《基於YIG薄膜與FBG/DFB補償的全光纖電流互感器研究》是依託哈爾濱理工大學，由沈濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於YIG薄膜與FBG/DFB補償的全光纖電流互感器研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：沈濤
- 依託單位：哈爾濱理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對光學電流互感器（OCT）由於存在雙折射、溫度對測量的影響以及長期運行穩定性會降低而仍未能在電力系統中得到大面積推廣套用的問題，本項目將研究一種基於YIG薄膜與FBG/DFB補償的全光纖OCT策略。該策略可將電力傳輸理論、磁性材料理論、光纖感測理論與技術有機結合。通過理論分析，給出YIG薄膜的磁光特性變化和生長規律，進而提出並獲得適合OCT實用化的YIG薄膜；進一步，提出了利用FBG感測技術獲取OCT感測頭溫度變化規律，並給出利用DFB雷射器實現解調策略的溫度補償方法；利用仿真方法實現感測頭光路結構的最佳化策略；通過實驗來論證研究方案的合理性和實用性。 本項目所提出的新策略，既易於實施又能夠從根本上解決OCT實用化道路上的障礙，為促進OCT的實用化提供了一種切實可行的新方向。
結題摘要
針對光學電流互感器（OCT）由於存在雙折射、溫度對測量的影響以及長期運行穩定性會降低而仍未能在電力系統中得到大面積推廣套用的問題，本項目研究了一種基於新型YIG摻雜磁光薄膜與FBG/DFB補償的OCT策略。該策略將電力傳輸理論、磁性材料理論、光纖感測理論與技術有機結合。首先，利用第一性原理計算軟體Material studio對石榴石材料YIG （Y3Fe5O12），鐵氧體YFeO3以及鈣鈦礦氧化物BiFeO3，進行了第一性原理計算，進一步給出YIG摻雜稀土元素後的磁光特性變化和生長規律，進而提出並獲得適合OCT實用化的新型YIG摻雜磁光薄膜，並在理論計算的基礎上利用傳統固相法以及脈衝雷射沉積（PLD）法製備YIG薄膜感測頭；進一步，提出了利用FBG感測技術獲取OCT感測頭溫度變化規律，並給出利用DFB雷射器實現解調策略的溫度補償方法；然後，利用仿真方法實現感測頭光路結構的最佳化策略；最後，在仿真的基礎上搭建了實驗平台，通過實驗來論證研究方案的合理性和實用性。 本項目的主要創新點包括三個方面：1.提出並實現了基於Bi-GdYIG薄膜型的全光纖電流互感器方案，提高了全光纖電流互感器系統的測量靈敏度和長期運行穩定性；2.提出並實現了基於微納光纖結構的磁光薄膜型感測頭方案，解決了薄膜型磁光介質不能進行高靈敏度測試的困難；3.提出並實現了基於環形衰盪結構全光纖電流互感器系統，達到了高靈敏度與長期運行穩定性的統一 。本項目所提出的新策略，既易於實施又能夠從根本上解決OCT實用化道路上的障礙，為促進OCT的實用化提供了一種切實可行的新方向。
