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基于法拉第旋光效应的微弱磁场测量系统
1
作者 高锌 张茗轲 +7 位作者 周鑫硕 马延桉 孙铭瑶 邢舰元 刘嘉栋 左斌 张勇 王婧姝 《物理实验》 2025年第10期54-61,共8页
针对传统高精度弱磁测量系统体积庞大和成本高的不足,基于法拉第旋光效应设计了便携式微弱磁场测量系统.该系统利用线偏振光在磁光介质中的偏振面旋转角度与磁感应强度的线性关系,结合高精度编码器与光电探测技术,实现了对微弱磁场的实... 针对传统高精度弱磁测量系统体积庞大和成本高的不足,基于法拉第旋光效应设计了便携式微弱磁场测量系统.该系统利用线偏振光在磁光介质中的偏振面旋转角度与磁感应强度的线性关系,结合高精度编码器与光电探测技术,实现了对微弱磁场的实时精准测量.通过构建梯度电流激励的螺线管标定平台,验证了该系统在10~1000μT区间内的良好线性度,最小分辨率达到10μT.测量系统具有体积小、功耗低、温度稳定性强的优点,适用于长距离分布式多点测量场景. 展开更多
关键词 法拉第旋光效应 微弱磁场 便携式
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基于锁相放大器的微弱磁场测量系统
2
作者 黄臻成 李菁彤 +1 位作者 林煜森 唐健 《物理实验》 2025年第5期13-20,共8页
介绍了基于锁相放大器和硅光电倍增器(SiPM)提升灵敏度的磁光调制磁场测量方案,搭建了基于磁光效应的微弱磁场测量系统,依靠待测磁场内放置的旋光晶体,测量旋光晶体后的弱偏振光振荡信号,结合锁相放大器提取SiPM待测信号.实验表明:该装... 介绍了基于锁相放大器和硅光电倍增器(SiPM)提升灵敏度的磁光调制磁场测量方案,搭建了基于磁光效应的微弱磁场测量系统,依靠待测磁场内放置的旋光晶体,测量旋光晶体后的弱偏振光振荡信号,结合锁相放大器提取SiPM待测信号.实验表明:该装置在磁场强度为0~4mT范围内,测量精度可达10μT.该装置为宽动态、强干扰环境下的磁场测量提供了可行方案,并为磁致旋光效应的教学和展示提供了示范. 展开更多
关键词 微弱磁场 磁致旋光效应 锁相放大器 旋光晶体 SIPM
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基于磁致旋光增强效应的Verdet常数自动化测量装置设计
3
作者 徐红昌 王晓杰 《物理与工程》 2025年第4期192-197,共6页
磁致旋光效应相关实验是研究光与物质相互作用的重要实验之一。本文利用单片机和磁致旋光增强效应设计了一种自动化的磁光材料Verdet常数测量装置,通过引入反射腔实现磁致旋光增强效应,并利用Arduino、光电二极管、按键模块、键盘模块和... 磁致旋光效应相关实验是研究光与物质相互作用的重要实验之一。本文利用单片机和磁致旋光增强效应设计了一种自动化的磁光材料Verdet常数测量装置,通过引入反射腔实现磁致旋光增强效应,并利用Arduino、光电二极管、按键模块、键盘模块和LCD液晶屏等实现了实验数据的采集。通过移动平均和牛顿迭代法实现了数据处理。使用该装置测量不同磁场强度下磁光玻璃的Verdet常数,结果证明测量精度较高。该装置融合了磁光学和电子信息技术等领域的内容,能够激发学生学习兴趣、培养学生动手能力。 展开更多
关键词 ARDUINO 反射腔 磁致旋光效应 Verdet常数
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沿光轴通光的LiNbO_3的横向电光调制特性 被引量：12
4
作者 李克武 王志斌 +2 位作者 张瑞 王国梁 王耀利 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1227-1232,共6页
