[发明专利]一种基于干涉式光纤的磁场探测器

说明书

本发明提供了一种基于干涉式光纤的磁场探测器，干涉式光纤为具有第一臂和第二臂两条支路。在两条支路上分别覆盖磁制热层和磁制冷层。在待测交变磁场的作用下，磁制热层吸收磁场制热，使得第一臂受热膨胀变长；磁制冷层在磁场作用下制冷，使得第二臂受冷收缩变短。这加剧了第一臂和第二臂之间的光程差，使得从第二光纤测得的透射光谱中的共振峰对磁场更敏感，从而提高了探测的灵敏度。另外，本发明中，只要在第一臂上覆盖磁制热层和在第二臂上覆盖磁制冷层即可，不需要制备微纳结构，即可达到提高灵敏度的效果，制备方法简单。

技术领域

本发明涉及磁场探测领域，具体涉及一种基于干涉式光纤的磁场探测器。

背景技术

磁场探测涉及生产生活的各个领域。传统的磁场探测仪器有力矩磁强计、磁通门磁强计、霍尔效应磁强计、核磁共振磁强计等。基于光学原理的磁场探测器具有体积小、灵敏度高、易于集成等优点。

中国专利201910739806.5提出一种基于磁热效应的磁场探测器，在光波导两侧填充四氧化三铁纳米粒子，在交变磁场作用下，四氧化三铁纳米粒子吸收磁能并产生热量，从而改变波导的尺寸。一方面，由于该方案是首先在光波导附近构建凹槽，然后在凹槽内设置四氧化三铁纳米粒子，方法复杂；另一方面，波导和四氧化三体纳米粒子不接触，热传递效果差，导致其灵敏度低。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种基于干涉式光纤的磁场探测器，该探测器包括衬底、第一光纤、第二光纤、第一臂、第二臂、磁制热层、磁制冷层、光源、光探测器。第一光纤、第二光纤、第一臂、第二臂置于所述衬底上。第一光纤的一端接光源，第一光纤的另一端连接第一臂和第二臂。第一臂和第二臂的另一端连接第二光纤。第二光纤的另一端连接光探测器。磁制热层包覆第一臂，磁制冷层包覆第二臂。

更进一步地，磁制热层由四氧化三铁纳米粒子构成。

更进一步地，磁制冷层为顺磁盐材料、重稀土元素的单晶或多晶材料、巨磁热效应材料。

更进一步地，还包括设置在衬底表面的凹槽，凹槽位于第一臂与第二臂之间。

更进一步地，凹槽内设有气凝胶材料或硅酸盐材料。

更进一步地，在第一臂下部，也设有磁制热层。

更进一步地，在第二臂下部，也设有磁制冷层。

本发明的有益效果：本发明提供了一种基于干涉式光纤的磁场探测器，在待测交变磁场的作用下，磁制热层吸收磁场制热，使得第一臂受热膨胀变长；磁制冷层在磁场作用下制冷，使得第二臂受冷收缩变短。这加剧了第一臂和第二臂之间的光程差，使得从第二光纤测得的透射光谱中的共振峰对磁场更敏感，从而提高了探测的灵敏度。另外，本发明中，只要在第一臂上覆盖磁制热层和在第二臂上覆盖磁制冷层即可，不需要制备微纳结构，即可达到提高灵敏度的效果，制备方法简单。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是基于干涉式光纤的磁场探测器的示意图。

图2是又一种基于干涉式光纤的磁场探测器的示意图。

图中：1、第一光纤；2、第二光纤；3、第一臂；31、磁制热层；4、第二臂；41、磁制冷层；5、凹槽。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1