CN220455505U - 一种基于spr的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统 - Google Patents

一种基于spr的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统 Download PDF

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CN220455505U CN202321851737.5U CN202321851737U CN220455505U CN 220455505 U CN220455505 U CN 220455505U CN 202321851737 U CN202321851737 U CN 202321851737U CN 220455505 U CN220455505 U CN 220455505U
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photonic crystal
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hexagonal lattice
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唐畅
赵雨玉
杨丹
程同蕾
杨松泽
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东北大学
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Abstract

本实用新型提供了一种基于SPR的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统,所属传感器技术领域,包括:光源、偏振调节器、单模光纤、光子晶体光纤、磁场建立装置和采集分析系统;光子晶体光纤包括包层和空气孔,空气孔以六方晶格结构排布在包层内,且空气孔沿包层的长度方向延伸并贯穿包层,其中,部分空气孔内填充有磁流体。磁流体的折射率可以通过改变外部磁场的强度来调节,通过填充磁流体,可以实现光纤对磁场的高灵敏度响应,使光纤可以用于精确的磁场检测。光纤磁场传感系统利用了磁流体的折射率随磁场强度的变化而变化的特性,磁流体的折射率变化会使共振条件发生变化,使共振损耗图谱中的共振损耗峰发生明显变化,从而实现了磁场的准确测量。

Description

一种基于SPR的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统
技术领域
本实用新型属于传感器技术领域,具体涉及一种基于SPR的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统。
背景技术
光纤磁场传感系统因其体积小、测量精度高、免疫电磁干扰等优点而受到广泛关注。然而,传统光纤的单一结构、双折射特性,以及测量磁场范围的限制都阻碍了磁场传感性能的进一步提升。相较于传统光纤,光子晶体光纤(Photonic crystal fibers,PCF)在光纤磁场传感系统中展现出更优越的光学性能,如可调整的色散、无截至单模传输、高双折射、低损耗和大模场面积等。为满足不同应用场景的需求,优化设计光子晶体光纤及磁场传感系统成为了一项重要且具有挑战性的工作。
表面等离子体共振(Surface plasmon resonance,SPR)的出现进一步推动了光子晶体光纤的发展。表面等离子体共振是一种发生在金属与介质界面的光学共振现象,当光束垂直入射到金属表面上的薄膜或金属纳米结构时,会与金属表面的电子云发生共振,导致光的吸收、反射和透射发生变化,以更好地控制光的传播路径。