为了克服现有电光器件的缺陷,选取晶体生长工艺成熟、价格低廉、折射率及电光系数较大的LiNbO3作为电光晶体材料,研究了沿其光轴方向通光的横向电光效应。加工制作了x切、(xzl)45°切和y切3种不同切型的横向电光调制器,并对他们的... 为了克服现有电光器件的缺陷,选取晶体生长工艺成熟、价格低廉、折射率及电光系数较大的LiNbO3作为电光晶体材料,研究了沿其光轴方向通光的横向电光效应。加工制作了x切、(xzl)45°切和y切3种不同切型的横向电光调制器,并对他们的调制性能做了实验分析。研究结果表明,沿LiNbO3光轴方向通光的横向电光调制有相同的电光参量,折射率感应主轴的位置与电场方向有关;3种不同切型的横向体电光调制器的零场泄露均很小,静态消光比均优于1 000∶1,半波电压实测值与理论值的相对误差不超过1.7%;相同调制电压下,它们的调制深度相同,且调制性能稳定。该项研究可为该类电光调制器件的设计和应用提供参考,拓展它们在光通信和光学测量领域的应用。 展开更多
关键词 铌酸锂 电光晶体 电光调制器 横向电光调制 晶体切型 半波电压 调制深度
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磁光调制的模拟与特性分析 被引量：9
5
作者 李永安 李小俊 +3 位作者 李书婷 李小牛 汪源源 白晋涛 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期719-723,共5页
目的对正弦波、三角波、锯齿波和方波磁光调制的调制特性进行分析。方法结合利萨如图形法对磁光调制进行计算机模拟。结果根据模拟得到的输出波形和利萨如图形,分析了这4种磁光调制的有关特性。结论方波磁光调制具有较大的应用潜力。
关键词 磁光调制 模拟 正弦波 三角波 锯齿波 方波
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利用电光效应实现方位信息传递的理论与误差分析 被引量：7
6
作者 王文倩 吕福云 +5 位作者 盛秋琴 郭文刚 罗绍钧 范宇 李春蕾 陈凯 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期603-606,共4页
本文设计了一种利用晶体的线性电光效应获取发射和接收两部分装置间相对转动的方位信息的光学系统。推导了出射的o光和e光的强度差与发射、接收两部分相对转角之间的关系,并对可能出现的误差进行了分析。
关键词 电光效应 方位信息 偏振分光 误差 铌酸锂晶体 光学装置
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正弦波与方波磁光调制的比较分析 被引量：13
7
作者 李永安 李小俊 白晋涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第B06期192-197,共6页
基于正弦波磁光调制原理,同时利用利萨如图形方法,对正弦波磁光调制和方波磁光调制进行了计算机模拟.模拟结果表明,正弦波磁光调制具有磁光调制原理所描述的基本特性,并且其偏振角度检测准确度可达到0.001°;而方波磁光调制具有更... 基于正弦波磁光调制原理,同时利用利萨如图形方法,对正弦波磁光调制和方波磁光调制进行了计算机模拟.模拟结果表明,正弦波磁光调制具有磁光调制原理所描述的基本特性,并且其偏振角度检测准确度可达到0.001°;而方波磁光调制具有更好的应用特性,不存在波形失真问题,其θr0取值不受小角度条件的限制,其偏振角度检测准确度可高于0.001°.对两种磁光调制进行的时比性实验研究,进一步支持了以上结论,表明方波磁光调制无论用于信号调制或用于偏振角度检测都具有独特的优势.另外,在实验中发现了两种磁光调制的限幅效应,并时其形成的原因进行了初步分析. 展开更多
关键词 物理光学 磁光调制 模拟 实验 正弦波 方波
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基于P-OTDR分布式光纤传感中信息提取的研究 被引量：19
8
作者 董贤子 吴重庆 +1 位作者 付松年 何娜 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 2003年第6期106-110,共5页
在介绍了P＿OTDR分布式传感基本原理的基础上,深入研究了从测得的背向散射信号中提取出偏振态演化信息的方法.通过数字平均和解卷积提高了信号的信噪比和系统分辨率,为P＿OTDR分布式光纤传感系统的实用化提供了一定的基础.
