光学学报, 2009, 29 (6): 1482, 网络出版: 2009-06-08   

基于磁性液体中光纤端面反射的磁场和电流传感

Magnetic Field and Current Sensing by Reflection on Fiber-Optic End Face in Ferrofluids
作者单位
浙江万里学院应用物理研究所, 浙江 宁波 315101
摘要
理论分析和数值模拟计算了不同温度和不同体积密度下磁性液体的折射系数和消光系数, 以及浸没在磁性液体中光纤端面处的反射率, 得到了体积密度和外加磁场强度对磁性液体的折射系数和消光系数的作用比较大, 而温度对折射系数和消光系数的影响不大。实验制作了光纤端面浸没在磁性液体中的传感元件, 设计了测量光路系统, 得到了反射率随外加磁场强度变化的情况, 与理论分析结果相吻合。由理论和实验可知, 磁性液体的消光系数不仅跟体积密度和温度有关, 还与外加磁场强度有关, 对光纤端面处的反射率有一定的影响。
Abstract
The refractive coefficient and extinction coefficient of ferrofluids, and the reflectivity on the fiber-optic end face in ferrofluids versus external magnetic field intensity at different volume concentrations and temperatures were theoretically analyzed and numerically simulated. The results show that volume concentration and magnetic field intensity have a great impact on refractive coefficients and extinction coefficionts of ferrofluids. The sensing heads based on the reflection on the fiber-optic end face in ferrofluids were fabricated, and the optical measurement system was designed, so the relationship between reflectivity and magnetic field intensity was obtained. The experimental results agree with the theoretical analysis. By theory and experiment, the effect of extinction coefficient of ferrofluids on the reflectivity on the fiber-optic end face can not be neglected.

陆樟献, 陈善飞, 王正良. 基于磁性液体中光纤端面反射的磁场和电流传感[J]. 光学学报, 2009, 29(6): 1482. Lu Zhangxian, Chen Shanfei, Wang Zhengliang. Magnetic Field and Current Sensing by Reflection on Fiber-Optic End Face in Ferrofluids[J]. Acta Optica Sinica, 2009, 29(6): 1482.

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