法拉第效应的微机辅助实验

运用CAI方法，编写了法拉第效应演示程序，介绍了该程序设计原理、设计思想及在教学中的应用．     

交变磁场下法拉第效应研究

介绍了交变法拉第效应的磁光调制测量原理和方法，分析了亚铁磁材料法拉第Ｆｒａｄａｙ效应和磁光调制深度与交变磁场频率间的关系，证明了交变法拉第旋转幅值θ０的实部θ０小于静磁场下的θ＇ｓ，而虚部θ＇＇０大于θ＇＇ｓ，理论和实验结果相吻合，由此得出结论，采用具有磁圆二向色性的磁光材料做成的调制器不可能达到彻底的开关状态。     

用He-Ne激光精密测量磁光法拉第效应

利用６３２。８ｎｍＨｅ－Ｎｅ激光和法拉第调制方法对醇、乙醇、丙醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、乙二醇和氯仿、溴仿的费尔德常量进行精密测量，中详细描述了测量方法，可代光学教学参考。     

磁光克尔和法拉第效应的完整测量

简单叙述了克尔效应和法拉第效应的原理，并从光谱学研究的角度，对克尔和法拉第旋转角和椭偏率完整磁光参数的若干种实验测量作了介绍和讨论；讨论了一种可供实用的傅里叶磁光谱分析法，可以用较少的并且是无色散的光学元件，通过旋转检偏器，对出射光强随检偏角变化的关系，作傅里叶变换，就可直接可见光区求得完整的克尔和法拉第磁光参数，同时还给出了具体的实例和测量研究的结果。     

一种完整测量磁光克尔效应和法拉第效应的方法

详细给出了一种测量完整克尔和法拉弟效应的原理和实验装置。该装置简单可靠,安全由计算机控制。利用傅里叶变换方法,实验系统可以在从０．０１度至几百度的克尔和法拉第旋转角范围内以及在１．５￣６．０ｅＶ的光子能量范围内,准确地测量克尔和法拉第旋转角范围内以及在１．５￣６．０ｅＶ的光子能量范围内,准确地测量克尔和法拉第效应的绝对值。作为实验测量的例子,给出了ＭｎＢｉＡｌ合金薄膜样品和ＧａＰ块状样品的克尔和法     

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。     

法拉第效应旋光不可逆性的实验验证

现有的法拉第效应实验装置仅能验证光单方向通过介质时,偏转角变化量与磁场间的正比关系,却无法验证法拉第效应旋光的不可逆性.重新设计光路,可测量线偏振光二次通过介质后的旋光角,与单次通过介质时的旋光角进行比较,实验结果可验证法拉第效应旋光的不可逆性.     

金属薄膜中的逆自旋霍尔效应

自旋流的产生和测量是自旋电子学面临的重大挑战．逆自旋霍尔效应提供了对自旋流进行电学测量的有效手段．文章总结了近年来人们对金属薄膜中的逆自旋霍尔效应的研究,从非局域电注入、铁磁共振注入、声波共振注入和圆偏振光注入这四种不同的自旋流注入方式来介绍逆自旋霍尔效应的物理机制、实现方式和影响因素．     

金属薄膜中的逆自旋霍尔效应

自旋流的产生和测量是自旋电子学面临的重大挑战.逆自旋霍尔效应提供了对自旋流进行电学测量的有效手段.文章总结了近年来人们对金属薄膜中的逆自旋霍尔效应的研究,从非局域电注入、铁磁共振注入、声波共振注入和圆偏振光注入这四种不同的自旋流注入方式来介绍逆自旋霍尔效应的物理机制、实现方式和影响因素.     

法拉第效应实验装置中光路的设计

根据目前多数法拉第效应实验装置没有磁致旋光与自然旋光区别的实验功能，设计了特殊的光路．实现了磁致旋光和自然旋光的区分，且光路调节容易．现象直观清晰．     

A simple explanation for the inverse Faraday effect in metals

The orbit of an electron driven by a circularly polarized light beam is generally a solenoid with axis parallel to its shifted initial velocity. The motion of the electron yields a solenoidal current which generates a magnetic moment depending on direction of the shifted initial velocity. Average of these magnetic moments per unit volume in a free electron gas provides a simple microscopic explanation for the theory of the inverse Faraday effect in metals recently given by Hertel [J. Magn. Magn. Mater. 303 (2006) L1].     