关键词 应用光学 光纤传感 分布式 瑞利散射 光纤双折射 偏振态
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磁场中强耦合表面极化子的性质 被引量：18
9
作者 肖玮 孙宝权 肖景林 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期244-248,共5页
本文研究磁场中强耦合表面极化子的性质，采用线性组合算符法导出表面极化子的基态能量和振动频率．对ＡｇＣｌ和ＫＣｌ晶体进行了数值计算。结果表明，磁场中强耦合表面极化子的振动频率随磁场的增加而增大，基态能量随磁场的增加而减少．
关键词 强耦合 表面极化子 基态能量 振动频率
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电光晶体研究进展 被引量：11
10
作者 王继扬 郭永解 +1 位作者 李静 张怀金 《中国材料进展》 CAS CSCD 2010年第10期49-58,共10页
电光效应就是晶体折射率随外加电场而发生变化的现象。这种效应在光调制领域中有广泛的应用,可以制作激光器件,如高速电光开关、电光偏转器等。介绍了电光晶体的类型,以及电光晶体的研究现状和发展趋势。比较详细地介绍了偏硼酸钡晶体(1... 电光效应就是晶体折射率随外加电场而发生变化的现象。这种效应在光调制领域中有广泛的应用,可以制作激光器件,如高速电光开关、电光偏转器等。介绍了电光晶体的类型,以及电光晶体的研究现状和发展趋势。比较详细地介绍了偏硼酸钡晶体(1985年由我国科学家发现的第一个"中国牌"晶体)、磷酸钛氧钾和磷酸钛氧铷晶体、硅酸镓镧晶体等的特性和应用。最后提出了有关电光晶体研究的建议和展望,指出,必须从理论和实际两个方面来开展对电光晶体的研究,争取有所突破。 展开更多
关键词 电光效应 晶体 电光开关 偏转器
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电光调制晶体半波电压倍频测量方法的讨论 被引量：18
11
作者 郭明磊 韩新风 章毛连 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期105-109,共5页
在电光调制晶体的半波电压倍频法测量中,基于晶体电光效应分析了不同偏压下输出信号与调制信号之间的线性与倍频关系,并利用计算机模拟分析了调制信号的调制幅度对倍频信号的影响,分析结果表明倍频信号受高阶谐波分量的干扰产生波形畸变... 在电光调制晶体的半波电压倍频法测量中,基于晶体电光效应分析了不同偏压下输出信号与调制信号之间的线性与倍频关系,并利用计算机模拟分析了调制信号的调制幅度对倍频信号的影响,分析结果表明倍频信号受高阶谐波分量的干扰产生波形畸变,不利于晶体半波电压的倍频法测量。提出利用李萨如图形的对称性来确定电光调制的倍频位置,克服了调制幅度波形畸变问题的干扰。通过对半波电压不同测量方法的实验测量和对比分析,说明该方法可操作性好,测量精确度也比直接观察倍频信号输出波形要高。 展开更多
关键词 电光调制 半波电压 倍频法
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法拉第磁光效应在可视化涡流检测中的应用 被引量：4
12
作者 程玉华 周肇飞 +1 位作者 蔡鹏 尹伯彪 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期22-24,28,共4页
为了实现对亚表面下细小缺陷的检测，采用了法拉第磁光效应和电涡流效应相结合的方法。用间歇式脉冲信号去激励线圈，使靠近该线圈的受检金属试件中产生涡流效应，磁光薄膜在该涡流磁场的作用下产生磁光效应，使经过的线偏振光的偏振方... 为了实现对亚表面下细小缺陷的检测，采用了法拉第磁光效应和电涡流效应相结合的方法。用间歇式脉冲信号去激励线圈，使靠近该线圈的受检金属试件中产生涡流效应，磁光薄膜在该涡流磁场的作用下产生磁光效应，使经过的线偏振光的偏振方向发生偏转，包含了缺陷信息的光线经偏振分光镜反射后可以被CCD接收，从而就可以检测到亚表面下细小缺陷。试验结果表明，磁光涡流显微成像方法是一种现实、可行的无损检测方法。 展开更多
关键词 激光技术 法拉第磁光效应 涡流效应 细小缺陷 可视化 无损检测
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法拉第效应一体化教学实验装置的研制 被引量：5
13
作者 刘先昆 纪圣谋 +2 位作者 潘红兵 张骏 徐健健 《实验技术与管理》 CAS 2003年第1期16-19,共4页
本文介绍法拉第效应一体化实验装置,集成了实验需要的分立装置,并对其结构功能进行优化组合,既保证主要参数性能,又缩小体积,精简次要操作步骤.做到测量准确、操作清晰快捷,降低了实验装置成本.
