基于mz干涉仪的光纤磁场传感器研究

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2、ｔＪｌ标注和致谢么处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国计量学院或其化都育巧．构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。＜＞滿鴻占／学位论文作者签名：茜签字日期：兴年月／日？学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国计量学院有关保留、使用学位论文的规定。特授权中国计量学院可将学位论女的含部或部Ａ内茲编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和

3、磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说）明学位论文作者签：名导师签名＾／签字日Ｖ期沪／曰备月签字：日期己批年月＾苗戸《（ResearchonopticalfibermagneticfieldsensorbasedonMach–ZehnderinterferometerByYongtaoFanADissertationSubmittedtoChinaJiliangUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringChinaJiliangU

4、niversityMarch,2016中图分类号TP212.1学校代码10356UDC535密级公开硕士学位论文MASTERDISSERTATION基于MZ干涉仪的光纤磁场传感器研究ResearchonopticalfibermagneticfieldsensorbasedonMach–Zehnderinterferometer作者范涌涛专业领域光学工程校内导师金永兴教授校外导师于海洋高工申请学位工程硕士论文类型应用研究二〇一六年三月致谢本学位论文是在我的导师金永兴老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。在近三年的研究生生涯中，金老师严肃的科学态度，严谨的治学精神以及谦

5、逊的品质深深地感染着我。三年里，金老师在学业上给予了我以精心指导，同时在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向金老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。同时还要感谢光电学院光纤传感组的董新永、赵春柳等诸位老师的谆谆教诲，感谢在完成本论文时给了我诸多帮助的孙明明师兄、鲁士力师妹，葛惠、杨鹏程、宋宁等同学，正是因为得到了他们的帮助我才能在突破一个个困难，最终将本论文顺利完成。此外我必须感谢我的父母家人。感谢我的父母含辛茹苦将我养大成人，培养我完成硕士学位!最后，感谢中国计量学院，尤其是光电学院给广大师生提供悉心教导和帮助。范涌涛2016年3月基于MZ干涉仪的光纤磁场传感器

6、研究摘要：本论文主要研究了磁性液体和MZ干涉仪在磁场测量领域的应用。磁性液体薄膜的双折射效应、超顺磁性以及磁控折射率特性等效应使得外加磁场变化时，磁性液体薄膜的折射率、介电常数等属性随之改变。所以将磁性液体薄膜包覆在特定光纤结构或填充在内部有孔的光纤中时，磁场变化会导致传感光纤中光波的相位、波长、光强以及偏正态等参量发生变化。我们通过探测这些物理量的变化量，即可反推出描述磁场属性的参量，达到测量外界磁场的目的。本课题的主要研究内容如下：1、阐述了磁性液体和光纤传感在磁场测量方面的研究状况，介绍了MZ干涉仪、光纤磁场传感器的工作原理和几种常见的光纤磁场传感器，并分析

7、了各自的优缺点。2、详细介绍了磁性液体的组成以及磁性液体的稳定性、双折射效应、磁控折率特性、超顺磁性等特性。阐述了磁性液体的折射率测量方法。此外，还对磁性液体的制备工艺做了详细介绍。3、提出了一种基于双腰椎放大结构的光纤磁场传感器。对该传感器的工作原理作了理论分析，用实验结果证明了采用强度解调的可行性，当外加磁场方向垂直于光束传播方向，磁感应强度从0mT到120mT增加时，该传感器的谐振波长发生微小蓝移，光强减小明显，灵敏度为0.0943dBm/mT，拟合度为0.97918。4、提出了一种基于花生形错位结构的光纤磁场传感器。先以花生形错位结构为光纤传感头（无磁性液

8、体薄膜包覆