近年来,PCF-SPR传感器在磁场检测方面取得了显著的进步。Huang等人(Huang,H.,et al.,A Highly Magnetic Field Sensitive Photonic Crystal Fiber Based onSurface Plasmon Resonance.Sensors,2020.20(18):p.5193.)提出了一种基于方形排布的PCF磁场传感器,其中央气孔被涂有金属薄层,并注入了磁性敏感材料磁流体(MF)。朱L.Q等人(Zhu,L.,et al.,Optical fiber SPR magnetic field sensor based on photoniccrystal fiber with the magnetic fluid as cladding.Measurement Science andTechnology,2021.32(7):p.075106.)报道了一种基于SPR的六方形配置排列PCF用于磁场检测。最大灵敏度可达4.42nm·mT-1。Dash,J.N等人(Dash,J.N.and R.Das,SPR basedmagnetic-field sensing in microchannelled PCF:a numerical approach.Journal ofOptics,2018.20(11):p.115001.)提出了一种侧面抛光的PCF磁场传感器,表面涂有ITO涂层以激发SPR效应,其磁场灵敏度和最大分辨率分别为0.564nm·Oe-1和0.177Oe。然而,为满足不同应用场景的需求,PCF-SPR传感器在磁场检测方面的灵敏度仍然需要进一步提高。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此,本实用新型提出了一种基于SPR的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统,包括:光源、偏振调节器、单模光纤、光子晶体光纤、磁场建立装置和采集分析系统;光源用于发射光束;偏振调节器与光源相连接,偏振调节器用于对光束进行偏振调节,以发射出偏振光束;单模光纤的输入端与偏振调节器相连接,单模光纤用于传输偏振光束:光子晶体光纤包括包层和空气孔,空气孔以六方晶格结构排布在包层内,且空气孔沿包层的长度方向延伸并贯穿包层,其中,部分空气孔内填充有磁流体;光子晶体光纤的输入端与单模光纤的输出端相连接,光子晶体光纤用于使偏振光束产生表面等离子体共振;磁场建立装置设置在光子晶体光纤的外侧,磁场建立装置用于建立磁场;采集分析系统与光子晶体光纤的输出端相连接,采集分析系统用于采集和分析数据。
另外,本实用新型提供的上述技术方案中的一种基于SPR的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统还可以具有如下附加技术特征:
可选的,磁场建立装置套装在光子晶体光纤的外侧,以在光子晶体光纤的传感区域内建立均匀磁场。
可选的,磁场建立装置为螺线管。
可选的,空气孔包括第一空气孔、第二空气孔和第三空气孔,第一空气孔排布在六方晶格结构的外层,第二空气孔排布在六方晶格结构的内层和中间层,第三空气孔排布在六方晶格结构的内层和中间层。
可选的,空气孔还包括填充孔,填充孔排布在六方晶格结构中间层,填充孔用于填充磁流体。
可选的,填充孔的内壁面上覆盖有金属薄膜,金属薄膜在填充孔内围设成填充腔,填充腔内填充有磁流体。
可选的,第一空气孔、第二空气孔和第三空气孔的直径均不相等。
可选的,第一空气孔的直径为0.8~1.1微米,第二空气孔的直径为1.4~1.7微米,第三空气孔的直径为1.4~1.7微米,填充孔的直径为1.8~2.1微米。
可选的,采集分析系统包括:光谱分析仪和计算机;光谱分析仪与光子晶体光纤的输出端相连接,光谱分析仪用于采集偏振光束的损耗数据,形成损耗光谱;计算机与光谱分析仪相连接,计算机用于分析损耗光谱。
本实用新型的一种基于SPR的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统,与现有技术相比,有益效果为:
空气孔以六方晶格结构排布在包层中相比于其他布局方式,在制备过程中相对容易控制和实现,操作简单,生产效率高,适合规模化生产。
空气孔以六方晶格结构排布在包层中,其排列更加紧密,能够在有限的空间内形成更高密度的光子晶体光纤,高密度的空气孔布局不仅可以提供更大的表面积,增加与光的相互作用,还可以形成更复杂的光子晶格,有助于提高光子晶体光纤的性能,提高了光纤的利用率。
