[发明专利]一种金属化光纤光栅级联F-P结构的磁场和温度传感器

权利要求书

1.一种金属化光纤光栅级联F-P结构的磁场和温度传感器，包括宽带光源(1)、光纤环形器(2)、传感探头(3)、第一信号处理模块(4)、第二信号处理模块(5)，其特征在于：所述的传感探头(3)长度为8～10mm，包括光纤光栅(3-1)、铝金属膜(3-2)、磁流体(3-3)、石英玻璃管(3-4)、环氧树脂(3-5)、单模光纤(3-6)，所述的铝金属膜(3-2)通过磁致溅射法在光纤光栅(3-1)上镀制得到，镀膜厚度为180μm，镀膜长度为4mm，所述的石英玻璃管(3-4)，内径为195μm，外径为1mm，长度为5mm，所述光纤光栅(3-1)右端与单模光纤(3-6)左端轴向对准后设置微米量级的间隔置于毛细玻璃管(3-4)内，光纤光栅端面和单模光纤端面构成F-P谐振腔，所述的磁流体(3-3)通过毛细作用填充到石英玻璃管(5)内，毛细玻璃管(3-4)两端用环氧树脂(3-5)密封固定，填充磁流体的F-P腔利用磁流体可调折射率特性来改变F-P腔的等效腔长从而实现磁场的测量，金属化光纤光栅不仅利用光栅热膨胀性和金属膜的增敏性改变光栅周期从而实现温度的测量，还可以对磁场测量进行温度补偿。

2.根据权利要求1所述的一种金属化光纤光栅级联F-P结构的磁场和温度传感器，其特征在于：毛细玻璃管(3-4)内的光纤会受热膨胀造成拉伸从而缩短F-P的腔长，但毛细玻璃管(3-4)也会受热膨胀使腔体扩张从而增加F-P腔长，在光纤和毛细玻璃管材料相同条件下，F-P腔的压缩量和伸长量大致相等，F-P几何腔长的微小变化忽略不计。

3.根据权利要求1所述的一种金属化光纤光栅级联F-P结构的磁场和温度传感器，其特征在于：光纤光栅(3-1)端面和单模光纤(3-6)端面构成F-P谐振腔腔长为45～85μm。

4.根据权利要求1所述的一种金属化光纤光栅级联F-P结构的磁场和温度传感器，其特征在于：所述的磁流体(3-3)是一种水基磁流体，以Fe₃O₄纳米颗粒为磁性颗粒，采用亚油酸作为表面活性剂。