基于Fabry-Perot干扰仪和波维尼尔效应的高灵敏光纤矢量磁力计

科学领域:

• 光电学是指光电子产品.
• 光纤传感传感器是指光纤传感器.
• 磁力测量学是一种磁力测量技术.

背景情况:

• 精确测量矢量磁场对于各种科学和工业应用至关重要.
• 现有的磁场传感器通常在灵敏度,尺寸或成本方面面临限制.
• 光纤传感器提供优势,例如对电磁干扰的免疫力和遥感能力.

研究的目的:

• 开发和实验验证一个高灵敏度的矢量磁场传感器.
• 为了利用和的维尼尔效应来增强磁场传感.
• 为了展示一个具有成本效益和强大的光纤传感器设计.

主要方法:

• 在毛细管内使用两种标准单模纤维制造一个悬臂梁结构,以形成Fabry-Perot干扰仪1 (FPI).
• 整合FPI₁与磁阻材料Terfenol-D,使其能够对磁场做出反应.
• 通过将FPI1与参考干扰仪 (FPI2) 结合起来,构建一个波维尼尔效应传感器 (S₁).

主要成果:

• FPI₁显示了一个高的轴向应变灵敏度为15.0 pm/με.
• 涂 Terfenol-D 的 FPI 实现了 91.43 pm/mT 的磁场强度灵敏度和 -12.75 pm/° 的方向灵敏度.
• 波维尼尔效应传感器S₁显示了增强的灵敏度:强度为-4.308nm/mT,方向为892.3pm/°,分别为47x和33.0x的改进.
• 传感器S₁在测量磁场强度和方向方面实现了高灵敏度.

结论:

• 拟议的光纤传感器有效地以高灵敏度测量矢量磁场.
• 传感器的设计易于制造,可复制,具有成本效益,坚固,操作简单,使其适合实际应用.
• 这种传感器代表了在各种领域传感矢量磁场的有希望的替代方案.