[发明专利]一种高空间分辨率光学微球腔磁场传感系统

权利要求书

1.一种高空间分辨率光学微球腔磁场传感系统，其特征在于：包括信号发生器（1）、可调谐激光器（2）、隔离器（3）、衰减器（4）、偏振控制器（5）、光纤锥（6）、磁致伸缩介质（7）、微球腔（8）、低折射率紫外固化胶（9）、光电探测器（10）、示波器（11）、数据处理与显示系统（12）；

所述的信号发生器（1）输出的两路信号一路送入可调谐激光器（2）的电压调谐端口，一路送入到示波器（11）；可调谐激光器（2）的光出射端与隔离器（3）的输入端连接，隔离器（3）的输出端与衰减器（4）的输入端连接，衰减器（4）的输出端与一个或多个光纤锥（6）输入端之间的光纤上设置有偏振控制器（5）；其中接多个光纤锥（6）时，偏振控制器（5）与多个光纤锥（6）之间设有分光器件；每个光纤锥（6）输出的光场通过倏逝波耦合的方式进入微球腔（8）内，腔内光场经过每个光纤锥（6）耦合输出至对应光电探测器（10）的接收端，光电探测器（10）输出的信号进入示波器（11），示波器（11）输出的信号进入数据处理与显示系统（12）；传感系统中可调谐激光器（2）、隔离器（3）、衰减器（4）、偏振控制器（5）、光纤锥（6）、光电探测器（10）之间的连接均采用光纤连接；光电探测器（10）与示波器（11）之间使用两端口通用的电学线缆连接；其中微球腔（8）通过低折射率紫外固化胶（9）固定在磁致伸缩介质（7）上，所述的微球腔（8）与磁致伸缩介质（7）及光纤锥（6）的位置是固定的，低折射率紫外固化胶（9）的折射率值要保证光场在微球腔（8）内传输；所述的光纤锥（6）的锥区部分的截面直径为0.5-0.75的输入光波长；所述的微球腔（8）与光纤锥（6）始终处于耦合状态；

所述微球腔（8）直径为80-500微米。

2.根据权利要求1所述的高空间分辨率光学微球腔磁场传感系统，其特征在于：所述的可调谐激光器（2）的调谐范围要覆盖实验所需的探测范围，波段选用通讯波段，且与光电探测器（10）的接收波段相匹配。

3.根据权利要求1所述的高空间分辨率光学微球腔磁场传感系统，其特征在于：所述的微球腔的材料为二氧化硅。

4.根据权利要求1所述的高空间分辨率光学微球腔磁场传感系统，其特征在于：所述的磁致伸缩介质（7）为Terfenol-D或其它的在磁场作用下能够伸缩的介质。

5.根据权利要求1所述的高空间分辨率光学微球腔磁场传感系统，其特征在于：所述的磁致伸缩介质（7）的形状为平板、圆筒或头盔状。

6.根据权利要求1所述的高空间分辨率光学微球腔磁场传感系统，其特征在于：所述的光纤要保证所选波段内光信号的低损耗传输和易探测。

7.根据权利要求1所述的高空间分辨率光学微球腔磁场传感系统，其特征在于：所述的偏振控制器（5）的偏振状态要保证光学模式的光学品质因数最高。

8.根据权利要求1所述的高空间分辨率光学微球腔磁场传感系统，其特征在于：所述的衰减器要保证到达光电探测器（10）的光功率在光电探测器（10）的可接收的功率范围内。