基于MZ干涉儀的光纖磁場(chǎng)傳感器研究.pdf

1、本論文主要研究了磁性液體和MZ干涉儀在磁場(chǎng)測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用。磁性液體薄膜的雙折射效應(yīng)、超順磁性以及磁控折射率特性等效應(yīng)使得外加磁場(chǎng)變化時(shí)，磁性液體薄膜的折射率、介電常數(shù)等屬性隨之改變。所以將磁性液體薄膜包覆在特定光纖結(jié)構(gòu)或填充在內(nèi)部有孔的光纖中時(shí)，磁場(chǎng)變化會(huì)導(dǎo)致傳感光纖中光波的相位、波長(zhǎng)、光強(qiáng)以及偏正態(tài)等參量發(fā)生變化。我們通過探測(cè)這些物理量的變化量，即可反推出描述磁場(chǎng)屬性的參量，達(dá)到測(cè)量外界磁場(chǎng)的目的。本課題的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　

2、　1、闡述了磁性液體和光纖傳感在磁場(chǎng)測(cè)量方面的研究狀況，介紹了MZ干涉儀、光纖磁場(chǎng)傳感器的工作原理和幾種常見的光纖磁場(chǎng)傳感器，并分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　2、詳細(xì)介紹了磁性液體的組成以及磁性液體的穩(wěn)定性、雙折射效應(yīng)、磁控折率特性、超順磁性等特性。闡述了磁性液體的折射率測(cè)量方法。此外，還對(duì)磁性液體的制備工藝做了詳細(xì)介紹。
　　3、提出了一種基于雙腰椎放大結(jié)構(gòu)的光纖磁場(chǎng)傳感器。對(duì)該傳感器的工作原理作了理論分析，用實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了采

3、用強(qiáng)度解調(diào)的可行性，當(dāng)外加磁場(chǎng)方向垂直于光束傳播方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度從0mT到120mT增加時(shí)，該傳感器的諧振波長(zhǎng)發(fā)生微小藍(lán)移，光強(qiáng)減小明顯，靈敏度為0.0943dBm/mT，擬合度為0.97918。
　　4、提出了一種基于花生形錯(cuò)位結(jié)構(gòu)的光纖磁場(chǎng)傳感器。先以花生形錯(cuò)位結(jié)構(gòu)為光纖傳感頭（無磁性液體薄膜包覆）進(jìn)行了折射率和溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)，得出外界折射率或溫度變化量和諧振波長(zhǎng)變化量的線性擬合關(guān)系。測(cè)量折射率時(shí)，靈敏度為29.68934nm/