超紧凑的光纤尖端传感器实现了高灵敏度的磁场和温度测量
发布时间：2024-09-04 10:39:01 阅读数： 146
用于磁场和温度判别传感的mcf探针原理图。来源:丛雄等人
在多个关键领域，如医疗、交通和航天，磁场传感技术扮演着至关重要的角色。光纤磁场传感器因其小巧、远距离探测能力、经济性和高灵敏度而备受青睐。然而，这些传感器通常受到温度变化的干扰。
尽管可以通过结合多个传感器元件来减少温度干扰，但这会增加传感器的整体尺寸，并且不同位置的传感器元件可能导致在多参数传感中出现测量误差。
在《光》杂志上发表的一项研究中，复旦大学的肖利民教授及其团队介绍了一种新型的超紧凑型多芯光纤（MCF）探针，用于区分磁场和温度。他们利用双光子聚合（TPP）技术在MCF的不同核心上制造了碗状微悬臂和微流体渗透微腔。微悬臂的尖端装有一个铁球，使其对磁场变化敏感，而微流体渗透微腔则充当高灵敏度的温度传感器。
通过灵敏度系数矩阵，可以实现对这两个参数的精确测量。这项技术不仅能够提供高灵敏度的磁场和温度检测，还能显著减少多参数传感器的体积。
这种3D打印的MCF探针能够在有限的空间内，通过单个光纤内的多个通道，检测到微小光纤尖端上的不同信号，为在空间受限的情况下进行精确测量提供了一种紧凑、灵敏且可靠的解决方案。此外，这种按需打印的探针可以加快研究进程，并且MCF尖端的打印结构可以根据特定需求进行调整。
研究人员认为，这种碗状微悬臂结构不仅能够为将微结构与多种功能性材料结合提供一个有效的平台，还有望扩展多参数传感的应用范围，并推动MCF技术的发展。
