[發明專利]一種測量磁光材料光學參數的試驗測量系統裝置及方法

在審

• 申請號: 201710027943.7
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106768900A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 王涵;吳昊;周劍秋
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G01M11/04
• 分類號: G01M11/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 徐激波

技術領域

本發明涉及材料光學參數的試驗系統裝置及方法，是一種針對磁光材料光學參數的試驗測量系統裝置方法，特別能精確定量測量在給定磁場場強大小、給定磁場方向、給定溫度、給定波長(波段)、給定入射角度、給定表面微結構的對磁光材料的光學參數。

背景技術

磁光材料指的是具有磁光效應的光信息功能材料，包括：磁光晶體、磁光玻璃和磁光薄膜。在磁場作用下其原子或離子具有固有磁矩的物質將產生磁感應現象，導致磁矩的有序排列，從而影響光在其內部的傳播特性，稱為磁光效應。磁光效應可以破環材料的量子力學時間反演不變性，表現為非互易性，基爾霍夫定律不再成立。目前磁光效應通常指法拉第效應、科頓-穆頓效應和磁光克爾效應等。磁光材料所具有的非互易性能，在一定波段下具有定向全透射，全吸收，全輻射的特性。因此對于磁光材料相應的進一步研究，有利于推動磁光材料在各領域的應用發展。

發明內容

本發明的目的在于解決現有對研究磁光材料光學性能的具體研究的缺乏，提供一種測量磁光材料光學參數的試驗測量系統裝置及方法，促進磁光材料在各領域的應用發展。

本發明采用的技術方案為：一種測量磁光材料光學參數的試驗測量系統裝置，包括兩個電磁鐵、傅里葉轉換紅外光譜分析儀、兩個光束收集器、兩個偏振分析儀、兩個分光光度計、試樣放置臺、全反射棱鏡、光源發射器和空氣調節器；

所述試樣放置臺安裝有可旋轉的固定裝置，固定裝置上放置有試樣，試樣兩側分別設有電磁鐵，試樣位于電磁鐵所產生的平行磁場中；

所述光源發射器發射探測光束，經過全反射棱鏡射向試樣，經過試樣的透射光束和反射光束分別依次導向分光光度計、偏振分析儀、傅里葉轉換紅外光譜分析儀外接的光束收集器；

上述試驗測量系統裝置均設置在封閉空間內，并通過空氣調節器調節環境溫度，所述傅里葉轉換紅外光譜分析儀的輸出端連接處理計算機。

作為優選，所述電磁鐵為SB-130型雙軛雙調諧可變氣隙電磁鐵，標準極頭磁場范圍0T～2.5T。

作為優選，所述傅里葉轉換紅外光譜分析儀為Nicolet IS10型傅里葉變換紅外光譜儀。

作為優選，所述偏振分析儀為PAX-5710型全波段偏振分析儀。

作為優選，所述分光光度計為LAMBDA950型分光光度計。

一種采用上述裝置的測量磁光材料光學參數的試驗方法，包括以下步驟：

1)首先在試樣放置臺上設有試樣的固定裝置，將試樣放置在固定裝置后，其位于電磁鐵所產生的平行磁場中，電磁鐵自主調節所產生的平行磁場大小，固定裝置可在試樣放置臺上旋轉，選擇磁場方向和被測表面的角度；

2)在試驗開始前將試驗空間進行封閉，利用空氣調節器進行溫度調節，將環境溫度調至預定試驗溫度，定量分析不同溫度下的磁光材料的光學性能；

3)光源發射器首先發射測量所需波長或波段的探測光束，探測光束經過全反射棱鏡射向試樣，探測光束通過全反射棱鏡進行相對于被測表面多角度(0.1°～90°)的角度調整，光源發射器和全反射棱鏡的位置根據入射角度的調整而調整，并具有固定、調節的配套設備；

4)經過試樣的透射光束和反射光束依次導向分光光度計和偏振分析儀，進行光束場強與偏振態分析，所述分光光度計測量不同波長下的光束強度，分析波長與光強度的關系，所述偏振分析儀在寬的波長范圍內進行高精度的測量光束的偏振態；分光光度計和偏振分析儀的位置根據入射角度的調整而調整，并具有固定、調節的配套設備；

5)之后兩束光分別通過光束收集器進入傅里葉轉換紅外光譜分析儀進行數據采集，光束收集器用來接收來自被測材料的反射、透射或輻射光束，其位置根據入射角度的調整而調整，并具有固定、調節的配套設備；

6)傅里葉轉換紅外光譜分析儀的數據輸出至處理計算機進行數據計算處理；所述處理計算機具有相應的數據處理軟件，在測量設備的測量數據輸入后，可進行數據處理，得到(包括但并不僅限于)被測材料的介電常數張量、吸收率、反射率、透射率、偏振態旋轉角度、色散關系等光學參數，可定量分析位于不同方向(極向、橫向、縱向)、不同場強的平行磁場作用下，磁光材料的不同波長、入射角度、溫度、摻雜濃度、表面微結構對磁光材料光學性能的對應關系和非互易性能的對應關系。

有益效果：本發明解決了現有對研究磁光材料光學性能的具體研究的缺乏，提供一種測量磁光材料光學參數的試驗測量系統裝置，促進磁光材料在各領域的應用發展。

附圖說明

圖1為本發明試驗測量系統裝置示意圖；

圖2為本發明試樣放置臺示意圖。