光子晶体光纤主要利用磁流体的折射率可调性,通过在部分空气孔内填充磁流体,以改变光子晶体光纤中的折射率分布,实现传光子晶体光纤的传感功能,磁流体的折射率可以通过改变外部磁场的强度来调节,因此通过填充磁流体,可以实现光纤对磁场的高灵敏度响应,使光纤可以用于精确的磁场检测,提高检测精度,扩大了检测范围。
光纤磁场传感系统利用了磁流体的折射率随磁场强度的变化而变化的特性,通过改变磁场强度,改变磁流体的折射率;而磁流体的折射率变化会使共振条件发生变化,进而使共振损耗图谱中的共振损耗峰发生明显变化,即当磁流体的折射率增大或减小时,采集分析系统显示的不同折射率下的损耗峰峰值分别会发生红移或蓝移,从而实现了磁场的准确测量。光纤磁场传感系统利用磁流体,提高了传感的灵敏度、扩大了磁场检测的范围,更好地实现了对光子晶体光纤传导光信号的折射率需求,更好地兼容了检测精度,提高了品质因数。
当磁流体折射率从1.42增加到1.45时,共振波长从832nm移到1281nm,平均波长灵敏度为14786nm/RIU;同时,在折射率范围为1.42~1.45时,波长灵敏度可达到最大值25000nm/RIU。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的一种基于SPR的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统的结构示意图;
图2为本实用新型一个实施例的一种光子晶体光纤的结构示意图;
图3(a)为磁场强度为30~150Oe时对应的限制损耗光谱;
图3(b)为共振波长随磁场强度的变化及共振波长线性拟合结果图;
图3(c)为温度为280~360K时对应的限制损耗光谱;
图3(d)为共振波长随磁场强度的变化及共振波长线性拟合结果图。
其中,图1至图3(d)中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
1、光子晶体光纤;10、完美匹配层;11、包层;12、空气孔;121、第一空气孔;122、第二空气孔;123、第三空气孔;124、填充孔;13、金属薄膜;2、光源;3、偏振调节器;4、单模光纤;5、磁场建立装置;6、采集分析系统;61、光谱分析仪;62、计算机。
具体实施方式
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
结合参见图1和图2所示,根据本申请的实施例,一种基于SPR的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统,包括:光源2、偏振调节器3、单模光纤4、光子晶体光纤1、磁场建立装置5和采集分析系统6;光源2用于发射光束;偏振调节器3与光源2相连接,偏振调节器3用于对光束进行偏振调节,以发射出偏振光束;单模光纤4的输入端与偏振调节器3相连接,单模光纤4用于传输偏振光束:光子晶体光纤1包括包层11和空气孔12,空气孔12为圆孔,任意两个相邻的空气孔12之间间距相等,空气孔12以六方晶格结构排布在包层11内,且空气孔12沿包层11的长度方向延伸并贯穿包层11,其中,部分空气孔12内填充有磁流体;光子晶体光纤1的输入端与单模光纤4的输出端相连接,光子晶体光纤1用于使偏振光束产生表面等离子体共振;磁场建立装置5设置在光子晶体光纤1的外侧,磁场建立装置5用于建立磁场;采集分析系统6与光子晶体光纤1的输出端相连接,采集分析系统6用于采集和分析数据。光子晶体光纤1的包层11能够保护光纤的内部结构,避免内部结构受到物理和化学损伤;同时,包层11有助于光的传输,能够使光束被有效固定在光纤内部,避免漏光。通过在包层11中设置空气孔12,以在光子晶体光纤1中形成光子晶体结构,使光束在通过包层11时产生周期性的折射率变化,来控制光的传播路径,从而对光束进行有效的导引。通过使空气孔12以六方晶格结构排布在包层11中相比于其他布局方式,在制备过程中相对容易控制和实现,操作简单,生产效率高,适合规模化生产;而且,空气孔12以六方晶格结构排布在包层11中,其排列更加紧密,能够在有限的空间内形成更高密度的光子晶体光纤1,高密度的空气孔12布局不仅可以提供更大的表面积,增加与光的相互作用,还可以形成更复杂的光子晶格,有助于提高光子晶体光纤1的性能,提高了光纤的利用率。通过在部分空气孔12内填充磁流体,以改变光子晶体光纤1中的折射率分布,实现传光子晶体光纤1的传感功能,磁流体的折射率可以通过改变外部磁场的强度来调节,可以实现光纤对磁场的高灵敏度响应,使光纤可以用于精确的磁场检测,提高检测精度,扩大了检测范围。
