[发明专利]光学电流互感器传感头及传感方法

权利要求书

1.一种光学电流互感器的传感头，其特征在于，所述的传感头包括光波导基底和位于所述光波导基底上的磁光感应膜层；所述磁光感应膜层包括表面等离子激元金属材料和磁性材料；所述磁光感应膜层具有表面等离子激元金属材料纳米结构特征。

2.根据权利要求1所述的光学电流互感器的传感头，其特征在于，所述的磁光感应膜层是由一个或几个表面等离子激元金属材料膜层与一个或几个磁性材料膜层层叠构成。

3.根据权利要求2所述的光学电流互感器的传感头，其特征在于，所述的磁光感应膜层是一种夹心结构，即一个表面等离子激元金属材料膜层夹在两个磁性材料膜层之间。

4.根据权利要求2所述的光学电流互感器的传感头，其特征在于，所述的磁光感应膜层的一个磁性材料膜层夹在所述光波导基底与一个所述表面等离子激元金属材料膜层之间。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的光学电流互感器的传感头，其特征在于，所述的表面等离子激元金属材料膜层具有周期性或除膜层厚度以外的非周期性纳米结构。

6.根据权利要求5所述的光学电流互感器的传感头，其特征在于，所述的周期性纳米结构是纳米光栅结构或纳米孔阵列结构；所述的非周期性纳米结构是表面岛状非周期纳米结构。

7.根据权利要求1所述的光学电流互感器的传感头，其特征在于，所述的磁光感应膜层由含有表面等离子激元金属材料纳米结构的材料掺杂入磁性材料膜层构成。

8.根据权利要求1所述的光学电流互感器的传感头，其特征在于，所述的磁光感应膜层由表面等离子激元金属材料和磁性材料的纳米复合材料掺杂入非磁性材料膜层构成。

9.根据权利要求1至5或7至8中任一项所述的光学电流互感器的传感头，其特征在于所述的表面等离子激元材料纳米结构特征是指表面等离子激元金属材料纳米膜层的厚度，或表面等离子激元金属材料纳米粒子的粒径，或在纳米复合材料中表面等离子激元金属材料的纳米结构形式。

10.根据权利要求1所述的光学电流互感器的传感头，其特征在于，所述的表面等离子激元金属材料是Au、Ag、Cu或Al中的一种或几种。

11.根据权利要求1所述的光学电流互感器的传感头，其特征在于，所述的光波导基底利用全反射现象实现光在材料中的传导。

12.根据权利要求11所述的光学电流互感器的传感头，其特征在于，所述的光波导基底包括光纤或平面光波导。

13.根据权利要求1所述的光学电流互感器的传感头，其特征在于，在所述光波导基底与所述磁光感应膜层之间存在中间联接层。

14.根据权利要求1所述的光学电流互感器的传感头，其特征在于，在所述磁光感应膜层上存在保护层。

15.根据权利要求1所述的光学电流互感器的传感头，其特征在于所述的纳米结构特征的尺寸在500nm以内。

16.根据权利要求1所述的光学电流互感器的传感头，其特征在于所述的纳米结构特征的尺寸在1-500nm。

17.根据权利要求1所述的光学电流互感器的传感头，其特征在于所述的纳米结构特征的尺寸在10-100nm。

18.一种利用权利要求1所述的光学电流互感器的传感头进行电流传感的方法，其特征在于：

(1)光源发出的光波具有p波偏振分量，或通过偏振控制器件使其具有p波偏振分量；

(2)所述具有p波偏振分量的光波通过所述光学电流互感器传感头的光波导基底入射在所述光波导基底上的磁光感应膜层上，与所述磁光感应膜层中的表面等离子激元金属材料发生相互作用；

(3)所述具有p波偏振分量的光波通过所述相互作用在外界电流产生磁场中产生磁光效应，使所述光波的强度、偏振态、相位或波长发生改变；

(4)通过检测所述光波通过所述磁光感应膜层前后的强度、偏振态、相位或波长的变化，得到所述电流的信息。