研究目的
提出并演示一种双参数传感器，该传感器利用无芯光纤与椭圆芯旋光纤在萨格纳克环中级联，实现对磁场和温度的同时测量。
研究成果
所提出的传感器成功实现了磁场和温度的同时高灵敏度测量（磁场灵敏度为713.07 pm/mT，温度灵敏度分别为-34.8 pm/°C和304.55 pm/°C）。该传感器具有制备简便、成本低廉且性能优良的优势，适用于需要双参数高灵敏度的应用场景。
研究不足
该传感器的磁场灵敏度呈非线性，且由于磁流体的磁化饱和效应，在超过8 mT时会出现饱和现象。测试温度范围限定为10-45°C。潜在误差可能源于环境扰动及光谱分析仪的分辨率限制。
1：实验设计与方法选择：
该传感器基于萨格纳克环干涉仪，结合无芯光纤（NCF）和椭圆芯旋光纤（ECSF）产生多模干涉（MMI）与萨格纳克干涉效应。设计利用了磁流体（MF）在磁场下的可调折射率以及光纤材料的温度敏感性。
2：样品选择与数据来源：
采用外径125微米、折射率1.444的自制NCF，以及拍长为9.5毫米的ECSF（由IVG生产）。使用含有Fe3O4纳米颗粒的磁流体，其密度为1.18×103千克/立方米，平均直径为10纳米。
3：444的自制NCF，以及拍长为5毫米的ECSF（由IVG生产）。使用含有Fe3O4纳米颗粒的磁流体，其密度为18×103千克/立方米，平均直径为10纳米。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：宽带光源（BBS，KOHERAS superK uersa）、光谱分析仪（OSA，YOKOGAWA AQ6375）、50:50光纤耦合器、偏振控制器（PC）、钕磁铁、高斯计（HT20，上海汉顿磁技术有限公司）、温控箱、紫外胶、内径300微米的玻璃毛细管。
4：5）、
4. 实验步骤与操作流程：将NCF与ECSF熔接形成SNES结构，密封于充满MF的毛细管中并集成至光纤环形镜。宽带光源光束进入传感器后，通过光谱分析仪记录传输光谱。通过磁铁调节磁场并用高斯计测量，温控箱控制温度。
5：实验步骤与操作流程：
5. 数据分析方法：监测并分析干涉谷的波长偏移，采用线性拟合确定灵敏度。通过矩阵方程解耦磁场与温度效应。
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Broadband Light Source
superK uersa
KOHERAS
Provides light input for the sensor with a bandwidth from 600 to 1800 nm.
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Optical Spectrum Analyzer
AQ6375
YOKOGAWA
Monitors and analyzes the transmission spectra of the sensor with high resolution.
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Gauss Meter
HT20
Shanghai Huntoon Magnetic Technology Co., Ltd.
Measures the magnetic field intensity with high precision.
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Elliptical-Core Spun Fiber
IVG
Used as a polarization maintaining fiber in the Sagnac loop for interference effects.
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No-Core Fiber
Homemade
Acts as a multimode interference device in the sensor structure.
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Magnetic Fluid
Provided by Beijing Jiaotong University
Fills the capillary to enable magnetic field sensing through its tunable refractive index.
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Neodymium Magnet
Generates the external magnetic field for testing the sensor.
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Temperature-Controlled Chamber
Controls the ambient temperature for temperature sensitivity testing.
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Optical Coupler
50:50 (2 × 2)
Splits and recombines light in the Sagnac loop interferometer.
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Polarization Controller
Adjusts the polarization state of light in the fiber loop.
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Single Mode Fiber
SMF-28
Used for light lead-in and lead-out in the sensor setup.
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