[发明专利]基于磁热效应的磁场测量方法、磁场传感器及制备方法

权利要求书

1.基于磁热效应的磁场测量方法，其特征在于：

所述测量方法具体为在待测磁场中放置光波导，在光波导的两侧填充四氧化三铁纳米粒子，并获取四氧化三铁纳米粒子的初始温度，在光波导的输入端施加光源并实时监控四氧化三铁纳米粒子的温度变化，并按照下式得到磁场强度大小：

其中：ΔT为温度改变值，t为升温时间，K为各向异性常数，

P为能量耗散功率，P＝πμ₀χ″H²f，

其中μ₀为真空磁导率，χ″为磁化率虚部，H为待测交变磁场强度，f为待测交变磁场频率。

2.根据权利要求1所述的基于磁热效应的磁场测量方法，其特征在于：所述光源为横电TE或者横磁TM基模偏振态。

3.基于权利要求1-2任一所述的基于磁热效应的磁场测量方法的一种磁场传感器，包括硅层、直波导和环形波导，其特征在于：所述直波导和环形波导的两侧均设置凹槽，所述凹槽内部填充四氧化三铁纳米粒子。

4.根据权利要求3所述的一种磁场传感器，其特征在于：所述硅层的下表面连接有二氧化硅下包层，所述二氧化硅下包层的下表面连接有硅衬底。

5.根据权利要求3所述的一种磁场传感器，其特征在于：所述四氧化三铁纳米粒子的平均粒径为10nm～100nm。

6.根据权利要求3所述的一种磁场传感器，其特征在于：所述直波导的高度为150nm～280nm，宽度为450nm～600nm。

7.根据权利要求6所述的一种磁场传感器，其特征在于：所述环形波导的高度为150nm～280nm，宽度为450nm～600nm，半径为5μm～100μm，与所述直波导之间的耦合间距为100nm～300nm。

8.基于如权利要求3-7任一所述的一种磁场传感器的制备方法，其特征在于：

所述制备方法具体为采用绝缘体上硅材料制作硅层和硅衬底，采用二氧化硅制作中间层，通过基片清洗、匀胶、电子束光刻、IPC深硅刻蚀和去胶处理，在硅层中得到直波导、环形波导，在直波导与环形波导两侧的刻蚀凹槽里填充四氧化三铁纳米粒子。