关键词 法拉第效应 一体化 锁定放大 光电转换
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光波p分量在单轴晶体表面反射和折射的相位特性 被引量：3
14
作者 万玲玉 谷巍 +1 位作者 班卫华 刘立人 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1481-1486,共6页
根据单轴晶体的双折射和双反射性质,通过数值计算研究了光轴在入射面内并与晶体界面成任意角时光波p分量在单轴晶体表面反射和折射的相位特性.结果表明,光轴取向对相位变化有较大影响,光从光疏各向同性介质射入单轴晶体时,光轴方向改变... 根据单轴晶体的双折射和双反射性质,通过数值计算研究了光轴在入射面内并与晶体界面成任意角时光波p分量在单轴晶体表面反射和折射的相位特性.结果表明,光轴取向对相位变化有较大影响,光从光疏各向同性介质射入单轴晶体时,光轴方向改变反射光p分量的相位突变点,但对折射光p分量相位无影响.光从光密各向同性介质射入单轴晶体未发生全反射时,光轴方向同时影响p分量反射光和折射光的相位突变;发生全反射后,光轴方向影响反射光p分量的相位变化曲线.从单轴晶体出射到光疏各向同性介质未发生全反射时,光轴方向改变反射光p分量的相位跃变规律,折射光p分量在光轴方向和晶面成小角度时在布儒斯特角附近发生相位突变;发生全反射后,反射光p分量的相位变化曲线随光轴方向的改变发生较大变化. 展开更多
关键词 物理光学 单轴晶体 反射 折射 相位特性
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非线性光子晶体的单向透射性 被引量：5
15
作者 王维江 肖万能 周金运 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期439-443,共5页
利用非线性时域有限差分方法(FDTD)对光从某些一维缺陷层掺杂克尔非线性介质的四分之一波长光子晶体的正反两个不同方向入射时对应的一般透射特性进行了数值分析.计算表明:一定频率范围及一定光强范围的光从非线性光子晶体的正向入射时... 利用非线性时域有限差分方法(FDTD)对光从某些一维缺陷层掺杂克尔非线性介质的四分之一波长光子晶体的正反两个不同方向入射时对应的一般透射特性进行了数值分析.计算表明:一定频率范围及一定光强范围的光从非线性光子晶体的正向入射时,透射率是其从非线性光子晶体相反方向入射时的数倍,具有单向透射性,表现为全光二极管的行为.进一步对交替介质层由空气和金红石(Ti O2)组成而非线性缺陷层由聚合物(polydiacetykene 9-BCMU)组成的光子晶体模型的透射特性进行了数值分析.在某一频率和强度附近,该模型的正向透射率是反向的6倍左右,表明其可作为一种全光二极管使用. 展开更多
关键词 非线性光子晶体 单向透射性 全光二极管 双稳态回线
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磁光晶体磁致偏振特性测试实验系统 被引量：5
16
作者 王吉明 吴福全 +2 位作者 封太忠 孔伟金 赵培涛 《曲阜师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第3期51-53,共3页
搭建了磁光晶体的磁致偏振特性测试系统 ,此系统可在连续可调磁场下 (0～ 1 .5T)对磁光晶体的磁致偏振特性进行测试 .本文给出了改进实验系统的方法 。
关键词 磁光晶体 偏振 可调磁场
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基于ABCD矩阵的Z-扫描理论 被引量：3
17
作者 王超 李渭龙 +3 位作者 唐轶凡 任兆玉 张崇辉 白晋涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期444-447,共4页
