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与传统的磁场传感器相比,光纤磁场传感器在磁场传感方面有着突出的优势,除了重量轻、体积小,还有高分辨率、高灵敏度、高精度及抗电磁干扰等优点,因而得到越来越广泛的应用。高双折射环形镜作为一种独特新颖的干涉结构,目前已经在光纤通信和光纤传感等领域受到广泛关注。磁流体作为磁光传感器中的敏感材料,在外加磁场作用下,具有折射率可控的特性。本文利用这一特性,结合薄包层保偏光纤对环境折射率敏感的特性,提出了一种新型的磁流体包裹薄包层保偏光纤的磁场测量方法。此方法将变化的磁场转化成薄包层保偏光纤周围环境折射率的改变,使高双折射环形镜的谐振波长发生移动,从而由波长的变化量反演出外界的磁场强度。这种基于磁流体与高双折射环形镜的光纤磁场传感器具有结构简单、易于搭建、抗电磁干扰、灵敏度高、重复性好等优点。本文主要完成的工作和取得成果包含如下五个方面:(1)介绍了国内外磁场传感器的发展概况和研究现状,以及磁流体的性质和其传感应用;(2)利用Comsol Multiphysics软件对熊猫型保偏光纤分别进行了应力分析和光学模式分析,仿真得到熊猫型保偏光纤截面的应力分布图、快慢轴的折射率分布图、纤芯双折射分布图以及光场能量分布图;(3)推导了高双折射环形镜的透射函数,并仿真出不同保偏光纤长度下高双折射环形镜的传输光谱,研究了薄包层高双折射环形镜折射率传感特性,通过数值计算绘制了谐振波谷点波长移动量与环境折射率之间的关系曲线;(4)采用化学腐蚀法制作了薄包层保偏光纤,分析了其腐蚀过程和结果。同时进行了葡萄糖溶液折射率传感实验,得到了高双折射环形镜谐振波谷点波长变化量与外界折射率之间的关系曲线;(5)搭建实验平台进行了磁场传感实验。实验结果表明所提出的基于磁流体与高双折射环形镜的光纤磁场传感方法不仅可用于磁场/电流的测量,而且还克服了传统磁场传感器易受电磁干扰、温度漂移大、体积大而笨重等问题和局限性,具有结构简单、易于搭建、轻便小巧、灵敏度高和重复性好等优点。最后针对传感器出现的问题提出了改进方法。