一種波導(dǎo)耦合磁電器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種波導(dǎo)耦合磁電器件，是由磁鋼（1）、軟磁鐵氧體（2）、有機(jī)波導(dǎo)（3）和駐極體薄膜（4）組成，它們之間緊密結(jié)合并通過有機(jī)波導(dǎo)聚焦和傳遞聲場(chǎng)。器件為自發(fā)電式，不但具有成本低和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔的優(yōu)點(diǎn)，且對(duì)磁場(chǎng)的敏感度更高，對(duì)磁場(chǎng)的頻率響應(yīng)范圍大大拓寬。
【專利說明】一種波導(dǎo)耦合磁電器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明利用有機(jī)波導(dǎo)傳遞聲場(chǎng)，將軟磁鐵氧體和駐極體薄膜結(jié)合起來制得磁電器件。當(dāng)受到外界弱磁場(chǎng)微擾時(shí)，軟磁鐵氧體發(fā)生對(duì)應(yīng)頻率振動(dòng)，振動(dòng)聲場(chǎng)通過有機(jī)波導(dǎo)傳遞到駐極體薄膜，即有對(duì)應(yīng)電壓產(chǎn)生，可實(shí)現(xiàn)對(duì)弱磁場(chǎng)測(cè)量的目的。本發(fā)明屬于磁電子學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]磁電效應(yīng)是材料在磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生電極化的現(xiàn)象，其對(duì)應(yīng)的材料在傳感器領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，可以用來轉(zhuǎn)換能量，傳感信號(hào)，檢測(cè)磁場(chǎng)等。磁電層合材料和霍爾元件等即屬于此列，其中磁電層合材料是由稀土磁致伸縮材料和壓電陶瓷通過層合制得。
[0003]在幾種可以測(cè)量磁場(chǎng)的材料中，磁電層合材料不但成本低，尺寸小，而且對(duì)磁場(chǎng)的敏感度高得多，是磁敏傳感器的較優(yōu)選擇。此外，與霍爾元件或巨磁阻作為傳感器需要消耗電能不同，磁電層合材料是自發(fā)電式的傳感器，傳感過程中不需要電功率輸入而直接可以產(chǎn)生電輸出。但磁電層合材料通過界面進(jìn)行應(yīng)力傳遞，形變不均勻，耦合狀況不理想，且由于采用厚度和彈性模量都較大的壓電陶瓷，對(duì)磁場(chǎng)的頻率響應(yīng)范圍小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]要解決的技術(shù)問題:
[0005]本發(fā)明提出了一種波導(dǎo)耦合構(gòu)成磁電器件的方式，通過有機(jī)波導(dǎo)聚焦和傳遞聲場(chǎng)，可構(gòu)成自發(fā)電式磁場(chǎng)傳感器。其不但具有磁電層合材料成本低和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔的優(yōu)點(diǎn)，且對(duì)磁場(chǎng)的敏感度更高，對(duì)磁場(chǎng)的頻率響應(yīng)范圍大大拓寬。這種磁電器件實(shí)用性強(qiáng)，可用于寬頻率范圍的弱磁場(chǎng)測(cè)量。
[0006]為解決技術(shù)問題采取的技術(shù)方案:
[0007]首先制備合適厚度和直徑的磁鋼、軟磁鐵氧體、有機(jī)波導(dǎo)和駐極體薄膜，按附圖所示制作波導(dǎo)耦合磁電器件；其中軟磁鐵氧體、有機(jī)波導(dǎo)和駐極體薄膜間通過膠粘劑粘接，它們具有同樣的外徑；磁鋼的直徑要小于軟磁鐵氧體的直徑，兩者由于磁場(chǎng)的作用會(huì)自然吸附。磁鋼產(chǎn)生的靜磁場(chǎng)會(huì)使軟磁鐵氧體有一個(gè)預(yù)應(yīng)變，一旦外界有某頻率的微弱磁場(chǎng)存在，作用于鐵氧體后會(huì)發(fā)生對(duì)應(yīng)頻率振動(dòng)。振動(dòng)聲場(chǎng)通過有機(jī)波導(dǎo)的聚焦和傳遞后到達(dá)駐極體薄膜，駐極體內(nèi)電荷在聲場(chǎng)應(yīng)力的作用下非對(duì)稱地向電極移動(dòng)，在表面即產(chǎn)生電荷和電壓的輸出。
[0008]有益效果:根據(jù)以上敘述，可知本發(fā)明有如下特點(diǎn):
[0009]( I)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，利用磁鋼產(chǎn)生的靜磁場(chǎng)使軟磁鐵氧體有一個(gè)預(yù)應(yīng)變；
[0010](2)軟磁鐵氧體可以在很寬的頻率范圍內(nèi)工作，有利于磁場(chǎng)的測(cè)量；
[0011](3)通過有機(jī)波導(dǎo)對(duì)聲場(chǎng)進(jìn)行聚焦和傳遞，應(yīng)力傳遞完全，耦合狀況理想，使得磁電性質(zhì)穩(wěn)定；
[0012](4)由于駐極體薄膜的厚度很小，在聲場(chǎng)的作用下不僅僅只有厚度方向形變，更可誘導(dǎo)彎曲振動(dòng)，因此形變量很大，進(jìn)而輸出電壓較大，工作頻率很寬。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0013]圖1是本發(fā)明一種波導(dǎo)耦合磁電器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖中:1、磁鋼，2、軟磁鐵氧體，3、有機(jī)波導(dǎo)，4、駐極體薄膜。
具體實(shí)施方案:
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。
[0016]如圖1所示，將相同直徑的軟磁鐵氧體、有機(jī)波導(dǎo)和駐極體薄膜通過膠粘劑粘接，較小直徑的磁鋼與軟磁鐵氧體在磁力的作用下自然吸附，磁鋼產(chǎn)生的靜磁場(chǎng)會(huì)使軟磁鐵氧體有一個(gè)預(yù)應(yīng)變。
[0017]給軟磁鐵氧體施加一個(gè)交變磁場(chǎng)δ H，鐵氧體會(huì)發(fā)生對(duì)應(yīng)頻率振動(dòng)，通過有機(jī)波導(dǎo)的耦合，在駐極體薄膜表面輸出對(duì)應(yīng)頻率的電壓。
[0018]此電壓變化頻率與交變磁場(chǎng)δ H頻率相同，幅值隨磁場(chǎng)大小而變，如此即將磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為電壓輸出。從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)弱磁場(chǎng)的測(cè)量。
【權(quán)利要求】
1.一種波導(dǎo)耦合磁電器件，其特征在于，由磁鋼(I)、軟磁鐵氧體(2)、有機(jī)波導(dǎo)(3)和駐極體薄膜(4)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波導(dǎo)耦合磁電器件，其特征在于，軟磁鐵氧體和駐極體薄膜不存在直接的界面機(jī)械連接，磁電效應(yīng)是通過聲場(chǎng)的耦合和有機(jī)波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】G01R33/06GK103513194SQ201310465754
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月6日
【發(fā)明者】李向陽 申請(qǐng)人:李向陽