[其他]磁光效應聯(lián)合測試儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000003001
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85103001B
• 公開（公告）日: 1987-12-23
• 發(fā)明（設計）人: 王煜明;孟昭富;夏思科
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明是用于科研、生產檢測和教學的磁光效應聯(lián)合測試儀器。由于使用了半透鏡，并配合對部件的新設計，使本發(fā)明的儀器能夠測量光盤介質等磁光效應材料的純極向柯爾磁光效應偏轉角，并能夠用同一光束同時對試樣測得柯爾磁光效應偏轉角和法拉弟磁光效應偏轉角。這些都對光盤等材料的科學研究和生產檢測非常有用。本發(fā)明配以其他設備，可對試樣進行磁滯回線、居里溫度等的測量?？傊?，本發(fā)明的儀器具有純極向、多功能、使用方便、測試準確等優(yōu)點。

本發(fā)明屬一種科研、生產檢測、教學用儀器。

現(xiàn)有的用于光盤介質及其他具有磁光效應的材料的柯爾磁光效應檢測儀器，不能對法拉弟磁光效應偏轉角進行測定，更不能對同一塊試樣，用相同的光強，同時進行柯爾磁光效應偏轉角和法拉弟磁光效應偏轉角的測量。在進行柯爾磁光效應測試時，光束不是垂直于被測試樣的表面，入射光線與反射光線之間有一小小的角度，所測的不是純極向柯爾磁光效應。這兩點，對理論研究和生產檢測是十分不利的。（見Journal of Magnetism and MagneticMarterials.35（1983）P183-191，由Y.SAKURAI and K.ONISHI發(fā)表的文章）而且，測試設備中的磁場由亥姆霍茲線圈產生，不僅磁場弱，而且變化范圍小。光源是用分光計分光，因而波長不能嚴格單色。

本發(fā)明的目的，就是為了克服上述缺點，制造能夠測純極向柯爾磁光效應，并能用同一光束同時測量柯爾磁光效應偏轉角和法拉弟磁光效應偏轉角，以利于磁光效應的理論研究和磁光盤的生產檢測。

磁光效應聯(lián)合測試儀的原理如圖1所示。圖1中，1為光源;2為起偏鏡;3為半透鏡;4為電磁鐵;5為試樣架;6為S極小孔;7為N極小孔;A、a為檢偏鏡;B、b為讀數(shù)盤;E、e為軸心小孔;D、d為光強檢測系統(tǒng)。圖中畫有箭頭的直線段為光路。

儀器的各部分組成敘述如下：

光源1最好是氦氖激光器，功率大于2毫瓦。起偏鏡2是偏振片，也可以是尼科爾棱鏡。半透鏡3放置方位與入射光線成45°角。當光線照射時，有約一半的光強被其反射，約一半的光強透射。電磁鐵4可使用吉林大學科教儀器廠生產的EM-5型電磁鐵，外加直流電源供電。試樣架5用來放置被檢測的試樣，試樣架的設計應使試樣的測試表面與入射光線垂直。S極小孔6和N極小孔7，分別在電磁鐵4的極靴中間，直徑約6毫米。讀數(shù)盤B、b為圓盤形，圓盤邊緣刻度，配合游標，使讀數(shù)盤能讀出1分的角度，亦可用其他機構提高讀數(shù)的精度;讀數(shù)盤B、b與光路垂直安裝，并可繞與光路重合的軸旋轉，軸中心開有軸心小孔E、e，以使光線通過。檢偏鏡A、a分別與讀數(shù)盤B、b固定成一體。光強檢測系統(tǒng)D、d分別包括有光電倍增管、靈敏檢流計、高壓電源;其中檢流計可使用AC15型直流復射式檢流計，光電倍增管由高壓電源供電，電壓范圍在800-1300伏特。兩個光強檢測系統(tǒng)D和d，共用一個高壓電源，還可共用一個檢流計，配合換向開關進行控制。半透鏡3、電磁鐵4、試樣架5、讀數(shù)盤B和b、光強檢測系統(tǒng)D和d的光電倍增管，分別用支架安放在一條軌道上，以便于調節(jié)對光。儀器的所有組成部分調節(jié)后固定，安裝在機殼內，機殼上裝有各電源的開關、調節(jié)旋鈕以及放置試樣的窗口。生產時，可本著方便操作，結構緊湊進行儀器的結構和外表設計。

由光源1發(fā)出的光束經(jīng)起偏鏡2后，變?yōu)槠矫嫫窆?。再?jīng)半透鏡3反射，使偏振光穿過S極小孔6，垂直照射在被測試樣表面上。經(jīng)被測試樣反射的偏振光，透過半透鏡3，經(jīng)過檢偏鏡A和讀數(shù)盤B的軸心小孔E，照射在光強檢測系統(tǒng)D的光電倍增管上。在不加磁場時，旋轉讀數(shù)盤B，亦即旋轉了檢偏鏡A，使光電倍增管接受的光強最弱（通過靈敏流計檢驗），記下此時讀數(shù)盤的刻度。加磁場時，旋轉讀數(shù)盤B，當光電倍增管接受的光強再次最弱，記下讀數(shù)盤又一個刻度。兩個刻度之差即為被測試樣的純極向柯爾磁光效應偏轉角。由于半透鏡3的使用，在光路上沒有任何部件遮擋光束，可使試樣的入射光線和反射光線重合，達到測量純極向柯爾磁光效應的目的。同樣，經(jīng)半透鏡3反射的光線，通過S極小孔6照射在被測試樣上，經(jīng)試樣透射后可以由光強檢測系統(tǒng)d所接收，用同樣的步驟，測出試樣的法拉弟磁光效應偏轉角。這樣，同一臺儀器，用同一束光線，同時測得兩個磁光效應的偏轉角，這種聯(lián)合使用對理論研究和生產檢測是有重大意義的。

本發(fā)明由于采用了半透鏡3，配合電磁鐵上的S極小孔6、N極小孔7，使得偏振光垂直試樣表面反射和透射，從而作到了純極向柯爾磁光效應的檢測，作到了用同一光束對柯爾磁光效應和法拉弟磁光效應的聯(lián)合檢測。由于電磁鐵代替亥姆霍茲線圈，克服了磁場弱和變化范圍小的弱點。由于用激光光源代替分光計分光，使光束保持嚴格單色。本發(fā)明也可以用白色光源通過分光計分光代替氦氖激光器，能進行純極向柯爾磁光效應譜的測試;配以霍爾探頭及X-Y記錄儀，能進行磁光介質材料的磁滯回線測試;配以專用電爐，能進行居里溫度、補償溫度的測量，等等。發(fā)明人曾用本發(fā)明設備對GdFe非晶薄膜進行了測試，測得極向柯爾磁光效應偏轉角為21分?？傊?，本發(fā)明的磁光效應聯(lián)合測試儀具有多功能、純極向、使用方便、測試準確等優(yōu)點，是光盤介質及其他磁光效應材料的科學研究與生產檢測的必備儀器，也是高等學校近代物理實驗教學的適用儀器。