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申请/专利权人：浙江大学绍兴研究院

摘要：本发明公开了一种基于Terfenol‑D棒的Fabry‑Pérot腔级联FBG集成的光纤传感器，包括FBG单模光纤和PDMS膜，在FBG单模光纤与PDMS膜中间留置一段空气，由于FBG单模光纤、空气和PDMS膜折射率的不同，使得传感器具有两个反射面，分别是M1和M2，M1和M2之间构成一个FP腔。本发明公开的一种基于Terfenol‑D棒的Fabry‑Pérot腔级联FBG集成的光纤传感器，利用超磁致伸缩材料Terfenol‑D棒的超磁致伸缩特性和PDMS材料的热光和热膨胀效应，使用Fabry‑Pérot腔级联FBG集成而制备的光纤传感器，解决磁场传感时的温度交叉敏感效应，使用传输矩阵实现磁场和温度的双参量同时传感。

主权项：1.一种基于Terfenol-D棒的Fabry-Pérot腔级联FBG集成的光纤传感器，其特征在于，包括FBG单模光纤和PDMS膜，在FBG单模光纤与PDMS膜中间留置一段空气，由于FBG单模光纤、空气和PDMS膜折射率的不同，使得传感器具有两个反射面，分别是M1和M2，M1和M2之间构成一个FP腔，其中：传感器的输出光强表示为：Ιout＝Ιin·[fB+1-fB2·fP]；其中，为FBG单模光纤的反射系数；RB,λB和B分别是FBG单模光纤的反射率、中心波长以及FBG反射峰的带宽；是FP腔的反射系数，RP和L分别是FP腔的反射端的反射率和空气腔的长度；将传感器的探头置于不同的温度环境当中，固化后的PDMS膜向两侧均匀膨胀，改变FPI空气腔的长度引起干涉波长的位置变化，因此，传感器对温度的响应表示为：ΔλP＝KP,TΤ；将FBG单模光纤的FBG光栅区域和弹性元件Terfenol-D棒进行组合，常温下，根据光纤光栅的应变传递理论，布拉格波长变化表示为： 其中，Δε1是应变量，Ρc是应光张量，在磁场作用下，Terfenol-D棒由于磁致伸缩效应而产生应变；当传感器处于稳定温度环境时，FBG单模光纤的波长位移仅与磁场强度有关，如下式所示：ΔλB＝KB,HCLH；其中，KB,H是布拉格光栅的中心波长对磁场响应的灵敏度，CL是Terfenol-D棒的磁致伸缩量，H是施加的外磁场，传感器的最终光谱是由FBG单模光纤和FP腔的反射光谱叠加而成，通过测量光谱干涉峰的波长变化和光纤光栅的中心波长偏移，实现对磁场和温度的同时测量。

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