交换作用对CeF3晶体磁性和磁光效应的影响

研究了顺磁性晶体CeF₃内交换作用有效场随温度的变化关系，给出了其形式为H_in=(-0.68-0.002T)×10^-6M.结合该关系，用量子理论的计算得到了与实验值吻合较好的磁化率倒数、Verdet常数倒数随温度的变化关系，并且用光磁效应的概念和规律对结果作了进一步分析，指出光诱导促进了该晶体内电子间的交换作用. 关键词： 3晶体')" href="#">CeF₃晶体 交换作用 磁光效应 光磁效应     

交换作用对 CeF3晶体磁性和磁光效应的影响

研究了顺磁性晶体CeF3内交换作用有效场随温度的变化关系,给出了其形式为Hin=(-0.68-0.002T)×10-6M.结合该关系,用量子理论的计算得到了与实验值吻合较好的磁化率倒数、Verdet常数倒数随温度的变化关系,并且用光磁效应的概念和规律对结果作了进一步分析,指出光诱导促进了该晶体内电子间的交换作用.     

Pr:YIG晶体抗磁性Faraday转动谱的研究

在单电子模型下，用量子理论研究了Pr:YIG晶体中Pr3+离子的抗磁性Faraday转动（FR）谱.分别在温度为77K和300K时，计算了Pr3+离子的λF-1/2θ-λ2的变化关系，计算结果与实验值符合较好.证实了晶场为单态的离子，其抗磁性FR比顺磁性FR对交换场（或外场）有更大的依赖性，且与温度有关.在强交换场环境中，两种转动对FR的贡献有相同的重要性. 关键词： Pr:YIG晶体 单离子模型 抗磁性Faraday转动     

基于比较测量法的光学电流互感器

提出采用永久磁体作为参考源应用于光学电流互感器中,对随环境因素改变的材料Verdet常数及线性双折射进行实时补偿的比较测量法.运用矩阵光学理论对该方法进行了理论分析,并进行了相关实验,实验结果证明了该方法的可行性.设计的传感单元采用了点式传感头,具有结构简单的特点,适合于在高电压环境中应用.     

无机械连接方位角测量系统中磁光调制的温度适应性研究

在无机械连接的方位角测量系统的研制中,通过对磁光材料的特性及磁旋光温漂的成因分析,采用直接读出解调和方位随动测角的方法,有效的降低了由Verdet常数变化引起的磁旋光漂移导致的方位失调角变化.使得系统可以在无需补偿和预热的情况下实时测量,方位测角精度3δ小于5″.     

高Tb3+离子含量磁光玻璃的Faraday效应及发光性能

采用高温熔融法制备了高Tb³⁺离子含量的GeO₂-B₂O₃-SiO₂系统磁光玻璃,测试了其Verdet常数和发光性能,探究了玻璃的Faraday效应、发光性能及光学碱度。研究结果表明:Verdet常数和光学碱度均随着Tb₂O₃含量的增加而线性增大,当Tb₂O₃摩尔分数为70%时,Verdet常数达到-5 000 min·T^-1·cm^-1 (632.8 nm),所有磁光玻璃样品随Tb₂O₃含量变化均发出明亮的黄绿光。由于浓度猝灭效应,高Tb₂O₃含量缩短了Tb³⁺离子间距,增强了交叉弛豫效应,降低了发光强度和荧光寿命。     

二维带电自旋-1/2费米气体的磁性质

通过引入描述电荷-磁场和自旋-磁场相互作用竞争关系的自旋因子,研究了磁场和简谐势阱双重约束的二维带电自旋-1/2费米气体的磁性质.结果表明,当自旋因子很小时,系统显示出抗磁性,随着自旋因子的进一步增大,系统逐渐转变为顺磁性.自旋因子的临界值将磁化强度划分为抗磁性区和顺磁性区,临界值随磁场和温度的增大仅发生微小的改变.     

磁处理过程中的能量转换

本文通过理论推导，得出一个结论：磁处理过程中，磁场与被处理介质间的能量交换并没有导致磁场向介质或介质向磁场的静的能量传递，磁场与被处理介质各自保持能量守恒，即磁场对被处理介质没有能量贡献（注：被处理介质为抗磁性物质或顺磁性物质）。     

Al掺杂6H-SiC的磁性研究与理论计算

d~0铁磁性SiC被认为是自旋电子学领域的关键材料之一,受到广泛关注.本文采用氩气气氛保护的共烧掺杂方法制备具有d~0铁磁性的Al掺杂6H-SiC粉体.氩气气氛能有效抑制SiC在高温下的分解,保护Al的有效掺入.所制备的粉体磁滞回线明显,矫顽力大,饱和磁矩达到0.07 emu/g.随着煅烧温度的升高,粉体从原来的抗磁性逐渐转变为铁磁性,当温度进一步升高至2200℃以上时,粉体重新表现为抗磁性.采用第一性原理计算了其磁性的来源,并分析其净自旋在正空间中的分布情况.计算表明,Al原子与空位的共同作用产生了1.0μB的局域磁矩,且其在c轴方向具有较稳定磁耦合作用.Al掺杂6H-SiC粉体的磁性主要来自于C原子的p轨道电子.     

