[发明专利]一种基于游标效应的正交臂式MZ干涉仪光纤电流传感器

权利要求书

1.一种基于游标效应的正交臂式MZ干涉仪光纤电流传感器，其特征在于，所述电流传感器包括宽谱光源(1)、第一耦合器(2)、MZ干涉仪(3)、第二耦合器(4)、环形器(5)、FP干涉仪(6)和光谱仪(7)，所述宽谱光源(1)、第一耦合器(2)、MZ干涉仪(3)、第二耦合器(4)、环形器(5)和FP干涉仪(6)依次连接，所述光谱仪(7)与所述环形器(5)连接，

其中，所述MZ干涉仪(3)包括传感臂和参考臂，所述传感臂包括传感臂入射端口(9-1)和传感臂出射端口(9-2)，所述参考臂包括参考臂入射端口(10-1)和参考臂出射端口(10-2)，所述传感臂沿着平行于磁致伸缩方向多匝地绕在磁致伸缩材料(8)上，所述参考臂沿着垂直于磁致伸缩方向多匝地绕在磁致伸缩材料(8)上，所述传感臂和参考臂等匝对称且正交，所述传感臂入射端口(9-1)和参考臂入射端口(10-1)分别连接所述第一耦合器(2)的两个输出端，所述传感臂出射端口(9-2)和参考臂出射端口(10-2)分别连接所述第二耦合器(4)的两个输入端；

具体的，所述宽谱 光源(1)发出的光经所述第一耦合器(2)被分成两束子光束，分别进入所述MZ干涉仪(3)的传感臂和参考臂，两束光在电流磁场的作用下产生一定相位差，并在所述第二耦合器(4)处发生干涉，干涉后的光谱经由所述环形器(5)后进入所述FP干涉仪(6)，所述MZ干涉仪(3)所产生的干涉谱与所述FP干涉仪(6)产生的干涉谱在所述环形器(5)处再次干涉，产生游标效应，形成具有放大倍数的包络谱，所述包络谱被所述光谱仪(7)接收并显示。

2.根据权利要求1所述的一种基于游标效应的正交臂式MZ干涉仪光纤电流传感器，其特征在于，

所述宽谱光源(1)，用于向所述第一耦合器(2)发出光；

所述第一耦合器(2)，用于将所述光分为两束子光束；

所述MZ干涉仪(3)，用于使两束子光束在电流磁场的作用下产生相位差；

所述第二耦合器(4)，用于使产生相位差的两束子光束发生干涉，生成传感光谱；

FP干涉仪(6)，用于生成参考光谱；

所述环形器(5)，用于使传感光谱和参考光谱发生干涉，产生游标效应，形成具有放大倍数的包络谱；

所述光谱仪(7)，用于接收所述包络谱并加以显示。

3.根据权利要求1所述的一种基于游标效应的正交臂式MZ干涉仪光纤电流传感器，其特征在于，所述磁致伸缩材料(8)为稀土超磁致伸缩材料铽镝铁，尺寸为30mm×30mm×2mm。

4.根据权利要求2所述的一种基于游标效应的正交臂式MZ干涉仪光纤电流传感器，其特征在于，所述FP干涉仪(6)包括第一单模光纤(11)、石英管(12)和第二单模光纤(13)，所述第一单模光纤(11)、石英管(12)和第二单模光纤(13)依次熔接在一起。

5.根据权利要求4所述的一种基于游标效应的正交臂式MZ干涉仪光纤电流传感器，其特征在于，所述石英管(12)外径为125μm，内径50μm，长为85μm，所述第一单模光纤(11)和第二单模光纤(13)长度均为0.5m。