横滨国立大学、东京工业大学、芝浦工业大学、圣埃斯皮里托联邦大学(巴西)和阿威罗大学(葡萄牙)的国际合作研究团队基于一种称为塑料光纤的新物理现象,使用光纤测量磁场保险丝。我成功地做到了。
光纤传感器的众多优势之一是它们对电磁噪声的抵抗力。在强磁场环境下有利于测量变形和温度,但很难测量磁场本身。传统的光纤式磁场传感器主动添加对磁场起反应的物质,成本高且系统配置本身复杂。因此,期望使用不需要特殊物质的低成本光纤来实现具有高灵敏度和简单结构的磁场传感器。
2014年,横滨国立大学水野洋介副教授等首次观察到塑料光纤中的熔断现象(光纤被光破坏的现象)。这一次,我们首次发现熔断器后的塑料光纤会对磁场产生反应,通过将一种称为模间干扰(通过不同路径的多束光的干扰)的简单配置融入传感器,它是低成本、超强的高灵敏度磁场测量成功。
我们还证明,当使用 5cm 光纤时,传感器输出光谱的峰值波长会以极高的灵敏度 (113.5pm/mT) 发生偏移。该传感器可以检测与日本地磁强度相对应的磁场(45μT)的微小变化。这比使用添加铽光纤的传统方法 (20 mT) 小数百倍。
该研究成果有望应用于电力系统、变压器、旋转机械等的磁场监测,以及未来各个领域的电磁环境调查。