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基于磁致伸缩效应的光纤磁场传感器具有全光无源、实时传输、阵网式观测等优点,在海底磁异常监测、地磁导航、电网故障检测等领域都有着重要的应用前景。 本文的主要内容包括基于FBG-FP的磁致伸缩型光纤磁场传感器研究和基于DFB激光器的声磁复测传感器研究两个方面: 1.设计了基于光纤光栅法布里珀罗腔(FBG-FP)和Terfenol-D材料的磁场传感器:建立了FBG-FP磁致伸缩型光纤磁场传感器的理论模型,开展了基于有限元的仿真分析,优化了传感器结构参数;通过实验,对传感器的最佳预压力、磁场灵敏度、线性度、指向性等指标进行了测试和分析;结合理论分析、仿真设计和试验测试的结果,对传感器的结构进行了改进,引入了永磁体提供偏置磁场,有效的提高了传感器的磁场灵敏度。 2.在磁致伸缩型光纤磁场传感器的研究基础上,提出了基于DFB光纤激光器和Terfenol-D材料的声音磁场复合测量的传感器,建立了基于光纤激光器的声磁复测传感器理论模型,设计了传感器结构,实现了声音和磁场信号的同步测量;对声磁复测传感器的磁场灵敏度、声压灵敏度、指向性等指标进行了测试,提出了进一步优化的方案。 最后,本文对基于磁致伸缩效应的光纤磁场传感器的改进和未来发展提出了设想。