[实用新型]一种基于束状结构的磁场检测的光纤传感器

说明书

本实用新型涉及一种基于束状结构的磁场检测的光纤传感器，光纤传感器包括用于偏振光输入的输入光纤、用于偏振光输出的输出光纤及熔接在输入光纤和输出光纤之间的束状光纤结构，束状光纤结构包括两端相互熔接的顺磁光纤和逆磁光纤，顺磁光纤、逆磁光纤中的一个部件的另一端与输入光纤熔接，另一个部件的另一端与输出光纤熔接，顺磁光纤为掺杂顺磁材料的光纤，逆磁光纤为掺杂逆磁材料的光纤。本实用新型的光纤传感器巧妙利用不同磁光特性的离子掺杂光纤，当磁场作用于单模光纤时，偏振光经过多级光纤束状结构，其偏振角累计增大，即通过多级束状结构增加了磁光材料的有效长度，有效增强了法拉第效应，从而有效提高了传感器的灵敏度及分辨率。

技术领域

本实用新型属于微弱磁场检测领域，具体涉及一种基于束状结构的微弱磁场检测的光纤传感器。

背景技术

近年来，基于法拉第效应的光学磁场传感器成为业界的研究热点，而全光纤磁场传感器是未来磁场检测的主流方向。在全光纤磁场传感器中，光纤的Verdet常数是衡量传感器灵敏度的重要参数，普通单模光纤虽然损耗很低，但其Verdet常数较小，法拉第效应很弱，灵敏度很低；一些特殊用的掺杂光纤虽然具有高Verdet常数，但其损耗较大，对其磁场传感的应用具有较大的限制。

目前，很多科技工作者仍然聚焦高浓度离子掺杂光纤，以此提高Verdet常数，在强度较强的磁场检测中仍然具有强大的应用市场，而在较弱的磁场检测中，势必又要增长掺杂光纤的长度来感知磁场的变化，但又会对光信号的强度造成较大的损耗。在全光纤磁场传感技术实用中，普通单模光纤及离子掺杂光纤存在着一定的应用矛盾。

发明内容

为了解决微弱磁场的检测目的，本实用新型提供一种基于束状结构的磁场检测的光纤传感器。

为解决以上技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于束状结构的磁场检测的光纤传感器，所述光纤传感器包括用于偏振光输入的输入光纤及用于偏振光输出的输出光纤，所述光纤传感器还包括熔接在所述输入光纤和输出光纤之间的束状光纤结构，所述束状光纤结构包括两端相互熔接的顺磁光纤和逆磁光纤，所述顺磁光纤、逆磁光纤中的一个部件的另一端与所述输入光纤熔接，另一个部件的另一端与所述输出光纤熔接，所述顺磁光纤为掺杂顺磁材料的光纤，所述逆磁光纤为掺杂逆磁材料的光纤。

在进一步地实施方式中，所述顺磁光纤与逆磁光纤的长度相同。

在进一步地实施方式中，所述束状光纤结构包括一个或N个束状光纤单元，各所述束状光纤单元由一个所述顺磁光纤和一个所述逆磁光纤的端部相互熔接构成，当所述束状光纤单元为N个时，N个所述束状光纤单元串联熔接，且按所述顺磁光纤与逆磁光纤连接的方式熔接，所述N为大于1的整数。

在进一步地实施方式中，所述束状光纤单元为一个时，所述顺磁光纤和逆磁光纤在熔接处对折，使得所述顺磁光纤和逆磁光纤相互靠拢且平行设置。

在进一步地实施方式中，所述束状光纤单元为N个时，相邻所述顺磁光纤和逆磁光纤在熔接处分别对折，使得相邻的所述顺磁光纤和逆磁光纤相互靠拢且平行设置，折叠后，所有所述顺磁光纤和逆磁光纤相互平行且相互靠拢。

在进一步地实施方式中，所述顺磁光纤为掺杂顺磁材料的单模光纤，所述逆磁光纤为掺杂逆磁材料的单模光纤。

在进一步地实施方式中，所述输入光纤、输出光纤分别为单模光纤。

在进一步地实施方式中，当所述光纤传感器用于磁场检测时，磁场方向与所述光纤传感器的顺磁光纤和逆磁光纤的延伸方向相平行。

在进一步地实施方式中，当所述光纤传感器用于磁场检测时，偏振光经过所述顺磁光纤和逆磁光纤的偏振角方向相反，磁场方向与所述顺磁光纤中偏振光行进方向相同，磁场方向与所述逆磁光纤中偏振光行进方向相反，或者磁场方向与所述顺磁光纤中偏振光行进方向相反，磁场方向与所述逆磁光纤中偏振光行进方向相同。