光源2发出的光束经过偏振调节器3进行垂直于光子晶体光纤1轴线方向的偏振,再经过单模光纤4传输至光子晶体光纤1;当偏振光通过光子晶体光纤1时,会发生SPR效应,等离子体波波矢和入射光场的波矢在特定波长范围内达到相位匹配,发生共振耦合,出现一个共振损耗图谱,损耗图谱的损耗峰会因磁场变化而产生一定的变化,该损耗图谱被显示在采集分析系统6中。光纤磁场传感系统利用了磁流体的折射率随磁场强度的变化而变化的特性,通过改变磁场强度,改变磁流体的折射率;而磁流体的折射率变化会使共振条件发生变化,进而使共振损耗图谱中的共振损耗峰发生明显变化,即当磁流体的折射率增大或减小时,采集分析系统6显示的不同折射率下的损耗峰峰值分别会发生红移或蓝移,从而实现了磁场的准确测量。
进一步的,根据峰值漂移的大小可以计算磁场灵敏度,其定义为:
其中,Δλpeak为相邻磁场强度下共振波长的位移,ΔH为磁场强度的变化。
当磁流体折射率从1.42增加到1.45时,共振波长从832nm移到1281nm,平均波长灵敏度为14786nm/RIU;同时,在折射率范围为1.42~1.45时,波长灵敏度可达到最大值25000nm/RIU。
具体的,填充的磁流体为水基Fe3O4磁流体,其折射率为1.43~1.44。
需要说明的是,选择水基Fe3O4磁流体作为磁场检测材料,将水基Fe3O4磁流体选择性地填充到填充孔中。外磁场的波动会引起磁流体折射率的变化。这种关系由Langevin模型函数来表征:
其中,ns和n0为分别为磁流体饱和时和初始时的折射率,主要取决于磁流体的类型和浓度;Hc,n和H分别为临界磁场强度和外部磁场强度;T为温度,初始值为300K;v为拟合参数。
填充孔的内部表面采用化学气相沉积法涂覆Au金属薄膜,以激发表面等离子共振效应,金属厚度用t表示。当光信号经过光子晶体光纤传输时,由于存在金属薄膜,这会引发表面等离子共振效应,从而实现对磁场高灵敏度的检测。Au金属薄膜的介电常数由Drude–Lorentz模型确定:
其中,参数ε=5.9673,Δε=1.09分别表示高频介电常数和加权系数。ω为入射光的角频率,ωD为等离子体频率,γD为阻尼频率,ΩL和ΓL分别为洛伦兹振荡器的频率和带宽,ωD=4227.2πTHz,γD=31.84πTHz,ΩL=1300.14πTHz,ΓL=209.72πTHz。
进一步的,包层由高折射率的材料制成,能够使光束被有效的固定在光纤内部,避免漏光。
具体的,包层由二氧化硅制成,包层的背景材料的折射率可通过Sellmeier公式计算:
其中,λ为输入光波波长。
进一步的,通过精确控制空气孔12的排列,可以控制光的传播路径。采用堆叠-拉制法制备晶体光纤,先堆叠预制的包层11材料,然后在预设的温度下拉伸,形成光子晶体光纤1的特定结构。在此过程中,可以通过改变堆叠的方式、拉伸的速度和温度等参数,来精细调控光纤内部的空气孔12布局,从而实现六方晶格结构的精确制备,其生产过程操作简单,效率高,非常适合规模化生产。
需要说明的是,包层11外设置有完美匹配层(PML),完美匹配层10沿包层11的周向包裹在包层11的外侧壁上,且完美匹配层10沿包层11的长度方向延伸,完美匹配层10带有各向异性和复值介电常数及磁导率的域,能够提高仿真的精度。
作为一种实施例,磁场建立装置5套装在光子晶体光纤1的外侧,以在光子晶体光纤1的传感区域内建立均匀磁场。
磁场建立装置5为螺线管。当有电流通过导线时,螺线管内部会产生均匀磁场,通过调节提供给螺线管的输入电流,来调节磁场的强度,使磁场发生变化,以便于对不同的磁场进行测量,节省时间,提高测量的效率。
进一步的,磁场建立装置5还可以用亥姆霍兹线圈、磁铁和永磁体等能够产生磁场的装置替代,为光子晶体光纤1建立均匀的磁场。
作为另一种实施例,空气孔12包括第一空气孔121、第二空气孔122和第三空气孔123,第一空气孔121排布在六方晶格结构的外层,第二空气孔122排布在六方晶格结构的内层和中间层,第三空气孔123排布在六方晶格结构的内层和中间层。
空气孔12还包括填充孔124,填充孔124排布在六方晶格结构中间层,填充孔124用于填充磁流体。填充孔124位置与光束的核心传播路径最近,从而增强了光子晶体光纤1对磁场的敏感度。
