專利名稱：一種光纖琺珀磁場傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光纖傳感技術領域，具體涉及一種光纖琺珀磁場傳感器。
背景技術：
磁場測量是電磁測量技術的一個重要分支。在工業(yè)生產(chǎn)和科學研究的許多領域都 要涉及到磁場測量問題。如電流測量、磁探礦、磁懸浮列車、地質勘探、同位素分離、質譜 儀、電子束和離子束加工裝置、受控熱核反應，以及人造地球衛(wèi)星等，甚至在醫(yī)學和生物學 方面也有應用。例如，磁場療法治病，用“心磁圖”、“腦磁圖”來診斷疾病，環(huán)境磁場對生物 和人體的作用，以及磁現(xiàn)象與生命現(xiàn)象的研究等都需要磁場測量技術和測磁儀器的研制， 因此，磁場的測量技術與人們的生活密切相關。傳統(tǒng)的磁場傳感器是以電測試原理為主，如霍爾效應和電磁感應原理，已經(jīng)有成 熟產(chǎn)品。但作為電測原理的傳感器往往易受電磁干擾、容易磁飽和等，因而光學式的磁 場傳感器越來越受到關注?，F(xiàn)有的光學磁場傳感器主要是基于法拉第旋轉效應或者是 磁-機_光轉換原理，存在長期穩(wěn)定性差、測量精度不高等缺點。

實用新型內容本實用新型所要解決的問題是如何提供一種光纖琺珀磁場傳感器，該傳感器能 克服現(xiàn)有技術的缺陷，能實現(xiàn)長期穩(wěn)定、準確的測量磁場，而且靈敏度高。本實用新型所提出的技術問題是這樣解決的提供一種光纖琺珀磁場傳感器，包 括光纖，其特征在于，在光纖的一端面設置一個以氣體或者空氣為介質的琺珀腔，所述琺珀 腔包括兩個反射面，一個反射面為光纖的端面，另一反射面是與光纖端面相對應的膜片，所 述膜片鍍有或者粘貼有磁材料或者金屬材料，靠近磁場時，磁力帶動膜片運動而改變所述 琺珀腔的腔長，所述光纖拾取琺珀腔的反射光學信號獲取琺珀腔腔長信息，實現(xiàn)對磁場的 測量。按照本實用新型所提供的光纖琺珀磁場傳感器，其特征在于，所述琺珀腔的橫截 面大于、等于或者小于光纖的纖芯的橫截面。按照本實用新型所提供的光纖琺珀磁場傳感器，其特征在于，所述琺珀腔是由設 置在光纖端面內部正中心的圓柱形微槽和對接在光纖端面的膜片構成。按照本實用新型所提供的光纖琺珀磁場傳感器，其特征在于，所述琺珀腔是由光 纖的端面、套設在光纖上的套管和設置在套管另一端的膜片構成。按照本實用新型所提供的光纖琺珀磁場傳感器，其特征在于，所述光纖是采用石 英、聚合物、寶石或光子晶體材料制成的單模光纖。本實用新型的工作原理是設置一個以氣體或者空氣為介質包含兩個光學反射面 構成的琺珀腔，琺珀腔的一端為一膜片，在膜片上鍍上或粘貼上磁材料或金屬材料，膜片和 磁(金屬)材料的厚度和FP腔尺寸可調節(jié)靈敏度?？拷艌觯?金屬)材料的磁場與垂 直于膜片的磁場產(chǎn)生磁力作用，磁力帶動膜片運動從而改變FP腔腔長，用光纖拾取FP腔的
3反射光學信號獲得腔長信息，便可實現(xiàn)對磁場的測量。本實用新型結構簡單合理，可以實現(xiàn)長期穩(wěn)定、準確的測量磁場，而且靈敏度很 高，實現(xiàn)方法也很簡單。

圖1是本實用新型第一種實施例的結構示意圖；圖2a是本實用新型第二種實施例的結構示意圖，其中圖2b是圖2a的右側端面示 意圖；圖3是本實用新型第三種實施例的結構示意圖；圖4a是本實用新型第四種實施例的結構示意圖，其中圖4b是圖4a的右側端面示 意圖。其中，1、光纖，2、膜片，3、琺珀腔，4、磁性材料層，5、套管，6、膠水層，7、金屬層。