新兴技术的不断发展给当今社会带来了更高效便利的生活,同样对信息的感知需求也增强了。传感器作为感知信息和传递信息的一种重要工具,受到了国内国外科学工作者的重点关注,也是现今科学研究的重要方向之一。传感器可以根据传感物理量不同分为温度传感器,湿度传感器,重力传感器,流量传感器,电场传感器,磁场传感器等多种传感器。这其中,磁场传感在人们生活与工作等众多领域都有广泛需求,具有重要的研究意义。早期的磁场传感器主要分为感应线圈传感器,磁通门传感器,磁敏电阻传感器,霍尔传感器等,但是科学技术的飞速发展,使得人们对传感的要求越来越高,而早期的磁场传感器逐渐表现出结构复杂、成本高、适应能力差、动态范围小等一系列缺点。近年来,基于磁流体的光纤磁场传感器因其适应能力强,尺寸小等优点而备受关注。但是光纤磁场传感器结构比较单一,主要分为光栅,法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)腔以及熔融拉锥等三种结构。而平面光波导相比光纤而言具有波导材料众多,结构设计灵活,加工工艺简单,价格低廉,易集成等优点。鉴于此,本论文提出一种将磁流体与马赫-曾德尔光波导干涉仪(Mach-Zehnder interferometer,MZI)结合的磁场传感器。MZI干涉仪结构简单,通过在干涉仪的一个臂引入磁流体作为包层可望实现高灵敏度的磁场传感。论文围绕传感器的设计、制作及测试展开,验证了磁场传感的效果,其主要的研究内容如下:(1)简述光学传感器和磁场传感器的的发展历史,分析不同结构基于磁流体的光纤磁场传感器的优势以及不足,并阐述论文的研究目标以及意义。了解磁流体的基本性质和应用领域。(2)结合实验条件选择波导材料,利用矩形波导的色散方程和MATLAB软件仿真色散曲线,决定波导尺寸。利用耦合模理论和Rsoft软件仿真定向耦合器两端口能量输出,决定耦合间距和耦合长度。最后确定传感臂的长度,完成整个器件的设计。(3)通过溅射、曝光、显影、刻蚀、腐蚀等工艺制作光波导磁场传感器的主体部分,并使用紫外固话胶对器件进行封装。(4)搭建实验测试系统平台,依次对磁场传感器的输出近场光斑,液体折射率灵敏度和磁场传感灵敏度进行测试。测试得到最大的液体折射率灵敏度为6384 nm/RIU,最大的磁场传感灵敏度为22.6 pm/Gs。