铁磁薄膜中圆偏振光感应的瞬态磁光Kerr峰的物理起源

使用飞秒时间分辨抽运-探测磁光Kerr光谱技术,实验研究了圆偏振光抽运面内磁化FePt和垂直磁化GdFeCo薄膜的磁化演化动力学,发现在时间延迟零点处均出现瞬态Kerr峰.分析了此Kerr峰的起源,指出此瞬态Kerr峰与铁磁性无关,可能起源于自由电子的顺磁磁化,而顺磁磁化的外磁场来自圆偏振抽运光的逆Faraday效应.基于顺磁磁化模型的计算结果支持此观点.基于此观点,逆Faraday效应感应的磁场脉冲宽度应该与激光脉冲宽度一致.     

铁磁性物质中法拉第磁光效应及其温度特性的量子理论

在铁磁性物质中,磁光效应除了来源于自旋-轨道相互作用所导致的激发态能级分裂以外,还来源于交换作用和外磁场所导致的基态能级分裂。根据这一理论进行的计算表明,在远低于居里温度和高温、高居里点两种极端情形,法拉第旋转θ与磁化强度M呈线性关系。在一般温度区域,θ与M及温度T呈非线性关系。     

Simple theory of the inverse Faraday effect with relationship to optical constants N and K

The inverse Faraday effect in general materials is theoretically investigated based on the classical motion of an electron. It is shown that the inverse Faraday effect is simply and explicitly expressed in terms of optical constants N and K, i.e., the real and imaginary parts of complex refractive index of materials. The derived new formula provides a good physical perspective for the inverse Faraday effect and enables its easy quantitative evaluation from familiar optical constants.     

法拉第旋转的演示实验

介绍一种法拉第旋转的演示实验，实验中使用一种自制的放射状检偏器，利用它可以直观地显示地拉第旋转角随磁场变化的现象。     

Theory of the inverse Faraday effect in metals

An analytic expression is given for the inverse Faraday effect, i.e., for the magnetization occuring in a transparent medium exposed to a circularly polarized high-frequency electromagnetic wave. Using a microscopic approach based on the Drude approximation of a free-electron gas, the magnetization of the medium due to the inverse Faraday effect is identified as the result of microscopic solenoidal currents generated by the electromagnetic wave. In contrast to the better known phenomenological derivation, this microscopic treatment provides important information on the frequency dependence of the inverse Faraday effect.     

基于法拉第磁光效应的电流方向测量研究

为解决法拉第磁光效应测量电流方向问题,利用法拉第效应原理搭建了测量电流方向的实验系统,研究不同方向电流作用下的磁致旋光特性,测量了不同方向的电流与光传播方向、光旋转角度之间的关系,实验结果表明:迎着光观测,出射线偏振光的旋光方向表现为右旋时,相应的电流方向沿光传播方向;当出射线偏振光的旋光方向表现为左旋时,相应的电流方向与光传播方向相反。实验结果与理论相符,对指导设计同时可以测量电流大小和方向的光学电流互感器等法拉第磁光器件具有重要的应用价值。     

磁致旋光效应的发现

介绍了莫里奇尼和赫谢耳探索磁和光相互作用方面的工作,回顾了法拉第发现磁致旋光效应的历程;分析了法拉第捕捉科学前沿与哲学思考相结合的研究特点,以及法拉第在研究工作中的顽强毅力与创新精神.     

半导体激光器混沌法拉第效应控制方法

提出了外腔延时反馈半导体激光器法拉第效应控制下的新激光系统, 构造出两种类型结构光路, 建立了法拉第效应控制下的延时负反馈、延时正反馈激光动力学物理模型, 研究了激光混沌控制与反控制等. 利用法拉第效应原理及磁致旋光性和系统特点, 调节控制光路中的光旋转角度和光延时间可实现双参数控制激光器, 控制激光到双周期、三周期及多周期, 使激光产生拍动等现象, 反控制激光周期到混沌等. 发现了以磁致旋光角分布的激光混沌控制与反控制区域. 并研究了激光混沌控制与周期控制的动态情况, 演示讨论了激光态的转化演变过程等.