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步描述如圖1 4所示，該光纖琺珀磁場傳感器，包括光纖1，在光纖1的一端面設置一個 以氣體或者空氣為介質的琺珀腔3，琺珀腔3包括兩個反射面，一個反射面為光纖的端面， 另一反射面是與光纖端面相對應的膜片2，膜片2鍍有或者粘貼有磁材料層4或者金屬層 7，靠近磁場時，磁力帶動膜片運動而改變所述琺珀腔的腔長，所述光纖拾取琺珀腔的反射 光學信號獲取琺珀腔腔長信息，實現(xiàn)對磁場的測量。本實用新型的的光纖1是采用石英、聚合物、寶石或光子晶體材料制成的單模光 纖，本實用新型所述的加工是采用157nm激光加工、飛秒激光加工、紅外激光加工或電子束 刻蝕，本實用新型所述對接是采用激光熔接、電弧熔接、或粘接，本實用新型所述切割是采 用激光、切割刀或研磨方法切掉。本實用新型的光纖由包層和纖芯構成，所述琺珀腔的橫截 面可大于、等于或小于光纖的纖芯的橫截面。實施例1包括光纖1，在光纖1的一端面設置圓柱形微槽，深度在ΙΟμπι至IOmm之間，在圓 柱形微槽外對接與光纖端面相對應的膜片2，形成琺珀腔3，膜片2鍍有或者粘貼有磁材料 或者金屬材料層。制備方法是①在光纖的端面上用157mm激光器加工出一個圓柱形微槽， 深度IOym至IOmm之間；②在圓柱形微槽外對接上同種材料的膜片，形成琺珀腔；③在膜 片上鍍上磁性材料4或金屬材料7，制成了光纖法珀磁場傳感器。實施例2包括光纖1，在光纖1的一端面設置一個以氣體或者空氣為介質的琺珀腔3，琺珀 腔3是由光纖1的端面、套設在光纖1上的套管5和設置在套管5另一端的膜片2構成，膜 片2鍍有或者粘貼有磁材料或者金屬材料層。制備方法是①將套管5兩端切平，套管5內 圓能套設光纖1 ；②在套管5的一端對接上和套管5同種材料的膜片2 ；③在膜片2表面鍍 上磁材料4或者金屬材料層7，將光纖1插入套管5中，并和膜片2保持微小的距離，用膠水 層6固定，制成了光纖法珀磁場傳感器。
權利要求一種光纖琺珀磁場傳感器，包括光纖，其特征在于，在光纖的一端面設置一個以氣體或者空氣為介質的琺珀腔，所述琺珀腔包括兩個反射面，一個反射面為光纖的端面，另一反射面是與光纖端面相對應的膜片，所述膜片鍍有或者粘貼有磁材料或者金屬材料，靠近磁場時，磁力帶動膜片運動而改變所述琺珀腔的腔長，所述光纖拾取琺珀腔的反射光學信號獲取琺珀腔腔長信息，實現(xiàn)對磁場的測量。
2.根據(jù)權利要求1所述的光纖琺珀磁場傳感器，其特征在于，所述琺珀腔的橫截面大 于、等于或者小于光纖的纖芯的橫截面。
3.根據(jù)權利要求2所述的光纖琺珀磁場傳感器，其特征在于，所述琺珀腔是由設置在 光纖端面內部正中心的圓柱形微槽和對接在光纖端面的膜片構成。
4.根據(jù)權利要求2所述的光纖琺珀磁場傳感器，其特征在于，所述琺珀腔是由光纖的 端面、套設在光纖上的套管和設置在套管另一端的膜片構成。
5.根據(jù)權利要求1 4任一所述的光纖琺珀磁場傳感器，其特征在于，所述光纖是采用 石英、聚合物、寶石或光子晶體材料制成的單模光纖。
專利摘要本實用新型公開了一種光纖琺珀磁場傳感器，包括光纖，其特征在于，在光纖的一端面設置一個以氣體或者空氣為介質的琺珀腔，所述琺珀腔包括兩個反射面，一個反射面為光纖的端面，另一反射面是與光纖端面相對應的膜片，所述膜片鍍有或者粘貼有磁材料或者金屬材料，靠近磁場時，磁力帶動膜片運動而改變所述琺珀腔的腔長，所述光纖拾取琺珀腔的反射光學信號獲取琺珀腔腔長信息，實現(xiàn)對磁場的測量。該傳感器能克服現(xiàn)有技術的缺陷，能實現(xiàn)長期穩(wěn)定、準確的測量磁場，而且靈敏度高，制備方法簡單。
文檔編號G02B26/06GK201689165SQ20102021866
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權日2010年6月8日
發(fā)明者冉曾令, 饒云江, 魯恩 申請人:電子科技大學