进一步的,磁流体选择性地填充在填充孔124内。
具体的,在光子晶体光纤1中选择性填充磁流体的过程可以通过"手动粘接法"(manually gluing in the fusion splicer method)来实现将磁流体注入到选定的填充孔124中。选择性填充时,先将光纤放入熔接机中,并手动驱动熔接机的马达将光纤移动到视野中心;在不填充磁流体的空气孔12内涂覆少量的UV胶水,即在第一空气孔121、第二空气孔122和第三空气孔123内涂覆少量的UV胶水,再将光纤放回熔接机中;然后进行UV胶水的固化操作;固化后,第一空气孔121、第二空气孔122和第三空气孔123被胶水堵塞,需要填充磁流体的填充孔124保持开放,再通过毛细作用将磁流体填充到未被堵塞的填充孔124中,实现磁流体选择性地填充。
填充孔124的内壁面上覆盖有金属薄膜13,金属薄膜13在填充孔124内围设成填充腔,填充腔内填充有磁流体。通过在填充孔124的内部表面沉积薄膜,在光束入射到金属薄膜13表面上时,与金属薄膜13表面的电子云发生共振,激发出金属薄膜13表面的等离子共振效应,使光束的吸收、反射和透射更易发生变化,提高光纤的灵敏度。
具体的,金属薄膜13为Au金属薄膜。
第一空气孔121、第二空气孔122和第三空气孔123的直径均不相等。在光子晶体光纤1中,光束的传播主要受到光纤内部结构的影响,不同直径的空气孔12能够打破光子晶体光纤1的对称性,产生双折射(双向异性),即光在垂直和平行于光纤轴线的方向上的折射率不同,改变了光束在光纤中的传播特性,能够对光束进行有效引导,提高了光纤的性能。
需要说明的是,由于光子晶体光纤1的工作原理是基于光和金属表面上的等离子体之间的相互作用,因此在基于表面等离子共振的光子晶体光纤1磁场传感系统中,这种双折射特性尤其重要。通过引入不同直径的空气孔12,可以增强x极化核心模式和SPP模式之间的耦合程度,进而提高光子晶体光纤1的灵敏度。
具体的,第一空气孔121设置有18个,第二空气孔122设置有8个,第三空气孔123设置有8个,填充孔124设置有2个,等间距排布在六方晶格结构各层的点位上。
第一空气孔121的直径d为0.8~1.1微米,第二空气孔122的d2直径为1.4~1.7微米,第三空气孔123的直径d1为1.4~1.7微米,填充孔124的直径D为1.8~2.1微米。通过COMSOL仿真计算和实验分析,得到最优的空气孔12布局结构和直径大小,从而实现最佳的磁场传感性能;而且,制备过程的技术难度和成本低,能够使光子晶体光纤1性能和制备难度之间达到最优平衡。
作为另一种实施例,光谱分析仪61与光子晶体光纤1的输出端相连接,光谱分析仪61用于采集偏振光束的损耗数据,形成损耗光谱;计算机62与光谱分析仪61相连接,计算机62用于分析损耗光谱。光谱分析仪61连接到光子晶体光纤1的输出端,得到损耗图谱,计算机62最终进行光谱分析,显示磁场强度,实现磁场的测量。
图3(a)和图3(b)示出了在30~150Oe范围的磁场传感性能。如图3(a)所示,随着磁场强度的逐渐增加,共振波长发生红移,损耗峰值先增大后减小。如图3(b)所示,线性拟合结果为y=0.8875x+896.41071,R2为0.98266,线性度表现良好。在30~150Oe的范围内,平均灵敏度为887.5pm/Oe。
磁场传感系统主要依赖磁流体的折射率可调性。但根据Langevin模型函数可知,磁流体的折射率还受温度的影响,可能会导致温度的串扰。图3(a)和图3(d)为光纤磁场传感系统在280K~360K之间的温度响应特性。如图3(a)所示,共振波长随温度的升高而发生蓝移,但蓝移幅度很小。如图3(d)所示,该光子晶体光纤对温度的平均灵敏度为65pm/K,而对磁场的平均灵敏度为887.5pm/Oe,是对温度灵敏度的13倍以上,可知该光子晶体光纤的磁场感应受环境温度的影响较小,温度串扰较小。
从上述结果可以看出,光纤磁场传感系统利用磁流体,提高了传感的灵敏度、扩大了磁场检测的范围,更好地实现了对光子晶体光纤传导光信号的折射率需求,更好地兼容了检测精度,提高了品质因数。
本领域的技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于SPR的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统,其特征在于,包括:
