[发明专利]一种增强型回音壁模式光学谐振腔磁场传感系统

权利要求书

1.一种增强型回音壁模式光学谐振腔磁场传感系统，包括宽带光源(1)、隔离器(2)、衰减器(3)、偏振控制器(4)、光纤锥(5)、含磁流体与磁致伸缩介质的WGM光学谐振腔结构、光谱仪(11)；其中含磁流体与磁致伸缩介质的WGM光学谐振腔结构包括内部可填充介质的空心WGM光学气泡状谐振腔(6)、磁致伸缩介质颗粒(7)、胶水(8)、磁流体(9)、及封装的盒子(10)；其特征在于：宽带光源(1)的发射端与隔离器(2)的输入端连接，隔离器(2)的输出端与衰减器(3)的输入端连接，衰减器(3)的输出端与光纤锥(5)的输入端连接，衰减器(3)的输出端与光纤锥(5)的输入端之间的光纤上设置有偏振控制器(4)；光纤锥(5)与含磁流体与磁致伸缩介质的WGM光学谐振腔结构通过光学倏逝波耦合的方式将光纤锥(5)中的光场耦合进出内部可填充介质的空心WGM光学气泡状谐振腔(6)，光纤锥(5)的输出端与光谱仪(11)的接收端相连，磁致伸缩介质颗粒(7)通过胶水(8)固定在谐振腔(6)内，磁流体(9)设置在谐振腔(6)与封装的盒子(10)之间，其中的连接部分全部由光纤来完成；所述的光纤锥与含磁流体与磁致伸缩介质的WGM光学谐振腔结构中的谐振腔始终处于耦合状态，所述的光纤锥的锥区部分的截面直径小于输入光波长；光纤锥与封装的盒子(10)接触位置滴入紫外固化胶，调整光纤锥(5 )的位置至最佳的耦合状态，利用紫外灯照射使胶水固化，进而固定光纤锥的位置。

2.根据权利要求1所述的一种增强型回音壁模式光学谐振腔磁场传感系统，其特征在于：所述的含磁流体与磁致伸缩介质的WGM光学谐振腔结构是传感元，感知外界环境磁场的变化。

3.根据权利要求1所述的一种增强型回音壁模式光学谐振腔磁场传感系统，其特征在于：所述的含磁流体与磁致伸缩介质的WGM光学谐振腔结构中谐振腔的尺寸可以调整，光纤锥截面方向上谐振腔的周长选取范围为百微米到厘米。

4.根据权利要求1所述的一种增强型回音壁模式光学谐振腔磁场传感系统，其特征在于：所述的谐振腔的壁厚要通过数值模拟计算，保证光在其内传输时会有倏逝波存在于谐振腔的外表面。

5.根据权利要求1所述的一种增强型回音壁模式光学谐振腔磁场传感系统，其特征在于：所述的含磁流体与磁致伸缩介质的WGM光学谐振腔结构中谐振腔的形状不必是气泡状结构，只要保证在磁致伸缩介质及磁流体共同存在时，光学模式能够传输即可。

6.根据权利要求1所述的一种增强型回音壁模式光学谐振腔磁场传感系统，其特征在于：所述的谐振腔的材料为保证光在其中传输时有倏逝波存在于谐振腔的外表面。

7.根据权利要求1所述的一种增强型回音壁模式光学谐振腔磁场传感系统，其特征在于：所述的磁致伸缩介质为在磁场作用下能够伸缩的介质。

8.根据权利要求1所述的一种增强型回音壁模式光学谐振腔磁场传感系统，其特征在于：所述的含磁流体与磁致伸缩介质的WGM光学谐振腔结构中谐振腔和与之耦合的光纤锥均处于磁流体中。

9.根据权利要求1所述的一种增强型回音壁模式光学谐振腔磁场传感系统，其特征在于：所述的磁流体的折射率会随外界磁场变化发生变化，磁流体在磁场作用下的折射率分布也要保证光在谐振腔内传输。

10.根据权利要求1所述的一种增强型回音壁模式光学谐振腔磁场传感系统，其特征在于：所述的宽带光源的波段选用通讯波段，便于与其它的光学系统进行集成，且与光谱仪的接收波段相匹配。