基于超高Q值回音壁模式微管腔的非接触式电流传感器研究

作     者：胡建鹏 柴明钢 王梦宇 薛彩军 谢成峰 谭庆贵 魏斌 吴凌峰 吴涛 伏燕军 Hu Jianpeng;Chai Minggang;Wang Mengyu;Xue Caijun;Xie Chengfeng;Tan Qinggui;Wei Bin;Wu Lingfeng;Wu Tao;Fu Yanjun

作者机构：南昌航空大学江西省光电信息科学技术重点实验室江西南昌330063 南昌航空大学无损检测教育部重点实验室江西南昌330063 南京航空航天大学航空学院江苏南京210016 中国空间技术研究院西安分院陕西西安710199 

基　　金：国家自然科学基金(62101230,12205136,42175130) 江西省自然科学基金(20224BAB202006,20203BBG73039,20232BAB212016,20232BCJ23096,20232ACB212008) 重点实验室基金2021-JCJQ-LB-006(6142411512108) 江西省教育厅科技项目(GJJ200915) 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2024年第51卷第5期

页      码：166-173页

摘      要：研发低功耗、微型化的电流传感器有利于实现电流状态的智能监测,在风力发电、智能电网以及电动汽车等领域有着潜在应用前景。提出一种基于回音壁模式微管腔的非接触式电流传感器。首先通过电弧放电法在薄壁石英管中制备了回音壁模式微管腔,模式谱稳定激发且规则,品质因子Q值达到3.45×10^(7)。其次,在微管腔中填充Fe_(3)O_(4)纳米粒子磁流体并插入Cu丝,构建非接触式电流检测环境,当通入的电流强度发生改变时,与Fe_(3)O_(4)纳米粒子的相互作用引起微管腔的磁热效应,进而影响微管腔的折射率与体积。实验结果表明:测试电流从0增加到30 mA时,微管腔的谐振波长漂移了0.0973 nm,谐振波长的相对漂移量与电流的平方成线性关系,灵敏度达到10.811 nm/A^(2),探测极限达到2.936×10^(-9)A^(2)/nm。所设计的电流传感器具有结构简单、灵敏度高、探测极限低、体积小、不受电磁干扰影响等优势,为微腔在非接触式电流检测中的应用提供了新路径。

主 题 词：传感器 光学微腔 微管腔 磁热效应 电流检测 微腔传感 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/CJL230899

馆 藏 号：203127265...