光源(2),所述光源(2)用于发射光束;
偏振调节器(3),所述偏振调节器(3)与所述光源(2)相连接,所述偏振调节器(3)用于对光束进行偏振调节,以发射出偏振光束;
单模光纤(4),所述单模光纤(4)的输入端与所述偏振调节器(3)相连接,所述单模光纤(4)用于传输偏振光束:
光子晶体光纤(1),所述光子晶体光纤(1)包括包层(11)和空气孔(12),所述空气孔(12)以六方晶格结构排布在所述包层(11)内,且所述空气孔(12)沿所述包层(11)的长度方向延伸并贯穿所述包层(11),其中,部分所述空气孔(12)内填充有磁流体;所述光子晶体光纤(1)的输入端与所述单模光纤(4)的输出端相连接,所述光子晶体光纤(1)用于使偏振光束产生表面等离子体共振;
磁场建立装置(5),所述磁场建立装置(5)设置在所述光子晶体光纤(1)的外侧,所述磁场建立装置(5)用于建立磁场;
采集分析系统(6),所述采集分析系统(6)与所述光子晶体光纤(1)的输出端相连接,所述采集分析系统(6)用于采集和分析数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于SPR的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统,其特征在于:
所述磁场建立装置(5)套装在所述光子晶体光纤(1)的外侧,以在所述光子晶体光纤(1)的传感区域内建立均匀磁场。
3.根据权利要求2所述的一种基于SPR的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统,其特征在于:
所述磁场建立装置(5)为螺线管。
4.根据权利要求1所述的一种基于SPR的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统,其特征在于:
所述空气孔(12)包括第一空气孔(121)、第二空气孔(122)和第三空气孔(123),所述第一空气孔(121)排布在六方晶格结构的外层,所述第二空气孔(122)排布在六方晶格结构的内层和中间层,所述第三空气孔(123)排布在六方晶格结构的内层和中间层。
5.根据权利要求4所述的一种基于SPR的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统,其特征在于:
所述空气孔(12)还包括填充孔(124),所述填充孔(124)排布在六方晶格结构中间层,所述填充孔(124)用于填充磁流体。
6.根据权利要求5所述的一种基于SPR的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统,其特征在于:
所述填充孔(124)的内壁面上覆盖有金属薄膜(13),所述金属薄膜(13)在所述填充孔(124)内围设成填充腔,所述填充腔内填充有所述磁流体。
7.根据权利要求6所述的一种基于SPR的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统,其特征在于:
所述第一空气孔(121)、所述第二空气孔(122)和所述第三空气孔(123)的直径均不相等。
8.根据权利要求7所述的一种基于SPR的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统,其特征在于:
所述第一空气孔(121)的直径为0.8~1.1微米,所述第二空气孔(122)的直径为1.4~1.7微米,所述第三空气孔(123)的直径为1.4~1.7微米,所述填充孔(124)的直径为1.8~2.1微米。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的一种基于SPR的六方晶格排布光子晶体光纤磁场传感系统,其特征在于,所述采集分析系统(6)包括:
光谱分析仪(61),所述光谱分析仪(61)与所述光子晶体光纤(1)的输出端相连接,所述光谱分析仪(61)用于采集偏振光束的损耗数据,形成损耗光谱;
计算机(62),所述计算机(62)与所述光谱分析仪(61)相连接,所述计算机(62)用于分析损耗光谱。
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