[发明专利]用压电陶瓷产生共振频带的光学磁场传感系统

权利要求书

1.用压电陶瓷产生共振频带的光学磁场传感系统，其特征在于：包括第一信号发生器(1)、第二信号发生器(2)、可调谐激光器(3)、衰减器(4)、偏振控制器(5)、光纤锥(6)、压电陶瓷(7)、磁场传感系统(8)、光电探测器(9)、T型偏置器(10)、示波器(11)、分束器(12)、电谱仪(13)、网络分析仪(14)、PID控制箱(15)；

磁场传感系统(8)包括磁致伸缩介质(16)，空心管腔(17)，支架(18)和胶水(19)；空心管腔由胶水固定在支架上，空心管腔与磁致伸缩介质之间通过胶水固定，空心管腔与压电陶瓷(7)之间通过胶水固定；

所述的第一信号发生器(1)输出的两路信号一路经PID控制箱(15)调控后送入可调谐激光器(3)的电压调谐端口，一路送入到示波器(11)；第二信号发生器(2)输出信号到压电陶瓷(7)；可调谐激光器(3)的光出射端与衰减器(4)的输入端连接，衰减器(4)的输出端与偏振控制器(5)的输入端连接，偏振控制器(5)的输出端与光纤锥(6)输入端连接；光纤锥(6)锥区处的光场通过倏逝波耦合的方式进入磁场传感系统(8)的空心管腔(17)内，空心管腔(17)内光场经过光纤锥(6)耦合输出至对应光电探测器(9)的接收端，光电探测器(9)输出的信号经T型偏置器(10)分离交/直流信号，直流信号送入示波器(11)显示，交流信号经分束器(12)送入电谱仪(13)、网络分析仪(14)和PID控制箱(15)用于信号显示和频率锁定；压电陶瓷由信号发生器通过产生相应频率的信号来驱动，并产生相对应频率的超声波，使其受控频率在空心管腔的两个力学模式共振频率中间，以此产生共振频带。

2.根据权利要求1所述的用压电陶瓷产生共振频带的光学磁场传感系统，其特征在于：待测交流磁场频率以及磁场传感系统中的空心管腔的力学模式共振频率均不超过压电陶瓷所能驱动的最大超声频率。

3.根据权利要求1所述的用压电陶瓷产生共振频带的光学磁场传感系统，其特征在于：压电陶瓷安置在磁场传感系统的支架上，且能够驱动空心管腔产生受迫振动；与此同时，空心管腔也会受到磁致伸缩介质的作用，进而保证其磁场响应能力；具体的安装位置无需严格要求，只需要能满足所使用需求即可。

4.根据权利要求1所述的用压电陶瓷产生共振频带的光学磁场传感系统，其特征在于：所述的空心管腔(17)为中空结构，壁厚为1微米-1毫米，外径为100微米-5厘米，具体的壁厚和外径尺寸可根据实际应用过程中灵敏度和频率需求确定。

5.根据权利要求1所述的用压电陶瓷产生共振频带的光学磁场传感系统，其特征在于：所述的偏振控制器的偏振状态要保证光学模式的光学品质因数最高。

6.根据权利要求1所述的用压电陶瓷产生共振频带的光学磁场传感系统，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。

7.根据权利要求1所述的用压电陶瓷产生共振频带的光学磁场传感系统，其特征在于：所述的衰减器要保证到达探测器的光功率在探测器的可接收的功率范围内。