氢化物AlH2自由基分子光谱辐射特征的研究

此文用以前计算的振动频率、转动常数和配分函数,再将常温下的无转动跃迁矩平方近似为一常数并应用于高温,进一步编制程序,计算了氢化物AlH2分子001-000跃迁带不同温度段的辐射强度和吸收系数等谱带辐射特征.配分函数的计算值与高斯程序计算及拟合值,在不同温度都吻合较好,这说明构建的模型是可靠的,可以用来进一步计算谱带强度和吸收系数;从获得不同温度段的模拟光谱辐射特征图也可以看出,本文得到的谱带特征与文献一致.这对进一步研究自由基分子高温光谱的实验和理论都具有一定的参考作用.     

顺磁性物质中法拉第磁光效应及其温度特性的量子理论

在某些顺磁性物质中,包括交换作用和外磁场在内的有效场H_i可导致基态能级的分裂。在温度T高于居里点T_c范围内,基态分裂的两个能级上均可存在一定的电子几率分布,从而可导致基态双能级跃迁。根据这一理论进行的计算表明,顺磁性物质的法拉第效应存在多种温度特性。在外磁场不太大的情况下,有些物质的费尔德常数V与磁化率X的比值V/X=A(1+BT);有些物质中V/X=A(1+B/T)。计算还表明,法拉第旋转的实部θ′和虚部θ″均与有效场H_i成正比,并在非吸 关键词：     

Magnetic and Magneto-Optical Properties in Paramagnetic NdF3 Under High Magnetic Field

In this paper, we first theoretically report the magnetic and magneto-optical properties in paramagnetic media under high external magnetic field. Considering the action of the external magnetic field H_e and indirect exchange interaction H_v, the characteristic of the magnetic saturation and the property of the Faraday rotation to be nonlinear with external magnetic field are presented in paramagnetic NdF₃. In terms of our theory, the indirect exchange interaction plays an important role in the magnetization M and the Faraday rotation θ in NdF₃ under high external magnetic field. The theory is in good agreement with experimental results. On the other hand, a reasonable explanation for the temperature dependence of the ratio of the Verdet constant to the magnetic susceptibility V/χ is obtained.     

一种大动态范围的磁光电流传感器方案

提出了一种扩大磁光式电流传感器动态范围的方法。磁光式电流传感器是基于法拉第效应和安培环路定律实现电流测量的。由于法拉第旋转角随被测电流周期性增大，测量时只能利用正弦曲线单调变化的部分，因此限制了电流的测量范围。利用光纤维尔德常数随光波长变化这一特性，通过测量两种光波旋转的角度差，获得了大电流的测量值。在正常计量范围内利用单波长数据获得精度较高的计量值，达到扩大传感器测量范围的目的。分析表明，当两波长的维尔德常数相差20％时，电流测量范围可以扩大到单波长时的6倍。采用这种方法可望用一个传感器同时满足电力系统中的计量和保护两种用途。     

磁光效应的各向异性和非线性特性

应用经典电磁场理论和（间接）交换作用有效场概念，推导了顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性介质中的磁光效应及其温度特性。理论分析表明，法拉第磁光效应具有各向异性特性；法拉第旋转不仅与顺磁性和铁磁性介质中的磁化强度Ｍ或反铁磁性和亚铁磁性介质中的次晶格磁化强度Ｍｉ的非线性项有关，而且还应与Ｍ或Ｍｉ的高次项有关。（间接）交换作用是导致磁光效应、磁光效应各向异性以及它们的复杂温度特性的重要原因。理论较为圆满     

