根据项目计划书所确定的研究任务,以基于偏振效应的光纤光栅传感器用于瞬变电磁场测量的理论问题及关键技术为研究重点。取得了如下研究成果1、建立了外加电磁场或其它环境因素改变时光纤光栅中传输光偏振特性演化理论模型,对光栅的结构参数、入射偏振态的影响进行了对比研究,解释了偏振特性变化的物理机理;2、建立了利用传输光的偏振特性进行磁场测量的理论模型,得到了多个偏振相关参量与外加磁场的单调递增关系和条件,并进行了实验验证,建立了线双折射、圆双折射同时存在时的理论模型,探讨并评估了线双折射的影响;3、研究了光纤光栅器件结构对测量性能的影响,从光纤光栅透射谱的形状出发,分析了灵敏度、动态范围等性能指标之间的制约关系,从透射谱与性能指标的关系出发,设计制作出适合动态磁场测量的透射谱为对数三角形的光纤光栅;4、对温度、应力、压力等外界环境可能引起的交叉敏感问题进行了评估,仿真实验验证了偏振相关参量幅度对温度和应力的不敏感性,对压力引起的线双折射提出了解决方案;5、设计了基于光纤光栅偏振效应的电磁场测量实验系统。并以此分析了系统解调方案的测量精度、灵敏度、动态范围、线性度以及响应速度等性能。
英文主题词magnetic filed sensor; fiber Bragg grating (FBG); polarization-dependent parameters; magnetically induced circular birefringence; cross-sensitivity