磁性颗粒膜法拉第转角的研究

在外磁场作用下,复合介质的法拉第磁光效应依赖于颗粒膜电介质张量。而复合介质的电介质张量的计算相当复杂。运用了有效介质近似理论,利用非均匀复合介质的有效电场等于单个颗粒中局域场的平均值的自恰条件,由电介质张量εe方程及自洽条件导出了计算磁性颗粒膜系统磁光法拉第转角的解析公式。并应用导出的关系,以Cu金属颗粒为例,讨论了颗粒膜中金属颗粒含量及对应的基质、离子浓度、颗粒形状对法拉第转角的影响,结果表明,利用有效介质近似理论计算的结果与实验结果一致。     

新型磁光调制器

介绍一种新型结构的磁光调制器。这种磁光调制器的显著优点是减小了磁光材料的温升, 从而减小了因温度效应引起的测量偏移。偏振角测量的实验表明, 其分辨力可达3.3×10- 7rad, 长期稳定性偏差为1.7×10- 6 rad     

磁光Bragg衍射中的相位失配分析

给出了任意倾斜偏置磁场作用下相位失配时微波静磁波与导波光的磁光耦合方程，分析了相位失配对导波光衍射效率及其衍射方向的影响.计算了YIG薄膜波导中静磁反向体波与导波光非共线作用的Bragg衍射效率, 传统磁化时计算结果与实验结果一致.计算表明，与传统磁化情形相比，适当的偏斜磁场可使导波光衍射效率提高6dB以上；当导波光入射角保持不变时，由磁场方向改变引起的相位失配对衍射效率的影响不大.因此，优化偏置磁场方向是改善磁光Bragg器件衍射性能、提高磁光带宽的有效方法. 关键词： 磁光效应 Bragg衍射 静磁波     

掺Pb,Ga对Ce:YIG晶体磁光性能的影响

研究了掺Pb,Ga对Ce:YIG晶体的晶场、交换作用和磁光Faraday效应的影响.当Ga³⁺离子取代量为12%时，交换作用有效场减少51%，导致Ce³⁺离子最低两个能级的占有概率之差减少49%.Ga³⁺离子取代，同时影响分子场和晶场；而Pb²⁺离子的取代，只影响晶体场，对分子场的影响甚微.掺杂对稀土石榴石晶体的磁光性能有较大影响. 关键词： PbGaCe:YIG晶体 晶场 超交换作用 磁光效应     

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。     

磁旋光增强效应与旋光增强器特性分析

根据法拉第磁光效应的非互易性,分析了旋光反射腔的光强输出特性,表明这种反射腔具有旋光增强效应.在此基础上提出了用于检测微小旋转角的旋光增强法,并对旋光增强器的特性进行了理论分析和仿真计算.给出了测量灵敏度随器件反射率、样品吸收因素及一次旋光角变化的关系,讨论了角度测量工作点、测量范围以及相对灵敏度理论极限问题.旋光增强器有望应用于微流控系统的旋光检测以及实现磁旋光仪器的小型化和微型化. 关键词： 法拉第磁光效应 磁旋光增强 微小旋光角检测 微流控系统     

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。     

第2届全国大学生物理实验竞赛试题的解答与考试评析

第2届全国大学生物理实验竞赛中的基础性试题为"利用转动定律测量质量及切变模量"和"测量康铜丝的杨氏模量和泊松比"两道题,综合性、研究性试题为"磁光效应的研究"和"磁流体性质的研究"两道题.本文介绍竞赛试题的实验内容、实验原理及部分答案,并对参赛学生的实验考试结果进行评析.     

一种新型的基于磁性液体的光纤Sagnac磁场传感器

提出一种使用磁性液体的新型光纤Sagnac磁场传感器.磁性液体具有磁致可变双折射效应和二向色性,在外加磁场作用下,液体中的磁性纳米粒子沿磁场方向结链规则排列,形成各向异性.将其制成液体薄膜,放入具有一段保偏光纤的Sagnac环中,使光纤Saganc干涉仪的正弦形状干涉光谱可随外磁场变化.光纤中传输光垂直经过磁性液体薄膜...     

高非线性光纤中四波混频的磁控机理研究

将磁光效应和光纤非线性效应作为微扰,采用导波光耦合理论分析了高非线性光纤中导波光发生磁光四波混频的机理;实验测试了磁场对四波混频偏振依赖性的影响,理论分析与实验结果符合.研究表明,当输入的探测光和抽运光为相互正交的线偏振光时,四波混频的磁控效果最为明显,输出的闲频光功率随磁光耦合系数振荡变化,施加适当的外加磁场可使四波混频效率得到进一步提高.选择适当费尔德常数的光纤材料,利用磁光效应对四波混频偏振依赖性的影响,可实现不同范围的磁场测量.