兩端用膠固定在Terfenol-D(62)表面，所述單模保偏光纖表面采用膠涂覆固定，所述單模保偏光纖首尾分別與光纖耦合器(63)熔接，從而制備超高Q(品質因子)的對微弱磁信號敏感的單模保偏光纖諧振腔(61)。

5.根據權利要求4所述的一種基于光纖諧振腔的微弱磁傳感裝置，所述的光纖耦合器將耦合將進入核心磁敏感單元的光的能量的90％耦合進入單模保偏光纖諧振腔。

6.根據權利要求4所述的一種基于光纖諧振腔的微弱磁傳感裝置，所述的超磁致伸縮材料Terfenol-D直徑為0.5cm-3cm。

7.根據權利要求1所述的一種基于光纖諧振腔的微弱磁傳感裝置，所述的三維線圈(5)產生直流偏置磁場B1和檢測磁場B2。

8.根據權利要求1所述的一種基于光纖諧振腔的微弱磁傳感裝置，所述的三維線圈(5)產生直流偏置磁場B1，導致磁致伸縮材料Terfenol-D(62)的徑向尺寸產生膨脹d1，檢測磁場B2也會導致磁致伸縮材料Terfenol-D(62)徑向尺寸產生變化d2。