[发明专利]一种基于光学双环谐振腔的磁场传感系统

权利要求书

1.一种基于光学双环谐振腔的磁场传感系统，其特征在于：包括宽带光源(1)、衰减器(2)、偏振控制器(3)、耦合波导(4)、双环谐振腔结构(7)、紫外固化胶(8)、光谱仪(9)，数据处理与显示系统(10)；

所述的宽带光源(1)输出的宽带光经光纤衰减器(2)、偏振控制器(3),送入耦合波导(4)，耦合波导用于将光场耦合进出双环谐振腔结构(7)，出射光场经耦合波导(4)送入光谱仪(9)的光纤端口，光谱仪(9)上测到的谱线送入数据处理与显示系统(10)；其中双环谐振腔结构(7)通过紫外固化胶(8)与输入输出耦合波导(4)粘结在一起，所述的双环谐振腔结构包括两个环、磁致伸缩介质(5)和磁流体(6)；两个环分布在耦合波导的两侧或同一侧，两个环之间互相不耦合，两个环的环长差要保证两环谐振位置差别不超过环长较小的环腔的模式线宽，一个环为参考环，另一个环为传感环，除传感环外区域均覆盖有紫外固化胶，传感环所在的凹槽位置上利用磁致伸缩介质块封装了磁流体到凹槽内，传感系统中宽带光源(1)、衰减器(2)、偏振控制器(3)、耦合波导(4)、光谱仪(9)之间的连接均采用光纤连接；光谱仪(9)和数据处理与显示系统(10)之间使用电学方式连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于光学双环谐振腔的磁场传感系统，其特征在于：所述的双环谐振腔用两个微纳光纤环、两个回音壁模式光学微腔或硅片上加工的耦合双波导环构建得到，环长从几百微米到几厘米之间选择，根据空间分辨率按需选择。

3.根据权利要求1所述的一种基于光学双环谐振腔的磁场传感系统，其特征在于：所述的宽带光源的波段范围要覆盖环长较小的环的3倍自由光谱范围，且与光谱仪的接收波段相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种基于光学双环谐振腔的磁场传感系统，其特征在于：所述的磁致伸缩介质为Terfenol-D或其它的在磁场作用下能够伸缩的介质；磁流体选择商用磁流体，只要保证能在磁场作用下发生折射率变化。

5.根据权利要求1所述的一种基于光学双环谐振腔的磁场传感系统，其特征在于：所述的双环谐振腔结构要保证光源输出的光场在其内低损耗的传输，同时在腔外表面存在倏逝波。

6.根据权利要求1所述的一种基于光学双环谐振腔的磁场传感系统，其特征在于：所述的光纤要保证所选波段内光信号的低损耗传输和易探测。

7.根据权利要求1所述的一种基于光学双环谐振腔的磁场传感系统，其特征在于：所述的偏振控制器的偏振状态要保证光学模式的光学品质因数最高。

8.根据权利要求1所述的一种基于光学双环谐振腔的磁场传感系统，其特征在于：所述的衰减器要保证到达探测器的光功率在探测器的可接收的功率范围内。

9.根据权利要求1所述的一种基于光学双环谐振腔的磁场传感系统，其特征在于：所述的紫外固化胶的折射率值要保证光场在腔内低损耗传输。

10.根据权利要求1所述的一种基于光学双环谐振腔的磁场传感系统，其特征在于：所述的磁流体在传感环的内侧或外侧，或内外侧皆有。