自然旋光与法拉第效应的实验研究

2017-09-21
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文章简介：从图 4可以发现:法拉第效应偏转角正比于电流强度,同时磁场强度正比于电流强度,即偏转角正比于磁场强度,与理论吻合.如果反过来测量出磁光晶体长

从图 4可以发现:法拉第效应偏转角正比于电流强度,同时磁场强度正比于电流强度,即偏转角正比于磁场强度,与理论吻合。如果反过来测量出磁光晶体长度、直流励磁线圈产生的磁场强度以及偏转角,即可利用理论公式计算出晶体的维尔德常数,从而确定该晶体种类。

直流励磁法通过观察光强读数确定偏转角,操作简单,但光强示数随电流变化不灵敏,测量精度不高,其偏转角与电流的线性度不高;交流调制法通过倍频信号确定偏转角,电流的微弱变化就能引起波形变化,测量结果比较精确,但光路复杂,操作繁琐。

保持入射光方向不变,通过改变励磁电流的极性实现磁场方向的变化。当励磁极性为“ ”时,光的传播方向与磁场方向相同,顺着磁场方向观察,偏振面顺时针偏转;改变励磁极性,则光的传播方向与磁场方向相反,顺着磁场方向观察偏振面逆时针偏转。可以发现,法拉第效应的偏转方向与磁场方向有关。

(2)对于直流励磁铽玻璃,迎着光的方向来看,偏转面旋转方向由右旋变左旋,即法拉第效应的偏转方向与光的传播方向无关。利用这一特性可以使光波在两反射镜之间多次传播以增强磁光效应。

θ与物质的厚度l和物质的浓度c成正比,即θ=αcl,其比例系数α

自然旋光和法拉第效应的区别主要体现在偏转角、色散和旋光方向三个方面。自然旋光与法拉第效应的偏转角都与晶体本身的参数有关,且比例系数与环境温度、入射光波频率(或波长)等有关。自然旋光的偏转方向与光的传播方向和晶体本身的内部结构有关,对于同一材料制成的晶片,自然旋光的方向往往同时具备左旋和右旋特性,例如石英有左旋石英和右旋石英,但旋光本领相同;而法拉第效应偏转角正比于外加磁场强度的大小,其偏转角旋光方向与磁场方向有关,与光传播方向无关,即只要磁场方向不变,无论入射光还是反射光,其旋转角都朝一个方向旋转。