[發明專利]利用磁光材料測量空間磁場的裝置及方法

在審

• 申請號: 201710221691.1
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN107102275A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 姚曉天;王來龍;尉長江;欽明亮
• 申請（專利權）人: 河北大學;北京高光科技有限公司
• 主分類號: G01R33/032
• 分類號: G01R33/032;G01R33/00
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司13112
• 代理人: 胡素梅,胡澎

1.一種利用磁光材料測量空間磁場的方法，其特征是，包括如下步驟：

a、將第一磁光材料、第二磁光材料和第三磁光材料放置在待測磁場中，且三個磁光材料的相對位置固定不變；三個磁光材料內通光方向兩兩之間均保持一個大于0°小于180°的角度，且三個磁光材料內的通光方向不在同一平面上；

b、設置光源；使光源發出的光轉變為三束偏振光，分別為第一偏振光、第二偏振光和第三偏振光；使第一偏振光通過第一磁光材料，使第二偏振光通過第二磁光材料，使第三偏振光通光第三磁光材料；

c、測量第一偏振光通過第一磁光材料后光束偏振方向發生偏轉的第一偏轉角β_a，測量第二偏振光通過第二磁光材料后光束偏振方向發生偏轉的第二偏轉角β_b，測量第三偏振光通過第三磁光材料后光束偏振方向發生偏轉的第三偏轉角β_c；

d、根據三個偏轉角計算出待測磁場的磁感應強度和方向。

2.根據權利要求1所述的利用磁光材料測量空間磁場的方法，其特征是，步驟d中計算磁感應強度和方向的公式如下：

B=Bx2+By2+Bz2]]>

θB=arccosBzB]]>

上面三個公式中，B為待測磁場的磁感應強度，B_x為磁感應強度B在x-y-z三維直角坐標系中x軸方向的分量，B_y為磁感應強度B在y軸方向的分量，B_z為磁感應強度B在z軸方向的分量；為待測磁場在x-y平面的投影與x軸方向的夾角，θ_B為待測磁場與z軸方向的夾角；

B_x、B_y和B_z的計算公式如下：

Bx=βaVaDa]]>

By=βbVbDb-cosωabβaVaDasinωab]]>

Bz=(sinωab)2βcVcDc+(cosωcacosωab-cosωbc)βbVbDb+(cosωabcosωbc-cosωca)βaVaDa|sinωab|(sinωab)2-(cosωbc)2-(cosωca)2+2cosωabcosωbccosωca]]>

上述B_x、B_y和B_z的計算公式中，V_a為第一磁光材料的維爾德系數，V_b為第二磁光材料的維爾德系數，V_c為第三磁光材料的維爾德系數，D_a為第一磁光材料的長度，D_b為第二磁光材料的長度，D_c為第三磁光材料的長度，ω_ab為第一磁光材料與第二磁光材料之間的夾角，ω_bc為第二磁光材料與第三磁光材料之間的夾角，ω_ca為第三磁光材料與第一磁光材料之間的夾角；且第一磁光材料的擺放方向與x軸方向一致，第二磁光材料位于x-y平面內。