具有形纤维尖端的超高性能矢量磁场传感器,基于表面等离子体共振和磁流体
Zijian Hao1, Yongxi Li1, Shengli Pu1,2
1College of Science, University of Shanghai for Science and Technology, 200093, Shanghai, China.
Nanophotonics (Berlin, Germany)
|December 5, 2024
概括
这项研究引入了一种用于矢量磁场检测的新型光纤传感器. 传感器利用表面等离子体共振 (SPR) 和磁流体,可以精确测量磁场强度和方向.
科学领域:
- 光子学和传感器技术技术
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 磁力学测量是一种磁力学测量.
背景情况:
- 精确的矢量磁场传感对于各种科学和工业应用至关重要.
- 现有的传感器通常面临尺寸,灵敏度或测量场方向的能力的限制.
- 光纤传感器提供诸如遥感和对电磁干扰的免疫等优势.
研究的目的:
- 提出和研究一种新的光纤矢量磁场传感器.
- 探索制造方法对传感器性能的影响.
- 为了证明传感器检测磁场强度和方向的能力.
主要方法:
- 在多模光纤尖端的两个表面上涂上金色薄膜的光纤探针的制造.
- 将磁流体 (MF) 整合为探头周围的磁场敏感材料.
- 利用表面等离子体共振 (SPR) 并监测其入波长变化以检测磁场变化.
主要成果:
- 达到2105nm/RIU和6692nm/RIU的高折射率 (RI) 灵敏度.
- 证明磁场强度的灵敏度为11.67nm/mT (在0°) 和-0.47nm/mT (在90°).
- 传感器探测器是超紧的 (615微米长),适合在狭窄的空间进行测量.
结论:
- 开发的光纤SPR传感器有效地使用磁流体测量矢量磁场.
- 制造方法显著影响传感器的传感质量.
- 传感器的紧尺寸和高灵敏度使其在狭窄空间和梯度场中的应用具有前景.


