磁凝胶填充微纳光纤传感头的环形衰荡磁场传感器的制作方法

文档序号:11916315阅读:来源:国知局

技术特征:

1.磁凝胶填充微纳光纤传感头的环形衰荡磁场传感器,其特征在于:它包括DFB光源(1)、脉冲信号发生系统(2)、磁场感应系统(3)、信号处理系统(4);

脉冲信号发生系统(2),所述的脉冲信号发生系统(2)内包含有偏振光控制器(2-1)、光强度调制器(2-2)、函数发生器(2-3),其中,偏振光控制器(2-1)一端连接DFB光源(1)另一端连接光强度调制器(2-2),光强度调制器(2-2)另两个端口分别与函数发生器(2-3)和一号耦合器(3-1)连接;

磁场感应系统(3),所述的磁场感应系统(3)内包含一号耦合器(3-1)、延迟光纤(3-2)、掺铒光纤放大器(3-3)、二号耦合器(3-4)、传感头(3-5),其中,一号耦合器(3-1)一侧的两端口分别连接光强度调制器(2-2)和传感头(3-5),另一侧与延迟光纤(3-2)相连,掺铒光纤放大器一侧与延迟光纤(3-2)相连,另一侧与二号耦合器(3-4)相连,二号耦合器的另一侧两端口分别连接传感头(3-5)和光电转换器(4-1);

信号处理系统(4),所述的信号处理系统(4)内包含光电转换器(4-1)、示波器(4-2)、计算机(4-3)、其中,示波器(4-2)的一侧连接光电转换器(4-1),另一侧连接计算机(4-3);

传感头(3-5),所述的传感头(3-5)内包含磁性凝胶(3-5-1)。

2.根据权利要求1所述的磁凝胶填充微纳光纤传感头的环形衰荡磁场传感器,其特征在于:所述的DFB光源(1)的输出波长为1550nm。

3.根据权利要求1所述的磁凝胶填充微纳光纤传感头的环形衰荡磁场传感器,其特征在于:所述的函数发生器(2-3)发出的函数信号为脉冲信号,且脉宽为1μs。

4.根据权利要求1所述的磁凝胶填充微纳光纤传感头的环形衰荡磁场传感器,其特征在于:所述的一号耦合器(3-1)的耦合比为50%:50%,二号耦合器(3-4)的耦合比为99.5%:0.5%,二号耦合器(3-4)的0.5%的端口与传感头(3-5)连接,且一号耦合器(3-1)和二号耦合器(3-4)的插入损耗均为3dB。

5.根据权利要求1所述的磁凝胶填充微纳光纤传感头的环形衰荡磁场传感器,其特征在于:所述的延迟光纤(3-2)长度为2km且为普通单模光纤。

6.根据权利要求1所述的磁凝胶填充微纳光纤传感头的环形衰荡磁场传感器,其特征在于:所述的传感头(3-5)外壳为磁性不敏感材料,可对其内部进行固定和保护,传感头(3-5)内的光纤是经氢氟酸腐蚀掉部分包层的单模光纤,腐蚀深度为40μm,且传感头(3-5)的方向与磁场方向垂直。

7.根据权利要求1所述的磁凝胶填充微纳光纤传感头的环形衰荡磁场传感器,其特征在于:所述的磁性凝胶(3-5-1)其基质为Fe3O4纳米颗粒,其颗粒直径为10nm,基液为聚硅氧烷和硅酸盐稳定剂,且基质能自由分散于基液中,且磁性凝胶(3-5-1)通过物理方法粘覆到腐蚀掉部分包层的单模光纤上。

8.根据权利要求1所述的磁凝胶填充微纳光纤传感头的环形衰荡磁场传感器,其特征在于:所述的所有器件的链接处均采用熔融连接的方法。

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