高性能大口径顺磁旋光玻璃

旋光玻璃广泛用于激光的调制、偏转、开关和高功率激光系统的隔离器.旋光玻璃的主要性质为费尔德常数.含高顺磁离子的旋光玻璃具有大的费尔德常数,可见区高透过等优点.具有较大磁矩和较低f-d跃迁能隙的顺磁离子铽应具有大的费尔德常数.本工作以高Tb2O3含量的Tb2 O3-B2O3-Al2O3-SiO2为基本系统.研究玻璃的形成;测定了不同Tb3+离子浓度时的费尔德常数,符合线性关系;调整玻璃组成以避免析晶,发展了波长632 nm的费尔德常数为75.1～116.4 rad/(T·m)的TG20,TG28,TG32旋光玻璃系列.建立了10升规模铂坩埚高温熔炉,成形和退火设备.形成口径30 cm旋光玻璃的生产能力.产品的1054 nm光吸收小于0.008 cm-1,1 ns的激光破坏阈值大于8 J/cm2,透过波前畸变小于五分之一波长.所制造的旋光玻璃已用于美国Lawrence Livermore国家实验室,中国"神光Ⅱ"升级,英国Rutherford实验室的Vulcan Laser System和CNRS CEA Luli等高功率激光系统.     

溶胶-凝胶法制备Fe-Al_2O_3巨磁旋光薄膜

用溶胶-凝胶法制备了Fe-Al2O3铁磁金属-非磁绝缘体基体薄膜。实验结果表明,当Fe与Al2O3的质量比为1∶1,热处理温度为420℃时,所制备的薄膜具有最大的磁致旋光(Faraday)效应,测得的费尔德(Verdet)常数V=(6.8×104)°/(T.cm)。通过分析,得出了Fe-Al2O3薄膜巨磁Faraday旋光效应主要是由光、磁场与薄膜相互作用产生剧烈塞曼(Zeeman)分裂引起的。对影响薄膜Faraday旋光效应的各种主要因素进行了讨论。     

利用法拉第效应测光波波长

基于法拉第效应和柯西色散公式给出了一种新型的测量光波波长的方法。根据旋光角θ与磁感应强度B,获得样品的费尔德常数,再利用费尔德常数与波长的关系计算出光波波长,实现光波波长的测定。研究表明倍频法和消光法测量He-Ne激光器波长的误差分别为3.47%和6.67%,实现了波长较为精确的测量,同时提供了一种新的测量单色光波波长的方法。     

The wavelength accumulation effect of Verdet constant upon an optical current sensor

Verdet constant is one of the prominent parameter showing the magneto-optical property of magneto-optical materials. There will be a wavelength accumulation effect in the systems employing broad-band optical sources, because of the dispersion property of Verdet constant. It is not proved, however, how much this effect can affect the broad-band system up till now. Therefore it is necessary to research into it, because the question whether it is reasonable and feasible to use a monochromatic light model for the describing of broad-band systems is concerned. The dispersion formula of the Verdet constant of ZF-7 glass is calculated first, and then, its wavelength accumulation effect upon an optical current sensor is theoretically analyzed and digitally simulated, in this paper. The results show that the wavelength accumulation effect of the Verdet constant of ZF-7 glass is less enough and the treatment of using monochromatic model to describe broad-band optical current sensing systems is reasonable and feasible, if the wavelength accumulation effects of the other optical parameters of the sensing head are not considered. The results might be a reference to the colleagues working in the optical current sensing techniques area.     

顺磁性物质CeF3中磁化率和费尔德常数的定量计算

本文首先计及晶场对顺磁性物质CeF_3中Ce~(3+)离子4f基态和5d激发态能级的影响,进而考虑了间接交换作用有效场II_v和外磁场H_e共同作用下导致的晶场基态能级的进一步分裂,然后应用基态双能级跃迁模型定量计算了CeF_3中的比法拉第旋转θ_F,费尔德常数F和磁化率X以及它们与温度的依赖关系.计算表明,CeF_3中的磁光效应及其温度特性与Ce~(3+)离子之间的间接交换作用密切相关,在60相似文献   

Magneto-optical activity at the structural phase transition in paramagnetic KMnF3

The magneto-optical Verdet constant ø has been measured in the paramagnetic phase of KMnF₃ and particularly in the neighbourhood of the cubic-tetragonal phase transition driven by the softening of zone boundary modes. ø is positive and displays a sizeable decrease on cooling, thus indicating the presence of a temperature dependent paramagnetic contribution that, in view of the ⁶S ground state of the Mn²⁺ ion, is attributed to the role of spin-orbit interaction. In a temperature range of about 20K around T_c = 186K, a cusp-shaped anomaly of ø is observed. From the dependence on the wavelength, and by taking into account also EPR linewidth and g measurements and optical absorption spectra, an analysis of the possible mechanisms for the cusp-shaped anomaly is given. It is argued that the enhancement of the critical rotational fluctuations of the MnF₆ octahedra can be responsible for this effect.