高灵敏度温度自校准型光纤磁场传感器

• 作者: 高美玲 金可臻 宋荣和 乔学光
• 来源期刊: 西北大学学报（自然科学版）
• 关键词: 光纤磁场传感器 超磁致伸缩材料 温度补偿 非本征法布里珀罗干涉 光纤布拉格光栅
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 物理学
• 页码范围: 497-504
• 页数: 8页
• 分类号: O43
• 语种: 中文
• DOI: 10.16152/j.cnki.xdxbzr.2021-03-018

摘要

该文提出了一种具有温度补偿作用的高灵敏度光纤磁场传感器,利用波长解调技术研究传感器的磁场和温度响应特性、重复性、指向性及可逆性等.该传感器是由一段单模光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)和非本征法布里珀罗干涉腔(extrinsic Fabry-Pérot interferometer,EFPI)构成,其中,EFPI由多模光纤(multimode fiber,MMF)和单模光纤(single mode fiber,SMF)构成,并固定于铽镝铁(Terfenol-D)棒材的轴向微型槽内,微型槽通过激光微加工技术制得.Terfenol-D材料具有高效磁致伸缩性能,在外加磁场作用下易发生形变并改变EFPI腔长,通过监测干涉光谱漂移实现磁场的高灵敏度探测,同时利用FBG的温度敏感特性进行温度补偿,实现温度和磁场的同时测量.实验结果表明,在0～ 100 mT磁场范围内磁场灵敏度为1.2278 nm/mT,且具有良好的重复性和方向性;FBG和EFPI温度灵敏度分别为0.0082 nm/℃和2.6963 nm/℃,具有很好的稳定性.