布喇格光栅磁场传感器交叉敏感的研究

【引言】磁场的测量在科学研究和工程实践领域都具有非常重大的意义。目前使用的磁强计多是采用磁偶极子作为传感元件，但是这种磁强计不适宜在恶劣环境下工作（有源、不耐腐蚀等）。光纤光栅以其体积小、质量轻、耐腐蚀、易复用和无源等优点广泛地应用于光纤通信和传感领域，光纤布喇格光栅温度、应力传感器现已商用化，而使用光纤光栅进行磁场测量尚属新兴的研究领域。近年的研究多是在光纤表面涂敷磁致伸缩材料或是将磁芯嵌入光纤内部，利用机械应力与光纤光栅Bragg 中心反射波长的关系达到磁场测量的目的。但是，机械形变对于磁场测量的精确度和灵敏度都有很大的影响。1994 年，A.D.Kersey 等人提出一种直接测量磁场的方法，其基本原理是直接测量外加磁场引起的法拉第效应，使得光纤内左旋和右旋圆偏振光的Bragg 反射中心波长发生漂移。但是，石英光纤的Verdet 常数太小，小磁场情况下光谱分析仪很难测得漂移量的大小。