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高灵敏度温度自校准型光纤磁场传感器
高美玲1,金可臻1,宋荣和2,乔学光1
1.西北大学 物理学院,陕西 西安 710127;2.陕西省建筑材料工业学校, 陕西 西安 710000
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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227 8 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008 2 nm/℃和2696 3 nm/℃,具有很好的稳定性。

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
发表年限: 2021年
发表期号: 第3期