基于光学系统对傍轴激光束的传输与变换技术—ABCD定理,以非线性相移为研究对象,采用表征高斯光束特征的q参量在光束无像散近似假设下,分析了Z-扫描测量方法的理论基础,得到了表达简单的解析理论公式.在非线性相移|ΔΦ0| <πrad时,... 基于光学系统对傍轴激光束的传输与变换技术—ABCD定理,以非线性相移为研究对象,采用表征高斯光束特征的q参量在光束无像散近似假设下,分析了Z-扫描测量方法的理论基础,得到了表达简单的解析理论公式.在非线性相移|ΔΦ0| <πrad时,所得模拟结果可以很好地与已知理论结果相吻合.对CS2和纳米碳管乙醇溶液的非线性测量及数据的拟合,证明了用此结论进行数据分析的简洁性和优越性. 展开更多
关键词 三阶非线性极化率 ABCD定理 q参量
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光纤偏振态检测方法的研究 被引量：9
18
作者 刘海涛 吴重庆 +1 位作者 董晖 傅松年 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 2003年第3期58-62,共5页
在光纤干涉仪和偏振模色散检测过程中,偏振态的检测是十分重要的.本文给出了两种用1/4波片和检偏器检测光纤输出光偏振态的方法和原理,并进行了实验验证.
关键词 偏振态 偏振态测量 偏振模色散
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基于双面金属波导的纳米磁流体磁调制 被引量：3
19
作者 袁文 郭琴 +1 位作者 肖平平 桑明煌 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期254-257,共4页
设计了一种双面金属包覆波导,其中作为样品室的导波层厚度达到毫米量级.在波导腔体中注入浓度为0.15%的水基四氧化三铁纳米磁流体,采用波长为860 nm的红外激光束小角度(小于5°)入射到该波导金属耦合层上,以激发波导中的超高阶导模... 设计了一种双面金属包覆波导,其中作为样品室的导波层厚度达到毫米量级.在波导腔体中注入浓度为0.15%的水基四氧化三铁纳米磁流体,采用波长为860 nm的红外激光束小角度(小于5°)入射到该波导金属耦合层上,以激发波导中的超高阶导模,使纳米磁流体处于光波导的振荡场中.根据超高阶导模的高灵敏特性,对磁流体施加10 mT的调制磁场,检测到纳米磁流体的磁光信号上升和下降时间为2 ms. 展开更多
关键词 导波光学 双面金属波导 纳米磁流体 磁调制
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利用单块硅酸铋晶体同时测量交流电压和电流 被引量：9
20
作者 李长胜 曾张 何小玲 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期3036-3041,共6页
设计并实验实现了利用单块硅酸铋(Bi12SiO20,BSO)晶体同时测量交流电压和电流的传感方案,其光学传感单元仅由起偏器、BSO晶体和检偏器组成。BSO晶体兼有Pockels电光效应和Faraday磁光效应,在起偏器和检偏器的主透光方向互相平行或互相... 设计并实验实现了利用单块硅酸铋(Bi12SiO20,BSO)晶体同时测量交流电压和电流的传感方案,其光学传感单元仅由起偏器、BSO晶体和检偏器组成。BSO晶体兼有Pockels电光效应和Faraday磁光效应,在起偏器和检偏器的主透光方向互相平行或互相垂直的情况下,输出光信号中同时包含被测电压和电流传感信号,其中电压传感信号为被测电压的倍频信号,而电流传感信号则与被测电流同频率,因而可以利用电子滤波器从光电检测信号中分离出电压与电流传感信号,从而实现电压和电流的同时测量。利用一块尺寸为6.0×4.0×2.9mm3的BSO晶体,实验实现了6A、200V范围内工频电流与电压的同时测量。 展开更多
关键词 光学传感器 电压和电流同时测量 电光效应 磁光效应 硅酸铋晶体
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